JPS6338703A - 電空比例弁 - 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、ストローク終端において一定の作用力を保持
する必要があるアクチュエータの駆動のための電空比例
弁に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、スポット溶接においては、通電中の電極を一定
の作用力で押圧するために、上記電極を駆動するアクチ
ュエータには、ストローク終端において一定の作用力を
保持することが要求される。

従来、この種アクチュエータの駆動回路を構成するには
１通常、Ｓ１０図に示すように、流体圧シリング−の駆
動側圧力室２と復帰側圧力室３に選択的に空気Ｗ４の高
圧空気を給排する５ポート電磁弁５と、該゛逝磁弁５の
出力ポートの一方と駆動側圧力室２間の流路に配設され
る電空比例弁ｅとが使用される。該電空比例弁６は、ソ
レノイドへの通電量に比例する流体圧を出力するもので
ある。

上記流体圧シリンダーは、図示の状態において゛厄磁弁
５及び電空比例弁６に通電すると、５ポート厄磁弁５の
流路が切換わって、高圧空気源４の高圧空気が電空比例
弁６を通って駆動側圧力室２に供給されるとともに、復
帰側圧力室３の流体が排出され、この場合に、駆動側圧
力室２に供給される流体圧力は、′電空比例弁６への通
’；を量に比例する流体圧によって制御されるので、流
体圧シリンダーのピストンは、駆動ストローク終端にお
いてへの通′厄量に比例した所定の作用力を保持してい
る。

弁５．６への通電を断つと、それらが図示の状態に切換
わるので、空気源４の高圧空気が復帰側圧力室３に供給
されるとともに駆動側圧力室２の流体が排出され、流体
圧シリンダーは図示の状態に復帰する。

しかしながら、上記アクチュエータの駆動回路では、２
ｆ！のソレノイドを必要とするばかりでなく、２個のソ
レノイドの性質力！相違するために、それらの通電系統
が異なり、そのため全体として比較的高価なものとなり
、また上記のように通゛厄系統が異なるため、作業中に
いずれの通電系統に故障があってもアクチュエータが誤
動作しないようにする配慮が必要になる。また、上記の
ように複数の弁を直列的に接続することは２圧力流体に
灯 Ｗして大きな抵抗を与えることになり、好ましいことで
はない。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、ストローク終端で一定の作用力を、保持する
ことが必要なアクチュエータを、学−の弁によって駆動
可能にすることを、解決しようとする問題点とするもの
である。

［問題点を解決するだめの手段］ オ発明は、供給ポート、第１及び第２の出力ポート、並
びに第１及び纂２の排出ポートを有する弁本体内に、各
ポート間の流路を切換える弁部材を設けた弁部と、該弁
部材の一端に駆動力を作用させる駆動部と、該弁部材の
他端に復帰力を作用させる復帰ばねを備えた弁において
、上記弁部を、中立位置を境にした弁部材の駆動側及び
復帰側への変位によって、供給ポートと出力ポートの一
方、及び排出ポートと出力ポートの他方がそれぞれ連通
ずる５ポート弁として構成し、上記弁本体に、弁部材に
復帰ばねの作用方向にフィードバ−５り圧力を作用させ
るフィードパー・り室及び該フィードバ：・り室と第１
出力ポートを連通さゼるフィードバー・り通路を設げ、
上記駆動部を、可動鉄心に作用する吸引力がソレノイド
への通電量に比例する比例ソレノイドによって構成し、
それによって上記問題点を解決したものである。

［作　用］ 比例ソレノイドに非道゛毛のときは、弁部材が復帰ばね
の付勢力によって移動し、供給ポートと感２出力イート
間の流路及び第１出力ポートと第１排出ポート間の流路
が連通している。

この状態において、比例ソレノイドに通電すると、駆動
部からソレノイドへの通゛厄量に比例する駆動力が出力
されて、弁部材が復帰ばねの付勢力に抗して変位し、ポ
ート間の連通が切換わって。

纂２出力ポートと第２排出ポート間の流路及び供給ポー
トと慾１出力ポート間の流路が連通するので、供給４−
　ト２７ｓらの圧力流体が、第１出、カポートに流出す
るとともに、フィードバー・り通路を通ってフィードバ
ー・り室に流入する。

第１出カポ−Ｉの流体圧の上昇に伴ってフイ−ドパー・
グーの流体圧が上昇し、フィードパ９７．り室の流体圧
の作用力と復帰ばねの付勢力との和が、上記比例ソレノ
イドの駆動力に等しくなると、弁部材が中立位云に移動
するので、第１出力ポートの流体圧は、ソレノイドへの
通電量によって定まる所定の圧力に保持される。

