JP2004239374A - 気体用電磁切替弁 - Google Patents
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Abstract
【効果】予圧回路の圧力変化を利用し、出力ポートの切換動作力の無段階設定にし、急激な圧力(流量)の変化を緩和させることが可能である。また、分解性を良くして弁の分解清掃性を高めることができた。さらに、小形化、単純化、切換時のサージ圧力対策としての流量(予圧)調整機構を切替弁との一体化を計り、分解性を良くし保守性を計り、低価格化できたものである。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空吸引、ブロア送気等に於ける空圧回路での小形で大流量の切換え、及び、切換時のサージ圧防止回路を切換弁内に内蔵させた気体用電磁切替弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来は、大口径(大流量)電磁弁に於いて、配管ポート径と回路切換ポート径とでは大きな差があり、(例:配管系25φでの切換ポート径16φ)低圧力下での大流量の切換に圧力及び流量低下の支障を来していた。ポート径が小さくなる理由として、切り換えポートの口径に比例して切り換え弁の作動力が大きくなり一般の電磁石の作動力では不足し、小形電磁弁により補助シリンダを作動させ、その強力な作動力にて切り換え弁等を作動させる図1(パイロット弁)の方式が必要であった。その為、主弁の切換は主弁ポート径(1φ)より大きな径(2φ)を有するシリンダを必要とし、切替弁は大型となり、かつ価格も高くなった。また、大流量の切り換え時に発生する圧力の急激な変化(切換サージ圧力)を防ぐためには、別の気圧回路で予圧を与え気圧計等でその予圧を計測し、その信号で主回路(大流量)を開く必要があって回路が複雑となり場所をとり高価となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
機械の小型化、低価格化が要求される中で、小形で簡単な低価格の大口径電磁弁と、切換時に発生するサージ圧防止の簡易な装置が要望されている。また、分解性を良くし弁の分解清掃性を高める要望がある。本発明では切替弁の小形化、機構の単純化、切換時のサージ圧力対策としての流量(予圧)調整機構を切替弁との一体化を計ると共に、機構構造の分解性を良くし保守性の向上を計り、産業界が要望する性能と機能を有した低価格なシステム化した気体用電磁切替弁を提供する事を目的としたものである。
【0004】
本発明は、主弁開口用の動作力(圧力)を小さくするため、主弁後背に予圧(与圧室)を掛け、遮断圧力差を減小し、小さな動作力(小形電磁石等)にて主弁の開閉を可能とする回路を形成する。また、この予圧(パイロット圧)回路の圧力変化を利用し、出力ポートの切換動作力の無段階設定にし、急激な圧力(流量)の変化を緩和させることを可能にする。さらに、清掃のための弁の分解は与圧室と本体の積層構造を利用して2分割するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題の解決を図ったもので、次のような技術手段を採用した。
請求項1記載の発明においては、入力室とそれを密閉する可撓体に仕切られた予圧室と可撓体背面に圧力を加えて、可撓体の開閉動作力を軽減するための予圧回路を有するという技術手段を採用した。
【0006】
請求項2記載の発明においては、請求項1記載の発明に加えて、前記、電磁切替弁の予圧室の加圧,減圧を行うための圧力切替機構を有するという技術手段を採用した。
【0007】
請求項3記載の発明においては、請求項1、または2記載の発明に加えて、前記、電磁切替弁の出力室に予圧を加えて圧力切換え時の急激なる圧力変化を緩和するための予圧加圧調整機構を有するという技術手段を採用した。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に付いて負圧(真空)切換弁を例に図2〜図6に基づいて説明する。構造の説明は図2にて、詳細動作説明は図3〜図6において行う。なお、正圧切換弁の場合はパイロット切換え動作等が逆となり、図7〜図8にて説明する。
【0009】
図2は、請求項1において可撓体をベローズとした構造図である。本体構造は弁本体1と上蓋10より構成され、弁本体1と上蓋10とで分離され、分解清掃が行われる。上蓋10と主回路開閉弁20に囲まれた部分が与圧室3で、予圧室3にはパイロット入力絞り弁5を経てパイロット圧が供給され、予圧流量絞り弁6にて出力側に予圧を与える。電磁石11の動作により、主弁軸2−1が上下しパイロット圧の供給遮断、主回路開平弁20の開閉と与圧室3の圧力解放が行われる。本構造に於いて、接続口径と主弁ポート(Aφ)は同等であり、ベローズ径(Bφ)とはAφ<Bφの関係にある。
【0010】
