JPS62224779A - 可変定量弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は可変定量弁に係り、特に、１回あたりの定量吐
出、定量充填をピストンの往復ストロークで同時に行う
ようにし、軽量コンパクト、作業時間の短縮を図り、且
つピストンの往復移動量の検出値から定量の吐出量を電
気的に可変させるようにした可変定量弁に関する。

〔従来の技術］ 従来の定量弁には第４図、第５図に示すものがある。第
４図に示す定置弁ａ１は同一軸上に大・小ピストンｂ、
ｃを接続したピストンロッドｄ１をシリンダｅ内に往復
動自在に収容し、その大ピストンｂの前後に定量室「１
．加圧室旧を形成したものである。そのシリンダｅの外
側部には空気弁ｉが設けられており、その弁の切換によ
って加圧室ｇ１へ圧送流体が圧送される。この圧送によ
りピストンロッドｄ１は定伍室ｆ１方向に作動され空気
弁ｉの吐出口ｋから定１ｉＶ　ｆｔの充填流体が吐出さ
れる。再び上記空気弁ｉを切り換えると、その弁ｉの吐
出口ｋが閉じられて加圧’Ｊ　（ＪＩと定ｍ至ｆｔ間を
連通ずるボート２が開かれて、定量室ｆｒ内へ加圧流体
が送られ、ピストンロツドｄｉは、その後端がアジャス
トストッパρに突き当るまで作動され、そのストローク
に応じた定量充填がなされる。

次に第５図に示す定量弁ａ２はブロックｍ内に往復動自
在にピストンロッドｄｐを収容し、そのピストンの前後
に区画される定量室［２、加圧室旧に交互に加圧流体を
供給して定量吐出、定量充填を成すように構成されたも
のである。

具体的な流体の切換えとして上記室の側方に、スプール
ｎを往復動自在に収容し、このスプールｎに第１．第２
ノツチｐ、ｑを形成する一方、加圧流体の供給ボート　
ｎ２に連通される第１ポートＸ及び吐出ボートしに連通
される第２ポートＷをブロックｍ内に形成したものであ
る。したがって第１ノツチｐが第１ボートＸに出会うと
、加圧流体は定量至りのピストンロッドｄｚの後端がア
ジャストクリユー■に突き当るまで加圧室９りに供給さ
れる。これによりピストンロッドｒｈのストロークに応
じた定量充填がなされる。一方、第２ボートＷに第２ノ
ツチｑが出会うと加圧流体が加圧室ｑ１へ導かれ、ピス
トンロッドｄｚを作チカして定量室りの充填流体を吐出
ボート℃がら吐出させるようにしたものである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上述の定量弁は１つのシリンダまたはブロッ
クに定量弁の機能を構成しようとするため、■加工工数
の増加、■部品定数の増加、■高精度、高シールが求め
られる、等によってコストの上昇を免かれなかった。ま
た、用途に合せてその都度アジャストストッパの交換、
アジャストスクリューの調整は、作業者にとってわずら
れしいものであると共に、その後使用都度、調整と確認
を必要とするため、実際の作業にあっては、目的、用途
に合せて予め調整済みの高価な定量弁を複数台容易して
おき、作業能率を向上させていた。

［発明が解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解消することを目的としており、
本発明はシリンダ内に往復動自在に設けられたピストン
により前後に区画された第１及び第２流体室と、これら
第１及び第２流体室にそれぞれ接続され一方の流体室へ
加圧流体を供給すると共に他方の流体室からこれに残留
する流体を吐出させるための流体の給排通路と、これら
給排通路に設けられ各流体室に交互に加圧流体を切換え
て供給するための流路切換弁と、上記加圧流体の供給に
より往復動されるピストンの往復移動旦にもとづいて定
石の吐出量を可変すべく上記ピストンの移動量を検出し
て上記流路切換弁の切換時期を制御する切換弁制御手段
とから可変定量弁を構成するものである。

［作用］ シリンダの第１の流体室へ加圧流体を供給すると、この
加圧流体はピストンを第２の流体室方向へ作動する。こ
のとき第２の流体室の残留流体はピストンの作動に応じ
て吐出される。切換制御手段は、ピストンの移動量を検
出して、流路切換弁の切換時期を任意に可変させること
ができる。ゆえに、ピストンの作動に応じて常時設定さ
れた定量の流体の吐出及び充填が同時になされる。

