JPH0226114B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、プレスのクラツチやブレーキ等のア
クチユエータの制御に使用される安全弁装置、特
に、インポートとアウトポートとエキゾーストポ
ートとの間を、並列してハウジング内に装置され
た一対の切換弁によつて協働して開閉し、その誤
開閉の場合にアクチユエータに圧力残留が生じな
いようにした安全弁装置に関する。

【従来の技術とその問題点】

従来、この種の安全弁装置として、本出願人は
特開昭54−89330号公報に記載のものを提供して
いる。 この従来の安全弁装置は、インポートとアウト
ポートとエキゾーストポートとが設けられたハウ
ジング内に、一対の切換弁を並列して嵌装し、こ
の切換弁個々には、上記インポートとアウトポー
トとの間の第１の弁座と協働する第１の弁部と、
アウトポートとエキゾーストポートとの間の第２
の弁座と協働する第２の弁部とを設け、両切換弁
相互においては、一方の切換弁の第１の弁座がハ
ウジングに設けられた交差通路によつて他方の切
換弁側から上記インポートと連通され、両方の第
１の弁座が同時に開いたときにインポートからア
ウトポートに圧力媒体が流れるようになつてい
る。そして、この安全弁装置では次のようにして
誤動作状態を検知していた。 すなわち、交差通路にそれぞれ連通するバイパ
スを設け、これらバイパスのそれぞれに圧力スイ
ツチを接続し、交差通路の圧力変化に応じて圧力
スイツチをスイツチングさせ、両圧力スイツチが
同じように切り換わつていないときに誤動作信号
を出力する。 しかし、これによると、一対の切換弁が開閉作
動するたびに（一般にこの開閉は頻繁に行われ
る）圧力スイツチが切り換わるため、その耐久性
が悪く、また交差通路内の僅かな圧力変動により
圧力スイツチが切り換わつてしまうことがあるた
め、正常に動作していても誤動作信号を出力する
恐れがあつた。 一方、特公昭45−5704号公報に記載されている
別の安全弁装置では、一対の切換弁に外側で導管
により接続されたシリンダ内に二重ピストンを左
右摺動自在に嵌装し、該二重ピストンを、その左
右両側に配置された一対のばねで常には中立位置
に保持する。また、シリンダの外側に二重ピスト
ンで作動される電気開閉器を取り付け、切換弁の
誤動作で二重ピストンが中立位置から左または右
へ偏倚したことを電気開閉器で検知するようにな
つている。 しかし、この安全弁装置によると、二重ピスト
ンとシリンダとの間をシールするパツキンの摩擦
のために、二重ピストンをその左右両側からばね
で押して正確に中立位置に保持することは難し
く、しかも二重ピストンの応答性がばねにより悪
くなるため、誤動作検知が遅れる問題があつた。 本発明の目的は上記のような従来技術の問題点
を解決することにある。

【課題を解決するための手段】

本発明は、上記特開昭54−89330号公報に記載
された上述のような基本構成の安全弁装置におい
て、第１図の実施例のように、ハウジング１２
に、交差通路５２，５４と通路６４，６６を介し
て連通された一対のピストン室７２，７４を対向
して設けるとともに、これらピストン室７２，７
４間にそれより内径が小さい案内孔９２を設け、
該案内孔９２にピストン室７２，７３内の圧力媒
体の圧力を両端に受ける摺動部材８０を摺動自在
に嵌装するとともに、上記ピストン室７２，７４
に、圧力媒体により上記摺動８０を互いに反対方
向に押して中立位置に保持する段付きピストン７
６，７８をそれぞれ摺動自在に嵌装し、また上記
摺動部材８０の摺動を感知する感知手段を備えた
ものである。 好ましい実施態様では、前記摺動部材８０の両
端面に盲孔９４，９６が設けられ、前記段付きピ
ストン７６，７８が、これら盲孔９４，９６にそ
れぞれ嵌合する小径部９０と前記ピストン室７
