JP4629401B2 - Spool rotation prevention structure of spool valve - Google Patents
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Description
本発明は、スプールの移動により複数の流路間を切換えるスプール弁型の電磁切換弁やパイロット切換弁等のスプールの回転を防止するスプール弁のスプール回転防止構造に関する。 The present invention relates to a spool rotation prevention structure for a spool valve that prevents rotation of a spool such as a spool valve type electromagnetic switching valve or a pilot switching valve that switches between a plurality of flow paths by movement of the spool.
この種のスプール弁のスプール回転防止構造は、本体の嵌合穴にスプールを軸方向へ摺動自在に挿入し、本体の両側には通電により発生する電磁力でスプールを移動する電磁石を備えると共に、スプールの両側にはスプールを中立位置に保持するばねを備え、電磁石の通電・非通電によりスプールを電磁力とばね力との対向作用で軸方向に移動して複数の流路間を切換える。そして、スプールの一端部に軸に平行な面取り部を設け、本体には嵌合穴に同心の開口穴を形成し、開口穴とスプールの面取り部との間には蒲鉾形の回転止め部材を配置し、回転止め部材は、外径を開口穴の内径よりやや小さくすると共に底辺部を開口穴からスプールの面取部までの寸法よりやや小さくし、本体に打ち込んだスプリングピンに微小回転可能に係止している。このため、複数の流路間を流入・流出する流体の流体力によってスプールを回転させようとするが、スプールの面取り部が回転止め部材の底辺部に接触し、回転止め部材の外径が開口穴の内径に当接し、スプールの回転を防止している。なお、スプールを中立位置に保持するばねの一方は、回転止め部材と干渉しないよう他方のばねより小径のものを用いている。
ところが、かかる従来のスプール弁のスプール回転防止構造では、スプールの回転を防止するために、スプールに面取り部を形成すると共に、本体に回転止め部材を微小回転可能に係止するため、スプールと本体との両方にスプールの回転を防止する構成を施さなければならず、構成が複雑になる問題があった。 However, in the conventional spool rotation prevention structure of the spool valve, in order to prevent the rotation of the spool, a chamfered portion is formed in the spool, and the rotation stopper member is locked to the main body so as to be able to rotate slightly. Both have to be provided with a configuration for preventing the rotation of the spool, resulting in a complicated configuration.
本発明の課題は、スプールに回転を防止する構成を格別に施すことなくスプールの回転を防止し、構成を簡素化し得るスプール弁のスプール回転防止構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a spool rotation prevention structure for a spool valve that can prevent the rotation of the spool without simplifying the structure for preventing the rotation of the spool and can simplify the structure.
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段をとった。即ち、
本体に軸方向へ嵌合穴を穿設すると共に、流体を流入する供給流路と流体を流入出する負荷流路と流体を流出する排出流路とを軸方向へ間隙を有して嵌合穴内周面に開口して設け、嵌合穴には前記複数の流路間を切換連通するスプールを軸方向へ摺動自在に挿入し、供給流路が開口する箇所の嵌合穴内周面とスプール外周面との間に環状隙間を形成し、供給流路には環状隙間に流入する流体の流量を環状隙間の周方向の一方向と他方向とに対向して略同等に調整する流量調整部材を設け、前記スプールを中立位置に保持するばねを前記スプールの両側に備え、前記供給流路が開口する個所の前記嵌合穴内径を前記スプールの外径より大きく設け、前記供給流路を前記嵌合穴の中心より径方向外側に偏移して前記嵌合穴に接線方向で接続し、前記流量調整部材は流体が流通する絞り穴を貫通形成し、前記供給流路から前記絞り穴を通過して前記環状隙間に流入する流体と前記供給流路から前記絞り穴を通過せずに前記環状隙間に流入する流体とに分配し、この分配した流体を前記環状隙間の周方向の一方向と他方向とに対向して流量を略同等に調整することを特徴とするスプール弁のスプール回転防止構造がそれである。
In order to achieve this problem, the present invention has taken the following measures to solve the problem. That is,
A fitting hole is drilled in the body in the axial direction, and a supply flow path for flowing in fluid, a load flow path for flowing in and out fluid, and a discharge flow path for flowing out fluid are fitted with a gap in the axial direction. An opening is provided on the inner peripheral surface of the hole, and a spool for switching communication between the plurality of flow paths is inserted into the fitting hole so as to be slidable in the axial direction. An annular clearance is formed between the outer circumferential surface of the spool, and the flow rate adjustment that adjusts the flow rate of the fluid flowing into the annular clearance in the supply flow path in a substantially equal manner opposite to the circumferential direction in the circumferential direction of the annular clearance. Members are provided , springs for holding the spool in a neutral position are provided on both sides of the spool, the fitting hole inner diameter where the supply channel opens is larger than the outer diameter of the spool, and the supply channel is Shifted radially outward from the center of the fitting hole and connected to the fitting hole in a tangential direction, The flow rate adjusting member is formed by penetrating a throttle hole through which a fluid flows, and the fluid that passes through the throttle hole from the supply flow path and flows into the annular gap and the annular shape without passing through the throttle hole from the supply flow path. Spool rotation prevention of the spool valve, wherein the spool valve is distributed to the fluid flowing into the gap and the flow rate is adjusted to be substantially equal while facing the one direction and the other direction of the circumferential direction of the annular gap. That is the structure.
