JPS62237180A - ５ポ−ト３位置方向制御弁ユニツト - 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、二重に作用する空気力式シリンダを位置決め
するための５ポート３位置方向制御弁ユニットであって
、制御圧の作用を受けて戻し力に抗して、制御可能な圧
力媒体一接続ポートを有するケーシング内で摺動される
制御部材を有しており、制御圧が戻し力を克服するため
に必要な圧力レベルの下側にあるばあいに、前記制御部
材の全ての圧力媒体一接続ポートが遮断された０位置に
あるようになっている形式のものに関する。

従来の技術 空気力式シリンダを正確に位置決めするためには、０と
最大との間の流過横断面をそれぞれの中間位置で極めて
正確に、かつ簡単に調節しなければならないような弁が
必要である。このため今日ではほとんど、いわゆるシー
ルなしのピストンスプールが取付けられており、このピ
ストンスプールはその圧力補償された構成により極めて
わずかなＨＳ　’１１６カによって操作されることがで
き、さらに空気潤滑のために極めてわずかな摩（祭のみ
を有している。

二重に作用する空気方式シリンダを位置決めするために
は、両方のピストン側における圧力媒体の流入及び流出
を穐々に制御することができるようにする必要があり、
このことは一般的には、４つの２ポート２位置方向制御
弁、２つの３ポート３位置方向制陶弁又は閉鎖された中
央位置を有する５ポート３位置方向制御弁によって実現
される。シート弁によって構成することもできる２ポ一
゛ト２位置方向制御弁を使用するばあいには、フレキン
プルに、かつ度々、制御することのできる構成が可能で
あるが、しかし構造費が極めて高価になるという欠点が
ある。

一方がカバー側で、かつ他方が底側で作用する２個の３
ポート３位置方向制御弁を使用するばあいには、簡単な
制御において、シリンダ内の圧力媒体が、はとんど必ず
迅速な応動のために必要であるように予め応力をかけら
れたままであるば夛いに、ピストンの所望の位置が得ら
れた後にも調整が遮断されないという欠点がある。

前述の形式の５ポート３位置方向制御弁ユニットを有し
ている構成のばあいには、中央位置が、遮断される位置
調整のばあいにも閉鎖されているという利点がある。し
少し同時に、３ポート３位置方向制御弁には、制御部材
の中央位置が機能的に制限されて制御行程の中央に位置
しており、かつ比例制御弁の応動速度が極めて不都合に
減少するので生ぜしめられるような、比較的大きな制御
空気−有害室が生じるという欠点もある。

発明の課題 本発明の課題は、公知の構成の欠点を排除すると共に、
全ての圧力媒体一接続ポートを遮断するほぼ０位置の範
囲で特に制御空気−有害室を最小にし、さらにこの範囲
で、大きな構造にせずにかつ高い運転安全性で制御圧に
おける変動における応動時間を短くすることができるよ
うにすることである。

課題を解決するための手段 前述の課題を解決するために講じた手段は、制御部材が
、ケーシング内に別個に配置された２つの制御スプール
によって形成されており、これらの制御スプールが、そ
れぞれ２つの圧力媒体一接続ポートと協働し、軸線方向
でずらされたそれぞれ２つの制御縁を有しておりかつ制
御圧によって別個に負荷されるようになっており、しか
も第１の制御スプールの制御縁が第１のシリンダ室の空
気流入を制御し、かつ第２の制御スプールの制御縁が第
２のシリンダ室の空気流人と、第１のシリンダ室の空気
流出を制御するようになっていることにある。

発明の効果 制御部材を分割することによって、極めて簡単な形式で
、かつ５ポート３位置方向制御弁のもつ利点を維持しつ
つ、制御部材のＯ１ｄ置で、実際に制御圧の供給にのみ
原因のある制御空気−有害室を著しく小さくすることが
できる。このＯ位置から出発して、両方の制御スプール
は別個に制御圧によって負荷され、このばあい両方の制
御スプールのそれぞれは、空気力式シリンダもしくはこ
の空気力式シリンダの作業ピストンの一運動方向に所属
している。

さらに本発明の別の利点としては、両方の別個の制御ス
プールが、一般的な５ボー　ト３位置方向制御弁より著
しく簡単に、コンパクトなケーシング内に受容されるの
で、構造的にも極めてコンパクトになることである。

実施態様 本発明の有利な実施態様によれば、両方の別個の制御ス
プールがケーシング内の挿入ブツシュ内で案内されてお
り、該挿入ブツシュが、圧力媒体一接続ポートと接続す
る制御開口を有しており、さらに制御スプール並びに挿
入ブツシュが等しく構成されている。このことによって
少なくとも、比例弁のばあいに高い精度を要求する制御
弁が安価に製造される。つまり、制御開口への圧力媒体
一接続ポートの接続を形成するケーシング内の導管には
特に精度は要求されておらず、従ってケーシングを製造
する際に一緒に鋳造される又は一体成形されることがで
きる。

