JPS589308B2 - バルブコントロ−ル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はバルブコントロール装置、特にバルブのピス
トンの動作を制御することにより流体の圧力や流量等を
無段階に調整するバルブコントロール装置に関する。

例えば、配管系を流れる流体の圧力や流量を制御するた
めの装置として多岐管の各管に配設されたバルブを適当
に開閉して流路を切換えることにより所定の圧力値や流
量を得るマルチバルブ方式のバルブコントロール装置が
従来からよく知られている。

しかしながらこのようなバルブコントロール装置はバル
ブの開閉の際圧力や流量の急激な減少が生じるため定常
流が得られ難い。

従って例えば射出成形機の射出ラムのための油圧配管系
にこのバルブコントロール装置を採用した場合には成形
品の自由表面に波形か生じるだけでなく非自由表面が荒
くなるという欠点を有している。

加えてこの方式のバルブコントロール装置は多数のバル
ブを必要とするため構造的に大形かつ複雑になるととも
にコスト高になる。

またバルブの切換えのために操作がめんどうであるばか
りか特定の圧力値や流量しか設定できず無段階的な制御
を行ない得ないという欠点を有している。

そのため最近ではただ１個のバルブによって多段的に圧
力等を制御するための装置として、ピストンの動作を電
磁的手段によって制御するピストンタイプのバルブコン
トロール装置が提供されている。

このような電磁式バルブコントロール装置はソレノイド
を励磁させ、その吸引力によってピストンの位置を制御
している。

この装置はたとえばバランスピストン形リリーフバルブ
に応用され連続無段階の遠隔操作を行なうことができる
。

しかし電磁的装置固有の欠点である脈動を完全に除去で
きないだけでなく、特に定電圧源が必要であるため高価
になるという大きな欠点を有している。

この発明は上記のような公知技術の欠点を除去した構造
が簡単でかつ安定した無段階操作が可能であるとともに
その操作の容易なバルブコントロール装置の提供を目的
としている。

以下図面を参照しながらこの発明の実施例について詳細
に説明する。

第１図に示すように、この発明によるバルブコントロー
ル装置１０は往復動自在なピストン１４の収納されたシ
リンダ１２を具備し、ピストンはヘッド１６付のロツド
１８を備えている。

シリンダ１２は一端が開口した本体２０とこの本体にボ
ルト２１によって固定されてその開口端を閉塞するカバ
ー２２とを備えており、本体とカバーとによってチャン
バ２４を設定している。

このシリンダ本体２０はチャンバ２４に空気もしくは油
のような匍脚用流体を流入もしくは流出させるための一
対の半径力向の流通孔２６，２７が形成された側壁とピ
ストンロンド１８を保持しかつガイドする閉塞端とを一
体的に有して構成されている。

符号３５はピストンロンド１８に当接してピストン１４
の戻り移動位置つまり上限位置を設定してピストンの往
復動を制御する設定部材を示し、この設定部材はカバー
２２のタップ孔に螺合されてシリンダのチャンバ２４内
に延出した位置設定材３６と、この設定材を軸線方向に
動かすため例えばボルト３９によって設定材に固定され
た手動操作用ハンドル車３８のような回転可能な作動材
と、設定材の設定位置を正確に維持する保持ナット４０
とを有して構成されている。

シリンダは接続千段５４によってアダプタ６４に接続さ
れている。

そしてこの接続千段５４はシリンダの閉塞端に穿設され
た軸線方向の孔５８に圧入されアダプタ６４の対応する
軸線方向の孔６２内を摺動可能なピン５６のような連結
材と、シリンダ側に延出したおねじ付円筒部６８に螺合
されたカップリング６６とカップリングに形成された半
径方向のタップ孔７２に螺合されガイド部２８の外周に
形成された環形溝７４に挿入されるセットスクリュー７
０のような駆動材と、を有して構成されている。

