JPH0224962Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、シリンダ等のアクチユエータの速度
制御に用いて好適な制御弁に関するものである。

〔従来の技術〕

流体圧によつてシリンダを駆動する場合、その
起動時においては急激な飛出しによる危険を防止
するためにそれを緩速起動させ、復帰時において
は緩衝のためにそれを緩速停止させなければなら
ないケースは多い。

このようなシリンダの緩速起動及び緩速停止
は、その起動時及び停止時に該シリンダに対して
供給及び排出される圧力流体の流量を制御するこ
とにより行うことができるが、通常の切換弁で単
にオン・オフ的に流路を切換えるだけでは、起動
時及び停止時における圧力流体の流量制御を行う
ことはできず、従つてシリンダを緩速起動及び緩
速停止させることはできない。

切換弁とシリンダとの間にスピードコントロー
ラを接続して流量制御する方法もあるが、起動時
及び停止時の両方で流量制御を行うためには、例
えば第５図に示すように、４方弁５０とシリンダ
５１との間に開口面積の異なる複数のスピードコ
ントローラ５２，５３と複数のオン・オフ弁５４
〜５６とを接続し、これらの４方弁５０及びオ
ン・オフ弁５４〜５６を第６図のタイムチャート
に従つて切換えるように構成しなければならず、
その回路構成や配管が複雑になる。しかも、切換
えによつて急激に流路断面積が変化するため、滑
らかな速度制御を行うことはできない。

〔考案が解決しようとする問題点〕 本考案の課題は、回路構成や配管が複雑になり
がちな上記スピードコントローラを使用すること
なく、パイロツト流体圧とスプリングの付勢力と
で主弁体を切換えるようにした電磁パイロツト方
式の制御弁を使用し、パイロツト室へのパイロツ
ト流体の供給流量及び排出流量を制御することに
より主弁体の駆動及び復帰を緩速で行わせ、それ
によつてアクチユエータに対する圧力流体の供給
流量及び排出流量を制御して、アクチユエータの
緩速起動及び緩速停止を滑らかな速度制御により
実現できるようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本考案においては、
圧力流体の供給ポート及び出力ポートを備えた主
弁部に、上記ポート間の流路の開口量を制御する
主弁体を配設し、該主弁体の端部にパイロツト通
孔により供給ポートからパイロツト弁部を経て主
弁体駆動用のパイロツト流体圧を導入するパイロ
ツト室を形成すると共に、該主弁体の他端にセツ
トスプリングを縮設し、上記パイロツト弁部に、
供給通孔、出力通孔及び排出通孔が開口する弁室
を設けて、この弁室内に上記出力通孔に供給通孔
と排出通孔とを切換連通させるパイロツト弁を配
設し、上記供給通孔と供給側パイロツト通孔とを
開口量を調節可能な供給制御用ニードルを介して
連通させると共に、出力通孔とパイロツト室とを
直接連通させ、排出通孔とパイロツト弁部におい
て外部に開放する排出口とを開口量を調節可能な
排出制御用ニードルを介して連通させ、上記パイ
ロツト弁に電磁駆動機構を付設したという技術的
手段を講じている。

〔作用〕

パイロツト弁の切換えによりパイロツト流体が
パイロツト室に供給されると、主弁体はセツトス
プリングの付勢力に抗して駆動され、供給ポート
と出力ポートとを導通させるが、このとき、パイ
ロツト流体の供給流量は供給制御用ニードルによ
つて制御されるため、主弁体は緩速で移動し、両
ポート間の流路はゆつくりと開口する。従つて、
その開口量に応じて制限された流量の圧力流体が
両ポート間を流通することになり、この制御弁に
接続されたアクチユエータは、緩やかな圧力上昇
によつて緩速起動することになる。上記主弁体の
駆動速度は、供給制御用ニードルによつて調整す
ることができる。

パイロツト弁の切換えによりパイロツト室が排
出口に連通すると共に供給ポートの流体圧力が低
下すると、パイロツト流体の排出に伴うパイロツ
ト室の内圧低下により主弁体はセツトスプリング
に付勢されて復帰し、供給ポートと出力ポートと
を遮断するが、このとき、パイロツト流体の排出
流量は排出制御用ニードルによつて制限されるた
め、主弁体は徐々に復帰し、両ポート間の流路は
緩速閉鎖される。従つて、この制御弁に接続され
たアクチユエータは、ストローク端での流量制御
により緩速停止することになる。上記主弁体の復
帰速度は、排出制御用ニードルによつて調整する
ことができる。

