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JP3418358B2 - スプール弁 - Google Patents

スプール弁

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JP3418358B2
JP3418358B2 JP21700099A JP21700099A JP3418358B2 JP 3418358 B2 JP3418358 B2 JP 3418358B2 JP 21700099 A JP21700099 A JP 21700099A JP 21700099 A JP21700099 A JP 21700099A JP 3418358 B2 JP3418358 B2 JP 3418358B2
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JP
Japan
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spool valve
synthetic resin
sliding
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molded body
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秀樹 各務
俊也 森
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Aoyama Seisakusho Co Ltd
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Aoyama Seisakusho Co Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/22Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution
    • F16K3/24Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution with cylindrical valve members
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/86493Multi-way valve unit
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49405Valve or choke making
    • Y10T29/49412Valve or choke making with assembly, disassembly or composite article making

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sliding Valves (AREA)
  • Multiple-Way Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スプール弁に関す
るものであって、特に内部構造をハイブリッド化したス
プール弁に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、油圧アチュエータなどにおける、
始動、停止、加速または減速などのため油圧回路を切り
換える目的の方向制御弁として、スリーブ内に切換え用
のスプール弁を備えたものが実用化されている。そのス
プール弁について、図2(A)(B)のその代表的な形
状を示すが、その外形は、各図上半分のように、スリー
ブ内面(図示せず)との間で封止部を形成する摺動面部
11と作動流体の通路を形成するリング状凹溝12と
が、長さ方向に隣接して配置されている。また、その内
部構造は、各図下半分の断面図のように、全体が、例え
ば炭素鋼(鋼種:S45C)などの金属によって一体に
構成されている。このような形状のスプール弁を製作す
るには、前記したような所定の材質の棒状素材を所定長
さに切断し、設計された形状に重切削、浸炭焼き入れ、
歪み取り、センタレス、バリ取り、など多くの加工工程
を経て完成される。
【0003】このような従来の一体型のスプール弁の場
合、通常は形状が複雑なこともあって、プログラムを組
んだNC機械などにより切削加工されるが、その作業に
は熟練を必要とし、さらに加工工程数が多いうえ、浸炭
焼き入れ、歪み取りなどのように、加熱処理を伴う工程
は処理時間が相当かかるなどの条件があるため、コスト
高になりやすく、製作コストの節減が困難であるし、生
産性の向上にも限度があったという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、製作のための
加工工程数と加工時間などの低減を図るとともに、熟練
作業を不必要として、製作コストを削減可能としたスプ
ール弁を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の問題は、スリーブ
