JP4423620B2 - 負圧調整用流体圧レギュレータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御信号に応じて負圧を調整することが可能な負圧調整用流体圧レギュレータに関する。
【0002】
【従来の技術】
流体圧機器に一定圧力を供給するための空気圧レギュレータの従来技術が、例えば、特公平7−50418号公報に開示されている。この空気圧レギュレータは、圧縮空気源から供給されメインバルブから出力される出力圧力を調整する際、その出力圧力を検出し、検出した出力圧力と設定圧力とを比較し、その比較結果に応じて電磁弁を制御することでダイヤフラム室に対し空気圧パルスを供給してダイヤフラムに連結された吸気弁体を変位させ、メインバルブから出力される出力圧力を設定圧力に調整している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の空気圧レギュレータは、大気圧より圧力の大きい、すなわち正圧の圧力を調整するものであり、大気圧より小さい負圧の圧力を調整できる構成とはなっていない。
【0004】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであって、所定の負圧の圧力を流体圧機器に供給することが可能な負圧調整用流体圧レギュレータを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、制御信号に応じて負圧を調整する負圧調整用流体圧レギュレータであって、
メインバルブと、
前記メインバルブに形成され、流体圧を供給する流体圧供給ポートと、
前記メインバルブに形成され、吸引源が接続される吸引ポートと、
前記メインバルブに形成され、流体圧機器が接続され、該流体圧機器に前記制御信号に応じて調整された負圧を供給する負圧供給ポートと、
前記メインバルブの内部に形成され、前記制御信号によって駆動され、前記流体圧供給ポートと前記負圧供給ポートとを連通させる給気弁体と、
前記メインバルブの内部に形成され、前記制御信号によって駆動され、前記吸引ポートと前記負圧供給ポートとを連通させる排気弁体と、
前記メインバルブの内部に形成されたダイヤフラム室に設けられるダイヤフラムと、
を備え、
前記ダイヤフラムにはステムが連結され、前記ステムの下端部が、前記給気弁体に当接自在であり、且つ、前記ステムには、前記排気弁体が摺動自在に設けられるとともに、前記給気弁体を、前記流体圧供給ポートと前記負圧供給ポートとを連通させる給気口に向かって付勢する第1スプリングと、前記排気弁体を、前記給気口と連通する排気口側に向かって付勢する第2スプリングとを備え、前記ステムの変位作用下に前記第1スプリング又は前記第2スプリングの弾発力に抗して前記流体圧供給ポートおよび前記吸引ポートのいずれか一方と前記負圧供給ポートとの連通状態を切り換えることを特徴とする。
【0006】
本発明によれば、流体圧機器に対して制御信号に応じた負圧を供給することができる。
【0007】
この場合、ダイヤフラムが変位するダイヤフラム室には、制御信号に対応して付勢される電磁弁が接続され、前記ダイヤフラム室に前記電磁弁を介して流体圧供給ポートおよび吸引ポートを接続すると、電気的に負圧調整用流体圧レギュレータを制御することができ、好適である。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明に係る負圧調整用流体圧レギュレータについて、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0009】
図1において、参照符号10は、本実施の形態に係る負圧調整用流体圧レギュレータを示す。この負圧調整用流体圧レギュレータ10は、空気圧機器100の圧力制御を行うためのメインバルブ12と、メインバルブ12の上部に固着されたボンネット14とを有する。メインバルブ12は流体圧供給ポート16と負圧供給ポート18とが画成された本体部20を備え、本体部20の内部には流体圧供給ポート16と負圧供給ポート18とを結ぶ通路22および給気口24が画成される。通路22内に給気口24を開閉する給気弁体26が配設され、給気弁体26は前記本体部20の下部に固着されたバルブガイド28の凹部30に摺動自在に挿入される。給気弁体26の凹部32にはコイルスプリング34の一端部が着座し、コイルスプリング34の他端部はバルブガイド28の凹部30を構成する底部に着座する。このため、給気弁体26は給気口24を閉塞する方向(矢印A方向)に常時付勢されている。
【0010】
本体部20の上部には第1のダイヤフラム支持部材36が固着され、第1のダイヤフラム支持部材36の下部に形成された突部38は本体部20に画成された凹部40に嵌入する。凹部40には通路42を介して吸引ポート44が連通し、吸引ポート44は本体部20の外部に開口する。前記ダイヤフラム支持部材36には第1のダイヤフラム室46が画成される。また、第1のダイヤフラム支持部材36の上部には第2のダイヤフラム支持部材48が固着され、第2のダイヤフラム支持部材48には第2のダイヤフラム室50が画成される。第1のダイヤフラム室46と第2のダイヤフラム室50とを併せてダイヤフラム室52という。
