JPS5841420Y2

JPS5841420Y2 - 空気操作弁

Info

Publication number: JPS5841420Y2
Application number: JP1977018327U
Authority: JP
Inventors: 金太郎宮道; 良一中西
Original assignee: 株式会社明電舎
Priority date: 1977-02-17
Filing date: 1977-02-17
Publication date: 1983-09-19
Also published as: JPS53112823U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は空気圧操作機器へ供給され得る空気の管路を開
閉する空気操作弁に関するものである。

空気操作弁は、例えば第１図にて符号１で示すように、
電気機器等を作動する空気圧操作機器２と、空気タンク
等の空気圧源３とを結ぶ空気管路４内に介装され、外部
操作されたときに開作動して該空気管路４を開閉するも
のである。

この種空気操作弁の代表的な従来例を第２図に示す。

図において、１０は本体１０ａと蓋１０ｂとからなる２
分割形のハウジングで、その体部には、空気流入口１２
を介し空気圧源３と常時連通接続される比較的大きな第
１空気室１１ａ、空気流出口１３を介し空気圧操作機器
２と連通接続される空気通路１１ｂおよびこの空気通路
１１ｂよりやや小径にしてかつ大気に開放した穴１５が
互いに連通せしめられて直列に連設されている。

第１空気室１１ａにおける空気通路１１ｂと対向する内
壁、換言すれば蓋１０ｂの内面には、空気通路１１ｂよ
り大径の内径を有し、かつ周壁にオリフィス２０を穿設
したスリーブ１４が、空気通路１１ｂと同心的に植設さ
れている。

スリーブ１４には、第１ピストン１７が摺動自在に嵌挿
されており、この第１ピストン１７には、第１空気室１
１ａと空気通路１１ｂとの連結部に設けた弁座１１Ｃに
当接自在の弁体１９が、第１ピストン１７の外径より小
径の連結部を介して連結されている。

前記第１ピストン１７と、この第１ピストン１７とスリ
ーブ１４とで両底される補助空気室Ｒ１の底部（蓋１０
ｂの内面）との間には、前記弁体１９を常時弁座１１ｃ
に押圧すべく圧縮コイルスプリングの如きばね２６が弾
装されている。

また、補助空気室Ｒ１の底部には、この補助空気室Ｒ１
と第１空気室１１ａとに空気差圧を生せしめて弁体１９
を開作動せしめるべく、補助空気室Ｒ０内を大気と連通
ずる補助弁２２が設けられている。

すなわち、補助空気室Ｒ１の底部中央には、透孔２１が
ハウジング１０の蓋１０ｂを貫通して設けられており、
この透孔２１には、補助空気室Ｒ１側の透孔２１周辺に
設けた弁座と当接して透孔２１を閉塞する弁部２４、透
孔２１に摺動自在に嵌挿したスプールおよび弁部２４と
スプールとを連結するロッドからなる補助弁２２が、ス
プールの端部を常時ハウジング１０の蓋１０ｂから突出
せしめて内挿されている。

そして、透孔２１は、補助弁２２の弁部２４とスプール
との間において蓋１０ｂに穿設した排気孔２５を介し大
気と連通されている。

前記空気通路１１ｂに連設した穴１５には、空気通路１
１ｂより小径のロッドを介して弁体１９と連結した第２
ピストン１８が挿通自在に嵌挿されており、この第２ピ
ストン１８、ロッド、弁体１９、連結部および第１ピス
トン１７は、一体的に設けられるとともに、軸方向へ移
動するスプール１６を構成している。

そして、ハウジング１０の本体１０ａには、空気通路１
１ｂを弁体１９の閉作動時に大気と連通せしめ、かつ弁
体１９の開作動時に第２ピストン１８により閉塞される
通気口が、その一端を穴１５に開口せしめて設けられて
いる。

なお、第２図において１４３Ｈ−１ｇ１ピストン１
７の補助弁２２方向への移動を規制すべくスリーブ１４
の内面に設けた肩部、２３は第１ピストン１７と補助弁
２２の弁部との間に弾装した圧縮コイルスプリングの如
きばねで、後述する如く電磁石等の外部操作で開作動さ
れた補助弁２２を閉作動（復帰作動）せしめるためのも
のである。

