(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン流体が給排される複数のポート及び前記各ポートに連通する弁孔が形成された弁ボディと、前記弁孔内に往復動可能に収容されて前記各ポート間の連通状態を切り換える弁体と、前記弁ボディにおける前記弁孔の両端のうちの少なくとも一方側に連結されるマスターキャップとを備え、前記マスターキャップに形成されたパイロット室にパイロット流体が給排されることで前記弁体が往復動する切換弁において、
前記マスターキャップには前記パイロット室と外部とを連通する軸孔が形成されるとともに、前記軸孔には手動軸が往復動可能に収容され、外部から押圧して前記手動軸を初期位置よりも前記軸孔の内部側に移動させることで前記弁体が移動するように構成されたものであって、
前記手動軸は、前記初期位置よりも前記軸孔の外部側に移動可能に形成され、
前記初期位置よりも前記軸孔の外部側に移動した前記手動軸を内部側に付勢する付勢部材を備えたことを特徴とする切換弁。
【請求項２】
請求項１に記載の切換弁において、
前記手動軸は、前記初期位置よりも外部側に位置した状態で、該手動軸の外部側に配置される外方軸部が前記マスターキャップから突出するように形成されたことを特徴とする切換弁。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の切換弁において、
前記手動軸は、前記初期位置に位置した状態で、該手動軸の外部側に配置される外方軸部が前記軸孔内に収容されるように形成されたことを特徴とする切換弁。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の切換弁において、
前記軸孔は、外部に開口する外方孔部、及び前記外方孔部に連続するとともに該外方孔部よりも前記手動軸と直交する直交方向に膨出した形状の内方孔部を有し、
前記手動軸は、外部側に配置されて前記外方孔部内に収容される外方軸部、前記内方孔部内に収容される内方軸部、及び前記外方軸部と前記内方軸部とを連結する中間軸部を有し、
前記外方軸部には、前記中間軸部よりも前記直交方向に延出された外方延出部が形成されるとともに、前記内方軸部には、前記中間軸部よりも前記直交方向に延出された内方延出部が形成され、
前記手動軸には、前記中間軸部に軸方向に相対移動可能に嵌合するとともに、該手動軸の軸方向において前記外方孔部と前記内方孔部との間の段差部に対向する受け部材が設けられ、
前記付勢部材の外部側に配置される外方端部は、前記受け部材に当接されることを特徴とする切換弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイロット流体により弁体を駆動するパイロット式の切換弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の切換弁は、複数のポートを有するとともに弁体を往復動可能に収容するバルブケーシングを備えており、バルブケーシングに形成されたパイロット室にパイロット流体を給排することで、上記弁体を往復動させてポート間の連通状態を切り換えるようになっている。こうした切換弁には、作業者が手動で弁体を移動させてポート間の連通状態を切換可能な手動操作機能を有するものがある。例えば特許文献１には、外部から操作可能な手動軸（弁棒）を備え、作業者が該手動軸の位置を変更することでパイロット室へのパイロット流体の給排を制御可能な切換弁が開示されており、例えばメインテナンス時に切換弁の動作確認等ができるようになっている。
【０００３】
また、切換弁には、パイロット流体の供給時であるか否か（ポート間の連通状態）を外部に表示する表示機能を有するものがある。例えば特許文献２には、パイロット室に供給されるパイロット流体の圧力に応じて変位する軸状のインジケータを備えた切換弁が開示されており、作業者はインジケータの位置を確認することでパイロット流体が供給されている状態であるか否かを判断できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２２９２０９号公報
【特許文献２】特開２００３−３２２２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年では、上記手動操作機能及び表示機能の両方を備えた切換弁が求められるようになってきている。しかし、切換弁に両機能を付加しようとすると、作業者が操作する手動軸やパイロット流体の圧力に応じて変位するインジケータ、さらにこれら手動軸及びインジケータを付勢するバネ等の多くの部品が必要になり、部品点数が増加して切換弁の構成が複雑化してしまう。