JP6587233B1 - 仕切弁 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2018年3月30日に日本に出願された特願2018−069863号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、特許文献3に開示されたバルブは、バルブタイプの点で圧縮空気を用いる仕切弁とは異なるが、特許文献3に記載されるようなノーマルクローズ(ノーマリークローズド)、つまり、駆動電力供給あるいは圧縮空気供給などが消失した際に、自動的に流路を閉鎖可能として、バルブ閉位置となる安全性の高いバルブが求められている。
このノーマルクローズとは、弁仕切り動作をおこなう際に弁体等を駆動させる圧縮空気(圧空)が作用していない状態などでは、弁が開状態にある場合は自動的に閉状態となり、弁が閉状態にある場合は、流路を閉じる状態を維持することを意味している。
最近、仕切弁の開閉動作の迅速化、および、仕切弁で閉塞する面積の大型化にともない、仕切弁の動作に起因する衝撃発生の防止が不十分であり、これが、パーティクル発生の原因となることがクローズアップされてきた。この問題を解決するために、ダンパー等の機械的手段を仕切弁に設けることも考えられる。
上記課題を解決するために、本発明の第2態様に係る仕切弁は、中空部と、前記中空部を挟み互いに対向するように設けられて連通する流路となる第1開口部及び第2開口部とを有する弁箱と、前記弁箱の前記中空部内に配置され前記第1開口部を閉塞可能な中立弁体と、前記中立弁体を前記第1開口部に対して閉塞状態にする弁閉塞位置と、前記中立弁体を前記第1開口部から退避した開放状態にする弁開放位置との間で、前記中立弁体を動作する位置切り替え部として機能し、流路方向に延在する軸線を有する回転軸と、前記回転軸を回転させるラックピニオン及び前記ラックピニオンを駆動する回転エアシリンダからなる回転装置と、前記中立弁体の閉塞を解除する動作を行う閉塞解除エアシリンダからなる閉塞解除駆動部と、前記中立弁体の閉塞を解除する動作と前記中立弁体の回転動作とを順次動作可能とするシーケンス回路と、を具備する。前記中立弁体は、前記位置切り替え部に接続される中立弁部と、前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続される可動弁部と、を有する。前記可動弁部は、前記可動弁部に周設され前記第1開口部の周囲の弁箱内面に密着されるシール部が設けられるとともに前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続される第1可動弁部と、前記第1可動弁部に対して前記流路方向に摺動可能とされる第2可動弁部と、を有する。前記仕切弁は、前記弁箱に内蔵されている複数の第1付勢部と、前記第1可動弁部と前記第2可動弁部との間に配されている第2付勢部と、第3付勢部とを備え、前記第3付勢部は、前記第1可動弁部を前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続するとともに、前記第1可動弁部を前記流路方向における中央位置に向けて付勢する。複数の前記第1付勢部は、前記閉塞解除エアシリンダにより駆動して前記第1可動弁部を前記流路方向において前記第1開口部に向けて付勢して前記シール部を前記第1開口部の周囲の弁箱内面に密着可能とする機能を有する。前記第2付勢部は、前記第1可動弁部と前記第2可動弁部との前記流路方向における厚み寸法を、調整が可能なように駆動する。前記回転エアシリンダは、前記中立弁体を閉動作させる付勢部と、開閉動作可能なピストンと、前記ピストンの動作方向に直列に配置されて前記ピストンを閉動作可能な第1圧力空間と開動作可能な第2圧力空間と、を有する。前記シーケンス回路は、エアオペレート式2チャンネルスプール弁と、チェック弁および流量調整弁が組み合わされたスピードコントロール弁と、を有する。前記シーケンス回路は、1系統の駆動圧縮空気供給による前記仕切弁のオープン時には、前記第1圧力空間に圧縮空気をダンパー用エアとして供給し、前記閉塞解除エアシリンダの駆動が終了した際に、前記第1圧力空間を非加圧状態とし、前記第2圧力空間を加圧状態として、前記回転エアシリンダの開動作を開始させ、前記弁開放位置に前記中立弁体が到達する直前に前記第1圧力空間のエアによって衝撃を緩和し、前記駆動圧縮空気供給を解除することによる前記仕切弁のクローズ時には、前記第1圧力空間および前記第2圧力空間を非加圧状態として、前記付勢部の付勢力によって前記回転エアシリンダの閉動作を開始させ、前記弁閉塞位置に前記中立弁体が到達する直前に前記第2圧力空間のダンパー用エアによって衝撃を緩和し、前記中立弁体の回転動作が終了する時に、前記閉塞解除エアシリンダによる前記中立弁体の閉塞動作を開始させる。
上記課題を解決するために、本発明の第3態様に係る仕切弁は、中空部と、前記中空部を挟み互いに対向するように設けられて連通する流路となる第1開口部及び第2開口部とを有する弁箱と、前記弁箱の前記中空部内に配置され前記第1開口部を閉塞可能な中立弁体と、前記中立弁体を前記第1開口部に対して閉塞状態にする弁閉塞位置と、前記中立弁体を前記第1開口部から退避した開放状態にする弁開放位置との間で、前記中立弁体を動作する位置切り替え部として機能し、流路方向に延在する軸線を有する回転軸と、前記回転軸を回転させるラックピニオン及び前記ラックピニオンを駆動する回転エアシリンダからなる回転装置と、前記流路方向に対して摺動可能に前記第1開口部の周囲に設けられ、前記弁閉塞位置となる前記中立弁体に当接して前記流路を閉塞する閉塞状態に可能であり、および、前記中立弁体が前記弁開放位置となる開放状態に可能でありかつ前記流路の開度の調整が可能なシールリングと、前記弁箱に内蔵されて前記シールリングの前記閉塞状態を解除する閉塞解除エアシリンダと、前記シールリングを前記中立弁体に当接する方向に付勢するシールリング付勢部と、前記中立弁体の閉塞を解除する動作と前記中立弁体の回転動作とを順次動作可能とするシーケンス回路と、を具備する。前記回転エアシリンダは、前記中立弁体を閉動作させる付勢部と、開閉動作可能なピストンと、前記ピストンの動作方向に直列に配置されて前記ピストンを閉動作可能な第1圧力空間と開動作可能な第2圧力空間と、を有する。前記シーケンス回路は、エアオペレート式2チャンネルスプール弁と、チェック弁および流量調整弁が組み合わされたスピードコントロール弁と、を有する。前記シーケンス回路は、1系統の駆動圧縮空気供給による前記仕切弁のオープン時には、前記第1圧力空間に圧縮空気をダンパー用エアとして供給し、前記閉塞解除エアシリンダの駆動が終了した際に、前記第1圧力空間をダンパー圧状態とし、前記第2圧力空間を加圧状態として、前記回転エアシリンダの開動作を開始させ、前記弁開放位置に前記中立弁体が到達する直前に前記第1圧力空間のエアによって衝撃を緩和し、前記駆動圧縮空気供給を解除することによる前記仕切弁のクローズ時には、前記第1圧力空間をダンパー圧状態とし、前記第2圧力空間を非加圧状態として、前記付勢部の付勢力によって前記回転エアシリンダの閉動作を開始させ、前記弁閉塞位置に前記中立弁体が到達する直前に前記第2圧力空間のダンパー用エアによって衝撃を緩和し、前記中立弁体の回転動作が終了する時に、前記閉塞解除エアシリンダによる前記中立弁体の閉塞動作を開始させる。
なお、本発明の態様に係る仕切弁においては、前記シーケンス回路が閉検出軸(回転動作終了検出スイッチ弁)を備えており、前記中立弁体を閉塞解除動作させてもよい。
