JPH1047532A - 流体制御弁 - Google Patents

流体制御弁

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JPH1047532A
JPH1047532A JP9097000A JP9700097A JPH1047532A JP H1047532 A JPH1047532 A JP H1047532A JP 9097000 A JP9097000 A JP 9097000A JP 9700097 A JP9700097 A JP 9700097A JP H1047532 A JPH1047532 A JP H1047532A
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Hendrik Pieter Bareno
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 流体回路の開閉に使用される流体制御弁が開
かれるときの弁吐出側の急激な作動開始を避けるため、
弁吐出側の軟始動を図る。 【解決手段】 流体制御弁が閉じ位置へ動かされると、
弁はこれの吸入口を遮断し、そして吐出口を排出口へ接
続する。流体制御弁を閉じ位置に錠止するシステムが備
えられている。流体制御弁が開き位置へ動かされると
き、排出口が遮断され、そして吸入口と吐出口との間の
流体の流れをなお遮断し続けるピストンによって吸入口
と吐出口との間の全連通は遅延される。調節可能なバイ
パス通路が吸入口から圧力流体をピストンに通過させて
吐出口へ送給する。この流体送給によって吐出口の圧力
はある特定圧力まで増大する。吐出口の圧力がその特定
圧力に達すると、ピストンが、吸入口から吐出口への流
れを遮断する位置から、吸入口と吐出口との間の全連通
を行わせる位置へと動かされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空圧回路で使用する
ための流体制御弁に関する。特に本発明は、流体圧力が
最初に空圧回路に導入されるときに軟始動（ｓｏｆｔ
ｓｔａｒｔｕｐ）が必要である空圧回路で使用するため
の安全閉止弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】製造会社では、機械を制御し、工具を操
作し、またその他の様々な製造作業を行うのにエアシリ
ンダやその他の空気作動装置を使用する。これらの装置
のあるものは単一方向だけに空気作動され、戻りはバネ
や装置の自重によって行われ、そして他のものは双方向
とも空気作動されるが、いずれもその装置の制御は空気
弁によって行われる。そこである場合、例えば装置の点
検や保守をしなければならないような場合には、装置へ
の圧縮空気の送給を遮断する必要が生じる。圧縮空気の
送給を遮断する場合、通常の注意事項として、だれかが
装置で作業している間の再起動を防ぐため遮断弁を錠止
しなければならない。空気作動装置では、装置への圧縮
空気の送給をロックアウト弁により遮断し、そして下流
側に蓄積または残留している空気を排出することによっ
て、点検や保守に従事しているものを保護しなければな
らない。点検や修理が終った後再び圧縮空気が装置へ送
給されるが、このとき圧縮空気の送給を一度に全システ
ム圧力で行えば、制御される装置の危険を伴なう急激な
移動を起すことになる。
【０００３】当該技術において、圧縮空気で駆動される
装置の制御弁と圧縮空気送給システムとの間に、ピスト
ン、スプール、またはポペット作動される流体制御弁を
備えることはよく知られている。この流体制御弁ではそ
のピストンが通常的に閉じ位置の方へバネ偏倚され、そ
してピストンの周囲に絞られたバイパス通路（ｒｅｓｔ
ｒｉｃｔｅｄ ｂｙ−ｐａｓｓ ｒｏｕｔｅ）が備えら
れ、弁の吐出口へ通じている。このような構成によっ
て、流体制御弁が開かれた最初のときに流体が全システ
ム圧力で弁を流通するのが防止される。ピストン周囲の
絞られたバイパス通路が流体制御弁の吐出側の空気圧力
を緩っくりと上昇させるので、その弁はこれにより制御
される装置を安全に作動する。流体制御弁の吐出側の空
気圧力がある所定の値に達すると弁は全開し、そこで弁
を通して通常操作のための全圧力の流体が送給される。
【０００４】そのような流体制御弁のあるものにおいて
は、絞りバイパスが、弁にドリルで明けた小さな孔の形
