JP3653161B2

JP3653161B2 - 切換弁用圧力調節弁

Info

Publication number: JP3653161B2
Application number: JP10094697A
Authority: JP
Inventors: 島正道田; 田博行勝; 川誠石
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1997-04-03
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2017-04-03
Also published as: JPH10283038A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切換弁の出力流体圧を調節するための切換弁用圧力調節弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の発明者らは、特願昭８−２１９４０５号において、切換弁の出力流体圧を調節することができる切換弁用圧力調節弁を提案した。
この圧力調節弁は、流路構成が簡単で、かつ小形化しても流路断面積の減少が少ないという利点を有しているが、弁孔に流路間隙を設けて挿入した弁棒のシールに関する配慮に欠けるところがあり、弁棒の圧力調節部側と復帰室側との２箇所において流路間隙をシールしているために、弁棒の摺動抵抗の低減に限度がある。
しかしながら、出力流体圧の調節を確実かつ正確に行うためには、弁棒の摺動抵抗をできるだけ小さくして、弁棒を滑らかに移動させることが必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、弁棒の摺動抵抗が小さい切換弁用圧力制御弁を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の切換弁用圧力調節弁は、圧力流体の供給口、第１，第２出力口及び排出口を有するベースと；圧力流体の供給ポート、第１，第２出力ポート及び排出ポートを有し、これらの出力ポートを供給ポートと排出ポートとに切り換えて連通させる切換弁；との間に設置される切換弁用圧力調節弁であって、上記圧力調節弁が、弁箱と；該弁箱内に設けられ軸方向の両端が開口する弁孔及び調圧路を有する流路部材と；上記弁箱と流路部材間に形成した、供給口と供給ポート、第２または第１出力ポートと第２または第１出力口、及び排出ポートと排出口とを個別に連通させる供給通路、出力通路及び排出通路と；第１または第２出力ポートを弁孔に連通させる第１出力流路と；第１または第２出力口を弁孔に連通させる第２出力流路と；弁孔に流路間隙を設けて移動可能に挿入した弁棒と；弁箱の第１出力流路側に設けた圧力調節部及び第２出力流路側に設けた復帰室と；弁棒を圧力調節部に向けて付勢する復帰手段とを備え、上記弁棒が、第１，第２出力流路の連通を通断する第１弁体と；第１出力流路と圧力調節部との間の流路間隙をシールする、第１出力流路側が開口するＹ形またはＶ形パッキンとしたシール部材とを備え、上記圧力調節部が、付勢力が調節可能な付勢手段によって弁棒に向けた付勢された調圧部材を備え、上記調圧部材に対抗して作用する、第１または第２出力ポートの出力流体圧の作用力及び復帰手段の付勢力の和と、付勢手段の設定付勢力とによって第１または第２出力ポートの出力流体圧を調節することを特徴としている。
【０００５】
さらに、同様の課題を解決するとともに出力ポートの残圧の影響をなくすために、上記切換弁用圧力調節弁のシール部材を、第１出力流路側が開口するＹ形またはＶ形パッキンとしたことを特徴としている。
【０００６】
【作用】
ベースの供給口から弁箱と流路部材間の供給流路を通って切換弁の供給ポートに供給された圧力流体は、切換弁の第１または第２出力ポートから第１出力通路及び弁孔を通って復帰室側に流入し、さらに調圧路によって圧力調節部側に流入する。
圧力調節部の調圧部材に対抗して作用する、出力流体圧の作用力及び復帰手段の付勢力の和と付勢手段の設定付勢力とが等しくなると、弁棒に設けた第１弁体が第１，第２出力通路の連通を遮断するので、第１または第２出力ポートの出力流体圧が付勢手段によって設定された圧力に調節され、この出力流体圧は、付勢手段の付勢力を調節することによって調節することができる。
【０００７】
切換弁を切り換えると、第２または第１出力ポート或いは第２または第１出力口から圧力流体が出力される。
