JPH0587379U - 安全電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁操作式の主切換弁に飛び出し防止機能を
もたせ、エアアクチュエータを用いたあらゆるエア機器
に適用できるようにすることを課題とする。 【構成】 Ａ、Ｐ、Ｒのすべてのポートが閉鎖された中
央位置と、ＡポートがＲポートに連通する戻り位置と、
ＰポートがＡポートに連通する送り位置とを有する３ポ
ートバルブにおいて、ＰポートがＡポートに絞られた状
態で連通する飛び出し防止位置を設けた。Ａポートをエ
アアクチュエータに連通させ、Ｐポート、Ｒポートをそ
れぞれエア源、大気に連通させる。エアアクチュエータ
内の残存エアが除去された状態において、エアアクチュ
エータにエアを送って作動させたいときには、安全電磁
弁を飛び出し防止位置に切り換える。すると、エアは絞
りを介して徐々にエアアクチュエータに供給され、エア
アクチュエータの飛び出しが防止される。

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。（従来の飛び出し防止技術については、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。こ のように、従来の飛び出し防止技術は、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。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、従来の前記欠点を解消するものであって、電磁操作式の主切換弁に 飛び出し防止機能をもたせ、エアアクチュエータを用いたあらゆるエア機器に適 用できるようにすることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案の安全電磁弁は、前記課題を達成するために、Ａ、Ｐ、Ｒのすべてのポ ートが閉鎖された中央位置と、ＡポートがＲポートに連通する戻り位置と、Ｐポ ートがＡポートに連通する送り位置とを有する３ポートバルブであって、Ｐポー トがＡポートに絞られた状態で連通する飛び出し防止位置を設けた。 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。 Ａ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。） に主切換弁を介し又は介さずに連通されるポートであり、Ｐポート，Ｒポートは それぞれエア源，大気中に連通されるポートである。 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、切換弁に供給するエア源と安 全電磁弁に供給するエア源とは、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、安全電磁弁の作動位置は、中央位置と飛び出し防止位置 との中間の任意の位置をとることができる。この中間位置を得るために、パイロ ットピストンの移動を制限するピストンを配置することができる。 本考案の安全電磁弁は、主切換弁及びサブプレート（マニホールドブロッ ク）と連結して１ユニットバルブを構成することができる。

【０００６】

【作用】

Ａポートをエアアクチュエータ側（若しくは主切換弁）に連通させ、Ｐポート 、Ｒポートをそれぞれエア源、大気に連通させる。安全電磁弁が中央位置に位置 するとき、エアアクチュエータは停止し、送り位置に位置するときエアアクチュ エータにエアが供給され、戻り位置に位置するときエアアクチュエータからエア が流出される。エアアクチュエータ内の残存エアが除去された状態において、エ アアクチュエータにエアを送って作動させたいときには、安全電磁弁を飛び出し 防止位置に切り換える。すると、エアは絞りを介して徐々にエアアクチュエータ に供給され、エアアクチュエータの飛び出しが防止される。

【０００７】

【実施例】 図１・図２は本考案の第１実施例の安全電磁弁２を用いた回路図であって、図 １では安全電磁弁２が断面図で示され、図２では安全電磁弁２が機能をあらわす 記号で示されている。安全電磁弁２のボディ４（複数のブロックを連結したもの ）には、軸方向に前方（図１で左方）から順に第１パイロット室５、センタリン グ室６、スプール室７、第２パイロット室８、ストッパ室９及び段付穴10が形成 される。第１パイロット室５とセンタリング室６との間の壁には第１孔11が形成 され、第２パイロット室８とストッパ室９との間の壁には第２孔12が形成される 。第１パイロット室５及び第２パイロット室８にはそれぞれ突起付の第１パイロ ットピストン13及び第２パイロットピストン14が摺動自在に嵌合され、第１パイ ロットピストン13の突起は後方（図１で右方）面に固定され、第２パイロットピ ストン14の突起は前方面に固定されている。スプール室７にスプール15が摺動自 在かつ可及的密封状態に嵌合され、スプール15の前端部（図１で左端部）に第１ ランド、後端部（図１で右端部）に第２ランドが形成され、スプール15の前端に 連設棒16が固定され、連設棒16の前方端に当接部17が固定される。センタリング 室６には２個のばね受け22、23が配設され、各ばね受け22、23の中央部に挿通孔 が形成され、その挿通孔に前記連設棒16が挿通され、２個のばね受け22、23の間 にセンタリングスプリング18が介装されている。ボディ４の前面に固定されたダ ブルソレノイドパイロット弁21がすべて非通電のとき、センタリングスプリング 18の弾発力により２個のばね受け22、23がセンタリング室６の前端と後端に押し つけられ、それによって当接部17と第１ランドの位置が規定され、スプール15が 中央位置に保持される。スプール15が中央位置にあるとき、第１ランドはスプー ル室７の前端に位置し、第２ランドはスプール室７の後端に位置し、当接部17は 第１孔11の内部に位置する。 ボディ４の一側面（図１で上側面）にはＡポートが開口され、Ａポートは通路 24を介してスプール室７の中央部分に連通される。ボディ４の他側面（図１で下 側面）には前方から順にＲポート、Ｐポート、Ｃポートが開口され、Ｒポートは 通路26を介してスプール室７の前方部に連通され、Ｐポートは通路25を介してス プール室７の後方部に連通され、Ｃポートは通路27を介してストッパ室９の後端 面に連通される。ストッパ室９の内径は第１パイロット室５・第２パイロット室 ８の内径と同一又はそれよりも大とされ、ストッパ室９に絞りストッパピストン 30が摺動自在に嵌合される。絞りストッパピストン30の前面に円筒状ストッパ31 が一体的に固定され、円筒状ストッパ31は第２孔12に摺動自在に挿通され、絞り ストッパピストン30の中央部には円筒状ストッパ31の内径よりも小径の摺動孔が 形成される。段付孔10には調整ねじ32がねじ込まれ、調整ねじ32の前半のロッド 部分33が絞りストッパピストン30の摺動孔に摺動自在に挿通され、ロッド部分33 の前端に鍔34が固定され、鍔34は円筒状ストッパ31の内部に常に位置する。調整 ねじ32を回転すると調整ねじ32が前後に移動し、鍔34の位置を変えることができ 、ゆるみ止め35を締めつけることにより、その位置を維持することができる。絞 りストッパピストン30・円筒状ストッパ31を前方へ移動させることにより、スプ ール15・第２パイロットピストン14の後方への移動を制限するように構成される 。Ａポートは配管によって主切換弁19（単数又は複数）に連通され、Ｐポートは 配管によって空圧源３に連通され、Ｃポートは切換弁36を介して空圧源３に連通 される。切換弁36は、図示のとおりプレッシャセンタ形の切換弁で、複動エアシ リンダ１を制御するように連通されている。なお、Ａポートに単動エアシリンダ を主切換弁を介さずに連通させることも可能である。

