JP3059612B2 - スライド弁 - Google Patents
スライド弁Info
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- JP3059612B2 JP3059612B2 JP5267225A JP26722593A JP3059612B2 JP 3059612 B2 JP3059612 B2 JP 3059612B2 JP 5267225 A JP5267225 A JP 5267225A JP 26722593 A JP26722593 A JP 26722593A JP 3059612 B2 JP3059612 B2 JP 3059612B2
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- JP
- Japan
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- valve
- sliding direction
- spool
- length
- valve body
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スライド弁に関し、特
に切り替え速度を高められるとともに、小型化を図れる
ようにしたスライド弁に関するものである。
に切り替え速度を高められるとともに、小型化を図れる
ようにしたスライド弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】負荷の切り替えを目的とするスライド弁
は、例えば図7の縦断側面図に示すように、弁箱101 に
形成した逆U字溝状の弁室の下面を覆う弁座103 と、弁
室102内に摺動可能に挿通されるスプール104 と、この
スプール104 に駆動されて弁座103 の上面に沿って摺動
する弁体105 とを備えている。
は、例えば図7の縦断側面図に示すように、弁箱101 に
形成した逆U字溝状の弁室の下面を覆う弁座103 と、弁
室102内に摺動可能に挿通されるスプール104 と、この
スプール104 に駆動されて弁座103 の上面に沿って摺動
する弁体105 とを備えている。
【0003】上記弁座103 は上面に弁体105 の摺動方向
に並べて開口させた入口ポート106、この入口ポート106
に択一的に接続される2つの負荷接続用の出口ポート1
07A・ 107Bおよび各出口ポート 107A・ 107Bに対応
する2つの排気ポート108A・ 108Bを有している。ま
た、上記弁体105 の下面には、それぞれ出口ポート 107
A・ 107Bを入口ポート106 と対応する排気ポート 108
A・ 108Bとに切り替え接続する2つの通路109A・ 10
9Bが弁体105 の摺動方向(以下、単に摺動方向とい
う)に並べて凹設されている。
に並べて開口させた入口ポート106、この入口ポート106
に択一的に接続される2つの負荷接続用の出口ポート1
07A・ 107Bおよび各出口ポート 107A・ 107Bに対応
する2つの排気ポート108A・ 108Bを有している。ま
た、上記弁体105 の下面には、それぞれ出口ポート 107
A・ 107Bを入口ポート106 と対応する排気ポート 108
A・ 108Bとに切り替え接続する2つの通路109A・ 10
9Bが弁体105 の摺動方向(以下、単に摺動方向とい
う)に並べて凹設されている。
【0004】そして、図8ないし図10の各模式図に示す
ように、上記弁体105をスプール104で駆動して摺動させ
て、弁体105 の両通路 109A・ 109Bの間の中央部下面
110Aを弁座103 の入口ポート106 の摺動方向のいずれ
か一側のすべり面111 の部分111A・ 111Bに重ねるこ
とにより、その一方の出口ポート 107A(または107
B)を入口ポート106 から遮断するとともに、通路 109
B(または 109A)を介して対応する排気ポート 108B
(または 108A)に連通させ、他の一方の出口ポート 1
07A(または 107B)を通路 109Aを介して入口ポート
106 に連通させるようにしている。
ように、上記弁体105をスプール104で駆動して摺動させ
て、弁体105 の両通路 109A・ 109Bの間の中央部下面
110Aを弁座103 の入口ポート106 の摺動方向のいずれ
か一側のすべり面111 の部分111A・ 111Bに重ねるこ
とにより、その一方の出口ポート 107A(または107
B)を入口ポート106 から遮断するとともに、通路 109
B(または 109A)を介して対応する排気ポート 108B
(または 108A)に連通させ、他の一方の出口ポート 1
07A(または 107B)を通路 109Aを介して入口ポート
106 に連通させるようにしている。
【0005】弁体105 により入口ポート106 に連通され
ている方の出口ポート 107A(または 107B)に対応す
る排気ポート 108A(または 108B)は弁体105 の摺動
方向の両端部で対応する出口ポート 107A(または 107
B)および入口ポート106 から遮断するようにしてい
る。なお、スプール109 の駆動方式としては、手動、電
動、空気圧駆動、油圧駆動など種々の方式が採用されて
いる。また、特に高速での弁の切り替えが要求される場
合には、上記弁座107 および弁体108 は耐摩性に優れた
セラミックスで構成されることが多い。
ている方の出口ポート 107A(または 107B)に対応す
る排気ポート 108A(または 108B)は弁体105 の摺動
方向の両端部で対応する出口ポート 107A(または 107
B)および入口ポート106 から遮断するようにしてい
る。なお、スプール109 の駆動方式としては、手動、電
動、空気圧駆動、油圧駆動など種々の方式が採用されて
いる。また、特に高速での弁の切り替えが要求される場
合には、上記弁座107 および弁体108 は耐摩性に優れた
セラミックスで構成されることが多い。
【0006】この従来のスライド弁において、各出口ポ
ート 107A・ 107Bおよびこれに接続される各負荷回路
の圧力管理を厳格にする場合には、例えば図9の模式図
に示すように、弁切り替えの過渡期に、上記中央部下面
110Aが入口ポート106 を覆って、両出口ポート 107A
・ 107Bが同時に入口ポート106 から遮断されるととも
