JPH08219300A - スプール弁のスプール回転防止構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 摺動抵抗が小さく、構造が簡単、加工精度の
高い、小型、簡単、安価なスプール弁のスプール回転防
止構造を提供する。 【構成】 スプール弁のスプール５の一端部に軸に平行
な面取り部６を設け、本体又はカバーのどちらか一方の
面にスプール嵌合穴に同心にされた開口穴３を設け、前
記スプールの軸心を中心として前記面取り部の弦を略底
辺９とし前記開口穴周壁を略外径１０とする半月又は蒲
鉾形でピン穴１１を有する回転止め材８を前記開口穴と
前記スプール面取り部との間で本体又はカバーにピン７
で微小回転可能に係止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スプールを用いて流
路を切換えるスプール弁型の電磁切換弁やパイロット切
換弁のスプール回転防止構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のスプール弁においては、流
体力によりスプールが回転すると弁の切換性能が不安定
となったり、スプールの摩耗が促進したり、スプールの
ランド部の漏れが多くなることがあるため、スプールの
回転を機械的に防止しているものがある。例えば実開昭
６４−４６５８２号公報では、図５及び図６に示すよう
に、スプール５１の片側の先端５２を切欠円柱とし、そ
の形状に対応させて形成した切欠円孔５３を有する回転
止めワッシャ５４に嵌入し、更にその回転止めワッシャ
５４に突起５５を設け、その突起をカバー５６に設けた
穴５７に嵌合させることによりスプールの回転を防止し
ている。又、回転止めワッシャ５４を、カバー５６側に
保持するためにスプリング５８が設けられている。

【０００３】かかる構成において、スプール５１は流体
により回転力を受けた状態で、軸方向に移動するが、切
欠嵌入部の５２が回転止めワッシャ５４の切欠円孔５３
で回転方向には動かないようにされているのでスプール
が回転することがない。しかし、スプールが軸方向に移
動する際、スプール先端の切欠円柱は回転止めワッシャ
の切欠円孔内を接触しながら摺動する。このため、スプ
ール５１はこの摺動抵抗により切換力を減少される。し
かし、電磁切換弁のスプールの切換力は余り大きくはな
く、また、パイロット切換弁でもパイロット圧を小さく
しておきたい場合に作動不良等の問題があった。

【０００４】そこで、できる限り摺動抵抗を減少させる
こが必要であるが、摺動抵抗力は、図７に示すように、
回転トルクＴ、接触力Ｆ、スプール軸心５９と接触部６
０までの距離ｒとし、切欠円柱部の２箇所同時に接触し
ているとすれば、接触力Ｆは、Ｆ＝Ｔ／（２×ｒ）とな
る。従って、軸方向にスライドする場合の摺動抵抗Ｆ_f
は接触部での摩擦係数μとすると、Ｆ_f ＝μ×Ｆ×２、
即ち摺動抵抗は Ｆ_f＝μＴ／ｒとなる。よって、摺動
抵抗を小さくするためには、接触部までの距離ｒを大き
くし、接触部の摩擦係数μを小さくすることが必要であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、距離ｒを大き
くするためには、スプールの先端の切欠円柱を大きくし
なければならないが、切欠円柱を大きくすると外径が大
きくなってしまう。また、接触部の摩擦係数μを小さく
するためには、摺動面の面粗さをよくすることと、加工
精度を上げなけらばならないが、回転止めワッシャに設
ける切欠円孔５３の加工等は、構造が複雑なため、加工
精度を上げることが困難であるという問題があった。さ
らに、ワッシャ係止するためのスプリング５８等の部材
を必要とし、構造的にも高価である等の問題があった。

【０００６】本発明は、かかる、摺動抵抗を小さくし、
回転を防止するとともに、構造をシンプルにし、加工精
度を上げ、小型、簡単、安価な構造のスプール弁のスプ
ール回転防止構造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、複数のポートを有する本体に挿
通されポート間を接続又は閉塞するためのスプールを有
するスプール弁において、スプールの一端部の軸に平行
な面取り部を設け、本体又はスプールの一端を覆い本体
に取り付けられるカバーのどちらか一方の面にスプール
嵌合穴に同心にされた開口穴を設ける。さらに、前記ス
プールの軸心を中心として前記面取り部の弦を略底辺と
し前記開口穴周壁を略外径とする半月又は蒲鉾形でピン
穴を有する回転止め材を前記開口穴と前記スプール面取
り部との間で本体又はカバーに微小回転可能にピンで係
止させる。

