JPH0512589B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プレス装置の下型クランパ回路にお
けるシヤトル弁に係り、一般の油圧装置等の動作
制御などに利用可能な流体回路の切換弁に関す
る。

〔背景技術とその問題点〕

一般に、流体回路を備えて油圧、空気圧等の流
体圧力を利用して動作する装置においては、シリ
ンダ等に加圧流体を供給または排出して、内部の
ピストンあるいはプランジヤ等を移動させて駆動
力を発生させる。

従来より、プレス装置においては油圧回路が多
数利用されており、例えば、第４図に示すような
下型クランパ回路においては、下型８０を固定す
るボルスタ８１に、シリンダ８２に駆動されて上
下に移動可能なダイリフタ８３と、シリンダ８４
に駆動されて上下に移動可能で、通常はばね８５
により上方向に付勢されるダイクランパ８６とを
備えている。

これらのシリンダ８２，８４には、交互に切り
換えて各々に加圧された作業油を供給あるいは排
出可能な切換弁９０を介して、切換弁９１で切り
換え可能な加圧空気により駆動されて油溜め９２
から汲み上げた作業油を加圧して供給可能な加圧
装置９３が接続されており、この切換弁９０とシ
リンダ８４との間には、チエツク弁９４を備える
とともに、切換弁９５で切換え可能な加圧空気に
より動作可能で、シリンダ８４の作業油を強制的
に排出可能なパイロツト作動チエツク弁９６が設
けられている。

このような下型クランパ回路を備えたプレス装
置においては、下型８０の交換の際には、切換弁
９０を切り換えてシリンダ８２に加圧作業油を供
給し、ダイリフタ８３により下型８０をボルスタ
８１上に浮かして移動させ、交換を迅速かつ容易
に行う。一方、下型８０の固定の際には、切換弁
９０を戻すことによりシリンダ８２の加圧作業油
を油溜め９２に戻してダイリフタ８３を降下させ
て下型８０をボルスタ８０上に置くとともに、シ
リンダ８４に加圧作業油を供給し、ばね８５に抗
して下降するダイクランパ８６により締め付け
て、下型８０を迅速、容易かつ確実に固定を行
う。

このとき、シリンダ８４内の加圧作業油は、プ
レス作業の際に高荷重がかかつて油圧が不必要に
上昇することがあり、漏れや逆流を防ぐためにス
プール弁ではなくパイロツト作動チエツク弁９６
およびチエツク弁９４を用いる必要があつた。

一方、このパイロツト作動チエツク弁９６は、
切換弁９５を切り換えることにより開かれ、加圧
装置９３からシリンダ８４に至る経路の作業油を
油溜め９２に戻し、シリンダ８４内の油圧を下げ
てダイクランパ８６の締め付けを緩め、下型８０
をボルスタ８１上に置いた状態で位置の調整等が
可能となる。しかし、加圧装置９３は、その負荷
に応じて動作を行う構造であるため、このような
負荷が零に近い状態で動作は好ましくなく、これ
を停止させるために切換弁９１を設け、これを切
り換えて加圧空気の供給を停止させる必要があつ
た。

また、切換弁９０としてはスプール型の四方切
換弁が用いられており、作業油の漏れが生じて油
圧低下の原因となり易いという欠点があるが、こ
れを解決するためには、このような切換弁９１と
パイロツト作動チエツク弁９６とに代えて、４つ
のパイロツト作動チエツク弁を用いる等が必要で
あり、これらの動作制御のために電気的あるいは
制御用流体による制御手段が必要となり、装置が
複雑になるという欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、構造が簡単かつ設置が容易
で、油圧等を扱う流体回路の切り換えが容易なシ
ヤトル弁を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

本発明においては、吸入口と吐出口とドレン口
とを有し、この吸入口と吐出口とを連通する吸入
口回路と、吐出口とドレン口とを連通するドレン
口回路とを備えたケーシングに、前記吸入口回路
およびドレン口回路の各々を独立に開閉可能に対
向配置された一対の弁体と、この弁体間に各々を
互いに離れる方向に付勢可能に介装され、各々の
弁体を付勢して吸入口回路およびドレン口回路を
それぞれ閉塞させるばねと、ドレン口側の弁体に
よるドレン口回路の閉塞を解除するとともに、吸
入口側の弁体により吸入口回路を強制的に閉塞す
る弁体駆動シリンダと、この弁体駆動シリンダに
外部からの加圧流体を供給または排出可能な弁体
駆動切換弁とを一体に設け、以上によりシヤトル
弁を構成する。

