(57)【要約】【課題】  供給流量面積を大きく取れ、ポペット弁シール部分の安定性及び製作性に優れたポペット形方向切換弁を提供することにある。【解決手段】  直接またはパイロット作動方式の圧力流体方向切換弁であって、主弁部本体内へ内蔵され、２個以上直列に連結されたポペット部を構成する圧力バランス型ポペット弁と、この圧力バランス型ポペット弁のポペットがシールされる弁座の一部をポペットの移動方向に対して位置調整可能な弁座体とを備えている。そして、ポペットの移動方向のガイド部をポペット外周部へ設け、さらにポペットの移動方向に対して位置調整可能な弁座体の先端部と後端部の両側を主弁部本体内に嵌合状態で摺動するよう構成している。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主弁部本体内の貫通穴に内蔵され、２個以上直列に連結されたポペットを構成する圧力バランス型ポペット弁と、前記ポペットをシールする弁座の一部を前記ポペットの移動方向に対して位置調整可能な弁座体とを備えたポペット式方向切換弁において、
前記ポペットの移動方向のガイド部をポペット外周部に設け、前記ポペットの移動方向に対して前記弁座体の先端部と後端部の両側を前記主弁部本体内に嵌合状態で摺動するよう構成したことを特徴とするポペット式方向切換弁。
【請求項２】
請求項１記載のポペット式方向切換弁において、前記ガイド部は、前記ポペット外周部に所定間隔で形成した突起からなることを特徴とするポペット式方向切換弁。
【請求項３】
請求項１記載のポペット式方向切換弁において、前記主弁部本体内の貫通穴は、前記主弁部本体の長手方向を貫通し、長手方向中央部に形成された前記圧力バランス型ポペット弁の軸部を配置するとともに両側にそれぞれ前記弁座を設けた開口と、前記開口に対して長手方向に対称形状に形成した開口とを備え、前記対称形状に形成した開口には２つの前記弁座体を螺着し、前記弁座体の先端の摺動部と前記ガイド部とが位置していることを特徴とするポペット式方向切換弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁力、機械的力などにより流体の流れを直接切り換える、あるいはパイロット作動方式により流体の流れを切り換える方向切換弁機構に係り、特にポペット式多方向切換弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような方向制御弁として、例えば、特許文献１に記載のポペット式方向制御弁などが知られていた。
【特許文献１】特公平５−３５３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のポペット式方向制御弁では、可動ポペット部分のガイドを両ポペット間の連結軸部と弁本体の案内穴との間に形成しているため、作動回数に伴いこのガイドのガタつきが大きくなり、ポペットのシール安定性が悪くなる傾向があった。また、このガイド部分に流体通路を形成しているので、供給流体（空気）の流量面積が大きく取れないという問題点もあった。
【０００４】
また、従来のポペット式方向制御弁では、弁本体の構造において、ポペットが位置するボデイの内径部分の流量を確保するため、両側から螺合装着した弁座体の先端側に形成したガイドよりも大径のリセス穴を形成しており、加工しにくい構造であった。
さらに、従来のポペット式方向制御弁では、この弁座体のガイドは前述した先端部分のみであり、弁本体へねじ込まれた際、端面の倒れにより弁座部分と可動ポペット部分とのシール性に安定性を欠く虞があった。
【０００５】
本発明は、斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、供給流量面積を大きく取れ、ポペット弁シール部分の安定性及び製作性に優れたポペット形方向切換弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のポペット式方向切換弁は、直接またはパイロット作動方式の圧力流体方向切換弁であって、主弁部本体内へ内蔵され、２個以上直列に連結されたポペット部を構成する圧力バランス型ポペット弁と、この圧力バランス型ポペット弁のポペットがシールされる弁座の一部をポペットの移動方向に対して位置調整可能な弁座体とを備えている。そして、ポペットの移動方向のガイド部をポペット外周部へ設け、さらにポペットの移動方向に対して位置調整可能な弁座体の先端部と後端部の両側を主弁部本体内に嵌合状態で摺動するよう構成している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、供給流量面積が大きく取れ、ポペット弁シール部分の安定性が図れ、且つ製作性が優れるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図５は、本発明の一実施形態に係るポペット式方向切換弁を示す。
本実施形態に係るポペット式方向切換弁は、図１及び図２に示すように、主弁部Ｖと、その側方に取り付けた弁駆動用のソレノイドＳと、主弁部Ｖの底面側に取り付けたサブベースＢとを有する。このサブベースＢは、単体でも良いし、マニホールドのように連接されるような形態でも良い。
