JP2017207115A - 結露防止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】空気圧アクチュエータに圧縮空気を供給する配管内に結露水が滞留することを防止する。【解決手段】結露防止弁は、第１と第２の入出力ポート２５ａ，２５ｂと、圧縮空気を外部に排出する排気口３３とを備える弁ハウジング２２を有し、配管を流れる空気中の結露の発生を防止する。内部流路３２が設けられた開閉弁３１ａが弁ハウジング２２に配置され、圧縮コイルばね３９により、第１の受圧面３７ａに加わる空気圧の推力に抗してストッパ面２９ａに向かう方向のばね力が開閉弁３１ａに付勢される。内部流路３２に圧縮空気が供給されたときに排気口３３から圧縮空気を排気し、排気口３３から圧縮空気が排出された後には排気口３３と内部流路３２との連通が遮断される。【選択図】図２

Description

本発明は、空気圧アクチュエータに圧縮空気を供給する配管に装着され、結露が配管内に発生することを防止する結露防止弁に関する。

空気圧シリンダ等の空気圧アクチュエータの圧力室は、アクチュエータから離れた位置に配置された圧縮機等の空気圧源に、チューブ等の配管により接続されている。圧力室に対して圧縮空気を供給する状態と、圧力室内の空気を外部に排出する状態とに切り換えるために、流路の切り換えを行う流路切換弁が配管の途中に設けられている。空気圧アクチュエータに設けられたピストン等の往復動部材の断面積が小さくて往復動ストロークが短く、流路切換弁と空気圧アクチュエータとの間の配管が長い場合には、圧力室の容積に比べて配管の容積が大きい。この場合には圧力室から排出された低圧空気が外部に排出されずに配管内に滞留し、再び圧縮空気が供給されるときに加圧されて再度圧力室に戻されることになる。このようにして、圧力室や配管内に滞留した空気が加圧状態と減圧状態とに繰り返されると、空気が断熱膨張と圧縮を繰り返して空気中に含まれる水蒸気が配管内で結露することがある。結露で生じた水は、流路切換弁の内部や空気圧アクチュエータの内部に入り込むと故障を引き起こす。

結露が圧力室や配管内に発生することを防止するために、空気圧アクチュエータに取り付けられる結露防止弁が特許文献１に記載されている。この結露防止弁は、空気圧アクチュエータの圧力室に供給された圧縮空気の一部を瞬間的に外部に排出している。

特許第５７０６４６５号公報

従来の結露防止弁は、空気圧アクチュエータの本体に直接取り付けられるか、空気圧アクチュエータへの配管の途中に取り付けられる。特に、結露防止弁が配管の途中に取り付けられる場合には、分岐する形態で設けられるので、結露防止弁は配管の途中で横方向に突出する。

本発明の目的は、空気圧アクチュエータに圧縮空気を供給する配管の途中に設けられて、横方向に突出しない、インライン型の結露防止弁を提供することにある。

本発明の結露防止弁は、配管を流れる空気の結露の発生を防止する結露防止弁であって、空気圧源側に接続される第１の配管、および空気圧アクチュエータに接続される第２の配管の何れか一方に連通する第１の入出力ポートと、何れか他方に連通する第２の入出力ポートと、前記第１または第２の入出力ポートから流入した圧縮空気を外部に排出する排気口とを備える弁ハウジングと、前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートとを連通させる内部流路が設けられ、前記弁ハウジング内に配置され、前記内部流路に圧縮空気が供給されたときに前記排気口から圧縮空気を排気し、前記排気口から圧縮空気が排出された後に前記排気口と前記内部流路との連通を遮断する開閉弁と、を有し、前記第１の入出力ポートは前記弁ハウジングの一端側に設けられ、前記第２の入出力ポートは前記弁ハウジングの他端側に設けられる。

結露防止弁が設けられた配管に空気圧源から圧縮空気が供給されると、開閉弁に設けられた内部流路を介して配管内に圧縮空気が供給される。内部流路に圧縮空気が供給されたときには排気口から圧縮空気の一部が排気される。排気口から圧縮空気が排出された後には、排気口と内部流路との連通が開閉弁により遮断される。これにより、圧縮空気は外部に排出されることなく、空気圧アクチュエータに供給される。このように、空気圧アクチュエータに圧縮空気が供給されるたびに、配管に設けられた結露防止弁の排気口から一部の圧縮空気が排出されるので、配管内に結露が発生することが抑制される。

本発明の結露防止弁は、空気圧アクチュエータへの配管の途中に設けられる。円筒形状の一端と他端に継手を有しでいるので、結露防止弁は配管の横方向に突出することなく、配管に沿う形状つまりインライン型の形状を有している。従って、結露防止弁が配管の途中に設けられても、邪魔になることがない。

結露防止弁が設けられた配管を備えた空気圧システムの一例を示す概略図である。 一実施の形態の結露防止弁を示す断面図である。 図２の要部を示す断面図であり、（Ａ）は配管内の圧縮空気により開閉弁が作動し始めた状態を示し、（Ｂ）は配管内の圧縮空気の一部を排気して排気口と内部流路との連通を遮断した状態を示す。 他の実施の形態の結露防止弁を示す断面図である。 図４の要部を示す断面図であり、（Ａ）は配管内の圧縮空気により開閉弁が作動し始めた状態を示し、（Ｂ）は配管内の圧縮空気の一部を排気して排気口と内部流路との連通を遮断した状態を示す。 他の実施の形態の結露防止弁を示す断面図である。 図６の要部を示す断面図であり、（Ａ）は配管内の圧縮空気により開閉弁が作動し始めた状態を示し、（Ｂ）は配管内の圧縮空気の一部を排気して排気口と内部流路との連通を遮断した状態を示す。 内部流路が低圧となった状態における他の実施の形態の結露防止弁を示す断面図である。 配管内の圧縮空気の一部の排気が完了して排気口と内部流路との連通を遮断した状態における図８の結露防止弁を示す断面図である。 内部流路が低圧となった状態における他の実施の形態の結露防止弁を示す断面図である。 配管内の圧縮空気の一部の排気が完了して排気口と内部流路との連通を遮断した状態における図１０の結露防止弁を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。それぞれの図面においては、共通性を有する部材には同一の符号が付されている。