その結果、例えば切換弁の大型化やコストの増大を招く虞があり、この点においてなお改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な構成で手動操作機能及び表示機能を有する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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、メイン流体が給排される複数のポート及び前記各ポートに連通する弁孔が形成された弁ボディと、前記弁孔内に往復動可能に収容されて前記各ポート間の連通状態を切り換える弁体と、前記弁ボディにおける前記弁孔の両端のうちの少なくとも一方側に連結されるマスターキャップとを備え、前記マスターキャップに形成されたパイロット室にパイロット流体が給排されることで前記弁体が往復動する切換弁において、前記マスターキャップには前記パイロット室と外部とを連通する軸孔が形成されるとともに、前記軸孔には手動軸が往復動可能に収容され、外部から押圧して前記手動軸を初期位置よりも前記軸孔の内部側に移動させることで前記弁体が移動するように構成されたものであって、前記手動軸は、前記初期位置よりも前記軸孔の外部側に移動可能に形成され、前記初期位置よりも前記軸孔の外部側に移動した前記手動軸を内部側に付勢する付勢部材を備えたことを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の切換弁において、前記手動軸は、前記初期位置よりも外部側に位置した状態で、該手動軸の外部側に配置される外方軸部が前記マスターキャップから突出するように形成されたことを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の切換弁において、前記手動軸は、前記初期位置に位置した状態で、該手動軸の外部側に配置される外方軸部が前記軸孔内に収容されるように形成されたことを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の切換弁において、前記軸孔は、外部に開口する外方孔部、及び前記外方孔部に連続するとともに該外方孔部よりも前記手動軸と直交する直交方向に膨出した形状の内方孔部を有し、前記手動軸は、外部側に配置されて前記外方孔部内に収容される外方軸部、前記内方孔部内に収容される内方軸部、及び前記外方軸部と前記内方軸部とを連結する中間軸部を有し、前記外方軸部には、前記中間軸部よりも前記直交方向に延出された外方延出部が形成されるとともに、前記内方軸部には、前記中間軸部よりも前記直交方向に延出された内方延出部が形成され、前記手動軸には、前記中間軸部に軸方向に相対移動可能に嵌合するとともに、該手動軸の軸方向において前記外方孔部と前記内方孔部との間の段差部に対向する受け部材が設けられ、前記付勢部材の外部側に配置される外方端部は、前記受け部材に当接されることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡素な構成で手動操作機能及び表示機能を有する切換弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の切換弁を示す断面図。
【図２】第1実施形態の切換弁における手動軸近傍を示す拡大断面図。
【図３】第１実施形態の切換弁における供給ポートを介してパイロット室にパイロット流体を供給した状態を示す断面図。
【図４】第１実施形態の切換弁における手動軸を押圧操作した状態を示す断面図。
【図５】第２実施形態の切換弁を示す断面図。
【図６】第２実施形態の切換弁における手動軸近傍を示す拡大断面図。
【図７】第２実施形態の切換弁における供給ポートを介して第１パイロット室にパイロット流体を供給した状態を示す断面図。
【図８】第２実施形態の切換弁における手動軸を押圧操作した状態を示す断面図。
【図９】別例の切換弁における手動軸近傍を示す拡大断面図。
【図１０】別例の切換弁における供給ポートを介してパイロット室にパイロット流体を供給した状態を示す断面図。
【図１１】別例の切換弁における手動軸を押圧操作した状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、切換弁１は、ベース（図示略）に固定される略直方体状のバルブケーシング２内に、弁体としての軸状のスプール弁体３が往復動可能に収容されてなる。そして、切換弁１は、パイロット流体（本実施形態では、圧縮エア）によりスプール弁体３を駆動して、エアシリンダ等の流体圧機器（図示略）に供給するメイン流体（本実施形態では、圧縮エア）の流れる流路を切り換えるようになっている。
【００１４】
同図に示すように、バルブケーシング２は、スプール弁体３が往復動可能に挿入されるとともに該スプール弁体３の軸方向両側に開口する弁孔５が形成された弁ボディ６と、弁ボディ６におけるスプール弁体３の軸方向一端側（図１における左側）に連結されるマスターキャップ７と、弁ボディ６におけるスプール弁体３の軸方向他端側（図１における右側）に連結されるエンドキャップ８とを備えている。
【００１５】
弁ボディ６は、略直方体状に形成されている。この弁ボディ６には、メイン流体の供給源（図示略）に接続される給気ポート１１と、排気流路（図示略）にそれぞれ接続される第１及び第２排気ポート１２，１３と、流体圧機器にそれぞれ接続される第１及び第２出力ポート１４，１５が形成されている。これら各ポート１１〜１５は、弁孔５にそれぞれ連通している。なお、給気ポート１１は、弁ボディ６におけるスプール弁体３の軸方向中央付近に形成され、第１及び第２排気ポート１２，１３は、給気ポート１１の両側にそれぞれ形成されている。また、第１及び第２出力ポート１４，１５は、給気ポート１１と第１及び第２排気ポート１２，１３との間にそれぞれ形成されている。
【００１６】
