JPS6238581B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に高速作動機械に適用されるエア
クラツチに取り付ける急速排気弁に係り、高速給
気、排気が可能で、且つ信頼性の高い急速排気弁
を提供することを目的とする。

エアクラツチは、小型で大きなトルクを伝導し
うるため利用度が高いクラツチであるが、プレス
機械等の高速で作動を繰り返す機械にエアクラツ
チを適用する場合、エアクラツチに高速で給気、
排気を繰り返すことが要求されるため、急速排気
弁をエアクラツチ本体に直接取り付け、給気、排
気の時間遅れを極力小さくしてやる方法がとられ
ている。

一般に急速排気弁は、円筒形状シリンダに給
気、注気、排気口を設け、シリンダ内のピストン
が弁切換作動をなすもので、ピストンの作動は、
給気圧と注気口圧の圧力差によりなされ、バネ等
でその作動を制御してなるものである。

かかる急速排気弁をエアクラツチ等の回転体に
直接取り付けた場合、急速排気弁のピストンにも
回転遠心力が加わるため、ピストンの弁切換作動
に影響をもたらし、また、急速排気弁をエアクラ
ツチに直接取り付けるには、大きさ、重さにも制
限がある。

従来上記の課題を満たす急速排気弁には、以下
の構造をもつものが主に用いられてきた。即ち、
第１図に示す如くピストン方向を回転軸方向と平
行にすべく、給気口Ｃと排気口ＤをシリンダＡ軸
方向の両端に設け、エアクラツチの空気注入口と
直結される注気口ＥをシリンダＡ円筒側周面に設
ける。ピストンＢは、両端に、給気口Ｃもしくは
排気口Ｄの弁座と直接する弁体を設け、ピストン
外周には、シリンダＡ内壁と摺動する逆止弁３を
設ける。逆止弁３は、給気圧が高くなれば給気圧
を受けピストンＢは排気口Ｄ方向へ押し、排気口
Ｄを閉じるとともに空気流れ方向にたわみ、注気
口Ｅへ空気を通す。逆に注気口Ｅ圧が、相対的に
高くなつた場合、逆止弁３はシリンダＡ壁を押圧
密封し、同時に給気口Ｃ方向へピストンＢを動か
し給気口Ｃを密閉する。

かかる急速排気弁によれば、ピストンが回転遠
心力の影響を受けず、且つ、小型でありまた、ピ
ストンＢ、シリンダＡにアルミニウム等の軽金属
を用いることにより、軽量化できるものであり、
さらに、ばね等の不安定な部材がないため、長期
に渡し安定した性能を得るものであつた。

しかし、回転遠心力は、シリンダＡ周方向の一
方のみに強く加わるため、シリンダＡと摺動する
逆止弁３は極部的に損傷し、逆止弁３により、半
径方向のずれを防止していたものが、逆止弁３の
破損によりピストンＢのシリンダＡ内でのガタつ
きを起こし、著しく、不安定、不正確な作動とな
る。

さらに、エアクラツチにとりつけた急速排気弁
は、エアクラツチの始動、停止時に、ピストンＢ
の慣性力により、ピストンＢがシリンダＡ内で回
転し、逆止弁３に不定変形ねじれ力が加わり、逆
止弁３の変形を引き起こし、またピストンＢにと
り付けた弁体にもピストン回転による摩耗等が発
生し、急速排気弁の寿命、精度を下げる原因とな
つている。

本発明は、上記の欠点を補うものであり、第２
図に示す如き特徴を有する。

即ち、シリンダＡの側周面に注気口Ｅを配し、
軸方向の一端に給気口Ｃを他端に排気口Ｄを配設
し、シリンダＡ方向を回転軸方向と平行にすると
ともに、シリンダＡ内には、シリンダＡに嵌装さ
れ、且つ給気口Ｃ方向端面には、給気弁体２２を
有するスプール２と、シリンダＡ内壁と微少間隙
をもつて非接触なる逆止弁３と、排気弁体４とを
ビス５等で固着してなるピストンＢを設けること
に特徴を有する急速排気弁である。

シリンダＡは、シールキヤツプ１１とシリンダ
本体１とプラグ１２とが、Ｏリング１３、パツキ
ン１４を介して螺着されてなり、シリンダ本体１
には給気弁座２１が設けられ、プラグ１２の先端
に排気弁座４１が設けられる。