図１に示される空気圧システムは、空気圧アクチュエータ１１と、空気圧源１２から供給される圧縮空気を空気圧アクチュエータ１１に供給する２本の配管１３とを有している。この空気圧アクチュエータ１１はピストンロッド１４を備えており、ピストンロッド１４を突出させる前進用の圧力室と、逆方向の後退用の圧力室とが空気圧アクチュエータ１１の内部に設けられている。前進用の圧力室の給排ポートに連通する継手１５ａが空気圧アクチュエータ１１に装着され、一方の配管１３が継手１５ａに接続される。後退用の圧力室の給排ポートに連通する継手１５ｂが空気圧アクチュエータ１１に装着され、他方の配管１３が継手１５ｂに接続される。空気圧源１２から圧縮空気が配管１３によりそれぞれの圧力室に対して交互に供給される。流路切換弁１６が図１に示すＡ位置に操作されると、圧縮空気が前進用の圧力室に一方の配管１３を介して供給され、ピストンロッド１４は突出方向に駆動される。このときには、後退用の圧力室の空気は大気に開放されて低圧となる。ピストンロッドを後退させるときには、流路切換弁１６はＢ位置に操作される。

結露防止弁２１がそれぞれの配管１３に設けられ、配管１３を流れる圧縮空気の一部が瞬間的に外部に排出され、配管１３の中に結露が発生することが防止される。アクチュエータ側の配管つまり第１の配管１３ａは、空気圧アクチュエータ１１に継手１５ａ，１５ｂを介して接続される。空気圧源側の配管つまり第２の配管１３ｂは、空気圧源１２に流路切換弁１６を介して接続される。それぞれの結露防止弁２１は、第１の配管１３ａと第２の配管１３ｂとの間に設けられる。

図２は、一実施の形態の結露防止弁２１ａを示す断面図であり、結露防止弁２１ａが図１に示された空気圧システムに使用される場合には、図１の結露防止弁２１に対応する。図３は図２の要部を示す断面図であり、図３（Ａ）は配管内の圧縮空気により開閉弁が作動し始めた状態を示し、図３（Ｂ）は配管内の圧縮空気の排気が完了した状態を示す。

この結露防止弁２１ａは管状部材からなる弁ハウジング２２を有し、円筒形状の第１のホルダー２３ａが弁ハウジング２２の一端部の取付孔２４ａに取り付けられる。同様に、円筒形状の第２のホルダー２３ｂが弁ハウジング２２の他端部の取付孔２４ｂに取り付けられる。第１の入出力ポート２５ａが弁ハウジング２２の一端側のホルダー２３ａに設けられ、第２の入出力ポート２５ｂが弁ハウジング２２の他端側のホルダー２３ｂに設けられている。第１の継手２６ａが第１のホルダー２３ａに装着され、第２の継手２６ｂが第２のホルダー２３ｂに装着される。

第１の継手２６ａは、ホルダー２３ａに取り付けられるガイドリング２７ａと、ガイドリング２７ａに軸方向に移動自在に装着される開放リング２８ａとを備えている。図示しないロック爪がガイドリング２７ａに設けられ、開放リング２８ａを挿入方向に移動させると、ロック爪が径方向外方に弾性変形する。第２の継手２６ｂも第１の継手２６ａと同様の構造であり、ガイドリング２７ｂと開放リング２８ｂとを有している。

図２は、図１に示された第１の配管１３ａが第１の継手２６ａに接続され、第２の配管１３ｂが第２の継手２６ｂに接続された状態を示す。それぞれの配管１３ａ，１３ｂは、継手２６ａ，２６ｂに挿入されると、ロック爪により締結されて抜け止めされる。開放リング２８ａ，２８ｂが押し込まれると、ロック爪が解除されてそれぞれの配管１３ａ，１３ｂを継手２６ａ，２６ｂから取り外すことができる。

それぞれの配管１３ａ，１３ｂを継手２６ａ，２６ｂに取り付けると、第１の入出力ポート２５ａに第１の配管１３ａが連通され、第２の入出力ポート２５ｂに第２の配管１３ｂが連通される。ただし、第１の配管１３ａを第２の継手２６ｂに接続し、第２の配管１３ｂを第１の継手２６ａに接続しても良い。つまり、第１の配管１３ａと第２の配管１３ｂの何れか一方を第１の入出力ポート２５ａに連通し、何れか他方を第２の入出力ポート２５ｂに連通させるように、それぞれの結露防止弁２１ａは配管１３に装着される。