以上詳述したように、請求項1に記載の発明は、供給流路から環状隙間に流入する流体の流量が流量調整部材により周方向の一方向と他方向とに略同等に分配されて相対し、スプールを回転しようとする力が周方向で平衡して、スプールの回転を防止できる。そして、供給流路に流量調整部材を設けることでスプールの回転を防止しているため、スプールに回転を防止する構成を格別に施すことなくスプールの回転を防止でき、構成を簡素化することができる。 As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the flow rate of the fluid flowing into the annular gap from the supply flow path is substantially equally distributed between the circumferential direction in one direction and the other direction by the flow rate adjusting member. Then, the force to rotate the spool is balanced in the circumferential direction, and the rotation of the spool can be prevented. And since the rotation of the spool is prevented by providing the flow rate adjusting member in the supply flow path, the rotation of the spool can be prevented without specially providing the structure for preventing the rotation of the spool, and the configuration can be simplified. it can.
また、請求項1に記載の発明は、スプールに回転を防止する構成を格別に施すことなくできるため、スプールを中立位置に保持するばねは、スプールの両側に同一のものを備えることができ、スプールを中立位置に保持するばねの一方を、回転止め部材と干渉しないよう他方のばねより小径のものを用いなければならない従来のスプール回転防止構造に比し、必要とする部品の種類を削減することができる。 The invention described in Claim 1, since it without performing exceptionally configuration to prevent rotation in spool, a spring for holding the spool in the neutral position, it can be provided with identical on both sides of the spool Compared to the conventional spool rotation prevention structure, one of the springs that hold the spool in the neutral position must be smaller in diameter than the other spring so that it does not interfere with the anti-rotation member. can do.
また、請求項1に記載の発明は、供給流路が開口する個所の嵌合穴内径を前記スプールの外径より大きく設け、供給流路を嵌合穴の中心より径方向外側に偏移して嵌合穴に接線方向で接続しているため、供給流路の嵌合穴への開口面積を大きくすることができ、供給流路を大径にすることなく、供給流路から環状隙間に流入する流体の流量増加を図ることができる。 The invention according to claim 1, the fitting hole inner diameter of the point where supply passages are opened provided larger than the outer diameter of the spool, shift radially outward from the center of the fitting hole of the supply channel Since the connection hole is tangentially connected to the fitting hole, the opening area of the supply channel to the fitting hole can be increased, and the annular gap from the supply channel can be achieved without increasing the diameter of the supply channel. It is possible to increase the flow rate of the fluid flowing into the.
また、請求項1に記載の発明は、前記流量調整部材は流体が流通する絞り穴を貫通形成し、前記供給流路から前記絞り穴を通過して前記環状隙間に流入する流体と前記供給流路から前記絞り穴を通過せずに前記環状隙間に流入する流体とに分配し、この分配した流体を前記環状隙間の周方向の一方向と他方向とに対向して流量を略同等に調整しているため、この略同等に調整する流体の流量を絞り穴の大きさに応じて精度良く設定することができる。 The invention of claim 1, prior Symbol flow adjustment member is formed through a throttle hole through which fluid flows, the fluid flowing into the annular gap through the throttle hole from said supply passage supplies Distributing the fluid from the flow path to the fluid that flows into the annular gap without passing through the throttle hole, and the distributed fluid is opposed to the circumferential direction in one direction and the other direction so that the flow rate is substantially equal. Since the adjustment is performed, the flow rate of the fluid to be adjusted to be substantially the same can be accurately set according to the size of the throttle hole.
