JP3816020B2 - インターロック用バルブ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の入力ポートの何れかに流体圧信号が入力されると動作して作動流体の流路を切り換えるインターロック用バルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、流体圧機器に供給される圧縮空気や圧油等の圧力流体を制御したり、反応や測定等のために化学機械器具に供給されるガスや液体などの流体を制御するような場合に、インターロック用のバルブ装置が使用される。このバルブ装置は、通常、一つのパイロット式切換弁と、複数のシャトル弁を組み合わせたオア回路とにより構成されていて、上記オア回路に通じる複数の入力ポートの何れかに流体圧信号が入力されると、このオア回路から上記切換弁にパイロット流体が出力され、該切換弁が動作して作動流体の流路が切り換えられるように構成されている。
【０００３】
ところで、このようなバルブ装置においては、通常、上記切換弁と複数のシャトル弁とがマニホールド上に搭載されるが、その場合、これらの切換弁とシャトル弁とを個別に形成しておくと、全体のまとまりが悪くなるため取り扱いが面倒で、マニホールドへの組み付けにも手数を要し、メンテナンス性も劣るという欠点がある。一方、上記切換弁と複数のシャトル弁と一つの共通のボディ内に組み込むようにすると、それらのまとまりは良くなるが、切換弁とオア回路の動作確認を個別に行いたい場合や、それらの交換やメンテナンスを個別に行いたいといったような場合に、却って不便になり易い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、作動流体を切り換えるための切換弁と、複数のシャトル弁を組み合わせたオア回路部とを、個別のケーシングに組み込むことによって互いに独立した形に形成することにより、それらの取り扱い性を高めると共に、個別の動作確認や交換等を可能にしてメンテナンス性を高めることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、複数のバルブポートと、これらのバルブポートが連通する弁孔と、該弁孔内に変移自在に収容された流路切換用の弁部材とを有する主弁部；上記弁部材の一端側に配設され、流体圧の作用により動作してこの弁部材を切り換える駆動ピストンと、該駆動ピストンに流体圧を作用させるための駆動圧力室とを有する駆動側操作部；上記弁部材の他端側に配設された復帰ばねを有する復帰側操作部；複数のシャトル弁と、複数のオア入力ポートと、１つのオア出力ポートとを有し、上記オア入力ポートの１つに流体圧が入力されるとその流体圧が上記オア出力ポートから駆動圧力室に出力されるオア回路部；を備え、上記主弁部が第１ケーシングに設けられ、オア回路部が第２ケーシングに設けられ、駆動側操作部が第１エンドプレートに設けられ、復帰側操作部が第２エンドプレートに設けられていて、相対する上記第１エンドプレートと第２エンドプレートとの間に第１ケーシングと第２ケーシングとが並べて設置されると共に、上記オア出力ポートと駆動圧力室とが第１エンドプレート内の流路で相互に接続されていることを特徴とするインターロック用バルブが提供される。
【０００６】
上記構成を有するインターロック用バルブにおいて、上記オア入力ポートの１つに流体圧が入力されると、その流体圧は上記オア出力ポートから駆動圧力室に出力され、駆動ピストンを押して弁部材を移動させるため、作動流体の流路が切り換えられる。このとき、上記復帰ばねが圧縮され、エネルギーが蓄えられている。上記オア入力ポートからの流体圧の入力がなくなると、上記弁部材及び駆動ピストンが復帰ばねの付勢力によって原位置に復帰させられ、流路も元の状態に切り換わる。
【０００７】
ここで、上記主弁部とオア回路部とを個別のケーシング内に組み込むことによって互いに独立した形に形成し、これらのケーシングを、上記駆動側操作部と復帰側操作部とを有する第１エンドプレートと第２エンドプレートとの間に並べて設置するようにしたので、バルブ全体を整然とかつコンパクトにまとめて形成することができ、組み立て時の取り扱いが容易になる。しかも、上記主弁部とオア回路部の動作確認や、故障した場合の交換等を、個別に行うことができるため、メンテナンス性にも勝れる。
【０００８】
本発明において好ましくは、上記第２エンドプレートに設けられた復帰側操作部が、弁部材を強制復帰させるための復帰ピストンと、この復帰ピストンに流体圧を作用させるための復帰圧力室とを有していて、上記復帰ピストンを介して上記復帰ばねが弁部材に作用しており、また、上記第２ケーシングには復帰ポートが設けられ、この復帰ポートが上記復帰圧力室に接続されていることである。
これにより、非常時に上記復帰ポートから復帰圧力室に流体圧を供給することにより、上記復帰ピストンと復帰ばねとの付勢力によって弁部材を強制に復帰させることができる。
【０００９】
本発明の他の好ましい構成態様によれば、上記第１エンドプレートが、流体圧の作用により表示状態となる動作表示器を有し、この動作表示器が上記オア出力ポート及び駆動圧力室に接続されている。
【００１０】
本発明の一つの具体的な構成態様によれば、上記オア回路部が、第１〜第３の３つのシャトル弁と、第１〜第４の４つのオア入力ポートとを有していて、第１のシャトル弁の２つの入力口が第１及び第２のオア入力ポートに接続されると共に、第２のシャトル弁の２つの入力口が第３及び第４のオア入力ポートに接続され、更に、上記第１及び第２のシャトル弁の各出力口がそれぞれ第３のシャトル弁の２つの入力口に接続され、且つ、該第３のシャトル弁の出力口が上記オア出力ポートに接続されている。
【００１１】