スプール弁体３には、その軸方向において互いに離間して配置されるとともに弁孔５内を仕切ってメイン流体の流路、すなわち各ポート１１〜１５間の連通状態を切り換える複数の弁部３ａが形成されている。具体的には、各弁部３ａは、弁孔５の内径と略等しい外径を有する略円柱状に形成されており、各弁部３ａの外周面には、これら各弁部３ａと弁孔５との間をシールするシール部材１６が装着されている。そして、スプール弁体３が図１に示す軸方向一端側の第１切換位置に位置する状態では、給気ポート１１と第２出力ポート１５とが連通状態になるとともに、第１排気ポート１２と第１出力ポート１４とが連通状態となる。一方、スプール弁体３が軸方向他端側の第２切換位置に位置する状態（図３参照）では、給気ポート１１と第１出力ポート１４とが連通状態になるとともに、第２排気ポート１３と第２出力ポート１５とが連通状態となる。
【００１７】
マスターキャップ７は、略直方体状に形成されている。このマスターキャップ７には、その弁ボディ６との対向面７ａに開口するとともに、弁孔５よりも大きな内径を有する丸穴状のパイロット室２１が弁孔５と同軸になるように形成されている。また、マスターキャップ７には、パイロット流体（本実施形態では、圧縮エア）の供給源から延びる配管が接続される供給ポート２２、及び供給ポート２２とパイロット室２１とを連通する連通流路２３が形成されている。供給ポート２２は、マスターキャップ７の上面７ｂに開口している。そして、パイロット室２１には、スプール弁体３の一端側の軸端部３ｂに嵌合された略円板状のピストン２５が往復動可能に収容されている。なお、ピストン２５の外周面には、該ピストン２５とパイロット室２１との間をシールするシール部材２６が装着されている。なお、本実施形態では、供給源に設けられたバルブ（図示略）により切換弁１へのパイロット流体の供給が制御されるようになっている。
【００１８】
エンドキャップ８は、略直方体状に形成されている。このエンドキャップ８には、その弁ボディ６との対向面８ａに開口する丸穴状の収容室２７が形成されている。収容室２７には、スプール弁体３を軸方向一端側に付勢する弁付勢部材２８が収容されている。なお、本実施形態の弁付勢部材２８は、コイルバネにより構成されている。そして、弁付勢部材２８は、パイロット室２１にパイロット流体が供給されると、圧縮されてスプール弁体３の軸方向他端側への移動を許容する一方、パイロット流体の供給が停止されると、スプール弁体３を軸方向一端側へ移動させるようにそのバネ定数（弾性係数）が設定されている。
【００１９】
ここで、切換弁１は、パイロット流体の供給源からパイロット流体が供給されていなくても、作業者が手動でスプール弁体３を移動させて各ポート１１〜１５間の連通状態を切り換える手動操作機能、及びパイロット流体がパイロット室２１に供給されている状態であるか否か（各ポート１１〜１５間の連通状態）を表示する表示機能を有している。
【００２０】
詳述すると、マスターキャップ７には、パイロット室２１と外部とを連通する軸孔３１が上記弁孔５と同軸上に形成されており、この軸孔３１には、軸状の手動軸３２がスプール弁体３と同軸上で往復動可能に収容されている。これにより、手動軸３２は、軸孔３１の内部側（軸方向他端側）へ移動することで、ピストン２５を直接押圧してスプール弁体３を第１切換位置から第２切換位置に移動させることが可能になっている。つまり、上記手動操作機能が実現されている。
【００２１】
図２に示すように、軸孔３１は、マスターキャップ７の対向面７ａと反対側の反対面７ｃに開口する外方孔部３３、及び外方孔部３３に連続するとともにパイロット室２１に開口する内方孔部３４から構成されている。そして、外方孔部３３は、断面円形状に形成され、内方孔部３４は、外方孔部３３と同軸上に配置されるとともに該外方孔部３３よりも大きな内径を有する断面円形状に形成されている。つまり、内方孔部３４は、外方孔部３３よりも手動軸と直交する直交方向に膨出した形状をなしている。
【００２２】
手動軸３２は、外部側に配置される軸状の第１軸部材４１と、内部側（パイロット室２１側）に配置される第２軸部材４２とを互いに連結することにより構成されており、その軸方向長さが軸孔３１の軸方向長さよりも僅かに短く形成されている。そして、手動軸３２は、パイロット室２１に供給されるパイロット流体の圧力に基づいて、外部から押圧されておらず且つパイロット室２１にパイロット流体が供給されていない状態での初期位置よりも、軸孔３１の外部側（軸方向一端側）に移動可能に形成されている。
【００２３】
具体的には、第１軸部材４１は、外方孔部３３内に往復動可能に収容される外方軸部４３、外方軸部４３の軸方向他端側から延出される中間軸部４４、及び中間軸部４４の軸方向他端側から延出されるネジ部４５を有している。外方軸部４３は略円柱状に形成されるとともに、外方軸部４３の外径は外方孔部３３の内径と略等しく形成されている。また、外方軸部４３の軸方向長さは、外方孔部３３の軸方向長さと略等しく形成されている。中間軸部４４は、略円柱状に形成されるとともに、中間軸部４４の外径は、外方軸部４３の外径よりも小さく形成されている。つまり、外方軸部４３の外周縁は、中間軸部４４よりも手動軸３２と直交する直交方向（図１における上下方向）に延出しており、外方軸部４３の外周縁が外方延出部に相当する。
【００２４】