以下、スプール弁として電磁切換弁に本発明を実施した一実施形態を図面に基づき説明する。
図1及び図2において、1は略矩形状の本体で、両側面にソレノイド2,3を備えると共に、上面に端子箱4を備えている。5は本体1に軸方向へ貫通して穿設の嵌合穴で、本体1の両側面に開口し、両側面の開口はソレノイド2,3で閉塞している。嵌合穴5は軸方向の略中央部に拡径した第1拡径部5Aを形成し、第1拡径部5Aの軸方向両側に間隙を有して拡径した第2拡径部5Bと第3拡径部5Cとを形成し、さらに、第2拡径部5Bと第3拡径部5Cのそれぞれ軸方向外側に間隙を有して拡径した第4拡径部5Dと第5拡径部5Eとを形成している。本体1には流体を流入する供給流路Pと、流体を流入出する第1負荷流路Aと第2負荷流路Bと、流体を流出する第1排出流路T1と第2排出流路T2とをそれぞれ嵌合穴5と略直交方向に本体1の下面から穿設している。供給流路Pは円筒形状の穴で、嵌合穴5の中心より径方向外側に偏移して嵌合穴5の第1拡径部5Aに接線方向で接続し、嵌合穴5の第1拡径部5A内周面へ先端部に加えて側面部を開口し、第1拡径部5Aへの開口面積を大きくして流量増加を図っている。そして、供給流路Pは直径寸法を第1拡径部5Aの軸方向における巾寸法より大きく設けている。また、第1負荷流路Aは第2拡径部5B内周面に、第2負荷流路Bは第3拡径部5C内周面に、第1排出流路T1は第4拡径部5D内周面に、第2排出流路T2は第5拡径部5E内周面にそれぞれ開口している。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electromagnetic switching valve as a spool valve will be described with reference to the drawings.
1 and 2, reference numeral 1 denotes a substantially rectangular main
6は嵌合穴5に軸方向へ摺動自在に挿入したスプールで、軸方向へ間隙を有して第1ランド部6Aと第2ランド部6Bとを備えると共に、第1ランド部6Aと第2ランド部6Bとの間に位置する中央軸部6C及び第1ランド部6Aの軸方向外側に位置する第1外側軸部6D及び第2ランド部6Bの軸方向外側に位置する第2外側軸部6Eを備えている。第1ランド部6Aと第2ランド部6Bは、嵌合穴5に摺動する外径寸法に設けると共に、軸方向における巾寸法を嵌合穴5の第2拡径部5Bと第3拡径部5Cの巾寸法より小さく設けている。中央軸部6Cと第1外側軸部6Dと第2外側軸部6Eは、嵌合穴5より小径の外径寸法に設けている。7は環状隙間で、供給流路Pが開口する嵌合穴5の第1拡径部5Aとスプール6の中央軸部6Cとの間に形成している。8は供給流路Pに設けた流量調整部材で、本体1の下面より供給流路Pの先端部に圧入して固定し、流体が流通する絞り穴9を軸方向に貫通形成し、絞り穴9の先端側を拡径した拡径部9Aとしている。流量調整部材8は供給流路Pより環状隙間7に流入する流体の流量を環状隙間7の周方向の一方向と他方向とに略同等にするよう絞り穴9の開口面積と軸方向寸法を設定する。すなわち、供給流路Pを流れる流体の流量Qは流量調整部材8の絞り穴9を通過せずに供給流路Pの側面部から環状隙間7に流入して周方向の一方向に流れる流量Q1と、絞り穴9を通過せずに供給流路Pの側面部から環状隙間7に流入して周方向の他方向に流れる流量Q2と、絞り穴9を通過して供給流路Pの先端部から環状隙間7に流入して周方向の他方向に流れる流量Q3とに分かれるので、Q1=Q2+Q3でスプール6を回転しようとする力が周方向で平衡してスプール6の回転を防止する。よって、Q1=Q2+Q3からQ3=Q1−Q2となるよう絞り穴9の開口面積と軸方向寸法を設定する。なお、絞り穴9の拡径部9Aは、絞り穴9を通過した後の流体が第1拡径部5Aへの供給流路Pの開口個所で絞られ流量Q3の設定に狂いが生じることを確実に防止するよう絞り穴9後の開口面積を大きく設けるためのものである。