また、本発明のバルブは、上記主弁部の各バルブポートが第１ケーシングの下面に開口すると共に、オア回路部の各オア入力ポートが第２ケーシングの下面に開口していて、これらの第１ケーシング及び第２ケーシングが共通のマニホールド上に搭載されることにより、このマニホールドを介して上記各ポートに流体圧が給排されるように構成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明に係るインターロック用バルブＶの代表的な実施形態を示すもので、このバルブは、内蔵する弁部材１１で圧縮空気や圧油あるいは反応ガスなどの作動流体の流路を切り換える主弁部１と、駆動ピストン２１で上記弁部材１１を駆動する駆動側操作部２と、復帰ばね３１と復帰ピストン３２とで上記弁部材１１を復帰させる復帰側操作部３と、上記駆動ピストン２１及び復帰ピストン３２に圧縮空気などの制御用流体を供給するオア回路部４とを備えている。そして、上記主弁部１は第１ケーシング１０に組み込まれ、オア回路部４は第２ケーシング４０に組み込まれ、駆動側操作部２は第１エンドプレート２０に組み込まれ、復帰側操作部３は第２エンドプレート３０に組み込まれていて、これらの各ケーシング１０，４０とエンドプレート２０，３０とが、相対する第１エンドプレート２０と第２エンドプレート３０との間に両ケーシング１０，４０を並べた状態に挟み込み、これらのケーシング１０，４０を両エンドプレート２０，３０にねじで固定することにより結合され、その状態で共通のマニホールド５上にガスケット６を介して搭載されている。
【００１３】
上記主弁部１は、３ポート形切換弁としての構成を有するもので、やや縦長の矩形断面を有する直方体状の部材からなる上記第１ケーシング１０と、この第１ケーシング１０の底面に開口する３つのバルブポート、即ち供給ポートＰ、出力ポートＡ、及び排出ポートＲと、上記第１ケーシング１０の内部に形成されてこれらのバルブポートＰ，Ａ，Ｒが連通する弁孔１２と、この弁孔１２内に軸線方向に摺動自在なるように収容されたスプール式の上記弁部材１１とを有し、この弁部材１１の変移によって上記ポートＰ，Ａ，Ｒ間の流路を切り換えるものである。
【００１４】
図示した例では、上記主弁部１がノーマルオープンタイプであって、弁部材１１が図１の下半部に示すように原位置に復帰しているときは、供給ポートＰと出力ポートＡとが連通して、排出ポートＲが閉じられ、上記弁部材１１が図１の上半部に示すように動作位置にあるときは、出力ポートＡと排出ポートＲとが連通して、供給ポートＰが閉じられるように構成されている。
図中１３は、上記第１ケーシング１０をマニホールド５に固定するためのねじが挿通されるねじ挿通孔であり、１４，１５は、上記弁部材１１に取り付けられたシール部材である。
【００１５】
上記駆動側操作部２は、上記弁部材１１の第１端１１ａ側に配設された上記駆動ピストン２１と、この駆動ピストン２１の受圧面側に形成された駆動圧力室２２とを有し、これらの駆動ピストン２１と駆動圧力室２２とが、上記第１エンドプレート２０に組み込まれている。上記駆動ピストン２１のロッド２１ａの先端は上記弁部材１１の端面に当接していて、上記駆動圧力室２２にオア回路部４から制御用流体が供給されると、上記駆動ピストン２１が前進し、上記弁部材１１を図１の上半部に示す動作位置に切り換えるようになっている。
【００１６】
上記第１エンドプレート２０は、やや縦長の矩形断面を有する直方体状の部材であって、その長さは、上記第１ケーシング１０と第２ケーシング４０の両方に跨がる長さである。この第１エンドプレート２０には、上記第２ケーシング４０に当接する内側面の位置に、上記オア回路部４のオア出力ポートＹに接続される接続口２３が設けられていて、この接続口２３と上記駆動圧力室２２とを結ぶ駆動用流路２４がプレート内部に設けられ、この駆動用流路２４を通じて上記オア回路部４から駆動圧力室２２に制御用流体が供給される。
【００１７】
上記第１エンドプレート２０にはまた、流体圧の作用により表示状態となる動作表示器５０が設けられている。この動作表示器５０は、上記駆動圧力室２２に制御用流体が供給されたとき作動し、インターロック用バルブＶが動作状態にあることを表示するもので、第１エンドプレート２０上に突き出すように設けられた円筒形の透明カバー５１と、このカバー５１の内部に上下動自在に配設された棒状の表示子５２とを有している。この表示子５２は、赤色やオレンジ色のような目立ち易い色に着色されていて、その下端部にピストン部５３を有し、このピストン部５３が、表示圧力室５４内にシール部材５５を介して摺動自在なるように収容され、ばね５６で後退方向に向けて常時付勢されている。上記表示圧力室５４は上記駆動用流路２４に接続され、この表示圧力室５４内に制御用流体が供給されると、上記表示子５２が、図２の左半部に示すようにばね５６を圧縮しながら上昇し、カバー５１を通して外部から目視されるようになっている。また、上記駆動圧力室２２及び表示圧力室５４内の流体が排出されると、上記表示子５２は、図２の右半部に示すようにばね５６の付勢力によって下降し、表示状態が解除される。
【００１８】
図中５８は、上記カバー５１を取付状態に保持する保持部材で、平行に延びる一対の係止アーム５８ａ，５８ａを有し、これらの係止アーム５８ａ，５８ａがカバー５１の外周の係止溝５１ａに係合している。この保持部材５８は第１エンドプレート２０に着脱自在で、この保持部材５８を取り外すことによってカバー５１を取り外すことができる。
【００１９】
上記復帰側操作部３は、上記弁部材１１の第２端１１ｂ側に配設された上記復帰ピストン３２と、この復帰ピストン３２の受圧面側に形成された復帰圧力室３３と、この復帰圧力室３３内に配設された上記復帰ばね３１と、これらの復帰ピストン３２と復帰圧力室３３と復帰ばね３１とが組み込まれた上記第２エンドプレート３０とを有している。上記復帰ピストン３２は、ロッド３２ａを介して上記弁部材１１の端面に当接しており、上記復帰ばね３１は、この復帰ピストン３２と第２エンドプレート３０との間に介設されていて、この復帰ピストン３２を介して上記弁部材１１を復帰方向に付勢している。また、上記復帰ピストン３２は上記駆動ピストン２１と実質的に同じ大きさに形成されているため、それらの受圧面積はほぼ等しい。
【００２０】
