JP2518047Y2

JP2518047Y2 - 安全制御弁

Info

Publication number: JP2518047Y2
Application number: JP1992035558U
Authority: JP
Inventors: 祖温王; 哲朗徳田
Original assignee: エスエムシー株式会社
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1992-04-30
Publication date: 1996-11-20
Anticipated expiration: 2006-11-20
Also published as: JPH0587304U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、各種機械の作動部材等
をエアアクチュエータによって作動させるためのエア機
器に用いられ、エアアクチュエータの排気側の圧力が所
定圧以下（例えば大気圧）の場合に飛び出し暴走を防止
し、またエアアクチュエータへのエア供給停止後にエア
アクチュエータの残圧を除去するための安全制御弁に関
する。

【０００２】

【従来の技術】エア供給を長時間停止後あるいは残圧除
去後のエアアクチュエータには、その排気側の圧力が所
定圧以下（例えば大気圧）であるので、エアアクチュエ
ータ作動のためにエアを供給すると、ピストン等が飛び
出し暴走することがある。その対策として、従来は、主
切換弁（メインバルブ）にプレッシャセンタ形３位置弁
を使用して、エアアクチュエータにいったんエアを入れ
てから起動したり、メータイン制御をしたりしていた。
エア機器の故障修理、保全のための点検、非常停止後の
点検等のために、保全関係者がエア機器を操作する場合
に、エア供給停止後のエアアクチュエータに閉じ込めら
れていたエア（圧縮空気）によってエアアクチュエータ
が作動し、人身事故を起こすことがあった。その対策と
して、従来は、主エア回路に残圧除去弁を配設し、エア
の供給停止後に残圧除去弁を操作して主エア回路内のエ
アを大気中に開放し、残圧を除去していた。（従来の残
圧除去技術、飛び出し防止技術については、１９８９年
２月２５日、オーム社発行「新版・油空圧便覧」第４３
９〜４４０頁参照）

【０００３】従来の飛び出し防止技術については、主切
換弁にプレッシャセンタ形３位置弁を使用できるのは特
殊な場合に限られ、またメータイン制御を飛び出し防止
のために用いると、その他の制御が限定され、希望する
動作の実現が困難となる。また、従来の残圧除去技術
は、主エア回路の残圧を除去するのみであるから、中央
位置でポートＡ，Ｂがブロックされたクローズセンタ形
の切換弁等を主切換弁として用いると、主エア回路の残
圧が除去されてもエアアクチュエータには残圧が存在す
る。このように、従来の飛び出し防止技術及び残圧除去
技術は、その適用範囲が極めて制限され利用価値が低い
という欠点がある。また、飛び出し防止技術と残圧除去
技術とは、互いに関係のない別々の技術であって、両技
術を適用するとそれだけ部品数がふえることとなる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】主切換弁（３位置切換
弁）と並列に残圧排出ユニットを配設し、この残圧排出
ユニットにより飛び出し現象を無くし、残圧を排出する
ことが考えられた（実公平３−８８０１号参照）。しか
し、残圧排出ユニットには５ポート２位置で絞り付の開
閉弁があり、開閉弁にはスプール穴とシールを装着した
スプール状の弁体を用いるので、残圧排出ユニットは構
造が複雑で耐久性に乏しいものとなった。本考案は、従
来の前記欠点を解消するものであって、構造が簡単で耐
久性があり、エアアクチュエータを用いたあらゆるエア
機器に適用でき、安全制御弁に飛び出し防止と残圧除去
の両機能をもたせることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は、前記課題を達
成するために、安全制御弁において、ボディ(12)の長手
方向に向けてピストン室(13)が形成され、ピストン室(1
3)内に第１ピストン(15)及び第２ピストン(14)が摺動自
在に挿入され、ピストン室(13)内の第１ピストン(15)と
第２ピストン(14)との間にパイロット室(22)が形成さ
れ、第１パイロットスプリング(19)及び第２パイロット
スプリング(18)の弾発力が第１ピストン(15)及び第２ピ
ストン(14)をそれぞれパイロット室(22)に向けて作用
し、ボディ(12)の前側面にＰポートが開口されるととも
にボディ(12)の後側面にＡポート及びＢポートが開口さ
れ、Ｐポートが主通路(23)及びパイロット用ニードル弁
(28)を介してパイロット室(22)に連通され、Ａポートは
第１通路(25A) 及び連通路(25)を介して主通路(23)に連
通され、Ｂポートは第２通路(24)及び連通路(25)を介し
て主通路(23)に連通され、第１ピストン(15)及び第２ピ
ストン(14)には第１弁体(17)及び第２弁体(16)がそれぞ
れ固定され、第１通路(25A) 及び第２通路(24)に第１弁
室(32)及び第２弁室(31)が形成され、連通路(25)にニー
ドル弁(29)及びチェック弁(30)が並列に配設され、チェ
ック弁(30)はＡポート・Ｂポートから主通路(23)への流
れのみを許すようにされ、第１弁体(17)及び第２弁体(1
6)によって第１弁室(32)及び第２弁室(31)の流れが連通
又は遮断され、前記第１パイロットスプリング(19)及び
第２パイロットスプリング(18)が第１弁体(17)及び第２
弁体(16)を連通させる方向に作用するようにすることを
構成とする。なお、本考案の解釈に当たっては、次の事
項を考慮しなければならない。Ａポート及びＢポートはエアアクチュエータ（例え
ば、エアシリンダ、エアモータ。）に連通されるポート
であり、Ｐポートはエア源又は大気に選択的に連通され
るポートである。本考案において、エア（圧縮空気）という用語は、
所定の圧力をもったすべての気体（空気、窒素ガスを含
む。）を意味し、主切換弁（メインバルブ）に供給する
エア源と安全制御弁に供給するエア源とは、同一であっ
ても別物であってもよい。本考案において、安全制御弁の作動位置は、前記２
位置のみならず、その中間の任意の位置をとることがで
きる。本考案の安全制御弁は、主切換弁及びサブプレート
（マニホールドブロック）と連結して１ユニットバルブ
を構成することができる。

