特許 6227520 内部パイロット式３ポート切換弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6227520

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】内部パイロット式３ポート切換弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 11/07 20060101AFI20171030BHJP

   F16K 31/06 20060101ALI20171030BHJP

   F16K 27/00 20060101ALI20171030BHJP

【ＦＩ】

   F16K11/07 J

   F16K31/06 305A

   F16K31/06 305Z

   F16K27/00 D

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-251100(P2014-251100)

(22)【出願日】2014年12月11日

(65)【公開番号】特開2016-114095(P2016-114095A)

(43)【公開日】2016年6月23日

【審査請求日】2016年7月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000106760

【氏名又は名称】ＣＫＤ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 新治

(72)【発明者】

【氏名】菊池 宏

【審査官】 加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１３２１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１９８６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １１／００−１１／２４

Ｆ１６Ｋ ２７／００−２７／１２

Ｆ１６Ｋ ３１／０６−３１／１１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スプール弁体を往復動可能に収容する弁孔が形成されたボディを有し、前記ボディは、前記弁孔にそれぞれ連通し、且つ前記スプール弁体の軸方向において、一端側から他端側にかけて順に並んだ第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有し、前記ボディにおける前記スプール弁体の端部側にはパイロット圧作用室が設けられ、前記弁孔の内周面において、前記第１ポートと前記第２ポートとの間には前記スプール弁体の第１弁部が着座する第１弁座が設けられるとともに前記第２ポートと前記第３ポートとの間には前記スプール弁体の第２弁部が着座する第２弁座が設けられ、パイロット弁部のソレノイド部への電力の供給によって前記パイロット圧作用室にパイロット流体が供給されて前記スプール弁体が一端側へ移動する内部パイロット式３ポート切換弁であって、
前記第１弁部は、前記弁孔内における前記第１弁座よりも前記スプール弁体の軸方向一端寄りに設けられる第１弁室に収容されるとともに、前記第２弁部は、前記弁孔内における前記第２弁座よりも前記スプール弁体の軸方向他端寄りに設けられる第２弁室に収容され、前記ボディには、前記第１弁室に開口する第１パイロット流路と、前記第２弁室に開口する第２パイロット流路と、前記第１パイロット流路及び前記第２パイロット流路に連通する連通流路と、前記連通流路と前記パイロット圧作用室とを連通するパイロット供給流路とが形成され、前記第１パイロット流路及び前記第２パイロット流路には、前記連通流路への圧縮流体の流出のみを許容する第１逆止弁及び第２逆止弁がそれぞれ配設されており、
前記ボディには、前記連通流路に連通するとともに前記連通流路に流出した圧縮流体が貯留される貯留部が形成され、前記貯留部の容積は、前記パイロット圧作用室の最大容積よりも大きくされていることを特徴とする内部パイロット式３ポート切換弁。

【請求項2】

スプール弁体を往復動可能に収容する弁孔が形成されたボディを有し、前記ボディは、前記弁孔にそれぞれ連通し、且つ前記スプール弁体の軸方向において、一端側から他端側にかけて順に並んだ第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有し、前記ボディにおける前記スプール弁体の端部側にはパイロット圧作用室が設けられ、前記弁孔の内周面において、前記第１ポートと前記第２ポートとの間には前記スプール弁体の第１弁部が着座する第１弁座が設けられるとともに前記第２ポートと前記第３ポートとの間には前記スプール弁体の第２弁部が着座する第２弁座が設けられ、パイロット弁部のソレノイド部への電力の供給によって前記パイロット圧作用室にパイロット流体が供給されて前記スプール弁体が一端側へ移動する内部パイロット式３ポート切換弁であって、
前記第１弁部及び前記第２弁部は、前記弁孔内における前記第１弁座と前記第２弁座との間に設けられる弁室に収容されており、前記ボディには、前記弁孔内における前記第１弁座よりも前記スプール弁体の軸方向一端寄りに開口する第１パイロット流路と、前記弁孔内における前記第２弁座よりも前記スプール弁体の軸方向他端寄りに開口する第２パイロット流路と、前記第１パイロット流路及び前記第２パイロット流路に連通する連通流路と、前記連通流路と前記パイロット圧作用室とを連通するパイロット供給流路とが形成され、前記第１パイロット流路及び前記第２パイロット流路には、前記連通流路への圧縮流体の流出のみを許容する第１逆止弁及び第２逆止弁がそれぞれ配設されており、
前記ボディには、前記連通流路に連通するとともに前記連通流路に流出した圧縮流体が貯留される貯留部が形成され、前記貯留部の容積は、前記パイロット圧作用室の最大容積よりも大きくされていることを特徴とする内部パイロット式３ポート切換弁。

【請求項3】

前記ボディには、前記第１逆止弁及び前記第２逆止弁よりも前記圧縮流体の流通方向の下流側であって、且つ前記パイロット弁部よりも前記圧縮流体の流通方向の上流側に残った圧縮流体を外部へ排出可能なパイロット圧排出部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内部パイロット式３ポート切換弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内部パイロット式３ポート切換弁に関する。

【背景技術】

【0002】

３ポート切換弁は、５ポート切換弁に比べて、ポートの数が少なく、切換弁自体を小型化する上で好適な切換弁である。このような３ポート切換弁としては、例えば特許文献１に開示されているバランスポペット式電磁弁が知られている。バランスポペット式電磁弁は、ポペット弁が収容される弁孔が形成されたボディを有し、ボディには、ポペット弁の軸方向の一端側から他端側にかけて、供給ポート、出力ポート及び排出ポートが、この順序で並んで弁孔にそれぞれ連通するように形成されている。

