JP2004301164A - パイロット形切換弁装置及びパイロット形切換弁の切り換え方法 - Google Patents
パイロット形切換弁装置及びパイロット形切換弁の切り換え方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004301164A JP2004301164A JP2003092054A JP2003092054A JP2004301164A JP 2004301164 A JP2004301164 A JP 2004301164A JP 2003092054 A JP2003092054 A JP 2003092054A JP 2003092054 A JP2003092054 A JP 2003092054A JP 2004301164 A JP2004301164 A JP 2004301164A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- chamber
- pilot
- pressure
- switching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
- F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
- F16K31/1225—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston with a plurality of pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
- F15B13/042—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B20/00—Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
- F15B20/008—Valve failure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
- F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
- F16K11/04—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves
- F16K11/044—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves with movable valve members positioned between valve seats
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S137/00—Fluid handling
- Y10S137/907—Vacuum-actuated valves
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/0318—Processes
- Y10T137/0396—Involving pressure control
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/86493—Multi-way valve unit
- Y10T137/86574—Supply and exhaust
- Y10T137/86622—Motor-operated
- Y10T137/8663—Fluid motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Multiple-Way Valves (AREA)
- Fluid-Driven Valves (AREA)
Abstract
【課題】不意に誤ってパイロット圧力が弁室内に供給されることによる切換弁の誤動作を、簡単な構成により低コストにて防止することが可能なパイロット形切換弁装置及びパイロット形切換弁の切り換え方法を提供する。
【解決手段】パイロット形切換弁１の弁室３０内における、復帰バネ７で弾発されて該弁室３０内を往復動する弁棒５の両端に正圧室３６及び負圧室３７を形成し、これら正圧室３６及び負圧室３７に、正のパイロット圧力及び負のパイロット圧力を供給する正圧源１０及び負圧源２０を接続することにより、正圧室３６及び負圧室３７に正圧源１０及び負圧源２０からパイロット圧力がそれぞれ同時に供給された時にのみ、弁棒５が復帰バネ７に抗して変位して、パイロット形切換弁１における各ポート３１〜３３間の接続が切り換えられるようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】パイロット形切換弁１の弁室３０内における、復帰バネ７で弾発されて該弁室３０内を往復動する弁棒５の両端に正圧室３６及び負圧室３７を形成し、これら正圧室３６及び負圧室３７に、正のパイロット圧力及び負のパイロット圧力を供給する正圧源１０及び負圧源２０を接続することにより、正圧室３６及び負圧室３７に正圧源１０及び負圧源２０からパイロット圧力がそれぞれ同時に供給された時にのみ、弁棒５が復帰バネ７に抗して変位して、パイロット形切換弁１における各ポート３１〜３３間の接続が切り換えられるようにした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のポートを有する切換弁の弁室に往復動可能に内挿された弁棒を、弁室内に圧力源からパイロット圧力を供給することにより変位させて、各ポート間の接続を切り換えるパイロット形切換弁装置及びパイロット切換弁の切り換え方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
弁部を周設して成る弁棒が、弁ブロック内の弁室に往復動可能に内挿されて、復帰バネの付勢力で復帰方向に弾発されており、その弁棒を復帰バネの付勢力に抗して変位させることにより、弁室に連通された複数のポート間の接続を切り換える切換弁は、従来より特許文献１に記載されたもの等、各種形態のものが知られている。
ところで、このような切換弁においては、ポート間の接続を切り換えるにあたって、正圧源から弁室内にパイロット圧力を供給して弁棒に作用させることにより、該弁棒を復帰バネの付勢力に抗して変位させるものが一般的に良く知られているが、このようなパイロット形切換弁装置において、正圧源の不具合等により不意に誤って弁室内にパイロット圧力が供給されると、切換弁も誤動作して各ポート間の接続が切り換えられてしまう。そこで、切換弁におけるこのような誤動作を防止するためには、切換弁装置に特別な安全回路を別途設ける必要性があるが、切換弁装置の構成を複雑化させてコスト高の要因になるという問題点があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−１０６９６６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、上記問題点を解消し、不意に誤ってパイロット圧力が弁室内に供給されることによる切換弁の誤動作を、簡単な構成により低コストにて防止することが可能なパイロット形切換弁装置及びパイロット形切換弁の切り換え方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るパイロット形切換弁装置は、複数のポート、第１パイロット流路及び第２パイロット流路に連通された弁室を有する弁ブロックと、上記ポート間の接続を切り換えるための弁部が周設されて、上記弁室に２つの切り換え位置間で往復動可能に内挿された弁棒と、弁棒を付勢力により一方の切り換え位置に向けて弾発する復帰バネとから構成され、弁棒における上記一方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ１の第１受圧面が設けられて、弁室の内壁と共に上記第１パイロット流路に連通された第１圧力室を形成し、弁棒における他方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ２の第２受圧面が設けられて、弁室の内壁と共に上記第２パイロット流路に連通された第２圧力室を形成するパイロット形切換弁；上記第１パイロット流路に接続されて第１圧力室に正のパイロット圧力Ｐ１を供給する正圧源；上記第２パイロット流路に接続されて第２圧力室に負のパイロット圧力−Ｐ２を供給する負圧源；を備え、
