| 【発明の名称】 |
２圧制御用バルブ |
| 【発明者】 |
【氏名】中島 博美
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| 【要約】 |
【課題】供給圧によって自己保持して、随時に自由な制御ができる２圧制御用バルブを提供する。
【解決手段】通常の状態では、第１と第２のスプール５・６が、インポート１とアウトポート２とエキゾーストポート３の全ての間を閉じるクローズドセンタに、供給圧によって自己保持される。第２のプッシャ１２により第２のスプール６を押動したときは、インポートとアウトポートとの間が閉じ、アウトポートとエキゾーストポートとの間が連通して、この状態が供給圧により自己保持される。第１のプッシャ１１により第１のスプール５を押動したときは、インポートとアウトポートとの間が連通し、アウトポートとエキゾーストポートとの間が閉じる状態になった後、インポートとアウトポートとエキゾーストポートの全ての間を閉じるクローズドセンタに、供給圧により自動復帰する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】第１インポート、アウトポート及び第２インポートを有する弁本体内に、第１と第２の２つの直列したスプールを個別に摺動自在に嵌装し、両スプールが互いに離間するセンタ位置に移動したときは、第１インポートとアウトポートと第２インポートの全ての間が両スプールの弁部により閉じられ、第２のスプールが第１のスプール側へ偏倚したときには、アウトポートと第２インポートとの間が連通し、第１のスプールが第２のスプール側へ偏倚したときには、第１インポートとアウトポートとの間が連通する２圧制御用バルブにおいて、前記第１のスプールを押して第２のスプール側へ偏倚させるための第１のスプール作動手段と、前記第２のスプールを押して第１のスプール側へ偏倚させるための第２のスプール作動手段とを弁本体の両側に装着し、第２のスプールに、これが前記センタ位置に移動したとき第１インポートからの供給圧を受圧してセンタ位置に保持するセンタ保持用受圧部と、第２のスプールが第２のスプール作動手段により第１のスプール側に偏倚されたとき第１インポートからの供給圧を受圧して第１のスプール側への偏倚状態を保持させる偏倚用受圧部とを形成し、また第１のスプールには、これが前記センタ位置に移動したとき第１インポートからの供給圧を受圧してセンタ位置に保持するとともに、第１のスプールが第１のスプール作動手段により第２のスプール側に偏倚されたときも第１インポートからの供給圧を受圧してセンタ位置へ復帰させるセンタ保持用受圧部を形成したことを特徴とする２圧制御用バルブ。
【請求項２】第１のスプール作動手段が、第１のスプールを弁本体の外側から押す第１のプッシャ、第２のスプール作動手段が、第２のスプールを弁本体の外側から押す第２のプッシャである請求項１記載の２圧制御用バルブ。
【請求項３】第１のスプール作動手段が、第１のスプールをパイロット圧により押す第１の電磁パイロット弁、第２のスプール作動手段が、第２のスプールをパイロット圧により押す第２の電磁パイロット弁である請求項１記載の２圧制御用バルブ。
【請求項４】第２のスプールのセンタ保持用受圧部及び偏倚用受圧部、第１のスプールのセンタ保持用受圧部は、他の受圧部との受圧面積の差により推力を生じさせることを特徴とする請求項１、２又は３記載の２圧制御用バルブ。
【請求項５】第１のスプールの弁部がパッキンと嵌合摺接するスプール弁体で、第２のスプールの弁部がパッキンと対向して接触するポペット弁体である請求項１、２、３、又は４記載の２圧制御用バルブ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力制御対象に対して真空圧（負圧）と供給加圧との２圧の給排を制御する２圧制御用バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、図７に示すように、例えば真空パッド１００を真空ポンプ１０１にて真空圧にした状態から、供給加圧（強制真空破壊エア）して真空状態を強制的に破壊する、真空破壊弁と呼ばれるバルブとしては、ノーマルクローズ又はノーマルオープンの３ポート、つまり第１インポート、アウトポート及び第２インポートの３つのポートを有する３ポートバルブ１０２が一般的に使用されている。
