JPH0117741Y2

JPH0117741Y2 -

Info

Publication number: JPH0117741Y2
Application number: JP11015382U
Authority: JP
Priority date: 1982-07-19
Filing date: 1982-07-19
Publication date: 1989-05-23
Also published as: JPS5913769U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、パイロツト空気圧力により操作され
る膜板式の切換弁に関する。

従来、この種の切換弁には、第１図に示すもの
がある。この切換弁は、弁体１にパイロツト圧力
空気源PLに操作弁Ｌを介して接続する第１パイ
ロツト室２ａ、第２パイロツト室２ｂ、圧力空気
源PMに接続する入力口３、アクチユエータ等の
負荷に接続する第１出力口４ａ、第２出力口４
ｂ、大気に接続する第１排出口５ａ、第２排出口
５ｂを有する。前記第１出力口４ａと入力口３と
の間及び第１排出口５ａの間の各々には、第１供
給弁座６ａ、第１排出弁座６ｂを設けてあり、前
記第２出力口４ｂと入力口３との間及び第２排出
口５ｂとの間の各々には、第２供給弁座７ａと第
２排出弁座７ｂを設けてある。第１膜板８ａと第
２膜板８ｂとは、一定間隔を保つようにシヤフト
１０で固定してあり、その外周が弁体１に固定さ
れており、この第１膜板８ａを、第１パイロツト
室２ａと第１供給弁座６ａとの間に配置すると共
に第２膜板８ｂを第２パイロツト室２ｂと第１排
出弁座６ｂとの間に配置したものである。また、
第３膜板９ａと第４膜板９ｂとは、一定間隔を保
つようにシヤフト１１で固定してあり、外周を弁
体１に固定されており、第３膜板９ａを第２供給
弁座７ａと第２パイロツト室２ｂとの間に配置し
てあり、第４膜板９ｂを、第２排出弁座７ｂと第
１パイロツト室２ａとの間に配置した構成であ
る。（なお、パイロツト圧力空気源PLは、別に設
けず、圧力空気源PMの圧力空気をパイロツト空
気源としてもよい。）この切換弁において、操作弁Ｌを切換位置Ｌ１
にすると、パイロツト圧力空気源PLの空気圧力
が、第２パイロツト室２ｂに作用し第１パイロツ
ト室２ａの空気が切換位置Ｌ１を介して大気へ放
出される。このため、第２膜板８ｂと第３膜板９
ａとが、第１排出弁座６ｂと第２供給弁座７ａに
当接し、第１膜板８ａ、第４膜板９ｂとが第１供
給弁座６ａと第２排出弁座７ｂとから離座する。
従つて第１出力口４ａは入力口３に接続し、第２
出力口４ｂは第２排出口５ｂに接続するので、圧
力空気源PMの圧力空気は、入力口３、第１出力
口４ａを介して負荷の一方へ供給され、負荷の他
方の空気は、第２出力口４ｂ、第２排出口５ｂを
介して大気へ放出される。次に操作弁Ｌを切換位
置Ｌ２に操作すると、第１パイロツト室２ａにパ
イロツト圧力空気源PLの空気圧力が作用すると
共に、第２パイロツト室２ｂの空気が操作弁Ｌよ
り大気に放出されるので第１膜板８ａ、第４膜板
９ｂが、第１供給弁座６ａと第２排出弁座７ｂに
着座し、第２膜板８ｂ、第３膜板９ａが、第１排
出弁座６ｂと第２供給弁座７ａから離座する。こ
のため、第１出力口４ａは第１排出口５ａに接続
し、第２出力口４ｂは、入力口３に接続する。従
つて、圧力空気源PMの圧力空気は、入力口３、
第２出力口４ｂを介して負荷の一方に供給され、
負荷の他方の空気は、第１出力口４ａ、第１排出
口５ａを介して大気に放出される。

このような、作動の膜板式の切換弁は、第１パ
イロツト室２ａにパイロツト圧力空気源PLの空
気圧力が作用し第１膜板８ａ、第２膜板８ｂを移
動させるために必要な圧力PL１は、第２図にお
いて、第１供給弁座６ａの有効受圧面積Ｓ１、入
力口３に接続する弁室１２ａ（又は１２ｂ）の部
分の第１膜板８ａ（又は第３膜板９ａ）の有効受
圧面積Ｓ２、圧力空気源PMの圧力をPM１とす
るとき、下記の式(1)で表わされる値となる。