【0003】

バランスポペット式電磁弁は、ボディに一体化されたソレノイド部を備える。ソレノイド部は、固定鉄心と、固定鉄心に対向配置された可動鉄心と、可動鉄心を固定鉄心から離間する方向へ付勢する鉄心用ばねとを備える。可動鉄心における固定鉄心とは反対側の端面にはポペット弁が当接している。ボディにおけるソレノイド部とは反対側には、ポペット弁をソレノイド部に向けて付勢する弁用ばねが配設されている。弁用ばねの付勢力は、鉄心用ばねの付勢力よりも小さくなっている。

【0004】

ソレノイド部のコイルへの電力の供給が停止されている状態では、鉄心用ばねと弁用ばねとの付勢力の差によって可動鉄心が固定鉄心から離間し、ポペット弁が弁用ばねに向けて移動する。その結果、供給ポートと出力ポートとの間がシールされて、供給ポートから出力ポートを介した流体圧機器への圧縮流体の供給が行われなくなっている。一方、ソレノイド部のコイルへの電力の供給が行われると、可動鉄心が鉄心用ばねの付勢力に抗して固定鉄心に向けて吸着され、弁用ばねによってポペット弁が付勢されてポペット弁がソレノイド部に向けて移動する。その結果、供給ポートと出力ポートとが連通して、供給ポートから出力ポートを介した流体圧機器への圧縮流体の供給が行われる。

【0005】

上記構成のバランスポペット式電磁弁は、ソレノイド部のコイルへの電力の供給が停止されているときには、供給ポートから出力ポートを介した流体圧機器への圧縮流体の供給が行われていない。そして、ソレノイド部のコイルへの電力の供給が行われると、供給ポートから出力ポートを介した流体圧機器への圧縮流体の供給が行われるノーマルクローズタイプとして使用される。

【0006】

ところで、バランスポペット式電磁弁において、供給ポートとして用いていたポートを排出ポートとして用いるとともに、排出ポートとして用いていたポートを供給ポートとして用いる場合がある。この場合、ソレノイド部のコイルへの電力の供給が停止されているときには、供給ポートから出力ポートを介した流体圧機器への圧縮流体の供給が行われるとともに、ソレノイド部のコイルへの電力の供給が行われると、供給ポートから出力ポートを介した流体圧機器への圧縮流体の供給が行われなくなるノーマルオープンタイプとして使用される。

【0007】

さらに、バランスポペット式電磁弁において、出力ポートとして用いていたポートを供給ポートとして用いるとともに、供給ポートとして用いていたポートを第１出力ポートとして用い、さらに、排出ポートとして用いていたポートを第２出力ポートとして用いる場合がある。この場合、ソレノイド部のコイルへの電力の供給が停止されているときには、供給ポートから第１出力ポートを介した流体圧機器への圧縮流体の供給が行われるとともに、ソレノイド部のコイルへの電力の供給が行われると、供給ポートから第２出力ポートを介した流体圧機器への圧縮流体の供給が行われる、所謂、Ａ・Ｂ出力タイプとして使用される。

【0008】

このように、バランスポペット式電磁弁は、一種類のバランスポペット式電磁弁で、ノーマルクローズタイプ、ノーマルオープンタイプ及びＡ・Ｂ出力タイプに対応することができる。

【0009】

しかしながら、特許文献１のバランスポペット式電磁弁において、流体圧機器に供給される圧縮流体の流量を増大させるためには、ポペット弁のストロークを大きくする必要があるため、可動鉄心における固定鉄心への吸引力を増大させる必要があり、消費電力が増大してしまう。

【0010】

そこで、消費電力を抑えつつ、流体圧機器に供給される圧縮流体の流量を増大させるために、パイロット流体のパイロット圧を用いてスプール弁体を往復動させるパイロット式３ポート切換弁が考えられる。

【0011】

スプール弁体の両端部には、第１ピストン及び第２ピストンがそれぞれ装着されている。第１ピストンは、ボディにおけるスプール弁体の一端部に形成される第１ピストン室に往復動可能に収容されるとともに、第２ピストンは、ボディにおけるスプール弁体の他端部に形成される第２ピストン室に往復動可能に収容されている。第１ピストンは、第２ピストンよりも大径になっている。そして、第１ピストンにより第１ピストン室に第１パイロット圧作用室が区画されるとともに、第２ピストンにより第２ピストン室に第２パイロット圧作用室が区画されている。

【0012】

パイロット式３ポート切換弁は、第１パイロット圧作用室に連通する第１パイロット流路と、第２パイロット圧作用室に連通する第２パイロット流路とを備える。さらに、パイロット式３ポート切換弁は、第１パイロット流路を開閉するパイロット弁部を備えている。パイロット弁部は、ソレノイド部への電力の供給が行われることで開弁するとともに、ソレノイド部への電力の供給が停止されることで閉弁する公知の電磁弁である。なお、第２パイロット圧作用室には、第２パイロット流路からパイロット流体が常に供給されている。

【0013】

そして、ソレノイド部への電力の供給が行われることで、パイロット弁部が開弁して、第１パイロット流路から第１パイロット圧作用室にパイロット流体が供給される。その結果、第１ピストン及び第２ピストンの受圧面積の差からスプール弁体が第２ピストン室に向けて移動する。また、ソレノイド部への電力の供給が停止されると、パイロット弁部が閉弁して、第１パイロット流路から第１パイロット圧作用室にパイロット流体が供給されなくなる。その結果、第２パイロット圧作用室の圧力によって、スプール弁体が第１ピストン室に向けて移動する。このスプール弁体の移動により、供給ポート、出力ポート及び排出ポートの各々の連通状態が切り換えられる。

