JP2009127837A

JP2009127837A - ショックレス弁

Info

Publication number: JP2009127837A
Application number: JP2007306901A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Obayashi; 敏彦大林; Hajime Mizutani; 元水谷; Takahito Inoue; 貴人井上
Original assignee: Takara Belmont Corp
Current assignee: Takara Belmont Corp
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】従来のショックレス弁にあっては、室内温度が低く油の粘度が高い場合にはプランジャーがゆっくりと動いて予め設定した停止位置を過ぎて停止し、また、室内温度が高く油の粘度が低い場合にはプランジャーが早く動いて前記停止位置の手前で停止するといった問題があった。
【解決手段】コイル１に通電が行われるとスプリング６のバネ力に抗してハウジング４内を移動して固定子２に吸引されて油路のポート４１ｂ，４１ｃ位置から後退し、通電が遮断されるとスプリングのバネ力によってポート位置まで移動する共に前記油路に油流が発生すると油流の下流側ポートを閉塞する弁棒部５２を有するプランジャー５と、前記ハウジングの温度を検出して油の温度として検出する温度センサ７と、該温度センサが低い油の温度を検出すると前記コイルへの通電遮断を早く行い、また、油の高い温度を検出するとコイルへの通電遮断を遅くして予め設定した停止位置で停止される制御回路とから構成したショックレス弁。
【選択図】図２

Description

本発明は、理美容椅子、デンタル椅子、手術台の上昇開始時や下降停止時におけるショックを防止すると共に、プリセット等での椅子の停止位置が温度変化（特に、温度低下時）により変化することのないショックレス弁に関する。

従来におけるショックレス弁としては本出願人が出願した特開２００７−１６２８５８の発明がある。以下、この発明について説明する。
１は円筒状のコイル、２は後述する上部ハウジング４２の上端に嵌合固定された固定子にして、中心にエアー抜き孔およびこの孔に連通してネジ孔が形成されている。３は前記コイル１を覆った状態で固定されたカバーにして、ネジ３１によって前記固定子２と固定される。

４は前記一体化されたコイル１の下部に固定された銅等の非磁性体からなるハウジングにして、下部ハウジング４１と上部ハウジング４２とから構成され、下部ハウジング４１に形成されたネジ孔４１ａに上部ハウジング４２の外周ネジ４２ａを螺合することで一体化されている。なお、４３は上下ハウジング４１，４２のネジ部分からの油の漏れを防止するためのＯリングである。

また、前記下部ハウジング４１にはモータポンプ（図示せず）よりの油の流入、排出を行う第１、第２の流路４１ｂ、４１ｃが同一平面上において開口されている。また、下部ハウジング４１には前記第１、第２の流路４１ｂ，４１ｃと直交して連通孔４１ｄが有底状に形成されると共に該連通孔４１ｄと前記第１、第２の流路４１ｂ，４１ｃと交差する部分にはポート４１ｅ，４１ｆが形成されている。

さらに、上部ハウジング４２には前記連通孔４１ｄと連通し、かつ、後述するプランジャー５の大径部５１が隙間を介して収容される収容孔４２ｂが形成されている。なお、４１ｇは前記プランジャー５の下降限界時に当接する該プランジャー５の下面と当接する弁座である。なお、弁座４１ｇはプランジャー５の下面が当接した状態においても油の流通は可能なような構成となっている。

５は前記上部ハウジング４１内を隙間を介して大径部５１が上下動可能に挿入されたプランジャーにして、前記大径部５１にはスプリング６を収納するスプリング収納孔５１ａが形成され、また、前記連通孔４１ｄ内に隙間を介して挿入され、かつ、第１、第２の流路４１ｂ，４１ｃ内に油圧が生じた時に前記ポート４１ｅ，４１ｆの何れかを塞ぐ弁部としての作用を行う弁棒部５２が前記大径部５１と一体に形成されている。

そして、前記プランジャー５の大径部５１の上面と固定子２の下面との隙間に上部油溜まり部Ｇ１（図８参照）が、また、大径部５１の下面と下部ハウジング４１の上面との隙間に下部油溜まり部Ｇ２（図８参照）が形成され、この上部油溜まり部Ｇ１と下部油溜まり部Ｇ２および連通孔４１ｄの内周と弁部５２との隙間とによって油溜まり部Ｇとなっている。

