JPH0117742Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、差圧作動切換弁の改良に関するもの
である。

プレス機械のバランサやダイクツシヨンにおい
ては、空気による緩衝効果を向上させるために、
空気配管途中に大容量のタンクを設けているが、
そのタンク内圧力は、ダイチエンジを行う毎にダ
イに見合う圧力に再設定する必要があり、その設
定を自動的且つ短時間に行うことが要求され、
種々の提案がなされている。このようなタンク内
圧力の設定には、一般的に圧力制御弁が用いら
れ、この圧力制御弁の制御部に対して出力圧に相
当するセツト圧を作用させると共に、再設定のた
めの信号圧を作用させて、その圧力制御弁の動作
を制御することになり、この場合に上記二つの圧
力を比較してそれらの差圧に応じた出力を得るた
めに差圧作動切換弁が用いられる。

このような差圧作動切換弁は、実開昭53−
144191号公報によつて既に公知である。

この切換弁は、ダイヤフラムの上下に上記セツ
ト圧及び信号圧に相当する圧力が加えられる受圧
室を区画形成すると共に、該ダイヤフラムに流体
流路を切換える弁体を備えた弁軸を取付け、上側
及び下側の受圧室の圧力差によつてダイヤフラム
を変位させ、弁体を駆動して流体流路を切換える
ようにしたものである。

しかしながら、このような切換弁は、上側及び
下側の受圧室の相対的な圧力差によつて駆動され
るため、例えば信号圧がセツト圧よりも降下した
場合も、セツト圧が信号圧より上昇した場合も、
共に同一の切換状態となり、従つてセツト圧が信
号圧より上昇することがないように何らかの構成
上の配慮が必要となる。

本考案は、上記信号圧がセツト圧より降下した
ときにのみ流体流路を第１の切換状態から第２の
切換状態に切換え、それによつて誤動作を防止す
る差圧作動切換弁を提供することを目的とするも
のである。

上記目的を達成するため本考案の差圧作動切換
弁は、流体流路を切換える弁を備えた切換弁部
と、その弁を切換えるダイヤフラム機構を備えた
圧力比較部とにより構成され、上記ダイヤフラム
機構によりその両側に区画形成されるセツト圧室
と信号圧室とを絞り機構を介して連通させ、上記
セツト圧室を絞り機構よりも開口量が大きく且つ
上記ダイヤフラム機構により開閉されるオリフイ
スを介してセツト圧ポートに連通させると共に、
信号圧室を直接信号圧ポートに連通させ、ダイヤ
フラム機構をオリフイスに向けて付勢するスプリ
ングの強さを、セツト圧室と信号圧室とが等圧の
場合にオリフイス内の流体圧に抗してダイヤフラ
ム機構がオリフイスを閉鎖できる程度の大きさに
設定することにより構成される。

上記構成の差圧作動切換弁では、セツト圧室と
信号圧室とが等圧で、ダイヤフラム機構がオリフ
イスを閉鎖した状態においては、セツト圧ポート
に加えられるセツト圧が昇降しても、また信号圧
ポートに加えられる信号圧が上昇してもダイヤフ
ラム機構は変位せず、切換弁部における流体流路
の切換状態は現状を維持する。しかしながら、上
記信号圧が低下した場合には、信号圧室とセツト
圧室の圧力バランスによりダイヤフラム機構がス
プリングの付勢力に抗して変位し、オリフイスを
開放すると共に上記流体流路が切換えられる。こ
の後、絞り機構を介して信号圧室とセツト圧室と
が等圧化すると、それに伴つてダイヤフラム機構
がスプリングの付勢力により復帰すると共に流体
流路ももとの状態に切換えられる。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明すると、第１図において、１は切換弁部、２
は圧力比較部で、圧力比較部２において一対の圧
力を比較し、その比較結果に基づいて切換弁部１
を駆動するようにしている。