また、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法及び比率が実際のものとは適宜に異ならせてある。
本発明の技術範囲は、以下に述べる実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
図1は、本実施形態に係る仕切弁の構成を示す平面図である。図2は、本発明の第1実施形態に係る仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が退避動作可能位置に配置されている場合を示す図である。図3は、図2に示す中立弁部と第1可動弁部の接続部分、および、第1付勢部と第2付勢部の付近の領域における要部を示す拡大図である。図4は、本実施形態に係る仕切弁の構成を示す縦断面図であって、中立弁体が弁閉塞位置に配置されている場合を示す図である。図5は、図4に示す中立弁部と第1可動弁部の接続部分、および、第1付勢部と第2付勢部の付近の領域における要部を示す拡大図である。図6は、本発明の第1実施形態に係る仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が退避位置に配置されている場合を示す図である。図7Aは、本発明の第1実施形態に係る仕切弁における回転軸および流体経路リングの付近に位置する部材の要部を拡大して示す図であって、回転軸の径方向に沿う断面図である。図7Bは、本発明の第1実施形態に係る仕切弁における回転軸および流体経路リングの付近に位置する部材の要部を拡大して示す図であって、回転軸の軸方向に沿う断面図である。
第1実施形態に係る仕切弁1は、図1〜図6に示すように、振り子型スライド弁である。
このように中立弁部30を回転することにより、流路Hが設けられていない中空部11とされる退避位置E1から第1開口部12aに対応する位置とされる流路Hの弁閉位置E2に可動弁部40が振り子運動で移動する。
この解除動作と退避動作とにより、可動弁部40は上記弁開閉位置から上記退避位置に退避して、可動弁部40が弁開状態とする弁開動作がおこなわれる。
弁箱10は、中空部11を有するフレームによって構成されている。フレームの図示上面には第1開口部12aが設けられており、フレームの図示下面には第2開口部12bが設けられている。
仕切弁1は、第1開口部12aが露出されている空間(第1空間)と第2開口部12bが露出されている空間(第2空間)の間に挿入される。仕切弁1は、第1開口部12aと第2開口部12bとをつなげている流路H、即ち、第1空間と第2空間とをつなげている流路Hを仕切り(閉鎖し)、この仕切り状態を開放する(第1空間と第2空間をつなぐ)。
弁箱10の中空部11には、回転軸20、中立弁部30、可動弁部40、メインバネ(第1付勢部)70、円環状エアシリンダ(第2付勢部)80、及び補助バネ(第3付勢部)90が設けられている。
回転軸20は、流路Hとほぼ平行状態に延在して弁箱10を貫通するとともに回転可能に設けられている。
この回転軸20には、接続部材91が固着されている。この接続部材91は、例えば、略平板状の部材である。図7Bに示すように、回転軸20の一端20aに対してネジ92によって固着される。流路方向Hにおける接続部材91の一端側には、突起部93が形成されている。換言すると、突起部93は、流路方向Hに直交する方向に広がっており、接続部材91は、略T字状の断面形状を有する。
円筒ケーシング14Bの内周面側には、軸線に沿うLL方向における軸受16A,16Bの間の位置に、回転軸20の外周面20bに摺動可能に接触するように、流体経路リング17,18が固定されている。
図8は、回転軸駆動機構100を示す断面図(伸位置)である。図9は、回転軸駆動機構100を示す断面図(縮位置)である。図10は、ラック部材、および滑り軸受を示す要部拡大断面図である。図11は、ラック部材とピニオンとの噛合部分を示す要部拡大断面図である。
回転軸20を回転させるための回転軸駆動機構100は、回転軸20に固着されたピニオン21と、このピニオン21と噛合するラック歯22aを備えたラック部材22とを有している。
縮圧力空間(第1圧力空間)22cには、後述するシーケンス回路SQを介して、回転駆動エアシリンダ110の外部から圧縮空気を供給源から供給する供給路22jが接続されている。供給路22jから供給される圧縮空気は、収縮時にダンパー圧とするダンパー用エアとして機能する。
縮圧力空間22cから圧縮空気供給源までの経路に関し、供給路(縮通気口)22jは、ラック部材22が収納された空間22d、縮径した軸受115Bに対応する位置に配置された連通溝116およびラック歯22aに対応する部分空間、軸受115Bと軸受け115Cとの間で拡径した空間22g、ピニオン21が収納されるケーシング14Bの内部空間22h、内部空間22hを経て、ケーシング14Bの外部と接続されている。
なお、図9においては、ラック部材22の図示を省略している。
ピストン112の一面側112aには、突起部112cの中心位置にシャフト122sが固着される。
具体的には、緩衝溝118は、ピストン112の突起部112cに形成されており、ピストン112の一面側112aからシリンダ本体111の一端側111aに向かって断面積が広がるように、軸線(長手方向)Cに対して傾斜した溝からなる。
緩衝溝(伸緩衝溝)119は、緩衝溝118と同様に、ピストン112の突起部112dに形成され、ピストン112の他面側112bからラック部材22側の空間22dに向かって断面積が広がるように、軸線(長手方向)Cに対して傾斜した溝からなる。
ピストン112と反対側となるシャフト122sの端部には、拡径した固定部122が設けられている。シリンダ本体111の一端側111aの外側と固定部122の他面122bとの間には、伸縮して付勢力を作用可能であるバネ部材120sが取り付けられている。
滑り軸受115B,115Cは、ピニオン21とラック歯22aとの噛合部分Sに生じるラック部材22の作用線(の延長線)L1,L2と、ラック部材22の軸心(軸中心線)Cとの交点P1,P2よりも、噛合部分Sから遠ざかる方向に配されるのが好ましい。
すると伸圧力空間113の内圧が高まることによって、内圧によって生じる力がバネ部材120sの付勢力よりも大きくなり、ピストン112は軸線(長手方向)Cに沿って、シリンダ本体111の一端側111aから遠ざかる方向に移動(摺動)し、伸圧力空間113が広がる。
バネ部材120sの付勢力によって、シャフト122sに接続されたピストン112は軸線(長手方向)Cに沿って、シリンダ本体111の一端側111aに近づく方向に移動(摺動)し、圧力空間113が縮まる。
また、付勢部120によって、弁閉位置E2(図1)となるノーマルクローズを実現できる。
ピストン112を伸位置Paから縮位置Pbに移動させる際には、伸圧力空間113の急激な縮小によるピストン112の急停止、即ち、ラック部材22とピニオン21との噛合部分Sに急激に大きな応力が加わらないように、ピストン112の突起部112c形成された緩衝溝118によって、ピストン112の縮位置Pbへの移動を滑らかに変化させる。
即ち、縮圧力空間22cは緩衝溝119を介して空間22dに連通される。
この流路119aには、制御用孔119bが設けられている。制御用孔119bは、流路119aに交わる方向に延在し、流路119aに連通し、ケーシング14Bbの外部に開口する。この制御用孔119bの内部には、流路119aを閉塞可能な制御ピン119cが制御用孔119bの延在する方向に摺動可能に設けられている。