に、両出口ポート 107A・ 107Bがそれぞれ対応する排
気ポート 108A・108Bからも遮断されるようにしてい
る。
ート 107A・ 107Bおよびこれに接続される各負荷回路
の圧力管理を厳格にする場合には、例えば図9の模式図
に示すように、弁切り替えの過渡期に、上記中央部下面
110Aが入口ポート106 を覆って、両出口ポート 107A
・ 107Bが同時に入口ポート106 から遮断されるととも
に、両出口ポート 107A・ 107Bがそれぞれ対応する排
気ポート 108A・108Bからも遮断されるようにしてい
る。
【0007】上記各ポートの間には、弁体105 と弁座10
3 との間のシール性を確保するため、摺動方向に一定の
長さa以上の長さが必要とされる。また、上記各ポート
の流路断面積は要求される圧縮空気などの作動流体の流
量と、各ポートの摺動方向に直角の方向(以下、幅方向
という)の寸法によって決定され、各ポートの幅方向の
寸法は例えばISOなどの標準によって与えられた電磁
弁の幅方向の寸法に対応して一定以下に制限される。
3 との間のシール性を確保するため、摺動方向に一定の
長さa以上の長さが必要とされる。また、上記各ポート
の流路断面積は要求される圧縮空気などの作動流体の流
量と、各ポートの摺動方向に直角の方向(以下、幅方向
という)の寸法によって決定され、各ポートの幅方向の
寸法は例えばISOなどの標準によって与えられた電磁
弁の幅方向の寸法に対応して一定以下に制限される。
【0008】上記弁体105 の摺動方向の長さは、中央部
下面 110Aの摺動方向の長さと、その両側の通路 109A
・ 109Bの摺動方向の長さと、弁体105 のストロークの
2倍の長さと、両排気ポート 108A・ 108Bの両外側に
必要とされるシール面 110B・ 110Cの長さとの合計長
さに設定される。今、所定の流量を得るために各ポート
が必要とする摺動方向の長さをbとすると、中央部下面
110Aの長さは入口ポート106 の摺動方向の長さbに設
定される、弁座105 のストロークは入口ポート106 の摺
動方向の長さbに中央部下面110Aの摺動方向の長さb
を加えた長さ2b以上に設定される。
下面 110Aの摺動方向の長さと、その両側の通路 109A
・ 109Bの摺動方向の長さと、弁体105 のストロークの
2倍の長さと、両排気ポート 108A・ 108Bの両外側に
必要とされるシール面 110B・ 110Cの長さとの合計長
さに設定される。今、所定の流量を得るために各ポート
が必要とする摺動方向の長さをbとすると、中央部下面
110Aの長さは入口ポート106 の摺動方向の長さbに設
定される、弁座105 のストロークは入口ポート106 の摺
動方向の長さbに中央部下面110Aの摺動方向の長さb
を加えた長さ2b以上に設定される。
【0009】また、上記各通路 109A・ 109Bの摺動方
向の長さは、各出口ポート 107A・107Bと対応する排
気ポート 108A・ 108Bとの間に置かれる間隔aと、出
口ポート 107A・ 107Bの摺動方向の長さbと、対応す
る排気ポート 109A・109 Bの摺動方向の長さbとを加
えた長さ(a+2b)以上に設定する必要がある。した
がって、弁体105 の摺動方向の長さは、中央下面 110A
の摺動方向の長さbと、その両側の各通路 109A・ 109
Bの摺動方向の長さ(a+2b)の2倍の長さと、各通
路 109A・ 109Bの外側に必要とされる各シール面 110
B・ 110Cの摺動方向の長さaの2倍の長さとの合計長
さ(4a+9b)以上に設定され、弁座103 の長さはこ
れに弁体105 のストローク2bを加えた長さ(4a+11
b)以上に設定される。
向の長さは、各出口ポート 107A・107Bと対応する排
気ポート 108A・ 108Bとの間に置かれる間隔aと、出
口ポート 107A・ 107Bの摺動方向の長さbと、対応す
る排気ポート 109A・109 Bの摺動方向の長さbとを加
えた長さ(a+2b)以上に設定する必要がある。した
がって、弁体105 の摺動方向の長さは、中央下面 110A
の摺動方向の長さbと、その両側の各通路 109A・ 109
Bの摺動方向の長さ(a+2b)の2倍の長さと、各通
路 109A・ 109Bの外側に必要とされる各シール面 110
B・ 110Cの摺動方向の長さaの2倍の長さとの合計長
さ(4a+9b)以上に設定され、弁座103 の長さはこ
れに弁体105 のストローク2bを加えた長さ(4a+11
b)以上に設定される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】この従来のスライド弁
において、大流量が要求される場合には、ISO等の標
準を遵守しながら要求流量を得るために各ポートの摺動
方向の長さbを大きくしてスライド弁を摺動方向に大型
化することを甘受するか、大型化を避けるために流量不
足となることを甘受するか、ISO等の標準を無視する
かのいずれかを選択せざるを得ないという難点がある。
において、大流量が要求される場合には、ISO等の標
準を遵守しながら要求流量を得るために各ポートの摺動
方向の長さbを大きくしてスライド弁を摺動方向に大型
化することを甘受するか、大型化を避けるために流量不
足となることを甘受するか、ISO等の標準を無視する
かのいずれかを選択せざるを得ないという難点がある。
【0011】これらのうち、ISOなどの標準を無視す
ることは製品の汎用性を損なうことになるので、きわめ
て限られたケースでのみ許されることであり、また、流
量不足を甘受することは負荷が制限されることになるの
で好ましくない。結局、通常の生産においては大型化す
ることを甘受することが多くなる。しかし、弁座103 お
よび弁体105 の摺動方向の長さが大きくなると、弁体10
5が弁座103 に摺接する面積(以下、摺接面積という)
が大きくなり、弁体105 の摺動抵抗が大きくなるので、
弁の切り替え速度が遅くなる上、スプール104 が弁体10
5 を摺動方向に駆動する力(以下、推力という。)を大
きくする必要があり、このためにスプール104 を大径に
しなければならず、スライド弁が摺動方向に直角の方向
にも大型になるという問題が生じる。
ることは製品の汎用性を損なうことになるので、きわめ
て限られたケースでのみ許されることであり、また、流
量不足を甘受することは負荷が制限されることになるの