内面との間で封止部を形成する摺動面部と作動流体の通
路を形成する凹溝とを長さ方向に隣接して配置したスプ
ール弁であって、前記摺動面部が合成樹脂製ベース部に
嵌合状態に設けられた摺動部材より形成され、かつその
摺動部材は、前記ベース部に嵌合される埋め込み部を設
け、外表面を摺動面部として環状に形成されるととも
に、前記ベース部は、成形型の所定位置にセットした該
摺動部材をインサート部材としてインサート成形された
ものであることを特徴とする本発明のスプール弁によっ
て解決することができる。
【0006】そして本発明は、(1)芯材の周囲に形成
された複数のリング状合成樹脂体をベース部として前記
摺動部材を嵌合状態に配設した形態、(2)芯材の外周
全面を被覆して成形された合成樹脂成形体をベース部と
して複数の前記摺動部材を嵌合状態に配設した形態、
(3)スプール弁の芯部を含めて、一体に成形された合
成樹脂成形体をベース部として複数の前記摺動部材を嵌
合状態に配設した形態、(4)前記合成樹脂成形体が、
配向性を付与した合成樹脂成形体である形態、などに好
適に具体化することができる。
【0007】本発明のスプール弁によれば、摺動部材と
しては、比較的簡単な形状の、例えばリング状金属体か
らなるものを予め製作し、所定形状のキャビティ金型に
セットしてから所定の合成樹脂を注入して一体に成形す
る、いわゆるインサート成形法により、前記合成樹脂製
ベース部を形成すると同時に、その摺動部材をベース部
に嵌合状態に一体化し、所期のスプール弁を製作するこ
とができる。このように、本発明によれば、加工工程が
少なく、加工時間も短く、さほど熟練を要することなく
製作できるようになるのである。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明のスプール弁に係る
実施形態について、図1(A)(B)(C)を参照しな
がら説明する。第1の実施形態のスプール弁を示す図1
(A)において、摺動面部21a、21bと凹溝5が長
さ方向に隣接して配置されているが、摺動面部21a、
21bは、スリーブ(図示せず)内面と常に接触状態を
維持して、作動流体の流通を封止する封止部を形成し、
凹溝5は作動流体の通路を形成するものである。そし
て、本発明の特徴とするところは、この摺動面部21
a、21bが、合成樹脂製ベース部3a、3bに嵌合状
態に組付けられている摺動部材2a、2bの外側表面に
より形成されている点にある。
【0009】そして、この合成樹脂製ベース部3a、3
bは、芯材4の表面にリング状合成樹脂成形体として固
着状態に取り付けられている。かくして、摺動部材2
a、2bとベース部3a、3bの各側面、および芯材4
の露出表面によって、作動流体の通路を形成する凹溝5
が形成されている。なお、この場合、芯材4としては、
金属丸棒体が最も単純な形態であるが、断面としては楕
円、多角形、星型など種々の形状のもの、材質は炭素
鋼、軽合金などの金属、合成樹脂が目的に応じて採用さ
れる得る。
【0010】また、前記ベース部3a、3bを形成する
のに適した合成樹脂は、熱可塑性または熱硬化性の、フ
ェノール樹脂(PF)、ポリフェニールサルファ(PP
S)、ポリアミド(PA)などポリプロピレン(PP)
系合成樹脂から選択され得る。本発明の場合、合成樹脂
とは、複数種類の樹脂を組み合わせたもの、あるいは、
樹脂単独でなく、ガラス繊維、フィラーなど補強材、添
加剤など機能調整、改質のための成分を組み合わせたも
のを含むのである。
【0011】また、前記摺動部材2a、2bとしては、
その外形状は、ベース部3a、3bに嵌合状態に組付け
られるものであるから、環状をなすが、必ずしも円環状
とは限らず、四角形、六角形など多角形、楕円形、星
型、梅鉢型などが適用され得る。また、その断面形状
は、その外表面を摺動面とするものの、ベース部3a、
3bに嵌合される部分は、埋め込み部を設けて嵌合強度
を高めるのが好ましい。なを、摺動部材に適する材質に
は、従来の炭素鋼の他、ステンレス、アルミニウム合
金、あるいはABS樹脂などの合成樹脂が適用可能であ
る。
【0012】このような形態のハイブリッド型のスプー
ル弁を製作するには、注入成形用金型のキャビティ内
に、前記摺動部材2a、2bおよび芯材4をセットし
て、そのベース部3a、3bに相当する空間に合成樹脂
を注入して固化すればよい。このように予め、摺動部材
2a、2bなどを成形型の所定位置にインサートし、そ
の状態で出来上がりスプール弁形状が定まるので、寸法
精度に優れ、再現性よく、またより少ない工数で設計通
りのスプール弁を製作することができるようになるので
ある。この場合、図示にように芯材4の表面を凹凸表面
41に加工しておき、それにベース部3a、3bを固着
するようにすれば、その固着強度を好ましく高めること
ができる。
【0013】次に、第2の実施形態を図1(B)に示
す。本発明は、例えば金属丸棒体からなる芯材4の外周
全面を被覆して成形された合成樹脂成形体6をベース部
として複数の前記摺動部材2a、2bを嵌合状態に配設
した第2の形態に具体化できる。この形態では、図1
