JPH0426893Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、工作機会等に使用するウエイトバラ
ンス装置の圧力制御弁に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の圧力制御弁は特公昭39−26247
号公報に示される如く、供給流路と負荷流路およ
び排出流路が開口する弁孔に流路間の流体流れを
切換制御させる弁体が摺動自在に嵌合し、弁体の
一端面に連通路を介して負荷流路の圧力が作用す
ると共に、弁体の他端面に圧力調整ばねのばね力
が作用しており、弁体の一端面に作用する圧力に
応じて弁体が移動することにより負荷流路の圧力
を圧力調整ばねのばね力に基づく設定圧力に保持
する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、かかる構成では、弁体の移動により
圧力調整ばねのばね力も変わるため、負荷流路の
圧力を設定圧力に対して変動幅を小さく精密に制
御することができない問題点があつた。

本考案はかかる問題点を解決するもので、負荷
流路の圧力を設定圧力に対して変動幅を小さく精
密に制御できるようにした圧力制御弁を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本考案は、軸方向の一方へ移動してア
クチユエータへ接続の負荷流路を低圧側へ接続の
排出流路に連通し、軸方向の他方へ移動して負荷
流路を圧力流体の圧力源側へ接続の供給流路に連
通するよう軸方向に移動自在な弁体を設け、この
弁体の一方端に絞りを介して設定圧力に調整した
圧力流体を導く第１圧力室を設けると共に、弁体
の他方端に負荷流路の圧力流体を絞りを介して導
く第２圧力室を設け、弁体より大径で設定圧力に
調整した圧力流体の圧力と負荷流路から導く圧力
流体の圧力とが対向作用される２つのダイアフラ
ムをそれぞれ設け、負荷流路から導く圧力流体が
設定圧力に調整した圧力流体より高圧のときの一
方のダイアフラムの変形で開作動されて第１圧力
室を低圧側へ連通する操作弁体と、設定圧力に調
整した圧力流体の圧力が負荷流路から導く圧力流
体より高圧のときの他方のダイアフラムの変形で
第２圧力室を低圧側へ連通する操作弁体とをそれ
ぞれ設けている。