この場合は、圧力調節部によって出力流体圧が調節されないので、出力流体圧は供給流体圧にほぼ等しい圧力となる。
【０００８】
この圧力調節弁は、弁孔と弁棒との間の流路間隙を１個のシール部材でシールしたことによって、その摺動抵抗が小さくて移動が滑らかになるので、出力圧の調節が確実でしかも弁の寿命を長くすることができる。
また、第１または第２出力ポートを排出ポートに連通させると、これらの出力ポートの空気が第１出力通路側が開口するＹ形またはＶ形パッキンとしたシール部材を通って外部に排出されるので、出力ポートの残圧の影響をなくすことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は切換弁の第１出力ポートの出力空気圧を調節する本発明の第１実施例を示し、この圧力調節弁１は、図２に示すようにベース２と切換弁３との間に設置され、これらの部材は、図示を省略している取付ねじ等の適宜の取付手段によって一体に組み付けられている。
上記ベース２は、一方の面に開口する圧力流体の供給口５及び第１，第２排出口６Ａ，６Ｂと、これと反対側の面に開口する第１，第２出力口７Ａ，７Ｂとを備え、これらの開口はいすれも通路によってベース２の上面（切換弁３側の面）に個別に開口している。
しかしながら、上記ベースは、連設方向に貫通する圧力流体の供給流路及び排出流路と、連設面と直交する一側面に開口する出力口とを有する、周知の連設可能なベースとすることができる。
【００１０】
上記切換弁３は、主弁９とパイロット電磁弁１０を備えている。
上記主弁９は、下面（ベース側の面）に開口する圧力流体の供給ポートＰ、第１，第２出力ポートＡ，Ｂ及び第１，第２排出ポートＥＡ，ＥＢと、これらのポートが開口する軸方向の弁孔１１とを有し、弁孔１１に弁体１２が気密に摺動可能に挿入されている。
上記切換弁３は、ソレノイドの励磁によってパイロット電磁弁１０から主弁９にパイロット流体が出力されると、弁体１２が図において右動して供給ポートＰと第１出力ポートＡ及び第２出力ポートＢと第２排出ポートＥＢが連通し、ソレノイドの励磁を解除すると主弁９のパイロット流体が排出されるので、パイロット弁１０と反対側の室１３に供給されている内部パイロット流体圧の作用力により弁体１２が図示の状態に復帰して、供給ポートＰと第２出力ポートＢ及び第１出力ポートＡと第１排出ポートＥＡが連通する、シングルパイロット式切換弁として構成されている。
しかしながら、切換弁３は図示のシングルパイロット式切換弁に限定されるものではなく、ダブルパイロット式切換弁、或いは直動形の切換弁等とすることができる。
【００１１】
図１に詳細を示す上記圧力制御弁１は、切換弁３とほぼ同じ幅と軸方向長さとを有する弁箱１５と、弁箱１５内に幅方向に間隙を設けてその軸方向に形成した流路部材１６と、弁箱１５の軸方向の一端面に取付けた押え蓋１７と、他端面に取付けた圧力調節部１８とを備え、弁箱１５と流路部材１６との間に、ベース２の供給口５、第１，第２排出口６Ａ，６Ｂ及び第２出力口７Ｂを切換弁３の供給ポートＰ、第１，第２排出ポートＥＡ，ＥＢ及び第２出力ポートＢにそれぞれ連通させる、供給通路１９、第１，第２排出通路２０ａ，２０ｂ及び第２出力通路２１ｂが形成されている（図３参照）。そして、これらの通路は、同図に示すように、流路部材１６の弁箱１５と対向する両側面を平面とすることによって、流路断面積の減少を可及的に少なくしている。
【００１２】
上記流路部材１６は、軸方向に形成された弁孔２２と調圧路２３を備え、これらの流路の両端は弁箱１５内に連通している。また、弁箱１５には、第１出力ポートＡを弁孔２２に連通させる第１出力流路２４ａと、弁孔２２を第１出力口７Ａに連通させる第２出力流路２４ｂとが、軸方向に若干の間隔を設けて形成されており、出力流路２４ａ，２４ｂ間の弁孔２２に弁座２５が形成されている（図４参照）。
弁孔２２に流路間隙を設けて移動可能に挿入された弁棒２６は、弁座２５を開閉する第１弁体２７と、出力流路２４ａと圧力調節部１８との間の流路間隙をシールするシール部材２８とを備え、このシール部材２８は、第１出力流路２４ａ側が開口するＹ形またはＶ形パッキンとされている。また、第１弁体２７は、弁棒２６の両端に対抗して作用する力が等しいときに、弁座２５を閉鎖するように関係付けられている。
【００１３】
