JP3778623B2 - 逆流防止弁付き切換弁 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気の逆流を防止するための逆流防止弁を有する切換弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図9に概略構成を示す切換弁1は、圧力流体の供給ポートP、出力ポートA,B、排出ポートEA,EBを備え、弁体(図示省略)の移動によって出力ポートAとBを、供給ポートPと排出ポートEA,EBとに切り換えて連通させる周知の切換弁であり、出力ポートAとBを、作動機器の一例である流体圧シリンダ2のポート2aと2bにそれぞれ連通させている。
上記切換弁1は、共通の供給流路5と排出流路6a,6bとを有するマニホールドベース4に複数個設置され、各切換弁1の供給ポートPと排出ポートEA,EBを共通の供給流路5と排出流路6a,6bにそれぞれ連通させている。
【0003】
マニホールドベース4に設置した複数個の切換弁1,・・は、各切換弁ごとに弁体によるポート間の切換状態が異なるために、例えばある切換弁の出力ポートAと排出ポートEAとが連通して排気を排出流路6aに排出しているときに、排出流路6aを流れる他の切換弁の排気が、上記切換弁の排出ポートEAから出力ポートAに逆流することがある(点線矢印参照)。
上記排気の切換弁1への逆流は、作動機器の誤作動の原因となるので、誤作動を防止するためには排気の逆流を防止する必要がある。
【0004】
この問題を解決するものとして、切換弁とマニホールドベースとの間に設けたガスケットに、排気の逆流を防止する逆流防止弁を一体に形成したものが、実開昭59−108872号公報において提案されている。
この既提案のものは、逆流防止機能がない公知の切換弁をそのまま使用することができるが、逆流防止弁がガスケットから突出しているために、ガスケットの製作が面倒である。
また、切換弁が、連設方向に貫通する圧力流体の供給ポートと排出ポートを有し、マニホールドベースを使用することなく直接連設できるものとしたときは、ガスケットによって排気の逆流を防止することができない。
【0005】
【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、切換弁のポート構成に関係なく、排気の逆流を防止できる安価な逆流防止弁付き切換弁を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の逆流防止弁付き切換弁は、圧力流体の供給ポート、出力ポート及び排出ポートと、これらのポートが開口する弁孔と、該弁孔に移動可能に挿入された弁体とを備え、弁体の移動により上記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の複数を連設し、該複数の切換弁の上記供給ポート及び排出ポートを共通の供給流路及び排出流路にそれぞれ連通させたものにおいて、上記弁体が、上記出力ポートと排出ポートとの間の流路を開閉するシール手段の他に、該シール手段が上記流路を開放している時に上記弁孔内を出力ポートから排出ポートへ向かう排気の順方向流れは許容するが、これと反対方向に向かう排気の逆流阻止する逆流防止弁を備えていることを特徴としている。
【0007】
また、同様の課題を解決するため、上記切換弁における逆流防止弁が、弁体に取付けるための取付部と、先端が弁孔内周面に密接する可撓性のリップと、取付部とリップとの間の排出ポート側が開口する凹部とを備えていること、または、弁体に取付けるための取付部と、排出ポート側に向く先端が弁孔内周面に密接する可撓性のリップとを備えていることを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1ないし図5は、本発明の第1実施例を示し、この切換弁10は、主弁11とパイロット弁12とを備え、図2に示すように、マニホールドベース13の弁設置面13aに所望の数(図示の例では5個)連設して設置される。
上記主弁11は、弁本体15と、その軸方向一側面に取付けられた手動操作箱16及び上記パイロット弁12と、他側面に取付けられたエンドプレート17とを備え、弁本体15に、マニホールドベース13側に開口する圧力流体の供給ポートP、その軸方向両側の出力ポートA,B、及びさらにその両側の排出ポートEA,EBと、これらのポートが開口する軸方向の弁孔18と、供給ポートPに連通する軸方向のパイロット通路19とが形成されている。
上記弁孔18には、供給ポートPと出力ポートA,B間に第1、第2弁座21a,21bが、出力ポートA,Bと排出ポートEA,EB間に第3、第4弁座22a,22bがそれぞれ形成され、弁孔18に、出力ポートAとBを供給ポートPと排出ポートEA,EBとに切り換えて連通させる弁体20が気密に摺動可能に挿入されている。
【0009】