図中３５は、復帰圧力室３３の室壁から突出して復帰ピストン３２の凹部３２ｂ内に嵌合する軸部で、ばねガイドとして機能するものである。上記第１エンドプレート２０側の駆動圧力室２２にも同様の軸部２５が設けられて駆動ピストン２１の凹部２１ｂ内に嵌合しているが、これらの軸部２５，３５とピストンの凹部２１ｂ，３２ｂとは、駆動側と復帰側との基本構成を共通化するために設けられているものであり、駆動側のものは不要であれば省略することもできる。
【００２１】
上記第２エンドプレート３０は、上記第１エンドプレート２０と同様に、やや縦長の矩形断面を有する直方体状の部材からなっていて、上記第１ケーシング１０と第２ケーシング４０の両方に跨がる長さを有している。この第２エンドプレート３０には、上記第２ケーシング４０に当接する内側面の位置に、該第２ケーシング４０に設けられた復帰用連絡口４４に接続される接続口３６が設けられ、この接続口３６と上記復帰圧力室３３とを結ぶ復帰用流路３７がプレート内部に設けられている。上記復帰用連絡口４４は、第２ケーシング４０に設けられた復帰ポートＸに連通している。
【００２２】
上記復帰側操作部３において、復帰ポートＸから復帰圧力室３３に制御用流体が供給されていない状態では、復帰ばね３１の付勢力が復帰ピストン３２を介して弁部材１１に作用しているだけである。そして、上記駆動圧力室２２に制御用流体が供給されることによって駆動ピストン２１が前進し、弁部材１１が図１の上半部に示す切換位置に移動させられると、上記復帰ばね３１は復帰ピストン３２を介して圧縮された状態となる。この状態から上記駆動圧力室２２内の流体が排出されると、上記弁部材１１及び駆動ピストン２１は、復帰ばね３１の付勢力により復帰ピストン３２を介して後退させられ、図１の下半部に示す原位置に復帰する。
【００２３】
一方、上記駆動圧力室２２に制御用流体が供給されて弁部材１１が図１の上半部に示す切換位置に移動している状態で、上記復帰ポートＸから復帰圧力室３３に流体が供給されると、復帰ピストン３２に作用する流体圧作用力と復帰ばね３１の付勢力との合成力により、上記弁部材１１及び駆動ピストン２１が図１の下半部に示す切換位置に強制的に復帰させられる。この場合、上記復帰圧力室３３には駆動圧力室２２と同圧かそれより高圧の制御用流体を供給することが望ましく、これにより、復帰ピストン３２に作用する流体圧作用力と復帰ばね３１の付勢力との合成力が駆動ピストン２１に作用する流体圧作用力よりも確実に大きくなるため、弁部材１１は迅速かつ円滑に復帰することになる。
【００２４】
上記オア回路部４は、第１〜第３の３つのシャトル弁Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と、第１〜第４の４つのオア入力ポートＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４と、１つの上記オア出力ポートＹとを有していて、これらのシャトル弁Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３とオア入力ポートＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４とオア出力ポートＹとが、上記第２ケーシング４０に組み込まれている。この第２ケーシング４０は、上記主弁部１の第１ケーシング１０と同様に、やや縦長の矩形断面を有する直方体状の部材からなるもので、その高さ及び長さは該第１ケーシング１０とほぼ同じである。
【００２５】
上記第１のシャトル弁Ｓ１は、第２ケーシング４０における第２エンドプレート３０寄りの位置に設置され、第２のシャトル弁Ｓ２は第１エンドプレート２０寄りの位置に設置され、第３のシャトル弁Ｓ３は、第２ケーシング４０の上面寄りの位置に設置されている。そして、上記オア入力ポートＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４とオア出力ポートＹとが、第２ケーシング４０の底面に開口している。
【００２６】
上記各シャトル弁Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、実質的に同じ構成を有するもので、隔壁ブロック４１で仕切られた弁室４２内に、ゴム製の弁体４３を、弁ホルダ４３ａにガイドさせて変移自在なるように収容することにより構成されている。そして上記弁室４２には、上記弁体４３の変移によって選択的に開閉される２つの入力口４２ａ，４２ｂと、開放した入力口と連通する１つの出力口４２ｃとが開口している。また、第１のシャトル弁Ｓ１の２つの入力口４２ａ，４２ｂが、第１及び第２のオア入力ポートＸ１，Ｘ２にそれぞれ連通し、第２のシャトル弁Ｓ２の２つの入力口４２ａ，４２ｂが、第３及び第４のオア入力ポートＸ３，Ｘ４にそれぞれ連通し、上記第１及び第２のシャトル弁Ｓ１，Ｓ２の各出力口４２ｃ，４２ｃが、第３のシャトル弁Ｓ３の２つの入力口４２ａ，４２ｂにそれぞれ連通し、さらに、該第３のシャトル弁Ｓ３の出力口４２ｃが、上記オア出力ポートＹに連通している。
【００２７】
また、マニホールド５は、その上面の上記主弁部１及びオア回路部４が搭載される部分に、主弁部１の供給ポートＰと出力ポートＡと排出ポートＲとに連通する複数の開口と、オア回路部４の各ポートＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘに連通する複数の開口とを有すると共に、前後あるいは左右の側面にこれらの各開口に通じる配管接続用のポートを有し、これらのポートから上記各開口を通じて主弁部１及びオア回路部４に流体を供給したり、主弁部１からの流体を排出あるいは出力するものであるが、このようなマニホールドとしての構成そのものは一般的であるから、それらの図示は省略されている。
【００２８】
