JPH11102224A

JPH11102224A - 流体圧制御弁

Info

Publication number: JPH11102224A
Application number: JP26003097A
Authority: JP
Inventors: Junichi Mizuno; 純一水野
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1999-04-13
Anticipated expiration: 2017-09-25
Also published as: JP3577199B2

Abstract

(57)【要約】【課題】シリンダ室の圧縮空気のパイロット圧がまだ
高い状態にあるうちに、バルムステムの復帰方向への移
動を開始させることによって、バルムステムが復帰方向
への移動した際に生じる水撃現象を緩和した流体圧制御
弁を提供すること。【解決手段】空気圧パイロット操作切換弁１０（３ポ
ート弁）では、第１弁座１５のオリフィス１５Ａの断面
積をバルブステム１１のロッド１１Ａの断面積より小さ
くすることによって、第１弁座１５に着接した際のバル
ブステム１１に対して、作動流体からの面圧を復帰方向
（図の上方向）に作用させている。この結果、シリンダ
室２１の圧縮空気のパイロット圧がまだ高い状態にある
うちに、バルムステム１１の復帰方向（図の上方向）へ
の移動が開始される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮空気のパイロ
ット圧によって作動流体の流れを制御する流体圧制御弁
に関し、特に、バルブステムの移動速度を抑制すること
により水撃現象を緩和したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧縮空気のパイロット圧によって
作動流体の流れを制御する流体圧制御弁の一つに、高圧
な作動流体の流れを２つの方向に制御する空気圧パイロ
ット操作切換弁（３ポート弁）がある。ここでは、その
一例として、図４の内部構造をもった空気圧パイロット
操作切換弁１００について説明する。

【０００３】図４の空気圧パイロット操作切換弁１００
は、復帰状態の内部構造を示したものである。すなわ
ち、空気圧パイロット操作切換弁１００においては、バ
ルブステム１０１の復帰力として、スプリング１０２の
弾性力が、ピストン１０３を介し、バルブステム１０１
に対して、復帰方向（図の上方向）に常に作用してい
る。この結果、バルブステム１０１が、第２弁座１０４
とは着接して閉塞させる一方、第１弁座１０５とは離間
して開放させる。

【０００４】従って、図４の復帰状態の空気圧パイロッ
ト操作切換弁１００は、Ｃポート１０６から流入した高
圧な作動流体（例えば、７．０ＭＰａ前後）に対し、第
２弁座１０４のオリフィス１０４Ａと連通するＡポート
１０７への流れを阻止し、第１弁座１０５のオリフィス
１０５Ａと連通するＢポート１０８への流れを許可す
る。このとき、第２弁座１０４に着接したバルブステム
１０１には、高圧な作動流体からの面圧を復帰方向（図
の上方向）に受けている。よって、かかる面圧がバルブ
ステム１０１の復帰力に加わることによって、バルブス
テム１０１が第２弁座１０４に着接した状態を安定させ
ることができる。

【０００５】一方、図４の復帰状態の空気圧パイロット
操作切換弁１００において、図示しない電磁弁をＯＮさ
せると、圧縮空気口１０９を介して、パイロット圧の源
である圧縮空気（例えば、０．３０ＭＰａ程度）がシリ
ンダ室１１１に供給される。そして、シリンダ室１１１
に供給された圧縮空気によるパイロット圧が、ピストン
１０３を介し、バルブステム１０１に対して、上述した
復帰力より大きい反復帰力を反復帰方向（図の下方向）
に作用させる。

【０００６】この結果、空気圧パイロット操作切換弁１
００は、図４の復帰状態から図５の反復帰状態に移行し
て、バルブステム１０１は、第２弁座１０４とは離間し
て開放させる一方、第１弁座１０５とは着接して閉塞さ
せる。尚、スプリング１０２周囲の空気は、通気口１１
０を介して、外部へ排出される。

【０００７】従って、図８の反復帰状態の空気圧パイロ
ット操作切換弁１００は、Ｃポート１０６から流入した
高圧な作動流体に対し、第２弁座１０４のオリフィス１
０４Ａと連通するＡポート１０７への流れを許可し、第
１弁座１０５のオリフィス１０５Ａと連通するＢポート
１０８への流れを阻止する。