【0014】

ところで、パイロット式３ポート切換弁には、供給ポートに供給された圧縮流体を第１パイロット圧作用室及び第２パイロット圧作用室に供給する内部パイロット式３ポート切換弁と、供給ポートとは別の外部から供給された圧縮流体を第１パイロット圧作用室及び第２パイロット圧作用室に供給する外部パイロット式３ポート切換弁とがある。外部パイロット式３ポート切換弁は、パイロット流体供給用の外部配管を別途設ける必要があるため、パイロット流体供給用の外部配管を別途必要としない内部パイロット式３ポート切換弁が用いられることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】特許第５４８６９８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

ところで、内部パイロット式３ポート切換弁は、供給ポートと第１パイロット流路及び第２パイロット流路とが連通している。すなわち、供給ポートと第１パイロット流路及び第２パイロット流路との相対位置が一義的に決まっているため、バランスポペット式電磁弁のように、供給ポートとして用いていたポートを排出ポートとして用いるとともに、排出ポートとして用いていたポートを供給ポートとして用いることができない。

【0017】

内部パイロット式３ポート切換弁において、ノーマルクローズタイプ及びノーマルオープンタイプに対応しようとする場合、ノーマルクローズタイプに対応するスプール弁体と、ノーマルオープンタイプに対応するスプール弁体との２種類を用意しておく必要があるため、部品点数が増加するとともに部品の在庫管理に手間が掛かる等の問題が生じる。

【0018】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、一種類の切換弁で、ノーマルクローズタイプ、ノーマルオープンタイプ及びＡ・Ｂ出力タイプに対応することができる内部パイロット式３ポート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】

【0019】

上記課題を解決する内部パイロット式３ポート切換弁は、スプール弁体を往復動可能に収容する弁孔が形成されたボディを有し、前記ボディは、前記弁孔にそれぞれ連通し、且つ前記スプール弁体の軸方向において、一端側から他端側にかけて順に並んだ第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有し、前記ボディにおける前記スプール弁体の端部側にはパイロット圧作用室が設けられ、前記弁孔の内周面において、前記第１ポートと前記第２ポートとの間には前記スプール弁体の第１弁部が着座する第１弁座が設けられるとともに前記第２ポートと前記第３ポートとの間には前記スプール弁体の第２弁部が着座する第２弁座が設けられ、パイロット弁部のソレノイド部への電力の供給によって前記パイロット圧作用室にパイロット流体が供給されて前記スプール弁体が一端側へ移動する内部パイロット式３ポート切換弁であって、前記第１弁部は、前記弁孔内における前記第１弁座よりも前記スプール弁体の軸方向一端寄りに設けられる第１弁室に収容されるとともに、前記第２弁部は、前記弁孔内における前記第２弁座よりも前記スプール弁体の軸方向他端寄りに設けられる第２弁室に収容され、前記ボディには、前記第１弁室に開口する第１パイロット流路と、前記第２弁室に開口する第２パイロット流路と、前記第１パイロット流路及び前記第２パイロット流路に連通する連通流路と、前記連通流路と前記パイロット圧作用室とを連通するパイロット供給流路とが形成され、前記第１パイロット流路及び前記第２パイロット流路には、前記連通流路への圧縮流体の流出のみを許容する第１逆止弁及び第２逆止弁がそれぞれ配設されており、前記ボディには、前記連通流路に連通するとともに前記連通流路に流出した圧縮流体が貯留される貯留部が形成され、前記貯留部の容積は、前記パイロット圧作用室の最大容積よりも大きくされている。

【0020】

上記課題を解決する内部パイロット式３ポート切換弁は、スプール弁体を往復動可能に収容する弁孔が形成されたボディを有し、前記ボディは、前記弁孔にそれぞれ連通し、且つ前記スプール弁体の軸方向において、一端側から他端側にかけて順に並んだ第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有し、前記ボディにおける前記スプール弁体の端部側にはパイロット圧作用室が設けられ、前記弁孔の内周面において、前記第１ポートと前記第２ポートとの間には前記スプール弁体の第１弁部が着座する第１弁座が設けられるとともに前記第２ポートと前記第３ポートとの間には前記スプール弁体の第２弁部が着座する第２弁座が設けられ、パイロット弁部のソレノイド部への電力の供給によって前記パイロット圧作用室にパイロット流体が供給されて前記スプール弁体が一端側へ移動する内部パイロット式３ポート切換弁であって、前記第１弁部及び前記第２弁部は、前記弁孔内における前記第１弁座と前記第２弁座との間に設けられる弁室に収容されており、前記ボディには、前記弁孔内における前記第１弁座よりも前記スプール弁体の軸方向一端寄りに開口する第１パイロット流路と、前記弁孔内における前記第２弁座よりも前記スプール弁体の軸方向他端寄りに開口する第２パイロット流路と、前記第１パイロット流路及び前記第２パイロット流路に連通する連通流路と、前記連通流路と前記パイロット圧作用室とを連通するパイロット供給流路とが形成され、前記第１パイロット流路及び前記第２パイロット流路には、前記連通流路への圧縮流体の流出のみを許容する第１逆止弁及び第２逆止弁がそれぞれ配設されており、前記ボディには、前記連通流路に連通するとともに前記連通流路に流出した圧縮流体が貯留される貯留部が形成され、前記貯留部の容積は、前記パイロット圧作用室の最大容積よりも大きくされている。

【0022】

上記内部パイロット式３ポート切換弁において、前記ボディには、前記第１逆止弁及び前記第２逆止弁よりも前記圧縮流体の流通方向の下流側であって、且つ前記パイロット弁部よりも前記圧縮流体の流通方向の上流側に残った圧縮流体を外部へ排出可能なパイロット圧排出部が設けられていることが好ましい。

【発明の効果】

【0023】

この発明によれば、一種類の切換弁で、ノーマルクローズタイプ、ノーマルオープンタイプ及びＡ・Ｂ出力タイプに対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】（ａ）は第１の実施形態における内部パイロット式３ポート切換弁を示す断面図、（ｂ）はソレノイド部への電力の供給が停止された状態を示す内部パイロット式３ポート切換弁を示す断面図。

