JP2518048Y2

JP2518048Y2 - 安全電磁弁

Info

Publication number: JP2518048Y2
Application number: JP3556292U
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: JPH0587307U

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電磁弁に関
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（圧縮気体）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。（従来の飛
び出し防止技術、残圧除去技術については、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、主空気圧回路の
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。従来の残圧除去技術は、その適用可能な範囲が制
限されていた。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】本考案の安全電磁弁
は、従来の前記欠点を解消するものであって、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、主切
換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】本考案の安全電磁弁は、
前記課題を達成するために、４ポート又は５ポートを有
するボディ内に固定スリーブが配設され、４ポート又は
５ポートのうち２ポートはＡポート、Ｂポートとし、他
の１ポートをＰポートとし、残りのポートをＲポート
（実施例ではRAポート、RBポート）とし、スプールが少
なくとも３位置を有し、固定スリーブ内に可動スリーブ
が摺動自在に嵌合され、可動スリーブ内にスプールが摺
動自在に挿通され、可動スリーブは通常位置と機能位置
との２位置を有し、機能位置においてＡポート及びＢポ
ートが絞りを介してＰポートに連通することができるよ
うにされている。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。４ポート又は５ポートのうち２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、他の１ポートはエア源又は大気に選択的に連通
され、残りのポートは大気に連通される。なお、ここに
おいて、４ポートの安全電磁弁のときは、大気に連通さ
せるポートが１ポートであり、５ポートの安全電磁弁の
ときは、大気に連通させるポートが２ポートである本考案において、安全電磁弁の操作方式はソレノイ
ド式、電磁エアパイロット式のみならず機械式、人力式
等のあらゆる操作手段を包含するものとする。本考案において、安全電磁弁のスプールの作動位置
は、中央位置、前端位置、後端位置の３位置のみなら
ず、前記３位置の中間の任意の位置をとることができ、
スプール等を入力信号に比例した位置とする比例制御が
可能である。本考案の安全電磁弁は、サブプレート（マニホール
ドブロック）と連結する構成にできることは勿論であ
る。可動スリーブの切換え操作方式は、ソレノイド式、
電磁エアパイロット式のみならず機械式、人力式等のあ
らゆる操作手段を包含するものとする。

【０００６】

【作用】Ａポート及びＢポートをエアアクチュエータに
連通させ、Ｐポートをエア源に連通させ、Ｒポートを大
気に連通させる。可動スリーブが通常位置にあるとき、
スプールを操作することにより、通常の切換弁（例えば
クローズセンター形）としての作用が生ずる。可動スリ
ーブが機能位置にあるとき、Ｐポートにエアを供給する
と、エアは絞りを介して徐々にエアアクチュエータに流
入して、エアアクチュエータの飛び出しが防止される。
可動スリーブが機能位置にあるとき、Ｐポートを大気に
連通させると、エアアクチュエータの残圧が除去され
る。

【０００７】

【実施例】図１，図２は本考案の第１実施例の安全電磁
弁１をあらわし、図３は第１実施例の安全電磁弁１及び
第２実施例の安全電磁弁21を適用した状態をあらわす。
安全電磁弁１のボディ２（複数のブロックが連結された
もの）の軸方向に穿設された中央孔に固定スリーブ３が
配設、固定され、固定スリーブ３内に可動スリーブ４が
摺動自在に嵌合され、第１ランド６、中央ランド７、第
２ランド８を有するスプール５が、可動スリーブ４内に
摺動自在に挿通される。固定スリーブ３の前方（図１で
左方）にはピストン室９が形成され、可動スリーブ４の
前方に形成された環状ピストン10が、ピストン室９内に
摺動自在に嵌合される。可動スリーブ４の環状ピストン
10の前端面（図１で左端面）と前端壁11（呼吸孔13を有
する。）との間に、スプリング12が配設され、スプリン
グ12は可動スリーブ４を後方に弾圧する。ボディ２の一
側（図１で上側）にＡポート、Ｂポートがボディ２の前
方から順に開口され、ボディ２の他側（図１で下側）に
PLポート、RAポート、Ｐポート、RBポートがボディ２の
前方から順に開口される。固定スリーブ３には通孔が５
ケ所穿設され、前方から順に第１通孔、第２通孔、第３
通孔、第４通孔、第５通孔と称する。固定スリーブ３の
第１通孔はRAポートに連通され、第２通孔はＡポートに
連通され、第３通孔はＰポートに連通され、第４通孔は
Ｂポートに連通され、第５通孔はRBポートに連通され
る。可動スリーブ４には通孔が５ケ所穿設され、前方か
ら順に第６通孔、第７通孔（外側に幅広の環状溝が形成
された段付の通孔。）、第８通孔（外側に幅広の環状溝
が形成された段付の通孔。）、第９通孔（外側に幅広の
環状溝が形成された段付の通孔。）、第10通孔と称す
る。図１に示す状態において、可動スリーブ４が前端位
置（図１で左端位置。通常位置。）にあり、第１通孔と
第６通孔とが連通され、同様に第２通孔と第７通孔、第
３通孔と第８通孔、第４通孔と第９通孔、第５通孔と第
10通孔がそれぞれ連通される。ボディ２の後端にダブル
ソレノイド15が配設され、ダブルソレノイド15（直動式
又はパイロット式）への入力信号に応じて、スプール５
が移動される。ボディ２の他側に開口するPLポートは、
ピストン室９の後端に連通される。

