JP2018080820A - 流体圧機器のポートに直接取り付ける複合弁 - Google Patents

Abstract

【課題】製造が容易で、流体圧機器のポートに低い姿勢でコンパクトに取り付けることができる複合弁を得る。【解決手段】複合弁１Ａが、弁ボディ１０Ａと、第１弁モジュール４０Ａ及び第２弁モジュール７０Ａとで形成され、弁ボディ１０Ａは、第１弁モジュール４０Ａを取り付ける第１ボディ部１０ａと、第２弁モジュール７０Ａを取り付ける第２ボディ部１０ｂと、入力ポート１３を有する第３ボディ部１０ｃと、出力ポート１４及び取付部１５を有する第４ボディ部１０ｃとを有し、第１ボディ部１０ａ及び第２ボディ部１０ｂは、平行な第１軸線Ｌ１及び第２軸線Ｌ２に沿ってそれぞれ延在し、第３ボディ部１０ｃは、第１軸線Ｌ１及び第２軸線Ｌ２と向きが９０度異なる第３軸線Ｌ３に沿って延在し、第４ボディ部１０ｄは、第１軸線Ｌ１−第３軸線Ｌ３の何れとも向きが９０度異なる第４軸線Ｌ４に沿って延在している。【選択図】図２

Description

本発明は、流体圧機器のポートに直接取り付けて使用する複合弁に関するものである。

例えば、流体圧機器の一種である流体圧シリンダのポートに直接取り付けて使用する複合弁として、スピードコントローラが良く知られている。このスピードコントローラは、特許文献１−３に開示されているように、弁ボディの内部に、圧力流体の流れの方向を順方向又は逆方向の一方向だけに制御するチェック弁と、圧力流体の流量を制御するニードル弁とを組み込んだもので、流体圧シリンダの動作速度の制御に使用される。

ところが、近年、流体圧シリンダの動作制御の多様化と共に、この種の複合弁にも、制御機能の多様化が要求されるようになり、流体圧シリンダの動作速度を制御する機能に加えて、あるいはその機能に代えて、流体圧シリンダの緊急停止時に、流体圧シリンダ内に圧力流体を封じ込める機能や、流体圧シリンダ内に封じ込められている残圧を排出する機能等を備えていることを要求されるケースが多い。

このような複合弁は、異なる制御機能を持つ複数の弁機構を弁ボディの内部に組み込むことによって得ることができるが、その場合、制御機能の組み合わせが異なる複数種類の複合弁を製造し、用途に応じて、その用途に合った制御機能を有する複合弁を選択して使用しなければならない。ところが、このような方法では、多くの種類の複合弁を製造しなければならないため、生産性の低下や製品管理の煩雑化等を招きやすい。このため、製造する複合弁の種類はできるだけ少なくすることが望ましい。

また、異なる制御機能を持つ複数の弁機構を一つの弁ボディの内部に組み込んだ場合、複合弁全体が大形化するため、この複合弁を流体圧シリンダのポートに取り付けたとき、複合弁がポートの軸線方向に大きく突出することになり、この流体圧シリンダを産業用ロボット等に設置する場合に、その周辺に広い設置スペースを必要とする。このため、複合弁は、できるだけ高さが低く且つコンパクトであるように形成することが望ましい。

特開平５−６０２５３号公報 特開平７−４２８５４号公報 特許第５７５６９８４号公報

本発明の技術的課題は、制御機能毎にモジュール化した複数の弁機構（弁モジュール）と、この弁モジュールを取付可能な弁ボディとによって、用途に応じた制御機能の組み合わせを有する複合弁を形成可能とすることにより、制御機能の組み合わせが異なる多種類の複合弁を製造する必要をなくすと共に、この複合弁を、流体圧機器のポートにできるだけ低い姿勢でコンパクトに取り付けることができるようにすることにある。

前記課題を解決するため、本発明の複合弁は、弁ボディと、弁ボディに取り付けられた第１弁モジュール及び第２弁モジュールとを有し、弁ボディは、第１弁モジュールを取り付けるための取付孔を有する第１ボディ部と、第２弁モジュールを取り付けるための取付孔を有する第２ボディ部と、圧力流体を導入するための入力ポートを有する第３ボディ部と、圧力流体を出力するための出力ポートを有する第４ボディ部とが、一体に結合された状態に形成され、第４ボディ部に、流体圧機器の螺子孔状をしたポートに直接ねじ込んで取り付けるための取付部が形成されており、第１ボディ部及び第２ボディ部は、互いに平行をなす第１軸線及び第２軸線に沿ってそれぞれ延在し、第３ボディ部は、第１軸線及び第２軸線の一方又は両方を含む平面内にあるか又はその平面と平行する別の平面内にあって第１軸線及び第２軸線の何れに対しても向きが９０度異なる第３軸線に沿って延在し、第４ボディ部は、第１軸線、第２軸線及び第３軸線の何れに対しても向きが９０度異なる第４軸線に沿って延在し、第１弁モジュール及び第２弁モジュールは、第１ボディ部及び第２ボディ部の取付孔に挿入することによって第１ボディ部及び第２ボディ部にそれぞれ取付可能なモジュールボディと、モジュールボディに組み付けられた弁機構とを有していて、互いに異なる流体制御機能を有し、入力ポートと出力ポートとを結ぶ流体流路が、第３ボディ部から、第１ボディ部及び第１弁モジュールと第２ボディ部及び第２弁モジュールとを一方側から他方側へと順次経由して、第４ボディ部に至るように形成されていることを特徴とする。

本発明の好ましい構成態様によれば、第１ボディ部、第２ボディ部、第３ボディ部、及び第４ボディ部は、それぞれ中空の柱状をなし、第１ボディ部と第２ボディ部とは、互いに隣接する位置に一部が重なり合うように配設され、第１ボディ部の第１取付孔と第２ボディ部の第２取付孔とは、第１軸線及び第２軸線に沿って互いに逆向きに開口している。
この場合、第３ボディ部と第４ボディ部とは、第１ボディ部又は第２ボディ部を挟んで互いに反対側の位置に配設されていることが望ましく、特に望ましくは、第１ボディ部と第２ボディ部と第３ボディ部とは、第４ボディ部の高さの範囲内に全て納まるように配設されていることである。