弁棒が上記一方の切り換え位置に在る時における復帰バネの付勢力をＦ１、弁棒が上記他方の切り換え位置に在る時における復帰バネの付勢力をＦ２としたときに、
Ｓ１・Ｐ１≦Ｆ１
Ｓ２・Ｐ２≦Ｆ１
Ｓ１・Ｐ１＋Ｓ２・Ｐ２＞Ｆ２
なる関係を有しており、上記正圧源及び負圧源から第１圧力室及び第２圧力室に対して、それぞれ正のパイロット圧力Ｐ１及び負のパイロット圧力−Ｐ２が同時に供給された時にのみ、弁棒が第１圧力室側の切り換え位置から第２圧力室側の切り換え位置へと変位して、上記ポート間の接続が切り換えられることを特徴とするものである。
【０００６】
ここで、上記弁室内には一対の弁座が対向して形成され、これら一対の弁座間に弁部を位置させて弁棒が上記弁室に内挿されており、該弁室内において弁棒を往復動させて弁部を各弁座に接離させることにより、上記ポート間の接続が切り換えられるようになっている。
具体的には、上記複数のポートは、第１ポートと第２ポートと出力ポートとから成り、上記弁棒は、その弁部の両側に、弁室内に流路をそれぞれ形成する一対のくびれ部と、該くびれ部を挟んで周設されて弁室の内壁上を摺動する一対のシール部とを備え、これら一対のシール部における各外側端面が、弁棒の各端面と共に上記第１受圧面及び第２受圧面をそれぞれ形成し、弁棒の各シール部が摺動する弁室の内壁部分の径と各弁座を形成する弁室の内壁部分の径とが全て略同径となっており、第１ポート及び第２ポートが、一対のくびれ部がそれぞれ流路を形成する位置において弁室に連通され、出力ポートが、上記一対の弁座間において弁室に連通されており、弁室内において弁棒を往復動させて弁部を各弁座に接離させることにより、第１ポート及び第２ポートと出力ポートとの間の接続が切り換えられるようになっている。
【０００７】
さらに、上記課題を解決するため、本発明に係るパイロット切換弁の切り換え方法は、複数のポート、第１パイロット流路及び第２パイロット流路に連通された弁室を有する弁ブロックと、上記ポート間の接続を切り換えるための弁部が周設されて、上記弁室に２つの切り換え位置間で往復動可能に内挿された弁棒と、弁棒を付勢力により一方の切り換え位置に向けて弾発する復帰バネとから構成され、弁棒における上記一方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ１の第１受圧面が設けられて、弁室の内壁と共に上記第１パイロット流路に連通された第１圧力室を形成し、弁棒における他方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ２の第２受圧面が設けられて、弁室の内壁と共に上記第２パイロット流路に連通された第２圧力室を形成するパイロット形切換弁の切り換え方法であって、弁棒が上記一方の切り換え位置に在る時における復帰バネの付勢力をＦ１、弁棒が上記他方の切り換え位置に在る時における復帰バネの付勢力をＦ２としたときに、
Ｓ１・Ｐ１≦Ｆ１
Ｓ２・Ｐ２≦Ｆ１
Ｓ１・Ｐ１＋Ｓ２・Ｐ２＞Ｆ２
なる関係を満たす正のパイロット圧力Ｐ１及び負のパイロット圧力−Ｐ２を、第１パイロット流路及び第２パイロット流路から第１圧力室及び第２圧力室に対して同時に供給することにより、弁棒を上記一方の切り換え位置から上記他方の切り換え位置へと変位させて、上記ポート間の接続を切り換えることを特徴としている。
【０００８】
このように、本発明に係るパイロット形切換弁装置及びパイロット形切換弁の切り換え方法によれば、正のパイロット圧力Ｐ１及び負のパイロット圧力−Ｐ２が、弁室における弁棒の両端側に形成された第１圧力室及び第２圧力室に対して、それぞれ同時に供給された時にのみ、弁棒が第１圧力室側から第２圧力室側へと変位して、各ポート間の接続が切り換えられるので、例え誤ってパイロット圧力が上記第１圧力室又は第２圧力室の一方に対して不意に供給されたとしても、弁棒が変位して各ポート間の接続が切り換えられることが無い。したがって、切換弁の誤動作の防止を、特別な回路を必要とすること無く、低コストにて実現することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を示しており、パイロット形切換弁１は、複数のポート３１〜３３、第１パイロット流路３４及び第２パイロット流路３５に連通された弁室３０を内部に備えて成る弁ブロック３と、上記ポート３１〜３３間の接続を切り換えるための弁部５０が周設されて、弁室３０に２つの切り換え位置間で往復摺動可能に内挿された弁棒５と、弁棒５を付勢力により一方の切り換え位置（図１に示す切り換え位置）に向けて弾発する復帰バネ７とから構成されている。
弁棒５における上記一方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ１の第１受圧面５１が設けられて、弁室３０の端部の内壁と共に上記第１パイロット流路３４に連通された第１圧力室３６を形成し、弁棒５における他方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ２の第２受圧面５２が設けられて、弁室３０の端部の内壁と共に上記第２パイロット流路３５に連通された第２圧力室３７を形成している。
【００１０】
そして、上記パイロット形切換弁１と、上記第１パイロット流路３４に接続されて第１圧力室３６に正のパイロット圧力Ｐ１を供給する正圧源１０と、上記第２パイロット流路３５に接続されて第２圧力室３７に負のパイロット圧力−Ｐ２を供給する負圧源２０とによりパイロット切換弁装置が構成されている。すなわち、該パイロット切換弁装置においては、第１圧力室３６が第１パイロット流路３４によって正圧源１０に接続された正圧室を形成し、第２圧力室３７が第２パイロット流路３５によって負圧源２０に接続された負圧室を形成している（以下、「第１圧力室３６」を「正圧室３６」、「第２圧力室３７」を「負圧室３７」という。）。
【００１１】
ここで、上記パイロット切換弁１は、弁棒５が上記一方の切り換え位置に在る時における復帰バネ７の付勢力をＦ１、弁棒５が上記他方の切り換え位置に在る時における復帰バネ７の付勢力をＦ２としたときに、
Ｓ１・Ｐ１≦Ｆ１
Ｓ２・Ｐ２≦Ｆ１
Ｓ１・Ｐ１＋Ｓ２・Ｐ２＞Ｆ２
なる関係を有しており、上記各パイロット流路３４，３５から正圧室３６及び負圧室３７にそれぞれ正のパイロット圧力Ｐ１及び負のパイロット圧力−Ｐ２が同時に供給された時にのみ、弁棒５が正圧室３６側の切り換え位置から負圧室３７側の切り換え位置へと変位して、複数のポート３１〜３３間の接続が切り換えられるようになっている。
【００１２】
したがって、図１に示すような、弁棒５が正圧室３６側の切り換え位置に在る場合において、不意に誤ってパイロット圧力が正圧室３６又は負圧室３７の一方に対して供給されたとしても、各ポート３１〜３３間の接続が切り換えられることが無いため、切換弁１の誤動作の防止を、特別な回路を必要とすること無く、簡単な構成により低コストにて実現することが可能となる。
【００１３】
弁室３０内には、一対の対向する第１弁座３８及び第２弁座３９が、該弁室３０の内壁から成る第１弁座面３０ｂ及び第２弁座面３０ｃによって形成されており、弁棒５が、これらの弁座３８，３９間に弁部５０を位置させて弁室３０に内挿されている。そして、該弁室３０内で弁棒５を往復摺動させて、その弁部５０の両側面をそれぞれ各弁座３８，３９に対して接離させることにより、上記各ポート３１〜３３間の接続が切り換えられるようになっている。具体的には、弁部５０において、その両側面は、弁棒５の両端に向かって傾斜する傾斜面により形成され、またその径は、弁室３０における各弁座３８，３９の径よりも大きく形成されている。そして、このような弁部５０が周設された弁棒５と、一対の弁座３８，３９とによりポペット式の切換弁が形成されている。