第２軸部材４２は、その全体が内方孔部３４内に往復動可能に収容される内方軸部４６として構成されている。内方軸部４６は略円柱状に形成されるとともに、内方軸部４６の外径は内方孔部３４の内径と略等しく形成されている。つまり、内方軸部４６の外径は、中間軸部４４の外径及び外方孔部３３の内径よりも大きく形成されている。したがって、内方軸部４６の外周縁は、中間軸部４４よりも直交方向に延出しており、内方軸部４６の外周縁が内方延出部に相当する。また、内方軸部４６の外周縁は、その軸方向において外方孔部３３と内方孔部３４との間の段差部３５と対向する。なお、内方軸部４６の外周面には、該内方軸部４６と軸孔３１との間をシールするシール部材４７が装着されている。
【００２５】
内方軸部４６の軸方向長さは、上記中間軸部４４の軸方向長さとの合計が内方孔部３４の軸方向長さよりも僅かに短くなるように形成されている。また、内方軸部４６には、軸方向一端側に開口して上記ネジ部４５が螺合するネジ穴４８が形成されている。そして、第１軸部材４１と第２軸部材４２とは、ネジ部４５がネジ穴４８に螺合することにより互いに連結されている。したがって、内方軸部４６は、中間軸部４４を介して外方軸部４３に連結されており、手動軸３２は、初期位置に位置する状態で、内方軸部４６が段差部３５との間に間隔を空けて配置されるように形成されている。これにより、手動軸３２は軸孔３１の外部側に移動可能となっている。
【００２６】
手動軸３２には、中間軸部４４に軸方向に相対移動可能に嵌合する一対の受け部材５１，５２を介して付勢部材としての軸付勢部材５３が装着されている。つまり、軸孔３１内には、段差部３５と手動軸３２の内方軸部４６との間で軸付勢部材５３が圧縮可能に設けられている。なお、本実施形態の軸付勢部材５３は、コイルバネにより構成されている。
【００２７】
具体的には、受け部材５１，５２は、それぞれ略円筒状に形成されている。外方軸部４３側（軸方向一端側）に配置される受け部材５１には、該外方軸部４３側の端部から径方向外側に延出される円環状のフランジ部５１ａが形成され、内方軸部４６側（軸方向他端側）に配置される受け部材５２には、該内方軸部４６側の端部から径方向外側に延出される円環状のフランジ部５２ａが形成されている。フランジ部５１ａ，５２ａの外径は、それぞれ内方孔部３４の内径と略等しく形成されており、フランジ部５１ａは、手動軸３２の軸方向において外方孔部３３と内方孔部３４との間の段差部３５に対向する。そして、軸付勢部材５３の外方端部５３ａは、受け部材５１のフランジ部５１ａに当接され、軸付勢部材５３の内方端部５３ｂは、受け部材５２のフランジ部５２ａに当接されている。なお、軸付勢部材５３は、手動軸３２が初期位置に位置する状態で、圧縮されていない自由状態であってもよく、また、ある程度圧縮された圧縮状態であってもよい。
【００２８】
軸付勢部材５３は、パイロット室２１にパイロット流体が供給されると、圧縮されて手動軸３２の外部側への移動を許容する一方、パイロット流体の供給が停止されると、手動軸３２を内部側へ移動させるようにそのバネ定数が設定されている。これにより、手動軸３２は、パイロット室２１へパイロット流体が供給されると、軸付勢部材５３が圧縮されることで外部側に移動する。このように手動軸３２は、パイロット流体の供給時において、押圧操作によりスプール弁体３を移動させる場合とは異なる方向に変位するため、作業者は、手動軸３２の位置を確認することでパイロット流体が供給されている状態であるか否かを判断することが可能になっている。つまり、上記表示機能が実現されている。
【００２９】
このように構成された切換弁１では、上記のように手動軸３２の軸方向長さが軸孔３１の軸方向長さよりも短く、且つ外方軸部４３の軸方向長さが外方孔部３３の軸方向長さと略等しく形成されているため、手動軸３２が初期位置に位置する状態では、外方軸部４３を含む手動軸３２全体が軸孔３１内に収容されている。そして、手動軸３２が初期位置よりも外部側に移動すると、外方軸部４３がマスターキャップ７から外部に突出するようになっている。
【００３０】
次に、本実施形態の切換弁の動作について説明する。
図１に示すように、作業者によって手動軸３２が外部から押圧されておらず、パイロット室２１にパイロット流体が供給されていない状態（手動軸３２が初期位置に位置する状態）では、スプール弁体３は弁付勢部材２８により軸方向一端側に付勢されて第１切換位置に位置する。
【００３１】
そして、図３に示すように、パイロット室２１にパイロット流体が供給されると、スプール弁体３は、ピストン２５により軸方向他端側に付勢され、弁付勢部材２８を圧縮させて第２切換位置に移動する。なお、図３では、説明の便宜上、パイロット流体を点ハッチングにより示す。このとき、手動軸３２は、パイロット流体の圧力を受けて外部側に付勢され、軸付勢部材５３を圧縮させつつ外部側に移動し、外方軸部４３がマスターキャップ７の外部に突出する。なお、パイロット流体の供給が停止されると、スプール弁体３は、弁付勢部材２８により軸方向一端側に付勢されて第１切換位置に移動するとともに、手動軸３２は、軸付勢部材５３により内部側に付勢されて初期位置に移動する（図１参照）。
【００３２】