上記切換弁部１は、３ポート切換弁として構成
されたもので、ボデイ３に形設した第１ポート
４、第２ポート５及び第３ポート６を弁室７に連
通させ、第１ポート４と第３ポート６を連通させ
る第１弁座８と、第３ポート６と第２ポート５を
連通させる第２弁座９とを弁室７内に軸方向に対
向状態に形設し、それらの弁座８，９を交互に開
閉するポペツト弁１１を弁室７内に軸方向に摺動
可能に挿嵌している。而して、該ポペツト弁１１
の下端とそれによつて区画形成される背室１２の
内面との間に復帰スプリング１３を縮設すると共
に、ポペツト弁１１の上端と後述するダイヤフラ
ム機構１９との間にバイアススプリング１４を配
設し、ダイヤフラム機構１９が上動位置にある図
示の状態においては、バイアススプリング１４の
付勢力がほぼ零となつてポペツト弁１１に復帰ス
プリング１３の付勢力のみが作用し、それにより
ポペツト弁１１が上動して第１弁座８を閉鎖し、
またダイヤフラム機構１９が下動した場合には、
バイアススプリング１４の付勢力が復帰スプリン
グ１３のそれよりも増大してポペツト弁１１を下
動させ、第２弁座９を閉鎖状態に切換えるように
している。なお、上記ポペツト弁１１は、軸心部
分に穿設した貫通孔１１ａにより、その両端にお
ける上記背室１２と後述する信号圧室２２とを連
通させ、両室１２，２２を等圧化してポペツト弁
１１を流体圧力的にバランスさせている。

上記切換弁部１上に連設した圧力比較部２は、
セツト圧Psを入力するセツト圧ポート１６と信
号圧Ppを入力する信号圧ポート１７とを備える
と共に、その内部がダイヤフラム機構１９によつ
て上下のセツト圧室２１及び信号圧室２２に区画
形成され、上記セツト圧ポート１６をオリフイス
１８を介してセツト圧室２１に連通させると共
に、信号圧ポート１７を直接信号圧室２２に連通
させ、上記オリフイス１８を、図示した上動位置
にあるダイヤフラム機構１９によつて閉鎖され、
且つダイヤフラム機構１９の下動によつて開放さ
れる位置に配置している。上記ダイヤフラム機構
１９は、一対のダイヤフラム２３，２４とその間
に挾設した連結体２５とにより構成され、一対の
ダイヤフラム２３，２４間に区画形成される間室
２６を大気に開放している。また、セツト圧室２
１と信号圧室２２とは、ニードル２７ａにより開
口量をオリフイス１８よりも小さなものに調節可
能とした絞り機構２７を介して連通させている。
さらに、信号圧室２２内において、ダイヤフラム
機構１９の固定具２８と前記ボデイ３との間にバ
ランススプリング２９を縮設している。該バラン
ススプリング２９は、ダイヤフラム機構１９を図
示した上動位置に保持するためのもので、その上
向きの付勢力を、ダイヤフラム機構１９の自重に
よる下向きの作用力と、閉鎖状態にあるオリフイ
ス１８においてその開口面積分だけダイヤフラム
機構１９の上面に下向きに作用する流体圧力の合
力にほぼ等しいものとなし、それによりセツト圧
ポート１６にセツト圧が加わつてもダイヤフラム
機構１９が上動位置を保持し、信号圧室２２の降
圧によつてのみ下動位置に切換わるものとして構
成している。

第２図は、上記構成の差圧作動切換弁を使用し
たプレス圧力制御装置を示している。

このプレス圧力制御装置は、空気源３１、遠隔
指令装置３２、差圧作動切換弁３３及び主弁３４
を主体として構成され、遠隔指令装置３２は、高
圧の入力を手動操作あるいは電磁力操作により所
期の圧力として出力する減圧弁により構成された
ものである。また、主弁３４はプレス機械のダイ
クツシヨン用圧力が所定圧以下にならないように
制御するためのものである。上記空気源３１に入
力側を接続した遠隔指令装置３２は、その出力側
を差圧作動切換弁３３の信号圧ポート１７に接続
すると共に、一対の入力のうちの高圧のものを出
力するセレクタ弁３５の一方の入力ポート３５ａ
及び主弁３４の信号圧ポート３６にそれぞれ並列
的に接続し、セレクタ弁３５の他方の入力ポート
３５ｂは、主弁３４の出力圧ポート３７と差圧作
動切換弁３３のセツト圧ポート１６とにそれぞれ
並列的に接続し、また差圧作動切換弁３３の第
１、第２及び第３ポート４，５，６はそれぞれ大
気、セレクタ弁３５の出力ポート３５ｃ及び主弁
３４の背圧ポート３８に接続している。