【００１４】
上記複数のポート３１〜３３は、入力ポート又は排気ポートとしての第１ポート３１及び第２ポート３２と、出力ポートとしての第３ポート３３（以下、「出力ポート３３」という。）とから成っている。上記弁棒５には、その弁部５０の両側に、弁室３０内に流路をそれぞれ形成する第１くびれ部５３及び第２くびれ部５４と、これら一対のくびれ部５３，５４を挟んで、弁室３０の内壁から成る第１摺動面３０ａ及び第２摺動面３０ｄ上を気密に摺動する凸状の第１シール部５５及び第２シール部５６とが周設されている。そして、これら一対のシール部５５，５６における各外側端面（正圧室３６及び負圧室３７に臨む端面）が、弁棒５の各端面と共に上記面積Ｓ１の第１受圧面５１及び面積Ｓ２の第２受圧面５２をそれぞれ形成している。また、第１ポート３１及び第２ポート３２が、各くびれ部５３，５４が流路を形成する位置において弁室３０にそれぞれ連通され、出力ポート３３が、上記一対の弁座３８，３９間において弁室３０に連通されている。
【００１５】
なお、弁室３０における上記第１摺動面３０ａ及び第２摺動面３０ｄを形成する内壁部分の径Ｄ１，Ｄ４と、上記第１弁座面３０ｂ及び第２弁座面３０ｃを形成する内壁部分の径Ｄ２，Ｄ３とが全て略同径となっている（Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄ３＝Ｄ４）。
したがって、上記第１ポート３１，第２ポート３２に供給される流体の圧力が、上記弁棒５における弁部５０と上記各シール部５５，５６との間に介在されたくびれ部５３，５４に作用した際に、その圧力によって弁棒５の軸線方向に作用する力が互いに等しく釣り合い、弁棒５を軸線方向に変位させる力が作用しないため、第１ポート３１，第２ポート３２に供給する流体の圧力を自由に選択することが可能となっている。
【００１６】
さらに具体的に説明すると、上記弁ブロック３は、上記弁室３０の正圧室３６側半分が形成されたブロック本体３Ａと、弁室３０の負圧室３７側半分が形成されたリテーナ３Ｂとから構成されている。
ブロック本体３Ａの一面には、弁室３０に沿って上記第１ポート３１及び第２ポート３２が並べて開口されている。また、その一面と背向する他面には、上記第１ポート３１と第２ポートとの中間に対応する位置に、出力ポート３３が開口されていると共に、その出力ポート３３の弁室３０に沿った両側に、第１パイロット流路３４及び第２パイロット流路３５がそれぞれ開口されている。
【００１７】
ブロック本体３Ａにおける上記各ポート３１〜３３が開口された面と直交する面には、上記リテーナ３Ｂが螺合により嵌挿されたリテーナ用穴４０が穿設されており、さらにそのリテーナ用穴４０の底面には、上記弁室３０の正圧室３６側半分が穿設されている。そして、そのリテーナ用穴４０の底面において、ブロック本体３Ａに形成された弁室３０の正圧室３６側半分と、リテーナ３Ｂに形成された弁室３０の負圧室３７側半分とが、それらの開口部を互いに対向させて結合され、弁ブロック３内に上記弁室３０全体を形成している。
【００１８】
ブロック本体３Ａ側に穿設された弁室３０の内壁は、上記第１摺動面３０ａと上記第１弁座面３０ｂとを形成しており、ブロック本体３Ａ側の弁室３０は、これら第１摺動面３０ａと第１弁座面３０ｂとの間であって、弁棒５の第１くびれ部５３が流路を形成している位置において、第２ポート３２に連通されている。一方、リテーナ３Ｂ側に穿設された弁室３０の内壁は、上記第２摺動面３０ｄと上記第２弁座面３０ｃとを形成しており、リテーナ３Ｂ側の弁室３０は、これら第２摺動面３０ｃと第２弁座面３０ｄとの間であって、弁棒５の第２くびれ部５４が流路を形成している位置において、第１ポート３１に連通されている。
【００１９】
また、ブロック本体３Ａ及びリテーナ３Ｂにおける各弁室３０の開口部には、それらの開口部を跨いで形成された出力用流路溝４１が周設されており、該出力用流路溝４１が上記出力ポート３３に連通されている。そして、該出力用流路溝４１の両側壁４１ｂ，４１ｃがそれぞれ、上記弁室３０におけるブロック本体３Ａ側の第１弁座面３０ｂ及びリテーナ３Ｂ側の第２弁座面３０ｃと略直角に交差することにより上記各弁座３８，３９を形成している。
そうすることにより、第１くびれ部５３によって弁室３０内に形成された流路と出力用流路溝４１とは、正圧室３６側の弁座３８を介して連通又は遮断され、第２くびれ部５４によって弁室３０内に形成された流路と出力用流路溝４１とは、負圧室３７側の弁座３９を介して連通又は遮断されるようになっている。
なお、出力用流路溝４１は、その底壁４１ａのブロック本体３Ａ側において、出力ポート３３に連通されている。
【００２０】
ブロック本体３Ａに穿設されたリテーナ用穴４０の内壁には、第１ポート３１に連通された第１流路溝４２と、第２パイロット流路３５に連通された第２流路溝４３とがそれぞれ周設されている。そして、これら各流路溝４２，４３がそれぞれ、上記リテーナ３Ｂの外周面と弁室３０の内壁との間を貫通して周方向に複数設けられた第１流路孔４５及び第２流路孔４６により、弁室３０における第２くびれ部５４が流路を形成する位置及び負圧室３７に連通されている。
ここで、上記第１流路溝４２及び第２流路溝４３の両側は、複数のシール部材４７によってシールされている。具体的には、各流路溝４２，４３の両側に沿ってリテーナ３Ｂの外周面に周設された各凹溝に、合成ゴム等の弾性材から成るシール部材４７をそれぞれ嵌め込むことにより、各流路溝４２，４３がシールされると同時に、弁室３０もシールされて気密性が保たれている。
【００２１】
弁棒５は、第２受圧面５２を形成する上記第２シール部５６の外側端面と、第２受圧面５２と対向して負圧室３７を形成する弁室３０の内端面との間に縮設された復帰バネ（コイルバネ）７の付勢力により、正圧室３６側の切り換え位置に向けて弾発されている。復帰バネ７は、弁棒５が正圧室３６側の切り換え位置に在る時、すなわち弁部５０が第１弁座３８に当接している状態においては、該弁棒５をＦ１（ただし、Ｓ１・Ｐ１≦Ｆ１，Ｓ２・Ｐ２≦Ｆ１）の付勢力で弾発し、一方、弁棒５が負圧室３７側の切り換え位置に在る時、すなわち弁部５０が第２弁座３９に当接している状態においては、該弁棒５をＦ２（ただし、Ｓ１・Ｐ１＋Ｓ２・Ｐ２＞Ｆ２）の付勢力で弾発する弾性特性を有している。
【００２２】
また、弁棒５の各シール部５５，５６には凹溝が周設されており、その凹溝に嵌め込まれた合成ゴム等の弾性材から成るシール部材５５ａ，５６ａにより、正圧室３６及び負圧室３７がシールされて気密性が保たれている。
上記弁部５０は、弁棒５と一体に形成されて先端に向けて幅細となる断面略台形の凸部５０ａと、該凸部５０ａの表面に被着された合成ゴム等の弾性材から成る弁部材５０ｂとから構成されており、該弁部５０における弁部材５０ｂで被覆された一対の傾斜面が、第１弁座３８及び第２弁座３９に当接して弁を開閉するようになっている。そして、上記第１シール部５５の内側端面と弁部５０の一方の傾斜面との間に上記第１くびれ部５３が形成され、上記第２シール部５６の内側端面と弁部５０の他方の斜面との間に上記第２くびれ部５４が形成されている。
【００２３】
上述のようなパイロット形切換弁装置は、例えば、第１ポート３１を入力ポートとして図示しない負圧源に接続し、第２ポート３２を真空破壊用ポートとして大気開放又は図示しない正圧源に接続し、出力ポート３３を図示しない吸着パッドに接続することにより、半導体製造装置や半導体検査装置における半導体チップを吸着・搬送するための真空吸着部等において、吸着パッドに供給する流体圧力を切り換えるために用いることができる。
【００２４】
次に、上記パイロット形切換弁装置の動作を説明する。