［実施例］ 以下に本発明の可変定量弁の好適一実施例を添付図面に
基づいて説明する。

第１図に示される１はシリンダである。このシリンダ１
は円筒状に形成されており、その一端（こは第１のキャ
ップ２が、他端には第２のキャップ３が一体的に接続さ
れている。第１のギヤ・ンブ２には、その接合側面に軸
芯方向に窪ませられて第１の室４が形成されている。ま
た第１のキャップ２には、その第１の室４に連通されて
使用用途に合せた流体（例えば油、グリス等）を通過さ
せる給排通路６ｂが接続されている。第２のキャップ３
には、その接合側面に軸芯方向に窪ませられて第２の空
７が形成されている。また、第２の室７には、これに連
通して流体を通過させる給排通路６ａが接続されている
。さらに第２のキャップ３には、その軸芯に虐勅穴８が
開口されており、その１習動穴８には、先端にピストン
９を一体的に接続されたピストンロッド１０のロッド部
１１が摺動自在に嵌合されている。８ａは流体の漏れを
防止するシールリングである。

したがって、上記シリンダ１内には、往復動自在にピス
トンロッド１０が収容されてピストン９の前方に第１の
流体室１２が区画され、ピストン９の後方に第２の流体
室１３が区画されることになる。

さて、本発明の可変定量弁にあっては１回あたりの定量
吐出、定量充填量を任意且つ簡易に可変させるために、
流路切換弁１４と、切換弁制御手段１５が以下のように
構成される。

流路切換弁１４として、−例として本実施例では図示の
如く４ポ一ト２位置切換弁（ソレノイドスプリングリー
タン）が採用される。

図示されるように、流路切換弁１４のＡポート１６ａは
上記第２の差圧室７側の給排通路６ａに、またＢポート
１６ｂは上記第１の差圧室４側の給排通路６ｂに接続さ
れており、他方その流路切換弁１４のＰボート１７ａは
、流体の供給通路１８に接続され、その王！ポート１７
ｂは流体の吐出通路１つに接続されている。この吐出通
路１９は図示されない被供給物へ吐出流体を供給する。

切換弁制御手段１５は本実施例では、上記ピストンロッ
ド１０のストロークを検出しその検出信号を出力する検
出器２０と、その検出信号を受けて、上記切換弁１４を
開閉副面するコントローラ２１とから構成される。

本実施例では検出器２０として少くとも２個以上のリミ
ットスイッチが採用されており、大別するとピストンロ
ッド１０の往路ストローク時に作動するリミットスイッ
チ（以下ＬＳ２と略す）２０ａと、復路ストローク時に
作動するリミットスイッチ（以下ＬＳｔと略す）２０ｂ
とに分けられる。

ｉｓ　１２０ｂ　、Ｌｓ　２２０ａは共にピストンロッ
ド１ｏの突出側に、且つそのロンド部１１の軸方向に沿
って配設され、そのＬＳ＋２０ｂ。

ＬＳ２２０ａの可動接点２２がピストンロッド１０のシ
リンダドッグ１１ａによりスイッチングされる位置に配
設される。またｌｓ＋２０ｂと１ｓｚ２０ａとの関係は
、ＬＳ２２０ａが第１の流体室１２側で、Ｌｓｘ２０ｂ
が第２の流体室１３側に位置されると共に、それら１ｓ
ｔ２０ｂ。

Ｌｓｐ２０ａが共にロンド部１１に対して移動自在に設
けられる。

コントローラ２１は、ＬＳｓ２０ｂの出力信号２３を受
けたときには、流路切換弁１４のＡボート１６ａとＰポ
ート１７ａ及びＢポート１６ｂとＴ１ポート１７ｂとを
連通させるように回′路構成され、また１ｓｚ２０ａの
出力信号２４を受けたときには、流路切換弁１４を切り
換えて、その弁１４のＡボート１６ａとＴ１ポート１７
ｂ及びＢボート１６ｂとＰボート１７ａとを連通させる
ように構成される。但し、実用上で、市販の電磁弁を使
用した場合には、電磁弁の内部リークが生じて流体が漏
れ出すこともあるので、第１図に示す本実施例にあって
は、保安上流路切換弁１４の上流側の供給通路１８にア
クチュエータ等で作動されて、リークを防止する安全弁
５０が介設される。

また、流体切換弁１４はその取付に際してリークにも方
向性があるのでその取付方向によっては例えば流体切換
弁１４より下流側の吐出通路１９に上記安全弁５０を介
設するようにしてリークに対処すれば保安上好ましい。

