(57)【要約】【課題】低圧探し弁の不安定な切換え作動、内部漏れの減少【解決手段】ケース２内に、軸方向にスライド可能な平行ピン１と、その両側にボール３ａ、３ｂと、軸方向にスライド可能な同心円筒状のボール保持部材４ａ、４ｂと、ボール保持部材４ａ、４ｂを平行ピン方向に付勢するバネ５ａ、５ｂと、バネ５ａ、５ｂを保持するプラグ６ａ、６ｂを設け、外部通路ａ、ｂが同圧のときは、ボール保持部材の端面で外部通路ａ、ｂと外部通路ｃを遮蔽し、外部通路ａ、ｂの一方が高圧になると高圧側のボールで高圧側通路と外部通路ｃを遮蔽することにより流量が少なくても確実な切換え動作と切換え後の内部漏れを無くした。【選択図】          図１
2005016594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に、軸方向にスライド可能な平行ピンと、その両側同軸上にあって平行ピンの両端面に接して設けた２個のボールと、この両ボールをそれぞれ軸方向自在に内包し、該ケースに設けたスライド孔内で軸方向にスライド可能な２個のボール保持部材と、それら両ボール保持部材の一端をケースに設けたボール保持部材用シート面に押し付けるよう付勢するバネを設け、それぞれのボール保持部材内にはボールと前記付勢バネの間に壁を介設するとともに、ボールと前記壁とボール保持部材とに囲まれた部屋に付勢バネ側へ通じる孔とケースに設けた外部通路へ通じる孔を設け、ケースにはボール保持部材の前記それぞれのスライド孔へ連通する２つの外部通路と該スライド孔が共通して連通する１つの外部通路を設けたことを特徴とする低圧探し弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液圧機器、荷役装置、福祉機器等に使用される制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に低圧探し弁は、両回転式液圧ポンプの回転方向を切り換えて液圧シリンダや液圧モータなどのアクチュエータの作動方向を変える場合に好適に使用される（たとえば特許文献１参照）。図４、図５は、この従来の低圧探し弁の一例を簡略に示す図である。
【０００３】
図４において、ケース３３には通路ｇ、ｈ、ｊを有し、両端に同じ受圧面積を持つシート部３０ｇ、３０ｈと一体的に構成したポペット３０を通路ｇとｈの間に設けている。そしてシート部３０ｇ、３０ｈとケース３３との間にそれぞれ同じ力のバネ３２ｇ、３２ｈを設けて、通路ｊをポペット３０の中央部に配置したものである。このような低圧探し弁の作動は次のとおりである。すなわち通路ｇ、ｈが同圧の時バネ３２ｇ、３２ｈの部屋も同圧となってポペット３０は中立に位置し、シート部３０ｇ、３０ｈはケース３３のシート面３０ｇ´、３０ｈ´から離れた状態になっており通路ｇ、ｈ及びｊは全部連通している。次に通路ｇ、ｈに圧力差がある場合、仮に通路ｇの圧力が通路ｈの圧力より高いとするとポペット３０は圧力によってバネ３２ｈ側に移動し、シート部３０ｇはシート面３０ｇ´と密着して通路ｇとｊを遮断する。同時にシート部３０ｈはシート面３０ｈ´から更に離れて大きな通路面積で通路ｈとｊを連通する。通路ｈが通路ｇより圧力が高いときは前記と逆の動作で通路ｇとｊは大きな通路面積で連通し、通路ｈとｊは遮断される。
【０００４】
図５は、通路ｄ、ｅ、ｆを有するケース４４に、両端に同じ幅のランド部４０ｄ、４０ｅと中央に左右を連通する穴４８を設けた任意幅のランド部４０ｆを有する円筒状のスプール４０を通路ｄとｅの間に設けたスプール穴４６に嵌合し、スプール４０の両端とケース４４との間にそれぞれ同じ力のバネ４５ｄ、４５ｅを設けて通路ｆをスプール穴４６の中央に配置したものである。
