JP2001074162A - 流体制御弁及びフィルタ付きプレート - Google Patents

流体制御弁及びフィルタ付きプレート

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタの交換が容易で交換作業時間を短縮
できる流体制御弁及び該流体制御弁に使用するフィルタ
付きプレートを提供すること。 【解決手段】 複数のポートが設けられたバルブブロッ
ク１０の各ポート位置に対応してポートが形成された弁
本体３０を、該バルブブロック１０に取り付けて構成し
た流体制御弁において、バルブブロック１０と弁本体３
０との間にプレート２０を設け、該プレート２０にバル
ブブロック１０の各ポートと弁本体３０の各ポートとを
連通する流路を形成すると共に、該流路上にフィルタ２
４、２５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧力流体を制御する
流体制御弁に係り、特にフィルタを備えた流体制御弁及
び該流体制御弁に用いるフィルタ付きプレートに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は従来のこの種の流体制御弁の断面
構成例を示す図である。この流体制御弁は高圧の流体を
シリンダやモータなどのアクチュエータを制御する制御
流体として使用すると共に、この高圧流体をスプールを
駆動する駆動源として利用している。即ち、バルブブロ
ック２００の高圧流体供給ポート２０１から流体制御弁
１００の弁本体１０１の供給ポート１０２に導かれた高
圧流体は制御流体として利用されると同時に、弁本体１
０１の内部で該高圧流体を分岐させて絞り１０３、１０
４を介してノズルフラッパ機構１０５のノズル１０６、
１０７側に導き、スプール１０８を駆動する圧力源とし
て利用している。
【０００３】ここで絞り１０３、１０４とノズル１０
６、１０７側へ流れる流体は一旦、弁本体１０１に設け
たフィルタ１０９によって濾過される。ノズル１０６、
１０７側ヘ流れる流体は、絞り１０３、１０４やノズル
１０６、１０７等の狭い隙間を通るため、パーティクル
が該隙間に目詰まりすると、流体制御弁としての正常な
機能を損なうことになる。このような不都合を避けるた
め弁本体１０１にフィルタ１０９を設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように弁本体１
０１にフィルタ１０９を内蔵した構成の流体制御バルブ
はフィルタ１０９にパーティクルが詰まったときやメン
テナンスのとき、フィルタ１０９を交換するために、流
体制御弁１００を分解しなければならないという煩雑な
作業を必要とする。また、交換の時は流体制御弁１００
は機能しないため、これを使用したシステムが稼動しな
いためシステムの稼働率を低下させてしまう。
【０００５】上記システムの稼動率の低下を回避するた
め、別の流体制御弁１００を用意しておき、フィルタ１
０９の交換の際には別の流体制御弁に交換してシステム
を稼動させることが考えられるが、流体制御弁１００が
もう一台必要になる。この場合、流体制御弁の単体機差
があるため、システムの動作の再調整等が必要になるこ
ともある。
【０００６】また、弁本体１０１にフィルタ１０９を着
脱可能に設け、交換を容易にしたものがある。これはメ
ンテナンス時間を短縮でき、システムの稼動率の向上に
有効である。しかし、弁本体１０１は、内部に複雑な流
路が形成されており、この弁本体１０１に更にフィルタ
を着脱可能にすると、弁本体１０１への加工数が増加
し、コスト高になる。また、フィルタ１０９の交換の際
にフィルタ１０９に付着したパーティクルなどが弁本体
１０１の内部に侵入しないように注意する必要がある。
【０００７】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記問題を除去し、フィルタの交換が容易で交換作
業が短時間で済む流体制御弁及び該流体制御弁に使用す
るフィルタ付きプレートを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、複数のポートが設けられたバ
ルブブロックの各ポート位置に対応してポートが形成さ
れた弁本体を、該バルブブロックに取り付けて構成した
流体制御弁において、バルブブロックと弁本体との間に
プレートを設け、該プレートにバルブブロックの各ポー
トと弁本体の各ポートとを連通する流路を形成すると共
に、該流路上にフィルタを設けたことを特徴とする。
【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の流体制御弁において、プレート内部に、バルブ