本発明の好ましい構成態様によれば、第４ボディ部は、中空の外部ボディと、外部ボディの内部に第４軸線を中心にして回転自在なるように収容された柱状の内部ボディとを有し、内部ボディの上端は外部ボディの上端から外部に露出し、内部ボディの下端は外部ボディの下端から外部に突出し、内部ボディの内部に流体流路が形成され、内部ボディの下端部に取付部と出力ポートとが形成され、内部ボディの上端部に、レンチで回転操作するための操作部が形成されている。

本発明において、第１弁モジュール及び第２弁モジュールは、第１ボディ部及び第２ボディ部のどちらに対しても取り付け可能である。
また、本発明において、第１弁モジュールと第２弁モジュールとの組み合わせは、スピードコントローラとパイロットチェック弁、パイロットチェック弁と残圧排気弁、スピードコントローラとスピードコントローラの何れかである。このうち、スピードコントローラの弁機構は、流体流路を流れる圧力流体の流れの方向を制御するチェック弁体と、圧力流体の流量を制御するニードル弁体とを有し、パイロットチェック弁の弁機構は、流体流路を流れる圧力流体の流れの方向を制御するチェック弁体と、パイロット流体の作用によりチェック弁体を圧力流体の順方向流れと逆方向流れとの両方を許容する位置に変位させるパイロット弁体と、パイロット弁体にパイロット流体を供給するためのパイロットポートとを有し、残圧排気弁の弁機構は、流体流路から分岐して外部に連通する排出流路と、排出流路を開閉する排出弁体とを有する。

本発明によれば、弁ボディの第１ボディ部及び第２ボディ部に、必要な制御機能を有する弁モジュールを取り付けることにより、用途に応じた制御機能の組み合わせを有する複合弁を簡単に得ることができる。また、弁ボディを形成する複数のボディ部を合理的な配置でコンパクトに結合したことにより、複合弁を、流体圧機器のポートに低い姿勢でコンパクトに取り付けることができる。

本発明に係る複合弁の第１実施形態を示す斜視図である。 図１の分解図である。 図１の平面図である。 図３の正面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿った拡大断面図である。 図３のＶＩ−ＶＩ線に沿った部分断面図である。 図５における第１弁モジュールの拡大図である。 図５におけるパイロットチェック弁の拡大図である。 パイロットチェック弁の異なる動作状態を示す要部断面図である。 本発明に係る複合弁の第２実施形態を示す斜視図である。 図１０の分解図である。 図１０を図５と同様位置で切断した横断面図である。 本発明に係る複合弁の第３実施形態を示す斜視図である。 図１３の分解図である。 図１３を図５と同様位置で切断した横断面図である。

図１−図８には、本発明に係る複合弁の第１実施形態が示されている。この第１実施形態に係る第１の複合弁１Ａは、流体圧機器１１０のポート１１１（図４参照）に直接取り付けて使用するもので、１つの弁ボディ１０Ａと、弁ボディ１０Ａに取り付けられた第１弁モジュール４０Ａ及び第２弁モジュール７０Ａとを有している。

第１弁モジュール４０Ａ及び第２弁モジュール７０Ａは、互いに異なる流体制御機能を有するもので、第１弁モジュール４０Ａはスピードコントローラの機能を有し、第２弁モジュール７０Ａはパイロットチェック弁の機能を有している。このような制御機能の組み合わせにより、第１の複合弁１Ａは、流体圧回路の正常動作時には、第１弁モジュール４０Ａによって流体圧機器１１０の動作速度を制御し、流体圧回路の異常によって圧力流体の供給が停止した場合には、第２弁モジュール７０Ａにより圧力流体を流体圧機器１１０中に封じ込めて、流体圧機器１１０をそのときの動作位置に停止させることができる。
なお、本実施形態において、流体圧機器１１０はエアシリンダであり、圧力流体はエアである。従って、以下の説明において、エアシリンダにも符号１１０を付すことがある。

弁ボディ１０Ａは、アルミニウム合金等の金属や合成樹脂などによって形成されたもので、第１弁モジュール４０Ａを取り付けるための第１取付孔１１を有する第１ボディ部１０ａと、第２弁モジュール７０Ａを取り付けるための第２取付孔１２を有する第２ボディ部１０ｂと、圧力流体を導入するための入力ポート１３を有する第３ボディ部１０ｃと、圧力流体を出力するための出力ポート１４を有する第４ボディ部１０ｄとが、一体に結合されることにより形成され、第４ボディ部１０ｄの出力ポート１４が形成されている部分に、流体圧機器１１０の螺子孔状をしたポート１１１に直接ねじ込んで取り付けるための取付部１５が形成されている。
弁ボディ１０Ａは、複数の部分に分けて形成したあと、それらの部分を一つに結合しても良いが、第４ボディ部１０ｄの内部ボディ２５以外の部分については、全体を同一体として一体成形することが望ましい。

第１ボディ部１０ａ、第２ボディ部１０ｂ、第３ボディ部１０ｃ、及び第４ボディ部１０ｄは、それぞれ中空の円柱状をなしている。第１ボディ部１０ａは、第１軸線Ｌ１に沿って延在し、第２ボディ部１０ｂは、第１軸線Ｌ１に平行な第２軸線Ｌ２に沿って延在し、第３ボディ部１０ｃは、第１軸線Ｌ１及び第２軸線Ｌ２の何れに対しても向きが９０度異なる第３軸線Ｌ３に沿って延在し、第４ボディ部１０ｄは、第１軸線Ｌ１、第２軸線Ｌ２及び第３軸線Ｌ３の何れに対しても向きが９０度異なる第４軸線Ｌ４に沿って延在している。

第１ボディ部１０ａと第２ボディ部１０ｂとは、互いに隣接する位置に、側面の一部が重なり合うように配設されていて、第１ボディ部１０ａの第１取付孔１１と第２ボディ部１０ｂの第２取付孔１２とは、第１軸線Ｌ１及び第２軸線Ｌ２に沿って互いに逆向きに開口している。