開閉弁３１ａが弁ハウジング２２の内部に配置される。開閉弁３１ａは、一端部側の大径部３０ａと他端部側の小径部３０ｂとを有し、内部流路３２が開閉弁３１ａに軸方向に貫通して設けられている。両方の入出力ポート２５ａ，２５ｂは内部流路３２を介して連通する。開閉弁３１ａの軸方向長さは、両方のホルダー２３ａ，２３ｂの間の長さよりも短く、開閉弁３１ａは両方のホルダー２３ａ，２３ｂの間で軸方向に移動自在である。複数の排気口３３が弁ハウジング２２に径方向に貫通して設けられている。内部流路３２に圧縮空気が供給されていないときには、開閉弁３１ａの受圧面３７ａはホルダー２３ａに当接する。そのときの開閉弁３１ａの位置を排気位置と呼ぶ。この状態のもとで、一方の入出力ポートから内部流路３２内に高圧の圧縮空気が流入すると、流入初期に瞬間的に圧縮空気の一部が排気口３３から外部に排出される。排出された後には、開閉弁３１ａは、排気口３３を閉じる遮断位置に摺動し、排気口３３と内部流路３２との連通を遮断する。

弁ハウジング２２の内面のうち、開閉弁３１ａの大径部３０ａに対応する第１の弁摺動孔３４の内径は、小径部３０ｂに対応する第２の弁摺動孔３５の内径よりも大径である。テーパ部３６ａ，３６ｂが弁摺動孔３４の両端部に連なっており、テーパ部３６ｂと弁摺動孔３５との間に、排気口３３が開口している。テーパ部３６ａは第１テーパ部であり、テーパ部３６ｂは第２テーパ部である。

弁ハウジング２２に設けられた第１のホルダー２３ａはストッパ部材を構成しており、ストッパ部材の内方の端面はストッパ面２９ａである。開閉弁３１ａの一端面は、ストッパ面２９ａに当接する第１の受圧面３７ａを形成しており、受圧面３７ａは環状の突起部の端面とその内側の端面とを有している。開閉弁３１ａの他端面は第２の受圧面３７ｂを形成する。内部流路３２は両方の受圧面３７ａ，３７ｂの間を貫通している。ばね収容孔３８が開閉弁３１ａの他端部に設けられ、ばね部材としての圧縮コイルばね３９がばね収容孔３８に設けられている。この圧縮コイルばね３９は一端がばね収容孔３８の底面３７ｃに当接し、他端が第２のホルダー２３ｂの内方端面２９ｂに当接する。圧縮コイルばね３９は、受圧面３７ａに加わる空気圧の推力に抗して、開閉弁３１ａに対してストッパ面２９ａに向かう方向のばね力を付勢する。第２の受圧面３７ｂとばね収容孔３８の底面３７ｃは、開閉弁３１ａの他端面側の受圧面を構成する。

ホルダー２３ａがストッパ部材を構成し、ストッパ部材としてのホルダー２３ａの内方端面が受圧面３７ａに当接するストッパ面２９ａとなっているが、継手２６ａのホルダー２３ａをストッパ部材とすることなく、ホルダー２３ａとは分離された別部材をストッパ部材として弁ハウジング２２に設けるようにしても良い。また、受圧面３７ａを平坦なストッパ面２９ａに当接させることなく、受圧面３７ａの一部をストッパ部材つまりストッパに当接させるようにしても良い。

内部流路３２に圧縮空気が供給されない場合のように、内部流路３２が低圧のときには、開閉弁３１ａの受圧面３７ａは、ばね力によりストッパ面２９ａに当接し、開閉弁３１ａは排気位置を保持する。加圧された空気が内部流路３２に供給されると、受圧面３７ａに加わる空気圧により、受圧面３７ａはばね力に抗してストッパ面２９ａから離れて、開閉弁３１ａは遮断位置に向かう。

図３（Ａ）に示されるように、第１の受圧面３７ａの径をＤ１とし、第２の受圧面３７ｂの径をＤ２とすると、径Ｄ１は径Ｄ２よりも大径である。Ｄ２は、第２の受圧面３７ｂの径であるが、より正確には第２の弁摺動孔３５の内径である。環状溝４１が開閉弁３１ａの他端部つまり小径部３０ｂに設けられ、この環状溝４１に常閉シール部材４２が装着される。この常閉シール部材４２は、弁ハウジング２２の第２の弁摺動孔３５に摺動接触し、内部流路３２と排気口３３とが第２の受圧面３７ｂの側から連通することを遮断する。この常閉シール部材４２は、開閉弁３１ａの全移動ストロークにおいて弁ハウジング２２の内周面に摺動接触する。なお、環状溝４１を弁ハウジング２２の内周面に設け、常閉シール部材４２を弁ハウジング２２に装着するようにしても良い。

排気隙間４３が弁ハウジング２２の弁摺動孔３４と開閉弁３１ａとの間に形成される。環状溝４４が開閉弁３１ａの一端部つまり大径部３０ａに設けられ、この環状溝４４に切換シール部材４５が装着される。図２において、開閉弁３１ａの受圧面３７ａはストッパ面２９ａに当接し、開閉弁３１ａおよび切換シール部材４５は排気位置に位置している。このとき、切換シール部材４５はテーパ部３６ａに対向する位置となり、大径部側排気隙間４３ａが切換シール部材４５とテーパ部３６ａの間に形成される。従って、内部流路３２と排気隙間４３とは、受圧面３７ａ側に位置する大径部側排気隙間４３ａを介して連通する。空気室４６が開閉弁３１ａに設けられ、空気室４６は排気隙間４３に連通している。ウエアリング４７が空気室４６と切換シール部材４５との間に設けられ、ウエアリング４７は弁摺動孔３４に接触して開閉弁３１ａの軸方向移動を案内する。ウエアリング４７の外周面と弁ハウジング２２の内周面との間にも排気隙間４３が形成される。