次に、前記した構成に基づいて動作を説明するに、図８は椅子が停止しショックレス弁Ａへの通電が行われていない状態を示し、この状態にあっては椅子が上昇位置または下降位置の何れかであるが、この説明では椅子が下降位置にあるとして説明する。そして、プランジャー５はスプリング６によって下降し、かつ、図示しない油圧ポンプが停止しているので油の移動がなく、従って、プランジャー５における大径部５１の底面は弁座４１ｇに当接して直立状態となっている。

この状態において、下降位置にある椅子を上昇させるための操作（例えば、椅子の基台に取付けられているフッドペダルあるいは肘掛けに設けられているスイッチの操作）が行われると、モータポンプに通電が行われる。ここで、モータポンプは第１の油路４１ｂ側に接続されているものとすると、モータポンプよりの油が油孔４１ｅから供給されるので、この油の油圧によってプランジャー５の弁棒部５２は図９に示すように傾いて油孔４１ｆを塞ぐので第２の油路４１ｃに油の流入は阻止される。この時、僅かに油孔４１ｆ、第２の油路４１ｃを介してシリンダ内に流れ込むが、着座している人に椅子が上昇したと感じる程の上昇は行われない。

次いで、前記モータポンプの通電に遅れてコイル１に通電が行われ、プランジャー５がスプリング６のバネ力に抗して吸引されるが、この時、上部油溜まり部Ｇ１に溜まっている油はプランジャー５の大径部５１の外周と上部ハウジング４２との隙間を介して下部油溜まり部Ｇ２の下方に移動する。この上部油溜まり部Ｇ１から下部油溜まり部Ｇ２へ移動させる力が負荷となってプランジャー５は固定子２側に緩やかに移動することとなる。従って、椅子は緩やかに上昇を開始する。そして、図１０に示すようにプランジャー５が固定子２に完全に吸引されると、ポート４１ｅ，４１ｆとが連通するので、該ポート４１ｅと４１ｆとの間を流れる一定量の油量によって一定速度で椅子は上昇する。

次いで、椅子の上昇を停止させるための操作が行われると、コイル１への通電が遮断されるので、プランジャー５はスプリング６のバネ力によって下降を開始するが、下部油溜まり部Ｇ２に溜まっているが油が上部油溜まり部Ｇ１に移動する。そして、前記したと同様に油を移動させるための力が負荷となってプランジャー５は緩やかに下降する。この時、図９に示すように弁棒部５２は第１の油路４１ｂからの油圧によって油孔４１ｆを塞ぐ方向に傾きながら下降し、第１の油路４１ｂより第２の油路４１ｃへの油は徐々に減少し停止され、椅子は緩やかに上昇を停止する。その後に、モータポンプへの通電が遮断される。

次に、上昇位置にある椅子を下降させる場合のショックレス弁Ａの動作は、前記した下降位置にある椅子を上昇させるショックレス弁Ａの動作と同じなので説明は省略するが、上昇位置から下降させた場合には、シリンダ内の油を第２の油路４１ｃから第１の油路４１ｂを介して油タンクに戻す動作となる。
特開２００７−１６２８５８

ところで、前記したショックレス弁にあっては、昇降停止時のショックを緩和することが可能であると共に構造が簡単でコストの低減を図ることができるというメリットを有するものであるが、ショックの緩和を図る手段が油の粘度を利用してプランジャーをゆっくり動かしているため、室内温度が低く油の粘度が高い場合にはプランジャーがゆっくりと動いて椅子は予め設定した位置を過ぎてから停止することになる。一方、室内温度が高く油の粘度が低い場合にはプランジャーは早く動いて椅子は予め設定した位置より手前で停止することになり、椅子の停止位置は室内の温度によって大幅に変化するという問題があった。

本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、電磁弁部の温度、すなわち、油の温度を温度センサで検出し、温度が低いと設定位置より手前で電磁弁用コイルへの通電を遮断し、温度が高いと設定位置に対して近い位置でコイルへの通電を遮断することで、椅子の停止位置を予め設定した位置で停止させることができるショックレス弁を提供せんとするにある。

本発明のショックレス弁は前記した目的を達成せんとするもので、請求項１の手段は、コイルに通電が行われるとスプリングのバネ力に抗してハウジング内を移動して固定子に吸引されて油路のポート位置から後退し、通電が遮断されるとスプリングのバネ力によってポート位置まで移動する共に前記油路に油流が発生すると油流の下流側ポートを閉塞する弁棒部を有するプランジャーと、前記ハウジングの温度を検出して油の温度として検出する温度センサと、該温度センサが低い油の温度を検出すると前記コイルへの通電遮断を早く行い、また、油の高い温度を検出するとコイルへの通電遮断を遅くして予め設定した停止位置で停止される制御回路とから構成したことを特徴とする。