【０００６】

【作用】エアアクチュエータを制御する主切換弁に対し
て、本考案の安全制御弁を並列に配設する。エアアクチ
ュエータ内の残圧が除去された状態において、Ｐポート
にエアを供給すると、エアがＰポートからチェック弁付
絞り弁、Ａポート・Ｂポートの双方を通ってエアアクチ
ュエータに徐々に流入され、同時に絞り弁を通ってパイ
ロット室に流入され、所定時間後にＡポート、Ｂポー
ト、P1ポートがそれぞれ閉鎖され、飛び出しが防止でき
る。Ａポート、Ｂポート、P1ポートがそれぞれ閉鎖され
る状態のとき、エアアクチュエータは安全制御弁の影響
を受けることなく、主切換弁によって制御される。エア
アクチュエータの作動終了後にＰポートからエアを大気
に開放すると、Ａポート、Ｂポート、P1ポートがそれぞ
れ閉鎖される状態からＡポート、Ｂポート、P1ポートが
相互に連通する状態に移行する。そのとき、エアアクチ
ュエータに閉じ込められていたエアがＡポート、Ｂポー
ト、P1ポート、チェック弁付絞り弁、Ｐポートを通って
大気に開放され、エアアクチュエータの残圧が除去され
る。

【０００７】

【実施例】図４は本考案の第１実施例〜第２実施例の安
全制御弁を適用した場合の回路図であり、安全制御弁10
はその機能をあらわす記号で表現されている。エア源27
と主切換弁（メインバルブ）６のＰポートが連通され、
主切換弁６のＡ・Ｂポートとエアシリンダ１が連通さ
れ、主切換弁６のＲポートは大気中に連通している。安
全制御弁10は、主切換弁６と並列に配設され、安全制御
弁10の切換弁２のＡ・Ｂポートとエアシリンダ１が連通
され、安全制御弁10の切換弁２のP1ポートはチェック弁
付絞り弁３を介して補助切換弁５のＡポートに連通され
る。なお、チェック弁付絞り弁３のチェック弁は切換弁
２のP1ポートから補助切換弁５のＡポートへの流れのみ
を許すように配設されている。補助切換弁５のＡポート
はパイロット通路７を介して切換弁２のパイロットポー
トに連通され、パイロット通路７中に絞り（絞り弁）４
が配設され、切換弁２はパイロットスプリング８により
付勢される。補助切換弁５のＰポート，Ｒポートはそれ
ぞれエア源（前記エア源27と同一でも別物でもよ
い。）、大気中に連通されている。残圧が除去された状
態のエアシリンダ１にエアを供給すると、図４に示され
る位置において、エアは補助切換弁５のＰポート、Ａポ
ート、チェック弁付絞り弁３の絞り弁を通って切換弁２
のP1ポートに流れ、切換弁２のＡポート・Ｂポートを通
ってエアシリンダ１の両側に徐々に流入する。同時に、
エアは補助切換弁５のＡポート、パイロット通路７、絞
り４を通って切換弁２のパイロットポートに流入する。
絞り４によって管理される所定時間後に、切換弁２が位
置IIに切り換えられて、切換弁２のＡポート・Ｂポート
・P1ポートが閉鎖され、切換弁２からエアシリンダ１へ
のエアの供給が停止される。この間にエアシリンダ１の
両側の圧力は所定圧以上に上昇しており、エアシリンダ
１が起動されると、排気側の圧力がゼロ（大気圧）のと
き生ずるピストンの飛び出しが防止される。そして、補