まず、正圧源１０及び負圧源２０からの正圧室３６及び負圧室３７に対するパイロット圧力の供給が停止された状態においては、復帰バネ７の付勢力Ｆ１によって、弁棒５に周設された弁部５０の一方の側面が正圧室３６側の弁座３８に当接していると共に、該弁部５０の他方の側面が負圧室３７側の弁座３９から離間している。そのため、第１くびれ部５３によって形成された流路と上記出力用流路溝４１との間が遮断されて、第２ポート３２と出力ポート３３との接続が遮断されている一方で、第２くびれ部５４によって形成された流路と上記出力用流路溝４１とが連通されて、第１ポート３１と出力ポート３３とが接続されている。
【００２５】
また、正圧源１０又は負圧源２０の不具合等により、正圧室３６又は負圧室３７に対して、不意に誤って正圧Ｐ１又は負圧−Ｐ２のパイロット圧力が供給された場合においては、復帰バネ７が弁棒５に作用させる正圧室３６方向の付勢力Ｆ１が、パイロット圧力が弁棒５に作用させる負圧室３７方向の力（Ｓ１・Ｐ１又はＳ２・Ｐ２）以上であるため、弁棒５は正圧室３６側の切り換え位置から動かない。そのため、上述のように、第１ポート３１と出力ポート３３とが接続された状態に保持される。
【００２６】
そして、正圧源１０及び負圧源２０から、正圧室３６及び負圧室３７に対して、正圧Ｐ１及び負圧−Ｐ２のパイロット圧力がそれぞれ同時に供給されると、パイロット圧力が弁棒５に作用させる負圧室３７方向の力（Ｓ１・Ｐ１＋Ｓ２・Ｐ２）が、復帰バネ７が上記両切り換え位置において弁棒５に作用させる正圧室３６方向の付勢力（Ｆ１及びＦ２）よりも大きいため、弁棒５が上記復帰バネ７の付勢力に抗して正圧室３６側から負圧室３７側へと変位する。よって、弁部５０の上記他方の側面が負圧室３７側の弁座３９に当接すると共に、該弁部５０の上記一方の側面が正圧室３６側の弁座３８から離間する。その結果、第２くびれ部５４によって形成された流路と上記出力用流路溝４１との間が遮断されて、第１ポート３１と出力ポート３３との接続が遮断される一方で、第１くびれ部５３によって形成された流路と上記出力用流路溝４１とが連通されて、第２ポート３２と出力ポート３３とが接続される。
【００２７】
なお、本実施例におけるパイロット形切換弁１の第１ポート３１及び第２ポート３２については、上述のように第１ポート３１を入力ポートとして負圧源に接続し、第２ポート３２を真空破壊用ポートとして大気圧開放又は正圧源に接続するほか、両ポート３１，３２を入力ポートとして圧力源にそれぞれ接続したり、一方のポートを入力ポートとして正圧源に接続し、他方のポートを排気ポートとして大気開放したりするなど、様々な形態を採用することができる。また、各ポート３１〜３３の数やそれらを切り換えるための弁の数も上記実施例に限定されるものではなく、必要に応じて増やすことも可能である。さらに、上記弁部５０によって形成される弁は、ポペット式に限られるものではなく、スプール式であっても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明に係るパイロット形切換弁装置及びパイロット形切換弁の切り換え方法によれば、正のパイロット圧力Ｐ１及び負のパイロット圧力−Ｐ２が、弁室における弁棒の両端側に形成された第１圧力室及び第２圧力室に対して、それぞれ同時に供給された時にのみ、弁棒が第１圧力室側から第２圧力室側へと変位して、各ポート間の接続が切り換えられるので、例え誤ってパイロット圧力が上記第１圧力室又は第２圧力室の一方に対して不意に供給されたとしても、弁棒が変位して各ポート間の接続が切り換えられることが無い。したがって、切換弁の誤動作の防止を、特別な回路を必要とすること無く、低コストにて実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すパイロット形切換弁１の断面図である。
【符号の説明】
１ パイロット形切換弁
３ 弁ブロック
５ 弁棒
７ 復帰バネ
１０ 正圧源
２０ 負圧源
３０ 弁室
３１ 第１ポート
３２ 第２ポート
３３ 第３ポート（出力ポート）
３４ 第１パイロット流路
３５ 第２パイロット流路
３６ 第１圧力室（正圧室）
３７ 第２圧力室（負圧室）
３８ 第１弁座
３９ 第２弁座
５０ 弁部
５１ 第１受圧面
５２ 第２受圧面
５３ 第１くびれ部
５４ 第２くびれ部
５５ 第１シール部
５６ 第２シール部
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のポートを有する切換弁の弁室に往復動可能に内挿された弁棒を、弁室内に圧力源からパイロット圧力を供給することにより変位させて、各ポート間の接続を切り換えるパイロット形切換弁装置及びパイロット切換弁の切り換え方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
弁部を周設して成る弁棒が、弁ブロック内の弁室に往復動可能に内挿されて、復帰バネの付勢力で復帰方向に弾発されており、その弁棒を復帰バネの付勢力に抗して変位させることにより、弁室に連通された複数のポート間の接続を切り換える切換弁は、従来より特許文献１に記載されたもの等、各種形態のものが知られている。
ところで、このような切換弁においては、ポート間の接続を切り換えるにあたって、正圧源から弁室内にパイロット圧力を供給して弁棒に作用させることにより、該弁棒を復帰バネの付勢力に抗して変位させるものが一般的に良く知られているが、このようなパイロット形切換弁装置において、正圧源の不具合等により不意に誤って弁室内にパイロット圧力が供給されると、切換弁も誤動作して各ポート間の接続が切り換えられてしまう。そこで、切換弁におけるこのような誤動作を防止するためには、切換弁装置に特別な安全回路を別途設ける必要性があるが、切換弁装置の構成を複雑化させてコスト高の要因になるという問題点があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−１０６９６６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、上記問題点を解消し、不意に誤ってパイロット圧力が弁室内に供給されることによる切換弁の誤動作を、簡単な構成により低コストにて防止することが可能なパイロット形切換弁装置及びパイロット形切換弁の切り換え方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るパイロット形切換弁装置は、複数のポート、第１パイロット流路及び第２パイロット流路に連通された弁室を有する弁ブロックと、上記ポート間の接続を切り換えるための弁部が周設されて、上記弁室に２つの切り換え位置間で往復動可能に内挿された弁棒と、弁棒を付勢力により一方の切り換え位置に向けて弾発する復帰バネとから構成され、弁棒における上記一方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ１の第１受圧面が設けられて、弁室の内壁と共に上記第１パイロット流路に連通された第１圧力室を形成し、弁棒における他方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ２の第２受圧面が設けられて、弁室の内壁と共に上記第２パイロット流路に連通された第２圧力室を形成するパイロット形切換弁；上記第１パイロット流路に接続されて第１圧力室に正のパイロット圧力Ｐ１を供給する正圧源；上記第２パイロット流路に接続されて第２圧力室に負のパイロット圧力−Ｐ２を供給する負圧源；を備え、
弁棒が上記一方の切り換え位置に在る時における復帰バネの付勢力をＦ１、弁棒が上記他方の切り換え位置に在る時における復帰バネの付勢力をＦ２としたときに、
Ｓ１・Ｐ１≦Ｆ１
Ｓ２・Ｐ２≦Ｆ１
Ｓ１・Ｐ１＋Ｓ２・Ｐ２＞Ｆ２
なる関係を有しており、上記正圧源及び負圧源から第１圧力室及び第２圧力室に対して、それぞれ正のパイロット圧力Ｐ１及び負のパイロット圧力−Ｐ２が同時に供給された時にのみ、弁棒が第１圧力室側の切り換え位置から第２圧力室側の切り換え位置へと変位して、上記ポート間の接続が切り換えられることを特徴とするものである。
【０００６】
