JPH0629567Y2 - 切換弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、出力ポートを有する出力室と排気ポートを有
する排気室とを連通する排気孔の排気室側開口周囲に排
気弁座を設けるとともに、給気ポートを有する給気室と
出力室とを連通する給気孔の給気室側開口周囲に給気弁
座を設けて、これら排気弁座と給気弁座とにそれぞれ着
離する排気弁部、給気弁部を有した弁体の移動により、
出力室を排気室と給気室とに選択的に切換連通する空気
圧用の切換弁であって、出力ポートからの圧縮空気を急
速に排気するため、排気孔を給気孔より大径にしている
切換弁に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の切換弁として、例えば、本出願人によ
る、先願に係かる実願昭６１−７０２９７号（実開昭６
２−１８１７７１号）に記載のものがある。すなわち、
第２図に概略を示すように、出力ポート５１を有する出
力室５２と給気ポート５３を有する給気室５４間を給気
室５４側開口周囲に給気弁座５５を設けた給気孔５６で
連通し、排気ポート５７を有した排気室５８と出力室５
２間を排気室５８側開口周囲に排気弁座５９を設けた排
気孔６０で連通し、給気弁座５５を開閉する給気弁部６
１と排気弁座５９を開閉する排気弁部６２を有した弁体
６３をばね６４とピストン室６５へ導入される圧縮空気
が作用するピストン６６によって軸方向へ移動するよう
にして、電磁弁６７がノーマル位置にある図示状態では
ピストン室６５の圧縮空気は排出されており、ばね６４
によって弁体６３は一方向へと移動し給気弁座５５が閉
じ排気弁座５９が開き、出力室５２は排気孔６０を介し
て排気室５８に連通され、また、電磁弁６７を作動位置
に切換えると、ピストン室６５に圧縮空気が導入され、
ピストン６６が圧縮空気に基づく作用力により押圧され
て弁体６３が他方向へ移動し、給気弁座５５が開き排気
弁座５９が閉じて、出力室５２は給気孔５６を介して給
気室５４に連通されるようにしている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところがこの種切換弁では、出力室５２を排気室５８に
連通したとき、出力ポート５１に接続するアクチュエー
タからの圧縮空気を急速に排気する必要上、排気孔６０
を給気孔５６より大径にしていて、排気弁座５９全開に
要する排気弁部６２の移動量が給気弁座５５全開に要す
る給気弁部６１の移動量より大きくなっている。

このため、排気弁座５９が閉じている状態から開かれる
ときには、弁体６３の移動に伴い排気弁座５９は漸次流
通面積が増加していくが、給気弁座５５は、給気弁部６
１が十分接近して流通面積を絞り始めるまでは全開状態
となっているので、全開状態の給気弁座５５により給気
室５４から出力室５２へ流入する圧縮空気が排気室５８
へ流出し、このような給気室５４から流出する圧縮空気
により阻害されて出力ポート５３で導くアクチュエータ
からの圧縮空気を急速に排気できず、排気能力の一層の
向上が求められるという問題点があった。

本考案は上記問題点を解消するための切換過渡期に給気
室から排気室への圧縮空気流出を抑制することにより、
排気能力の優れた切換弁を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本考案は、出力ポートを有した出力室と、給気
ポートを有し給気孔により出力室に連通する給気室と、
排気ポートを有し給気孔と同軸で給気孔より大径の排気
孔により出力室に連通する排気室とを備え、給気孔の給
気室側開口周囲に給気弁座を、また排気孔の排気室側開
口周囲に排気弁座をそれぞれ設けるとともに、給気弁座
に着離して給気弁座を開閉する給気弁部と排気弁座に着
離して排気弁座を開閉する排気弁部を有し一方向への移
動で給気弁座を閉じ排気弁座を開き他方向への移動で給
気弁座を開き排気弁座を閉じる弁体を給気孔、排気孔を
貫通して軸方向へ可動に設け、この弁体を前記一方向へ
移動するよう押圧するばねを設けるとともに、電磁弁の
切換作動により圧縮空気が導入されるピストン室を設け
てこのピストン室に導入される圧縮空気に基づく作用力
によりばねに抗して弁体を前記他方向へ押圧移動するピ
ストンを設けた切換弁において、弁体の給気弁部と排気
弁部の間で給気弁部に近接した部位であって、弁体の前
記一方向への移動により給気孔内に位置するとともに、
弁体の前記他方向への移動に伴い給気室内に位置するよ
う給気孔から離脱する部位に、その周囲を巡る環状溝を
設け、環状溝には、この環状溝が給気孔内に位置する際
に給気孔内周へ接触できる、弾性材料により形成された
シールリングを嵌着し、弁体が前記一方向へ移動すると
き、給気弁座が閉じる前で排気弁座が開いた直後にシー
ルリングが給気孔に嵌合して給気孔を閉じるとともに、
弁体が前記他方向へ移動するとき、給気弁座が開いた後
で排気弁座が閉じる直前にシールリングが給気孔から離
脱して給気孔を開くよう構成した。