助切換弁５が図４の位置Ｉに維持される限り、切換弁２
は位置IIに保持され、主切換弁６の操作により、安全制
御弁10に拘束されることなく、エアシリンダ１を作動さ
せることができる。エアシリンダ１へのエア供給の停止
後に、補助切換弁５を位置IIに切り換えると、エアが切
換弁２のパイロットポートからパイロット通路７、絞り
４、補助切換弁５のＡポート・Ｒポートを通って大気中
に放出され、切換弁２はパイロットスプリング８の弾発
力により位置Ｉに切り換えられる。この切換えにより、
エアシリンダ１に閉じ込められたエアは、切換弁２のＡ
ポート・Ｂポート・P1ポート、チェック弁付絞り弁３の
チェック弁、補助切換弁５のＡポート・Ｒポートを通っ
て大気中に開放される。このようにして残圧が除去さ
れ、残圧の存在による不意な事故の発生を防止すること
ができる。

【０００８】図１・図２は本考案の第１実施例の安全制
御弁11をあらわす。安全制御弁11のボディ12の長手方向
に向けられたピストン室13が形成され、ピストン室13内
に左ピストン（第２ピストン）14と右ピストン（第１ピ
ストン）15とが摺動自在に挿入される。左ピストン14と
右ピストン15にはそれぞれ左スプール（第２弁体）16と
右スプール（第１弁体）17が固定され、左スプール16と
右スプール17は左ピストン室33の左側壁と右ピストン室
34の右側壁の通孔に可及的密封状態でそれぞれ挿通され
る。左ピストン14と左ピストン室33の左側壁との間に左
パイロットスプリング（第２パイロットスプリング）18
が配設され、左ピストン室33は左エア抜き20を介して大
気に連通している。右ピストン15と右ピストン室34の右
側壁との間に右パイロットスプリング（第１パイロット
スプリング）19が配設され、右ピストン室34は右エア抜
き21を介して大気に連通している。ボディ12の下側（前
側）面にＰポートが開口され、Ｐポートとピストン室13
の中央のパイロット室22とが通路（主通路）23によって
連通され、通路23中にパイロット用ニードル弁28が配設
される。ボディの上側（後側）面に右方から順にＡポー
ト、Ｂポートが開口され、Ａポートは通路（第１通路）
25Ａ及び通路（連通路）25を介して通路23に連通され、
通路25にチェック弁付絞り弁用ニードル弁29が配設され
る。Ｂポートは通路（第２通路）24及び通路25を介して
通路23に連通され、通路24と通路25とを連通する通路26
にチェック弁付絞り弁用チェック弁30が配設される。前
記チェック弁30は通路25にニードル弁29と並列に配設さ
れているということができ、チェック弁30はＡポート・
Ｂポートから通路23への流出のみを許すように配設され
ている。通路24に左弁室（第２弁室）31が形成され、左
弁室31に左スプール16が摺動自在に嵌合され、通路25に
右弁室32が形成され、右弁室（第１弁室）32に右スプー
ル17が摺動自在に嵌合される。右スプール（第１弁体）
17及び左スプール（第２弁体）16によって、右弁室（第
１弁室）32及び左弁室（第２弁室）31の流れが連通又は
遮断される。