弁体20を構成する弁棒23は、軸方向の貫通孔23aを有し、その外周面に形成した周溝に、第1、第2弁座21a,21bを開閉する第1、第2弁シール部材24a,24bと、第3、第4弁座22a,22bを開閉する第3、第4弁シール部材25a,25bと、第3、第4弁シール部材25a,25bの軸方向内方の逆流防止弁26,26が、それぞれ嵌着されている。また、弁棒23の軸方向両端近くの周溝には、弁体の移動を案内するガイド27,27と、弁孔18の開口両端をシールするシール部材28,28が嵌着されている。
【0010】
図3に詳細を示す上記逆流防止弁26は、弁棒23の周溝に嵌着される取付部26aと、先端が弁孔18の内周面に密接してシールするリップ26bと、これらの間の排出ポート側が開口する凹部26cとを備え、合成ゴム等の弾性を有する素材によって一体に形成されている。
この逆流防止弁26は、弁体20が図1の上半部に示す切換位置にあって、第3弁シール部材25aが第3弁座22aから離れて排出ポートEAと出力ポートAとが連通したとき、または、弁体20が図1の下半部に示す切換位置にあって、第4弁シール部材25bが第4弁座22bから離れて排出ポートEBと出力ポートBとが連通したときに、それぞれ、リップ26bの先端が第3弁座22aまたは第4弁座22bに摺接した状態を保つようになっている(図1、図5参照)。そして、出力ポートAまたはBから排出ポートEAまたはEBへ向かう排気の順方向流れに対しては、リップ26bがこの排気圧で押し開かれることによって弁座22aまたは弁座22bを開放し(図4参照)、排出ポートEAまたはEBから出力ポートAまたはBに向かう排気の逆方向流れに対しては、リップ26bが排気圧で弁座22aまたは弁座22bに押し付けられることによって該弁座を閉鎖する(図5参照)。
また、取付部26aの内外両側面には逆流防止弁26の弁棒23からの浮き上がりを防止するための放射方向の切欠溝29aが、リップ26bの先端にはリップの取付部26aへの密着を防止するための放射方向の切欠溝29bが、いずれも円周方向に等間隔に形成されている。
【0011】
上記手動操作箱16には第1ピストン室31aが、エンドプレート17には第1ピストン室より小径の第2ピストン室31bがそれぞれ形成され、これらのピストン室に第1ピストン32aと第2ピストン32bが気密に摺動可能に挿入されており、第1ピストン室31aは後記するパイロット出力通路34に、第2ピストン室32bはパイロット通路19に、それぞれ連通している。
【0012】
パイロット弁12は、パイロット供給ポート、パイロット出力ポート及びパイロット排気ポート(ポートはいずれも図示省略)を備え、ソレノイド12aの励磁とその解除とによって、パイロット出力ポートをパイロット供給ポートとパイロット排気ポートとに切り換えて連通させる、周知の常閉形3ポート電磁弁として構成されている。
そして、パイロット供給ポートはパイロット供給通路33によってパイロット通路19に、パイロット出力ポートはパイロット出力通路34によって第1ピストン室31aに、パイロット排気ポートはパイロット排気通路35によって外部に、それぞれ連通している。
【0013】
また、上記手動操作箱16には、常時はばね36の付勢力により上動して、パイロット供給流路33とパイロット出力通路34の連通を遮断し、押圧によりこれらのパイロット通路33と34とを連通させる手動操作部37が挿入されている。
したがって、停電等によってパイロット弁12による主弁11の駆動ができないときは、手動操作部37によって弁体20を駆動することができる。
【0014】
図2に示すように、上記マニホールドベース13は、長手方向の供給流路39及び排出流路40a,40bと、一側面に開口する出力開口41a,41bとを備え、これらの出力開口に、チューブ(図示省略)を挿入すると該チューブを係止し、リリースブッシュを押圧するとチューブの係止が解除されてを抜き取ることができる、いわゆるワンタッチ管継手42が取付けられている。
また、上記流路39,40a,40b及び出力開口41a,41bはいずれも弁設置面13aに開口し、弁設置面13aにガスケット43を載置し、取付ねじ44,44によって切換弁10を取付けると、切換弁10の各ポートがそれぞれマニホールドベース13の対応する開口に連通する。
なお、図示のマニホールドベースは、切換弁の連設数に対応する長さを有しているが、個々に切換弁を設置したベースを複数個連設することもできる。
【0015】
上記切換弁10は、ソレノイド12aの励磁が解除されているときは、第2ピストン室31bに供給されているパイロット流体圧により第2ピストン32bと弁体20が図において左動して、供給ポートPと出力ポートB及び出力ポートAと排出ポートEAが連通するので(図1の弁体20の上半分参照)、出力ポートBから圧縮空気が出力される。
ソレノイド12aを励磁すると、パイロット出力ポートから第1ピストン室31aにパイロット流体が出力されるので、第1、第2ピストン間の径差により第1ピストン32aと弁体20が図において右動して、供給ポートPと出力ポートA及び出力ポートBと排出ポートEBが連通するので(図1の弁体20の下半分参照)、出力ポートAから圧縮空気が出力される。
また、パイロット弁12による弁体20の駆動ができなくなったときは、手動操作部37を押圧すると弁体20が図において右動し、手動操作部37の押圧を解除すると弁体20が図において左動する。