上記圧力調節部１８は、調圧ケース３０と、該調圧ケースの先端に螺着された調圧ねじ３１と、調圧ケース３０内に軸方向に移動可能で回転不能に挿入されたばね座３２と、ばね座３２より大径で弁箱１５の一端開口に気密に摺動可能に挿入された、調圧部材の一例である調圧ピストン３３と、ばね座３２と調圧ピストン３３の間の調圧室３４に縮設された、付勢手段の一例である調圧ばね３５とを備えている。
上記調圧ピストン３３は流路部材１６側に第２弁体３７を有し、調圧ピストン３３と第２弁体３７に、調圧ピストン３３と弁箱１５間の調圧ピストン室３８を調圧室３４に連通させる排出孔３９が形成され、調圧室３４は呼吸孔４０によって外部に連通している。
【００１４】
押え蓋１７は、弁孔２２と調圧路２３とを連通させる凹部４２と、該凹部に連通する、圧力計（図示省略）を取付けるための検出ポート４３とを備え、弁棒２６は、弁孔２２の押え蓋１７側の復帰室４５に縮設した復帰手段の一例としての復帰ばね４４によって、調圧ピストン３３に向けて付勢されており、復帰ばね４４の付勢力は調圧ばね３５の付勢力より小さくされている。
【００１５】
上記第１実施例は、調圧ねじ３１を調圧ケース３０に対して進退させて、調圧ばね３５の付勢力を所望の付勢力に設定し、その位置をロックナット３６によってロックする。
ベース２の供給口５に圧縮空気が供給されていないときは、調圧ばね３５の付勢力により調圧ピストン３３と弁棒２６が図において左動して、第１弁体２５が弁座２７を開放している。
供給口５に圧縮空気を供給すると、この圧縮空気が供給流路１９を通って切換弁３の供給ポートＰに出力され、ソレノイドの励磁によって供給ポートＰと第１出力ポートＡが連通すると、弁棒２６の圧力調節部１８側の流路間隙がシール部材２８によってシールされているために、第１出力ポートＡの圧縮空気が出力流路２４ａ，２４ｂ及び弁孔２２を通って第１出力口７Ａに出力されるとともに、押え蓋１７側の流路間隙、復帰室４５及び調圧路２３を通って調圧ピストン室３８に流入する。
【００１６】
調圧ピストン３３に対抗して作用する、調圧ピストン室３８の空気圧の作用力と復帰ばね４４の付勢力との和が調圧ばね３５の設定付勢力より大きいときは、調圧ピストン３３が図において右動して排出孔３９を開口する。
これにより、調圧ピストン室３８の空気が排出孔３９、調圧室３４及び呼吸孔４０を通って外部に排出されるので、調圧ピストン３３に作用する空気圧の作用力が低下し、この作用力と復帰ばね４４の付勢力との和が、調圧ばね３５の設定付勢力にほぼ等しくなる位置まで調圧ピストン３３と弁棒２６とが図において左動し、この位置において第１弁体２７が弁座２５を閉鎖するので、第１出力ポートＡ（第１出力口７Ａ）の出力空気圧が調圧ばね３５によって設定された圧力に調節され、この出力空気圧は、検出ポート４３に取付けた圧力計によって検出することができる。
この場合、第１出力ポートＡの出力空気圧は、調圧ねじ３１を進退させて調圧ばね３５の付勢力を調節することによって、調節することができる。
【００１７】
ソレノイドの励磁を解除すると、切換弁３の供給ポートＰと第２出力ポートＢ及び第１出力ポートＡと第１排出ポートＥＡが連通するので、圧縮空気が出力通路２１ｂを通って第２出力口７Ｂから出力されるとともに、第１出力ポートＡの圧縮空気が出力流路２４ａ，２４ｂを通って外部に排出される。
この場合、第２出力ポートＢの出力空気圧は圧力調節部１８によって調節されないので、ほぼ供給空気圧に等しくなる。
【００１８】
上記第１実施例は、弁孔２２と弁棒２６間の流路間隙を１個のシール部材２８によってシールしたことにより、流路間隙を複数箇所でシールしているものと比べて、弁棒２６の摺動抵抗が小さくてその移動が滑らかであるから、出力空気圧の調節が確実かつ正確で、しかも圧力調節弁の寿命を長くすることができる。
また、第１出力ポートＡの圧縮空気を外部に排出すると、この空気が第１出力流路２４ａ側が開口するＹ形またはＶ形パッキンとしたシール部材２８のリップを変形させて外部に排出されるので、出力ポートＡの残圧の影響をなくすことができる。
さらに、弁箱１５と流路部材１６との間に圧縮空気の供給通路１９を設けたので、供給空気圧を調節することなく第１出力ポートＡの出力空気圧を直接調節することができる。
【００１９】
図５は第２出力ポートＢの出力圧を調節する本発明の第２実施例を示し、この圧力調節弁５０は、第２出力ポートＢを弁孔２２に連通させる第１出力流路５１ａと、弁孔２２を第２出力口７Ｂに連通させる第２出力流路５１ｂと、これらの出力通路５１ａ，５１ｂ間の弁座２５とを備え、弁孔２２に流路間隙を設けて移動可能に挿入された弁棒２６は、弁座２５を開閉する第１弁体２７と、第１出力流路５１ａと圧力調節部１８との間の流路間隙をシールするための、第１出力流路側が開口するＹ形またはＶ形パッキンとしたシール部材２８とを備え、第１出力ポートＡと第１出力口７Ａは、第１実施例の第２出力通路と同様に、弁箱１５と流路部材１６間の第１出力通路２１ａによって連通している。