にされている。このような流体制御弁では全システム圧
力を送給するタイミングの微細な調節を行うことができ
ず、従ってその利用性は制約される。流体制御弁の他の
ものは絞りバイパスの調節が可能である。しかし流体制
御弁の調節可能なものは製造コストが高くなり、また組
立てや修理が複雑になることが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで軟始動特性をも
った流体制御弁の不断の開発が、所要の操作調節が可能
であり、そして低コストで製造できると共に、操作、保
守、修理が簡単であるような流体制御弁へ向けられるの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、所要の調節可
能な軟始動特性を有する流体制御弁を提供する。本発明
は、軟始動特性を備えない開閉弁（ｏｎ／ｏｆｆ ｖａ
ｌｖｅ）で使用される弁ハウジングと同じ弁ハウジング
を使用する。しかし軟始動特性無し開閉弁の弁スプール
は、弁の作動時に操作する可動のピストン／シール組立
体（ｐｉｓｔｏｎ／ｓｅａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ）を組
込んだ弁スプールに変えられる。弁のハンドルが「開き
（ｏｎ）」位置へ引かれたときでも、その可動ピストン
／シール組立体が、弁ハウジング内の「吸入（ｉｎ）」
から「吐出（ｏｕｔ）」への流路を「再遮断（ｒｅｂｌ
ｏｋｉｎｇ）」する。絞られたバイパス通路が下流側の
圧力レベルを緩っくりと増大させ、この圧力レベル増大
は、この下流側圧力がピストン／シール組立体を流体制
御弁の全開位置へ動かすまで行われる。
【０００７】以下に添付図面と関連して続ける詳細な記
述から当業者には本発明のその他の長所と目的が明らか
になろう。
【０００８】
【発明の実施形態】図１において、本発明による軟始動
性能を備えた流体制御弁が全体的に符号１０で指示され
る。この流体制御弁１０は弁ハウジング１２と弁スプー
ル組立体１４を備える。
【０００９】図１と図２に示されるように、弁ハウジン
グ１２は錠止フランジ１８と、長手方向に延在するボア
２０を有し、このボア２０は、吸入室２４を介して吸入
口２２と、吐出室２８を介して吐出口２６と、そして排
出室３２を介して排出口３０と連通している。吸入口２
２は圧縮空気送給源に接続され、吐出口２６は空気操作
される装置の負荷ラインに接続され、そして排出口３０
は外気に通じるマフラまたは同様な装置に接続される。
ボア２０は、室３２と２８との間に置かれる第１密封面
３４、室２８と２４との間に置かれる第２密封面３６、
および室２４と外気との間に置かれる第３密封面３８を
有する。ボア２０からハウジング１２内へ環状溝４０が
延びて保持バネ４２の座を形成する。保持バネ４２は弁
スプール組立体１４と協働して流体制御弁１０を閉じ位
置または開き位置に解放可能に保持する。錠止フランジ
１８に孔４４が設けられ、パドロック４６または同様な
ものを受入する。パドロック４６は弁スプール組立体１
４と協働して流体制御弁１０を閉じ位置に錠止する。密
封面３４，３６，３８は弁スプール組立体１４と協働し
て、流体制御弁１０が閉じ位置のときには吸入口２２内
の流体圧力を遮断し、そして吐出口２６を排出口３０に
接続し、そして流体制御弁１０が開き位置のときには排
出口３０を遮断し、そして吸入口２２を吐出口２６に接
続する。
【００１０】図１と図３に示されるように、弁スプール
組立体１４は、スプール本体５０、ハンドル５２、排出
スプール・セグメント５４、ピストン５６、および調節
ステム５８を備える。スプール本体５０は全体的に円筒
形の部材で、これの一方の端にステム部分６０を有す
る。このステム部分６０がプラグ部分６２に合わさる個
所に半径方向の肩部６４が形成される。スプール本体５
０は、ステム部分６０とプラグ部分６２とを貫通して軸
方向に延在するボア６６を有する。ボア６６は、ステム
部分６０の端に設けられた第１ネジ付き部分６８、肩部
６４の近くでボア６６の中央部に設けられた段付き部分
７０、およびプラグ部分６２の端に設けられた第２ネジ
付き部分７２を有する。図３に示されるように肩部６４
から一対の傾斜した通孔７４がボア６６内へ延在する。
【００１１】プラグ部分６２の外面に、シールリング７
８が嵌込まれる第１環状シール溝７６、シールリング８
