JP3207208U - 切換弁 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮エアにより弁体の位置検出を行うことができるだけでなく、当該エアを、流体圧機器の駆動力として用いることも可能であり、状況に応じて、選択的に使用することが可能な切換弁を提供する。【解決手段】複数の主ポートを含む第１の流体流路を切り換える第１弁部１０と、第１の流体流路から遮断された複数の副ポートを含む第２の流体流路を切り換える第２弁部３０とを有し、上記第１弁部は、各主ポートが連通する主弁室１２と、該主弁室内に収容されて主ポート同士の接続状態を切り換える主弁体１３と、該主弁体を駆動する弁駆動部とを有し、上記第２弁部は、各副ポートが連通する副弁室３２と、該副弁室内に収容されて副ポート同士の接続状態を切り換える副弁体３３とを有し、上記主弁室及び副弁室、並びに上記主弁体及び副弁体は、それぞれ同一軸Ｌ線上に配設され、上記主弁体と副弁体とが同期して切換動作を行うように連なっている。【選択図】図２

Description

本考案は、弁室内に収容された弁体を変位させることにより、前記弁室に連通する複数のポート間の接続状態を切り換える切換弁に関するものである。

弁室内に収容された弁体を変位させることにより、前記弁室に連通する複数のポート間の接続状態を切り換える切換弁は従来からよく知られている。例えば、特許文献１には、弁ボディの内部に形成された弁室と、該弁室内に収容された弁体と、前記弁室に連通する複数の入出力ポートとを有する切換弁が開示されている。この切換弁は、前記弁体の両端側に設けられたピストンに対し、ピストン駆動用のパイロットエアを作用させることで、前記弁体が弁室の軸方向に沿って移動する。該弁体の移動に伴い、前記ポート間の接続状態が切り換えられ、出力ポートに接続した流体圧機器に対する圧縮エアの給排を行うように構成している。

この種の切換弁には、特許文献２に記載のもののように、弁体の切換位置を検出する位置検出機構を備えたものがある。この特許文献２に記載の切換弁は、弁体に接合されたピストンと、該ピストンに埋設されたマグネットと、ピストン室の周囲に設けられた磁気センサーと、磁気センサーの抵抗の変化を電気信号に変換する、切換弁内に組み込まれたスイッチ回路とを有しており、弁体と共に移動するマグネットを前記磁気センサーで検出し、スイッチ回路で変換された電気信号に基づいて弁体の切換位置を検出するように構成されている。
ただし、例えば、電気や静電気を嫌う環境下においては、特許文献２に記載の切換弁のような、電気を用いて弁体の位置検出を行うことは好ましくない。そこで、そのような環境下で弁体の位置検出を行うには、エアを用いて行うのが望ましく、その場合は、例えば、該エアを空気圧で動作するインジケータ等の表示機器に送り、該表示機器の表示状態に基づいて弁体の位置検出を行うことができる。その一方で、前記エアを、前記弁体の位置検出のためだけに使用するのではなく、例えば、アクチュエータの駆動力として使用したり、状況に応じて、選択的に使い分けられるとより望ましい。

特開２０１４−２２８０８１号公報 特開２００３−７４７４２号公報

そこで、本考案の技術的課題は、圧縮エアにより弁体の位置検出を行うことができるだけでなく、当該エアを、流体圧機器の駆動力として用いることも可能であり、状況に応じて、選択的に使用することが可能な切換弁を提供することにある。

上記課題を解決するため、本考案に係る切換弁は、複数の主ポートから成る第１の流体流路を切り換える第１弁部と、第１の流体流路から遮断された複数の副ポートから成る第２の流体流路を切り換える第２弁部とを有し、第１弁部と第２弁部とは、弁ボディの一端側と他端側とに配設され、第１弁部は、各主ポートが連通する主弁室と、主弁室内に収容されて主ポート間の接続状態を切り換える主弁体と、主弁体を駆動する弁駆動部とを有し、第２弁部は、各副ポートが連通する副弁室と、副弁室内に収容されて副ポート間の接続状態を切り換える副弁体とを有し、主弁室と副弁室、及び、主弁体と副弁体とは、それぞれ同一軸線上に配設され、主弁体と副弁体とは、同期して切換動作を行うように連なっていることを特徴とするものである。

上記切換弁において、好ましくは、前記第１弁部は、主弁体が第１切換位置と第２切換位置とを有する２位置弁であり、第２弁部は、副弁体が第１切換位置と第２切換位置とを有する２位置弁であると共に、副入力ポートと副出力ポートとの２つのポートを有する２ポート弁である。