【０００９】
主弁部Ｖは、図１、図２及び図４に示すように、概略直方体形状を為す主弁部本体１０を有する。この主弁部本体１０は、長手方向ほぼ中心部分を貫く貫通穴１１を有する。この貫通穴１１は、主弁部本体１０のほぼ中央部に位置する第一の穴１１ａを有する。第一の穴１１ａの両端部には、第一の穴１１ａより大径で同一形状の第二の穴１２ａ，１２ｂがそれぞれ同心円状に連接している。そして、第一の穴１１ａの両端には、第二の穴１２ａ，１２ｂ側へ突出する形態で環状の弁座１３ａ，１３ｂが形成されている。第二の穴１２ａ，１２ｂの各端部には、第二の穴１２ａ，１２ｂよりも大径で同一形状の第三の穴１４ａ，１４ｂがそれぞれ同心円状に連接している。第三の穴１４ａ，１４ｂの各端部には、第三の穴１４ａ，１４ｂと同一径のねじ穴１５ａ，１５ｂがそれぞれ同心円状に連接している。ねじ穴１５ａ，１５ｂの各端部には、ねじ穴１５ａ，１５ｂより大径で同一形状の第四の穴１６ａ，１６ｂがそれぞれ同心円状に連接している。また、主弁部本体１０の底面には、中央部に位置する第一の穴１１ａと連通する開口ＩＮ（空気等流体供給用）と、第二の穴１２ａ，１２ｂと連通する開口ＣＹＬ１，ＣＹＬ２（アクチュエータなど駆動手段との接続通路）と、第三の穴１４ａ，１４ｂと連通する開口ＯＵＴ１，ＯＵＴ２（空気等流体排出用）とが間隔をおいて形成されている。
【００１０】
この主弁部本体１０の貫通穴１１内には、図１に示すように、ポペット弁構造が形成されている。ここでは、中央部の第一の穴１１ａの両端に設けた弁座１３ａ，１３ｂとの間でポペット弁を構成するポペット部２０と、ポペット部２０の両外側との間でポペット弁を構成する弁座体３０，４０とが内蔵されている。
ポペット部２０は、図１、図２及び図５に示すように、中央部の第一の穴１１ａ内にこの穴壁と外周との間に隙間を持って配置される円筒軸２１と、円筒軸２１の両側に配置された環状のポペット２２，２３とで構成されている。このポペット２２，２３は、円筒軸２１の両端側に一段縮径された軸部２１ａ，２１ｂの段部２１ｃ，２１ｄに位置決めされ、円筒軸２１の端部をポペット２２，２３側へ押し広げることでかしめ固定されている。この円筒軸２１に形成された段部２１ａ，２１ｂ間の距離は、主弁部本体１０内に形成した弁座１３ａ，１３ｂ間距離に対して弁ストローク分長く設定しており、且つ円筒軸２１の軸線に対してポペット２２，２３の弁シート２４，２５面が直角になるように取り付けられる。このポペット２２，２３の弁シート２４，２５は、ポペット２２，２３の両面に形成されており、図１及び図５に示すように、両側の環状溝２２ａ，２２ｂ及び２３ａ，２３ｂはその底で、間隔をおいて形成した貫通穴２２ｃ，２３ｃで連通している。本実施形態では、弁シート２４，２５を構成するゴム材料を焼き付け等の手段により一体固着しており、その後に研磨などの機械加工でシート面を仕上げ加工してある。
【００１１】
このポペット部２０は、図２及び図３に示すように、ポペット２２，２３の外周部分に主弁部本体１０側とのガイド部を構成している。図３（ａ），（ｂ）に示すように、ポペット部２０の外周には、間隔をおいて多数（ここでは、８個）の突起部２２ｄ，２３ｄが一体形成してあり、その外周が主弁部本体１０の第二の穴１２ａ，１２ｂの穴壁に嵌合するよう構成されており、各突起部２２ｄ，２３ｄ間は流体の通路となる。
【００１２】
ポペット部２０は、図５に示すような方法で主弁部１０に組み付けられる。先ず、円筒軸２１の一端の軸部２１ａに一方のポペット２２を挿入し、段部２１ｃに位置決めし、かしめ一体化する。ここでは、かしめ部を２１ｅで示している。次に、この形で主弁部１０内へ挿入し、反対側から他方のポペット２３を軸部２１ｂへ挿入、段部２１ｄへ押し当て、軸部２１ｂの端部２１ｆを図示しない工具で押し広げてかしめ一体化する。このようにして主弁部本体１０内へポペット２２，２３を装着する。
【００１３】
一方、主弁部本体１０の第二の穴１２ａと、第三の穴１４ａと、ねじ穴１５ａと、第四の穴１６ａ部分には弁座体３０が装着され、その先端に形成されている環状の弁座３１とポペット２２の弁シート２４との間でポペット弁を構成し、反対側の第二の穴１２ｂと、第三の穴１４ｂと、ねじ穴１５ｂと、第四の穴１６ｂ部分には弁座体４０が装着され、その先端に形成されている環状の弁座４１とポペット２３の弁シート２５との間でポペット弁を構成する。弁座体３０の弁座３１に連なる外径部３２は、第二の穴１２ａに嵌合し、また反対側端は第四の穴１６ａに嵌合するよう拡径されて鍔部３３を形成し、両嵌合部の間に切られたねじ３４がねじ穴１５ａに螺合している。このねじ部分で先端の弁座位置の微少調整が可能になっている。同様に、弁座体４０の弁座４１に連なる外径部４２は第二の穴１２ｂに嵌合し、また反対側端は第四の穴１６ｂに嵌合するよう拡径されて鍔部４３を形成し、両嵌合部の間に切られたねじ４４がねじ穴１５ｂに螺合している。同様に、このねじ部分で先端の弁座位置の微少調整が可能になっている。この２つの弁座体３０，４０の夫々の嵌合部には、シール体９０，９１，９２，９３，９４が装着してある。
【００１４】