具体的には、制御緩衝流路119aでは、制御ピン119cが制御用孔119bの内部を移動すると、その位置によって、流路119aの断面積が変化する。これにより、縮圧力空間22cと空間22dとの間で移動する空気の流量が変化する。したがって、制御緩衝流路119aが、空間22dに開口した状態で、かつ、突起部112dがケーシング14Bbの空間22dに入り込んだ状態である場合においては、制御ピン119cの位置によって、流路119aの開度を調節し、ピストン112の移動速度を制御することができる。
特に、ピストン112が伸位置Paに到着する直前のみならず、ピストン112が伸位置Paから縮位置Pbに動き始める場合、つまり、可動弁部40が流路Hの退避位置E1(図1)に振り子運動で移動し始める場合にもこのようなエアダンパー効果を奏する。これにより、ラック部材22とピニオン21との噛合部分S(図11)に急激に大きな応力を加えずに滑らかに動作開始、および、停止させることが可能となる。
溝17dに対向する位置とされる回転軸20の外周面20bには、径方向軸内経路27が開口し、径方向軸内経路27は、回転軸20の軸線に沿うLL方向に延在して回転軸20の一端面20aに開口する軸方向軸内経路25に連通している。
溝18dに対向する位置とされる回転軸20の外周面20bには、径方向軸内経路28が開口し、径方向軸内経路28は、回転軸20の軸線に沿うLL方向に延在して回転軸20の一端面20aに開口する軸方向軸内経路26に連通している。
軸方向軸内経路25と軸方向軸内経路26とは、いずれも、中立弁部30の内部の供給路41及び連絡路42に接続されている。
流体経路リング17には、外周面17aと円筒ケーシング14Bの内面との間において径方向リング経路17cの開口部分および経路14BcをシールするOリング等のシール部材17e,17f,17gが周設されている。
流体経路リング18には、外周面18aと円筒ケーシング14Bの内面との間において径方向リング経路18cの開口部分および経路14CcをシールするOリング等のシール部材18e,18f,18gが周設されている。
この溝17pと対向する回転軸20の外周面20bとは、大気圧の空間(空隙)である第2中間大気室を形成するとともに第2連通路42Aによって、ケーシングの外部に接続されている。
つまり、シール部材17k、シール部材17j、溝17pおよび第2連通路42Aにより、仕切弁1がシール破れによって破損する等を防止することができる。
この溝18pと対向する回転軸20の外周面20bとは、大気圧の空間(空隙)である第2中間大気室を形成するとともに第2連通路42Aによって、ケーシングの外部に接続されている。
つまり、シール部材18h、シール部材18j、溝18pおよび第2連通路42Aにより、仕切弁1がシール破れによって破損する等を防止することができる。
後述するように雄ネジ21dは、締結されている雌ネジ31のある空間31Heまでネジ溝のない開口98を貫通している。この空間31Heの溝95Bに近い位置は、図示しない閉塞部材によって閉塞されている。
このように、軸方向リーク流路27Heおよびリーク流路14Heを設けることで、空気溜まり空間31He、開口98、貫通穴21Aに対するヘリウムリークテストが可能となる。
図12Aは、回転軸と中立弁体との係合部分の要部を示す拡大図であって、回転軸の径方向に沿う断面図である。図12Bは、回転軸と中立弁体との係合部分の要部を示す拡大図であって、回転軸の軸方向に沿う断面図である。
中立弁部30は、回転軸20の軸線に対して直交する方向に延在し、この直交方向に平行な面を有している。図1に示すように、中立弁部30は、可動弁部40に重なる円形部30aと、回転軸20の回転に伴って円形部を回転させる回転部30bとを有する。回転部30bは、回転軸20と円形部30aとの間に位置しており、回転部30bの幅は回転軸20から円形部30aに向けて徐々に増加している。これら回転軸20、中立弁部30は、弁箱10に対して回動はするが、流路H方向には位置変動しないように設けられている。
これによって、回転軸20は、中立弁部30に対して流路方向Hに沿った上側と下側のいずれにも選択的に接続することができる。
次に、中立弁部30の凹部95を突起部93に差し込むと、凹部95の第3接触面95a,95bが、それぞれ突起部93の第1接触面93a,93bに接触する。また、凹部95の第4接触面95c,95dが、それぞれ突起部93の第2接触面93c,93dに接触する。
可動弁部40は略円板状とされ、円形部30aと略同心円状に形成された可動弁板部50と、この可動弁板部50の周囲を囲むように配置された略円環状の可動弁枠部60とを有する。可動弁枠部60は、中立弁部30に流路H方向に摺動可能として接続されている。
本実施形態においては、外周クランク部60cと内周クランク部50cとが、流路H方向と平行な摺動面50b、60bどうしで摺動可能に嵌合している。
この第1シール部61は、閉弁時に可動弁部40が第1開口部12aを覆っている状態で、第1開口部12aの周縁となる弁箱10の内面15aに接触し、可動弁枠部60及び弁箱10の内面によって押圧される。これによって、第1空間は第2空間から確実に隔離される(仕切り状態が確保される)。
メインバネ(第1付勢部)70は、可動弁部40の最外周となる第1周囲領域40aに隣接した第1周囲領域40bに配置されている。メインバネ70においては、可動弁枠部60を第1開口部12aに向けて(方向B1)に押圧するように、同時に、可動弁板部50を第2開口部12bに向けて(方向B2)に押圧するように復元力が生じている。
円環状エアシリンダ80は、可動弁部40の最外周となる第1周囲領域40aに配置されている。円環状エアシリンダ80においては、円環状エアシリンダ80に駆動流体として圧縮空気が供給された際に、可動弁枠部60を第2開口部12bに向けて(方向B2)移動させる力(付勢力、圧縮空気に起因する力)が生じる。同時に、可動弁板部50を第1開口部12aに向けて(方向B1)に移動させる力(付勢力、圧縮空気に起因する力)が生じる。これによって、圧縮空気による力がメインバネ70の付勢力よりも大きくなり、第1開口部12aの周囲に位置する弁箱10の内面15aから可動弁枠部60を離間させるのと同時に、第2開口部12bの周囲に位置する弁箱10の内面15bから可動弁板部50を離間させる。
これにより、後述する補助バネ(第3付勢部)90の付勢力により、可動弁体40は流路H方向において弁箱10の厚さ方向における中央に位置し、弁箱10内で回動可能な状態となる。
具体的に、この円環状エアシリンダ80は、可動弁枠部60の第1開口部12aに向けて開口した凹部60dと可動弁板部50の第2開口部12bに向けて突出した凸部50dとが勘合した状態で形成され、これら環状の凹部60dと環状の凸部50dとが摺動するように形成されている。また、この円環状エアシリンダ80は、可動弁枠部60の周縁部に形成された円環状の空間、および、可動弁板部50の最外周に形成された突条(環状凸部)からなり、1つの円環シリンダ(円環空隙)として機能する。また、言い換えると、円環シリンダは、流路Hを囲むように形成されている。
補助バネ90は、中立弁部30と可動弁枠部60との間に設けられている。補助バネ90は、弁箱10の流路方向のほぼ中央に位置する中立弁部30に対して、可動弁体40の厚さ寸法が縮小した際に、可動弁体40を弁箱10の中央よりに付勢する。