２，７４の段部８６に係合する大径部８８とを有
する。この場合、大径部８８が小径部９０よりほ
ぼ２倍の受圧面を有するようにするとよい。 また、別の実施態様では、各段付きピストン７
６，７８が軸線方向の貫通孔８４を有する。

【作 用】 一対の切換弁１４，１５が第２図に示すように
正常に作動しているときには、両側のピストン室
７２，７４に交差通路５２，５４を介して同じ圧
力媒体が供給されるため、摺動部材８０は両側か
ら両段付きピストン７６，７８で押されて中立位
置に保持される。摺動部材８０を中立位置に保持
しようとする受圧力は、ピストン室７２，７４の
断面積、つまり段付きピストン７６，７８の大き
い面の面積Ａ１に対応するところ、摺動部材８０
を左方または右方へ偏倚させようとする受圧力
は、段付きピストン７６，７８の小さい面の面積
Ａ２に対応するため、面積差分の受圧差がある。
従つて、圧力媒体の圧力に微小の圧力変動が生じ
ても、摺動部材８０は中立位置から不用意に左方
または右方へ偏倚することはない。 一方の切換弁が誤動作して両側のピストン室７
２，７４に供給される圧力媒体の圧力に差が生じ
ると、摺動部材８０が他方の段付きピストンを押
しながら他方側に偏倚し、その偏倚を感知手段
（例えばスイツチ８２）が検知する。

【実施例】

以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細に
説明する。 第１図にはプレス用の安全弁装置として具体化
した本発明の一例を示してある。この安全弁装置
１０は、そのハウジング１２内に２個の並列した
切換弁１４，１５を摺動自在に嵌装している。こ
れら切換弁１４，１５は、それぞれ２つの弁部、
つまり弁ピストン１６，１７と、これにそれぞれ
ステムを介して接続された円筒形の弁部材１８，
１９とから成る。 ハウジング１２にはまた、例えば圧縮空気の如
き圧力媒体を送入されるインポート２０と、例え
ばプレスのクラツチとブレーキとに接続されるア
ウトポート２２と、例えば大気に連通したエキゾ
ーストポート２４とが設けてある。 ２個の切換弁１４，１５は、インポート２０に
通路３８を介して連通している弁座３０，３２及
び大気に連通している弁座３４，３６を有してい
る電磁パイロツト弁２６，２８により制御され
る。 弁ピストン１６，１７は、インポート２０から
通路３８と電磁パイロツト弁２６，２８を介して
上側から作用する圧力媒体により作動される。こ
れら弁ピストンは、アウトポート２２とエキゾー
ストポート２４との間の接続部を開閉するため弁
座４２，４３と協働する。 弁部材１８，１９は、その中央凹所に入り込ん
でいるスプリング３１，３３で上側に付勢され、
インポート２０とアウトポート２２との間の接続
部を開閉するため弁座４４，４５と協働する。 弁部材１８，１９は、それぞれハウジング１２
内のシリンダ内を摺動自在に案内されるピストン
状にしてある。これら弁部材の外周面には、それ
ぞれその中央凹所に連通する環状通路５０，５１
が設けてある。両弁部材１８，１９の中央凹所は
通路４０を介してインポート２０に直接に接続さ
れ、従つて、インポート２０からの圧力媒体は２
個の弁部材１８，１９の中央凹所に同時に供給さ
れる。 弁部材１８，１９をそれぞれ案内する２個のシ
リンダは、互いに交差しているが互いに連通はし
ていない２個の交差通路５２，５４により互いに
接続されている。通路５２は、弁部材１８を案内
するシリンダの入口側から弁部材１９を案内する
シリンダの出口側まで延び、また通路５４は、反
対に弁部材１９を案内するシリンダの入口側から
弁部材１８を案内するシリンダの出口側まで延び
ている。 この安全弁装置１０は次のようにして作動す
る。 第１図にはこの安全弁装置１０が不作用位置で
示してある。２個の電磁パイロツト弁２６，２８
の弁座３０，３２は閉じられ、また２個の弁ピス