【０００８】このとき、第１弁座１０５に着接したバル
ブステム１０１には、高圧な作動流体からの面圧を復帰
方向（図の上方向）に受けていない。なぜなら、バルブ
ステム１０１のロッド部１０１Ａの断面積と第１弁座１
０５のオリフィス１０５Ａの断面積を同じにすること
で、第１弁座１０５に着接したバルブステム１０１に対
して、高圧な作動流体からの面圧が作用しないようにし
ているからである。

【０００９】この結果、第１弁座１０５に着接した際の
バルブステム１０１の復帰力は、スプリング１０２の弾
性力のみで構成されるから、シリンダ室１１１の圧縮空
気のパイロット圧によるバルブステム１０１の反復帰力
はほとんど減殺されることがない。従って、バルブステ
ム１０１が第１弁座１０５に着接した状態を安定させる
ことができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の空気圧パイロット操作切換弁１００では、図５の反
復帰状態から図４の復帰状態に移行する際に、水撃現象
が発生する問題点があった。すなわち、図５の反復帰状
態の空気圧パイロット操作切換弁１００において、図示
しない電磁弁をＯＦＦさせると、圧縮空気口１０９を介
して、パイロット圧の源である圧縮空気がシリンダ室１
１１から排出される。従って、シリンダ室１１１の圧縮
空気のパイロット圧が減少するので、バルブステム１０
１に作用する反復帰力も小さくなる。

【００１１】そして、第１弁座１０５に着接した際のバ
ルブステム１０１に対して作用する復帰力よりも小さく
なると、バルブステム１０１が復帰方向（図の上方向）
へ移動を開始し、この結果、空気圧パイロット操作切換
弁１００は、図５の反復帰状態から図４の復帰状態に移
行し、バルブステム１０１は、第２弁座１０４とは着接
して閉塞させる一方、第１弁座１０５とは離間して開放
させる。尚、スプリング１０２周囲へは、通気口１１０
を介して、外部から空気が流入する。

【００１２】ここで、第１弁座１０５に着接した際のバ
ルブステム１０１の復帰力は、上述したように、スプリ
ング１０２の弾性力のみで構成されている。従って、バ
ルブステム１０１が復帰方向（図の上方向）へ移動を開
始した直後においては、シリンダ室１１１の圧縮空気の
パイロット圧は、スプリング１０２の弾性力でさえ抵抗
できない程に低くなっている。さらに、復帰方向（図の
上方向）へ移動を開始した直後のバルブステム１０１に
は、第１弁座１０５のオリフィス１０５Ａの断面と接し
ていた下端表面に改めて高圧な作動流体が接するので、
高圧な作動流体からの面圧が復帰方向（図の上方向）に
作用することになる。

【００１３】従って、復帰方向（図の上方向）の抵抗が
殆どない状態のバルブステム１０１に対して、高圧な作
動流体からの面圧が復帰方向（図の上方向）に作用する
ので、バルブステム１０１は復帰方向（図の上方向）へ
急速に移動し、第２弁座１０４を急閉塞させる。これに
より、高圧な作動流体の流れが一時的に急遮断されたよ
うな状態となるので、空気圧パイロット操作切換弁１０
０に接続された管内に急激な圧力変化が起こり、水撃現
象が発生する。

【００１４】このような問題点に対しては、シリンダ室
１１１の圧縮空気のパイロット圧がまだ高い状態にある
うちに、バルムステム１０１の復帰方向（図の上方向）
への移動を開始させることができれば、復帰方向（図の
上方向）へ移動中のバルムステムは、ピストン１０３を
介して、シリンダ室１１１の圧縮空気のパイロット圧か
ら大きな抵抗を受けることができる。その結果、復帰方
向（図の上方向）へのバルブステム１０１の移動速度が
抑制されて、第２弁座１０４が急閉塞しないようにする
ことが可能となる。

【００１５】そこで、本発明は、上述した問題点を解決
するためになされたものであり、シリンダ室の圧縮空気
のパイロット圧がまだ高い状態にあるうちに、バルムス
テムの復帰方向への移動を開始させることによって、バ
ルムステムが復帰方向への移動した際に生じる水撃現象
を緩和した流体圧制御弁を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に成された請求項１に係る流体圧制御弁は、圧縮空気の
パイロット圧からバルブステムに作用する反復帰力が、
第１弁座に着接した際の前記バルブステムに作用する復
帰力より小さくなったときに、前記バルブステムが復帰
方向へ移動を開始することによって、前記バルブステム
が前記第１弁座から離間し第２弁座に着接する流体圧制
御弁であって、前記第１弁座に着接した際の前記バルブ
ステムに対して、作動流体からの面圧を復帰方向に作用
させたことを特徴とする。