で好ましくない。結局、通常の生産においては大型化す
ることを甘受することが多くなる。しかし、弁座103 お
よび弁体105 の摺動方向の長さが大きくなると、弁体10
5が弁座103 に摺接する面積(以下、摺接面積という)
が大きくなり、弁体105 の摺動抵抗が大きくなるので、
弁の切り替え速度が遅くなる上、スプール104 が弁体10
5 を摺動方向に駆動する力(以下、推力という。)を大
きくする必要があり、このためにスプール104 を大径に
しなければならず、スライド弁が摺動方向に直角の方向
にも大型になるという問題が生じる。
【0012】本発明者は、種々の研究と実験とを重ねる
うちに、スプール104 から弁体105を摺動方向に駆動す
る力が加わる時に、弁体105 に推力が作用する点(以
下、力点という)と反対側の端面と弁座103 の上面との
交点を支点として弁体105 を弁座103 の上面から浮き上
がらせる方向の力(以下、こじ開け力という)が生じ、
このこじ開け力により弁体105 の一端部が弁座の上面か
ら持ち上げられると、急速に弁体105 の摺動抵抗が減少
して、弁体105 の移動速度が高められることが分かっ
た。
うちに、スプール104 から弁体105を摺動方向に駆動す
る力が加わる時に、弁体105 に推力が作用する点(以
下、力点という)と反対側の端面と弁座103 の上面との
交点を支点として弁体105 を弁座103 の上面から浮き上
がらせる方向の力(以下、こじ開け力という)が生じ、
このこじ開け力により弁体105 の一端部が弁座の上面か
ら持ち上げられると、急速に弁体105 の摺動抵抗が減少
して、弁体105 の移動速度が高められることが分かっ
た。
【0013】また、本発明者は、種々の研究と実験とを
重ねるうちに、弁体105 の移動を開始させる力の加え方
として、スプール104 を始動させてある程度慣性力が生
じた後にスプール104 を弁体105 に衝突させると、スプ
ール104 を始動させる力を小さくできるとともに、衝撃
的に弁体105 に力が加えられ、静的に駆動力が加えられ
る場合よりも、弱い駆動力で急速に十分なこじ開け力を
生じさせることができることが分かった。
重ねるうちに、弁体105 の移動を開始させる力の加え方
として、スプール104 を始動させてある程度慣性力が生
じた後にスプール104 を弁体105 に衝突させると、スプ
ール104 を始動させる力を小さくできるとともに、衝撃
的に弁体105 に力が加えられ、静的に駆動力が加えられ
る場合よりも、弱い駆動力で急速に十分なこじ開け力を
生じさせることができることが分かった。
【0014】本発明は、これらの知見に基づいて完成さ
れたものであり、切り替え速度を高められるとともに、
小型化を図れるようにしたスライド弁を提供することを
目的とするものである。
れたものであり、切り替え速度を高められるとともに、
小型化を図れるようにしたスライド弁を提供することを
目的とするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、弁箱に形成し
た弁室の下面を覆う弁座と、弁室低に進退可能に挿通さ
れるスプールと、このスプールに駆動されて弁座の上面
に沿って移動する弁体とを備え、上記弁座は上面に開口
させた入口ポート、入口ポーとに択一的に接続される2
つの負荷接続用の出口ポートおよび各出口ポートに対応
する2つの排気ポートを有し、上記弁体の摺動により、
2つの出口ポートのうちの1つの出口ポートが択一的に
入口ポートに接続されると共に、他の1つの出口ポート
が対応する排気ポートに接続されるスライド弁におい
て、上記の目的を達成するため、次のような手段を講じ
ている。
た弁室の下面を覆う弁座と、弁室低に進退可能に挿通さ
れるスプールと、このスプールに駆動されて弁座の上面
に沿って移動する弁体とを備え、上記弁座は上面に開口
させた入口ポート、入口ポーとに択一的に接続される2
つの負荷接続用の出口ポートおよび各出口ポートに対応
する2つの排気ポートを有し、上記弁体の摺動により、
2つの出口ポートのうちの1つの出口ポートが択一的に
入口ポートに接続されると共に、他の1つの出口ポート
が対応する排気ポートに接続されるスライド弁におい
て、上記の目的を達成するため、次のような手段を講じ
ている。
【0016】すなわち、上記弁座の上面の側縁部に入口
ポートが開口され、上記弁座の上面の中央部に両出口ポ
ートが摺動方向に並べて開口され、上記弁座の上面の両
出口ポートの摺動方向の両外側にそれぞれ対応する排気
ポートが開口され、上記弁体が摺動方向に分割された2
つの弁体からなり、両弁体の間に弁室を両出口ポートの
いずれか一方に択一的に接続する入口側通路が形成され
るとともに、各弁体の下面に弁室から遮断された出口ポ
ートを対応する排気ポートに連通させる排気側通路が形
成され、上記スプールの摺動方向の中央部と両端部との
間に各弁体が嵌め込まれる2つの小径部が形成され、各
小径部の摺動方向の長さを各弁体の摺動方向の長さより
も僅かに長くしたことを特徴とするものである。
ポートが開口され、上記弁座の上面の中央部に両出口ポ
ートが摺動方向に並べて開口され、上記弁座の上面の両
出口ポートの摺動方向の両外側にそれぞれ対応する排気
ポートが開口され、上記弁体が摺動方向に分割された2
つの弁体からなり、両弁体の間に弁室を両出口ポートの
いずれか一方に択一的に接続する入口側通路が形成され
るとともに、各弁体の下面に弁室から遮断された出口ポ
ートを対応する排気ポートに連通させる排気側通路が形
成され、上記スプールの摺動方向の中央部と両端部との
間に各弁体が嵌め込まれる2つの小径部が形成され、各
小径部の摺動方向の長さを各弁体の摺動方向の長さより
も僅かに長くしたことを特徴とするものである。
【0017】
【作用】本発明においては、入口ポートは弁座の幅方向
の両側の側縁部に開口させてもよく、また、片側の側縁
部のみに開口させてもよいが、この入口ポートから弁室
に流入した作動流体は2つの弁体の間に形成された入口
側通路からいずれか一方の出口ポートに流入し、入口側
通路から遮断された出口ポートの作動流体は弁体に形成
した排気側流路により対応する排気ポートに流出するこ
とになる。
の両側の側縁部に開口させてもよく、また、片側の側縁
部のみに開口させてもよいが、この入口ポートから弁室
に流入した作動流体は2つの弁体の間に形成された入口
側通路からいずれか一方の出口ポートに流入し、入口側