ここで環形溝７４はセットスクリューの直径よりも大き
な幅を持って形成されている。

バルブコントロール装置１０は、たとえば別途配管系７
６のリリ−フバルブ７８に、アダプタ６４によって固着
される。

このリリ−フバルブ７８は公知のバランスピストン形リ
リーフバルブであり流路８０，８１間にバランスピスト
ン８２が配設されている。

そして圧縮ばね８４によってポペットのようなバルブ切
替部８６が上方に偏倚されてピストンロンド１８の下端
に押王されている。

そしてアダプタ６４はカップリング６６の螺合されるお
ねじの形成された中空円筒部６８と、リリ−フバルブの
タップ孔に螺合されるおねじの形成された中空円筒部８
８と、アダプタを回転駆動させるための、例えば六角形
の回転駆動部９０と、を有している。

ピストン１４の抜止め防止用のテーパピン９２がピスト
ンロンド１８の先端部に取付けられ、テーパピンの当接
する肩部９４がアダプタ６４の内面に形成されている。

またテーパピン取付用の孔９６がアダプタ６４を貫通し
て形成されている。

以上の如く構成されたバルブコントロール装置１０の操
作について以下に説明する。

バルブコントロール装置はアダプタ６４の回転駆動部９
０をスパナ等で回転させることにより別途配管系７６の
リリ−フバルブ７８に取付けられる。

アダプタ６４に対するシリンダ１２の取付位置はカップ
リング６６のアダプタ６４への螺合位置によって決定さ
れ、保持ナット４２をアダプタ６４の中空円筒部６８に
螺合させてカップリングに当接することにより正確に確
保される。

シリンダ１２が所定位置に設定されることにより、ピス
トンの下限位置即ち最大突出位置が決定される。

これに対してピストン１４の上方位置即ちその引込位置
はハンドル車３８を回転させて位置設定材３６を軸線方
向に移動させ保持ナット４０によって固定することによ
り正確にかつ可変的に設定することができる。

手動のハンドル車の代りに設定材を、例えばパルスモー
タに連動させて、自動的かつ遠隔的に移動させてもよい
。

このようにピストン１２の上下の位置を設定することに
よりピストンのストロークか定められる。

これに対してピストン１４の往復動の速度は１個もしく
は２個のアクチュエータ（図示しない）によって流通孔
２６，２７を介してチャンバ２４に流入もしくは流出す
る制御用流体によって自由に制御される。

制御用流体のピストンヘッド１６への押力を補充するよ
うにピストンヘッドのいずれかのサイドに圧縮コイルば
ねのような弾性材を配設することができる。

制御用流体としては収縮性の点から空気より油の方が好
ましい。

シリンダ１２、カバー２２および保持ナット４０，４２
にローレソト加工を施すと保持および回転を容易にする
ことができるため好ましい。

上述したように、シリンダ１２は、軸線方向の孔５８に
圧入されアダプタ６４の軸線方向の孔６２内を摺動する
ピン５６によってアダプタに連結されている。

またアダプタ６４にカップリング６６が螺合され、カッ
プリングに取付けられたセットスクリュー７０かシリン
ダのガイド部２８の環形溝７４内に挿入され、項形溝は
セットスクリュ７の直径より大きい幅をもって形成され
てぃる。

このような構成をしているため、カップリング６６を回
転させればセットスクリュー７０の環形溝７４への挿入
部分は溝に沿ってその上端面もしくは下端面を押圧しな
がら回転する。

従ってシリンダ１２はビン５６を孔６２内で摺動させな
がら軸線方向に動かされる。

つまりシリンダ１２はそれ自体何んら回転することなく
その位置を自由に設定することかできる。

カップリング６６を回転させてシリンダ１２の位置を設
定した後、その位置を正確に維持するように保持ナット
４２はカップリング６６に当接される。

このようにシリンダ５４の位置を自由に設定すればシリ
ンダの最大突出位置が広範囲に設定できるためリリ−フ
バルブ７８のバルブ切替部８６の動作圧を自由に制御で
きる。

ピン５６はアダプタの孔６２に圧入しシリンダの孔５８
内を摺動可能としてもよいし圧入でなく他の手段、例え
ば螺合によっても固定できることはいうまでもない。

またピストンヘッド１６に図示のような円形溝１７を設
ければバルブコントロール装置の全長を小さくすること
ができるだけでなく押力補充用の補助弾性材を配設する
場合の取付け座としても利用できる。