【００１７】また、請求項２に係る流体圧制御弁は、請
求項１に記載する流体圧制御弁であって、前記第１弁座
に設けられたオリフィスの断面積が前記バルブステムの
ロッドの断面積より小さいことを特徴とする。

【００１８】また、請求項３に係る流体圧制御弁は、請
求項１又は請求項２に記載する流体圧制御弁であって、
３ポート弁であることを特徴とする流体圧制御弁。

【００１９】このような構成を有する本発明の流体圧制
御弁では、常時、復帰力がバルブステムに対して復帰方
向に作用している。従って、かかる復帰力をもって、バ
ルブステムは第２弁座に着接している。そして、パイロ
ット圧の源である圧縮空気の供給が行われると、パイロ
ット圧が起因となって、かかる復帰力より大きい反復帰
力がバルブステムに対して反復帰方向に作用する。これ
により、バルブステムが反復帰方向へ移動を開始し、そ
の結果、第２弁座とは離間する一方、第１弁座とは着接
する。

【００２０】この状態で、パイロット圧の源である圧縮
空気の供給が遮断されると、パイロット圧の減少に伴
い、バルブステムに作用する反復帰力も小さくなる。さ
らに、弁座に着接した際のバルブステムに作用する復帰
力よりも小さくなると、バルブステムが復帰方向へ移動
を開始し、その結果、第２弁座とは着接する一方、第１
弁座とは離間する。

【００２１】ただし、本発明の流体圧制御弁において
は、第１弁座に着接した際のバルブステムに対して、作
動流体からの面圧が復帰方向に作用している。従って、
第１弁座に着接した際のバルブステムに作用する復帰力
は、従来技術のものと比べて、大きなものとなる。これ
により、パイロット圧の源である圧縮空気の供給が遮断
されてから、バルブステムに作用する反復帰力が、第１
弁座に着接した際のバルブステムに作用する復帰力より
小さくなるまでに要する時間は、従来技術のものと比べ
て、短くなる。

【００２２】従って、従来技術のものと比べて、パイロ
ット圧がまだ高い状態にあるときに、バルムステムが復
帰方向へ移動を開始することになる。まだ高い状態にあ
るパイロット圧は、復帰方向へ移動中のバルブステムに
対して、ある程度の大きさの反復帰力を反復帰方向に作
用させるので、所謂「ダンパー」のような働きをする。
以上より、従来技術のものと比べて、バルムステムが復
帰方向へ移動する速度は遅くなり、その結果、第２弁座
を急閉塞させない。

【００２３】また、第１弁座に着接した際のバルブステ
ムの表面においては、少なくとも第１弁座のオリフィス
の断面積分は作動流体と接していないので、作動流体が
第１弁座のオリフィスの断面積分に及ぼす面圧（復帰方
向のもの）を受けていない。従って、バルブステムが復
帰方向へ移動したときには、少なくとも第１弁座のオリ
フィスの断面積分のバルブステムの表面が作動流体と改
めて接することになる。よって、復帰方向へ移動中のバ
ルブステムは、第１弁座のオリフィスの断面積分の表面
に及ぼす作動流体からの面圧を、加速力として受けるこ
とを避けられない。

【００２４】しかし、第１弁座のオリフィスの断面積を
バルブステムのロッドの断面積より小さくすることによ
って、第１弁座に着接した際のバルブステムに対して、
作動流体からの面圧を復帰方向に作用させた場合には、
復帰方向へ移動中のバルブステムが作動流体と改めて接
する表面の面積がより小さくなって、復帰方向へ移動中
のバルブステムが受ける加速力をより小さくすることが
できるから、バルムステムが復帰方向へ移動する速度を
より遅くすることができる。