【０００３】従って、アウトポートには、常に真空圧か真空破壊用の供給加圧かいずれか一方を出力しなければならないため、別途、真空遮断用の２ポートバルブ１０３を用いて開閉の制御を行う必要があった。制御バルブを一つにしたい場合には、図８に示すように外部パイロット式の５ポートクローズセンタ型バルブ１０４を３ポートバルブとして用いることもあった。
【０００４】また、３ポートバルブでも５ポートクローズセンタ型バルブでも、デテントタイプ（自己保持型）のバルブは存在しなかったため、切り換え位置を保持するには、電磁パイロット弁に常に制御信号を与えて通電しなければならず、随時に自由な制御ができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、第１インポートとアウトポートと第２インポートの全ての間が閉じるクローズドセンタ状態に供給圧によって自己保持できるとともに、第１インポートとアウトポートとの間が閉じ、アウトポートと第２インポートとの間が連通する状態としたときも、その状態を供給圧によって自己保持できるため、随時に自由な制御ができる２圧制御用バルブを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による２圧制御用バルブは、第１インポート、アウトポート及び第２インポートを有する弁本体内に、第１と第２の２つの直列したスプールを個別に摺動自在に嵌装し、両スプールが互いに離間するセンタ位置に移動したときは、第１インポートとアウトポートと第２インポートの全ての間が両スプールの弁部により閉じられ、第２のスプールが第１のスプール側へ偏倚したときには、アウトポートと第２インポートとの間が連通し、第１のスプールが第２のスプール側へ偏倚したときには、第１インポートとアウトポートとの間が連通する２圧制御用バルブであって、次のような構成にしたことに特徴がある。
【０００７】すなわち、第１のスプールを押して第２のスプール側へ偏倚させるための第１のスプール作動手段と、第２のスプールを押して第１のスプール側へ偏倚させるための第２のスプール作動手段とを弁本体の両側に装着し、第２のスプールに、これがセンタ位置に移動したとき第１インポートからの供給圧を受圧してセンタ位置に保持するセンタ保持用受圧部と、第２のスプールが第２のスプール作動手段により第１のスプール側に偏倚されたとき第１インポートからの供給圧を受圧して第１のスプール側への偏倚状態を保持させる偏倚用受圧部とを形成し、また第１のスプールには、これがセンタ位置に移動したとき第１インポートからの供給圧を受圧してセンタ位置に保持するとともに、第１のスプールが第１のスプール作動手段により第２のスプール側に偏倚されたときも第１インポートからの供給圧を受圧してセンタ位置へ復帰させるセンタ保持用受圧部を形成したものである。
【０００８】メカニカルバルブ構造にする場合、第１のスプール作動手段は、第１のスプールを弁本体の外側から押す第１のプッシャ、第２のスプール作動手段は、第２のスプールを弁本体の外側から押す第２のプッシャとなる。
【０００９】電磁弁構造とする場合、第１のスプール作動手段は、第１のスプールをパイロット圧により押す第１の電磁パイロット弁、第２のスプール作動手段は、第２のスプールをパイロット圧により押す第２の電磁パイロットとなる。
【００１０】第２のスプールのセンタ保持用受圧部及び偏倚用受圧部、第１のスプールのセンタ保持用受圧部は、他の受圧部との受圧面積の差により推力を生じさせる。
【００１１】第１のスプールの弁部は、パッキンと嵌合摺接するスプール弁体、第２のスプールの弁部は、パッキンと対向して接触するポペット弁体とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。
【００１３】図１〜図４は、スプールの切り換えを機械的に行うメカニカルバルブ構造にした実施例を示す。図１において、この２圧制御用バルブ１０５は、第１インポート１、アウトポート２及び第２インポート３を有する弁本体４に、左側の第１のスプール５と右側の第２のスプール６とを直列にして個別に左右摺動自在に嵌装している。
【００１４】弁本体４の左右両端には中空の左右のカバーブロック９・１０が付設され、これらカバーブロック９・１０内に、左側の第１のプッシャ１１と右側の第２のプッシャ１２とがそれぞれ摺動自在に嵌装されている。これらプッシャ１１・１２は、カバーブロック９・１０内においてそれらのバネ受け部１１ａ・１２ａでスプリング１３・１４を受けることにより、一部分がカバーブロック９・１０の外方へ突出するように付勢されている。
