JPH11182728A - 電磁パイロット式3位置切換弁 - Google Patents
電磁パイロット式3位置切換弁Info
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- JPH11182728A JPH11182728A JP9363599A JP36359997A JPH11182728A JP H11182728 A JPH11182728 A JP H11182728A JP 9363599 A JP9363599 A JP 9363599A JP 36359997 A JP36359997 A JP 36359997A JP H11182728 A JPH11182728 A JP H11182728A
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- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
- F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
- F15B13/0402—Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F15B11/08—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
- F15B11/12—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action
- F15B11/121—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action providing distinct intermediate positions
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- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/86493—Multi-way valve unit
- Y10T137/86574—Supply and exhaust
- Y10T137/86582—Pilot-actuated
- Y10T137/86614—Electric
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract
ト流体による作用力で中立位置に保持させることによ
り、該スプールを復帰ばねの反力の影響を受けることな
く切り換えることができるようにする。 【解決手段】 スプール6が収容された弁孔5の両端
に、該スプール6を駆動するためのパイロット流体が給
排される大径の駆動室10a,10bと、パイロット流
体が常時導入される小径のピストン室12a,12bと
を隣接して設け、該ピストン室12a,12b内に収容
されたピストン13a,13bと上記スプール6との間
に連係部材14,14bを介設すると共に、該連係部材
14a,14bとピストン13a,13bとの間に付勢
力の小さい復帰ばね18を介設し、上記ピストン13
a,13bにより連係部材14,14bを介してスプー
ル6を中立位置に保持する。
Description
ロット弁によってスプールを3つの位置に切り換える電
磁パイロット式3位置切換弁に関するものである。
を復帰ばねで中立位置に保持するスプリングセンタ形と
して構成されている。即ち、図4に概略的に示すよう
に、スプール1の両端の駆動室2a,2b内にそれぞれ
復帰ばね3a,3bが縮設され、スプール1が非駆動状
態にあるときこれらの復帰ばね3a,3bによって該ス
プール1が中立位置に保持され、パイロット弁4で2つ
の駆動室2a,2bにパイロット流体が交互に給排され
ると、該スプール1が排気側の駆動室内にある復帰ばね
を圧縮しながら図の左右方向に切り換えられようになっ
ている。
ルを両側の復帰ばねで中立位置に保持させる構成である
ため、該スプールの切換時には必ず一方の復帰ばねが圧
縮されてその力が反力として作用することになる。この
ため、圧縮された復帰ばねの反力に打ち勝ってスプール
を確実に切り換えるには、それだけ高圧のパイロット流
体を供給しなければならず、スプールの最小作動圧力が
高くなって流体の使用圧力範囲が狭くなるという欠点が
あった。しかも、復帰ばねの反力はスプールの切換動作
に伴う圧縮量の増大と共に増大するため、該スプールの
切換動作は不安定になり易い。
だけ低圧のパイロット流体を使用することはできるが、
復帰ばねの付勢力が小さいと、スプールが作動流体やパ
イロット流体による影響を受け易いため、該スプールの
中立位置への復帰動作や中立位置の保持状態が不安定に
なる。
パイロット式の3位置切換弁において、使用圧力範囲内