PL1＞PM1（１−S2／S1）＋定数（膜板の弾力
等）…(1) 今ここで、パイロツト圧力空気源PLの圧力PL
１を、小さな値にするためには、式(1)の右辺の
（１−S2／S1）を小さな値にする必要がある。こ
のためには、有効受圧面積Ｓ１を、有効受圧面積
Ｓ２に接近させねばならないが、このように有効
受圧面積Ｓ１を小さくすると入力口３から第１出
力口４ａへの通路面積が確保できなくなり、切換
弁の機能に障害を及ぼすことになる。従つてパイ
ロツト圧力空気源PLの圧力PL１は、所定の値以
上の圧力とする必要があつた。

しかし切換弁は、その用途によつて、必ずしも
パイロツト圧力空気源PLの圧力PL１が所定の値
以上の圧力を有する部所に使用されるものでない
ものであるから、上述した切換弁の利用分野に制
限を受ける等の問題点を有するものであつた。

本考案は、パイロツト空気圧力を増幅する第１
パイロツト弁と、この第１パイロツト弁によつて
増幅された空気圧力によつて作動する第２パイロ
ツト弁とによつて、パイロツト空気圧力の値に関
係なく切換弁をパイロツト操作できるようにする
事を、その技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成する本考案の技術的手段
は、第１パイロツト室と第２パイロツト室とを備
えた膜板式の切換弁において、第１パイロツト室
を圧力空気源又は大気のいずれかに接続する第１
小弁と、この第１小弁に連設してありパイロツト
空気圧力により作動する第１ピストンとよりなり
第１ピストンの作動によつて第１小弁が作動させ
られたとき、第１パイロツト室を空気圧源に接続
する第１パイロツト弁と、第２パイロツト室を圧
力空気源又は大気のいずれかに接続する第２小弁
と、この第２小弁に連設してあり、第１パイロツ
ト室の空気圧力により作動する第２ピストンとよ
りなり、第２ピストンの作動によつて第２小弁が
作動させられたとき、第２パイロツト室を大気に
接続する第２パイロツト弁とを設けたものであ
る。

上記の技術的手段において、第１ピストンが、
パイロツト空気圧力によつて作動させられると、
第１小弁が、第１パイロツト室を圧力空気源から
遮断し大気に接続するので、第１パイロツト室が
大気に開放される。この第１パイロツト室が大気
に開放されると、第２ピストンの第２小弁への押
圧力が解放されるので、第２パイロツト室が圧力
空気源に接続する。次に、第１ピストンに作用し
ているパイロツト空気圧力が大気に解放されると
第１パイロツト室に圧力空気源の空気圧力が作用
し、第２パイロツト弁によつて第２パイロツト室
の空気が大気に放出される。このように、パイロ
ツト空気圧力の給排によつて第１、第２パイロツ
ト弁が連動して作用し、第１、第２パイロツト室
の圧力空気を給排することによつて膜板式切換弁
の切換操作を行なう。

以上の技術的手段を有する本考案は、次の特有
の効果を有する。

パイロツト空気圧力の低下にもかかわらず切換
弁を作動させる他の技術的手段として、切換弁を
スプール式の切換弁にして、この切換弁のスプー
ルの一端にパイロツト圧力空気が給排されるパイ
ロツトシリンダを連設し、スプールの他端に、パ
イロツトシリンダの押圧力に対向する押圧力を備
えたばねを設ける構成にしたものもある。この技
術的手段によると、パイロツト圧力空気の圧力の
低下に応じて、パイロツトシリンダの受圧面積を
大きくする必要がある欠点を有するものである。

しかし、本考案は、パイロツト空気圧力を受け
て作動し第１パイロツト室を大気に接続する第１
パイロツト弁と第１パイロツト室が大気に接続す
るとき、第２パイロツト室を圧力空気源に接続す
る第２パイロツト弁を備えているので、パイロツ
ト空気圧力が増幅されることになり、パイロツト
空気圧力が低圧になつても、パイロツト弁を大型
にする必要がない効果を有するものである。