また、第３ボディ部１０ｃと第４ボディ部１０ｄとは、第１ボディ部１０ａを挟んで互いに反対側の位置に配設されている。第４ボディ部１０ｄの第４軸線Ｌ４と第２ボディ部１０ｂの第２軸線Ｌ２とは、同一鉛直面円内に位置しているが、第３軸線Ｌ３方向に若干ずれた位置関係にあっても良い。あるいは、第３ボディ部１０ｃと第４ボディ部１０ｄとを、第２ボディ部１０ｂを挟んで互いに反対側の位置に配設することも、第１ボディ部１０ａ及び第２ボディ部１０ｂの両方を挟んで互いに反対側の位置に配設することもできる。

なお、図示した例では、第１軸線Ｌ１と第２軸線Ｌ２と第３軸線Ｌ３とが全て同一平面内に位置しているが、必ずしも全ての軸線が同一平面内に位置している必要はない。例えば、第１軸線Ｌ１は第１平面内に位置し、第２軸線Ｌ２は第１平面に平行な第２平面内に位置し、第３軸線Ｌ３は第１平面及び第２平面にそれぞれ平行な第３平面内に位置していても良く、あるいは、第１軸線Ｌ１と第２軸線Ｌ２とが第１平面内に位置し、第３軸線Ｌ３は第１平面に平行な第３平面内に位置していても良い。重要なことは、第１ボディ部１０ａと第２ボディ部１０ｂと第３ボディ部１０ｃとが、第４ボディ部１０ｄの取付部１５を除いた高さＨの範囲内に全て納まるように配設されていることである。
４つのボディ部１０ａ−１０ｄをこのような配置にすることにより、複合弁１Ａを、図４に示すように、流体圧機器１１０のポート１１１に低い姿勢でコンパクトに取り付けることが可能になる。

図５から明らかなように、弁ボディ１０Ａの内部には、入力ポート１３と出力ポート１４とを結ぶ流体流路を形成する流路孔が形成されている。この流路孔は、第３ボディ部１０ｃの内部の入力孔１６と、第１ボディ部１０ａの第１取付孔１１と、入力孔１６を第１取付孔１１に連通させる入力連通孔１７と、第２ボディ部１０ｂの第２取付孔１２と、第１取付孔１１の先端部と第２取付孔１２の側面部とを結ぶ接続孔１８と、第４ボディ部１０ｄの内部を延びる出力孔１９とにより形成されていて、第１取付孔１１に第１弁モジュール４０Ａを取り付け、第２取付孔１２に第２弁モジュール７０Ａを取り付けると、入力ポート１３と出力ポート１４とを結ぶ流体流路が、第３ボディ部１０ｃの入力孔１６から、入力連通孔１７、第１ボディ部１０ａ及び第１弁モジュール４０Ａ、接続孔１８、第２ボディ部１０ｂ及び第２弁モジュール７０Ａを順次経由して、第４ボディ部１０ｄの出力孔１９に至るように形成される。

第３ボディ部１０ｃの入力ポート１３には、簡易接続式の管継手２０が取り付けられている。この管継手２０は、合成樹脂製の配管（チューブ）１０２を内部に挿入すると、係止部材２１のエッジ２１ａが配管１０２の外周に係止して該配管１０２を抜け止め状態に保持し、筒状のリリースブッシュ２２を配管１０２に沿って押し込むと、リリースブッシュ２２の先端が前記エッジ２１ａの係止を解除して前記配管１０２を引き抜くことができるものである。

また、第４ボディ部１０ｄは、図６に示すように、中空の外部ボディ２４と、外部ボディ２４の内部に第４軸線Ｌ４を中心に回転自在なるように収容された円柱状の内部ボディ２５とを有し、内部ボディ２５の外周と外部ボディ２４の内周との間に、２つのシール部材２６ａ，２６ｂが相互間に間隔を保って介設されている。

内部ボディ２５の上端及び下端は、外部ボディ２４の上端及び下端からそれぞれ外部に突出し、内部ボディ２５の下端部に、出力ポート１４と、外周に雄螺子が切られた取付部１５とが形成され、内部ボディ２５の上端部に、取付部１５を流体圧機器１１０のポート１１１にねじ込む際にレンチを挿入して回転操作するための、六角穴からなる操作部２７が形成されている。内部ボディ２５の上端部は、外部ボディ２４の上端から外部に突出していなくても良く、外部に露出していれば良い。
また、内部ボディ２５の中心を延びる出力孔１９は、その下端部が出力ポート１４に連通し、上端部は、２つのシール部材２６ａ，２６ｂの間の位置で、内部ボディ２５の側面に形成された複数の連通孔２８と、外部ボディ２４の内孔２９と、外部ボディ２４の側面に形成された開口３０とを通じて、第２取付孔１２に連通している。

次に、図５及び図７を参照して第１弁モジュール４０Ａについて説明する。この第１弁モジュール４０Ａは、スピードコントローラとしての機能を有するもので、第１取付孔１１に挿入することによって第１ボディ部１０ａに取付可能な筒状のモジュールボディ４１と、モジュールボディ４１に組み付けられた弁機構４２とを有し、弁機構４２は、チェック弁体４３とニードル弁体４４とを有している。

モジュールボディ４１は、中心軸線（第１軸線Ｌ１）に沿って先端側から基端側に向けて順に、接続孔１８の一端に気密に嵌合する小径の先端嵌合部４１ａと、先端嵌合部４１ａより大径の分岐流路形成部４１ｂと、ニードル弁体４４を保持する弁体保持部４１ｃと、ニードル弁体４４を進退操作するハンドル４５を取り付けるためのハンドル取付部４１ｄとが、一つに連なった形に形成され、ハンドル取付部４１ｄは第１ボディ部１０ａの外部に突出している。

分岐流路形成部４１ｂは、流体流路の一部を互いに並列をなす第１流路４６と第２流路４７とに分岐させる部分であり、分岐流路形成部４１ｂの外周と第１取付孔１１の内周との間にＯリング４８が取り付けられている。

