JPH0131763Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は空気圧回路に圧縮空気を導入し、かつ
必要に応じて該空気を排出できるスプール弁に関
し、回路の残圧排出後、再び回路に圧縮空気を導
入する際、高圧空気を突入させることなく、徐々
に供給するものである。

〔従来の技術〕

空気圧回路においては、点検・調整の際や、作
業終了後の空気洩れによる機器の誤作動等の危険
を防ぐために回路内の圧縮空気を排出している。
そのため、作業開始時に弁を全開にして再び空気
圧を回路に導入すると、ほぼ大気圧状態の２次側
回路が急激に加圧されて、回路の末端に取付けら
れたシリンダが急速に作動し、ピストンロツドの
飛び出し等により、事前に準備を完了していない
他の装置へ悪影響を及ぼしたり、人体に危険を及
ぼす恐れがある。

これは、ピストン両側室とも背圧が消失してい
るので、一方の室に空気圧を導入すると、他方の
室の空気が圧縮されるまでピストンが急速に移動
するからであり、そのため速度調整をすることが
できず、ピストンは暴走をしてしまう。

このように残圧排出後の空気圧の再導入にあた
つて、従来は手動操作弁により徐々に空気圧を導
入し、シリンダの暴走を防止していた。しかし、
速度調整しながら空気圧を導入するため、弁の操
作に手間がかかり取扱いも不便であつた。

このような問題を解消するために、特開昭55−
126107号公報に記載のように、パイロツト弁と主
弁を備え、パイロツト弁およびチエツク弁からエ
アシリンダなどに圧縮空気を供給し、所定の圧力
に達してから、主弁を開弁する構成が提案されて
いる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところがこのような構成では、まず主弁体が中
立位置で移動してから、エアシリンダ等に圧縮空
気が供給されるため、エアシリンダ等への圧縮空
気の供給開始に時間がかかり、応答性が悪い。ま
た入力ポートから流入した圧縮空気を絞り弁で絞
つてから主弁体駆動部に供給しているため、応答
性がますます低下する。さらに絞り弁による絞り
量のみによつて、主弁体およびチエツク弁の動作
を調整しなければならないため、圧力が不安定で
調整の信頼性が悪い。複数のエアシリンダなどを
制御する場合は、それぞれのエアシリンダによつ
て負荷との関係で圧力が不均一となるが、その場
合チエツク弁の動作が不安定となり、その結果主
弁体の動作も不安定となる。

本考案の技術的課題は、このような問題を解消
し、パイロツト切換え弁の動作と同時にエアシリ
ンダ等に圧縮空気を供給可能で、かつ各部の制御
および調整を正確に行なうことができ、安定した
圧力が得られるようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

圧力空気源に接続される入力ポートと、空気圧
機器に接続される出力ポートおよび排出ポートが
側方に配設された本体中にスプールが内蔵され、
該スプールの移動で出力ポートを入力ポートと排
出ポートとに切換えるスプール弁において、該本
体の、スプール移動方向の一端に、スプールを供
給位置から排出位置へ移動させるピストン８とピ
ストン室６を設けている。そして該本体の、スプ
ール移動方向の他端に、該ピストンによる駆動力
と対抗する圧力室２１を配設し、該圧力室を出力
ポート側に連通させている。また前記本体の入力
ポートと出力ポート間のスプール摺動面に、流量
を制限する環状溝を設けて、該環状溝を前記入力
ポート側に連通させている。

スプールの圧力室２１側の端部には、圧力室外
部に達する小径の延長軸を設け、該延長軸に、両
端がそれぞれ圧力室内外に位置するようにカラー
を遊貫させ、該カラーがスプールに向つて弾圧さ
れるように、復帰バネを取付けて、スプールが排
出位置から供給位置に２段階で移動するようにし
ている。

〔作用〕 そのため、ピストン側が大気に開放され、スプ
ールへの駆動力が消失すると、復帰バネのバネ圧
で、スプールにカラーが接して中間位置まで戻さ
れる。そして、入力ポートと出力ポート間のスプ
ール摺動面に環状溝を設けて入力ポートと連通さ
せているため、中間位置で、出力ポートに被制御
流体が徐々に流入し、さらに被制御流体は圧力室
２１にも流入して、その圧力でスプールが供給位
置に移動される。

このように、スプールが排出位置から供給位置
へ移動するときは、スプールは中間位置で停止さ
れ、入力ポートと連通した環状溝と出力ポートを
連通し、出力ポート側に徐々に圧縮空気を供給す
る。出力ポート側の空気圧が高まると、出力ポー
トと連通された圧力室の空気圧によつて、スプー
ルは供給位置へ移動され、弁は全開状態になる。