このような構成からなるシヤトル弁において
は、吸入口に供給される加圧された作業油の油圧
がばねの付勢力を上回つた時点で、吸入口側の弁
体による吸入口回路の閉塞が解除され、作業油は
吐出口側へと流れて吐出口側の油圧を上昇させ
る。このとき、これらの弁体はチエツク弁として
動作するため、吐出口側の圧力が吸入口側より高
くなつた際には再び閉塞されて逆流を防ぎ、また
ドレン口側への漏れを防げるため、吐出口側の油
圧は維持されて不必要な油圧低下を防止でき、特
にチエツク弁などを設ける必要はなく、構造を簡
単にできる。

一方、弁体駆動切換弁を切り換えた際には、外
部からの加圧流体が弁体駆動シリンダに供給さ
れ、このシリンダ内のピストンあるいはプランジ
ヤ等が移動されてドレン口側の弁体によるドレン
口回路の閉塞が解除され、既に吐出口側に送られ
ていた作業油はドレン口回路からドレン口へ排出
されるとともに、吸入口側の弁体により吸入口回
路が閉塞され、加圧された作業油の吐出口側への
供給を停止し、吐出口側の油圧を低下させる。以
上により本発明は、簡単な構造で油圧回路の切り
換えを可能とし、前記目的を達成しようとするも
のである。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

本実施例において、第１図に示すシヤトル弁１
および第２図に示すシヤトル弁５は、それぞれ本
発明に基づくものであり、これらはともに第３図
に示す下型クランパ回路に組み込まれる。

第１図において、シヤトル弁１のケーシング１
０の表面には吸入口１１、吐出口１２、ドレン口
１３が形成され、また内部には弁体収容部２が形
成されており、さらに吸入口１１から弁体収容部
２を経て吐出口１２に連通された吸入口回路１４
と、吐出口１２から弁体収容部２を経てドレン口
１３に連通されたドレン口回路１５とが設けられ
ている。

弁体収容部２には一対の弁体２０，２１が収め
られており、吸入口１１側の弁体２０は吸入口回
路１４を、またドレン口１３側の弁体２１はドレ
ン口回路１５を、それそれ独立して開閉可能に対
向配置されている。

この弁体２０，２１の間には、これらを互いに
離れる方向に付勢可能で、各々の弁体２０，２１
を付勢して吸入口回路１４およびドレン口回路１
５を閉塞するばね２２が介装されている。

一方、ケーシング１０には弁体駆動切換弁３と
弁体駆動シリンダ４とが設けられている。

弁体駆動切換弁３はケーシング１０に形成され
たシリンダ３０と、このシリンダ３０とケーシン
グ１０の外部とを連通する第１ポート３１および
第２ポート３２と、このシリンダ３０と弁体駆動
シリンダ４とを連通する連通孔３３とを備え、さ
らにシリンダ３０内には、内部を摺動して連通孔
３３と第１ポート３１または第２ポート３２のい
ずれかとの連通を交互に切り換え可能なスプール
３４と、このスプール３４を上方向に付勢してシ
リンダ３０内の移動上限位置（図示のように連通
孔３３と第２ポート３２とが連通した状態）に保
持可能なばね３５と、外部からの通電によりこの
スプール３４を下方向に誘導し、ばね３５の付勢
力に抗してスプール３４をシリンダ３０内の移動
下限位置（図示より下へ移動して連通孔３３と第
１ポート３１とが連通する状態）まで駆動可能な
ソレノイド３６とが収められている。なお、スプ
ール３４は、シリンダ３０の両端を連通するバイ
パスにより側圧をバランスされ、僅かな力で移動
可能とされている。

弁体駆動シリンダ４はケーシング１０に形成さ
れたシリンダ４０と、このシリンダ４０内に収め
られたピストン４１と、これを図中右方向に付勢
するばね４２とを備えており、さらにこのピスト
ン４１に一端を連結されて一体に動作するピスト
ンロツド４３を備えている。このピストンロツド
４３の他端はドレン口回路１５内に達してこれを
閉塞する弁体２１に当接されており、ピストン４
１が図中左方向に移動した際には、ピストンロツ
ド４３を介して弁体２１を移動させ、弁体２１に
よるドレン口回路１５の閉塞を解除可能とされ、
さらに弁体２１を介して圧接することにより弁体
２０を図中左方向に付勢して吸入口回路１４を強
制的に閉塞可能とされている。