補助バネ90は、中立弁部30の外周位置(図2,図4では右側位置)に設けられた開口30aを貫通して可動弁枠部60に接続された棒状の位置規制部65に設けられている。補助バネ90もメインバネ70と同様に弾性部材(例えば、スプリング、ゴム、密閉されたエアダンパーなど)である。
補助バネ90は、中立弁部30開口30aの第1開口部12aの近くに設けられたフランジ部30bと、位置規制部65の先端65aとに係止されており、可動弁枠部60を第2開口部12b側に移動するB2に向かう向きに付勢している。
円環状エアシリンダ80は、可動弁板部50と可動弁枠部60との間に設けられた1つの円環シリンダを構成している。この構成によれば、一方向に圧縮空気第2付勢部80に供給する供給路41が1つ設けられていれば、圧縮空気を円環状エアシリンダ80に沿ってこの円環シリンダの内部に供給することができる。また、可動弁体40の厚さ寸法の伸縮(開弁動作及び閉弁動作)を行うことができる。さらに、この動作中において補助バネ90により可動弁体40の伸縮に伴う可動弁体40の流路方向における位置を弁箱10中央付近に容易に維持することができる。このため、簡易かつコンパクトな構成を有するアクチュエータを実現することができる。
この構造においては、剛性として、上記中立弁部30の強度に加えて、退避位置と弁開閉位置の間で可動弁部40を回動させる際にその自重を支える強度があれば十分である。
可動弁板部50の環状凸部(突条)50dの外周面には、可動弁枠部60の環状凹部60dの内周面に当接し、可動弁板部50と可動弁枠部60との間をシールする2重シール部として、Oリング等の円環状の第2シール部51a,51b及び第3シール部52a,52bが設けられている。
ガイドピン62は、可動弁枠部60に固設されて流路方向に立設されており、太さ寸法が均一の棒状体で構成されている。ガイドピン62は、円環状エアシリンダ80内を貫通し、可動弁板部50の環状凸部(突条)50dに形成された孔部50hに嵌合している。
このガイドピン62は、可動弁板部50と可動弁枠部60とが摺動する方向が符号B1,B2に示された方向からずれないように、かつ、可動弁板部50と可動弁枠部60とが摺動した際にも、可動弁板部50及び可動弁枠部60の姿勢が変化せずに平行移動をおこなうように、可動弁板部50と可動弁枠部60の位置規制を確実に誘導する。
また、このように、円環状エアシリンダ80内にガイドピン62を配置することにより、可動弁板部50と可動弁枠部60とを互いに滑らかに摺動させることができる。
可動弁板部50の環状凸部(突条)50dの径方向外側に位置する第1外周面50fには、可動弁枠部60の内周面に当接する円環状のワイパー53が設けられている。同様に、可動弁板部50の環状凸部(突条)50dの径方向において第1外周面50fの内側である第2内周面50gには、可動弁枠部60の外周面に当接する円環状のワイパー54が設けられている。
第2シール部51a,51bによって仕切られた円環状エアシリンダ80の表面には、大気圧の空間(空隙)である中間大気室55が設けられている。同様に、第3シール部52a,52bによって仕切られた円環状エアシリンダ80の表面には、大気圧の空間(空隙)である中間大気室56が設けられて、円環状エアシリンダ80の加圧中に1重目のシールが破れた場合でも、圧縮空気(駆動用気体)を仕切弁外部に向けて逃がして、圧縮空気が弁箱10の内部に放出されてしまうことを防止する構成が得られている。
同時にまた、これらの中間大気室55,56の圧力は、連絡路によりモニタ可能である。即ち、圧力計が中間大気室55,56の圧力を測定するように仕切弁1の外部に設けられるとともに連絡路によって接続されており、ユーザによってその圧力が監視される。
図13は、接続ピンの付近に位置する部材の要部を示す拡大図である。
仕切弁1には、図に二点鎖線で示すように、円環状エアシリンダ80に駆動用気体を供給する供給路41が形成されている。この供給路41は、可動弁枠部60の躯体内部、および、中立弁部30の躯体内部、回転軸10の内部を経由して、仕切弁1の外部に設けられた図示しない駆動用気体供給装置に連通するよう設けられている。
この供給路41には、可動弁枠部60と中立弁部30との流路方向における位置が変化した際にも、可動弁枠部60と中立弁部30との間で駆動用気体を供給可能に摺動接続する接続ピン部69が設けられる。
孔部38内で接続ピン68が軸線方向(流路方向)に移動した場合でも、加圧面となる先端面68dと底面38dとの間ではなく、摺動方向となる面に、2重シール部が設けられている。2重シール部は、駆動用の圧縮空気が供給されて圧力が高い空間である加圧空間69aと、例えば、圧力が低い空間である第2開口部12bに連通する第2空間側とを遮断する。
シール部は、加圧空間69aと中空部11との仕切り状態を確保できる。
貫通孔67のフランジ内面67aは、フランジ部68Aaの径寸法に対応しており、可動弁枠部60に対向した孔部38の径よりも大きい径を有する。この開口側のフランジ内面67aの径に比べて、ガス接続位置内面38bの径が小さい。このガス接続位置内面67bに比べて、図13において上側に位置する貫通側の支持位置内面67cの径が小さい。この支持位置内面67cの径に比べて図13において上側に位置する貫通側の外側内面67dの径が大きい。
このように、フローティングピン68AのOリング等とされるシール部材67h、67jが段差面67fおよび段差面67gに押圧されて変形することで、ガス接続部68Ab、および、接続位置内面67b部分がシールされる。
図14は、駆動シーケンス機構を示す回路図である。
本実施形態において仕切弁1は、図14に示すように、OP−INポートから供給された圧縮空気を、出力ポイントFR、出力ポイントmain−OP、出力ポイントmain−CLに供給して、可動弁部40の厚さ伸縮(LOCK−FREE)動作、回転駆動エアシリンダ110の伸縮(OPEN−CLOSE)動作およびダンパー用エアの供給をおこなうシーケンス回路SQを有する。
ここで、弁が閉塞された時に可動弁部40の収縮前にCLOSE回転状態を維持しないと、可動弁部40の収縮によって、弁体回転位置が不定状態となり、可動弁部40が自重によって動いてしまうため好ましくない。
出力ポイントmain−OPは、回転駆動エアシリンダ110に接続されている。出力ポイントmain−OPは、弁の閉塞状態が解除された時に、可動弁部40の厚さ収縮前に、OP−INポートから伸通気口(供給路)114を介して伸圧力空間113に伸張用の圧縮空気を供給し、付勢部120の付勢力よりも圧縮空気による力が大きくなり、回転駆動エアシリンダ110を伸張動作可能とする。
スプール弁sp1Vは、OP−INポートからの信号がOFFである時に、OP−INポートとmain−CLとを接続するとともに、出力ポイントmain−OPを、大気(外部)へと連通するとともに、OP−INポートからの信号がONである時に、OP−INポートとmain−OPとを接続するとともに、出力ポイントmain−CLを、大気解放するように構成されている。
また、ケース(スリーブ)のエアオペレートsp1V0側と逆側には、バネ等の付勢力を受けるとともに、スリーブ軸線方向における位置を調整可能に設定できる調整部材が設けられる。
この調整部材をケースに固定する軸線方向における位置を調節することで、バネの付勢力が変化し、エアオペレートsp1V0側から供給する圧力において、チャンネル接続・切断の閾値を調節させることができる。
