| 【発明の名称】 |
流体制御弁及びフィルタ付きプレート |
| 【発明者】 |
【氏名】高橋 圭瑞
【氏名】望月 宣宏
|
| 【要約】 |
【課題】フィルタの交換が容易で交換作業時間を短縮できる流体制御弁及び該流体制御弁に使用するフィルタ付きプレートを提供すること。
【解決手段】複数のポートが設けられたバルブブロック１０の各ポート位置に対応してポートが形成された弁本体３０を、該バルブブロック１０に取り付けて構成した流体制御弁において、バルブブロック１０と弁本体３０との間にプレート２０を設け、該プレート２０にバルブブロック１０の各ポートと弁本体３０の各ポートとを連通する流路を形成すると共に、該流路上にフィルタ２４、２５を設けた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数のポートが設けられたバルブブロックの各ポート位置に対応してポートが形成された弁本体を、該バルブブロックに取り付けて構成した流体制御弁において、前記バルブブロックと前記弁本体との間にプレートを設け、該プレートに前記バルブブロックの各ポートと弁本体の各ポートとを連通する流路を形成すると共に、該流路上にフィルタを設けたことを特徴とする流体制御弁。
【請求項２】 請求項１に記載の流体制御弁において、前記プレート内部に、前記バルブブロックからの高圧流体を制御流体とパイロット流体に分岐する流路を形成すると共に、前記弁本体に該プレートからのパイロット流体を導入するパイロットポートを設け、該プレートのパイロット流路上にフィルタを設けたことを特徴とする流体制御弁。
【請求項３】 請求項２に記載の流体制御弁において、前記弁本体はスプールを支持する静圧軸受を有し、前記パイロットポートからの高圧流体を該静圧軸受に導入するように構成したことを特徴とする流体制御弁。
【請求項４】 請求項２に記載の流体制御弁において、前記プレートの制御流路に別途フィルタを設け、前記パイロット流路と該制御流路上に異なる濾過精度のフィルタを設けたことを特徴とする流体制御弁。
【請求項５】 複数のポートが設けられたバルブブロックの各ポート位置に対応してポートが形成された弁本体を、該バルブブロックに取り付けた構成の流体制御弁の該バルブブロックと該弁本体との間に取り付けたプレートであって、前記プレートに前記バルブブロックと前記弁本体の各ポートを連通する流路が形成され、該流路にフィルタを設けたことを特徴とするフィルタ付きプレート。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧力流体を制御する流体制御弁に係り、特にフィルタを備えた流体制御弁及び該流体制御弁に用いるフィルタ付きプレートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は従来のこの種の流体制御弁の断面構成例を示す図である。この流体制御弁は高圧の流体をシリンダやモータなどのアクチュエータを制御する制御流体として使用すると共に、この高圧流体をスプールを駆動する駆動源として利用している。即ち、バルブブロック２００の高圧流体供給ポート２０１から流体制御弁１００の弁本体１０１の供給ポート１０２に導かれた高圧流体は制御流体として利用されると同時に、弁本体１０１の内部で該高圧流体を分岐させて絞り１０３、１０４を介してノズルフラッパ機構１０５のノズル１０６、１０７側に導き、スプール１０８を駆動する圧力源として利用している。
【０００３】ここで絞り１０３、１０４とノズル１０６、１０７側へ流れる流体は一旦、弁本体１０１に設けたフィルタ１０９によって濾過される。ノズル１０６、１０７側ヘ流れる流体は、絞り１０３、１０４やノズル１０６、１０７等の狭い隙間を通るため、パーティクルが該隙間に目詰まりすると、流体制御弁としての正常な機能を損なうことになる。このような不都合を避けるため弁本体１０１にフィルタ１０９を設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように弁本体１０１にフィルタ１０９を内蔵した構成の流体制御バルブはフィルタ１０９にパーティクルが詰まったときやメンテナンスのとき、フィルタ１０９を交換するために、流体制御弁１００を分解しなければならないという煩雑な作業を必要とする。また、交換の時は流体制御弁１００は機能しないため、これを使用したシステムが稼動しないためシステムの稼働率を低下させてしまう。