【図2】（ａ）はソレノイド部への電力の供給が行われている状態を示す内部パイロット式３ポート切換弁を示す断面図、（ｂ）はソレノイド部への電力の供給が停止された状態を示す内部パイロット式３ポート切換弁を示す断面図。

【図3】（ａ）はソレノイド部への電力の供給が行われている状態を示す内部パイロット式３ポート切換弁を示す断面図、（ｂ）はソレノイド部への電力の供給が停止された状態を示す内部パイロット式３ポート切換弁を示す断面図。

【図4】（ａ）は第２の実施形態における内部パイロット式３ポート切換弁を示す断面図、（ｂ）はソレノイド部への電力の供給が停止された状態を示す内部パイロット式３ポート切換弁を示す断面図。

【図5】（ａ）はソレノイド部への電力の供給が行われている状態を示す内部パイロット式３ポート切換弁を示す断面図、（ｂ）はソレノイド部への電力の供給が停止された状態を示す内部パイロット式３ポート切換弁を示す断面図。

【図6】（ａ）はソレノイド部への電力の供給が行われている状態を示す内部パイロット式３ポート切換弁を示す断面図、（ｂ）はソレノイド部への電力の供給が停止された状態を示す内部パイロット式３ポート切換弁を示す断面図。

【図7】（ａ）及び（ｂ）は別の実施形態における内部パイロット式３ポート切換弁を示す断面図。

【図8】（ａ）及び（ｂ）は別の実施形態における内部パイロット式３ポート切換弁を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0025】

（第１の実施形態）
以下、内部パイロット式３ポート切換弁を具体化した第１の実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。本実施形態の内部パイロット式３ポート切換弁は、エアシリンダ等の流体圧機器に圧縮エア等の圧縮流体を供給して流体圧機器の駆動を制御するものである。

【0026】

図１（ａ）に示すように、内部パイロット式３ポート切換弁１０は、スプール弁体１１を往復動可能に収容する弁孔１２が形成されたボディ１３を有する。スプール弁体１１には、その軸方向において互いに離間する第１弁部１１ａ及び第２弁部１１ｂが形成されている。第１弁部１１ａ及び第２弁部１１ｂの直径は、スプール弁体１１の軸径よりも大きい。

【0027】

ボディ１３は、弁孔１２にそれぞれ連通し、且つスプール弁体１１の軸方向において、一端側から他端側にかけて順に並んだ第１ポート３１、第２ポート３２及び第３ポート３３を有する。弁孔１２の内周面において、第１ポート３１と第２ポート３２との間には第１弁部１１ａが着座する第１弁座１２ａが設けられるとともに第２ポート３２と第３ポート３３との間には第２弁部１１ｂが着座する第２弁座１２ｂが設けられている。弁孔１２内における第１弁座１２ａよりもスプール弁体１１の軸方向一端寄りには、第１弁部１１ａが収容される第１弁室１４が設けられるとともに、弁孔１２内における第２弁座１２ｂよりもスプール弁体１１の軸方向他端寄りには、第２弁部１１ｂが収容される第２弁室１５が設けられている。よって、第１ポート３１と第１弁室１４とは連通しているとともに、第３ポート３３と第２弁室１５とは連通している。

【0028】

ボディ１３におけるスプール弁体１１の一端部側には、第１収容室１６が形成されている。第１収容室１６と第１ポート３１との間は、スプール弁体１１の一端部によりシールされている。第１収容室１６には第１ピストン１７が往復動可能に収容されている。第１ピストン１７は、スプール弁体１１の一端部に装着されている。そして、第１ピストン１７により第１収容室１６に圧力作用室１８が区画されている。

【0029】

ボディ１３におけるスプール弁体１１の他端部側には、第２収容室１９が形成されている。第２収容室１９と第３ポート３３との間は、スプール弁体１１の他端部によりシールされている。第２収容室１９には第２ピストン２０が往復動可能に収容されている。第２ピストン２０は、スプール弁体１１の他端部に装着されている。第２ピストン２０の外径は、第１ピストン１７の外径よりも大きくなっている。そして、第２ピストン２０により第２収容室１９にパイロット圧作用室２１が区画されている。

【0030】

ボディ１３には、第１弁室１４に開口する第１パイロット流路３４と、第２弁室１５に開口する第２パイロット流路３５とが形成されている。また、ボディ１３には、第１パイロット流路３４及び第２パイロット流路３５に連通する連通流路３６が形成されている。連通流路３６は、スプール弁体１１の軸方向に沿って延びている。ボディ１３には、連通流路３６の一端部と圧力作用室１８とを連通する流路３７が形成されている。ボディ１３には、連通流路３６の他端部とパイロット圧作用室２１とを連通するパイロット供給流路３８が形成されている。圧力作用室１８には、連通流路３６から流路３７を介して圧縮流体が常に供給されている。

【0031】

内部パイロット式３ポート切換弁１０は、パイロット供給流路３８上に設けられるパイロット弁部４０を有する。内部パイロット式３ポート切換弁１０は、パイロット弁部４０が一つ設けられた所謂シングルパイロット型である。パイロット弁部４０は、パイロット圧を制御するソレノイド部４０ａ（図１（ａ）において破線で示す）を備えている。パイロット弁部４０は、ソレノイド部４０ａへの電力の供給が行われることで開弁するとともに、ソレノイド部４０ａへの電力の供給が停止されることで閉弁する公知の電磁弁である。パイロット弁部４０が開弁すると、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１への圧縮流体（パイロット流体）の供給が許容されるとともに、パイロット弁部４０が閉弁すると、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１への圧縮流体の供給が遮断される。