空気圧源１２からの圧縮空気が内部流路３２に供給されずに、内部流路３２が低圧となっているときには、図２に示されるように、受圧面３７ａはストッパ面２９ａに当接した状態となる。この状態のもとで内部流路３２に圧縮空気が供給されると、圧縮空気は受圧面３７ａとストッパ面２９ａと大径部側排気隙間４３ａとを介して排気隙間４３に流入する。排気隙間４３に流入した圧縮空気は空気室４６に流入する。このように、受圧面３７ａがストッパ面２９ａに当接する位置は、排気隙間４３と内部流路３２とを連通させる排気位置である。開閉弁３１ａおよび切換シール部材４５が排気位置となっているときには、内部流路３２から排気隙間４３に空気が供給され、空気室４６に圧縮空気が充填される。第１の受圧面３７ａの面積は、第２の受圧面３７ｂと底面３７ｃの合計面積よりも大きいので、受圧面３７ａがストッパ面２９ａから離れる方向の推力が、開閉弁３１ａに対して圧縮空気により加えられる。

図３（Ａ）は受圧面３７ａに加えられる圧縮空気により、受圧面３７ａがストッパ面２９ａから離れて、切換シール部材４５が弁摺動孔３４に接触した状態を示す。切換シール部材４５が弁摺動孔３４に接触すると、大径部側排気隙間４３ａは閉ざされ、排気隙間４３と内部流路３２との連通が遮断される。

環状溝４８が開閉弁３１ａに設けられ、空気室４６は環状溝４８と環状溝４４の間に位置している。排気シール部材４９が環状溝４８に設けられる。図２に示されるように、切換シール部材４５が排気位置となったときに、排気シール部材４９は空気室４６と排気口３３との連通を遮断する。開閉弁３１ａが図３（Ａ）に示す位置よりもストッパ面２９ａから離れて、排気シール部材４９がテーパ部３６ｂの位置になると、排気口側排気隙間４３ｂが排気シール部材４９とテーパ部３６ｂに形成される。空気室４６および排気隙間４３内の圧縮空気は、排気口側排気隙間４３ｂを通過して、排気口３３から外部に排出される。このように圧縮空気の一部が排出されるときには、図３（Ｂ）に示されるように、遮断位置となった切換シール部材４５により内部流路３２と排気隙間４３との連通が遮断されて、内部流路３２の圧縮空気が排気隙間４３と空気室４６とに流入することが防止される。

したがって、図１に示される空気圧源１２から配管１３に圧縮空気が供給されて、内部流路３２に圧縮空気が供給されると、一時的に空気室４６に圧縮空気が充填される。その後、空気室４６と排気隙間４３内の圧縮空気が排気口３３から外部に排出されると同時に、排気口３３と内部流路３２との連通が遮断される。排気口３３と内部流路３２との連通が遮断されると、内部流路３２内の圧縮空気は外部に排出されることなく、空気圧アクチュエータ１１に供給される。

このように、圧縮空気が内部流路３２に供給された初期には、排気位置の開閉弁３１ａにより排気隙間４３と空気室４６とに圧縮空気が供給される。受圧面３７ａに加えられる空気圧により開閉弁３１ａが排気位置から遮断位置に移動する間に、排気隙間４３と空気室４６とに圧縮空気が供給される。開閉弁３１ａが遮断位置まで移動すると、空気室４６と排気口３３とが連通状態となるとともに排気口３３と内部流路３２との連通が遮断される。これにより、空気圧源１２から空気圧アクチュエータ１１の圧力室に供給される圧縮空気の一部は、配管１３を流れる過程で瞬間的に排出される。したがって、配管１３ａ、１３ｂの内部や空気圧アクチュエータ１１の圧力室に結露が発生することが防止される。

図２および図３に示される結露防止弁２１ａにおいては、常閉シール部材４２と切換シール部材４５と排気シール部材４９とにより、シール機構が形成されている。切換シール部材４５は大径部側排気隙間４３ａを開閉し、排気シール部材４９は排気口側排気隙間４３ｂを開閉する。大径部側排気隙間４３ａと排気口側排気隙間４３ｂとは、同時に開かれることはない。テーパ部３６ａとテーパ部３６ｂとの間隔と、切換シール部材４５と排気シール部材４９との間隔は、大径部側排気隙間４３ａと排気口側排気隙間４３ｂが、同時に開かれることはないように、設定される。また、開閉弁３１ａの移動距離は、排気位置において大径部側排気隙間４３ａを開き、遮断位置において排気口側排気隙間４３ｂを開く長さに設定される。

ここで、結露防止弁２１ａが図１の空気圧回路に適用された場合の動作について説明する。図１において、空気圧アクチュエータ１１の継手１５ａに接続されている結露防止弁２１としての結露防止弁２１ａには、圧縮空気が充填されている。ここで、流路切換弁１６がＡの状態からＢの状態に切り換えられると、結露防止弁２１ａの内部の圧縮空気は切換弁を介して大気に放出され、内部流路３２の圧力は大気圧またはそれに近い低圧まで低下する。このときに、開閉弁３１ａは遮断位置から排気位置まで圧縮コイルばね３９の力で移動する。その後、流路切換弁１６がＢの状態からＡの状態に切り換えられると、開閉弁３１ａは排気位置から遮断位置まで、圧縮空気の力で移動する。開閉弁３１ａが移動を開始する前とその直後においては、大径部側排気隙間４３ａは開いているので、圧縮空気は大径部側排気隙間４３ａを通って空気室４６に入り込む。開閉弁３１ａがさらに移動すると、切換シール部材４５がテーパ部３６ａに接触し、大径部側排気隙間４３ａは閉じられる。開閉弁３１ａがさらに移動すると、排気シール部材４９とテーパ部３６ｂとの接触が解除され、排気口側排気隙間４３ｂが開かれる。このときに、空気室４６と排気隙間４３の空気が排気口３３から外部へ排気される。このように、空気圧アクチュエータ１１が動作される毎に、空気圧アクチュエータ１１近傍の配管１３ａ、１３ｂや内部流路３２の空気が、僅かに外部へ排気される。