上記構成を有するインターロック用バルブＶを記号で表すと、図４に示すようになる。また、このバルブＶの動作は次の通りである。即ち、４つのオア入力ポートＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４の何れか１つ、例えば第１オア入力ポートＸ１に制御用流体が供給されると、図２及び図４に示すように、第１シャトル弁Ｓ１の弁体４３が第１入力口４２ａを開放して第２入力口４２ｂを閉じるため、この流体は、出力口４２ｃから第３シャトル弁Ｓ３の第１入力口４２ａに供給される。これにより該第３シャトル弁Ｓ３においては、弁体４３が第１入力口４２ａを開放して第２入力口４２ｂを閉じるため、この流体は出力口４２ｃからオア出力ポートＹに出力され、第１エンドプレート２０内の駆動用流路２４を通って駆動圧力室２２に流入し、駆動ピストン２１を前進させて主弁部１の弁部材１１を図１の上半部に示す切換位置に変移させる。このとき上記制御用流体は、表示圧力室５４にも流入するため、表示子５２が上昇して表示状態となる。
【００２９】
上記第１オア入力ポートＸ１への制御用流体の入力がなくなると、上記弁部材１１及び駆動ピストン２１が復帰ばね３１の付勢力によって後退させられ、図１の下半部に示す原位置に復帰する。それと同時に上記表示子５２も後退し、表示状態が解消される。
【００３０】
また、上記第１オア入力ポートＸ１に制御用流体が供給されている状態で、復帰ポートＸにも同圧の流体が供給されると、既に説明したように、復帰ピストン３２が動作するため、この復帰ピストン３２と上記復帰ばね３１との共同作用によって上記弁部材１１が強制的に復帰させられる。しかし、このように弁部材１１を強制復帰させる必要がない場合には、上述した復帰ピストン３２と復帰圧力室３３は省略することができる。この場合、復帰ポートＸはそのまま残し、弁部材１１が移動する際の呼吸ポートとして使用しても良いが、この復帰ポートＸも省略し、呼吸用の通孔を第２エンドプレートに設けても良い。
なお、上述したインターロック用バルブの動作は、他のオア入力ポートＸ２，Ｘ３，Ｘ４に流体が入力された場合でも全く同じである。
【００３１】
ここで、上記弁部材１１とオア回路部４とを第１ケーシング１０と第２ケーシング４０とに個別に組み込むことによって互いに独立した形に形成し、これらのケーシング１０，４０を第１エンドプレート２０と第２エンドプレート３０との間に並べて挟み込むようにしたので、バルブ全体を整然とかつコンパクトにまとめて形成することができ、組み立て時の取り扱いが容易になる。しかも、上記弁部材１１とオア回路部４の動作確認や、故障した場合の交換等を、個別に行うことができるため、メンテナンス性にも勝れる。
【００３２】
上記実施例は、主弁部１がノーマルオープンタイプであるが、図５に示すようなノーマルクローズタイプであっても良い。このタイプでは、弁部材１１が原位置に復帰しているときは、出力ポートＡと排出ポートＲとが連通して、供給ポートＰが閉じられ、弁部材１１が動作位置にあるときは、供給ポートＰと出力ポートＡとが連通して、排出ポートＲが閉じられる。
【００３３】
また、上記主弁部１の構成は、図示したような３ポート形に限らず、５ポート形であっても、その他のポート数を有する形式であっても良い。さらに、オア回路部４を構成するシャトル弁の数も３つに限定されるものではなく、２つであっても、４つ以上であっても良い。
【００３４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、作動流体を切り換える弁部材と、複数のシャトル弁を組み合わせたオア回路部とを、個別のケーシングに組み込んで互いに独立した形に形成することにより、それらの取り扱い性を高めると共に、個別の動作確認や交換等を可能にしてメンテナンス性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインターロック用バルブの第１実施例を、図２のＩ−Ｉ線の位置で破断して示す横断面図である。
【図２】図１のバルブをオア回路部とエア表示部との位置で破断して示す縦断面図である。
【図３】図１のバルブの低面図である。
【図４】図１のバルブを記号化して示す説明図である。
【図５】本発明の第２実施例を記号化して示す説明図である。
【符号の説明】
１ 主弁部
２ 駆動側操作部
３ 復帰側操作部
４ オア回路部
５ マニホールド
１０ 第１ケーシング
１１ 弁部材
１２ 弁孔
２０ 第１エンドプレート
２１ 駆動ピストン
２２ 駆動圧力室
３０ 第２エンドプレート
３１ 復帰ばね
３２ 復帰ピストン
３３ 復帰圧力室
４０ 第２ケーシング
４２ａ，４２ｂ 入力口
４２ｃ 出力口
５０ 動作表示器
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ シャトル弁
Ｐ，Ａ，Ｒ バルブポート
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４ オア入力ポート
Ｘ 復帰ポート
Ｙ オア出力ポート
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の入力ポートの何れかに流体圧信号が入力されると動作して作動流体の流路を切り換えるインターロック用バルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、流体圧機器に供給される圧縮空気や圧油等の圧力流体を制御したり、反応や測定等のために化学機械器具に供給されるガスや液体などの流体を制御するような場合に、インターロック用のバルブ装置が使用される。このバルブ装置は、通常、一つのパイロット式切換弁と、複数のシャトル弁を組み合わせたオア回路とにより構成されていて、上記オア回路に通じる複数の入力ポートの何れかに流体圧信号が入力されると、このオア回路から上記切換弁にパイロット流体が出力され、該切換弁が動作して作動流体の流路が切り換えられるように構成されている。
【０００３】