通路から遮断された出口ポートの作動流体は弁体に形成
した排気側流路により対応する排気ポートに流出するこ
とになる。
【0018】ここで、上記弁座の上面の幅方向の中央部
には両出口ポートと両排気ポートとの4つのポートが摺
動方向に並べて開口されることになり、これらの4つの
ポートに加えて入口ポートが摺動方向に並べて開口され
る従来例に比べると弁体および弁座の摺動方向の長さが
短くなるので、スライド弁全体を摺動方向に短くして小
型にできるとともに、弁体の摺動面積が小さくなって弁
体の摺動抵抗が小さくなり、弁の切り替え速度を高める
ことができる。
には両出口ポートと両排気ポートとの4つのポートが摺
動方向に並べて開口されることになり、これらの4つの
ポートに加えて入口ポートが摺動方向に並べて開口され
る従来例に比べると弁体および弁座の摺動方向の長さが
短くなるので、スライド弁全体を摺動方向に短くして小
型にできるとともに、弁体の摺動面積が小さくなって弁
体の摺動抵抗が小さくなり、弁の切り替え速度を高める
ことができる。
【0019】また、弁体の摺動抵抗が小さくなるので、
弱い推力で弁体を駆動できることになり、スプールを小
径にしてスライド弁を摺動方向に直角の方向にも小型に
できることになる。上記こじ開け力は、弁体にスプール
から推力が作用する時に、推力が加えられる端面の反対
側の端面と弁座の上面との交点を支点として、力が加え
られる力点と支点とを結ぶ直線に対して直角方向に生じ
る上記推力の分力であると考えられる。したがって、上
記直線と弁座の上面との挟角をθとし、力点に加えられ
る力をFとすれば、こじ開け力はF×sin θとなる。
弱い推力で弁体を駆動できることになり、スプールを小
径にしてスライド弁を摺動方向に直角の方向にも小型に
できることになる。上記こじ開け力は、弁体にスプール
から推力が作用する時に、推力が加えられる端面の反対
側の端面と弁座の上面との交点を支点として、力が加え
られる力点と支点とを結ぶ直線に対して直角方向に生じ
る上記推力の分力であると考えられる。したがって、上
記直線と弁座の上面との挟角をθとし、力点に加えられ
る力をFとすれば、こじ開け力はF×sin θとなる。
【0020】本発明においては、弁体がその摺動方向に
2分割された2つの弁体で構成されるので、弁体が一体
に形成されている従来例よりも各弁体の摺動方向の長さ
が短く、したがって、支点が力点に近くなってθが大き
くなり、同じ大きさの推力Fに対するこじ開け力が大き
くなる。これにより、従来品よりも各弁体の力点側の端
部が弁座の上面から浮き上がり易くなり、弁体に推力が
作用し始めてから短時間で弁体の一端が弁座の上面から
浮き上がって各弁体の摺動抵抗が急激に減少するので、
弁の切り替え速度を高めることができる。
2分割された2つの弁体で構成されるので、弁体が一体
に形成されている従来例よりも各弁体の摺動方向の長さ
が短く、したがって、支点が力点に近くなってθが大き
くなり、同じ大きさの推力Fに対するこじ開け力が大き
くなる。これにより、従来品よりも各弁体の力点側の端
部が弁座の上面から浮き上がり易くなり、弁体に推力が
作用し始めてから短時間で弁体の一端が弁座の上面から
浮き上がって各弁体の摺動抵抗が急激に減少するので、
弁の切り替え速度を高めることができる。
【0021】別の見方をすれば、従来よりも小さい推力
で各弁体の一端を弁座の上面から浮き上がらせることが
できるので、スプールを小径にしてスライド弁を摺動方
向に直角の方向に一層小型にすることができる。また、
本発明においては、スプールの摺動方向の中央部と両端
部との間に各弁体が嵌め込まれる2つの小径部が形成さ
れ、各小径部の摺動方向の長さを各弁体の摺動方向の長
さよりも僅かに長くしているので、スプールのストロー
クエンドでは、弁体の端面とこれに対向するスプールの
当接面との間にギャップが形成される。
で各弁体の一端を弁座の上面から浮き上がらせることが
できるので、スプールを小径にしてスライド弁を摺動方
向に直角の方向に一層小型にすることができる。また、
本発明においては、スプールの摺動方向の中央部と両端
部との間に各弁体が嵌め込まれる2つの小径部が形成さ
れ、各小径部の摺動方向の長さを各弁体の摺動方向の長
さよりも僅かに長くしているので、スプールのストロー
クエンドでは、弁体の端面とこれに対向するスプールの
当接面との間にギャップが形成される。
【0022】したがって、この後にスプールが逆方向に
移動する時には、弁体の静止慣性を無視した力でスプー
ルを始動すればよいので、弱い力でスプールを始動する
ことができる。そして、スプールが移動を開始し、慣性
力を得てから当接面が静止している弁体の端面に衝突
し、衝撃的にこじ開け力が弁体に加えられるので、各弁
体の一端がすべり面から浮き上がり易くなり、従来より
もスプールの推力を弱くしても短時間内に各弁体の一端
がすべり面から浮き上がり、急激に摺動抵抗が減少して
弁の切り替え速度が高められるとともに、スプールを小
径にしてスライド弁を摺動方向に直角の方向にさらに一
層小型にすることができる。
移動する時には、弁体の静止慣性を無視した力でスプー
ルを始動すればよいので、弱い力でスプールを始動する
ことができる。そして、スプールが移動を開始し、慣性
力を得てから当接面が静止している弁体の端面に衝突
し、衝撃的にこじ開け力が弁体に加えられるので、各弁
体の一端がすべり面から浮き上がり易くなり、従来より
もスプールの推力を弱くしても短時間内に各弁体の一端
がすべり面から浮き上がり、急激に摺動抵抗が減少して
弁の切り替え速度が高められるとともに、スプールを小
径にしてスライド弁を摺動方向に直角の方向にさらに一
層小型にすることができる。
【0023】
【実施例】以下、本発明の一実施例に係るスライド弁を
図面に基づいて具体的に説明するが、本発明は、この実
施例によって限定されるものではなく、この明細書およ
び添付された図面から明らかになる本発明の真に意図す
る範囲全体に広くおよぶものである。
図面に基づいて具体的に説明するが、本発明は、この実
施例によって限定されるものではなく、この明細書およ
び添付された図面から明らかになる本発明の真に意図す
る範囲全体に広くおよぶものである。
【0024】図1の縦断側面図および図2の分解斜視図
に示す本発明の一実施例に係るスライド弁は、弁箱1に
形成した逆U字溝状の弁室2の下面を覆うセラミックス
製の弁座3と、弁室2に進退可能に挿通されるスプール