この低圧探し弁の作動は次のとおりである。通路ｄ、ｅが同圧の時バネ４５ｄ、４５ｅの部屋も同圧となってスプール４０は中立に位置し、通路ｄ、ｅはそれぞれランド部４０ｄ、４０ｅによって通路ｆとの間を遮蔽している。次に通路ｄ、ｅに圧力差がある場合、仮に通路ｄが通路ｅより圧力が高いとするとスプール４０は圧力によってバネ４５ｅ側に移動するが、通路ｄはランド部４０ｄによって通路ｆを遮蔽した状態を維持する。他方ランド部４０ｅはスプール穴４６からバネ４５ｅの部屋にランド全体が飛び出し、中央のランド部４０ｆとで仕切られた溝４１と通路ｅが連通して、ランド部４０ｆに設けた穴４８を通して通路ｆに連通する。中央のランド部４０ｆは両端のランド部４０ｄ、４０ｅがスプール穴４６から飛び出した時もスプール４０がスプール穴４６と同心を維持するために設けたものである。
【特許文献１】
特願平１０−１６９８００号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図４の従来例では、例えば通路ｇ側の圧力を通路ｈ側より高くして、通路ｇ、ｊを遮蔽しようとしてもシート部３０ｇとシート面３０ｇ´との間が離れているので少ない流量ではポペット３０を通路ｇ、ｊを遮蔽する方向へ作動させることができない。そのため、シート部３０ｇとシート面３０ｇ´との開度を小さくすると反対側のシート部３０ｈとシート面３０ｈ´との開度も小さくなり、連通側の通路ｈ、ｊ間の圧力損失が大きくなる。また逆に圧力損失を小さくするためシート面間隔を広げると切換え動作が不安定になるという問題をもっている。
図５の従来例では、切換え要素にスプールを用いているため漏れが多く、コストも高いという欠点をもっている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
これらの問題点を解決するため本発明では、ケース内に、軸方向にスライド可能な平行ピンと、その両側同軸上にあって平行ピンの両端面に接して設けた２個のボールと、この両ボールをそれぞれ軸方向自在に内包し、該ケースに設けたスライド孔内で軸方向にスライド可能な２個のボール保持部材と、それら両ボール保持部材の一端をケースに設けたボール保持部材用シート面に押し付けるよう付勢するバネを設け、それぞれのボール保持部材内にはボールと前記付勢バネの間に壁を介設するとともに、ボールと前記壁とボール保持部材とに囲まれた部屋に付勢バネ側へ通じる孔とケースに設けた外部通路へ通じる孔を設け、ケースにはボール保持部材の前記それぞれのスライド孔へ連通する２つの外部通路と該スライド孔が共通して連通する１つの外部通路を設けた。
【０００７】
このように構成することで、ケースに設けたボール保持部材室へ通ずる２つの外部通路が同圧のときは、付勢バネがボール保持部材をケースのボール保持部材用シート面に押し付けて外部通路と平行ピン支持部への通路が連通するのを遮蔽する。また、ボール保持部材室へ通ずる２つの外部通路の一方が他方より高圧のときは、高圧側のボールがケースのボール用シートに密着して高圧側外部通路と平行ピン支持部への通路が連通するのを遮蔽し、同時にボールに押されて平行ピンがバネの付勢力に打ち勝って低圧側のボールとボール保持部材を共にケースのシート面から引き離して低圧側通路を平行ピン支持部への通路に開放する。このようにして図４の従来例が持つ不安定な動作や大きな圧力損失及び図５の従来例が持つ多い漏れやコスト高の問題を解決するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について述べる。