このとき、主弁体及び副弁体は、第１切換位置から第２切換位置に移動するときは、弁駆動部により駆動され、第２切換位置から第１切換位置に移動するときは、復帰ばねにより駆動されてもよい。

また、主弁体と副弁体との間に、前記軸方向に延びる弁ロッドが介設され、この弁ロッドにより主弁体と副弁体とが連結されていてもよい。
このとき、前記弁ロッドには、その内部に開放通路が形成されており、該開放通路は、前記副出力ポート及び大気に接続された大気開放ポートに連通するとより好ましい。

以上のように、本考案に係る切換弁によれば、複数の主ポートから成る第１の流体流路を切換える第１弁部と、第１の流体流路とは遮断され、複数の副ポートから成る第２の流体流路を切換える第２弁部とを備えると共に、これら第１及び第２弁部の各弁体を同期させて前記流路の切換動作が行われる。このため、前記第２弁部における副ポートから出力されるエアを利用して、前記第１弁部の主弁体の切換位置を検出することができ、また、該エアを、主弁体の位置検出に使用するだけでなく、主弁部とは異なる他のアクチュエータの駆動源として使用したり、第２弁部から出力されるエアを、状況に応じて選択的に使用することが可能となる。

本考案に係る切換弁の一実施形態を示す外観斜視図である。 弁駆動部がＯＦＦ状態となったときの切換状態を示す横断面図である。 図２の一点鎖線で囲んだ領域Ａを示す概略部分拡大図である。 弁駆動部がＯＮ状態となったときの切換状態を示す横断面図である。 図４の一点鎖線で囲んだ領域Ｂを示す概略部分拡大図である。 図１の概略分解斜視図である。

図１−図６は、本考案に係る切換弁の一実施形態を示している。図１に示すように、本考案に係る切換弁１は、圧縮エアが流れる第１の流体流路を切り換える第１弁部１０と、前記第１の流体流路とは遮断され、同じく圧縮エアが流れる第２の流体流路を切換えるための第２弁部３０とを有している。これら第１弁部１０と第２弁部３０とは、弁ボディ２の軸Ｌ方向において一端側と他端側とに並設されている。

図２又は図４に示すように、前記第１弁部１０は、主弁部３と弁駆動部２０とを有している。前記主弁部３は、図１、図２又は図６から分かるように、矩形の断面形状に形成されたハウジング１１と、該ハウジング１１の内部に、前記軸Ｌ方向に沿って延びる円形孔状をした主弁室１２と、前記主弁室１２内に収容された主弁体１３とを有している。前記主弁体１３は、スプール型を成し、その軸Ｌ方向の略中央位置には弁部１４が形成されている。この主弁体１３の弁部１４は、例えば、合成ゴム等から成る環状のシール材で形成され、その直径は、主弁体１３の両端部１３ａ，１３ｂの軸径よりも大きく形成されている。また、前記主弁体１３の両端部１３ａ，１３ｂには環状のシール部材１５がそれぞれ装着されている。なお、図１中の符号６は、ボルト等の固定具を挿通し、前記切換弁１を、マニホールドベース等の流体供給部材に取り付ける為の取付孔である。

図２及び図４に示すように、前記主弁室１２には、前記ハウジング１１の外面に開口する１つの主入力ポートＰ１と、１つの主出力ポートＡ１と、１つの主排出ポートＲ１とが連通している。これら各主ポートのうち、前記主出力ポートＡ１は、前記ハウジング１１の軸Ｌ方向の略中央に設けられ、また、主入力ポートＰ１と主排出ポートＲ１とは、前記主出力ポートＡ１を挟んで軸Ｌ方向の両側に設けられている。本実施形態の切換弁１における第１の流体流路は、これら３つのポートを含んで成っている。

また、図２又は図４に示すように、前記主弁室１２内には、前記主弁体１３を摺動自在に保持するため、筒形状の２つの第１及び第２スリーブ１６，１７が、軸Ｌ方向に並んで取り付けられている。
これらスリーブ１５，１６のうち、第１スリーブ１６が、前記主弁室１２の一方の開口端側（前記主排出ポートＲ１側）に配置され、第２スリーブ１７が、前記主弁室１２の他方の開口端側（前記主入力ポートＰ１側）に配置されている。これらスリーブ１６，１７の外周面には、Ｏリング等のシール部材１８が取り付けられ、主弁室１２内の気密性が保たれている。本実施形態では、これらのスリーブ１６，１７の内周面に、前記主弁体の両端部１３ａ，１３ｂが摺接するようになっている。