【０００５】上記システムの稼動率の低下を回避するため、別の流体制御弁１００を用意しておき、フィルタ１０９の交換の際には別の流体制御弁に交換してシステムを稼動させることが考えられるが、流体制御弁１００がもう一台必要になる。この場合、流体制御弁の単体機差があるため、システムの動作の再調整等が必要になることもある。
【０００６】また、弁本体１０１にフィルタ１０９を着脱可能に設け、交換を容易にしたものがある。これはメンテナンス時間を短縮でき、システムの稼動率の向上に有効である。しかし、弁本体１０１は、内部に複雑な流路が形成されており、この弁本体１０１に更にフィルタを着脱可能にすると、弁本体１０１への加工数が増加し、コスト高になる。また、フィルタ１０９の交換の際にフィルタ１０９に付着したパーティクルなどが弁本体１０１の内部に侵入しないように注意する必要がある。
【０００７】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題を除去し、フィルタの交換が容易で交換作業が短時間で済む流体制御弁及び該流体制御弁に使用するフィルタ付きプレートを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、複数のポートが設けられたバルブブロックの各ポート位置に対応してポートが形成された弁本体を、該バルブブロックに取り付けて構成した流体制御弁において、バルブブロックと弁本体との間にプレートを設け、該プレートにバルブブロックの各ポートと弁本体の各ポートとを連通する流路を形成すると共に、該流路上にフィルタを設けたことを特徴とする。
【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の流体制御弁において、プレート内部に、バルブブロックからの高圧流体を制御流体とパイロット流体に分岐する流路を形成すると共に、弁本体にプレートからのパイロット流体を導入するパイロットポートを設け、該プレートのパイロット流路上にフィルタを設けたことを特徴とする。
【００１０】また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の流体制御弁において、弁本体はスプールを支持する静圧軸受を有し、パイロットポートからの高圧流体を該静圧軸受に導入するように構成したことを特徴とする。
【００１１】上記のように、バルブブロックと弁本体との間にプレートを設け、該プレートのバルブブロックの各ポートと弁本体の各ポートとを連通する流路にフィルタを設けた構成とするので、プレートを交換するだけで、フィルタの交換、メンテナンスを行なうことができ、交換作業が容易で短時間で済むから、流体制御弁が稼動しない時間を大幅に低減することができる。従って、この流体制御弁を使用したシステムの稼動率を向上させることができる。
【００１２】また、従来の弁本体にフィルタを内蔵する構成のものに比較し、弁本体の内部流路が簡単になり、弁本体が小型にできると共に、弁本体の製造コストを低減することができる。
【００１３】また、高価な流体制御弁を２台用意するかわりに、安価なフィルタ付きプレートを２枚用意するだけでシステムを稼動することができるため、システム全体のコストを低減することができる。
【００１４】また、フィルタを交換、洗浄する際、弁本体とは独立したプレートを外すだけで済むので、フィルタに付着したパーティクルが流体制御弁内部に侵入することを防止できる。
【００１５】また、流体制御弁を使用するシステムの稼動効率向上のために別の流体制御弁を用意する必要がなく、フィルタが装着された簡単な構成のプレートを用意するだけで対処できる。
【００１６】また、高価な流体制御弁を２台用意するかわりに、安価なフィルタ付きプレートを２枚用意するだけでシステムを稼動することができるため、システム全体のコストを低減することができる。
【００１７】また、従来のように、別の流体制御弁と交換した場合に発生する流体制御弁の個体差に起因する制御性能への影響をなくすることができる。
