JP2000035142A - 空気圧カ―トリッジ弁 - Google Patents

空気圧カ―トリッジ弁

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 追加的な弁に頼ることなく、消費装置への空
気の流量又は排気される空気の流量が調節可能である、
空気圧カートリッジ弁を提供すること。 【解決手段】 空気圧カートリッジ弁２は、弁シリンダ
６の端面５３に設けられた供給入口６４及び消費装置出
口通路６６と、制御ノブ９８とを備え、該制御ノブ９８
の回転により、排気口への空気の流れ又は供給源から消
費装置への空気の流れを調節することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気圧カートリッ
ジ弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気圧カートリッジ弁は、例えば、ガラ
ス製造機械、特に、周知のＩ．Ｓ．マシーン内の極めて
多数の空気圧作動機構内にて利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる機構を適宜な時
点にて作動させるためには、最初に、制御された圧力の
圧縮空気を供給しなければならず、第二に、同様に、適
宜な時点にて、制御された状態下にて空気を機構から排
出しなければならない。
【０００４】種々の機構に対するかかる空気の供給及び
排気の制御は、多数の弁、すなわち、従来から、機構へ
の作動空気の供給を制御し且つかかる空気を排気口に接
続するオン／オフ弁と、機構への作動空気の供給量及び
空気の排気量を制御する別個の絞り弁とを備える弁ブロ
ックを使用して提供されることがしばしばである。弁の
数が多いことは、弁ブロックの複雑さ及びコスト高の双
方につながる。
【０００５】弁ブロック内に円筒形のキャビティが提供
され、通路が圧縮空気の供給源に、また、キャビティの
端面に開口するかかる空気の消費装置に達し、消費装置
への空気の供給を制御する弁がかかるキャビティ内に配
置された、弁ブロックが提案されている。
【０００６】本発明の１つの目的は、追加的な弁に頼る
ことなく、消費装置への空気の流量又は排気される空気
の流量が調節可能である、上記型式の弁を提供すること
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、弁シリンダと、該弁シリンダ内の弁体
と、該弁体内にて可動であるように取り付けられた弁ピ
ストンであって、作動ピストンと、第一及び第二の密封
頭部とを支持するピストンロッドを備える弁ピストンと
を備える、空気圧カートリッジ弁を提供する。前記弁体
は、孔を有する２つの仕切り壁を備える。該仕切り壁
は、前記弁シリンダを、圧縮空気の供給源に接続するこ
とのできる入口チャンバと、圧縮空気の消費装置に接続
することのできる出口チャンバと、排気口に接続するこ
とのできる排気チャンバとの３つのチャンバに仕切る。
前記密封頭部は、前記弁ピストンが動くとき、前記孔を
開放し且つ閉塞し得るようにされる。前記弁シリンダ
は、前記供給源に接続し得るようにされた入口通路と、
前記消費装置に接続し得るようにされた出口通路とを有
する端面を備える。前記空気圧カートリッジ弁は、さら
に前記供給源から前記消費装置までの空気の流れを調節
する手段を備える。該調節手段は、前記弁体の軸方向に
取り付けられた制御ノブであって、前記弁体が前記弁シ
リンダに対して回転するのを許容し得るように前記弁体
に接続された制御ノブと、前記入口通路と前記入口チャ
ンバとの間に介在された、幅を変えることが出来る孔を
有する制御板とを備える。これにより、該制御ノブの回
転で、前記制御板の有効孔を変化させるこにより、前記
供給源から前記入口チャンバへの空気の流れを調節す
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の他の目的及び有利な点
