| 【発明の名称】 |
３ポート弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】三 輪 武 尚
【氏名】嶽 山 章 博
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| 【要約】 |
【課題】３ポート弁を、切り換え時に各ポートが同時連通することがなく、しかも、流体溜りやシール箇所を少ないものとして構成する。
【解決手段】共通のポートＰに連通する二つの２ポート弁２，４の出力側の流路２１，４１をそれぞれ個別のポートＡ，Ｂに連通させて、３ポート弁を構成する。２ポート弁２，４は、ピストン２７，４７に作用する圧力室３１，５１内のパイロット流体Ｐａ，Ｐｂで各弁体２４，４４を駆動し、それぞれの弁座２３，４３を開放するパイロット駆動弁により構成する。しかも、２ポート弁２における圧力室３３を、２ポート弁４におけるパイロット流体Ｐｂの圧力室５１に連通させ、パイロット流体Ｐｂの供給時には、２ポート弁２を圧力室３３に供給した流体圧で閉鎖させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】一方の流路を共通のポートに連通させる二つの２ポート弁の他方の流路をそれぞれ個別のポートに連通させた３ポート弁であって、上記両２ポート弁を、パイロット流体圧による弁体の駆動によりそれぞれの弁座を開放するパイロット駆動弁により構成し、一方の２ポート弁における弁座を閉鎖する方向に弁体を駆動するパイロット流体の圧力室と、他方の２ポート弁における弁座を開放する方向に弁体を駆動するパイロット流体の圧力室とを連通流路により連通させた、ことを特徴とする３ポート弁。
【請求項２】請求項１に記載の３ポート弁における二つの２ポート弁を、それぞれの弁体に連設したピストンに作用するパイロット流体で該弁体を開放する方向に付勢すると共に、該ピストンに、弁体を閉鎖する方向のスプリング力で、上記パイロット流体による作用力よりも十分に小さいスプリング力を作用させるパイロット駆動弁により構成したことを特徴とする３ポート弁。
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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、デバイダ弁またはセレクタ弁として用い、特に三つのポートが同時に連通することにより生じる不都合をなくすようにした３ポート弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５に示すような従来から一般的に使用されている３位置３ポート弁は、流体の流れの方向を入口Ｐから出口ＡまたはＢに切り換えるものである。この種の３ポート切換弁では、通常、流路を切り換えるための信号ＰａまたはＰｂが加えられると、瞬時ではあるが切換弁内で入口Ｐ及び出口Ａ及びＢが同時に連通する時点が存在し、その場合には入口から出口Ａ及びＢの双方に出力される可能性があるため、切換弁の用途によっては問題になる。この問題を避けるためには、図６に示すように、２台の２ポート弁を用いればよいが、この場合にも、何らかの事情で信号Ｐａ及びＰｂが同時に加わることがあると、同様の問題が発生することになる。
【０００３】さらに、図８に示すように、３ポート弁と２ポート弁とを組み合わせ、２ポート弁に信号Ｐｂを加えない状態で３ポート弁に信号Ｐａを加えれば、出口Ｂには出力されず、出口Ａのみから出力される。この場合に、信号Ｐｂが加えられても出口Ｂからの出力はなく、出口Ａのみから出力される。また、信号Ｐａを加えない状態で信号Ｐｂを加えると、出口Ｂから出力される。そのため、信号が誤って出力される場合の同時連通の問題を解消することができる。しかしながら、塗料や薬品等の液体や気体を対象としてそれらの流れを制御する場合には、液溜り（ガス溜り）や流体をシールする箇所を可能な限り少なくする必要があり、図８の例ではこの要求を満たすことができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題は、このような問題を解消し、信号が誤って出力されても各ポートが同時連通して不都合が生じることのない３ポート弁を提供することにある。また、本発明の他の技術的課題は、上記各ポートが同時連通することのない３ポート弁を、流体溜りやシール箇所を少ないものとして構成し、塗料や薬品等の流体の流れを制御するのに好適な３ポート弁を得ることにある。本発明の他の技術的課題は、デバイダ弁またはセレクタ弁として用いるのに適した３ポート弁を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するための本発明の３ポート弁は、一方の流路を共通のポートＰに連通させる二つの２ポート弁の他方の流路をそれぞれ個別のポートＡ，Ｂに連通させた３ポート弁であって、上記両２ポート弁を、パイロット流体圧による弁体の駆動によりそれぞれの弁座を開放するパイロット駆動弁により構成し、一方の２ポート弁における弁座を閉鎖する方向に弁体を駆動するパイロット流体の圧力室と、他方の２ポート弁における弁座を開放する方向に弁体を駆動するパイロット流体の圧力室とを連通流路により連通させたことを特徴とするものである。