図3、図4は、可撓体をダイアフラムとした構造例と動作解説を行うものである。電磁弁弁本体1は入力口、主弁口、出力口から構成されている。主弁2(注:本実施例ではゴム製ダイアフラム)にて仕切られた予圧室3がある。予圧室3には弁本体入力回路から分岐されたパイロット回路102により、パイロット入力絞り弁5を介して圧力が予圧室3に導入される。この回路径(dφ)は小さく、パイロット弁4−1の開閉力(遮蔽力)は小さい。パイロット弁4−1の開閉(θ)はパイロット弁開閉レバー4により行われる。中央にダイアフラム弁2を作動させる主弁軸2−1(図4参照)があり、この主弁軸2−1の長孔2−1´を介して開閉スプール7がピンにてリンクされている。開閉スプール7は開閉用電磁石11に連結されている。この連結部にダイアフラム弁2を主弁口Aφに確実に押しつける(遮蔽)戻しスプリング9を付けてある。予圧室3には開閉スプール7と軸シール8との間隙から予圧解放回路104を介して大気圧が掛かっている。
【0011】
次に、動作について説明する。
図3、図4において開閉用電磁石11が断路されている。今、開閉用電磁石11をONすると、外気を通じていた開閉スプール7を引き上げパイロット弁開閉ストローク(S1)分(図4参照)パイロット弁開閉レバー4がパイロット口を開き(図3.102回路)、予圧室3に圧力を導入すると同時に、開閉スプール7の軸径が太くなり、軸シール8により予圧室3は外界と遮断(図3及び図4.104回路)される。それ以上の引き上げ(主弁開閉ストローク)(図4.S2)は主弁口(図3.Aφ)が大きく、Aφに掛かる吸引力が大で開閉用電磁石11の力では引き上げができない。開閉スプール7(S1)の引き上げにより、予圧室3に102回路により負圧が掛かり、ダイアフラム弁2(図3.Bφ)に吸引力が発生し、主回路開閉弁2(図3.Aφ)との圧力(吸引力)差が減少し、開閉用電磁石11でも引き上げ可能となり、開閉スプール7は開閉用電磁石11により引き上げられ(図4.S2)主回路開閉弁(ダイヤフラム)2は開かれる(101回路)。この際、予圧室3の圧力を出力側に導入(103回路)すると、開閉用電磁石11が主回路を開くまでの予圧となる。この予圧力は開閉用電磁石11の吸引力調整(電圧調整)で制御され任意の予圧を設定出来る(参照:図4予圧−電圧特性)予圧の立ち上がり時間は予圧流量制御絞り弁6にて調整する。なほ、パイロット入力制御絞り5は省略する事も可能である。
【0012】
予圧の掛け方の方式は種々の方式がある。図5はパイロット開閉レバー4Aとパイロッット切換弁12で予圧動作を行う機構である。この場合、開閉スプール7Aは軸シール8にて常時シールされている。パイロット弁開閉レバー4Aは開閉用電磁石11のOFFでパイロット回路は閉している。開閉用電磁石11のONで開閉スプール7Aが引き上げられ(S1)、予圧回路が開かれると同時に、予圧室3は外気と遮断(104回路断)され予圧が掛かる。設定値で主弁開閉ストロークS2の引き上げが生じ、主回路が開かれる。このパイロット切換動作を別の小電磁石(11−1)にて行わせた方式を参考に載せる。2つの電磁石で作動させる場合は、開閉用電磁石11はさらに小形で済むようになる。
図6の方式はパイロット開閉レバー4と開閉スプール7A、チェック弁15の構成でチェック弁15周囲の流速を利用した方法で、予圧動作を行わしめる方式である。パイロット開閉レバー4でパイロット孔が開かれると、チェック弁15の周囲に大気の流れが生じ、圧力を低下させチェック弁15は流れ方向に吸引され閉じる。閉じると負圧が生じチェック弁15は閉の状態が保持される。開閉用電磁石11がOFFされると予圧が低下し弁棒スプリング13によりチェック弁15は開かれ大気に開放される。
【0013】
図7と図8は正圧用電磁弁に用いられる構造図である。動作原理は負圧用電磁弁と同じ原理と同じ動作なので、簡単に説明する。図7は予圧機能付きに電磁弁である。パイロット回路102Aにより常時予圧がダイアフラム弁2に掛けられ、主弁はこの圧力により閉されている。開閉用電磁石11のONにより、パイロット開閉レバー4が引き上げられ予圧回路103Aでパイロット圧力が主回路に掛かると、与圧(室)と入力圧力の差が減少し、引き上げ力が小さくなり、主弁軸2−1は更に引き上げられ主回路が開らかれる。開閉用電磁石11がOFFになると、電磁石戻しスプリングにより予圧回路が閉され、与圧室圧力が出力回路より高くなるので主弁は閉じられる。
【0014】
図8は常時パイロット孔は開かれている。従って主弁はダイアフラム2の加圧により閉じられている。開閉用電磁石11がONされると、パイロット回路は遮断され7B開閉スプールは軸径が細い部分まで引き上げられ、与圧室3に回路104で大気が流入し大気圧になる。これにより入力側が高圧となり主弁軸2−1は引き上げ(押し上げ)られる。開閉用電磁石11をOFFすると与圧室3は大気と遮断され、パイロット回路102Aが開され、与圧室3が加圧され主弁は閉じられる。応答性が良いのが特徴である。
【0015】
図9は分解性の解説図である。本弁は弁本体1と上蓋10に装着されている主回路開閉弁(ダイアフラム)2、開閉用電磁石11等の2ブロックに分離される構成で分離面を分離線で示す。分離される面はフラットなダイアフラム2の面と弁本体1の複雑な凹凸の無い本体主回路なので、水洗い等の清掃洗浄に適している形状である。
【0016】
【発明の効果】
本発明は、以上の構成を採用した結果、次のような効果を得ることができる。
(1)予圧回路の圧力変化を利用し、出力ポートの切換動作力の無段階設定にし、急激な圧力(流量)の変化を緩和させることが可能である。