トン１６，１７の上側に形成された室は、電磁パ
イロツト弁２６，２８の開いている弁座３４，３
６を介して大気に連通されている。他方、弁部材
１８，１９は、インポート２０から流入する圧力
媒体の十分な圧力Ｐを受けているため、これら弁
部材はそれぞれ対応する弁座４４，４５に圧接さ
れてそれらを閉じている。他方、弁ピストン１
４，１５と協働する弁座４２，４３は開いてい
る。従つて、アウトポート２２への圧力媒体の流
れは阻止されるが、該アウトポート２２はエキゾ
ーストポート２４と連通するため、例えば、アウ
トポート２２に接続されたプレスのクラツチとブ
レーキとの如き被制御装置はエキゾーストポート
２４を介して大気開放（符号Ｒで示す）される。 第１図の状態では２つの交差通路５２，５４は
弁部材１８，１９により閉塞される。従つて、弁
座４４，４５が閉じられているので圧力媒体は通
路５２，５４を流れることはできない。 第２図には安全弁装置１０が作用位置にして示
してある。電磁パイロツト弁２６，２８が作動さ
れ、従つて、それらの弁座３０，３２は開き、弁
座３４，３６は閉じられている。このようになる
と、圧力媒体はインポート２０から通路３８を経
て弁座３０，３２に流れそれを通つて弁ピストン
１６，１７の上側の室に流入する。従つて、弁ピ
ストン１６，１７は、弁部材１８，１９と同様に
インポート２０から流入する圧力媒体の圧力Ｐを
上側から受ける。弁ピストン１６，１７の有効面
積はそれに連結されている弁部材１８，１９の有
効面積より大きいので、これらの弁はスプリング
３１，３３に抗して第１図に示した位置から第２
図に示した位置に移動され、弁座４２，４３は弁
ピストン１６，１７により閉じられるが、弁座４
４，４５は弁部材１８，１９により開かれる。 従つて、アウトポート２２はエキゾーストポー
ト２４とは遮断されてインポート２０と連通さ
れ、圧力媒体が供給源から被制御装置に流れるこ
とができるようになる。 詳細にいえば、圧力媒体はインポート２０から
通路４０を経て２個の弁部材１８，１９の中央凹
所に流入し、次いでこれら中央凹所から弁部材１
８，１９の外周に設けた環状通路５０，５１に流
入する。２個の弁部材１８，１９に設けられた環
状通路５０，５１は、同図に示す作用位置では２
つの交差通路５２，５４の入口端に連通し、これ
ら交差通路の排出端は開いている弁座４４，４５
に開放する。 従つて、圧力媒体は弁部材１８の環状通路５０
から流出して交差通路５４を通り、他方の弁部材
１９を収容しているシリンダに流入し、次いでこ
のシリンダから開いている弁座４５を通り、アウ
トポート２２に流れる。圧力媒体はまた弁部材１
９の環状通路５１から流出し、交差通路５２を経
て弁部材１８を収容しているシリンダに流入し、
次いでこのシリンダから開いている弁座４４を経
てアウトポート２２に流出する。そして、圧力媒
体は交差通路５２，５４により、一方の弁部材の
中央凹所から他方の弁部材により開かれる弁座に
流れ、これを通つて被制御装置に流れる。 第３図に示してあるように、もし切換弁１４，
１５のいずれかが正常に機能しない場合には、被
制御装置に接続されているアウトポート２２に事
実上残留圧力Ａが存在しないようにする。 同図において、左側の切換弁１４は上方位置に
あり、他方、右側の切換弁１５は下方位置（作用
位置）にある。このような位置は、例えば、電磁
パイロツト弁２６が作用位置に切り換えられたの
に弁座３０を開かないか、電磁パイロツト弁２８
が中立位置に切り換えられたのに弁座３２を開か
ない場合（またはその逆の場合）に生じる。 この状態では、左側の弁部材１８に対応する弁
座４４が閉じられているため、圧力媒体はこの弁
座を通り被制御装置に流れることはできない。他
方、右側の弁部材１９に対応する弁座４５は開い
ている。圧力媒体はインポート２０から２個の弁
