JPH042836B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、弁体の切換位置を自己保持するため
の自己保持機構を内蔵したポペツト形３ポート方
向制御弁に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、方向制御弁は、スプールシール方式の
ものとポペツトシール方式のものとに大別される
が、スプールシール方式のものと比べてポペツト
シール方式のものは、 ａ 流路の切換えに必要なストロークが小さい。

ｂ 押え荷重によりシール面を弁座に圧接させて
シールを行うので、シールが確実である。

ｃ 摺動部分がないため、摺動抵抗等による動作
不良を生じない。

等の利点があり、勝れた安定性を得ることができ
る。

しかしながら、上記ポペツトシール方式の方向
制御弁は、弁体に電気信号（電磁弁の場合）や流
体圧信号（流体圧作動弁の場合）により発生する
押え荷重を作用させてシールを行うようにしてい
るために、停電や故障などで押え荷重が解除され
ると、シール状態も解除され、これに接続した機
器が不必要に動いてしまうという問題がある。

そこで、このような問題を解決する方向制御弁
として、第４図に示すような、自己保持機能を持
つポペツト形の５ポート弁が提案されている。

第４図に示す５ポート弁は、主弁体１の両側の
受圧室２，３をそれぞれ電磁弁４，５を介して供
給ポート６に接続し、これらの電磁弁で受圧室
２，３にパイロツト流体を交互に給排することに
よつて主弁体１を駆動するもので、この５ポート
弁は、主弁体１の切換位置において常に主弁体１
に供給ポートからの供給流体圧が作用しているの
で、主弁体の受圧面積差によつて主弁体を自己保
持することができるが、主弁体の一方のみに供給
流体圧が作用している３ポート弁の場合には、受
圧面積差を利用して主弁体を自己保持することが
できないという問題がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、ポペツト形の主弁体の受圧面積差や
供給流体圧の大小とは関係なしに、主弁体を安定
的に自己保持することができる自己保持機構を内
蔵したポペツト形３ポート方向制御弁を得ること
を、解決しようとする問題点とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために、本発明において
は、供給ポート、出力ポート及び排出ポートを備
えた主弁部の弁本体内に、上記出力ポートと供給
ポート及び排出ポート間の流路を切換えるポペツ
ト形の主弁体を設け、該主弁体を、その両側に配
設したパイロツト部へのパイロツト流体の給排に
より駆動してポート間の流路を切換えるポペツト
形３ポート方向制御弁において、上記ポペツト形
の主弁体とパイロツト部との間に、相互間の距離
を上記主弁体のストロークより若干大きくした一
対の係止部を有するロツド、該一対の係止部に係
止してその位置を保持する係止部材及び上記ロツ
ドと主弁体間のオーバートラベルスプリングを備
えた自己保持機構を内蔵させている。

［作用］ 一方のパイロツト部にパイロツト流体を供給し
て他方のパイロツト部にパイロツト流体を排出す
ると、パイロツト流体供給側のロツドが係止部材
による係止部の係止を解除して係止部材が次位の
係止部に係止する位置に摺動し、これによつてポ
ペツト形の主弁体はポート間の連通を切換え、排
出側のロツドも係止部材が次位の係止部に係止す
る位置に摺動する。この場合、一対の係止部間の
距離が主弁体のストロークより若干大きいので、
パイロツト流体供給側の自己保持機構のオーバー
トラベルスプリングが圧縮されるとともに、パイ
ロツト流体排出側の自己保持機構のオーバートラ
ベルスプリングが伸長し、係止部材の次位の係止
部への係止によつてこの状態が保持される。

したがつて、主弁体は、供給側と排出側のオー
バートラベルスプリングの付勢力の差によつて切
換位置に押圧されるので、パイロツト流体圧が低
下または喪失しても切換位置を自己保持してい
る。

パイロツト部へのパイロツト流体の給排を逆転
すると、主弁体は反対方向に摺動してポート間の
連通を切換え、上述の場合と同様に、オーバート
ラベルスプリングの付勢力の差によつてその切換
位置を自己保持している。

このように、主弁体は自己保持機構におけるオ
ーバートラベルスプリングの付勢力の差によつて
切換位置を自己保持するので、弁体の受圧面積差
が小さい場合や供給流体圧が低い場合でも、自己
保持機能が不安定になることはない。

また、常時閉鎖或いは常時開放のいずれの方向
制御弁としても使用することができる。

［実施例］ 第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し、
このポペツト形３ポート方向制御弁は、主弁部１
１、自己保持機構部１２ａ，１２ｂ及びパイロツ
ト部１３ａ，１３ｂを備えている。