さらに有利には、両方の制御スプールは別個の圧縮ばね
を介してケーシングからの戻し力によって負荷されてお
り、このことによって両方の制御スプールの運動は互い
に完全に無関係に行なわれることができ、かつ両方の制
御スプールに関する弁ユニットを対称的に構成すること
ができる。

特に有利な実施態様によれば、両方の制御スプールが互
いに平行にケーシング内に配置されており、かつ制御圧
のだめの接続ポートがそれぞれ、同じケーシング側に位
置している。このことによって、簡単に製造されるだけ
でなく、接続もしくけ組立ても簡単になり、たとえば、
大きな弁の制御すべきシリンダに、本発明による弁ユニ
ットを直接組込むことができる。

さらに有利には、制御圧の接続ポートの側から出発して
それぞれ、第１の制御スプールの第１の制御縁が第２の
シリンダ室の空気流出を、第１の制御スプールの第２の
制御縁が第１のシリンダ室の空気流入を、第２の制御ス
プールの第１の制御縁が第１のシリンダ室の空気流出を
、第２の制御スプールの第２の制御線が第２のシリンダ
室の空気流入を制御する。このような形式により、両方
のシリンダ室のそれぞれのだめの空気流入及び空気流出
のだめの制御開口が、制御圧のための接続ポートに対し
てほぼ等間隔を有する位置で弁ユニットのケーシング内
に設けられており、従って別個の両方の制御スゾールの
間で必要な接続導管のガイＦが簡単になる。

制御圧によって両方の制御スプールを別個に負荷するた
めに、本発明の有利な実施態様によれば、パイロット弁
が、ケーシングにおける制御圧のための接続ポートのす
ぐ近くに取付けられている。このことによって、制御空
気−有害室をできるだけ小さくすることができ、かつこ
の小さくなった有害室がパイロット弁への長い接続導管
によって侵害されることはない。

実施例 第１図に示す二重に作用する空気力式シリンダ１は、シ
リンダ２と、該シリンダ内に一線方向で案内されたピス
トン３とから成っており、該ピストンが、シリンダ２か
ら突出して案内されたピストンロッド４と結合されてい
る。第１の７リング室５と第２のシリンダ室６とにはそ
れぞれ、圧力媒体、特に圧縮空気のための接続導管７も
しくは８が設けられており、これらの接続導管ば５ポー
ト３位置方向制御弁ユニット９における接続ポートハも
しくはＢにそれぞれ接続される。

両方のシリンダ室５，６の圧縮空気の流入もしくは圧縮
空気の流出を制御することによって空気力式シリンダ１
の位置決めを可能にする弁ユニット９は、ケーシング１
０内で摺動可能であり、この実施例では２つの別個の制
御スプール１１．１２によって形成された制御部材を有
しており、該制御部材は、入力部ＸとＹとに生じる制御
圧の作用下で、２つの別個の圧縮ばね１３．１４のばね
力に抗して移動せしめられ、かつこの場合５つの圧力媒
体一接続ポートを制御する。符号Ｐは制御されない圧力
媒体のための接続ポート、要するに両方のシリンダ室へ
の流入を示している。しかし、もちろん、この実施例で
は分割された接続ポートＰの代わ９に、両方の制御スプ
ールのために共通の１つの接続ポートを設けることもで
きる。符号Ｒは第２のシリンダ室６、要するにカッ々−
側の流出のための接続ポートを示している。符号Ｓは第
１のシリンダ室５の流出のための接続ポートを示し、符
号へとＢとは、すでに述べたように、両方のシリンダ室
に直接案内される接続ポートを示している。

両方の制御スプール１１．１２は、第１図による概略図
において４ポート２位置方向制御弁として示されており
、しかし該制御スプールの応動け、以下に詳しく述べる
第２図による実施例と同様に、それぞれ２つのＮ械的に
連結された２ボ　ト２位置方向制御弁として相応に作用
する。弁ユニット９の機能のために以下に詳しく説明す
る。制御部材もしくは両方の制御スプールの第１図に示
す中立位置では、制御される５つの全ての圧力媒体−寮
続ポートＡ、Ｂ、Ｐ。

Ｓ、Ｒが両方の圧縮はね１３．１４の作用下で遮断され
、このことによって両方のシリンダ室５．６も外方に対
して閉鎖されており、かつピストン３は、圧力レベルに
応じて程度の差はあるが固く所定の位置に保持さｈる。