比例ソレノイドへの通電を断つと、弁部材が復帰ばねの
付勢力によって復帰し、供給ポートからの圧力流体が第
２出力ポートに流出するとともにＳ１出力ポートが第１
排出ポートに連通ずるので、弁部材は元の状態に復帰し
、フィードパ１．り室の流体は第１排出デートから排出
される。

したがって、−単一のンレフイド作動の弁によって、ス
トローク終端で一定の作用力を保持することが必要なア
クチュエータを駆動することができる。

〔臭り例］ 第１図ないし第５図は本発明の第１実施例を示し、こり
毛空比例弁は、弁面目、駆動部１２及びベース１３で構
成さｎている。

弁部１１における弁本体１５は、圧力流体の供給ポート
１８．アクチュエータ１の圧力室２．３（第２図参照）
に接続されるＦ％１及び第２の出力ポート１７ａ　、　
＋７ｂ並びに第１及び第２の排出ポート１８ａ。

１８ｂを備え、弁本体１５には上記各ポートに各別に連
通する開口を開設したスリーブｌθを内設し、該スリー
ブヱ９内に、供給ポート１８と出力ポート１７ａ。

１７上間の波路と、出力ポート１７ａ　、　１７ｂと排
出ポー）　１８ａ、１８ｂ間の波路とを切換える七ンタ
切替のスプール２０が摺動自在に嵌挿されている。

上記弁本体１５内のスリーブ１９の両端には、ストッパ
２１とばね座２２が嵌挿され、弁本体゛１５のばね座側
端部はカバー２３によって閉鎖され、スプール２０は、
ばね座２２内に縮設された復帰ばね２５の付勢力によっ
て、ストッパ２１側に押圧されている。

一方、駆動部工２は、ス）　２＝パ２１のＦｔ連通孔通
つて延長しているスプール２０の軸杆を押圧するための
棒杆２７を、コイルへの通電により固定鉄心２．９に吸
引される可動鉄心３０に連結し、これらによって構成さ
れるソレノイドは、両鉄心２９．３０間の吸引力がコイ
ルへの通電量にほぼ比例する比例ソレノイド２８として
構成している。

上記ベース１３は、供給口Ｐ、アクチュエータ１の駆動
室２．３に接続される２つの出力口Ａ、Ｂ及び２つの排
出口Ｅａ、Ｅｂ並びにこれらの各日に各別に連通ずる通
路（図示省略）を有し、これらの通路は、ベース１３上
に弁部１１を載置固定したときに、弁部１１における各
ポート１Ｂ　、　Ｌ７ａ　、　１７ｂ　、　１８ａ　、
　１８ｂに各別に連通ずるように開設されており、出力
口Ａに連通する通路は、ベース１３及び弁本体１５に開
設されたフィードバック通路３３によってばね座２２と
スプール２０の間に形成したフィードパｉ・り室２４に
連通させている。

第１ｒ３中、符号３４ば弁本体１５及びス？　＝−バ２
１に開設された呼吸路、３５ばコイルに給逝するソ７−
・トである。

次に、８３図ないし第５図を参照して２上記第１芙施例
の作用を説明する。

第１図は比例ソレノイド２８が非通毛の状態を示し、ス
プール２０は復帰ばね２５の付勢力ｆｋにより移動して
、第２排出ポート１８ｔ＋が閉鎖し、供給ポート１６と
第２出力ポート１７ｂ間の流路、及び第１出カポ−）＋
７ａと？ｆ％１排出イー）　１８ａ間の流路が連通し、
フィードバフ・り室２４は第１出力ポート１７ａを通し
て第１排出ポート１８ａに連通している。

比例ソレノイド２８のコイルに一定の通゛厄量で通゛蔵
すると、固定鉄心２９と可ｖＪ鉄心３０間に、コイルへ
の通電量に比例した吸引力Ｆが作用し、過渡的に吸引力
Ｆが復帰ばね２５の付勢力ｆｋよりも大きくなると、棒
杆２７によってスプール２０が押圧されて、第１排出ボ
ー）　１８ａが閉鎖し、供給ポート１６と第１出カポ−
）　１７ａ間のＲ路、及びＷ％２出力ポート１７’ｏと
第２排出ボー’１１８ｉｒ間の流路が連通する。

したがって、供給ポートの圧力流体が勇ｌ出力ホ：１７
ａに流出するとともに、フィードバフ・り２ｉＴ回路３
３を通ってフィードバフ・り室２４に流入する（第３図
参照）。