ブロックからの高圧流体を制御流体とパイロット流体に
分岐する流路を形成すると共に、弁本体にプレートから
のパイロット流体を導入するパイロットポートを設け、
該プレートのパイロット流路上にフィルタを設けたこと
を特徴とする。
【００１０】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の流体制御弁において、弁本体はスプールを支持
する静圧軸受を有し、パイロットポートからの高圧流体
を該静圧軸受に導入するように構成したことを特徴とす
る。
【００１１】上記のように、バルブブロックと弁本体と
の間にプレートを設け、該プレートのバルブブロックの
各ポートと弁本体の各ポートとを連通する流路にフィル
タを設けた構成とするので、プレートを交換するだけ
で、フィルタの交換、メンテナンスを行なうことがで
き、交換作業が容易で短時間で済むから、流体制御弁が
稼動しない時間を大幅に低減することができる。従っ
て、この流体制御弁を使用したシステムの稼動率を向上
させることができる。
【００１２】また、従来の弁本体にフィルタを内蔵する
構成のものに比較し、弁本体の内部流路が簡単になり、
弁本体が小型にできると共に、弁本体の製造コストを低
減することができる。
【００１３】また、高価な流体制御弁を２台用意するか
わりに、安価なフィルタ付きプレートを２枚用意するだ
けでシステムを稼動することができるため、システム全
体のコストを低減することができる。
【００１４】また、フィルタを交換、洗浄する際、弁本
体とは独立したプレートを外すだけで済むので、フィル
タに付着したパーティクルが流体制御弁内部に侵入する
ことを防止できる。
【００１５】また、流体制御弁を使用するシステムの稼
動効率向上のために別の流体制御弁を用意する必要がな
く、フィルタが装着された簡単な構成のプレートを用意
するだけで対処できる。
【００１６】また、高価な流体制御弁を２台用意するか
わりに、安価なフィルタ付きプレートを２枚用意するだ
けでシステムを稼動することができるため、システム全
体のコストを低減することができる。
【００１７】また、従来のように、別の流体制御弁と交
換した場合に発生する流体制御弁の個体差に起因する制
御性能への影響をなくすることができる。
【００１８】また、請求項４に記載の発明は、請求項２
に記載の流体制御弁において、プレートの制御流路に別
途フィルタを設け、パイロット流路と該制御流路上に異
なる濾過精度のフィルタを設けたことを特徴とする。
【００１９】上記のように、プレート内部の制御流路と
パイロット流路にそれぞれに別にフィルタを設けること
により、制御流路を流れる制御流体とパイロット流路を
流れるパイロット流体の独立したフィルタリングを行う
ことができる。
【００２０】本構成により、パイロット流体のフィルタ
リングだけでなく、制御流体のフィルタリングが可能に
なるためシステム全体の信頼性を向上することができ
る。また、パイロット流体と制御流体を独立にフィルタ
リングできるため、それぞれに適したフィルタリング性
能を持つフィルタを選ぶことが可能になる。
【００２１】また、請求項５に記載の発明は、複数のポ
ートが設けられたバルブブロックの各ポート位置に対応
してポートが形成された弁本体を、該バルブブロックに
取り付けた構成の流体制御弁の該バルブブロックと該弁
本体との間に取り付けたプレートであって、プレートに
バルブブロックと弁本体の各ポートを連通する流路が形
成され、該流路にフィルタを設けたことを特徴とする。
【００２２】上記のように、バルブブロックと弁本体と
の間に取り付けるプレートをその内部に形成された流路
にフィルタを設けたフィルタ付きプレートとし、該プレ
ートをバルブブロックと弁本体との間に取り付けるの
で、上記の構成の流体制御弁を構成できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。図２は本発明に係る流体制御弁
の断面構成例を示す図である。本流体制御弁はバルブブ
ロック１０にプレート２０を介して弁本体３０を取り付
けた構成である。弁本体３０の上部にはノズルフラッパ
機構５０が取り付けられ、側部には変位センサ６０が取
り付けられている。
【００２４】プレート２０にはバルブブロック１０の供
給ポート１１、制御ポート１２、１３をそれぞれ弁本体
３０の供給ポート３１、制御ポート３２、３３に対応さ
せて連通する流路２１、２２．２３が形成されている。
この３つの流路のうち流路２１は３つに分岐され、１つ
は弁本体３０の供給ポート３１に、残りの２つはノズル
フラッパ機構５０へ導かれるパイロットポート３４、３
５に連通するようになっている。そしてこのパイロット