請求項２の手段は、前記した請求項１において、前記温度センサは前記ハウジングと前記プランジャーとの隙間に形成される油溜まり部に近接した位置のハウジングに取付けられていることを特徴とする。

請求項３の手段は、前記した請求項１において、前記制御回路は電源のオン時に前記温度センサによって検出された温度が予め設定した温度よりも低い場合に、一定時間モータポンプと前記コイルに通電して前記油溜まり部の油の温度を上昇させるようにしたことを特徴とする。

本発明は前記したように、ショックレス弁の温度が低い状態を温度センサが検出すると油の粘度が高いと判断し、ショックレス弁のコイルへの通電を早く遮断し、また、ショックレス弁の温度が高い状態を温度センサが検出すると油の粘度が低いと判断し、ショックレス弁のコイルへの通電を遅く遮断して理美容椅子、デンタル椅子、手術台等の油圧機器の高さ位置や起伏位置を予め設定した停止位置と少ない誤差で停止させることができる。

また、温度センサをプランジャー内の油溜まり部が形成されているハウジングに取付けてハウジングの温度を検出することで油の温度を検出するようにした。

さらに、制御回路は電源のオン時に温度センサによって検出された温度が予め設定した温度よりも低い場合に、一定時間モータポンプと前記コイルに通電して前記油溜まり部の油の温度を上昇させることにより、雰囲気温度が低い状態であっても停止位置のズレを少なくすることができる等の効果を有する。

本発明は、電磁弁部の温度を検出し、該温度が設定した温度より低いと設定位置より手前で電磁弁用コイルへの通電を遮断し、温度が高いと設定位置に対して近い位置でコイルへの通電を遮断することで、予め設定した位置で椅子等の昇降位置や背凭れの起伏位置等を停止するものである。

以下、本発明に係るショックレス弁の一実施例を図１、図２と共に説明する。なお、前記した従来例で示した構成と同じ構成部分には同じ符号で記載し、その詳細な説明を省略する。
本発明のショックレス弁Ａと従来例で示したショックレス弁と構成が異なる部分は、コイル１が非通電状態でプランジャー５が下降した位置において下部ハウジング４１と上部ハウジング４２との間に上部油溜まり部４１ｈを形成し、コイルに通電して、プランジャー５が上昇した位置において、下部ハウジング４１とプランジャー５の下部との間に下部油溜まり部４１ｉを形成している。

そして、プランジャー５の上昇・下降時にハウジング４内の上部油溜まり部４１ｈおよび下部油溜まり部４１ｉに滞留している油はプランジャー５の外周面と下部ハウジング４１の内周面との隙間を移動する。

また、前記上部油溜まり部４１ｈおよび下部油溜まり部４１ｉが形成された下部ハウジング４１の外側面にはサーミスタ等の温度センサ７が取付けられ、該温度センサ７によってハウジング４の温度を検出し、該ハウジング４の温度から油の温度を間接的に検出している点が相違するものである。なお、図１において、１ａはコイル１よりのリード線であり、７ａは温度センサ７よりのリード線であり後述する制御回路に接続されている。また、上昇あるいは下降用のスイッチを操作を行うと制御回路はショックレス弁への通電を遅らせる（例えば、０．１５秒）。この遅れは、油圧回路内の油圧が安定するまでの時間であって、モータポンプのモータをスイッチをオンにして回転を行っても直ちにポンプよりの油がシリンダ内に流れないための遅延時間である。

次に、本発明のショックレス弁Ａを用いて、例えば、理美容椅子の座部を昇降させるための油圧回路を図５と共に説明する。
Ｂはオイルタンク、Ｃはオイルタンクの油を後述する上昇用電磁弁Ｅ、本発明のショックレス弁Ａを介して、例えば、理美容椅子の座部を昇降するための昇降用シリンダＤ（以下、単にシリンダという）に高圧の油を供給するためのモータポンプ、Ｅは本発明のショックレス弁Ａを介してシリンダＤを上昇させるための上昇用電磁弁、Ｆはショックレス弁Ａを介してシリンダＤを下降させるための下降用電磁弁、Ｇは油圧回路内に流れる油の圧力が予め設定した圧力を越えないように油圧を調整するリリーフバルブ、Ｈは逆止弁、Ｉは手動によって流量を調整するための調整弁である。