は、本発明の原理を具体化する現在の好適な実施の形態
を現在の法令の要件に従って示す、本明細書の以下の説
明及び添付図面から明らかになるであろう。
【０００９】本発明を具体化する第一の弁（図１）は、
弁ブロック４内に取り付け得るようにされた空気圧カー
トリッジ弁２である。該弁２は、弁シリンダ６と、該弁
シリンダ６内に配置された弁体８とを備えている。弁ピ
ストン１０が弁体８内に移動可能に取り付けられてい
る。
【００１０】図１に示した弁は、常時閉じた弁（常閉
弁）である。弁ピストン１０は、一端にて作動ピストン
１４を支持するピストンロッド１２と、該ピストン１４
から伸長する該ピストンロッド１２上に配置された第一
の密封頭部１６と第一のスペーサ１８と第二のスペーサ
２０と第二の密封頭部２２とを備えている。
【００１１】弁体８は、第一の仕切り壁２４及び第二の
仕切り壁２６と、内部にてピストン１４が摺動可能であ
るボア２９が設けられた一端部分２８と、内部にてピス
トンロッド１２が摺動可能であるボア３２が設けられた
他端部分３０とを備える。ばね３４は、他端部分３０と
第二の密封頭部２２との間にて作用し、弁ピストン１０
を左方向（図１に見て）の閉位置（常時閉位置）に付勢
する。
【００１２】壁２４は、弁ピストン１０が貫通する軸孔
３６を備え、壁２６は、同様の孔３８を備えている。仕
切り壁２４、２６は、弁シリンダ６を３つのチャンバ、
すなわち、入口チャンバ４０、出口チャンバ４２、排気
チャンバ４４とに仕切る。図１から理解し得るように、
弁の閉位置において、密封頭部２２は、付勢されて壁２
６と係合し、入口チャンバ４０を出口チャンバ４２から
密封し、一方、出口チャンバ４２は、孔３６を介して排
気チャンバ４４に接続されている。
【００１３】密封頭部１６、２２の各々は、内部に密封
リング４８が配置された周溝４６を備えている。密封頭
部が仕切り壁の１つの孔を閉じているとき、密封リング
４８は、孔の周りに着座する。孔１８、２０の各々は、
皿状端部５０を有する本体を備えており、該皿状端部
は、スペーサ及び密封頭部がピストンロッド１２上にて
組み立てられると、それぞれの密封頭部における密封リ
ング４８と係合し且つ該リングを所定位置に保持する。
【００１４】排気チャンバ４４は、弁シリンダ６の開口
部５２を介して排気口（図示せず）に接続される。入口
チャンバ４０は、圧力入口通路５４に接続される。該圧
力入口通路５４は、制御板５６（図２及び図３）の孔を
介して弁シリンダ６の端面５３に開口している。制御板
５６は、２つの円弧孔５８、６０を有する金属ディスク
の形態をしている。孔５８は、孔６０よりも半径方向に
おいて狭小であり（幅が狭く）、その双方の孔は、一端
から他端にかけて狭小となる（幅が狭くなる）。制御板
５６は、また、直径方向両側に２つの切欠き６２を備え
ている。制御板５６は、弁体８の端部分３０の一端面と
弁シリンダ６との間に位置し、弁体８及び弁シリンダ６
に対して、ピン５７（図７参照）により位置決めされて
いる。このピンは、弁シリンダ６内に固着され、また、
切欠き６２の１つから突き出して、弁体８の端部分３０
の対応する切欠き内に突き出す。圧力入口通路５４は、
弁シリンダ６の円形の端面５３の入口孔６４に開放して
いる。
【００１５】出口チャンバ４２は、弁シリンダ６の直径
方向両側に設けた開口部６８（その一方のみを図４に図
示）と、弁シリンダ６内のフライス削りした溝７０及び
通路６６に達する弁シリンダ６内の横断通路７２を介し
て、圧力出口通路６６に接続される。圧力出口通路６６
は、シリンダ６の端面５３の中央出口孔７４（図４参
照）に開口する。
【００１６】弁２は、一連の円筒形ボア（図４に参照番
号７６で示す）を有する弁ブロック内にて使用すること
を目的とする。ボア７６の端面には、中央開口部が設け
られている。該中央開口部は、弁が所定位置にあると
き、中央孔７４に対応し、消費装置、すなわち、圧縮空
