JPWO2019059136A1 - シーケンス弁付きシリンダ装置 - Google Patents

Abstract

ハウジング（１）内に形成される作動室（２）が圧油の給排路（７）を介して給排ポート（６）に連通される。前記給排路（７）の途中部に形成される装着孔（８）に、シーケンス弁（１０）の弁ケース（１１）が装着される。前記弁ケース（１１）に形成される筒孔（２０）内に、弁座（２５）が形成される。前記弁座（２５）に向けて弁部材（２６）が圧力設定バネ（３１）によって左方に付勢される。前記給排ポート（６）側の前記給排路（７）に供給される圧油の圧力が設定圧力を上回るときに、その圧油が前記弁部材（２６）を前記圧力設定バネ（３１）に抗して右方へ開弁移動させる。

Description

この発明は、シーケンス弁を備えるシリンダ装置に関する。

従来では、シーケンス弁は、圧力流体の供給源とシリンダ装置とを連通させる流路（主流路と分岐路と専用流路）の途中部に設けられる。この種のシーケンス弁には、特許文献１(日本国・特開２０１７−４４３２７号公報)に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。
上記シーケンス弁の弁ケース内に、右から左に直列状に形成される一次側室と弁座と二次側室とを有する。一次側室は、圧油（圧力流体）の供給源に連通されている。二次側室は、シリンダ装置の給排ポートに連通されている。その二次側室に弁部材が左右方向へ進退可能に挿入され、その弁部材が圧力設定バネによって弁座に向けて右方に付勢される。
そして、そのシーケンス弁の一次側室から二次側室へ圧油を流すときには、圧油を一次側室に供給して、その圧油の圧力が設定圧力を上回ると、一次側室の圧油が弁部材を左方に開弁移動させる。また、一次側室の圧油の圧力が設定圧力を下回ると、圧力設定バネによって弁部材が右方に閉弁移動される。
また、二次側室から一次側室へ圧油を流すときには、弁部材内に設けられる逆止弁が開弁される。

特開２０１７−４４３２７号公報

上記の従来技術は次の問題がある。
固定台上に上記シリンダ装置が複数設けられることがある。この場合に、圧油の供給源に連通される主流路が複数の分岐路に分岐され、各分岐路がシーケンス弁に連通される。また、各シーケンス弁が専用流路を介してシリンダ装置に連通される。このため、主流路と分岐路とシーケンス弁と専用流路とシリンダ装置等が固定台上の広い範囲で複雑に設けられることなる。
本発明の目的は、圧力流体を給排する流路の構成を簡素にできるシーケンス弁付きシリンダ装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１から図２Ｂ，図３Ａおよび図３Ｂに示すように、シーケンス弁付きシリンダ装置を次のように構成した。
ハウジング１内に形成される作動室２と給排ポート６とを圧力流体の給排路７が連通させる。前記給排路７の途中部に形成される装着孔８にシーケンス弁１０が装着される。前記シーケンス弁１０は、前記ハウジング１に装着される筒状の弁ケース１１と、弁座２５,５５と、弁部材２６と、逆止弁４２とを有する。前記弁ケース１１の筒孔２０内または前記装着孔８内に弁座２５，５５が形成される。前記弁ケース１１の前記筒孔２０内に弁部材２６が封止部材２６ａを介して保密状で軸方向に進退可能に挿入される。その弁部材２６が圧力設定バネ３１によって前記弁座２５，５５に向けて付勢される。前記弁部材２６内に逆止弁４２が設けられる。その逆止弁４２が、前記給排ポート６から前記作動室２への圧力流体の流れを遮断すると共に、その逆の流れを許容する。前記弁座２５に当接されて封止される前記弁部材２６の第１封止部分４８の断面積Ａは、前記封止部材２６ａによって封止される前記弁部材２６の第２封止部分４９の断面積Ｂよりも小さく設定される。前記給排ポート６側の前記給排路７に供給される圧力流体の圧力が設定圧力を上回ったときに、前記第１封止部分４８と前記第２封止部分４９との間に形成される前記弁部材２６の受圧部分５０を前記給排ポート６側の前記給排路７の圧力流体が押して、前記給排ポート６側の前記給排路７の圧力流体が前記弁部材２６を前記圧力設定バネ３１に抗して前記弁座２５,５５から離間させる方向へ移動させる。前記給排ポート６側の前記給排路７に供給される圧力流体の圧力が設定圧力を下回ったときに、前記圧力設定バネ３１が前記弁部材２６を前記弁座２５，５５に当接させる方向へ移動させる。

