JP3695381B2 - 空気流路切換装置における空気漏れの検知方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気流路が形成された流路形成部材に空気流路を切り換えるための複数の流路切換弁が組み込まれた空気流路切換装置における、空気漏れの検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体圧装置の一種に空気圧装置がある。空気圧には、圧力を調整することにより出力を段階的に調整できる、流量を調整することにより速度や回転数を無段階に設定できる、排気を大気中に逃がしても環境を汚染しない、一つの空気源で流量や圧力を適正に制御できる、等の長所がある。これらの長所の故に広く利用されている。
【０００３】
空気圧装置は、空気圧縮機により機械的エネルギを空気の圧力エネルギに変換し、その圧力を制御した後アクチュエータに供給して、機械的な仕事をするものである。空気圧装置は通常、空気圧源と、各種制御弁（方向制御弁、流量制御弁等）と、アクチュエータとを含む。
【０００４】
アクチュエータの一つである空気圧シリンダは、シリンダとその中に滑合されたピストンとから成り、ピストンの移動により所定の機器を駆動する。ピストンを一方向又は他方向に駆動するために流路切換弁を用いる。圧縮空気がシリンダ内のピストンの何れか一方の室に供給され、他方の室から排出するように流路切り換え弁で空気流路を切り換える。
【０００５】
通常、一つの生産ラインにおいて複数個の機器を複数個の空気圧シリンダによって同時又は時間差をもって駆動する。そして、同一の圧縮空気源から供給する圧縮空気によって複数個の空気圧シリンダを駆動するため、複数の流路切換弁が流路形成部材に組み込まれた空気流路切換装置を使用する。
【０００６】
従来の空気流路切換装置の一例を図４に示す。この空気流路切換装置は流路形成部材８０と複数個の流路切換弁９０とから成る。流路形成部材８０は複数個のマニホールド８１を積み重ねて成り、中央部に給気流路８２が形成され、左右両側に一対の排気流路８３ａ及び８３ｂが形成されている。給気流路８２は流路形成部材８０の上端から下端近くまで延び、上端開口が空気源（不図示）に接続されている。排気流路８３ａ、８３ｂは流路形成部材８０の下端から上端近くまで延びている。
【０００７】
各マニホールド８１には一対の出力流路８４ａ及び８４ａが形成され、管８６ａ及び８６ｂにより空気圧シリンダ８７の一側及び他側の室８８ａ及び８８ｂにそれぞれ接続されている。
【０００８】
各流路切換弁９０は上記給気流路８２に対向する給気口と、排気流路８３ａ及び８３ｂに対向する一対の排気口と、出力流路８４ａ及び８３ｂに対向する一対の出力口が形成され、軸方向に移動する弁体（何れも不図示）を含む。弁体の移動により空気流路を切り換える。例えば、ピストン８９をｘ方向に移動させるときは、弁体により給気流路８２が出力流路８４ａに接続され、一方の管８６ａを通して一端の室８８ａに圧縮空気が供給される。これと同時に、他端の室８８ｂ内の空気は他方の管８６ｂ、出力流路８４ｂ及び排気流路８４ｂを通して排気される。
【０００９】
ところで、流路切換弁９０の損傷や各マニホールド８１と各流路切換弁９０との間に介在されたガスケットの損傷により、マニホールド８１と流路切換弁９０との間で空気が漏れることがある。漏れた空気の大半は供給流路８２から排気流路８３ａ及び／又は８３ｂに流通して排気される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
空気漏れは、給気流路８２に取り付けた空気流量弁のメータで空気の流量を観察することにより発見することができる。しかし、６個の流路切換弁９０の何れから漏れているかは判らない。そのため、従来は、最上段の流路切換弁９０をマニホールド８１から取り外し、その代わりに流路切換弁９０と同じ形状を持つ板部材（不図示）でマニホールド８１の空気流路の開口部を塞ぐ。そして、圧縮空気を供給する。
【００１１】
