JPH087156Y2 - 位置制御用バルブ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は精密測定機あるいは精密加工機などを載置
する除振台に使用して好適な位置制御用バルブに関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来、除振台が基準位置から大きく外れた場合には急
激に復帰動作を行い、基準位置近くなった時に復帰動作
が緩やかになる位置制御用バルブとして、特開平２−12
000号公報に開示されたものが提案されている。この位
置制御用バルブは、除振台本体を支持するシリンダや空
気ばねなどの位置制御用アクチュエータに連通されるI/
O室と、圧縮空気源に連通するインポート室並びに位置
制御用アクチュエータ内の空気を大気開放するイグゾー
スト室とをバルブ本体に設け、インポート室に開口する
I/O室の空気用弁孔にI/O室側に押圧付勢され、I/O室に
て次第に細くなるテーパ状開閉弁を開閉自在に配設する
とともに、テーパ状開閉弁の細径側に突出した摺動筒部
をI/O室からイグゾースト室にかけてその外周面が気密
状態になるように挿通し、該摺動筒部にI/O室とイグゾ
ースト室とを繋ぐ連通通路を穿設し、除振台本体の動き
に合わせて摺動し、その挿入端が摺動筒部から離間する
方向に常時付勢されるピストンをイグゾースト室に配設
し、ピストンの挿入端に突設せる円錐状開閉弁を連通路
のイグゾースト室側排気用弁孔に開閉自在に配設して構
成されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、前記従来の位置制御用バルブは、ピストン
の挿入端に円錐状開閉弁が一体に突出形成されていたの
で、除振台本体が基準位置に保持されて円錐状開閉弁が
連通路のイグゾースト室側排気用弁孔を閉鎖した状態に
おいて、摺動筒部、ピストン及び円錐状開閉弁の製作あ
るいは組付け誤差により摺動筒部と開閉弁の中心軸線と
が斜交していると、円錐状開閉弁と連通路のイグゾース
ト室側排気用弁孔とのシール面に隙間が生じてシール性
が低下する。従って、位置制御用アクチュエータからI/
O室を通ってイグゾースト室に漏洩する空気量にばらつ
きが生じ、不安定な位置制御動作になるという問題があ
った。

又、圧縮空気源をもたない精密測定室などではボンベ
を使用しているが、前述した空気の洩れがあると、ボン
ベの気体はすぐに消費され、空気漏れによる騒音も発生
するという問題がある。

なお、従来、除振台本体の位置制御精度の向上を図る
ため、弾性シール方式から、不感帯のないメタルシール
方式にしているが、メタンシール方式では微量ではある
が円錐状開閉弁のシール部から空気漏れが発生する。従
って、シール性が低下しないようにするために、ピスト
ンあるいは円錐状開閉弁の寸法精度を高める必要があ
り、この結果、製造及び組付けが困難でコストダウンを
図ることができないという問題があった。

この考案の目的はピストンや開閉弁の傾きに無関係に
シール性を確保することができるとともに、位置制御精
度を向上することができ、さらに、ピストンや開閉弁の
寸法精度を低下させてコストダウンを図ることができる
位置制御用バルブを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 この考案は上記目的を達成するため、バルブ本体に対
し除振台本体を支持するシリンダや空気ばねなどの位置
制御用アクチュエータに連通するI/O室と、圧縮空気源
に連通するインポート室と、位置制御用アクチュエータ
内の空気を大気開放するイグゾースト室とを設け、前記
I/O室と前記インポート室を給気用弁孔により連通する
とともに、この給気用弁孔を開閉するテーパ状開閉弁を
インポート室に収容し、前記I/O室にはテーパ状開閉弁
に設けた摺動筒部をその外周面がI/O室（８）とイグゾ
ースト室との区間で気密性をもって往復摺動可能に挿通
し、前記摺動筒部には前記I/O室と前記イグゾースト室
を連通する連通路を形成し、前記イグゾースト室には除
振台本体の動作に応じて摺動し、かつ前記開閉弁から常
時離隔する方向に付勢されたピストンを配設し、さらに
前記連通路のイグゾースト室側排気用弁孔と、前記ピス
トンとの間に該排気用弁孔を開閉するための球状開閉弁
又は円錐状開閉弁を遊動可能に収容するという手段をと
っている。