〔作用〕

このような本考案の構成によると、設定圧力に
調整した圧力流体と負荷流路の圧力流体との圧力
に差が生じると、ダイアフラムの変形により一方
あるいは他方の操作弁体が開作動して、第１圧力
室あるいは第２圧力室が低圧側へ連通されてその
圧力室の圧力が低下する。このため、弁体両端の
各圧力室間で圧力差が生じ、これら圧力室の圧力
が作用する弁体は、負荷流路を供給流路あるいは
排出流路へ連通するよう移動して、設定圧力と負
荷流路の圧力との圧力差の解消がはかられる。そ
して、ダイアフラムは弁体より大径で大きな受圧
面積を有するため、負荷流路に小さな圧力変動が
あつてもこれを操作弁体を作動する力に変換で
き、これにより弁体両端の第１圧力室と第２圧力
室に圧力差を作り出して良好に弁体を移動するこ
とができる。このため、負荷流路の圧力の設定圧
力に対する変動幅を小さく押さえることができ
る。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図および第２図において、１は弁本体で、
圧力流体である圧縮空気の圧力源２側へ接続の供
給流路Ｐとアクチユエータである直立状のエアシ
リンダ３のロツド側室３Ａへ接続の負荷流路Ａお
よび低圧側である大気へ開放の排出流路Ｅとを開
口した弁孔４を貫設し、弁孔４には環状スリーブ
５を嵌合している。７は弁体で、環状スリーブ５
の中空孔６に各流路Ｐ，Ａ，Ｅの切換え制御を行
なうよう軸方向へ移動自在に嵌合されている。
８，９は環状スリーブ５の端面に当接した中間部
材で、弁本体１の両端に設けられた第１，第２制
御弁部１０，１１に固定されている。１２，１３
は環状スリーブ５の中空孔６と弁体７の端面７
Ａ、７Ｂと中間部材８，９の内端面８Ａ，９Ａと
により囲まれた第１、第２圧力室であり、各圧力
室１２，１３には負荷流路Ａを供給流路Ｐ及び排
出流路Ｅと遮断する中立位置に弁体７を付勢する
復帰ばね１７，１８がそれぞれ設置されている。
第１制御弁部１０には、圧力調整弁１４により設
定圧力に調整された圧縮空気を導入する導入孔１
５と、この導入孔１５に絞り１５Ａを介して連通
した開閉室８Ｃが設けてあり、この開閉室８Ｃ
は、中間部材８の通孔８Ｄにより第１圧力室１２
へ連通している。また、第２圧力室１３は、負荷
流路Ａから圧縮空気を導く通孔１６へ絞り１６Ａ
を介して連通されると共に、第２制御弁部１１に
は、中間部材９の通孔９Ｄにより第２圧力室１３
と連通した開閉室９Ｃが設けてある。１９，２０
は、各制御弁部１０，１１内に弁体７が嵌合され
た環状スリーブ５の中空孔６より大径の大径孔に
よつて形成した制御室で、各制御室１９，２０
は、中心部に押圧部材２１Ａ，２２Ａを有したダ
イアフラム２１，２２により、内方室１９Ａ，２
０Ａと外方室１９Ｂ，２０Ｂとに軸方向で区画さ
れており、第１制御弁部１０の内方室１９Ａ及び
第２制御弁部１１の外方室２０Ｂはそれぞれ導入
孔１５に連通している。また、第１制御弁部１０
の外方室１９Ｂ及び第２制御弁部１１の内方室２
０Ａはそれぞれ通孔１６を介して負荷流路Ａに連
通している。２３，２４はその弁部２３Ａ，２４
Ａと弁座２３Ｂ，２４Ｂとの着離にて開閉室８
Ｃ，９Ｃと大気開放の排出口２５，２６との間を
連通遮断する操作弁体である。そして、各操作弁
体２３，２４は、各開閉室８Ｃ，９Ｃに付設され
た押圧ばね２７，２８による付勢で弁部２３Ａ，
２４Ａが弁座２３Ｂ，２４Ｂに着座して閉作動す
るよう押圧されると共に、ダイアフラム２１，２
２の内方へのたわみ変形でその押圧部材２１Ａ，
２２Ａを介して、弁部２３Ａ，２４Ａが弁座２３
Ｂ，２４Ｂから離座し開作動するよう押圧される
ようになつている。そして、エアシリンダ３は、
ヘツド側室３Ｃを大気開放し、そのピストンロツ
ド３Ｂをチエイン２９によりホイール２７Ａを介
してバランス対象の重量体２８Ａと接続し、これ
により、負荷流路Ａよりロツド側室３Ａに導入さ
れる圧縮空気の圧力でピストンロツド３Ｂに生じ
る下向きの作用力により重量体２８Ａの重量の相
殺をはかつている。

次にかかる構成の作動を説明する。

第１図と第２に図示の状態は、圧力調整弁１４
から導入孔１５に導かれる設定圧力と、エアシリ
ンダ３のロツド側室３Ａに連通する負荷流路Ａの
圧力が等しい状態を示している。すなわち、各ダ
イアフラム２１，２２は両側から等しい圧力の作
用を受けて内外方のどちらにもたわまない中立状
態にあり、弁体７は両側の第１圧力室１２と第２
圧力室１３から等しい圧力の作用を受けて復帰ば
ね１７，１８により中立位置にある。そして、各
操作弁体２３，２４も押圧ばね２７，２８による
付勢で閉位置にある。また、重量体２８Ａは、そ
の重量とロツド側室３Ａ内の圧縮空気の圧力によ
つてピストンに生じる作用力とが相殺されたバラ
ンス状態となつている。