ポート３４、３５に連通するように分岐したパイロット
流路上には円筒状のフィルタ２４、２５が設けられてい
る。
【００２５】図３は上記円筒状のフィルタ２４とその取
り付け方法を説明する図である。なお、円筒状のフィル
タ２５とその取り付け方法も同一であるのでその説明は
省略する。フィルタ２４はプレート２０に加工されたネ
ジ穴２７に中空の押えネジ２６によってプレート２０に
固定されている。バルブブロックの供給ポート１１から
流路２１に流入した高圧流体は矢印Ａに示すように円筒
状のフィルタ２４の外周から内側へ流れるときフィルタ
２４で濾過される。その後、パイロットポート３４に流
入する。即ち、パイロットポート３４、３５にはフィル
タ２４、２５で濾過され、パーティクルが除去された作
動流体が供給される。
【００２６】上記ネジ穴２７の端部はプラグ２８で封止
されており、該プラグ２８と押えネジ２６を外すことで
フィルタ２４をプレート２０から外すことができるよう
になっている。このため、フィルタ２４、２５の交換や
洗浄を容易に行うことができる。
【００２７】フィルタ２４、２５を交換・洗浄する場
合、新しいフィルタ２４、２５を装備した別のプレート
２０と交換することで、弁本体３０をすぐに稼動させる
ことができる。或いは図７に示すようにフィルタを装備
しない分岐した流路が形成されただけのプレート２０に
よっても流体制御弁を稼動することもできる。
【００２８】パイロットポート３４、３５、パイロット
流路３６、３７を通ってノズルフラッパ機構５０のノズ
ル５１、５２に流れる流体の流量は大きくないが、常に
流れているため、フィルタ２４、２５は数ミクロン程度
の目の細かいものであって、濾過面積の大きいものが望
ましい。このため、ここでは円筒状のフィルタを選定し
ている。この円筒状のフィルタは濾過面が円筒全面にな
るため、小型でありながら濾過面積を大きくすることが
できる。供給ポート１１に連通する流路２１から分岐し
た横穴状のパイロット流路に円筒状のフィルタ２４、２
５を設けることで、この横穴状のパイロット流路を有効
に利用しプレート２０を薄くすることができるように工
夫されている。
【００２９】次に、上記構成の流体制御弁の動作を説明
する。スリーブ３８内には所定の隙間をもってスプール
３９が摺動可能に嵌装されている。ノズルフラッパ機構
５０は、ノズル５１、５２、トルクモータ５３、フラッ
パ５４から構成される。変位センサ６０はスプール３９
の位置を検出して、該スプール３９の位置を電気フィー
ドバック制御するため、図示しないフィードバック回
路、増幅回路等を含むアンプを備えている。
【００３０】スプール３９が変位することによって、こ
れらで形成される流路が切り替わり、供給ポート３１と
制御ポート３２又は制御ポート３３のいずれかが連通
し、同時に他の制御ポート３３又は制御ポートとタンク
ポート（図示せず）が連通する。また、それぞれの開口
面積をスプール３９の位置によって調整して、そこを流
れる流量や制御ポート３２、３３にかかる圧力を制御す
るようになっている。制御ポート３２と制御ポート３３
の間にシリンダやモータなどのアクチュエータを連結す
ることにより、アクチュエータへの高圧流体の給排出を
行い、その動作を制御したり、両ポート間の差圧を制御
してアクチュエータの発生力を制御することができる。
【００３１】パイロットポート３４、３５に供給された
高圧流体は、絞り４４、４５を通ってスプール３９の両
端の空間へ流入し、更にパイロット流路３６、３７を通
ってノズル５１、５２に導かれ、該ノズル５１、５２か
ら噴出する。この際、各ノズル５１、５２の先端に対向
するフラッパ５４の面との距離をトルクモータ５３によ
って変化させてノズル５１、５２から噴出する流れに抵
抗を与えることによって、ノズル５１、５２の上流、即
ちスプール３９の両端の空間に圧力差をつくる。この差
圧によってスプール３９が駆動される。
【００３２】図４は本発明に係る流体制御弁の他の断面
構成例を示す図である。本流体制御弁はスプール３９の
両端部に静圧軸受４０、４１を備えている。本流体制御
弁も図２に示す流体制御弁と同様、弁本体３０はプレー
ト２０を介してバルブブロック１０に取り付けられ、該
プレート２０内に形成された流路も同じである。供給ポ
ート１１に連通する流路２１から分岐した流路はフィル
タ２４、２５を介して弁本体３０のパイロットポート３
４、３５に連通している点も図２に示す流体制御弁と同
一であるが、パイロットポート３４、３５は弁本体３０
の内部流路によって静圧軸受４０、４１に連通している
点が異なる。
【００３３】静圧軸受４０、４１に供給される高圧流体
は、静圧軸受４０、４１の軸受絞り４２、４３と、スプ