部材１８，１９に設けた中央凹所に流入し、この
凹所からそれぞれに対応する環状通路５０，５１
に流入する。しかしながら、圧力媒体は、環状通
路５０がハウジング１２によりおおわれ閉塞され
ているので、左側の弁部材１８の環状通路５０か
ら流出できない。また、圧力媒体は、交差通路５
２の入口端部が弁部材１８により閉塞されている
ので、該交差通路５２に流入できない。他方、右
側の弁部材１９の環状通路５１に流入する圧力媒
体は交差通路５４を経て環状通路５１から流出で
きる。しかし、交差通路５４の排出端部は弁部材
１８により閉塞されているので、この場合にもま
た圧力媒体はそれ以上流れることはできない。 また、このとき、左側の弁ピストン１６と対応
する弁座４２が開いているので、アウトポート２
２とエキゾーストポート２４との間が連通し、被
制御装置は大気に連通される。 さらに、圧力媒体は第３図において右側の弁部
材１９と対応する弁座４５が開いていても、上述
の如くこれを介して流出することができないの
で、アウトポート２２には残留圧力Ａが存在しな
い。 従つて、正常に機能しない場合に被制御装置に
延びる導管に残留圧力が存在するのを防止する。
このように、正常に機能しなくなつた場合は被制
御装置の運転を停止する必要がある。 そこで、この安全弁装置１０には、その自動制
御のために次のような圧力平衡部材７０とその動
きを監視する感知手段とが内蔵されている。 圧力平衡部材７０は左右一対の段付きピストン
７６，７８とその間の一つの摺動部材８０とから
成る。段付きピストン７６，７８は、ハウジング
１２に設けられた左右のピストン室７２，７４内
に摺動自在に嵌装され、摺動部材８０は、該ピス
トン室７２，７４間に設けられたそれより内径の
小さい案内孔９２に摺動自在に嵌装されている。
そして、これら段付きピストン７６，７８と摺動
部材８０とは同一軸線上に位置し、また左右の段
付きピストン７６，７８は摺動部材８０を挾んで
互いに向き合つている。 各段付きピストン７６，７８は、ピストン室７
２，７４に案内される直径の大きい大径部８８
と、摺動部材８０の左右両端面に設けられている
盲孔９４，９６にそれぞれ嵌合する小径部９０と
を有する。大径部８８には、ピストン室７２，７
４の内周面との間をシールするＯリング等の密封
部材が取り付けられ、また小径部９０にも、盲孔
９４，９６の内周面との間をシールする密封部材
が取り付けられている。各段付きピストン７６，
７８にはまたその軸線に沿つて貫通する貫通孔８
４が設けられている。 摺動部材８０には、その中央部において台形に
窪む凹部９８が形成されている。感知手段である
電気的スイツチ８２がこの凹部９８に対応してハ
ウジング１２に取り付けられている。このスイツ
チ８２はローラを介して凹部９８の傾斜縁部と協
働し、摺動部材８０が左または右に偏倚すると、
該スイツチ８２が切り換わりアウトポート２２に
接続された被制御装置が停止される。 左右のピストン室７２，７４は、ハウジング１
２に設けられた左右の通路６４，６６、及び弁部
材１８，１９を案内するシリンダの上端外周に設
けられた環状通路６０，６４を介して交差通路５
２，５４と連通されている。 圧力平衡弁部材７０は次のように動作する。 第１図に示した不作用位置では、インポート２
０からの圧力媒体が弁部材１８，１９とそれを案
内するシリンダとの間隙から、通路６４，６６を
経てピストン室７２，７４にも流入する。両段付
きピストン７６，７８はこの流入した圧力媒体の
圧力Ｐを受け、それらの肩部がピストン室７２，
７４の段部８６に係合する位置まで互いに内方へ
摺動される。このため、摺動部材８０は両段付き
ピストン７６，７８で両側から押されて中立位置
に保持される。 第２図に示した作用位置では、両弁座４４，４
５が開放されるため、その開放した弁座４４，４
５及び通路６４，６６を介して両ピストン室７
