JP2518049Y2 - 安全電磁弁 - Google Patents

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４３９〜４４０頁参照）

【０００３】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。このように、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。また、残圧除去のためには残圧除去弁を用いるた
め、部品の数が増加し費用と手数を要していた。

【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、主切換弁
に残圧除去の機能をもたせ、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ようにすることを課題
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、４ポート又は５ポートの安全電磁弁にお
いて、可動ランド(5,6) を有するスプール(4) がスリー
ブ(3) 内に摺動自在に挿通され、スプール(4) には３個
のストッパー(7〜9)が配設され、３個のストッパー(7〜
9)のそれぞれの間に可動ランド(5,6) が配設され、可動
ランド(5,6) がシフトスプリング(18,19;33 ) によって
弾圧され、スリーブ(3) には第１通孔ないし第５通孔が
順次に形成されており、第２通孔及び第４通孔がＡポー
ト及びＢポートにそれぞれ連通され、第１通孔及び第５
通孔がＰポートに連通されるときには第３通孔がＲポー
トに連通され、第１通孔及び第５通孔がＲポートに連通
されるときには第３通孔がＰポートに連通され、スプー
ル(4) が中央位置にあってＰポートにエアが供給される
とき、可動ランド(5,6) がシフトスプリング(18,19;33
) の弾発力に抗して移動して前記ストッパー(7〜9)の
いずれかに当接して全ポートが閉鎖され、スプール(4)
が中央位置にあってＰポートが大気に連通されるとき、
可動ランド(5,6) がシフトスプリング(18,19;33 ) の弾
発力によって移動され残りのストッパーに当接してＡポ
ート及びＢポートがＲポートに連通され、少なくとも４
位置を有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。 本明細書において、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。）を意味する。 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、安全電磁弁の作動位置は、中央位
置及び２ケ所の切換位置の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。

【０００６】

【作用】安全電磁弁にエアが供給されると、可動ランド
がシフトスプリングの弾発力に抗して移動しストッパー
のいずれかに当接して、通常の主切換弁（例えばクロー
ズセンター形）として作用する。安全電磁弁へのエアの
供給が停止されると、可動ランドがシフトスプリングの
弾発力によって残圧除去位置に移動され、エアアクチュ
エータに連通されるＡポート及びＢポートが大気に連通
され、残圧が除去される。

【０００７】

【実施例】図１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を適用した
回路図である。安全電磁弁１のボディ２の後端（図１で
右端）に第１ソレノイド機構16が配置され、ボディ２の
前端（図１で左端）に第２ソレノイド機構17が配置され
る。ボディ２の軸方向に穿設された中央孔にスリーブ３
が配設、固定され、スリーブ３内にスプール４（第１可
動ランド５及び第２可動ランド６を含む）が摺動自在に
挿入される。スリーブ３の前側（図１で左側）にはセン
タリング機構14が配設され、スプール４を図示の中央位
置に保持する。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（図１で左方）から順に
開口され、ボディ２の他側（図１で下側）に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。スプール４には前方から順に第１ランド10、第１ス
トッパ７、第１ロッド12、中央ストッパ８、第２ロッド
13、第２ストッパ９、第２ランド11が連設される。スプ
ール４の第１ランド10の前方にはセンタリング機構14を
介して第１ピストン20が連結され、スプール４の第２ラ
ンド11の後方には第２ピストン21が連結される。第１ロ
ッド12及び第２ロッド13には第１可動ランド５及び第２
可動ランド６が摺動自在に挿通される。第１ランド10・
第１可動ランド５間及び第２可動ランド６・第２ランド
11間には、それぞれ第１シフトスプリング18及び第２シ
フトスプリング19が配設され、第１可動ランド５及び第
２可動ランド６をそれぞれ中央ストッパ８に向けて弾圧
する。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。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。図３に示すとおり、安全電磁弁１のＡ
ポートはエアシリンダ25のヘッド側に連通され、Ｂポー
トはエアシリンダ25のロッド側に連通され、Ｐポートは
元バルブ26に連通され、RAポート・RBポートはそれぞれ
大気に連通される。