なお、スプール弁sp1VへOP−INポートからのエアオペレートsp1V0への圧力印加を、スプールのスライド弁動作開始信号とすることができる。つまり、1段のOP−INポートからの信号のみで、弁動作をおこなうことが可能となる。
スピードコントロール弁NC1Vにおいては、流量調整弁とチェック弁とが組み合わされており、OP−INポートからスプール弁sp1Vのエアオペレートsp1V0側および出力ポイントFRに向かう方向において圧縮空気の流動を止める(チェック弁における逆止機能が働く、逆方向)ように、流量調整弁とチェック弁とが並列接続される。
スピードコントロール弁NC2Vにおいては、流量調整弁とチェック弁とが組み合わされており、スプール弁sp1Vから出力ポイントmail−OPに向かう方向において圧縮空気の流動を許可する(チェック弁における逆止機能が働かない、順方向)ように、流量調整弁とチェック弁とが並列接続される。
スピードコントロール弁NC3Vにおいては、流量調整弁とチェック弁とが組み合わされた、スプール弁sp1Vから出力ポイントmail−CLに向かう方向において圧縮空気の流動を許可する(チェック弁における逆止機能が働かない、順方向)ように、流量調整弁とチェック弁とが並列接続される。
同時に、OP−INポートからの信号がONである時に、スピードコントロール弁NC1Vによって、OP−INポートから出力ポイントmain−OPまたは出力ポイントmain−CLの流れよりも、エアオペレートsp1V0側および出力ポイントFRへの供給が遅延するようにオペレートされる。
同様に、スプール弁sp1Vのオペレート時に、スピードコントロール弁NC3Vによって、出力ポイントmain−CLから流出する流れは、このスプール弁sp1Vのオペレートによる切り替えよりも遅延する。
なお、図14〜図18では、説明のため、実際には同時に起こる状態が別々の図面に示されている場合がある。
このとき、可動弁部40は弁閉位置E2(図1)であるCLOSE状態にあり、かつ可動弁部40の厚さが最大となるLOCK状態(閉塞状態)となっている。同時に、ピストン112が縮位置Pbにある。
これに伴って、図15に示すように、OP−INポートが加圧状態となり、出力ポイントmain−CLには、圧縮空気が流入する。このとき、スピードコントロール弁NC3Vは、OP−INポート側から出力ポイントmain−CLへと向かう方向が順方向であるのでスムーズに加圧される。
このとき、縮圧力空間22cにおけるダンパー圧Pd状態は、高圧PHi状態よりも低圧であり、回転駆動エアシリンダ110動作閾値まで達していないので付勢部120によって付勢されたピストン112は動かない。
さらに、出力ポイントFRも、OP−INポートに対して遅延しているが圧力が上昇する状態となっている。これに伴って、この出力ポイントFRに接続された円環状エアシリンダ80の圧力も上昇する。
このとき、付勢部120によって付勢されているため、可動弁部40の回動動作は開始しないで、弁閉位置(解除位置)E2を維持する。
これにより、OP−INポートに接続された出力ポイントmain−OPが、加圧されてOP−INポートと同じ高圧PHi状態(太線で図示)となる。このとき、スピードコントロール弁NC2Vは、OP−INポート側から出力ポイントmain−OPへと向かう方向が順方向であるのでスムーズに加圧される。
このとき、出力ポイントFR、円環状エアシリンダ80は高圧PHi状態(太線で図示)を維持し、可動弁部40の厚さ方向における寸法が縮小した状態を維持している。
最終的に、出力ポイントmain−CLは、大気圧とおなじ低圧PLo状態まで減圧される。
最終的に、出力ポイントmain−CLは、大気圧とおなじ低圧PLo状態まで減圧される。
ここで、ピストン112が弁閉位置E2(図1)となる閉動作の終端時においては、伸圧力空間113内における残留圧力によって、エアクッション作用を生じ、ダンパー圧状態としておくことで、シリンダ本体111の内面とピストン112とが勢いよく当接・衝突することを防止して、衝撃によるパーティクル発生を防止することができる。
さらに、ピストン112の移動の終端時においては、接続部112dと対応する空間22dのエアクッションパッキンの効果によるエアクッション作用によって、緩衝溝119として説明したエアダンパーのように作用して伸位置Paに到達する際の速度が緩和され、衝撃によるパーティクル発生を防止することができる。
このとき、出力ポイントFRが大気圧と等しいOP−INポートへと連通されるが、スピードコントロール弁NC1Vは、出力ポイントFRからOP−INポートへと向かう方向が順方向であるので、出力ポイントFRから流出する流れは、遅滞なくスムーズに減圧される。
同時に、スプール弁sp1Vがバネの付勢力により図18において左方向に移動し、遅滞なく信号OFF状態に切り替えられる。
ここで、スピードコントロール弁NC1Vは、スピードコントロール用のニードル弁と逆止弁が並列接続されているため、OP−INポートにおける圧力低下は、遅延なく、エアオペレートsp1V0側および出力ポイントFRの圧力低下の圧力低下に繋がる。つまり、FREE動作時は遅延させる必要があるが、CLOSE状態では遅延させないため、遅延作用は持っていない構成とされている。
<弁開状態>
lmain−OP:高圧導通状態
lmain−CL:大気導通状態
lFR:高圧導通状態
<弁閉回転動作中>
lMain−OP:大気解放
lMain−CL:高圧導通状態
lFR:高圧保持状態
<弁閉回転完了、弁昇降動作開始>
lMain−OP:大気解放
lMain−CL:高圧導通状態
lFR:大気解放
図19は、本実施形態における締結部材の付近に位置する部材の要部を示す拡大図である。
締結ボルト(締結部材)43は、図19に示すように、外周面に雄ネジの設けられた先端部分43aを有する。先端部分43aは、可動弁枠部60に設けられた締結螺着部63に設けられたネジ穴63aに螺接されている。締結ボルト43は、可動弁体40の厚さ方向、つまり、可動弁板部50と可動弁枠部60との移動方向である方向B1または方向B2と平行な方向に、締結ボルト43の軸線が向くように設けられている。
締結ボルト43の基端部分43cは、ボルトヘッドであり、先端部分43aおよび中央部分43bよりも大きな径を有する。先端部分43aの当接面43dは、先端部分43aが対向する締結部57における貫通孔57bの外側の当接面57dと当接することで、締結ボルト43と可動弁板部50との流路方向における変動位置を規制可能になっている。
止め輪(係止部材)43fは、締結ボルト(締結部材)43が単純に外れないだけではなく、可動弁板部50と可動弁枠部60との締結が解除した状態で、締結ボルト43が、長期的に緩みなく、かつ、位置を保持していることを可能とする。つまり、止め輪(係止部材)43fが締付軸力を安定的に負担する必要があるため、止め輪43fとして、E形止め輪、あるいは、C型止め輪を適用することが好ましい。なお、止め輪のタイプによって係止用溝43eの形状に対応した形状を有する止め輪が採用されてもよい。また、係止部材としては、ピン型の係止部材も適応可能である。この場合は、係止用溝43eに代えて締結ボルト43の径方向に設けられた係止孔に固定されることができる。
具体的には、可動弁部40の形状が流路方向における平面視において略円形であり、可動弁部40の最外周である第1周囲領域40aに複数のメインバネ70が同心状に位置するように配置されている。この場合、複数の締結ボルト43が複数のメインバネ70の配置に対して同心状となるように配置され、かつ、複数のメインバネ70の間隔と複数の締結ボルト43の間隔とが等しくなるように、締結ボルト43の個数は、メインバネ70の個数と同じに設定される。