第１流路４６は、分岐流路形成部４１ｂを第１軸線Ｌ１方向に貫通する複数の流路孔により形成され、第２流路４７は、先端嵌合部４１ａ及び分岐流路形成部４１ｂの中心を通る中心孔により形成されている。従って、以下の説明において、流路孔に符号４６を付し、中心孔に符号４７を付すこともある。

第１流路４６の基端部と第２流路４７の基端部とは、Ｏリング４８よりも弁体保持部４１ｃ寄りの位置で、モジュールボディ４１の側面に形成された複数の連通孔５０を通じてそれぞれ第１取付孔１１に連通し、第１流路４６の先端部は、Ｏリング４８よりも先端嵌合部４１ａ寄りの位置で、第１取付孔１１と、モジュールボディ４１に形成された流路孔５１とを通じて、接続孔１８に連通し、第２流路４７の先端部は、接続孔１８に直接連通している。

先端嵌合部４１ａの基端部外周には、合成ゴム等の弾性体からなる環状及び板状をしたチェック弁体４３が嵌め付けられ、このチェック弁体４３が圧力流体の作用で分岐流路形成部４１ｂの先端面４１ｅに対して離間及び当接することにより、第１流路４６が開閉されるようになっている。
チェック弁体４３は、その内径側の端部を、接続孔１８の孔縁と分岐流路形成部４１ｂの内径端との間に挟持されることにより、第１取付孔１１の内端面１１ａと分岐流路形成部４１ｂの先端面４１ｅとの間に取り付けられており、第１取付孔１１の内端面１１ａと分岐流路形成部４１ｂの先端面４１ｅとは、第１取付孔１１の外径方向に向けて相互間の間隔が広がる方向に傾斜する円錐面をなしている。

図示の実施形態において、チェック弁体４３は、入力ポート１３から出力ポート１４に向かう圧力流体の順方向流れに対しては、この順方向流れの作用で分岐流路形成部４１ｂの先端面４１ｅから離れて第１流路４６を開放することにより、その流れを許容し、出力ポート１４から入力ポート１３に向かう圧力流体の逆方向流れに対しては、この逆方向流れの作用で分岐流路形成部４１ｂの先端面４１ｅに当接して第１流路４６を閉鎖することにより、その流れを阻止する。

ニードル弁体４４は、弁体保持部４１ｃの中心の弁保持孔５３の内部に、弁シール５４を介して気密に且つ第１軸線Ｌ１に沿って進退動自在に配設され、ニードル弁体４４の先端の絞り部４４ａが第２流路４７内に嵌入し、絞り部４４ａの側面に絞り孔４４ｂが形成されている。絞り孔４４ｂは、絞り部４４ａの先端側に行くに従って次第に断面積が拡大する方向に傾斜していて、ニードル弁体４４が前進して第２流路４７に対する絞り部４４ａの進入度が大きくなると、絞り孔４４ｂ（従って第２流路４７）の開口面積が小さくなり、その逆に、ニードル弁体４４が後退して第２流路４７に対する絞り部４４ａの進入度が小さくなると、絞り孔４４ｂ（従って第２流路４７）の開口面積が大きくなり、それによって第２流路４７を流れる圧力流体の流量が制御される。

ニードル弁体４４を進退操作するため、ニードル弁体４４の外周には雄ネジ４４ｃが切られ、この雄ネジ４４ｃが、弁体保持部４１ｃの内部に固定されたニードルガイド５５のネジ孔に噛合し、モジュールボディ４１の基端部のハンドル取付部４１ｄに、キャップ型をした回転操作用のハンドル４５が回転自在に取り付けられ、ハンドル４５の中心に形成された操作孔４５ａの内部に、ニードル弁体４４の端部が、第１軸線Ｌ１方向には相対的に変位自在であるが第１軸線Ｌ１を中心とする回転方向には相互に固定された状態に挿入されている。従って、ハンドル４５を正逆方向に回転させると、ニードル弁体４４が正逆方向に回転して、ニードルガイド５５にガイドされて第１軸線Ｌ１方向に進退動する。

ハンドル４５の外面には、ハンドル４５の回転方向とニードル弁の開度との関係を示す表示４５ｂが設けられ、ハンドル４５の側面には、操作方向や操作度合い等を示す指針としての役目を果たす突起４５ｃが設けられている。

また、ハンドル４５は、第１軸線Ｌ１に沿ってロック位置と非ロック位置とに移動自在であり、ニードル弁体４４の進退操作を行うときは非ロック位置に移動させ、ニードル弁体４４の進退操作を行わないときは、ロック位置に移動させる。しかし、そのための構成は公知であるから、これ以上の詳細な説明は省略する。

このように構成された第１弁モジュール４０Ａは、モジュールボディ４１の外部に気密に固定した筒状のアタッチメント５７を介して第１ボディ部１０ａの第１取付孔１１内に挿入され、第１取付孔１１の段部１１ｂとモジュールボディ４１のフランジ部４１ｆとの間にアタッチメント５７を挟持させることにより位置決めした状態で、アタッチメント５７の外周を第１取付孔１１の内周に気密に固定することにより、第１ボディ部１０ａに取り付けられている。アタッチメント５７は、第１弁モジュール４０Ａの一部であると言うことができる。

第１弁モジュール４０Ａにおいて、入力ポート１３から出力ポート１４に向かう圧力流体の順方向流れは、チェック弁体４３が第１流路４６を開放することにより自由流れとなり、出力ポート１４から入力ポート１３に向かう圧力流体の逆方向流れは、チェック弁体４３が第１流路４６を閉鎖するため第２流路４７を流れ、ニードル弁体４４によってその流量が制御される。

次に、図５及び図８を参照して第２弁モジュール７０Ａについて説明する。この第２弁モジュール７０Ａは、パイロットチェック弁としての機能を有するもので、第２ボディ部１０ｂの第２取付孔１２に挿入することによって第２ボディ部１０ｂに取付可能な筒状のモジュールボディ７１と、モジュールボディ７１に組み込まれた弁機構７２とを有している。弁機構７２は、チェック弁体７３と、このチェック弁体７３を逆止め位置と全開位置とに変位させるパイロット弁体７４と、このパイロット弁体７４にパイロット流体を供給するパイロットポート７５とを有するものである。
なお、「逆止め位置」とは、チェック弁体７３が本来の逆止め機能を発揮し得る位置のことであり、「全開位置」とは、チェック弁体７３が流路を全開にして逆止め機能を発揮し得ない位置のことである。