〔作用〕

この考案は除振台本体上に機器等の負荷を載置する
と、負荷に応じて除振台本体が降下する。すると、位置
制御用バルブのピストンが除振台本体とともに押し下げ
られ、ピストンの挿入端がテーパ状開閉弁を押し下げ、
インポート室とI/O室とを連通する。このため、インポ
ート室からI/O室を通ってアクチュエータに圧縮空気が
供給され、除振台本体が押し上げられる。さらに、基準
位置近くまで除振台本体が押し上げられると、それに応
じてピストンも上昇してテーパ状開閉弁がインポート室
からI/O室への弁孔を次第に閉塞してインポート室からI
/O室への圧縮空気の流入を抑制する。この結果、基準位
置に向けて除振台本体が徐々に押し上げられ、基準位置
にソフトランディングされる。

逆に、負荷が取り除かれたような場合、除振台本体が
上昇するが、このとき、ピストンが上昇するとともに、
球状開閉弁又は円錐状開閉弁がI/O室から連通路を経て
イグゾースト室に流入する空気により開放されるため、
アクチュエータ内の空気が大気開放されて、除振台本体
が降下する。

基準位置の近くになるとピストンにより球状開閉弁又
は円錐状開閉弁が下がり、I/O室とイグゾースト室の連
通状態が徐々に閉塞されて空気の抜けが規制され、前記
同様に除振台本体が基準位置にソフトランディングす
る。

この考案は摺動筒部とピストンとの間に球状開閉弁又
は円錐状開閉弁が遊動可能に収容されているので、連通
路のイグゾースト側排気用弁孔に対し、前記開閉弁が遊
動しながら最適のシール位置に押圧保持され、シール性
が確保される。

〔実施例〕

以下、この考案を具体化した第一実施例を第１図〜第
５図に基づいて詳細に説明する。

第５図に示すように除振台本体１は、シリンダや空気
ばね２などの位置制御用アクチュエータにより支持され
ている。このアクチュエータは空気ばね２の場合には圧
力容器３とゴム製のばね部４とで構成されている。この
実施例では空気ばね２をアクチュエータとして説明する
が、これに限られるものではない。

前記圧力容器３の側壁には支持アーム５を介してこの
考案の位置制御用バルブ６が立設されている。この位置
制御用バルブ６について第２図を中心に説明すると、バ
ルブ本体７には、I/O室８が形成され、該室８はI/Oポー
ト９及び管路P2を介して前記圧力容器３に連通されてい
る。又、バルブ本体７にはインポート室10が形成され、
該室10はインポート11及び管路P1を介して圧縮空気源12
に接続されている。さらに、バルブ本体７の上部にはイ
グゾースト室13が形成され、該室13はイグゾースト14に
より大気と連通されている。

前記I/O室８及びインポート室10は、テーパ状をなす
給気用弁孔15により連通され、前記インポート室10には
前記給気用弁孔15を開閉するためのテーパ状開閉弁16が
収容され、常には押圧ばね17により前記給気用弁孔15を
閉鎖する方向に付勢されている。又、前記I/O室８には
開閉弁16の小径部側に一体に形成した摺動筒部16aが該I
/O室８からイグゾースト室13にかけてその外周面が気密
状態になるように摺動可能に挿通されている。

前記摺動筒部16a内にはI/O室８とイグゾースト室13を
連通可能な連通路18が形成されている。前記イグゾース
ト室13にはピストン19が上下方向の往復摺動可能に、圧
縮ばね20により常には摺動筒部16aから離間する方向に
付勢状態で挿入されている。このピストン19の内端面に
凹設した収容凹部19aと、前記摺動筒部16aの上端部に形
成したイグゾースト側排気用弁孔18aとの間には、該排
気用弁孔18aを開閉可能な球状開閉弁21が遊動可能に収
容されている。

