JP3207545U - 速度切換弁 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構成及び簡単な操作によって、流体アクチュエータを高速駆動と低速駆動に切り換えることができる速度切換弁を提供する。また、速度切換弁が高速駆動位置と低速駆動位置のいずれの状態にあるかを作業者が容易に確認し得る速度切換弁を提供する。【解決手段】流体アクチュエータと接続可能な第１ポート２６及び電磁弁と接続可能な第２ポート２８を備えたハウジング１２と、第１絞り弁１４と、第２絞り弁１６と、第１絞り弁と第２絞り弁とに切り換え可能なスプール弁１８と、スプール弁と一体的に連結される操作ノブ２０と、スプール弁の位置を検出するセンサとを備える。【選択図】図３

Description

本考案は、速度切換弁に関し、特に、流体アクチュエータを高速駆動と低速駆動とに切り換える速度切換弁に関する。
従来から、流体アクチュエータの作動速度を高速と低速に切り換え制御するアクチュエータの高低速制御装置が知られている（特許文献１参照）。この高低速制御装置では、切換スイッチによりパイロットポンプの吐出流体をパイロット室に導いたとき作動速度制御弁が通常の高速制御位置から低速制御位置に切り換わるようになっている。
また、マグネットを利用してスプール等の弁部材の動作位置を検出できるようにした位置検出機能付き切換弁が知られている（特許文献２参照）。この切換弁は、主弁を切り換えるパイロット弁を備えている。
特開２０１０−３８３３７号公報 特開２００１−２７３５８号公報
上記各文献に記載されたものは、パイロット圧を用いて遠隔操作により制御弁もしくは切換弁を切り換えるため、全体として装置が大型化・複雑化することが避けられない。
本考案は、このような課題を考慮してなされたものであり、簡単な構成によって、流体アクチュエータを高速駆動と低速駆動に切り換えることができる速度切換弁を提供することを目的とする。また、速度切換弁が高速駆動位置と低速駆動位置のいずれの状態にあるかを作業者が容易に確認し得る速度切換弁を提供することを目的とする。
本考案に係る速度切換弁は、流体アクチュエータと接続可能な第１ポート及び電磁弁と接続可能な第２ポートを備えたハウジングと、第１絞り弁と、第２絞り弁と、第１絞り弁を介して第１ポートと第２ポートを相互に連通する状態と第２絞り弁を介して第１ポートと第２ポートを相互に連通する状態とに切り換え可能なスプール弁と、スプール弁と一体的に連結される操作ノブと、スプール弁の位置を検出するセンサとを備えることを特徴とする。
上記の速度切換弁によれば、簡単な構成によって、流体アクチュエータを高速駆動と低速駆動とに手動で切り換えることができる。また、速度切換弁が高速駆動位置と低速駆動位置のいずれの状態に切り換えられているかを作業者が容易に確認することができる。
上記の速度切換弁において、第１絞り弁及び第２絞り弁は、流路面積を調整可能に構成されているものであると好適である。これによれば、高速駆動時の速度及び低速駆動時の速度を調整することができる。
また、上記の場合において、流路面積の調整は専用工具を必要とする構造となっているのが好ましい。これによれば、不正行為等により駆動速度が変更されるのを防止できる。
さらに、スプール弁を所定の保持力で切り換え位置に保持するディテント機構が設けられているのが好ましい。これによれば、スプール弁が切り換え位置に安定して保持されるほか、作業者は操作ノブによる高速駆動位置または低速駆動位置への切り換えが確実に行われたことを確認できる。
本考案に係る速度切換弁によれば、簡単な構成によって、流体アクチュエータを高速駆動と低速駆動とに手動で切り換えることができる。また、速度切換弁が高速駆動位置と低速駆動位置のいずれの状態に切り換えられているかを作業者が容易に確認することができる。
本考案の実施形態に係る速度切換弁の斜視図である。 図１に示す速度切換弁の側面図である。 スプール弁が第１位置にあるときの図２に示す速度切換弁のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 スプール弁が第２位置にあるときの図２に示す速度切換弁のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 スプール弁が第１位置にあるときの図２に示す速度切換弁のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