また、図４に示すように、作業者が工具（図示略）を用いて軸孔３１の外部側の開口から手動軸３２を押圧すると、手動軸３２は初期位置よりも内部側に移動してピストン２５を直接押圧することにより、スプール弁体３は軸方向他端側に押圧されて第２切換位置に移動する。このとき、受け部材５１は、外方軸部４３の外周縁に押圧されて手動軸３２と一体で移動するため、受け部材５１，５２に軸付勢部材５３の外方端部５３ａ及び内方端部５３ｂが当接した状態が維持され、外方端部５３ａ及び内方端部５３ｂが不規則に変位することが防止される。なお、作業者により押圧されなくなると、スプール弁体３は、弁付勢部材２８により軸方向一端側に付勢されて第１切換位置に移動するとともに、手動軸３２はピストン２５を介してスプール弁体３に押圧されて初期位置に移動する。
【００３３】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）外部から押圧されて初期位置よりも内部側に移動することでスプール弁体３を移動させる手動軸３２を、初期位置よりも外部側に移動可能に形成した。そして、軸孔３１内に、初期位置よりも外部側に移動した手動軸３２を内部側に付勢する軸付勢部材５３を備えた。
【００３４】
上記構成によれば、手動操作機能を実現するための手動軸３２によって表示機能が実現される。したがって、切換弁１に手動軸３２に加えてパイロット流体の圧力に基づいて変位するインジケータ等の部材を別途設ける場合に比べ、切換弁１の構成を簡素化することができる。また、マスターキャップ７に形成される流路や孔を減少させてその形状を簡素化することができる。さらに、例えば軸孔３１に初期位置よりも外部側に移動不能に形成した手動軸を収容することで手動操作機能のみを有する切換弁を構成することができ、異なる種類の切換弁間でマスターキャップ７を共通化することができる。
【００３５】
（２）手動軸３２が初期位置よりも外部側に位置した状態で、外方軸部４３がマスターキャップ７から突出するように該手動軸３２を形成したため、作業者がパイロット流体が供給された状態であるか否かを容易に判断することができるようになる。
【００３６】
（３）手動軸３２が初期位置に位置した状態で、外方軸部４３が軸孔３１内に収容されるように該手動軸３２を形成したため、手動軸３２が初期位置に位置した状態の切換弁１が大型化することを抑制できる。特に、本実施形態のようにパイロット流体が供給された状態で手動軸３２の外方軸部４３がマスターキャップ７から突出する構成では、パイロット流体が供給されるか否かによって、手動軸３２が軸孔３１から出没するようになり、切換弁１の外観形状の変化が大きくなるため、パイロット流体の供給時であるか否かをより容易に判断することができるようになる。
【００３７】
（４）手動軸３２に、中間軸部４４に軸方向に相対移動可能に嵌合するとともに、手動軸３２の軸方向において段差部３５に対向する受け部材５１，５２を設け、軸付勢部材５３の外方端部５３ａ及び内方端部５３ｂを受け部材５１，５２に当接させた。そのため、手動軸３２を内部側に移動に移動させた際に、自由状態となった軸付勢部材５３の外方端部５３ａ及び内方端部５３ｂが不規則に変位することを防止でき、これら外方端部５３ａ及び内方端部５３ｂが軸孔３１の内周面に摺動して傷つけることを抑制できる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
図５に示すように、弁ボディ６には、スプール弁体３の位置と無関係に給気ポート１１と連通する位置に開口するとともに、該弁ボディ６におけるスプール弁体３の軸方向両端面に開口する略Ｔ字状の給気通路６１が形成されている。なお、図５〜図７では、説明の便宜上、パイロット流体を点ハッチングにより示す。
【００４０】
マスターキャップ７は、弁ボディ６に連結されるキャップ本体６２と、キャップ本体６２のスプール弁体３と直交する高さ方向上側（図４における上側）に固定されるカバー部材６３と、キャップ本体６２の弁ボディ６と反対側に連結される接続部材６４とを備えている。
【００４１】
キャップ本体６２は、略直方体状に形成されている。このキャップ本体６２には、その弁ボディ６との対向面６２ａに開口するとともに、弁孔５よりも大きな内径を有する丸穴状の第１パイロット室６５が弁孔５と同軸になるように形成されている。そして、第１パイロット室６５には、スプール弁体３の一端側の軸端部３ｂに嵌合された略円板状の第１ピストン６６が往復動可能に収容されている。なお、第１ピストン６６の外周面には、該第１ピストン６６と第１パイロット室６５との間をシールするシール部材６７が装着されている。
【００４２】
また、キャップ本体６２には、上面６２ｂに開口するとともに、高さ方向に延びる挿入穴６８が形成されている。挿入穴６８は、上面６２ｂに開口する大径穴部６９と、大径穴部６９に連続して形成される小径穴部７０とからなる。なお、本実施形態では、大径穴部６９は、断面円形状に形成され、小径穴部７０は、大径穴部６９よりも小径の断面円形状に形成されている。また、図５において拡大して示すように、キャップ本体６２には、第１パイロット室６５と挿入穴６８の小径穴部７０とを連通する連通孔７１、及び小径穴部７０の内周面における連通孔７１よりも高さ方向上側（図５における上側）の位置に開口するとともに上記弁ボディ６の給気通路６１に接続される接続孔７２が形成されている。さらに、キャップ本体６２には、対向面６２ａと反対側の反対面６２ｃ及び小径穴部７０の内周面における連通孔７１よりも高さ方向下側（図５における下側）の位置に開口する導入孔７３が形成されている。
