| 【発明の名称】 |
流量制御弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】松田 幹人
【氏名】野道 薫
【氏名】石井 清治
【氏名】清水 博明
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| 【要約】 |
【課題】メンテナンス性に優れ、軸線方向寸法を小さくすることができる流量制御弁を提供する。
【解決手段】弁箱２６内に内挿部材２７が設けられ、弁箱２６および内挿部材２７に支持されてプランジャ２８が設けられ、軸線方向に変位して弁座３０に着座および離間して弁通路２９を開閉し、流体の流量を制御する。プランジャ２８は、一端部３５および中間部３７よりも他端部３６の外径が大きく形成され、この他端部３６は、内挿部材２７の一端部３３が内挿されて支持される。これによって弁箱本体３１は、蓋体３２側の内径を、プランジャ２８の他端部３６の外径以上の内径とすることができる。またプランジャ２８自体の軸線方向寸法を短くすることができる。さらにプランジャ２８の位置を検出するセンサ７５を、内挿部材２７内に収納するようにして設けることができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 弁通路および弁座が形成され、軸線方向一端部側の部分が軸線方向他端部側の部分よりも小さい内径に形成される弁箱本体、および弁箱本体の軸線方向他端部を塞ぐ蓋体を有する弁箱と、軸線方向一端部側の部分が、軸線方向他端部側の部分よりも小さい外径に形成され、軸線方向他端部が蓋体に装着されて弁箱内に設けられる内挿部材と、弁箱内に設けられ、軸線方向に変位して弁座に着座および離間して弁通路を開閉するプランジャとを含み、プランジャは、スリーブ状であって、軸線方向一端部および軸線方向両端部間の中間部が、軸線方向他端部よりも小さい外径に形成され、軸線方向他端部を蓋体寄りに配置して設けられ、プランジャの軸線方向他端部は、外周部が弁箱本体の軸線方向他端部側の部分の内周部によって軸線方向に変位自在にかつ密に支持されるとともに、内挿部材の軸線方向一端部側の部分が密に内挿され、プランジャの軸線方向両端部間の中間部は、軸線方向他端部から間隔をあけた位置の外周部が弁箱本体の軸線方向一端部側の部分の内周部によって軸線方向に変位自在にかつ密に支持され、プランジャの軸線方向他端部および軸線方向両端部間の中間部と、弁箱本体とによって第１流体室が規定され、プランジャの軸線方向他端部と、弁箱本体と、内挿部材とによって第２流体室が規定され、第１および第２流体室に選択的にパイロット流体が供給されて、プランジャが軸線方向に変位し、プランジャの軸線方向一端部が弁座に着座および離間して、弁通路を開閉することを特徴とする流量制御弁。
【請求項２】 プランジャの軸線方向両端部間の中間部の弁箱本体に支持される外周部、および弁箱本体のプランジャの軸線方向両端部間の中間部を支持する内周部のうち少なくともいずれか一方には、複数のシール部材を組合わせて構成される第１シール体が設けられることを特徴とする請求項１記載の流量制御弁。
【請求項３】 内挿部材のプランジャに内挿される部分の外周部、およびプランジャの内挿部分が内挿される部分の内周部のうち少なくともいずれか一方には、複数のシール部材を組合わせて構成される第２シール体が設けられることを特徴とする請求項１または２記載の流量制御弁。
【請求項４】 蓋体には、弁箱本体の軸線方向他端部に臨む開口を有するねじ孔が形成され、回動操作によって前記開口から突出可能にねじ部材が螺着されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の流量制御弁。
