JP2004156762A

JP2004156762A - 弁装置

Info

Publication number: JP2004156762A
Application number: JP2002325563A
Authority: JP
Inventors: Soichi Shirai; 壮一白井; Masanori Kurobe; 昌徳黒部; Haruhiko Kikuchi; 治彦菊地
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd; Toyooki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Toyooki Kogyo Co Ltd; Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】簡単な回路構成で流れ込みを阻止できる弁装置を得る。
【解決手段】主弁本体２内に主弁体２２を軸方向へ移動自在に支持すると共に、主弁本体２内の収納孔１６に出力流路４２を連通する。収納孔１６と第１供給流路５０とを第１弁座２４を介して、また、収納孔１６と第２供給流路５６とを第２弁座３４を介して連通する。主弁体２２は第１弁座２４と第２弁座３４との間に主弁体２２の移動により第１弁座２４及び第２弁座３４に着座する弁部２２ａを有する。弁部２２ａが第１弁座２４に着座して第２弁座３４から離座する第１位置と、弁部２２ａが第２弁座３４に着座して第１弁座２４から離座する第２位置との間で、パイロット室１２６へのパイロット流体の導出入により主弁体２２を移動させるパイロット弁１３６と、第２供給流路５６を開閉制御する開閉弁１０３とを主弁本体２に配設した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる２種類の流体、例えばクーラントと圧縮空気とを交互に出力流路より導出する弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特許文献１にあるように、工作機械の工具の近傍にノズルが設けられ、エア源に接続されたエア配管の途中にソレノイドバルブとチェック弁とが順に介装され、このエア配管の先端はノズルに接続している。また、クーラントの供給源に接続されたクーラント配管の途中にソレノイドバルブとチェック弁とが順に介装され、このクーラント配管はエア配管のチェック弁とノズルとの間に接続した装置が提案されている。
【０００３】
この装置は、クーラント配管からエア配管にクーラントが供給され、圧縮空気と共にノズルから噴出する。また、クーラントがクーラント配管側からエア配管側に流れ込まないように、チェック弁により阻止している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２５７８７２号公報（２頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のものでは、クーラントがエア配管側に流れ込まないように、チェック弁を設けなければならず、回路が複雑になり、装置が大型化するという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、簡単な回路構成で流れ込みを阻止できる弁装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
主弁本体内に主弁体を軸方向へ移動自在に支持すると共に、前記主弁本体内の収納孔に出力流路を連通し、前記収納孔と第１供給流路とを第１弁座を介して、また、前記収納孔と第２供給流路とを第２弁座を介して連通し、前記主弁体は前記第１弁座と前記第２弁座との間に前記主弁体の移動により前記第１弁座及び前記第２弁座に着座する弁部を有し、
また、前記弁部が前記第１弁座に着座して前記第２弁座から離座する第１位置と、前記弁部が前記第２弁座に着座して前記第１弁座から離座する第２位置との間で、パイロット室へのパイロット流体の導出入により前記主弁体を移動させるパイロット弁と、前記第２供給流路を開閉制御する開閉弁とを前記主弁本体に配設したことを特徴とする弁装置がそれである。
【０００８】
