JP2013114363A - 積層形液体制御装置の圧力スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】積層形液体制御装置の圧力スイッチを構成する環状隙間を通過する漏洩液体の量を少なくする圧力スイッチを提供。
【解決手段】圧力スイッチ１５は他のバルブ、例えば上面３０ａに減圧弁１６、下面３０ｂにパイロットチェック弁１４と接合するボディ２５と、前記ボディ２５の一側面に図示しない取付ボルトにより係着されたカバー２６と、前記ボディ２５に対向した位置にあって前記カバー２６の他側面に螺合したリテーナ２７と、前記ボディ２５及び前記リテーナ２７に直交するように前記カバー２６の図示しない取付ボルトにより固着されたカバー２８と、前記カバー２７に取付られたガスケット２９と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、産業機械等に使用される油圧電磁弁の圧力スイッチに関し、さらに詳細にはドレン量の少なく、作動不良が減少する積層形液体制御装置の圧力スイッチに関する。

従来、この種の圧力スイッチを使用した積層形液体制御装置では、内部に配管の機能を有する流路を備えたサブプレートの最上段に電磁方向切換弁を設置して積層形制御素子を選択的に積層し油圧アクチュエータの油圧回路の構成することが開示されており、この積層形油圧制御装置に記載されている圧力スイッチ１２（以下、先行文献１に記載されている符号を示す）は、液室２１とシール部材（図示しない）との間に環状溝２２を設けることで、シール部材に液室２１の高圧が作用せず、このため、高圧を受けることによるシール部材の強固な密封係合が発生しなくても該シール部材による摺動抵抗が小さく抑えられ、作動杵２０の迅速、確実な摺動が得られることが開示されている（例えば、特許文献１。）。

実公平１−３４７２１号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている圧力スイッチ１２では、作動杵２０の周囲に環状隙間があるため、液室２１からの漏洩液体が発生する。前記漏洩液体はエネルギ損失の原因となり、また液体に含まれる微細なゴミを環状隙間に運搬する作用があり、蓄積したゴミにより作動杵２０の摺動が阻害される原因となる。
本発明は、係る課題を解決するためになされたもので、圧力スイッチを構成する環状隙間を通過する漏洩液体の量を少なくする積層形液体制御装置の圧力スイッチを提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため本発明は、本体内に流体が流通する流路を有し、他の積層形制御素子を選択的に積層して作動制御回路を構成して前記流路の圧力が所定圧力となったことを検知する積層形液体制御装置の圧力スイッチにおいて、
前記本体内の嵌合孔に摺動自在に嵌合し、前記流路に連通した作動室の圧力流体に基づく作用力とばね部材の弾発力との対向作用を同軸上で受けて摺動する作動杵を設け、前記作動杵の一端に該作動杵の直径よりも大きい円錐部分を設けることにより前記作動室が高圧になり、作動杵がばね部材に打ち勝って動いたときに円錐部分と本体穴が線接触することでシール性を保つ構造としたこと特徴とする。

本発明は作動杵の一端に該作動杵の直径よりも大きい円錐部分を設けることにより作動室が高圧になり、作動杵が弾発力に打ち勝って動いたときに円錐部分と本体穴が線接触することでシール性を保つ構造とし、環状隙間からのドレン量を少なくすることができる。

本発明の第一の実施の形態に係る積層形液体制御装置の正面概略図である。 本発明の第一の実施の形態に係る積層形液体制御装置の作動制御回路図である。 第一の実施の形態に係る積層形液体制御装置の一部である圧力スイッチの要部断面図である。 圧力スイッチの要部拡大図である。 本発明の第二の実施の形態に係る積層形液体制御装置の正面概略図である。 本発明の第二の実施の形態に係る積層形液体制御装置の作動制御回路図である。

本発明の実施の形態に係る積層形液体制御装置の圧力スイッチについて図面により詳細に説明する。図１は本発明の第一の実施の形態に係る積層形液体制御装置１０の正面概略図を示し、図２は積層形液体制御装置１０の作動制御回路図を示し、図３は積層形液体制御装置の一部である圧力スイッチの要部断面図を示す。
図１及び図２において内部に液体を流通する複数の流路２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを形成したサブプレート１２の取付座上に圧力源１８より流路２４ａを介し圧力流体を供給する供給通路２０と液体アクチュレータ１３側へ流路２４ｂ、２４ｃを介し接続する二つの負荷回路２２、２３及び流路２４ｄを介してタンク１９へ接続する排出流路２１を
積層形液体制御装置１０の上下面に規格化して貫通開口した積層形制御素子であるパイロットチェック弁１４、圧力スイッチ１５及び減圧弁１６を積層して、最上段へ電磁方向切換弁（積層形制御素子）１７を設置して作動制御回路を構成し、供給通路２０、排出通路２１、負荷通路２１及び２２は電磁方向切換弁１７のポート配置と同一になっている。