上記の本発明は次の作用効果を奏する。
本発明では、ハウジング内に形成される給排路の途中部に装着孔が設けられ、その装着孔内にシーケンス弁の弁ケースが装着されている。従来技術のように、固定台上に主流路と分岐路とシーケンス弁と専用流路とシリンダ装置とが設けられる場合に比べて、本発明では、シーケンス弁と専用流路とを固定台上から省略できて、分岐路をシリンダ装置に直接連通させるので、シリンダ装置に圧力流体を給排する流路を簡素にすることができる。

本発明は、下記（１）および（２）の構成を加えることが好ましい。
（１）例えば、図１から図２Ｂ，図３Ａおよび図３Ｂに示すように、前記弁ケース１１の前記筒孔２０と、前記弁部材２６に形成される筒孔３９とがほぼ同心状に配置される。前記弁部材２６の前記筒孔３９内に前記逆止弁４２の逆止弁座４３が設けられる。前記弁部材２６の前記筒孔３９内に進退可能に挿入される逆止弁部材４４が閉弁バネ４６によって前記逆止弁座４３に向けて接当可能に付勢される。
この場合、シーケンス弁を簡素な構成とすることができる。

（２）例えば、図１から図２Ｂに示すように、前記装着孔８の内周面と前記弁ケース１１の外周面との間に形成される環状の第１流体室１８が、前記給排ポート６側の前記給排路７に連通される。前記弁ケース１１の前記筒孔２０の内周面と前記弁部材２６の外周面との間に形成される環状の第２流体室３５が、連通路３６を介して第１流体室１８に連通される。
この場合、圧力流体の供給源から圧力流体が給排ポート側の給排路に供給されるときに、給排ポートの圧力流体が第１流体室を介して第２流体室に流入されるので、第２流体室の圧力流体が弁部材を筒孔内で確実に動作させることができる。

図１は、本発明の第１実施形態を示し、シーケンス弁付きシリンダ装置の断面視の部分図である。 図２Ａは、上記シーケンス弁付きシリンダ装置の弁部材の動作説明図であって、上記の弁部材が開弁された状態を示す、上記図１に類似する図である。 図２Ｂは、上記シーケンス弁付きシリンダ装置の逆止弁部材の動作説明図であって、上記の逆止弁部材が開弁された状態を示す、上記図１に類似する図である。 図３Ａは、本発明の第２実施形態を示す、上記図１に類似する図である。 図３Ｂは、本発明の第２実施形態を示す、上記図２Ａに類似する図である。 図４は、本発明の第３実施形態を示す、上記図１に類似する図である。 図５は、本発明の第４実施形態を示す、上記図１に類似する図である。

以下、本発明の第１実施形態を図１から図２Ｂによって説明する。
固定台としてのテーブルＴに挿入孔Ｈが上下方向に形成され、その挿入孔Ｈにシリンダ装置のハウジング１が装着される。そのハウジング１内に作動室２が上下方向（軸方向）に形成され、その作動室２にピストン３が上下方向へ移動可能で保密状に挿入される。テーブルＴの上面に圧油（圧力流体）の流路５が開口される。その流路５に連通される給排ポート６がハウジング１のフランジ部１ａの下部に形成される。その給排ポート６に連通される給排路７がハウジング１に形成され、その給排路７が作動室２に連通されている。

上記の給排路７の途中部でハウジング１のフランジ部１ａに装着孔８が水平方向（ハウジングの軸心に対して交差する方向）に形成される。その給排路７は、給排ポート６と装着孔８との間に形成される一次側給排路７ａと、装着孔８と作動室２との間に形成される二次側給排路７ｂとを有している。その一次側給排路７ａが装着孔８の内周面８ａに開口されると共に、二次側給排路７ｂが装着孔８の左端面（底面）８ｂに開口される。