の圧力流体が供給されている時は、スプールをパイロッ
ト流体圧による作用力で中立位置に保持させることによ
り、該スプールを復帰ばねの反力による影響を受けるこ
となく切り換えることができるようにすることにある。
め、本発明の3位置切換弁は、スプールが収容された弁
孔の両端にそれぞれ、パイロット流体の給排によりスプ
ールを駆動するための駆動室と、該駆動室より小径で常
時パイロット流体が導入されるピストン室とを隣接して
設け、該ピストン室内に収容されたピストンと上記スプ
ールとの間に連係部材を介在させると共に、該連係部材
とピストンとの間に付勢力の小さい復帰ばねを介在させ
たものである。この復帰ばねの付勢力は、パイロット流
体圧による上記ピストンの駆動力と同等か、又はそれ以
下に設定されている。
おいて、該切換弁に圧力流体が供給されているときは、
ピストン室に常時導入されるパイロット流体の作用力に
よりピストンが連係部材側に押され、付勢力の小さい復
帰ばねを圧縮して該連係部材に当接し、該連係部材を介
してスプールを両側から押圧するため、該スプールは中
立位置に保持される。このとき復帰ばねは完全に圧縮さ
れていて、スプールを中立位置へ保持させる動作には関
与しないから、スプールはパイロット流体の作用力のみ
によって中立位置に保持されることになる。
ット流体を供給すると、該駆動室がピストン室より大径
で、該駆動室側においてスプールに作用するパイロット
流体による作用力が反対側のピストンによる作用力より
大きいため、該スプールは、連係部材を介して上記ピス
トンを後退させながら一方向に移動し、流路を切り換え
る。このとき、スプールで後退させられる上記ピストン
と連係部材とは互いに当接したままで、それらの間に介
在する復帰ばねの付勢力がスプールに対して反力として
作用することはない。
と、後退していた上記ピストンの作用力によってスプー
ルは中立位置に復帰する。
か又は供給されていても使用圧力より低いときは、上記
各ピストンが復帰ばねの付勢力により連係部材から離れ
てピストン室の他端まで後退し、スプールは復帰ばねの
付勢力で中立位置に保持される。
記各駆動室が、弁孔両端のスプールの端面が受圧面とし
て臨む位置に形成されると共に、上記各ピストン室が、
該駆動室の外側にクッション性のある隔壁を介して形成
され、且つ上記連係部材が、該隔壁を貫通してピストン
室と駆動室とに両端が突出するように配設され、該連係
部材のピストン室側の端部には上記隔壁に当接するフラ
ンジ部が形成され、該連係部材がピストンに押されてフ
ランジ部が隔壁に当接した位置で上記スプールが中立位
置を保持するように構成されている。
の摺動を安定させるためのガイド手段として、該ピスト
ンと連係部材とに相互に嵌合し合うガイド軸とガイド孔
とを設けることである。
ロット流体を外部から導入するための外部パイロットポ
ートを設け、パイロット流路切換手段によってこの外部
パイロットポート又は供給ポートを、上記駆動室及びピ
ストン室に選択的に接続できるように構成することもで
きる。
を、弁ボディ上の取付面に向きを変更可能なるように取
り付けられた切換プレートと、上記取付面上に並んで開
口する3つの流路と、上記切換プレートに形成されて該
切換プレートの向きの変更により中央の1つの流路を両
側の2つの流路の一方に接続させる窪みとで構成し、上
記3つの流路のうち中央の流路を上記駆動室及びピスト
ン室に通じるパイロット供給流路とし、その両側の流路
を、供給ポートに通じる内部パイロット流路と外部パイ
ロットポートに通じる外部パイロット流路とする。
ト式3位置切換弁の一実施例を5ポート弁として示すも
ので、この切換弁は、圧縮空気等の作動流体を切り換え
るための主弁部1と、該主弁部1を操作するためのパイ
ロット弁部2とを含んでいる。
ィ4を有している。この弁ボディ4の下面には、作動流
体が流れる1つの供給ポートPと、その両側に開口する
2つの出力ポートA,Bと、さらにその両側に開口する
2つの排出ポートEA,EBとが設けられている。また
該弁ボディ4の内部には、上記各ポートが連通する弁孔
5が形成され、この弁孔5内に、上記各ポート間の流路
を切り換えるスプール6が摺動自在に収容されている。
4の端部に取り付けられたサブブロック8a,8bとの
間に、スプール6の端面が受圧面として臨むように第1
及び第2の駆動室10a,10bが形成されると共に、
各サブブロック8a,8bの内部に、クッション性のあ
る隔壁11a,11bを介して上記各駆動室10a,1
0bと隣接する第1及び第2のピストン室12a,12
bが形成され、これらのピストン室12a,12b内
に、第1及び第2のピストン13a,13bがそれぞれ
摺動自在に収容されている。上記駆動室10a,10b
の直径D1 はピストン室12a,12bの直径D2より
大きく、また、2つの駆動室10a,10b同士及びピ