上記主弁部１１は、流体の供給ポートＰ、出力
ポートＡ、排出ポートＲ及びこれらのポートを連
通する軸方向の流体流路１５に弁座１６ａ，１６
ｂを対向して設けた弁本体１７、並びに弁座１６
ａ，１６ｂを交互に開閉して出力ポートＡと供給
ポートＰ及び排出ポートＲ間の流路を切換えるポ
ペツト形の主弁体１８を備えている。

自己保持機構部１２ａ，１２ｂにおける保持部
本体２０ａ，２０ｂは、流路１５の延長方向に貫
通する貫通孔を有し、この貫通孔内に主弁体１８
を保持する自己保持機構２１ａ，２１ｂが設けら
れている。上記自己保持機構２１ａ，２１ｂにお
ける筒状のデイテントボデイ２２ａ，２２ｂは、
パイロツト部側に形設した円周方向に等間隔の複
数の径方向の孔には、係止部材の一例としてのボ
ール２３，…が装入されており、該ボール２３，
…は、デイテントボデイ外周の溝に嵌着させた欠
円状のばね２４の収縮力によつて中心に向けて付
勢され、先端がデイテントボデイ２２ａ，２２ｂ
から中心に向けて突出するとともに、周囲が孔の
口縁で支持されている（第２図参照）。したがつ
て、ボール２３，…は、１個のばね２４によつ
て、ほぼ均等な力で中心の向けて付勢されてい
る。

デイテントボデイ２２ａ，２２ｂ内に摺動可能
に挿入されたロツド２５ａ，２５ｂは、パイロツ
ト部側の外周に一体的に形設された凸部２６によ
つて、その両側に上記ボール２３，…が係止する
一対の係止部２７ａ，２８ａ及び２７ｂ，２８ｂ
が設けられており（第２図及び第３図参照）、係
止部２７ａ，２８ａ及び２７ｂ，２８ｂ間の距離
は、主弁体１８が弁座１６ａ，１６ｂを交互に開
閉するストロークより若干大きく形成されてい
る。第２図及び第３図に示すように、デイテント
ボデイ２２ａ，２２ｂは、主弁部側から凸部２６
近くまでが縮径され、該縮径部先端に遊嵌された
短筒状のリング２９ａ，２９ｂは、遊動孔３０，
３０及びロツドの他端に開設された径方向のピン
孔３１を貫通するスプリングピン３２によつてロ
ツドからの抜け出しが阻止され、ロツドの縮径部
外周に遊嵌したオーバートラベルスプリング３３
ａ，３３ｂによつて主弁体１８の方向に付勢され
ている。

スプリングピン３２によつて一体化されたロツ
ド、リング及びオーバートラベルスプリングは、
係止部の一方をボール２３，…に係止させること
によつてサブアセンブリされ、サブアセンブリさ
れた自己保持機構２１ａ，２１ｂは、保持部本体
２０ａ，２０ｂの貫通孔内にセツトされる。

自己保持機構２０ａ，２０ｂは、保持部本体２
０ａ，２０ｂ内にセツトされた場合、ボール２
３，…が係止部２７ａ，２７ｂに係止したとき
は、オーバートラベルスプリング３３ａ，３３ｂ
の付勢力に抗してスプリングピン３２が遊動孔３
０のロツド側に位置し（第３図上半分参照）、係
止部２８ａ，２８ｂに係止したときは、オーバー
トラベルスプリングの付勢力によつて遊動孔３０
の主弁部側に位置するように、オーバートラベル
スプリング３３ａ，３３ｂの付勢力が設定されて
いる。

パイロツト部１３ａ，１３ｂは、パイロツトボ
デイ３５ａ，３５ｂにシリンダを有し、該シリン
ダ内を摺動するパイロツトピストン３６ａ，３６
ｂによつて区画されたパイロツト室３７ａ，３７
ｂには、パイロツトポート３８ａ，３８ｂが開設
されている。