A
10、11はスプール6を図1に示す中立位置に保持するばねで、スプール6を軸方向両端部から付勢するよう嵌合穴5の軸方向両端部に収装し、本体1両側面に固定したソレノイド2,3の固定鉄心2A,3Aとスプール6との間に挟持している。ソレノイド2,3は固定鉄心2A,3Aと対向して可動鉄心2B,3Bを軸方向へ移動自在に備え、端子箱4内部で図示しない外部電源と電気接続したコイル2C,3Cへの通電により生じる電磁力で可動鉄心2B,3Bを固定鉄心2A,3Aに向けて吸引して軸方向へ移動し、この可動鉄心2B,3Bの移動でロッド2D,3Dによりスプール6をばね10,11力に抗して軸方向へ摺動するよう押圧する。
スプール6はソレノイド2,3の非通電による図1に示す中立位置と、ソレノイド2への通電で図1右方向への摺動による第1切換位置と、ソレノイド3への通電で図1左方向への摺動による第2切換位置との3位置に切換自在に設けている。そして、スプール6は中立位置で第1ランド部6Aが第2拡径部5B内に位置すると共に、第2ランド部6Bが第3拡径部5C内に位置し、供給流路Pと第1負荷流路Aと第2負荷流路Bと第1排出流路T1と第2排出流路T2との間を連通する。また、スプール6は第1切換位置で第1ランド部6Aが第1拡径部5Aと第2拡径部5Bとの間で嵌合穴5に接すると共に、第2ランド部6Bが第3拡径部5Cと第5拡径部5Eとの間で嵌合穴5に接し、第1負荷流路Aを供給流路Pと遮断して第1排出流路T1に切換連通し、第2負荷流路Bを第2排出流路T2と遮断して供給流路Pに切換連通する。また、スプール6は第2切換位置で第1ランド部6Aが第2拡径部5Bと第4拡径部5Dとの間で嵌合穴5に接すると共に、第2ランド部6Bが第1拡径部5Aと第3拡径部5Cとの間で嵌合穴5に接し、第1負荷流路Aを第1排出流路T1と遮断して供給流路Pに切換連通し、第2負荷流路Bを供給流路Pと遮断して第2排出流路T2に切換連通する。
The
次に、かかる構成の作動を説明する。
図1及び図2の状態で、供給流路Pを流体源に、第1負荷流路Aと第2負荷流路Bを流体アクチュエータに、第1排出流路T1と第2排出流路T2を低圧側としてのタンクにそれぞれ接続する。
スプール6は、ソレノイド2,3へ非通電状態であるため、ばね10,11で中立位置に保持され、供給流路Pと第1負荷流路Aと第2負荷流路Bと第1排出流路T1と第2排出流路T2との間を連通している。供給流路Pの流体は環状隙間7に流入して嵌合穴5内を流れて第1排出流路T1,第2排出流路T2よりタンクに流出する。
Next, the operation of this configuration will be described.
1 and 2, the supply flow path P is used as a fluid source, the first load flow path A and the second load flow path B are used as fluid actuators, and the first discharge flow path T1 and the second discharge flow path T2 are set. Connect each tank to the low pressure side.
