JPH029230B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はモニター用二重安全弁、特に誤作動を
表示するために改良し簡素化した二重安全弁に関
する。

〔従来技術〕

プレス機械等気体作動機械の安全装置を設ける
にあたつては、圧力導入口と気体作動機械の供給
口との間に二重の弁手段を設けることが提案され
てきた。かかる機構においては、両バルブエレメ
ントが開放位置にないかぎり圧力導入口から気体
作動機械に供給圧が付与されない。すなわち、一
方のバルブエレメントの誤作動がプレス機械に付
与される圧力を許容せず同気体作動機械を不作動
にする。このタイプの二重安全弁の例は、米国特
許第3670767号（1972年６月20日発行）、第
3757818号（1973年９月11日発行）、第3858606号
（1975年１月７日発行）、及び第4257455号（1981
年３月24日発行）に示されている。なお、上記米
国特許3670767号は1975年８月19日付にて第28520
号として再発行され更に1983年３月１日付にて第
31161号として再発行されている。

上記タイプの弁については、バルブエレメント
の一つが誤作動状態にて固着されるとこれを表示
して作業者に警告するモニター装置を設けること
が提案されている。例えば、上記米国特許第
4257455号に示されたモニター装置の一形態にお
いては、一方のバルブエレメントがその下流側に
て圧力を付与され他方のバルブエレメントがその
下流側にて圧力を付与されないと、誤作動信号が
表示されるように個々のバルブエレメントの下流
圧力に応答するシヤツトル弁が設けられている。
かかる機構は、両バルブエレメントの機能を正確
にモニターし得るため極めて有用であるが、複雑
であつて弁機構の複雑化の要因となつている。

また、他の形態のモニター装置においては、作
動中の機械に出力を付与する供給ポートに圧力感
知スイツチが設けられ、かつ排気ポートに通常制
限マフラによつて制限部が設けられている。しか
して、このモニター装置においては、弁部材の一
つが開放位置にて固着されると、誤作動信号を生
じさせ得る漏洩出力圧がもたらされる。しかしな
がら、かかるモニター装置は排気ポートに制限部
を用いることを要するため、関連機器の性能に逆
の影響を及ぼすおそれがある。

〔発明の目的〕

本発明の主たる目的は上記の問題を解消するに
あたつて、あらゆる条件下にて誤作動状態を表示
するため、二重弁機構の欠陥をモニターする手段
を設けてなる簡素化した低価格の装置を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

本発明はプレス機械等気体作動機械の制御系に
おける誤作動を検出して表示するための装置に実
施されるべき適用されるもので、この装置は入力
ポート、供給用出力ポート、排出ポート及び前記
入力ポート、出力ポート、排出ポート間の連通を
制御する三つの弁部をそれぞれ有する一対のバル
ブ手段を備えている。前記各バルブ手段の第１弁
部は前記入力ポートから前記各バルブ手段の中間
圧力領域への圧力連通を制御するのに有効であ
り、前記各バルブ手段の第２弁部は他方のバルブ
手段の中間圧力領域と前記出力ポートの連通を制
御するのに有効であり、さらに前記各バルブ手段
の第３弁部は前記出力ポートと前記排出ポートの
連通を制御するのに有効である。また、各バルブ
手段は前記第１及び第２弁部が閉じられかつ前記
第３弁部が開かれる第１位置と前記第１及び第２
弁部が開かれかつ前記第３弁部が閉じられる第２
位置に移動可能であり、前記両バルブ手段が前記
第２位置にあるとき前記入力ポートを前記出力ポ
ートに連通させるとともに前記出力ポートと前記
排出ポートの連通を閉じ、前記両バルブ手段が前
記第１位置にあるとき前記入力ポートと前記中間
圧力領域の連通を閉じかつ前記中間圧力領域と前
記出力ポートの連通を閉じるとともに前記出力ポ
ートと前記排出ポートの連通を開き、さらに前記
両バルブ手段が前記第２位置にないとき前記出力
ポートへの圧力連通をなくすようにしてある。し
かして、本発明においては、前記両バルブ手段の
中間圧力領域における圧力を検出して前記両バル
ブ手段のいずれか一方が前記第１位置にあるよう
なとき誤作動信号を発生する手段が設けられてい
る。

