JPH0587302U - 安全電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エアアクチュエータを用いたあらゆるエア機
器に適用でき、主切換弁に飛び出し防止と残圧除去の両
機能をもたせることを課題とする。 【構成】 ４ポート又は５ポートの安全電磁弁１におい
て、固定スリーブ３内に可動スリーブ４が摺動自在に嵌
合され、可動ランド６，７を有するスプール５が可動ス
リーブ内に摺動自在に挿通され、スプールには３個のス
トッパー10，11，12が配設され、３個のストッパーのそ
れぞれの間に可動ランドが配設され、可動ランドがシフ
トスプリング13，14によって弾圧され、少なくとも５位
置を有するようにした。５ポートのうち２ポートはエア
アクチュエータに連通させ、他の１ポートはエア源に連
通させ、残りのポートは大気に連通させる。可動スリー
ブが前端位置にあるとき、通常の切換弁として用いら
れ、しかも残圧除去の機能を有する。可動スリーブが後
端位置にあるときは飛び出し防止の機能を有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、各種機械の作動部材等をエアアクチュエータによって作動させるた めのエア機器に用いられ、エアアクチュエータの排気側の圧力が所定圧以下（例 えば大気圧）の場合に飛び出し暴走を防止し、またエアアクチュエータへのエア 供給停止後にエアアクチュエータの残圧を除去するための安全電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

エア供給を長時間停止後あるいは残圧除去後のエアアクチュエータには、その 排気側の圧力が所定圧以下（例えば大気圧）であるので、エアアクチュエータ作 動のためにエアを供給すると、ピストン等が飛び出し暴走することがある。その 対策として、従来は、主切換弁（メインバルブ）にプレッシャセンタ形３位置弁 を使用して、エアアクチュエータにいったんエアを入れてから起動したり、メー タイン制御をしたりしていた。 エア機器の故障修理、保全のための点検、非常停止後の点検等のために、保全 関係者がエア機器を操作する場合に、エア供給停止後のエアアクチュエータに閉 じ込められていたエア（圧縮気体）によってエアアクチュエータが作動し、人身 事故を起こすことがあった。その対策として、従来は、主エア回路に残圧除去弁 を配設し、エアの供給停止後に残圧除去弁を操作して主エア回路内のエアを大気 中に開放し、残圧を除去していた。（従来の飛び出し防止技術、残圧除去技術に ついては、１９８９年２月２５日、オーム社発行「新版・油空圧便覧」第４３９ 〜４４０頁参照）

【０００３】 従来の飛び出し防止技術については、主切換弁にプレッシャセンタ形３位置弁 を使用できるのは特殊な場合に限られ、またメータイン制御を飛び出し防止のた めに用いると、その他の制御が限定され、希望する動作の実現が困難となる。ま た、従来の残圧除去技術は、主エア回路の残圧を除去するのみであるから、中央 位置でポートＡ，Ｂがブロックされたクローズセンタ形の切換弁等を主切換弁と して用いると、主空気圧回路の残圧が除去されてもエアアクチュエータには残圧 が存在する。従来の残圧除去技術は、その適用可能な範囲が制限されていた。 このように、従来の飛び出し防止技術及び残圧除去技術は、その適用範囲が極 めて制限され利用価値が低いという欠点がある。また、飛び出し防止技術と残圧 除去技術とは、互いに関係のない別々の技術であって、両技術を適用するとそれ だけ部品数がふえることとなる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の安全電磁弁は、従来の前記欠点を解消するものであって、エアアクチ ュエータを用いたあらゆるエア機器に適用でき、主切換弁に飛び出し防止と残圧 除去の両機能をもたせることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記課題を達成するために、４ポート又は５ポートの安全電磁弁に おいて、固定スリーブ内に可動スリーブが摺動自在に嵌合され、可動ランドを有 するスプールが可動スリーブ内に摺動自在に挿通され、スプールには３個のスト ッパーが配設され、３個のストッパーのそれぞれの間に可動ランドが配設され、 可動ランドがシフトスプリングによって弾圧され、少なくとも５位置を有するよ うにした。 なお、本考案の解釈に当たっては、次の事項を考慮しなければならない。 ４ポート又は５ポートのうち２ポートはエアアクチュエータ（例えば、エ アシリンダ、エアモータ。）に連通され、他の１ポートはエア源に連通され、残 りのポートは大気に連通される。 本考案において、エア（圧縮空気）という用語は、所定の圧力をもったす べての気体（空気、窒素ガスを含む。）を意味し、主切換弁（メインバルブ）に 供給するエア源と可動スリーブ移動用のエア源とは、同一であっても別物であっ てもよい。 本考案において、安全電磁弁の操作方式はソレノイド式、電磁エアパイロ ット式のみならず機械式、人力式等のあらゆる操作手段を包含するものとする。 本考案において、安全電磁弁のスプールの作動位置は、中央位置、前端位 置、後端位置の３位置のみならず、前記３位置の中間の任意の位置をとることが でき、スプール等を入力信号に比例した位置とする比例制御が可能である。 本考案の安全電磁弁は、サブプレート（マニホールドブロック）と連結す る構成にできることは勿論である。