また、これらスリーブ１６，１７には、該スリーブの内部空間に通じる通孔１６ａ，１７ａが設けられ、第１スリーブ１６の内部空間は、該スリーブ１６の通孔１６ａを通じて、主排出ポートＲ１と主出力ポートＡ１とに連通し、第２スリーブ１７の内部空間は、該スリーブ１７の通孔１７ａを通じて、主供給ポートＰ１と主出力ポートＡ１とに連通している。また、これらスリーブ１６，１７の軸Ｌ方向で相対する端部には、主弁体１３の弁部１４が接離する、環状の第１及び第２主弁座１６ｂ，１７ｂが設けられている。

図２又は図４に示すように、前記弁駆動部２０は、前記主弁室１２側に開口する、有底のシリンダ孔２１を備えたシリンダボディ２２と、該シリンダ孔２１内に摺動自在に設けられていて、このシリンダ孔２１を、前記主弁室１２側の第１シリンダ室２１ａと、それとは逆側の第２シリンダ室２１ｂとに区画する駆動ピストン２３と、前記第２シリンダ室２１ｂに連通して、ピストン駆動用のパイロット流体を供給する２つのパイロットポート２４，２５とを有している。本実施形態では、図１又は図６に示すように、前記ハウジング１１とシリンダボディ２２とがボルト７で一体的に固定され、それにより第１弁部１０が構成されている。

図２又は図４に示すように、前記駆動ピストン２３は、前記主弁体１３の他端部１３ｂに連結されていて、該駆動ピストン２３がシリンダ孔２１内を移動すると、それに合わせて、主弁体１３が主弁室１２内を移動するようになっている。また、駆動ピストン２３の外周面には、シールに方向性を持つリップシール２７が設けられている。該リップシール２７は、リップを、第１シリンダ室２１ａから第２シリンダ室２１ｂに向かうパイロットエアは遮断しないが、これとは逆向きの、第２シリンダ室２１ｂから第１シリンダ室２１ａに向かうエアは遮断する向きに配設されている。

また、前記２つのパイロットポート２４，２５のうち、一方のポート２４は、外部からのパイロット流体を、第２シリンダ室２１ｂに供給するものであって、他方のポート２５は、前記供給ポートＰ１から分流するエアを、図示しないパイロット弁を介してこの第２シリンダ室２１ｂに供給するポートである。そして、前記パイロットポート２４，２５を通じて、第２シリンダ室２１ｂ内にパイロットエアを供給すると、該パイロットエアが駆動ピストン２３の背面（受圧面）に作用し、該駆動ピストン２３が、第１シリンダ室２１ａ側から第２シリンダ室２１ｂ側に移動する。それに伴い、前記主弁体１３は、該主弁体１３の他端部１３ｂ側に位置する第１切換位置（図２に示す切換位置）から、主弁体１３の一端部１３ａ側に位置する第２切換位置（図４に示す切換位置）に移動するようになっている。
なお、図２及び図４に示すように、本実施形態では、２つのパイロットポート２４，２５のうち、他方のポート２５がキャップ２６により閉塞されている。

その一方で、図２及び図４に示すように、前記主弁体１３の一端部１３ａ側には、該主弁体１３を、その他端部１３ｂ方向に向けて常時付勢する主復帰ばね１９が設けられている。この主復帰ばね１９は、コイルばねから成るものであって、そのばね付勢力により、前記第２切換位置に位置する前記主弁体１３を、第１切換位置へと復帰させるように構成されている。
このように、前記第１弁部１０は、前記主弁体１３が前記第１切換位置と第２切換位置との間で移動することにより、前記各主ポート間の接続状態が切り換わる、２位置弁として構成されている。

図２及び図４から明らかなように、前記第１弁部１０における第１の流体流路は、前記主弁体１３の位置を切り換えることで、以下のような接続状態を成すように構成されている。
すなわち、前記主弁体１３が、図２に示す第１切換位置にあるときは、該主弁体１３の弁部１４が第２スリーブ１７に設けた第２主弁座１７ｂに当接し、それにより、主出力ポートＡ１と主排出ポートＲ１が連通し、また、主供給ポートＰ１と主出力ポートＡ１間の流路が遮断される。これとは逆に、前記主弁体１３が、図４に示す第２切換位置にあるときは、該主弁体１３の弁部１４が、第１スリーブ１６に設けた第１主弁座１６ｂに当接し、それにより、主供給ポートＰ１と主出力ポートＡ１が連通し、また、主出力ポートＡ１及び主排出ポートＲ１間の流路が遮断されるようになっている。