【００２５】すなわち、本発明の流体圧制御弁では、第
１弁座に着接した際のバルブステムに対して、作動流体
からの面圧を復帰方向に作用させたことによって、従来
技術のものと比べて、シリンダ室の圧縮空気のパイロッ
ト圧がまだ高い状態にあるうちに、バルムステムの復帰
方向への移動を開始させることができ、これにより、バ
ルムステムの復帰方向への移動速度が遅くなって、第２
弁座が急閉塞することはなくなるので、バルムステムが
復帰方向への移動した際に生じる水撃現象を緩和するこ
とができる。

【００２６】また、従来技術のものと比べて、バルムス
テムの復帰方向への移動速度を遅くさせたことは、さら
に、バルムステムが第２弁座に着接する際に生じる衝撃
をも小さくすることができる。

【００２７】また、第１弁座のオリフィスの断面積をバ
ルブステムのロッドの断面積より小さくすることによっ
て、第１弁座に着接した際のバルブステムに対して、作
動流体からの面圧を復帰方向に作用させた場合には、復
帰方向へ移動中のバルブステムが受ける加速力がより小
さくなって、バルムステムが復帰方向へ移動する速度を
より遅くすることができるから、上述した効果が大とな
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照にして説明する。先ず、本実施の形態の空気圧パ
イロット操作切換弁１０（流体圧制御弁に相当する）の
内部構造を、図１、図２に示す。本実施の形態の空気圧
パイロット操作切換弁１０は、従来技術の空気圧パイロ
ット操作切換弁１００（図４、図５参照）と同様に、圧
縮空気のパイロット圧によって、高圧な作動流体（例え
ば、７．０ＭＰａ前後）の流れを２つの方向に制御する
３ポート弁である。図１は、反復帰状態の空気圧パイロ
ット操作切換弁１０の内部構造を示す図である。また、
図２は、復帰状態の空気圧パイロット操作切換弁１０の
内部構造を示す図である。

【００２９】図２の復帰状態の空気圧パイロット操作切
換弁１０においては、バルブステム１１の復帰力とし
て、スプリング１２の弾性力が、ピストン１３を介し、
バルブステム１１に対して、復帰方向（図の上方向）に
常に作用している。この結果、バルブステム１１が、第
２弁座１４とは着接して閉塞させる一方、第１弁座１５
とは離間して開放させる。

【００３０】従って、図２の復帰状態の空気圧パイロッ
ト操作切換弁１０では、Ｃポート１６から流入した高圧
な作動流体に対し、第２弁座１４のオリフィス１４Ａと
連通するＡポート１７への流れを阻止し、第１弁座１５
のオリフィス１５Ａと連通するＢポート１８への流れを
許可する。このとき、第２弁座１４に着接したバルブス
テム１１には、高圧な作動流体からの面圧を復帰方向
（図の上方向）に受けている。よって、かかる面圧がバ
ルブステム１１の復帰力に加わることによって、バルブ
ステム１１が第２弁座１４に着接した状態を安定させる
ことができる。

【００３１】一方、図２の復帰状態の空気圧パイロット
操作切換弁１０において、図示しない電磁弁をＯＮさせ
ると、圧縮空気口１９を介して、パイロット圧の源であ
る圧縮空気（例えば、０．３０ＭＰａ程度）がシリンダ
室２１に供給される。そして、シリンダ室２１に供給さ
れた圧縮空気のパイロット圧は、ピストン１３を介し、
バルブステム１１に対して、上述した復帰力より大きい
反復帰力を反復帰方向（図の下方向）に作用させる。

【００３２】この結果、空気圧パイロット操作切換弁１
０は、図２の復帰状態から図１の反復帰状態に移行し、
バルブステム１１は、第２弁座１４とは離間して開放さ
せる一方、第１弁座１５とは着接して閉塞させる。尚、
スプリング１２周囲の空気は、通気口２０を介して、外
部へ排出される。

【００３３】従って、図１の反復帰状態の空気圧パイロ
ット操作切換弁１０では、Ｃポート１６から流入した高
圧な作動流体に対し、第２弁座１４のオリフィス１４Ａ
と連通するＡポート１７への流れを許可し、第１弁座１
５のオリフィス１５Ａと連通するＢポート１８への流れ
を阻止する。