【０００８】 図１・図２に示された本考案の第１実施例の安全電磁弁２の作用について説明 する。ダブルソレノイドパイロット弁21のすべてのソレノイド及び切換弁36のソ レノイドが非通電のとき、第１パイロット室５、第２パイロット室８及びストッ パ室９にはエアが供給されないので、スプール15は図示の中央位置に維持され、 Ａポート、Ｐポート、Ｒポートのすべてが閉鎖される。このとき、円筒状ストッ パ31は後端位置にあって、円筒状ストッパ31の前端は第２パイロット室８内には 進入しない。 切換弁36のソレノイドに通電すると、位置Ｉに切り換えられ、エアは空圧源３ から切換弁36、Ｃポート、通路27を通って、ストッパ室９に流入し、絞りストッ パピストン30を前方へ移動させる。絞りストッパピストン30は鍔34に当接する迄 前方に移動し（移動量は調整ねじ32によって変えられる。）、円筒状ストッパ31 が第２パイロット室８内に所定量だけ進入する。次に、ダブルソレノイドパイロ ット弁21の一方のソレノイドに通電すると、第１パイロット室５の前部室に通路 29を通ってエアが供給され、第１パイロットピストン13が後方（図１で右方）に 移動する。しかし、第２パイロットピストン14が円筒状ストッパ31の前端に当接 すると、第１パイロットピストン13の移動は停止される。停止される理由は、ス プール15を後方に移動させようとする第１パイロットピストン13の力よりも、そ の移動を阻止しようとする力（センタリングスプリング18の弾発力と絞りストッ パピストン30の力との合成力）の方が大きいからである。従って、スプール15は 中央位置より所定距離だけ後方へ移動した飛び出し防止位置で停止する。この とき、空圧源３からのエアは、Ｐポート、通路25を通り、スプール15の第２ラン ドで流量を調整され、通路24、Ａポートを通り、主切換弁19の中央位置IIを通っ てエアシリンダ１の両側に徐々に流入する。このようにしてエアシリンダ１の飛 び出しは防止される。 次に、切換弁36のソレノイドを非通電にすると、ストッパ室９のエアは通路27 、Ｃポート、切換弁36を通って大気中に排出され、絞りストッパピストン30には エアが作用しない。このようにして、スプール15の後方への移動の制限が解除さ れ、スプール15は後方端の送り位置に切り換えられる。エアはＰポートからス プール15によって流量を調整されることなく、Ａポートを通って主切換弁19に供 給され、主切換弁19を位置Ｉ又は位置IIに切り換えることにより、エアシリンダ １を作動させることができる。 なお、ダブルソレノイドパイロット弁21の他方のソレノイドに通電すると、第 ２パイロット室８の後部室に通路28を通ってエアが供給され、第２パイロットピ ストン14が前方（図１で左方）に移動し、スプール15が戻り位置に切り換えら れる。Ａポートは、通路24、スプール15のパッセージ、通路26、Ｒポートを介し て、大気に連通される。