以下、本考案による一実施例を示す第３図、第
４図について述べる。

なお説明に当つて、第１図、第２図と同一部品
には同一符号にダツシユを付けて表示し、その説
明を省く。

第３図において、弁体１′には、パイロツト圧
力空気源PL′の空気圧力により作動する第１パイ
ロツト弁１５ａと、この第１パイロツト弁１５ａ
とほぼ同一構成の第２パイロツト弁１５ｂを備え
ている。

前記第１パイロツト弁１５ａは、外形がＴ字形
状をした第１ピストン１６ａとこの第１ピストン
１６ａにより押圧される第１小弁１７ａとを備え
ており、第１ピストン１６ａは、弁体１′に設け
たパイロツトポートＰ１に接続する室１８ａと、
第１排出口５a′に接続する室１９ａとの間に介在
させてあり弁体１′に固定された第５膜板２０ａ
にその上端が当接し、その下部は、室１９ａと、
第１小弁１７ａが遊動状態で挿入される室２１ａ
とを、連通する通路２２ａに、遊動状態で貫通し
下端が第１小弁１７ａの上端に当接する構成であ
る。前記第１小弁１７ａは、室２１ａに遊動状態
で挿入されており、この室２１ａには、第１パイ
ロツト室２a′、入力口３′の各々に接続する通路
２３ａ，２４ａ及び通路２２ａが開口しており、
第１小弁１７ａの上端が通路２２ａを閉鎖すると
き下端が通路２３ａより離れ、通路２３ａと２４
ａとを接続し、その下端が通路２３ａを閉鎖する
とき、その上端が通路２２ａより離れる構成であ
る。従つて、通路２２ａが閉鎖されるとき通路２
３ａと通路２４ａとを接続し通路２３ａが閉鎖さ
れるとき通路２４ａが室２１ａと第１小弁１７ａ
との隙間を介して通路２２ａに接続するものであ
る。

前記第２パイロツト弁１５ｂは、外形がＴ字形
状をした第２ピストン１６ｂとこの第２ピストン
１６ｂにより押圧される第２小弁１７ｂとを備え
ており、第２ピストン１６ｂは、第１パイロツト
室２a′に接続する室１８ｂと、第２排出口５b′に
接続する室１９ｂとの間に介在させてあり弁体
１′に固定された第６膜板２０ｂにその下端が当
接し、その上部は、室１９ｂと第２小弁１７ｂが
遊動状態で挿入される室２１ｂとを連通する通路
２２ｂに、遊動状態で貫通しその上端が第２小弁
１７ｂの下端に当接する構成である。前記第１小
弁１７ｂは、室２１ｂに遊動状態で挿入されてお
り、この室２１ｂには、第２パイロツト室２b′、
入力口３′の各々に接続する通路２３ｂ，２４ｂ
及び通路２２ｂが開口しており、その下端が通路
２２ｂを閉鎖するとき、上端は通路２３ｂより離
れ、その上端が通路２３ｂを閉鎖するとき、下端
が通路２２ｂより離れる構成である。従つて通路
２２ｂが閉鎖されるとき通路２３ｂと２４ｂとが
接続され通路２３ｂが閉鎖されるとき、通路２４
ｂが室２１ｂと第１小弁１７ｂとの隙間を介して
通路２２ｂに接続する。

この実施例においてのパイロツト空気圧源の圧
力PL１′は、第１パイロツト弁１５ａの拡大図を
示す第４図において第５膜板２０ａの有効受圧面
積をＳ１′、通路２２ａの有効受圧面積をＳ２′と
し、入力口３′の圧力をPM１′とするとき、下記
の式(2)で表わされる。

PL1′≧PM1′・S2′／S1′＋定数（膜板の弾力等）
…(2) 従つて、PL１′を小さな値にするためには、式
(2)の右辺のS2′／S1′の値を小さくすればよいの
で、有効受圧面積Ｓ１′を大きくするか、通路２
２ａの有効受圧面積Ｓ２′を小さくすればよい。
この第５膜板２０ａ、通路２２ａの有効受圧面積
Ｓ１′，Ｓ２′は、切換弁の機能に対して何ら関係
しないものであるから任意の値に設定することが
できる。