２，７４に同じ圧力Ｐが作用するため、摺動部材
８０は偏倚しないで中立位置に留まる。この場
合、摺動部材８０を中立位置に保持しようとする
受圧力は、ピストン室７２，７４の断面積、つま
り段付きピストン７６，７８の大きい面の面積Ａ
１に対応するところ、摺動部材８０を左方または
右方へ偏倚させようとする受圧力は、盲孔９４，
９５の断面積、つまり段付きピストン７６，７８
の小さい面積Ａ２に対応するため、面積差分の受
圧差がある。従つて、圧力媒体の圧力に微小の圧
力変動が生じても、摺動部材８０は中立位置から
不用意に左方または右方へ偏倚することはない。 第３図に示した誤動作状態では、左側のピスト
ン室７２には、インポート２０からの圧力媒体が
環状通路６０及び通路６４を介して入るが、右側
のピストン室７４は、通路６６、環状通路６２及
び開放した弁座４５及び弁座４２を介してエキゾ
ーストポート２４と連通し、大気に開放される。
このため、左側の段付きピストン７６は段部８６
に係合したままであるが、右側の段付きピストン
７８は、摺動部材８０によつて右側のピストン室
７８の右端面に達するまで右方へ押動される。該
段付きピストン７８がこのように右側に偏倚する
ことにより、圧力媒体は、左側のピストン室７２
から左側の段付きピストン７６の貫通孔８４を経
て摺動部材８０の左側の盲孔９４に流入する。そ
して、供給圧力Ｐの全部が摺動部材８０に作用
し、該摺動部材８０を右方へ摺動させる。この摺
動中、摺動部材８０の凹部９８の傾斜縁部がスイ
ツチ８２を第１図の位置から第３図の位置へ切り
換える。このスイツチ８２の切換を利用して被制
御装置または電磁パイロツト弁２６，２８を停止
させることができる。 誤動作状態が解消されると、右側のピストン室
７４には再び供給圧力Ｐの圧力媒体が供給される
ので、右側の段付きピストン７８は右側のピスト
ン室７４の段部８６に係合するまで左方へ押動さ
れ、摺動部材８０が中立位置に戻される。 各段付きピストン７６，７８の大径部８８と小
径部９０との受圧面積差は例えば２対１にすると
よい。なお、ここでいう受圧面とは直径が大径部
８８または小径部９０の外径に等しい端面のこと
である。 このような圧力平衡部材７０にすると、第３図
において作用圧力の全部が段付きピストン７６，
７８の一方の受圧面Ａ１に作用し、他方の受圧面
Ａ２には大気圧しか作用しないので、誤動作時に
大きな調整力を生じさせることができる。 圧力平衡部材７０の感知感度は任意に調整でき
る。例えば、段付きピストン７６，７８の受圧面
の面積差を上記のように２対１とした上、ピスト
ン室７２，７４と狭い通路６４，６６との容積を
適当に選ぶことにより、微妙に調整できる。 圧力平衡部材７０と環状通路６０，６２との間
の圧力変化から、弁座４４，４５の個所における
漏洩をスイツチ８２により監視することもでき
る。例えば、第１図の状態において弁座４４に漏
洩が生じ、その漏洩量が、弁部材１８とハウジン
グ１２との間の間隙からピストン室７２へ入る量
より大である場合には、圧力媒体はピストン室７
２から流出する。このため、該ピストン室７２内
の圧力が減少し、摺動部材８０が左方へ偏倚して
スイツチ８０が切り換えられる。 以上、本発明の好適な実施例を説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、その基本
思想を逸脱しない範囲で種々の変形及び変更を加
えることができる。

【発明の効果】 本発明によれば、摺動部材を中立位置に保持し
ようとする受圧力が、中立位置から偏倚させよう
とする受圧力よりも大きくなるようにしたので、
圧力スイツチを用いた従来例の如く、一対の切換
弁が開閉作動するたびに圧力スイツチが切り換わ
るためその耐久性が悪いとか、交差通路内の僅か
な圧力変動により圧力スイツチが切り換わつてし
まうことから、正常に動作していても誤動作信号