ここで、上記弁室内には一対の弁座が対向して形成され、これら一対の弁座間に弁部を位置させて弁棒が上記弁室に内挿されており、該弁室内において弁棒を往復動させて弁部を各弁座に接離させることにより、上記ポート間の接続が切り換えられるようになっている。
具体的には、上記複数のポートは、第１ポートと第２ポートと出力ポートとから成り、上記弁棒は、その弁部の両側に、弁室内に流路をそれぞれ形成する一対のくびれ部と、該くびれ部を挟んで周設されて弁室の内壁上を摺動する一対のシール部とを備え、これら一対のシール部における各外側端面が、弁棒の各端面と共に上記第１受圧面及び第２受圧面をそれぞれ形成し、弁棒の各シール部が摺動する弁室の内壁部分の径と各弁座を形成する弁室の内壁部分の径とが全て略同径となっており、第１ポート及び第２ポートが、一対のくびれ部がそれぞれ流路を形成する位置において弁室に連通され、出力ポートが、上記一対の弁座間において弁室に連通されており、弁室内において弁棒を往復動させて弁部を各弁座に接離させることにより、第１ポート及び第２ポートと出力ポートとの間の接続が切り換えられるようになっている。
【０００７】
さらに、上記課題を解決するため、本発明に係るパイロット切換弁の切り換え方法は、複数のポート、第１パイロット流路及び第２パイロット流路に連通された弁室を有する弁ブロックと、上記ポート間の接続を切り換えるための弁部が周設されて、上記弁室に２つの切り換え位置間で往復動可能に内挿された弁棒と、弁棒を付勢力により一方の切り換え位置に向けて弾発する復帰バネとから構成され、弁棒における上記一方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ１の第１受圧面が設けられて、弁室の内壁と共に上記第１パイロット流路に連通された第１圧力室を形成し、弁棒における他方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ２の第２受圧面が設けられて、弁室の内壁と共に上記第２パイロット流路に連通された第２圧力室を形成するパイロット形切換弁の切り換え方法であって、弁棒が上記一方の切り換え位置に在る時における復帰バネの付勢力をＦ１、弁棒が上記他方の切り換え位置に在る時における復帰バネの付勢力をＦ２としたときに、
Ｓ１・Ｐ１≦Ｆ１
Ｓ２・Ｐ２≦Ｆ１
Ｓ１・Ｐ１＋Ｓ２・Ｐ２＞Ｆ２
なる関係を満たす正のパイロット圧力Ｐ１及び負のパイロット圧力−Ｐ２を、第１パイロット流路及び第２パイロット流路から第１圧力室及び第２圧力室に対して同時に供給することにより、弁棒を上記一方の切り換え位置から上記他方の切り換え位置へと変位させて、上記ポート間の接続を切り換えることを特徴としている。
【０００８】
このように、本発明に係るパイロット形切換弁装置及びパイロット形切換弁の切り換え方法によれば、正のパイロット圧力Ｐ１及び負のパイロット圧力−Ｐ２が、弁室における弁棒の両端側に形成された第１圧力室及び第２圧力室に対して、それぞれ同時に供給された時にのみ、弁棒が第１圧力室側から第２圧力室側へと変位して、各ポート間の接続が切り換えられるので、例え誤ってパイロット圧力が上記第１圧力室又は第２圧力室の一方に対して不意に供給されたとしても、弁棒が変位して各ポート間の接続が切り換えられることが無い。したがって、切換弁の誤動作の防止を、特別な回路を必要とすること無く、低コストにて実現することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を示しており、パイロット形切換弁１は、複数のポート３１〜３３、第１パイロット流路３４及び第２パイロット流路３５に連通された弁室３０を内部に備えて成る弁ブロック３と、上記ポート３１〜３３間の接続を切り換えるための弁部５０が周設されて、弁室３０に２つの切り換え位置間で往復摺動可能に内挿された弁棒５と、弁棒５を付勢力により一方の切り換え位置（図１に示す切り換え位置）に向けて弾発する復帰バネ７とから構成されている。
弁棒５における上記一方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ１の第１受圧面５１が設けられて、弁室３０の端部の内壁と共に上記第１パイロット流路３４に連通された第１圧力室３６を形成し、弁棒５における他方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ２の第２受圧面５２が設けられて、弁室３０の端部の内壁と共に上記第２パイロット流路３５に連通された第２圧力室３７を形成している。
【００１０】
そして、上記パイロット形切換弁１と、上記第１パイロット流路３４に接続されて第１圧力室３６に正のパイロット圧力Ｐ１を供給する正圧源１０と、上記第２パイロット流路３５に接続されて第２圧力室３７に負のパイロット圧力−Ｐ２を供給する負圧源２０とによりパイロット切換弁装置が構成されている。すなわち、該パイロット切換弁装置においては、第１圧力室３６が第１パイロット流路３４によって正圧源１０に接続された正圧室を形成し、第２圧力室３７が第２パイロット流路３５によって負圧源２０に接続された負圧室を形成している（以下、「第１圧力室３６」を「正圧室３６」、「第２圧力室３７」を「負圧室３７」という。）。
【００１１】
ここで、上記パイロット切換弁１は、弁棒５が上記一方の切り換え位置に在る時における復帰バネ７の付勢力をＦ１、弁棒５が上記他方の切り換え位置に在る時における復帰バネ７の付勢力をＦ２としたときに、
Ｓ１・Ｐ１≦Ｆ１
Ｓ２・Ｐ２≦Ｆ１
Ｓ１・Ｐ１＋Ｓ２・Ｐ２＞Ｆ２
なる関係を有しており、上記各パイロット流路３４，３５から正圧室３６及び負圧室３７にそれぞれ正のパイロット圧力Ｐ１及び負のパイロット圧力−Ｐ２が同時に供給された時にのみ、弁棒５が正圧室３６側の切り換え位置から負圧室３７側の切り換え位置へと変位して、複数のポート３１〜３３間の接続が切り換えられるようになっている。
【００１２】
したがって、図１に示すような、弁棒５が正圧室３６側の切り換え位置に在る場合において、不意に誤ってパイロット圧力が正圧室３６又は負圧室３７の一方に対して供給されたとしても、各ポート３１〜３３間の接続が切り換えられることが無いため、切換弁１の誤動作の防止を、特別な回路を必要とすること無く、簡単な構成により低コストにて実現することが可能となる。
【００１３】
弁室３０内には、一対の対向する第１弁座３８及び第２弁座３９が、該弁室３０の内壁から成る第１弁座面３０ｂ及び第２弁座面３０ｃによって形成されており、弁棒５が、これらの弁座３８，３９間に弁部５０を位置させて弁室３０に内挿されている。そして、該弁室３０内で弁棒５を往復摺動させて、その弁部５０の両側面をそれぞれ各弁座３８，３９に対して接離させることにより、上記各ポート３１〜３３間の接続が切り換えられるようになっている。具体的には、弁部５０において、その両側面は、弁棒５の両端に向かって傾斜する傾斜面により形成され、またその径は、弁室３０における各弁座３８，３９の径よりも大きく形成されている。そして、このような弁部５０が周設された弁棒５と、一対の弁座３８，３９とによりポペット式の切換弁が形成されている。
【００１４】
上記複数のポート３１〜３３は、入力ポート又は排気ポートとしての第１ポート３１及び第２ポート３２と、出力ポートとしての第３ポート３３（以下、「出力ポート３３」という。）とから成っている。上記弁棒５には、その弁部５０の両側に、弁室３０内に流路をそれぞれ形成する第１くびれ部５３及び第２くびれ部５４と、これら一対のくびれ部５３，５４を挟んで、弁室３０の内壁から成る第１摺動面３０ａ及び第２摺動面３０ｄ上を気密に摺動する凸状の第１シール部５５及び第２シール部５６とが周設されている。そして、これら一対のシール部５５，５６における各外側端面（正圧室３６及び負圧室３７に臨む端面）が、弁棒５の各端面と共に上記面積Ｓ１の第１受圧面５１及び面積Ｓ２の第２受圧面５２をそれぞれ形成している。また、第１ポート３１及び第２ポート３２が、各くびれ部５３，５４が流路を形成する位置において弁室３０にそれぞれ連通され、出力ポート３３が、上記一対の弁座３８，３９間において弁室３０に連通されている。