上記主弁３４は、空気源が接続される入力ポー
ト４１、ダイクツシヨンのタンク等に接続される
出力ポート４２及び大気に開放した排気ポート４
３を備え、入力弁体４４を入力ポート４１と出力
ポート４２との間の入力弁座４５に向けて第１ス
プリング４６で付勢して配設すると共に、排気弁
体４７を出力ポート４２と排気ポート４３との間
の排気弁座４８に向けて第２スプリング４９で付
勢して配設し、該第２スプリング４９の上端を入
力弁体４４及び排気弁体４７に摺動可能に挿嵌し
たロツド５１に支持させている。上記入力弁体４
４は、ロツド５１の鍔部５１ａに係合して開閉さ
れ、その入力弁体自体に均圧孔４４ａを穿設して
その両面に作用する流体圧を均圧化しており、ま
た上記排気弁体４７はロツド５１との係合部をも
たず、ロツド５１との摺動面に漏洩孔４７ａが生
ずる程度において嵌合させている。

ロツド５１の上端に固定したピストン５２は、
それによつて信号圧力室５３とフイードバツク圧
力室５４を区画形成し、該信号圧力室５３は前記
信号圧ポート３６に連通させ、フイードバツク圧
力室５４は出力ポート４２に連通させ、さらに排
気弁体４７の背後に区画形成した背室５５は背圧
ポート３８に連通させている。なお、上記排気弁
体４７の背室５５と出力ポート４２とは隔離され
た状態にあるが、それらの間を緊密にシールする
必要はなく、前述したように排気弁体４７の摺動
面とロツド５１の間に形成される隙間や小開口の
漏洩孔４７ａによつて相互に連通させるのがむし
ろ好ましく、それによつて排気弁体４７の閉弁動
作時における振動的挙動（チヤタリング）を防止
することができる。

次に、上記構成のプレス圧力制御装置の作用を
説明する。

第１図の差圧作動切換弁は、信号圧室２２とセ
ツト圧室２１とが絞り機構２７を通じて等圧化し
て、ダイヤフラム機構１９が流体圧力的にバラン
スし、そのためバランススプリング２９の付勢力
によりダイヤフラム機構１９が上動してオリフイ
ス１８を閉じると共に、バイアススプリング１４
の付勢力を弱め、復帰スプリング１３の付勢力に
よつてポペツト弁１１が上動して、第１ポート４
を閉鎖すると共に第２ポート５と第３ポート６と
を連通させた状態を示している。

この状態において、セツト圧ポート１６に加わ
るセツト圧が上昇しても、オリフイス１８が閉鎖
され且つそのオリフイス１８の開口面積が小さい
ため、それによつてダイヤフラム機構１９に下向
きに加わる作用力はバランススプリング２９の上
向きの付勢力を越えることはなく、ダイヤフラム
機構１９及びポペツト弁１１は第１図の状態を維
持する。上記セツト圧が降下しても、第１図の状
態が維持されるのは当然である。

また、信号圧ポート１７に加わる信号圧が上昇
した場合には、先ず信号圧室２２が昇圧してダイ
ヤフラム機構１９によるオリフイス１８の閉鎖が
より強固に行われ、その後絞り機構２７の遅延作
用によつてセツト圧室２１が遅れて信号圧室２２
と等圧化し、それによりダイヤフラム機構１９は
バランススプリング２９の付勢力のみによつてオ
リフイス１８を継続して閉鎖することとなり、第
１図の状態が維持される。