〔実施例〕

図面において、本発明のモニター用二重安全弁
が符号１１にて示され、符号１２にて示したハウ
ジングを備えている。ハウジング１２は、その一
側に入力ポート１３を有しその他側にて供給用出
力ポート１４を有している。この場合、供給用出
力ポート１４はプレス機械用クラツチ−ブレーキ
の作動室となり得る作動室１５に接続されてい
て、作動室１５の圧力付与がクラツチの係合をも
たらしてプレス機械を作動させ、反対に作動室１
５からの排気がプレス機械のブレーキ作動をもた
らすようになつている。

入力ポート１３はハウジング１２の底部に隣接
する圧力導入室１７に圧力流体を導くハウジング
通路１６に連通している。また、通路１６は２つ
のパイロツトバルブ１９，２０に圧力流体を供給
し得るポート１８に連通している。パイロツトバ
ルブ１９，２０はハウジング１２の頂部に支持さ
れたバルブブロツク２１内に設けられていて、図
示のように、それぞれソレノイド２２と２３によ
り駆動される常閉型の三方向パイロツトバルブと
して構成されている。この場合、ソレノイド２
２，２３が消磁されているときには、各パイロツ
トバルブの流出口からハウジング１２内に連通し
ている通路２４，２５が各パイロツトバルブの適
宜な排気口（図示しない）に接続され、ソレノイ
ド２２，２３が励磁されると、通路２４，２５が
バルブブロツク２１内に形成した供給ポート２
８，２９に連通するポート１８から圧力流体を付
与される。

符号３１と３２により示したバルブ茎部を有す
る一対の弁部材がハウジング１２内に設けられて
いる。バルブ茎部３１，３２は同一に構成されて
いてその軸心に挿通した各ロツド３３の上部に各
ピストン３４が固着されている。各ピストン３４
は供給ポート２４，２５によつて圧力流体を付与
される各シリンダ３５に摺動可能に嵌装されてい
る。各ロツド３３の下端に形成した延長部３６は
ハウジング１２の下部に設けた支持体３７により
支持されている。かくして、バルブ茎部３１，３
２はその摺動時その中間部よりむしろその両端に
て半径方向に支持されている。各弁部材は各ロツ
ド３３の延長部３６に固着され圧力導入室１７内
に位置する圧力導入用のポペツトバルブ３８を備
えている。このポペツトバルブ３８は弁座３９に
係合可能であつて、同弁座３９に対して一端を支
持体３７にて支持したスプリング４１より付勢さ
れている。しかして、各ポペツトバルブ３８は導
入室圧力を付与されて密閉状態に保持される。

一対のスプールバルブ４２はバルブ茎部３１，
３２の中間部分に形成されていて、これら各スプ
ールバルブ４２はロツド３３により支持されてハ
ウジング内孔４５内のランド４４と協働するスリ
ーブ４３上の拡大部として形成されている。図示
のように、各スプールバルブ４２は符号４６にて
示した所定の僅かな隙間を付与して設けられ、こ
の隙間によつて圧力流体の洩れ量が定められ制御
される。かかる構成において、各バルブ茎部に作
用する側圧が各スプールバルブ４２それ自体より
もむしろ各ピストン３４と各延長部３６によつて
抵抗されるため、各スプールバルブ４２はランド
４４との摩擦または摺接により摩耗しないように
なつている。したがつて、連続的な使用後に各ス
プールバルブ４２を通過する僅かな洩れが予測さ
れ何等顕著な変化も呈さない。

一対のクロスオーバー通路４７，４８は各ポペ
ツトバルブ３８の下流にて各内孔４５により形成
した中間圧力室から他方のバルブ茎部のスプール
バルブ４２に連通して設けられている。すなわ
ち、クロスオーバー通路４７はバルス茎部３１側
のポペツトバルブ３８の下流に位置する中間圧力
室をバルブ茎部３２側のスプールバルブ４２に接
続し、一方クロスオーバー通路４８はバルブ茎部
３２側のポペツトバルブ３８の下流に位置する中
間圧力室をバルブ茎部３１側のスプールバルブ４
２に連通している。かくして、各スプールバルブ
４２は各ポペツトバルブ３８の下流にて直列に位
置する第２の導入弁として機能する。供給用出力
室４９には各スプールバルブ４２の上部にてハウ
ジング１２内に位置する通路５１が形成されてい
て、この通路５１は各スプールバルブ４２から出
力室４９に連通している。なお、出力室４９は供
給用出力ポート１４に連通している。