前記バルブ本体７の上端面にはブラケット22が立設さ
れ、該ブラケット22には支軸23を介してレバー24が回動
可能に支持され、該レバー24には前記ピストン19の上端
面に当接する作動ピン25が螺合固定されている。又、前
記レバー24の先端部には第５図に示すように当接棒26が
支持され、該当接棒26の上端が前記除振台本体１の下面
に当接されている。そして、除振台本体１が昇降動作さ
れると、当接棒26,レバー24及び作動ピン25を介してピ
ストン19が上下に往復動される。

次に、前記のように構成した位置制御用バルブについ
て、その動作を説明する。

第２図はテーパ状開閉弁16が給気用弁孔15を閉鎖し、
球状開閉弁21が連通路18のイグゾースト側排気用弁孔18
aを閉鎖して、圧力容器３内の圧力が一定に保持され、
除振台本体１が基準位置Ｓに保持された状態を示す。

この状態において、除振台本体１の上面に載置した負
荷（図示略）が除去されると、第３図に示すようにレバ
ー24が軸23を中心に上方に回動され、このため、ピスト
ン19が圧縮ばね20により上方に移動される。すると、球
状開閉弁21が圧力容器３から管路P2、I/Oポート９、I/O
室８及び連通路18からイグゾースト室13に流れる空気に
より開放され、この空気はイグゾースト室13からイグゾ
ースト14を経て大気開放され、空気ばね２内の圧力が低
下する。このため除振台本体１が降下され、レバー24及
び作動ピン25によりピストン19が圧縮ばね20の付勢力に
抗して押し下げられ、球状開閉弁21が連通路18の排気用
弁孔18aに向かって移動される。球状開閉弁21が排気用
弁孔18aに近づくに従い連通路18からイグゾースト室13
に流れる空気の量が徐々に減少して行くので、除振台本
体の基準位置Ｓへの復帰が徐々に行われる。そして、第
２図に示すように球状開閉弁21が排気用弁孔18aに当接
した閉鎖状態で除振台本体１が基準位置Ｓに停止保持さ
れる。

このとき、球状開閉弁21はピストン19の収容凹所19a
内で遊動可能に収容されているので、開閉弁16、ピスト
ン19の寸法精度により、第１図に示すように例えばピス
トン19が傾斜している場合にも球状開閉弁21が排気用弁
孔18aの適正位置に遊動して接触し、シールを確実に行
うことができる。この結果、連通路18からイグゾースト
室13への空気の洩れをなくして位置制御動作を安定して
行うことができる。

一方、除振台本体１に負荷を作用させた場合には、レ
バー24が第４図に示すように軸23を中心に下方へ回動さ
れ、作動ピン25によりピストン19が圧縮ばね20の付勢力
に抗して下方に押動されるので、球状開閉弁21を介して
摺動筒部16a及び開閉弁16が押圧ばね17の付勢力に抗し
て下方へ移動され、この結果、圧縮空気源12から第４図
の矢印で示すように管路P1、インポート11、インポート
室10、及び給気用弁孔15を経てI/O室８内に空気が供給
され、さらにI/O室８からI/Oポート９及び管路P2を経て
圧力容器３内に圧縮空気が供給される。従って、除振台
本体１は上方に移動され、圧縮ばね20及び押圧ばね17の
付勢力により、レバー24が上方に回動される。そして開
閉弁16が上昇して給気用弁孔15を閉鎖すると、第２図に
示すように圧力容器３内への空気の供給は停止され、除
振台本体１が基準位置Ｓに停止保持される。