【００１５】また、左右のプッシャ１１・１２には、左右のカバーブロック９・１０内において左右のガイドロッド１５・１６がそれぞれ突設されている。これらガイドロッド１５・１６に摺動自在にそれぞれ嵌装した左右のフランジ１７・１８と、プッシャ１１・１２のバネ受け部１１ａ・１２ａとの間に、左右それぞれスプリング１９・２０が配置され、左右のフランジ１７・１８は、通常は左右のガイドロッド１５・１６に対してその段部に当接するところに保持されている。
【００１６】左側の第１のスプール５は、右側の受圧部となるスプール弁体５ａと、これよりも断面積が大きい左側のセンタ保持用受圧部５ｂとを形成している。スプール弁体５ａは、弁本体４内のパッキン２１と摺接して第１インポート１とアウトポート２との間を開閉する。センタ保持用受圧部５ｂは、弁本体４内のパッキン２２と摺接して弁本体４内と左側のカバーブロック９内との間をシールする。
【００１７】第１のスプール５の右端面には、第２のスプール６の左端の凸部６ａを摺動自在に受け入れる案内穴２３、左端面には、左側のガイドロッド１５を摺動自在に受け入れる案内穴２４が形成されている。
【００１８】また、右側の第２のスプール６は、左端のポペット弁体６ｂと、中間の偏倚用受圧部６ｃと、これよりも断面積が小さくなってこれに続く中間左側の圧力室シール用受圧部６ｄと、この圧力室シール用受圧部６ｄと同じ断面積の中間右側の圧力室シール用受圧部６ｅと、これより断面積が大きい右端のセンタ保持用受圧部６ｆとを形成している。
【００１９】ポペット弁体６ｂは、弁本体４内のパッキン２５と対向して圧接して第２インポート３と第１インポート１及びアウトポート２との間を閉じる。中間左側の圧力室シール用受圧部６ｄは、弁本体４内のパッキン２６と摺接して、第１インポート１からの供給圧を通路２７を通じて受け入れる圧力室２８を形成する。偏倚用受圧部６ｃは、図２に示すように、弁本体４内のパッキン２９と対向して圧接したとき、圧力室２８の左端をこのパッキン２９とでシールする。このとき、中間右側の圧力室シール用受圧部６ｅは、弁本体４内のパッキン３０と摺接して、圧力室２８の右端をこのパッキン３０とでシールする。このとき、右端のセンタ保持用受圧部６ｆには切欠部６ｇがあるため、弁本体４内のパッキン３１との間でのシールは行われず、パッキン３０より右側は図示しない排気通路を通じて大気に開放されるので、圧力室シール用受圧部６ｅより断面積が大きいセンタ保持用受圧部６ｆには圧力がかからない。
【００２０】第２のスプール６の右端面にも、右側のガイドロッド１６を摺動自在に受け入れる案内穴３２が形成されている。
【００２１】上記のような構成において、図１に示すように、左右両側のプッシャ１１・１２が共に外方へ突出する通常のオフ状態で、第１インポート１から供給圧が加わり、第２インポート３には真空圧がかけられると、第１のスプール５については、右側のスプール弁体５ａと左側のセンタ保持用受圧部５ｂとに供給圧が加わるが、後者のセンタ保持用受圧部５ｂの方が断面積が大きいので、第１のスプール５は、供給圧によって左方へ押されて左側のストロークエンド（センタ位置）に保持される。
【００２２】また、第２のスプール６については、圧力室２８に入り込んだ供給圧が中間左側の圧力室シール用受圧部６ｄと右端のセンタ保持用受圧部６ｆとに加わるが、後者のセンタ保持用受圧部６ｆの方が断面積が大きいので、第２のスプール６は、供給圧によって右方へ押されて右側のストロークエンド（センタ位置）に保持される。
【００２３】このように両スプール５・６がセンタ位置に自己保持されている通常の状態では、第１インポート１とアウトポート２との間が、第１のスプール５のスプール弁体５ａにより閉じられ、アウトポート２と第２インポート３との間が、第２のスプール６のポペット弁体６ｂにより閉じられるので、この２圧制御用バルブは、ノーマルがクローズドセンタのバルブとなる。
【００２４】図１の状態から図２に示すように、右側の第２のプッシャ１２をスプリング１４に抗して外部から押動してオン状態にすると、これに伴い第２のスプール６が左方へ押されるので、その中間右側の圧力室シール用受圧部６ｅがパッキン３０に摺接するのに対し、中間左側の圧力室シール用受圧部６ｄがパッキン２６から離れ、圧力室２８が左方へ移っていく。