【０００９】図１に示されるように、第１実施例の安全
制御弁11のＰポートが大気に連通されているとき、左ピ
ストン14及び右ピストン15は、それぞれ左パイロットス
プリング18及び右パイロットスプリング19の弾発力によ
って、中央部に変位される。このときの左ピストン14と
右ピストン15の間隔は、左ピストン14の突起35の長さに
より決められ、左弁室31及び右弁室32は開（連通）状態
であり、Ｐポートはニードル弁29等を介してＡポート・
Ｂポートに連通される。（図４の切換弁２の位置Ｉの状
態に相当する。）図１に示される状態のときに、ボディ
12のＰポートにエアを供給すると、エアの一部は通路2
5、チェック弁付絞り弁用ニードル弁29、通路25Ａ、右
弁室32を通ってＡポートに徐々に流れ、エアの更に一部
は通路25、通路24、左弁室31を通ってＢポートに徐々に
流れ、その流量はチェック弁付絞り弁用ニードル弁29
（可変形又は固定形）によって調整される。Ｐポートに
供給されたエアの残りの部分は、通路23、パイロット用
ニードル弁28を通ってパイロット室22に徐々に流れ、そ
の流量はパイロット用ニードル弁28（可変形又は固定
形）によって調整される。パイロット室22に流入するエ
アの量に比例して、左ピストン14及び右ピストン15が左
パイロットスプリング18及び右パイロットスプリング19
の弾発力に抗してそれぞれ移動し、左弁室31及び右弁室
32内に左スプール16及び右スプール17がそれぞれ進入
し、左弁室31及び右弁室32を通過するエアの流れを減少
させる。左ピストン14及び右ピストン15が端部まで移動
すると（図２の状態）、左弁室31及び右弁室32が左スプ
ール16及び右スプール17によってそれぞれ封鎖（遮断）
され、ＰポートからＡポート・Ｂポートへのエアの流れ
が停止される。ＰポートからＡポート・Ｂポートへのエ
アの流れの開始から停止までの時間は、パイロット用ニ
ードル弁28によって調整される。こうした機能は、エア
シリンダの飛び出し防止に利用することができる。図２
に示される状態のときに、ボディ12のＰポートからエア
を大気中に開放すると、左ピストン14及び右ピストン15
が左パイロットスプリング18及び右パイロットスプリン
グ19の弾発力によって中央部に向かって押圧される。パ
イロット室22内のエアは、通路23を通りパイロット用ニ
ードル弁28によって流量を調整されながらＰポートに流
れる。（パイロット用ニードル弁28と並列にチェック弁
を配設すれば、パイロット室22内のエアは急速に排出さ
れる。）この流れに応じて、左ピストン14及び右ピスト
ン15が移動し、左スプール16及び右スプール17が左弁室
31及び右弁室32から徐々に後退し、左弁室31及び右弁室
32をエア通過可能となり、その流量は徐々に増加する。
このとき、エアはＡポート・Ｂポートから通路25Ａ・24
・25 、弁室32・31、チェック弁付絞り弁用チェック弁
30を通ってＰポートに流れる。こうした機能は、エアシ
リンダの残圧除去に利用することができる。Ｐポートか
らエアを大気に開放すると、Ａポート・Ｂポートからエ
アが大気中に流出され、自動的にエアシリンダの残圧除
去が行われるということもできる。

【００１０】図３は本考案の第２実施例の安全制御弁40
をあらわす。第２実施例の安全制御弁40において、第１
実施例の安全制御弁11と同一の部分には第１実施例の安
全制御弁と同一の符号を付し、同一部分の説明は原則と
して省略する。第２実施例の安全制御弁40においては、
左ピストン14及び右ピストン15に固定されるポペットボ
ディ（弁体）をそれぞれ左ポペットボディ（第２弁体）
42及び右ポペットボディ（第１弁体）43とし、左ポペッ
トボディ42及び右ポペットボディ43に当接する左弁座44
及び右弁座45をそれぞれ左弁室31及び右弁室32に配設し
た。第２実施例のその余の構成及び作用効果は第１実施
例と同様である。

