JPS6025014Y2 - メ−タアウト・タイプで使用される流量調整弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 シリンダ内に摺動可能に嵌装したピストンに空気圧力を
負荷し、この圧力によって移動されるピストンの動きを
、ピストンにとりつけたロッドを介して仕事として取出
すことは、広く行なわれているが、この場合、シリンダ
の必要出力は、仕事をさせるためにピストンをストロー
クさせる圧力（一般にはヘッド側の圧力）により定めら
れ、ピストンを復帰させるストローク圧力（ロッド側圧
力）は、復帰に要する最少限度の圧力で充分なはずであ
る。

しかし、通常の使用例によると、第４図に示すように減
圧弁３３による圧力調整を行なつた後、方向切換弁３４
によりシリンダ３５のヘッド側３６、ロッド側３７とも
、同圧を加えて操作しているため、復帰側としては、無
駄なエネルギーを消費していることになる。

そこで、従来、この無駄なエネルギーの消費を防止する
目的で第５図に示すように、圧力調整弁３８、チェック
弁３９、流量制御弁４０等により構成された制御回路が
とられていた。

この方法によると、第５図に示した状態では、シリンダ
４１のヘッド側４２の圧力ＰＭは、空気源４３の圧力が
切換弁４４、流量制御弁４５を介して導入されている。

この状態から切換弁４４を切換えると、空気源４３の圧
力は流量制御弁４０を通り、圧力調整弁３８により減圧
された圧力ＰＲでシリンダ４１のロッド側４６に導入さ
れるが、前記圧力ＰＨとＰＲは、切換弁４４を切換えた
初期状態ではＰＨ＞ＰＲとなる関係がある。

したがって、シリンダ４１のピストン４７が右方へ動き
始めるためには前記圧力Ｐが流量制御弁４５を通り切換
弁４４から排気され、ピストン４７前後すなわちロッド
側とヘッド側との力のバランスが崩れるまで圧力降下し
なければならない。

これを具体的に申し述べれば、空気源４３の圧力を５
ｋｇｆ ／ＣＦ＋！、圧力調整弁３８により減圧された
圧力ＰＲを２に＊ｆ／ｃｗｔとすると、第５図に示した
初期状態ではシリンダ４１のヘッド側４２の圧力ＰＨは
５に９ｆ／ｃｎ！であり、前記ピストン４７が右方へ動
き始めるためには圧力ＰＨが切換弁４４から排気され、
少なくとも２ｋｇｆ／ｃｆｆｌ以下に圧力降下しなけれ
ばならないと言うことである。

このよにしてヘッド側４２の圧力ＰＨは切換弁４４から
排気され圧力降下するが、この排気は流量調整弁４５が
メータアウト制御のため可変絞り４８により絞られてい
る。

したがって、圧力ＰＨは徐々に圧力降下するため、切換
弁４４を切換えて、ピストン４７が右方へ動き始めるま
での時間、いわゆる始動時間が長くかかるという欠点が
あった。

このように空気のような圧縮性流体の場合は、油圧に代
表される非圧縮性流体と比較して圧力の応答性が劣るこ
とに起因する問題がある。

この考案の目的は上記従来の欠点である初期始動時間の
遅れを解決するため供給圧をシリンダ内にフリーフロー
で供給してシリンダを駆動し、また、シリンダ内圧力を
あらかじめ設定された圧力まで急速に排気する圧力制御
部と、メータアウトでの排気時には絞り弁の調整によっ
てシリンダの速度を制御する機能を持つ弁を提供しよう
とするものである。

この考案の基本的な構成は、本体内の流通路に調整可能
なスプリング、オフセット、パイロット方式の２ポ一ト
２位置切換弁と絞り弁としてのニードル弁との複合弁を
配設することにより、前記通路内の圧力がスプリングに
より設定された圧力より高い場合は開状態となり、シリ
ンダ内へフリーフローで給気し、あるいはシリンダ内圧
力を急速排気させると同時に、設定圧力以下の閉状態に
おいては、シリンダ内圧力を絞り弁による流量制御させ
るものである。

次にこの考案を第１図、第２図に示す実施例について説
明する。

第１図、第２図において、本体には出入口のポート２，
３が設けられ、これらポート２，３をむすぶ通路４内に
は、急速排気弁としてのスプリング、オフセット、パイ
ロット方式の２ポ一ト２位置切換弁５と、絞り弁として
のニードル弁６とを合体させた複合弁７が設けられる。

先ず複合弁７について説明すると、前記本体１に形成し
た弁座８に対して銃座する弁体９と、ピストン状側壁１
０とを一体的に構成し、このピストン状側壁１０を気水
密に摺動させるシリンダ状筒壁１１は、前記本体１に形
成される。

前記シリンダ状筒壁１１から延長された内ねじ筒状壁に
ねじ嵌合される座体１３と、前記ピストン状側壁１０と
の間には、スプリング１４が縮設される。

前記ポート３側の圧力をパイロット圧として、前記ピス
トン状側壁１０に負荷し、スプリング１４の力に抗して
弁体９を弁座８から離隔させ、通路４を開放させるよう
になっている前記２ポ一ト２位置切換弁５に対して、ニ
ードル弁６を合体させるには次のようにする。

すなわち、前記弁体９及びピストン状側壁１０の中央部
に形成した貫通口１５内で進退することができるように
、かつ又、先端部１６が前記弁体９に設けた横孔１７と
、前記貫通孔１５との間に形成した開口１８の開度を開
閉しうるよにニードル１９を設け、このニードル１９の
後端部にねじ部２０を設け、このねじ部２０を前記座体
１３に設けたねじ孔２１にねじ込んで、外部へその末端
を突設し、この末端にドライバなどで回動しうる回動用
溝２２を刻設する。