【０００８】

【作用】スプールの一端部に設けられた軸に平行な面取
り部とピンで係止された半月又は蒲鉾形の回転止め材の
底辺とが、流体力によってスプールを回転させようとす
る回転力により接触し、回転止め材をピン回りに回転さ
せようとするが、回転止め材の外径は開口穴壁面に接触
してそれ以上回転しないので、スプールの回転力に抗し
てスプールの回転が防止される。スプールの面取り部の
距離が大きくできるので、スプールの軸心から接触部ま
での距離が大きくなり摺動抵抗が小さい。また、スプー
ル面取り部と回転止め材底辺部の接触部は簡単な形状な
ので加工がし易く、面粗度等がよくなり摩擦的抵抗も小
さい。従って、スプールへの摺動抵抗も小さい。また、
スプールの回転力をピンで直接受けるのではなく回転止
め材の外径と開口穴壁面で受けるようにするのでピンの
強度は小さいものでよい。

【０００９】

【実施例】本発明の第一実施例について、図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第一実施例の電磁弁の縦断
面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面の要部拡大説明図、図
３はスプール回転時の説明図である。図１及び図２にお
いて、流体を接続するポートが設けられた本体１内に図
１でみて左右に摺動するスプール５がスプール嵌合穴２
に摺動可能に挿入されている。本体１の両側には可動鉄
心１３を内蔵し円筒状のガイド部１４と固定鉄心１５と
閉止材１６とが一体に形成されたソレノイドガイド１７
がスプール嵌合穴２に同心に螺着され、このソレノイド
ガイドにコイル１８、コイルカバー１９が外挿され閉止
材１６のねじ部２０でナット２１により螺着固定されて
いる。可動鉄心１３とスプール５間にはガイドピン２２
が設けられ、コイル１８を通電することによって発生す
る磁力により可動鉄心１３の本体方向への移動力がスプ
ールに伝達され流路を切り換えるようにされている。ス
プール５の両端にはスプリング２３，２４が設けられコ
イル１８が通電されていないときはスプール５が中立位
置になるようにされている。２５，２６はＯリング、２
７は手動で可動鉄心１３を動かしスプール５を切換える
ためのプッシュピンである。なお、符号は片側にのみ付
し反対側については省略する。

【００１０】本体の両端にソレノイドガイド１７がねじ
込まれるねじ２８の下穴３，２９が設けられている。図
１でみて、スプール５の左端３１には、スプール外径３
２に対し、一段径を落とした部分３３を設けその外周部
に軸に平行な面取部６が設けられている。本体左端の下
穴（開口穴）３とスプール嵌合穴２間に本体ピン穴３８
が設けられスプリングピン７が打ち込まれている。図２
に示すように、本体左端の下穴３を開口穴とし、この開
口穴３とスプール５の面取部６との間に蒲鉾形の回転止
め材８がピン穴１１によりスプリングピン７で係止され
ている。蒲鉾形の回転止め材８の外径１０は開口穴３の
内径３４よりやや小さくされ、底辺９部は開口穴からス
プール面取り部６までの寸法よりやや小さくされ、回転
止め材８と開口穴及びスプール面取り部とは隙間を有す
るようにされている。スプリングピン７回りに回転止め
材８が微小回転できるようにスプリングピンとピン穴１
１間には隙間が設けられている。

【００１１】なお、ねじ穴の下穴を開口穴として用いる
ようにしているので、図１で見て右側に示すスプリング
２４のようにスプリングの外径を大きくすると回転止め
材８と干渉するので、左側に示す回転止め材側のスプリ
ング２３は小径のものを用いている。

