JPS605160Y2 - 方向切換弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、方向切換弁の改良に関するものである。

例えば米国特許第３．３０３．８５４号明細書に記載さ
れているように、入力ポートとシリンダポート及びシリ
ンダポートと排出ポートをそれぞれ連通する二つの弁座
を背向状態に形設し、これらの弁座に対設した二つの弁
体を可動鉄心で直動的に駆動することにより両弁座を交
互に開閉するようにした方向切換弁は公知である。

そしてこの方向切換弁においては、二つの弁体を可動鉄
心及び該可動鉄心と一体的に往復動する作動部材にそれ
ぞれ取付け、これら二つの弁体の開閉ストロークと可動
鉄心の吸着ストロークとを等しく設定している。

しかしながら、このように、可動鉄心のストロークと弁
体特に可動鉄心の吸着時に開弁する弁体のストロークと
を等しく設定することは、寸法精度の点からも極めて困
難なことであり、切換弁の製作を非常に難しくする。

しかも、可動鉄心が固定鉄心に吸着した状態においては
、該可動鉄心に、電磁吸引力と閉弁のためのばねによる
付勢力とが同時に作用することになるため、通電を解除
して可動鉄心を復帰させる場合、該可動鉄心を、残留吸
着力と上記ばねの付勢力とに抗して復帰させる必要があ
り、その分復帰ばねの力を大きくしなければならず、従
ってソレノイドの大型化が避けられないという欠点があ
った。

本考案は、可動鉄心と弁体とのストロークを相違させる
ことにより、可動鉄心の吸着時における閉弁動作を確実
ならしめると共に、通電解除に伴う可動鉄心の復帰動作
時に閉鎖状態にある弁体の閉弁力が可動鉄心に逆向きに
作用するのを防止し、小型の復帰ばねを使用できるよう
にすることを技術的課題とする。

上記課題解決のため、本考案においては、可動鉄心にお
ける凹穴内に第１弁座を開閉する第１弁体をばねにより
閉弁方向に付勢させて軸方向に変位可能に挿嵌すると共
に、上記第２弁座を開閉する第２弁体にばねまたは流体
圧力による閉弁力を保持させ、該第２弁体と上記可動鉄
心との間に、可動鉄心の復帰により駆動されて第２弁座
を開放する押棒を軸方向に変位可能に配設し、可動鉄心
のストロークａと可動鉄心に対する第１弁体の閉弁時の
変位量す及び第２弁体のストロークＣをａ＞ ｃ ＞
ｂなる関係に設定するという技術的手段を採用している
。

上記技術的手段は次のように作用する。

即ち、ソレノイド部への通電時には、固定鉄心から離間
した位置にある可動鉄心の吸着が第１弁体のばねの付勢
力及び第２弁体の閉弁力により助勢され、通電停止時に
は、復帰ばねがソレノイドの残留吸着力を振り切って可
動鉄心を固定鉄心から離間せしめた後に、第２弁体をそ
の閉弁力に抗して開放し、さらにその第２弁体の開放に
より該弁体に作用する出力ポート側の流体圧力による力
がなくなった後に、第１弁体のばねを圧縮しながら第１
弁座を閉鎖することになり、これによって復帰ばねに大
きな付勢力をもたせる必要がなくなり、それを小さくで
きるため、ソレノイド部の小型化が実現できる。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
と、第１図及び第２図において、１は弁部、２はソレノ
イド部で、該ソレノイド部２により弁部１の流体流路を
切換え可能に構成したものである。

上記ソレノイド部２は、ボビン３に巻回した励磁用コイ
ル４の外側を磁気枠５で囲繞すると共に、ボビン３の軸
孔３ａに嵌着した固定鉄心６をねじ７により磁気枠５と
一体に固定し、さらにボビン３の軸孔３ａ内に、コイル
４への通電時に復帰ばね９の付勢力に抗して固定鉄心に
吸着される可動鉄心１０を軸方向に摺動可能に挿嵌して
いる。

また、上記弁部１における弁本体１３には、入力ポート
１４と出力ポート１５、及び出力ポート１５と排出ポー
ト１６をそれぞれ連通させる第１及び第２弁座１７．１
８を軸方向に背向配設し、それらの弁座１７，１８を開
閉する第１及び第２弁体１９，２Ｇを軸方向に変位可能
に配設している。

上記第１弁体１９は、可動鉄心１０の凹穴１０ａ内に軸
方向に摺動可能に挿嵌され、該第１弁体１９と凹穴１０
ａの内端面との間にばね２３を縮設して、第１弁体１９
を第１弁座１７に向けて付勢−凹穴１０ａの口縁に第１
弁体１９の抜は出しを阻止する段部１０ｂを形設してい
る。