かかる空気操作弁１によると、通常時（非作動時で空気
通路１１ｂを閉とする状態）には、空気流入口１２から
第１空気室１１ａに充気された作動圧の空気が、オリフ
ィス２０を経て補助空気室Ｒ１内にも存在するため、弁
体１９は、この弁体１９に作用する空気通路１１ｂ側の
大気圧の空気圧と弁体１９および第１ピストン１７に作
用する第１空気室および補助空気室Ｒ１側の作動圧の空
気圧との差圧、第１ピストン１７に作用するばね２６の
弾性力により閉作動されている。

そして、外部操作により補助弁２２が開作動されると、
補助空気室Ｒ１内が透孔２１および排気孔２５を介して
大気と連通し、補助空気室Ｒ１内の圧力が低下する。

このため、第１空気室１１ａ側から第１ピストン１７に
作用する圧力が、ばね２６の弾性力を上回り、弁体１９
を開作動し、空気通路１１ｂ＠を開放される。

そして、補助弁２２が閉作動すると透孔２１が弁部２４
により閉塞され、補助空気室Ｒ１の大気との連通がしゃ
断される。

このため、オリフィス２０から動作圧の空気が補助空気
室Ｒ１に流入し、第１ピストン１７を介して弁体１７が
前述した如く閉作動されるものである。

ところが、この種の空気操作弁は、前述の作用説明から
明らかなように、外部操作に直ちに応答して通路を開閉
作動するものであるから、不具合を生ずることがある。

つまり、空気圧操作機器２により電気機器を作動させる
場合の如く、外部操作の停止によってもある程度の時間
操作弁１が開いていることが好ましい場合があるからで
ある。

例えば、第１図のような空気操作機器２を電気的命令で
作動させる場合、空気操作弁１の補助弁２２を電磁石５
２によって動作させる場合がほとんどである。

そして、その接続回路は通常第３図のようになされる。

すなわち、電磁石５２の励磁はＣ８接点によって出され
自己保持され、励磁解除は空気操作機器２に連動した補
助開閉器５２ｂ（機器動作でＯＦＦする接点）によって
なされる。

一般の機器に於ける行程と時間の関係は、第４図のよう
である。

今前記第１図、第３図で第４図の説明をすると、第３図
Ｃ３接点閉でコイル５２Ｃ２）（命令を受け、Ａ点で
電磁石が励磁され、第１図の操作弁１がＡ′点で動作を
開始し、空気操作機器２に空気を送り込み、Ｂ点より空
気操作機器２の動作が始まり、Ｂ点で最終位置迄動作し
、Ｆ点で最終位置保持用のラッチが掛り動作が完了する
。

この動作途中において機器に連動した補助開閉器の接点
５２ｂ））Ｃ点で開となり、第３図のようにこの接点が
直列に接続された電磁石５２ｅは励磁が解かれる。

この場合、空気操作弁が自己保持作用を持っていないと
、Ｃ点で空気操作弁は閉止してしまい、空気操作機器へ
の送気は停止され、途中で停止してしまうか、又は元の
位置に復帰してしまう。

すなわち、完全に動作を遂行するためにＣ−Ｆ点迄の時
間、電気的な命令が解除されても空気操作機器への送気
を持続する必要がある。

このため、空気操作弁にＣ−Ｆ間以上の時間自己保持作
用を持たせることによって、これらの問題が容易に解消
される。

この為、従来では外部操作の停止によってもある程度の
時間は開状態を維持することができる回路、所謂自己保
持回路を付設するようにしたものが提案されているが、
構造が複雑でかつ大形となり実用的ではない等の問題が
ある。

本考案は上記に鑑みなされたもので、その目的とすると
ころは構造が簡単でかつ小形に製作でき、しかも従来の
空気操作弁を大巾に設計変更する必要のない自己保持機
能を有する空気操作弁を提供することにある。