〔考案の効果〕

パイロツト流体の供給流量及び排出流量をそれ
ぞれニードルで制御するようにしたので、主弁体
を駆動及び復帰のいずれのストローク時にも緩速
作動させることができ、これによつてアクチユエ
ータの緩速起動及び緩速停止を実現することがで
きる。

また、一つの制御弁によつてアクチユエータを
速度制御することができ、複数のスピードコント
ローラを必要としないので、制御回路の構成及び
配管を非常に簡略化することができ、しかも、ス
ピードコントローラを使用する場合に比べて速度
制御を滑らかに行うことができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明するに、第１図において、１は主弁部、２は
パイロツト弁部であつて、上記主弁部１における
ボデイ１ａは圧力流体の供給ポート３及び出力ポ
ート４を備え、該ボデイの内部には、上記各ポー
ト３，４に通じる供給開口３ａ及び出力開口４ａ
を備えたスリーブ５を内設し、該スリーブ５内
に、上記出力開口４ａを開閉して両ポート３，４
間の流路の開口量を制御する主弁体としてのスプ
ール弁６を摺動自在に挿嵌し、該スプール弁６の
一端部には、供給ポート３からパイロツト弁部２
を経由して設けられたパイロツト通孔８が開口す
るパイロツト室７を形成し、スプール弁６の他端
には、ボデイ１ａに螺着したニードルねじ１０と
の間にセットスプリング９を縮設し、該ニードル
ねじ１０は摘子１０ａの回動によつて進退自在と
なしている。

また、上記パイロツト弁部２は、供給通孔１
１、出力通孔１２及び排出通孔１３を備えたボデ
イ２ａを有し、このボデイ２ａ内に、上記各通孔
１１〜１３が開口する弁室１４を設けると共に、
出力通孔１２と供給通孔１１及び排出通孔１３と
の間にそれぞれ供給弁座１５及び排出弁座１６を
設け、さらにこれらの弁座１５，１６を交互に開
閉するポペツト形のパイロツト弁１７を弁室１４
内に配設し、このパイロツト弁１７の一側に電磁
駆動機構としてのソレノイド部１８を連結してい
る。

而して、上記供給通孔１１は、外部から開口量
を調節可能に取付けた供給制御用ニードル１９を
介して供給側パイロツト通孔８ａと連通させ、ま
た、出力通孔１２は出力側パイロツト通孔８ｂに
よつて直接パイロツト室７に連通させ、さらに排
出通孔１３は、外部から調節操作可能な排出制御
用ニードル２０を介して、ボデイ２ａに設けた外
部に開放する排出孔２１に連通させている。

なお、図中２２及び２３は、パイロツト弁１７
及びニードルねじ１０を付勢するスプリングであ
る。

次に、上記構成を有する制御弁の作用を説明す
る。

第１図の切換状態において、供給ポート３に圧
縮空気等の圧力流体が供給されると、この流体
は、主弁部１においては出力開口４ａの閉鎖によ
つて遮断され、一方パイロツト通孔８を通じてパ
イロツト弁部２にも達するが、ここにおいてもパ
イロツト弁１７による供給弁座１５の閉鎖によつ
て遮断される。

ここで、ソレノイド部１８への通電によりパイ
ロツト弁１７が左動されると、供給弁座１５が開
放して排出弁座１６が閉鎖されるため、供給通孔
１１と出力通孔１２とが連通し、パイロツト流体
はパイロツト室７へと流入する。このときのパイ
ロツト流体の流量は供給制御用ニードル１９によ
つて制限されており、従つてパイロツト室７内の
流体圧力は比較的ゆるやかに上昇し、その上昇に
伴う作用力によりスプール弁６がセツトスプリン
グ９に抗して緩速で左動するため、出力開口４ａ
がそれに応じた速度で開放され、その開口量に応
じて供給ポート３からの流体が出力ポート４へと
流通する。上記スプール弁６の切換速度は、供給
制御用ニードル１９の開口量の調節によつて任意
に設定することができる。