給気圧力が高くなると、給気圧により、スプー
ル２及び逆止弁３が押され、ピストンＢは排気口
Ｃ方向へ移動し、排気弁体４と排気弁座４１が圧
接され、排気口Ｄを閉じると同時に、逆止弁３は
給気圧により排気口Ｄ方向へたわみ、流入空気を
注気口Ｅへ流し易くし、注気口Ｅよりエアクラツ
チへ空気が注入される。

給気が絶たれ、給気口Ｃ圧が激少し、注気口Ｅ
圧が相対的に高くなると、逆止弁３はスプール２
に圧接されると同時に注気口Ｅ圧力により給気口
Ｃ方向へと押され、ピストンＢは、給気口Ｃ方向
へ移動し給気弁体２２と給気弁座２１を圧接し、
給気口Ｃを閉じる。同時に排気口ＤはピストンＢ
の移動により開かれ、注気口Ｅから空気は排気口
Ｄを介して排気される。

上記の作動中、ピストンＢはスプール２により
半径方向に支持され、逆止弁３はシリンダ本体１
壁と摺接しないため、逆止弁３が摺動により破損
することはありえない。スプール２は硬質合成樹
脂を用いることにより、摺接摩擦低抗を小さく減
じ、シリンダＡにアルミニウム等の軽金属を用い
た場合でも、摩耗が少なく、長期に渡に安定した
摺接も可能とさせうる。

スプール２は、第３図の如き給気口Ｃよりの空
気を通過させるため、複数の軸方向貫通孔２３を
設けてなるものや、第４図に示す如き略断面十字
型の如き複数の放射状凸出部２４を有するものが
適用され、中心部には、ビス５とかみ合う雌ねじ
が切られ、端面には、一体的に給気弁体２２が成
形され、また逆止弁３方向端面は、逆止弁３と当
接するため排気時に逆止弁３を支え、逆止弁３の
たわみを防ぐ。

特に、第３図に示す如き複数の放射状凸出部２
４を有するスプール２では、第９図・第７図に示
す如く逆止弁３と当接する端面にスプール２の外
径と等しいリング体２５を設け、スプール２の凸
出部２４とリング体２５で逆止弁３を支え、開口
部２６より空気を通過させてなるスプール２が適
用される。

逆止弁３は、シリンダ本体１内径の2.5％以内
の間隙をシリンダ本体１壁との間に有し、シリン
ダ本体１壁と非接触なるべく取り付けられる。従
つてシリンダ本体１壁との摺接がなく、回転遠心
力によつて極部的に損傷を受けることはありえ
ず、逆止弁３の破損、摩耗による急速排気弁機能
の低下はありえない。

本発明による逆止弁３では、特に、排気時に逆
止弁３とシリンダ本体１の間隙より空気が漏れ、
ピストンＢを急速に移動させうる機能の低下が心
配されるが、実験の結果によれば逆止弁３とシリ
ンダ本体１間の間隙が、シリンダ本体１内径の
2.5％以下ならば、逆止弁３に働く空気圧による
押圧分は充分であり、急速作動しうる。

逆止弁３としては、皿型の軟質ゴムを用いるこ
とにより、排気方向にたわみ易くしたものや、薄
い金属簿を用いても、シリンダ本体１壁と摺接し
ないために、逆止弁３としての作用を充分になし
うるものである。

排気弁体４には、硬質ゴムが用いられ、逆止弁
３の基部と当接され、ビス５にも合成樹脂を用い
スプール２との螺着面は、接着材等で固着する。

ピストンは上記の如く、合成樹脂、ゴム、金属
簿等の軽量部材によりうるため慣性力が小さく、
軸方向の移動が容易であると伴に排気弁体、給気
弁体がそれぞれの弁座と当接する際に発生する騒
音も小さい。

また上記の如く、回転遠心力により逆止弁３が
損傷することがなく、さらにスプール２によりピ
ストンＢを半径方向に支えるため、回転遠心力に
よる摩耗によつてのピストンＢのガタつきを防
ぎ、さらに逆止弁３をスプール２と、排気弁体４
により、はさみつけるため、逆止弁３の作動も安
定させうる効果を有する。

さらに、第５図に示す如く、スプール２の凸出
部２４を嵌装する軸方向のガイド部１１をシリン
ダ本体１に設けてなる本発明を示す。

前述の如く、回転遠心力はピストンＢの周方向
の一方向にのみ加わるため、該方向でのシリンダ
本体１壁を押圧する力が著しく高いため、スプー
ル２にも該方向において極部的な摺動摩耗が発生
する。またエアクラツチの始動、停止時にピスト
ンＢは、シリンダＡ内で回転し、排気弁体４もし
くは給気弁体２２にねじれ力が加わり、摩耗、破
損の原因となる。