上記構成から成る流量調整弁は、メータアウト、タイプ
で使用するものとし、第２図に示すように、アクチュエ
ータ２３のシリンダ２４の内部を仕切るピストン２５に
関して、ヘッド側に接続される管路２６に上記ポート２
を接続させ、ポート３は図示しない切換弁に連通ずる管
路２７に接続させる。

前記シリンダ２４のロッド側から導出される管路２８に
は、可変絞り弁２９と減圧３０と、この減圧弁３０に対
して並列的に形成されるチェック弁３１とから構成され
る回路３２が介設される。

この場合、ヘッド側の圧力をＰｌとし、ロッド側の圧力
をＰ２としたとき、シリンダ２４内のピストン２５のＦ
及びＦ′の両方向への動きと、シリンダ２４内の圧力Ｐ
１及びＰ２の変化をあられしたのが第３図である。

アクチュエータ側２３のヘッド側への圧力供給は、次の
ようにして行われる。

すなわち、図示しない切換弁からの高い供給圧のため、
第６図に示すように前記ピストン状側壁１０が押圧され
、弁体９が全開され、供給圧はシリンダ２４内にフリー
フローで供給され、ピストン２５が駆動される。

ロッド側においては、排気は可変絞り弁２９により制御
される。

矢印Ｆ方向への前記ピストン２５の運動とは逆に、矢印
Ｆ′力方向のこのピストン２５の運動を惹起する圧縮空
気の供給が管路２８を介して行われるとき、ヘッド側に
おいて管路２７を通り第６図に示すようにポート２から
全開されている前記弁体９、通路４を通リポート３を介
して切換弁から急速に排気されるため圧力降下し、第１
図に示すように弁体９に負荷されたスプリング１４の力
により押し下げられ弁体９は弁座８におしつけられ、ポ
ート２からポート３への流体の流通は弁体９に設けた横
孔１７と前記貫通口１５との間に形成した開口１８によ
りメータアウト制御されるのである。

なお、開口１８の開度はニードル１９の進退動によって
調整する。

第５図に示した従来の空気圧回路構成による場合と、第
２図に示すようなこの考案の流量調整弁を使用した空気
圧回路におけるピストンの右方向へ移動する動きを比較
して示したのが第７図であって、この図においてａはこ
の考案によるヘッド側の圧力Ｐ□の圧力カーブを示し、
ｂは、その場合のピストン２５の動きを示すものである
。

これに対して、第５図に示す従来の回路構成による場合
はヘッド側４２の圧力ＰＨの圧力降下カーブａ′また、
ピストン４７の動きはｂ′のようになる。

すなわち、この考案の場合は、前記スプリング１４によ
り設定された圧力までの急速排気弁が開き、通路４を通
り切換弁から急速に排気されるためＣからｄまでの急速
に圧力降下するので始動時間がｔ□と極めて短時間であ
るのに対して、従来の回路構成による場合は、流量調整
弁４５の可変絞り４８により絞られて排気されるためシ
リンダ４１のヘッド側４２の圧力ＰＨは、Ｃからｅまで
徐々に圧力降下するので、始動時間は桜と可成り大巾な
停止時間を見込まなければならない。

このようにこの考案の構成のよに急速に排気する圧力制
御機能を有する流量制御弁によれば従来の流量制御弁に
比較して駆動時間が大巾に短縮できるので、生産性向上
において実用上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

図中第１図は、この考案の一実施例の竪断面図、第２図
は使用態様の一例を概略的に示す線図で、第３図は第２
図のような使用例における圧力変動状態を示すグラフ、
第４図、第５図は従来の回路の実施例を示す図、第６図
はこの考案の一実施例の竪断面図で、第７図は第２図に
示す回路による作動状態の比較を示すグラフである。 なお図において、１・・・・・・本体、２，３・・・・
・・ポート、４・・・・・・通路、５・・・・・・２ポ
一ト２位置切換弁、６・・・・・・絞り弁、７・・・・
・・複合弁、訃・・・・・弁座、９・・・・・・弁体、
１０・・・・・ゼストン状側壁、１１・・曲シリンダ状
筒壁、１２・・・・・・内ねじ筒状壁、１３・・・・・
・座体１．１４・・・・・・スプリング、１５・・・・
・・貫通口、１６・・・・・・先端部、１７・・・・・
・横孔、１８・・・・・・開口、１９・・・・・・ニー
ドル、２０・・・・・・ねじ部、２１・・・・・・ねじ
孔、２２・・・・・・回動用溝、２３・・・・・・アク
チュエータ、２４・・・・・・シリンダ、２５・・・・
・・ピストン、２６、２７．２８・・・・・・管路、２
９・・・・・・可変絞り弁、３０・・・・・・減圧弁、
３１・・・・・・チェック弁、３２・・・・・・弁装置
、３３・・・・・・減圧弁、３４・・・・・・方向切換
弁、３５・・・・・・シリンダ、３６・・・・・・ヘッ
ド側、３７・・・・・・ロッド側、３８・・・・・・圧
力調整弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 空気の出入りのための二つのポートと、これらポー
   トを連通させる通路とを有する本体と、この本体内の前
   記通路をアクチュエータ側の圧力により開閉可能な急速
   排気弁と、急速排気弁部において前記通路と並列的に形
   成される横孔を狭窄する絞り弁を備えて合体された複合
   弁とから成る、メータアウト、タイプで使用される流量
   調整弁。 ２ 前記絞り弁がニードル弁である、実用新案登録請求
   範囲第１項記載の流量調整弁。 ３ 前記急速排気弁は切換わり圧力が調整可能なスプリ
   ング、オフセット、パイロット方式の２ポ一ト２位置切
   換弁である。 実用新案登録請求範囲第１項記載の流量調整弁。