JPH078605U - 制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な調整で起動時におけるピストンの急激な
飛び出しを防止することのできる。 【構成】制御弁６には圧縮空気が流通可能な一対の通路
１８ａ，１８ｂが形成され、両通路１８ａ，１８ｂには
それぞれ両通路１８ａ，１８ｂを通過する圧縮空気の圧
力を調整するピストン２７，２８が設けられた弁シート
２３ａ，２３ｂが配設されている。両通路１８ａ，１８
ｂ間にはシャトル弁２２が続され、両通路１８ａ，１９
ａのいずれか一方の圧縮空気の圧力を出力する。シャト
ル弁２２と両ピストン２７，２８との間にはそれぞれ速
度調整弁３１，３２が配設され、調圧ネジ３１ａ，３２
ａによってシャトル弁２２の出力を調整し、その調整さ
れた出力によって両ピストン２７，２８を移動させ、両
通路１８ａ，１８ｂを通過する圧縮空気の圧力を調整す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、制御弁の構造に係り、詳しくはアクチュエータの速度制御に有益な 制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、空気圧回路に使用されるアクチュエータにおいてシリンダ内で往復運 動するピストンのスピード調整は、スピードコントローラをメータアウト回路又 はメータイン回路に使用して行われる。メータイン回路はスピードコントローラ によってシリンダに供給する空気の流量を調整してピストンのスピード調整を行 っている。又、メータアウト回路はシリンダから排出される空気の流量を調整し てピストンのスピード調整を行っている。

【０００３】 シリンダ内の空気は作業終了後、緊急停止後又は機器の点検を行う場合等にお いて、安全の為に排気され、シリンダ内の空気圧は大気圧と等しくなるようにな っている。そして、メータアウト回路はシリンダ内の空気が加圧されている時の みにスピード調整が可能である。従って、シリンダ内の空気が大気圧に近い状態 においては、空気の圧縮性のためスピード制御が不可能となり、ピストンが急激 に動く、いわゆる飛び出しを起こす場合がある。そのため、作業開始時にピスト ンが動かない側に加圧する必要が生じ、作業能率が悪くなる。

【０００４】 一方、メータイン回路の場合、供給流量の制御であるためにメータアウト回路 に比べてピストンのスピード調整の安定性が悪く、ピストンのクッション能力が 劣っている。

【０００５】 そこで、例えば実公昭６１−２０３６２号にはシリンダ内の空気圧が設定圧以 下の場合にはシリンダに供給する流量を絞り、設定圧以上の場合には全面開放飛 び出し防止弁５１が提案されている。図４に示すように、この飛び出し防止弁５ １はシリンダ５２と方向切換弁５３との間に挿入接続されている。飛び出し防止 弁５１のポート５４，５５間には通路５６，５７が形成され、一方の通路５６に は順方向即ちポート５４からポート５５に向かってはチェック弁となり逆方向で は絞り弁となる弁部分５８が配設されている。他方の通路５７には設定圧以下で は絞り機能を有し、設定圧以上で全面開放される弁部分５９と、逆方向の流通を 遮断するチェック弁６０とが配設されている。弁部分５９の設定圧は大気圧より 若干高く設定されている。

【０００６】 そして、方向切換弁５３が切り換えられると、空気は通路５７の弁部分５９を 介してシリンダ５２に供給される。ここで、起動時にはシリンダ５２内の空気圧 が大気圧となっているので、弁部分５９を通る空気は絞られてゆっくりとシリン ダ５２に供給される。その結果、シリンダ５２内のピストンは急激には移動せず 、飛び出しは防止される。又、シリンダ５２から排気される空気は弁部分５８を 通るため、この弁部分５８によってメータアウト回路が構成されることになり、 シリンダ５２の速度調整の安定性がよい。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、起動時においては弁部分５９の設定圧の設定と弁部分５８の絞り量 とを調整しなければならず、調整が面倒であるという問題がある。

【０００８】 又、シリンダ５２内の空気圧が充分高くなった後でも弁部分５９は方向切換弁 ５３を切り換える度に絞りと全面開放が切り換えられるので、弁部分５９の耐久 性を考慮しなくてはならないという問題がある。

【０００９】 本考案は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な調整 で起動時におけるピストンの急激な飛び出しを防止することのできる制御弁を提 供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するために本考案では、弁本体に形成され、流体が流通可能な 一対の給排通路と、前記両給排通路にそれぞれ配設され、両給排通路を通過する 流体の圧力を調整する第１の調整手段を備えた減圧弁と、前記両給排通路間に接 続され、両給排通路のうち圧力の高い方の流体を出力するシャトル弁と、前記シ ャトル弁の出力側と両第１の調整手段との間にそれぞれ配設され、シャトル弁か ら出力された流体の流量を調整し、この流体により前記第１の調整手段を調整す る第２の絞り弁とを設けたことを要旨とする。