【０００８】第１実施例の安全電磁弁１の作用について
説明する。第１実施例の安全電磁弁１のＰポートに所定
圧力以上のエアを供給すると、エアは第３通孔を通って
スリーブ３内に流入し、第１可動ランド５及び第２可動
ランド６をそれぞれ第１シフトスプリング18及び第２シ
フトスプリング19の弾発力に抗して移動させる。この移
動により第１可動ランド５は第１ストッパ７に、第２可
動ランド６は第２ストッパ９にそれぞれ当接されて、図
１に示す中央位置（図３の安全電磁弁１の位置）とな
り、第１可動ランド５は第２通孔（Ａポート）を閉鎖
し、第２可動ランド６は第４通孔（Ｂポート）を閉鎖す
る。従って、Ａポート、Ｂポート、RAポート、Ｐポー
ト、RBポートはすべて閉鎖される。第１ソレノイド機構
16が通電されると、エアが第２ピストン21に送られ、ス
プール４はセンタリング機構14の力に抗して前方（図１
で左方）に移動され、第１切換え位置（図１で左切換え
位置。図３の安全電磁弁１の位置）に至る。このとき
第１可動ランド５及び第２可動ランド６は第１ストッパ
７及び第２ストッパ９に当接されたまま移動し、エア源
からのエアはＰポート、第３通孔、第２通孔、Ａポート
を通ってエアシリンダ25のヘッド側に供給され、エアシ
リンダ25のロッド側のエアはＢポート、第４通孔、第５
通孔、RBポートを通って大気中に流出される。第２ソレ
ノイド機構17が通電されると、エアが第１ピストン20に
送られ、スプール４はセンタリング機構14の力に抗して
後方（図１で右方）に移動され、第２切換え位置（図１
で右切換え位置。図３の安全電磁弁１の位置）に至
る。このとき第１可動ランド５及び第２可動ランド６は
第１ストッパ７及び第２ストッパ９に当接されたまま移
動し、エア源からのエアはＰポート、第３通孔、第４通
孔、Ｂポートを通ってエアシリンダ25のロッド側に供給
され、エアシリンダ25のヘッド側のエアはＡポート、第
２通孔、第１通孔、RAポートを通って大気中に流出され
る。このようにＰポートにエアが供給されているときに
は、安全電磁弁１は通常の５ポート、３位置の主切換弁
として作用する。非常停止では、第１ソレノイド16及び
第２ソレノイド17が非通電となり、スプール４が中央位
置（クローズセンタ）になる。このとき、元バルブ26が
切り換えられ、Ｐポートへのエアの供給が停止される
と、Ｐポートが大気中に連通され、第１可動ランド５及
び第２可動ランド６を第１ストッパ７及び第２ストッパ
９に当接させていたエア圧が所定圧力以下に低下するの
で、第１可動ランド５及び第２可動ランド６は第１シフ
トスプリング18及び第２シフトスプリング19の弾発力に
より移動されて中央ストッパ８に当接され（図３の安全
電磁弁１の位置）、エアシリンダ25のヘッド側のエア
は、Ａポート、第２通孔、第１通孔、RAポートを介して
大気に連通され、エアシリンダ25のロッド側のエアは、
Ｂポートは第４通孔、第５通孔、RBポートを介して大気
に連通される。従って、Ａポート、Ｂポートに連通され
るエアシリンダの残圧が除去される。

【０００９】図２は本考案の第２実施例の安全電磁弁31
をあらわし、図４・図５は第２実施例の安全電磁弁31を
適用した回路図である。図４では安全電磁弁31の機能を
４ポート弁として表現されており、この図のＰポートは
図２のP1ポートとP2ポートとをプラスしたものに相当す
る。また、図５では、元バルブ26と安全電磁弁31のP1ポ
ート、P2ポートとの間にそれぞれ設定圧力のことなる２
つの第１減圧弁27、第２減圧弁28を介在させてある。第
２実施例の安全電磁弁31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１実施例の安全電磁弁１と同
一の符号を付すこととする。第２実施例の安全電磁弁31
では、スプール（可動ランドを含む。）の構造とポート
の使い方が第１実施例の安全電磁弁１と異なる。第２実
施例の安全電磁弁31では、ボディ32の他側（図２で下
側）にP1ポート、Ｒポート、P2ポートがボディ32の前方
から順に開口される。スプール34には第１実施例のスプ
ール４と同様に、前方から順に第１ランド10、第１スト
ッパ７、第１ロッド12、中央ストッパ８、第２ロッド1
3、第２ストッパ９、第２ランド11が連設されるが、そ
れらの軸線方向の長さは第１実施例のスプール４とは異
なる。第１ロッド12及び第２ロッド13には第１可動ラン
ド５及び第２可動ランド６が摺動自在に挿通される。第
１可動ランド５と第２可動ランド６との間にシフトスプ
リング33が配設され、第１可動ランド５及び第２可動ラ
ンド６をそれぞれ第１ストッパ７及び第２ストッパ９に
向けて弾圧する。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。第１通孔はP1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Ｒ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P2ポートに連通される。