次いで、前記第２弁部３０について説明する。
前記第２弁部３０は、図１、図２又は図４、図６に示すように、略円筒形状を成すハウジング３１と、該ハウジング３１の第１弁部１０側（図２において右側）に開口する有底状の副弁室３２と、前記副弁室３２内に収容された副弁体３３とを有している。本実施形態において、前記第１弁部１０における前記主弁室１２及びこの第２弁部３０の副弁室３２が同一軸線上（即ち、軸Ｌ上）に連なっていると共に、主弁室１２に収容された主弁体１３、及び、副弁室３２に収容された副弁体３３とが、それぞれ軸Ｌ上に連なるように構成されている。以下に、第２弁部３０の具体的構成について説明する。

前記第２弁部３０は、前記副弁室３２に連通する、副供給ポートＰ２及び副出力ポートＡ２とを有する２ポート弁で構成されている。各副ポート間の接続状態は、前記副弁室３２内に配された副弁座３４に対し、前記副弁体３３が接離することにより切換えられるようになっている。前述したように、これら副供給ポートＰ２と副出力ポートＡ２とを含む第２の流体流路は、前記第１弁部１０に設けられた前記第１の流体流路とは隔絶されている。

図３又は図５に示すように、前記副弁室３２内に、筒形状の２つの第１及び第２リテーナ３５，３６が、前記軸Ｌ方向に所定の間隔をあけて取り付けられている。これらリテーナ３５，３６のうち、第１リテーナ３５は、前記副弁室３２における、前記副入力ポートＰ２及び副出力ポートＡ２の間の流路間に配置され、その外周面に環状のシール部材３７が装着されている。一方、前記第２リテーナ３６は、前記副弁室３２の開口端側（第１弁部１０側）に配置され、この第２リテーナ３６の外周面にも前記シール部材３７が装着されている。

前記２つのリテーナ３５，３６のうち、前記第１リテーナ３５は、その先端側（図３及び図５において左側）に、径方向内向きに突設する突設部３５ｂを有している。また、この突設部３５ｂには、前記副弁室３２の底壁３２ａに向けて突出する、環状の前記副弁座３４が形成されている。

図３又は図５に示すように、前記副弁体３３は、ポペット型の弁体であって、前記副弁座３４と、副弁室３２の前記底壁３２ａとの間で、軸Ｌ方向に移動するように構成されている。この副弁体３３と前記底壁３２ａとの間には、該副弁体３３を前記副弁座３４に向けて常時付勢する副復帰ばね３８が介装されている。この副弁体３３は、副復帰ばね３８の付勢力により前記副弁座３４に着座する第１切換位置（図３参照）と、副弁体３３が、後述する弁ロッド４０に押圧されることで、前記副弁座３４から離間する第２切換位置（図５参照）とに変位するようになっている。
副弁体３３が第１切換位置に位置するときは、前記副入力ポートＡ２と副出力ポートＰ２とが遮断され、第２切換位置に位置するときには、これら副入力ポートＡ２及び副出力ポートＰ２間が連通するようになっている。このように、第２弁部３０は、前記第１弁部１０と同じく２位置弁で構成されている。

また、前記副弁室３２内には、前記軸Ｌ方向に延びる棒形状の弁ロッド４０が介設されている。前記弁ロッド４０は、前記主弁体１３と副弁体３３とを連結する為のものであり、主弁体１３が、図２に示す第１切換位置から図４に示す第２切換位置に移動したとき、それに連動して、この弁ロッド４０を介して、前記副弁座３４に着座する副弁体３３を押圧する。それによって、副弁体３３を副弁座３４から離間させ、該副弁体３３を、図３に示す第１切換位置から図５に示す第２切換位置へと変位させる。

図３及び図５に示すように、前記弁ロッド４０は、前記第１リテーナ３５及び第２リテーナ３６の内部空間内に配置され、この内部空間内において前記軸Ｌ方向に移動するように構成されている。また、この弁ロッド４０の外周面には、該弁ロッド４０の径方向に張り出す環状フランジ部４１が形成されている。この環状フランジ部４１には、該環状フランジ部４１と第２リテーナ３６の内壁面との間の気密性を保つシール部材４２が装着されている。そして、前記弁ロッド４０は、前記第２リテーナ３６の内壁面に摺接し、該内壁面で支持されながら、軸Ｌ方向に移動するように構成されている。

前記弁ロッド４０は、第１端と第２端とを有しており、その第１端部４０ａが、環状の前記副弁座３４の開口を通じて、副弁体３３に連結するようになっている。また、弁ロッド４０の第２端部４０ｂは、前記副弁室３２の開口側（図３において右側）に取り付けられた蓋部材４３の開口４３ａを通じて、後述の中間連結部５０における中間連通孔５１（第２孔部５２ｂ）内に突出している。