【００１５】
なお、弁室３０における上記第１摺動面３０ａ及び第２摺動面３０ｄを形成する内壁部分の径Ｄ１，Ｄ４と、上記第１弁座面３０ｂ及び第２弁座面３０ｃを形成する内壁部分の径Ｄ２，Ｄ３とが全て略同径となっている（Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄ３＝Ｄ４）。
したがって、上記第１ポート３１，第２ポート３２に供給される流体の圧力が、上記弁棒５における弁部５０と上記各シール部５５，５６との間に介在されたくびれ部５３，５４に作用した際に、その圧力によって弁棒５の軸線方向に作用する力が互いに等しく釣り合い、弁棒５を軸線方向に変位させる力が作用しないため、第１ポート３１，第２ポート３２に供給する流体の圧力を自由に選択することが可能となっている。
【００１６】
さらに具体的に説明すると、上記弁ブロック３は、上記弁室３０の正圧室３６側半分が形成されたブロック本体３Ａと、弁室３０の負圧室３７側半分が形成されたリテーナ３Ｂとから構成されている。
ブロック本体３Ａの一面には、弁室３０に沿って上記第１ポート３１及び第２ポート３２が並べて開口されている。また、その一面と背向する他面には、上記第１ポート３１と第２ポートとの中間に対応する位置に、出力ポート３３が開口されていると共に、その出力ポート３３の弁室３０に沿った両側に、第１パイロット流路３４及び第２パイロット流路３５がそれぞれ開口されている。
【００１７】
ブロック本体３Ａにおける上記各ポート３１〜３３が開口された面と直交する面には、上記リテーナ３Ｂが螺合により嵌挿されたリテーナ用穴４０が穿設されており、さらにそのリテーナ用穴４０の底面には、上記弁室３０の正圧室３６側半分が穿設されている。そして、そのリテーナ用穴４０の底面において、ブロック本体３Ａに形成された弁室３０の正圧室３６側半分と、リテーナ３Ｂに形成された弁室３０の負圧室３７側半分とが、それらの開口部を互いに対向させて結合され、弁ブロック３内に上記弁室３０全体を形成している。
【００１８】
ブロック本体３Ａ側に穿設された弁室３０の内壁は、上記第１摺動面３０ａと上記第１弁座面３０ｂとを形成しており、ブロック本体３Ａ側の弁室３０は、これら第１摺動面３０ａと第１弁座面３０ｂとの間であって、弁棒５の第１くびれ部５３が流路を形成している位置において、第２ポート３２に連通されている。一方、リテーナ３Ｂ側に穿設された弁室３０の内壁は、上記第２摺動面３０ｄと上記第２弁座面３０ｃとを形成しており、リテーナ３Ｂ側の弁室３０は、これら第２摺動面３０ｃと第２弁座面３０ｄとの間であって、弁棒５の第２くびれ部５４が流路を形成している位置において、第１ポート３１に連通されている。
【００１９】
また、ブロック本体３Ａ及びリテーナ３Ｂにおける各弁室３０の開口部には、それらの開口部を跨いで形成された出力用流路溝４１が周設されており、該出力用流路溝４１が上記出力ポート３３に連通されている。そして、該出力用流路溝４１の両側壁４１ｂ，４１ｃがそれぞれ、上記弁室３０におけるブロック本体３Ａ側の第１弁座面３０ｂ及びリテーナ３Ｂ側の第２弁座面３０ｃと略直角に交差することにより上記各弁座３８，３９を形成している。
そうすることにより、第１くびれ部５３によって弁室３０内に形成された流路と出力用流路溝４１とは、正圧室３６側の弁座３８を介して連通又は遮断され、第２くびれ部５４によって弁室３０内に形成された流路と出力用流路溝４１とは、負圧室３７側の弁座３９を介して連通又は遮断されるようになっている。
なお、出力用流路溝４１は、その底壁４１ａのブロック本体３Ａ側において、出力ポート３３に連通されている。
【００２０】
ブロック本体３Ａに穿設されたリテーナ用穴４０の内壁には、第１ポート３１に連通された第１流路溝４２と、第２パイロット流路３５に連通された第２流路溝４３とがそれぞれ周設されている。そして、これら各流路溝４２，４３がそれぞれ、上記リテーナ３Ｂの外周面と弁室３０の内壁との間を貫通して周方向に複数設けられた第１流路孔４５及び第２流路孔４６により、弁室３０における第２くびれ部５４が流路を形成する位置及び負圧室３７に連通されている。
ここで、上記第１流路溝４２及び第２流路溝４３の両側は、複数のシール部材４７によってシールされている。具体的には、各流路溝４２，４３の両側に沿ってリテーナ３Ｂの外周面に周設された各凹溝に、合成ゴム等の弾性材から成るシール部材４７をそれぞれ嵌め込むことにより、各流路溝４２，４３がシールされると同時に、弁室３０もシールされて気密性が保たれている。
【００２１】
弁棒５は、第２受圧面５２を形成する上記第２シール部５６の外側端面と、第２受圧面５２と対向して負圧室３７を形成する弁室３０の内端面との間に縮設された復帰バネ（コイルバネ）７の付勢力により、正圧室３６側の切り換え位置に向けて弾発されている。復帰バネ７は、弁棒５が正圧室３６側の切り換え位置に在る時、すなわち弁部５０が第１弁座３８に当接している状態においては、該弁棒５をＦ１（ただし、Ｓ１・Ｐ１≦Ｆ１，Ｓ２・Ｐ２≦Ｆ１）の付勢力で弾発し、一方、弁棒５が負圧室３７側の切り換え位置に在る時、すなわち弁部５０が第２弁座３９に当接している状態においては、該弁棒５をＦ２（ただし、Ｓ１・Ｐ１＋Ｓ２・Ｐ２＞Ｆ２）の付勢力で弾発する弾性特性を有している。
【００２２】
また、弁棒５の各シール部５５，５６には凹溝が周設されており、その凹溝に嵌め込まれた合成ゴム等の弾性材から成るシール部材５５ａ，５６ａにより、正圧室３６及び負圧室３７がシールされて気密性が保たれている。
上記弁部５０は、弁棒５と一体に形成されて先端に向けて幅細となる断面略台形の凸部５０ａと、該凸部５０ａの表面に被着された合成ゴム等の弾性材から成る弁部材５０ｂとから構成されており、該弁部５０における弁部材５０ｂで被覆された一対の傾斜面が、第１弁座３８及び第２弁座３９に当接して弁を開閉するようになっている。そして、上記第１シール部５５の内側端面と弁部５０の一方の傾斜面との間に上記第１くびれ部５３が形成され、上記第２シール部５６の内側端面と弁部５０の他方の斜面との間に上記第２くびれ部５４が形成されている。
【００２３】
上述のようなパイロット形切換弁装置は、例えば、第１ポート３１を入力ポートとして図示しない負圧源に接続し、第２ポート３２を真空破壊用ポートとして大気開放又は図示しない正圧源に接続し、出力ポート３３を図示しない吸着パッドに接続することにより、半導体製造装置や半導体検査装置における半導体チップを吸着・搬送するための真空吸着部等において、吸着パッドに供給する流体圧力を切り換えるために用いることができる。
【００２４】
次に、上記パイロット形切換弁装置の動作を説明する。
まず、正圧源１０及び負圧源２０からの正圧室３６及び負圧室３７に対するパイロット圧力の供給が停止された状態においては、復帰バネ７の付勢力Ｆ１によって、弁棒５に周設された弁部５０の一方の側面が正圧室３６側の弁座３８に当接していると共に、該弁部５０の他方の側面が負圧室３７側の弁座３９から離間している。そのため、第１くびれ部５３によって形成された流路と上記出力用流路溝４１との間が遮断されて、第２ポート３２と出力ポート３３との接続が遮断されている一方で、第２くびれ部５４によって形成された流路と上記出力用流路溝４１とが連通されて、第１ポート３１と出力ポート３３とが接続されている。
【００２５】
また、正圧源１０又は負圧源２０の不具合等により、正圧室３６又は負圧室３７に対して、不意に誤って正圧Ｐ１又は負圧−Ｐ２のパイロット圧力が供給された場合においては、復帰バネ７が弁棒５に作用させる正圧室３６方向の付勢力Ｆ１が、パイロット圧力が弁棒５に作用させる負圧室３７方向の力（Ｓ１・Ｐ１又はＳ２・Ｐ２）以上であるため、弁棒５は正圧室３６側の切り換え位置から動かない。そのため、上述のように、第１ポート３１と出力ポート３３とが接続された状態に保持される。
【００２６】