【００４３】
カバー部材６３には、略長方形板状に形成されるとともに、高さ方向に貫通する貫通孔７５が形成されている。この貫通孔７５は、挿入穴６８の大径穴部６９よりも小径の断面円形状に形成されている。そして、本実施形態では、挿入穴６８と貫通孔７５とにより手動軸３２が往復動可能に収容される軸孔が構成されており、貫通孔７５が外方孔部に相当し、大径穴部６９が内方孔部に相当する。
【００４４】
接続部材６４には、パイロット流体の供給源から延びる配管が接続される供給ポート７６、及び供給ポート７６とキャップ本体６２の導入孔７３とを連通する連通流路７７が形成されている。なお、本実施形態の供給ポート７６は、接続部材６４の弁ボディ６と反対側の反対面に開口している。
【００４５】
エンドキャップ８には、その弁ボディ６との対向面８ａに開口する丸穴状の第２パイロット室８１が形成されている。第２パイロット室８１には、スプール弁体３の他端側の軸端部３ｃに嵌合された略円板状の第２ピストン８２が往復動可能に収容されている。なお、第２ピストン８２の外周面には、該第２ピストン８２と第２パイロット室８１との間をシールするシール部材８３が装着されている。また、エンドキャップ８には、上記弁ボディ６の給気通路６１に接続されるとともに第２パイロット室８１に接続される接続流路８４が形成されている。これにより、第２パイロット室８１には、給気通路６１を介して供給されるメイン流体の一部が、パイロット流体として常時供給されるようになっている。そして、第２ピストン８２のパイロット流体の圧力を受ける受圧面積は、第１ピストン６６のパイロット流体の圧力を受ける受圧面積よりも小さく設定されている。したがって、スプール弁体３は、第１パイロット室６５にパイロット流体が供給時されると、第１ピストン６６により軸方向他端側に付勢されて第２切換位置に移動する。一方、スプール弁体３は、第１パイロット室６５へのパイロット流体の供給が停止されると、第２ピストン８２により軸方向一端側に付勢されて第１切換位置に移動する。
【００４６】
図６に示すように、手動軸３２は、上記第１実施形態と同様に、外方軸部４３及び中間軸部４４を有する第１軸部材４１と、内方軸部４６を有する第２軸部材４２とを互いに連結することにより構成されており、該手動軸３２には、受け部材５１，５２及び軸付勢部材５３が中間軸部４４に装着されている。なお、手動軸３２は、その軸方向長さが挿入穴６８の軸方向長さ及び貫通孔７５の軸方向長さの合計よりも短く形成されている。外方軸部４３の外径は、貫通孔７５の内径と略等しく形成されるとともに、外方軸部４３の軸方向長さは、貫通孔７５の軸方向長さと略等しく形成されている。
【００４７】
第２軸部材４２は、内方軸部４６から高さ方向下側に延出されて小径穴部７０に往復動可能に収容される弁体部９１を有している。内方軸部４６の外径は、小径穴部７０の内径と略等しく形成されており、内方軸部４６の高さ方向上側の端部には、径方向外側に延出された円環状の内方延出部９２が形成されている。内方延出部９２の外径は、大径穴部６９の内径と略等しく形成されている。
【００４８】
図５に示すように、弁体部９１は、円柱状に形成されるとともに、弁体部９１の外径は、小径穴部７０の内径よりも小さく形成されている。そして、弁体部９１には、高さ方向において互いに離間して配置されるとともに小径穴部７０内を仕切って、上記連通孔７１、接続孔７２及び導入孔７３間の連通状態を切り換える一対の弁部９１ａが形成されている。具体的には、各弁部９１ａは、小径穴部７０の内径と略等しい外径を有する略円柱状に形成されており、各弁部９１ａの外周面には、これら各弁部９１ａと小径穴部７０との間をシールするシール部材９３が装着されている。そして、各弁部９１ａは、手動軸３２が初期位置又は初期位置よりも外部側に位置する状態、すなわち受け部材５１がカバー部材６３に当接する状態で、連通孔７１と接続孔７２とを遮断させるとともに連通孔７１と導入孔７３とを連通させるように形成されている。また、各弁部９１ａは、手動軸３２が初期位置よりも内部側に移動し、内方延出部９２が大径穴部６９と小径穴部７０との段差部９４（図６参照）に当接する状態で、連通孔７１と接続孔７２とを連通させるとともに連通孔７１と導入孔７３とを遮断させるように形成されている。
【００４９】
そして、手動軸３２は、挿入穴６８の内部側（高さ方向下側）に移動し、連通孔７１と接続孔７２とを連通させることにより、第１パイロット室６５に給気通路６１を介して供給されるメイン流体の一部をパイロット流体として供給し、スプール弁体３を第１切換位置から第２切換位置に移動させることが可能になっている。つまり、手動操作機能が実現されている。
【００５０】
また、弁体部９１の先端部と小径穴部７０の底部との間には、手動軸３２を高さ方向上側に付勢する復帰用付勢部材９５が配置されている。なお、本実施形態の軸付勢部材５３は、コイルバネにより構成されている。復帰用付勢部材９５は、軸付勢部材５３よりもそのバネ定数が小さく設定されており、受け部材５１がカバー部材６３に当接した状態の手動軸３２をそれ以上高さ方向上側に移動させないようになっている。
【００５１】