また、弁ロッド４０の前記第１端部４０ａ側には、該弁ロッド４０を、反対側の第２端部４０ａ側（即ち、主弁体１３側）へと常時付勢するロッド用復帰ばね４４が配されている。このロッド用復帰ばね４４は、コイルばねから成るものであって、その一端側が、前記第１リテーナ３５の突設部３５ａにおける背面（副弁座３４の突出方向と反対面）により受けられ、その他端側が、弁ロッド４０の外周に設けられたばね受け部４５により受けられている。

図２に示すように、副弁体３３が第１切換位置にあるとき、弁ロッド４０における環状フランジ部４１が、前記蓋部材４３の開口４３ａの周縁に対して係止され、ばね付勢されている弁ロッド４０の主弁体１３方向への移動が規制されている。このとき、弁ロッド４０の第１端部４０ａは、前記副弁体３３との間に所定の間隙をおいて離間した状態にある。

さらに、前記弁ロッド４０は、前記副出力ポートＡ２と、大気に接続された後述の大気開放ポート５５とを接続する為の開放通路４６を有している。この開放通路４６は、図３又は図５に示すように、弁ロッド４０の第１端部４０ａに設けられ、軸Ｌに沿って開口する第１開口４６ａと、第２端部４０ｂに設けられ、軸Ｌと直交する向きに穿設された第２開口４６ｂと、弁ロッド４０の内部において前記軸Ｌ方向に延びると共に、これら第１及び第２開口４６ａ，４６ｂを連結する中間通路４６ｃとから構成されている。なお、前記第２開口４６ｂは、前記環状フランジ部４１が蓋部材４３の開口縁４３ａに係合した状態で、中間連結部５０の第２通孔５２ｂに連通するようになっている（図２、図３参照）。

図３に示すように、前記副弁体３３が第１切換位置に位置するときには、前述のように、前記弁ロッド４０の第１端部４０ａと副弁体３３とは相互に離間している。すなわち、前記弁ロッド４０に設けた前記第１開口４６ａが開放されていて、前記開放通路４６と、各副ポートのうちの副出力ポートＡ２とが相互に連通状態となっている。それによって、図２の矢印で示すように、前記副出力ポートＡ２からの排出エアが、前記第１リテーナ３５の内部空間を通じて、弁ロッド４０に設けた第１開口４６ａに流入し、前記中間通路４６ｃ及び第２開口４６ｂを経たのち、前記大気開放ポート５５から大気に排出されるように構成されている。
これとは逆に、図５に示すように、副弁体３３が第２切換位置に位置するときは、弁ロッド４０の第１開口４６ａが、該副弁体３３の端面により閉塞されているので、前記副出力ポートと開放通路４６とは非連通状態となっている。

また、本実施形態においては、図１又は図６に示すように、前記第１弁部１０と、第２弁部３０との間に中間連結部５０が介在されている。
図２又は図４に示すように、この中間連結部５０は、矩形の外形形状を有する細長いブロック５１と、そのブロック５１の内部に設けられ、前記軸Ｌ方向に貫通する円形断面状の貫通孔５２と、該貫通孔５２内に収容されたプッシュロッド５３とを有している。前記貫通孔５２は、前記第１弁部１０の主弁室１２と、前記第２弁部３０の副弁室３２と同一軸線上（即ち、軸Ｌ上）に位置しており、該貫通孔５２により、該主弁室１２と副弁室３２とが相互に連結されている。また、貫通孔５２は、主弁室１２に連通する第１孔部５２ａと、副弁室３２に連通する第２孔部５２ｂとを有していて、該第２孔部５２ｂの孔径が第１孔部５２ａの孔径よりも小さくなっている。それにより、第１孔部５２ａと第２孔部５２ｂとの境には段部５４が設けられており、この段部５４が、前記主復帰ばね１６のばね座になっている。また、前記貫通孔５２の第２孔部５２ｂには、前記大気開放ポート５５が形成されている。

なお、図６に示すように、前記第１弁部１０におけるハウジング１１と、この中間連結部５０のブロック５１との間には、薄い平板状のガスケット７０が介装されていて、その板厚方向に穿設された開口７１を介して、前記主弁室１２と前記貫通孔５２とが連通している。

図２−図４に示すように、前記プッシュロッド５３は、軸Ｌ方向に延びる略円柱状を成し、その軸Ｌ方向の一端側の第１端面５３ａが、前記弁ロッド４０の第２端部４０ｂに連結し、軸Ｌ方向の他端側の第２端面５３ｂが、前記主弁体１３の一端部１３ａに連結するようになっている。換言すると、このプッシュロッド５３は、主弁体１３と副弁体３３とを間接的に連結するように構成されている。
また、このプッシュロッド５３には、前記第１端面５３ａにおける略中心軸上（軸Ｌ上）に、平面視円形状をした凹部５６が凹設されている。この凹部５６には、前記弁ロッド４０の第２端部４０ｂが収容されている。なお、このプッシュロッド５３の外周には、該外周を囲むようにして前記主復帰ばね１９が介装されている。