２が嵌込まれる第２環状シール溝８０、および一対の環
状溝８４が形成され、これら一対の環状溝８４はバネ４
２と合わさって流体制御弁１０を閉じ位置または開き位
置に解放可能に保持する。プラグ部分６２の、ステム部
分６０の反対側の端にハンドル５２が取付けられ、ロー
ルピン８６によって保持される。ロールピン８６は、ス
プール本体５０のプラグ部分６２に形成されたスロット
９０とハンドル５２に貫通する孔８８に押込めて通され
る。ハンドル５２は、スプール本体５０がハウジング１
２のボア２０に挿入された後でスプール本体５０に取付
けられる。調節ステム５８へのアクセス用の孔９２がハ
ンドル５２を貫通する。
【００１２】排出スプール・セグメント５４は、ボア６
６のネジ付き部分６８にネジ込まれるボルト９４によっ
てステム部分６０の、プラグ部分６２の反対側の端に固
定される。スプール・セグメント５４を貫通して孔９６
が延在し、この孔９６は、ステム部分６０を貫通してボ
ア６６に交差する孔９８と合わせられる。スプール・セ
グメント５４の外面に環状溝１００が形成され、シール
リング１０２が嵌込まれる。
【００１３】ピストン５６は肩部６４と排出スプール・
セグメント５４との間でスプール本体５０のステム部分
６０上に摺動可能に嵌合される。ピストン５６と排出ス
プール・セグメント５４との間にバネ１０４が置かれて
ピストン５６を肩部６４の方へ偏倚する。ピストン５６
の外面に環状溝１０６が形成され、シールリング１０８
が嵌込まれる。
【００１４】ハンドル５２のボア９２とスプール本体５
０のボア６６とを通って調節ステム５８が延在する。こ
の調節ステム５８は、ボア６６のネジ付き部分７２内に
ネジ係合する部分１１０を有する。ステム５８のボア６
６内に置かれる端はテーパ付きヘッド１１２を有し、こ
のテーパ付きヘッド１１２はボア６６の段付き部分７０
と協働して流体制御弁１０の調節可能バイパスの可変オ
リフィスを作る。バイパス流が、ステム５８の長さに沿
って存在する間隙を通って外気へ漏洩するの防ぐためス
テム５８上にシール１１４が設けられる。テーパ付きヘ
ッド１１２の反対側のボア９２内にあるステム５８の端
にスロット１１６が形成され、ステム５８を回わすのに
使われる。このステム５８の回転によってオリフィス、
バイパス・オリフィス、またはバイパス流れ面積を調節
することができる。すなわちステム５８の回転によりボ
ア６６の段付き部分７０に対するテーパ付きヘッド１１
２の位置が調節される。そしてこれにより、本発明の軟
始動操作が行われるときの圧力増大率が調節される。
【００１５】流体制御弁１０の閉じ位置が図１に示され
る。このとき弁スプール組立体１４は完全に弁ハウジン
グ１２内へ挿入される。この挿入の行程は、ハウジング
１２の半径方向に延在する端１２０にハンドル５２が接
触することによって限定される。吸入口２２は、シール
８２が密封面３６に接触し、そしてシール７８が密封面
３８に接触していることによって遮断される。排出スプ
ール・セグメント５４のシールリング１０２は非密封位
置になっているので吐出口２６は排出口３０へ開かれ、
従って吐出口２６から排出口３０の外気への自由な流れ
が可能である。ピストン５６は肩部６４に隣接してお
り、そこで吐出口２６から圧縮空気は排出口３０へ自由
に流れることができる。図１に示されるように、錠止フ
ランジ１８の孔４４にパドロック４６を差込むことによ
って流体制御弁１０をこの閉じ位置に錠止することがで
きる。パドロック４６は、ハンドル５２に設けられた環
状溝１２２内へ延びる。流体制御弁１０にパドロック４
６が取付けられると弁スプール組立体１４がハウジング
１２に対して動けなくなるので、流体制御弁１０の開き
はできなくなる。
【００１６】図４と図５において、パドロック４６が取
外されて流体制御弁１０の開きが始まる。パドロック４
６を取外すことにより、図４に示されるようにハンドル
５２を引いて弁スプール組立体１４を作動位置へ動かす
ことができる。この作動位置において、シール８２は密
封面３６に接触する吸入室２４の一方の側から、密封面
３８に接触する吸入室２４の他方の側へ移動させられ
る。この移動によりスプール本体５０のプラグ部分６２
は吸入室２４を通過するが、ピストン５６はこれのシー
ル１０８が密封面３６に接触する位置に残っていて吸入
口２２を吐出口２６と排出口３０の両方から遮断してい
る。さらに排出セグメント５４が、これのシール１０２