前記の装着孔８にシーケンス弁１０の弁ケース１１が装着される。その弁ケース１１は、左側から順に形成される小径部１２と大径部１３とを有する。その小径部１２の右半部分に形成される雄ネジ部が、装着孔８の内周壁に形成される雌ネジ部に螺合される。大径部１３の左端壁に形成される環状の溝１４に封止部材１５が装着される。また、弁ケース１１の左端部１１ａが装着孔８の左端面８ｂに当接され、装着孔８の内周面８ａと弁ケース１１の小径部１２の外周面との間に環状の第１流体室１８が形成される。その第１流体室１８に給排路７の一次側給排路７ａが連通されている。

前記の弁ケース１１内に筒孔２０が左右方向に形成される。その筒孔２０は、左側から順に形成される小径孔２１と中径孔２２と大径孔２３とを有する。その小径孔２１は、上記の給排路７の二次側給排路７ｂを通って作動室２に連通される。また、小径孔２１の内周壁の右端部に弁座２５が形成される。中径孔２２に弁部材２６が左右方向へ移動可能で封止部材２６ａを介して保密状に挿入される。その弁部材２６の左端部に弁面２７が形成され、前記の弁座２５に当接可能となっている。弁ケース１１の右端部に螺合された調節部材３０が、止め具３３によって弁ケース１１に固定される。大径孔２３内に装着される圧力設定バネ３１が、バネ受け部材３２を介して弁部材２６を弁座２５に向けて左方へ付勢する。

上記の弁部材２６の外周面と中径孔２２の内周面との間に環状の第２流体室３５が形成される。弁ケース１１の小径部１２の周壁に第１連通路３６が周方向へ所定の間隔をあけて３つ形成され（図１中に第１連通路３６を１つのみ示す）、第２流体室３５が第１連通路３６を通って第１流体室１８に連通される。これにより、圧力供給源の圧油が流路５に供給されるときに、その圧油が給排ポート６と一次側給排路７ａと第１流体室１８と第１連通路３６とを通って第２流体室３５に供給される。
なお、本実施形態において、第１連通路３６は、弁部材２６の外周壁に左右方向に形成される溝と、その溝の底面に開口される貫通孔とによって構成されている。

前記の弁部材２６に筒孔３９が左右方向に形成される。その筒孔３９は、左側から順に形成される小径孔４０と大径孔４１とを有する。その筒孔３９内に逆止弁４２が設けられる。その小径孔４０の周壁の右端部に逆止弁４２の逆止弁座４３が形成される。大径孔４１内にボール（逆止弁部材）４４が左右方向へ移動可能に挿入される。ボール４４の左端部に形成される逆止弁面４５が、前記の逆止弁座４３に当接可能となっている。大径孔４１内に装着される閉弁バネ４６が、ボール４４を逆止弁座４３に向けて左方へ付勢する。また、弁部材２６の大径孔４１が、弁部材２６の筒壁に貫通される第２連通路４７を通って第２流体室３５に連通される。

前記の弁座２５に当接される弁部材２６の第１封止部分４８の断面積Ａは、前記の封止部材２６ａに封止される弁部材２６の第２封止部分４９の断面積Ｂよりも小さく設定されている。このため、前記の第２流体室３５に供給される圧油が、第１封止部分４８と第２封止部分４９との間に形成される弁部材２６の受圧部分５０を右方へ押す。すると、第２流体室３５の圧油の圧力が設定圧力を上回ると、その圧油が弁部材２６を確実に右方へ移動させる。
なお、本実施形態において、上記の設定圧力は、圧力設定バネ３１の左方への付勢力によって設定される圧力である。より詳しくいえば、設定圧力は、第２流体室３５内の圧油が圧力設定バネ３１の左方への付勢力に抗して弁部材を右方へ移動させ始めるときの第２流体室３５内の圧油の圧力のことである。この設定圧力は、調節部材３０によって調節可能である。すなわち、弁ケース１１に対して調節部材３０を締め付け回転させると、その設定圧力を高くすることができる。また、調節部材３０を緩め回転させると、その設定圧力を低くすることができる。