接続孔を前記主弁体に軸方向へ穿設し、該接続孔が前記第２供給流路の一部を形成するようにしてもよい。また、前記第１供給流路と前記第２供給流路とに供給される流体は、それぞれ異なる２種類の流体であってもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１、図３に示すように、１は主弁で、主弁１の主弁本体２には大径孔４、挿入孔６、小径孔８、連通孔１０、摺動孔１２が同心上に連接して形成されている。挿入孔６には第１座部材１４が挿入されており、第１座部材１４には、大径孔４側から摺動孔１２側に向かって、順に、収納孔１６、収装孔１８、連接孔２０が穿設されている。収装孔１８には、主弁体２２が軸方向に移動自在に収装されている。収納孔１６と収装孔１８とは、第１弁座２４を介して連通されている。
【００１０】
挿入孔６には、更に、第２座部材２６が挿入されており、第２座部材２６には、大径孔４側から摺動孔１２側に向かって、順に、挿入孔２８、テーパ孔３０、収装孔３２が穿設されている。収納孔１６は、第１弁座２４と対向形成された第２弁座３４を介して、収装孔３２に連通されている。
【００１１】
収納孔１６には、主弁体２２の弁部２２ａが配置され、弁部２２ａは主弁体２２の移動により、それぞれ第１弁座２４及び第２弁座３４に着座できるように構成されている。収納孔１６は、主弁体２２の軸方向と直交する方向に形成された接続孔３６、環状室３８を介して吐出孔４０に連通されている。本実施形態では、接続孔３６、環状室３８、吐出孔４０により出力流路４２を形成している。出力流路４２は、図２に示すように、ノズル４４に接続されており、ノズル４４から吐出されるクーラントあるいは圧縮空気が工具４６に吹き付けられるように配置されている。
【００１２】
また、小径孔８には、第１供給孔４８が連通されており、この小径孔８、収装孔１８、連接孔２０、第１供給孔４８により第１供給流路５０を形成している。第１供給流路５０は、図２に示すように、クーラントの供給源５２に接続されている。
【００１３】
主弁体２２には、その軸方向に貫通する接続孔５４が形成されており、主弁体２２の一端は収装孔３２内に収装されて、接続孔５４は、収装孔３２に開口されている。接続孔５４は後述する第２供給流路５６の一部を形成している。
主弁１は、弁部２２ａが第１弁座２４に着座し第２弁座３４から離座して出力流路４２と第２供給流路５６とを連通する第１位置１ａと、弁部２２ａが第２弁座３４に着座し第１弁座２４から離座して出力流路４２と第１供給流路５０とを連通する第２位置１ｂとを備えている。
【００１４】
一方、第２座部材２６の挿入孔２８には、チェック弁体５８が移動自在に収納されており、挿入孔２８に挿入されると共に、大径孔４に挿入された栓部材６０により、挿入孔２８、大径孔４が閉塞されている。栓部材６０とチェック弁体５８との間には、コイルばね６２が介装されている。
【００１５】
栓部材６０には、チェック弁体５８側から有底孔６２が穿設されており、有底孔６２は主弁本体２に形成された戻り孔６４に、連通孔６６、環状室７０、連通孔６８、環状室７２を介して連通されている。戻り孔６４は外部の低圧側としてのタンク７３に接続されている。尚、有底孔６２、連通孔６６、環状室７０、連通孔６８、環状室７２、戻り孔６４により排出流路７５が構成されている。排出流路７５から低圧側に流体を排出することにより、収装孔３２を低圧にして、主弁体２２に背圧が作用するのを防止する。
【００１６】
接続孔５４から収装孔３２に流入する流体の作用をチェック弁体５８が受けると、チェック弁体５８が、コイルばね６２の付勢力に抗して、栓部材６０の端面に着座して有底孔６２を閉塞するチェック弁７４が構成されている。尚、排出流路７５を設けない場合には、チェック弁７４を設ける必要がない。
【００１７】
主弁体２２は、摺動孔１２内まで突出されており、摺動孔１２内の主弁体２２には、板状部材７６がナット７８を介して固定されている。摺動孔１２の底には案内部材８０が固着され、案内部材８０には主弁体２２が摺動自在に挿通されている。板状部材７６と案内部材８０との間には、コイルばね８２が介装されて、主弁体２２が第１弁座２４に着座する第１位置１ａとなるように付勢している。
【００１８】
摺動孔１２にはピストン８４が摺動自在に挿入されており、摺動孔１２は蓋部材８６により閉塞されている。蓋部材８６には、主弁体２２と同心上に、摺動孔１２内に突出したガイド部材８８が螺着されている。摺動孔１２内に突出しているガイド部材８８の先端は、ピストン８４に相対的に摺動可能に挿入されており、ガイド部材８８の軸方向には、貫通孔９０が穿設されている。貫通孔９０は、接続孔５４に連通されており、蓋部材８６には、貫通孔９０に連通する連通孔９２が形成されている。
【００１９】