〔実施例〕

次に本考案の実施例を図に基づいて説明する。
第１図は、本考案によるスプール弁のスプールが
供給位置の断面図、第２図はスプールが排出位置
の断面図、第３図はスプールが中間位置の断面図
である。スプール弁の本体１中にはスリープ２が
挿入され、該スリープ２中にスプール３が内蔵さ
れている。本体１には、入力ポートP₁、出力ポ
ートP₂および排出ポートP₃があけられており、
入力ポートP₁は圧力流体源に接続され、出力ポ
ートP₂はエアシリンダなどの流体機器に接続さ
れる。入力ポートP₁、出力ポートP₂および排出
ポートP₃はスリープ２の外周に接する環状溝C₁，
C₂，C₃に連通され、スリープ２には、外環状溝
C₁，C₂およびC₃に対応する位置に弁孔V₁，V₂お
よびV₃があけられている。また、入力ポートP₁
と出力ポートP₂との間には、スリープ２の外周
に接する幅のせまい環状溝C₄が設けられている。
この環状溝C₄は、絞り弁４を介して入力ポート
に連通されており、スリープ２には弁孔V₄があ
けられている。これら各環状溝C₁〜C₄以外の本
体１とスリープ２間の接触面は、Ｏリング５によ
つてシールされている。

本体１の入力ポートP₁側のスプール移動方向
端部には、ピストン室６が設けられている。この
ピストン室６は、本体１内に挿入されたフランジ
付スリープ７内に形成されていてスリープ２と連
通しており、スプール左端に設けたピストン８が
内蔵されている。本体１とフランジ付スリープ７
間は、Ｏリング９がシールされている。このピス
トン室６は、ヘツドカバー１０に取付けられた切
換弁１１によつて、入力ポートP₁からの圧縮空
気が給排される。即ち、ヘツドカバー１０には、
切換弁１１とピストン室６を連通する２次側ポー
ト１２と、切換弁１１と環状溝C₁からの導入路
１３を連通する導入ポート１４があけられてい
る。

今、２次側ポート１２と導入ポート１４が遮断
されて、ピストン室６に圧縮空気が流入していな
い場合は、スプール３は第１図のように左端（供
給位置）に位置し、スプール３の小径部１５で弁
孔V₁，V₂を介して入力ポートP₁と出力ポートP₂
が連通され、回路側に圧縮空気が供給される。次
に、切換弁１１を切換えて、２次側ポート１２と
導入ポート１４を連通させると、入力ポートP₁
から導入路１３を介してピストン室６に圧縮空気
が供給され、第２図に示すようにスプール２は右
端（排出位置）へ移動される。そして、スプール
２の小径部１５で弁孔V₂，V₃を介して出力ポー
トP₂と排出ポートP₃が連通され、弁は排気状態
になる。そのため、出力ポートP₂に接続された
エアシリンダなどの機器から排出ポートP₃に排
気が行なわれる。

切換弁１１に切換えて、２次側ポート１２を大
気に開放し、導入ポート１４を閉止することによ
り、スプール３は左方向（供給位置）へ移動され
るが、その詳細を次に説明する。

本体１の排出ポートP₃側のスリープ２端部に
は、スリープ端面との当接面に、中心に向う複数
の溝１７……を形成したスペーサ１６が挿入され
ていて、本体１との接触面をＯリング１８によつ
てシールされている。このスペーサ１６の溝１７
……と連通し、スリープ２の外周に接する環状溝
C₅が本体１に設けられている。環状溝C₅は、導
入路１９によつて出力ポートP₂と連通されてい
る。スプール３の左端の端面には、小径の延長軸
２０が突設されており、スプール３とスペーサ１
６間およびスリープ２内周面と小径の延長軸２０
の外周面間で、圧力室２１を形成している。延長
軸２０は、圧力室２１外部にまで達する長さを有
しており、カラー２２を遊貫させている。カラー
２２は、一端が圧力室２１内に位置し、他端のフ
ランジ部２３が圧力室外に位置するように、延長
軸２０に遊貫されている。従つて、スペーサ１６
はカラー２２によつて遊貫され、カラー２２は延
長軸２０によつて遊貫されており、カラー２２は
フランジ部２３によつてスペーサ１６に当接して
左方向への移動を停止される。

このカラー２２が、スプール３端部に向けて弾
圧されるように、本体１との間に第１の復帰バネ
S₁を取付けている。図においては、ハツト形のヘ
ツドカバー２４の筒状部２５内に第１の復帰バネ
S₁が内蔵されており、カラー２２のフランジ部２
３に一端が当接されている。また、延長軸２０に
はネジ２６が切つてあり、ネジスリーブ２７が螺
合されている。このネジスリーブ２７とカラー２
２間に第２の復帰バネを介在して、スプール３右
端をカラー左端に向けて弾圧している。