ここで、パイロットチェック弁１４は液体アクチュエータ１３への流路２４ｃを密閉し、液体アクチュエータ１３が図示の左方向に移動することを防止する機能を有する。
圧力スイッチ１５は負荷回路２３を流れる圧力液体の圧力が設定した圧力値になると電気信号を発する。
減圧弁１６は供給通路２０を流れる圧力液体を設定した一定の圧力に減圧する機能を備える。

図３により圧力スイッチ１５の概略構造を説明する。圧力スイッチ１５は他のバルブ、例えば上面３０ａ（図３で断面表示面）に減圧弁１６、下面３０ｂ（図３で紙面の反対面）にパイロットチェック弁１４と接合するボディ（本体）２５と、前記ボディ２５の一側面（図３で右側面）に取付ボルト（図示しない）により係着されたカバー２６と、前記ボディ２５に対向した位置にあって前記カバー２６の他側面（図３で右側面）に螺合したリテーナ２７と、前記ボディ２５及び前記リテーナ２７に直交するように前記カバー２６の取付ボルト（図示しない）により固着されたカバー２８と、前記カバー２８に取付られたガスケット２９と、を備える。

前記ボディ２５にはサブプレート１２、他のバルブであるパイロットチェック弁１４、減圧弁１６、電磁方向切換弁１７に一体に取り付けられる４個の取付孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが上面３０ａ、下面３０ｂを貫通開口している。さらに、上面３０ａ、下
面３０ｂの中央部にはサブプレート１２に開口されている流路２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ（いずれも図２参照）に連通する供給通路２０、排出通路２１、負荷通路２２及び２３が間隔をおいて貫通開口している。なお、前記供給通路２０、排出通路２１、負荷通路２２及び２３は他のバルブであるパイロットチェック弁１４、減圧弁１６及び電磁方向切換弁１７が互いに積重する係合面に開口している。

前記供給通路２３にはピストン３７に連通する連通孔３２がボディ２５の一側面（図３で右側面）に指向して穿設されており、ボディ２５の一側面に近い連通孔３２にはチョーク３３が嵌挿されている。ボディ２５の一側面にはカバー２６に連通するドレーン孔３４が穿設されている。
前記カバー２６は長軸方向（図３の左右方向）の略中央部に段付孔（嵌合孔）３５が穿設されており、該段付孔３５の一側（図３で左側）には段付孔３５の孔径より大きい開口部３６（図４参照）が設けられている。前記開口部３６はシール部材、例えばＯリングによりボディ２５の一側面に液密に係着している。

図４に示すように前記段付孔３５にはピストン（作動杆）３７が摺動自在に嵌挿されている。前記ピストン３７の一端（図３で左端）は開口部３６に摺動自在に嵌挿する大径部３８が形成されており、該大径部３８にはピストン３７の軸部と接続する部位にテーパ部３９を形成しており、ピストン３７が右行した際、該テーパ部３９により連通孔（信号ポート）３２と段付孔３５とを遮断する。
さらに、前記ピストン３７の他端（図３で右端）はカバー２６に遊挿されたガイド４０に支持されている。
前記ピストン３７はおおむね円筒形状であるが、一端に図示のようなテーパ形状を設けたことが、本実施例の特徴にしている。このため他端には、外部への油の流出を防ぐシール部材が設けられている。なお、シール部材はＯリングが用いられているが、スリッパシールでも良い。
参照符号４１はカバー２６に穿設されたドレーンポートである連通路で、該連通路（ドレーン）４１の分岐路４１ａがピストン３７の溝４２に連通すると共に、分岐路４１ｂがドレーン孔３４に接続されている。なお連通路４１の開口部には、盲栓４３が螺着されている。

前記カバー２６に螺着されたリテーナ２７には内部にばね部材４４が嵌挿されており、該ばね部材４４の一端（図３で左端）はガイド部材４０の軸部４０ａに装着され、他端（図３で右端）はリテーナ２７の内部に嵌挿された段付形状のプッシュロッド４５の一端（図３で左端）に軸部に装着されている。
前記プッシュロッド４５の他端（図３で右端）にはリテーナ２７に螺着されたネジ部４６により図３で左右方向に進退するようになっており、ネジ部４６の進退によりばね部材４４の弾発力が調整される。前記ネジ部４６はナット４７により位置決めされている。
参照符号４８はカバー２６に装着されたマイクロスイッチを示すもので、ピストン３７
と一体的に取付けられたガイド部材４０の変位によりＯＮ−ＯＦＦするようになっている。