蓋部材８６には、連通孔９２に連接して大径孔９４が形成されており、連通孔９２の周囲には弁座９６が形成されている。大径孔９４に連通すると共に、主弁本体２に向かって貫通孔９８が蓋部材８６に形成されている。主弁本体２には、この貫通孔９８と連通する第２供給孔１００が形成されており、第２供給孔１００は、図２に示すように、圧縮空気の供給源１０２に接続されている。本実施形態では、接続孔５４、貫通孔９０、連通孔９２、大径孔９４、貫通孔９８、第２供給孔１００が第２供給流路５６を形成している。
【００２０】
蓋部材８６には、大径孔９４に対向して、開閉弁１０３が取り付けられている。開閉弁１０３は、図４に示すように、弁座９６に対向して配設された開閉弁体１０４を備え、開閉弁体１０４はダイヤフラム１０６を固定部材１０８と共に挟持して固着されている。ダイヤフラム１０６は開閉弁本体１１０と蓋部材８６に挟持されて固定され、ダイヤフラム１０６により大径孔９４が閉塞されると共に、開閉弁本体１１０には固定部材１０８を収納した背圧室１１２が形成されている。
【００２１】
開閉弁１０３は、ソレノイド１１４を非励磁の状態では、弁体１１６がばね１１８の付勢力により、開閉弁体１０４の端に当接して、開閉弁体１０４に形成された貫通孔１２０を閉塞し、更に、開閉弁体１０４を弁座９６に着座させる。着座した状態では、供給源１０２から大径孔９４に導入される圧縮空気が、ダイヤフラム１０６の絞り孔１２２、固定部材１０８の連通孔１２４を介して背圧室１１２に導入される。
【００２２】
開閉弁体１０４はばね１１８の付勢力と背圧室１１２の圧縮空気圧の作用を着座方向に受けると共に、大径孔９４の圧縮空気圧の作用を離座方向に受ける。受圧面積の関係から、着座方向の作用力が上回り、開閉弁体１０４は弁座９６に着座した第１位置１０３ａの状態を維持するように構成されている。よって、第２供給流路５６は遮断される。
【００２３】
開閉弁１０３は、ソレノイド１１４を励磁すると、弁体１１６が上昇して、開閉弁体１０４から離間する。よって、背圧室１１２が貫通孔１２０を介して連通孔９２に接続され、背圧室１１２の圧縮空気が排出されて、背圧室１１２の圧力が低下する。これにより、開閉弁体１０４はばね１１８の付勢力に抗して大径孔９４内の圧縮空気圧の作用を受けて、弁座９６から離座する第２位置１０３ｂに切り替わるように構成されており、第２供給流路５６を連通する。
【００２４】
一方、主弁本体２には、摺動孔１２、ピストン８４、蓋部材８６により囲まれたパイロット室１２６が設けられており、主弁本体２には、図５に示すように、パイロット室１２６に連通する接続孔１２８、接続孔１２８に連接する有底孔１３０が形成されている。有底孔１３０には弁座１３２を介して導入孔１３４が連接されており、導入孔１３４は第２供給孔１００に接続されている。
【００２５】
有底孔１３０には主弁本体２に取り付けられたパイロット弁１３６のパイロット弁体１３８の先端が挿入されている。パイロット弁１３６は、ソレノイド１４０が非励磁の状態では、パイロット弁体１３８がばね１４２により弁座１３２に着座するように付勢されている。ソレノイド１４０を励磁すると、パイロット弁体１３８が移動して、弁座１３２から離座し、パイロット室１２６と第２供給孔１００とを導入孔１３４、有底孔１３０、接続孔１２８を介して接続するように構成されている。
【００２６】
次に、前述した本実施形態の弁装置の作動について説明する。
まず、図２に示すように、開閉弁１０３のソレノイド１１４及びパイロット弁１３６のソレノイド１４０が非励磁の状態であるときには、開閉弁１０３は第１位置１０３ａの状態にあり、第２供給流路５６は遮断され、パイロット弁１３６は導入孔１３４を遮断して、パイロット室１２６にはパイロット流体としての圧縮空気が導入されない状態にある。
【００２７】
よって、主弁１は、コイルばね８２の付勢力により弁部２２ａが第１弁座２４に着座し、第２弁座３４から離座した第１位置１ａの状態にある。これにより、第１供給流路５０は遮断され、第２供給流路５６と出力流路４２とが連通された状態にある。第２供給流路５６は開閉弁１０３により遮断されているので、供給源１０２から出力流路４２に圧縮空気は供給されない。
【００２８】
この状態から、パイロット弁１３６のソレノイド１４０を励磁すると、パイロット室１２６に第２供給流路５６からの圧縮空気がパイロット流体として導入される。よって、ピストン８４は、導入されるパイロット流体圧の作用を受けて、コイルばね８２の付勢力に抗して主弁体２２を移動し、弁部２２ａを第１弁座２４から離座させ、弁部２２ａを第２弁座３４に着座させて第２位置１ｂに切り換える。
【００２９】