ところで、このようなバルブ装置においては、通常、上記切換弁と複数のシャトル弁とがマニホールド上に搭載されるが、その場合、これらの切換弁とシャトル弁とを個別に形成しておくと、全体のまとまりが悪くなるため取り扱いが面倒で、マニホールドへの組み付けにも手数を要し、メンテナンス性も劣るという欠点がある。一方、上記切換弁と複数のシャトル弁と一つの共通のボディ内に組み込むようにすると、それらのまとまりは良くなるが、切換弁とオア回路の動作確認を個別に行いたい場合や、それらの交換やメンテナンスを個別に行いたいといったような場合に、却って不便になり易い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、作動流体を切り換えるための切換弁と、複数のシャトル弁を組み合わせたオア回路部とを、個別のケーシングに組み込むことによって互いに独立した形に形成することにより、それらの取り扱い性を高めると共に、個別の動作確認や交換等を可能にしてメンテナンス性を高めることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、複数のバルブポートと、これらのバルブポートが連通する弁孔と、該弁孔内に変移自在に収容された流路切換用の弁部材とを有する主弁部；上記弁部材の一端側に配設され、流体圧の作用により動作してこの弁部材を切り換える駆動ピストンと、該駆動ピストンに流体圧を作用させるための駆動圧力室とを有する駆動側操作部；上記弁部材の他端側に配設された復帰ばねを有する復帰側操作部；複数のシャトル弁と、複数のオア入力ポートと、１つのオア出力ポートとを有し、上記オア入力ポートの１つに流体圧が入力されるとその流体圧が上記オア出力ポートから駆動圧力室に出力されるオア回路部；を備え、上記主弁部が第１ケーシングに設けられ、オア回路部が第２ケーシングに設けられ、駆動側操作部が第１エンドプレートに設けられ、復帰側操作部が第２エンドプレートに設けられていて、相対する上記第１エンドプレートと第２エンドプレートとの間に第１ケーシングと第２ケーシングとが並べて設置されると共に、上記オア出力ポートと駆動圧力室とが第１エンドプレート内の流路で相互に接続されていることを特徴とするインターロック用バルブが提供される。
【０００６】
上記構成を有するインターロック用バルブにおいて、上記オア入力ポートの１つに流体圧が入力されると、その流体圧は上記オア出力ポートから駆動圧力室に出力され、駆動ピストンを押して弁部材を移動させるため、作動流体の流路が切り換えられる。このとき、上記復帰ばねが圧縮され、エネルギーが蓄えられている。上記オア入力ポートからの流体圧の入力がなくなると、上記弁部材及び駆動ピストンが復帰ばねの付勢力によって原位置に復帰させられ、流路も元の状態に切り換わる。
【０００７】
ここで、上記主弁部とオア回路部とを個別のケーシング内に組み込むことによって互いに独立した形に形成し、これらのケーシングを、上記駆動側操作部と復帰側操作部とを有する第１エンドプレートと第２エンドプレートとの間に並べて設置するようにしたので、バルブ全体を整然とかつコンパクトにまとめて形成することができ、組み立て時の取り扱いが容易になる。しかも、上記主弁部とオア回路部の動作確認や、故障した場合の交換等を、個別に行うことができるため、メンテナンス性にも勝れる。
【０００８】
本発明において好ましくは、上記第２エンドプレートに設けられた復帰側操作部が、弁部材を強制復帰させるための復帰ピストンと、この復帰ピストンに流体圧を作用させるための復帰圧力室とを有していて、上記復帰ピストンを介して上記復帰ばねが弁部材に作用しており、また、上記第２ケーシングには復帰ポートが設けられ、この復帰ポートが上記復帰圧力室に接続されていることである。
これにより、非常時に上記復帰ポートから復帰圧力室に流体圧を供給することにより、上記復帰ピストンと復帰ばねとの付勢力によって弁部材を強制に復帰させることができる。
【０００９】
本発明の他の好ましい構成態様によれば、上記第１エンドプレートが、流体圧の作用により表示状態となる動作表示器を有し、この動作表示器が上記オア出力ポート及び駆動圧力室に接続されている。
【００１０】
本発明の一つの具体的な構成態様によれば、上記オア回路部が、第１〜第３の３つのシャトル弁と、第１〜第４の４つのオア入力ポートとを有していて、第１のシャトル弁の２つの入力口が第１及び第２のオア入力ポートに接続されると共に、第２のシャトル弁の２つの入力口が第３及び第４のオア入力ポートに接続され、更に、上記第１及び第２のシャトル弁の各出力口がそれぞれ第３のシャトル弁の２つの入力口に接続され、且つ、該第３のシャトル弁の出力口が上記オア出力ポートに接続されている。
【００１１】
また、本発明のバルブは、上記主弁部の各バルブポートが第１ケーシングの下面に開口すると共に、オア回路部の各オア入力ポートが第２ケーシングの下面に開口していて、これらの第１ケーシング及び第２ケーシングが共通のマニホールド上に搭載されることにより、このマニホールドを介して上記各ポートに流体圧が給排されるように構成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明に係るインターロック用バルブＶの代表的な実施形態を示すもので、このバルブは、内蔵する弁部材１１で圧縮空気や圧油あるいは反応ガスなどの作動流体の流路を切り換える主弁部１と、駆動ピストン２１で上記弁部材１１を駆動する駆動側操作部２と、復帰ばね３１と復帰ピストン３２とで上記弁部材１１を復帰させる復帰側操作部３と、上記駆動ピストン２１及び復帰ピストン３２に圧縮空気などの制御用流体を供給するオア回路部４とを備えている。そして、上記主弁部１は第１ケーシング１０に組み込まれ、オア回路部４は第２ケーシング４０に組み込まれ、駆動側操作部２は第１エンドプレート２０に組み込まれ、復帰側操作部３は第２エンドプレート３０に組み込まれていて、これらの各ケーシング１０，４０とエンドプレート２０，３０とが、相対する第１エンドプレート２０と第２エンドプレート３０との間に両ケーシング１０，４０を並べた状態に挟み込み、これらのケーシング１０，４０を両エンドプレート２０，３０にねじで固定することにより結合され、その状態で共通のマニホールド５上にガスケット６を介して搭載されている。
【００１３】
上記主弁部１は、３ポート形切換弁としての構成を有するもので、やや縦長の矩形断面を有する直方体状の部材からなる上記第１ケーシング１０と、この第１ケーシング１０の底面に開口する３つのバルブポート、即ち供給ポートＰ、出力ポートＡ、及び排出ポートＲと、上記第１ケーシング１０の内部に形成されてこれらのバルブポートＰ，Ａ，Ｒが連通する弁孔１２と、この弁孔１２内に軸線方向に摺動自在なるように収容されたスプール式の上記弁部材１１とを有し、この弁部材１１の変移によって上記ポートＰ，Ａ，Ｒ間の流路を切り換えるものである。
