JP2586637Y2 - プレス用二重弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、プレス用二重弁に関
し、詳しくはプレス用モニター装置とタイミング調整装
置についてのものである。

【０００２】

【従来の技術】プレス装置に用いられる制御用流体回路
においては、安全のために制御弁を二重に設け、一方の
制御弁に故障があった場合、他方に故障が無くとも、二
重弁が作動しないよう二重の安全機構が法規により求め
られている。このような二重弁を用いる場合には、弁の
誤動作や弁の故障を検出する必要がある。従来用いられ
ているものとしては図５に示されるものがある。

【０００３】図６において、圧縮空気の供給ポートＰ
と、プレス装置に対する作動ポートＡと、外部へ排出す
る排出ポートＲとの間の切換えを行う三ポート弁が用い
られる。二重弁として２個の弁101 と101'とが並列に配
置される。弁101 ・101'の誤動作や故障を検出するモニ
ター102 としては、自由に摺動可能なピストン102aと、
該ピストン102aの移動を検出するマイクロスイッチ102b
を有し、図の破線で示すようにピストン102aの一端側に
向かって開口する導管103が絞り104 を介して作動ポー
トＡの連結される部分に接続される。

【０００４】通常はピストン102aの両端に同一流体圧が
作動し、ピストン102aは中立位置に保持され、弁101 ・
101'の切換えにより流体の流路の切換えが行われる。一
方の弁101 に不良が生じると、ピストン102aの両端の流
体圧に差が生じピストン102が移動してマイクロスイッ
チ102bを作動する。現実には弁101 ・101'やモニター10
2 の工作精度にバラツキがあり、また弁101 ・101'やモ
ニター102 に使用されているバネの精度にバラツキがあ
る。また両方の弁101 ・101'のソレノイドのコイルに作
用する電気的位相差などがあり、両方の弁101 と101'を
正確に同期させることが困難である。すなわち同時に電
気信号を与えても弁の切換えにはずれを生ずる場合があ
る。

【０００５】このような工作精度やバネ精度などによる
２つの弁101 ・101'の作動ずれによってモニター102 が
異常な指示をすることを回避するために、モニター102
のピストン102aには両端間を連通する連通孔102cを形成
し、ある範囲内でのピストン102aの両端の圧力差はその
連通孔102cにより圧力差を吸収しピストン102aが移動す
るまでに至らないようにすることが実施されている。

【０００６】この連通孔102cの径が小さい程作動が敏感
になり、わずかの圧力差でもピストン102aが移動するの
で両方の弁101 ・101'のわずかの作動ずれを検知するこ
とになる。逆に径を大きくすると圧力差がかなりになる
までピストン102aが作動しないので、ある程度の作動ず
れには感応しない。あまり径が大きくなると誤動作をも
感じなくなるので径を大きくするにも限度がある。ピス
トン102aの貫通孔102cの径を大きくしたり孔の数を増や
したりして、２つの弁101 ・101'の作動ずれに鈍感にす
る方式では、弁の誤動作または故障を検知するときには
片方の弁によりプレスは作動を開始しており、途中で停
止するということになる。

【０００７】弁の誤動作や故障を生じたときには、弁の
切換えによってプレスは何ら動作を開始することなく停
止され点検されるのが好ましい。このためにはモニター
のピストンに設ける連通孔102cはできるだけ圧力差を敏
感に感じる構造が望ましい。上記のような誤動作などの
検出と正常時における作動ずれの両者を満足させること
は、従来のモニター102 では矛盾した要求であり、満足
できる結果が得られなかった。

【０００８】このようにプレス用二重弁の誤動作や弁の
故障を検知するモニター装置として、上記のように差圧
検出ピストン方式のものとして、本出願人が既に提案し
た特公昭64−2832号がある。また、これ以外にモニター
装置としては、ピストン−スイッチ方式があり、流路切
換弁の主弁の移動により導通される近接スイッチを備え
たものが、例えば、実開平３−125965号として、既に提
案されている。