ここで、重量体２８Ａを上方へ移動させると、
ピストンが下降してロツド側室３Ａの容積が増大
し、これによりロツド側室３Ａに連通する負荷流
路Ａの圧力が低下する。この負荷流路Ａの圧力低
下に応じてダイアフラム２２は内方に、またダイ
アフラム２１は外方へとたわむ。操作弁体２４
は、ダイアフラム２２の内方へのたわみにより押
圧部材２２Ａを介し押圧されて開作動する。この
ため、開閉室９Ｃ及び第２圧力室１３は、圧縮空
気が排出口２６へ排出される一方、絞り１６Ａに
より通孔１６からの圧縮空気の流入が抑えられる
ため圧力が急激に低下し、第１圧力室１２と第２
圧力室１３に圧力差を生じ、この圧力差に応じた
押圧力で弁体７が左方向へ移動して負荷流路Ａが
供給流路Ｐと連通する。このため、負荷流路Ａは
供給流路Ｐから圧縮空気を供給されてその圧力が
上昇する。そしてこの圧縮空気の供給で負荷流路
Ａの圧力が設定圧力に対し過剰に上昇すると、ダ
イアフラム２２は外方に、ダイアフラム２１は内
方にたわむ。操作弁体２４は押圧ばね２８に付勢
されて閉位置となる一方、操作弁体２３はダイア
フラム２１の内方へのたわみにより押圧部材２１
Ａを介し押圧されて開作動される。これにより第
２圧力室１３の圧力を絞り１６Ａからの圧縮空気
の流入で上昇させ、第１圧力室１２及び開閉室８
Ｃは排出口２５より圧縮空気が排出する一方、絞
り１５Ａにより圧縮空気の流入が抑えられるため
その圧力が急激に低下し、弁体７両側の第１圧力
室１２と第２圧力室１３の圧力差に基づき弁体７
を右方向へ移動し、負荷流路Ａは排出流路Ｅに連
通して圧縮空気空気が排出されて圧力が低下す
る。このような作動の反復で重量体２８Ａを上昇
移動するとき、負荷流路Ａからロツド側室３Ａに
導かれる圧縮空気の圧力の変動は、設定圧力に対
しわずかな変動幅に抑えることができる。

そしてまた、重量体２８Ａを図示状態より下方
へ移動させるとロツド側室３Ａの容積減少で負荷
流路Ａの圧力が上昇し、ダイアフラム２２が外方
へ、ダイアフラム２１が内方へたわみ、前記の如
く、操作弁体２３はダイアフラム２１の内方への
たわみで開作動する結果、第１圧力室１２の圧力
が低下して弁体７が右方向に移動し、これにより
負荷流路Ａが排出流路Ｅに連通して、ロツド側室
３Ａの圧縮空気が排出され圧力が低下する。

また、この排出で、負荷流路Ａの圧力が設定圧
力に対し過剰に低下すれば、各ダイアフラム２
２，２１は逆方向にたわんで前述の如くダイアフ
ラム２２によつて操作弁体２４が開作動する結
果、第２圧力室１３の圧力が低下して弁体７が左
方向へ移動し、負荷流路Ａは供給流路Ｐから圧縮
空気が供給されて圧力が上昇する。このような作
動の反復で、重量体２８Ａを上昇移動する場合と
同様、負荷流路Ａからロツド側室３Ａに導かれる
圧縮空気の変動は、設定圧力に対しわづかな変動
幅に抑えることができる。

このように重量体２８Ａの上昇、下降いずれの
場合でも、設定圧力に対する負荷流路Ａの圧力変
動は弁体７より大径となるダイアフラム２１，２
２で検出してこれに応じて操作弁体２３，２４を
開作動して弁体７が圧力変動を抑えるように移動
されるものであり、ごく小さい圧力変動であつて
も大面積のダイアフラム２１，２２によつて操作
弁２３，２４を開操作する十分な力に変換できる
ため、負荷流路Ａの圧力変動を非常に小さい幅に
抑えることができる。このため、重量体２８Ａの
上昇、下降の際、エアシリンダ３のロツド側室３
Ａの圧力が重量体２８Ａの重量をバランスさせる
設定圧力に対し、わずかしか変動しないから、重
量はほぼ完全に相殺され、上昇、下降はごく小さ
な力を要するのみでよい。