空気流量を観察の結果、空気漏れ（流量計の目盛りが正常時よりも流量が少ない）が見つかれば、板部材を取り外し、ガスケットを修理又は交換し、流路切換弁９０を取り付ける。空気漏れが見つからなければ、次段の流路切換弁９０について同様の空気漏れ検知を行なう。こうして、各段について、流路切換弁の取外し、板部材の取付け、空気流通量の観察、板部材の取外し及び流路切換弁の取付けを繰り返すことになる。
【００１２】
しかし、この作業は非常に面倒で、検知に時間と手間がかかり、作業者が疲れる。また、空気漏れが発生している流路切換弁が特定されるまで空気は漏れ続け、近年注目されているエネルギの節約の要求にも反する。
【００１３】
本発明は上記事情を背景にしてなされたもので、流路形成部材に複数の流路切換弁が組み込まれた空気流路切換装置における空気漏れを、従来例よりも容易且つ短時間に検知できる検知方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、空気漏れが発生している流路切換弁を音感知式の漏れ検知具により特定することを思い付いて本発明を完成した。即ち、空気漏れが発生している流路切換弁では、給気流路の空気の大半が排気流路に流入しており、空気が漏れていない流路切換弁の音よりも大きい音が発生するので、この現象を利用するのである。
【００１５】
即ち、本発明は、空気源に接続される給気流路と、一対の排気流路と、駆動機器に接続される複数対の出力流路とを有する流路形成部材と；流路形成部材に取り付けられた複数の流路切換弁であって、それぞれが給気通路に連通する給気口と、一対の排気流路に連通する一対の排気口と、各対の出力流路に対応する出力口が形成され、給気口を一方の出力口及び一方の排気口に連通させる弁体を含む複数個の流路切換弁と、を含む空気流路切換装置が前提となる。係る空気流路切換装置において、各流路切換弁における空気漏れを検知するために、一方の排気流路に空気漏れ検知具を挿入した後段階的に引き出し、その際の音の大きさを調べることを特徴とする。これにより、エアー漏れが発生している流路切換弁を特定することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
＜空気漏れ検知方法＞
▲１▼空気流路切換装置
空気流路切換装置は、流路形成部材と複数個の流路切換弁とから成る。このうち、流路形成部材は、複数個のマニホールドから成ることが望ましい。複数個のマニホールドは垂直方向に積み重ねても良いし、水平方向に積み重ねても良い。
【００１８】
流路形成部材の給気流路、両排気流路及び複数の出力流路との配置に特別の制約はない。例えば、給気流路を中央部に形成し、その両側に排気流路を形成し、給気流路と各排気流路との間に各出力流路を形成できる。また、中央部に形成した給気流路の両側に出力流路を形成し、給気流路と出力流路との間に排気流路を形成しても良い。
【００１９】
給気流路、排気流路及び出力流路は垂直方向に延びていても良いし、水平方向に延びていても良い。その形状は、直線状でも良いし、僅かに湾曲していても良い。
【００２０】
尚、流路形成部材を複数個のマニホールドで形成する場合、各マニホールドに給気流路の一部を形成する給気流路部と、一対の排気流路の一部を形成する排気流路部と、一対の出力流路とを形成することができる。
【００２１】
複数の流路切換弁のそれぞれは電磁作動式でもパイロット駆動式でも良い。弁体は、給気口を何れか一方の出力口に連通させ、他方の出力口を他方の排気口に連通させる。これにより、流路形成部材の所定の空気流路同士が連通される。
【００２２】
流路切換弁の個数はマニホールドの個数に等しい。該個数に特別の制約はないが、２個から１０固程度とすることができる。
【００２３】
空気漏れの検知のために一方の排気流路に挿入した音感知式の空気漏れ検知具を段階的に引き出し、大きな音即ち空気漏れが確認されたときは、その時点で空気漏れ検知具にリングを取り付けたり、予め空気漏れ検知具に刻んだ目盛りをチェックすることができる。
【００２４】