気が供給される機構に達する。また、該端面には、直径
方向に対向した２つの円弧状の孔が設けられている。該
孔の一方は、高圧空気の供給源に達し、また、もう一方
は低圧空気の供給源に達している。また、ボア７６の端
面には、直径方向に対向した２つのソケットが設けられ
ている。弁がボア７６内の所定位置にあるとき、弁シリ
ンダ６の端面におけるピン８０は、これらのソケット内
に配置され、弁は、１８０°対向した２つの位置のうち
の一方に配置され、その一方の位置は、高圧空気源に達
する円弧状の孔に適合する入口孔６４を有し、もう一方
は、低圧空気の孔に適合する入口孔を有する。
【００１７】弁２は、排気チャンバ４４から排出口への
空気の流れを調節する手段を備える構造とされている。
排気制御スリーブ８２（図６参照）が弁体８の一端の外
側に配置されている。スリーブ８２は、端面８４を備え
る。この端面８４には、中央に配置された長い孔８６
と、該孔８６に対して９０°にて配置されたクロス凹所
８８とが設けられる。略円筒状の部分９０が、端面８４
から伸長して、弁体８の端部分を取り囲んでいる。この
円筒状の部分には、スロット９２が設けられている。こ
のスロットは、拡張孔９４から部分９０の円周の周りの
途中まで伸長している。孔９４は、弁シリンダ６の排気
開口部５２と等しい寸法であり、一方、スロット９２
は、孔９４から約２７０°伸長し、その長さに沿って漸
進的に狭小となる（幅が狭くなる）。
【００１８】弁シリンダ６は、固定板９６に取り付けら
れており、この固定板により、弁を弁ブロック４に固着
することができる。ノブ９８が板９６に接する位置にあ
り且つ副軸１００に接続されている。この副軸は、板９
６を通ってクロス凹所８８内に位置しているクロスバー
１０２にまで伸長している。
【００１９】弁を作動させるパイロット空気、すなわ
ち、ばね３４に抗してピストン１０を動かすためのパイ
ロット空気は、固定板９６の通路（図示せず）を通じて
凹所１０４（図６）内に提供される。この凹所は、端面
８４と、円筒状部分９０の後方伸長部１０６とによって
取り囲まれている。パイロット空気は、孔８６を通り、
凹所１０４から、作動ピストン１４、制御スリーブ８２
及び、ボア２９の間に形成されたチャンバ１０８内に流
れることができる。このように、チャンバ１０８内に提
供されたパイロット空気は、ばね３４に抗して弁ピスト
ン１０を作動させる。
【００２０】図１において、制御スリーブ８２は、所定
位置にあり、スリーブの孔９４は、排気口５２に対する
位置にある。これは、排気チャンバ４４から排気口への
空気の流量が最大となる位置である。ノブ９８を使用す
ることにより、制御スリーブ８２を回して、漸進的に幅
が狭くなる溝９２の部分を排気口５２に対する位置と
し、これにより、排気口への空気の流量を制限すること
が理解できる。弁シリンダ６に固着された上記のピンに
より、ノブ９８を回したとき、弁体８は、回転しないよ
うに拘束される。
【００２１】図２には、本発明を具体化する第二の弁２
´が図示されている。この第二の弁２´は、弁２と同様
であるが、供給源から出口通路までの空気の流量を調節
する手段を備える構造とされている。以下の説明におい
て、弁２の部品と同一の弁２´の部品は、同一の参照番
号で表示する。
【００２２】弁２´は、弁２と相違する主な点は、次の
通りである。すなわち、排気制御スリーブ８２が除去さ
れ、また弁体８が弁シリンダ６内にて回転可能である、
すなわち、ピン５７は除去されて、それに代えてより短
いピン１５７が使用される。この短いピンは、弁シリン
ダ６内にて固定され且つ弁体８を有する、板５６の切欠
き６２内に位置している。
【００２３】制御スリーブ８２に代えて、弁２´は、弁
体８の端部分２８の周りに嵌まるスリーブ１１４を備え
ている。該スリーブ１１４は、半径方向に隔たった４つ
の突起１１５を備えている。これらの突起は、弁体８の
対応する切欠き内に係合し、このため、スリーブ１１４