以下、本考案に係る速度切換弁について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。なお、以下において「上」「下」「左」「右」というときは、図３及び図４における向きをいう。
本考案の実施形態に係る速度切換弁１０は、ハウジング１２と、第１絞り弁１４と、第２絞り弁１６と、スプール弁１８と、操作ノブ２０を含む。本実施形態では、図示しない流体アクチュエータから排出される流体の流量を制御することにより流体アクチュエータの駆動速度を制御するメータアウトと呼ばれる速度制御方式が用いられている。
ハウジング１２は、直方体状のバルブハウジング２２とバルブハウジング２２の一側面に固定される付属ハウジング２４からなる。バルブハウジング２２は、その底面に流体アクチュエータと接続可能な第１ポート２６が形成されるとともに、付属ハウジング２４が固定される側面と反対側の側面には、図示しない電磁弁と接続可能な第２ポート２８が形成されている。
バルブハウジング２２には、付属ハウジング２４が固定される側面からその反対側の側面近傍まで延びるスプール弁収容孔３０が形成されている。また、バルブハウジング２２には、その上面からスプール弁収容孔３０にまで達する第１絞り弁収容孔３２及び第２絞り弁収容孔３４が形成されている。第１ポート２６はスプール弁収容孔３０に繋がっており、第２ポート２８は連通路３６を介して第１絞り弁収容孔３２及び第２絞り弁収容孔３４に繋がっている。
第１絞り弁収容孔３２には、高速駆動用の流路を形成するための第１絞り弁１４が配設され、第２絞り弁収容孔３４には、低速駆動用の流路を形成するための第２絞り弁１６が配設される。第１絞り弁１４と第２絞り弁１６の基本的な構成は同じであるので、以下、代表して第１絞り弁１４の構成について説明する。なお、第１絞り弁１４の各構成要素については、参照符号中に添字ａを用い、第２絞り弁１６の各構成要素については、参照符号中に添字ｂを用いる。
第１絞り弁１４は、バルブハウジング２２にねじ結合によって固定される筒状のケース３８ａと、ケース３８ａ内に配設される弁体４０ａを含む。ケース３８ａは、その下方部分が第１絞り弁収容孔３２に収容され、その上方部分がバルブハウジング２２から突出する。ケース３８ａは、軸方向に貫通する縦穴４２ａと、縦穴４２ａを横断して連通路３６に繋がる横穴４４ａを有する。縦穴４２ａの径は三段階に変化し、上方から下方に向かって順に大径部４６ａ、中径部４８ａ及び小径部５０ａとなっている。
弁体４０ａは、その軸方向中央部分において縦穴４２ａの中径部４８ａに嵌合し、その上端部に形成されたフランジ部５２ａにおいて縦穴４２ａの大径部４６ａに螺合する。弁体４０ａの下端側には先細り状のテーパ面を備えたニードル部５４ａが設けられ、ニードル部５４ａは縦穴４２ａの小径部５０ａに臨む。弁体４０ａのフランジ部５２ａには、図示しない弁体回動用の専用工具に係合する所定形状の係合部５６ａが設けられている。弁体４０ａを回動せしめてケース３８ａに対する弁体４０ａの螺合位置を変更することにより、弁体４０ａのニードル部５４ａ外周と縦穴４２ａの小径部５０ａとの間に形成される流路の面積を調整することができる。
ケース３８ａの下端寄りの外周には、第１絞り弁収容孔３２に所定の傾斜方向で当接するリップ部を有するチェック弁５８ａが設けられている。本実施形態のチェック弁５８ａは、第２ポート２８からスプール弁収容孔３０に向かう流体の流れのみを許容する。バルブハウジング２２とケース３８ａとの間に第１シール部材６０が設けられるとともに、ケース３８ａと弁体４０ａとの間に第２シール部材６２が設けられている。
前述したように、第２絞り弁１６は第１絞り弁１４と基本構造が同じであるが、弁体４０ｂのニードル部５４ｂ外周と縦穴４２ｂの小径部５０ｂとの間に形成される流路の面積は、第２絞り弁１６の方が第１絞り弁１４よりも小さい。
スプール弁１８は、スプール弁収容孔３０に摺動自在に配設され、第１シールリング６４を備えた第１ランド部６６と第２シールリング６８を備えた第２ランド部７０を有する。スプール弁１８の左方への移動は、スプール弁１８がスプール弁収容孔３０の端部壁面に当接することによって規制される。スプール弁１８の右方への移動は、後述する第２連結部材８０が後述する規制板９２に当接することによって規制される。