本考案は、上記目的を遠戚するため、ハウジングに、空
気圧源と連通される第１空気室、空気圧操作機器と連通
される空気通路およびこの空気通路とほぼ同径の第２空
気室を互いに連通せしめて直列に連設し、前記第１空気
室の空気通路と対向する内壁に空気通路より大径の内径
を有しかつ周壁にオリフィスを有するスリーブを植設し
、前記スリーブに第１ピストンを摺動自在に嵌挿すると
ともに、この第１ピストンに第１空気室と空気通路との
連結部に設けた弁座に当接自在の弁体を第１ピストンの
外径より小径の連結部を介し連結し、前記第１ピストン
とこの第１ピストンとスリーブで画成される補助空気室
の底部との間に前記弁体を常時弁座に押圧すべくばねを
弾装し、前記補助空気室の底部に大気と連通自在の透孔
を設けるとともに、この透孔を開閉自在の補助弁を設け
、前記第２空気室にロッドを介し弁体と連結した第２ピ
ストンを摺動自在に嵌挿し、前記ハウジングに空気通路
を弁体の閉作動時に大気と連通せしめかつ弁体の開作動
時に第２ピストンにより閉塞される通気孔を設け、前記
空気通路と第２空気室とを小孔で連通せしめて構成し、
弁体の閉作動をその開作動時に第２空気室に流入した動
作圧の空気によって抑制して、弁体による空気通路の閉
塞に到る時間を長＜シ、もって空気操作弁を自己保持機
能を有するものとしたものである。

以下、第５図から第９図までの図面を用いてこの考案の
実施例を詳細に説明する。

第５図は本考案の第１．の実施例構造を示す。

図において、１０は本体１０ａと蓋１０ｂとからなる２
分割のハウジングで、このハウジング１０の体部には、
空気流入口１２を介して空気圧源（図示省略）と常時連
通接続される比較的大きな第１空気室１１ａ１空気流出
口１３を介し空気圧操作機器（図示省略）と連通接続さ
れる空気通路１１ｂおよびこの空気通路１１ｂとほぼ同
径の第２空気室Ｒ２カ互いに連通せしめられて直列に連
設されている。

第１空気室１１ａにおける空気通路１１ｂと対向する内
壁、換言すれば蓋１０ｂの内面には、空気通路１１ｂよ
り大径の内径を有し、かつ固壁にオリフィス２０を穿設
したスリーブ１４が、空気通路１１ｂと同心的に植設さ
れている。

前記第１ピストン１７と、この第１ピストン１７とスリ
ーブ１４とで画成される補助空気室Ｒ１の底部（蓋１０
ｂの内面）との間には、前記弁体１９を常時弁座１１ｃ
に押圧すべく圧縮コイルスプリングの如きばね２６０５
弾装されている。

また、補助空気室Ｒ１の底部には、この補助空気室Ｒ１
と第１空気室１１ａとに空気差圧を生ぜしめて弁体１９
を開動せしめるべく、補助空気室Ｒ１内を大気と連通ず
る補助弁２２が設けられている。

すなわち、補助空気室Ｒ１の底部中央には、透孔２１が
ハウジング１０の蓋１０ｂを貫通して設けられており、
この透孔２１には、補助空気室Ｒ１側の透孔２１問辺に
設けた弁座と当接して透孔２１を閉蓋する弁部２４、透
孔２１に摺動自在に嵌挿したスプールおよび弁部２４と
スプールとを連結するロッドからなる補助弁２２が、ス
プールの端部を常時ハウジング１０の蓋１０ｂから突出
せしめて内挿されている。

前記空気通路１１ｂに連設した第２空気室Ｒ２には、空
気通路１１ｂより小径のロッドを介し弁体１９と連結し
た第２ピストン１８が摺動自在に嵌挿されており、この
第２ピストン１８によって閉成される第２空気室Ｒ２は
、第２ピストン１８の周辺を軸方向に貫通して設けた小
孔２７を介し空気通路１１ｂと連通されている。

したがって、第２ピストン、ロッド、弁体１９、連結部
および第１ピストン１７は、上述した如く一体的に連結
されるとともに、軸方向へ移動するスプール１６を構成
しているものである。

また、ハウジング１０の本体１０ａには、空気通路１１
ｂを弁体１９の閉作動時に大気と連通せしめ、かつ弁体
１９の開作動時に第２ピストン１８により閉塞される通
気孔２８が、その一端を第２空気室Ｒ２の内周面１５に
開口せしめて設けられている。