そして、正圧源１０及び負圧源２０から、正圧室３６及び負圧室３７に対して、正圧Ｐ１及び負圧−Ｐ２のパイロット圧力がそれぞれ同時に供給されると、パイロット圧力が弁棒５に作用させる負圧室３７方向の力（Ｓ１・Ｐ１＋Ｓ２・Ｐ２）が、復帰バネ７が上記両切り換え位置において弁棒５に作用させる正圧室３６方向の付勢力（Ｆ１及びＦ２）よりも大きいため、弁棒５が上記復帰バネ７の付勢力に抗して正圧室３６側から負圧室３７側へと変位する。よって、弁部５０の上記他方の側面が負圧室３７側の弁座３９に当接すると共に、該弁部５０の上記一方の側面が正圧室３６側の弁座３８から離間する。その結果、第２くびれ部５４によって形成された流路と上記出力用流路溝４１との間が遮断されて、第１ポート３１と出力ポート３３との接続が遮断される一方で、第１くびれ部５３によって形成された流路と上記出力用流路溝４１とが連通されて、第２ポート３２と出力ポート３３とが接続される。
【００２７】
なお、本実施例におけるパイロット形切換弁１の第１ポート３１及び第２ポート３２については、上述のように第１ポート３１を入力ポートとして負圧源に接続し、第２ポート３２を真空破壊用ポートとして大気圧開放又は正圧源に接続するほか、両ポート３１，３２を入力ポートとして圧力源にそれぞれ接続したり、一方のポートを入力ポートとして正圧源に接続し、他方のポートを排気ポートとして大気開放したりするなど、様々な形態を採用することができる。また、各ポート３１〜３３の数やそれらを切り換えるための弁の数も上記実施例に限定されるものではなく、必要に応じて増やすことも可能である。さらに、上記弁部５０によって形成される弁は、ポペット式に限られるものではなく、スプール式であっても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明に係るパイロット形切換弁装置及びパイロット形切換弁の切り換え方法によれば、正のパイロット圧力Ｐ１及び負のパイロット圧力−Ｐ２が、弁室における弁棒の両端側に形成された第１圧力室及び第２圧力室に対して、それぞれ同時に供給された時にのみ、弁棒が第１圧力室側から第２圧力室側へと変位して、各ポート間の接続が切り換えられるので、例え誤ってパイロット圧力が上記第１圧力室又は第２圧力室の一方に対して不意に供給されたとしても、弁棒が変位して各ポート間の接続が切り換えられることが無い。したがって、切換弁の誤動作の防止を、特別な回路を必要とすること無く、低コストにて実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すパイロット形切換弁１の断面図である。
【符号の説明】
１ パイロット形切換弁
３ 弁ブロック
５ 弁棒
７ 復帰バネ
１０ 正圧源
２０ 負圧源
３０ 弁室
３１ 第１ポート
３２ 第２ポート
３３ 第３ポート（出力ポート）
３４ 第１パイロット流路
３５ 第２パイロット流路
３６ 第１圧力室（正圧室）
３７ 第２圧力室（負圧室）
３８ 第１弁座
３９ 第２弁座
５０ 弁部
５１ 第１受圧面
５２ 第２受圧面
５３ 第１くびれ部
５４ 第２くびれ部
５５ 第１シール部
５６ 第２シール部
Claims (4)
- 複数のポート、第１パイロット流路及び第２パイロット流路に連通された弁室を有する弁ブロックと、上記ポート間の接続を切り換えるための弁部が周設されて、上記弁室に２つの切り換え位置間で往復動可能に内挿された弁棒と、弁棒を付勢力により一方の切り換え位置に向けて弾発する復帰バネとから構成され、弁棒における上記一方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ１の第１受圧面が設けられて、弁室の内壁と共に上記第１パイロット流路に連通された第１圧力室を形成し、弁棒における他方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ２の第２受圧面が設けられて、弁室の内壁と共に上記第２パイロット流路に連通された第２圧力室を形成するパイロット形切換弁；上記第１パイロット流路に接続されて第１圧力室に正のパイロット圧力Ｐ１を供給する正圧源；上記第２パイロット流路に接続されて第２圧力室に負のパイロット圧力−Ｐ２を供給する負圧源；を備え、
弁棒が上記一方の切り換え位置に在る時における復帰バネの付勢力をＦ１、弁棒が上記他方の切り換え位置に在る時における復帰バネの付勢力をＦ２としたときに、
Ｓ１・Ｐ１≦Ｆ１
Ｓ２・Ｐ２≦Ｆ１
Ｓ１・Ｐ１＋Ｓ２・Ｐ２＞Ｆ２
なる関係を有しており、上記正圧源及び負圧源から第１圧力室及び第２圧力室に対して、それぞれ正のパイロット圧力Ｐ１及び負のパイロット圧力−Ｐ２が同時に供給された時にのみ、弁棒が第１圧力室側の切り換え位置から第２圧力室側の切り換え位置へと変位して、上記ポート間の接続が切り換えられることを特徴とするパイロット形切換弁装置。 - 上記弁室内には一対の弁座が対向して形成され、これら一対の弁座間に弁部を位置させて弁棒が上記弁室に内挿されており、該弁室内において弁棒を往復動させて弁部を各弁座に接離させることにより、上記ポート間の接続が切り換えられることを特徴とする請求項１に記載のパイロット形切換弁装置。
- 上記複数のポートは、第１ポートと第２ポートと出力ポートとから成り、
上記弁棒は、その弁部の両側に、弁室内に流路をそれぞれ形成する一対のくびれ部と、該くびれ部を挟んで周設されて弁室の内壁上を摺動する一対のシール部とを備え、これら一対のシール部における各外側端面が、弁棒の各端面と共に上記第１受圧面及び第２受圧面をそれぞれ形成し、弁棒の各シール部が摺動する弁室の内壁部分の径と各弁座を形成する弁室の内壁部分の径とが全て略同径となっており、
第１ポート及び第２ポートが、一対のくびれ部がそれぞれ流路を形成する位置において弁室に連通され、出力ポートが、上記一対の弁座間において弁室に連通されており、
弁室内において弁棒を往復動させて弁部を各弁座に接離させることにより、第１ポート及び第２ポートと出力ポートとの間の接続が切り換えられることを特徴とする請求項２に記載のパイロット形切換弁装置。 - 複数のポート、第１パイロット流路及び第２パイロット流路に連通された弁室を有する弁ブロックと、上記ポート間の接続を切り換えるための弁部が周設されて、上記弁室に２つの切り換え位置間で往復動可能に内挿された弁棒と、弁棒を付勢力により一方の切り換え位置に向けて弾発する復帰バネとから構成され、弁棒における上記一方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ１の第１受圧面が設けられて、弁室の内壁と共に上記第１パイロット流路に連通された第１圧力室を形成し、弁棒における他方の切り換え位置側の端部には面積Ｓ２の第２受圧面が設けられて、弁室の内壁と共に上記第２パイロット流路に連通された第２圧力室を形成するパイロット形切換弁の切り換え方法であって、
弁棒が上記一方の切り換え位置に在る時における復帰バネの付勢力をＦ１、弁棒が上記他方の切り換え位置に在る時における復帰バネの付勢力をＦ２としたときに、
Ｓ１・Ｐ１≦Ｆ１
Ｓ２・Ｐ２≦Ｆ１
Ｓ１・Ｐ１＋Ｓ２・Ｐ２＞Ｆ２
なる関係を満たす正のパイロット圧力Ｐ１及び負のパイロット圧力−Ｐ２を、第１パイロット流路及び第２パイロット流路から第１圧力室及び第２圧力室に対して同時に供給することにより、弁棒を上記一方の切り換え位置から上記他方の切り換え位置へと変位させて、上記ポート間の接続を切り換えることを特徴とするパイロット形切換弁の切り換え方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003092054A JP2004301164A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | パイロット形切換弁装置及びパイロット形切換弁の切り換え方法 |