図３に示すように、スプール弁１８が最も右方に移動し、第１ポート２６と第２絞り弁収容孔３４との間に位置するスプール弁収容孔３０の壁面に第２ランド部７０の第２シールリング６８が当接しているとき、スプール弁１８が第１位置にあるという。図４に示すように、スプール弁１８が最も左方に移動し、第１ポート２６と第１絞り弁収容孔３２との間に位置するスプール弁収容孔３０の壁面に第１ランド部６６の第１シールリング６４が当接しているとき、スプール弁１８が第２位置にあるという。スプール弁１８が第１位置にあるとき、第１ポート２６は第１絞り弁１４を介して第２ポート２８と連通する。スプール弁１８が第２位置にあるとき、第１ポート２６は第２絞り弁１６を介して第２ポート２８と連通する。
軸状の第１連結部材７２がスプール弁１８の端部にねじ込まれて固定される。第１連結部材７２は、中央寄りの箇所に第１フランジ７４を有し、スプール弁１８と反対側の端部に第２フランジ７６を有する。スプール弁１８と第１フランジ７４との間に環状のマグネット７８が配設される。第１連結部材７２には、さらに軸状の第２連結部材８０が連結される。具体的には、第２連結部材８０の一端部に設けられた一対の爪部８２が第１連結部材７２の第１フランジ７４と第２フランジ７６との間で挟持される。第２連結部材８０は、バルブハウジング２２と付属ハウジング２４にまたがって配設される。第２連結部材８０の他端部は付属ハウジング２４から外方に突出し、その突出端部に操作ノブ２０が固定される。操作ノブ２０は、視認性向上のため、赤色に塗装されている。スプール弁１８、第１連結部材７２、第２連結部材８０及び操作ノブ２０は、略同一軸線上に配置され、軸方向に一体となって往復移動可能である。
スプール弁１８の両端近傍には、スプール弁収容孔３０の壁面に当接するシールリング８４、８４が設けられている。なお、図中符号８６で示されるのは、スプール弁１８の一端面とスプール弁収容孔３０との間に形成される空間を外部と連通させる通気孔である。
図５に示すように、バルブハウジング２２の内部には、マグネット７８の磁力を検知することによりスプール弁１８が第１位置及び第２位置のいずれにあるかを検出するセンサ８８が設けられている。センサ８８によって検出された信号は、ケーブル９０を介して図示しない外部の警報ランプ等に出力される。
付属ハウジング２４は、第２連結部材８０が挿通される貫通穴を有する。該貫通穴には複数の段部が形成されており、それらの段部に対して左方から順に環状の規制板９２、弾性材からなるクリップ９４、円筒状のスリーブ９６が配設される。規制板９２の内周側は、スプール弁収容孔３０の開口端部を一部覆うように内方に突出し、スプール弁１８が右方に移動したとき、第２連結部材８０の肩部９８が規制板９２に当接する。スリーブ９６の内周面は、第２連結部材８０の摺動案内面となっている。
クリップ９４は、１本の線材を渦巻状に約２周分旋回させる形状に成形したものである。第２連結部材８０には、クリップ９４の内周側に弾性係合する第１溝部１００及び第２溝部１０２が形成されている。スプール弁１８が第１位置にあるとき、クリップ９４は径方向に縮小して第１溝部１００に弾性係合し、スプール弁１８が第２位置にあるとき、クリップ９４は径方向に縮小して第２溝部１０２に弾性係合する。クリップ９４、第１溝部１００及び第２溝部１０２により、スプール弁１８を第１位置及び第２位置に所定の保持力で保持するためのディテント機構が構成される。
本実施形態に係る速度切換弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、図３及び図４を参照しながら、その作用について説明する。
流体アクチュエータを含む図示しない装置の通常の運転時においては、操作ノブ２０が引き出された状態にあり、ディテント機構によりスプール弁１８が第１位置に保持されている（図３参照）。電磁弁が圧力解放側に切り換わると、流体アクチュエータのシリンダ室に貯えられた圧力流体は、第１ポート２６からスプール弁１８を経て第１絞り弁１４に至る。そして、弁体４０ａのニードル部５４ａ外周と縦穴４２ａの小径部５０ａとの間に形成される流路を流れた後、連通路３６を通り、第２ポート２８から排出される。第１絞り弁１４における流路の面積は比較的大きいため、スプール弁１８が第１位置にあるときは、流体アクチュエータから排出される流体の流量が大きく、流体アクチュエータが高速で駆動される。
