JP3207208U - 切換弁 - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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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