主弁体１３と副弁体３３との間に、このようなプッシュロッド５３を配置したことにより、前記第１弁部１０の主弁体１３が第１切換位置に位置するときには、前記弁ロッド４０の第２端部４０ｂが、前記プッシュロッド５３における凹部５６の溝底５６ａには非接触のまま、該凹部５６の周壁によって支持された状態となる。即ち、この主弁体１３が、第１切換位置にあるときには、前記弁ロッド４０に対して、副弁体３３方向（図２において左側）の力は作用せず、該副弁体３３は第１切換位置に保持される。

それとは逆に、主弁体１３が、前記第１切換位置から第２切換位置に切換えられた場合、プッシュロッド５３は、前記主弁体１３と一体的に前記副弁体３３方向に移動する。そうすると、プッシュロッド５３における前記溝底５６ａに、前記弁ロッド４０の第２端部４０ｂが当接し、該弁ロッド４０が副弁体３３側に押圧される。それにより、反対側に位置する前記弁ロッド４０の第１端部４０ａで、副弁室３２内の副弁座３４に着座する副弁体３３が押圧され、該副弁体３３が副弁座３４から離間し、該副弁体３３が第２切換位置に切換えられるようになっている。

また、図１又は図６に示すように、本実施形態における切換弁１には、弁ボディ２の一端側（図３において左側）に、一対のブラケット６０，６０が、複数の第１及び第２固定ねじ６５，６６により取り付けられている。図１又は図６に示すように、このブラケット６０は、第１弁部１０と第２弁部３０とを一体的に連結する為のものであって、例えば、金属プレートや樹脂プレート等の硬質素材により、略Ｌ字状に形成されている。また、ブラケット６０は、前記中間連結部５０のブロック５１の、第２弁部３０に対向する端面５１ａに固定された第１連結板６１と、前記第２弁部３０のハウジング３１における、軸Ｌと直交方向に位置する両壁側に固定された第２連結板６２とを有している。

図１及び図６に示すように、前記第１連結板６１は、細長い板状を成していて、前記ブロック５１の端面５１ａの長手方向（図１において上下方向）と略等しい長さを有している。また、第１連結板６１は、その長さ方向の両端部に、板厚方向に貫通する第１固定孔６３，６３が設けられている。一方、第２連結板６２は、該第１連結板６１の長手方向に延びる端縁から、略垂直に起立する平板片状を成していて、その起立方向（軸Ｌ方向）の先端側に、一対の第２固定孔６４，６４がそれぞれ穿設されている。なお、図６に示すように、前記第２弁部３０のハウジング３１の両壁側には、一対のねじ挿通孔３９，３９が形成されていて、これらねじ挿通孔３９，３９に第１固定ねじ６４が挿通されるようになっている。

そして、前記ブラケット６０を用いて、第１弁部１０と第２弁部３０とを連結する場合には、前記ブラケット６０の第２連結板６２で、前記第２弁部３０のハウジング３１における両壁側を挟み、且つ、該第２連結板６２に穿設した第２固定孔６４，６４と、該ハウジング３１の前記ねじ挿通孔３９，３９とを一致させる。その状態で、一方のブラケット６０の外側から第１固定ねじ６５を挿通する。そして、他方のブラケット６０の外側で、ワッシャー６７を介してナット６９で締結することで、一対のブラケット６０と第２弁部３０のハウジング３１とを連結する。

次に、前記ブラケット６０の第１連結板６１の板面を、中間連結部５０のブロック５１の端面５１ａに当接させる。そして、該第１連結板６１の第１固定孔６３と、ブロック５１の角隅部に形成されたねじ挿通孔５７と、ガスケット７０のねじ挿通孔７２とを一致させ、第１固定ねじ６５を、これら孔６３，５７，７２に挿通する。それから、第１固定ねじ６５の先端に設けた雄螺子（図示略）を、前記第１弁部１０のハウジング１１の螺子孔５に螺着する。このようにして、第１弁部１０と第２弁部３０とが一体的に連結されている。なお、前記においては、先に、第２連結板６２と第２弁部３０のハウジング３１とを連結したが、勿論、第１連結板６１と第１弁部１０側との連結を先に行ってもよい。