図１（ａ）は、本実施形態の二つの外部通路が同圧状態の縦断面図を、図１（ｂ）は、そのシール部を拡大した図を示し、図２は一方の外部通路圧が他方の外部通路圧より高い状態の縦断面図を、図３は、他方の外部通路圧が負圧の状態の縦断面図を示す。
【０００９】
図１（ａ）において、１はケース２の中央部に設けた軸方向にスライド可能な平行ピン、３ａ及び３ｂは平行ピン１の両端に接して設けたボール、４ａ及び４ｂはボール３ａ及び３ｂを小さな隙間で内包する軸方向にスライド可能な同心円筒状のボール保持部材、５ａ及び５ｂはボール保持部材４ａ及び４ｂを平行ピン１の方向へ付勢するバネ、６ａ及び６ｂはバネ５ａ及び５ｂを保持するプラグである。
ケース２の平行ピン支持部７の両側には、外部通路ｃに通じる空間８ａ及び８ｂと空間８ａ及び８ｂとボール３ａ及び３ｂ室を連通する穴２０ａ及び２０ｂを穿孔したランド部９ａ及び９ｂを設けている。ランド部９ａ及び９ｂのボール保持部材側には図１（ｂ）に示すように、それぞれボール３ａ及び３ｂが着座するシート面１０ａ及び１０ｂとボール保持部材端面１５ａ及び１５ｂが着座するシート面１１ａ及び１１ｂを設けている。また、平行ピン１の軸方向長さはボール３ａ及び３ｂのシート面１０ａ及び１０ｂの軸方向端面間隔より長く設定している。
ボール保持部材４ａ及び４ｂの内径中間部には、ボール３ａ及び３ｂの部屋とバネ５ａ及び５ｂの部屋に連通する穴１３ａ及び１３ｂを有する隔壁１６ａ及び１６ｂを設けている。ボール３ａ及び３ｂとボール保持部材４ａ及び４ｂの内径と隔壁１６ａ及び１６ｂに囲まれた背面空間１７ａ及び１７ｂに保持部材４ａ及び４ｂの外部に通じる穴１２ａ及び１２ｂを穿孔し、ボール保持部材４ａ及び４ｂの外周に施した溝２１ａ及び２１ｂに連通させている。ａ及びｂは平行ピン１の両側に設けた外部通路である。
【００１０】
このように構成した本実施形態の動作は、外部通路ａ及びｂが同圧であるとき、圧液はそれぞれ穴１２ａ及び１２ｂを通ってボール３ａ及び３ｂの背面空間１７ａ及び１７ｂとバネ５ａ及び５ｂの部屋に流入する。このときボール保持部材４ａ及び４ｂは同心円筒状をしており前後に同一の力が作用して液圧力に関係なく、バネ力のみでボール保持部材端面１５ａ及び１５ｂがシート面１１ａ及び１１ｂに押し付けられて外部通路ａ及びｂと外部通路ｃとの連通を遮蔽する。他方ボール３ａ及び３ｂには平行ピン１側への液圧力が作用するが、同圧であるのでバランスして平行ピン１は中立位置に静止したままとなる。
【００１１】
次に、外部通路ａの圧力がｂの圧力より高くなったときの動作を図２で説明する。
外部通路ａの圧液は、流路矢印ａ１で示すように穴１２ａを通ってボールの背面空間１７ａに入り、更に流路矢印ａ２で示すように穴１３ａを通ってバネ５ａの部屋に流入する。ボール保持部材４ａは前述のようにバネ力でボール保持部材端面１５ａがシート面１１ａに押し付けられて外部通路ａとｃを遮蔽している。ボール３ａは、背面空間１７ａに流入した圧液の圧力により平行ピン１側へシート面１０ａに着座するまで移動して外部通路ａとｃを遮蔽する。他方、外部通路ｂ側では、ボール３ａに押された平行ピン１によってボール３ｂはボール保持部材４ｂの隔壁１６ｂに接するまで矢印Ｈ方向に移動し、隔壁１６ｂに接触後はボール保持部材４ｂと共に更に矢印Ｈ方向へボール３ａにより平行ピン１がボール３ｂ側に押し出された分だけ移動する。この一連の動作により通路ｂ側のボール保持部材端面１５ｂはシート面１１ｂから大きく離れ、外部通路ｂの圧液は流路矢印ｂ１に示すように穴２０ｂを通って外部通路ｃに流れ、低圧の外部通路ｂは外部通路ｃとは大きな開口面積で連通する。