が回転すると、弁体が回転することになる。
【００２４】スリーブ１１４は、全体として、制御スリ
ーブ８２の一部分に対応し、また、端面１８４を備えて
いる。この端面には、中央に配置された長い孔１８６
と、孔１８６に対して９０°の位置に配置されたクロス
凹所１８８とが設けられている。略円筒状の部分１９０
が端面１８４から伸長し且つ弁体８の端部分を取り囲ん
でいる。
【００２５】ノブ９８は、同様に、クロス凹所１８８内
に位置するクロスバー１０２に接続されている。弁２の
場合と全く同一の方法にてピストン１４を作動させるた
め、空気を供給することができる。
【００２６】弁２´の場合、ノブ９８の回転により、弁
シリンダ６内にて弁体８が制御板５６に対して回転す
る。このことは、入口通路５４から入口チャンバ４０ま
で空気が流れるのを許容する板５６の孔の有効寸法が調
整可能であり、これにより、弁体８の端部３０によって
孔５８を多少覆うことにより、チャンバ４０への空気の
流量を変更することが可能であることを意味する。上述
したように弁２、２´は共に常時閉じている。
【００２７】弁２、２´内の弁体８及び弁ピストン１０
の構造は同一である。弁ピストン１０の構成要素は、特
に、簡単で且つ経済的な構造であり、従って、これら構
成要素は容易に組み立てることができる。更に、これら
の構成要素は、また、常時開弁の構造を提供する、図５
に図示した状態に容易に組み立てることもできる。
【００２８】図５には、図１及び図２に図示したものと
同一の構成要素がピストンロッド１２の上で組み立てら
れており、このため、２つの密封頭部１６、２２は、共
に仕切り壁２４、２６の間でチャンバ内に配置され、第
一のスペーサ１８は、作動ピストン１４と密封頭部１６
との間にあり、２つの密封頭部は、互いに対して当接
し、第二のスペーサ２０が密封頭部２２とばね３４と間
にある。
【００２９】図１及び図５から理解し得るように、２つ
の密封要素は、密封頭部分１６、２２と、一体のスペー
サ１８又は軸方向に伸長する縮径部分２０とを有する密
封要素の各々と同一である。これらスペーサ又は縮径部
分は、仕切り板２４、２６の中央穴３６、３８を通り抜
ける寸法とされている。各密封要素の各端部にて、軸方
向に突き出す柱状部分１９が設けられており、該柱状部
分は、密封要素に面するピストンの一端にて軸方向に突
き出す空所２１内に強制的に挿入可能な寸法とされてい
る。密封要素の正確な端部をこの空所内に押し込むこと
ができ、要素の隣接するシールをレーザ装置により共に
接合することができ、又はピストンロッド１２の保持ク
リップ２３により共に保持することができる。
【００３０】２つの密封頭部１６、２２は、同一であ
る。図示するように、密封頭部はスペーサ１８、２０か
ら分離しているが、所望であるならば、密封頭部１６を
スペーサ１８と一体にし、密封頭部２２をスペーサ２０
と一体にすることができる。該スペーサ１８、２０は、
弁体８の孔３６、３８を自由に通り抜ける寸法とされて
いる。
【００３１】単一体の弁体８は、端部分３０、２つの壁
部分２４、２６、端部分２８を相互に接続する長手方向
の接続ストラップを３つ備えている。これらストラップ
の第一のもの３１は、図１及び図５に見て、弁体の底部
に配置されている。その一方のみを図示した第二及び第
三のストラップ３３は、図１及び図５に見て、弁体の中
心線の僅かに上方を伸長する。上方の２つのストラップ
（すなわち、ストラッツ）の位置及び端部分２８、３０
間の距離並びに中間の壁部分２４、２６の間の距離は、
次のように設定されている。すなわち、弁を組み立てた
とき、密封頭部及びスペーサは、一体であるかどうかを
問わずに、ストラップと隣接する壁部分の間の空隙を通
り抜け且つ所望通りに弁体内に配置され（図１の形態又
は図２の形態の何れか）、スペーサが壁２４、２６の孔
３６、３８内に位置するようにする。次に、次に、ピス
トンロッド１２を密封頭部及びスペーサを通じて押すこ