【００２５】このとき、第２のスプール６の中間右側の圧力室シール用受圧部６ｅよりも中間の偏倚用受圧部６ｃの方が断面積が大きいので、第２のスプール６には、圧力室２８内の供給圧によって左方への推力が働く。このため、第２のスプール６は、左方へ推進されてその偏倚用受圧部６ｃがパッキン２９に圧接する左側偏倚位置に保持される。これにより、アウトポート２が第２インポート３と連通してアウトポート２に真空圧が生ずる。
【００２６】第２のスプール６がこのように偏倚しても、第１のスプール５は、供給圧によって図１と同様のセンタ位置に保持されたままである。
【００２７】第２のプッシャ１２を解放すると、このプッシャ１２は、図３に示すようにスプリング１４により復帰するが、第２のスプール６は上記のように供給圧によって左側の偏倚位置に保持されるので、第１インポート１とアウトポート２との間が閉じ、アウトポート２と第２インポート３との間が連通する図３の状態に自己保持される。
【００２８】次に、図４に示すように、左側のプッシャ１１をスプリング１３に抗して外部から押動してオン状態にすると、これに伴い第１のスプール５が右方へ押され、更に第１のスプール５によって第２のスプール６も右方へ押される。
【００２９】このとき、第１のスプール５のスプール弁体５ａはパッキン２１から離れるので、第１インポート１とアウトポート２との間は連通するが、第２のスプール６は、圧力室２８内の供給圧によって図１と同じセンタ位置に保持されるため、アウトポート２と第２インポート３との間は、第２のスプール６のポペット弁体６ｂによって閉じられる。
【００３０】第１のスプール５のスプール弁体５ａがパッキン２１から離れると、第１のスプール５には、そのセンタ保持用受圧部５ｂにのみ供給圧が加わるため、第１のスプール５には左方への推力が働き、第１のスプール１はセンタ位置に戻る。
【００３１】従って、この２圧制御用バルブ１０５は、第１のプッシャ１１を解放すると、図１に示したクローズドセンタに自動復帰することになる。
【００３２】図２は、この２圧制御用バルブ１０５を用いて真空パッド１００を制御する場合の回路図である。
【００３３】上記の実施例では、左側の第１のスプール５と右側の第２のスプール６とを、左側の第１のプッシャ１１と右側の第２のプッシャ１２とでそれぞれ機械的に押動するようにしたが、図５に示すように弁本体４の左右両端に左右の電磁パイロット弁７・８を付設し、電磁パイロット弁７・８からのパイロット圧により左右のスプール５・６を押動するようにしてもよい。
【００３４】なお、第２インポート３を真空圧としないで、供給圧よりも低い圧力とした場合にも、上記と同様の動作をする。
【００３５】
【発明の効果】本発明の２圧制御用バルブによれば、通常の状態では、第１と第２のスプールが、第１インポートとアウトポートと第２インポートの全ての間を閉じるクローズドセンタに、供給圧によって自己保持され、またプッシャ又はパイロット圧により第２のスプールを押動したときは、第１インポートとアウトポートとの間が閉じ、アウトポートと第２インポートとの間が連通して、この状態が供給圧により自己保持され、更にプッシャ又はパイロット圧により第１のスプールを押動したときは、第１インポートとアウトポートとの間が連通し、アウトポートと第２インポートとの間が閉じる状態になった後、第１インポートとアウトポートと第２インポートの全ての間を閉じるクローズドセンタに、供給圧により自動復帰する。
【００３６】従って、２ポートバルブを別途必要としないとともに、随時に自由な制御ができ、また簡素な構造の２圧制御用バルブとして安価に提供できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２０４２４０
【氏名又は名称】太陽鉄工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年２月２３日（１９９９．２．２３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２４７６
【弁理士】
【氏名又は名称】原田 信市
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２４０８２７（Ｐ２０００−２４０８２７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月８日（２０００．９．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−４５３７９ |
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