なお、シリンダＤにはピストンロッドの出量を検出するためのポテンショメータが取付けられており、例えば、理美容椅子の座部等が昇降する時にピストンロッドの出量（座部の高さ位置）が前記ポテンショメータによって電気信号として制御回路に入力される。

従って、座部を上昇させるために上昇用プリセットスイッチを操作すると、座部が上昇した時の高さ位置がポテンショメータよりの信号で判り、また、座部を下降させるために下降用プリセットスイッチを操作すると、座部が下降した時の高さ位置がポテンショメータよりの信号で判ることになる。なお、座部昇降用のプリセットスイッチは理美容椅子の肘掛け部やフットペダルに設けられている。

次に、理美容椅子における座部の昇降動作を行わせる場合の例を図６、図７のタイミングチャート図と共に説明する。
なお、以下の説明では座部の昇降動作のみについて説明するが、背凭れの起伏動作を行わせる油圧回路としては図５に示す上昇用電磁弁Ｅ、下降用電磁弁Ｆと並列に背凭れの起立用電磁弁Ｅ′と伏倒用電磁弁Ｆ′を接続し、該起立用電磁弁Ｅ′と伏倒用電磁弁Ｆ′との接続点に本発明のショックレス弁Ａ′を介して背凭れ起伏用シリンダＤ′を接続することで、座部の昇降動作と同じ動作で背凭れの起伏動作が行われるので背凭れの起伏動作についての説明は省略する。

先ず、室内温度が常温（２０〜２５℃であって油の温度は高くもなく低くもない中間温度）の場合における椅子の座部を上昇させるためのプリセット動作について説明するに、コイル１、モータポンプＣおよび上昇用電磁弁Ｅの何れにも通電されていない状態において（図２参照）、座部を上昇させるための上昇用プリセットスイッチをオンにすると、モータポンプＣおよび上昇用電磁弁Ｅに電流が流れ駆動が開始され油タンクＢから油の供給が開始されるが、ショックレス弁Ａのコイル１への通電は前記遅延回路によって遅れて行われるので、上昇用電磁弁Ｅを通過した油はリリーフバルブＧを介してタンクＢ内に戻される（図５参照）。

そして、コイル１への通電が前記遅延回路による遅延時間の後に行われるので前記した従来例で説明したと同様にショックレス弁Ａは図４から図３に示す動作が行われプランジャー５がスプリング６のバネ力に抗して徐々に上昇して弁部５２がポート４１ｆ，４１ｅから離れて流路が徐々に開放された後に全開する。従って、シリンダＤに供給される油が徐々に多くなり椅子を徐々に上昇させ、その後に一定の速度で上昇する。

この上昇時のシリンダＤにおけるピストンロッドの出量はポテンショメータよりの出力で判り、かつ、この時点におけるショックレス弁Ａの温度（油の温度）が冷たくもなく高くもない通常の粘度であると判っているので、制御回路は予め設定した位置で停止するタイミングを演算してコイル１への遮断を行う。このコイル１への遮断によってプランジャー５はスプリング６のバネ力よって徐々に下降するので、弁部５２がポート４１ｆ，４１ｅ間に徐々に近づいて流路を徐々に狭くするので座部の上昇速度が徐々に遅くなる。そして、最終的には図４に示すように弁部５２がポート４１ｆを閉じてピストンＤへの油の供給を停止させるので、座部は設定した停止位置で停止することとなる（図７参照）。

なお、図６に示すモータポンプＣおよび上昇用電磁弁Ｅへの通電遮断は、コイル１への遮断よりも遅く遮断されるように構成されている。これは、椅子の上昇が終了するまで確実にシリンダＤに油を供給するために行うためである。そして、椅子が上昇終了した状態にあっては、油はリリーフバルブＧを介してタンクＢ内に戻されるので椅子の上昇は行われない。

次に、室内温度が冬の季節で低くショックレス弁Ａの温度が室内温度よりも低くいため油の温度が低く粘度が高い場合の動作を説明する。
この状態時において制御回路は温度センサ７よりの出力でどの位置で上昇停止信号を出せば予め設定した停止位置で停止させることが可能であるかの値が記憶されている。

そして、前記した動作と同様な動作によって座部を徐々に上昇させ、その後一定の速さで上昇させる。なお、室内温度が低く油の粘度が高い場合にはショックレス弁Ａのプランジャーの上昇速度は遅いため座部がゆるやかに上昇する時間は室内温度が常温時よりも長い時間となる。

