(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に加圧流体の供給を受ける高圧側の室を備えた弁本体と、
弁本体の高圧側の室内に回動自在に設けられ内部に低圧側の通路を備えた弁体と、
弁体にて弁本体の内面に対し移動する部分に設けられ低圧側の通路の一端部が開口されたシリンダ部と、
シリンダ部に嵌合され弁本体の内面に接離自在の可動シール体と、
シリンダ部内の流体圧を制御して可動シール体を弁本体に接離させる制御手段とを具備し、
弁本体は、
内部に加圧流体の供給を受ける高圧側の室が角形断面形状に形成された角筒状部材と、
高圧側の室に常時連通された流体供給口と、
角筒状部材の隣接する二つの平板部に開口され弁体の回動により対向した可動シール体といずれか一方が選択的に連通されるとともに他方が角筒状部材内の高圧側の室を経て流体供給口に選択的に連通される二つの流体出入口と、
弁体の回動中心と同心状に設けられ弁体内の低圧側の通路の他端部に常時連通された流体排出口とを備えた
ことを特徴とする弁装置。
【請求項２】
制御手段は、
シリンダ部から可動シール体を突出させる方向に付勢するスプリングと、
弁本体内に設けられた高圧側の室からシリンダ部内への流体供給とシリンダ部内から弁体内に設けられた低圧側の通路への流体排出とを切換える切換手段と
を具備したことを特徴とする請求項１記載の弁装置。
【請求項３】
切換手段は、
高圧側の室からシリンダ部内へ流体を供給する一方の通孔中に設けられたオリフィスと、
シリンダ部内から低圧側の通路へ流体を排出する他方の通孔中に設けられこの他方の通孔を開閉する開閉弁と
を具備したことを特徴とする請求項２記載の弁装置。
【請求項４】
開閉弁は、通電により通孔を開くとともに通電停止により通孔を閉じる電磁作動弁であることを特徴とする請求項３記載の弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば４方弁のような流体の方向制御などに用いられる弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示されるように、四方に流体口１を持つ弁本体２の内部に、内部切換通路３を有する角形の弁体４が回動自在に設けられ、この弁体４の周囲に可動弁座５およびこの可動弁座５を保持したホルダ６が径方向へ移動可能に設けられ、ホルダ６と弁本体２との間に板ばね７が設けられ、この板ばね７により可動弁座５が弁体４の周面に常時押圧された弁装置がある。
【０００３】
この従来の弁装置は、弁体４と可動弁座５とが常時接触しており、角形の弁体４がその回動軸８に接続された電動モータにより回動されたときに、弁体４から可動弁座５に作用する力は、板ばね７により吸収している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の弁装置は、板ばね７により可動弁座５が弁体４に常時接触しているため、この弁体４を回動するには大きな力（トルク）を必要とし、電動モータも大形のものが必要となる。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、弁本体内に設けられた弁体が動くときの接触抵抗をなくし、弁体が小さな力でも円滑に作動できる弁装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、内部に加圧流体の供給を受ける高圧側の室を備えた弁本体と、弁本体の高圧側の室内に回動自在に設けられ内部に低圧側の通路を備えた弁体と、弁体にて弁本体の内面に対し移動する部分に設けられ低圧側の通路の一端部が開口されたシリンダ部と、シリンダ部に嵌合され弁本体の内面に接離自在の可動シール体と、シリンダ部内の流体圧を制御して可動シール体を弁本体に接離させる制御手段とを具備し、弁本体は、内部に加圧流体の供給を受ける高圧側の室が角形断面形状に形成された角筒状部材と、高圧側の室に常時連通された流体供給口と、角筒状部材の隣接する二つの平板部に開口され弁体の回動により対向した可動シール体といずれか一方が選択的に連通されるとともに他方が角筒状部材内の高圧側の室を経て流体供給口に選択的に連通される二つの流体出入口と、弁体の回動中心と同心状に設けられ弁体内の低圧側の通路の他端部に常時連通された流体排出口とを備えた弁装置である。
【０００７】