〔作用〕

上記構成の切換弁によれば、弁体の一方向への移動時に
は、給気弁座が閉じる前、排気弁座が開いた直後にシー
ルリングにより給気孔が閉じられるので、この切換過渡
期における給気室から排気室への圧縮空気の流出を短時
間に抑えることができ、このため、出力ポートから導く
アクチュエータからの圧縮空気は迅速に排気が開始され
て急速に排気され、排気能力の優れた切換弁が得られ
る。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を第１図によって説明する。１は本
体で、出力ポート２を有する出力室３の両側に、給気ポ
ート４を有する給気室５と排気ポート６を有する排気室
７とを配設し、出力室３と給気室５間の隔壁８に両室
３、５を連通する給気孔９と給気孔９の給気室５側開口
周囲に給気弁座１０を設けると共に、出力室３と排気室
７間の隔壁１１に給気孔９と同軸で両室３、７を連通す
る排気孔１２と排気孔１２の排気室７側開口周囲に排気
弁座１３を設けている。ここで排気孔１２は給気孔９よ
り大径に設けている。１４は給気孔９、排気孔１２を貫
通して軸方向へ可動自在に設けた弁体で、給気室５内に
給気弁座１０に着座して給気弁座を閉じ、また給気弁座
１０から離座して給気弁座１０を開く給気弁部１５を、
そして排気室７内にピストン１６と排気弁座１３に着座
して排気弁座１３を閉じ、また排気弁座１３から離座し
て排気弁座１３を開く排気弁部１７とを、それぞれ一体
的に移動するよう備えている。給気弁部１５と排気弁部
１７は、弁体１４の一方向への移動で給気弁部１５が給
気弁座１０を閉じ排気弁部１７が排気弁座１３を開き、
弁体１４の他方向への移動で排気弁部１７が排気弁座１
３を閉じ給気弁部１５が給気弁座１０を開くように配設
している。１９は弁体１４の給気孔９へ挿入する軸部に
その外周を巡って形成した環状溝１４Ａへ合成ゴム等の
弾性材料より成るＯリング１８を嵌着、収容して設けた
補助弁部である。このＯリング１８のための環状溝１４
Ａは、弁体１４の他方向への移動時には、給気弁座１０
が開いて後、排気弁座１３が閉じる直前にＯリング１８
が給気孔９から離脱して給気孔９を開き、弁体１４の一
方向への移動時には、給気弁座１０が閉じる前、排気弁
座１３が開いて直後に給気孔９へ嵌合しＯリング１８の
給気孔９内周への密封接触によって給気孔９を閉じるよ
うに、弁体１４の軸部における給気弁部１５と排気弁部
１７の間で給気弁部１５に近接した部位であって、弁体
１４の移動に応じて給気孔９内と給気室５内に位置する
部位に設けている。２０は、端蓋２１に一端を支持さ
れ、給気弁部１５を介して弁体１４を前記一方向へ押圧
移動するばね、２２は、ピストン１６との間にピストン
室２３を形成するよう本体１に取付けた端蓋で、端蓋２
２には、電磁弁２４が取付けてあり、電磁弁２４からピ
ストン室２３への通路２５を端蓋２２に設けており、ま
た給気室５から電磁弁２４への通路２６を本体１、端蓋
２２に設けている。