ストン室12a,12b同士は、それぞれ互いに同径で
ある。しかし、駆動室10a,10b同士及びピストン
室12a,12b同士は必ずしも同径にする必要はな
い。
6との間には、該ピストン13a,13bと協同してス
プール6を中立位置に保持する円柱状の連係部材14
a,14bが、隔壁11a,11bを貫通して移動自在
なるように配設されている。この連係部材14a,14
bは、ピストン室12a,12b内に突出する側の端部
にフランジ部15が形成されていて、このフランジ部1
5が隔壁11a,11bに当接する位置までピストン1
3a,13bに押されてスプール6側へ移動できるよう
になっており、この位置で駆動室10a,10b内に突
出する先端がスプール6に当接して、該スプール6を中
立位置に保持するものである。
4a,14bとの間には、付勢力の小さい復帰ばね18
が縮設されている。この復帰ばね18の付勢力は、パイ
ロット流体圧が使用圧力範囲内にある場合にこのパイロ
ット流体圧により生ずるピストン13a,13bの作用
力と同等か又はそれ以下に設定されている。従って、ピ
ストン13a,13bにパイロット流体圧が作用してい
るときは、図1に示すように、上記復帰ばね18は完全
に圧縮されてピストン13a,13bが連係部材14
a,14bに当接し、該連係部材14a,14bを隔壁
11a,11bに押し付けた状態にある。
ストン13a,13bにパイロット流体が作用していな
いか、又は作用していてもその圧力が使用圧力以下であ
るときは、図3に示すように、上記復帰ばね18の付勢
力により該ピストン13a,13bが連係部材14a,
14bから離れてピストン室12a,12b内を反対端
まで後退し、該復帰ばね18の付勢力によりスプール6
が中立位置に保持される。
14a,14bには、該ピストン13a,13bの移動
を安定させるため、図3から分かるように、該ピストン
13a,13bに形成されたガイド軸20と、連係部材
14a,14bに形成されて上記ガイド軸20が摺動自
在に嵌合するガイド孔21とからなるガイド手段が構成
されている。
イロット弁部2に設けられた2つの電磁パイロット弁2
3a,23bによって個別にパイロット流体が給排され
るようになっており、一方、2つのピストン室12a,
12bには、それぞれパイロット流体が常時導入される
ようになっている。これらに関する具体的な構成は次の
通りである。
路切換手段25で供給ポートPと外部パイロットポート
Xとに選択的に接続可能なパイロット供給流路26が形
成されて0て、このパイロット供給流路26に第1ピス
トン室12aが、サブブロック8aに設けられた通孔2
7と、パイロットブロック9に設けられた通孔28、サ
ブブロック8aに設けられた手動操作機構29a及び通
孔30を通じて常時連通すると共に、第2ピストン室1
2bが、サブブロック8bに設けられた通孔32と、該
サブブロック8bとエンドカバー33との間の流路34
と、サブブロック8bに設けられた通孔35とを通じて
常時連通している。
第1駆動室10aは、サブブロック8aに形成された通
孔37により上記手動操作機構29a及びパイロット弁
23aを介して上記パイロット供給流路26に連通し、
第2駆動室10bは、弁ボディ4に形成された図示しな
い通孔により、上記手動操作機構29aに並設されてい
る別の手動操作機構29bと、上記パイロット弁23a
に並設されている別のパイロット弁23bとを介して上
記パイロット供給流路26に連通している。そして、各
駆動室10a,10bと対応するパイロット弁23a,
23bをオン・オフ操作するか又は手動操作機構29
a,29bを押圧操作することにより、これらの駆動室
10a,10bにパイロット流体が供給又は排出される
ようになっている。
各駆動室10a,10bとの間には増幅弁24a,24
bを介在させて、小容量のパイロット弁で大流量のパイ
ロット流体を駆動室に供給できるようにするのが望まし
いが、これらのパイロット弁と増幅弁の構成については
本発明の要旨と直接関係がないため、その詳細な説明は
省略する。また、上記手動操作機構29a,29bは、
それらを手動操作することによってパイロット供給流路
26と各駆動室10a,10bとを、各パイロット弁2
3a,23bを経由することなく直接連通させるもので
あるが、このような手動操作機構29a,29bは既に
公知であると共に、その構成自体は本発明の要旨とは直
接関係がないため、それについての説明も省略する。
内部パイロット式と外部パイロット式とに変更するため
のもので、弁ボディ4に形成された取付面4aに向きを
変更可能なるように取り付けられた切換プレート40を
含んでいる。この切換プレート40の内面には、流路を
構成する窪み41が一側に偏寄した状態に形成されてお
り、これに対して上記取付面4aには、その中央に上記
パイロット供給流路26が開口すると共に、該パイロッ