とにより弁を組み立てる。
【００３２】選択随意的に、別個の密封頭部及びスペー
サ、又は代替的に２つの一体の密封頭部及びスペーサを
ロッド１２の上で弁内にて組み立てた後、密封頭部及び
スペーサを互いに対して且つ作動ピストン１４に対し
て、好ましくは超音波溶接により溶接するか、又はロッ
ド１２に固着されたクリップにより共に保持することが
できる。密封頭部及びスペーサは、ポリオキシメチレン
（デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）、Ｔ．Ｍ．）又はポリスル
ホンから出来ていることが好ましい。ピストンロッド１
２は、金属製とし、又は代替的に、密封頭部と同一のプ
ラスチックで製造してもよい。この後者の場合、ピスト
ンロッドに共に溶接することにより密封頭部を溶接する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化する第一の弁の図である。
【図２】本発明を具体化する第二の弁の図である。
【図３】制御板の図である。
【図４】弁ブロック内の所定位置にある、本発明による
弁の概略図である。
【図５】本発明による弁の代替的な本体及び弁ピストン
の位置を示す図である。
【図６】第一の弁の排気制御スリーブの図である。
【図７】第一の弁の一部分の一部切欠き図である。
【図８】第二の弁の一部分の一部切欠き図である。
【符号の説明】
２ 空気圧カートリッジ弁 ４ 弁ブロック ６ 弁シリンダ ８ 弁体 １０ 弁ピストン １２ ピストンロッ
ド １４ 作動ピストン １６ 第一の密封頭
部 １８ 第一のスペーサ ２０ 第二のスペー
サ ２２ 第二の密封頭部 ２４ 第一の仕切り
壁 ２６ 第二の仕切り壁 ２８ 一端部分 ２９、３２ ボア ３０ 他端部分 ３４ ばね ３６、３８ 軸孔 ４０ 入口チャンバ ４２ 出口チャンバ ４４ 排気チャンバ ４６ 周溝 ４８ 密封リング ５０ 皿状端部 ５２ 弁シリンダの開口部 ５３ 弁シリンダの
端面 ５４ 圧力入口通路 ５６ 制御板 ５７ ピン ５８、６０ 円弧孔 ６２ 切欠き ６４ 入口孔 ６６ 圧力出口通路 ６８ 開口部 ７０ 弁シリンダ内の溝 ７２ 弁シリンダ内
の横断通路 ７４ 中央出口孔 ７６ 円筒形ボア ８０ ピン ８２ 排気制御スリ
ーブ ８４ 排気制御スリーブの端面 ８６ 長い孔 ８８ クロス凹所 ９０ 円筒状の部分 ９２ スロット ９４ 拡張孔 ９６ 固定板 ９８ ノブ １００ 副軸 １０２ クロスバー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 空気圧カートリッジ弁において、 弁シリンダと、 該弁シリンダ内の弁体と、 該弁体内にて可動であるように取り付けられた弁ピスト
    ンであって、作動ピストンと、第一及び第二の密封頭部
    とを支持するピストンロッドを備える弁ピストンを備
    え、 前記弁体が、孔を有する２つの仕切り壁を備え、該仕切
    り壁が、前記弁シリンダを、圧縮空気の供給源に接続す
    ることのできる入口チャンバと、圧縮空気の消費装置に
    接続することのできる出口チャンバと、排気口に接続す
    ることのできる排気チャンバの３つのチャンバに仕切
    り、 前記密封頭部が、前記弁ピストンが動くとき、前記孔を
    開放し且つ閉塞し得るようにされ、 前記弁シリンダが、前記供給源に接続し得るようにされ
    た入口通路と、前記消費装置に接続し得るようにされた
    出口通路とを有する端面を備え、 前記弁が、さらに前記供給源から前記消費装置までの空
    気の流れを調節する手段を有し、 該調節手段が、 前記弁体の軸方向に取り付けられた制御ノブであって、
    前記弁体が前記弁シリンダに対して回転するのを許容し
    得るように前記弁体に接続された、制御ノブと、 前記入口通路と前記入口チャンバとの間に介在された、