【０００９】また、機械プレスに使用されるクラッチ・
ブレーキは、クラッチ・ブレーキコンビネーション型と
クラッチ・ブレーキセパレート型とがある。クラッチ・
ブレーキコンビネーション型はクラッチとブレーキが一
体化されクラッチとブレーキがオーバーラップして作動
することがなく、この場合二重弁は１台でよい。

【００１０】プレス機械のフライホイールはモータによ
り常時駆動されており、プレス機械のＯＮ動作、ＯＦＦ
動作の場合、クラッチ・ブレーキセパレート型はクラッ
チとブレーキが別体として構成されており、クラッチと
ブレーキはタイミングよく作動させる必要がある。すな
わち、ＯＮ動作の場合まずブレーキが切れてからその後
クラッチが入り、ＯＦＦ動作の場合はまずクラッチが切
れてからその後にブレーキがかかるようにしなければな
らない。したがって、２台の二重弁が必要になり、この
二重弁にタイミング調整装置が付いていなければなら
ず、タイミング調整装置を付ける必要がある。

【００１１】従来のプレス機械のクラッチの流路切換弁
は、図７に示すとおりで、圧縮空気の吸入ポートＰと、
プレス装置に対する作動ポートＡと、外部に排出する排
出ポートＲとの間の切換えを行う三ポート弁が用いられ
ている。主弁301 と主弁301'とは流体回路に対し、並列
に接続され、破線で囲まれた部分がタイミング調整装置
302 であり、タイミング調整装置302 には前記主弁301
・301'をそれぞれ作動させるパイロット弁303 ・303'が
接続され、また、そのパイロット弁303 ・303'にはさら
に主弁301 ・301'の動作を遅らせるオリフィス304 ・30
4'か接続されている。

【００１２】一方、従来のプレス機械のブレーキの流路
切換弁は、図８に示すとおりで、圧縮空気の吸入ポート
Ｐと、プレス装置に対する作動ポートＡと、外部に排出
する排出ポートＲとの切換えを行う三ポート弁が用いら
れている。主弁401 と主弁401'とは流体回路に対し、並
列に接続され、破線で囲まれた部分がタイミング調整装
置402 であり、タイミング調整装置402 には前記主弁40
1 ・401'をそれぞれ作動させるパイロット弁403 ・403'
が接続され、また、そのパイロット弁403 ・403'にはさ
らに主弁401 ・401'の作動を遅らせるオリフィス404 ・
404'が接続されている。

【００１３】パイロット弁303 ・303', 403 ・403'がＯ
Ｎすると、ブレーキの流路切換弁である図８において
は、吸入ポートＰより圧縮空気がパイロット弁403 ・40
3'を通り、絞り404 ・404'を通ることなく弁401 ・401'
に直ちに作動する。一方、クラッチの流路切換弁である
図７に示す流路切換弁は、吸入ポートＰからオリフィス
304 ・304'を経てパイロット弁303 ・303'を通り主弁30
1 ・301'にいたるので、遅れて主弁301 ・301'が作動す
る。すなわち、ＯＮ動作の場合、まずブレーキが切れて
からその後クラッチが入る。

【００１４】また、ＯＦＦ時にクラッチの流路切換弁の
オリフィス304 ・304'は作動せず、ブレーキの流路切換
弁のみの主弁401 ・401'から圧縮空気が排出ポートＲに
いたる際、オリフィス404 ・404'を通るので、ブレーキ
の作動が遅れる。すなわち、ＯＦＦ時はまずクラッチが
切れてからその後にブレーキがかかる。

【００１５】

【考案が解決しようとする課題】従来のような差圧検出
ピストン方式や、ピストン−スイッチ方式のモニター装
置であれ、プレス機械に組み込まされた際必ずしもコン
パクトなものであるとは限られず、自動化機器を多く組
み込む際、特にコンパクトなプレス用二重弁のモニター
装置の開発が待たれている。また、コンパクトであっ
て、安価なプレス用二重弁のモニター装置が求められて
いる。さらには、検出用圧力導入口を無くし、擬似検出
要因を排除して主弁の動きを直接感知し、信頼性を向上
させなければならない。