一対の排気用ポペツトバルブ５２は各ピストン
３４に隣接する各バルブ茎部３１，３２の端部に
設けられている。この構成において、各バルブ茎
部が非作動位置にあるとき各ポペツトバルブ５２
は各弁座５３から離間されて圧力室４９が排出ポ
ート５５を有する排気室５４に接続されるのを許
容する。かくして、出力ポート１４は排気ポート
５５と並列に接続され、一方同ポート１４はそれ
ぞれ２つのバルブを直列に備えた２つの平行な径
路を介して入力ポート１３に接続されている。

バルブブロツク２１は上記弁機構の誤作動を表
示するモニター手段を備えている。このモニター
手段は各ポペツトバルブ３８の下流における中間
圧力室の圧力を表わす信号を付与される。この目
的のために一対の検出ポート５６，５７がハウジ
ング１２内に形成されポペツトバルブ３８の下流
かつスプールバルブ４２の上流に位置する各内孔
４５からハウジング１２の上面に延出している。
これらのポート５６，５７は通常その大きさが制
限されていてバルブブロツク２１に形成した検出
用ポート５８，５９にそれぞれ連通している。ポ
ート５８，５９はプラグ６２によつて一端を閉塞
した穿孔通路６１によつて横切られている。通路
６１は符号６３にて示した圧力応答手段に連通し
ている。この場合、圧力応答手段６３は圧力応答
スイツチまたはその他の圧力感知手段であればよ
く、通路６１に所定の大きさの圧力が存在すると
き信号を発生する。

作動において、ソレノイド２２，２３が消磁さ
れている初期状態にあるとき、本発明よる二重安
全弁は第１図に示した位置にある。すなわち、両
ポペツトバルブ３８と両スプールバルブ４２は閉
じられ出力室４９は平行な排気用ポペツトバルブ
５２を介して排気ポート５５に接続されている。
この状態にて内孔４５により形成した中間圧力室
には圧力が存在しない。従つて、両検出用ポート
５６，５７は圧力を付与されず圧力応答手段６３
は圧力がないことを感知する。この場合、ポペツ
トバルブ３８がその背後の圧力によつて閉止位置
にあることは、内孔４５によつて形成した中間圧
力室に圧力が存在しないことを保証する。一対の
押ボタン６４，６５の押圧によりコントロールス
イツチ６６を閉じてソレノイド２２，２３に接続
した導線６７を通電させると、ソレノイド２２，
２３が励磁され、第２図に示したように、各シリ
ンダ３５が圧力を付与されてバルブ茎部３１，３
２が下方にシフトされる。これにより、各バルブ
茎部のポペツトバルブ３８とスプールバルブ４２
が開き、圧力流体がバルブ茎部３１側のポペツト
バルブ３８とバルブ茎部３２側のスプールバルブ
４２を通して圧力室４９に流れ、同時にバルブ茎
部３２側のポペツトバルブ３８とバルブ茎部３１
側のスプールバルブ４２を通して同圧力室４９に
流れる。この時、排気用ポペツトバルブ５２は閉
じられ作動室１５に圧力が付与される。かくし
て、圧力が入力ポート１３から圧力室４９に付与
され同圧力が出力ポート１４から作動室１５に付
与されると、検出用ポート５６，５７にて圧力信
号が検知される。かかる状態を検出するため、圧
力応答手段６３に電気回路（図示しない）が接続
されているも、上記のようにソレノイド２２，２
３が励磁された状態にては圧力応答手段６３が誤
作動信号を発生しないようになつている。なお、
両ソレノイド２２，２３が励磁されたとき誤作動
信号をもたらさないようにするためには公知の他
の電気回路が設けられてもよい。また、ソレノイ
ド２２，２３の消磁は各ピストン室３５の排気を
もたらし、圧力導入室１７の内圧に助成された各
スプリング４１が両バルブ茎部を上方にシフトさ
せ各ポペツトバルブ５２を開くとともに各ポペツ
トバルブ３８と各スプールバルブ４を閉じる。か
くして、作動室１５は排気され、検出ポート５
６，５７内の圧力がゼロまで低下する。しかし
て、上記した両バルブ茎部３１，３２の上下動の
最中には、スプールバルブ４２はそれに対応する
ランド４４に摺接しないため、スプールバルブ４
２の洩れ量を増大させるような摩耗又は腐食はほ
とんど発生しない。