なお、第５図において１４ａは補助弁２２方向への第１
ピストンの移動を規制すべくスリーブ１４の内面に設け
た肩部、２３は第１ピストン１７と補助弁２２との間に
弾装した圧縮コイルスプリングの如きばねで、外部操作
で開作動された補助弁２２を閉作動（復帰作動）せしめ
るためのものである。

かかる構成によると、外部操作によって補助弁２２が操
作されて補助空気室Ｒ１内の空気θＳ排出され、スプー
ル１６が下動して開弁するのと同時に、空気通路１１ｂ
の空気は第２ピストン１８の小孔２７から第２空気室Ｒ
２に流入する。

従って、外部操作の停止により第１空気室１１ａから作
動圧の空気が補助空気室Ｒ１に流入し、該空気圧により
スプール１６を復帰（上動させようとしても、第２空気
室Ｒ２内の空気圧がスプール１６に下向きの力を新たに
加える為、補助空気室Ｒ１内の空気圧θＳ充分に高くな
る迄はスプール１６は上動しない。

即ち、第６図に示すように、スプール１６の上動に必要
な補助空気室Ｒ１の空気圧は、同図Ａに示す従来圧力Ｐ
１よりも高い圧力のＰ２となるから、補助空気室Ｒ
１内圧力の時間的変化特性に徴してみると従来の上動開
始時ｔ、よりも多い時間を要するｔ２となり、外部操作
後直ちにスプール１６の弁体１９が空気通路１１ｂを閉
にすることはない。

この場合、スプール１６を上動させるべく第１ピストン
１７および弁体１９に作用する空気圧による操作力と、
スプール１６を下動させるべく第２ピストン１８に作用
する空気圧による操作力とが等しくなるように第１ピス
トン１７等の受圧面積を設計しておけば、スプール１６
の初期上動は、ばね２６の弾性力によるのみとなり、弁
体１Ｔの閉作動に要する時間を充分に長いものとするこ
とができる。

なお、スプール１６の弁体１９の閉作動に際しては、ス
プール１６の緩やかな上動と共にそれまで第２ピストン
１８により閉塞されていた通気孔２８が除々に開放され
、この通気孔２８の開放２８と同時に空気通路１１ｂ側
の空気圧が急激に低下するので、相対的にスプール１６
に下向きに作用する力が減少し、弁体１９は以後空気通
路１１ｂを瞬時に閉じるのである。

第７図は本考案の第２実施例を示す。

同図において第５図と同一部分には同一符号を付してそ
の説明は省略する。

本実施例の特徴は、スプール１６の第２ピストン１８の
先端側約半分の部位１８ａの径を小さくシ、その径に合
わせて第２空気室Ｒ２を形成する。

また、該空気室Ｒ２を第２ピストン１８とロッドの軸心
に穿設した小孔２９を介して空気通路１１ｂに連通ずる
。

更に、第２ピストン１８のほぼ中央に臨む大気連通孔３
０を新たにハウジング１０の本体１０ａに穿設するので
ある。

本実施例においても、その作用は前例のものと殆んど同
じであるが、異なる点はスプール１６の第２ピストン１
８の先端部位１８ａに下向きに作用する空気圧の受圧面
積θＳ１径を小さくした分だけ減少したことである。

従って、前例の場合よりもスプール１６の上動を抑制す
る力が減少し、それだけスプール１６の上動力は小さく
て良いことになる。

これにより、スプール１６の初期上動作用はスプール１
６に上向きに作用する空気圧力のみでも充分となり（但
し、上動作用はゆっくりと行なわれる）、弾性力の小さ
なばね２６の使用が可能となる。