【００１６】さらにまた、今後の自動化機器の趨勢に鑑
みて、故障診断装置を備え得るモニター装置でなければ
ならない。一方、プレス用二重弁のタイミング調節装置
としては、パイロット弁と主弁の空気流路中にオリフィ
スを入れてタイミング調整を行っている。このオリフィ
スによるタイミング調整は、実際の調整はプレス機械に
二重弁を取付けてからプレス機械を運転しながら現物合
わせでオリフィス径を選定していた。

【００１７】また、オリフィスは通常孔径が１mm程度で
あるため、使用空気中のコンタミの状況によりオリフィ
スが詰まったりしてタイミングに狂いが生じたりするこ
とがあった。

【００１８】

【課題を解決するための手段】そこで、本考案は、上記
の事情に鑑み、コンパクトであり、安価で、擬似検出が
無いような高信頼性のもので、故障診断性を備えて今後
の自動化機器の趨勢に対応し、さらに、従来の空気式タ
イミング調整装置に替えて電気式可変タイミング回路で
ＯＮ時とＯＦＦ時のタイミングを調整すべく、吸入ポー
トと作動ポートが流体回路に対し並列に接続した２個の
流路切換弁を備えたプレス用二重弁において、基端を枢
着し先端にマグネットを固着しスプリングにより流路切
換弁の主弁側に付勢されたレバーを主弁に対向させてそ
れぞれ配置し、前記レバーの主弁の移動に伴う回動によ
りレバー先端のマグネットにより感応する箇所に磁気感
応型スイッチを設け、流路切換弁ソレノイドと起動スイ
ッチの間に電気式可変タイミング回路を接続したプレス
用二重弁とした。

【００１９】

【作用】レバーの主弁の移動に伴う回動により、レバー
先端のマグネットの磁気に感応して磁気感応型スイッチ
が感応する。また、レバーは流路切換弁の主弁に対応し
てそれぞれ設けてあるので、一方に故障があった際それ
ぞれに応じてレバーが対応して回動し、故障を検知し得
る。

【００２０】また、本考案は、流路切換弁ソレノイドと
起動スイッチの間に電気式可変タイミング回路を接続し
たので、タイミング調整時間を機械加工によるオリフィ
ス径に左右されることなく連続的に調整できてプレス機
械の調整が容易になる。また、空気通路にオリフィスが
存在せず空気の質の影響を受けないのでプレス機械が安
定した作動をする。

【００２１】

【実施例】本考案を、図面に示す具体的一実施例に基づ
いて、以下詳細に説明する。図１は、本考案の具体的一
実施例の縦断面図であって、圧縮空気の吸入ポートＰ
と、プレス装置に対し作動する作動ポートＡと、外部に
排出する排出ポートＲとを備えた三ポート弁であって、
弁１・１’が並列状に配置してあって、弁１・１’の主
弁２・２’は検出ピンを介在させてコイルスプリング３
・３’で上方に付勢されて弁孔４・４’を閉じており、
ソレノイドSOL₁・SOL₁' がＯＦＦ時の非作動状態で、吸
入ポートＰは閉じ、作動ポートＡから排出ポートＲ連通
している。

【００２２】正常作動時はソレノイドSOL₁・SOL₁ ^' がＯ
Ｎで、主弁２・２’はコイルスプリング３・３' の付勢
力に抗して弁孔４・４' を開き、吸入ポートＰと作動ポ
ートＡは連通し、排出ポートＲは閉じ、プレス作業がな
されている。ここで、主弁１・１' の下方には検出ピン
５・５' を垂設し、この検出ピン５・５' の下方にはモ
ニター装置６と端子板７と制御回路８を位置させ、ダイ
キャスト製の下部筐体９内に収容する。