4と、このスプール4に駆動されて弁座3の上面に沿っ
て摺動する2つのセラミックス製の弁体5A・5Bとを
備える。
に示す本発明の一実施例に係るスライド弁は、弁箱1に
形成した逆U字溝状の弁室2の下面を覆うセラミックス
製の弁座3と、弁室2に進退可能に挿通されるスプール
4と、このスプール4に駆動されて弁座3の上面に沿っ
て摺動する2つのセラミックス製の弁体5A・5Bとを
備える。
【0025】また、弁座3および弁箱1の下面がインタ
ーフェースを兼ねる弁座押さえ12によって覆われ、さら
に、弁箱1の下面には配管取付台13が固定される。上記
弁座3の上面14には、その幅方向の両側縁部にそれぞれ
入口ポート6・6が開口させてあり、弁座3の上面14の
中央部に2つの出口ポート7A・7Bが摺動方向に並べ
て開口させてある。また、弁座3の上面14の幅方向中央
部に各出口ポート7A・7Bの摺動方向両外側に各出口
ポート7A・7Bに対応する各排気ポート8A・8Bが
開口させてある。
ーフェースを兼ねる弁座押さえ12によって覆われ、さら
に、弁箱1の下面には配管取付台13が固定される。上記
弁座3の上面14には、その幅方向の両側縁部にそれぞれ
入口ポート6・6が開口させてあり、弁座3の上面14の
中央部に2つの出口ポート7A・7Bが摺動方向に並べ
て開口させてある。また、弁座3の上面14の幅方向中央
部に各出口ポート7A・7Bの摺動方向両外側に各出口
ポート7A・7Bに対応する各排気ポート8A・8Bが
開口させてある。
【0026】上記スプール4は、その軸心方向、すなわ
ち、摺動方向の中央部と両端部とに大径部を有し、これ
らの大径部の間の小径部4A・4Bの下側に各弁体5A
・5Bが配置され、両弁体5A・5Bの間に弁室2を択
一的に両出口ポート7A・7bのに接続する入口側通路
9が形成される。図3ないし図5の各模式図に示すよう
に、この入口側通路9の摺動方向の長さは、所要の流量
を確保するために必要とされる各出口ポート7A・7B
および排気ポート8A・8Bの摺動方向の長さbと同じ
長さに設定される。
ち、摺動方向の中央部と両端部とに大径部を有し、これ
らの大径部の間の小径部4A・4Bの下側に各弁体5A
・5Bが配置され、両弁体5A・5Bの間に弁室2を択
一的に両出口ポート7A・7bのに接続する入口側通路
9が形成される。図3ないし図5の各模式図に示すよう
に、この入口側通路9の摺動方向の長さは、所要の流量
を確保するために必要とされる各出口ポート7A・7B
および排気ポート8A・8Bの摺動方向の長さbと同じ
長さに設定される。
【0027】また、図4に示すように、上記弁座3の両
出口ポート7A・7Bの間に置かれる間隔は、過渡期に
おいて両出口ポート7A・7Bが同時に入口側通路9か
ら遮断されるようにするために、入口側通路9の溝幅、
すなわち、各出口ポート7A・7Bの摺動方向の長さb
と同じ長さに設定される。図1と図3ないし図5に示す
ように、各弁体5A・5Bの下面には弁体5A・5Bに
よって入口側通路9から遮断された出口ポート7A・7
Bを対応する排気ポート8A・8Bに接続する排気側通
路10A・10Bが凹設される。
出口ポート7A・7Bの間に置かれる間隔は、過渡期に
おいて両出口ポート7A・7Bが同時に入口側通路9か
ら遮断されるようにするために、入口側通路9の溝幅、
すなわち、各出口ポート7A・7Bの摺動方向の長さb
と同じ長さに設定される。図1と図3ないし図5に示す
ように、各弁体5A・5Bの下面には弁体5A・5Bに
よって入口側通路9から遮断された出口ポート7A・7
Bを対応する排気ポート8A・8Bに接続する排気側通
路10A・10Bが凹設される。
【0028】各排気側通路10A・10Bの摺動方向の長さ
は、各出口ポート7A・7Bと対応する排気ポート8A
・8Bとの間に置かれる間隔aと、出口ポート7A・7
Bの摺動方向の長さbと、排気ポート8A・8Bの摺動
方向の長さbとを加えた長さ(a+2b)以上の長さが
必要とされる。この実施例では、出口ポート7A・7B
の間に置かれる間隔がbに設定されているので、各排気
側通路10A・10Bの摺動方向の長さは、必要とされる各
排気側通路10A・10Bの長さ(a+2b)に両出口ポー
ト7A・7Bの間に置かれる間隔bを加えた長さ(a+
3b)から、入口側通路9と排気側通路10A・10Bとの
間のシール性を確保するために必要な内側シール面15A
・15Bの摺動方向の長さaを差し引いた長さ3bに設定
される。
は、各出口ポート7A・7Bと対応する排気ポート8A
・8Bとの間に置かれる間隔aと、出口ポート7A・7
Bの摺動方向の長さbと、排気ポート8A・8Bの摺動
方向の長さbとを加えた長さ(a+2b)以上の長さが
必要とされる。この実施例では、出口ポート7A・7B
の間に置かれる間隔がbに設定されているので、各排気
側通路10A・10Bの摺動方向の長さは、必要とされる各
排気側通路10A・10Bの長さ(a+2b)に両出口ポー
ト7A・7Bの間に置かれる間隔bを加えた長さ(a+
3b)から、入口側通路9と排気側通路10A・10Bとの
間のシール性を確保するために必要な内側シール面15A
・15Bの摺動方向の長さaを差し引いた長さ3bに設定
される。
【0029】さらに、各弁体5A・5Bの排気側通路10
A・10Bの摺動方向両側には入口側通路9または弁室2
と排気側通路10A・10Bとの間のシール性を確保するた
めに必要な各外側シール面16A・16Bが設けられるの
で、各弁体5A・5Bの摺動方向の長さはそれぞれ(2
a+3b)に設定される。上記各弁体5A・5Bのスト
ロークは、図3ないし図5に示すように、入口側通路9
が両出口ポート7A・7Bと選択的に上下に重なり合う
ようにしてあればよいので、両出口ポート7A・7Bの
間に置かれる間隔bと2つの出口ポート7A・7Bの摺
動方向の長さ2×bから入口側通路9の摺動方向の長さ
bを差し引いた長さ2bに設定される。
A・10Bの摺動方向両側には入口側通路9または弁室2
と排気側通路10A・10Bとの間のシール性を確保するた
めに必要な各外側シール面16A・16Bが設けられるの
で、各弁体5A・5Bの摺動方向の長さはそれぞれ(2
a+3b)に設定される。上記各弁体5A・5Bのスト
ロークは、図3ないし図5に示すように、入口側通路9
が両出口ポート7A・7Bと選択的に上下に重なり合う
ようにしてあればよいので、両出口ポート7A・7Bの
間に置かれる間隔bと2つの出口ポート7A・7Bの摺