【0011】
第1のダイヤフラム室46は通路54を介して前記負圧供給ポート18に連通する。ダイヤフラム56の縁部は第1のダイヤフラム支持部材36と第2のダイヤフラム支持部材48とにより挟持され、ダイヤフラム56の略中央は円盤状の支持部材58a、58bによって挟持される。一方の支持部材58aにはコイルスプリング59の一端部が着座し、コイルスプリング59の他端部は第2のダイヤフラム室50の壁部に着座する。このため、支持部材58a、58bは常時矢印B方向に付勢されている。
【0012】
支持部材58a、58bの中央には棒状のステム60が垂直方向に延在して固着される。ステム60の下端部は前記給気弁体26に当接自在である。ステム60には給気口24に連通する排気口62を開閉する排気弁体64が摺動自在に設けられ、排気弁体64はステム60に形成されたフランジ部66に係合する。排気弁体64は、コイルスプリング68によって排気口62を閉塞する方向(矢印B方向)に常時付勢されている。
【0013】
第2のダイヤフラム支持部材48の上部には板状部材70を介して給気用電磁弁72aと排気用電磁弁72bとが設けられる。給気用電磁弁72aは流体圧供給ポート16に連通する通路74と第2のダイヤフラム室50に連通する通路76とを連通または遮断することが可能であり、給気用電磁弁72aに接続された制御回路78から給気用電磁弁72aの電磁コイルに電流が供給されたときに弁体80aが開放されて前記通路74と76とが連通する。一方、排気用電磁弁72bは第2のダイヤフラム室50に連通する通路82と凹部40に連通する通路84とを連通または遮断することが可能であり、制御回路78から排気用電磁弁72bの電磁コイルに電流が供給されたときに弁体80bが開放されて前記通路82と84とが連通する。
【0014】
板状部材70の上部には圧力センサ86が固着され、圧力センサ86のセンサ部88は負圧供給ポート18に連通する通路90内に臨む。従って、圧力センサ86は負圧供給ポート18内の圧力に対応した電気信号を発生する。この電気信号は制御回路78に入力される。制御回路78は前記ボンネット14の上部に固着されたコネクタ92に接続される。なお、制御回路78には表示器94が接続される。
【0015】
本実施の形態に係る負圧調整用流体圧レギュレータ10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【0016】
先ず、負圧調整用流体圧レギュレータ10の流体圧供給ポート16は大気開放され、従って、流体圧供給ポート16内に大気圧が供給されることになる。一方、負圧供給ポート18には負圧を利用する空気圧機器100が接続され、吸引ポート44には真空ポンプ等の吸引源102が接続される。また、コネクタ92には図示しないコントローラが接続される。
【0017】
以上のような準備段階を経て、空気圧機器100に負圧を供給する制御信号がコントローラからコネクタ92を介して制御回路78に入力されると、図2に示すように、制御回路78は排気用電磁弁72bを付勢して弁体80bを変位させ、通路82と84とを連通させる。このため、第2のダイヤフラム室50の内部の空気が通路82、84、凹部40および通路42を介して吸引ポート44から吸引源102に吸引される。このように第2のダイヤフラム室50内の空気が吸引されると、第2のダイヤフラム室50内の圧力が低下して支持部材58a、58bがダイヤフラム56と一体的に矢印A方向に変位し、排気弁体64がコイルスプリング68の弾発力に抗して排気口62を構成する弁座から離間する。従って、空気圧機器100から空気が負圧供給ポート18、排気口62、凹部40、通路42および吸引ポート44を介して吸引源102に吸引され、空気圧機器100に負圧が供給される。
【0018】
このようにして負圧供給ポート18内の圧力が低下すると、この圧力は通路54並びに通路90を介して圧力センサ86に伝達され、該圧力センサ86によって電気信号に変換されて制御回路78にフィードバックされる。負圧供給ポート18内の圧力が所定の圧力となると、制御回路78は排気用電磁弁72bを制御して弁体80bによって通路82と84とを遮断する。このため、第2のダイヤフラム室50内の圧力が所定値以下に低下することがない。このとき、負圧供給ポート18内の圧力が低下することに起因して通路54を介して第1のダイヤフラム室46内の圧力も低下し、支持部材58a、58bがダイヤフラム56とともに矢印B方向に変位する。この結果、排気弁体64が矢印B方向に変位して排気口62を閉塞する。そして、負圧供給ポート18内の圧力の低下が停止し、空気圧機器100に供給される負圧の圧力は所定の値に維持される。