【００２３】制御回路８とソレノイドSOL₁・SOL₁' とは
ケーブル10で電気的に接続し、ケーブル10内にはソレノ
イド開閉用のスイッチSW₁ ・SW₁'が設けられ、制御回路
９には起動スイッチSWが接続されている。モニター装置
６は、図１・２・３に示すように、板金製筐体11内に収
容され、レバー12・12' は前記検出ピン５・５' の下端
が当接する位置に配置してその基端を、板金製筐体11の
内面側壁にボルト13・13' により螺締したブラケット14
・14' にピン15・15' で枢着し、レバー12・12' の先端
にマグネット16・16' をビス17・17' により螺締する。
また、レバー12・12' を上方に付勢するため、レバー12
・12' の中央下面と板金製筐体11底板間にコイルスプリ
ング18・18' を縮設する。さらに、板金製筐体11上板の
レバー12・12' 先端に対向する位置にストッパー19を螺
着する。

【００２４】レバー12・12' が検出ピン５・５' の当接
によりピン15・15' のまわりに回動し、マグネット16・
16' の磁気により感応する位置に磁気感応型スイッチ20
・20' を固定する。この磁気感応型スイッチ20・20' は
端子板７および制御回路８を配線21・21'、22・22' に
より電気的に接続してある。

【００２５】次に、本考案のプレス用二重弁のモニター
装置の作動について述べる。ソレノイドSOL₁・SOL₁' が
ＯＦＦ時の非作動状態で吸入ポートＰは閉じ、作動ポー
トＡから排出ポートＲへ連通している。これが、図１に
示す状態で、主弁２・２’は上方に位置しているので、
マグネット16・16' はピッチの作動範囲外にあり、磁気
感応型スイッチ20・20' がＯＦＦ状態にあり、コイル開
閉用スイッチSW₁ ・SW₁'は閉になっている。

【００２６】正常作動時は、ソレノイドSOL₁・SOL₁' が
ＯＮで、主弁２・２’はコイルスプリング３・３’の付
勢力に抗して弁孔４・４’を開き、吸入ポートＰと作動
ポートＡは連通し、排出ポートＲは閉じ、プレス作業が
なされている。誤作動時は、図４に示す状態で起動スイ
ッチSWによりＯＮ状態になった時、ソレノイドSOL₁' 側
が作動しなかったとすると、ソレノイドSOL₁の主弁２の
みが下方へ移動するので、磁気感応型スイッチ20はＯＮ
となり、磁気感応型スイッチ20' はＯＦＦなので、制御
回路８が誤動作を検出してソレノイド開閉用のスイッチ
SW₁ およびSW₁'がＯＦＦとなり、主弁２’は非作動状態
に復帰する。

【００２７】次にプレス用二重弁のタイミング調整装置
について説明する。図５に示すように、圧縮空気の吸入
ポートＰと、プレス装置に対し作動する作動ポートＡ
と、外部に排出する排出ポートＲとを備えた三ポート弁
であって、主弁31と主弁31' とが流体回路に対し並列状
に配置してある。ソレノイドSOL₃₁ ・SOL₃₁'がＯＮであ
ると、圧縮空気は吸入ポートＰから流入して作動ポート
Ａより流出してプレス作業を行う。

【００２８】ソレノイドSOL₃₁ ・SOL₃₁'がＯＦＦである
と、主弁31・31' から圧縮空気が排出ポートＲを経て流
出する。このプレス機械のクラッチあるいはブレーキの
流路切換弁において、主弁31・31' と手動スイッチ32と
の間に電気式可変タイミング回路33を電気的に接続す
る。

【００２９】この電気式可変タイミング回路33として
は、タイマーあるいはＩＣなどで構成させ、10〜100mse
c 程度 (好ましくは60msec) の電気信号が遅れてソレノ
イドSOL₃₁ ・SOL₃₁'に作動させるようにする。この流路
切換弁がブレーキ側に装着された場合、ＯＮ動作時起動
スイッチ32よりの信号は電気式可変タイミング回路33で
調整時間０（瞬時）でソレノイドSOL₃₁ ・SOL₃₁'に伝達
される。