そして、弁体を決められた位置で停止させたときは、制御手段により流体圧を制御して可動シール体を弁本体に密接させ、また、弁体を動かすときは、制御手段によりシリンダ部内の流体圧を制御して可動シール体を弁本体から離間させることにより、弁体作動時の接触抵抗をなくす。さらに、弁体の可動シール体が一方の流体出入口と連通する位置にあるときは、弁本体の流体供給口が他方の流体出入口に連通するとともに、一方の流体出入口が弁体内の通路を経て流体排出口に連通し、また、弁体が作動して、弁体の可動シール体が他方の流体出入口と連通する位置にあるときは、弁本体の流体供給口が一方の流体出入口に連通するとともに、他方の流体出入口が弁体内の通路を経て流体排出口に連通する。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の弁装置における制御手段が、シリンダ部から可動シール体を突出させる方向に付勢するスプリングと、弁本体内に設けられた高圧側の室からシリンダ部内への流体供給とシリンダ部内から弁体内に設けられた低圧側の通路への流体排出とを切換える切換手段とを具備したものである。
【０００９】
そして、切換手段により、高圧側の室にある流体をシリンダ部内へ供給するように切換えることにより、可動シール体に作用する流体圧をバランスさせるとともにスプリングの付勢圧で可動シール体をシリンダ部内から押出すようにして弁本体に密接させ、また、シリンダ部内にある流体を低圧側の通路へ排出可能とすることにより、高圧側の室にある流体圧で可動シール体をシリンダ部内へ押戻すようにして弁本体から離間させる。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項２記載の弁装置における切換手段が、高圧側の室からシリンダ部内へ流体を供給する一方の通孔中に設けられたオリフィスと、シリンダ部内から低圧側の通路へ流体を排出する他方の通孔中に設けられこの他方の通孔を開閉する開閉弁とを具備したものである。
【００１１】
そして、弁体を停止させたときは、開閉弁により他方の通孔を閉じることにより、高圧側の室から一方の通孔中のオリフィスを経てシリンダ部内へ流体を供給して、可動シール体をシリンダ部内から押出す。弁体を動かすときは、開閉弁により他方の通孔を開くことにより、シリンダ部内からこの他方の通孔を経て低圧側の通路へ流体を排出させて、可動シール体をシリンダ部内に押戻す。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、請求項３記載の弁装置における開閉弁を、通電により通孔を開くとともに通電停止により通孔を閉じる電磁作動弁としたものである。
【００１３】
そして、停電発生時は通孔を閉じた状態が維持されるから、可動シール体によるシール状態を自動的に保てる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図１乃至図３に示される実施の一形態を参照しながら説明する。
【００１５】
図１および図２に示されるように、11は角筒状部材11a と角板部材11b とをＯリング11c を介してボルト11d （図３）により一体化した弁本体であり、この弁本体11の内部に、加圧流体の供給を受ける高圧側の室12が、図２に示される角形断面形状に形成されている。
【００１６】
この弁本体11内に、図１に示されるように弁体13の上部および下部に形成された円柱部14が、Ｏリング15を介して回動自在に嵌合されている。この弁体13にて、上部および下部の円柱部14間から一側方にシリンダ部16が突設されている。
【００１７】
この弁体13のシリンダ部16は、図２に示されるように弁本体11の内面に対向して移動する部分であり、このシリンダ部16内には円環状のシリンダ室17が形成され、このシリンダ室17にほぼ円筒状の可動シール体18が嵌合されている。
【００１８】
この可動シール体18は、ほぼ円筒形の本体部21と、この本体部21の内端側の内周溝および外周溝にそれぞれ嵌着されてシリンダ室17内で摺動するＯリング22と、本体部21の外端側の凹溝にＯリング23を介して嵌着され弁本体11の内面に密着されるフランジ形の当接部24と、この当接部24を係止する係止輪25と、本体部21の外周面から一体に突設されたフランジ形のスプリング係止部26とを有している。
【００１９】
この可動シール体18に対して、シリンダ室17の流体圧を制御して可動シール体18を弁本体11に接離させる制御手段27が設けられている。
【００２０】
この制御手段27は、図１に示されるように可動シール体18のスプリング係止部26と弁体13との間に、シリンダ部16から可動シール体18を突出させる方向に付勢する圧縮コイルスプリング28が介在され、また、弁体13内および弁体13に対して切換手段29が設けられたものである。
【００２１】
この切換手段29は、高圧側の室12からシリンダ部16内のシリンダ室17への流体供給と、シリンダ室17から弁体13内に設けられた低圧側の通路31への流体排出とを切換えるものである。この低圧側の通路31の一端部に前記可動シール体18が設けられている。