(A)のケースのベース部3a、3bが、芯材4の外周
全面を被覆して成形された合成樹脂成形体6と一体化さ
れているので、摺動部材2a、2bをインサート成形す
る場合には、前記利点の他、合成樹脂を長さ方向の一端
部から注入することで、全体を同時に成形、固着するこ
とができる利点が得られる。
【0014】次の図1(C)に示す第3の実施形態で
は、先の第2実施形態において用いた芯材4を省略した
形態であって、スプール弁の芯部を含めて、一体に成形
された合成樹脂成形体6をベース部として複数の前記摺
動部材2a、2bを嵌合状態に配設している。この場合
は、第2実施形態に較べて、その製作に当たっては、芯
材4を省略できる利点があり、その実用に際しても、ス
プール弁は、高圧作動において、もともとバランスした
側圧力下に作動するものであるから、第2実施形態にお
いて金属質の芯材4を用いた場合に比較すると、金属よ
り剛性の小さい合成樹脂を全体に使用してもなんら差し
支えがない。
【0015】また、上記第2および第3の実施形態にお
いて、合成樹脂成形体6の部分を構成する樹脂高分子の
配列に配向性を付与した場合には、配向方向には熱膨張
係数を小さく、配向の直角方向の熱膨張係数を大きく設
定できる。例えば、前記スプール弁の一方の端から軸方
向にそって注入成形を行うと、前記合成樹脂成形体6に
おいて、例えば使用樹脂のポリフェニールサルファ(P
PS)および添加されたガラス繊維が軸方向に整列する
ように、長さ方向に配向性を付与することができる。こ
の場合には、スプール弁の使用時に、軸方向の熱膨張係
数を小さく設定できるので、使用温度が大きく変化する
環境においても、スプール弁としての制御精度が向上す
るという利点が得られる。
【0016】また、前記合成樹脂成形体6からなる凹溝
の底部分を図1(B)(C)のように、所定のR形状に
成形することにより、その合成樹脂の部分の膨張、収縮
を抑えることができる。この場合、このR形状の部分で
は、樹脂やガラス繊維がR面に対して垂直方向に配列す
る傾向があるため、その結果、スプール弁全体として外
周方法に対する熱膨張・収縮が少なくなるという、好ま
しい効果が得られるのである。
【0017】
【発明の効果】本発明のスプール弁は、以上に説明した
ように構成されているので、製作のための加工工程数と
加工時間などを低減することが可能となり、熟練作業を
必要とせず高精度に製作でき、かつその製作コストを削
減することができる。また、軸方向、外径方向の熱膨張
特性を制御して、スプール弁としての操作性能、封止性
能などを調整できるという優れた効果がある。よって本
発明は従来の問題点を解消したハイブリッド型スプール
弁として、その工業的価値は極めて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態(A)(B)(C)を示す部
分断面図。
【図2】従来のスプール弁(A)(B)の側面/断面
図。
【符号の説明】
2a、2b 摺動部材、21a、21b 摺動面部、3
a、3b ベース部、4芯材、41 凹凸表面、5 凹
溝、6 合成樹脂成形体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−118046(JP,A) 特開 平7−42855(JP,A) 特開 平7−180775(JP,A) 特開 平10−196809(JP,A) 実開 昭63−11979(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16K 3/24

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スリーブ内面との間で封止部を形成する
    摺動面部と作動流体の通路を形成する凹溝とを長さ方向
    に隣接して配置したスプール弁であって、前記摺動面部
    が合成樹脂製ベース部に嵌合状態に設けられた摺動部材
    より形成され、かつその摺動部材は、前記ベース部に嵌
    合される埋め込み部を設け、外表面を摺動面部として環
    状に形成されるとともに、前記ベース部は、成形型の所
    定位置にセットした該摺動部材をインサート部材として
    インサート成形されたものであることを特徴とするスプ
    ール弁。
  2. 【請求項2】 芯材の周囲に形成された複数の合成樹脂
    体をベース部として前記摺動部材を嵌合状態に設けた請
    求項1に記載のスプール弁。
  3. 【請求項3】 芯材の外周全面を被覆して成形された合
    成樹脂成形体をベース部として複数の前記摺動部材を嵌
    合状態に設けた請求項1に記載のスプール弁。
  4. 【請求項4】 スプール弁の芯部を含めて、一体に成形
    された合成樹脂成形体をベース部として複数の前記摺動
    部材を嵌合状態に設けた請求項1に記載のスプール弁。
  5. 【請求項5】 前記合成樹脂成形体が、配向性を付与し
    た合成樹脂成形体である請求項3または4に記載のスプ
    ール弁。
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