前記構成を有する切換弁１において、前記弁駆動部２０の第２シリンダ室２１ｂに、パイロットエアが供給されていない状態（ＯＦＦ状態）では、図２及び図３に示すように、前記第１弁部１０の主弁室１２内に収容された主弁体１３は、主復帰ばね１９の付勢力により、該主弁体１３の他端部１３ｂ側に付勢されている。それにより、前記主弁体１３の主弁部１４が、第２主弁座１７ｂに当接した第１切換位置に位置している。この状態では、第１弁部１０の主供給ポートＰ１と主出力ポートＡ１との連通が遮断されると共に、該主出力ポートＡ１と主排出ポートＲ１との流路が連通された状態となり、主出力ポートＡ１からの圧縮エア、即ち、アクチュエータからの排気が主排出ポートＲ１を介して大気に開放される。

主弁体１３が前記第１切換位置に位置しているとき、図３に示すように、この主弁体１３に連結された前記プッシュロッド５３の第１端面５３ａ（凹部５６の溝底５６ａ）は、第２弁体３０における前記弁ロッド４０の第２端部４０ｂと非接触の状態になっている。そのため、前記弁ロッド４０は、ロッド用復帰ばね４４の付勢力により、前記主弁体１３側に付勢されており、該弁ロッド４０の第１端部４０ａと、副弁体３３とは、所定の間隙を有して離間した状態を成している。その結果、前記副弁体３３は、副復帰ばね３８の付勢力によって、副弁室３２内に設けられた副弁座３４に着座する、第１切換位置に位置している。この副弁体３３が第１切換位置に在るとき、第２弁部３０における、副入力ポートＰ２と副出力ポートＡ２との流路間は遮断される。そして、副出力ポートＡ２からの排気エアは、図２の矢印又は図３に示すように、弁ロッド４０に設けられた、第１開口４６ａ、中間通路４６ｃ、第２開口４６ｂから成る開放通路４６を通じて、中間連結部５０の第２孔部５２ｂに流入し、大気開放ポート５５から大気に排気される。

この状態から、前記弁駆動部２０の第２シリンダ室２１ｂ内にパイロットエアが供給されると（ＯＮ状態）、駆動ピストン２３が前記第１シリンダ室２１ａ側へと駆動する。それに伴い、駆動ピストン２３に連結された主弁体１３が、主復帰ばね１９の付勢力に抗してその一端部１３ａ側（副弁体３３側）へと移動して、該主弁体１３の弁部１４が、第１主弁座１６ｂに当接する、第２切換位置へと変位する（図４参照）。前記主弁体１３がこの第２切換位置に位置するときは、前記主供給ポートＰ１と主出力ポートＡ１とが連通すると共に、該主出力ポートＡ１と主排出ポートＲ１とが遮断された状態となっている。

このとき、プッシュロッド５３は、主弁体１３と共に副弁体３３側に移動することにより、該プッシュロッド５２の凹部５６における溝底５６ａが、弁ロッド４０の第２端部４０ｂに当接する（図５参照）。その状態で、前記弁ロッド４０は、ロッド用復帰ばね４４の付勢力に抗して副弁体３３側に押され、弁ロッド４０の第１端部４０ａと副弁体３３との間隙が縮まっていく。

そして、弁ロッド４０の第１端部４０ａと副弁体３３との間隙がゼロになった時点で、副弁座３４に着座する副弁体３３が、副復帰ばね３８の付勢力に抗して、該弁ロッド４０の該第１端部４０ａにより押圧される。その結果、前記副弁体３３は、前記副弁座３４から離間する第２切換位置に位置し、副入力ポートＰ２と副出力ポートＡ２との流路間が連通し、図４の矢印で示すように、副入力ポートＰ２から供給された圧縮エアが副出力ポートＡ２から出力するようになっている。
このように、主弁体１３が第１切換位置から第２切換位置に変位したときには、副弁体は、その変位に同期して、第１切換位置から第２切換位置へと変位するように構成されている。なお、副弁体３３が第２切換位置にあるときには、弁ロッド４０の第１端部４０ａが該副弁体３３に当接しているため、該第１端部４０ａで開口する第１開口４６ａは閉鎖されている。それにより、弁ロッド４０に設けた開放通路４６と、前記副出力ポートＡ２とは非連通の状態を成している。