【００２２】
前記弁本体11には、高圧側の室12に常時連通された流体供給口32と、弁体13の作動により可動シール体18と選択的に連通される二つの流体出入口33，34と、低圧側の通路31の他端部に常時連通された流体排出口35とが開口されている。要するに４方弁の構造となっている。
【００２３】
前記弁体13には、回動軸部36が一体に設けられ、弁体13には弁本体11内の高圧側の室12に臨む径方向の通孔37と、シリンダ室17に連通する径方向の通孔38とが穿設され、さらに、これらの通孔37，38と回動軸部36の上部内に形成された弁室39とを連通する軸方向の通孔41が穿設され、また弁室39と前記弁体13内の低圧側の通路31とを連通する軸方向の通孔42が穿設されている。この通孔42の上端部には、弁座部43が形成され弁室39に突設されている。
【００２４】
前記切換手段29は、高圧側の室12からシリンダ室17へ流体を供給する一方の通孔37中にオリフィス44が設けられ、シリンダ室17から低圧側の通路31へ流体を排出する他方の通孔41，42中に、この他方の通孔41，42を開閉する開閉弁としての電磁作動弁45が設けられたものである。
【００２５】
この電磁作動弁45は、弁体13の回動軸部36の軸端部に円筒形のガイド46が同心状に嵌着され、このガイド46の内部に可動鉄心（プランジャ）47が摺動自在に嵌合され、またガイド46を介して固定鉄心48が固定され、この固定鉄心48の内側に設けられた圧縮コイルスプリング49により可動鉄心47が前記弁座部43側へ付勢され、可動鉄心47の先端部に一体に嵌着された弁体部51が前記弁座部43に接離自在に押圧されている。ガイド46の外周側には電磁コイル部（ソレノイド）52が嵌着されている。
【００２６】
そして、この電磁作動弁45は、通電により電磁コイル部52が励磁されると、可動鉄心47が固定鉄心48に吸着されて弁体部51が弁座部43から離れ、通孔41，42間が開き、また、通電停止により電磁コイル部52が消磁されると、可動鉄心47が圧縮コイルスプリング49の復元力により固定鉄心48から離れるとともに、弁体部51が弁座部43に密接し、通孔41，42間を閉じる。
【００２７】
図１および図３に示されるように、前記弁体13の回動軸部36にはウォームホイール53が一体的に嵌着され、このウォームホイール53と噛合うウォームギア54が、弁本体11の上面に設置された電動モータ55の回転軸56に一体的に取付けられている。
【００２８】
ウォームホイール53のボス部には２箇所に凹溝57，58が設けられ、また、弁本体11の上面には、ウォームホイール53の凹溝57，58を検出するリミットスイッチ59，60が設置されている。
【００２９】
これらのリミットスイッチ59，60により弁体13の回動角を制御し、可動シール体18が一方の流体出入口33と合致する回動角か、または他方の流体出入口34と合致する回動角で弁体13が回動停止するように電動モータ55を制御する。
【００３０】
次に、図１乃至図３に示された実施形態の作用を説明する。
【００３１】
図１に示されるように、弁体13を停止させたときは、切換手段29の電磁作動弁45への通電を停止して、電磁作動弁45の圧縮コイルスプリング49により弁体部51を弁座部43に密接させて通孔41，42間を閉じることにより、高圧側の室12から一方の通孔37中のオリフィス44を経てシリンダ室17へ加圧流体を供給し、可動シール体18をシリンダ室17から押出す。
【００３２】
すなわち、切換手段29により、高圧側の室12にある加圧流体をシリンダ室17へ供給するように切換えることにより、可動シール体18の一端面および他端面に作用する流体圧はバランスするが、圧縮コイルスプリング28の付勢圧により可動シール体18はシリンダ室17から押出され、弁本体11における流体出入口33の周縁部と密接する。
【００３３】
一方、図２に示されるように、弁体13を回動するときは、切換手段29の電磁作動弁45に通電して、弁体部51を弁座部43より後退させて通孔41，42間を開くことにより、シリンダ室17内の流体を通孔41，42を経て低圧側の通路31へ排出可能に切換えることにより、可動シール体18の係止輪25側の端面に作用する高圧側の室12内の流体圧が可動シール体18を圧縮コイルスプリング28に抗してシリンダ室17に押戻し、可動シール体18を弁本体11の内壁から離間させる。
【００３４】
このとき、高圧側の室12にある加圧流体がシリンダ室17へ作用する働きは、オリフィス44により制限され、シリンダ室17の流体を通孔41，42により低圧側の通路31へ排出する作用の方が強く現れる。