尚、大気連通孔３０は、スプール１６の下動に伴なって
生じる空所３１が負圧になり、スプール１６の下動を抑
止することを防止するためのものである。

本実施例における時間−圧力特性は第６図におけるＢ点
近傍となり、略前記実施例と同様の時間だけ弁体１９の
開状態を継時できる。

第８図は第３実施例を示し、前記第１実施例のものを一
部変更したものを示す。

本例が第１実施例と異なる点はスリーブ１４に穿設した
オリフィス２０に、細径で比較的長いキャピラリーパイ
プ３２を連通接続したところにある。

キャピラリーパイプ３２は、第９図に斜視図で示すよう
に、スリーブ１４の同図に巻付けてあり、その先端は開
口されている。

このキャピラリーパイプ３２を付設することにより、主
空気通路１１からスリーブ１４内、即ち補助空気室Ｒ１
内に流入する空気は抵抗を受け、補助空気室Ｒ１内に充
満する時間が長くかかる。

つまり、第１０図に示すように、オリフィス２０のみに
よる補助空気室Ｒ１内の空気圧上昇特性は同図ａである
のに対し、キャピラリーパイプ３２を付けたものは同図
すの如くであり、所定の圧力ＰＸに到る迄の時間は本例
の場合の方が長くなる。

かかる場合、オリフィス２０の径のみを調整してもある
程度の範囲で特性を変化させることは可能である０′Ｓ
１調整作業が難しいと共に、安定性が悪くなる。

キャピラリーパイプ３２を使用すれば、長さの調整だけ
で特性の変化が可能であり、かつ安定性に優れている。

以上の如く本考案によれば、弁体の閉作動を第２空気室
内の空気圧によって抑制し、弁体による空気通路の閉塞
に到る時間を長くすることができ、空気操作弁を自己保
持機能を有するものとすることθＳできる。

また、構造が極めて簡単でありかつ従前の操作弁の一部
変更で済むので、空気操作弁を小形かつ軽量にしかも容
易に製作できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は空気操作弁の使用例を示す構成図、第２図は従
来の操作弁の断面図、第３図は従来の使用例の回路図、
第４図はその作動説明図、第５図は本考案の操作弁の第
１実施例の断面図、第６図は特性図、第７図は第２実施
例の断面図、第８図は第３実施例の断面図、第９図はス
リーブの斜視図、第１０図は特性図である。２・・・・・・空気操作機器、３・・・・・・空気圧源
、１０・・・・・・ハウジング、１１ａ・・・・・・第
１空気室、１１ｂ・・・・・・空気通路、１１ｃ・・・
・・・弁座、１４・・・・・・スリーブ、１７・・・・
・・第１ピストン、１８・・・・・・第２ピストン、１
９・・・・・・弁体、２０・・・・・・オリフィス、２
１・・・・・・透孔、２２・・・・・・補助弁、２６・
・・・・・ばね、２７・・・・・・小孔、２８・・・・
・・連通孔、２９・・・・・・小孔、Ｒ１・・・・・・
補助空気室、Ｒ２・・・・・・第２空気室。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）ハウジングに、空気圧源と連通される第１空気室
、空気圧操作機器と連通される空気通路およびこの空気
通路とほぼ同径の第２空気室を互いに連通せしめて直列
に連設し、前記第１空気室の空気通路と対向する内壁に
空気通路より大径の内径を有しかつ周壁にオリフィスを
有するスリーブを植設し、前記スリーブに第１ピストン
を摺動自在に嵌挿するとともに、この第１ピストンに第
１空気室と空気通路との連結部に設けた弁座に当接自在
の弁体を第１ピストンの外径より小径の連結部を介し連
結し、前記第１ピストンとこの第１ピストンとスリーブ
で両底される補助空気室の底部との間に、前記弁体を常
時弁座に押圧すべくばねを弾装し、前記補助空気室の底
部に大気と連通自在の透孔を設けるとともに、この透孔
を開閉自在の補助弁を設け、前記第２空気室にロンドを
介し弁体と連結した第２ピストンを摺動自在に嵌挿し、
前記ハウジングに空気通路を弁体の閉作動時に大気と連
通せしめかつ弁体の開作動時に第２ピストンにより閉塞
される通気孔を設け、前記空気通路と第２空気室とを小
孔で連通せしめてなる空気操作弁。
（２）前記小孔を第２ピストンの周辺に穿設してなる実
用新案登録請求の範囲第１項記載の空気操作弁。
（３）＠記事孔を第２ピストンとロンドの軸心に穿設し
てなる実用新案登録請求の範囲第１項記載の空気操作弁
。