第２図は第１図に示す実施例とアダプタへのシリンダの
連結方法が異なる別の好ましい実施例を示している。

第２図の実施例において、シリンダ１００は内方に延び
た、たとえば環形の延出部１０４を有してアダプタ６４
のシリンダ側の円筒部６８に螺合されたカップリング１
０２と、シリンダの閉塞端にボルト止めされて項形溝１
０３をシリンダの外周に規定するリング材１０６と、リ
ング材に固定されアダプタ６４に形成された軸線方向の
孔１１２内を滑動可能なヘッド付ピン１１０とによって
アダプタに連結されている。

ここでカップリングの延出部１０４は環形溝１０３内に
のびてリング材１０６の上面およびシリンダ１００の下
面と当接可能に形成されている。

従って第１図に示す実施例と同様に、このバルブコント
ロール装置１０もシリンダ１００を回転させることなく
カップリングの回転によって軸線方向にシリンダを自由
に移動させることができる。

そのためバルブコントロール装置１０の取付けられるリ
リ−フバルブ（図示しない）の動作を容易かつ十分に制
御できる。

制御用流体の流出入のための一対の流通孔２６，２７は
図示のように（孔２６は図示していない）９０°離間し
て穿設すればアクチュエータ１１３のシリンダ１００へ
の取付けが容易になるため好ましい。

またアクチュエータ１１３は２方向弁方式のものを利用
すればただ１＠で足り、空気一油コンバータであれば操
作性の点から好ましい。

この発明によるバルブコントロール装置はユニット化さ
れた構成部材を組合せることによって容易に多段化する
ことができその一例として第１図に示すバルブコントロ
ール装置に対応するマルチ方式のバルブコントロール装
置を第３図に示す。

図からわかるように、マルチ方式のバルブコントロール
装置２１０は、第１図に示すバルブコントロール装置１
０に酷似しているが、ピストン１１４と中間カバー１２
２とを具備している点で主として相違している。

しかしこの相違はピストン１１４のロツド１１８が上記
の位置設定材３６とピストンロンド１８とを、また中間
カバー１２２か上記のカバー２２とアダプタのシリンダ
珊沖空部６８とをそれぞれ一体的に備えて形成された点
にあり犬部分の構成部材は上記バルブコントロール装置
１０の構成部材と一致している。

つまりピストン１１４と中間カバー１２２とを結合地点
に配設し同一の構成部材を組合わせることにより２段に
限らず無限的に多段化することができる。

上記のようにこの発明のバルブコントロール装置はチャ
ンバを内部に設定し、このチャンバに制御用流体を流出
入させる一対の流通孔が軸線方向に離間して設けられて
いるシリンダと、シリンダ内を往復動し、前記一対の流
通孔にそれぞれ連通するようにチャバを２分割するピス
トンロツドを有しピストンロツドに作用するチャンバ内
の流体圧を感知して別途配管系のバルブ切替部を抑圧操
作しそれによってバルブ切替部の動作を制御するピスト
ンと；シリンダの外部においてシリンダへの挿入操作が
可能に配設され当該操作によってピストンロツドに当接
してぱストンの戻り移動位置を設定する設定部材と；を
具備している。

このような構成では、シリンダのチャンバ内に流通孔を
介して制御用流体を流出入することによりピストンはシ
リンダ内を往復動することができる。

そしてピストンの戻り移動位置は設定部材により、また
ピストンの移動位置はシリンダの閉塞部によりそれぞれ
設定される。

つまりストロークに該当する一対の定められた移動位置
間をピストンは往復動することとなる。

このような構成は設定部材によってピストンの戻り移動
位置を自由に設定することができるため安定した無段階
操作を可能としている。

またこのように本願では公知のように多数のバルブを必
要としないため構造的に簡単化できる。

本願のバルブコントロール装置はそのシリンダをアダプ
タに固着することによりアダプタに取付けられ、他方ア
ダプタは別途配管系のバルブに取付けられる。

具体的にいえば、バルブコントロール装置のシリンダは
カップリング、駆動材および連結材を有する接続手段を
介してアダプタに連結されている。

つまりカップリングはアダプタに回転可能に接続され、
駆動材はカップリングと一体的に回転し、回転すること
によりシリンダを軸線方向に移動している。

また連結材がシリンダとアダプタの間に配設されている
。

そしてこの連結材は対向するシリンダの下面およびアダ
プタの上面にそれぞれ形成された軸線方向の孔のうちい
ずれか一方の孔に固定されるとともに他方の孔に遊嵌さ
れることによりアダプタに対するシリンダの相対的な回
転を防止しつつシリンダの相対的な軸線方向の移動を許
容してシリンダをアダプタに連結している。