(2)分解性を良くして弁の分解清掃性を高めることができた。
(3)小形化、単純化、切換時のサージ圧力対策としての流量(予圧)調整機構を切替弁との一体化を計り、分解性を良くし保守性を計り、低価格化できたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の現在採用されている大口径切換弁の例である。
【図2】本発明に係る可撓体にベローズを使用した予圧機構内蔵型の真空用電磁弁全体構成図である。
【図3】本発明に係る可撓体にダイアフラムを使用した予圧機構内蔵型真空用電磁弁全体構成図である。
【図4】本発明に係る主弁軸の動作状況説明と、予圧設定と電磁石印加電圧の関係図である。
【図5】本発明に係るパイロット切替弁方式の予圧制御機構の解説図である。
【図6】本発明のチェック弁方式の予圧制を示す解説図である。
【図7】本発明の正圧用に用いられる電磁弁全体構成図である。
【図8】本発明の正圧用電磁弁の機構図である。
【図9】本発明の電磁弁分離図である。
【符号の説明】
1‥‥弁本体 2‥‥ダイアフラム
2−1・・・・主弁軸 2−1´・・・・主弁軸長孔
3・・・・予圧室 4・・・・パイロット開閉レバー
4A・・・・パイロット開閉レバー 4B・・・・パイロット開閉レバー
5・・・・パイロット入力絞り弁 5A・・・・パイロット入力絞り弁
6・・・・予圧流量絞り弁 6A・・・・予圧流量絞り弁
7・・・・開閉スプール 7A・・・・開閉スプール
7−1・・・・開閉スプールピン 7B・・・・開閉スプール
8・・・・軸シール 9・・・・戻しスプリング
10・・・・上蓋 11・・・・開閉用電磁石
11−1・・・・パイロット開閉電磁石 12・・・・パイロット切換弁
13・・・・弁棒スプリング 15・・・・チェック弁
16・・・・戻しスプリング
20・・・・主回路開閉弁(可撓体ベローズ)
50・・・・ボデー 51・・・・シリンダー
52・・・・主弁 53・・・・シリンダー切換弁
101・・・・主回路 102・・・・パイロット回路
103・・・・予圧回路 104・・・・予圧解放回路
S・・・・電磁石ストローク
S1・・・・パイロット弁開閉ストローク(主弁長孔)
S2・・・・主弁開閉ストローク
Claims (3)
- 入力室とそれを密閉する可撓体に仕切られた予圧室と可撓体背面に圧力を加えて、可撓体の開閉動作力を軽減するための予圧回路を有することを特徴とした気体用電磁切替弁。
- 前記、電磁切替弁の予圧室の加圧,減圧を行うための圧力切替機構を有する請求項1に記載する気体用電磁切替弁。
- 前記、電磁切替弁の出力室に予圧を加えて圧力切換え時の急激なる圧力変化を緩和する為の予圧加圧調整機構を有する請求項1及び2記載の気体用電磁切替弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003030073A JP2004239374A (ja) | 2003-02-06 | 2003-02-06 | 気体用電磁切替弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003030073A JP2004239374A (ja) | 2003-02-06 | 2003-02-06 | 気体用電磁切替弁 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2004239374A true JP2004239374A (ja) | 2004-08-26 |
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Family Applications (1)
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JP2003030073A Pending JP2004239374A (ja) | 2003-02-06 | 2003-02-06 | 気体用電磁切替弁 |
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JP (1) | JP2004239374A (ja) |
Cited By (3)
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JP2010090931A (ja) * | 2008-10-06 | 2010-04-22 | Seikosha:Kk | 弁装置 |
KR101498463B1 (ko) * | 2013-12-23 | 2015-03-04 | 주식회사 포스코 | 집진기용 다이어프램밸브 및 그 검사방법 |
WO2021000629A1 (zh) * | 2019-07-03 | 2021-01-07 | 上海飞奥燃气设备有限公司 | 燃气调压器防喘振装置 |
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2003
- 2003-02-06 JP JP2003030073A patent/JP2004239374A/ja active Pending
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