【００１２】
次に、外部通路ａの圧力が外部通路ｂより高く、更に外部通路ｂが負圧になったときの動作を図３で説明する。
ボール３ａ及びボール保持部材４ａは、前述の通りそれぞれシート面１０ａ及びボール保持部材端面１５ａに着座して外部通路ａとｃの連通を遮蔽する。他方負圧側のボール３ｂ及びボール保持部材４ｂが平行ピン１に押され、それぞれシート面１０ｂ及びボール保持部材端面１５ｂから離れるところまでは前述の通りであるが、外部通路ｂ側の圧力Ｐｂが負圧の場合、外部通路ｃ側の圧力Ｐｃとの圧力関係がＰｃ＞Ｐｂとなって、流体は流路矢印ｃ１に示すように外部通路ｃから外部通路ｂに流れる。この時ボール３ｂのシート面１１ｂ側の圧力をＰｃ´とすると、圧力ＰｃとＰｃ´及びＰｂの関係は、穴２０ｂ及びボール保持部材端面１５ｂとシート面１１ｂとの通路圧損の影響を受けＰｃ＞Ｐｃ´＞Ｐｂとなる。一方、ボール保持部材４ｂのばね５ｂ側圧力Ｐｂ´は、溝２１ｂ、穴１３ｂを通じて外部通路ｂに連通しているが流れがないのでＰｂ´＝Ｐｂである。したがって、Ｐｃ´＞Ｐｂ´の関係からボール３ｂ及びボール保持部材４ｂは矢印Ｓの方向にプラグ６ｂにあたるまで移動して外部通路ｂとｃの開口面積を更に広げて連通する。
【００１３】
このように本実施形態の低圧探し弁は、従来低圧探し弁の中立位置での漏れや不安定な作動、切り替え後の遮蔽部からの漏れを安価な市販のピンやボールを使って、漏れの少ない、切換え動作の確実な低圧探し弁を実現したものである。また、平行ピンの長さ調節により中立位置で通路を開放したり、全閉にしたりなど切り替え感度を調節することも可能である。
【００１４】
【発明の効果】
本発明により、内部漏れが少なく、確実で迅速な切り替え動作を行う低圧探し弁を安価に提供できるので、好適に使用される両回転ポンプを使った液圧シリンダや液圧モータの切り替え動作の効率を高め、コスト低減効果を創出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本実施例の二つの外部通路が同圧状態の縦断面図、（ｂ）はシート部を拡大した図である。
【図２】本実施例の一方の外部通路圧が他方の外部通路圧より高い状態の縦断面図である。
【図３】本実施例の他方の外部通路圧が負圧の状態の縦断面図である。
【図４】従来品の中立位置で全通路が連通するタイプの作動説明図である。
【図５】従来品のスプールを使ったタイプの作動説明図である。
【符号の説明】
１  平行ピン
ａ、ｂ、ｃ  外部通路
２  ケース
３ａ、３ｂ  ボール
４ａ、４ｂ  ボール保持部材
５ａ、５ｂ  バネ
６ａ、６ｂ  プラグ
７  平行ピン支持部
８ａ、８ｂ  空間
９ａ、９ｂ  ランド部
１０ａ、１０ｂ  シート面
１１ａ、１１ｂ  シート面
１２ａ、１２ｂ  穴
１３ａ、１３ｂ  穴
１５ａ、１５ｂ  ボール保持部材端面
１６ａ、１６ｂ  隔壁
１７ａ、１７ｂ  背面空間
２０ａ、２０ｂ  穴
２１ａ、２１ｂ  溝
【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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