【００１４】
図示した例では、上記主弁部１がノーマルオープンタイプであって、弁部材１１が図１の下半部に示すように原位置に復帰しているときは、供給ポートＰと出力ポートＡとが連通して、排出ポートＲが閉じられ、上記弁部材１１が図１の上半部に示すように動作位置にあるときは、出力ポートＡと排出ポートＲとが連通して、供給ポートＰが閉じられるように構成されている。
図中１３は、上記第１ケーシング１０をマニホールド５に固定するためのねじが挿通されるねじ挿通孔であり、１４，１５は、上記弁部材１１に取り付けられたシール部材である。
【００１５】
上記駆動側操作部２は、上記弁部材１１の第１端１１ａ側に配設された上記駆動ピストン２１と、この駆動ピストン２１の受圧面側に形成された駆動圧力室２２とを有し、これらの駆動ピストン２１と駆動圧力室２２とが、上記第１エンドプレート２０に組み込まれている。上記駆動ピストン２１のロッド２１ａの先端は上記弁部材１１の端面に当接していて、上記駆動圧力室２２にオア回路部４から制御用流体が供給されると、上記駆動ピストン２１が前進し、上記弁部材１１を図１の上半部に示す動作位置に切り換えるようになっている。
【００１６】
上記第１エンドプレート２０は、やや縦長の矩形断面を有する直方体状の部材であって、その長さは、上記第１ケーシング１０と第２ケーシング４０の両方に跨がる長さである。この第１エンドプレート２０には、上記第２ケーシング４０に当接する内側面の位置に、上記オア回路部４のオア出力ポートＹに接続される接続口２３が設けられていて、この接続口２３と上記駆動圧力室２２とを結ぶ駆動用流路２４がプレート内部に設けられ、この駆動用流路２４を通じて上記オア回路部４から駆動圧力室２２に制御用流体が供給される。
【００１７】
上記第１エンドプレート２０にはまた、流体圧の作用により表示状態となる動作表示器５０が設けられている。この動作表示器５０は、上記駆動圧力室２２に制御用流体が供給されたとき作動し、インターロック用バルブＶが動作状態にあることを表示するもので、第１エンドプレート２０上に突き出すように設けられた円筒形の透明カバー５１と、このカバー５１の内部に上下動自在に配設された棒状の表示子５２とを有している。この表示子５２は、赤色やオレンジ色のような目立ち易い色に着色されていて、その下端部にピストン部５３を有し、このピストン部５３が、表示圧力室５４内にシール部材５５を介して摺動自在なるように収容され、ばね５６で後退方向に向けて常時付勢されている。上記表示圧力室５４は上記駆動用流路２４に接続され、この表示圧力室５４内に制御用流体が供給されると、上記表示子５２が、図２の左半部に示すようにばね５６を圧縮しながら上昇し、カバー５１を通して外部から目視されるようになっている。また、上記駆動圧力室２２及び表示圧力室５４内の流体が排出されると、上記表示子５２は、図２の右半部に示すようにばね５６の付勢力によって下降し、表示状態が解除される。
【００１８】
図中５８は、上記カバー５１を取付状態に保持する保持部材で、平行に延びる一対の係止アーム５８ａ，５８ａを有し、これらの係止アーム５８ａ，５８ａがカバー５１の外周の係止溝５１ａに係合している。この保持部材５８は第１エンドプレート２０に着脱自在で、この保持部材５８を取り外すことによってカバー５１を取り外すことができる。
【００１９】
上記復帰側操作部３は、上記弁部材１１の第２端１１ｂ側に配設された上記復帰ピストン３２と、この復帰ピストン３２の受圧面側に形成された復帰圧力室３３と、この復帰圧力室３３内に配設された上記復帰ばね３１と、これらの復帰ピストン３２と復帰圧力室３３と復帰ばね３１とが組み込まれた上記第２エンドプレート３０とを有している。上記復帰ピストン３２は、ロッド３２ａを介して上記弁部材１１の端面に当接しており、上記復帰ばね３１は、この復帰ピストン３２と第２エンドプレート３０との間に介設されていて、この復帰ピストン３２を介して上記弁部材１１を復帰方向に付勢している。また、上記復帰ピストン３２は上記駆動ピストン２１と実質的に同じ大きさに形成されているため、それらの受圧面積はほぼ等しい。
【００２０】
図中３５は、復帰圧力室３３の室壁から突出して復帰ピストン３２の凹部３２ｂ内に嵌合する軸部で、ばねガイドとして機能するものである。上記第１エンドプレート２０側の駆動圧力室２２にも同様の軸部２５が設けられて駆動ピストン２１の凹部２１ｂ内に嵌合しているが、これらの軸部２５，３５とピストンの凹部２１ｂ，３２ｂとは、駆動側と復帰側との基本構成を共通化するために設けられているものであり、駆動側のものは不要であれば省略することもできる。
【００２１】
上記第２エンドプレート３０は、上記第１エンドプレート２０と同様に、やや縦長の矩形断面を有する直方体状の部材からなっていて、上記第１ケーシング１０と第２ケーシング４０の両方に跨がる長さを有している。この第２エンドプレート３０には、上記第２ケーシング４０に当接する内側面の位置に、該第２ケーシング４０に設けられた復帰用連絡口４４に接続される接続口３６が設けられ、この接続口３６と上記復帰圧力室３３とを結ぶ復帰用流路３７がプレート内部に設けられている。上記復帰用連絡口４４は、第２ケーシング４０に設けられた復帰ポートＸに連通している。
【００２２】
上記復帰側操作部３において、復帰ポートＸから復帰圧力室３３に制御用流体が供給されていない状態では、復帰ばね３１の付勢力が復帰ピストン３２を介して弁部材１１に作用しているだけである。そして、上記駆動圧力室２２に制御用流体が供給されることによって駆動ピストン２１が前進し、弁部材１１が図１の上半部に示す切換位置に移動させられると、上記復帰ばね３１は復帰ピストン３２を介して圧縮された状態となる。この状態から上記駆動圧力室２２内の流体が排出されると、上記弁部材１１及び駆動ピストン２１は、復帰ばね３１の付勢力により復帰ピストン３２を介して後退させられ、図１の下半部に示す原位置に復帰する。