このため、スプール左端のピストン室６も大気
に開放すると、第３図に示すようにスプール右端
に第２の復帰バネS₂でカラー２２の左端に、フラ
ンジ部２３は第１の復帰バネS₁でスペーサ１６に
それぞれ弾圧・当接されて、スプール３は中間位
置で停止される。この中間位置では、入力ポート
P₁・出力ポートP₂および排出ポートP₃は、どの
ポートの弁孔V₁，V₂，V₃もスプール３の小径部
１５に一致せず、全て閉鎖されている。入力ポー
トP₁と出力ポートP₂間の入力ポートP₁と連通さ
れた環状溝C₄の弁孔V₄と出力ポートP₂の弁孔V₂
だけが小径部１５に一致し、絞り弁４によつて出
力ポートP₂側に徐々に圧縮空気が供給され、出
力ポートP₂に接続された流体機器に徐々に供給
される。

出力ポートP₂側に流入した圧縮空気は、導入
路１９を通り圧力室２１にも流入する。出力ポー
トP₂側の空気圧が十分高まると圧力室２１の空
気圧も同様に高まり、スプール３を第２の復帰バ
ネS₂に抗して左方向（供給位置）へ移動させる。
そのため、弁孔V₁と弁孔V₂が小径部１５に一致
して、弁は全開状態になる。

このように、出力ポートP₂に接続された空気
圧回路側の空気圧が十分昇圧してから弁は自動的
に全開状態になるので、空気圧の再導入が安全
で、かつ取扱い操作が容易に行なえる。なお、中
間位置において、出力ポートP₂への圧縮空気の
流量を絞り弁４で調整することができるので、ス
プール３の中間位置から供給位置への移動時間、
即ち、弁の半開状態から全開状態への移行時間を
調整することができる。また、延長軸２０に螺合
されたネジスリープ２７を回転させることによ
り、第２の復帰バネS₂のバネ圧を調整し、スプー
ル３の中間位置から供給位置へ移動するときの圧
力室２１の圧力、即ち弁の全開圧力を調整するこ
とができる。

以上のように本考案によれば、空気圧回路の残
圧を排出して空気圧を再導入する場合に、出力ポ
ート側に徐々に圧縮空気を供給し、回路の空気圧
が十分高まつてから弁を全開するので、入力ポー
トから出力ポートへ大量の圧縮空気が急激に流入
するのを防止して、シリンダの暴走等の危険を回
避することができる。しかも、弁は自動的に全開
状態に移行されるので、空気圧を安全に再導入で
き、かつ取扱い操作も容易になる。

〔考案の効果〕

このように本考案によれば、空気圧回路の残圧
を排出後、再び空気圧を導入する場合に、徐々に
空気圧を導入し、出力ポート側の圧力を圧力室２
１で検知して弁を全開状態にするので、入力ポー
トから出力ポートへ大量の圧縮空気が急激に流れ
るのを防止することができる。このように、出力
ポート側の空気圧が十分昇圧したことが検知され
るので、動作の信頼性が高く、安全である。また
出力ポートに複数のエアシリンダなどを接続した
場合、各エアシリンダ間で圧力のバラツキが生じ
ても、各エアシリンダの圧力が一定に揃つてから
全開状態となるので、安定した圧力が得られる。
パイロツト切換え弁の動作と同時にエアシリンダ
等に圧縮空気が供給されるので、応答性に勝れて
いる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案によるスプール弁の実施例を示し、
第１図はスプールが供給位置の断面図、第２図は
スプールが排出位置の断面図、第３図はスプール
が中間位置の断面図である。 図において、１は本体、３はスプール、６はピ
ストン室、１９は導入路、２０は小径の延長軸、
２１は圧力室、２２はカラー、２７はネジスチー
プ、P₁は入力ポート、P₂は出力ポート、P₃は排
出ポート、C₄は入力ポートP₁と出力ポートP₂間
の幅のせまい環状溝、S₁は第１の復帰バネ、S₂は
第２の復帰バネ、V₁〜V₄は弁孔である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 圧力空気源に接続される入力ポートと、空気圧
   機器に接続される出力ポートおよび排出ポートが
   側方に配設された本体中にスプールが内蔵され、
   該スプールの移動で出力ポートを入力ポートと排
   出ポートとに切換えるスプール弁において、 該本体の、スプール移動方向の一端に、スプー
   ルを供給位置から排出位置へ移動させるピストン
   ８とピストン室６を有すること、 該本体の、スプール移動方向の他端に、該ピス
   トンによる駆動力と対抗する圧力室２１を配設
   し、該圧力室を出力ポート側に連通させたこと、 前記本体の入力ポートと出力ポート間のスプー
   ル摺動面に、流量を制限する環状溝を設けて、該
   環状溝を前記入力ポート側に連通させたこと、 スプールの圧力室２１側の端部には、圧力室外
   部に達する小径の延長軸を設け、該延長軸に、両
   端がそれぞれ圧力室内外に位置するようにカラー
   を遊貫させ、該カラーがスプールに向つて弾圧さ
   れるように、復帰バネを取付けて、スプールが排
   出位置から供給位置に２段階で移動するようにし
   たこと、 を特徴とするスプール弁。