モジュールボディ７１は、エルボ形をしていて、第２取付孔１２にリング状のアタッチメント７９を介して挿入、固定される筒状の弁収容部７６と、弁収容部７６から直角に延びる筒状のポート形成部７７とを有し、ポート形成部７７の軸線は第３軸線Ｌ３と平行に向けられている。
ポート形成部７７には、パイロットポート７５が形成され、パイロットポート７５には、簡易接続式の管継手７８が取り付けられている。この管継手７８は、第３ボディ部１０ｃの入力ポート１３に取り付けられた管継手２０と同じ構成を有するものである。

弁収容部７６は、第２軸線Ｌ２に沿って延びる弁収容孔８０を有し、弁収容孔８０の内部に、弁ロッド８１が、第２軸線Ｌ２に沿って変位自在なるように収容されている。
弁収容孔８０の先端部は、第２取付孔１２内に開口し、弁収容孔８０の基端部は、ピストン室８２及び連通孔８３を通じてパイロットポート７５に連通し、弁収容孔８０の中間部は、弁収容部７６の側面に形成された複数の連通孔８４を通じて第２取付孔１２（従って接続孔１８）に連通している。

弁ロッド８１の外周と弁収容孔８０の内周との間には、Ｏリング４８と、リップ形のシール部材からなるチェック弁体７３とが取り付けられている。Ｏリング４８が設けられている位置は、連通孔８４よりも弁ロッド８１の基端寄りの位置であり、チェック弁体７３が設けられている位置は、連通孔８４よりも弁ロッド８１の先端寄りの位置である。

チェック弁体７３は、リップ７３ａを弁ロッド８１の先端側に向けて配設されている。このため、チェック弁体７３は、入力ポート１３から出力ポート１４に向かう圧力流体の順方向流れに対しては、リップ７３ａが弁収容孔８０の内周から離れることにより流路を開放してその流れを許容し、出力ポート１４から入力ポート１３に向かう圧力流体の逆方向流れに対しては、リップ７３ａが弁収容孔８０の内周に当接することにより流路を閉鎖してその流れを阻止する。

弁ロッド８１の基端部には、パイロット弁体として機能するピストン８６が一体に形成され、このピストン８６が、ピストン室８２内に、シール部材８６ａを介して摺動自在に収容されている。このピストン８６は弁ロッド８１より大径である。ピストン８６の背面とピストン室８２の端部を塞ぐ蓋８７との間には、パイロット圧力室８８が形成され、このパイロット圧力室８８が、連通孔８３を通じてパイロットポート７５に連通している。一方、ピストン８６の前面とＯリング４８との間に形成された開放室８９は、開放孔８９ａを通じて外部に開放され、ピストン８６の前面と弁収容部７６の段部７６ａとの間に、復帰ばね９０が配設されている。

第２弁モジュール７０Ａにおいて、図５及び図８の状態で、パイロットポート７５からパイロット圧力室８８にパイロット流体が供給されると、図９に示すように、ピストン８６によって弁ロッド８１が第２軸線Ｌ２に沿って前進させられるため、チェック弁体７３が弁収容孔８０から前方に突出した全開位置を占める。この状態では、入力ポート１３から出力ポート１４に向かう圧力流体の順方向流れも、出力ポート１４から入力ポート１３に向かう圧力流体の逆方向流れも、自由流れの状態になる。

パイロット流体の供給が絶たれると、図５及び図８に示すように、復帰ばね９０によってピストン８６及び弁ロッド８１が後退し、チェック弁体７３が弁収容孔８０内に嵌合して逆止め位置を占める。この状態では、入力ポート１３から出力ポート１４に向かう圧力流体の順方向流れは許容されるが、出力ポート１４から入力ポート１３に向かう圧力流体の逆方向流れは阻止される。

このように形成された第１の複合弁１Ａは、例えばエアシリンダ１１０のポート１１１（図４、図６参照）に直接取り付けて使用され、エアシリンダ１１０に対する圧力流体の供給及び排出を制御する。その制御動作の一例は次の通りである。

パイロット流体用切換弁（不図示）によって第２弁モジュール７０Ａのパイロットポート７５にパイロット流体が供給されることにより、チェック弁体７３が図９の全開位置に保持され、その状態で、入力ポート１３が、主流体用切換弁（不図示）によって圧力流体源と大気とに交互に接続される。

入力ポート１３が圧力流体源に接続されると、図５及び図７において、第３ボディ部１０ｃから第１ボディ部１０ａに流入した圧力流体は、順方向流れとして第１弁モジュール４０Ａのチェック弁体４３を押し開き、第１流路４６を自由流れの状態で流通して、接続孔１８から第２ボディ部１０ｂ及び第２弁モジュール７０Ａに至り、図９において、そのまま第２弁モジュール７０Ａの弁収容孔８０を通過して第４ボディ部１０ｄに達し、出力孔１９を通って出力ポート１４からエアシリンダの圧力室に流入するため、エアシリンダは作業行程を行う。

エアシリンダが復帰行程を行うときは、主流体用切換弁によって入力ポート１３が大気に接続されることにより、エアシリンダの圧力室から排出される圧力流体は、逆方向流れとして、作業行程時とは逆の経路を辿って入力ポート１３に到達し、主流体用切換弁を介して大気に排出される。このとき、第１弁モジュール４０Ａにおいては、チェック弁体４３が第１流路４６を閉鎖して圧力流体の逆方向流れを遮断するため、圧力流体は、第２流路４７を、ニードル弁体４４で流量制限された状態で流通する。このためエアシリンダは、圧力流体の流量に応じた速度で復帰行程を行う。従って、第１弁モジュール４０Ａは、メータアウト方式のスピードコントローラである。