前記ピストン３７はガイド部材４０を介してばね部材４４の弾発力を受け、図３で左方向に押し付けられている。なお、ネジ部４６を回すことにより、ばね部材４４の弾発力によりたわみが変化し、該ばね部材４４の付勢力が変化するようになっている。
前記ガイド部材４０は、ピストン３７を左方向に押し付けると共に、マイクロスイッチ４８の動作ボタン（図示しない）をも押し付けるようになっている。

本発明の実施の形態に係る積層形流体制御装置１０は基本的には以上のように構成されているもので、次に動作について説明する。
図３において、マイクロスイッチ４８（圧力スイッチは）は、圧力源１８に連通する流路２４ａを介して供給通路２３に作用する圧力が信号ポートである連通孔３２に流通し、チョーク３３を通過してピストン３７の大径部３８に作用する。
連通孔３２の圧力がマイクロスイッチ４８の動作圧力よりも高くなった場合にマイクロスイッチ４８の接点を開閉し、外部に信号が送られる。

図３は、ばね部材４４で設定されたスイッチ動作圧力よりも連通孔３２の圧力が低い状態を示す。
この状態で、ピストン３７はガイド部材４０を介してばね部材４４の弾発力を受け、図３で左右方向に押し付けられている。なお、ネジ部４６を回すことにより、ばね部材４４の弾発力によりたわみが変化し、ばね部材４４の弾発力が変化するようになっている。

カバー２６には連通孔３２からピストン３７とカバー２６の間の隙間を流れるドレン油を逃がす連通孔４１（図４参照）が設けられているので、ピストン３７が図３で左方向に移動しているとき、すなわち連通孔３２の圧力がスイッチ動作圧力よりも低い場合、カバー２６とピストン３７の隙間を流れるドレン油量は、差圧が小さいため少なくなっている。
ばね部材４４の付勢力÷ピストン３７段面積で計算されるスイッチ動作圧力に対して、連通孔３２の圧力が高くなった場合は、ピストン３７に作用する連通孔３２の圧力により、ピストン３７が図３で右方向に押される。同時に、ガイド部材４０も右方向に移動し、マイクロスイッチ４８の動作ボタンを押せなくなることから、該マイクロスイッチ４８の接点の開閉状態が変化し、外部に信号を送ることが出来る。

一方、ピストン３７には大径部３８にテーパ部３９（図４参照）を備えるので、該ピストン３７のテーパ部３９がカバー２６に形成される段付孔３５の内径部と開口部３６に形成される角エッジに押し付けられるまでピストン３７は右方向に移動するようになる。よって、ピストン３７のテーパ部３９がカバー２６の段付孔３５の孔径と開口部３６との接続部に形成されるエッジに押し付けられるため、シール効果が発生し、連通孔３２から連通路４１へのドレン油量が極めて小さくなる。
連通孔３２の圧力が高い場合、連通孔３２は圧力保持状態になるので、ドレン油量が小さいことは、連通孔３２への補充油量が減少し、エネルギ消費を押さえることなる。

図５は本発明の第二の実施の形態に係る積層形液体制御装置５０の正面概略図を示し、図６は積層形液体制御装置５０の作動制御回路図を示し、図５及び図６中、図１及び図２の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

１０ 積層形流体制御装置 １２ サブプレート
１２ 非磁性リング １３ アクチュエータ
１４ パイロットチェック弁 １５ 圧力スイッチ
１６ 減圧弁 １７ 電磁方向切換弁
１８ 圧力源 １９ タンク
２０ 供給通路 ２１ 排出通路
２２、２３ 負荷通路 ２４ａ〜２４ｄ 流路
２５ ボディ ２６、２８ カバー
２７ リテーナ ２９ ガスケット
３２ 連通孔 ３３ チョーク
３４ ドレーン孔 ３５ 段付孔
３６ 開口部 ３７ ピストン
３８ 大径部 ３９ テーパ部
４０ ガイド部材 ４０ａ 軸部
４１ 連通路 ４１ａ、４１ｂ 分岐路
４２ 溝 ４３ 盲栓
４４ ばね部材 ４５ プッシュロッド
４８ マイクロスイッチ

Claims (1)

1. 本発明は、本体内に流体が流通する流路を有し、他の積層形制御子を選択的に積層して作動制御回路を構成して前記流路の圧力が所定圧力となったことを検知する積層形液体制御装置の圧力スイッチにおいて、
   前記本体内の嵌合孔に摺動自在に嵌合し、前記流路に連通した作動室の圧力流体に基づく作用力とばね部材の弾発力との対向作用を同軸上で受けて摺動する作動杵を設け、前記作動杵の一端に該作動杵の直径よりも大きい円錐部分を設けることにより前記作動室が高圧になり、作動杵がばね部材に打ち勝って動いたときに円錐部分と本体穴が線接触することでシール性を保つ構造としたこと特徴とする積層形液体制御装置の圧力スイッチ。

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