次に、第１図を参照して上記実施例の動作を説
明する。

第１図の上半部は、図示を省略している電磁弁
または流体圧作動弁によつてパイロツト室３７ｂ
にパイロツト流体が供給されパイロツト室３７ａ
のパイロツト流体が排出されて、主弁体１８が弁
座１６ａを閉鎖し弁座１６ｂを開放した状態を示
いている。この状態においては、自己保持機構２
１ｂのボール２３，…がロツド２５ｂの係止部２
８ｂに係止していることにより、オーバートラベ
ルスプリング３３ｂが若干圧縮され、一方、自己
保持機構２１ａのボール２３，…は、ロツド２５
ａの係止部２７ａに係止していることによりオー
バートラベルスプリング３３ａは伸長してその付
勢力が主弁体１８に作用しないので、主弁体１８
はオーバートラベルスプリング３３ｂの付勢力に
よつて弁座１６ａに押付けられている。したがつ
て、第１図上半部の状態においてパイロツト室３
７ｂのパイトツト流体圧が低下または喪失して
も、主弁体１８はポートＡ，Ｒ間の流路を連通さ
せるとともにポートＰ，Ａ間の連通を遮断する切
換位置を自己保持している。

パイロツト室３７ａ，３７ｂへのパイロツト流
体の給排を逆転すると、パイロツトピストン３６
ａがロツド２５ａ等を押圧しながら図において右
方向に摺動し、これによつて係止部２７ａ，２８
ａ間の凸部２６が輪状のばね２４の付勢力に抗し
てボール２３，…を拡開させるので、ボール２
３，…が係止部２８ａに係止し、これによつて主
弁体１８は弁座１６ａを開放して弁座１６ｂを閉
鎖する位置に切換わる。一方、ロツド２５ｂは、
パイロツトピストン３６ａの押圧力とオーバート
ラベルスプリング３３ｂの付勢力によつて凸部２
６がボール２３，…を拡開させ、ボール２３，…
が係止部２７ｂに係止する位置に摺動する（第１
図下半分参照）。

この場合、係止部２７ａ，２８ａ及び２７ｂ，
２８ｂ間の距離は、主弁体１８のストロークより
若干大きいために、オーバートラベルスプリング
３３ａは圧縮し、３３ｂは伸張するので、主弁体
１８はオーバートラベルスプリング３３ａの付勢
力によつて弁座１６ｂに押付けられている。した
がつて、パイロツト室３７ａのパイロツト流体圧
が低下または喪失しても、この切換位置を自己保
持している。

このように、主弁体１８は、オーバートラベル
スプリング３３ａまたは３３ｂの付勢力によつて
切換位置を自己保持するので、受圧面積差が小さ
い場合でも、或いは供給流体圧が低い場合でも、
自己保持機能が不安定になることがない。

［発明の効果］ 本発明のポペツト形３ポート方向制御弁は、ロ
ツドに設けた一対の係止の係止部間の距離を主弁
体のストロークより若干大きくしたことにより、
主弁体の一側のみに供給流体圧が作用する３ポー
ト弁であつても、主弁体がオーバートラベルスプ
リングによつて切換位置を自己保持することがで
きる。

したがつて、常時開放または常時閉鎖のいずれ
にも使用することができるばかりでなく、主弁体
の受圧面積差が小さい場合、或いは供給流体圧が
低い場合であつても、自己保持機能が確実であ
る。

また、自己保持機構が主弁部とパイロツト部の
間に内蔵されているので、別個の自己保持機構を
付設する手数を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の作動状態を示す縦
断正面図、第２図は自己保持機構の拡大断面図、
第３図はロツドとリングの関係を示す横断面図、
第４図は、従来のポペツト形５ポート方向制御弁
の概略説明図である。 １１……主弁部、１３ａ，１３ｂ……パイロツ
ト部、１７……弁本体、１８……主弁体、２１
ａ，２１ｂ……自己保持機構、２３……ボール、
２５ａ，２５ｂ……ロツド、２７ａ，２７ｂ，２
８ａ，２８ｂ……係止部、３３ａ，３３ｂ……オ
ーバートラベルスプリング、Ｐ……供給ポート、
Ａ……出力ポート、Ｒ……排出ポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 供給ポート、出力ポート及び排出ポートを備
   えた主弁部の弁本体内に、上記出力ポートと供給
   ポート及び排出ポート間の流路を切換えるポペツ
   ト形の主弁体を設け、該主弁体を、その両側に配
   設したパイロツト部へのパイロツト流体の給排に
   より駆動してポート間の流路を切換えるポペツト
   形３ポート方向制御弁において、 上記ポペツト形の主弁体とパイロツト部との間
   に、相互間の距離を上記主弁体のストロークより
   若干大きくした一対の係止部を有するロツド、該
   一対の係止部に係止してその位置を保持する係止
   部材及び上記ロツドと主弁体間のオーバートラベ
   ルスプリングとを備えた自己保持機構を内蔵させ
   た、 ことを特徴とする自己保持部を内蔵したポペツト
   形３ポート方向制御弁。