ト供給流路26の両側に、供給ポートPに通じる内部パ
イロット流路42と、外部パイロットポートXに通じる
外部パイロット流路43とが開口している。
す向きに取り付けた場合には、窪み41によりパイロッ
ト供給流路26が内部パイロット流路42に連通するた
め、切換弁は内部パイロット式となって、供給ポートP
から作動流体の一部がパイロット流体として分流され
る。また、上記切換プレート40の向きを左右反転させ
た場合には、窪み41によりパイロット供給流路26が
外部パイロット流路43に連通するため、該切換弁は外
部パイロット式となり、外部パイロットポートXから作
動流体とは別の専用のパイロット流体が供給される。
該切換弁に作動流体が供給されていないか又は供給され
ていてもその圧力が使用圧力以下と低いときは、図3に
示すように、各ピストン13a,13bが復帰ばね18
の付勢力により連係部材14a,14bから離れてピス
トン室12a,12bの他端まで後退し、スプール6は
復帰ばね18の付勢力で中立位置に保持されている。
る作動流体が供給されると、2つのピストン室12a,
12bにパイロット流体が常時導入されるため、図1に
示すように、このパイロット流体によりピストン13
a,13bが連係部材14a,14b側に押し動かさ
れ、付勢力の小さい復帰ばね18を圧縮して該連係部材
14a,14bをフランジ部15が隔壁11a,11b
に当接する位置まで移動させ、これらの連係部材14
a,14bを介してスプール6を中立位置に保持させ
る。このとき、上記復帰ばね18は完全に圧縮されてい
るため、その付勢力がスプール6の中立位置への保持に
関与することはない。従って、復帰ばね18を有してい
ながらパイロット流体の圧力のみによってスプール6を
中立位置に保持させることができる。
第1駆動室10aにパイロット流体が供給されると、該
第1駆動室10aがピストン室より大径であるため、該
第1駆動室10aにおいてスプール6に作用するパイロ
ット流体による作用力は、該スプール6の反対側に作用
する第2ピストン13bの作用力より大きくなる。この
ため該スプール6は、図2に示すように、連係部材14
bを介して上記第2ピストン13bを後退させながら右
動し、第2ピストン室12b側の隔壁11bに当接する
第1位置に切り換わる。このとき、上記第2ピストン1
3bと連係部材14bとは互いに当接したままであるた
め、それらの間に介在する復帰ばね18の付勢力が反力
として作用することがない。また、第1ピストン13a
は、隔壁11aに係止した連係部材14aに当接して該
連係部材14aと共にその位置に停止している。
駆動室10aのパイロット流体を排出すると、上記スプ
ール6は、第2ピストン13bにより連係部材14bを
介して左方に駆動され、中立位置に復帰する。
駆動室10bにパイロット流体を供給及び排出すると、
上記スプール6は、中立位置と、第1ピストン室12a
側の隔壁11bに当接する第2切換位置との間で切り換
わる。
は、それに使用圧力範囲内の圧力流体が供給されている
ときはスプールがパイロット流体の作用力によって中立
位置に保持されるようにしたので、該スプールを復帰ば
ねの反力による影響を受けることなく、流体圧の作用力
のみによって切り換えることができ、これにより、該ス
プールの切換動作を安定させることができるだけでな
く、最小作動圧力を低くすることが可能となって流体の
使用圧力範囲を拡大することができる。しかも、パイロ
ット流体による大きな作用力によってスプールを中立位
置へ確実且つ安定的に保持させることもできる。また、
上記切換弁に圧力流体が供給されていないか又は供給さ
れていてもその圧力が使用圧力以下と低いときは、復帰
ばねの力でスプールを中立位置に保持させることができ
るため、圧力の有無や高低等に拘らずスプールを確実に
中立位置に保持させることができる。
部断面図である。
面図である。
す断面図である。
る。
ト EA,EB 排出ポート 4 弁ボディ 4a 取付面 5 弁孔 6 スプール 10a,10b 駆
動室 11a,11b 隔壁 12a,12b
ピストン室 13a,13b ピストン 14a,14b
連係部材 15 フランジ部 18 復帰ばね 20 ガイド軸 21 ガイド孔 23a,23b パイロット弁 25 パイロット
流路切換手段 26 パイロット供給流路 41 窪み 42 内部パイロット流路 43 外部パイロ
ット流路
Claims (7)
- 【請求項1】作動流体が流れる複数のポート;上記各ポ
ートが連通する弁孔;上記弁孔内に摺動自在に収容され
た流路切換用のスプール;上記弁孔の両端に形成されて
スプールを駆動するためのパイロット流体が給排される
2つの駆動室;上記各駆動室に隣接する位置に形成され
てパイロット流体供給用の流路に常時接続された、上記
駆動室より小径の2つのピストン室;上記各ピストン室