次に、この考案の第二実施例を第６図に基づいて説明
する。

この第二実施例においては、バルブ本体７のイグゾー
スト室13内にピストン19を案内する案内筒部7aを形成す
るとともに、該ピストン19の上端部に例えばゴムよりな
るダイヤフラム31の中心部を、該ピストン19の上面に締
付ボルト32により固定し、ダイヤフラム31の外周部をバ
ルブ本体７の上端面に挟着リング33及び締付ボルト34に
より固定している。又、前記案内筒部7aの内部にイグゾ
ースト室13を形成するとともに、外部に密閉室35を形成
している。

この第二実施例では密閉室35を形成しているため、圧
縮ばね20の弾性を弱くすることができるとともに、イグ
ゾースト室13の圧力によりピストン19を上方へ押圧する
力と、密閉室35の圧力によりピストン19を上方へ押圧す
る力とにより、ピストン19が持ち上げられるので、球状
開閉弁21が開放された場合に、ピストン19の上昇速度が
速くなり、従ってピストン19の上面と、作動ピン25の接
触状態が安定して保持され、動作信頼性を向上すること
ができる。

この考案の別の実施例を第７図に基づいて説明する。

この別例はピストン19の下端部に対し円錐状開閉弁27
を連通路18の排気用弁孔18aに接触した閉鎖状態におい
て両者のテーパ面が密接して気密状態を保持できるよう
に、円錐状開閉弁27をその基端部において遊動可能に連
結している。

〔考案の効果〕

以上詳述したように、この考案は摺動筒部あるいはピ
ストンの寸法精度や組付け精度が変動しても、球状開閉
弁あるいは円錐状開閉弁を所定のシール位置に接触させ
てシール性を安定して保持することができ、この結果、
位置制御動作を安定して行い、厳格な寸法精度を必要と
しないため製造及び組付けを簡単に行い製品のコストダ
ウンを図ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の要部を拡大して示す部分断面図、第
２図〜第４図はそれぞれ除振台本体の位置制御動作を示
す断面図、第５図は除振装置全体を示す正面図、第６図
はこの考案の第二実施例を示す断面図、第７図はこの考
案の別例を示す部分断面図である。 １…除振台本体、２…空気ばね、３…圧力容器、４…ば
ね部、６…位置制御用バルブ、７…バルブ本体、８…I/
O室、10…インポート室、12…圧縮空気源、13…イグゾ
ースト室、15…給気用弁孔、16…開閉弁、16a…摺動筒
部、17…押圧ばね、18…連通路、18a…イグゾースト側
排気用弁孔、19…ピストン、19a…収容凹部、20…圧縮
ばね、21…球状開閉弁、24…レバー、27…円錐状開閉
弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】バルブ本体（７）に対し除振台本体（１）
   を支持するシリンダや空気ばね（２）などの位置制御用
   アクチュエータに連通するI/O室（８）と、圧縮空気源
   （12）に連通するインポート室（10）と、位置制御用ア
   クチュエータ内の空気を大気開放するイグゾースト室
   （13）とを設け、前記I/O室（８）と前記インポート室
   （10）を給気用弁孔（15）により連通するとともに、こ
   の給気用弁孔（15）を開閉するテーパ状開閉弁（16）を
   インポート室（10）に収容し、前記I/O室（８）にはテ
   ーパ状開閉弁（16）に設けた摺動筒部（16a）をその外
   周面がI/O室（８）とイグゾースト室（13）との区間で
   気密性をもって往復摺動可能に挿通し、前記摺動筒部
   （16a）には前記I/O室（８）と前記イグゾースト室（1
   3）を連通する連通路（18）を形成し、前記イグゾース
   ト室（13）には除振台本体（１）の動作に応じて摺動
   し、かつ前記開閉弁（16）から常時離隔する方向に付勢
   されたピストン（19）を配設し、さらに前記連通路（1
   9）のイグゾースト室（13）側排気用弁孔（18a）と、前
   記ピストン（19）との間に該排気用弁孔（18a）を開閉
   するための球状開閉弁（21）又は円錐状開閉弁（27）を
   遊動可能に収容したことを特徴とする位置制御用バル
   ブ。