【0032】

第１パイロット流路３４には、連通流路３６への圧縮流体の流出のみを許容する第１逆止弁５１が配設されている。第２パイロット流路３５には、連通流路３６への圧縮流体の流出のみを許容する第２逆止弁５２が配設されている。第１逆止弁５１及び第２逆止弁５２は、断面Ｖ字環状のリップシール５１ｓ，５２ｓを有する。

【0033】

リップシール５１ｓ，５２ｓよりも弁孔１２寄りの圧力が、リップシール５１ｓ，５２ｓよりも連通流路３６寄りの圧力よりも下回っている場合には、リップシール５１ｓ，５２ｓによって、第１パイロット流路３４又は第２パイロット流路３５を介した弁孔１２と連通流路３６との連通が遮断されている。一方、リップシール５１ｓ，５２ｓよりも弁孔１２寄りの圧力が、リップシール５１ｓ，５２ｓよりも連通流路３６寄りの圧力よりも上回ると、リップシール５１ｓ，５２ｓが収縮し、弁孔１２から連通流路３６への圧縮流体の流出が許容される。

【0034】

ボディ１３には、連通流路３６に連通する貯留部５３が形成されている。貯留部５３には、連通流路３６に流出した圧縮流体が貯留される。貯留部５３の容積は、パイロット圧作用室２１の最大容積よりも大きくなっている。なお、パイロット圧作用室２１の最大容積とは、第２ピストン２０が第２収容室１９内において最も第１収容室１６寄りに移動したときの、パイロット圧作用室２１の容積のことである。

【0035】

次に、第１の実施形態の作用について説明する。
例えば、第１ポート３１を、圧縮流体の供給源６０に接続される供給ポートとし、第２ポート３２を、流体圧機器６１に接続される出力ポートとし、第３ポート３３を、外部に接続される排出ポートとする。この場合、第１ポート３１から第１弁室１４を介して第１パイロット流路３４に流入した圧縮流体は、第１逆止弁５１のリップシール５１ｓを押し退けて連通流路３６、流路３７及びパイロット供給流路３８へ常に流出される。

【0036】

ソレノイド部４０ａへの電力の供給が行われると、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１に圧縮流体が供給されて、第１ピストン１７及び第２ピストン２０の受圧面積の差から、スプール弁体１１が一端側へ移動する。すると、第１弁部１１ａが第１弁座１２ａから離間するとともに第２弁部１１ｂが第２弁座１２ｂに着座する。その結果、第１ポート３１と第２ポート３２とが連通し、第２ポート３２を介して流体圧機器６１に圧縮流体が供給される。

【0037】

図１（ｂ）に示すように、ソレノイド部４０ａへの電力の供給が停止されると、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１への圧縮流体の供給が遮断される。すると、圧力作用室１８内の圧力によって、スプール弁体１１が他端側へ移動し、第１弁部１１ａが第１弁座１２ａに着座するとともに第２弁部１１ｂが第２弁座１２ｂから離間する。その結果、第１ポート３１と第２ポート３２とが非連通になり、第２ポート３２を介した流体圧機器６１への圧縮流体の供給が遮断される。よって、第１ポート３１を供給ポートとし、第２ポート３２を出力ポートとし、第３ポート３３を排出ポートとすることで、上記構成の内部パイロット式３ポート切換弁１０は、ノーマルクローズタイプとして使用される。

【0038】

図２（ａ）に示すように、例えば、第１ポート３１を排出ポートとし、第２ポート３２を出力ポートとし、第３ポート３３を供給ポートとする。この場合、第３ポート３３から第２弁室１５を介して第２パイロット流路３５に流入した圧縮流体は、第２逆止弁５２のリップシール５２ｓを押し退けて連通流路３６、流路３７及びパイロット供給流路３８へ常に流出される。

【0039】

ソレノイド部４０ａへの電力の供給が行われると、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１に圧縮流体が供給されて、第１ピストン１７及び第２ピストン２０の受圧面積の差から、スプール弁体１１が一端側へ移動する。すると、第１弁部１１ａが第１弁座１２ａから離間するとともに第２弁部１１ｂが第２弁座１２ｂに着座する。その結果、第２ポート３２と第３ポート３３とが非連通になり、第２ポート３２を介した流体圧機器６１への圧縮流体の供給が遮断される。

【0040】

図２（ｂ）に示すように、ソレノイド部４０ａへの電力の供給が停止されると、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１への圧縮流体の供給が遮断される。すると、圧力作用室１８内の圧力によって、スプール弁体１１が他端側へ移動し、第１弁部１１ａが第１弁座１２ａに着座するとともに第２弁部１１ｂが第２弁座１２ｂから離間する。その結果、第２ポート３２と第３ポート３３とが連通し、第２ポート３２を介して流体圧機器６１に圧縮流体が供給される。よって、第１ポート３１を排出ポートとし、第２ポート３２を出力ポートとし、第３ポート３３を供給ポートとすることで、上記構成の内部パイロット式３ポート切換弁１０は、ノーマルオープンタイプとして使用される。

【0041】

ソレノイド部４０ａへの電力の供給が行われて、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１に圧縮流体が供給されて、第１ピストン１７及び第２ピストン２０の受圧面積の差から、スプール弁体１１が一端側へ移動する途中では、供給ポートと排出ポートとが弁孔１２を介して連通する。このため、弁孔１２を介して、供給ポートと排出ポートとの間を流れる圧縮流体が存在し、連通流路３６に流出する圧縮流体の流量が減少する。このとき、貯留部５３に、パイロット圧作用室２１の最大容積よりも大きい容積の圧縮流体が貯留されているため、貯留部５３に貯留されている圧縮流体がパイロット供給流路３８を介してパイロット圧作用室２１に供給されることで、スプール弁体１１における一端側への移動がスムーズに行われる。