【0019】
一方、空気圧機器100に供給される負圧の圧力を上昇させる場合、図3に示すように、制御回路78は給気用電磁弁72aを付勢して弁体80aを変位させ、通路74と76とを連通させる。このため、第2のダイヤフラム室50には流体圧供給ポート16から通路74、76を介して大気圧が導入されて第2のダイヤフラム室50内の圧力が第1のダイヤフラム室46内の圧力より高くなり、支持部材58a、58bがダイヤフラム56とともに矢印B方向に変位する。すると、ステム60が給気弁体26を押圧することにより該給気弁体26が矢印B方向に変位して通路22と給気口24とが連通し、流体圧供給ポート16から大気圧の空気が空気圧機器100に導入される。従って、空気圧機器100に供給される負圧の圧力が上昇する。
【0020】
負圧供給ポート18内の圧力が所定の圧力となると、制御回路78は給気用電磁弁72aを制御して弁体80aによって通路74と76とを遮断する。このため、第2のダイヤフラム室50内の圧力が所定値以上に上昇することがない。このとき、負圧供給ポート18内の圧力が上昇することに起因して第1のダイヤフラム室46内の圧力も上昇し、支持部材58a、58bがダイヤフラム56とともに矢印A方向に変位する。従って、給気弁体26が矢印A方向に変位して給気口24を閉塞する。そして、負圧供給ポート18内の圧力の上昇が停止し、空気圧機器100に供給される負圧の圧力は所定の値に維持される。
【0021】
本実施の形態に係る負圧調整用流体圧レギュレータ10では、空気を空気圧機器100に供給しているが、空気に代えて、不活性ガス等の気体を流体圧機器に供給するようにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】
本発明に係る負圧調整用流体圧レギュレータによれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【0023】
流体圧が導入される流体圧給気ポートと吸引源が接続される吸引ポートのいずれか一方を負圧供給ポートに連通させることにより、負圧供給ポートに接続された流体圧機器に制御信号に応じた負圧を供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る負圧調整用流体圧レギュレータを示す縦断面図である。
【図2】図1の負圧調整用流体圧レギュレータの使用方法を示し、吸引ポートと負圧供給ポートとが連通している状態の縦断面図である。
【図3】図1の負圧調整用流体圧レギュレータの使用方法を示し、流体圧供給ポートと負圧供給ポートとが連通している状態の縦断面図である。
【符号の説明】
10…負圧調整用流体圧レギュレータ 16…流体圧供給ポート
18…負圧供給ポート 24…給気口
26…給気弁体 44…吸引ポート
46、50、52…ダイヤフラム室 56…ダイヤフラム
62…排気口 64…排気弁体
72a、72b…電磁弁 100…空気圧機器
102…吸引源
Claims (2)
- 制御信号に応じて負圧を調整する負圧調整用流体圧レギュレータであって、
メインバルブと、
前記メインバルブに形成され、流体圧を供給する流体圧供給ポートと、
前記メインバルブに形成され、吸引源が接続される吸引ポートと、
前記メインバルブに形成され、流体圧機器が接続され、該流体圧機器に前記制御信号に応じて調整された負圧を供給する負圧供給ポートと、
前記メインバルブの内部に形成され、前記制御信号によって駆動され、前記流体圧供給ポートと前記負圧供給ポートとを連通させる給気弁体と、
前記メインバルブの内部に形成され、前記制御信号によって駆動され、前記吸引ポートと前記負圧供給ポートとを連通させる排気弁体と、
前記メインバルブの内部に形成されたダイヤフラム室に設けられるダイヤフラムと、
を備え、
前記ダイヤフラムにはステムが連結され、前記ステムの下端部が、前記給気弁体に当接自在であり、且つ、前記ステムには、前記排気弁体が摺動自在に設けられるとともに、前記給気弁体を、前記流体圧供給ポートと前記負圧供給ポートとを連通させる給気口に向かって付勢する第1スプリングと、前記排気弁体を、前記給気口と連通する排気口側に向かって付勢する第2スプリングとを備え、前記ステムの変位作用下に前記第1スプリング又は前記第2スプリングの弾発力に抗して前記流体圧供給ポートおよび前記吸引ポートのいずれか一方と前記負圧供給ポートとの連通状態を切り換えることを特徴とする負圧調整用流体圧レギュレータ。 - 請求項1記載の負圧調整用流体圧レギュレータにおいて、
前記ダイヤフラム室には、前記制御信号に対応して付勢される電磁弁が接続されるとともに、前記ダイヤフラム室には前記電磁弁を介して前記流体圧供給ポートおよび前記吸引ポートが接続されることを特徴とする負圧調整用流体圧レギュレータ。
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