【０００６】

【作用】

４ポート又は５ポートのうち２ポートはエアアクチュエータに連通させ、他の １ポートはエア源に連通させ、残りのポートは大気に連通させる。可動スリーブ が前端位置にあるとき、安全電磁弁にエアが供給されると、可動ランドがシフト スプリングの弾発力に抗して移動し、通常の切換弁（例えばクローズセンター形 ）として作用する。安全電磁弁へのエアの供給が停止されると、可動ランドがシ フトスプリングの弾発力によって残圧除去位置に移動され、エアアクチュエータ に連通される２つのポートが大気に連通され、残圧が除去される。可動スリーブ が後端位置にあるとき、安全電磁弁にエアが供給されると、可動ランドがシフト スプリングの弾発力に抗して移動し、飛び出し防止位置となる。このとき、エア 源に連通されるポートは、絞りを介してエアアクチュエータに連通される２つの ポートに連通され、エアがエアアクチュエータに徐々に供給される。

【０００７】

【実施例】

図１〜３は本考案の第１実施例の安全電磁弁１をあらわし、図４は第１実施例 の安全電磁弁１を適用した回路図である。安全電磁弁１のボディ２（複数のブロ ックが連結されたもの）の軸方向に穿設された中央孔に固定スリーブ３が配設、 固定され、固定スリーブ３内に可動スリーブ４が摺動自在に嵌合され、第１可動 ランド６・第２可動ランド７を有するスプール５が可動スリーブ４内に摺動自在 に挿通される。固定スリーブ３の前方（図１で左方）には段付のピストン室16が 形成され、可動スリーブ４の前方部外側に形成された環状ピストン15が、ピスト ン室16内に摺動自在に嵌合される。可動スリーブ４の環状ピストン15の後端面（ 図１で右端面）と固定スリーブ３の前端面（図１で左端面）との間に、スプリン グ17が配設され、スプリング17は可動スリーブ４を前方に弾圧する。ボディ２の 一側（図１で上側）にＡポート、Ｂポートがボディ２の前方から順に開口され、 ボディ２の他側（図１で下側）にPLポート、RAポート、Ｐポート、RBポートがボ ディ２の前方から順に開口される。スプール５には前方から順に第１ランド８、 第１ストッパ11、第１ロッド18、中央ストッパ10、第２ロッド19、第２ストッパ 12、第２ランド９が連設される。第１ロッド18及び第２ロッド19には第１可動ラ ンド６及び第２可動ランド７がそれぞれ摺動自在に挿通される。第１ランド８・ 第１可動ランド６間及び第２可動ランド７・第２ランド９間には、それぞれ第１ シフトスプリング13及び第２シフトスプリング14が配設され、第１可動ランド６ 及び第２可動ランド７をそれぞれ中央ストッパ10に向けて弾圧する。固定スリー ブ３には通孔が５ケ所穿設され、前方から順に第１通孔、第２通孔、第３通孔（ 内側に幅広の環状溝が形成される。）、第４通孔、第５通孔と称する。固定スリ ーブ３の第１通孔はRAポートに連通され、第２通孔はＡポートに連通され、第３ 通孔はＰポートに連通され、第４通孔はＢポートに連通され、第５通孔はRBポー トに連通される。可動スリーブ４には通孔が５ケ所穿設され、前方から順に第６ 通孔、第７通孔（外側にやや幅広の環状溝が形成される。）、第８通孔（外側に 幅広の環状溝が形成される。）、第９通孔、第10通孔と称する。可動スリーブ４ が前端位置（図１で左端位置）にあり、スプールが中央位置にある、図１に示す 状態において、第１通孔と第６通孔とが対向位置にあり、同様に第２通孔と第７ 通孔、第３通孔と第８通孔、第４通孔と第９通孔、第５通孔と第10通孔がそれぞ れ対向位置にある。ボディ２の後端にダブルソレノイド20が配設され、ダブルソ レノイド20への入力信号に応じて、スプール５が移動される。ボディ２の他側に 開口するPLポートは、ピストン室16の前端に連通される。ボディ１の前端壁にエ ア抜き21が形成され、ピストン室16の後端をエア抜き22を介して大気に連通させ る。図５に示すとおり、安全電磁弁１のＡポートはエアシリンダ26のヘッド側に 連通され、Ｂポートはエアシリンダ26のロッド側に連通され、RAポート・RBポー トは大気に連通され、Ｐポートは元バルブ27に連通される。