【0042】

図３（ａ）に示すように、例えば、第１ポート３１を第１出力ポートとし、第２ポート３２を供給ポートとし、第３ポート３３を第２出力ポートとする。この場合、第２ポート３２からの圧縮流体は、第１弁部１１ａ及び第２弁部１１ｂのうち、第１弁座１２ａ又は第２弁座１２ｂに着座していない弁部１１ａ，１１ｂと弁座１２ａ，１２ｂとの間を通過して第１逆止弁５１又は第２逆止弁５２のリップシール５１ｓ，５２ｓを押し退けて連通流路３６、流路３７及びパイロット供給流路３８へ常に流出される。

【0043】

ソレノイド部４０ａへの電力の供給が行われると、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１に圧縮流体が供給されて、第１ピストン１７及び第２ピストン２０の受圧面積の差から、スプール弁体１１が一端側へ移動する。すると、第１弁部１１ａが第１弁座１２ａから離間するとともに第２弁部１１ｂが第２弁座１２ｂに着座する。その結果、第１ポート３１と第２ポート３２とが連通し、第１ポート３１を介して流体圧機器６１に圧縮流体が供給される。

【0044】

図３（ｂ）に示すように、ソレノイド部４０ａへの電力の供給が停止されると、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１への圧縮流体の供給が遮断される。すると、圧力作用室１８内の圧力によって、スプール弁体１１が他端側へ移動し、第１弁部１１ａが第１弁座１２ａに着座するとともに第２弁部１１ｂが第２弁座１２ｂから離間する。その結果、第２ポート３２と第３ポート３３とが連通し、第３ポート３３を介して流体圧機器６１に圧縮流体が供給される。よって、第１ポート３１を第１出力ポートとし、第２ポート３２を供給ポートとし、第３ポート３３を第２出力ポートとすることで、上記構成の内部パイロット式３ポート切換弁１０は、Ａ・Ｂ出力タイプとして使用される。

【0045】

ソレノイド部４０ａへの電力の供給が行われて、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１に圧縮流体が供給されて、第１ピストン１７及び第２ピストン２０の受圧面積の差から、スプール弁体１１が一端側へ移動する途中では、第１出力ポートと第２出力ポートとが弁孔１２を介して連通する。このため、弁孔１２を介して、第１出力ポートと第２出力ポートとの間を流れる圧縮流体が存在し、連通流路３６に流出する圧縮流体の流量が減少する。このとき、貯留部５３に、パイロット圧作用室２１の最大容積よりも大きい容積の圧縮流体が貯留されているため、貯留部５３に貯留されている圧縮流体がパイロット供給流路３８を介してパイロット圧作用室２１に供給されることで、スプール弁体１１における一端側への移動がスムーズに行われる。

【0046】

第１の実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）ボディ１３には、第１弁室１４に開口する第１パイロット流路３４と、第２弁室１５に開口する第２パイロット流路３５と、第１パイロット流路３４及び第２パイロット流路３５に連通する連通流路３６と、連通流路３６とパイロット圧作用室２１とを連通するパイロット供給流路３８とが形成されている。第１パイロット流路３４及び第２パイロット流路３５には、連通流路３６への圧縮流体の流出のみを許容する第１逆止弁５１及び第２逆止弁５２がそれぞれ配設されている。これによれば、一種類の切換弁で、ノーマルクローズタイプ、ノーマルオープンタイプ及びＡ・Ｂ出力タイプに対応することができる。

【0047】

（２）ボディ１３には、連通流路３６に連通するとともに連通流路３６に流出した圧縮流体が貯留される貯留部５３が形成されている。これによれば、貯留部５３に貯留されている圧縮流体がパイロット供給流路３８を介してパイロット圧作用室２１に供給されることで、スプール弁体１１における一端側への移動がスムーズに行われる。

【0048】

（３）第１弁部１１ａは、弁孔１２内における第１弁座１２ａよりもスプール弁体１１の軸方向一端寄りに設けられた第１弁室１４に収容されるとともに、第２弁部１１ｂは、弁孔１２内における第２弁座１２ｂよりもスプール弁体１１の軸方向他端寄りに設けられた第２弁室１５に収容されている。これによれば、第１弁部１１ａ及び第２弁部１１ｂが、弁孔１２内における第１弁座１２ａと第２弁座１２ｂとの間に収容されている場合に比べると、弁孔１２内における第１弁座１２ａと第２弁座１２ｂとの間を短くすることができる。よって、内部パイロット式３ポート切換弁１０におけるスプール弁体１１の軸方向に沿った長さを短くすることができ、小型化を図ることができる。

【0049】

（第２の実施形態）
以下、内部パイロット式３ポート切換弁を具体化した第２の実施形態を図４〜図６にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。

【0050】

図４（ａ）に示すように、スプール弁体１１の軸方向において、弁孔１２内における第１弁座１２ａと第２弁座１２ｂとの間には、第１弁部１１ａ及び第２弁部１１ｂが収容される弁室２２が設けられている。第１パイロット流路３４は、弁孔１２内における第１弁座１２ａよりもスプール弁体１１の軸方向一端寄りの第１連通室１４Ａに開口している。第２パイロット流路３５は、弁孔１２内における第２弁座１２ｂよりもスプール弁体１１の軸方向他端寄りの第２連通室１５Ａに開口している。よって、第１ポート３１と第１連通室１４Ａとは連通しているとともに、第３ポート３３と第２連通室１５Ａとは連通している。

【0051】

次に、第２の実施形態の作用を説明する。
例えば、第１ポート３１を供給ポートとし、第２ポート３２を出力ポートとし、第３ポート３３を排出ポートとする。この場合、第１ポート３１から第１連通室１４Ａを介して第１パイロット流路３４に流入した圧縮流体は、第１逆止弁５１のリップシール５１ｓを押し退けて連通流路３６、流路３７及びパイロット供給流路３８へ常に流出される。