【００３４】ただし、このとき、第１弁座１５に着接し
たバルブステム１１は、高圧な作動流体からの面圧を復
帰方向（図の上方向）に受けている。なぜなら、バルブ
ステム１１のロッド部１１Ａの断面積より第１弁座１５
のオリフィス１５Ａの断面積を小さくすることによっ
て、第１弁座１５に着接したバルブステム１１に対し
て、高圧な作動流体からの面圧が復帰方向（図の上方
向）に作用するようにしているからである。

【００３５】従って、この結果、第１弁座１５に着接し
た際のバルブステム１１の復帰力は、スプリング１２の
弾性力と高圧な作動流体からの面圧で構成されるから、
シリンダ室２１の圧縮空気のパイロット圧によるバルブ
ステム１１の反復帰力は減殺されることになる。しか
し、バルブステム１１が第１弁座１５に着接した状態を
維持でいないほどの減殺ではないので、Ｃポート１６か
ら流入した高圧な作動流体の流れには影響しない。

【００３６】また、図２の反復帰状態の空気圧パイロッ
ト操作切換弁１０において、図示しない電磁弁をＯＦＦ
させると、圧縮空気口１９を介して、パイロット圧の源
である圧縮空気がシリンダ室２１から排出される。従っ
て、シリンダ室２１の圧縮空気のパイロット圧が減少す
るので、バルブステム１１に作用する反復帰力も小さく
なる。

【００３７】そして、第１弁座１５に着接した際のバル
ブステム１１に作用する復帰力よりも小さくなると、バ
ルブステム１１が復帰方向（図の上方向）へ移動を開始
し、この結果、空気圧パイロット操作切換弁１０は、図
１の反復帰状態から図２の復帰状態に移行し、バルブス
テム１１は、第２弁座１４とは着接して閉塞させる一
方、第１弁座１５とは離間して開放させる。尚、スプリ
ング１２周囲へは、通気口２０を介して、外部から空気
が流入する。

【００３８】ここで、第１弁座１５に着接した際のバル
ブステム１１の復帰力は、上述したように、スプリング
１２の弾性力と高圧な作動流体からの面圧で構成されて
いる。従って、第１弁座１５に着接した際のバルブステ
ム１１に作用する復帰力は、従来技術の空気圧パイロッ
ト操作切換弁１００（図４、図５参照）と比べて、大き
なものとなる。これにより、パイロット圧の源である圧
縮空気の供給が遮断されてから、バルブステム１１に作
用する反復帰力が、第１弁座１５に着接した際のバルブ
ステム１１に作用する復帰力より小さくなるまでに要す
る時間は、従来技術の空気圧パイロット操作切換弁１０
０（図４、図５参照）と比べて、短くなる。

【００３９】図３のｔ／Ｔは、圧縮空気の供給が遮断さ
れてからバルムステム１１が復帰方向（図の上方向）へ
移動を開始するまでに要する時間ｔを、従来技術の空気
圧パイロット操作切換弁１００（図４、図５参照）にお
ける時間Ｔに対する比をもって示した値である。

【００４０】尚、図３においては、３つのポートの大き
さが、「Ｒｃ１」のもので比較している。また、比較条
件として、７．０ＭＰａの作動流体と、０．２５ＭＰａ
の圧縮空気とを使用している。さらに、本実施の形態の
空気圧パイロット操作切換弁１０においては、第１弁座
１５のオリフィス１５Ａの断面積はバルブステム１１の
ロッド部１１Ａの断面積より小さく、その比は「約０．
６４」である。一方、従来技術の空気圧パイロット操作
切換弁１００（図４、図５参照）においては、第１弁座
１０５のオリフィス１０５Ａの断面積はバルブステム１
０１のロッド部１０１Ａの断面積と同じであり、その比
は「１」である。

【００４１】これらの図３における条件は、後述する図
３のｖ／Ｖ、ｂ／Ｂ、ｈ／Ｈにおいても同様である。

【００４２】図３のｔ／Ｔより、本実施の形態の空気圧
パイロット操作切換弁１０においては、バルムステム１
１が復帰方向（図の上方向）へ移動することを、従来技
術の空気圧パイロット操作切換弁１００（図４、図５参
照）よりも、５割ほど早く開始していることがわかる。
従って、従来技術の空気圧パイロット操作切換弁１００
（図４、図５参照）と比べて、パイロット圧がまだ高い
状態にあるときに、バルムステム１１が復帰方向へ移動
を開始している。