ところで、バルブ茎部３１，３２のいずれか一
方が上記の作動サイクル中にその開放位置にて固
着されると、圧力応答手段６３が誤作動信号をも
たらす。この状態が第３図に概略的に示されてい
て、この図においては、バルブ茎部３２がその開
放位置にて固着されたことが想定されている。か
かる事態が生じると、入力ポート１３からの圧力
が開位置にあるバルブ茎部３２のポペツトバルブ
３８を通して付与される。しかしながら、閉位置
になるバルブ茎部３１のスプールバルブ４２は閉
じているため、同圧力は作動室１５に付与されな
い。なお、バルブ茎部３２のスプールバルブ４２
から僅かに洩れる圧力流体はバルブ茎部３１のポ
ペツトバルブ５２を通して直ちに排気される。か
かる状態にては、導入圧力よりも僅かに低い圧力
がバルブ茎部３２のポペツトバルブ３８の上方に
て内孔４５によつて形成した中間圧力室に付与さ
れ、この圧力が検出用ポート５７を介して圧力応
答手段６３に伝達され誤作動信号を発生させる。
なお、このとき押ボタン６４，６５はもはや押圧
されていないため、上記の電気回路は圧力応答手
段６３の作動を制御せず、誤作動信号が発せられ
る。また、バルブ茎部３１がその開位置にて固着
した場合には上記と同様の状態がもたらされるこ
とは明らかである。この場合、圧力信号は検出用
ポート５６から伝達され圧力応答手段６３を作動
させる。

また、本発明の実施にあたつては、必要に応じ
て、圧力応答手段６３が誤作動信号を発生した直
後に押ボタン６４，６５を押してもソレノイド２
２，２３が作動しないようにする適宜な手段が設
けられてもよい。かかる手段はこの種の技術分野
にて容易であると思われるのでその詳細な説明は
省略する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成した安全モニターを
備えた二重弁機構の断面図、第２図は第１図の部
分断面図、第３図は誤作動状態における上記二重
弁機構を概略的に示した図である。 符号の説明 １３……入力ポート、１４……出
力ポート、１５……作動室、３１，３２……バル
ブ茎部、３３……ロツド、３４……ピストン、３
８……圧力導入用ポペツトパルブ、４２……スプ
ールバルブ、４５……内孔（中間圧力領域）、４
７，４８……クロスオーバー通路、４９……出力
室、５２……排気用ポペツトパルブ、５４……排
気室、５５……排出ポート、５６，５７……検出
用ポート、６３……圧力応答手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力ポート、供給用出力ポート、排出ポート
   及び三つの弁部をそれぞれ有する一対のバルブ手
   段を備えてなり、前記各バルブ手段の第１弁部が
   前記入力ポートから前記各バルブ手段の中間圧力
   領域への圧力連通を制御するのに有効であり、前
   記各バルブ手段の第２弁部が他方のバルブ手段の
   中間圧力領域と前記出力ポートの連通を制御する
   のに有効であり、さらに前記各バルブ手段の第３
   弁部が前記出力ポートと前記排出ポートの連通を
   制御するのに有効であつて、前記各バルブ手段が
   前記第１及び第２弁部が閉じられかつ前記第３弁
   部が開かれる第１位置と前記第１及び第２弁部が
   開かれかつ前記第３弁部が閉じられる第２位置に
   移動可能であり、前記両バルブ手段が前記第２位
   置にあるとき前記入力ポートを前記出力ポートに
   連通させるとともに前記出力ポートと前記排出ポ
   ートの連通を閉じ、前記両バルブ手段が前記第１
   位置にあるとき前記入力ポートと前記中間圧力領
   域の連通を閉じかつ前記中間圧力領域と前記出力
   ポートの連通を閉じるとともに前記出力ポートと
   前記排出ポートの連通を開き、さらに前記両バル
   ブ手段が前記第２位置にないとき前記出力ポート
   への圧力連通をなくすようにした弁機構であつ
   て、前記両バルブ手段の中間圧力領域における圧
   力を検出して前記両バルブ手段のいずれか一方が
   前記第１位置にあるようなとき誤作動信号を発生
   する手段を設けたことを特徴とするプレス機械等
   の気体制御系における誤作動を検出する弁機構。 ２ 前記圧力検出手段が前記各バルブ手段の中間
   圧力領域から単一の圧力応答手段に連通する一対
   の圧力検出ポートを備えてなる特許請求の範囲第
   １項に記載の弁機構。 ３ 前記圧力応答手段がスイツチを備えてなる特
   許請求の範囲第２項に記載の弁機構。