図４は他の実施の形態の結露防止弁２１ｂを示す断面図であり、結露防止弁２１ａが図１に示された空気圧システムに使用される場合には、図１の結露防止弁２１に対応する。図５は図４の要部を示す断面図であり、図５（Ａ）は配管内の圧縮空気により開閉弁が移動し始めた状態を示し、図５（Ｂ）は配管内の圧縮空気の一部の排気が完了し、排気口と内部流路との連通を遮断した状態を示す。

この結露防止弁２１ｂの開閉弁３１ｂは、上述した結露防止弁２１ａの開閉弁３１ａと相違しているが、他の構造は結露防止弁２１ａと同様であり、重複した説明を省略する。上述した開閉弁３１ａに設けられた空気室４６と排気シール部材４９は、開閉弁３１ｂには設けられていない。開閉弁３１ｂにおいては、常閉シール部材４２と切換シール部材４５とによりシール機構が形成される。開閉弁３１ｂがストッパ面２９ａに当接した位置は排気位置であり、この位置では切換シール部材４５はテーパ部３６ａの位置になり、弁摺動孔３４には接触しない。従って、大径部側排気隙間４３ａが切換シール部材４５とテーパ部３６ａの間に形成される。排気口３３は弁摺動孔３４のうち弁摺動孔３５の近傍に設けられている。

この結露防止弁２１ｂにおいては、圧縮空気が内部流路３２に供給されていないときには、図４に示されるように、開閉弁３１ｂがストッパ面２９ａに当接して、開閉弁３１ｂおよび切換シール部材４５は排気位置となっている。この状態のもとで、圧縮空気が空気圧源１２から内部流路３２に供給されると、内部流路３２から第１の受圧面３７ａに沿って流れた圧縮空気の一部が排気隙間４３に流入する。流入した圧縮空気は排気口３３から外部に排出される。受圧面３７ａに圧縮空気の圧力が加わると、圧縮コイルばね３９のばね力に抗してストッパ面２９ａから離れる方向の推力が開閉弁３１ｂに加わる。図５（Ａ）は、受圧面３７ａに加わる圧縮空気の圧力により、開閉弁３１ｂが移動し始めて、切換シール部材４５が弁摺動孔３４に接触し始めた状態を示す。図５（Ｂ）に示されるように、切換シール部材４５が弁摺動孔３４に確実に接触する位置まで開閉弁３１ｂが移動すると、排気口３３と内部流路３２との連通が遮断される。

結露防止弁２１ｂには、結露防止弁２１ａにおける空気室４６が設けられておらず、排気口３３からは排気隙間４３に流入した圧縮空気が外部に排出される。空気室４６が設けられている結露防止弁２１ａにおいては、排出される圧縮空気の量は、空気室４６に充填される圧縮空気の量に限定される。それに対して、結露防止弁２１ｂにおいては、開閉弁３１ｂが移動を開始し、切換シール部材４５がテーパ部３６ａに接触し、大径部側排気隙間４３ａが閉鎖されるまで、圧縮空気が外部に排出される。このように、排出される圧縮空気の量を限定する空気室４６がないので、結露防止弁２１ａよりも結露防止弁２１ｂの方が多い。しかし、空気室４６がないので、結露防止弁２１ｂの方が弁ハウジング２２の長さは短い。結露防止弁２１ｂにおいては、図４に示す給気位置から、図５（Ａ）に示すように切換シール部材４５が弁摺動孔３４に接触する位置までの、開閉弁３１ｂの移動長さを変更することにより、排気隙間４３内に流入して排気口３３から排出される圧縮空気の量を、変更することができる。

ここで、結露防止弁２１ｂが図１の空気圧回路に適用された場合の動作について説明する。図１において、空気圧アクチュエータ１１の継手１５ａに接続されている結露防止弁２１としての結露防止弁２１ｂには圧縮空気が充填されている。ここで、流路切換弁１６がＡの状態からＢの状態に切り換えられると、結露防止弁２１ｂの内部の圧縮空気は切換弁を介して大気に放出され、内部流路３２の圧力は大気圧またはそれに近い低圧まで低下する。このときに、開閉弁３１ｂは遮断位置から排気位置まで圧縮コイルばね３９の力で移動する。その後、流路切換弁１６がＢの状態からＡの状態に切り換えられると、開閉弁３１ｂは排気位置から遮断位置まで、圧縮空気の力で移動する。開閉弁３１ｂが移動を開始する前とその直後においては、大径部側排気隙間４３ａは開いているので、圧縮空気は大径部側排気隙間４３ａを通り、排気口３３から外部へ排気される。開閉弁３１ｂがさらに移動すると、切換シール部材４５がテーパ部３６ａに接触し、大径部側排気隙間４３ａは閉じられて、一連の動作は終了する。その後、流路切換弁１６がＡの状態からＢの状態に切り換えられると、内部流路３２の圧力は大気圧またはそれに近い低圧まで低下し、開閉弁３１ｂは遮断位置から排気位置まで圧縮コイルばね３９の力で移動する。開閉弁３１ｂが排気位置に移動したときに、内部流路３２の圧力が大気圧よりも高い間は、内部流路３２の空気は排気口３３から外部へ排気される。このように、空気圧アクチュエータ１１が動作される毎に、空気圧アクチュエータ１１近傍の配管１３ａ、１３ｂや内部流路３２の空気が、僅かに外部へ排気される。