【００１１】

【作用】

上記構成によれば、一対の給排通路を通過する流体の圧力を調整する減圧弁の 調整をシャトル弁から出力された流体の流量を第２の絞り弁によって調整し、こ の調整された出力によって行うようにしたので、給排通路の流量を簡単に調整す ることができる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の制御弁の一実施例を図１〜図３に従って説明する。 図２に示すように、復動式のピストン１に空気を供給するエア供給源２は方向 切換弁３に接続され、その方向切換弁３によってピストン１のヘッド側室１ａ又 はロッド側室１ｂに供給する空気の給排方向が切り換えられるようになっている 。方向切換弁３とシリンダ１との間にはスピードコントローラ４，５が挿入接続 され、メータアウト回路を構成している。即ち、前記スピードコントローラ４， ５は絞り弁４ａ，５ａと、この絞り弁４ａ，５ａに並列接続され、給気側となっ たときには順方向となる逆止弁４ｂ，５ｂとから構成されている。又、方向切換 弁３と各スピードコントローラ４，５との間には制御弁６が挿入接続されている 。

【００１３】 次に、制御弁６の構造を図１に従って説明する。 制御弁６はボディ１１、パイロット部１２ａ，１２ｂ及びキャップ１３ａ，１ ３ｂで構成されている。ボディ１１には第１の入力ポート１４と第２の入力ポー ト１５が設けられ、各パイロット部１２ａ，１２ｂには第１の出力ポート１６と 第２の出力ポート１７がそれぞれ設けられている。

【００１４】 各入力ポート１４，１５と各出力ポート１６，１７との間には、それぞれ通路 １８ａ，１８ｂと通路１９ａ，１９ｂが並列に形成されている。又、両入力ポー ト１４，１５間は接続通路２０によって連通接続されている。

【００１５】 接続通路２０の中央には接続通路２０と直交する方向にのびる出力通路２１が 連通形成されている。接続通路２０と出力通路２１の交点位置にはシャトル弁２ ２が挿入固定されている。シャトル弁２２にはボール２２ａが図１の左右方向へ 移動可能に挿入され、入力ポート１４，１５のいずれか一方にエア圧がかかると 、そのエア圧によりボール２２ａが移動され、出力通路２１にその圧力を出力す るようになっている。

【００１６】 シャトル弁２２の両側方には弁シート２３ａ，２３ｂがそれぞれ接続通路２０ に沿ってスライド可能に配設されている。弁シート２３ａ，２３ｂとボディ１１ との間にはスプリング２４ａ，２４ｂがそれぞれ配設され、そのスプリング２４ ａ，２４ｂによって弁シート２３ａ，２３ｂがパイロット部１２ａ，１２ｂの弁 座２５ａ，２５ｂに向かう方向即ちシャトル弁２２と反対方向に押圧付勢されて いる。弁シート２３ａ，２３ｂは減圧弁構造となっており、各出力ポート１６， １７側が各入力ポート１４，１５側より低圧となるようになっている。

【００１７】 各通路１９ａ，１９ｂにはチェック弁２６ａ，２６ｂがそれぞれ配設され、各 入力ポート１４，１５から各出力ポート１４，１５に向かう流通を遮断するよう になっている。

【００１８】 各パイロット部１２ａ，１２ｂ内には第１のピストン２７と第２のピストン２ ８がそれぞれ前記弁シート２３ａ，２３ｂに向かう方向にスライド可能に収納さ れ、その外側方に制御室２９ａ，２９ｂがそれぞれ形成されている。各ピストン ２７，２８にはピストンロッド２７ａ，２８ａが前記弁シート２３ａ，２３ｂの 方向に突出形成され、その先端が前記弁シート２３ａ，２３ｂに係合している。 各ピストン２７，２８は制御室２９ａ，２９ｂ内の圧力と、出力ポート１６，１ ７の圧力とのバランスによって移動するようになっている。即ち、制御室２９ａ ，２９ｂ内の圧力が出力ポート１６，１７の圧力より大きい場合には弁シート２ ３ａ，２３ｂ側に移動し、弁シート２３ａ，２３ｂを移動させる。又、制御室２ ９ａ，２９ｂ内の圧力と出力ポート１６，１７の圧力が等しい場合には両圧力に よってその位置が保持される。