【００１８】また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の流体制御弁において、プレートの制御流路に別途フィルタを設け、パイロット流路と該制御流路上に異なる濾過精度のフィルタを設けたことを特徴とする。
【００１９】上記のように、プレート内部の制御流路とパイロット流路にそれぞれに別にフィルタを設けることにより、制御流路を流れる制御流体とパイロット流路を流れるパイロット流体の独立したフィルタリングを行うことができる。
【００２０】本構成により、パイロット流体のフィルタリングだけでなく、制御流体のフィルタリングが可能になるためシステム全体の信頼性を向上することができる。また、パイロット流体と制御流体を独立にフィルタリングできるため、それぞれに適したフィルタリング性能を持つフィルタを選ぶことが可能になる。
【００２１】また、請求項５に記載の発明は、複数のポートが設けられたバルブブロックの各ポート位置に対応してポートが形成された弁本体を、該バルブブロックに取り付けた構成の流体制御弁の該バルブブロックと該弁本体との間に取り付けたプレートであって、プレートにバルブブロックと弁本体の各ポートを連通する流路が形成され、該流路にフィルタを設けたことを特徴とする。
【００２２】上記のように、バルブブロックと弁本体との間に取り付けるプレートをその内部に形成された流路にフィルタを設けたフィルタ付きプレートとし、該プレートをバルブブロックと弁本体との間に取り付けるので、上記の構成の流体制御弁を構成できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図２は本発明に係る流体制御弁の断面構成例を示す図である。本流体制御弁はバルブブロック１０にプレート２０を介して弁本体３０を取り付けた構成である。弁本体３０の上部にはノズルフラッパ機構５０が取り付けられ、側部には変位センサ６０が取り付けられている。
【００２４】プレート２０にはバルブブロック１０の供給ポート１１、制御ポート１２、１３をそれぞれ弁本体３０の供給ポート３１、制御ポート３２、３３に対応させて連通する流路２１、２２．２３が形成されている。この３つの流路のうち流路２１は３つに分岐され、１つは弁本体３０の供給ポート３１に、残りの２つはノズルフラッパ機構５０へ導かれるパイロットポート３４、３５に連通するようになっている。そしてこのパイロットポート３４、３５に連通するように分岐したパイロット流路上には円筒状のフィルタ２４、２５が設けられている。
【００２５】図３は上記円筒状のフィルタ２４とその取り付け方法を説明する図である。なお、円筒状のフィルタ２５とその取り付け方法も同一であるのでその説明は省略する。フィルタ２４はプレート２０に加工されたネジ穴２７に中空の押えネジ２６によってプレート２０に固定されている。バルブブロックの供給ポート１１から流路２１に流入した高圧流体は矢印Ａに示すように円筒状のフィルタ２４の外周から内側へ流れるときフィルタ２４で濾過される。その後、パイロットポート３４に流入する。即ち、パイロットポート３４、３５にはフィルタ２４、２５で濾過され、パーティクルが除去された作動流体が供給される。
【００２６】上記ネジ穴２７の端部はプラグ２８で封止されており、該プラグ２８と押えネジ２６を外すことでフィルタ２４をプレート２０から外すことができるようになっている。このため、フィルタ２４、２５の交換や洗浄を容易に行うことができる。
【００２７】フィルタ２４、２５を交換・洗浄する場合、新しいフィルタ２４、２５を装備した別のプレート２０と交換することで、弁本体３０をすぐに稼動させることができる。或いは図７に示すようにフィルタを装備しない分岐した流路が形成されただけのプレート２０によっても流体制御弁を稼動することもできる。
