JPS5899507A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は弁装置に関するもので、特に多数のダイヤフ
ラム型流体素子を有する流体回路として用いるのに適し
た複数個の切換弁を有する弁装置に関するものである。

従来切換弁よりなるダイヤフラム型流体素子を多数用い
て論理演算をする装置がロボットやシーケンス制御に使
用されている。このようなダイヤフラム型流体素子では
弁体や流路や空間を形成する本体部分に硬質の材料を用
いておりダイヤフラムが組込まれている。そのため１個
の流体素子は数個の部品を組立てて作られ、論理演算回
路を作るにはこのよう々流体素子を多数配置して流路を
形成する管等で連結して構成する必要がある。したがっ
て、論理演算回路では１個のダイヤフラム型流体素子ご
とに１０個以上の部品が必要となり、例えば１００個の
流体素子を用いるものでは１０００個以上の部品の組立
になり膨大な組立工程を必要とするものである。

この発明は多数のダイヤフラム型流体素子を用いる流体
回路を構成するのに適すると共に他の目・的にも利用で
きるきわめて簡単に構成できて多量生産に適する弁装置
を提供するものである。

以下図面を参照しながらこの発明の実施例について説明
する。

第１〜５図に示すこの発明の一実施例は複数個のダイヤ
フラム型流体素子を有する流体回路の一部分である一つ
の流体素子と々る２位置３方向の切換弁を示すものであ
る。この図において、１゜は本体で、例えばゴムあるい
は軟質で弾力性のある合成樹脂等よりなるほぼ板状の柔
軟な弾性材１１．１２，１３，１４，１５，１６，１７
゜１８．１９，２０，２１が積層してありかつ外面は剛
性の大きい材料よりなる外被２２で覆っである。積層し
た各弾性材１１〜２１は外被２２内で互いに弾力を及ぼ
すように圧縮されていたシ、あるいは互いに接触して離
れる必要のない部分では接着して結合しである。２５は
ｆｉ弾性材１６内に埋設した剛性を°有する補強材であ
る。２６は外分の弾性材１１の表面に当接してこの表面
から弾性材１５の所定深さの位置に達するように挿入し
た剛性のある材料よシなる連結棒である。

連結棒２７の回シの弾性材１１〜１４にはこの連結棒か
らやや離れた図示しだ位置に環状の空間部３０，３１，
３２，３３．３４が形成してあり、かつ弾性材１５には
連結棒２７の先端付近からやや離れてこれを環状に囲む
と共に先端部も覆うようにした容器状の空間部３５が形
成されている。

凹所２６と空間部３ｏの間に環状のダイヤフラム部３６
が形成されかっこのダイヤフラム部の内方に連結棒２７
が貫通するボス部３７が形成されている。空間部３１は
空間部３０ｊｊ）大径になってお９その間に環状で下方
に向がって台状に拡開した断面形状の下端部分を有する
弁座３８があって開閉可能になっている。４ｏは空間部
３１　、３２間に形成された環状のダイヤフラム部、４
１はこ゛のダイヤフラム部４０の内方にこのダイヤフラ
ム部と一体として形成されかつ連結棒２７が貫通する弁
体である。空間部３３は空間部３２より小径になってお
シその間に環状で上方に向かって台状に拡開した断面形
状の上端部分を有する弁座４２があって開閉可能になっ
ている。４３は弁体４１を貫通して空間部３０．３３間
を常時連通させる連通孔である。４４は空間部３３．３
４間に形成される環状のダイヤフラム部、４５はこのダ
イヤフラム部４４の内方にこのダイヤフラム部と一体と
して形成した連結棒２７が貫通するボス部、４６は空間
部３４と空間部３５間に形成されるダイヤフラム部、４
７はこのダイヤフラム部４６の内方にこのダイヤフラム
部と一体として形成した連結棒２７の先端部が所定深さ
に達する作動部である。連結棒２７はボス部３７．弁体
４１．ボス部４５２作動部４７内で周囲の部分の弾力に
よるか又は接着して結合されこれらの部分と一体となっ
て動くことができてこれらの部分及びダイヤフラム部３
６，４０，４４，４６と共に可動部を構成している。ボ
ス部３７．弁体４１．ボス部４５、作動部４７は互いに
接着してあってもよい。前記連結棒２７を除く前述した
各部分はすべて弾性材１１〜１５に一体として型を用い
て成型されたものである。Ａは空間部３３に通ずる流路
、Ｂは空間部３２に辿する流路、Ｃは空間部３１に通ず
る流路である。Ｄは空間部３５に通ずる流路で、真空源
に連通させたり大気に連通させ得るように々っている。