上記のシーケンス弁１０は、図１から図２Ｂに示すように、次のように作動する。
図１の初期状態では、給排ポート６（及び一次側給排路７ａ）に油圧力を作用させていない。このため、圧力設定バネ３１がバネ受け部材３２を介して弁部材２６を左側限界位置へ移動させている。従って、弁部材２６の弁面２７が弁座２５に当接されて閉弁されている。

上記図１の初期状態において、圧油（圧力流体）が給排ポート６と一次側給排路７ａと第１流体室１８と第１連通路３６とを通って第２流体室３５に供給されると、第２流体室３５内の圧力が上昇されていく。次いで、圧力設定バネ３１の付勢力によって設定される設定圧力よりも第２流体室３５の圧力が上回ると、第２流体室３５内の圧油が圧力設定バネ３１の付勢力に抗して弁部材２６を右方へ移動させていく。これにより、図２Ａに示すように、弁面２７が弁座２５から右方へ離間されて開弁される。その結果、第２流体室３５の圧油が開弁隙間と二次側給排路７ｂとを通って作動室２に流入される。

図２Ａの開弁状態において、第２流体室３５の圧力が設定圧力を下回った時に、圧力設定バネ３１が弁部材２６を左方へ移動させていく。すると、図１に示すように、弁面２７が弁座２５に当接されて閉弁される。

図１の閉弁状態において、二次側給排路７ｂの圧力が一次側給排路７ａの圧力を上回ったときに、二次側給排路７ｂの圧油がボール４４を右方へ移動させる。これにより、図２Ｂに示すように、ボール４４の逆止弁面４５が逆止弁座４３から離間されて開弁される。その結果、二次側給排路７ｂの圧油が開弁隙間と第２連通路４７と第２流体路３５と第１連通路３６と第１流体室１８と一次側給排路７ａと給排ポート６と流路５とを通って外部へ排出される。

上記の第１実施形態は次の長所を奏する。
第１実施形態では、ハウジング１内に形成される給排路７の途中部に装着孔８が設けられ、その装着孔８内にシーケンス弁１０の弁ケース１１が装着されている。従来技術のように、圧油の供給源とシリンダ装置とを連通させる流路の途中部にシーケンス弁が設けられる場合に比べて、本実施形態では、シーケンス弁と、当該シーケンス弁とシリンダ装置との間に設けられる専用流路とを固定台上から省略できて、分岐路をシリンダ装置に直接連通させるので、シーケンス弁付きシリンダ装置に圧油を給排する流路を簡素にできる。
また、本実施形態では、給排路７の途中部にシーケンス弁１０が設けられるので、シーケンス弁１０から作動室２までの給排路７を短くすることができる。このため、シーケンス弁１０からシリンダ装置までの流路が長い従来技術の場合に比べて、本実施形態では、流路（二次側給排路７ｂ）での圧力損失を軽減でき、また、シーケンス弁１０の開弁動作後すぐに圧油を作動室２へ供給できる（シーケンス弁１０の開弁動作に対するシリンダ装置の応答性を高くできる）。

図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の第２実施形態を示している。また、図４および図５は、それぞれ、本発明の第３実施形態および第４実施形態を示している。これらの第２から第４実施形態においては、上記の第１実施形態の構成部材と同じ部材(または類似する部材)には原則として同一の参照数字を付けて説明する。

第２実施形態が上記の第１実施形態と異なる点は次の通りである。
前記の装着孔８にシーケンス弁１０の弁ケース１１の小径部１２が螺合される。装着孔８の内周面８ａに給排路７の一次側給排路７ａが開口されている。
前記の弁ケース１１内に軸方向に形成される筒孔２０は、左側から順に形成される中径孔２２と大径孔２３とを有する。装着孔８の底面８ｂに二次側給排路７ｂが開口される。その二次側給排路７ｂの開口部の周縁に弁座５５が形成される。中径孔２２に弁部材２６が左右方向へ移動可能で封止部材２６ａを介して保密状に挿入される。その弁部材２６の左端部に弁面２７が形成され、その弁面２７が弁座５５に当接可能となっている。