【００２３】
一方、上記駆動圧力室２２に制御用流体が供給されて弁部材１１が図１の上半部に示す切換位置に移動している状態で、上記復帰ポートＸから復帰圧力室３３に流体が供給されると、復帰ピストン３２に作用する流体圧作用力と復帰ばね３１の付勢力との合成力により、上記弁部材１１及び駆動ピストン２１が図１の下半部に示す切換位置に強制的に復帰させられる。この場合、上記復帰圧力室３３には駆動圧力室２２と同圧かそれより高圧の制御用流体を供給することが望ましく、これにより、復帰ピストン３２に作用する流体圧作用力と復帰ばね３１の付勢力との合成力が駆動ピストン２１に作用する流体圧作用力よりも確実に大きくなるため、弁部材１１は迅速かつ円滑に復帰することになる。
【００２４】
上記オア回路部４は、第１〜第３の３つのシャトル弁Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と、第１〜第４の４つのオア入力ポートＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４と、１つの上記オア出力ポートＹとを有していて、これらのシャトル弁Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３とオア入力ポートＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４とオア出力ポートＹとが、上記第２ケーシング４０に組み込まれている。この第２ケーシング４０は、上記主弁部１の第１ケーシング１０と同様に、やや縦長の矩形断面を有する直方体状の部材からなるもので、その高さ及び長さは該第１ケーシング１０とほぼ同じである。
【００２５】
上記第１のシャトル弁Ｓ１は、第２ケーシング４０における第２エンドプレート３０寄りの位置に設置され、第２のシャトル弁Ｓ２は第１エンドプレート２０寄りの位置に設置され、第３のシャトル弁Ｓ３は、第２ケーシング４０の上面寄りの位置に設置されている。そして、上記オア入力ポートＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４とオア出力ポートＹとが、第２ケーシング４０の底面に開口している。
【００２６】
上記各シャトル弁Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、実質的に同じ構成を有するもので、隔壁ブロック４１で仕切られた弁室４２内に、ゴム製の弁体４３を、弁ホルダ４３ａにガイドさせて変移自在なるように収容することにより構成されている。そして上記弁室４２には、上記弁体４３の変移によって選択的に開閉される２つの入力口４２ａ，４２ｂと、開放した入力口と連通する１つの出力口４２ｃとが開口している。また、第１のシャトル弁Ｓ１の２つの入力口４２ａ，４２ｂが、第１及び第２のオア入力ポートＸ１，Ｘ２にそれぞれ連通し、第２のシャトル弁Ｓ２の２つの入力口４２ａ，４２ｂが、第３及び第４のオア入力ポートＸ３，Ｘ４にそれぞれ連通し、上記第１及び第２のシャトル弁Ｓ１，Ｓ２の各出力口４２ｃ，４２ｃが、第３のシャトル弁Ｓ３の２つの入力口４２ａ，４２ｂにそれぞれ連通し、さらに、該第３のシャトル弁Ｓ３の出力口４２ｃが、上記オア出力ポートＹに連通している。
【００２７】
また、マニホールド５は、その上面の上記主弁部１及びオア回路部４が搭載される部分に、主弁部１の供給ポートＰと出力ポートＡと排出ポートＲとに連通する複数の開口と、オア回路部４の各ポートＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘに連通する複数の開口とを有すると共に、前後あるいは左右の側面にこれらの各開口に通じる配管接続用のポートを有し、これらのポートから上記各開口を通じて主弁部１及びオア回路部４に流体を供給したり、主弁部１からの流体を排出あるいは出力するものであるが、このようなマニホールドとしての構成そのものは一般的であるから、それらの図示は省略されている。
【００２８】
上記構成を有するインターロック用バルブＶを記号で表すと、図４に示すようになる。また、このバルブＶの動作は次の通りである。即ち、４つのオア入力ポートＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４の何れか１つ、例えば第１オア入力ポートＸ１に制御用流体が供給されると、図２及び図４に示すように、第１シャトル弁Ｓ１の弁体４３が第１入力口４２ａを開放して第２入力口４２ｂを閉じるため、この流体は、出力口４２ｃから第３シャトル弁Ｓ３の第１入力口４２ａに供給される。これにより該第３シャトル弁Ｓ３においては、弁体４３が第１入力口４２ａを開放して第２入力口４２ｂを閉じるため、この流体は出力口４２ｃからオア出力ポートＹに出力され、第１エンドプレート２０内の駆動用流路２４を通って駆動圧力室２２に流入し、駆動ピストン２１を前進させて主弁部１の弁部材１１を図１の上半部に示す切換位置に変移させる。このとき上記制御用流体は、表示圧力室５４にも流入するため、表示子５２が上昇して表示状態となる。
【００２９】
上記第１オア入力ポートＸ１への制御用流体の入力がなくなると、上記弁部材１１及び駆動ピストン２１が復帰ばね３１の付勢力によって後退させられ、図１の下半部に示す原位置に復帰する。それと同時に上記表示子５２も後退し、表示状態が解消される。
【００３０】
また、上記第１オア入力ポートＸ１に制御用流体が供給されている状態で、復帰ポートＸにも同圧の流体が供給されると、既に説明したように、復帰ピストン３２が動作するため、この復帰ピストン３２と上記復帰ばね３１との共同作用によって上記弁部材１１が強制的に復帰させられる。しかし、このように弁部材１１を強制復帰させる必要がない場合には、上述した復帰ピストン３２と復帰圧力室３３は省略することができる。この場合、復帰ポートＸはそのまま残し、弁部材１１が移動する際の呼吸ポートとして使用しても良いが、この復帰ポートＸも省略し、呼吸用の通孔を第２エンドプレートに設けても良い。