ール３９とスリーブ３８の間の間隙を通って流れるた
め、流体中にパーティクルが存在すると静圧軸受絞り４
２、４３を目詰まりさせたり、スプール３９とスリーブ
３８の間の隙間に挟まるとスプール３９が滑らかに動作
しなくなるという問題が生じる。このためプレート２０
内に設けたフィルタ２４、２５で作動流体を濾過するこ
とにより、上述のような問題の発生を防止することがで
きる。
【００３４】また、弁本体３０とは別のプレート２０に
フィルタ２４、２５を設けたことによる作用・効果は図
２に示す流体制御弁と同じである。
【００３５】図５は本発明に係る流体制御弁の他の断面
構成例を示す図である。本流体制御弁は、プレート２０
の供給ポート１１に連通する流路２１の導入口にディス
ク型のフィルタ２９を備え、該フィルタ２９の下流の分
岐させた流路のうちの２つのパイロット流路上にそれぞ
れフィルタ２４、２５を設けている。ディスク型のフィ
ルタ２９は制御流量とパイロット流量の両方に流れる流
体を濾過することになる。
【００３６】図６はディスク型のフィルタ２９をプレー
ト２０に取り付けた部分の拡大断面図（図５のＢ部分の
拡大図）である。このフィルタ２９はリング状の基部２
９ａと該基部にかしめ付けされた金属メッシュ２９ｂか
らなり、プレート２０の流路２１の導入口に設けられた
凹部に嵌め込まれて固定されている。フィルタ２９は流
体制御弁の制御流量に応じて圧力損失の小さいものを選
定する。一般的に、制御流量はパイロット流量より大き
いことが多いため、下流のフィルタ２４、２５よりメッ
シュ（濾過精度）の粗いもの、例えば数１００ミクロン
程度のメッシュを選定する。６２はバルブブロック１０
とプレート２０の間に介在するＯリングである。
【００３７】上記のように、供給ポート１１からの流体
が制御流体とパイロット流体とに分岐する前にメッシュ
の粗いディスク型のフィルタ２９を設けることにより、
比較的大きなパーティクルが流体中に混入していても除
去することができる。このフィルタ２９に引っかかるよ
うな大きなパーティクルがパイロット側のフィルタ２
４、２５に付着しているとパイロット側の濾過面積が小
さくなり、大きな抵抗になって弁機能を損なう原因とな
る。このため、前段のディスク型のフィルタ２９は、制
御流量側へ大きなパーティクルが流入することを防止す
ると共に、下流のパイロット流路上のフィルタを長持ち
させるという作用効果を果たす。
【００３８】なお、図５に示す流体制御弁は、制御流路
とパイロット流路の両方にフィルタを設けた場合である
が、図４に示すように静圧軸受４０、４１を備えた流体
制御弁のプレート２０に形成された供給ポート１１に連
通する流路２１の導入口にディスク型のフィルタを設け
ても良い。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、各請求項に記載の
発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００４０】上記のように、バルブブロックと弁本体と
の間にプレートを設け、該プレートのバルブブロックの
各ポートと弁本体の各ポートとを連通する流路にフィル
タを設けた構成とするので、プレートを交換するだけ
で、フィルタの交換、メンテナンスを行なうことがで
き、交換作業が容易で短時間で済むから、流体制御弁が
稼動しない時間を大幅に低減することができる。従っ
て、この流体制御弁を使用したシステムの稼動率を向上
させることができる。
【００４１】また、従来の弁本体にフィルタを内蔵する
構成のものに比較し、弁本体の内部流路が簡単になり、
弁本体が小型にできると共に、弁本体の製造コストを低
減することができる。
【００４２】また、フィルタを交換、洗浄する際、弁本
体とは独立したプレートを外すだけで済むので、フィル
タに付着したパーティクルが流体制御弁内部に侵入する
ことを防止できる。
【００４３】また、流体制御弁を使用するシステムの稼
動効率向上のために別の流体制御弁を用意する必要がな
く、フィルタが装着された簡単な構成のプレートを用意
するだけで稼動率向上に対処できると共に、システム全
体のコストを低減することができる。
【００４４】また、従来のように別の流体制御弁と交換
した場合に発生する流体制御弁の個体差に起因する制御
性能への影響をなくすることができる。
【００４５】また、請求項４に記載の発明によれば、プ
レート内部の制御流路とパイロット流路にそれぞれに別
にフィルタを設けることにより、上記効果に加え制御流
路を流れる制御流体とパイロット流路を流れるパイロッ
ト流体とを独立したフィルタリングを行うことができ
る。
【００４６】また、請求項５に記載の発明によれば、バ
ルブブロックと弁本体との間に取り付けるプレートをそ