図６は、さらに他の実施の形態の結露防止弁２１ｃを示す断面図である。図７は図６の要部を示す断面図であり、図７（Ａ）は配管内の圧縮空気により開閉弁が移動し始めて、配管内の圧縮空気の一部が排気されている状態を示し、図７（Ｂ）は排気が完了し排気口と内部流路との連通を遮断した状態を示す。

この結露防止弁２１ｃの開閉弁３１ｃは、上述した結露防止弁２１ａの開閉弁３１ａと相違して、連通溝５１が弁ハウジング２２に設けられ、開閉シール部材５２が開閉弁３１ｃに設けられている。また、排気シール部材４９は開閉弁３１ｃには設けられていない。他の構造は、上述した結露防止弁２１ａ，２１ｂと同様であり、重複した説明を省略する。

連通溝５１は弁摺動孔３４に開口しており、開閉シール部材５２が連通溝５１の位置に移動すると、排気口３３と内部流路３２との連通を許容する。図６に示されるように、圧縮空気が内部流路３２に供給されていないときには、開閉シール部材５２は、弁摺動孔３４のうち連通溝５１とテーパ部３６ａとの間の部分に接触する。このときには、連通溝５１と内部流路３２との連通が遮断される。圧縮空気が内部流路３２に供給されると、受圧面３７ａに加わる圧縮空気により開閉弁３１ｃがストッパ面２９ａから離れて、図７（Ａ）に示されるように、開閉シール部材５２は連通溝５１に対向する位置になる。つまり、開閉弁３１ｃは、連通溝５１を介して内部流路３２と排気隙間４３とに連通させる排気位置となる。これにより、内部流路３２の圧縮空気の一部は、排気口３３から外部に排出される。

開閉弁３１ｃが圧縮空気の推力によって、さらにストッパ面２９ａから離れるように移動するに伴って、開閉シール部材５２は弁摺動孔３４の中央部側に接触する。これにより、排気口３３と内部流路３２との連通が開閉シール部材５２により遮断される。このように、開閉シール部材５２は、内部流路３２に圧縮空気が供給されていないときに連通溝５１と内部流路３２との連通を遮断しており、内部流路３２に圧縮空気が供給されると、開閉弁３１ｃは、連通溝５１を介して排気口３３と内部流路３２に連通させる排気位置を経た後に、遮断位置に移動する。

開閉弁３１ａ〜３１ｃにおいては、内部流路３２に供給された圧縮空気は、排気隙間４３や連通溝５１を介して受圧面３７ａ側から排気口３３に瞬間的に排出される。排出後に、内部流路３２に圧縮空気が供給されている状態のもとでは、内部流路３２と排気口３３との連通は遮断される。内部流路３２が低圧となると、それぞれの開閉弁３１ａ〜３１ｃは、ストッパ面２９ａに当接する。

図８および図９は、他の実施の形態の結露防止弁２１ｄを示す断面図であり、結露防止弁２１ｄが図１に示された空気圧システムに使用される場合には、結露防止弁２１ｄは、図１の結露防止弁２１に対応する。図８は配管内の圧力が低い状態を示し、図９は配管内の圧縮空気の一部を排気して排気口と内部流路との連通を遮断した状態を示す。

この結露防止弁２１ｄの開閉弁３１ｄは、上述した開閉弁３１ａ〜３１ｃとは相違しているが、他の構造は、上述した結露防止弁２１ａ〜２１ｃと同様であり、重複した説明を省略する。

常閉シール部材４２は開閉弁３１ｄの大径部３０ａに設けられており、弁摺動孔３４と大径部３０ａとの間をシールする。この常閉シール部材４２は、受圧面３７ａの側から内部流路３２と排気口３３とが連通するのを遮断する。切換シール部材４５は、開閉弁３１ｄの小径部３０ｂに設けられている。テーパ部３６ｃが大径の第１の弁摺動孔３４と小径の第２の弁摺動孔３５との間に設けられている。図８に示されるように、内部流路３２が低圧の状態であって、開閉弁３１ｄがストッパ面２９ａに当接しているときには、切換シール部材４５はテーパ部３６ｃに対応する排気位置に位置する。排気口３３は常閉シール部材４２と切換シール部材４５の間に対応する位置に設けられている。

内部流路３２に圧縮空気が供給されると、圧縮空気は、ウエアリング４７と第２の弁摺動孔３５の間から排気口３３に流れる。同時に、内部流路３２から受圧面３７ａにも圧縮空気が流れる。したがって、図８において、常閉シール部材４２の左右両側に圧縮空気が流入するが、ウエアリング４７と第２の弁摺動孔３５との間の隙間は小さいので、常閉シール部材４２に受圧面３７ｂ側から加わる圧力の上昇は、受圧面３７ａ側から加わる圧力の上昇に比べて遅くなる。これにより、開閉弁３１ｄは図９に示されるように、遮断位置に向かって移動する。このように、開閉弁３１ｄが設けられた結露防止弁２１ｄにおいては、内部流路３２に圧縮空気が供給されると、受圧面３７ｂ側から排気口３３に瞬間的に圧縮空気が排出され、受圧面３７ａに加わる圧縮空気により開閉弁３１ｄは排気位置から遮断位置に移動する。