以上の構成を有するこの実施例は、次のように
作動する。

第３図は、パイロツトポートＰ１が操作弁L′の
切換位置Ｌ１′を介して大気に接続されている状
態で、第１パイロツト弁１５ａの第１小弁１７ａ
の上が通路２２ａを閉鎖し、その下端が通路２３
ａより離れているので第１パイロツト室２a′に
は、圧力空気源PM′からの圧力空気が供給されて
おり、この第１パイロツト室２a′の空気圧力によ
り第２パイロツト弁１５ｂの第２ピストン１６ｂ
が第２小弁１７ｂの上端を通路２３ｂに押圧して
通路２３ｂを閉鎖すると共に第２パイロツト室２
b′を第２排出口５b′へ接続するので、第２パイロ
ツト室２b′の空気が大気に放出される。このた
め、第１、第３膜板８a′，９a′が第１供給弁座６
a′、第２排出弁座７b′に着座し第２、第４膜板８
b′，９b′が第１排出弁座６b′、第２供給弁座７
a′より離座させられる。（第３図の状態）従つて
出力口３に供給される圧力空気源PM′からの圧力
空気は、第２供給弁座７a′を介して第２出力口４
b′より負荷の一方へ流入し負荷の他方からの空気
は、第１出力口４a′、第１排出弁座６b′を介して
第１排出口５a′より大気へ流出する。

次に操作弁L′を切換位置Ｌ２′に操作して、パ
イロツトポートＰ１をパイロツト圧力空気源
PL′に接続すると、パイロツト圧力空気源PL′の
空気圧力が第１パイロツト弁１５ａの室１８ａに
作用し第１ピストン１６ａが第１小弁１７ａを下
方に押圧し、通路２３ａを閉鎖すると共に第１パ
イロツト室２a′を第１排出口５a′に接続する。そ
して、第１パイロツト室２a′の空気が第１排出口
５a′から排出されると、第２パイロツト弁１５ｂ
の第２ピストン１６ｂへの押圧力が解除されるの
で、第２小弁１７ｂに作用する圧力空気源PM′の
空気圧力により押圧され、その下端が通路２２ｂ
を閉鎖すると共に通路２３ｂと２４ｂとを接続す
る。このため圧力空気源PM′の圧力空気が第２パ
イロツト室２b′に作用する。このように第１パイ
ロツト室２a′の空気が大気へ放出され、第２パイ
ロツト室２ｂに圧力空気が流入すると、第１、第
３膜板８a′，９a′は第１供給弁座６a′、第２排出
弁座７b′から離座させられ、第２、第４膜板８
b′，９b′は、第１排出弁座６b′、第２排出弁座７
a′に着座する。このため、入力口３′に供給され
る圧力空気源PM′からの圧力空気は、第１供給弁
座６a′を介して第１出力口４a′から負荷へ流入
し、負荷からの空気は、第２出力口４b′から第２
排出口５b′を介して大気へ流出する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の膜板式の切換弁の断面図。第
２図は、第１図の第１、第２膜板部分の部分断面
図、第３図は、本考案の一実施例に係る膜板式の
切換弁の断面図、第４図は、第１パイロツト弁部
分の部分拡大断面図。１……弁体、｛２ａ，２a′……第１パイロツト
室、２ｂ，２b′……第２パイロツト室｝パイロツ
ト室、３……入力口、｛４ａ，４a′……第１出力
口、４ｂ，４b′……第２出力口｝出力口、PM，
PM′……圧力空気源、PL，PL′……パイロツト圧
力空気源、８ａ，８a′……第１膜板、８ｂ，８
b′……第２膜板、９ａ，９a′……第３膜板、９
ｂ，９b′……第４膜板、１５ａ……第１パイロツ
ト弁、１５ｂ……第２パイロツト弁、１６ａ……
第１ピストン、１６ｂ……第２ピストン、２１ａ
……第１小弁、２１ｂ……第２小弁。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

弁体に第１パイロツト室と第２パイロツト室を
設け、このパイロツト室の一方にパイロツト空気
圧が作用し他方が大気に開放されるとき、一方の
出力口を圧力空気源に接続し他方の出力口を大気
に接続する膜板を備えた切換弁において、第１パ
イロツト室を圧力空気源又は大気のいずれか一方
に接続する第１小弁と、この第１小弁に連設して
配置してありパイロツト空気圧により作動する第
１ピストンを有する第１パイロツト弁と、第２パ
イロツト室を圧力空気源又は大気のいずれか一方
に接続する第２小弁と、この第２小弁に連設して
あり、第１パイロツト室の空気圧力により作動す
る第２ピストンを有する第２パイロツト弁とを備
えるパイロツト操作型膜板式切換弁。