流体圧回路に異常が発生し、エアシリンダの稼働中に圧力流体の供給が突然断たれた場合には、入力ポート１３への圧力流体の供給が絶たれると共に、第２弁モジュール７０Ａに対するパイロット流体の供給も絶たれるため、第２弁モジュール７０Ａにおいては、図５及び図８に示すように、復帰ばね９０によってピストン８６及び弁ロッド８１が後退し、チェック弁体７３が弁収容孔８０内に嵌合して逆止め位置を占める。このため、出力ポート１４から入力ポート１３に向かう圧力流体の逆方向流れは第２弁モジュール７０Ａによって阻止され、圧力流体はエアシリンダの圧力室内に封じ込められ、エアシリンダはその動作位置に停止する。この結果、エアシリンダが不意に復帰動作を行う危険性を回避することができる。

第１の複合弁１Ａは、前述した使い方の他に、流体圧回路の構成により、エアシリンダを駆動するとき、つまり、圧力流体が入力ポート１３から出力ポート１４に向けて順方向に流れるときには、パイロットポート７５にパイロット流体が供給されず（従ってチェック弁体７３は逆止め位置を占める）、エアシリンダが復帰するとき、つまり、圧力流体が出力ポート１４から入力ポート１３に向けて逆方向に流れるときに、パイロットポート７５にパイロット流体が供給される（従ってチェック弁体７３は全開位置を占める）、といったような使い方をすることもできる。

図１０−図１２には、複合弁の第２実施形態である第２の複合弁１Ｂが示されている。この第２の複合弁１Ｂにおいて、弁ボディ１０Ｂの第１ボディ部１０ａに取り付けられた第１弁モジュール４０Ｂは、パイロットチェック弁としての機能を有し、第２ボディ部１０ｂに取り付けられた第２弁モジュール７０Ｂは、残圧排出弁としての機能を有するものである。このような弁モジュールの組み合わせにより、第２の複合弁１Ｂは、エアシリンダの稼働中に圧力流体の供給が突然停止した場合に、第１弁モジュール４０Ｂ及び第２弁モジュール７０Ｂによって圧力流体をエアシリンダ中に封じ込めてエアシリンダをその動作位置に停止させることができるほか、封じ込めた圧力流体（残圧）を、第２弁モジュール７０Ｂで外部に排出することができる。

第２の複合弁１Ｂにおける弁ボディ１０Ｂの構成は、第１の複合弁１Ａにおける弁ボディ１０Ａの構成と同じである。このため、弁ボディ１０Ｂの主要な構成部分に、弁ボディ１０Ａに付した符号と同じ符号を付し、その構成についての詳細な説明は省略する。

また、第１弁モジュール４０Ｂは、パイロットチェック弁であって、第１の複合弁１Ａに組み込まれた第２弁モジュール７０Ａと同じである。このため、この第１弁モジュール４０Ｂにおいても、その主要な構成部分に、第２弁モジュール７０Ａに付した符号と同じ符号を付し、その構成及び作用についての詳細な説明は省略する。
これから分かることは、第１弁モジュール４０Ｂは、第１ボディ部１０ａの第１取付孔１１にも、第２ボディ部１０ｂの第２取付孔１２にも、取り付けることができるということである。

一方、第２弁モジュール７０Ｂは、第２取付孔１２に挿入することによって第２ボディ部１０ｂに取付可能な筒状のモジュールボディ９１と、モジュールボディ９１に組み込まれた弁機構９２とを有し、弁機構９２は、第２取付孔１２を外部に連通する排出流路９３と、この排出流路９３を開閉する排出弁体９４とを有している。

モジュールボディ９１は、第２取付孔１２にＯリング９５を介して気密に挿入される挿入部９１ａと、挿入部９１ａより大径で外部に開放する釦収容部９１ｂとを有し、釦収容部９１ｂは第２ボディ部１０ｂの外部に突出している。
排出流路９３は、挿入部９１ａの中心に、第２取付孔１２と釦収容部９１ｂとを結ぶように形成され、挿入部９１ａの先端（内端）には、排出流路９３より大径の弁室９６が第２取付孔１２に臨むように形成され、弁室９６内に、排出流路９３を取り囲む排出弁座９７が形成されている。

また、排出流路９３の内部には、排出弁ロッド９８が、その外周と排出流路９３の内周との間に流体が流通する僅かな隙間を保った状態で第２軸線Ｌ２方向に摺動自在なるように挿通され、排出弁ロッド９８の先端部は、弁室９６を通り抜けて第２取付孔１２まで達し、排出弁ロッド９８の後端部は、釦収容部９１ｂ内に突出している。
排出弁ロッド９８の先端部には、小径の弁体取付部９８ａが形成され、この弁体取付部９８ａに排出弁体９４が第２軸線Ｌ２方向に変位自在なるように取り付けられ、排出弁体９４は、弁ばね９９で排出弁座９７側に向けて常時付勢されている。

排出弁ロッド９８の後端部の釦収容部９１ｂ内に突出する部分には、操作釦１００が取り付けられ、操作釦１００は、操作釦１００とモジュールボディ９１との間に介設された復帰ばね１０１により、排出弁ロッド９８を後退させる方向、即ち、排出弁体９４を排出弁座９７に当接させる方向に向けて、常時付勢されている。

第２弁モジュール７０Ｂはこのように構成されているため、通常は、排出弁体９４が、弁ばね９９及び復帰ばね１０１のばね力によって排出弁座９７に当接する閉鎖位置を占め、排出流路９３は閉鎖されている。従って、第２取付孔１２内の圧力流体は外部に排出されない。
この状態から操作釦１００を手で押し込むと、排出弁ロッド９８が前進して排出弁体９４が排出弁座９７から離れるため、排出流路９３は開放し、第２取付孔１２内の圧力流体は、排出弁ロッド９８の外周と排出流路９３の内周との間の隙間を通り、釦収容部９１ｂの内部を通じて流量制限された状態で外部に排出される。従って、排出弁ロッド９８の外周と排出流路９３の内周との間の隙間は、絞りを形成するものである。

前記構成を有する第２の複合弁１Ｂにおいて、流体圧回路の正常動作時には、第１弁モジュール４０Ｂのパイロットポート７５にパイロット流体が供給されることにより、ピストン８６及び弁ロッド８１が前進してチェック弁体７３が全開位置を占め、その状態で、入力ポート１３が、主流体用切換弁によって圧力流体源と大気とに交互に接続される。このとき、第２弁モジュール７０Ｂの排出弁体９４は、排出弁座９７に当接することにより排出流路９３を閉鎖している。