また、圧力調整弁１４による設定圧力が低くて
も、設定圧力に対する負荷流路Ａの圧力の差によ
り、大きな受圧面積のダイアフラム２１，２２で
操作弁体２３，２４を良好に作動でき、これによ
り弁体７の両端の第１圧力室１２，第２圧力室１
３に弁体７を移動させるための圧力差が作り出せ
るので、負荷流路Ａの圧力を設定圧力のごく近傍
に保つ圧力制御作用が良好に得られ、圧力設定範
囲が広い圧力制御弁が得られる。

〔考案の効果〕

このように、本考案によれば、軸方向の一方へ
移動してアクチユエータへ接続の負荷流路を低圧
側へ接続の排出流路に連通し、軸方向の他方へ移
動して負荷流路を圧力流体の圧力源へ接続の供給
流路に連通するよう軸方向に移動自在な弁体をも
うけ、この弁体の一方端に絞りを介して設定圧力
に調整した圧力流体を導く第１圧力室を設けると
共に、弁体の他方端に負荷流路の圧力流体を絞り
を介して導く第２圧力室を設け、弁体より大径で
設定圧力に調整した圧力流体の圧力と負荷流路か
ら導く圧力流体の圧力とが対向作用される２つの
ダイアフラムをそれぞれ設け、負荷流路から導く
圧力流体が設定圧力に調整した圧力流体より高圧
のときの一方のダイアフラムの変形で開作動され
て第１圧力室を低圧側へ連通する操作弁体と、設
定圧力に調整した圧力流体の圧力が負荷流路から
導く圧力流体より高圧のときの他方のダイアフラ
ムの変形で第２圧力室を低圧側へ連通する操作弁
体とをそれぞれ設けているため、負荷流路の圧力
を設定圧力に対して変動幅を小さく精密に制御す
ることができる。

また、設定圧力が低くても、設定圧力に対する
負荷流路の圧力差により、大きな受圧面積のダイ
アフラムで操作弁体を作動し、これにより弁体の
両端の第１圧力室と第２圧力室に弁体を移動させ
るための圧力差が作り出せるため負荷流路の圧力
を設定圧力のごく近傍に保つ圧力制御作用が良好
に得られ、圧力設定の範囲が広く得られる実用上
の優れた作用効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す圧力制御弁の
断面図、第２図は本考案の一実施例を示す圧力制
御弁をウエイトバランス装置に用いた回路図であ
る。 Ａ……負荷流路、Ｅ……排出流路、Ｐ……供給
流路、２……圧力源、７……弁体、１２……第１
圧力室、１３……第２圧力室、１５Ａ，１６Ａ…
…絞り、２１，２２……ダイアフラム、２３，２
４……操作弁体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 軸方向の一方へ移動してアクチユエータへ接続
   の負荷流路Ａを低圧側へ接続の排出流路Ｅに連通
   し、軸方向の他方へ移動して負荷流路Ａを圧力流
   体の圧力源２側へ接続の供給流路Ｐに連通するよ
   う軸方向に移動自在な弁体７を設け、弁体７の一
   方端に絞り１５Ａを介して設定圧力に調整した圧
   力流体を導く第１圧力室１２を設けると共に、弁
   体７の他方端に負荷流路Ａの圧力流体を絞り１６
   Ａを介して導く第２圧力室１３を設け、弁体７よ
   り大径で設定圧力に調整した圧力流体の圧力と負
   荷流路Ａから導く圧力流体の圧力とが対向作用さ
   れる２つのダイアフラム２１，２２をそれぞれ設
   け、負荷流路Ａから導く圧力流体が設定圧力に調
   整した圧力流体より高圧のときの一方のダイアフ
   ラム２１の変形で開作動されて第１圧力室１２を
   低圧側へ連通する操作弁体２３と、設定圧力に調
   整した圧力流体の圧力が負荷流路Ａから導く圧力
   流体より高圧のときの他方のダイアフラム２２の
   変形で第２圧力室１３を低圧側へ連通する操作弁
   体２４とをそれぞれ設けた圧力制御弁。