次に実施例の作動を説明する。図示してないが弁の出力
ポート２はアクチュエータに、給気ポート４は圧縮空気
源に、それぞれ接続している。図示状態では、電磁弁２
４がノーマル位置にあり、ピストン室２３は圧縮空気が
排出されて大気圧であり、弁体１４は、給気室５内の圧
縮空気の圧力とばね２０で押圧されて一方向へ移動して
おり、給気弁部１５は着座して給気弁座１０を閉じ、補
助弁部１９のＯリング１８は給気孔９へ嵌合して給気孔
９を閉じ、排気弁部１７は離座して排気弁座１３を開
き、出力室３が排気室７に連通して出力ポート２に接続
したアクチュエータの圧縮空気は排気されている。

図示状態より電磁弁２４を作動位置に切換えると、ピス
トン室２３は圧縮空気が導入されて圧力が上昇し、ピス
トン１６がピストン室２３の圧力による作用力により押
圧されて弁体１４は他方向へ移動する。給気弁部１５は
移動開始と同時に離座し給気弁座１０を開くが、Ｏリン
グ１８が給気孔９へ嵌合しているので給気室５から出力
室３への圧縮空気の流出は阻止される。弁体１４の移動
が進み、排気弁部１７が排気弁座１３へ接近すると、ま
ずＯリング１８が給気孔９から離脱し、続いて排気弁部
１７が着座して排気弁座１３を閉じる。給気弁部１５
は、Ｏリング１８が給気孔９から離脱する以前に給気室
５と出力室３間を全開状態とするに十分な程給気弁座１
０から離座じているが、Ｏリング１８が離脱するまでは
給気室５から出力室３への圧縮空気の流出が阻止され、
Ｏリング１８が給気孔９から離脱して排気弁部１７が着
座するまでの期間に給気室５から出力室３をへて排気室
７へ圧縮空気が流出するが、この期間は、給気弁部１５
の離座から排気弁部１７の着座に至る切換過渡期のうち
のわずか短期間であり、また、排気弁部１７が排気弁座
１３へきわめて接近しているので、給気室５から排気室
７へ流出する圧縮空気を少量におさえることができる。
そして、Ｏリング１８が給気孔９から離脱するまでは給
気室５から出力室３へ圧縮空気が流出せず、この流出圧
縮空気の圧力で排気弁部１７が移動を妨げる方向に押圧
作用されないため、弁体１４の移動はきわめて高速で切
換えが迅速となる。

排気弁部１７が着座して排気弁座１３を閉じると弁体１
４が停止し、出力室３は給気室５と連通されてアクチュ
エータは、出力ポート２をへて給気室５から圧縮空気が
給気されて作動する。

この状態より電磁弁２４をノーマル位置へ切換えると、
ピストン室２３は圧縮空気が排出されて大気圧となり、
給気室５内の圧縮空気に基づく作用力とばね２０で押圧
されて弁体１４は排気弁座１３が開き、図示状態の給気
弁座１０が閉じるまで一方向へ移動し、アクチュエータ
は圧縮空気が排気されて復帰作動する。そして、この弁
体１４の移動における排気弁座１３が開いてから給気弁
座１０が閉じるまでの切換過渡期では、排気弁座１３が
開いてわずか後に給気孔９へ嵌合するＯリング１８によ
り給気室５から出力室３への圧縮空気の流出を阻止する
から、給気室５から出力室３をへて排気室７へ流出する
圧縮空気を短時間内の少量におさえることができ、また
このため前述の作動でアクチュエータへ給気した圧縮空
気の排気室７への排気は、短時間内にこのような給気室
５から排気室７へ流出する圧縮空気で阻害されるのみな
ので、迅速に排気室７へと排気され、アクチュエータの
急速作動を得ることができる。そして補助弁部１９にＯ
リング１８を用いているため、設置が容易であると共に
給気孔９と弁体１４に多少芯ずれがあってもＯリング１
８の弾性変形によって良好に吸収でき、加工や組付が簡
単になる。