前記の弁部材２６内に筒孔３９が軸方向に形成される。その筒孔３９の大径孔４１が第２連通路４７を通って装着孔８に連通される。

上記の第２実施形態は次の作用効果を奏する。
第２実施形態は、第１実施形態と同じ作用効果を奏する。
また、第２実施形態では、弁座５５が装着孔８の底壁に形成されている。このため、上記の第１実施形態のように、弁座２５を弁ケース１１内に設ける場合に比べて、弁ケース１１の左右方向の寸法を小さくすることができる。

図４の第３実施形態が上記の第１実施形態と異なる点は次の通りである。
シーケンス弁１０の弁ケース１１内に筒孔２０が形成され、その筒孔２０の小径孔２１内に筒状の絞り部材５７が挿入される。その絞り部材５７は、左側から順に形成される大径部と中径部とを有する。絞り部材５７の大径部と中径部との間に形成される段差部が、弁ケース１１の先端面に当接されている。その中径部は弁ケース１１の筒孔２０の小径孔２１に挿入されている。絞り部材５７の小径部は、弁部材２６の筒孔３９に挿入されている。この小径部の外周面と筒孔３９の内周面との間に環状隙間が形成され、その環状隙間によって絞り路５８が形成される。その絞り部材５７には、連通孔５９が左右方向に貫通される。このため、供給源から供給ポート６に供給される圧油が、第１流体室１８と、第１連通孔３６と、第２流体室３５と、弁座２５および弁面２７との間の開弁隙間と、絞り路５８と、連通孔５９と、ハウジング１の給排路７の二次側給排路７ｂを通って作動室２に供給される。また、作動室２の圧油が外部へ排出されるときには、作動室２の圧油が、二次側給排路７ｂと、連通孔５９と、逆止弁４２の開弁隙間と、第２連通孔４７と、第２流体室３５と、第１連通孔３６と、第１流体室１８と、供給ポート６とを通って外部へ排出される。従って、給排ポート６から作動室２へ圧油を供給するときには、その圧油が絞り路５８を通るので、流量が絞られる。これに対して、作動室２から給排ポート６を通って圧油が外部へ排出されるときには、作動室２の圧油は、絞り路５８を通らないので、速やかに外部へ排出される。

上記の第３実施形態は次の作用効果を奏する。
圧油供給源から作動室２へ圧油を供給するときに、所定の圧力を上回った第２流体室３５の圧油が、絞り路５８を通るので、その圧油が、前述した第１実施形態のシリンダ装置に比べて緩やかに作動室２へ流入される。このため、作動室２の圧力が緩やかに増加されるので、作動室２の圧力が急激に上昇されることが防止される。従って、ピストン３が急速に始動されることが防止される。

図５の第４実施形態が上記の第１実施形態と異なる点は次の通りである。
弁ケース１１の右端部に調節部材３０が螺合され、その調節部材３０に弁部材２６のストローク調整用の調節ネジ６３が螺合されると共に、その調節ネジ６３がロックナット６４によって調節部材３０に固定される。弁部材２６が右方へ開弁移動したときに、バネ受け部材３２が最初に調節ネジ６３の軸方向端面に当たるように調節ネジ６３の位置が調整されていると、弁部材２６が右方へ開弁移動したときに、弁部材２６がバネ受け部材３２を介して調節ネジ６３に受け止められる。その結果、弁座２５と弁部材２６の弁面２７との間の開弁隙間に流れる圧油の最大流量を、調節ネジ６３によって調節できる。

また、弁部材２６の先端部分の外周壁６０にＶ溝６１が左方（先端側）に向うにつれて深さが深くなるように形成される。圧油供給源から作動室２へ圧油を供給するときに、所定の圧力を上回った第２流体室３５の圧油が、Ｖ溝６１を通るので、その圧油が、前述した他の実施形態のシリンダ装置に比べて緩やかに作動室２へ流入される。このため、作動室２の圧力が緩やかに増加されるので、作動室２の圧力が急激に上昇されることが防止される。従って、ピストン３が急速に始動されることが防止される。さらに、他の実施形態で示したテーパー状の絞り路５８等に比べて、本実施形態のＶ溝６１は、そのＶ溝６１内に流れる圧油を容易に流量調整できる。