このゆるやかな上昇の後に一定の速度での上昇が行われるが、座部の上昇高さはピストンロッドの出量と比例しているので、制御回路は座部の上昇高さ位置をポテンショメータよりの出力で常時監視していることから、制御回路に記憶されている油粘度が高い状態時におけるコイル１への通電遮断を行うタイミングを演算してコイル１への遮断を行う。停止位置に達するまでの時間は長いものとなるので、コイル１への遮断タイミングは前記した常温時のタイミングよりも低い位置で行われる（図７参照）。

次に、室内温度が夏の季節で高くショックレス弁Ａの温度が高く油の粘度が低い場合の動作を説明する。
この状態時において制御回路は温度センサ７よりの出力でどの位置で上昇停止信号を出せば予め設定した停止位置で停止させることが可能であるかの値が記憶されている。

そして、前記した動作と同様な動作によって座部を徐々に上昇させ、その後一定の早さで上昇させる。なお、室内温度が高く油の粘度が低い場合にはショックレス弁Ａのプランジャーの上昇速度は早いため座部のゆるやかに上昇する時間は室内温度が常温時よりも短い時間となる。

このゆるやかな上昇の後に一定の速度での上昇が行われるが、制御回路は座部の上昇高さ位置をポテンショメータよりの出力で常時監視していることから、制御回路に記憶されている油粘度が低い状態時におけるコイル１への通電遮断を行うタイミングを演算してコイル１への遮断を行う。停止位置に達するまでの時間は短いものとなるので、コイル１への遮断タイミングは前記した常温時のタイミングよりも高い位置で行われる（図７参照）。

図７には本発明の温度制御を行わない時の粘度が高い場合と粘度が低い場合の停止位置を示しているが、図７からも判るように温度が低く粘度が高い場合には予め設定した停止位置（室内温度が常温時）を過ぎてから座部は停止し、また、温度が高い（粘度が低い）場合には予め設定した停止位置よりも低い位置で停止してしまうものである。

なお、理美容院等の開店時に室内温度が真冬等において低く（例えば、１５℃以下）ショックレス弁Ａの温度が低い状態を温度センサ７が検出した場合には、一定時間モータポンプＣ、ショックレス弁のコイル１に通電して油を循環させることで油の温度を上昇させ、ショックレス弁Ａ内の温度を上げ、停止位置のズレを少なくすることができる。

本発明に係るショックレス弁の外観斜視図である。同上のコイルへの通電を遮断した状態の断面図である。コイルに通電した状態の断面図である。コイルへの通電を遮断した状態においてモータポンプより油が供給された状態の断面図である。本発明のショックレス弁を理美容椅子の油圧回路に接続した状態の油圧回路である。図５の油圧回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。常温の場合のタイミングチャート図と、温度制御をしない場合のタイミングチャート図および温度制御を行った場合の動作を説明するためのタイミングチャート図である。従来のショックレス弁のコイルへの通電を遮断した状態の断面図である。コイルへの通電を遮断した状態においてモータポンプより油が供給された状態の断面図である。コイルに通電した状態の断面図である。

符号の説明

Ａショックレス弁
１コイル
２固定子
４ハウジング
５プランジャー
６スプリング
７温度センサ

Claims

コイルに通電が行われるとスプリングのバネ力に抗してハウジング内を移動して固定子に吸引されて油路のポート位置から後退し、通電が遮断されるとスプリングのバネ力によってポート位置まで移動する共に前記油路に油流が発生すると油流の下流側ポートを閉塞する弁棒部を有するプランジャーと、前記ハウジングの温度を検出して油の温度として検出する温度センサと、該温度センサが低い油の温度を検出すると前記コイルへの通電遮断を早く行い、また、油の高い温度を検出するとコイルへの通電遮断を遅くして予め設定した停止位置で停止される制御回路とから構成したことを特徴とするショックレス弁。
前記温度センサは前記ハウジングと前記プランジャーとの隙間に形成される油溜まり部に近接した位置のハウジングに取付けられていることを特徴とする請求項１記載のショックレス弁。
前記制御回路は電源のオン時に前記温度センサによって検出された温度が予め設定した温度よりも低い場合に、一定時間モータポンプと前記コイルに通電して前記油溜まり部の油の温度を上昇させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のショックレス弁。