を出力する恐れがある等の問題を解消できる。 また、二重ピストンを両側のばねで中立位置に
面積する従来例の如く、二重ピストンとシリンダ
との間をシールするパツキンの摩擦のために、二
重ピストンを正確に中立位置に保持することが難
しいとか、二重ピストンの応答性がばねにより悪
くなるため、誤動作検知が遅れる等の問題も解消
でき、応答性良く正確に検知できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による安全弁装置を中立位置す
なわち不作用位置で示した断面図、第２図はこれ
を作用位置で示した断面図、第３図は誤動作状態
の断面図である。 １０……安全弁装置、１２……ハウジング、１
４，１５……切換弁、１６，１７……弁ピスト
ン、１８，１９……弁部材、２０……インポー
ト、２２……アウトポート、２４……エキゾース
トポート、４２，４３，４４，４５……弁座、５
２，５４……交差通路、６４，６６……通路、７
２，７４……ピストン室、７６，７８……段付き
ピストン、８０……摺動部材、８２……スイツ
チ、８４……貫通孔、８８……大径部、９０……
小径部、９２……案内孔、９４，９６……盲孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インポート２０とアウトポート２２とエキゾ
   ーストポート２４とが設けられたハウジング１２
   内に、一対の切換弁１４，１５を並列して嵌装
   し、この切換弁１４，１５個々には、上記インポ
   ート２０とアウトポート２２との間の第１の弁座
   ４４，４５と協働する第１の弁部１８，１９と、
   アウトポート２２とエキゾーストポート２４との
   間の第２の弁座４２，４３と協働する第２の弁部
   １６，１７とを設け、両切換弁１４，１５相互に
   おいては、一方の切換弁の第１の弁座がハウジン
   グ１２に設けられた交差通路５２，５４によつて
   他方の切換弁側から上記インポート２０と連通さ
   れ、両方の第１の弁座４４，４５が同時に開いた
   ときにインポート２０からアウトポート２２に圧
   力媒体が流れる安全弁装置において、前記ハウジ
   ング１２に、前記交差通路５２，５４と通路６
   ４，６６を介して連通された一対のピストン室７
   ２，７４を対向して設けるとともに、これらピス
   トン室７２，７４間にそれより内径が小さい案内
   孔９２を設け、該案内孔９２にピストン室７２，
   ７３内の圧力媒体の圧力を両端に受ける摺動部材
   ８０を摺動自在に嵌装するとともに、上記ピスト
   ン室７２，７４に、圧力媒体により上記摺動部材
   ８０を互いに反対方向に押して中立位置に保持す
   る段付きピストン７６，７８をそれぞれ摺動自在
   に嵌装し、また上記摺動部材８０の摺動を感知す
   る感知手段８２を備えたことを特徴とする安全弁
   装置。 ２ 前記摺動部材８０の両端面に盲孔９４，９６
   が設けられ、前記段付きピストン７６，７８が、
   これら盲孔９４，９６にそれぞれ嵌合する小径部
   ９０と前記ピストン室７２，７４の段部８６に係
   合する大径部８８とを有することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の安全弁装置。 ３ 各段付きピストン７６，７８が軸線方向の貫
   通孔８４を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第２項に記載の安全弁装置。 ４ 各段付きピストン７６，７８の大径部８８が
   小径部９０よりほぼ２倍の受圧面を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第２項または第３項に
   記載の安全弁装置。