〔考案の効果〕

このように本考案は、弁体が一方向へ移動する切換過渡
期では、給気弁座が閉じる以前の排気弁座が開いた直後
にシールリングにより給気孔が閉じて給気室から出力室
への圧縮空気の流出が弁体の移動開始後短時間で停止す
るため、出力ポートから導かれる圧縮空気は、給気室か
ら流出する圧縮空気によりこの流出が停止するまでの短
時間でのみ排気室への流出が阻害されるにすぎないの
で、迅速に排気室への排気が開始されて急速に排気で
き、切換弁の排気能力を向上できる。

また、弁体が他方向へ移動する切換過渡期では、切換過
渡期が終了する排気弁座が閉じられる直前に、シールリ
ングが給気孔を開くので、給気室からの圧縮空気が排気
弁部に作用することで弁体の移動を妨げる力が生じる状
態を切換過渡期中の短時間内に制限できて弁体の移動が
迅速に行なわれ、これにより出力ポートへ急速に圧縮空
気を給気できて切換弁の給気能力を向上できるととも
に、弁体のいずれの方向への移動における切換過渡期で
あっても、シールリングにより、給気室の圧縮空気が排
気室へ流出して排気される圧縮空気の浪費を抑えること
ができる。

さらに、シールリングは弾性材料により形成するので、
給気孔と弁体に多少の芯ずれがあってもシールリングの
弾性変形で吸収できて加工や組付が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２図は従来
例を示す断面図である。 ２……出力ポート、３……出力室、４……給気ポート、
５……給気室、６……排気ポート、７……排気室、９…
…給気孔、１０……給気弁座、１２……排気孔、１３…
…排気弁座、１４……弁体、１５……給気弁部、１６…
…ピストン、１７……排気弁部、１９……補助弁部、２
０……ばね、２３……ピストン室、２４電磁弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】出力ポート２を有した出力室３と、給気ポ
   ート４を有し給気孔９により出力室３に連通する給気室
   ５と、排気ポート６を有し給気孔９と同軸で給気孔９よ
   り大径の排気孔１２により出力室３に連通する排気室７
   とを備え、給気孔９の給気室５側開口周囲に給気弁座１
   ０を、また排気孔１２の排気室７側開口周囲に排気弁座
   １３をそれぞれ設けるとともに、給気弁座１０に着離し
   て給気弁座１０を開閉する給気弁部１５と排気弁座１３
   に着離して排気弁座１３を開閉する排気弁部１７を有し
   一方向への移動で給気弁座１０を閉じ排気弁座１３を開
   き他方向への移動で給気弁座１０を開き排気弁座１３を
   閉じる弁体１４を給気孔９、排気孔１２を貫通して軸方
   向へ可動に設け、この弁体１４を前記一方向へ移動する
   よう押圧するばね２０を設けるとともに、電磁弁２４の
   切換作動により圧縮空気が導入されるピストン室２３を
   設けてこのピストン室２３に導入される圧縮空気に基づ
   く作用力によりばね２０に抗して弁体１４を前記他方向
   へ押圧移動するピストン１６を設けた切換弁において、
   弁体１４の給気弁部１５と排気弁部１７の間で給気弁部
   １５に近接した部位であって、弁体１４の前記一方向へ
   の移動により給気孔９内に位置するとともに、弁体１４
   の前記他方向への移動に伴い給気室５内に位置するよう
   給気孔９から離脱する部位に、その周囲を巡る環状溝１
   ４Ａを設け、環状溝１４Ａには、この環状溝１４Ａが給
   気孔９内に位置する際に給気孔９内周へ接触できる、弾
   性材料により形成されたシールリング１８を嵌着し、弁
   体１４が前記一方向へ移動するとき、給気弁座１０が閉
   じる前で排気弁座１３が開いた直後にシールリング１８
   が給気孔９に嵌合して給気孔９を閉じるとともに、弁体
   １４が前記他方向へ移動するとき、給気弁座１０が開い
   た後で排気弁座１３が閉じる直前にシールリング１８が
   給気孔９から離脱して給気孔９を開くことを特徴とした
   切換弁。