よって、出力流路４２と第１供給流路５０とが連通されて、クーラントがノズル４４から噴射されて、工具４６が冷却・洗浄される。このとき、第２供給流路５６は開閉弁１０３により遮断された状態にある。第１供給流路５０は、弁部２２ａが第２弁座３４に着座して、遮断しているので、クーラントが漏れ出ることはなく、クーラントが第２供給流路５６に侵入することはない。
【００３０】
パイロット弁１３６のソレノイド１４０を非励磁の状態にすると、導入孔１３４が遮断され、パイロット室１２６は接続孔１２８、有底孔１３０、パイロット弁１３６を介して大気に解放される。主弁１はコイルばね８２の付勢力により主弁体２２が移動されて、弁部２２ａが第１弁座２４に着座し、第２弁座３４から離座する第１位置１ａに切り換えられる。従って、クーラントの供給が停止される。
【００３１】
この状態から、開閉弁１０３のソレノイド１１４を励磁すると、弁体１１６が開閉弁体１０４から離間して、背圧室１１２の圧力が低下し、開閉弁体１０４が弁座９６から離座する。よって、第２供給流路５６が連通されて、圧縮空気が供給源１０２から第２供給流路５６、出力流路４２を介してノズル４４に供給され、ノズル４４から吐出される圧縮空気により工具４６が洗浄される。その際、チェック弁７４は、接続孔５４から吐出される圧縮空気の作用を受けて、チェック弁体５８が栓部材６０の端面に着座して、有底孔６２を閉塞するので、圧縮空気が戻り孔６４から漏れ出ることはない。
【００３２】
開閉弁１０３のソレノイド１１４を非励磁にすると、ばね１１８の付勢力により弁体１１６を介して開閉弁体１０４を弁座９６に着座させて、第２供給流路５６を遮断する。尚、本実施形態では、第１供給流路５０にクーラントを、第２供給流路５６に圧縮空気を供給するように接続したが、逆に、第１供給流路５０に圧縮空気を、第２供給流路５６にクーラントを供給するように接続してもよい。あるいは、圧縮空気とクーラントとの気体と液体との異なる２種類の流体に限らず、異なる２種類の気体あるいは液体を供給するように接続しても実施可能である。
【００３３】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の弁装置は、主弁を第２位置に切り換えると、第１供給流路が出力流路に接続されると共に、主弁体が第２弁座に着座して、第２供給流路側へ流体が導出されるのを阻止するので、チェック弁を不要とすることができるという効果を奏する。
【００３５】
また、主弁体に接続孔を第２供給流路の一部として形成すると、第２供給流路の全部を主弁本体に設ける場合と比べ、主弁本体を小型にできて弁装置全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての弁装置の縦断面図である。
【図２】本実施形態の弁装置の回路図である。
【図３】本実施形態の主弁の要部拡大断面図である。
【図４】本実施形態の開閉弁の拡大断面図である。
【図５】本実施形態のパイロット弁の拡大断面図である。
【符号の説明】
１…主弁２…主弁本体
１６…収納孔２２…主弁体
２２ａ…弁部２４…第１弁座
３４…第２弁座４２…出力流路
４４…ノズル４６…工具
５０…第１供給流路５２，１０２…供給源
５６…第２供給流路５８…チェック弁体
７３…タンク７４…チェック弁
７５…排出流路８４…ピストン
８６…蓋部材８８…ガイド部材
１００…第２供給孔１０３…開閉弁
１０４…開閉弁体１０６…ダイヤフラム
１２６…パイロット室１３６…パイロット弁
１３８…パイロット弁体

Claims

主弁本体内に主弁体を軸方向へ移動自在に支持すると共に、前記主弁本体内の収納孔に出力流路を連通し、前記収納孔と第１供給流路とを第１弁座を介して、また、前記収納孔と第２供給流路とを第２弁座を介して連通し、前記主弁体は前記第１弁座と前記第２弁座との間に前記主弁体の移動により前記第１弁座及び前記第２弁座に着座する弁部を有し、
また、前記弁部が前記第１弁座に着座して前記第２弁座から離座する第１位置と、前記弁部が前記第２弁座に着座して前記第１弁座から離座する第２位置との間で、パイロット室へのパイロット流体の導出入により前記主弁体を移動させるパイロット弁と、前記第２供給流路を開閉制御する開閉弁とを前記主弁本体に配設したことを特徴とする弁装置。
接続孔を前記主弁体に軸方向へ穿設し、該接続孔が前記第２供給流路の一部を形成することを特徴とする請求項１記載の弁装置。
前記第１供給流路と前記第２供給流路とに供給される流体は、それぞれ異なる２種類の流体であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の弁装置。