なお、上記第１実施形態と同様に、手動軸３２は、供給ポート７６を介して第１パイロット室６５へパイロット流体が供給されると、軸付勢部材５３が圧縮されることで外部側に移動するようになっており、上記表示機能が実現されている。
【００５２】
このように構成された切換弁１では、上記のように手動軸３２の軸方向長さが挿入穴６８及び貫通孔７５の軸方向長さの合計よりも短く、且つ外方軸部４３の軸方向長さが外方孔部３３の軸方向長さと略等しく形成されているため、手動軸３２が初期位置に位置する状態では、外方軸部４３が貫通孔７５内に収容されている。そして、手動軸３２が初期位置よりも外部側に移動すると、外方軸部４３がカバー部材６３から外部に突出するようになっている。
【００５３】
次に、本実施形態の切換弁の動作について説明する。
図５に示すように、作業者によって手動軸３２が外部から押圧されておらず、第１パイロット室６５にパイロット流体が供給されていない状態では、スプール弁体３は第２ピストン８２により軸方向一端側に付勢されて第１切換位置に位置する。
【００５４】
そして、図７に示すように、第１パイロット室６５にパイロット流体が供給されると、スプール弁体３は、第１ピストン６６により軸方向他端側に付勢されて第２切換位置に移動する。このとき、手動軸３２は、パイロット流体の圧力により外部側（高さ方向上側）に付勢され、軸付勢部材５３を圧縮させつつ外部側に移動し、外方軸部４３がマスターキャップ７の外部に突出する。なお、パイロット流体の供給が停止されると、スプール弁体３は、第２ピストン８２によりその一端側に付勢されて第１切換位置に移動するとともに、手動軸３２は、軸付勢部材５３により内部側（高さ方向下側）に付勢されて初期位置に移動する（図５参照）。
【００５５】
また、図８に示すように、作業者が工具（図示略）を用いて貫通孔７５の外部側の開口から手動軸３２を押圧すると、手動軸３２は初期位置よりも内部側に移動し、連通孔７１と接続孔７２とを連通させることにより、第１パイロット室６５にメイン流体の一部がパイロット流体として供給される。これにより、スプール弁体３は、第１ピストン６６により軸方向他端側に付勢されて第２切換位置に移動する。なお、作業者により押圧されなくなると、手動軸３２は、復帰用付勢部材９５により外部側に付勢されて初期位置に移動し、連通孔７１と接続孔７２とが遮断されて第１パイロット室６５にパイロット流体が供給されなくなる。そして、スプール弁体３は、第２ピストン８２によりその軸方向一端側に付勢されて第１切換位置に移動する。
【００５６】
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の同様の作用効果を奏することができる。
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
【００５７】
・上記第１実施形態において、手動軸３２に受け部材５１，５２を設けず、軸付勢部材５３を手動軸３２の外周に装着してもよい。図９に示す例では、手動軸３２は、外部側に配置されて外方孔部３３に往復動可能に収容される外方軸部４３、及び外方軸部４３に連続して形成されるとともに内方孔部３４に往復動可能に収容される内方軸部４６から構成されている。外方軸部４３は、略円柱状に形成されるとともに、外方軸部４３の外径は、外方孔部３３の内径と略等しく形成されている。また、外方軸部４３の軸方向長さは、外方孔部３３の軸方向長さよりも短く形成されている。内方軸部４６は、外方軸部４３に連続するとともに軸付勢部材５３が嵌合する嵌合部１０１と、嵌合部１０１よりも大径の大径部１０２とを有している。つまり、大径部１０２の外周縁は、外方軸部４３よりも手動軸３２と直交する直交方向に延出しており、該外周縁が内方延出部に相当する。そして、軸付勢部材５３は段差部３５と大径部１０２との間に配置されている。
【００５８】
このように構成された切換弁１は、図１０に示すように、パイロット室２１にパイロット流体が供給されると、上記第１実施形態と同様にスプール弁体３は第２切換位置に移動し、手動軸３２は外部側に移動して外方軸部４３がマスターキャップ７の外部に突出する。また、図１１に示すように、作業者が工具（図示略）を用いて軸孔３１の外部側の開口から手動軸３２を押圧すると、手動軸３２は初期位置よりも内部側に移動してピストン２５を直接押圧することにより、スプール弁体３が軸方向他端側に押圧されて第２切換位置に移動する。この構成では、受け部材５１，５２を設ける場合に比べ、部品点数を削減してコストの低減等を図ることができる。
【００５９】
なお、同様に、上記第２実施形態において、手動軸３２に受け部材５１，５２を設けず、軸付勢部材５３を手動軸３２の外周に装着してもよい。
・上記実施形態において、受け部材５２を設けず、軸付勢部材５３の内方端部５３ｂを内方軸部４６に当接させてもよい。このように構成しても、手動軸３２を内部側に移動に移動させた際に、自由状態となった軸付勢部材５３の外方端部５３ａ及び内方端部５３ｂが不規則に変位することを防止できる。
【００６０】
・上記第１実施形態では、外方軸部４３及び内方軸部４６の外径を中間軸部４４の外径よりも大径に形成し、外周縁を外方延出部としたが、これに限らず、例えば外方軸部４３及び内方軸部４６に径方向外側に突出する突起等を形成し、該突起を外方延出部及び内方延出部として機能するようにしてもよい。同様に、上記第２実施形態において、外方軸部４３及び内方軸部４６に径方向外側に突出する突起等を形成してもよい。