【００２８】パイロットポート３４、３５、パイロット流路３６、３７を通ってノズルフラッパ機構５０のノズル５１、５２に流れる流体の流量は大きくないが、常に流れているため、フィルタ２４、２５は数ミクロン程度の目の細かいものであって、濾過面積の大きいものが望ましい。このため、ここでは円筒状のフィルタを選定している。この円筒状のフィルタは濾過面が円筒全面になるため、小型でありながら濾過面積を大きくすることができる。供給ポート１１に連通する流路２１から分岐した横穴状のパイロット流路に円筒状のフィルタ２４、２５を設けることで、この横穴状のパイロット流路を有効に利用しプレート２０を薄くすることができるように工夫されている。
【００２９】次に、上記構成の流体制御弁の動作を説明する。スリーブ３８内には所定の隙間をもってスプール３９が摺動可能に嵌装されている。ノズルフラッパ機構５０は、ノズル５１、５２、トルクモータ５３、フラッパ５４から構成される。変位センサ６０はスプール３９の位置を検出して、該スプール３９の位置を電気フィードバック制御するため、図示しないフィードバック回路、増幅回路等を含むアンプを備えている。
【００３０】スプール３９が変位することによって、これらで形成される流路が切り替わり、供給ポート３１と制御ポート３２又は制御ポート３３のいずれかが連通し、同時に他の制御ポート３３又は制御ポートとタンクポート（図示せず）が連通する。また、それぞれの開口面積をスプール３９の位置によって調整して、そこを流れる流量や制御ポート３２、３３にかかる圧力を制御するようになっている。制御ポート３２と制御ポート３３の間にシリンダやモータなどのアクチュエータを連結することにより、アクチュエータへの高圧流体の給排出を行い、その動作を制御したり、両ポート間の差圧を制御してアクチュエータの発生力を制御することができる。
【００３１】パイロットポート３４、３５に供給された高圧流体は、絞り４４、４５を通ってスプール３９の両端の空間へ流入し、更にパイロット流路３６、３７を通ってノズル５１、５２に導かれ、該ノズル５１、５２から噴出する。この際、各ノズル５１、５２の先端に対向するフラッパ５４の面との距離をトルクモータ５３によって変化させてノズル５１、５２から噴出する流れに抵抗を与えることによって、ノズル５１、５２の上流、即ちスプール３９の両端の空間に圧力差をつくる。この差圧によってスプール３９が駆動される。
【００３２】図４は本発明に係る流体制御弁の他の断面構成例を示す図である。本流体制御弁はスプール３９の両端部に静圧軸受４０、４１を備えている。本流体制御弁も図２に示す流体制御弁と同様、弁本体３０はプレート２０を介してバルブブロック１０に取り付けられ、該プレート２０内に形成された流路も同じである。供給ポート１１に連通する流路２１から分岐した流路はフィルタ２４、２５を介して弁本体３０のパイロットポート３４、３５に連通している点も図２に示す流体制御弁と同一であるが、パイロットポート３４、３５は弁本体３０の内部流路によって静圧軸受４０、４１に連通している点が異なる。
【００３３】静圧軸受４０、４１に供給される高圧流体は、静圧軸受４０、４１の軸受絞り４２、４３と、スプール３９とスリーブ３８の間の間隙を通って流れるため、流体中にパーティクルが存在すると静圧軸受絞り４２、４３を目詰まりさせたり、スプール３９とスリーブ３８の間の隙間に挟まるとスプール３９が滑らかに動作しなくなるという問題が生じる。このためプレート２０内に設けたフィルタ２４、２５で作動流体を濾過することにより、上述のような問題の発生を防止することができる。
【００３４】また、弁本体３０とは別のプレート２０にフィルタ２４、２５を設けたことによる作用・効果は図２に示す流体制御弁と同じである。
【００３５】図５は本発明に係る流体制御弁の他の断面構成例を示す図である。本流体制御弁は、プレート２０の供給ポート１１に連通する流路２１の導入口にディスク型のフィルタ２９を備え、該フィルタ２９の下流の分岐させた流路のうちの２つのパイロット流路上にそれぞれフィルタ２４、２５を設けている。ディスク型のフィルタ２９は制御流量とパイロット流量の両方に流れる流体を濾過することになる。
【００３６】図６はディスク型のフィルタ２９をプレート２０に取り付けた部分の拡大断面図（図５のＢ部分の拡大図）である。このフィルタ２９はリング状の基部２９ａと該基部にかしめ付けされた金属メッシュ２９ｂからなり、プレート２０の流路２１の導入口に設けられた凹部に嵌め込まれて固定されている。フィルタ２９は流体制御弁の制御流量に応じて圧力損失の小さいものを選定する。一般的に、制御流量はパイロット流量より大きいことが多いため、下流のフィルタ２４、２５よりメッシュ（濾過精度）の粗いもの、例えば数１００ミクロン程度のメッシュを選定する。６２はバルブブロック１０とプレート２０の間に介在するＯリングである。
