JP5945499B2 - 流体制御弁 - Google Patents
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Description
光センサは、発光素子から発射された光を反射面に当て、反射した光を受光素子で受け取り、光センサと反射面との距離の変化を反射光の変化で検出するものである。
詳しく説明すると、軸芯ズレは、ロッド104とピストン105と摺動面107A間の加工バラツキにより発生することがあり、円筒バネ102の圧縮荷重は円周上で偏りがあるため荷重を受けたバネ受け103が傾きバネ受け103が傾けばロッド104が傾くことでも発生し、この軸芯ズレが吸収されないと、摺動Oリング105Bの潰し代が偏るため繰返し摺動により偏摩耗が発生し操作エア漏れが発生や、作動不良の原因となる。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、高温流体を制御でき、耐高頻度性、高耐久性を持ち、組立性、保守性、製造コストに優れ、弁の開閉動作検出を確実に行える流体制御弁を提供することを目的とする。
(1)入力ポート及び出力ポートに連通する弁室に弁座を設けたバルブボディと、前記弁座の上方に配設されて前記弁座と接離する弁体と、前記弁体を上下動させるロッドと、前記ロッドを摺動可能に保持したシリンダと、前記弁体の上下動を検出する光センサと反射面を備えた流体制御弁において、前記ロッドは、弾性部材を介して連結されたピストンと、駆動用流体の取入れ孔と、一体的に連結されたバネ受けを有し、前記反射面は前記ロッドの軸に対し垂直方向円板状の鍔部に形成され、前記ロッドの動きと連動すること、前記弾性部材は、前記ロッドの外周面と前記ピストンの内周面の間に配置されていることにより、前記ピストンは、前記ロッドが傾いた場合でも、前記ロッドの傾きより傾きが小さいこと、前記ロッドの一方は前記シリンダに摺動可能に保持され、前記ロッドの他方は前記シリンダに摺動可能に保持されていること、を特徴とする。
(第一実施形態)
図1は本発明の第一実施形態に係わる流体制御弁の弁閉状態断面図である。図2は本発明の第一実施形態に係わる流体制御弁の弁開状態断面図である。
図1に示す流体制御弁1は、ボディ部2とバネ駆動部3とピストン駆動部4とから成る。ボディ部2の、ボディ20は弁室20Dを有し、弁室20Dに対して入力ポート20Aと出力ポート20Bが連通している。また、弁室20Dと入力ポート20Aとの間に弁孔20Eと弁座20Cが形成されている。弁座20Cの上方には、中央が上方に膨出した金属で薄板状の弁体21とその上方にはステム31が配置され、ボディ20の上部にねじ込み固定された第一連結部材34により固定されたガイド30がステム31の周囲をガイドしている。
図1により弁閉状態を説明する。流体制御弁1は圧縮された円筒バネ33により、バネ受け32、ステム31を介して弁体21を、弁座20Cへ押圧している。これにより弁体21と弁座20C間は密着し流体の流れが止まる。図2により弁開状態を説明する。駆動エアポート42Dに圧縮エアを送り込むと圧縮エアは軸芯流路41A、ロッド第一流路41B、ロッド第二流路41Cを通り第一圧力室46と第二圧力室47に流入し、その流体圧力が第一ピストン43と第二ピストンを上方に押上げ、各ピストンと段差部で係合するロッド41を上昇させ、バネ受け32が円筒バネ33の付勢力に抗しながら上昇する。下に向かう付勢力が無くなったことで、弁体は自身の復元力によりステム31を押上げながら中央部が膨出し弁室20Dと弁孔20Eは接続される。
光センサ51も駆動エアポート42Dと同じシリンダ上面42Bに設けられているため、光センサ51の調整や交換、駆動エアポート42Dへの配管作業及び配線、配管スペースが全て同じ方向に集中し作業性、設置性が良い。
図3に、本発明の第二実施形態に係わる流体制御弁の部分断面図を示す。
ここでは、第一実施形態と相違している点を中心に説明するとともに、第一実施形態と共通している箇所には、図面に第一実施形態と同一符号を付し、その説明を便宜的に省略する。
第二実施形態は、第二ピストン62の回り止めのためのピン63が設けられ、反射面62Bが第二ピストン62の表面に設けられている点が、第一実施形態と相違している。ピン63はピン圧入孔62Aに圧入固定されている。ピン63はピン63の外径とほぼ等しい内径をもつピン摺動孔61Aと摺動可能に係合されている。弁の開閉繰返しに伴うロッド60の回転と戻りの繰返しにより第二ピストン62には一方向へ回転する力が働くが、ピン63によりその回転が防止される。第二ピストン62は回転することがないため、反射面62Bを第二ピストン62の表面に設けることができる。
図4に、本発明の第3実施形態に係わる流体制御弁の部分断面図を示す。