本発明は、スプール２の凸出部２４とシリンダ
本体１のガイド凹部１１を軸方向摺動自在に嵌装
してやることにより、回転遠心力をガイド凹部１
１と、スプール凸出部２４先端で受け、回転遠心
力を分散させてやり、スプール２の極端的摩耗を
防ぐと供に、ピストンＢのシリンダ本体１内での
回転を防ぎ、もつて、排気弁体２２、給気弁体４
のピストン回転によるねじれ、回転摩耗による摩
耗、破損を防ぐ効果を有する。又、第３図に示さ
れる如き凸出部２４を有しないスプール２には、
スプール２外周に溝を設け、シリンダー本体１に
は該溝に嵌装されるガイド凸部材を設けることに
より、回転を防止することができる。

以上の如く、本発明急速排気弁は、従来の如く
逆止弁をシリンダ壁と摺接させることにより、効
果を上げるものでなく、逆止弁をシリンダと非接
触とさせ逆止弁の回転遠心力等による破損を防
ぎ、もつて、安定した急速排気弁効果を長期に渡
り維持するとともに、シリンダと摺動するスプー
ルに硬質合成樹脂を用いることで、軽量かつ、摺
動摩擦抵抗を低くなさしめ、もつて回転遠心力等
による摩耗により、ピストンががたつくことを防
ぎ、さらにピストンに用いる材料が、すべて軽量
であり、かつ非金属であるためピストンの動作の
急速化が可能であり、かつ給気弁座、排気弁座と
当接をくり返すことによる騒音も小さい。

さらに、シリンダにスプールの凸出部を嵌装す
るガイド部を設けたことにより、回転遠心力を分
散させ、スプールの極部的摩耗を防ぐと供に、ピ
ストンがシリンダ内で回転することを防ぐため、
スプール及び排気弁体、給気弁体の損傷を防ぐ効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来急速排気弁の正面断面図、第２
図は、本発明急速排気弁の正面断面図、第３図
は、スプール実施例の側面図、第４図は、スプー
ルの他の実施例の側面図、第５図は、本発明急速
排気弁実施例の側面断面図、第６図は、本発明ス
プールの実施例側面図、第７図は、第６図の正面
図。 符号の説明、Ａ……シリンダ、Ｂ……ピスト
ン、Ｃ……給気口、Ｄ……排気口、Ｅ……注気
口、１……シリンダ本体、２……スプール、３…
…逆止弁、４……排気弁体、４１……排気弁座、
２１……給気弁座、２２……給気弁体、５……ビ
ス、２３……貫通孔、２４……凸出部、１１……
ガイド凹部、２５……リング部材、２６……開口
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒形状を有するシリンダの軸方向一端に給
   気口を、他端には排気口を配設すると共に、円筒
   側周面に注気口を設けてなるシリンダを有し、該
   シリンダ内に摺動自在なるピストンを装着してな
   るエアクラツチ用急速排気弁において、 前記ピストンは、給気口方向端面に給気弁体を
   有し前記シリンダに嵌装され、シリンダ内でピス
   トンを半径方向に支持し、軸方向に貫通する部分
   を有する硬質合成樹脂にて構成されるスプール
   と、該スプールの排気口方向端面と当接すると共
   に前記シリンダ内周面と微少間隙をもつて非接触
   なる皿型軟質ゴムあるいは金属薄にて構成される
   逆止弁と、該逆止弁と当接する硬質ゴムにて構成
   される排気弁体と、を一体的に固着してなること
   を特徴とする急速排気弁。 ２ 前記逆止弁とシリンダの間隙が前記シリンダ
   内径の2.5％以下であることを特徴とする前記特
   許請求の範囲第１項記載の急速排気弁。 ３ 前記軸方向に貫通する部分を有するスプール
   は周方向に複数の放射状凸出部を構成してなるス
   プールか、あるいは、円筒形状であり軸方向に複
   数の貫通孔を設けてなるスプールであることを特
   徴とする、前記特許請求の範囲第１項記載の急速
   排気弁。 ４ 前記複数の放射状凸出部を嵌装するガイド凹
   部を前記シリンダに設けるか、あるいは、前記複
   数の貫通孔を有する円筒形状スプールの外周面に
   溝を設け、該溝に嵌装されるガイド凸部を前記シ
   リンダに設けてなる回転止めを設けたことを特徴
   とする前記特許請求の範囲第１項記載の急速排気
   弁。