尚、アクチュエータは油・空圧により作動するものであ
るが、リークの恐れが少ない場合には上記弁を手動によ
り開閉するようにしても良い。

以下に本発明の可変定量弁の作用を添付図面に基づいて
説明する。

第３図はコントローラ２１の制御回路例を示すシーケン
ス図である。

図においてブツシュボタン〈以下ＰＢと略す）３０をＯ
Ｎすると流路切換弁１４のソレノイド（以下５ＯＬｉと
略す）３１が励磁されて、流路切換弁１４の内部のスプ
ールが作動される。これにより流路切換弁１４はＡポー
ト１６ａとＴ１ポート１７ｂ及びＢボート１６ｂとＰポ
ート１７ａとを連通して供給通路１８からの加圧流体を
第１の流体室１２へ導いて、この流体圧力によってピス
トンロッド１ｏを第２の流体室１３の方向へ作動する。

これに応じて第２の流体室１３内の残留流体は吐出通路
１９から吐出される。この後ピストンロッド１０のシリ
ンダドック１１ａがＬＳＩ２０ｂを作動すると、リレー
接点ＣＲａ３２がＯＮされ流路切換弁１４の他方のソレ
ノイド（以下５ＯＬｐと略す）３３を励磁する。このと
きリレー接点ＣＲｂ　３２．ＣＲ，、ｒ３４ａは連動接
点のためリレー接点ＣＲり３４ａをＯＮと同時にリレー
接点ＣＲ１：３４ａのｂ接点となるＣＲｒ３４ｂ　を０
ＦＦ１．：する。ソノ結果、５ＯＬｓ３１はＯＦＦとな
り、流体切換弁１４の切換えがなされる。即ち、流路切
換弁１４のＡボート１６ａとＰボート１７ａ及びＢポー
ト１６ｂとＴ１ボート１７ｂとが連通されてシリンダ１
の第２の流体室１３へ加圧流体が供給されると同時に第
１流体室１２から吐出通路１９へ残留流体が吐出される
。

その後ピストンロッド１０のシリンダドッグ１１ａ　ｔ
ｆｉＬｓ　ｓ　２０ｂをＯＮにすると、リレー接点ＣＲ
１３７がＯＮになりコイルＣＲｂ３８をＯＮにして再び
流路切換弁１４の切換がなされる。この切換が繰返えさ
れることにより、ＬＳＩ２０１）。

し５２２０ａが設定するストロークに応じて、一定量の
加圧流体の吐出充填が連続してなされる。

とコ’＞　Ｔ−１：ｌ　−１’　ルＣＲ４３９ハＰ　Ｂ
　３０　ｆ７）　ＯＮ時に、シリンダドッグ１１ａがリ
レー接点ＣＲ。

４ｏをＯＮとして５ＯＬｓ３１の励磁を保持させるため
の自己保持用のものであり、コイルＣＲｒ４１はシリン
ダドッグ１１ａが作動方向を変られるときの間、５ＯＬ
３３３を自己保持させるためのものである。またセレク
トスイッチＳＷ４２は、複数のＬＳ２２０ａを所定間隔
毎に第１の流体苗１２側へ配設した場合に、そのセレク
トスイッチ５Ｗ４２を切換えることにより、コイルＣＲ
ｔ・・・ＣＲｎのいずれかを選択できるようにするもの
である。したがって、選択されたコイルＣＲｎに応じる
リレー接点ＣＲｎがＯＮされてｌ、Ｓｐ−＋・・・ｎが
ＯＮされ、これによって５ＯＬ２３３と５ＯＬｔ３１と
の切換が選択されることになる。

ここで、ＬＳ２２０ａを複数設けると同様に１ｓｔ２０
ｂをピストンロッド１０に沿って複数個設けた場合には
、このＬＳＩ２０ｂをＯＮ。

ＯＦＦするセレクトスイッチＳＷとリレー用コイルＣＲ
を設けることによって、さらに設定ストロークの組み合
せを変えることができ、ストロークを自在に可変させる
ことができる。

ゆえに、本実施例の可変定量弁は、設定された往復路ス
トロークにて、１回あたりの定量吐出と充填を同時に行
うことができるため、従来の定ｍ弁ａｒ、ａｘに対して
シリンダ１の長さを最大１／２まで短くでき、且つ吐出
・充填に要する時間を短縮することができる。

次に本発明の可変定量弁の他の実施例を添付図面に基づ
いて説明する。

第２図に示すように、この実施例では、上記シリンダ１
の第１の差圧ｖ４と、第２の差圧室７とが夫々独立した
２系統の連通路２５ａ、２５ｂにより結ばれており、一
方の連通路２５ａには上記した供給通路１８が、他方の
連通路２５ｂには、上記した吐出通路１つが接続されて
いる。一方の連通路２５ａには、その接続部より第１の
差圧室４側には、第１切換弁２６ａが介設されていると
共に、その連通路２５ａの接続部より第２の差圧室７側
には第２切換弁２７ａが介設されている。