【００１９】 各キャップ１３ａ，１３ｂには前記出力通路２１と各制御室２９ａ，２９ｂと を連通接続する通路３０ａ，３０ｂがそれぞれ形成されている。各通路３０ａ， ３０ｂには速度制御弁３１，３２が配設されている。

【００２０】 速度制御弁３１，３２は絞り弁構造となっており、順方向即ち出力通路２１か ら制御室２９ａ，２９ｂに向かって流れる空気の流量を絞っている。速度制御弁 ３１，３２には調圧ネジ３１ａ，３２ａが螺入され、その調圧ネジ３１ａ，３２ ａの螺入両に基づき空気の流量が調整されるようになっている。又、速度制御弁 ３１，３２にはチェック弁部３１ｂ，３２ｂが設けられ、逆方向即ち制御室２９ ａ，２９ｂから出力通路２１に向かう方向の空気の流通を阻止するチェック弁と して機能するようになっている。

【００２１】 次に、上記のように構成された制御弁６の作用について説明する。 起動時直前においては、方向切換弁３がｂ位置に保持されており、シリンダ１ 内の空気圧は大気圧と等しくなっている。そして、制御弁６の各入力ポート１４ ，１５と各出力ポート１６，１７内の圧力は大気圧となる。又、制御室２９ａ， ２９ｂ内の圧力も大気圧となり、弁シート２３ａ，２３ｂ及びピストン２７，２ ８はスプリング２４ａ，２４ｂによって弁座２５ａ，２５ｂに押圧されている。 その結果、通路１８ａ，１８ｂは閉塞されている。

【００２２】 今、エア供給源２からの圧縮空気をシリンダ１のヘッド側室１ａに供給する場 合について説明する。 先ず、方向切換弁３をｃ位置に切り換えて圧縮空気を制御弁６の第１の入力ポ ート１４に導く。この時、通路１８ａは弁シート２３ａによって閉塞され、第１ の出力ポート１６に出力されない。第１の入力ポート１４に供給された圧縮空気 は接続通路２０を通ってシャトル弁２２に導かれる。

【００２３】 シャトル弁２２に入力された圧縮空気はボール２２ａによって第２の入力ポー ト１５側を閉塞して出力通路２１に出力され、通路３０ａ，３０ｂを介して両速 度制御弁３１，３２に導かれる。

【００２４】 速度制御弁３１に入力された圧縮空気は調圧ネジ３１ａの設定によって絞られ 、ピストン２７の制御室２９ａに徐々に供給される。その結果、制御室２９ａ内 の圧力は徐々に高くなっていく。そして、制御室２９ａ内の圧力がスプリング２ ４ａの押圧力より大きくなると、ピストン２７は弁シート２３ａを弁座２５ａか ら少し離間させる。その結果、第１の入力ポート１４から供給される圧縮空気は 弁シート２３ａと弁座２５ａとの間隔で絞られて低圧となり、この低圧エアが第 １の出力ポート１６へ供給される。シリンダ１のヘッド側室１ａには低圧の空気 が徐々に供給され、ヘッド側室１ａの圧力は図３（ａ）に示すように徐々に上昇 する。そして、シリンダ１のヘッド側室１ａの圧力がピストンの移動に十分な圧 力Ｐ１になると、ピストンがゆっくりと移動し始める。

【００２５】 第１の出力ポート１６内の圧力は大気圧の状態から第１の入力ポート１４から 供給された空気の圧力に従って上昇し、制御室２９ａ内の圧力とのバランスによ ってピストン２７は徐々に移動する。そして、通路１８ａは第１のピストン２７ によって全開状態になり、大量の空気がシリンダ１のヘッド側室１ａ内に供給さ れる。即ち、起動時において、速度制御弁３１，３２の調圧ネジ３１ａ，３２ａ の調整により第１の出力ポート１６内の圧力を徐々に上昇させることができ、シ リンダ１に供給する圧縮空気の圧力を徐々に上昇させることができるので、ピス トンの急激な飛び出しを防止することができる。又、調圧ネジ３１ａ，３２ａの 調整によってシリンダ１内に供給する圧縮空気の圧力上昇を調整することができ るので、起動時における速度制御を簡単に行うことができる。更に、シリンダ１ 内の空気の圧力の上昇に基づいてピストンの移動速度も上昇するので、図３（ｂ ）に示すように、起動時はゆっくりと移動し始め、後は加速度的に移動させるこ とができる。