さらに、止め輪43fを設けることで、メンテナンス時に、締結ボルト43を取り外した上で紛失してしまうリスクを排除することができる。
図20は、本実施形態に係る仕切弁の構成を示す平面図である。図21は、本実施形態に係る仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が退避動作可能位置(FREE)に配置されている場合を示す図である。図21は、図20における線分B−O−Cに相当する。
図22〜図25は、図21と同様に、弁体が退避動作可能位置(FREE)に配置されている場合を示す図である。図22は、図20における線分A−Oに沿う要部を示す拡大図であり、弁箱に内蔵された付勢部Aの付近に位置する部材の構造を示す図である。図23は、図20における線分B−Oに沿う要部を示す拡大図であり、可動弁部Aと可動弁部Bとの間に配された付勢部Bの付近に位置する部材の構造を示す図である。図24は、図20における線分C−Oに沿う要部を示す拡大図であり、付勢部Aと付勢部Bが存在しない位置における可動弁部Aと可動弁部Bを示す図である。図25は、図20における付勢部Cの要部を示す拡大図である。図21において付勢部Cを紙面奥行き方向に見た図である。図26は、本実施形態に係る仕切弁の構成を示す縦断面図であり、弁体が弁閉位置(正圧or差圧無)に配置されている場合を示す図である。図26は、図20における線分B−O−Cに相当する。
本実施形態に係る仕切弁300は、図20〜図25に示すように、振り子型スライド弁である。
仕切弁300は、中空部311と、中空部311を挟み互いに対向するように設けられて連通する流路となる第1開口部312a及び第2開口部312bとを有する弁箱310と、弁箱310の中空部311内に配置され第1開口部312aを閉塞可能な中立弁体305を備える。
第1開口部312aから第2開口部312bに向かって流路Hが設定されている。なお、以下の説明において、この流路Hに沿った方向を流路方向Hと称することがある。
可動弁部B350(可動弁板部)は、可動弁部A360(可動弁枠部)に対して流路方向Hに摺動可能とされる。
さらに、本実施形態に係る仕切弁は、弁箱の内部に、可動弁部Aを弁箱内面310Aのシール面に向く方向に押圧する、伸縮が可能な昇降機構を構成する付勢部Aを有する。
弁箱310の内面に対して可動弁部A360を当接させる付勢部A370による機械的な当接動作と、弁箱310の内面から可動弁部A360を引き離す付勢部C390による機械的な分離動作によって、閉弁動作と解除動作が可能となる。
この解除動作と退避動作とにより、可動弁部340は上記弁開閉位置から上記退避位置に退避して弁開状態とする弁開動作が行われる。
したがって、本実施形態によれば、高い信頼性の仕切り動作が可能であり、可動弁部の軽量化が図れるとともに、100%の逆圧キャンセル率が実現できる、仕切弁を提供することができる。
弁箱310は、中空部311を有するフレームによって構成されている。図21にいて、フレームの上面には第1開口部312aが設けられており、フレームの下面には第2開口部312bが設けられている。
仕切弁300は、第1開口部312aが露出されている空間(第1空間)と第2開口部312bが露出されている空間(第2空間)の間に挿入される。仕切弁300は、第1開口部312aと第2開口部312bとをつなげている流路H、即ち、第1空間と第2空間とをつなげている流路Hを仕切り(閉鎖し)、この仕切り状態を開放する(第1空間と第2空間をつなぐ)。
弁箱310の中空部311には、回転軸320、中立弁部330、可動弁部340を構成する2つの可動弁部A360(スライド弁板)と可動弁部B350(カウンター板)、及び、2つの付勢部B380(保持バネ)と付勢部C90(補助バネ)が設けられている。弁箱310を構成するフレームの内部には、付勢部A(昇降機構)が設けられている。
回転軸320は、第1実施形態における回転軸20に対応し、流路Hとほぼ平行状態に延在して弁箱10を貫通するとともに回転可能に設けられている。回転軸320は、第1実施形態における回転軸駆動機構100およびこれに接続されたシーケンス回路SQにより回転可能である。
回転軸320には、接続部材(不図示)が固着されている。この接続部材は、例えば、略平板状の部材であり、回転軸320の一端に対してネジ等によって固着される。
中立弁部330は、回転軸320の軸線に対して直交する方向に延在し、この直交方向に平行な面に含まれるように配置される。中立弁部330は、接続部材(不図示)を介して、あるいは接続部材(不図示)を介さずに直接、回転軸320に固定される。
これら回転軸20、中立弁部330は、弁箱310に対して回動はするが、流路H方向には位置変動しないように設けられている。
本実施形態においては、仕切弁の閉弁時において、可動弁部340が第1開口部312aを塞ぐように中立弁体305が移動する仕切弁の配置に基づき、仕切弁の開閉動作が行われる場合について説明する。
可動弁部340は略円板状とされ、円形部330aと略同心円状に形成された可動弁部B350と、この可動弁部B350の周囲を囲むように配置された略円環状の可動弁部A360とを有する。可動弁部A360は、中立弁部330に流路H方向に摺動可能として接続されている。また、可動弁部B350は、可動弁部A360に摺動可能として嵌合されている。
外周クランク部360c及び内周クランク部350cは、摺動面350b、360bどうしが摺動可能となるように嵌合している。この摺動を可能にするため、Oリング等からなる第3シール部352(摺動シールパッキン)が外周クランク部360cと内周クランク部350cとの間に配されている。
弁箱310の弁箱内面310Aに対向(当接)する可動弁部B350の表面には、第2開口部312bの形状に対応して円環状に形成された、例えば、Oリング等からなる第2シール部351(カウンタークッション)が設けられている。
付勢部B380(保持バネ)は、可動弁部Aと可動弁部Bとの間に位置しており、可動弁部A360と可動弁部B350とが重なる領域に、局所的に配置される。すなわち、付勢部B380は、可動弁部340(可動弁部A360と可動弁部B350との間)に内蔵されている。付勢部B380を設ける箇所は、3箇所以上が好ましく、互いに離間して設けられる。互いに離間する付勢部B380の配置としては、等間隔の配置に限定されず、複数の付勢部B380が非等間隔で配置されている構造が採用されても構わない。図20は、弁体の中心Oから見て、3個の付勢部B380が同じ角度位置(120度)に配された構成例を示している。
その際、可動弁部B50は、流路方向Hにおける厚み寸法を調整が可能なように駆動するので、上述した閉弁時には、可動弁部A360の第1シール部361が弁箱310の弁箱内面310Aに接触する際に仕切弁に生じる衝撃を緩和する。
ガイドピン381は、可動弁部A360に固設されて流路方向Hに立設されており、太さ寸法が均一の棒状体で構成されている。ガイドピン381は、付勢部B380内を貫通し、可動弁部B350に形成された孔部50hに嵌合している。
付勢部C390(補助バネ)は、中立弁部330と可動弁部A360との間に設けられている。付勢部C390は、弁箱310の流路方向Hにおいて、可動弁部A360を中立弁部330に対して流路方向における位置が変更可能に接続するとともに、可動弁部Aを前記流路方向における中央位置に向けて付勢する。これにより、本実施形態において、仕切弁が閉弁状態(図26)から開弁状態(図21)に変わる場合に、付勢部C390が機能する。すなわち、付勢部C390は、閉弁状態(図26)から、弁箱310の内面から可動弁部A360を引き離す機械的な分離動作を促す構造を有する。