流体アクチュエータを含む装置のメンテナンスに際しては、操作ノブ２０をディテント機構による保持力に抗して押し込み、スプール弁１８を第２位置まで移動させる。スプール弁１８は、ディテント機構により第２位置に保持される（図４参照）。この状態で、電磁弁が圧力解放側に切り換わると、流体アクチュエータのシリンダ室に貯えられた圧力流体は、第１ポート２６からスプール弁１８を経て第２絞り弁１６に至る。そして、弁体４０ｂのニードル部５４ｂ外周と縦穴４２ｂの小径部５０ｂとの間に形成される流路を流れた後、連通路３６を通り、第２ポート２８から排出される。第２絞り弁１６における流路の面積は比較的小さいため、スプール弁１８が第２位置にあるときは、流体アクチュエータから排出される流体の流量が小さく、流体アクチュエータが低速で駆動される。これにより、メンテナンス作業を安全に行うことができる。
センサ８８及び警報ランプ等の作用により、スプール弁１８が第１位置と第２位置のいずれにあるか、すなわち、速度切換弁１０が高速駆動位置と低速駆動位置のいずれの状態に切り換えられているかが作業者に報知される。これにより、メンテナンス時に作業者は安全な状態にあること等を容易に確認することができる。
第１絞り弁１４及び第２絞り弁１６における流路の面積は、専用工具を用いて微調整することができる。すなわち、速度切換弁１０の使用に先立ち、弁体４０ａ、４０ｂに形成された所定形状の係合部５６ａ、５６ｂに係合し得る専用工具を用いて、弁体４０ａ、４０ｂを適当な方向に適当な量だけ回動すれば、流路の面積を所望量だけ増加または減少させることができる。専用工具でなければ弁体４０ａ、４０ｂを回動することができない構造となっているので、不正行為等により駆動速度が勝手に変更されるのを防止できる。
作業者は、操作ノブ２０を所定量引っ張ったとき、ディテント機構の作用によりスプール弁１８が所定の保持力で第１位置に保持されるので、クリック感により高速駆動位置への切り換えが確実に行われたことを確認できる。同様に、操作ノブ２０を所定量押し込んだとき、ディテント機構の作用によりスプール弁１８が所定の保持力で第２位置に保持されるので、クリック感により低速駆動位置への切り換えが確実に行われたことを確認できる。
本実施形態に係る速度切換弁１０によれば、簡単な構成によって、流体アクチュエータを高速駆動と低速駆動とに手動で切り換えることができる。また、速度切換弁が高速駆動位置と低速駆動位置のいずれの状態に切り換えられているかを作業者が容易に確認することができる。
なお、上述の実施形態では、メータアウトと呼ばれる速度制御方式が用いられているが、流体アクチュエータに供給する流体の流量を制御するメータインと呼ばれる速度制御方式を用いるようにしてもよい。この場合、第１絞り弁及び第２絞り弁に設けられるチェック弁を変更すればよい。
本考案に係る速度切換弁は、上述の実施形態に限らず、本考案の要旨を逸脱することのない範囲で、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
１０…速度切換弁 １２…ハウジング
１４…第１絞り弁 １６…第２絞り弁
１８…スプール弁 ２０…操作ノブ
２２…バルブハウジング ２４…付属ハウジング
２６…第１ポート ２８…第２ポート
７２…第１連結部材 ７８…マグネット
８０…第２連結部材 ８８…センサ
９４…クリップ １００…第１溝部
１０２…第２溝部

Claims (4)

  1. 流体アクチュエータと接続可能な第１ポート及び電磁弁と接続可能な第２ポートを備えたハウジングと、第１絞り弁と、第２絞り弁と、前記第１絞り弁を介して前記第１ポートと前記第２ポートを相互に連通する状態と前記第２絞り弁を介して前記第１ポートと前記第２ポートを相互に連通する状態とに切り換え可能なスプール弁と、前記スプール弁と一体的に連結される操作ノブと、前記スプール弁の位置を検出するセンサとを備えることを特徴とする速度切換弁。
  2. 請求項１記載の速度切換弁において、
    前記第１絞り弁及び前記第２絞り弁は、流路面積を調整可能に構成されている
    ことを特徴とする速度切換弁。
  3. 請求項２記載の速度切換弁において、
    前記流路面積の調整は専用工具を必要とする構造となっている
    ことを特徴とする速度切換弁。
  4. 請求項１記載の速度切換弁において、
    前記スプール弁を所定の保持力で切り換え位置に保持するディテント機構が設けられている
    ことを特徴とする速度切換弁。
JP2016004312U 2016-09-05 2016-09-05 速度切換弁 Active JP3207545U (ja)

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