【００１１】

【考案の効果】エアアクチュエータを制御する主切換弁
に対して、本考案の安全制御弁を並列に配設する。エア
アクチュエータ内の残圧が除去され第１弁室・第２弁室
が連通された状態において、Ｐポートにエアを供給する
と、エアがチェック弁付絞り弁で流量が調整され、Ｐポ
ートから第１弁室・第２弁室、Ａポート・Ｂポートの双
方を通ってエアアクチュエータに徐々に流入され、同時
にエアがパイロット用ニードル弁を通ってパイロット室
に徐々に流入されることにより、飛び出しが防止でき
る。第１弁室・第２弁室が遮断され、Ａポート、Ｂポー
ト、P1ポートがそれぞれ閉鎖される状態のとき、エアア
クチュエータは安全制御弁の影響を受けることなく、主
切換弁によって制御される。エアアクチュエータの作動
終了後にＰポートからエアを大気に開放すると、パイロ
ット室内のエアがパイロット用ニードル弁、Ｐポートを
通って排出され、第１弁体・第２弁体が第１パイロット
スプリング・第２パイロットスプリングの弾発力によっ
て戻り、第１弁室・第２弁室が徐々に連通される。従っ
て、エアアクチュエータに閉じ込められていたエアがＡ
ポート・Ｂポート、第１弁室・第２弁室、P1ポート、チ
ェック弁付絞り弁、Ｐポートを通って大気に開放され、
エアアクチュエータの残圧が除去される。本考案の安全
制御弁はＡポート、Ｂポート、P1ポートがそれぞれ開放
される位置と閉鎖される位置とを有しており、どの形の
主切換弁とも並列に配設することができる。また、構造
が簡単で耐久性のある１つの安全制御弁で飛び出し防止
と残圧除去の両機能を有するので、軽量化、小型化が実
現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例の安全制御弁の開放時の縦
断面図である。

【図２】本考案の第１実施例の安全制御弁の閉鎖時の縦
断面図である。

【図３】本考案の第２実施例の安全制御弁の縦断面図で
ある。

【図４】本考案の第１実施例・第２実施例を適用した状
態を示す回路図である。

【符号の説明】２切換弁３チェック弁付絞り弁４絞り弁 10 安全制御弁 11 安全制御弁 40 安全制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−134205（ＪＰ，Ａ) 実開平１−144501（ＪＰ，Ｕ) 実公昭55−26616（ＪＰ，Ｙ２) 実公平２−10324（ＪＰ，Ｙ２) 実公平３−8801（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ボディの長手方向に向けてピストン室が
形成され、ピストン室内に第１ピストン及び第２ピスト
ンが摺動自在に挿入され、ピストン室内の第１ピストン
と第２ピストンとの間にパイロット室が形成され、第１
パイロットスプリング及び第２パイロットスプリングの
弾発力が第１ピストン及び第２ピストンをそれぞれパイ
ロット室に向けて作用し、ボディの前側面にＰポートが
開口されるとともにボディの後側面にＡポート及びＢポ
ートが開口され、Ｐポートが主通路及びパイロット用ニ
ードル弁を介してパイロット室に連通され、Ａポートは
第１通路及び連通路を介して主通路に連通され、Ｂポー
トは第２通路及び連通路を介して主通路に連通され、第
１ピストン及び第２ピストンには第１弁体及び第２弁体
がそれぞれ固定され、第１通路及び第２通路に第１弁室
及び第２弁室が形成され、連通路にニードル弁及びチェ
ック弁が並列に配設され、チェック弁はＡポート・Ｂポ
ートから主通路への流れのみを許すようにされ、第１弁
体及び第２弁体によって第１弁室及び第２弁室の流れが
連通又は遮断され、前記第１パイロットスプリング及び
第２パイロットスプリングが第１弁体及び第２弁体を連
通させる方向に作用する安全制御弁。