| US10/809,081 US7047993B2 (en) | 2003-03-28 | 2004-03-25 | Pilot switching valve apparatus and a method of switching pilot switching valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003092054A JP2004301164A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | パイロット形切換弁装置及びパイロット形切換弁の切り換え方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004301164A true JP2004301164A (ja) | 2004-10-28 |
Family
ID=32985340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003092054A Pending JP2004301164A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | パイロット形切換弁装置及びパイロット形切換弁の切り換え方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7047993B2 (ja) |
| JP (1) | JP2004301164A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100966846B1 (ko) | 2008-07-15 | 2010-06-29 | (주)제이.케이.에스 | 유압방향전환밸브 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2498052C (en) * | 2002-09-10 | 2011-05-17 | Bayer Healthcare Ag | Heterocyclic derivatives |
| CN101173717B (zh) * | 2006-09-28 | 2010-06-09 | 亚申科技研发中心（上海）有限公司 | 阀及使用阀的方法 |
| WO2008043300A1 (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-17 | Accelergy Shanghai R & D Center Co., Ltd. | Valve suitable for high pressure applications |
| US7644646B1 (en) | 2007-06-13 | 2010-01-12 | Sauer-Danfoss, Inc. | Three position servo system to control the displacement of a hydraulic motor |
| US7730826B2 (en) * | 2007-07-31 | 2010-06-08 | Sauer-Danfoss Inc. | Swashplate type axial piston device having apparatus for providing three operating displacements |
| CN102128282B (zh) * | 2010-01-14 | 2012-11-28 | 长沙理工大学 | 压力控制切换阀 |
| GB201011656D0 (en) * | 2010-07-10 | 2010-08-25 | Norgren Ltd C A | Adjustable pilot-actuated valve |
| US9494245B1 (en) | 2013-03-15 | 2016-11-15 | Humphrey Products Company | Over-molded valve stem and method of making a valve stem for a valve assembly |
| US10508745B2 (en) * | 2015-09-18 | 2019-12-17 | The Oilgear Company | Valve assembly |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4416307A (en) * | 1979-12-26 | 1983-11-22 | Schmelzer Corporation | Valve assembly |
| JPH073734B2 (ja) | 1986-10-24 | 1995-01-18 | パイオニア株式会社 | スライダ−サ−ボ装置 |
-
2003
- 2003-03-28 JP JP2003092054A patent/JP2004301164A/ja active Pending
-
2004
- 2004-03-25 US US10/809,081 patent/US7047993B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100966846B1 (ko) | 2008-07-15 | 2010-06-29 | (주)제이.케이.에스 | 유압방향전환밸브 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20040187940A1 (en) | 2004-09-30 |
| US7047993B2 (en) | 2006-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI541463B (zh) | 具有殘壓排氣閥的５埠切換閥 | |
| JP2004301164A (ja) | パイロット形切換弁装置及びパイロット形切換弁の切り換え方法 | |
| US6415818B2 (en) | Diaphragm-type solenoid valve | |
| JP3323344B2 (ja) | ダブルソレノイド形電磁弁 | |
| US20120255617A1 (en) | Pilot-operated three-position switching valve | |
| US5971022A (en) | Selector valve with counterflow prevention means | |
| EP2069662B1 (en) | Valve seal member and valve | |
| JP6209139B2 (ja) | パイロット式電磁弁 | |
| KR101430530B1 (ko) | 단동형 방향 전환 밸브 | |
| JP2008223913A (ja) | パイロット形３ポート弁 | |
| JP4210588B2 (ja) | 低エネルギ消費のソレノイド弁 | |
| JP2006207796A (ja) | ソレノイドバルブ | |
| JP2005054831A (ja) | パイロット式電磁弁 | |
| TW202314129A (zh) | 真空噴射器及具備該真空噴射器的真空產生裝置 | |
| US11680650B2 (en) | Four-position switching valve | |
| JP2001280522A (ja) | マニホールド電磁弁 | |
| CN114688296A (zh) | 气动控制装置及系统、光刻设备 | |
| KR200384513Y1 (ko) | 스풀의 작동성을 향상시킨 쓰리-포지션 에어 솔레노이드 밸브의 구조 | |
| JP2008175281A (ja) | 油圧制御装置 | |
| JP2004322240A (ja) | 真空バルブユニット | |
| JP2004011680A (ja) | 三方切換弁 | |
| KR20240047918A (ko) | 유체 흐름을 제어하기 위한 밸브 | |
| JP6371891B2 (ja) | パイロット式電磁弁 | |
| JP2022139091A (ja) | 防水型電磁弁 | |
| JP2000097210A (ja) | 油圧制御装置 |