なお、このように構成されたシヤトル弁１は、
第３図の鎖線枠内のように略記される。

このようなシヤトル弁１に対し、第２図に示す
ようなシヤトル弁５は、シヤトル弁１とほぼ同じ
構成を備え、さらに圧力検出用のリミツトスイツ
チ５０を備えている。

第２図において、シヤトル弁５は、そのケーシ
ング１０の表面の一部に、圧力検出用のリミツト
スイツチ５０を取付けられ、また内部に前記弁体
収容部２に連通されたシリンダ５１を形成されて
いる。さらに、このシリンダ５１内に挿入され、
通常はばね５２によつて図中右方向に付勢される
ピストン５３およびピストンロツド５４を備え、
吐出口１２側に圧力がかかつた場合には、これら
を介してリミツトスイツチ５０が押され、加圧が
正常であることの表示等の所定の動作が可能とさ
れている。

なお、このように構成されたシヤトル弁５は、
第３図の鎖線枠内のように略記される。

以上のように構成された本実施例のシヤトル弁
１および５は、第３図に示すように接続され、プ
レス装置の下型クランパ回路を構成する。

第３図において、シヤトル弁１および５の吸入
口１１はともに作業油加圧装置６に接続されてお
り、また各々のドレン口１３は油溜め６０に接続
されている。また、シヤトル弁１の吐出口１２は
下型クランパ７のシリンダ７４に接続され、シヤ
トル弁５の吐出口１２は下型クランパ７のシリン
ダ７６に接続されている。さらに、シヤトル弁１
の第２ポート３２とシヤトル弁５の第１ポート３
１とは、図示しない加圧空気供給装置に接続され
ている。

作業油加圧装置６は、加圧空気により動作可能
な加圧ポンプ６１と、これに加圧空気を供給また
は排出可能な動作制御弁６２とからなる。動作制
御弁６２は、２つの切換弁と時間遅れを発生させ
る空気溜めおよび絞りとを備え、図示しない加圧
空気供給装置から送られる連続的な加圧空気によ
り動作し、加圧ポンプ６１の負荷に応じて断続的
に加圧空気を供給または排出可能とされている。
加圧ポンプ６１は、この加圧空気の供給または排
出の繰り返しにより駆動されて油溜め６０から作
業油を汲みあげ、これを加圧してシヤトル弁１お
よび５の吸入口１１に供給可能とされている。

下型クランパ７は、ダイリフタ７０とダイクラ
ンパ７１とを備え、プレス装置の下型７２を取り
つけるボルスタ７３に設けられている。ダイリフ
タ７０は、油圧により駆動されるシリンダ７４を
備え、シヤトル弁１から加圧された作業油を供給
されて上昇し、下型７２をボルスタ７３上に上昇
させて支持可能であり、シヤトル弁１からの油圧
が解放されると重力により下降可能とされてい
る。ダイクランパ７１は、これを上向きに付勢す
るばね７５と、油圧により駆動されるシリンダ７
６とを備え、シヤトル弁５から加圧された作業油
を供給されて下降して下型７２をボルスタ７３に
圧接させて確実かつ容易に取り付け可能で、シヤ
トル弁５からの油圧が解放されるとばね７５の付
勢力により上昇可能とされている。

以上のように構成された下型クランパ回路にお
いては、プレス作業にあたつて、ダイクランパ７
１で下型７２をボルスタ７３に圧接させ、締めつ
けることにより、下型７２の固定を迅速、容易か
つ確実に行う。一方、下型７２の交換の際には、
ダイクランパ７１による締めつけを開放するとと
もに、ダイリフタ７０を上昇させ、下型７２をボ
ルスタ７３に浮上させて支持し、下型７２の交換
を迅速かつ容易に行う。このとき、ダイクランパ
７１およびダイリフタ７０は、それぞれシヤトル
弁１および５により切り換えられる加圧された作
業油の供給または排出により動作制御されるが、
これらのシヤトル弁１および５の動作を、ダイク
ランパ７１の動作を制御するシヤトル弁５の例に
より説明する。

プレス作業の際には、シヤトル弁５を加圧状態
とし、シリンダ７６に加圧された作業油を供給し
てダイクランパ７１を下方向に移動させ、下型７
２をボルスタ７３に確実に固定させる。

シヤトル弁５において、ソレノイド３６に通電
のないとき、弁体駆動切換弁３のスプール３４は
シリンダ３０内の移動上限位置にあり、弁体駆動
シリンダ４のシリンダ４０は連通孔３３を経て第
２ポート３２に接続され、大気圧に開放されてい
る。