Since the
スプール6が中立位置に保持された状態で、一方のソレノイド2を通電すると、スプール6をばね11力に抗して図1の右方向に軸方向摺動して第1切換位置に切換え、供給流路Pより環状隙間7に流入した流体は第3拡径部5C、第2負荷流路Bを流れて流体アクチュエータに流入すると共に、流体アクチュエータより第1負荷流路Aに流出した流体は第2拡径部5Bより第4拡径部5D、第1排出流路T1を流れてタンクに流出する。そして、一方のソレノイド2を非通電にすると、スプール6はばね11力により図1の中立位置に復帰する。
When one
また、スプール6が中立位置に保持された状態で、他方のソレノイド3を通電すると、スプール6をばね10力に抗して図1の左方向に軸方向摺動して第2切換位置に切換え、供給流路Pより環状隙間7に流入した流体は第2拡径部5B、第1負荷流路Aを流れて流体アクチュエータに流入すると共に、流体アクチュエータより第2負荷流路Bに流出した流体は第3拡径部5Cより第5拡径部5E、第2排出流路T2を流れてタンクに流出する。そして、他方のソレノイド3を非通電にすると、スプール6はばね10力により中立位置に復帰する。
When the
かかる作動で、供給流路Pから環状隙間7に流入する流体は、流量調整部材8により、絞り穴9を通過せずに環状隙間7に流入して周方向の一方向に流れる流量Q1と、絞り穴9を通過せずに環状隙間7に流入して周方向の他方向に流れる流量Q2と、絞り穴9を通過して環状隙間7に流入して周方向の他方向に流れる流量Q3とに分けられ、流量Q1,Q2,Q3の関係を、Q1=Q2+Q3からQ3=Q1−Q2となるよう設定しているため、流量が環状隙間7の周方向の一方向と他方向とに略同等に分配されて相対し、スプール6を回転しようとする力が周方向で平衡して、スプール6の回転を防止でき、特に、ソレノイド2,3の電磁力とこの電磁力により撓んで増加したばね10,11力とでスプール6を保持する第1切換位置や第2切換位置に比し、ソレノイド2,3の電磁力が作用せずにばね10,11の取付荷重でのみスプール6を保持している中立位置においても良好にスプール6の回転を防止できる。そして、供給流路Pに流量調整部材8を設けることでスプール6の回転を防止しているため、スプール6に回転を防止する構成を格別に施すことなくスプール6の回転を防止でき、構成を簡素化することができる。
With this operation, the fluid flowing into the
また、スプール6に回転を防止する構成を格別に施すことなくできるため、スプールを中立位置に保持するばねの一方を、回転止め部材と干渉しないよう他方のばねより小径のものを用いなければならない従来のスプール回転防止構造に比し、スプール6を中立位置に保持するばね10,11をスプール6の両側に同一のものを備えることができ、必要とする部品の種類を削減することができる。
In addition, since the
また、供給流路Pが開口する嵌合穴5の第1拡径部5A内径をスプール6の外径より大きく設け、供給流路Pを嵌合穴5の中心より径方向外側に偏移して嵌合穴5の第1拡径部5Aに接線方向で接続しているため、供給流路Pを嵌合穴5の第1拡径部5A内周面へ先端部に加えて側面部を開口できて供給流路Pの嵌合穴5への開口面積を大きくすることができ、供給流路Pを大径にすることなく供給流路Pから環状隙間7に流入する流体の流量増加を図ることができる。
Further, the inner diameter of the first
また、流量調整部材8は流体が流通する絞り穴9を貫通形成し、供給流路Pから絞り穴9を通過して環状隙間7に流入する流体と供給流路Pから絞り穴9を通過せずに環状隙間7に流入する流体とに分配し、この分配した流体を環状隙間7の周方向の一方向と他方向とに対向して流量を略同等に調整する流体としているため、この略同等に調整する流体の流量を絞り穴9の開口面積、軸方向寸法の大きさに応じて精度良く設定することができる。
The flow rate adjusting member 8 penetrates the throttle hole 9 through which the fluid flows, and allows the fluid flowing from the supply channel P through the throttle hole 9 to flow into the
なお、一実施形態では、スプール弁としてソレノイド2,3によりスプール6を切換える電磁切換弁としたが、パイロット流体によりスプールを切換えるパイロット切換弁や機械操作でスプールを切換える機械操作式の切換弁でも良い。また、スプール6は中立位置と第1切換位置と第2切換位置との3位置に切換自在に設けたが、2位置や4位置に切換自在に設けたものでも良い。さらに、第1負荷流路Aと第2負荷流路Bとの2個の負荷流路を設けると共に、第1排出流路T1と第2排出流路T2との2個の排出流路を設けたが、1個の負荷流路や1個の排出流路でも良いことは勿論である。
In one embodiment shaped state, but the electromagnetic switching valve for switching the
1:本体
5:嵌合穴
6:スプール
7:環状隙間
8:流量調整部材
P:供給流路
A:第1負荷流路(負荷流路)
B:第2負荷流路(負荷流路)
T1:第1排出流路(排出流路)
T2:第2排出流路(排出流路)
1: Body 5: Fitting hole 6: Spool 7: Annular gap
8: Flow rate adjusting member
P: Supply channel A: First load channel (load channel)
B: Second load channel (load channel)
T1: First discharge channel (discharge channel)
T2: Second discharge channel (discharge channel)
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