動方向の長さ2×bから入口側通路9の摺動方向の長さ
bを差し引いた長さ2bに設定される。
【0030】したがって、弁座3の摺動方向の長さは、
2つの弁体5A・5Bの摺動方向の長さ2×(2a+3
b)と、両弁体5A・5Bの間に置かれる間隔bと、両
弁体5A・5Bのストローク2bを加えた長さ(4a+
9b)となり、従来例の弁座103 の長さ(4b+11b)
に比べて長さ2bも短くして、スライド弁を摺動方向に
小型にできる。
2つの弁体5A・5Bの摺動方向の長さ2×(2a+3
b)と、両弁体5A・5Bの間に置かれる間隔bと、両
弁体5A・5Bのストローク2bを加えた長さ(4a+
9b)となり、従来例の弁座103 の長さ(4b+11b)
に比べて長さ2bも短くして、スライド弁を摺動方向に
小型にできる。
【0031】また、弁体5A・5Bの摺動方向の合計長
さ2×(2a+3b)が従来の一体の弁体105 の摺動方
向の長さ(4a+9b)に比べて短くなり、弁体5A・
5Bの摺動抵抗が小さくなるので、弁体5A・5Bの摺
動抵抗が小さくなり、小さな推力で弁の切り替え速度を
高めることができる。さらに、スプール4の推力を小さ
くできるので、スプール4を小径にしてスライド弁を摺
動方向に直交する方向に小型にできる。
さ2×(2a+3b)が従来の一体の弁体105 の摺動方
向の長さ(4a+9b)に比べて短くなり、弁体5A・
5Bの摺動抵抗が小さくなるので、弁体5A・5Bの摺
動抵抗が小さくなり、小さな推力で弁の切り替え速度を
高めることができる。さらに、スプール4の推力を小さ
くできるので、スプール4を小径にしてスライド弁を摺
動方向に直交する方向に小型にできる。
【0032】ところで、例えば図6に示すように、スプ
ール4から弁体5A(5b)・105に推力Fが作用する
時に、この推力Fが加えられる力点の反対側の弁体5A
(5b)・105 の端面と弁座3の上面14との交点P1・
P2を支点にして、弁体5A(5b)・105 を弁座の上
面14から持ち上げようとする力、すなわち、こじ開け力
F1・F2が生じる。
ール4から弁体5A(5b)・105に推力Fが作用する
時に、この推力Fが加えられる力点の反対側の弁体5A
(5b)・105 の端面と弁座3の上面14との交点P1・
P2を支点にして、弁体5A(5b)・105 を弁座の上
面14から持ち上げようとする力、すなわち、こじ開け力
F1・F2が生じる。
【0033】このこじ開け力F1(またはF2)は、力
点と支点とを結ぶ直線が弁座3の上面14となす角をθ1
(またはθ2)とすると、摺動方向に作用する力F1
(またはF2)とsin θ1(又はsin θ2)とを乗じた
値になるので、力点と支点P1(またはP2)との間隔
が短い程大きくなる。したがって、弁体5A・5Bが2
分割されている本例では、力点と支点P1の距離が弁体
105 を一体に形成した従来例の力点と支点P2の距離よ
りも短く、弁体105 が一体の従来例に比べて大きなこじ
開け力F1が生じ、一層高速で弁の切り替えができるよ
うになる。
点と支点とを結ぶ直線が弁座3の上面14となす角をθ1
(またはθ2)とすると、摺動方向に作用する力F1
(またはF2)とsin θ1(又はsin θ2)とを乗じた
値になるので、力点と支点P1(またはP2)との間隔
が短い程大きくなる。したがって、弁体5A・5Bが2
分割されている本例では、力点と支点P1の距離が弁体
105 を一体に形成した従来例の力点と支点P2の距離よ
りも短く、弁体105 が一体の従来例に比べて大きなこじ
開け力F1が生じ、一層高速で弁の切り替えができるよ
うになる。
【0034】しかも、各弁体5A・5Bの摺動方向の長
さ(2a+3b)は、従来の一体の弁体105 の摺動方向
の長さ(4a+9b)の半分の長さよりも小さいので、
従来よりも小さい推力で従来の同等以上のこじ開け力を
得ることができる。したがって、推力を従来よりも小さ
くしてスプール4を一層小径にすることができ、これに
より、スライド弁を摺動方向に直交する方向に一層小型
にできる。
さ(2a+3b)は、従来の一体の弁体105 の摺動方向
の長さ(4a+9b)の半分の長さよりも小さいので、
従来よりも小さい推力で従来の同等以上のこじ開け力を
得ることができる。したがって、推力を従来よりも小さ
くしてスプール4を一層小径にすることができ、これに
より、スライド弁を摺動方向に直交する方向に一層小型
にできる。
【0035】上記スプール4の中央部と両端部との間に
は弁体5A・5Bが嵌め込まれる小径部9A・9Bが形
成され、この小径部9A・9Bの摺動方向の長さが弁体
5A・5Bの摺動方向の長さよりも僅かに長くしてあ
る。これにより、例えばスプール4が各弁体5A・5B
を図1上で下方向に押してストロークエンドに達した時
には、その進行方向側で小径部9A・9Bの端と各弁座
5A・5Bの端面との間に微小のギャップgが形成され
る。
は弁体5A・5Bが嵌め込まれる小径部9A・9Bが形
成され、この小径部9A・9Bの摺動方向の長さが弁体
5A・5Bの摺動方向の長さよりも僅かに長くしてあ
る。これにより、例えばスプール4が各弁体5A・5B
を図1上で下方向に押してストロークエンドに達した時
には、その進行方向側で小径部9A・9Bの端と各弁座
5A・5Bの端面との間に微小のギャップgが形成され
る。
【0036】次にスプール4の進行方向が切り替わる時
には、まず、スプール4だけが移動し始めるので、弁体
5A・5Bの静止摩擦の影響を受けずに弱い力でスプー
ル4を始動することができる。そして、スプール4が移
動し始めた後、スプール4にある程度慣性力がついた状
態でスプール4が各弁体5A・5Bに衝突し、この衝撃
力によって弁体5A・5Bの静止状態が簡単に破られ、
急速に弁体5A・5Bがスプール4に図1上で上方向に
押されて動き出し、これにより、弁の切り替えが高速化
される。
には、まず、スプール4だけが移動し始めるので、弁体
5A・5Bの静止摩擦の影響を受けずに弱い力でスプー
ル4を始動することができる。そして、スプール4が移
動し始めた後、スプール4にある程度慣性力がついた状
態でスプール4が各弁体5A・5Bに衝突し、この衝撃
力によって弁体5A・5Bの静止状態が簡単に破られ、
急速に弁体5A・5Bがスプール4に図1上で上方向に
押されて動き出し、これにより、弁の切り替えが高速化
される。
【0037】ここで、弁体5A・5Bを始動させるため
には、推力を静的に加える場合に比べて、衝撃的に加え