このため、シヤトル弁５においては、ピストン
４１はばね４２の付勢力によりシリンダ４０内の
右端位置に移動され、ピストンロツド４３の圧接
を受けない弁体２１はばね２２の付勢力によりド
レン口回路１５を閉塞するが、吸入口回路１４を
閉塞する弁体２０は、作業油加圧手段６から吸入
口１１へ供給される作業油の圧力により押し開か
れ、作業油は吸入口回路１４を経て吐出口１２へ
と通され、ダイクランパ７１へと送られる。

ダイクランパ７１においては、シヤトル弁５か
ら送られた作業油が、シリンダ７６内でばね７５
の付勢力に抗してダイクランパ７１を下方向に移
動させ、下型７２を締めつけてボルスタ７３への
固定を迅速かつ容易にする。

このとき、シヤトル弁５の弁体２０，２１はチ
エツク弁として動作し、プレス作業に伴い下型７
２およびダイクランパ７１に荷重がかかるなどし
て、シリンダ７６の圧力、すなわち吐出口１２側
の圧力が吸入口１１側より高くなつた際には弁体
２０は再び閉塞されて逆流を防ぎ、また弁体２１
は吐出口１２側が高圧であつてもドレン口１３側
への漏れを防ぎ、吐出口１２側の油圧を維持して
ダイクランパ７１の油圧低下を防止し、固定を確
実にする。

一方、下型７２の交換あるいはボルスタ７３上
での下型７２の位置調整等の際には、ダイクラン
パ７１による下型７２の締めつけを解除する。

シヤトル弁５において、ソレノイド３６に通電
があると、弁体駆動切換弁３のスプール３４はソ
レノイド３６に移動され、ばね３５の付勢力に抗
してシリンダ３０内の移動下限位置とされ、第１
ポート３１に図示しない加圧空気供給装置から供
給される加圧空気は、連通孔３３を経て弁体駆動
シリンダ４のシリンダ４０に供給される。

弁体駆動シリンダ４においては、この加圧空気
によりピストン４１がばね４２の付勢力に抗して
シリンダ４０の左端に移動され、ピストンロツド
４３がドレン口回路１５を閉塞する弁体２１に圧
接して押し開くことにより吸入口回路１４から吐
出口１２へ通じる前記作業油の一部をドレン口１
３へ排出させ、ダイクランパ７１へ送られる作業
油の圧力を低下させる。さらに、ピストンロツド
４３は弁体２１を左方向に移動させ、弁体２１を
対向配置された弁体２０に圧接させ、弁体２０に
より吸入口回路１４を閉塞させ、ダイクランパ７
１のシリンダ７６への加圧作業油の供給を遮断す
るとともに、ドレン口回路１５を解放して既にシ
リンダ７６に送られていた作業油を油溜め６０に
戻す。このため、ダイクランパ７１のシリンダ７
６内の油圧が低下し、ダイクランパ７１が上昇し
て下型７２のクランプが解除される。

さらに、下型７２の交換の際には、シヤトル弁
１を切り換えて、ダイリフタ７０を上昇させるこ
とにより下型７２をボルスタ７３上に浮上させて
支持する。

通常時あるいはプレス作業時等、シヤトル弁１
のソレノイド３６に通電のないとき、弁体駆動切
換弁３のスプール３４はシリンダ３０内の移動上
限位置にあり、第２ポート３２に外部から供給さ
れる加圧空気は、連通孔３３を経て弁体駆動シリ
ンダ４のシリンダ４０に供給されている。このと
き、シヤトル弁１の動作はシヤトル弁５の動作と
同様であり、ダイリフタ７０のシリンダ７４内の
油圧は開放されてダイリフタ７０は下降した位置
とされている。

ここで、シヤトル弁１のソレノイド３６に通電
があると、弁体駆動切換弁３のスプール３４はソ
レノイド３６に移動され、ばね３５の付勢力に抗
してシリンダ３０内の移動下限位置とされ、弁体
駆動シリンダ４のシリンダ４０は連通孔３３を経
て第１ポート３１に接続され、大気圧に開放され
る。このときのシヤトル弁１の動作もシヤトル弁
５の動作と同様であり、ダイリフタ７０のシリン
ダ７４内には加圧された作業油が供給され、この
ため、ダイリフタ７０は上昇して下型７２をボル
スタ７３上に浮上させて支持し、下型７２の交換
を迅速かつ容易とする。