【００６１】
・上記第１実施形態では、軸孔３１を断面円形状に形成したが、これに限らず、例えば断面多角形状や断面楕円形状等に形成してもよい。また、手動軸３２を断面多角形状や断面楕円形状等に形成してもよい。同様に、上記第２実施形態において、挿入穴６８や貫通孔７５、あるいは手動軸３２を断面多角形状や断面楕円形状等に形成してもよい。
【００６２】
・上記第１実施形態では、手動軸３２が初期位置に位置する状態で外方軸部４３が軸孔３１内に収容されるようにしたが、初期位置に位置する状態で外方軸部４３が軸孔３１から外部に突出してもよい。なお、この場合には、手動軸３２の外部側に移動したときに初めて露出する部分に周囲と異なる色を付けたり、当該部分の形状を変更したりすることが望ましい。同様に、上記第２実施形態において、手動軸３２が初期位置に位置する状態で外方軸部４３が貫通孔７５から突出してもよい。
【００６３】
・上記第１実施形態では、手動軸３２が初期位置よりも外部側に位置した状態で外方軸部４３が外部に突出するようにしたが、外部に突出せず、同状態で軸孔３１内に収容されたままとなっていてもよい。なお、この場合には、例えば軸孔３１に臨む開口窓等を形成することが好ましい。同様に、上記第２実施形態において、手動軸３２が初期位置よりも外部側に位置した状態で外方軸部４３が貫通孔７５内に収容されたままとなっていてもよい。
【００６４】
・上記各実施形態では、手動軸３２を、外方軸部４３及び中間軸部４４を有する第１軸部材４１と、内方軸部４６を有する第２軸部材とを互いに連結することにより構成したが、これに限らず、例えば外方軸部４３を有する軸部材、中間軸部を有する軸部材、及び内方軸部４６を有する軸部材を連結することで手動軸を構成してもよい。また、各軸部材同士は、ネジによらず、圧入等により互いに連結してもよい。
【００６５】
・上記各実施形態では、軸付勢部材５３をコイルバネにより構成したが、これに限らず、例えば皿バネ等の他のバネ部材やゴム等の弾性体により構成してもよい。なお、弁付勢部材２８及び復帰用付勢部材９５も、例えば皿バネ等の他のバネ部材やゴム等の弾性体により構成してもよい。
【００６６】
・上記各実施形態において、弁ボディ６におけるスプール弁体３の軸方向他端側にマスターキャップ７を連結してもよい。
・上記各実施形態では、メイン流体及びパイロット流体として圧縮エアを用いたが、これに限らず、他の流体を用いてもよい。
【００６７】
・上記各実施形態では、マスターキャップ７の供給ポート２２，７６に供給源から延びる配管が接続されるようにし、該供給源に設けられたバルブで切換弁１へのパイロット流体の供給を制御するようにしたが、例えばマスターキャップ７に電磁弁からなるパイロット弁を直接連結し、該パイロット弁でパイロット流体の供給を制御してもよい。
【００６８】
・上記各実施形態では、本発明をスプール弁体３により５つのポート１１〜１５間の連通状態を切り換える切換弁１に適用したが、これに限らず、例えばポートの数が５以外のものや、弁体としてポペット弁を用いるもの等に適用してもよい。
【００６９】
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）請求項１〜３のいずれか一項に記載の切換弁において、前記軸孔は、外部に開口する外方孔部、及び前記外方孔部に連続するとともに該外方孔部よりも前記手動軸と直交する直交方向に膨出した形状の内方孔部を有し、前記手動軸は、外部側に配置されて前記外方孔部内に収容される外方軸部、及び前記外方軸部に連続して形成されるとともに前記内方孔部内に収容される内方軸部を有し、前記内方軸部には、前記外方軸部よりも前記直交方向に延出されて前記手動軸の軸方向において前記外方孔部と前記内方孔部との間の段差部に対向する内方延出部が形成され、前記付勢部材は、前記段差部と前記内方延出部との間に配置されることを特徴とする切換弁。上記構成によれば、受け部材を設ける場合に比べ、部品点数を削減してコストの低減等を図ることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１…切換弁、３…スプール弁体、５…弁孔、６…弁ボディ、７…マスターキャップ、８…エンドキャップ、１１…給気ポート、１２…第１排気ポート、１３…第２排気ポート、１４…第１出力ポート、１５…第２出力ポート、２１…パイロット室、２５…ピストン、２８…弁付勢部材、３１…軸孔、３２…手動軸、３３…外方孔部、３４…内方孔部、３５…段差部、４１…第１軸部材、４２…第２軸部材、４３…外方軸部、４４…中間軸部、４６…内方軸部、５１，５２…受け部材、５３…軸付勢部材、５３ａ…外方端部、５３ｂ…内方端部、６２…キャップ本体、６３…カバー部材、６４…接続部材、６５…第１パイロット室、６６…第１ピストン、６８…挿入穴、６９…大径穴部、７０…小径穴部、７５…貫通孔、８１…第２パイロット室、８２…第２ピストン、９１…弁体部、９２…内方延出部。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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