【００３０】ＯＦＦ動作時には起動スイッチ32の信号が
切れても電気式可変タイミング回路33で調整した一定の
時間後にソレノイドSOL₃₁ ・SOL₃₁'の信号を切る。この
流路切換弁がクラッチ側に装着された場合、ＯＮ動作時
に、起動スイッチ32よりの信号は電気式可変タイミング
回路33で調節した一定時間後にソレノイドSOL₃₁ ・SOL
₃₁'に信号を伝達する。

【００３１】ＯＦＦ動作時に、起動スイッチ32の信号が
切られたら電気式可変タイミング回路33で調整時間０
(瞬時) にソレノイドSOL₃₁ ・SOL₃₁'の信号を切る。こ
のように電気式可変タイミング回路33を用いると、従来
タイミング調整時間を機械加工によるオリフィス径に左
右されていて連続的に調整できなかったのをプレス機械
の調整が容易になる。また、電気式可変タイミング回路
33を用いると空気通路にオリフィスが存在せず空気の質
の影響を受けないのでプレス機械が安定した作動とな
る。

【００３２】

【考案の効果】本考案は、上述のように、吸入ポートと
作動ポートが流体回路に対し並列に接続した２個の流路
切換弁を備えたプレス用二重弁において、基端を枢着し
先端にマグネットを固着しスプリングにより流路切換弁
の主弁側に付勢されたレバーを主弁に対向させてそれぞ
れ配置し、前記レバーの主弁の移動に伴う回動によりレ
バー先端のマグネットにより感応する箇所に磁気感応型
スイッチを設け、流路切換弁ソレノイドと起動スイッチ
の間に電気式可変タイミング回路を接続したプレス用二
重弁であるので、コンパクトであり、安価で擬似検出が
ない高信頼性のもので、故障診断性を備えて今後の自動
化機器の趨勢に対応することができる。

【００３３】また、本考案は、タイミング調整時間を機
械加工によるオリフィス径に左右されることなく連続的
に調整でき、プレス機械の調整が容易になる。さらに、
本考案によると、空気通路にオリフィスが存在せず空気
の質の影響を受けないのでプレス機械が安定した作動と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のプレス用二重弁のモニター装置の具体
的一実施例で、非作動状態を示す縦断面図である。

【図２】図１の一部を断面した側面図である。

【図３】図１のIII −III 断面図である。

【図４】図１の誤動作時の状態を示す断面図である。

【図５】本考案のプレス用二重弁のタイミング調整装置
のシンボル図である。

【図６】従来のプレス用二重弁のモニター装置のシンボ
ル図である。

【図７】従来のプレス用二重弁のクラッチのタイミング
調整装置のシンボル図である。

【図８】従来のプレス用二重弁のブレーキのタイミング
調整装置のシンボル図である。

【符号の説明】

Ｐ…吸入ポート Ａ…作動ポート 16・16' …マグネット 18・18' …スプリング ２・２' …主弁 12・12' …レバー 20・20' …磁気感応型スイッチ SOL₁・SOL₁' …ソレノイド SOL₃₁ ・SOL₃₁'…ソレノイド 32…起動スイッチ 33…電気式可変タイミング回路

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸入ポートと作動ポートが流体回路に対
   し並列に接続した２個の流路切換弁を備えたプレス用二
   重弁において、基端を枢着し先端にマグネットを固着し
   スプリングにより流路切換弁の主弁側に付勢されたレバ
   ーを主弁に対向させてそれぞれ配置し、前記レバーの主
   弁の移動に伴う回動によりレバー先端のマグネットによ
   り感応する箇所に磁気感応型スイッチを設け、流路切換
   弁ソレノイドと起動スイッチの間に電気式可変タイミン
   グ回路を接続したプレス用二重弁。