そして、この状態から、前記弁駆動部２０の第２シリンダ室２１ｂ内へのパイロットエアの供給を停止し（ＯＦＦ状態）、該第２シリンダ室２１ｂ内のパイロットエアが排出されると、第１弁部１０の主弁体１３は、主復帰ばね１９の付勢力により、図４に示す前記第２切換位置から図２に示す前記第１切換位置へと復帰する。
それに伴い、主弁体１３に連結されたプッシュロッド５３は、主弁体１３と共に該主弁体１３方向（図２の右方向）に移動し、また、前記弁ロッド４０が、ロッド用復帰ばね４４の付勢力により主弁体１３側に付勢され、副弁体３３に対する該弁ロッド４０の押圧が解除される。なお、このとき、該弁ロッド４０の環状フランジ部４１が、前記蓋部材４７の開口４７ａの周縁に係合することで、該主弁体１３側への移動が規制される。そして、副弁体３３は、副復帰ばね３８の付勢力によって副弁座３４に着座する、第１切換位置に復帰するように構成されている。
このように、主弁体１３が、主復帰ばね１９により第２切換位置から第１切換位置に復帰すると、それに同期して、副弁体３３も、副復帰ばね３８のばね付勢力により、第２切換位置から第１切換位置に復帰するように構成されている。

このように、本実施形態の切換弁１においては、これら主弁体１３と副弁体３３とが相互に同期して移動するように構成されている。それにより、例えば、第１弁部１０における主弁体１３の切換位置を検出する場合、第２弁部３０における副出力ポートＡ２から出力される圧縮エアを、空圧式のインジケータのような適宜の表示機器等に送ることで、主弁体１３の切換位置を検出することができる。また、それだけでなく、第２弁部３０の副出力ポートＡ２から出力される圧縮エアを、第１弁部１０とは異なる他のアクチュエータの動力として用いたりすることも可能であるので、第２弁部３０から出力されるエアを、状況に応じて選択的に使用することができる。また、第１弁部１０と第２弁部３０とは互いに隔離された流体流路を有しているので、一つの切換弁１で２つの異なる流体流路を切換えることが可能となっている。

本考案に係る切換弁について説明してきたが、本願は前記した実施形態に限定されることなく、実用新案登録請求の範囲の趣旨を逸脱しない範囲で様々な設計変更が可能であることは言うまでもない。

例えば、図示した例では、第１弁部１０が３ポート弁で構成され、第２弁部３０が２ポート弁で構成されているが、ポート数はこのようなものに限定されない。また、第１弁部１０と第２弁部３０との間に中間連結部５０を介設し、中間連結部５０のプッシュロッド５３を介して、前記主弁体１３と副弁体３３とを間接的に連結しているが、これら主弁体１３及び副弁体３３が同期して移動するのであれば、プッシュロッド５３を用いることなく、主弁体１３と副弁体３３とを直接連結してもよい。

１ 切換弁
２ 弁ボディ
１０ 第１弁部
１２ 主弁室
１９ 主復帰ばね
２０ 弁駆動部
３０ 第２弁部
３２ 副弁室
３８ 副復帰ばね
４０ 弁ロッド
４６ 開放通路
５５ 大気開放ポート
Ａ１ 主出力ポート
Ａ２ 副出力ポート
Ｐ１ 主供給ポート
Ｐ２ 副供給ポート
Ｒ１ 主排出ポート

Claims (5)

1. 複数の主ポートを含む第１の流体流路を切り換える第１弁部と、第１の流体流路から遮断された複数の副ポートを含む第２の流体流路を切り換える第２弁部とを有し、
   前記第１弁部と第２弁部とは、弁ボディの一端側と他端側とに配設され、
   第１弁部は、各主ポートが連通する主弁室と、主弁室内に収容されて主ポート間の接続状態を切り換える主弁体と、主弁体を駆動する弁駆動部とを有し、
   第２弁部は、各副ポートが連通する副弁室と、副弁室内に収容されて副ポート間の接続状態を切り換える副弁体とを有し、
   主弁室と副弁室、及び、主弁体と副弁体とは、それぞれ同一軸線上に配設され、
   主弁体と副弁体とは、同期して切換動作を行うように連なっている、
   ことを特徴とする切換弁。
2. 前記第１弁部は、主弁体が第１切換位置と第２切換位置とを有する２位置弁であり、第２弁部は、副弁体が第１切換位置と第２切換位置とを有する２位置弁であると共に、副入力ポートと副出力ポートとの２つのポートを有する２ポート弁であることを特徴とする請求項１に記載の切換弁。
3. 主弁体及び副弁体は、第１切換位置から第２切換位置に移動するときは、弁駆動部により駆動され、第２切換位置から第１切換位置に移動するときは、復帰ばねにより駆動されることを特徴とする請求項１又は２に記載の切換弁。
4. 主弁体と副弁体との間に、前記軸方向に延びる弁ロッドが介設され、この弁ロッドにより、主弁体と副弁体とが連結されていることを特徴とする請求項１−３の何れかに記載の切換弁。
5. 前記弁ロッドには、その内部に開放通路が形成されており、該開放通路は、前記副出力ポート及び大気に接続された大気開放ポートに連通することを特徴とする請求項４に記載の切換弁。

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