付勢部C390は、弁体の中心Oから見て、付勢部B380と同じ角度位置に配されている。図20は、3個の付勢部C390が配置された構成例を示している。
付勢部C390も付勢部B380と同様に弾性部材(例えば、スプリング、ゴム、板バネ等)である。
図21に示すように、板バネ(付勢部C390)の両端部に近い部分が、固定ピン392,393によってリング状部材392a、392bを挟んで、中立弁部330の円形部330aの周方向に沿って係止されている。また、板バネの中央部に近い部分が、印圧ピン391によって可動弁部A360の位置規制部365に係止されている。
このように、付勢部C390として、極めて簡素な構造からなる板バネを採用することで、本発明の実施形態に係る仕切弁における付勢部C390は、上述した2つの機能(機能αと機能β)が安定して得られる。
付勢部A370(昇降機構)は、弁箱に内蔵されており、上述した2つの可動弁部A、可動弁部B及び2つの付勢部B、付勢部Cを含む弁体、とは別体をなしている。
付勢部A70は、第1実施形態におけるシーケンス回路SQの出力ポイントmail−FRから供給されることで固定部371に作用した圧力により、可動部372の先端部を可動弁部A360に向けて伸張する。この動作によって、可動弁部A360を流路方向Hに沿って第1開口部312aに向けて付勢する。付勢部A370は、この可動部372の伸長動作により、第1シール部361を第1開口部312aの周囲の弁箱内面310Aに密着可能とする機能を有している。
付勢部A370は、逆に第1シール部361を第1開口部312aの周囲の弁箱内面310Aから離間可能とする機能は有していないが、自ら(後述する可動部372)が初動する位置(後述する固定部371内の位置)に戻る機能は備えている。ゆえに、付勢部A370は、付勢部A370から可動弁部A360へ向かう方向へ伸縮可能な昇降機構である。
図20に示す構成例においては、付勢部A370を設ける箇所は、3箇所以上が好ましく、互いに離間して設けられる。
この構成例における付勢部A370は、付勢部A370の角度位置が前述した付勢部B80と付勢部Cが配置された角度位置と重ならないように構成されている。
この弁体が正圧/差圧無の状態において、上述した付勢部C390の機能、すなわち、可動弁部A360を中立弁部330に対して流路方向における位置が変更可能に接続するとともに、可動弁部Aを前記流路方向における中央位置に向けて付勢する機能により、可動弁部A360を弁箱310の内面から引き離し、可動弁部A360を退避させることによって、前記流路Hを開放する(解除動作)。
図27は、本実施形態に係る仕切弁を示す断面図である。
本実施形態において上述した第1および第2実施形態と異なるのはシールリングに関する点およびこれに付随した点である。
仕切弁500は、図27に示すように、中空部511と、中空部511を挟み互いに対向するように設けられて連通する流路となる第1開口部512a及び第2開口部512bとを有する弁箱510と、弁箱510の中空部511内に配置され第1開口部512aを閉塞可能な中立弁体(弁体)505と、弁体505を第1開口部512aに対して閉塞状態にする弁閉塞位置と第1開口部512aから退避した開放状態にする弁開放位置との間で、弁体505を動作する位置切り替え部として機能し、流路方向に延在する軸線を有する回転軸520と、回転軸520を回転させるラック部材522およびピニオン521及びこれを駆動する回転エアシリンダ610からなる回転軸駆動機構(回転装置)600と、流路方向Hに対して摺動可能に第1開口部512a周囲に設けられて弁閉塞位置となる弁体505に当接して流路を閉塞する閉塞状態および弁体505が弁開放位置へ開度可能な開放状態が可能なシールリング540と、弁箱510に内蔵されてシールリング540の閉塞状態を解除する閉塞解除エアシリンダ570と、シールリング540を弁体505に当接する方向に付勢するシールリング付勢部590と、弁体505の閉塞解除動作と弁体505の回転動作とを順次動作可能とするシーケンス回路SQと、を具備する。
同様に、筒状部541の外周部には、弁箱510の第1開口部512aと、摺動時に円環状に形成された、例えば、Oリング等からなるシール部541a(カウンタークッション)が設けられている。
閉塞解除エアシリンダ570は、弁箱510に内蔵された内部空間571と、内部空間571に摺動可能に設けられたピストン573と、ピストン573に接続されて先端部をシールリング540に向けて伸張する可動部572と、内部空間571内に設けられるバネ部材としてのシールリング付勢部590とを有する。
なお、ピストン573と内部空間571、および、可動部572の周囲と閉塞解除エアシリンダ570とは、シール部材によって互いに密閉状態を維持するようにシールされている。
付勢部620としてのバネ部材620sは、シリンダ本体(ケーシング)611の内部空間611b内において、ピストン612のラック部材522の近くの位置に設けられ、回転エアシリンダ610を縮退する方向、つまり、弁体505を閉動作させる方向に付勢している。
5…中立弁体
10,10a,10b…弁箱
11…中空部
12a…第1開口部
12b…第2開口部
17,18…流体経路リング
20…回転軸
21…ピニオン
22…ラック
26…弁軸
30…中立弁部
40…可動弁部
41…供給路
42…連絡路
50…可動弁板部(第2可動弁部)
51a,51b…第2シール部
52a,52b…第3シール部
53,54…ワイパー
55,56…中間大気室
60…可動弁枠部(第1可動弁部)
61…第1シール部
62…ガイドピン
68…接続ピン
68A…フローティングピン
69…接続ピン部
70…メインバネ(第1付勢部)
80…円環状エアシリンダ(第2付勢部)
90…補助バネ(第3付勢部)
91…接続部材
100…回転軸駆動機構
110…回転駆動エアシリンダ(シリンダ)
120…付勢部
120s…バネ部材
111…シリンダ本体
111b…内部空間
112…ピストン
122s…シャフト
113…伸圧力空間(第2圧力空間)
22c…縮圧力空間(第1圧力空間)
114…通気口
118…緩衝溝
SQ…シーケンス回路
FR,main−OP,main−CL…出力ポイント
sp1V…スプール弁
NC1V,NC2V,NC3V…スピードコントロール弁
cdS…リミッタスイッチ弁
Pa…伸位置
E1…退避位置
Pb…縮位置
E2…弁閉位置
Claims (3)
- 仕切弁であって、
中空部と、前記中空部を挟み互いに対向するように設けられて連通する流路となる第1開口部及び第2開口部とを有する弁箱と、
前記弁箱の前記中空部内に配置され前記第1開口部を閉塞可能な中立弁体と、
前記中立弁体を前記第1開口部に対して閉塞状態にする弁閉塞位置と、前記中立弁体を前記第1開口部から退避した開放状態とする弁開放位置との間で、前記中立弁体を回動させる回転軸と、
前記回転軸を回転させるラックピニオン及び前記ラックピニオンを駆動する回転エアシリンダからなる回転装置と、
前記中立弁体の閉塞を解除する動作を行う閉塞解除エアシリンダからなる閉塞解除駆動部と、
前記中立弁体の閉塞を解除する動作と前記中立弁体の回転動作とを順次動作可能とするシーケンス回路と、
を有し、