次に、ソレノイド部１８への通電を断つと、パ
イロツト弁１７がスプリング２２により復帰して
排出弁座１６を開放すると共に供給弁座１５を閉
鎖するため、パイロツト室７内のパイロツト流体
は、出力通孔１２から排出通孔１３へ流れ、排出
制御用ニードル２０による流量制限を受けながら
排出口２１から徐々に排出される。従つて、スプ
ール弁６のセツトスプリング９による復帰も緩速
となり、それに応じた速度で出力開口４ａの閉鎖
が行われる。このスプール弁６の復帰速度は、上
記排出制御用ニードル２０の調節によつて任意に
設定することができる。

第２図は、上述した制御弁におけるパイロツト
流体圧力と時間、及び出力開口４ａを流れる流体
の流量（開口量）と時間との関係を示すもので、
矢印ａ及びｂは、その部分の勾配をそれぞれ供給
制御用ニードル及び排出制御用ニードルの調節に
よつて変化させ得ることを示しており、破線は、
ニードルを有しないオン・オフ切換えの電磁弁の
みによつてパイロツト弁部を構成した場合の特性
を示している。

また、第３図は、上述した制御弁Ａを用いてシ
リンダ２４の制御を行うための制御回路を例示す
るもので、制御弁Ａの動作は上述した場合と同じ
であるから、説明の重複を避ける意味で同一部分
に同一符号を付してその説明は省略する。なお、
図中２５は電磁切換弁、２６は圧力流体源を示し
ており、この制御弁Ａを用いることによつて制御
回路を非常に簡略化することができると共に、シ
リンダ２４を第４図の特性に従つて制御すること
ができる。

即ち、同図に実線で示すように、シリンダ２４
のストローク開始時には、主弁部１における出力
開口の緩速開放によつて該シリンダ２４はスロー
スタートし、シリンダの復帰ストローク終端にお
いては、主弁部１における出力開口の緩速閉鎖に
よつて該シリンダ２４はスローストツプする。従
つて、シリンダのストローク開始時における飛出
し防止と、ストローク終端におけるクツシヨニン
グとが行われることになる。

なお、第４図中に破線で示したものは、切換速
度をコントロールできない制御弁を使用した場合
のシリンダの特性である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の制御弁の一実施例を示す断面
図、第２図はその特性を示す線図、第３図及び第
４図は、本考案の制御弁の使用例を示すシリンダ
の制御回路図及びシリンダの動作特性図、第５図
は従来例を示すシリンダの制御回路図、第６図は
その動作説明図である。 １……主弁部、２……パイロツト弁部、３……
供給ポート、４……出力ポート、６……スプール
弁、７……パイロツト室、８……パイロツト通
孔、８ａ……供給側パイロツト通孔、８ｂ……出
力側パイロツト通孔、１１……供給通孔、１２…
…出力通孔、１３……排出通孔、１４……弁室、
１７……パイロツト弁、１８……ソレノイド部、
１９……供給制御用ニードル、２０……排出制御
用ニードル、２１……排出口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧力流体の供給ポート及び出力ポートを備えた
   主弁部に、上記ポート間の流路の開口量を制御す
   る主弁体を配設し、該主弁体の端部にパイロツト
   通孔により供給ポートからパイロツト弁部を経て
   主弁体駆動用のパイロツト流体圧を導入するパイ
   ロツト室を形成すると共に、該主弁体の他端にセ
   ツトスプリングを縮設し、上記パイロツト弁部
   に、供給通孔、出力通孔及び排出通孔が開口する
   弁室を設けて、この弁室内に上記出力通孔に供給
   通孔と排出通孔とを切換連通させるパイロツト弁
   を配設し、上記供給通孔と供給側パイロツト通孔
   とを開口量を調節可能な供給制御用ニードルを介
   して連通させると共に、出力通孔とパイロツト室
   とを直接連通させ、排出通孔とパイロツト弁部に
   おいて外部に開放する排出口とを開口量を調節可
   能な排出制御用ニードルを介して連通させ、上記
   パイロツト弁に電磁駆動機構を付設したことを特
   徴とする制御弁。