【０００６】上記３ポート弁においては、二つの２ポート弁を、それぞれの弁体に連設したピストンに作用するパイロット流体で該弁体を開放する方向に付勢すると共に、該ピストンに、弁体を閉鎖する方向のスプリング力で、上記パイロット流体による作用力よりも十分に小さいスプリング力を作用させるパイロット駆動弁により構成することができる。
【０００７】上記構成を有する３ポート弁においては、一方の２ポート弁をパイロット流体Ｐａの作用により開放すると、二つの２ポート弁に共通するポートＰからの流体が上記一方の２ポート弁の出口側ポートＡから流出し、また、他方の２ポート弁の弁体をパイロット流体Ｐｂの作用により開放すると、そのパイロット流体圧がスプリングの付勢力と共に上記一方の２ポート弁における弁体を閉鎖する方向に作用し、当該一方の２ポート弁にパイロット流体Ｐａが供給されているか否かにかかわらず、当該２ポート弁の弁体が閉じられ、ポートＡからの出力があってもそれを停止させる。したがって、上記他方の２ポート弁がパイロット流体Ｐｂで開放している状態で、一方の２ポート弁にパイロット流体Ｐａを加えても、その２ポート弁が開放することはない。なお、ここでは上記３ポート弁をデバイダ弁として用いることを前提として説明しているが、それをセレクタ弁として動作させ得ることは勿論である。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明に係る３ポート弁の第１実施例を示している。この第１実施例の３ポート弁は、弁ボディ１内に二つの２ポート弁２，４を収容することにより構成したもので、上記弁ボディ１は、方向を切り換えるべき流体が内部を流れる主弁ボディ１０と、二つの２ポート弁２，４の開閉を行うパイロット駆動部のパイロットボディ１１，１２を接合してなり、これらの２ポート弁２，４における一方の流路（入力側）２１，４１を、それぞれ共通の入口側ポートＰに連通させると共に、それらの２ポート弁２，４の他方の流路（出力側）２２，４２を、それぞれ個別の出口側ポートＡ，Ｂに連通させている。また、上記出口側ポートＢは、主弁ボディ１０を貫通する出力流路５に連通させている。
【０００９】上記３ポート弁を構成する二つの２ポート弁２，４は、それぞれの流路に設けた弁座２３，４３を開閉する弁体２４，４４を備え、これらの弁体における各弁棒２５，４５は、ダイヤフラム２６，４６をシール状態で貫通させることによって、ダイヤフラム２６，４６からの導出側をそれぞれの弁座２３，４３を通じて流れる流体の流路から隔離し、それらの弁棒２５，４５の端部に、パイロットボディ１１，１２内に形設したシリンダ２９，４９内に摺動自在に嵌挿されるピストン２７，４７を設けている。一方の２ポート弁２におけるピストン２７は、その周囲にＯリングからなるピストンパッキン２８を備えているが、他方の２ポート弁４におけるピストン４７は、その周囲に断面がＶまたはＵ字状をなす１方向シールのピストンパッキン４８を備えている。
【００１０】上記二つの２ポート弁における弁体２４，４４に弁棒２５，４５を介して連設したピストン２７，４７は、シリンダ２９，４９内にそれぞれのパイロットポート３０，５０に連通する圧力室３１，５１を区画形成し、それらの圧力室３１，５１において、ピストン２７，４７に作用するパイロット流体Ｐａ，Ｐｂの圧力で、それぞれの弁体２４，４４を開放する方向に付勢するものであり、一方、両ピストン２７，４７とシリンダ２９，４９の内端面との間に、弁体２４，４４を閉鎖する方向に付勢するスプリング３２，５２を介装し、これらによって上記二つの２ポート弁２，４をパイロット駆動弁として構成している。上記スプリング３２，５２の付勢力は、圧力室３１，５１におけるパイロット流体Ｐａ，Ｐｂの作用力よりも十分に小さい力を弁体２４，４４に作用させるものである。
【００１１】上記２ポート弁２，４は、それぞれパイロットポート３０，５０を通して給排されるパイロット流体Ｐａ，Ｐｂの圧力により弁体２４，４４が駆動されて、それぞれの弁座２３，４３を開放するものであるが、一方の２ポート弁２における弁座２３を閉鎖する方向に弁体２４を駆動するところの前記圧力室３１に対向する圧力室３３と、他方の２ポート弁４におけるパイロット流体Ｐｂの圧力室５１とを、パイロットボディ１１，１２間をシール８を介して連通させる連通流路７により導通させている。
【００１２】この２ポート弁２の圧力室３３を連通流路７により他方の２ポート弁４の圧力室５１に連通させるに際しては、圧力室５１よりもパイロットポート５０側に近い部分の流路に連通流路７を接続するのが望ましく、それによって、特に圧力室５１の入口部分に流体の流入を遅延させる絞り部分等がある場合には、２ポート弁２の圧力室３３にパイロットポート５０からのパイロット流体Ｐｂが流入するのが早くなるので、２ポート弁２における弁体２４の閉動作を早くすることができる。なお、２ポート弁４におけるピストン４７の圧力室５１と反対側の室５３は、パイロット流体等を流入させることがないので、ピストンパッキン４８を１方向シールとすることができる。また、図示したように、２ポート弁４におけるピストン４７の頭部は、パイロットボディ１２に設けた開口部１３に臨ませ、２ポート弁４の弁棒４５の手動操作に供することができる。