空気漏れ検知具を直接排気流路に挿入することもできるし、先端に取り付けた細い管状の挿入部を挿入することもできる。音の大きさは検知器のメータ等により検知する。
【００２５】
空気漏れ検知具が挿入されるのは本来圧縮空気が排気されない側の排気流路である。排気される側の排気流路には消音器を取り付けて排気音を防止することができる。検知時の圧縮空気の空気圧は作動時の空気圧よりも低くすることができる。
＜空気漏れ検知具＞
空気漏れ検知具の検知器及び集音器は汎用のものを使用することができる。管状の挿入部はその一端が集音部に気密に接続され、他端は開口している。挿入部は単一部材で構成しても良いが、集音器側の大径部材と挿入される側の小径部材とで構成することもできる。挿入部は金属製でも樹脂製でも良く、後者の場合は可撓性をもつことができる。
【００２６】
太さ、長さ及び形状が異なる複数個の挿入部を準備し、排気流路の太さ、長さ及び形状に応じて最適の挿入部を使用することができる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例をもとにさらに詳細に説明する。
▲１▼空気流路切換装置
図１及び図２に示す空気流路切換装置は、流路形成部材１０と、複数個（ここでは６個）の流路切換弁３０とから成る。このうち、流路形成部材１０は、垂直方向に積み重ねられた複数個のマニホールド１１を含む。
【００２８】
流路形成部材１０には中央部に給気流路１２が形成され、その左側及び右側にそれぞれ第１排気流路１３及び第２排気流路１４が形成されている。給気流路１２、第１排気流路１３及び第２排気流路１４は、各マニホールド１１に形成された給気流路部１２ａ、第１排気流路部１３ａ及び第２排気流路部１４ａから成る。給気流路１２は流路形成部材１０の上端から下端近くまで延び、上端開口が圧縮空気源（不図示）に接続されている。第１及び第２排気流路１３及び１４は流路形成部材１０の下端から上端近くまで延びている。
【００２９】
また、各マニホールド１１には給気流路部１２ａと第１排気流路部１３との間に第１出力流路１６が形成され、給気流路部１２ａと第２排気流路部１４ａとの間に第２出力流路１７が形成されている。第１出力流路１６は第１管１８により空気圧シリンダ２０のピストン２１の一側の室２２に接続され、第２出力流路１７は第２管１９により他端の室２３に接続されている。
【００３０】
複数個のマニホールド１１にそれぞれ対応する６個の流路切換弁３０のそれぞれは、図２から明らかなように、弁ケース３１と、その中空部に移動可能に収納された弁体４０とから成る。弁ケース３１の中空部には中央部に給気口３２が開口し、その左側及び右側にそれぞれ第１排気口３３及び第２排気口３４が開口している。また、給気口３２と第１排気口３３との間に第１出力口３６が開口し、給気口３２と第２排気口３４との間に第２出力口３７が開口している。
【００３１】
給気口３２が上記給気流路部１２ａに、第１排気口３３及び第２排気口３４が第１排気流路部１３ａ及び第２排気流路部１４ａに、第１出力口３６及び第２出力口３７が第１出力流路１６及び第２出力流路１７に、それぞれ対向している。また、給気口３２と第１出力口３６及び第２出力口３７との間、並びに第１出力口３６及び第２出力口３７と第１排気口３３及び第２排気口３４との間に、それぞれ弁座部３９が形成されている。
【００３２】
弁体４０は４つの大径部４１を持ち、電磁コイルにより左方位置、中間位置及び右方位置の何れかに移動される。弁体４０の大径部４１が弁座部３９に着座するか給気口３２等を塞ぐかによって空気流路が切り換わる。即ち、各流路切換弁３０は、５ポート３ポジション形式のものである。
【００３３】
空気圧シリンダ２０の作動時、例えばピストン２１をｘ方向（左方）に移動させるときは、弁体４０を右方に移動させる。これにより、給気口３２がマニホールド１１の給気流路部１２ａと連通し、第１排気口３３及び第２排気口３４がそれぞれ第１排気流路部１３ａ及び第２排気流路部１４ａと連通し、第１出力口３６及び第２出力口３７がそれぞれ第１出力流路１６及び第２出力流路１７と連通する。その結果、給気流路１２から供給される圧縮空気は、給気口３２及び第２出力口３７を経て第２出力流路１７に至り、第２管１９を経て空気圧シリンダ２０の右方の室２３内に供給される。これ同時に、左の室２２内の空気は第１管１８を経て第１出力流路１６に戻り、第１出力口３６及び第１排気口３３に至り、その後第１排気流路１３から排気される。