このような構成ではアダプタに対してシリンダを回転す
ることなく軸線方向に移動できるため、別途配管系に対
するバルブコントロール装置の取付けが容易になされる
。

つまり流通孔に接続される制御用流体のための導管がシ
リンダに巻装されることが防止できる。

また別途配管系に取付けた後もその取付けを解除するこ
となくシリンダを独立して軸線方向に自由に移動できる
ため制御操作が容易になされる。

ここでシリンダを軸線方向に移動すればピストンのスト
ローク自体は不変でありながら別途配管系に対するピス
トンの相対的な突出量が変化することはいうまでもない
。

上述したようにこの発明によれば、ピストンの突出量を
自由に可変的に設定できるだけでなく、シリンダのチャ
ンバに流出入する制御用流体の流出入速度を制御するこ
とによりピストンの突出速度をも同様に自由にかつ可変
的に設定できる無段階制御可能なバルブコントロール装
置を提供することができる。

またこのバルブコントロール装置は多段化されたマルチ
システムに容易に構成することができる。

この発明によるバルブコントロール装置は、例えばリリ
ーフ弁に取付ければピストンの突出量によってパイロッ
ト調節ばねの押圧力を調節することによりパイロット弁
の作動圧を無段階に制御することができる。

また流量制御弁または切換弁等に取付けることにより流
量を無段階に制御したり流路を変更したりすることかで
きる。

上記実施例はこの発明を説明するためのものであり、こ
の発明は実施例の構成に限定されずこの発明の技術的範
囲および技術的思想から逸脱することなく変形、置換等
の施されたものをも包含することはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の好ましい実施例におけるそれぞれの一
部破断の正面図であり、第１図および第２図はピストン
が下限位置にある状態を、第３図は第１図に示す実施例
を多段化した場合の構成をそれぞれ示している。 １０，２１０…ツバルブコントロール装置、１２……シ
リンダ、１４……ピス卜ン、１６……ピストンヘッド、
１８，１１８……ピストンロツド、２４……チャンバ、
２６，２７……流通孔、３５……設定部材、５４……シ
リンダ、５６……ピン、５８，６２……軸線方向の孔、
６４……アダプタ、６６……カップリング、７ｏ……セ
ットスクリュー、７４……環形溝、７６……別途配管系
、７８……リリ−フバルブ、８６……バルブ切替部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ チャンバを内部に設定し、このチャンバに制御用流
   体を流出入させる一対の流通孔が軸線方向に離間して設
   けられているシリンダと； シリンダ内を往復動し、前記一対の流通孔にそれぞれ連
   通するようにチ１７ンバを２分割するピストンロンドを
   有しピストンロンドに作用するチャンバ内の流体圧によ
   って別途配管系のバルプのバルブ切替部を抑圧操作しそ
   れによってバルブ切替部の動作を制御するピストンと： シリンダの外部においてシリンダへの挿入操作が可能に
   配設され当該操作によってピストンロツドに当接してピ
   ストンの戻り移動位置を設定する設定部材と； シ゛リンダに連結されるとともに別途配管系のバルブに
   取付けられるアダプタと； アダプタに回転可能に接続されたカップリングと、一体
   的に回転可能にカップリングに配設されて半径方向内方
   にのび、シリンダの外周に形成された環形溝に係合して
   カップリングの回転にともなつてシリンダを軸線方向に
   移動させる駆動材と、対向するシリンダの下面およびア
   ダプタの上面にそれぞれ形成された軸線方向の孔のうち
   いずれか一方の孔に固定されるとともに他方の孔に遊嵌
   されることによりアダプタに対するシリンダの相対的な
   回転を防止しつつシリンダの相対的な軸線方向の移動を
   許容してシリンダをアダプタに連結する連結材とを有し
   ている接続手段と； を具備しているバルブコントロール装置。