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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、たとえば鍛造プレス機などへの作動流体の供給量を制御する流量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、典型的な従来の技術の方向制御弁１を示す断面図であり、この方向制御弁１は、特公平４−５４１１１に開示されている。本発明でいう流量制御弁に相当するこの方向制御弁１は、弁部材２がその弁部材閉鎖部３〜５の領域およびその反対側の端部に案内部６，７をそれぞれ有し、絞り部のない長手方向穴８が弁部材の両端面間に伸び、弁部材を収容するハウジング９，１０が２つの連結口１１，１２およびハウジング閉鎖部１３を有し、両連結口は、ハウジング閉鎖部の両側に位置し、弁部材の周囲にカラー状に固定された制御ピストン１５が弁部材とともに作動しかつ両側の圧力を受ける、方向制御弁である。この方向制御弁は、さらに弁部材２が、その制御ピストン１５、弁部材閉鎖部３〜５および両案内部６，７を除いて連続した円筒状で等しい直径を有し、弁部材の両案内部の直径は、等しく、弁部材閉鎖部の直径は、両案内部の直径よりも小さい、ことを特徴として構成されている。弁部材２は、制御ピストン１５の両側でハウジング１に形成される制御穴１６，１７から圧力媒体が供給されて変位する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような方向制御弁１では、付着異物の除去、傷の点検および補修、シール性能の確認および保持のために、弁部材２のメンテナンスが必要であるが、弁部材２が軸線方向両端部間の中間部に制御ピストン１５を有し、この制御ピストン１５が半径方向外方に突出しているので、ハウジング１を塞ぐ閉鎖部材（本発明でいう蓋体に相当）１８を取り外しただけでは、弁部材２を取出すことができず、ハウジング１をも取外す必要がある。このハウジング１は、本発明でいう弁本体の一部を構成するものであり、上記のように制御穴１６，１７が形成される部材であって、このハウジング１を取り外すことは、流量制御弁１を完全に分解することに等しく、手間を要する。また再び組み立てるときに、流路の接続などに手間を要する。このように流量制御弁１は、弁部材２の取り出し作業を含めてメンテナンスが大変困難である。
【０００４】また弁部材２を高精度に制御するために、弁部材２の位置を検出するための位置検出センサ１９が設けられるが、この位置検出センサ１９は、弁部材２から連結棒を延ばして設けなければならず、閉鎖部材１８から完全に突出した状態で設けなければならないので、方向制御弁１の軸線方向寸法が大きくなってしまう。
【０００５】本発明の目的は、メンテナンス性に優れ、軸線方向寸法を小さくすることができる流量制御弁を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明は、弁通路および弁座が形成され、軸線方向一端部側の部分が軸線方向他端部側の部分よりも小さい内径に形成される弁箱本体、および弁箱本体の軸線方向他端部を塞ぐ蓋体を有する弁箱と、軸線方向一端部側の部分が、軸線方向他端部側の部分よりも小さい外径に形成され、軸線方向他端部が蓋体に装着されて弁箱内に設けられる内挿部材と、弁箱内に設けられ、軸線方向に変位して弁座に着座および離間して弁通路を開閉するプランジャとを含み、プランジャは、スリーブ状であって、軸線方向一端部および軸線方向両端部間の中間部が、軸線方向他端部よりも小さい外径に形成され、軸線方向他端部を蓋体寄りに配置して設けられ、プランジャの軸線方向他端部は、外周部が弁箱本体の軸線方向他端部側の部分の内周部によって軸線方向に変位自在にかつ密に支持されるとともに、内挿部材の軸線方向一端部側の部分が密に内挿され、プランジャの軸線方向両端部間の中間部は、軸線方向他端部から間隔をあけた位置の外周部が弁箱本体の軸線方向一端部側の部分の内周部によって軸線方向に変位自在にかつ密に支持され、プランジャの軸線方向他端部および軸線方向両端部間の中間部と、弁箱本体とによって第１流体室が規定され、プランジャの軸線方向他端部と、弁箱本体と、内挿部材とによって第２流体室が規定され、第１および第２流体室に選択的にパイロット流体が供給されて、プランジャが軸線方向に変位し、プランジャの軸線方向一端部が弁座に着座および離間して、弁通路を開閉することを特徴とする流量制御弁である。