【００３４】
尚、空気圧シリンダ２０のピストン２１をｘ方向とは反対方向に移動させるときは、弁体４０が左方に移動し、圧縮空気が上述したのとは反対方向に流れる。また、弁体４０が中間位置にあるときは、何れの室２２，２３にも空気は供給されない。
▲２▼空気漏れ検知具
図３に示すように、空気漏れの検知に使用する空気漏れ検知具４５は、検知器４６と、これに接続された集音器４８と、その先端に取り付けられた挿入部５０とから成る。検知器４６は音のレベルがメータで表示されるとともに、作業者がイヤホンで聴くことができる。検知器４６及び集音器４８は汎用品である。
【００３５】
挿入部５０は大径チューブ５１と、レジューサ５２と、小径チューブ５３とを含む。大径チューブ５１は樹脂から成り集音器４８が気密状態で挿入できる内径を持つ。
【００３６】
小径チューブ５３は樹脂又は金属から成り、流路形成部材１０の排気流路１３，１４の上端まで挿入できる長さ及び外径を持つ。また、小径チューブ５３には複数個のＯリング５４が嵌合されており、移動して所定の位置に位置決め可能である。レジューサ５２は大径チューブ４６と小径チューブ４８とを気密状態で接続している。
▲３▼空気漏れの検知方法
次に、空気流路切換装置において空気漏れ検知具４５により空気漏れを検知する方法について説明する。
【００３７】
流路形成部材１０の給気流路１２上に空気流量計を取り付け、そのメータを観察することにより空気漏れの有無を確認する。空気漏れが確認された（メータの数値が作動時よりも低くなる）場合、本発明に従って、空気漏れを検知する。
【００３８】
検知時は、弁体４０を左方に移動させ、圧縮空気が第１出力流路１６に流入し、第２出力流路１７から戻る状態にし、圧縮空気を供給する。
【００３９】
この状態では、本来圧縮空気は第２排気流路１４から排気され、第１排気流路１３からは排気されないはずである。しかし、ガスケットの破損等により給気流路１２と第２排気流路１３とが連通されると、第１排気流路１３から圧縮空気が漏れる。そこで、図１に二点鎖線で示すように、第２排気流路１４の下端開口に公知の消音器（サイレンサ）６０を取り付けて圧縮空気の排気を防止し、第１排気流路１３に空気漏れ検知具４５を挿入した上で、圧縮空気を供給する。尚、圧縮空気の圧力は空気シリンダ２０の作動時の空気圧と同じでも良いが、ここではそれよりも低い空気圧の圧縮空気を使用する。
【００４０】
詳述すると、検知器４６のスイッチを入れ、イヤホンを耳に取り付けて、小径チューブ５３を第１排気流路１３に最も深く挿入し、検知器４６のメータを見、イヤホンを聞きながら最上段の流路切換弁３０から空気漏れの検知を行う。その後、小径チューブ５３を少しずつ第１排気流路１３から引き出す。メータ及びイヤホンで大きな音が確認されたときは、小径チューブ５３上の流路形成部材１０の下端面１０ａに対応する位置にＯリング５４を位置決めする。以下同様の手順により、最下段の流路切換弁３０まで空気漏れを検知する。
【００４１】
全ての流路切換弁３０での空気漏れの検知の終了後、小径チューブ５３を第１排気流路１３から完全に引き出し、流路形成部材１０の横に並べて、その上に嵌合されたＯリング５４の位置をもとに、空気漏れが発生している流路切換弁３０を推定する。そして、異常が発生している１個又は２個異常の流路切換弁３０のガスケットを修理、交換すれば良い。
【００４２】
尚、弁体４０を上記方向とは反対方向に移動して、第１排気流路１３から排気し、第２排気流路１４に空気漏れ検知具４５を挿入することによっても空気漏れを検知することができる。
【００４３】
以上詳述した本実施例によれば、第１排気流路１３内に漏れ検知具４５の小径チューブ５３を挿入し、検知器４６のメータ等を観察しつつ順次引き出すのみで流路切換弁３０を取り外したりすることなく、その空気漏れが簡単に検知できる。音感知式の空気漏れ検知具によれば、わずかな量の空気漏れも確実に検知することができる。