このような本実施例によれば、油圧等を用いた
シリンダ７４，７６への作業油の供給、排出の切
換えが１つのシヤトル弁１および５で容易に行な
える。このとき、切り換え動作はソレノイド３６
への通電によつて容易に行え、また第１ポート３
１と第２ポート３２とに接続する加圧空気等の配
置により、ソレノイド３６への通電の有無に応じ
てどのように切り換えるかを自由に選択できる。
さらに、吸入口１１側の油圧が高い状態では、弁
体２０，２１がそれぞれチエツク弁として動作す
るため作業油の漏れや逆流を防止でき、さらに前
記シリンダ７４，７６の不用意な油圧低下による
事故等を避けることができる。このため、従来の
スプール弁とパイロツト動作チエツク弁とを用い
た下型クランパ回路に比べ、極めて簡単な構成と
することができる。

また、供給、排出の切換えの際の弁体駆動シリ
ンダ４の動作を低速で行えば、ドレン口１３側の
弁体２１が開かれてから吸入口１１側の弁体２０
が閉じられるまでには、介装されたばね２２によ
り両弁体２０，２１間には距離があるために時間
的な遅れが生じ、一対の弁体２０，２１が適当な
時間差をおいて別々に動作するため、切換えの中
間位置においては吸入口１１、吐出口１２、ドレ
ン口１３が連通され、特別な手段を用いなくとも
油圧の急激な変化が避けられる。

以上に示したように、下型クランパ回路に適用
した例により本実施例のシヤトル弁１および５を
説明したが、本発明のシヤトル弁１または５はこ
のような利用に限らず多様な油圧装置あるいは回
路に利用可能である。

なお、前記実施例においては、弁体駆動シリン
ダ４のピストンロツド４３を、弁体２１を介して
弁体２０を圧接させ、吸入口回路１４を強制的に
閉塞させたが、これはピストンロツド４３を弁体
２１に挿通させるなどして弁体２０を直接圧接す
るものでもよい。また、弁体駆動シリンダ４は外
部から供給される制御用流体により移動可能なピ
ストン４１と、これに連結されて一体に動作可能
なピストンロツド４３とを備えたシリンダ４０で
あるとしたが、これはラムあるいはプランジヤを
備えたシリンダでもよい。さらに、弁体駆動切換
弁３はソレノイド３６により切り換えられるとし
たが、パイロツト流体等を介在させてもよく、ま
た加圧空気等の制御用流体によつて直接切り換え
られるとしてもよい。

このように、本発明は特定の実施態に限定され
るものではなく、要するに、吸入口１１と吐出口
１２とを連通する吸入口回路１４と、吐出口１２
とドレン口１３とを連通するドレン口回路１５と
を、各々独立に開閉可能に対向配置された一対の
弁体２０，２１と、これらの弁体２０，２１間に
各々を互いに離れる方向に付勢可能に介装され、
各々の弁体を付勢して吸入口回路１４およびドレ
ン口回路１５をそれぞれ閉塞させるばね２２と、
ドレン口１３側の弁体２１を移動させてドレン口
回路１５の閉塞を解除するとともに、吸入口１１
側の弁体２０により吸入口回路１４を強制的に閉
塞する弁体駆動シリンダ４と、この弁体駆動シリ
ンダ４に、外部から供給される加圧流体を供給ま
たは排出可能な弁体駆動切換弁３とを一体に備え
たシヤトル弁１，５を構成するということであ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明のシヤトル弁によれば、
構造を簡単かつ設置を容易とすることができ、さ
らに油圧回路の切り換えが容易に行えるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシヤトル弁を示す
断面図、第２図は前記実施例の圧力検出用リミツ
トスイツチを備えたシヤトル弁を示す断面図、第
３図は前記シヤトル弁を適用した下型クランパ回
路を示す回路図、第４図は下型クランパ回路の従
来例を示す回路図である。 １，５…シヤトル弁、３…弁体駆動切換弁、４
…弁体駆動シリンダ、１１…吸入口、１２…吐出
口、１３…ドレン口、１４…吸入口回路、１５…
ドレン口回路、２０，２１…弁体、２２…ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸入口と吐出口とを連通する吸入口回路と、
   吐出口とドレン口とを連通するドレン口回路と
   を、各々独立に開閉可能に対向配置された一対の
   弁体と、 これらの弁体間に各々を互いに離れる方向に付
   勢可能に介装され、各々の弁体を付勢して吸入口
   回路およびドレン口回路を閉塞させるばねと、 ドレン口側の弁体を移動させてドレン口回路の
   閉塞を解除し、吸入口側の弁体により吸入口回路
   を強制的に閉塞する弁体駆動シリンダと、 この弁体駆動シリンダに、外部から供給される
   加圧流体を供給または排出可能な弁体駆動切換弁
   と を一体に備えたことを特徴とするシヤトル弁。