内に摺動自在に収容されてパイロット流体によりスプー
ル側に向けて付勢される2つのピストン;上記各ピスト
ンとスプールとの間に移動自在に介設された、該ピスト
ンと協同してスプールを中立位置に保持する連係部材;
上記ピストンと連係部材との間に介装された、付勢力が
上記ピストンの作用力と同等かそれ以下である復帰ば
ね;上記2つの駆動室にそれぞれパイロット流体を給排
するための2つの電磁パイロット弁;を有することを特
徴とする電磁パイロット式3位置切換弁。 - 【請求項2】請求項1に記載の3位置切換弁において、
上記2つの駆動室及び2つのピストン室がそれぞれ互い
に同径であることを特徴とするもの。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載の3位置切換弁にお
いて、該切換弁が、1つの供給ポートと2つの出力ポー
ト及び2つの排出ポートを有する5ポート弁であること
を特徴とするもの。 - 【請求項4】請求項1乃至3の何れかに記載の3位置切
換弁において、上記各駆動室が、弁孔の両端にスプール
の端面が受圧面として臨むように形成されると共に、上
記各ピストン室が、該駆動室の外側にクッション性のあ
る隔壁を介して形成され、且つ上記連係部材が、該隔壁
を貫通してピストン室と駆動室とに両端が突出するよう
に配設され、該連係部材のピストン室側の端部には上記
隔壁に当接するフランジ部が形成されていて、該連係部
材がピストンに押されてフランジ部が隔壁に当接した位
置で上記スプールが中立位置を保持するように構成され
ていることを特徴とするもの。 - 【請求項5】請求項4に記載の3位置切換弁において、
上記ピストンと連係部材とに、該ピストンの摺動を安定
させるためのガイド手段として、摺動自在に嵌合し合う
ガイド軸とガイド孔とが設けられていることを特徴とす
るもの。 - 【請求項6】請求項1ないし5の何れかに記載の3位置
切換弁において、該切換弁の弁ボディが、専用のパイロ
ット流体を外部から導入するための外部パイロットポー
トを有すると共に、上記各駆動室及びピストン室をこの
外部パイロットポート又は供給ポートに選択的に接続可
能なパイロット流路切換手段を有することを特徴とする
もの。 - 【請求項7】請求項6に記載の3位置切換弁において、
上記パイロット流路切換手段が、弁ボディ上の取付面に
向きを変更可能なるように取り付けられた切換プレート
と、上記取付面上に並んで開口する3つの流路と、上記
切換プレートに形成されて該切換プレートの向きの変更
により中央の1つの流路を両側の2つの流路の一方に選
択的に接続可能な窪みとを含み、上記中央の流路が、上
記駆動室及びピストン室に通じるパイロット供給流路で
あり、その両側の流路が、供給ポートに通じる内部パイ
ロット流路と外部パイロットポートに通じる外部パイロ
ット流路とであることを特徴とするもの。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36359997A JP3959565B2 (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 電磁パイロット式3位置切換弁 |
TW087219191U TW369100U (en) | 1997-12-16 | 1998-11-19 | Solenoid-controlled pilot-operated three-position switching valve |
US09/195,683 US5992460A (en) | 1997-12-16 | 1998-11-19 | Solenoid-controlled pilot-operated three-position switching valve |
DE69808032T DE69808032T2 (de) | 1997-12-16 | 1998-12-11 | Magnetvorgesteuertes Umschaltventil mit drei Schaltstellungen |
EP98310181A EP0926354B1 (en) | 1997-12-16 | 1998-12-11 | Solenoid-controlled pilot-operated three-position switching valve |
KR1019980055230A KR100286705B1 (ko) | 1997-12-16 | 1998-12-16 | 전자파일럿식 3위치 전환밸브 |
CN98125563A CN1092297C (zh) | 1997-12-16 | 1998-12-16 | 电磁先导式3位换向阀 |
Applications Claiming Priority (1)
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