【０００８】次に第１実施例の安全電磁弁１の作用につ
いて説明する。Ａポート及びＢポートはエアシリンダ16
に連通され、RAポート及びRBポートは大気に連通され、
Ｐポートは元バルブ14を介してエア源17に連通され、PL
ポートは補助切換弁（図示せず）を介してエア源に連通
されている。図１に示す状態のとき、エアが補助切換
弁、PLポートを通ってピストン室９に流入され、可動ス
リーブ４がスプリング12の弾発力に抗して移動されて前
端位置にあり、ダブルソレノイド15はすべて非通電であ
って、スプール５が中央位置（図３の安全電磁弁１の位
置）にある。第６通孔は第１ランドによって閉鎖さ
れ、第８通孔は中央ランドによって閉鎖され、第10通孔
は第２ランドによって閉鎖されるので、Ａポート、Ｂポ
ート、RAポート、Ｐポート、RBポートがすべてブロック
される。（クローズセンター形となる。）図１に示す状
態において、元バルブ14をＩ位置に切り換えて安全電磁
弁１のＰポートにエアを供給し、ダブルソレノイド15の
一方のソレノイドに通電すると、スプール５が前端位置
（図１で左端位置。図３の安全電磁弁１の位置）に切
り換えられる。エアはＰポート、第３通孔、第８通孔、
第９通孔、第４通孔、Ｂポートを通ってエアシリンダの
ロッド側に流入し、エアシリンダのヘッド側のエアはＡ
ポート、第２通孔、第７通孔、第６通孔、第１通孔、RA
ポートを通って大気に流出される。反対にダブルソレノ
イド15の他方のソレノイドに通電すると、スプール５が
後端位置（図１で右端位置。図３の安全電磁弁１の位置
）に切り換えられ、エアはＰポート、第３通孔、第８
通孔、第７通孔、第２通孔、Ａポートを通ってエアシリ
ンダのヘッド側に流入し、エアシリンダのロッド側のエ
アはＢポート、第４通孔、第９通孔、第10通孔、第５通
孔、RBポートを通って大気に流出される。このように、
可動スリーブ４が前端位置（通常位置）にあるときは、
通常の主切換弁としての作用を生ずる。

【０００９】図１に示す状態において、元バルブ14を位
置ＩにしてＰポートにエアを供給し、ダブルソレノイド
15をすべて非通電にすると、スプール５が中央位置に戻
される。次いで、補助切換弁を切り換え、ピストン室９
内のエアをPLポート、補助切換弁を通して大気中に流出
させると、可動スリーブ４が、スプリング12の弾発力に
よって移動され、後端位置（機能位置。図２に示す飛び
出し防止及び残圧除去の位置。）に切り換えられる。エ
アはＰポートから第３通孔と第７通孔によって流量を調
整され、また第７通孔と第２通孔によって流量を調整さ
れ、Ａポートを通ってエアシリンダのヘッド側に流入
し、同様にＰポートから第３通孔と第８通孔によって流
量を調整され、また第８通孔と第４通孔によって流量を
調整され、Ｂポートを通ってエアシリンダのロッド側に
流入する。このように、エアシリンダへのエアが流量を
調整されて徐々に供給されるので、エアシリンダの飛び
出しが防止される。非常停止等のため残圧を除去したい
ときには、図２に示すように、スプール５を中央位置と
し、可動スリーブ４を後端位置（機能位置）に位置（図
３の安全電磁弁１の位置）させ、元バルブ14を位置II
に切り換えてＰポートを大気に連通させる。エアシリン
ダヘッド側ののエアはＡポートを通り、第２通孔と第７
通孔によって流量を調整され、また第７通孔と第３通孔
によって流量を調整され、Ｐポート、元バルブ14を通っ
て大気に開放され、同様にエアシリンダロッド側のエア
はＢポートを通り、第４通孔と第９通孔によって流量を
調整され、また第８通孔と第３通孔によって流量を調整
され、Ｐポート、元バルブ14を通って大気に開放され
る。このようにして、エアシリンダ内の残圧が除去され
る。