前記回転エアシリンダは、
前記中立弁体を閉動作させる付勢部と、
開閉動作可能なピストンと、
前記ピストンの動作方向に直列に配置されて前記ピストンを閉動作可能な第1圧力空間と開動作可能な第2圧力空間と、
を有し、
前記シーケンス回路は、
エアオペレート式2チャンネルスプール弁と、
チェック弁および流量調整弁が組み合わされたスピードコントロール弁と、
を有し、
前記シーケンス回路は、
1系統の駆動圧縮空気供給による前記仕切弁のオープン時には、前記第1圧力空間に圧縮空気をダンパー用エアとして供給し、
前記閉塞解除エアシリンダの駆動が終了した際に、前記第1圧力空間を非加圧状態とし、前記第2圧力空間を加圧状態として、前記回転エアシリンダの開動作を開始させ、前記弁開放位置に前記中立弁体が到達する直前に前記第1圧力空間のエアによって衝撃を緩和し、
前記駆動圧縮空気供給を解除することによる前記仕切弁のクローズ時には、前記第1圧力空間および前記第2圧力空間を非加圧状態として、前記付勢部の付勢力によって前記回転エアシリンダの閉動作を開始させ、前記弁閉塞位置に前記中立弁体が到達する直前に前記第2圧力空間のダンパー用エアによって衝撃を緩和し、
前記中立弁体の回転動作が終了する時に、前記閉塞解除エアシリンダによる前記中立弁体の閉塞動作を開始させる、
仕切弁。 - 仕切弁であって、
中空部と、前記中空部を挟み互いに対向するように設けられて連通する流路となる第1開口部及び第2開口部とを有する弁箱と、
前記弁箱の前記中空部内に配置され前記第1開口部を閉塞可能な中立弁体と、
前記中立弁体を前記第1開口部に対して閉塞状態にする弁閉塞位置と、前記中立弁体を前記第1開口部から退避した開放状態にする弁開放位置との間で、前記中立弁体を動作する位置切り替え部として機能し、流路方向に延在する軸線を有する回転軸と、
前記回転軸を回転させるラックピニオン及び前記ラックピニオンを駆動する回転エアシリンダからなる回転装置と、
前記中立弁体の閉塞を解除する動作を行う閉塞解除エアシリンダからなる閉塞解除駆動部と、
前記中立弁体の閉塞を解除する動作と前記中立弁体の回転動作とを順次動作可能とするシーケンス回路と、
を具備し、
前記中立弁体は、前記位置切り替え部に接続される中立弁部と、前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続される可動弁部と、を有し、
前記可動弁部は、前記可動弁部に周設され前記第1開口部の周囲の弁箱内面に密着されるシール部が設けられるとともに前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続される第1可動弁部と、前記第1可動弁部に対して前記流路方向に摺動可能とされる第2可動弁部と、を有し、
前記仕切弁は、前記弁箱に内蔵されている複数の第1付勢部と、前記第1可動弁部と前記第2可動弁部との間に配されている第2付勢部と、第3付勢部とを備え、
前記第3付勢部は、前記第1可動弁部を前記中立弁部に対して前記流路方向における位置が変更可能に接続するとともに、前記第1可動弁部を前記流路方向における中央位置に向けて付勢し、
複数の前記第1付勢部は、前記閉塞解除エアシリンダにより駆動して前記第1可動弁部を前記流路方向において前記第1開口部に向けて付勢して前記シール部を前記第1開口部の周囲の弁箱内面に密着可能とする機能を有し、
前記第2付勢部は、前記第1可動弁部と前記第2可動弁部との前記流路方向における厚み寸法を、調整が可能なように駆動し、
前記回転エアシリンダは、
前記中立弁体を閉動作させる付勢部と、
開閉動作可能なピストンと、
前記ピストンの動作方向に直列に配置されて前記ピストンを閉動作可能な第1圧力空間と開動作可能な第2圧力空間と、
を有し、
前記シーケンス回路は、
エアオペレート式2チャンネルスプール弁と、
チェック弁および流量調整弁が組み合わされたスピードコントロール弁と、
を有し、
前記シーケンス回路は、
1系統の駆動圧縮空気供給による前記仕切弁のオープン時には、前記第1圧力空間に圧縮空気をダンパー用エアとして供給し、
前記閉塞解除エアシリンダの駆動が終了した際に、前記第1圧力空間を非加圧状態とし、前記第2圧力空間を加圧状態として、前記回転エアシリンダの開動作を開始させ、前記弁開放位置に前記中立弁体が到達する直前に前記第1圧力空間のエアによって衝撃を緩和し、
前記駆動圧縮空気供給を解除することによる前記仕切弁のクローズ時には、前記第1圧力空間および前記第2圧力空間を非加圧状態として、前記付勢部の付勢力によって前記回転エアシリンダの閉動作を開始させ、前記弁閉塞位置に前記中立弁体が到達する直前に前記第2圧力空間のダンパー用エアによって衝撃を緩和し、
前記中立弁体の回転動作が終了する時に、前記閉塞解除エアシリンダによる前記中立弁体の閉塞動作を開始させる、
仕切弁。 - 仕切弁であって、
中空部と、前記中空部を挟み互いに対向するように設けられて連通する流路となる第1開口部及び第2開口部とを有する弁箱と、
前記弁箱の前記中空部内に配置され前記第1開口部を閉塞可能な中立弁体と、
前記中立弁体を前記第1開口部に対して閉塞状態にする弁閉塞位置と、前記中立弁体を前記第1開口部から退避した開放状態にする弁開放位置との間で、前記中立弁体を動作する位置切り替え部として機能し、流路方向に延在する軸線を有する回転軸と、
前記回転軸を回転させるラックピニオン及び前記ラックピニオンを駆動する回転エアシリンダからなる回転装置と、
前記流路方向に対して摺動可能に前記第1開口部の周囲に設けられ、前記弁閉塞位置となる前記中立弁体に当接して前記流路を閉塞する閉塞状態に可能であり、および、前記中立弁体が前記弁開放位置となる開放状態に可能でありかつ前記流路の開度の調整が可能なシールリングと、
前記弁箱に内蔵されて前記シールリングの前記閉塞状態を解除する閉塞解除エアシリンダと、
前記シールリングを前記中立弁体に当接する方向に付勢するシールリング付勢部と、
前記中立弁体の閉塞を解除する動作と前記中立弁体の回転動作とを順次動作可能とするシーケンス回路と、
を具備し、
前記回転エアシリンダは、
前記中立弁体を閉動作させる付勢部と、
開閉動作可能なピストンと、
前記ピストンの動作方向に直列に配置されて前記ピストンを閉動作可能な第1圧力空間と開動作可能な第2圧力空間と、
を有し、
前記シーケンス回路は、
エアオペレート式2チャンネルスプール弁と、
チェック弁および流量調整弁が組み合わされたスピードコントロール弁と、
を有し、
前記シーケンス回路は、
1系統の駆動圧縮空気供給による前記仕切弁のオープン時には、前記第1圧力空間に圧縮空気をダンパー用エアとして供給し、
前記閉塞解除エアシリンダの駆動が終了した際に、前記第1圧力空間をダンパー圧状態とし、前記第2圧力空間を加圧状態として、前記回転エアシリンダの開動作を開始させ、前記弁開放位置に前記中立弁体が到達する直前に前記第1圧力空間のエアによって衝撃を緩和し、
前記駆動圧縮空気供給を解除することによる前記仕切弁のクローズ時には、前記第1圧力空間をダンパー圧状態とし、前記第2圧力空間を非加圧状態として、前記付勢部の付勢力によって前記回転エアシリンダの閉動作を開始させ、前記弁閉塞位置に前記中立弁体が到達する直前に前記第2圧力空間のダンパー用エアによって衝撃を緩和し、
前記中立弁体の回転動作が終了する時に、前記閉塞解除エアシリンダによる前記中立弁体の閉塞動作を開始させる、
仕切弁。
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