Ｅは空間部３４に通ずる常時大気に連通した流路である
。これらの各流路は本体１０内における他の弁を構成す
る部分とも連通ずるようになっている。４８は本体１０
内に形成した他の流路を示すものである。各流路は各弾
性材１２〜２１に溝状や礼状に形成され、かつとれらの
流路を形成するだめの弾性材１６〜２１のいずれでも適
宜の硬質の材料に変更してもよい。例えば少量を手で作
る時には彫刻用素材などが適している。

前述したように構成したものにおいて、流路りを大気に
連通させた状態では空間部３４．　、．３５の圧力が等
しくて作動体４７が第１図に示すようになっており、弁
体４１に弁座３８が接触して空間部３０．３１間が閉塞
され、かつ弁体４１が弁座４２から離れて空間部３２．
３３間が開放されている。したがって、流路Ａは空間部
３２．３３を通って流路Ｂに連通し、かつ流路Ｃには連
通しないようになっている。次に流路りを真空源に連通
させると空間部３５内が真空になって作動部４７が下降
して第２図に示す状態に々す、弁体４１が弁座３８から
離れかつ弁座４２に接触する。したがって、流路Ａは流
路Ｂと連通しなくなると共に空間部３３．連通孔４３．
空間部３０．３１を通って流路Ｃに連通ずることになる
。前記空間部：（４、３５、流路１）、１号、ダイヤフ
ラム部４６、作動部４７は弁体４１を動作させる作動手
段となる吸引・１シ置５０を構成するものであるが、他
の外部から作動させる作動手段を用いるように構成する
こともできる。流路１）へ再び大気圧を導入するとダイ
ヤフラム部３６，４０，４４．４６の弾性復元力（ｔｒ
ｃよって最初の第１図に示す状態に復帰する。

第６〜９図は前述したような吸引装置５ｏを有する切換
弁６０を１２個有し、かつさらに２個の切換弁６１を有
する弁装置を示す。この各切換弁６０．６１は前述した
ような複数個の柔軟性のある弾性材を共通に用いて成型
したものである。切換弁６１は吸引装ｆｔ５０を有する
ことなく図示のように巻線６３と鉄片６４を有する電磁
石６２により開閉動作を行うものである。′ｖＪ換弁６
０　　。

６１は図示してない流路によシ論理演算回路を構成する
ように接続されておシ、複数個の口金６５から大気圧を
導入したシ真空源に接続したりあるいは入出力の圧力を
外部と連通できるようになっている。

第１０図は第１〜５図に示す切換弁の一つの回路図を示
し、この図では流路Ｂが大気に接続し、流路Ｃが真空源
に接続する場合を示す。流路りが大気に開放した状態で
は流路Ａは大気圧になっており、流路りが真空になると
吸引装置５０が動作して流路Ａが真空になるように切換
えるものである。

第１１図は４個の切換弁Ｖｌ、Ｖ２．Ｖ３゜■４を有す
る論理回路を示すものであり、各切換弁の流路Ａ　、　
１３　、　Ｃ、Ｄには図示のようにそれぞれに１．２，
３．４の数字が付加して示してあり、かつ流路Ｃ１，Ｃ
２，Ｂ３．Ｂ４の流路は閉鎖されている状態を示すもの
である。この場合Ｐ１゜Ｐ２は入力を示し、Ｒは出力を
示すようになっている。入力ＰＬ、Ｐ２がいずれも真空
であれは出力１ｔは真空、入力Ｐ　１　、　Ｐ　２のい
ずれか一つ又は両方が犬偲圧であれば出力Ｒは大気圧に
なるようにした回路を示すものである。この発明ではと
のような切換弁よりなるダイヤフラム型流体素子の回路
を簡単に構成できるものであるが、他の種々の公知の機
能を有する論理演算回路を構成することができる。

この発明においては切換弁以外に単に１対の流路間を開
閉する開閉弁を構成したり、あるいは切換弁や開閉弁を
複数個有することなく単に１個のみ有するように構成す
ることもできるものである。

又、本体１０は剛性のある外波２２で覆わない場合もあ
り、かつ本体１０内の動かない部分には剛性のあるほぼ
板状の剛性材が弾性材と共に積層してあってもよい。

前述したようにこの発明は複数個のほぼ板状の柔軟性の
ある弾性材のみあるいはこれに剛性の大きいほぼ板状の
剛性材を加えて積層して構成した本体１０を有している
から、弁を構成する可動部、空間部、流路が本体１０を
構成する弾性材に−体として型により成型することがで
きて多量生産に適する安価な弁装置が得られるという効
果を有するものである。特にこの発明が論理演算を行う
ため切換弁を多数必要とする場合でもきわめて簡単に製
造できるように々るという利点を有するものである。又
、本体１０を構成する弾性材のシール効果が太きいため
特別のシール材が不要なものである。