【０００８】 次に第１実施例の安全電磁弁１の作用について説明する。図１に示す状態のと き、PLポートが大気に連通されて、可動スリーブ４がスプリング17により弾圧さ れて前端位置にあり、ダブルソレノイド弁20はすべて非通電であって、スプール ５が中央位置にある。そして、元バルブ27は位置Ｉにあって、Ｐポートには所定 圧以上のエアが供給され、第１可動ランド６及び第２可動ランド７が、第１シフ トスプリング13及び第２シフトスプリング14の弾発力に抗して移動され、第１ス トッパ11及び第２ストッパ12にそれぞれ当接されている。ここで、可動スリーブ ４が前端位置で、スプール５が中央位置にあるときの位置を位置と称し、位置 で元バルブ27が位置IIにあるときの位置を、位置Ｉ（図５を参照）と称する こととする。このとき、第１可動ランド６及び第２可動ランド７は第７通孔及び 第９通孔をそれぞれ閉鎖し、Ａポート、Ｂポート、RAポート、Ｐポート、RBポー トがすべてブロックされる。（クローズセンター形となる。） 図１に示す状態（図５の位置Ｉ）において、ダブルソレノイド20の一方のソ レノイドに通電すると、スプール５が前端位置（図１で左端位置。図５の位置 Ｉ）に切り換えられ、エアはＰポート、第３通孔、第８通孔、第７通孔、第２通 孔、Ａポートを通ってエアシリンダ26のヘッド側に流入し、エアシリンダ26のロ ッド側のエアはＢポート、第４通孔、第９通孔、第10通孔、第５通孔、RBポート を通って大気に流出される。反対にダブルソレノイド20の他方のソレノイドに通 電すると、スプール５が後端位置（図１で右端位置。図５の位置Ｉ）に切り換 えられ、エアはＰポート、第３通孔、第８通孔、第９通孔、第４通孔、Ｂポート を通ってエアシリンダ26のロッド側に流入し、エアシリンダ26のヘッド側のエア はＡポート、第２通孔、第７通孔、第６通孔、第１通孔、RAポートを通って大気 に流出される。このように、可動スリーブ４が前端位置にあるときは、通常の主 切換弁としての作用を生ずる。 非常停止のとき、ダブルソレノイド20のすべてが非通電となって、スプール５ が中央位置となり、PLポートが大気に連通されて、可動スリーブ４が前端位置と なり（位置）、更に元バルブ27が位置IIに切り換えられて、Ｐポートが大気に 連通されてＰポート圧力が所定圧力以下になり、第１可動ランド６及び第２可動 ランド７が、第１シフトスプリング13及び第２シフトスプリング14の弾発力によ って移動され、中央ストッパ10に当接する位置（図３に示す残圧除去位置。図５ の位置II）に切り換えられる。Ａポートは第２通孔、第７通孔、第６通孔、第 １通孔、RAポートを介して大気に連通され、同様にＢポートは第４通孔、第９通 孔、第10通孔、第５通孔、RBポートを介して大気に連通され、エアシリンダ26の 両側の残圧は除去される。