第２実施例の他の構成は第１実施例と同じであるから、図の主要な同一の箇所に同一の符号を付して説明は省略する。
【００２０】
第２実施例における第２出力ポートＢの出力圧の調節作用は、実質的に第１実施例と同じであるから、説明は省略する。
この場合、第１出力ポートＡの出力空気圧は圧力調節部１８によって調節されないので、ほぼ供給空気圧に等しくなる。
なお、図５に示すように、弁棒２６の外周に１個または複数個の環状溝５３を設けると、弁棒の摺動抵抗を一層軽減することができる。
【００２１】
図６は、上記各実施例及びその変形例に共通の他の変形例を示し、この変形例における弁棒２６Ａは、調圧ピストン３３側の先端に、調圧ピストンの端面に当接する環状の当接面２６ａと、該当接面から突出して第２弁体３７を開閉する突出部２６ｂと備えている。
この変形例は、弁棒２６Ａが図において右動して突出部２６ｂが第２弁体３７を閉鎖すると、環状の当接面２６ａが調圧ピストン３３の端面に当接するので、弁棒の押圧による第２弁体３７の過度の変形を防止することができる。
上記変形例の他の構成及び作用は、第１実施例または第２実施例と同じであるから、説明は省略する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の圧力調節弁は、弁孔と弁棒間の流路間隙を１個のシール部材でシールしたことにより、弁棒が滑らかに移動して摺動抵抗が少ないので、出力圧の調節が確実かつ正確でしかも弁の寿命を長くすることができる。
また、上記シール部材を第１出力流路側が開口するＹ形またはＶ形パッキンとしたことにより、出力ポートの圧縮空気を外部に排出できるので、その残圧の影響をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の縦断面図である。
【図２】使用態様の一例を示す縦断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】要部の拡大断面図である。
【図５】第２実施例の縦断面図である。
【図６】各実施例に共通の変形例の図である。
【符号の説明】
１，５０圧力調節弁
２ベース
３切換弁
５供給口
６Ａ，６Ｂ排出口
７Ａ，７Ｂ出力口
１５弁箱
１６流路部材
１８圧力調節部
１９供給通路
２０ａ，２０ｂ排出通路
２１ａ，２１ｂ出力通路
２２弁孔
２３調圧路
２４ａ，２４ｂ，５１ａ，５１ｂ出力流路
２６，２６Ａ弁棒
２７第１弁体
２８シール部材
３３調圧ピストン
３５調圧ばね
４４復帰ばね
４５復帰室
Ｐ，Ａ，Ｂ，ＥＡ，ＥＢポート

Claims

圧力流体の供給口、第１，第２出力口及び排出口を有するベースと；圧力流体の供給ポート、第１，第２出力ポート及び排出ポートを有し、これらの出力ポートを供給ポートと排出ポートとに切り換えて連通させる切換弁；との間に設置される切換弁用圧力調節弁であって、
上記圧力調節弁が、弁箱と；該弁箱内に設けられ軸方向の両端が開口する弁孔及び調圧路を有する流路部材と；上記弁箱と流路部材間に形成した、供給口と供給ポート、第２または第１出力ポートと第２または第１出力口、及び排出ポートと排出口とを個別に連通させる供給通路、出力通路及び排出通路と；第１または第２出力ポートを弁孔に連通させる第１出力流路と；第１または第２出力口を弁孔に連通させる第２出力流路と；弁孔に流路間隙を設けて移動可能に挿入した弁棒と；弁箱の第１出力流路側に設けた圧力調節部及び第２出力流路側に設けた復帰室と；弁棒を圧力調節部に向けて付勢する復帰手段とを備え、
上記弁棒が、第１，第２出力流路の連通を通断する第１弁体と；第１出力流路と圧力調節部との間の流路間隙をシールする１個のシール部材とを備え、
上記圧力調節部が、付勢力が調節可能な付勢手段によって弁棒に向けた付勢された調圧部材を備え、
上記調圧部材に対抗して作用する、第１または第２出力ポートの出力流体圧の作用力及び復帰手段の付勢力の和と、付勢手段の設定付勢力とによって第１または第２出力ポートの出力流体圧を調節する、
ことを特徴とする切換弁用圧力調節弁。
シール部材を、第１出力流路側が開口するＹ形またはＶ形パッキンとした、
ことを特徴とする請求項１に記載した切換弁用圧力調節弁。