【０００７】本発明に従えば、プランジャは、大径の軸線方向他端部の外周部が弁箱本体の大径の軸線方向他端部側の部分の内周部に変位自在にかつ密に支持されるとともに、小径の軸線方向中間部の外周部が軸線方向他端部から間隔をあけた位置で弁箱本体の小径の軸線方向一端部側の部分の内周部に変位自在にかつ密に支持される。このように弁箱本体の内径が異なる各部分で、プランジャの外径の異なる各部分をそれぞれ密に支持し、弁箱本体によってプランジャが案内される。またプランジャの軸線方向他端部には、蓋体に装着される内挿部材の軸線方向一端部側の部分が密に内挿され、プランジャの大径となる軸線方向他端部の軸線方向両側に、第１および第２流体室を規定することができる。これによってこのプランジャの軸線方向他端部をパイロット流体によるパイロット圧を受ける受圧ピストン部とすることができ、パイロット流体によってプランジャが駆動され、プランジャが変位して弁箱本体の弁座に着座および離間し、弁通路を開閉することができる。したがって上記のようにプランジャを支持する弁箱本体は、蓋体を取外すことによって開放される軸線方向他端部側の部分が軸線方向一端部側部分より大径として、プランジャのパイロット流体による駆動を実現することができる。このように弁箱本体を、軸線方向他端部が大径となるように構成することによって、弁箱本体を分解することなく、蓋体を取外すだけの分解で、プランジャを弁箱から、具体的には弁箱本体から取出すことができる。
【０００８】さらにプランジャの軸線方向他端部を受圧ピストン部とすることができ、換言すれば、受圧ピストン部の軸線方向一方側には、弁箱本体などによって支持される部分を設ける必要なく、プランジャ自体の軸線方向寸法を短くすることができる。さらに受圧ピストン部の軸線方向一方側には、内挿部材をプランジャに内挿することによって第２流体室を規定することができ、従来の技術のように受圧ピストン部の両側の小径の部分を弁箱によって支持して流体室を規定する構成に比べて弁箱の軸線方向寸法を小さくすることができる。さらにたとえばプランジャを高精度で制御する必要があるときに、位置検出センサなどを設けても、この位置センサは、内挿部材内に収納して設けるようにすることが可能である。
【０００９】請求項２記載の本発明は、プランジャの軸線方向両端部間の中間部の弁箱本体に支持される外周部、および弁箱本体のプランジャの軸線方向両端部間の中間部を支持する内周部のうち少なくともいずれか一方には、複数のシール部材を組合わせて構成される第１シール体が設けられることを特徴とする。
【００１０】本発明に従えば、弁箱およびプランジャの支持および被支持関係にある部分の少なくとも一方には、第１シール体が設けられ、この第１シール体は、複数のシール部材を組合わせて構成される。これによって各シール部材の相互作用によって、たとえば１つのＯリングだけで実現されるシール体を用いる場合にシールが達成されない程度に、弁箱とプランジャとの隙間が大きくても、シールを達成することができる。
【００１１】請求項３記載の本発明は、内挿部材のプランジャに内挿される部分の外周部、およびプランジャの内挿部分が内挿される部分の内周部のうち少なくともいずれか一方には、複数のシール部材を組合わせて構成される第２シール体が設けられることを特徴とする。
【００１２】本発明に従えば、内挿部材およびプランジャの内挿および被内部関係にある部分の少なくとも一方には、第２シール体が設けられ、この第２シール体は、複数のシール部材を組合わせて構成される。これによって各シール部材の相互作用によって、たとえば１つのＯリングだけで実現されるシール体を用いる場合にシールが達成されない程度に、内挿部材とプランジャとの隙間が大きくても、シールを達成することができる。
【００１３】請求項４記載の本発明は、蓋体には、弁箱本体の軸線方向他端部に臨む開口を有するねじ孔が形成され、回動操作によって前記開口から突出可能にねじ部材が螺着されることを特徴とする。