ここでは、第一実施形態、第二実施形態と相違している点を中心に説明するとともに、第一実施形態、第二実施形態と共通している箇所には、図面に第一実施形態、第二実施形態と同一符号を付し、その説明を便宜的に省略する。
第三実施形態は、第二ピストン72の回り止めと反射面71Aを形成する円筒状のセンサロッド71が設けられている点が、第一実施形態と相違している。センサロッド71は、圧入孔72Aに圧入固定されている。センサロッド71はシリンダ70のセンサ孔70Aに固定されているセンサロッドパッキン70Bに摺動可能に係合されている。センサ孔70Aは呼吸孔により大気と連通されている。弁の開閉繰返しに伴うロッド60の回転と戻りの繰返しにより第二ピストン72には一方向へ回転する力が働くが、センサロッドパッキン70Bがセンサロッド71の回転を防止する。さらにセンサロッド71の光センサと対向する面が反射面71Aとなっている。また摺動Oリング44Bの摺動摩耗粉はセンサロッドパッキン70Bにより遮られる。これらにより誤検出を防ぐことができる。
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で色々な応用が可能である。
例えば、第二ピストン44の段差41Fが無くても良い。第二ピストン44と鍔部41Dとの間に積極的には隙間は設けなくとも、第二ピストン44と鍔部41Dの境目付近に到達した摩耗粉は第二ピストン44の回転により鍔部41Dとの隙間へ入り込み、反射面41E側へ到達することを抑制する。
例えば、鍔部41Dのシリンダ摺動面42Aに面する側の端面形状は、面取りを大きめに設けることや第二ピストン44側に向けた斜面であっても良い。発生した摩耗粉が面取り部や斜面に溜まり反射面41E側へ到達することを抑制する。
例えば、ピン63は第二ピストン62から伸びる凸部であり、ピン摺動孔61Aは凹部であっても良く、凸部がシリンダ61に設けられ凹部が第二ピストン62に設けられていても良く、凸部と凹部がほぼ等しい形状であることで第二ピストン62の回転を防止できる。
例えば、センサロッド71は第二ピストン72から伸びる凸部であり、センサ孔70Aは凹部であれば良く、凸部がセンサロッドパッキン70Bに係合することで第二ピストン72の回転を防止できる。
20A 入力ポート
20B 出力ポート
20C 弁座
20D 弁室
21 弁体
32 バネ受け
41 ロッド
42D 駆動エアポート
44 第二ピストン
44A 固定Oリング
51 光センサ
41E,62B,71A 反射面
Claims (4)
- 入力ポート及び出力ポートに連通する弁室に弁座を設けたバルブボディと、前記弁座の上方に配設されて前記弁座と接離する弁体と、前記弁体を上下動させるロッドと、前記ロッドを摺動可能に保持したシリンダと、前記弁体の上下動を検出する光センサと反射面を備えた流体制御弁において、
前記ロッドは、弾性部材を介して連結されたピストンと、駆動用流体の取入れ孔と、一体的に連結されたバネ受けを有し、前記反射面は前記ロッドの軸に対し垂直方向円板状の鍔部に形成され、前記ロッドの動きと連動すること、
前記弾性部材は、前記ロッドの外周面と前記ピストンの内周面の間に配置されていることにより、前記ピストンは、前記ロッドが傾いた場合でも、前記ロッドの傾きより傾きが小さいこと、
前記ロッドの一方は前記シリンダに摺動可能に保持され、前記ロッドの他方は前記シリンダに摺動可能に保持されていること、を特徴とする流体制御弁。 - 請求項1に記載する流体制御弁において、
前記反射面は前記ピストンと前記光センサとの間に設けられていること、を特徴とする流体制御弁。 - 入力ポート及び出力ポートに連通する弁室に弁座を設けたバルブボディと、前記弁座の上方に配設されて前記弁座と接離する弁体と、前記弁体を上下動させるロッドと、前記弁体の上下動を検出する光センサと反射面を備えた流体制御弁において、
前記ロッドは、弾性部材を介して連結されたピストンと、駆動用流体の取入れ孔と、一体的に連結されたバネ受けを有し、前記反射面は前記ロッドの動きと連動すること、
前記弾性部材は、前記ロッドの外周面と前記ピストンの内周面の間に配置されていることにより、前記ピストンは、前記ロッドが傾いた場合でも、前記ロッドの傾きより傾きが小さいこと、
前記光センサはシリンダに固定されており、前記ピストン又は前記シリンダには前記弁体の上下動方向に伸びる凸部が設けられ、前記凸部の先端を、前記シリンダ又は前記ピストンの前記凸部よりわずかに大きい凹部に摺動可能に係合していること、を特徴とする流体制御弁。 - 請求項3に記載する流体制御弁において、
前記光センサはシリンダに固定されており、前記反射面は前記ピストンに設けられた前記凸部の先端に設けられ、前記反射面はシリンダに設けられた前記凹部にパッキンを介して係合されていること、を特徴とする流体制御弁。
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