【００１０】第２実施例の安全電磁弁31の作用について
説明する。まず、安全電磁弁31が、図４に示すようにエ
アシリンダ25と元バルブ26とに接続された場合について
説明する。第２実施例の安全電磁弁31のP1ポート及びP2
ポートにエアを供給すると、エアはP1ポートから第１通
孔を通り、またP2ポートから第５通孔を通ってスリーブ
３内に流入し、第１可動ランド５及び第２可動ランド６
をシフトスプリング33の弾発力に抗して移動させる。こ
の移動により第１可動ランド５は中央ストッパ８の前端
面に、第２可動ランド６は中央ストッパ８の後端面にそ
れぞれ当接されて、図２に示す中央位置となり、第１可
動ランド５は第２通孔（Ａポート）を閉鎖し、第２可動
ランド６は第４通孔（Ｂポート）を閉鎖する。従って、
Ａポート、Ｂポート、P1ポート、Ｒポート、P2ポートは
すべて閉鎖される。第１ソレノイド機構16が通電される
と、エアが第２ピストン21に送られ、スプール34はセン
タリング機構14の力に抗して前方（図２で左方）に移動
され、第１切換え位置（図２で左切換え位置。図４で安
全電磁弁31の位置）に至る。このとき第１可動ランド
５及び第２可動ランド６は中央ストッパ８に当接された
まま移動し、エア源からのエアは元バルブ26、P2ポー
ト、第５通孔、第４通孔、Ｂポートを通ってエアシリン
ダ25のロッド側に供給され、エアシリンダ25のヘッド側
のエアはＡポート、第２通孔、第３通孔、Ｒポートを通
って大気中に流出される。第２ソレノイド機構17が通電
されると、エアが第１ピストン20に送られ、スプール34
はセンタリング機構14の力に抗して後方（図２で右方）
に移動され、第２切換え位置（図２で右切換え位置。図
４で安全電磁弁31の位置）に至る。このとき第１可動
ランド５及び第２可動ランド６は中央ストッパ８に当接
されたまま移動し、エア源からのエアはP1ポート、第１
通孔、第２通孔、Ａポートを通ってエアシリンダ25のヘ
ッド側に供給され、エアシリンダ25のロッド側のエアは
Ｂポート、第４通孔、第３通孔、Ｒポートを通って大気
中に流出される。このようにP1ポート及びP2ポートにエ
アが供給されているときには、安全電磁弁１は通常の５
ポート（４ポート）、３位置の主切換弁として作用す
る。非常停止では、第１ソレノイド16及び第２ソレノイ
ド17が非通電となり、スプール34が中央位置（クローズ
センタ）になる。このとき、元バルブ26が切り換えら
れ、P1ポート及びP2ポートへのエアの供給が停止される
と、P1ポート及びP2ポートが大気中に連通され（図４の
安全電磁弁31の位置）、第１可動ランド５及び第２可
動ランド６を中央ストッパ８に当接させていたエア圧が
所定圧力以下に低下するので、第１可動ランド５及び第
２可動ランド６は、シフトスプリング33の弾発力により
移動されて、第１ストッパ７及び第２ストッパ９にそれ
ぞれ当接される。すると、Ａポートは第２通孔、第３通
孔、Ｒポートを介して大気に連通され、Ｂポートは第４
通孔、第３通孔、Ｒポートを介して大気に連通される。
従って、Ａポート、Ｂポートに連通されるエアシリンダ
25の残圧が除去される。