また、上記第２弁体２０は、弁本体１３に止め環２４で
取付けた栓体２５との間にばね２６を縮設し、このばね
２６により第２弁座１８に向けて付勢されている。

この第２弁体２０は、弁本体１３内における第１及び第
２弁座１７．１８のまわりに穿設した通孔２７に挿入さ
れている押棒２９を可動鉄心１０との間に介設し、復帰
ばね９による可動鉄心の復帰時に、該押棒２９を介して
第２弁体１９がばね２６に抗して第２弁座１８から離間
せしめられ、また可動鉄心１０の固定鉄心６への吸着に
より第２弁体２０がばね２６の付勢力で第２弁座１８に
当接閉鎖するように構成している。

図中１、ａ、 ｂ、 Ｃは、それぞれ可動鉄心１０のス
トローク、可動鉄心１０に対する第１弁体１９の変位量
及び第２弁体２０のストロークを示し、これらは、ａ
＞ ｃ ＞ ｂなる関係を満足するように設定されてい
る。

次に、上記構成の方向切換弁の動作を説明する。

第１図は、非通電状態を示し、可動鉄心１０は復帰ばね
９の付勢力でその先端が第１弁座１７のまわりに当接停
止した復帰位置にあり、可動鉄心１０の凹穴１０ａ内に
おけるばね２３は、第１弁座１７に押当した第１弁体１
９との間で圧縮された状態にあり、このばね２３で付勢
された第１弁体１９が第１弁座１７を閉鎖している。

また、第２弁体２０は、可動鉄心１０で駆動された押棒
２９によりばね２６の付勢力に抗して変位し、第２弁座
１８を開放している。

従って、入力ポート１４からの流体は第１弁座１７の閉
鎖により供給されず、一方、出力ポート１５の流体は第
２弁座１８を経て排出ポート１６に排出される。

第１図の状態においてコイル４に通電すれば、可動鉄心
１０が固定鉄心６に吸着され、第２図に示すように、第
１及び第２弁座１７．１８がそれぞれ開放閉鎖する。

即ち、コイル４への通電により、可動鉄心１０と固定鉄
心６との間に作用する吸引力と、ばね２３の付勢力と、
押棒２９を介して伝えられるばね２６の付勢力の合成力
により、可動鉄心１０が押棒２９及び第２弁体２０と共
に、固定鉄心６に向うストロークを開始する。

この場合に、第１弁体１９は第１弁座１７を閉鎖した静
止状態を維持する。

而して、可動鉄心１０がｂだけストロークすると、第１
弁体１９が可動鉄心１０の段部１０ｂに当接して可動鉄
心１０と共にストロークするようになるため、ばね２３
が可動鉄心１０のストロークの助勢をしなくなると共に
、第１弁体１９が第１弁座１７から離間してそれを開放
し、入力ポート１４からの流体が弁本体１３内に流入す
る。

従って、その後は可動鉄心１０がそれと固定鉄心６との
間の吸引力と押棒２９を介して伝えられるばね２６の付
勢力との合成力により押棒２９及び第２弁体２０と共に
ストロークを続行する。

そして、可動鉄心１０等のストローク量がＣになると、
第２弁体２０が第２弁座１８に当接し、これにより第２
弁座１８が閉鎖されると共に、第２弁体２０に作用する
ばね２６の付勢力が押棒２９即ち可動鉄心１０に作用し
なくなる。

従って、その後の可動鉄心１０のストロークは自己の吸
引力のみによって行われ、やがて全ストロークａを終了
して固定鉄心６に吸着される。

なお、この状態において、可動鉄心１０と押棒２９はｈ
（＝ａ−ｃ）だけ離間している。

而して、この切換状態においては、入力ポート１４から
の流体が第１弁座１７を通過腰押棒２９を挿入した通孔
２７またはそれに平行に設けた通孔を経て出力ポート１
５に送給され、一方、排出ポート１６は第２弁座１８に
おいて第２弁体２０により閉鎖された状態にある。

上記第２図の状態においてコイル４への通電を停止する
と再び第１図の状態に戻る。

即ち、通電の停止によって、先ず可動鉄心１０が復帰ば
ね９の付勢力により固定鉄心６との間の残留吸引力を振
り切って復帰ストロークを開始する。

そして、可動鉄心１０がｈだけ復帰ストロークすると、
その先端が押棒２９に衝当し、その後は可動鉄心１０が
第２弁体２０を介して押棒２９に作用するばね２６の付
勢力に抗してストロークを続行し、第２弁体２０を変位
させて第２弁座１８を開放する。