【００２６】 一方、速度制御弁３２に入力された圧縮空気は調圧ネジ３２ａの設定によって 絞られ、ピストン２８の制御室２９ｂに徐々に供給される。その結果、制御室２ ９ｂ内の圧力は徐々に高くなっていく。制御室２９ｂ内の圧力がスプリング２４ ｂの押圧力より大きくなると、ピストン２８は弁シート２３ｂを弁座２５ｂから 離間させる。その結果、通路１８ｂは全開となり、第２の入力ポート１５と第１ の出力ポート１７とを連通させる。そして、制御室２９ｂ内の圧力は制御室２９ ａの圧力と同じように上昇する。

【００２７】 次に、方向切換弁３をａ位置に切換えてシリンダ１のロッド側室１ｂに圧縮空 気を供給するように切り換えると、第２のピストン２８の制御室２９ｂ内の圧力 は上昇しているので、通路１８ｂは全開状態に保持され、弁シート２３ｂは移動 しない。そして、方向切換弁３から供給された圧縮空気は第２の出力ポート１７ から出力され、スピードコントローラ５を介してシリンダ１のロッド側室１ｂに 供給される。この時、シリンダ１のヘッド側室１ａから排気される空気はスピー ドコントローラ４によって絞られ、メータアウト制御となるので、シリンダの速 度調整の安定性が良く、クッション能力は劣化しない。

【００２８】 従って、本実施例では、起動時において、各入力ポート１４，１５から各出力 ポート１６，１７に供給される圧縮空気の圧力上昇を速度制御弁３１，３２の調 圧ネジ３１ａ，３２ａによって調整し、シリンダ１に供給される空気の圧力を徐 々に上昇させるようにしたので、シリンダ１のピストンの急激な飛び出しを防止 することができる。又、調圧ネジ３１ａ，３２ａを調整するだけで起動時のシリ ンダの速度制御を行うことができるので、調整を簡単に行うことができる。

【００２９】 又、シリンダ１内の圧力が徐々に高くなるとともにシリンダ１のピストンの移 動速度が高くなるので、起動時においてピストンの操作性を高めることができる 。

【００３０】 更に、シリンダ１が加圧時には制御室２９ａ，２９ｂ内の圧力は充分高く、弁 シート２３ａ，２３ｂを全開状態に保持することができるので、方向切換弁３を 切り換える度に弁シート２３ａ，２３ｂが移動することなく、耐久性を考慮する 必要があまりない。

【００３１】 尚、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、次の態様にて実施するこ ともできる。 （１）上記実施例では、制御弁を空圧機器に用いたが、油圧機器に用いてもよ い。

【００３２】 （２）上記実施例では、方向切換弁３と制御弁６を別々に設けたが、方向制御 弁３と制御弁６を積層型に形成し、一体にするようにしてもよい。この際、方向 切換弁３と制御弁６とを接続する配管を無くすことができ、省スペースにするこ とができる。

【００３３】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案によれば、一対の給排通路を通過する流体の流量 を調整する第１の絞り弁の調整をシャトル弁から出力された流体の流量を第２の 絞り弁によって調整し、この調整された出力によって行うようにしたので、給排 通路の流量を簡単に調整することができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る制御弁の断面図であ
る。

【図２】制御弁を使用した回路図である。

【図３】起動時において、（ａ）はシリンダ内の圧力の
変化を示し、（ｂ）はシリンダの移動位置を示す特性図
である。

【図４】従来の回路を示す図である。

【符号の説明】

１８ａ，１８ｂ…給排通路としての通路、２２…シャト
ル弁、２３ａ，２３ｂ…減圧弁としての弁シート、２
７，２８…第１の調整手段としてのピストン、３１，３
２…第２の絞り弁としての速度調整弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体に形成され、流体が流通可能な一
   対の給排通路（１８ａ，１８ｂ）と、 前記両給排通路（１８ａ，１８ｂ）にそれぞれ配設さ
   れ、両給排通路（１８ａ，１８ｂ）を通過する流体の圧
   力を調整する第１の調整手段（２７，２８）を備えた減
   圧弁（２３ａ，２３ｂ）と、 前記両給排通路（１８ａ，１８ｂ）間に接続され、両給
   排通路（１８ａ，１９ａ）のうち圧力の高い方の流体を
   出力するシャトル弁（２２）と、 前記シャトル弁（２２）の出力側と両第１の調整手段
   （２７，２８）との間にそれぞれ配設され、シャトル弁
   （２２）から出力された流体の流量を調整し、この流体
   により前記第１の調整手段を調整する第２の絞り弁（３
   １，３２）とを設けた制御弁。