入力ポート１３が圧力流体源に接続されると、第３ボディ部１０ｃに流入した圧力流体は、第１弁モジュール４０Ｂを自由流れの状態で通過し、接続孔１８から第２取付孔１２を通って第４ボディ部１０ｄに達し、出力孔１９を通って出力ポート１４からエアシリンダの圧力室に流入するため、エアシリンダは作業行程を行う。

エアシリンダが復帰行程を行うときは、主流体用切換弁によって入力ポート１３が大気に接続され、エアシリンダの圧力室から排出される圧力流体は、逆方向流れとして、作業行程時とは逆の経路を辿って入力ポート１３に到達し、主流体用切換弁を介して大気に排出される。

流体圧回路に異常が発生し、エアシリンダの稼働中に圧力流体の供給が突然断たれた場合には、入力ポート１３への圧力流体の供給が絶たれると共に、第１弁モジュール４０Ｂに対するパイロット流体の供給も絶たれるため、第１弁モジュール４０Ｂにおいては、図１２に示すように、復帰ばね９０によってピストン８６及び弁ロッド８１が後退し、チェック弁体７３が弁収容孔８０内に嵌合して逆止め位置を占める。このため、出力ポート１４から入力ポート１３に向かう圧力流体の逆方向流れは第１弁モジュール４０Ｂによって阻止され、第２弁モジュール７０Ｂも閉弁状態にあるため、圧力流体はエアシリンダの圧力室内に封じ込められ、エアシリンダはその動作位置に停止する。この結果、エアシリンダが不意に復帰動作を行う危険性を回避することができる。

エアシリンダを復帰させるときは、第２弁モジュール７０Ｂの操作釦１００を手で押し込むことにより、排出弁体９４を排出弁座９７から離間させて排出流路９３を開放する。これにより、エアシリンダに封じ込められた圧力流体は、排出弁ロッド９８の外周と排出流路９３の内周との間の隙間を通って徐々に排出されるため、エアシリンダは、排出流量に応じた速度で復帰動作を行う。

第２の複合弁１Ｂは、前述した使い方の他に、流体圧回路の構成により、エアシリンダを駆動するとき、つまり、圧力流体が入力ポート１３から出力ポート１４に向けて順方向に流れるときには、パイロットポート７５にパイロット流体が供給されず（従ってチェック弁体７３は逆止め位置を占める）、エアシリンダが復帰するとき、つまり、圧力流体が出力ポート１４から入力ポート１３に向けて逆方向に流れるときに、パイロットポート７５にパイロット流体が供給される（従ってチェック弁体７３は全開位置を占める）、といったような使い方をすることもできる。

図１３−図１５には、複合弁の第３実施形態である第３の複合弁１Ｃが示されている。この第３の複合弁１Ｃにおいて、弁ボディ１０Ｃの第１ボディ部１０ａに取り付けられた第１弁モジュール４０Ｃは、メータアウト方式のスピードコントローラであり、第２ボディ部１０ｂに取り付けられた第２弁モジュール７０Ｃは、メータイン方式のスピードコントローラであり、２つのスピードコントローラによって、エアシリンダの作業行程時の動作速度と復帰行程時の動作速度の両方を、様々に制御することが可能である。

第３の複合弁１Ｃにおける弁ボディ１０Ｃの構成は、第１の複合弁１Ａにおける弁ボディ１０Ａの構成と同じである。このため、弁ボディ１０Ｃの主要な構成部分に、弁ボディ１０Ａに付した符号と同じ符号を付し、その構成についての詳細な説明は省略する。

２つの弁モジュールのうち、第１弁モジュール４０Ｃは、第１の複合弁１Ａにおける第１弁モジュール４０Ａと同じものである。このため、この第１弁モジュール４０Ｃにおいても、その主要な構成部分に、第１弁モジュール４０Ａに付した符号と同じ符号を付し、その構成及び作用についての詳細な説明は省略する。

一方、第２弁モジュール７０Ｃは、第１弁モジュール４０Ｃと構成が若干相違しており、その相違点は、モジュールボディ４１における先端嵌合部４１ａに流路形成部材１０３が取り付けられている点と、分岐流路形成部４１ｂの外周にＯリングが取り付けられていない点である。これ以外の構成は第１弁モジュール４０Ｃと同じである。

流路形成部材１０３は、環状をした部材であって、チェック弁体４３で開閉される複数の流路孔１０４を有している。流路孔１０４は、入力ポート１３から出力ポート１４に向かう圧力流体の順方向流れに対しては、チェック弁体４３で閉鎖されることによってこの順方向流れを阻止し、出力ポート１４から入力ポート１３に向かう圧力流体の逆方向流れに対しては、チェック弁体４３で開放されることによりこの逆方向流れを許容する。

前記構成を有する第３の複合弁１Ｃにおいて、入力ポート１３に圧力流体が供給されると、この圧力流体は、第１取付孔１１から第１弁モジュール４０Ｃの連通孔５０に流入し、チェック弁体４３を押し開くことによって第１流路４６を自由流れの状態で通過し、連通孔５１、接続孔１８を通って第２取付孔１２及び第２弁モジュール７０Ｃに流入する。そして、モジュールボディ４１の外周と、連通孔５０及び第１流路４６とを通って流路形成部材１０３の流路孔１０４に向かう圧力流体は、チェック弁体４３が流路孔１０４を閉鎖するため、この位置で遮断される。一方、連通孔５０から第２流路４７を流通する圧力流体は、ニードル弁体４４によって流量制限された状態で、第４ボディ部１０ｄの出力孔１９から出力ポート１４を経てエアシリンダの圧力室に流入する。このためエアシリンダは、圧力流体の供給流量に応じた速度で駆動され、メータイン制御が行われる。