【０００９】 図１に示す状態（図５の位置Ｉ）において、PLポートを通してピストン室16 にエアを流入すると、可動スリーブ４が、スプリング17の弾発力に抗して移動さ れ、後端位置（図２に示す飛び出し防止位置。図５の位置Ｉ）に切り換えられ る。エアはＰポートから第３通孔と第７通孔によって流量を調整され、また第７ 通孔と第２通孔によって流量を調整され、Ａポートを通ってエアシリンダ26のヘ ッド側に流入し、同様にＰポートから第３通孔と第８通孔によって流量を調整さ れ、また第８通孔と第４通孔によって流量を調整され、Ｂポートを通ってエアシ リンダ２６のロッド側に流入する。このように、エアシリンダ26の両側へエアが 流量を調整されて徐々に供給されるので、エアアクチュエータの飛び出しが防止 される。

【００１０】 図４は本考案の第２実施例の安全電磁弁23をあらわす。第２実施例では、可動 スリーブ４を移動させるためのエアを、外部の操作弁によって制御するのではな く、ピストン室16近傍に配設した補助切換弁24により制御する。そして、操作用 のエアは、Ｐポートから通路25を通して補助切換弁24に供給される。その余の点 は、第１実施例の安全電磁弁１と同様であるので、共通部分には第１実施例と同 一の符号を用い、共通部分の説明は省略する。

【００１１】

【考案の効果】

４ポート又は５ポートのうち２ポートはエアアクチュエータに連通させ、他の １ポートはエア源に連通させ、残りのポートは大気に連通させる。可動スリーブ が前端位置にあるとき、通常の切換弁として、また残圧除去として機能する。可 動スリーブが後端位置にあるとき、安全電磁弁にエアが供給されると、可動ラン ドがシフトスプリングの弾発力に抗して移動し、絞りを介してエアアクチュエー タにエアが徐々に供給され、飛び出し防止となる。 本考案の安全電磁弁は、主切換弁に飛び出し防止と残圧除去の両機能をもたせ たものであって、エアアクチュエータを用いたあらゆるエア機器に適用できる。 しかも、この安全電磁弁を主切換弁として用いると、飛び出し防止弁や残圧除去 弁を別に配設しなくても、飛び出し防止と残圧除去の作用を生ずるので、部品点 数の減少、製品の小型化、コストの低減等にも役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例の安全電磁弁（通常の状態
にある）の縦断面図である。

【図２】本考案の第１実施例の安全電磁弁（飛び出し防
止位置にある）の縦断面図である。

【図３】本考案の第１実施例の安全電磁弁（残圧除去位
置にある）の縦断面図である。

【図４】本考案の第２実施例の安全電磁弁の縦断面図で
ある。

【図５】本考案の安全電磁弁を適用した回路図である。

【符号の説明】

１ 安全電磁弁 ３ 固定スリーブ ４ 可動スリーブ ５ スプール ６ 第１可動ランド ７ 第２可動ランド 10 中央ストッパ 11 第１ストッパ 12 第２ストッパ 13 第１シフトスプリング 14 第２シフトスプリング 23 安全電磁弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定スリーブ内に可動スリーブが摺動自
   在に嵌合され、可動ランドを有するスプールが可動スリ
   ーブ内に摺動自在に挿通され、スプールには３個のスト
   ッパーが配設され、３個のストッパーのそれぞれの間に
   可動ランドが配設され、可動ランドがシフトスプリング
   によって弾圧され、少なくとも５位置を有する４ポート
   又は５ポートの安全電磁弁。