【0052】

ソレノイド部４０ａへの電力の供給が行われると、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１に圧縮流体が供給されて、第１ピストン１７及び第２ピストン２０の受圧面積の差から、スプール弁体１１が一端側へ移動する。すると、第１弁部１１ａが第１弁座１２ａに着座するとともに第２弁部１１ｂが第２弁座１２ｂから離間する。その結果、第１ポート３１と第２ポート３２とが非連通になり、第２ポート３２を介した流体圧機器６１への圧縮流体の供給が遮断される。

【0053】

図４（ｂ）に示すように、ソレノイド部４０ａへの電力の供給が停止されると、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１への圧縮流体の供給が遮断される。すると、圧力作用室１８内の圧力によって、スプール弁体１１が他端側へ移動し、第１弁部１１ａが第１弁座１２ａから離間するとともに第２弁部１１ｂが第２弁座１２ｂに着座する。その結果、第１ポート３１と第２ポート３２とが連通し、第２ポート３２を介して流体圧機器６１に圧縮流体が供給される。よって、第１ポート３１を供給ポートとし、第２ポート３２を出力ポートとし、第３ポート３３を排出ポートとすることで、上記構成の内部パイロット式３ポート切換弁１０は、ノーマルオープンタイプとして使用される。

【0054】

図５（ａ）に示すように、例えば、第１ポート３１を排出ポートとし、第２ポート３２を出力ポートとし、第３ポート３３を供給ポートとする。この場合、第３ポート３３から第２連通室１５Ａを介して第２パイロット流路３５に流入した圧縮流体は、第２逆止弁５２のリップシール５２ｓを押し退けて連通流路３６、流路３７及びパイロット供給流路３８へ常に流出される。

【0055】

ソレノイド部４０ａへの電力の供給が行われると、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１に圧縮流体が供給されて、第１ピストン１７及び第２ピストン２０の受圧面積の差から、スプール弁体１１が一端側へ移動する。すると、第１弁部１１ａが第１弁座１２ａに着座するとともに第２弁部１１ｂが第２弁座１２ｂから離間する。その結果、第２ポート３２と第３ポート３３とが連通し、第２ポート３２を介して流体圧機器６１に圧縮流体が供給される。

【0056】

図５（ｂ）に示すように、ソレノイド部４０ａへの電力の供給が停止されると、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１への圧縮流体の供給が遮断される。すると、圧力作用室１８内の圧力によって、スプール弁体１１が他端側へ移動し、第１弁部１１ａが第１弁座１２ａから離間するとともに第２弁部１１ｂが第２弁座１２ｂに着座する。その結果、第２ポート３２と第３ポート３３とが非連通になり、第２ポート３２を介した流体圧機器６１への圧縮流体の供給が遮断される。よって、第１ポート３１を排出ポートとし、第２ポート３２を出力ポートとし、第３ポート３３を供給ポートとすることで、上記構成の内部パイロット式３ポート切換弁１０は、ノーマルクローズタイプとして使用される。

【0057】

図６（ａ）に示すように、例えば、第１ポート３１を第１出力ポートとし、第２ポート３２を供給ポートとし、第３ポート３３を第２出力ポートとする。この場合、第２ポート３２からの圧縮流体は、第１弁部１１ａ及び第２弁部１１ｂのうち、第１弁座１２ａ又は第２弁座１２ｂに着座していない弁部１１ａ，１１ｂと弁座１２ａ，１２ｂとの間を通過して第１逆止弁５１又は第２逆止弁５２のリップシール５１ｓ，５２ｓを押し退けて連通流路３６、流路３７及びパイロット供給流路３８へ常に流出される。

【0058】

ソレノイド部４０ａへの電力の供給が行われると、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１に圧縮流体が供給されて、第１ピストン１７及び第２ピストン２０の受圧面積の差から、スプール弁体１１が一端側へ移動する。すると、第１弁部１１ａが第１弁座１２ａに着座するとともに第２弁部１１ｂが第２弁座１２ｂから離間する。その結果、第２ポート３２と第３ポート３３とが連通し、第３ポート３３を介して流体圧機器６１に圧縮流体が供給される。

【0059】

図６（ｂ）に示すように、ソレノイド部４０ａへの電力の供給が停止されると、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１への圧縮流体の供給が遮断される。すると、圧力作用室１８内の圧力によって、スプール弁体１１が他端側へ移動し、第１弁部１１ａが第１弁座１２ａから離間するとともに第２弁部１１ｂが第２弁座１２ｂに着座する。その結果、第１ポート３１と第２ポート３２とが連通し、第１ポート３１を介して流体圧機器６１に圧縮流体が供給される。よって、第１ポート３１を第１出力ポートとし、第２ポート３２を供給ポートとし、第３ポート３３を第２出力ポートとすることで、上記構成の内部パイロット式３ポート切換弁１０は、Ａ・Ｂ出力タイプとして使用される。したがって、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）及び（２）と同様の効果を得ることができる。

【0060】

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 図７（ａ）に示すように、ボディ１３に、第１収容室１６と外部とを連通する貫通孔１３ｈを形成し、この貫通孔１３ｈに柱状のパイロット圧排出ボタン５５が挿入されていてもよい。貫通孔１３ｈは、スプール弁体１１の軸方向に沿って延びている。パイロット圧排出ボタン５５の外周面には、第１収容室１６と外部との間をシールする環状のシール部材５５ｓが装着されている。また、パイロット圧排出ボタン５５の外周面におけるシール部材５５ｓよりも第１収容室１６とは反対側には、溝部５５ａが複数形成されている。各溝部５５ａの一端は外部に開口するとともに他端はシール部材５５ｓの手前で閉塞されている。第１ピストン１７とパイロット圧排出ボタン５５との間には、付勢ばね２５が介在されている。