【００４４】
また、空気漏れ検知具４５は汎用の検知器４６及び集音器４８に、挿入部５０として、大径チューブ５１、レジューサ５２及び小径チューブ５３を付加したのみである。従って、構造が簡単で、価格が安価である。
＜変形例＞
尚、上記小径チューブ５３にリング５４を装着する代わりに、外周面に目盛（不図示）を形成しても良い。各目盛りは流路形成部材１０の下端面１０ａから各流路切換弁３０の位置までの距離（深さ）に対応させる。
第１排気流路１３に挿入した目盛付きの小径チューブ５４を第１目盛が下端面１０ａに対応するまで引き出す。すると、小径チューブ５４の先端が第１流路切換弁３０に対向する。そこで、検知器４６のメータ等により最上段の流路切換弁３０における空気漏れの有無を確認する。
【００４５】
空気漏れがあった場合、直ちに流路切換弁３０を取り外してガスケットを修理しても良いが、ここでは２番目の流路切換弁３０の検知に移る。そのためには、小径チューブ５４を下から第２番目の目盛りが下端面１０ａに対向するまで引き出す。以下、同様にして流路切換弁３０における空気漏れの有無を検知する。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明の空気漏れの検知方法は、検知作業が簡単で、検知にそれほど時間や手間がかからない。また、空気漏れが検知されるまでの空気の漏れ量を少なく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す空気流路切換装置の正面図である。
【図２】図１における２−２断面図である。
【図３】音感知式空気漏れ検知具の正面図である。
【図４】従来の空気流路切換装置における空気漏れを説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０：流路形成部材
１１：マニホールド １２：給気流路
１３，１４：排気流路 １６，１７：出力流路
２０：空気圧シリンダ
３０：流路切換弁
３２：給気口 ３３，３４：排気口
３６，３７：出力口 ４０：弁体
４５：空気漏れ検知具
４６：検知器 ４８：集音器
５０：挿入部 ５３：小径チューブ
５４：リング

Claims (6)

1. 圧縮空気源に接続される給気流路と、一対の排気流路と、駆動機器に接続される複数対の出力流路と、を有する流路形成部材と、
   前記流路形成部材に取り付けられた複数個の流路切換弁であって、それぞれが前記給気通路に連通する給気口と、一対の前記排気流路に連通する一対の排気口と、各対の前記出力流路に対応する一対の出力口とが形成され、前記給気口を一方の前記出力口に、他方の前記出力口を他方の前記排気口に連通させる弁体を有する複数個の流路切換弁と、を含む空気流路切換装置において、各前記流路切換弁における空気漏れを検知する方法であって、
   圧縮空気を流通させつつ一方の排気流路に空気漏れ検知具を挿入した後引き出し、音感知式の空気漏れ検知具で音の大きさを調べることにより、空気漏れが発生している前記流路切換弁を特定することを特徴とする空気漏れの検知方法。
2. 前記流路形成部材は、前記流路切換弁と同数のマニホールドから成り、各該マニホールドに前記給気流路の一部を形成する給気流路部と、前記排気流路の一部を形成する排気流路部と、前記出力流路とが形成されている請求項１記載の検知方法。
3. 前記空気漏れ具が挿入される一方の前記排気流路は圧縮空気が排出されない側である請求項１記載の検知方法。
4. 圧縮空気が排気される他方の前記排気通路に消音器を取り付ける請求項１記載の検知方法。
5. 空気漏れ検知時の圧縮空気の空気圧は駆動機器作動時の圧縮空気の空気圧よりも低い請求項１記載の検知方法。
6. 前記漏れ検知具の引出し時、空気漏れが確認された時点で該空気漏れ検知具にリングを装着する請求項１記載の検知方法。

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