【００３７】上記のように、供給ポート１１からの流体が制御流体とパイロット流体とに分岐する前にメッシュの粗いディスク型のフィルタ２９を設けることにより、比較的大きなパーティクルが流体中に混入していても除去することができる。このフィルタ２９に引っかかるような大きなパーティクルがパイロット側のフィルタ２４、２５に付着しているとパイロット側の濾過面積が小さくなり、大きな抵抗になって弁機能を損なう原因となる。このため、前段のディスク型のフィルタ２９は、制御流量側へ大きなパーティクルが流入することを防止すると共に、下流のパイロット流路上のフィルタを長持ちさせるという作用効果を果たす。
【００３８】なお、図５に示す流体制御弁は、制御流路とパイロット流路の両方にフィルタを設けた場合であるが、図４に示すように静圧軸受４０、４１を備えた流体制御弁のプレート２０に形成された供給ポート１１に連通する流路２１の導入口にディスク型のフィルタを設けても良い。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００４０】上記のように、バルブブロックと弁本体との間にプレートを設け、該プレートのバルブブロックの各ポートと弁本体の各ポートとを連通する流路にフィルタを設けた構成とするので、プレートを交換するだけで、フィルタの交換、メンテナンスを行なうことができ、交換作業が容易で短時間で済むから、流体制御弁が稼動しない時間を大幅に低減することができる。従って、この流体制御弁を使用したシステムの稼動率を向上させることができる。
【００４１】また、従来の弁本体にフィルタを内蔵する構成のものに比較し、弁本体の内部流路が簡単になり、弁本体が小型にできると共に、弁本体の製造コストを低減することができる。
【００４２】また、フィルタを交換、洗浄する際、弁本体とは独立したプレートを外すだけで済むので、フィルタに付着したパーティクルが流体制御弁内部に侵入することを防止できる。
【００４３】また、流体制御弁を使用するシステムの稼動効率向上のために別の流体制御弁を用意する必要がなく、フィルタが装着された簡単な構成のプレートを用意するだけで稼動率向上に対処できると共に、システム全体のコストを低減することができる。
【００４４】また、従来のように別の流体制御弁と交換した場合に発生する流体制御弁の個体差に起因する制御性能への影響をなくすることができる。
【００４５】また、請求項４に記載の発明によれば、プレート内部の制御流路とパイロット流路にそれぞれに別にフィルタを設けることにより、上記効果に加え制御流路を流れる制御流体とパイロット流路を流れるパイロット流体とを独立したフィルタリングを行うことができる。
【００４６】また、請求項５に記載の発明によれば、バルブブロックと弁本体との間に取り付けるプレートをその内部に形成された流路にフィルタを設けたフィルタ付きプレートとし、該プレートをバルブブロックと弁本体との間に取り付けるので、上記のような効果を有する流体制御弁を構成できる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】００００００２３９
【氏名又は名称】株式会社荏原製作所
|
| 【出願日】 |
平成１１年９月１日（１９９９．９．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７０６６
【弁理士】
【氏名又は名称】熊谷 隆 （外１名）
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−７４１６２（Ｐ２００１−７４１６２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２３日（２００１．３．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４７９７２ |
|