しかしながら、上記信号圧が低下した場合に
は、ダイヤフラム機構１９が両室２２，２１の圧
力差に基づく作用力によりバランススプリング２
９及びバイアススプリング１４を圧縮しながら下
動し、それによりオリフイス１８が開放してセツ
ト圧ポート１６とセツト圧室２１とが連通すると
共に、バイアススプリング１４の付勢力によりポ
ペツト弁１１が復帰スプリング１３を圧縮しなが
ら下動して流体流路を切換える。また、オリフイ
ス１８の開放に伴つてセツト圧ポート１６に加え
られるセツト圧がオリフイス１８、セツト圧室２
１及び絞り機構２７を通して信号圧室２２に流入
するが、オリフイス１８の開口量を絞り機構２７
の開口量よりも大きくしておくことにより、セツ
ト圧が信号圧よりも高い間は、上記切換後の状態
が維持される。

一方、第２図の主弁３４における入力弁座４５
の開放は、信号圧力室５３及びフイードバツク圧
力室の圧力差によつてピストン５２及びロツド５
１が下動し、ロツド５１の鍔部５１ａが入力弁体
４４を第１スプリング４６の付勢力に抗して下動
することにより行われ、また排気弁座４８の開放
は、背室５５内の流体の排気に伴う低圧化によ
り、排気弁体４７が出力ポート４２側の圧力で押
圧されることによつて行われる。

従つて、主弁３４の出力ポート４２における出
力圧を上昇させるため、遠隔指令装置３２から昇
圧指令即ちそれまでよりも高い圧力を出力させれ
ば、それが差圧作動切換弁３３及び主弁３４に送
られ、差圧作動切換弁３３においては、昇圧指令
が加えられても第１図の状態が維持されるが、主
弁３４においては、第１圧力室５３の昇圧に伴つ
てピストン５２、ロツド５１及び入力弁体４４が
下動し、入力弁座４５が開放して入力ポート４１
から出力ポート４２に流体が調圧供給され、出力
ポート４２が昇圧する。

また、上記とは逆に、主弁３４の出力ポート４
２の圧力を低下させるため、遠隔指令装置３２か
ら降圧指令即ち降圧した出力圧を出力させれば、
それにより差圧作動切換弁３３の信号圧室２２が
降圧し、ダイヤフラム機構１９及びポペツト弁１
１が下動して、第２ポート５が閉鎖されると共に
第３ポート６が第１ポート４を介して大気に連通
する。これに伴い、主弁３４の背室５５内の流体
が、その背圧ポート３８、差圧作動切換弁３３の
第３ポート６、第１ポート４を通じて大気に排気
され、背室５５が降圧して排気弁体４７が出力ポ
ート４２の圧力で開放し、出力ポート４２の流体
が排気されて徐々に降圧する。出力ポート４２の
圧力は、出力圧ポート３７を介して差圧作動切換
弁３３のセツト圧ポート１６にフイードバツクさ
れているため、出力ポート４２の圧力が上記降圧
指令圧力と等しくなつた時点で、差圧作動切換弁
３３のダイヤフラム機構１９及びポペツト弁１１
が上動し、その第１ポート４が閉鎖されると共
に、第２ポート５が第３ポート６と連通する。そ
の連通により、主弁３４の出力ポート４２におけ
る流体がその出力圧ポート３７、セレクタ弁３
５、差圧作動切換弁３３の第２ポート５、第１ポ
ート４及び主弁３４の背圧ポート３８を通して背
室５５に流入し、それを昇圧して排気弁体４７に
より排気弁座４８を閉鎖する。これにより、主弁
３４の出力ポート４２は上記降圧指令と等圧の状
態を維持することになる。