    幅を変えることが出来る孔を有する制御板とを備え、 これにより、該制御ノブの回転により、前記制御板の有
    効孔を変化させるこにより、前記供給源から前記入口チ
    ャンバへの空気の流れを調節する、空気圧カートリッジ
    弁。
  2. 【請求項２】 空気圧カートリッジ弁において、 弁シリンダと、 該弁シリンダ内の弁体と、 該弁体内にて可動であるように取り付けられた弁ピスト
    ンであって、作動ピストンと、第一及び第二の密封頭部
    とを支持するピストンロッドを備える弁ピストンを備
    え、 前記弁体が、孔を有する２つの仕切り壁を備え、該仕切
    り壁が、前記弁シリンダを、圧縮空気の供給源に接続す
    ることのできる入口チャンバと、圧縮空気の消費装置に
    接続することのできる出口チャンバと、排気口に接続す
    ることのできる排気チャンバとの３つのチャンバに仕切
    り、 前記密封頭部が、前記弁ピストンが動くとき、前記孔を
    開放し且つ閉塞し得るようにされ、 前記弁シリンダが、前記供給源に接続し得るようにされ
    た入口通路と、前記消費装置に接続し得得るようにされ
    た出口通路とを有する端面を備え、 前記弁が、さらに該弁から排気口までの空気の流れを調
    節する手段を有し、 該調節手段が、 前記弁体の軸方向に取り付けられた制御ノブと、 前記弁シリンダ内にて回転し得るように取り付けられ且
    つ前記制御ノブに接続された排気制御スリーブとを備
    え、該スリーブが、前記排気チャンバから排気通路に達
    する周縁スロットを備え、前記スリーブの回転により、
    空気が流動し、従って、空気が前記チャンバから排気口
    まで流動するときに通るスロットの長さを調節する、空
    気圧カートリッジ弁。
  3. 【請求項３】 空気の流れを制御する弁において、 軸方向ロッドと、該ロッドの一端を支持するピストンと
    を有するピストン手段と、 軸方向ピンと、 単一体の弁体と、 前記ピストンと前記第一の端部分との間にて前記ロッド
    に固着された弁とを備え、 該単一体の弁体が、 前記軸方向ロッドの他端を支持する手段を有する第一の
    端部分と、 前記ピストンを摺動可能に支持する手段を有する第二の
    端部分と、 各々が中央穴を有する一対の中間板と、 前記第一及び第二の端部分と、前記対の中間板とを軸方
    向に隔たった関係にて相互に接続する手段とを備え、 前記ピストンと前記第一の端部分との間にて前記ロッド
    に固着された弁が、 前記中間板の１つに係合してその中央開口部を閉じるべ
    く環状シールを支持する半径方向に拡張した頭部分と、
    板の中央穴及び軸穴を貫通し得るよう選択的に寸法決め
    された、隣接し軸方向に長く且つ縮小径部分とを有す
    る、一対の同一のプラスチック製の密封要素を備え、 前記単一体の弁体が、前記対の中間板の間の第一の開口
    手段と、前記第一の端部分と隣接する中間板との間の第
    二の開口手段とを有し、該第一及び第二の開口が、前記
    密封要素の１つの半径方向に拡張した頭部分が前記ロッ
    ドを受け入れ得るように変位され且つ配置することがで
    きるように選択的に寸法決めされ、 前記密封要素の一方が、該密封要素の第二のものと前記
    ピストンとの中間に配置される、弁。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の弁において、前記第一
    及び第二の端部分と前記対の中間板とを相互に接続する
    前記手段が、複数の平行なストラッツを備え、該平行な
    ２つのストラッツ間の分離距離が、前記中間板及び前記
    第一の端部分により、前記第一及び第二の開口手段を画
    成するように選択的に設定される、弁。
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