上記の各実施形態は次のように変更可能である。
圧力流体は、例示した圧油に代えて、他の液体または圧縮空気等の気体であってもよい。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。

１：ハウジング，２：作動室，６：給排ポート，７：給排路，８：装着孔，１０：シーケンス弁，１１：弁ケース，１８：第１流体室，２０：筒孔，２５：弁座，２６：弁部材，２６ａ：封止部材，３１：圧力設定バネ，３５：第２流体室，３６：連通路（第１連通路），３９：筒孔，４２：逆止弁，４３：逆止弁座,４４：逆止弁部材（ボール），４６：閉弁バネ，４８：第１封止部分，４９：第２封止部分，５０：受圧部分，５５：弁座．

Claims (3)

1. ハウジング（１）内に形成される作動室（２）と給排ポート（６）とを連通させる圧力流体の給排路（７）と、
   前記給排路（７）の途中部に形成される装着孔（８）に装着されるシーケンス弁（１０）と、を備えるシリンダ装置において、
   前記シーケンス弁（１０）は、
   前記ハウジング（１）に装着される筒状の弁ケース（１１）と、
   前記弁ケース（１１）の筒孔（２０）内または前記装着孔（８）内に形成される弁座（２５，５５）と、
   前記弁ケース（１１）の前記筒孔（２０）内に封止部材（２６ａ）を介して保密状で軸方向に進退可能に挿入されると共に、圧力設定バネ（３１）によって前記弁座（２５,５５）に向けて付勢される弁部材（２６）と、
   前記弁部材（２６）内に設けられる逆止弁（４２）であって、前記給排ポート（６）から前記作動室（２）への圧力流体の流れを遮断すると共に、その逆の流れを許容する逆止弁（４２）と、を備え、
   前記弁座（２５）に当接されて封止される前記弁部材（２６）の第１封止部分（４８）の断面積（Ａ）は、前記封止部材（２６ａ）によって封止される前記弁部材（２６）の第２封止部分（４９）の断面積（Ｂ）よりも小さく設定され、
   前記給排ポート（６）側の前記給排路（７）に供給される圧力流体の圧力が設定圧力を上回ったときに、前記第１封止部分（４８）と前記第２封止部分（４９）との間に形成される前記弁部材（２６）の受圧部分（５０）が、前記給排ポート（６）側の前記給排路（７）の圧力流体に押されて、前記給排ポート（６）側の前記給排路（７）の圧力流体が前記弁部材（２６）を前記圧力設定バネ（３１）に抗して前記弁座（２５,５５）から離間させる方向へ移動させ、
   前記給排ポート（６）側の前記給排路（７）に供給される圧力流体の圧力が設定圧力を下回ったときに、前記圧力設定バネ（３１）が前記弁部材（２６）を前記弁座（２５,５５）に当接させる方向へ移動させる、
   ことを特徴とするシーケンス弁付きシリンダ装置。
2. 請求項１のシーケンス弁付きシリンダ装置において、
   前記弁ケース(１１)の前記筒孔（２０）と、前記弁部材(２６) に形成される筒孔（３９）とがほぼ同心状に配置され、
   前記弁部材（２６）の前記筒孔(３９)の内周面に前記逆止弁（４２）の逆止弁座(４３)が設けられ、前記弁部材（２６）の前記筒孔（３９）内に進退可能に挿入される逆止弁部材(４４)が閉弁バネ(４６)によって前記逆止弁座(４３)に向けて接当可能に付勢される、ことを特徴とするシーケンス弁付きシリンダ装置。
3. 請求項１または２のシーケンス弁付きシリンダ装置において、
   前記装着孔（８）の内周面と前記弁ケース（１１）の外周面との間に形成される環状の第１流体室（１８）が、前記給排ポート（６）側の前記給排路（７）に連通され、
   前記弁ケース（１１）の前記筒孔（２０）の内周面と前記弁部材（２６）の外周面との間に形成される環状の第２流体室（３５）が、連通路（３６）を介して第１流体室（１８）に連通される、
   ことを特徴とするシーケンス弁付きシリンダ装置。

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