たとえば第１の制御スプール１）が、圧縮ばね１３０力
を克服する入力部Ｘにおける制御圧によって、遮断され
た中立位置から運動されると、第１のシリンダ室５に通
じる流入接続ポートＰ及び第２のシリンダ室６の流出接
続ポートＲが、制御スプール１１の調整の程度に相応す
る程度で開放され、かつピストン３は図面において右方
向へ摺動される。ピストン）を他方の方向に摺動させる
ために、前述の制御過程は、第２の制御スプール１２の
入力部Ｙにおける制御圧の負荷によって導入されなけれ
ばならない。両方の制御スプール１１．１２は、別個の
入力部ＸとＹとを介して互いに無関係に制御圧によって
負荷可能であり、かつそれぞれがピストン３の運動を一
方向で制御することができるので、両方のシリンダ室の
種々の共通の、かつ同時の負荷によって、たとえばピス
トン３の制動も、所定の目標位置に近い場合又はこの目
標位置に緊定する場合に、極めて簡単な手段で得られる
。

第２図による実施例の説明のために、第１図の実施例に
おける相応する部材の機能と同じ機能を有する限りでは
同じ符号が使用される。

第２図による実施例のケーシング１０においては、２つ
の制御スプール１１、ｔｚが挿入ブツシュ１５．１６内
で案内されており、しかも該挿入ブツシュ１５．１６は
、圧力媒体一接続ボー）Ａ、Ｂ、Ｓ、Ｐ、Ｒと接続され
る制御開口１７．１８，１９，２０，２１，２２．２）
を有している。これらの制御開口は、スリットの形状で
形成することもでき、あるいは挿入ブツシュ１５．１６
の周面に分配された複数の固有の孔として形成すること
もでき、さらに挿入ブツシュの外周面における環状室２
４から出発する。塊状室２４をそれぞれの接続ポートと
必要に応じて接続するために、ケーシングに導管２５〜
３２が設けられており、該導管はケーシングの外側でそ
れぞれねじ接続部３３に開口する。

挿入ブツシュ１５．１６と一緒にケーシング孔３４内に
差嵌められた制御スプール１１．１２は、別１固の圧縮
はねｔ　３．１４によって下方のケーシングカッ々−３
５に支持されており、かつこれらの圧縮ばねの作用下で
０位置に圧着され、この０位置で、制御スプールは上方
のケーシングカッ々−３６に当接する。両方の制御スプ
ール１１．１２には、それぞれ２つの軸線方向にずらさ
れた制御Ｒ３７，３８もしくは３９　、４０が配置され
ており、これらの制御縁は、制御開口２０．２２．２３
の開口横断面を、制御スプールの軸線方向の位置に応じ
て程度の差はあるが開放する。圧縮はね１３．１４の力
に抗して制御スプール１１，１２を軸線方向で運動させ
るために、上方のケーシングカバー３６に、それぞれの
制御圧のための入力部Ｘ、Ｙのための流入孔４）が形成
されている。

両方の制御スプール１１．１２の第２図に示された位置
では、入力部Ｘ、Ｙにおいて制御圧は形成されておらず
、流入接続ボー）Ｐと接続する制御開口２０ば、両方の
制仇スプール１１゜１２の第２の制御線３８．４０によ
って閉鎖されている。制御開口２２．２３にも同様のこ
とが当てはまり、該制御開口は、導管２６　、２８を介
して接続ポートＡ、８に接続し、かつ制御縁３７．３９
によって閉鎖される。このことによって両方のシリンダ
室−第１図においては符号５，６で示す−は弁ユニット
９によって閉鎖されている。たとえば、入力部Ｘを介し
て制御圧が第１の制御スプール１１に生じると、第１の
制御縁３）が制御開口２２を開放し、かっこのことによ
って流出接続ポートＲを第２のシリンダ室６への接続ポ
ートＢと接続する。同時に、機械的に剛性に連結された
第２の制御縁３８によって制御開口２０が開放せしめら
れ、このことによって圧縮空気接続ポートＰが制御開口
１７を介して第１のシリンダ室５への接続ポートＡと接
続される。このことによってピストン３（第１図に示す
］は右へ摺動せしめられる。

ピストンを逆に運動させるためには、入力部Ｙに制御圧
が形成され、このことによって第１の制御縁３９が制御
開口２）を、かつ第２の制御縁４０が制御開口２０を開
放し、さらに流出接続ポートＳが第１のシリンダ室５と
、かつ流入接続ポルトＰが第２のシリンダ室６と接続さ
れる。しかも両方の制御スプールＬＬ、１２の操作は共
通に行なうことができ、このことによって両方のシリン
ダ室に形成されるそれぞれの制御圧に応じて微分された
両シリング室における運動比もしくは圧力比が実現され
る。