【００１４】本発明に従えば、蓋体にねじ部材が螺着されて設けられており、このねじ部材は、回動操作することによって弁箱本体の軸線方向他端部に臨むねじ孔の開口から突出させることができる。これによって流量制御弁のメンテナンスをするにあたって蓋体を弁箱本体から取外すとき、ねじ部材を回動操作して前記開口から突出させ、ねじ部材の先端部を弁箱本体の軸線方向他端部に当接支持させて、逆に蓋体を弁箱本体から離反する方向に変位駆動することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の流量制御弁２５を示す断面図である。流量制御弁２５は、鍛造プレス機などの高速で動作する必要のある機械などへの、作動流体の供給を制御するために用いられる。鍛造プレス機は、たとえば２０ミリ秒でフルストロークの往復動作を行い、このように鍛造プレス機を高速で動作させるために、流量制御弁２５は、たとえば９０００リットル／分程度の大流量の作動流体を制御する。作動流体は、たとえば作動油である。この流量制御弁２５は、弁箱２６と、内挿部材２７と、プランジャ２８とを含んで構成される。弁箱２６は、弁通路２９および弁座３０が形成される弁箱本体３１、および弁箱本体３１の軸線方向他端部を塞ぐ蓋体３２を有する。内挿部材２７は、軸線方向一端部３３側の部分が、軸線方向他端部３４側の部分よりも小さい外径に形成され、軸線方向他端部３４が蓋体３２に固定されて弁箱２６内に設けられる。プランジャ２８は、弁箱２６内に設けられ、軸線方向に変位して弁座３０に着座および離間して弁通路２９を開閉する。
【００１６】プランジャ２８は、スリーブ状であって、軸線方向一端部３５および軸線方向両端部３５，３６間の軸線方向中間部３７が、軸線方向他端部３６よりも小さい外径に形成され、軸線方向他端部３６を蓋体３２寄りに配置して設けられる。プランジャ２８の軸線方向他端部３６は、外周部が弁箱本体３１の内周部によって軸線方向に変位自在にかつ密に支持されるとともに、内挿部材２７の軸線方向一端部３３側の部分が密に内挿され、プランジャ２８の軸線方向両端部３５，３６間の軸線方向中間部３７は、軸線方向他端部３６から間隔をあけた位置の外周部が弁箱本体３１によって軸線方向に変位自在にかつ密に支持される。
【００１７】プランジャ２８の軸線方向他端部３６および軸線方向中間部３７と、弁箱本体３１によって第１流体室３８が規定され、プランジャ２８の軸線方向他端部３６と、弁箱本体３１と、内挿部材２７とによって第２流体室３９が規定される。第１および第２流体室３８，３９に選択的にパイロット流体が供給されて、プランジャ２８が軸線方向に変位し、プランジャ２８の軸線方向一端部３５が弁座３０に着座および離間して、弁通路２９を開閉する。パイロット流体は、たとえばパイロット油である。
【００１８】弁箱本体３１は、軸線方向一端部側の部分である第１ハウジング４０と軸線方向他端部側の部分である第２ハウジング４１とを有する。第１ハウジング４０は、軸線方向に貫通する略円柱状の貫通孔４２が形成されるスリーブ状である。第１ハウジング４０の内周部は、軸線方向一端部４３で半径方向内方に突出して周方向全周に延びる凸部４５が形成されるとともに、軸線方向他端部４４で端面に向かうにつれて拡開する。また第１ハウジング４０には、凸部４５に軸線方向他端部４４寄りに隣接して、半径方向に貫通する複数の透孔４６が形成されている。この第１ハウジング４０の貫通孔４２に臨む内周面は、半径方向内方に突出する凸部４５、および軸線方向他端部で端面に向かって拡開する軸線方向他端部４４を除いて、直円筒面に形成される。
【００１９】第１ハウジング４０の貫通孔４２の軸線方向一端部４３寄りの一部分と、各透孔４６とによって、弁通路２９が構成される。貫通孔４２の弁通路２９を構成する部分は、第１ハウジング４０の各透孔４６が形成される領域から軸線方向一端部４３側の部分に外囲されている部分である。この弁通路２９は、貫通孔４２の軸線方向一端部４３における開口から成る第１ポート４７と、各透孔４６の外部に開放する開口から成る第２ポート４８とを有する。この弁通路２９の中途部に臨む凸部４５の軸線方向他端部４４寄りの部分に周方向に延びる環状の弁座３０が形成される。このように第１ハウジング４０に、弁通路２９およびこれに関連して弁座３０が形成される。
【００２０】第２ハウジング４１は、軸線方向に貫通する略円柱状の貫通孔５０が形成されるスリーブ状である。第２ハウジング４１の軸線方向一端部５１には、半径方向内方側で貫通孔５０に連通し、軸線方向に開放する凹所６４が形成されている。第２ハウジング４１の貫通孔に臨む内周面は、凹所６４寄りの端領域および軸線方向中間部の軸線方向他端部よりの一部の領域が半径方向外方に退避し、これら領域を除いて直円筒面に形成される。