【０００９】 図３は本考案の第２実施例の安全電磁弁39を用いた回路図であって、安全電磁 弁39が断面図で示されている。なお、図３を機能的にあらわすと図２と同じにな り、図２は第２実施例の安全電磁弁39を用いた回路図であって、安全電磁弁39が 機能をあらわす記号で示されているということができる。 第２実施例においては、Ｐポート、Ｒポートの位置が第１実施例とは逆になっ ており、また絞りプッシュピストン40の円筒状プッシュ部材41及び調整ねじ42の ロッド部分43の長さが、第１実施例の円筒状ストッパ31及びロッド部分33の長さ よりもそれぞれ長くなっている。即ち、スプール15が中央位置にあるとき、絞り プッシュピストン40を前方（図３で左方）に移動すると、円筒状プッシュ部材41 の先端が第２パイロットピストン14の後端面に当接し、なおも移動してスプール 15を中央位置から所定の距離だけ前方へ移動させることができる。しかしながら 、第２実施例のその余の構成は、第１実施例と同一であるので、その部分には第 １実施例と同一の符号を用い、同一部分の構成の説明は省略する。

【００１０】 図３に示された本考案の第２実施例の安全電磁弁39の作用について説明する。 ダブルソレノイドパイロット弁21のすべてのソレノイド及び切換弁36のソレノイ ドが非通電のとき、第１パイロット室５、第２パイロット室８及びストッパ室９ にはエアが供給されないので、スプール15は図示の中央位置に維持され、Ａポー ト、Ｐポート、Ｒポートのすべてが閉鎖される。このとき、円筒状ストッパ31は 後端位置にあって、円筒状ストッパ31の前端は第２パイロット室８内には進入し ない。 次に切換弁36のソレノイドに通電すると、位置Ｉに切り換えられ、エアは空圧 源３から切換弁36、Ｃポート、通路27を通って、ストッパ室９に流入し、絞りプ ッシュピストン40を前方へ移動させる。絞りプッシュピストン40は鍔44に当接す る迄前方に移動し（移動量は調整ねじ42によって変えられる。）、円筒状プッシ ュ部材41が第２パイロット室８内に所定量だけ進入する。このとき、円筒状プッ シュ部材41の前端が第２パイロットピストン14に接触し、センタリングスプリン グ18の弾発力に抗して所定距離だけ前方へ移動させ、スプール15の位置は位置 となる。従って、空圧源３からのエアは、Ｐポート、通路26を通り、スプール15 の第１ランドで流量を調整され、通路24、Ａポートを通り、主切換弁19の中央位 置IIを通ってエアシリンダ１の両側に徐々に流入する。このようにしてエアシリ ンダ１の飛び出しは防止される。 次に、切換弁36のソレノイドを非通電にし、同時にダブルソレノイドパイロッ ト21の他方のソレノイドに通電すると、第２パイロット室８の後部室にエアが供 給され、第２パイロットピストン14が前方端（図１で左方端）に移動し、スプー ル15が送り位置に切り換えられる。エアはＰポートからスプール15によって流 量を調整されることなく、Ａポートを通って主切換弁19に供給され、主切換弁19 を位置Ｉ又は位置IIに切り換えることにより、エアシリンダ１を作動させること ができる。 ダブルソレノイドパイロット弁21の一方のソレノイドに通電すると、第１パイ ロット室５の前部室にエアが供給され、第１パイロットピストン13が後方端（図 １で右方端）に移動し、スプール15が戻り位置に切り換えられる。Ａポートは 、通路24、スプール15のパッセージ、通路25、Ｒポートを介して、大気に連通さ れる。

【００１１】

【考案の効果】

Ａポートをエアアクチュエータ側（若しくは主切換弁）に連通させ、Ｐポート 、Ｒポートをそれぞれエア源、大気に連通させる。エアアクチュエータ内の残存 エアが除去された状態において、エアアクチュエータにエアを送って作動させた いときには、安全電磁弁を飛び出し防止位置に切り換えると、エアは絞りを介し て徐々にエアアクチュエータに供給され、エアアクチュエータの飛び出しが防止 される。本考案の安全電磁弁はエアアクチュエータを用いたあらゆるエア機器に 適用することができる。

【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を用いた回路
図であり、安全電磁弁が縦断面図でしめされている。

【図２】本考案の第１実施例又は第２実施例の安全電磁
弁を用いた回路図であり、安全電磁弁が記号でしめされ
ている。

【図３】本考案の第２実施例の安全電磁弁を用いた回路
図であり、安全電磁弁が縦断面図でしめされている。

【符号の説明】

２ 安全電磁弁 39 安全電磁弁 飛び出し防止位置 送り位置 中央位置 戻り位置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ａ、Ｐ、Ｒのすべてのポートが閉鎖され
   た中央位置と、ＡポートがＲポートに連通する戻り位置
   と、ＰポートがＡポートに連通する送り位置とを有する
   ３ポートバルブにおいて、ＰポートがＡポートに絞られ
   た状態で連通する飛び出し防止位置を設けたことを特徴
   とする安全電磁弁。