又、この発明においてはダイヤフラム部、弁体、弁座等
が型による成型が可能なゴムや軟質の合、成樹脂による
本体１０を構成するため、積層される柔軟な弾性材で一
体として成型されるから、一つ一つの弁の大きさは極め
て小さな例えば直径３Ｉｎｍ以下程度の小４４ものでも
簡単に製作できるようになり、全体としての弁装置が極
めて微小なものになるという特徴がある。

又、この発明においては作動装置５ｏのように真空によ
り開閉を行うものにおいては構造が簡単であると共に真
空によって本体１０内は収縮する方向に変位が生ずる締
付作用により流体のもれるのを防止できるものである。

特に微細な構造にした多数の弁を有する場合にはきわめ
て細い流路となる。このような場合動作流体として圧縮
空気を用いると空気中に浮遊するコンプレッサーの油の
ミストやゴミやドレーンのため流路はすぐつまってしま
うが、真空ポンプ等の真空源による負圧作動であれば大
気の流入口にフィルターを付けるだけで完全にゴミが除
去され、しかもドレーン、油ミストがなく完全確実に動
作できるものである。

又、論理演算回路としてロボット、シーケンス制御等に
用いる場合全体として小形で安価に製造できるものであ
る。

又、この発明において図示説明したように台状の断面形
状となる部分を有する弁座３８，４２を有するものは弁
体４１と接触すれば圧着しなくても流体の圧力差により
自然に閉塞できるという利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による弁装置における一つ
の切換弁の部分を示す縦断面図、第２図はその要部の他
の状態における縦断面図、第３図は第１図におけるＷで
示す部分の詳細を示す断面図、第４図は第１図における
Ｆ−Ｆ断面図、第５図は第１図におけるＧ−Ｇ断面図で
ある。第６図はこの発明による弁装置の全体を示す平面
図、第７図はその正面図、第８図は第６図におけるＨ　
−Ｈ断面拡大図、第９図は第６図におけるに−に断面拡
大図である。第１０図は第１〜５図に示す切換弁の回路
図、第１１図はダイヤフラム型流体素子を用いる論理回
路の回路図である。 １０は本体、１１，１２，１３，１４，１５゜１６．１
７，１８，１９，２０．２１は弾性材、２２は外被、３
６，４０，４４．４６はダイヤフラム部、３７．４５は
ボス部、３８，４２は弁座、４１は弁体、４７は作動部
、５０は作動装置、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅｉは流路。 代理人　弁理士　勝　部　明　長 特開昭５８−９９５０７　（５） ／２ 事４　ｎ 事　２　θ ２り　　　２１ ）−／　／２２／−’　　、・ 卑　ｔ　図 不７　色 岑ＨＯ（４ 岑１１　畠 ３２−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、剛性の大きい材料を埋設するか又は埋設しない複数
   個のほぼ板状の柔軟性のある弾性材のみあるいはこれに
   剛性の大きいほぼ板状の剛性材を加えて積層して構成し
   た本体を有し、この本体内に１個又は複数個の弁と複数
   個の流路が形成してあり、前記弁はいずれかの前記弾性
   材と一体として形成した部分を有する可動部と、前記本
   体内に形成した１個又は複数個の空間部と、前記可動部
   を動かすことによりいずれかの前記流路間を開閉させる
   作動手段とを包含することを特徴とする弁装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の弁装置であって、前記
   可動部のいずれかの弾性材と一体として形成した部分は
   いずれかの前記空間部に隣接する可撓性を有する環状の
   ダイヤフラム部と、このダイヤフラム部に囲まれた部分
   とを包含することを特徴とする弁装置。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の弁装置であ
   って、少くとも一つの前記弁の作動手段は本体内に形成
   したそれぞれ別の流路に連通ずる１対の空間部間に配置
   しだいずれかの弾性材と一体として形成しである部分を
   有する作動部を各空間部に及ぼす流体圧力を変化させる
   ことにより動作させることを特徴とする弁装置。 ４、特許請求の範囲第３項記載の弁装置であって、前記
   作動部の一方側の空間部は常時大気圧に連通しており、
   かつ他方側の空間部を大気圧と真空源に連通させること
   を切換えることにより作動部を動作させるようにしたこ
   とを特徴とする弁装置。