エアシリンダの復帰行程時に、入力ポート１３が大気に接続されると、エアシリンダの圧力室から排出される圧力流体は、エアシリンダの作業行程時とは逆の経路を辿って入力ポート１３に到達し、切換弁を介して大気に排出される。このとき、第２弁モジュール７０Ｃにおいては、チェック弁体４３が流路形成部材１０３の流路孔１０４を開放するため、圧力流体は、この流路孔１０４から、モジュールボディ４１の外周を自由流れの状態で通過し、接続孔１８を通って第１弁モジュール４０Ｃに達する。この第１弁モジュール４０Ｃにおいては、チェック弁体４３によって第１流路４６が閉鎖されるため、圧力流体は、ニードル弁体４４による流量制限を受けながら第２流路４７を流通し、入力ポート１３を経て外部に排出される。このため、エアシリンダは、圧力流体の排出流量に応じた速度で後退し、メータアウト制御が行われる。

このように、本発明においては、一つの弁ボディに、制御機能毎にモジュール化した複数の弁機構（弁モジュール）を選択的に取り付けることにより、用途に応じた制御機能の組み合わせを有する複合弁を簡単に得ることができる。また、弁ボディを形成する複数のボディ部を合理的な配置でコンパクトに結合したことにより、複合弁を、流体圧機器のポートに低い姿勢でコンパクトに取り付けることができる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 複合弁
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 弁ボディ
１０ａ 第１ボディ部
１０ｂ 第２ボディ部
１０ｃ 第３ボディ部
１０ｄ 第４ボディ部
１１ 第１取付孔
１２ 第２取付孔
１３ 入力ポート
１４ 出力ポート
１５ 取付部
１９ 出力孔
２４ 外部ボディ
２５ 内部ボディ
２７ 操作部
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ 第１弁モジュール
４１ モジュールボディ
４２ 弁機構
４３ チェック弁体
４４ ニードル弁体
７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ 第２弁モジュール
７１，９１ モジュールボディ
７２，９２ 弁機構
７３ チェック弁体
７４ パイロット弁体
７５ パイロットポート
９３ 排出流路
９４ 排出弁体
Ｌ１ 第１軸線
Ｌ２ 第２軸線
Ｌ３ 第３軸線
Ｌ４ 第４軸線
Ｈ 高さ

Claims (7)

1. 弁ボディと、弁ボディに取り付けられた第１弁モジュール及び第２弁モジュールとを有し、
   弁ボディは、第１弁モジュールを取り付けるための取付孔を有する第１ボディ部と、第２弁モジュールを取り付けるための取付孔を有する第２ボディ部と、圧力流体を導入するための入力ポートを有する第３ボディ部と、圧力流体を出力するための出力ポートを有する第４ボディ部とが、一体に結合された状態に形成され、第４ボディ部に、流体圧機器の螺子孔状をしたポートに直接ねじ込んで取り付けるための取付部が形成されており、
   第１ボディ部及び第２ボディ部は、互いに平行をなす第１軸線及び第２軸線に沿ってそれぞれ延在し、第３ボディ部は、第１軸線及び第２軸線の一方又は両方を含む平面内にあるか又はその平面と平行する別の平面内にあって第１軸線及び第２軸線の何れに対しても向きが９０度異なる第３軸線に沿って延在し、第４ボディ部は、第１軸線、第２軸線及び第３軸線の何れに対しても向きが９０度異なる第４軸線に沿って延在し、
   第１弁モジュール及び第２弁モジュールは、第１ボディ部及び第２ボディ部の取付孔に挿入することによって第１ボディ部及び第２ボディ部にそれぞれ取付可能なモジュールボディと、モジュールボディに組み付けられた弁機構とを有していて、互いに異なる流体制御機能を有し、
   入力ポートと出力ポートとを結ぶ流体流路が、第３ボディ部から、第１ボディ部及び第１弁モジュールと第２ボディ部及び第２弁モジュールとを一方側から他方側へと順次経由して、第４ボディ部に至るように形成されている、
   ことを特徴とする流体圧機器のポートに直接取り付ける複合弁。
2. 第１ボディ部、第２ボディ部、第３ボディ部、及び第４ボディ部は、それぞれ中空の柱状をなし、第１ボディ部と第２ボディ部とは、互いに隣接する位置に一部が重なり合うように配設され、第１ボディ部の第１取付孔と第２ボディ部の第２取付孔とは、第１軸線及び第２軸線に沿って互いに逆向きに開口していることを特徴とする請求項１に記載の複合弁。
3. 第３ボディ部と第４ボディ部とは、第１ボディ部又は第２ボディ部を挟んで互いに反対側の位置に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の複合弁。
4. 第１ボディ部と第２ボディ部と第３ボディ部とは、第４ボディ部の高さの範囲内に全て納まるように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の複合弁。
5. 第４ボディ部は、中空の外部ボディと、外部ボディの内部に第４軸線を中心にして回転自在なるように収容された柱状の内部ボディとを有し、内部ボディの上端は外部ボディの上端から外部に露出し、内部ボディの下端は外部ボディの下端から外部に突出し、内部ボディの内部に出力孔が形成され、内部ボディの下端部に取付部と出力ポートとが形成され、内部ボディの上端部に、レンチで回転操作するための操作部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複合弁。
6. 第１弁モジュール及び第２弁モジュールは、第１ボディ部及び第２ボディ部のどちらに対しても取り付け可能であることを特徴とする請求項１に記載の複合弁。
7. 第１弁モジュールと第２弁モジュールとの組み合わせは、スピードコントローラとパイロットチェック弁、パイロットチェック弁と残圧排気弁、スピードコントローラとスピードコントローラの何れかであり、
   スピードコントローラの弁機構は、流体流路を流れる圧力流体の流れの方向を制御するチェック弁体と、圧力流体の流量を制御するニードル弁体とを有し、
   パイロットチェック弁の弁機構は、流体流路を流れる圧力流体の流れの方向を制御するチェック弁体と、パイロット流体の作用によりチェック弁体を圧力流体の順方向流れと逆方向流れとの両方を許容する位置に変位させるパイロット弁体と、パイロット弁体にパイロット流体を供給するためのパイロットポートとを有し、
   残圧排気弁の弁機構は、流体流路から分岐して外部に連通する排出流路と、排出流路を開閉する排出弁体とを有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の複合弁。

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