【００２１】第１および第２ハウジング４０，４１は、貫通孔５０および凹所６４に嵌まり込むように、第２ハウジング４１の軸線方向一端部５１に、第１ハウジング４０の軸線方向他端部４４を部分的に挿入して設けられる。このとき各貫通孔４２，５０が同軸に配置され、シールを達成して密な状態で、たとえばボルトによって着脱可能に装着される。
【００２２】これら第１および第２ハウジング４０，４１を有する弁箱本体３１は、内周面が大略的にみて、第１ハウジング４０による小径の領域と第２ハウジング４１による大径の領域との２段になるように構成される。このように弁箱本体３１は、軸線方向一端部側が軸線方向他端部側に比べて、内周面が小径に形成され、弁箱本体３１の軸線方向一端部に相当する第１ハウジング４０の軸線方向一端部およびその付近に、弁通路２９および弁座３０が形成されている。
【００２３】蓋体３２は、蓋部材５３と、カバー台５４と、カバー部材５５とを有する。蓋部材５３は、外形が第２ハウジング４１の外形と同様に形成される肉圧の板状である。蓋部材５３は、中央部に軸線方向に貫通する貫通孔５６が形成されるとともに、軸線方向一端部５８側に、貫通孔５６よりも内周面の内径が大きく、半径方向内方側で貫通孔５６連なり、軸線方向に開放する円環状の凹所５７が形成される。この蓋部材５３は、軸線方向一端部５８を第２ハウジング４１の軸線方向他端部５２に突き合わせて、たとえばボルトによって着脱可能に装着される。このように蓋部材５３が第２ハウジング４１に装着された状態で、蓋部材５３の貫通孔５６および凹所５７は、第２ハウジング４１の貫通孔５０と同軸に配置される。また蓋部材５３の凹所５７の内周面は、第２ハウジング２の貫通孔５０の内周面に、滑らかに連なっている。
【００２４】カバー台５４は、軸線方向に貫通する貫通孔６０が形成され、蓋部材５３の軸線方向他端部５９に、たとえばボルトによって着脱可能に装着される。カバー部材５５は、有底円筒状であって、開放端側をカバー台５４に突き合わせて、たとえばボルトによって着脱可能に装着される。カバー部材５５の内部空間６１はカバー台５４の貫通孔６０と連通している。このような蓋体３２によって、弁箱本体３１は、その軸線方向他端部に相当する第２ハウジング４１の軸線方向他端部５２が塞がれる。
【００２５】内挿部材２７は、軸線に沿って貫通孔６３が形成されて、大略的に円筒形のスリーブ状に形成される。内挿部材の外周面は、大略的に軸線方向両端部３３，３４間の軸線方向中間部、具体的にはほぼ中央部で段差を有する２段の円筒面に形成され、上述のように軸線方向一端部３３側の外径が軸線方向他端部３４側の外径よりも小さく形成されている。また内挿部材２７の軸線方向一端部３３には、外周部に周方向全周に延びる嵌合溝６５が形成され、内挿部材２７の軸線方向一端部３３側の部分は、嵌合溝６５が形成される領域を除いて、外周面が直円筒面に形成される。また内挿部材２７の軸線方向他端部３４側の部分には、外周部に周方向全周に延びる嵌合溝６６が形成され、内挿部材２７の軸線方向他端部３４側の部分は、嵌合溝６６が形成される領域を除いて、外周面が直円筒面に形成される。内挿部材２７の貫通孔６３に臨む内周面は、軸線方向両端部３３，３４間の軸線方向中間部、具体的に軸線方向一端部３３寄りの位置で段差を有する２段の円筒面に形成され、軸線方向一端部３３側の内径が軸線方向他端部３４側の内径よりも小さく形成されている。
【００２６】内挿部材２７は、弁箱２６、具体的には第１および第２ハウジング４０，４１の貫通孔４２，５０と同軸となるように配置され、軸線方向他端部３４が蓋部材５３の凹所５７に嵌まり込んだ状態で、たとえばボルトによって蓋部材５３に着脱可能に装着される。この内挿部材２７の軸線方向他端部３４側における外周面は、第２ハウジング４１の軸線方向他端部５２の内周面にも臨み、この領域に上述の嵌合溝６６が形成されている。の嵌合溝６６に環状のシール部材が嵌合されて設けられ、これら対向する内挿部材２７の外周面と第２ハウジング４１の内周面との間は、シールが達成されて、密に保たれている。また内挿部材２７の貫通孔６３に臨む軸線方向他端部３４側の内周面は、蓋部材５３の貫通孔５６の臨む内周面に滑らかに連なっている。