【００３５】
このようにして、弁体13の可動シール体18を、決められた流体出入口33または流体出入口34の周縁部で停止させたときは、切換手段29によりシリンダ室17の流体圧を室12の内圧と等圧に制御して、圧縮コイルスプリング28により可動シール体18を弁本体11に密接させることができ、また、このシール状態で停電事故などが発生しても、電磁作動弁45の弁体部51により通孔41，42間を閉じた状態が維持されるので、可動シール体18によるシール状態を自動的に保てる。
【００３６】
一方、弁体13を動かすときは、切換手段29によりシリンダ室17の流体圧を室12の内圧より低圧に制御して、その圧力不均衡により圧縮コイルスプリング28に抗して可動シール体18を弁本体11から離間させることにより、弁体13の作動時の接触抵抗をなくすことができる。
【００３７】
図２において弁体13a で示されるように、弁体13の可動シール体18が一方の流体出入口33と連通する位置にあるときは、弁本体11の流体供給口32が室12を経て他方の流体出入口34に連通するとともに、一方の流体出入口33が弁体13内の通路31を経て流体排出口35に連通するから、ポンプ（図示せず）の吐出口などから弁本体11の流体供給口32に供給された加圧流体は、室12内を経て流体出入口34より外部の管路（図示せず）へ吐出され、外部の管路より流体出入口33に戻された流体は、弁体13内の通路31を経て流体排出口35よりポンプの吸込口などへ循環される。
【００３８】
また、図２において弁体13b で示されるように、弁体13が９０°回動して、弁体13の可動シール体18が他方の流体出入口34と連通する位置にあるときは、弁本体11の流体供給口32が室12を経て一方の流体出入口33に連通するとともに、他方の流体出入口34が弁体13内の通路31を経て流体排出口35に連通するから、ポンプ（図示せず）の吐出口などから弁本体11の流体供給口32に供給された加圧流体は、室12内を経て流体出入口33より外部の管路（図示せず）へ吐出し、外部の管路より流体出入口34へ戻された流体は、弁体13内の通路31を経て流体排出口35よりポンプの吸込口などへ循環される。すなわち、外部の管路での流れ方向が逆になる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、弁体を動かすときは、制御手段により弁体の可動シール体を弁本体から離間させることにより接触抵抗をなくすから、弁体を円滑に作動するための力（トルク）を軽減でき、駆動部の小形化につながるとともに、可動シール体の摩耗を防止できる。また、弁体を停止させたときは、制御手段により可動シール体を弁本体に密接させるから、確実な液密または気密を保持できる。さらに、通路および可動シール体を備えた弁体と、流体供給口、二つの流体出入口および流体排出口を備えた弁本体とにより、４ポート２位置切換弁いわゆる４方弁に適用できる。
【００４０】
請求項２記載の発明によれば、弁装置が扱う流体の一部を利用して、すなわち切換手段により切換可能の流体圧と、スプリングの付勢圧とを用いて可動シール体を動かすから、可動シール体を動かすための流体圧を外部から供給する必要がない。
【００４１】
請求項３記載の発明によれば、開閉機能しか持たない開閉弁をオリフィスと組合せることにより、シリンダ部内への流体供給とシリンダ部内からの流体排出とを切換える切換手段を簡単に形成できる。
【００４２】
請求項４記載の発明によれば、開閉弁が、通電により通孔を開くとともに通電停止により通孔を閉じる電磁作動弁であるから、停電発生時は通孔を閉じた状態を維持でき、可動シール体によるシール状態を自動的に保てる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る弁装置の実施の一形態を示す軸方向の断面図である。
【図２】  同上弁装置の径方向の断面図である。
【図３】  同上弁装置の平面図である。
【図４】  従来の弁装置を示す断面図である。
【符号の説明】
11    弁本体
12    室
13    弁体
16    シリンダ部
18    可動シール体
27    制御手段
28    スプリング
29    切換手段
31    通路
32    流体供給口
33，34    流体出入口
35    流体排出口
44    オリフィス
45    開閉弁としての電磁作動弁
【図１】
0004080062.tif 000002
【図２】
0004080062.tif 000003
【図３】
0004080062.tif 000004
【図４】
0004080062.tif 000005