【００１３】上記構成を有する第１実施例の３ポート弁においては、一方の２ポート弁２のパイロットポート３０へのパイロット流体Ｐａの供給により、該２ポート弁の弁座２３をそのパイロット流体Ｐａの作用による弁体２４の駆動によって開放すると、二つの２ポート弁２，４に共通するポートＰからの流体が２ポート弁２の出口側ポートＡから出力され、また、他方の２ポート弁４のパイロットポート５０へのパイロット流体Ｐｂの供給により、該２ポート弁４の弁座４３をそのパイロット流体Ｐｂの作用による弁体４４の駆動によって開放すると、ポートＰからの流体が２ポート弁４の出口側ポートＢを通して出力流路５に出力される。
【００１４】このような２ポート弁４の動作に際し、一方の２ポート弁２における前記圧力室３３と、他方の２ポート弁４における圧力室５１とを連通流路７により導通させているので、パイロットポート５０からのパイロット流体Ｐｂの圧力が２ポート弁２の圧力室３３に流入し、そのパイロット流体Ｐｂが、同室内に設けたスプリング３２の付勢力と共に２ポート弁２における弁体２４を閉鎖する方向に作用する。
【００１５】この２ポート弁４のパイロットポート５０にパイロット流体Ｐｂが供給されたときには、２ポート弁２の圧力室３３においてパイロット流体がピストン２７に作用する面積が、圧力室３１においてパイロット流体がピストン２７に作用する面積よりも大きく、しかも、圧力室３３側からはピストン２７に対してスプリング３２の付勢力も作用するので、２ポート弁２の圧力室３１に対してパイロット流体Ｐａが供給されているか否かにかかわらず、当該２ポート弁２の弁体２４が閉じられ、ポートＡからの出力があってもそれが停止する。したがって、上記２ポート弁４がパイロット流体Ｐｂで開放している状態で、２ポート弁２のパイロットポート３０にパイロット流体Ｐａを加えても、その２ポート弁２が開放することはない。
【００１６】図３は、本発明に係る３ポート弁の第２実施例を示している。この第２実施例の３ポート弁は、図１及び図２の第１実施例の３ポート弁と同じ構成を備えた二つの３ポート弁６１，６２を、相互の主弁ボディ１０を一体化すると共に、出力流路５を共通化して接合した構造を備え、図４によって次に説明するような態様での利用に便ならしめたものである。そのため、ポートＢから出力される流体が共通の出力流路６を通して導出される点を除いて、各３ポート弁６１，６２は前記第１実施例の場合と構造及び作用が変わらないので、同一または相当部分に第１実施例と同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
【００１７】図４は、上記３ポート弁、特に、図３の第２実施例の３ポート弁に適した使用の態様を例示するもので、ここでは、塗装用のマニホールドバルブとして、多数の３ポート弁における弁ボディ１を、出力流路６を相互に連通させて連結し、各３ポート弁６１及び６２から異色の塗料を切り換え供給するようにした場合を示している。これらの３ポート弁６１，６２においては、それぞれのパイロット流体Ｐａ，Ｐｂの制御により、出力側のポートＡから流出した塗料はその塗料タンクに還流され、一方、ポートＢから出力流路６に送られた塗料は、塗料の噴出側に連なる塗料流路６３を通して送出される。図中、６４は流路に付着した塗料を洗浄するための溶剤の供給弁であり、６５は空気の供給弁である。なお、前記第１実施例の３ポート弁もこれと同様な態様で使用することができる。また、上述した各３ポート弁は、このような態様での使用に限るものでないことは勿論である。
【００１８】
【発明の効果】以上に詳述した本発明の３ポート弁によれば、前述した従来の３ポート弁のように、信号が誤って出力されたときに各ポートが同時連通して不都合が生じることはなく、また、そのような３ポート弁を流体溜りやシール箇所を少ないものとして構成し、塗料や薬品等の流体の流れを制御するのに好適な３ポート弁を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０２５１１
【氏名又は名称】エスエムシー株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年５月１４日（１９９９．５．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７２４５３
【弁理士】
【氏名又は名称】林 宏 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３２０７００（Ｐ２０００−３２０７００Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月２４日（２０００．１１．２４） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１３４３３４ |
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