【0016】
上記切換弁10は、出力ポートAまたはBから排出ポートEAまたはEBに排気が排出されているときは、排気流体圧により逆流防止弁26のリップ26bが縮径して第3弁座または第4弁座を開口するので(図4の矢印参照)、排気を排出することができる。排出流路40aまたは40bを流れる排気圧が大きいために、この排気が排出ポートEAまたはEBに流入すると、凹部26cに作用する逆流排気圧によりリップ26bが拡径して第3弁座22aまたは第4弁座22bをシールするので(図5の点線矢印参照)、排出ポートEAまたはEBと出力ポートAまたはBとの連通が遮断される。したがって、切換弁10における排気の逆流が防止されるので、作動機器の誤作動をなくすことができる。
【0017】
図6は逆流防止弁の変形例を示し、この逆流防止弁46は、弁棒23の周溝に嵌着される取付部46aと、取付部から放射方向かつ弁体の外方に向いて伸びるリップ46bとを備え、取付部46aに、弁46の浮き上がりを防止する切欠溝47が円周方向に等間隔に形成されている。
逆流防止弁46の作用は、実質的に逆流防止弁26と同じであるから、説明は省略する。
【0018】
図7及び図8は本発明の第2実施例を示すもので、この第2実施例の切換弁50は、弁体51を構成する弁棒52への、第1、第2弁シール部材53a,53bの取付位置と、第3、第4弁シール部材54a,54b取付位置と、逆流防止弁46,46の取付位置が、第1実施例の弁体20と異なる以外は、第1実施例の切換弁10と同一の構成を備えている。したがって、図の主要な同一の箇所に同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。上記切換弁50の作用は、第1実施例の切換弁10と同じであるから、説明は省略する。
なお、第2実施例の弁体51も、逆流防止弁46に代えて逆流防止弁26を取付けることができる。
【0019】
本発明の切換弁は、図1に示すシングルパイロット式切換弁10に限定されるものではなく、図2に示すように、2個のパイロット弁12A,12Bを有するダブルパイロット式切換弁10A、流体圧駆動のパイロット弁を有する切換弁、或いはソレノイドによって弁体を直接駆動する直動形の切換弁とすることができる。
また、図示を省略しているが、連設方向に貫通する供給ポートと排出ポートとを有し、レールに直接連設する切換弁とすることもできる。
【0020】
【発明の効果】
本発明の切換弁は、弁体に取付けた、出力ポートから排出ポートへの流体を排出を許容して、これと逆方向の流体の流入を阻止する逆流防止弁によって、排気の逆流を防止することができる。
また、公知の切換弁の弁体に逆流防止弁を取付けるだけの簡単な変更によって、逆流防止機能を有する切換弁とすることができるので、作動機器を誤作動させる恐れがない切換弁を安価なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の縦断正面図である。
【図2】連設状態を示す斜視図である。
【図3】逆流防止弁の一部切断斜視図である。
【図4】排気の排出状態を示す要部の縦断面図である。
【図5】排気の逆流防止状態を示す要部の縦断面図である。
【図6】逆流防止弁の変形例の断面図である。
【図7】第2実施例の縦断正面図である。
【図8】要部の縦断面図である。
【図9】公知の切換弁の構成図である。
【符号の説明】
10,50 切換弁
18 弁孔
20,51 弁体
26,46 逆流防止弁
26a,46a 取付部
26b,46b リップ
26c 凹部
P,A,B,EA,EB ポート

Claims (3)

  1. 圧力流体の供給ポート、出力ポート及び排出ポートと、これらのポートが開口する弁孔と、該弁孔に移動可能に挿入された弁体とを備え、弁体の移動により上記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の複数を連設し、該複数の切換弁の上記供給ポート及び排出ポートを共通の供給流路及び排出流路にそれぞれ連通させたものにおいて、
    上記弁体が、上記出力ポートと排出ポートとの間の流路を開閉するシール手段の他に、該シール手段が上記流路を開放している時に上記弁孔内を出力ポートから排出ポートへ向かう排気の順方向流れは許容するが、これと反対方向に向かう排気の逆流阻止する逆流防止弁を備えている、
    ことを特徴とする逆流防止弁付き切換弁。
  2. 逆流防止弁が、弁体に取付けるための取付部と、先端が弁孔内周面に密接する可撓性のリップと、取付部とリップとの間の排出ポート側が開口する凹部とを備えている、
    ことを特徴とする請求項1に記載した逆流防止弁付き切換弁。
  3. 逆流防止弁が、弁体に取付けるための取付部と、排出ポート側に向く先端が弁孔内周面に密接する可撓性のリップとを備えている、
    ことを特徴とする請求項1に記載した逆流防止弁付き切換弁。
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