が密封面３４と接触するように動かされて、吸入口２２
と吐出口２６の両方を排出口３０から遮断する。本発明
の軟始動特性は通孔７４によって得られる。吸入口２２
から吸入圧力空気が吸入室２４へ送給される。この圧力
流体は通孔７４を通り、そしてステム５８のテーパ付き
部分１１２とボア６６の段付き部分７０とによって形成
される開口を通ってボア６６に流入する。圧力空気はボ
ア６６を流下していき、そして孔９６と９８を通ってボ
ア６６から出ていって、吐出口２６に接続した流体ライ
ンを緩っくりと加圧し始める。吸入口２２から吐出口２
６へ流れる圧力空気の流量は、スクリュドライバとスロ
ット１１６を使用してネジ付きステム５８を回わすこと
により調節できるテーパ付き部分１１２と段付き部分７
０との間の開口によって制御される。この開口の寸法が
吐出口２６に接続された負荷の加圧率を制御する。
【００１７】ピストン５６は最初の内、吸入室２４へ送
給された圧力空気のために低位置に保持されている。圧
力空気がピストン５６の頂面に作用してピストン５６を
低位置に保持するのである。ピストン５６のこの位置
は、前記のバイパス・システムによって吐出室２８内に
圧力が高まるまで、吸入室２４内の圧力によって維持さ
れる。吐出室２８内の圧力とバネ１０４の負荷との組合
せの力が吸入室２４内の圧力を超えると、ピストン５６
は、図４に示される位置から、流体制御弁１０が全開位
置になった図５に示される位置へと動かされる。
【００１８】図５の全開位置において、ピストン５６は
肩部６４に直ぐ隣接する位置へ動かされている。吸入口
２２は吐出口２６へ全開する。シール７８と８２が密封
面３８に接触し、そしてシール１０２が密封面３４に接
触する。
【００１９】流体制御弁１０を閉じる場合には弁スプー
ル組立体１４が図５の位置から図１の位置へ動かされ
る。これによって瞬間的に吸入口２２からの圧力空気の
送給が遮断され、そして吐出口２６から排出口３０への
圧力空気が解放される。
【００２０】以上の詳細な記述によって本発明の好適な
実施例を明らかにしてきたが、本発明は特許請求の範囲
から外れずになお多くの変化形が可能なことを理解すべ
きである。
【図面の簡単な説明】
【図１】閉じ位置にある本発明の流体制御弁の側面断面
図である。
【図２】図１の流体制御弁の弁ハウジングの側面断面図
である。
【図３】図１の流体制御弁の弁スプール組立体の側面断
面図である。
【図４】作動された直後の位置にある図１の流体制御弁
の側面断面図である。
【図５】全開位置にある図１の流体制御弁の側面断面図
である。
【符号の説明】
１０ 流体制御弁 １２ 弁ハウジング １４ 弁スプール組立体 １８ 錠止フランジ ２０ ボア ２２ 吸入口 ２４ 吸入室 ２６ 吐出口 ２８ 吐出室 ３０ 排出口 ３２ 排出室 ４６ パドロック ５０ スプール本体 ５２ ハンドル ５４ 排出スプール・セグメント ５６ ピストン ５８ 調節ステム ６０ ステム部分 ６２ プラグ部分 ６６ ボア ７０ 段付き部分 ７４ 傾斜通孔 ９６ 孔 ９８ 孔 １０４ バネ １１２ テーパ付きヘッド

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体制御弁において、 吸入口、吐出口、および排出口を有する弁ハウジング
    と、 開き状態と閉じ状態との間で前記弁ハウジングに対し可
    動な弁スプール組立体であって、該弁スプール組立体が
    前記開き状態のとき前記吸入口が前記吐出口と連通し、
    該弁スプール組立体が前記閉じ状態のとき前記吐出口が
    前記排出口と連通する弁スプール組立体と、 前記弁スプール組立体に付属し、その弁スプール組立体
    が前記閉じ状態から開き状態へ動かされたとき前記吸入
    口と吐出口との間の全連通が行われるのを遅延させる装
    備とを備える流体制御弁。
  2. 【請求項２】 前記遅延装備が、 前記弁スプール組立体上に摺動可能に設置されたピスト
    ンであって、前記弁スプール組立体が前記閉じ状態から
    開き状態へと動かされる初期の内前記吸入口と吐出口と
    の間の全連通を遮断するピストンと、 前記吸入口と吐出口との間に設置されるバイパス通路で
    あって、前記弁スプール組立体が前記閉じ状態から開き
    状態へ動かされる初期の内開かれて流体を前記吸入口か
    ら吐出口へある特定の流量で流通させるバイパス通路