【００４３】また、図３のｖ／Ｖは、バルムステム１１
の復帰方向（図の上方向）への移動速度ｖを、従来技術
の空気圧パイロット操作切換弁１００（図４、図５参
照）における移動速度Ｖに対する比をもって示した値で
ある。

【００４４】図３のｖ／Ｖより、本実施の形態の空気圧
パイロット操作切換弁１０においては、バルムステム１
１の復帰方向（図の上方向）への移動速度ｖが、従来技
術の空気圧パイロット操作切換弁１００（図４、図５参
照）の移動速度Ｖに対して、２割ほどしかないことがわ
かる。

【００４５】なぜなら、まだ高い状態にあるパイロット
圧は、復帰方向（図の上方向）へ移動中のバルブステム
１１に対して、ある程度の大きさの反復帰力を反復帰方
向に作用させるので、所謂「ダンパー」のような働きを
するからである。以上より、従来技術の空気圧パイロッ
ト操作切換弁１００（図４、図５参照）と比べて、バル
ムステム１１が復帰方向（図の上方向）へ移動する速度
ｖは遅くなり、その結果、第２弁座１４を急閉塞させな
い。これにより、高圧な作動流体の流れが一時的に急遮
断されたような状態を回避できる。

【００４６】以上詳細に説明したように、本実施の形態
の空気圧パイロット操作切換弁１０では、常時、復帰力
がバルブステム１１に対して復帰方向（図の上方向）に
作用している。従って、かかる復帰力をもって、バルブ
ステム１１は第２弁座１４に着接している（図２参
照）。そして、パイロット圧の源である圧縮空気の供給
が行われると、パイロット圧が起因となって、かかる復
帰力より大きい反復帰力がバルブステム１１に対して反
復帰方向（図の下方向）に作用する。これにより、バル
ブステム１１が反復帰方向（図の下方向）へ移動を開始
し、その結果、第２弁座１４から離間して第１弁座１５
に着接する（図１参照）。

【００４７】この反復帰状態で、パイロット圧の源であ
る圧縮空気の供給が遮断されると、パイロット圧の減少
に伴い、バルブステム１１に作用する反復帰力も小さく
なる。さらに、第１弁座１５に着接した際のバルブステ
ム１１に作用する復帰力よりも小さくなると、バルブス
テム１１が復帰方向（図の上方向）へ移動を開始し、そ
の結果、第１弁座１５から離間して第２弁座１４に着接
する（図２参照）。

【００４８】ただし、本実施の形態の空気圧パイロット
操作切換弁１０においては、第１弁座１５に着接した際
のバルブステム１１に対して、作動流体からの面圧が復
帰方向（図の上方向）に作用するようになっている。従
って、第１弁座１５に着接した際のバルブステム１１に
作用する復帰力は、従来技術の空気圧パイロット操作切
換弁１００（図４、図５参照）と比べて、大きなものと
なる。

【００４９】これにより、パイロット圧の源である圧縮
空気の供給が遮断されてから、バルブステム１１に作用
する反復帰力が第１弁座１５に着接した際のバルブステ
ム１１に作用する復帰力より小さくなるまでに要する時
間ｔは、従来技術の空気圧パイロット操作切換弁１００
（図４、図５参照）における時間Ｔと比べて、短くなる
（図３のｔ／Ｔ参照）。

【００５０】従って、従来技術の空気圧パイロット操作
切換弁１００（図４、図５参照）と比べて、パイロット
圧がまだ高い状態にあるときに、バルムステム１１が復
帰方向（図の上方向）へ移動を開始することになる。ま
だ高い状態にあるパイロット圧は、復帰方向（図の上方
向）へ移動中のバルブステム１１に対して、ある程度の
大きさの反復帰力を反復帰方向（図の下方向）に作用さ
せるので、所謂「ダンパー」のような働きをする。以上
より、従来技術の空気圧パイロット操作切換弁１００
（図４、図５参照）と比べて、バルムステム１１が復帰
方向（図の上方向）へ移動する速度は遅くなり（図３の
ｖ／Ｖ参照）、その結果、第２弁座１４を急閉塞させな
い。