【００１２】次に、第一実施例の作用について説明す
る。図３に示すように、スプール５を流体力によって回
転させようとする回転力はスプールを矢印方向３５に回
転させるが、スプールの面取り部６が回転止め材８の底
辺９に接触する。このため、回転止め材８はピン７の回
りに回転するが、回転止め材の外径が開口穴３の内径
（壁面）３４に当接してそれ以上回転しない。従って、
スプール５はこれ以上回転することがない。また、スプ
ール５はこの状態で軸方向に摺動するが、スプールの接
触部３８までの距離Ｒは、段差を設けた部分３３の半径
であり、限りなくスプール外径３２に近くできる。即
ち、従来の回転止めワッシャより接触部までの距離を充
分大きくすることができるので、摺動抵抗をより小さく
することができる。また、回転止め部材８は従来のねじ
２８の下穴を開口穴３として使用でき何ら径方向や、軸
方向への寸法の増大を必要としない。

【００１３】次に本発明の第二実施例について、図面を
参照して説明する。図４は本発明の第二実施例のパイロ
ットオペレート形方向切換弁の縦断面図である。第一実
施例おいては、電磁弁に本発明を適用した例を示した
が、第二実施例ではパイロットオペレート形方向切換弁
に本発明を適用したものを示す。本体１０１の上部に電
磁弁１０２を設け電磁弁からのパイロット圧を本体両側
に設けられたカバー１０３の連通路１０４を経てスプー
ル５の端面１０５に導きパイロット圧力によってスプー
ルを軸方向に摺動させることによって流路を切り換える
ものである。本発明の構成・作用については前述した第
一実施例と同様であるので同じ符号を付し説明を省略す
る。なお、図４においてはスプリングピン７、回転止め
材８がカバー側へ移動できる如く図示されているが、ス
プリングピンの回転止め材側端に鍔を設ける、回転止め
材の軸方向長さを長くする、スナップリングを設ける等
の手段により移動による脱落を防止するようにされてい
るのはいうまでもない。

【００１４】なお、実施例においては、ピンにスプリン
グピン７を用い本体のピン穴３８に嵌合固定させている
が、カバー側に固定するようにしてもよい。また、回転
止め材８のピン穴１１とスプリングピン７とは隙間を設
け微小回転可能にさせているが、回転止め材のピン穴と
スプリングピンとは嵌着固定させ、本体又はカバー側の
ピン穴３８とスプリングピンとの間に隙間を設け回転止
め材を微小回転可能にさせてもよい。

【００１５】

【発明の効果】本発明においては、スプールの面取り部
と開口穴との間に隙間をもって半月又は蒲鉾形の回転止
め材を設けるようにしたので、スプール面取り部の接触
部までの距離を大きくすることができ、摺動抵抗の大幅
な低減が可能となり、さらに、回転止め材の底部、スプ
ールの面取り部とも単純な形状であり、かつ接触部分が
全て表面であり、加工精度（面粗さ）が容易に上げられ
摩擦抵抗が少なくできるので、摺動抵抗の小さい回転防
止機構を提供するものとなった。

【００１６】また、開口穴とスプール面取り部間に回転
止め材を設けるようにしたので、従来の寸法を大きくす
ることなく組付けられ、回転止め材の底部、スプールの
面取り部とも単純な形状であり加工が容易であるので、
構造がシンプルで小型、簡単、安価なものとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面の要部拡大説明図である。

【図３】スプール回転時の説明図である。

【図４】本発明の第二実施例の縦断面図である。

【図５】従来の回転防止機構の要部断面図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ線要部断面図である。

【図７】従来のスプール回転時の説明図である。

【符号の説明】

１ 本体 ２ スプール嵌合穴 ３ 開口穴（下穴） ４ カバー ５ スプール ６ 面取り部 ７ ピン（スプリングピン） ８ 回転止め材 ９ 底辺 １０ 外径 １１ ピン穴 １２ ポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のポートを有する本体に挿通され前
   記ポート間を接続又は閉塞するためのスプールを有する
   スプール弁において、一端部に軸に平行な面取り部を有
   するスプールと、前記本体又は前記スプールの一端を覆
   い本体に取り付けられるカバーに設けられたスプール嵌
   合穴に同心にされた開口穴と、前記スプールの軸心を中
   心として前記面取り部の弦を略底辺とし前記開口穴周壁
   を略外径とする半月又は蒲鉾形の回転止め材と、該回転
   止め材にあけられたピン穴に挿入され回転止め材を前記
   本体又は前記カバーに設けられた前記開口穴と前記スプ
   ール面取り部との間で微小回転かつ係止可能にさせるピ
   ンと、を有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。