【００１０】図４，図５は本考案の第２実施例の安全電
磁弁21をあらわし、図３は第２実施例の安全電磁弁21を
適用した状態をもあらわす。第２実施例の安全電磁弁21
において、第１実施例の安全電磁弁１と同一の部分には
第２実施例の安全電磁弁21と同一の符号を用いることと
する。第２実施例の安全電磁弁21は、スプールのランド
の数が多く、スプールの移動方向とＡポート、Ｂポート
との連通状態が、第１実施例の安全電磁弁１と逆になる
点で相違する。安全電磁弁21のボディ26（複数のブロッ
クが連結されたもの）の軸方向に穿設された中央孔に固
定スリーブ28が配設、固定され、固定スリーブ28内に可
動スリーブ29が摺動自在に嵌合され、第１ランド22、第
２ランド23、第３ランド24、第４ランド25、第５ランド
26を有するスプール27が、可動スリーブ29内に摺動自在
に挿通される。固定スリーブ28の前方（図４で左方）に
はピストン室９が形成され、可動スリーブ29の前方に形
成された環状ピストン10が、ピストン室９内に摺動自在
に嵌合される。可動スリーブ29の環状ピストン10の前端
面（図４で左端面）と前端壁11（呼吸孔13を有する。）
との間に、スプリング12が配設され、スプリング12は可
動スリーブ29を後方に弾圧する。ボディ26の一側（図４
で上側）にＡポート、Ｂポートがボディ26の前方から順
に開口され、ボディ26の他側（図４で下側）にPLポー
ト、RAポート、Ｐポート、RBポートがボディ26の前方か
ら順に開口される。固定スリーブ28には通孔が５ケ所穿
設され、前方から順に第１通孔、第２通孔、第３通孔
（内側に幅広の環状溝が形成された段付の通孔）、第４
通孔、第５通孔と称する。固定スリーブ28の第１通孔は
RAポートに連通され、第２通孔はＡポートに連通され、
第３通孔はＰポートに連通され、第４通孔はＢポートに
連通され、第５通孔はRBポートに連通される。可動スリ
ーブ29には通孔が５ケ所穿設され、前方から順に第６通
孔、第７通孔（外側にやや幅広の環状溝が形成された段
付の通孔）、第８通孔（外側に幅広の環状溝が形成され
た段付の通孔）、第９通孔、第10通孔と称する。図４に
示す状態において、可動スリーブ29が前端位置（図４で
左端位置。通常位置。）にあり、第１通孔と第６通孔と
が連通され、同様に第２通孔と第７通孔、第３通孔と第
８通孔、第４通孔と第９通孔、第５通孔と第10通孔がそ
れぞれ連通される。ボディ26の後端にダブルソレノイド
15が配設され、ダブルソレノイド15（直動式又はパイロ
ット式）への入力信号に応じて、スプール27が移動され
る。ボディ26の他側に開口するPLポートは、ピストン室
９の後端に連通される。

【００１１】次に第２実施例の安全電磁弁21の作用につ
いて説明する。Ａポート及びＢポートはエアシリンダ16
に連通され、RAポート及びRBポートは大気に連通され、
Ｐポートは元バルブ14を介してエア源17に連通され、PL
ポートは補助切換弁（図示せず）を介してエア源に連通
されている。図４に示す状態のとき、エアが補助切換
弁、PLポートを通ってピストン室９に流入され、可動ス
リーブ29がスプリング12の弾発力に抗して移動されて前
端位置にあり、ダブルソレノイド15はすべて非通電であ
って、スプール27が中央位置（図３の安全電磁弁21の位
置）にある。第７通孔は第２ランド23によって閉鎖さ
れ、第９通孔は第３ランド24によって閉鎖されるので、
Ａポート、Ｂポート、RAポート、Ｐポート、RBポートが
すべてブロックされる。（クローズセンター形とな
る。）図４に示す状態において、元バルブ14をＩ位置に
切り換えて安全電磁弁21のＰポートにエアを供給し、ダ
ブルソレノイド15の一方のソレノイドに通電すると、ス
プール27が後端位置（図４で右端位置。図３の安全電磁
弁21の位置）に切り換えられる。エアはＰポート、第
３通孔、第８通孔、第９通孔、第４通孔、Ｂポートを通
ってエアシリンダのロッド側に流入し、エアシリンダの
ヘッド側のエアはＡポート、第２通孔、第７通孔、第６
通孔、第１通孔、RAポートを通って大気に流出される。
反対にダブルソレノイド15の他方のソレノイドに通電す
ると、スプール27が前端位置（図４で左端位置。図３の
安全電磁弁21の位置）に切り換えられ、エアはＰポー
ト、第３通孔、第８通孔、第７通孔、第２通孔、Ａポー
トを通ってエアシリンダのヘッド側に流入し、エアシリ
ンダのロッド側のエアはＢポート、第４通孔、第９通
孔、第10通孔、第５通孔、RBポートを通って大気に流出
される。このように、可動スリーブ29が前端位置（通常
位置）にあるときは、通常の主切換弁としての作用を生
ずる。