制御圧のための入力部Ｘ、Ｙに直接、制御圧のためのノ
ゼイロット弁を置くこともでき、このことによって特に
、両方の制御スプールのほぼ０位置の面倒な岬、囲にお
いて制御圧のための有害室が極めてわずかになシ、かつ
制御圧変動における応動が著しく迅速になり、このこと
は特に、０通路の近くで正確な位置決めのために極めて
有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による弁ユニットを有する二重に作用す
る空気力式シリンダを位置決めするための概略図、第２
図は本発明による弁ユニットの実施例を示す断面図であ
る。 １・・・空気力式シリンダ、２・・・シリンダ、３・・
・ピストン、４・・・ピストンロッド、５・・・第１の
シリンダ室、６・・・第２のシリンダ室、７１８・・・
接続導管、９・・・５ポート３位置方向制御弁ユニット
、１０・・・ケーシング、１１・１２・・・制御スプー
ル、１３−１４・・−圧縮ばね、１５・１６・・・挿入
ブツシュ、１７・１８・１９−２０・２１・２２・２３
・・・制御開口、２４・・・層状室、２５〜３２・・・
導管、３３・・・ねじ接続部、３４・・・ケーシング孔
、３５・・・下方のケーシングカッｅ−１３６・・・上
方のケーシングカッζ−１３７・３８・３９・４０・・
・制御縁、４１・・・流入孔 気へ 団

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、二重に作用する空気力式シリンダを位置決めするた
   めの５ポート３位置方向制御弁ユニットであつて、制御
   圧の作用を受けて戻し力に抗して、制御可能な圧力媒体
   −接続ポートを有するケーシング内で摺動される制御部
   材を有しており、制御圧が戻し力を克服するために必要
   な圧力レベルの下側にあるばあいに、前記制御部材の全
   ての圧力媒体−接続ポートが遮断されたＯ位置にあるよ
   うになつている形式のものにおいて、前記制御部材が、
   ケーシング（１０）内に別個に配置された２つの制御ス
   プール（１１、１２）によつて形成されており、これら
   の制御スプールが、それぞれ２つの圧力媒体−接続ポー
   ト（Ａ、Ｂ、Ｓ、Ｐ、Ｒ）と協働し、軸線方向でずらさ
   れたそれぞれ２つの制御縁（３７、３８もしくは３９、
   ４０）を有しておりかつ制御圧によつて別個に負荷され
   るようになつており、しかも第１の制御スプール（１１
   ）の制御縁（３７、３８）が第１のシリンダ室（５）の
   空気流入を制御し、かつ第２の制御スプール（１２）の
   制御縁（３９、４０）が第２のシリンダ室（６）の空気
   流入と、第１のシリンダ室（５）の空気流出を制御する
   ようになつていることを特徴とする５ポート３位置方向
   制御弁ユニット。 ２、前記両方の別個の制御スプール（１１、１２）がケ
   ーシング（１０）内の挿入ブッシュ（１５、１６）内で
   案内されており、前記挿入ブッシュが圧力媒体一接続ポ
   ート（Ａ　Ｂ、Ｓ、Ｐ、Ｒ）と接続する制御開口（１７
   〜２３）を有しており、さらに制御スプール（１１、１
   ２）並びに挿入ブッシュ（１５、１６）が等しく構成さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の５ポート３位置方
   向制御弁ユニット。 ３、両方の制御スプール（１１、１２）が、別個の圧縮
   ばね（１３、１４）を介してケーシング（１０）からの
   戻し力によつて負荷されている特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の５ポート３位置方向制御弁ユニット。 ４、両方の制御スプール（１１、１２）が互いに平行に
   ケーシング（１０）内に配置されており、さらに制御圧
   のための接続ポート（Ｘ、Ｙ）がそれぞれ同じケーシン
   グ側に位置している特許請求の範囲第１項から第３項ま
   でのいずれか１項記載の５ポート３位置方向制御弁ユニ
   ット。 ５、制御圧のための接続ポート（Ｘ、Ｙ）の側からそれ
   ぞれ出発して、第１の制御スプール （１１）の第１の制御縁（３７）が第２のシリンダ室（
   ６）の空気流出を、第１の制御スプール（１１）の第２
   の制御縁（３８）が第１のシリンダ室（５）の空気流入
   を、第２の制御スプール（１２）の第１の制御縁（３９
   ）が第１のシリンダ室（５）の空気流出を、第２の制御
   スプール（１２）の第２の制御縁（４０）が第２のシリ
   ンダ室（６）の空気流入を制御するようになつている特
   許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項記載
   の５ポート３位置方向制御弁ユニット。 ６、制御圧によつて両方の制御スプールを別個に負荷す
   るために、ケーシングにおいて制御圧のための接続ポー
   トに直接パイロット弁が取付けられている特許請求の範
   囲第１項から第５項までのいずれか１項記載の５ポート
   ３位置方向制御弁ユニット。