【0061】

上記各実施形態の内部パイロット式３ポート切換弁１０では、ソレノイド部４０ａへの電力の供給が停止されて、且つ供給源６０からの圧縮流体の供給が遮断されたときに、パイロット弁部４０が閉弁するとともに、第１逆止弁５１及び第２逆止弁５２により弁孔１２と連通流路３６との連通が遮断される。このため、第１逆止弁５１及び第２逆止弁５２よりも圧縮流体の流通方向の下流側であって、且つパイロット弁部４０よりも圧縮流体の流通方向の上流側には、圧縮流体が残っている。

【0062】

図７（ｂ）に示すように、例えば、内部パイロット式３ポート切換弁１０のメンテナンス等を行う場合には、付勢ばね２５の付勢力に抗して、シール部材５５ｓが第１収容室１６内に位置し、且つ各溝部５５ａの他端が第１収容室１６内に位置するまで、パイロット圧排出ボタン５５を外部から押し込む。このとき、パイロット圧排出ボタン５５が第１ピストン１７に当接する。そして、このパイロット圧排出ボタン５５を押し込む動作をし続けることで、第１収容室１６と各溝部５５ａとが連通し、第１逆止弁５１及び第２逆止弁５２よりも圧縮流体の流通方向の下流側であって、且つパイロット弁部４０よりも圧縮流体の流通方向の上流側に残っていた圧縮流体が、各溝部５５ａを介して外部に排出される。パイロット圧排出ボタン５５を押し込む動作を解除すると、パイロット圧排出ボタン５５は、付勢ばね２５の付勢力によって、パイロット圧排出ボタン５５を押し込む前の位置に復帰する。

【0063】

これにより、内部パイロット式３ポート切換弁１０のメンテナンスの際に、第１逆止弁５１及び第２逆止弁５２よりも圧縮流体の流通方向の下流側であって、且つ前記パイロット弁部４０よりも圧縮流体の流通方向の上流側に残った圧縮流体を外部へ排出することができる。よって、パイロット圧排出ボタン５５は、第１逆止弁５１及び第２逆止弁５２よりも圧縮流体の流通方向の下流側であって、且つ前記パイロット弁部４０よりも圧縮流体の流通方向の上流側に残った圧縮流体を外部へ排出可能なパイロット圧排出部として機能する。

【0064】

・ また、図８（ａ）に示すように、第１ピストン１７を削除して、第１収容室１６内に、スプール弁体１１を第２収容室１９に向けて付勢する付勢ばね２５を収容してもよい。そして、ソレノイド部４０ａへの電力の供給が停止されて、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１への圧縮流体の供給が遮断されると、付勢ばね２５の付勢力によって、スプール弁体１１が他端側へ移動するようにしてもよい。この場合、付勢ばね２５は、スプール弁体１１とパイロット圧排出ボタン５５との間に介在されている。

【0065】

図８（ｂ）に示すように、例えば、内部パイロット式３ポート切換弁１０のメンテナンス等を行う場合には、付勢ばね２５の付勢力に抗して、シール部材５５ｓが第１収容室１６内に位置し、且つ各溝部５５ａの他端が第１収容室１６内に位置するまで、パイロット圧排出ボタン５５を外部から押し込む。このとき、パイロット圧排出ボタン５５がスプール弁体１１に当接する。そして、このパイロット圧排出ボタン５５を押し込む動作をし続けることで、第１収容室１６と各溝部５５ａとが連通し、第１逆止弁５１及び第２逆止弁５２よりも圧縮流体の流通方向の下流側であって、且つパイロット弁部４０よりも圧縮流体の流通方向の上流側に残っていた圧縮流体が、各溝部５５ａを介して外部に排出される。パイロット圧排出ボタン５５を押し込む動作を解除すると、パイロット圧排出ボタン５５は、付勢ばね２５の付勢力によって、パイロット圧排出ボタン５５を押し込む前の位置に復帰する。

【0066】

・ 上記各実施形態において、第１ピストン１７及び流路３７を削除してもよい。この場合、第１収容室１６内に、スプール弁体１１を第２収容室１９に向けて付勢する付勢ばねを収容する。そして、ソレノイド部４０ａへの電力の供給が停止されて、パイロット供給流路３８からパイロット圧作用室２１への圧縮流体の供給が遮断されると、付勢ばねの付勢力によって、スプール弁体１１が他端側へ移動するようにしてもよい。

【0067】

・ 上記各実施形態において、第１逆止弁５１及び第２逆止弁５２の構成を、適宜変更してもよい。例えば、弁部材と、弁部材を弁孔１２に向けて付勢するばねとから構成される逆止弁とし、弁孔１２から第１パイロット流路３４及び第２パイロット流路３５に流入した圧縮流体が、ばねの付勢力に抗して、弁部材を押し退けて、圧縮流体における連通流路３６への流出を許容するようにしてもよい。

【0068】

・ 上記各実施形態において、流体圧機器６１に供給される圧縮流体は、圧縮エアに限らず、圧縮された流体であれば他の流体でもよい。

【符号の説明】

【0069】

１０…内部パイロット式３ポート切換弁、１１…スプール弁体、１１ａ…第１弁部、１１ｂ…第２弁部、１２…弁孔、１２ａ…第１弁座、１２ｂ…第２弁座、１３…ボディ、１４…第１弁室、１５…第２弁室、２１…パイロット圧作用室、２２…弁室、３１…第１ポート、３２…第２ポート、３３…第３ポート、３４…第１パイロット流路、３５…第２パイロット流路、３６…連通流路、３８…パイロット供給流路、４０…パイロット弁部、４０ａ…ソレノイド部、５１…第１逆止弁、５２…第２逆止弁、５３…貯留部、５５…パイロット圧排出部として機能するパイロット圧排出ボタン。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】