また他方の連通路２５ｂの接続部より第２の差圧至γ側
には第２切換弁２７ｂが介設されると共にその接続部よ
り第１の差圧室４側には第１切換弁２６ｂが介設されて
いる。２０ｂは上記ＬＳ＋であり、２０ａは上記しＳコ
である。

第１切換弁２５ａ、ｂ及び第２切換弁２７ａ。

ｂはそれぞれ第３図で説明したコントローラ２１゜検出
器２０により切換えられる。即ち、５ＯＬ１３１　、５
ＯＬｚ　３’３によって作動される。即ち、ピストンロ
ッド１０がＬＳＩ２０ｂをＯＮにすると第１切換弁２５
ａ、ｂは閉じて第２切換弁２７ａ、ｂが開かれ、また、
ピストンロッド１０が１ｓｚ２０ａをＯＮすると第１切
換弁２６ａ、ｂは開かれて第２切換弁２７ａ、ｂが閉じ
られるようになっている。

ゆえに、この実施例にあっても定量吐出・充填がピスト
ン９の往復時に同時に且つ連動してなされ、その定量を
上記実施例と同様にリミットスイッチにて可変させるこ
とができる。

したがって、本発明可変定量弁は被供給物に応じて、そ
の被供給物に必要とする定量の流体を供給できることに
なり、またその際に上記セレクトスイッチ４２にて切換
えられる回路をリレーセレクトスイッチに変えることに
よりさらに自動化を推進することができる。即ち、工場
の生産ラインを流れる供給物（例えば機械加工分野では
ビローブロック、食品産業分野では缶ビール等）に上記
リレーセレクトスイッチをセレクトさせるようにすれば
、その被供給物（品物）に応じた設定吐出徂が自動的に
変更されることにより、作業者の足口設定と、その確認
作業を省略することができ、省力化に大きく貢献できる
。

尚、本実施例にあって検出器２０の例をリミットスイッ
チにて説明したが、光センサ、！１器センサにてＯＮ、
ＯＦＦさせてもよい。その際にピストンロンド１０には
、リフレフタや磁器フィルム等を貼ることが考えられる
。またピストンロンド１０の一部を軸方向に沿ってラン
ク状の突起を形成し、その突起をパルスカウントさせて
ＯＮ・ＯＦＦを行なわせることも可能であり、さらに上
記リミットスイッチをタイマに替えることも可能である
。また、他の実施例にて説明した第１．第２切換弁２６
ａ、ｂ、２７ａ、ｂを１つの二方向切換弁として各接続
部に介設しても同様に切換えを行うことができる。

［発明の効果〕 以上説明したことから明らかなように本発明の可変定量
弁によれば次の如き優れた効果を発揮できる。

（１）　　ピストンの往復ストローク１回あたりに定量
の吐出、定量の充填を同時に行なわせることができるの
で、従来の１ストローク吐出、１ストローク充填のもの
に比べてシリンダのストロークを最大１／２まで短くす
ることができ、軽量。

コンパクト化を達成することができる。

（２）　　常時吐出、充填を連続して行うことができる
ので、作業時間を短縮することができる。

（３）　　定ｆｆｉ　ｆｆ！定の範囲を可及的に拡大で
きると共に、その設定を簡易且つスピーディに行うこと
ができる。

（４）　　構造簡単であり市販品による構成が可能なの
で大幅なコストダウンを達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変定量弁の好適一実施例を示す概略
図、第２図は他の実施例を示す概略図、第３図はコント
ローラの制御回路の一例を示すシーケンス図、第４図及
び第５図は従来の定置弁を示す概略断面図である。 図中、１はシリンダ、６ａ、６ｂは給排通路、９はピス
トン、１２は第１の流体室、１３は第２の流体室、１４
は流路切換弁、１５は切換弁制御手段である。 特許出願人　　自動車部品工業株式会社代理人弁理士　
絹　　谷　　　信　　雄第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダ内に往復動自在に設けられたピストンにより前
   後に区画された第１及び第２流体室と、これら第１及び
   第２流体室にそれぞれ接続され一方の流体室へ加圧流体
   を供給すると共に他方の流体室から、これに残留する流
   体を吐出させるための流体の給排通路と、これら給排通
   路に設けられ各流体室に交互に加圧流体を切換えて供給
   するための流路切換弁と、上記加圧流体の供給により往
   復動されるピストンの往復移動量にもとづいて定量の吐
   出量を可変すべく上記ピストンの移動量を検出して上記
   流路切換弁の切換時期を制御する切換弁制御手段とを備
   えたことを特徴とする可変定量弁。