次に、結露防止弁２１ｄが図１の空気圧回路に適用された場合の動作について説明する。上述した場合と同様に、図１の流路切換弁１６がＡの状態からＢの状態に切り換えられると、結露防止弁２１ｄの内部の圧縮空気は切換弁を介して大気に放出され、内部流路３２の圧力は大気圧またはそれに近い低圧まで低下する。このときに、開閉弁３１ｄは遮断位置から排気位置まで圧縮コイルばね３９の力で移動する。その後、流路切換弁１６がＢの状態からＡの状態に切り換えられると、開閉弁３１ｄは排気位置から遮断位置まで、圧縮空気の力で移動する。ウエアリング４７と弁摺動孔３５との間には隙間があるので、開閉弁３１ｄが移動を開始する前とその直後においては、圧縮空気は受圧面３７ｂの側から隙間を通って排気口３３から外部に排気される。開閉弁３１ｄがさらに移動すると、切換シール部材４５が弁摺動孔３５に接触し、内部流路３２と排気口３３との連通は遮断される。その後、流路切換弁１６がＡの状態からＢの状態に切り換えられると、内部流路３２の圧力は大気圧またはそれに近い低圧まで低下し、開閉弁３１ｄは遮断位置から排気位置まで圧縮コイルばね３９の力で移動する。開閉弁３１ｄが排気位置に移動するときに、内部流路３２の圧力が大気圧よりも高い間は、内部流路３２の空気は排気口３３から外部へ排気される。このように、空気圧アクチュエータ１１が動作される毎に、空気圧アクチュエータ１１近傍の配管１３ａ、１３ｂや内部流路３２の空気が、僅かに外部へ排気される。

図１０および図１１は、他の実施の形態の結露防止弁２１ｅを示す断面図であり、結露防止弁２１ｅが図１に示された空気圧システムに使用される場合には、結露防止弁２１ｅは、図１の結露防止弁２１に対応する。図１０は配管内の圧力が低い状態を示し、図１１は配管内の圧縮空気の一部を排気して排気口と内部流路との連通を遮断した状態を示す。

この結露防止弁２１ｅの開閉弁３１ｅは、上述した開閉弁３１ａ〜３１ｄとは相違しているが、他の構造は、上述した結露防止弁２１ａ〜２１ｄと同様であり、重複した説明を省略する。

第１の常閉シール部材４２ａが開閉弁３１ｅの大径部３０ａに設けられ、第２の常閉シール部材４２ｂが開閉弁３１ｅの小径部３０ｂに設けられている。第１の常閉シール部材４２ａは、弁摺動孔３４と大径部３０ａとの間をシールし、第２の常閉シール部材４２ｂは、弁摺動孔３５と小径部３０ｂとの間をシールする。したがって、内部流路３２は両方の受圧面３７ａ，３７ｂの側からは、排気口３３には流れない。

切換シール部材４５は、両方の常閉シール部材４２ａ，４２ｂの間に位置させて、開閉弁３１ｅの小径部３０ｂに設けられている。図１０に示されるように、内部流路３２が低圧の状態であって、開閉弁３１ｅがストッパ面２９ａに当接しているときには、切換シール部材４５はテーパ部３６ｃに対応する排気位置に位置する。テーパ部３６ｃが大径の第１の弁摺動孔３４と小径の第２の弁摺動孔３５との間に設けられている。排気口３３は常閉シール部材４２ａと切換シール部材４５の間に対応する位置に設けられている。連通孔５３が常閉シール部材４２ｂと切換シール部材４５との間に設けられており、連通孔５３は開閉弁３１ｅに径方向に延び、内部流路３２と開閉弁３１ｅの外周面との間が連通孔５３により連通される。

内部流路３２に圧縮空気が供給されると、圧縮空気は、連通孔５３を介して排気口３３に流れる。同時に、内部流路３２から受圧面３７ａにも圧縮空気が流れる。図１０において、常閉シール部材４２ａの左右両側に圧縮空気が流入するが、連通孔５３と弁摺動孔３５の間の隙間は小さいので、開閉弁３１ｅの受圧面３７ａに向けて推力を加える圧力の上昇は、受圧面３７ａ側から加わる圧力の上昇に比べて遅くなる。これにより、開閉弁３１ｅは図１１に示されるように、遮断位置に向かって移動する。このように、開閉弁３１ｅが設けられた結露防止弁２１ｅにおいては、内部流路３２に圧縮空気が供給されると、連通孔５３から排気口３３に瞬間的に圧縮空気が排出され、受圧面３７ａに加わる圧縮空気により開閉弁３１ｅは排気位置から遮断位置に移動する。

図１０および図１１に示される結露防止弁２１ｅにおいては、開閉弁３１ｅが移動を開始する前とその直後においては、連通孔５３が排気口３３と連通しているので、内部流路３２内の圧縮空気は連通孔５３を通って排気口３３から外部に排気される。開閉弁３１ｅがさらに移動すると、切換シール部材４５が弁摺動孔３５に接触し、連通孔５３と排気口３３との連通が遮断される。その後、流路切換弁１６がＡの状態からＢの状態に切り換えられると、内部流路３２の圧力は大気圧またはそれに近い低圧まで低下し、開閉弁３１ｅは遮断位置から排気位置まで圧縮コイルばね３９の力で移動する。開閉弁３１ｅが排気位置に移動したときに、内部流路３２の圧力が大気圧よりも高い間は、内部流路３２の空気は排気口３３から外部へ排気される。このように、空気圧アクチュエータ１１が動作される毎に、空気圧アクチュエータ１１近傍の配管１３ａ、１３ｂや内部流路３２の空気が、僅かに外部へ排気される。