圧力流体の流入によってフィードバック室２４の流体圧
が上昇し、この流体圧の作用力ｆａと復帰ばねの付勢力
ｆｋの和が過渡的に吸引力Ｆより犬き（なると、スプー
ル２０が変位して第１出力ポート１７ａと第１排出ポー
ト１８ａ間の流路が連通ずるので、第１出カポ−）１７
ａの流体が第１排出ポート１８ａに流出するとともに、
フィードバック室２４の作用力ｆａが低下する（第４図
参照）。

このようにして、駆動部２の吸引力Ｆとフィードパ７．
り室２４の復帰力ｆａ＋　ｆｋが等しくなると、スプー
１１／２０が中立位置に停止して供給ポート１６を閉鎖
するので、第１出力ポート１７ａの圧力は、比例ソレノ
イ１−２８への通電量に比例した吸引力Ｆにより定Ｉる
圧力Ｐａに保持される（第５図参照）。

比例ソレノイド２８への通“厄を断ち、あるいは一定の
通′厄量以下の通゛厄を行うと、スプール２０は復。

帰ばね２５の付勢力で変位して第１図の状態に復帰し、
フィート八−・り室２４の流体は、フィードバック通路
３３、第１出力ポート＋７ａを通って第１排出ポート１
８ａη）ら排出される。

第６図は、比例ソレノイド２８への通電量の百分比と出
力口Ａ、Ｈの流体圧との関係の一芙験例を示し、この実
験例においては、比例ソレノイド２８への通電量が最大
通電量の約２６％より多くなると、スプール２０が駆動
することを示している。同図で明らかなように、°アク
チュエータ１の駆動側圧力室２に接続される第１出力ロ
Ａの流体圧は、比例ソレノイド２８への通電量の増減に
よって所望の圧力に設定することができる。

第７図ないし第９図は第１実施例の変形例を示し、各図
はそれぞれ第３図ないし第５図に対応する状態を示して
いる。この変形例は、スプール３６が４つのランドを有
する出力ポート切替スプールであること以外、その構成
及び作用がＭｌ実施例と同じであるから１図中に同一の
符号を付して詳、畑な説明は省略する。

前記：４ｉＪ１図の実施例は、比例ソレノイドによって
スプール２０１ｔ直接的に駆動するようにしているが、
上記スプール２０はパイロット流体圧等で駆動すること
もできる。この場合には、駆動部１２として、吸引力が
コイルへの通電量に比例する比例ソレノイドにより、そ
の通電量に比例するパイロット流体圧を出力する゛電空
パイロット弁を用い、その流体圧をスプール２０の端部
に作用させるように構成すればよい。

［発明の効果］ 本発明は、■１ｉｌのソレノイドで作動する′電空比例
弁によってアクチュエータに圧力流体を給排できるばか
りでなく、出力流体圧を所望の圧力に保持することがで
きるので、駆動ストローク終端において一定圧を保持す
ることが要求されるアクチュエータ駆動用の弁を、安価
なものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例力要部縦断正面図、第２図
は同上回路図、第３図ないし第５図は作動説明図、第６
図は通１！量と設定出力圧の関係を示す線図、第７図な
いし第９図は第１実施例の変形例の作動説明図、第１０
図は一般的な流体圧シリンダの制御回路図である。 １１φ◆弁部、　　　１２ψ−駆動部、１５・合弁本体
、　　１６・・供給ポート、１７ａ、１７ｂ　＊　ａ出
力ポート。 １８ａ、１８ｂ　・＊排出ポート、 ２０φｅスプール、　２４・・フィードバック室、２５
・Φ復帰ばね、　２８・φコイｊし、２９・・固定鉄心
、　３０・・可動鉄心。 ３２・・フィードバック通路。 特許出願人　ニスエムシー株式会社 第　１　＠ ＝　３　局 Δ 第　４　図 第　５　図 第７図 Δ 第８図 節　９　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、供給ポート、第１及び第２の出力ポート、並びに第
   １及び第２の排出ポートを有する弁本体内に、各ポート
   間の流路を切換える弁部材を設けた弁部と、該弁部材の
   一端に駆動力を作用させる駆動部と、該弁部材の他端に
   復帰力を作用させる復帰ばねを備えた弁において、 上記弁部を、中立位置を境にした弁部材の駆動側及び復
   帰側への変位によって、供給ポートと出力ポートの一方
   、及び排出ポートと出力ポートの他方がそれぞれ連通す
   る５ポート弁として構成し、 上記弁本体に、弁部材に復帰ばねの作用方向にフィード
   バック圧力を作用させるフィードバック室及び該フィー
   ドバック室と第１出力ポートを連通させるフィードバッ
   ク通路を設け、 上記駆動部を、可動鉄心に作用する吸引力がソレノイド
   への通電量に比例する比例ソレノイドによって構成した
   、 ことを特徴とする電空比例弁。