なお、上述したインターロック用バルブの動作は、他のオア入力ポートＸ２，Ｘ３，Ｘ４に流体が入力された場合でも全く同じである。
【００３１】
ここで、上記弁部材１１とオア回路部４とを第１ケーシング１０と第２ケーシング４０とに個別に組み込むことによって互いに独立した形に形成し、これらのケーシング１０，４０を第１エンドプレート２０と第２エンドプレート３０との間に並べて挟み込むようにしたので、バルブ全体を整然とかつコンパクトにまとめて形成することができ、組み立て時の取り扱いが容易になる。しかも、上記弁部材１１とオア回路部４の動作確認や、故障した場合の交換等を、個別に行うことができるため、メンテナンス性にも勝れる。
【００３２】
上記実施例は、主弁部１がノーマルオープンタイプであるが、図５に示すようなノーマルクローズタイプであっても良い。このタイプでは、弁部材１１が原位置に復帰しているときは、出力ポートＡと排出ポートＲとが連通して、供給ポートＰが閉じられ、弁部材１１が動作位置にあるときは、供給ポートＰと出力ポートＡとが連通して、排出ポートＲが閉じられる。
【００３３】
また、上記主弁部１の構成は、図示したような３ポート形に限らず、５ポート形であっても、その他のポート数を有する形式であっても良い。さらに、オア回路部４を構成するシャトル弁の数も３つに限定されるものではなく、２つであっても、４つ以上であっても良い。
【００３４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、作動流体を切り換える弁部材と、複数のシャトル弁を組み合わせたオア回路部とを、個別のケーシングに組み込んで互いに独立した形に形成することにより、それらの取り扱い性を高めると共に、個別の動作確認や交換等を可能にしてメンテナンス性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインターロック用バルブの第１実施例を、図２のＩ−Ｉ線の位置で破断して示す横断面図である。
【図２】図１のバルブをオア回路部とエア表示部との位置で破断して示す縦断面図である。
【図３】図１のバルブの低面図である。
【図４】図１のバルブを記号化して示す説明図である。
【図５】本発明の第２実施例を記号化して示す説明図である。
【符号の説明】
１ 主弁部
２ 駆動側操作部
３ 復帰側操作部
４ オア回路部
５ マニホールド
１０ 第１ケーシング
１１ 弁部材
１２ 弁孔
２０ 第１エンドプレート
２１ 駆動ピストン
２２ 駆動圧力室
３０ 第２エンドプレート
３１ 復帰ばね
３２ 復帰ピストン
３３ 復帰圧力室
４０ 第２ケーシング
４２ａ，４２ｂ 入力口
４２ｃ 出力口
５０ 動作表示器
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ シャトル弁
Ｐ，Ａ，Ｒ バルブポート
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４ オア入力ポート
Ｘ 復帰ポート
Ｙ オア出力ポート
Claims (5)
- 複数のバルブポートと、これらのバルブポートが連通する弁孔と、該弁孔内に変移自在に収容された流路切換用の弁部材とを有する主弁部；上記弁部材の一端側に配設され、流体圧の作用により動作してこの弁部材を切り換える駆動ピストンと、該駆動ピストンに流体圧を作用させるための駆動圧力室とを有する駆動側操作部；上記弁部材の他端側に配設された復帰ばねを有する復帰側操作部；複数のシャトル弁と、複数のオア入力ポートと、１つのオア出力ポートとを有し、上記オア入力ポートの１つに流体圧が入力されるとその流体圧が上記オア出力ポートから駆動圧力室に出力されるように構成されたオア回路部；を備え、
上記主弁部が第１ケーシングに設けられ、オア回路部が第２ケーシングに設けられ、駆動側操作部が第１エンドプレートに設けられ、復帰側操作部が第２エンドプレートに設けられていて、相対する上記第１エンドプレートと第２エンドプレートとの間に第１ケーシングと第２ケーシングとが並べて設置されると共に、上記オア出力ポートと駆動圧力室とが第１エンドプレート内の流路で相互に接続されている、
ことを特徴とするインターロック用バルブ。 - 上記第２エンドプレートに設けられた復帰側操作部が、弁部材を強制復帰させるための復帰ピストンと、この復帰ピストンに流体圧を作用させるための復帰圧力室とを有していて、上記復帰ピストンを介して上記復帰ばねが弁部材に作用しており、また、上記第２ケーシングには復帰ポートが設けられ、この復帰ポートが上記復帰圧力室に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のインターロック用バルブ。
- 上記第１エンドプレートが、流体圧の作用により表示状態となる動作表示器を有し、この動作表示器が上記オア出力ポート及び駆動圧力室に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインターロック用バルブ。
- 上記オア回路部が、第１〜第３の３つのシャトル弁と、第１〜第４の４つのオア入力ポートとを有していて、第１のシャトル弁の２つの入力口が第１及び第２のオア入力ポートに接続されると共に、第２のシャトル弁の２つの入力口が第３及び第４のオア入力ポートに接続され、更に、上記第１及び第２のシャトル弁の各出力口がそれぞれ第３のシャトル弁の２つの入力口に接続され、且つ、該第３のシャトル弁の出力口が上記オア出力ポートに接続されていることを特徴とする請求項１から３までの何れかに記載のインターロック用バルブ。
- 上記主弁部の各バルブポートが第１ケーシングの下面に開口すると共に、オア回路部の各オア入力ポートが第２ケーシングの下面に開口していて、これらの第１ケーシング及び第２ケーシングが共通のマニホールド上に搭載されることにより、このマニホールドを介して上記各ポートに流体圧が給排されるように構成されていることを特徴とする請求項１から４までの何れかに記載のインターロック用バルブ。
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