る場合の方が弱い推力で弁体5A・5Bを始動できるの
で、スプール4をさらに小径にして、スライド弁全体を
摺動方向に直角の方向にさらに一層小型にすることがで
きる。なお、上記弁座押さえ12内には、配管取付台13の
上面に開口する1つの入口ポート17、2つの出口ポート
18A・18Bおよび2つの排気ポート19A・19Bに対応し
て、入口通路20、出口通路21A・21Bおよび排気通路22
A・22Bが通設される。
には、推力を静的に加える場合に比べて、衝撃的に加え
る場合の方が弱い推力で弁体5A・5Bを始動できるの
で、スプール4をさらに小径にして、スライド弁全体を
摺動方向に直角の方向にさらに一層小型にすることがで
きる。なお、上記弁座押さえ12内には、配管取付台13の
上面に開口する1つの入口ポート17、2つの出口ポート
18A・18Bおよび2つの排気ポート19A・19Bに対応し
て、入口通路20、出口通路21A・21Bおよび排気通路22
A・22Bが通設される。
【0038】この入口通路20は弁押さえ12内で前後に分
岐させ、弁押さえ12の上面では2つの幅方向の両端部に
達する幅方向に長い長孔状に開口させてあり、これによ
り、配管取付台13の入口ポート17が入口通路20を介して
上記弁座3の両側縁部に形成された2つの入口ポート6
・6に連通するようにしている。また、このスライド弁
は手動操作により切り替えるように構成することも可能
であるが、この実施例では、上記弁室2の両側にシリン
ダ室23A・23Bが形成され、各シリンダ室23A・23Bに
挿入されたピストン24A・24Bの両外側に形成される受
圧室25A・25Bにパイロット電磁弁26A・26Bを介して
圧縮空気を給排してスプール4を駆動するようにしてい
る。
岐させ、弁押さえ12の上面では2つの幅方向の両端部に
達する幅方向に長い長孔状に開口させてあり、これによ
り、配管取付台13の入口ポート17が入口通路20を介して
上記弁座3の両側縁部に形成された2つの入口ポート6
・6に連通するようにしている。また、このスライド弁
は手動操作により切り替えるように構成することも可能
であるが、この実施例では、上記弁室2の両側にシリン
ダ室23A・23Bが形成され、各シリンダ室23A・23Bに
挿入されたピストン24A・24Bの両外側に形成される受
圧室25A・25Bにパイロット電磁弁26A・26Bを介して
圧縮空気を給排してスプール4を駆動するようにしてい
る。
【0039】この場合、上記のように、スプール4の推
力を小さくできるので、これらシリンダ室23A・23Bお
よびピストン24A・24Bも小径にすることができ、これ
らの操作装置を含めたスライド弁全体を小型にすること
ができる。
力を小さくできるので、これらシリンダ室23A・23Bお
よびピストン24A・24Bも小径にすることができ、これ
らの操作装置を含めたスライド弁全体を小型にすること
ができる。
【0040】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、弁座
の上面の側縁部に入口ポートが開口され、上記弁座の上
面の中央部に両出口ポートが摺動方向に並べて開口さ
れ、上記弁座の上面の両出口ポートの摺動方向の両外側
にそれぞれ対応する排気ポートが開口され、上記弁体が
その摺動方向に分割された2つの弁体からなり、両弁体
の間に両出口ポートを択一的に弁室に連通させる入口側
通路が形成されるとともに、各弁体に弁室から遮断され
た出口ポートを排気ポートに連通させる排気側通路が形
成されるので、5つのポートが摺動方向に並べて開口さ
れている従来例に比べて、弁体および弁座の摺動方向の
長さを短くすることができ、スライド弁全体を摺動方向
に小型にすることができる。
の上面の側縁部に入口ポートが開口され、上記弁座の上
面の中央部に両出口ポートが摺動方向に並べて開口さ
れ、上記弁座の上面の両出口ポートの摺動方向の両外側
にそれぞれ対応する排気ポートが開口され、上記弁体が
その摺動方向に分割された2つの弁体からなり、両弁体
の間に両出口ポートを択一的に弁室に連通させる入口側
通路が形成されるとともに、各弁体に弁室から遮断され
た出口ポートを排気ポートに連通させる排気側通路が形
成されるので、5つのポートが摺動方向に並べて開口さ
れている従来例に比べて、弁体および弁座の摺動方向の
長さを短くすることができ、スライド弁全体を摺動方向
に小型にすることができる。
【0041】また、弁体の摺動方向の長さを短くできる
ので、弁体の摺動抵抗が小さくなり、弁の切り替え速度
を高めることができる。また、弁体の摺動抵抗が小さく
なるので、スプールの推力を小さくすることができ、ス
プールを小径にしてスライド弁全体を摺動方向に直角の
方向にも小型にすることができる。
ので、弁体の摺動抵抗が小さくなり、弁の切り替え速度
を高めることができる。また、弁体の摺動抵抗が小さく
なるので、スプールの推力を小さくすることができ、ス
プールを小径にしてスライド弁全体を摺動方向に直角の
方向にも小型にすることができる。
【0042】また、本発明は、弁体を摺動方向に2分割
して形成しているので、各弁体に作用する推力に対する
こじ開け力が大きくなり、短時間内に弁体の摺動抵抗を
急速に減少させることができ、弁の切り替え速度を一層
高めることができる。また、推力に対するこじ開け力が
大きくなることから、推力を小さくすることができ、ス
プールを一層小径にしてスライド弁全体を摺動方向に直
角の方向にも一層小型にすることができる。
して形成しているので、各弁体に作用する推力に対する
こじ開け力が大きくなり、短時間内に弁体の摺動抵抗を
急速に減少させることができ、弁の切り替え速度を一層
高めることができる。また、推力に対するこじ開け力が
大きくなることから、推力を小さくすることができ、ス
プールを一層小径にしてスライド弁全体を摺動方向に直
角の方向にも一層小型にすることができる。
【0043】また、本発明は、スプールの各小径部の摺
動方向の長さを各弁体の摺動方向の長さよりも僅かに大
きく設定しているので、スプールのストロークエンドで
小径部の端と弁体の端面との間にギャップが形成され、
この後にスプールが逆方向の移動を開始する時には、弁
体の静止摩擦を無視した弱い力でスプールを楽に始動す
ることができ、さらに、スプールにある程度の慣性力が
生じてから小径部の端が静止している弁体の端面に衝突
し、衝撃的にこじ開け力を弁体に加える。