【００１２】図４に示す状態において、元バルブ14を位
置ＩにしてＰポートにエアを供給し、ダブルソレノイド
15をすべて非通電にすると、スプール27が中央位置に戻
される。次いで、補助切換弁を切り換え、ピストン室９
内のエアをPLポート、補助切換弁を通して大気中に流出
させると、可動スリーブ29が、スプリング12の弾発力に
よって移動され、後端位置（機能位置。図５に示す飛び
出し防止及び残圧除去の位置。図３の安全電磁弁21の
位置。）に切り換えられる。エアはＰポートから第３通
孔と第７通孔によって流量を調整され、また第７通孔と
第２通孔によって流量を調整され、Ａポートを通ってエ
アシリンダのヘッド側に流入し、同様にＰポートから第
３通孔と第８通孔によって流量を調整され、また第８通
孔と第４通孔によって流量を調整され、Ｂポートを通っ
てエアシリンダのロッド側に流入する。このように、エ
アシリンダへはエアが流量を調整されて徐々に供給され
るので、エアシリンダの飛び出しが防止される。非常停
止等のため残圧を除去したいときには、図５に示すよう
に、スプール27を中央位置とし、可動スリーブ29を後端
位置（機能位置）に位置（図３の安全電磁弁21の位置
）させ、元バルブ14を位置Ｉに切り換えてＰポートを
大気に連通させる。エアシリンダヘッド側ののエアはＡ
ポートを通り、第２通孔と第７通孔によって流量を調整
され、また第７通孔と第３通孔によって流量を調整さ
れ、Ｐポート、元バルブ14を通って大気に開放され、同
様にエアシリンダロッド側のエアはＢポートを通り、第
４通孔と第８通孔によって流量を調整され、また第８通
孔と第３通孔によって流量を調整され、Ｐポート、元バ
ルブ14を通って大気に開放される。このようにして、エ
アシリンダ内の残圧が除去される。

【００１３】

【考案の効果】Ａポート及びＢポートをエアアクチュエ
ータに連通させ、Ｐポートをエア源に連通させ、Ｒポー
トを大気に連通させる。可動スリーブが通常位置にある
とき、スプールを操作することにより、通常の切換弁
（例えばクローズセンター形）としての作用が生ずる。
可動スリーブが機能位置にあるとき、Ｐポートにエアを
供給すると、エアは絞りを介して徐々にエアアクチュエ
ータに流入して、排気側の圧力が所定の圧力に上昇する
ので、エアアクチュエータの飛び出しが防止される。こ
のとき、Ｐポートを大気に連通させると、エアアクチュ
エータ内の残圧が大気に開放され、エアアクチュエータ
の残圧が除去される。本考案の安全電磁弁は、主切換弁
に飛び出し防止と残圧除去の両機能をもたせたものであ
って、エアアクチュエータを用いたあらゆるエア機器に
適用できる。しかも、この安全電磁弁を主切換弁として
用いると、飛び出し防止弁や残圧除去弁を別に配設しな
くても、飛び出し防止と残圧除去の作用を生ずるので、
部品点数の減少、製品の小型化、コストの低減等にも役
立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例の安全電磁弁（通常の状態
にある）の縦断面図である。

【図２】本考案の第１実施例の安全電磁弁（飛び出し防
止及び残圧除去の位置にある）の縦断面図である。

【図３】本考案の第１実施例の安全電磁弁１及び第２実
施例の安全電磁弁を適用した状態をあらわす回路図であ
る。

【図４】本考案の第２実施例の安全電磁弁（通常の状態
にある）の縦断面図である。

【図５】本考案の第２実施例の安全電磁弁（飛び出し防
止及び残圧除去の位置にある）の縦断面図である。

【符号の説明】

１安全電磁弁３固定スリーブ４可動スリーブ５スプール 21 安全電磁弁 28 固定スプール 29 可動スプール

───────────────────────────────────────────────────── 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】４ポート又は５ポートを有するボディ内
に固定スリーブが配設され、４ポート又は５ポートのう
ち２ポートはＡポート、Ｂポートとし、他の１ポートを
Ｐポートとし、残りのポートをＲポートとし、スプール
が少なくとも３位置を有する制御弁において、固定スリ
ーブ内に可動スリーブが摺動自在に嵌合され、可動スリ
ーブ内にスプールが摺動自在に挿通され、可動スリーブ
は通常位置と機能位置との２位置を有し、機能位置にお
いてＡポート及びＢポートが絞りを介してＰポートに連
通することができることを特徴とする安全電磁弁。