さらに、可動鉄心１０の復帰ストロークが（ａ−ｂ）に
達すると、第１弁体１９が第１弁座１７に当接し、これ
により第１弁座１７が閉鎖される。

而して、この後の可動鉄心１０の復帰ストロークでは、
可動鉄心１０がばね２３及びばね２６をそれらの付勢力
に抗して圧縮しつつ全復帰ストロークａを終了する。

なお、第２図に示す通電状態においては、可動鉄心１０
と押棒２９とが離間するようにしたので、通電停止によ
る可動鉄心１０の復帰ストロークは、先ず固定鉄心６と
の間の残留吸引力を振り切り、次いで第２弁体２０に作
用するばね２６の付勢力に打勝てばよく、同時にそれら
の力に打勝つ必要がないため、復帰ばね９の力をそれだ
け小さくすることができ、従ってソレノイド部２の小型
化が可能である。

第３図は可動鉄心に作用する吸引力と上記各ばねの反力
との関係を示すものである。

上記実施例においては、可動鉄心１０と押棒２９を、あ
るいは押棒２９と第２弁体２０をそれぞれ一体に構成す
ることができる。

また、上記第２弁体２０として、第４図乃至第６図に示
すように、弾性体によって弁本体３３ａと弾性脚環３３
ｂとを一体に形成した第２弁体３３を用いることもでき
、その弾性脚環３３ｂによりばね２６をを省略できる。

第７図及び第８図は、本考案のそれぞれ異なる実施例を
示し、ばね３６で付勢した第２弁体３７、あるいは弾性
柱３８ａ上に弁本体３８ｂを一体に連設した第２弁体３
８の一端をそれぞれ押棒３９で押圧して、第２弁体３８
を傾動させ、それによって第２弁座４０を開閉するよう
に構成したものである。

なお、図中４１．４２．４３は、弁本体４４．４４に形
設した入力ポート、出力ポート、排出ポートを示し、ま
たその他の構成は第１図の実施例と実質的に同一である
ため、主要部のみに同一の符号を付してその説明を省略
する。

第１図または第７図の実施例においては、第２弁体２０
，３７にそれを第２弁座１８，４０に対して付勢するば
ね２６，３６を設けているが、出力ポート１５．４２の
流体圧によって第２弁体を第２弁座に圧接できる場合に
は、上記ばね２６゜３６を省略することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の実施例のそれぞれ非通電及
び通電状態の断面図、第３図は可動鉄心の吸引力とばね
の反力との関係を示す説明図、第４図乃至第６図の各Ａ
、 Ｂはその第２弁体のそれぞれ異なる他の実施例を示
す平面図及び縦断面図、第７図及び第８図は本考案のそ
れぞれ異なる実施例の断面図及び要部断面図である。 １・・・・・・弁部、２・・・・・・ソレノイド部、６
・・・・・・固定鉄心、９・・・・・・復帰ばね、１０
・・・・・・可動鉄心、１゜ａ・・・・・・凹穴、１４
・・・・・・入力ポート、１５・・・・・・出力ポート
、１６・・・・・・排出ポート、１７．１８・・曲弁座
、１９，２０・・・・・・弁体、２３・・・・・・ばね
、２９・・・・・・押棒。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力ポートと出力ポート及び出力ポートと排出ポートを
   それぞれ連通させる第１及び第２弁座を背向配置してそ
   れらを第１及び第２弁体で開閉するようにした弁部と、
   励磁により復帰ばねの付勢力に抗して固定鉄心に吸着さ
   れる可動鉄心を設けたソレノイド部とを備え、該可動鉄
   心によって上記両弁体を駆動することにより第１及び第
   ２弁座を交互に開閉するようにしたものにおいて、上記
   可動鉄心における凹穴内に第１弁座を開閉する第１弁体
   をばねにより閉弁方向に付勢させて軸方向に変位可能に
   挿嵌すると共に、上記第２弁座を開閉する第２弁体にば
   ねまたは流体圧力による閉弁力を保持させ、該第２弁体
   と上記可動鉄心との間に、可動鉄心の復帰により駆動さ
   れて第２弁座を開放する押棒を軸方向に変位可能に配設
   し、可動鉄心のストロークａと可動鉄心に対する第１弁
   体の閉弁時の変位量す及び第２弁体のストロークＣをａ
   ＞ ｃ ＞ ｂなる関係に設定したことを特徴とする
   方向切換弁。