【００５１】また、図２の反復帰時の空気圧パイロット
操作切換弁１０において、第１弁座１５に着接した際の
バルブステム１１の下端表面では、少なくとも第１弁座
１５のオリフィス１５Ａの断面積分は作動流体と接して
いないので、作動流体が第１弁座１５のオリフィス１５
Ａの断面積分に及ぼす面圧（復帰方向（図の上方向）の
もの）を受けていない。従って、バルブステム１１が復
帰方向（図の上方向）へ移動したときには、少なくとも
第１弁座１５のオリフィス１５Ａの断面積分のバルブス
テム１１の下端表面が作動流体と改めて接することにな
る。よって、復帰方向（図の上方向）へ移動中のバルブ
ステム１１は、第１弁座１５のオリフィス１５Ａの断面
積分の表面に及ぼす作動流体からの面圧を、加速力とし
て受けることを避けられない。

【００５２】しかし、上述したように、第１弁座１５の
オリフィス１５Ａの断面積をバルブステム１１のロッド
１１Ａの断面積より小さくすることによって、第１弁座
１５に着接した際のバルブステム１１に対して、作動流
体からの面圧を復帰方向（図の上方向）に作用させてい
るので、復帰方向（図の上方向）へ移動中のバルブステ
ム１１が作動流体と改めて接する表面の面積がより小さ
くなって、復帰方向（図の上方向）へ移動中のバルブス
テム１１が受ける加速力をより小さくすることができる
から、バルムステム１１が復帰方向（図の上方向）へ移
動する速度ｖをより遅くすることができる。

【００５３】すなわち、本実施の形態の空気圧パイロッ
ト操作切換弁１０では、第１弁座１５に着接した際のバ
ルブステム１１に対して、作動流体からの面圧を復帰方
向（図の上方向）に作用させたことによって、従来技術
の空気圧パイロット操作切換弁１００（図４、図５参
照）と比べて、シリンダ室２１の圧縮空気のパイロット
圧がまだ高い状態にあるうちに、バルムステム１１の復
帰方向（図の上方向）への移動を開始させることができ
（図３参照）、これにより、バルムステム１１の復帰方
向（図の上方向）への移動速度ｖが遅くなって、第２弁
座１４が急閉塞することはなくなるので、バルムステム
１１が復帰方向（図の上方向）への移動した際に生じる
水撃現象を緩和することができる。

【００５４】図３のｂ／Ｂは、水撃現象が発生したとき
の騒音ｂを、従来技術の空気圧パイロット操作切換弁１
００（図４、図５参照）における騒音Ｂに対する比をも
って示した値である。

【００５５】図３のｂ／Ｂより、本実施の形態の空気圧
パイロット操作切換弁１０においては、水撃現象が発生
したときの騒音ｂが、従来技術の空気圧パイロット操作
切換弁１００（図４、図５参照）の騒音Ｂに対して、
１．５割ほど減少したことがわかる。水撃現象が発生し
たときの騒音ｂは水撃現象の大きさを測る一つの目安に
すぎないが、騒音の単位がデジベルであることを考慮す
れば、水撃現象がかなり緩和されたことがわかる。

【００５６】また、従来技術の空気圧パイロット操作切
換弁１００（図４、図５参照）と比べて、バルムステム
１１の復帰方向（図の上方向）への移動速度ｖを遅くさ
せたことは（図４参照）、さらに、バルムステム１１が
第２弁座１４に着接する際に生じる衝撃をも小さくする
ことができる。

【００５７】図３のｈ／Ｈは、バルムステム１１が復帰
方向（図の上方向）へ移動して第２弁座１５に着接した
際の衝撃値ｈを、従来技術の空気圧パイロット操作切換
弁１００（図４、図５参照）における衝撃値Ｈに対する
比をもって示した値である。

【００５８】図３のｈ／Ｈより、本実施の形態の空気圧
パイロット操作切換弁１０においては、バルムステム１
１が復帰方向（図の上方向）へ移動して第２弁座１５に
着接した際の衝撃値ｈが、従来技術の空気圧パイロット
操作切換弁１００（図４、図５参照）の衝撃値Ｈに対し
て、２割ほど減少したことがわかる。これは、復帰方向
（図の上方向）へ移動中のバルブステム１１に対して、
シリンダ室２１に残留するパイロット圧が、所謂「ダン
パー」のような働きをする結果、復帰方向（図の上方
向）へ移動中のバルブステム１１の加速力が低下したか
らである。