なお、上記装置において、プレス動作毎に主弁
３４の出力ポート４２が圧縮昇圧されるが、この
ように昇圧しても流体が系から排出されることは
ない。即ち、プレス運転は差圧作動切換弁３３の
第１図の状態において行われるものであり、プレ
ス動作毎に昇圧する出力ポート４２の圧力がその
出力圧ポート３７を介して差圧作動切換弁３３の
セツト圧ポート１６に加えられるが、ダイヤフラ
ム機構１９及びポペツト弁１１は上動位置を維持
し、そのため出力ポート４２の圧力がその出力圧
ポート３７、セレクタ弁３５、差圧作動切換弁３
３の第２ポート５、第３ポート６及び主弁３４の
背圧ポート３８を通して背室５５に伝わり、排気
弁体４７をより大きな力で排気弁座４８に押付け
るため、出力ポート４２の昇圧にも拘わらず排気
されることはない。しかしながら、プレス運転中
にリークによつて主弁３４の出力ポート４２側が
降圧した場合には、その降圧状態がフイードバツ
ク圧力室５４に伝達され、ピストン５２、ロツド
５１及び入力弁体４４が下動して入力弁座４５を
開放するため、出力ポート４２は自動的に昇圧さ
れる。

上記空気源３１自体の圧力が何らかの原因で低
下した場合、あるいは上記遠隔指令装置３２とし
て電空比例弁を用いた際において、その電源が事
故等により遮断した場合等には、差圧作動切換弁
３３が作動して主弁３４の出力ポート４２から排
気が行われ、出力ポート４２が不用意に降圧する
虞れがある。これを防ぐため、第２図に鎖線で示
す安全回路を付加することができる。この安全回
路は、その回路中の３ポート形安全弁６１におい
て、空気源３１が正常の場合に図示した第１切換
位置を採り、空気源３１の圧力低下に伴つて第２
切換位置に切換えられるもので、その安全弁６１
のパイロツトポート６１ａを空気源有無監視装置
６２を介して空気源３１に接続すると共に、安全
弁６１の入力ポートを差圧作動切換弁３３の第１
ポート４に接続し、該安全弁６１の出力ポートを
主弁３４の出力圧ポート３７に接続している。従
つて、空気源３１の圧力低下に伴い差圧作動切換
弁３３が動作してその第３ポート６と第１ポート
４とが連通しても、それと並行して安全弁６１も
第２切換位置に切換わるため、差圧作動切換弁３
３の第１ポート４が安全弁６１を通して主弁３４
の出圧力ポート３７に連通し、従つて主弁３４の
背室５５内の圧力が低下することがなく、その出
力ポート４２が降圧することはない。また、遠隔
指令装置３２として電空比例弁を用いた場合に
は、上記の流体圧で切換える安全弁６１に変えて
電磁切換形の安全弁を用いると共に空気源有無監
視装置６２に代えて電源有無監視装置を用いれば
良く、それにより電源の遮断に伴つて差圧作動切
換弁３３と安全弁とが同時に作用するため、主弁
３４の出力ポート４２の圧力が低下することはな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の断面図、第２図はそ
れを用いたプレス圧力制御装置の全体構成図であ
る。 １……切換弁部、２……圧力比較部、１１……
ポペツト部、１６……セツト圧ポート、１７……
信号圧ポート、１８……オリフイス、１９……ダ
イヤフラム機構、２１……セツト圧室、２２……
信号圧室、２７……絞り機構、２９……バランス
スプリング、３３……差圧作動切換弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流体流路を切換える弁を備えた切換弁部と、そ
   の弁を切換えるダイヤフラム機構を備えた圧力比
   較部とにより構成され、上記ダイヤフラム機構に
   よりその両側に区画形成されるセツト圧室と信号
   圧室とを絞り機構を介して連通させ、上記セツト
   圧室を絞り機構よりも開口量が大きく且つ上記ダ
   イヤフラム機構により開閉されるオリフイスを介
   してセツト圧ポートに連通させると共に、信号圧
   室を直接信号圧ポートに連通させ、ダイヤフラム
   機構をオリフイスに向けて付勢するスプリングの
   強さを、セツト圧室と信号圧室とが等圧の場合に
   オリフイス内の流体圧に抗してダイヤフラム機構
   がオリフイスを閉鎖できる程度の大きさに設定し
   たことを特徴とする差圧作動切換弁。