【００１１】次に、安全電磁弁31が、図５に示すように
に接続された場合について説明する。図５の安全電磁弁
31の位置及びのときは、図４の安全電磁弁31の位置
及びと同様であるので、説明は省略する。第１ソレ
ノイド機構16が通電されると、エアが第２ピストン21に
送られ、スプール４はセンタリング機構14の力に抗して
前方（図２で左方）に移動され、第１切換え位置（図２
で左切換え位置。図４の安全電磁弁31の位置）に至
る。このとき第１可動ランド５及び第２可動ランド６は
中央ストッパ８に当接されたまま移動し、エア源からの
エアは、元バルブ26、第２減圧弁28、P2ポート、第５通
孔、第４通孔、Ｂポートを通ってエアシリンダ25のロッ
ド側に供給され、エアシリンダ25のヘッド側のエアはＡ
ポート、第２通孔、第３通孔、Ｒポートを通って大気中
に流出される。第２ソレノイド機構17が通電されると、
エアが第１ピストン20に送られ、スプール４はセンタリ
ング機構14の力に抗して後方（図２で右方）に移動さ
れ、第２切換え位置（図２で右切換え位置。図４の安全
電磁弁31の位置）に至る。このとき第１可動ランド５
及び第２可動ランド６は中央ストッパ８に当接されたま
ま移動し、エア源からのエアは、元バルブ26、第１減圧
弁27、P1ポート、第１通孔、第２通孔、Ａポートを通っ
てエアシリンダ25のヘッド側に供給され、エアシリンダ
25のロッド側のエアはＢポート、第４通孔、第３通孔、
Ｒポートを通って大気中に流出される。このようにP1ポ
ート及びP2ポートにエアが供給されているときには、安
全電磁弁１は通常の５ポート、３位置の主切換弁として
作用する。そして、エアシリンダ25のヘッド側へ供給さ
れるエアの圧力と、ロッド側に供給されるエアの圧力と
を、それぞれ第１減圧弁27及び第２減圧弁28により所望
の圧力に設定することができる。従って、エアシリンダ
25を伸長させるときと、後退させるときの駆動力をそれ
ぞれ任意に設定することができる。

【００１２】

【考案の効果】本考案の安全電磁弁の４ポート又は５ポ
ートの内の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ポートをエア源又は大気に連通させ、残
りのポートを大気に連通させる。安全電磁弁にエアが供
給されると、可動ランドがシフトスプリングの弾発力に
抗して移動しストッパーのいずれかに当接して、通常の
主切換弁として使用することができる。安全電磁弁への
エアの供給が停止されると、可動ランドがシフトスプリ
ングの弾発力によって自動的に残圧除去位置に移動さ
れ、エアアクチュエータに連通されるＡポート及びＢポ
ートがＲポートを介して大気に連通され、残圧が除去さ
れる。このように、本考案の安全電磁弁は、少なくとも
４位置、４ポート又は５ポートを有する主切換弁に、残
圧除去の機能を付加させたものである。従って、残圧除
去弁等の部品を増加させることなく、残圧を除去するこ
とができる。また、本考案の安全電磁弁は、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もので
ある。

【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の縦断面図で
ある。

【図２】本考案の第２実施例の安全電磁弁の縦断面図で
ある。

【図３】本考案の第１実施例の安全電磁弁を適用した回
路図である。

【図４】本考案の第２実施例の安全電磁弁を適用した回
路図である。

【図５】本考案の第２実施例の安全電磁弁を適用した他
の回路図である。

【符号の説明】 １ 安全電磁弁 ３ スリーブ ４ スプール ５ 第１可動ランド ６ 第２可動ランド ７ 第１ストッパ ８ 中央ストッパ ９ 第２ストッパ 18 第１シフトスプリング 19 第２シフトスプリング 31 安全電磁弁 33 シフトスプリング 34 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 (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動ランドを有するスプールがスリーブ
   内に摺動自在に挿通され、スプールには３個のストッパ
   ーが配設され、３個のストッパーのそれぞれの間に可動
   ランドが配設され、可動ランドがシフトスプリングによ
   って弾圧され、スリーブには第１通孔ないし第５通孔が
   順次に形成されており、第２通孔及び第４通孔がＡポー
   ト及びＢポートにそれぞれ連通され、第１通孔及び第５
   通孔がＰポートに連通されるときには第３通孔がＲポー
   トに連通され、第１通孔及び第５通孔がＲポートに連通
   されるときには第３通孔がＰポートに連通され、スプー
   ルが中央位置にあってＰポートにエアが供給されると
   き、可動ランドがシフトスプリングの弾発力に抗して移
   動して前記ストッパーのいずれかに当接して全ポートが
   閉鎖され、スプールが中央位置にあってＰポートが大気
   に連通されるとき、可動ランドがシフトスプリングの弾
   発力によって移動され残りのストッパーに当接してＡポ
   ート及びＢポートがＲポートに連通され、少なくとも４
   位置を有する、４ポート又は５ポートの安全電磁弁。