斯くして構成された本実施形態に係るポペット式方向切換弁は、図１に示すように、ソレノイドＳ側の弁座体３０の内径部には、可動鉄心Ｐに一体に装着された連結部材５０がばね７０によりその先端でポペット２２端面を図で左方へ押圧するように張設してある。
そして、他方の弁座体４０内には、操作棒６０が摺動自在に挿着され、ポペット２３端面との間に張設したばね８０によって先端（図で左端部）が主弁部本体１０端面から突出して、手動操作部を構成している。また、連結部材５０先端側、操作棒６０先端側には、半径方向に貫通通路が形成してあり、ポペット部２０の内径穴２１ｇとにより両排気側通路（ＯＵＴ１，ＯＵＴ２）間を連通して圧力バランス構造を成している。
【００１５】
以上のように構成された本実施形態に係るポペット式方向切換弁では、従来に比較して、供給流量面積を大きく取れ、ポペット弁シール部分の安定性及び製作性に優れている。
また、本実施形態では、両ポペット部２０のガイド部を中央部からポペット外周に変えたので、下記の効果を奏することが可能となった。
ポペット２２，２３の支持部が、ポペット２２，２３のシール部に近くなり、スパンも広くなるので、ポペット２２，２３のガタつきが小さくなった。その結果、シール安定性が向上した。
【００１６】
軸受け面積も大きくできるので、摺動部摩耗が著しく少なくなった。特に、摺動部を樹脂にした場合には、さらに効果が顕著である。
ガイドロットを細くでき、供給流量の増大が図れる。総合的に３０〜５０％流量増が図られる。
ガイドロットの成形費を半分に低減できた。
【００１７】
主弁部本体１０の構造からリセス溝を無くしたので、主弁部Ｖを射出成形により樹脂にて製作でき、製造コストを大幅に低減できる。また、ポペット弁を構成する弁座形状をより正確に形成できるので、この点でもコスト低減効果は大きい。
組立調整が楽になり、工数が短縮できる。
樹脂化することによって、優れた低発塵バルブ、禁油バルブなどへ採用することができるなど、商品展開が図れる。
【００１８】
さらに、ポペット部２０のガイドを中央の軸部分から両端側のポペット外周へ設けたので、中央の軸部分をより細く形成でき、流体（空気）の供給流量の増大を図ることができる。
弁座体３０，４０のガイド部分（嵌合部）が先端部分のみでなく、後端部でも嵌合することで、端面の弁座部分と可動ポペット部分とのシール性が安定する。
【００１９】
本実施形態においては、ポペット外周に形成してあるガイド部（突起）は、その形状、数量は適宜選択が可能であり、その周囲が空気通路となることを考慮して最適な設計を施すことが可能である。
また、ポペット２２，２３は、弁シート２４，２５面の平行度がより必要な場合は、ゴムを焼き付けた後、機械加工を施して正確に仕上げることで達成できる（研磨加工など）。
【００２０】
上記実施形態では、ポペット２２，２３に形成してある両面の弁シート部２４，２５は、ポペット２２，２３に形成した溝部分へゴムを加硫し焼き付けすることにより構成しているが、それに限定されず、例えば、環状の弁シートを接着剤などで装着することも可能である。
また、上記実施形態では、ポペット部は、２つのポペット２２，２３を円筒軸２１の両端へかしめ手段により一体化しているが、強度的に可能であれば接着剤を使用することも可能である。
【００２１】
また、上記実施形態では、主弁部Ｖは樹脂成形が可能なように内部からリセス溝部分を無くしたが、樹脂成形に特定されず、他の成形手段により樹脂以外でも製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るポペット式方向制御弁の正面断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】（ａ）図２に示すポペットの斜視図、（ｂ）図２に示すポペット側面図である。
【図４】図１の主弁部本体の正面断面図である。
【図５】図１の主弁部にポペットを組み立てる状況を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  主弁部本体
１１  貫通穴
１１ａ  第一の穴
１１ａ，１１ｂ  第二の穴
１３ａ，１３ｂ  弁座
１４ａ，１４ｂ  第三の穴
１５ａ，１５ｂ  ねじ穴
１６ａ，１６ｂ  第四の穴
２０  ポペット部
２１  円筒軸
２１ａ，２１ｂ  軸部
２１ｃ，２１ｄ  段部
２１ｅ  かしめ部
２１ｆ  軸部２１ｂの端部
２２，２３  ポペット
２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ  環状溝
２２ｃ，２３ｃ  貫通穴
２２ｄ，２３ｄ  突起部
２４，２５  弁シート
３０，４０  弁座体
３１，４１  弁座
３３，４３  鍔部
５０  連結部材
６０  作動棒
７０，８０  ばね
Ｂ  サブベース
９０，９１，９２，９３，９４  シール体
Ｐ  可動鉄心
Ｓ  ソレノイド
Ｖ  主弁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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