動方向の長さを各弁体の摺動方向の長さよりも僅かに大
きく設定しているので、スプールのストロークエンドで
小径部の端と弁体の端面との間にギャップが形成され、
この後にスプールが逆方向の移動を開始する時には、弁
体の静止摩擦を無視した弱い力でスプールを楽に始動す
ることができ、さらに、スプールにある程度の慣性力が
生じてから小径部の端が静止している弁体の端面に衝突
し、衝撃的にこじ開け力を弁体に加える。
【0044】したがって、これまでよりも小さい推力で
弁体の静止状態が簡単に破られ、弁体が速やかに移動し
始めることになり、弁の切り替え速度がさらに一層高め
られる。また、これまでよりも推力を小さくできるの
で、スプールをさらに一層小径にしてスライド弁全体を
摺動方向と直角の方向に更に一層小型にすることができ
る。
弁体の静止状態が簡単に破られ、弁体が速やかに移動し
始めることになり、弁の切り替え速度がさらに一層高め
られる。また、これまでよりも推力を小さくできるの
で、スプールをさらに一層小径にしてスライド弁全体を
摺動方向と直角の方向に更に一層小型にすることができ
る。
【図1】本発明の一実施例の縦断側面図である。
【図2】本発明の一実施例の要部の分解斜視図である。
【図3】本発明の一実施例の弁体および弁座のA接続時
の模式図である。
の模式図である。
【図4】本発明の一実施例の弁体および弁座の過渡期の
模式図である。
模式図である。
【図5】本発明の一実施例の弁体および弁座のB接続時
の模式図である。
の模式図である。
【図6】本発明と従来例のこじ開け力を比較して示す模
式図である。
式図である。
【図7】従来例の縦断側面図である。
【図8】従来例の弁体および弁座のA接続時の模式図で
ある。
ある。
【図9】従来例の弁体および弁座の過渡期の模式図であ
る。
る。
【図10】従来例の弁体および弁座のB接続時の模式図で
ある。
ある。
1…弁箱 2…弁室 3…弁座 4…スプール 4A・4B…小径部 5A・5B…弁体 6…入口ポート 7A,7B…出口ポート 8A,8B…排気ポート 9…入口側通路 10A・10B…排気側通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−29123(JP,A) 特開 昭61−6468(JP,A) 実開 昭63−187777(JP,U) 実開 昭62−86482(JP,U) 実開 昭59−191470(JP,U) 実開 昭62−8468(JP,U) 実開 昭62−8467(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16K 3/00 - 3/36 F16K 11/00 - 11/24 F16K 27/00 - 27/04 F16K 31/12 - 31/165
Claims (1)
- 【請求項1】 弁箱に形成した弁室の下面を覆う弁座
と、弁室低に進退可能に挿通されるスプールと、このス
プールに駆動されて弁座の上面に沿って移動する弁体と
を備え、上記弁座は上面に開口させた入口ポート、入口
ポートに択一的に接続される2つの負荷接続用の出口ポ
ートおよび各出口ポートに対応する2つの排気ポートを
有し、上記弁体の摺動により、2つの出口ポートのうち
の1つの出口ポートが択一的に入口ポートに接続される
と共に、他の1つの出口ポートが対応する排気ポートに
接続されるスライド弁において、上記弁座の上面の側縁
部に入口ポートが開口され、上記弁座の上面の中央部に
両出口ポートが摺動方向に並べて開口され、上記弁座の
上面の両出口ポートの摺動方向の両外側にそれぞれ対応
する排気ポートが開口され、上記弁体が摺動方向に分割
された2つの弁体からなり、両弁体の間に弁室を両出口
ポートのいずれか一方に択一的に接続する入口側通路が
形成されるとともに、各弁体の下面に弁室から遮断され
た出口ポートを対応する排気ポートに連通させる排気側
通路が形成され、上記スプールの摺動方向の中央部と両
端部との間に各弁体が嵌め込まれる2つの小径部が形成
され、各小径部の摺動方向の長さを各弁体の摺動方向の
長さよりも僅かに長くしたことを特徴とするスライド
弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5267225A JP3059612B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | スライド弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5267225A JP3059612B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | スライド弁 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07119851A JPH07119851A (ja) | 1995-05-12 |
JP3059612B2 true JP3059612B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=17441882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5267225A Expired - Fee Related JP3059612B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | スライド弁 |
Country Status (1)
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JP6544640B2 (ja) | 2015-10-05 | 2019-07-17 | Smc株式会社 | スプール弁 |
JP6751906B2 (ja) | 2015-10-05 | 2020-09-09 | Smc株式会社 | 電磁弁及びマニホールド形電磁弁集合体 |
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1993
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JPH07119851A (ja) | 1995-05-12 |
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