【００５９】また、第１弁座１５のオリフィス１５Ａの
断面積をバルブステム１１のロッド１１Ａの断面積より
小さくすることによって、第１弁座１５に着接した際の
バルブステム１１に対して、作動流体からの面圧を復帰
方向（図の方向）に作用させているので、復帰方向（図
の上方向）へ移動中のバルブステム１１が受ける加速力
がより小さくなって、バルムステム１１が復帰方向（図
の上方向）へ移動する速度ｖをより遅くすることができ
るから、上述した効果が大となる。

【００６０】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が
可能である。例えば、本実施の形態の空気圧パイロット
操作切換弁１０は、一つのバルムステム１１の単動をも
って作動流体の流れを制御する３ポート弁であった。し
かし、二つのバルムステムの複動をもって作動流体の流
れを制御する３ポート弁に対して適用すれば、シリンダ
室内のパイロット圧に反して復帰するバルムステムの衝
撃を小さくすることができる。

【００６１】

【発明の効果】本発明の流体圧制御弁では、第１弁座に
着接した際のバルブステムに対して、作動流体からの面
圧を復帰方向に作用させたことによって、従来技術のも
のと比べて、シリンダ室の圧縮空気のパイロット圧がま
だ高い状態にあるうちに、バルムステムの復帰方向への
移動を開始させることができ、これにより、バルムステ
ムの復帰方向への移動速度が遅くなって、第２弁座が急
閉塞することはなくなるので、バルムステムが復帰方向
への移動した際に生じる水撃現象を緩和することができ
る。

【００６２】また、従来技術のものと比べて、バルムス
テムの復帰方向への移動速度を遅くさせたことは、さら
に、バルムステムが第２弁座に着接する際に生じる衝撃
をも小さくすることができる。

【００６３】また、第１弁座のオリフィスの断面積をバ
ルブステムのロッドの断面積より小さくすることによっ
て、第１弁座に着接した際のバルブステムに対して、作
動流体からの面圧を復帰方向に作用させた場合には、復
帰方向へ移動中のバルブステムが受ける加速力がより小
さくなって、バルムステムが復帰方向へ移動する速度を
より遅くすることができるから、上述した効果が大とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の空気圧パイロット操作切換弁に
おいて、反復帰状態の内部構造を示した図である。

【図２】本実施の形態の空気圧パイロット操作切換弁に
おいて、復帰状態の内部構造を示した図である。

【図３】本実施の形態の空気圧パイロット操作切換弁に
おいて、圧縮空気の供給が遮断されてからバルムステム
が復帰方向へ移動を開始するまでに要する時間、バルム
ステムの復帰方向への移動速度、水撃現象が発生したと
きの騒音、バルムステムが復帰方向へ移動速度して第２
弁座に着接した際の衝撃値を、従来技術の空気圧パイロ
ット操作切換弁に対する比をもって示した表である。

【図４】従来技術の空気圧パイロット操作切換弁におい
て、復帰状態の内部構造を示した図である。

【図５】従来技術の空気圧パイロット操作切換弁におい
て、反復帰状態の内部構造を示した図である。

【符号の説明】

１０空気圧パイロット操作切換弁１１バルムステム１１Ａバルムステムのロッド１４第２弁座１５第１弁座１５Ａ第１弁座のオリフィス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮空気のパイロット圧からバルブステ
ムに作用する反復帰力が、第１弁座に着接した際の前記
バルブステムに作用する復帰力より小さくなったとき
に、前記バルブステムが復帰方向へ移動を開始すること
によって、前記バルブステムが前記第１弁座から離間し
第２弁座に着接する流体圧制御弁において、前記第１弁座に着接した際の前記バルブステムに対し
て、作動流体からの面圧を復帰方向に作用させたことを
特徴とする流体圧制御弁。
【請求項２】請求項１に記載する流体圧制御弁におい
て、前記第１弁座に設けられたオリフィスの断面積が前記バ
ルブステムのロッドの断面積より小さいことを特徴とす
る流体圧制御弁。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載する流体圧
制御弁において、３ポート弁であることを特徴とする流体圧制御弁。