    と、 を備え、 前記吐出口の流体圧力がある特定の値に達すると前記ピ
    ストンが動かされて前記吸入口と吐出口との間の全連通
    を行わせる、 請求項１の流体制御弁。
  3. 【請求項３】 前記特定流量が調節可能である、請求項
    ２の流体制御弁。
  4. 【請求項４】 前記弁スプール組立体を前記開き状態ま
    たは閉じ状態に解放可能に固定するための保持装備をさ
    らに備える請求項１の流体制御弁。
  5. 【請求項５】 前記弁スプール組立体を前記閉じ状態に
    錠止するための装備をさらに備える請求項１の流体制御
    弁。
  6. 【請求項６】 流体制御弁において、 吸入口、吐出口、および排出口を有する弁ハウジング
    と、 開き状態と閉じ状態との間で前記弁ハウジングに対し可
    動な弁スプール組立体と、 前記吐出口と排出口との間に延在し、前記弁スプール組
    立体が前記閉じ状態のとき開く第１通路と、 前記吸入口と吐出口との間に延在し、前記弁スプール組
    立体が前記開き状態のとき開く第２通路と、 前記吸入口と吐出口との間に延在し、前記弁スプール組
    立体が前記閉じ状態から開き状態へ動かされるとき前記
    第２通路より以前に開き、その第２通路が開くより以前
    のある特定の時間開いたままでいる第３通路とを備える
    流体制御弁。
  7. 【請求項７】 前記弁スプール組立体上に摺動可能に設
    置されたピストンであって、前記弁スプール組立体が前
    記閉じ状態から開き状態へ動かされるとき前記第２通路
    を閉じ、そして前記第３通路を開くピストンをさらに備
    える請求項６の流体制御弁。
  8. 【請求項８】 前記特定時間が、前記第３通路内に設置
    されたオリフィスによって制御される、請求項６の流体
    制御弁。
  9. 【請求項９】 前記オリフィスが調節可能である、請求
    項６の流体制御弁。
  10. 【請求項１０】 前記特定時間が調節可能である、請求
    項６の流体制御弁。
  11. 【請求項１１】 前記弁スプール組立体を前記閉じ状態
    に錠止するための装備をさらに備える請求項６の流体制
    御弁。
  12. 【請求項１２】 流体制御弁において、 吸入口、吐出口、および排出口を有する弁ハウジング
    と、 前記吐出口を排出口に接続する前記弁ハウジング内に延
    在する第１通路と、 前記吸入口を吐出口に接続する前記弁ハウジング内に延
    在する第２通路と、 開き状態と閉じ状態との間で前記弁ハウジングに対し可
    動な弁スプール組立体であって、該弁スプール組立体が
    前記閉じ状態のとき前記第２通路が閉じられ、そして前
    記第１通路が開かれ、該弁スプール組立体が前記開き状
    態のとき前記第１通路が閉じられる弁スプール組立体
    と、 前記弁スプール組立体上に摺動可能に設置されたピスト
    ンであって、このピストンは開き位置と遮断位置との間
    で可動であり、前記弁スプール組立体が前記開き状態へ
    動かされる初期の内該ピストンは前記遮断位置に置かれ
    て前記第１通路を閉じるピストンと、 前記吸入口を吐出口に接続する前記弁スプール組立体内
    に延在する第３通路であって、前記ピストンが前記遮断
    位置にあるとき開かれて前記吸入口と吐出口との間に、
    前記吐出口の流体圧力増大が、前記第１通路が開かれる
    場合よりも遅い率になるような特定流量の流体を流通さ
    せる第３通路とを備え、 前記吐出口の流体圧力がある特定の圧力に達すると前記
    ピストンが前記遮断位置から開き位置へ動かされて前記
    第１通路を開く流体制御弁。
  13. 【請求項１３】 前記吐出口の流体圧力増大率がオリフ
    ィスによって制御される、請求項１２の流体制御弁。
  14. 【請求項１４】 前記オリフィスが調節可能である、請
    求項１３の流体制御弁。
  15. 【請求項１５】 前記吐出口の流体圧力増大率が調節可
    能である、請求項１２の流体制御弁。
  16. 【請求項１６】 前記弁スプール組立体を前記閉じ状態
    に錠止するための装備をさらに備える請求項１２の流体
    制御弁。
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