図８〜図１１に示した開閉弁３１ｄ，３１ｅにおいては、内部流路３２に供給された圧縮空気は、受圧面３７ａ側から排気口３３に排出されない。図８および図９に示された開閉弁３１ｄにおいては、ウエアリング４７と弁摺動孔３５との間から排気口３３に瞬間的に圧縮空気が流れる。一方、図１０および図１１に示された開閉弁３１ｅにおいては、連通孔５３から排気口３３に瞬間的に圧縮空気が流れる。

上述したそれぞれの結露防止弁２１ａ〜２１ｅは、一例として示した図１のような空気圧システムにおける配管１３に装着されて使用される。配管１３に装着されるそれぞれの結露防止弁２１ａ〜２１ｅを代表して、図１に結露防止弁２１として示されている。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１３ａ 第１の配管
１３ｂ 第２の配管
２１，２１ａ〜２１ｅ 結露防止弁
２２ 弁ハウジング
２５ａ 第１の入出力ポート
２５ｂ 第２の入出力ポート
２９ａ ストッパ面
３１ａ〜３１ｅ 開閉弁
３２ 内部流路
３３ 排気口
３７ａ 第１の受圧面
３７ｂ 第２の受圧面
３９ 圧縮コイルばね
４２ 常閉シール部材
４３ 排気隙間
４５ 切換シール部材
４６ 空気室
４９ 排気シール部材
５１ 連通溝
５２ 開閉シール部材
５３ 連通孔

Claims (12)

1. 配管を流れる空気の結露の発生を防止する結露防止弁であって、
   空気圧源側に接続される第１の配管、および空気圧アクチュエータに接続される第２の配管の何れか一方に連通する第１の入出力ポートと、何れか他方に連通する第２の入出力ポートと、前記第１または第２の入出力ポートから流入した圧縮空気を外部に排出する排気口とを備える弁ハウジングと、
   前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートとを連通させる内部流路が設けられ、前記弁ハウジング内に配置され、前記内部流路に圧縮空気が供給されたときに前記排気口から圧縮空気を排気し、前記排気口から圧縮空気が排出された後に前記排気口と前記内部流路との連通を遮断する開閉弁と、を有し、
   前記第１の入出力ポートは前記弁ハウジングの一端側に設けられ、前記第２の入出力ポートは前記弁ハウジングの他端側に設けられる、結露防止弁。
2. 請求項１記載の結露防止弁において、
   前記第１の入出力ポート側に設けられるストッパに向けて前記開閉弁を押し当てる、ばね部材を有する、結露防止弁。
3. 請求項２記載の結露防止弁において、
   前記開閉弁は、第１の入出力ポート側に設けられる大径部と、第２の入出力ポート側に設けられる小径部を有し、前記内部流路に供給される圧縮空気により、前記開閉弁はばね力に抗して前記第２の入出力ポート側の遮断位置へ移動する、結露防止弁。
4. 請求項３記載の結露防止弁において、
   前記開閉弁の前記小径部に設けられ、前記排気口と前記内部流路との連通を遮断する常閉シール部材を有する結露防止弁。
5. 請求項４記載の結露防止弁において、
   前記開閉弁の前記大径部に設けられ、前記開閉弁が前記遮断位置へ移動したときに、前記排気口と前記内部流路との連通を遮断する切換シール部材を有する結露防止弁。
6. 請求項５記載の結露防止弁において、
   前記開閉弁が前記第１の入出力ポート側に位置するときに、前記切換シール部材との間で排気隙間を生じる第１テーパ部が前記弁ハウジングに設けられる、結露防止弁。
7. 請求項６記載の結露防止弁において、
   前記開閉弁の前記切換シール部材と前記排気口との間に設けられ、前記開閉弁が前記遮断位置に位置するときに第２テーパ部との間で排気隙間を生じる排気シール部材を有する、結露防止弁。
8. 請求項７記載の結露防止弁において、
   前記開閉弁は、前記切換シール部材と前記排気シール部材との間に位置する空気室を有する、結露防止弁。
9. 請求項４記載の結露防止弁において、
   前記開閉弁の前記大径部に設けられ、前記弁ハウジングの内周面に設けられた連通溝に位置したときに、前記排気口と前記内部流路との連通を許容する開閉シール部材を有する、結露防止弁。
10. 請求項３記載の結露防止弁において、
    前記開閉弁の前記大径部に設けられ、前記排気口と前記内部流路との連通を遮断する常閉シール部材を有する結露防止弁。
11. 請求項１０記載の結露防止弁において、
    前記開閉弁の前記小径部に設けられ、前記開閉弁が前記遮断位置へ移動したときに、前記排気口と前記内部流路との連通を遮断する切換シール部材を有する結露防止弁。
12. 請求項１１記載の結露防止弁において、
    前記開閉弁の前記小径部に設けられ、前記排気口と前記内部流路との連通を遮断する第２の常閉シール部材と、
    前記常閉シール部材と前記第２の常閉シール部材との間に開口し、前記内部流路に連通する連通孔を有する結露防止弁。

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