の内部に形成された流路にフィルタを設けたフィルタ付
きプレートとし、該プレートをバルブブロックと弁本体
との間に取り付けるので、上記のような効果を有する流
体制御弁を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の流体制御弁の断面構成例を示す図であ
る。
【図２】本発明に係る流体制御弁の断面構成例を示す図
である。
【図３】本発明に係る流体制御弁の円筒状のフィルタと
その取り付け方法を説明する図である。
【図４】本発明に係る流体制御弁の断面構成例を示す図
である。
【図５】本発明に係る流体制御弁の断面構成例を示す図
である。
【図６】本発明に係る流体制御弁のディスク型のフィル
タをプレートに取り付けた部分の拡大断面図である。
【図７】フィルタの付いていないプレートを用いた場合
の流体制御弁の断面構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０ バルブブロック １１ 供給ポート １２ 制御ポート １３ 制御ポート ２０ プレート ２１ 流路 ２２ 流路 ２３ 流路 ２４ フィルタ ２５ フィルタ ２６ 押えネジ ２７ ネジ穴 ２８ プラグ ２９ フィルタ ３０ 弁本体 ３１ 供給ポート ３２ 制御ポート ３３ 制御ポート ３４ パイロットポート ３５ パイロットポート ３６ パイロット流路 ３７ パイロット流路 ３８ スリーブ ３９ スプール ４０ 静圧軸受 ４１ 静圧軸受 ４２ 軸受絞り ４３ 軸受絞り ４４ 絞り ４５ 絞り ５０ ノズルフラッパ機構 ５１ ノズル ５２ ノズル ５３ トルクモータ ５４ フラッパ ６０ 変位センサ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H002 BA00 BB03 BE08 3H051 AA03 BB03 BB06 CC01 CC05 CC14 FF01 FF07 FF09 3H056 AA05 BB32 BB41 BB47 CA02 CB02 CC03 CD03 GG02 GG12 GG14 3H066 AA03 BA12 BA17 BA18 BA38 3H089 BB30 CC01 CC08 DA02 DB02 DB12 DB32 DC03 GG02 HH03 HH29

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のポートが設けられたバルブブロッ
    クの各ポート位置に対応してポートが形成された弁本体
    を、該バルブブロックに取り付けて構成した流体制御弁
    において、 前記バルブブロックと前記弁本体との間にプレートを設
    け、該プレートに前記バルブブロックの各ポートと弁本
    体の各ポートとを連通する流路を形成すると共に、該流
    路上にフィルタを設けたことを特徴とする流体制御弁。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の流体制御弁において、 前記プレート内部に、前記バルブブロックからの高圧流
    体を制御流体とパイロット流体に分岐する流路を形成す
    ると共に、前記弁本体に該プレートからのパイロット流
    体を導入するパイロットポートを設け、該プレートのパ
    イロット流路上にフィルタを設けたことを特徴とする流
    体制御弁。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の流体制御弁において、 前記弁本体はスプールを支持する静圧軸受を有し、前記
    パイロットポートからの高圧流体を該静圧軸受に導入す
    るように構成したことを特徴とする流体制御弁。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載の流体制御弁において、 前記プレートの制御流路に別途フィルタを設け、前記パ
    イロット流路と該制御流路上に異なる濾過精度のフィル
    タを設けたことを特徴とする流体制御弁。
  5. 【請求項５】 複数のポートが設けられたバルブブロッ
    クの各ポート位置に対応してポートが形成された弁本体
    を、該バルブブロックに取り付けた構成の流体制御弁の
    該バルブブロックと該弁本体との間に取り付けたプレー
    トであって、 前記プレートに前記バルブブロックと前記弁本体の各ポ
    ートを連通する流路が形成され、該流路にフィルタを設
    けたことを特徴とするフィルタ付きプレート。
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