【００２７】プランジャ２８は、軸線方向に貫通する貫通孔６８が形成されて、スリーブとされている。このプランジャ２８の軸線方向中間部３７の外周部に周方向全周に延びる嵌合溝６９が形成されている。プランジャ２８の軸線方向一端部３５および軸線方向中間部３７の外周面は、嵌合溝６９が形成される領域を除いて直円筒面に形成される。プランジャ２８の軸線方向他端部３６の外周面は、軸線方向中間部３７寄りの端領域で、軸線方向中間部３７に向かうにつれて縮径する略円錐台状に形成され、この端領域を除いて円筒面に形成される。このようなプランジャ２８の外周面は、軸線方向一端部３５および軸線方向中間部３７の外径が軸線方向他端部３６の外径よりも小さく形成され、貫通孔６８の臨む内周面は、外周面とほぼ対応するように、軸線方向他端部３６付近の内径が、その他の領域の内径寄りも大きく形成されている。
【００２８】このプランジャ２８は、軸線方向一端部３５および軸線方向中間部３７の嵌合溝６９を除く円筒の外周面の外径が、第１ハウジング４０の一端部４４および凸部４５を除く領域の円筒の内周面の内径よりも少し小さい寸法に形成されており、プランジャ２８は、第１ハウジング４０によって軸線方向に円滑に案内される。プランジャ２８の嵌合溝６９には、環状の第１シール体７０が嵌合されて設けられ、プランジャ２８の外周部と第１ハウジング４０の内周部との間は、シールが達成されて、密に保たれる。これによってプランジャ２８は、軸線方向中間部３７の外周部が、第１ハウジング４０の内周部によって、円滑に案内されて軸線方向に変位自在にかつシールを達成して密に支持される。
【００２９】またプランジャ２８は、軸線方向他端部３６の軸線方向中間部３７寄りの端領域を除く円筒の外周面の外径が、第２ハウジング４１の上述の外方に退避する一部領域を除く円筒の内周面の内径とほぼ同一であって、相互に摺動可能でかつシールが達成できる程度にわずかに小さい寸法に形成されている。これによってプランジャ２８は、軸線方向他端部３６の外周部が、第２ハウジング４１の内周部によって、円滑に案内されて軸線方向に変位自在にかつシールを達成して密に支持される。
【００３０】さらにプランジャ２８は、軸線方向他端部３５が、軸線方向中間部３７寄りの端領域を除いて、内周面が直円筒面に形成され、この内周面の内径が、内挿部材２７の嵌合溝６５を除く軸線方向一端部３３側の円筒の外周面の外径よりも大きい寸法に形成されており、プランジャ２８内に、内挿部材２７が緩やかに内挿される。内挿部材２７の嵌合溝６５には、環状の第２シール体７１が嵌合されて設けられ、プランジャ２８の内周部と内挿部材２７の外周部との間は、シールが達成されて、密に保たれる。これによってプランジャ２８は、軸線方向他端部３６に、内挿部材２７が密に内挿され、貫通孔６８が軸線方向他端部で、内部の容積を変化可能に塞がれる。
【００３１】上述のように、第１ハウジング４０の軸線方向他端部４４の内周部が拡開して形成され、かつプランジャ２８の軸線方向他端部３６の軸線方向中間部３７寄りの端領域が縮径して形成されているので、プランジャ２８が弁箱２６内に設けられた状態で、少なくとも第１および第２ハウジング４０，４１の各内周部の突き合わされる部分付近では、プランジャ２８から離間している。したがってプランジャ２８の軸線方向中間部３７は、軸線方向他端部３６から離間した位置で支持され、プランジャ２８が上述のシール状態で設けられて、プランジャ２８の軸線方向他端部３６および軸線方向中間部３７と、弁箱本体３１によって、密に仕切られる第１流体室３８が規定される。またプランジャ２８の軸線方向他端部３６と、弁箱本体３１と、内挿部材２７とによって、密に仕切られる第２流体室３９が規定される。
【００３２】また内挿部材２７の貫通孔６３の軸線方向一端部寄りの領域と、蓋部材５３の貫通孔５６とによって形成される空間に収容されて位置検出センサ７５が設けられる。プランジャ２８には、棒状の作動片７６がその軸線方向一端部で固定され、この作動片７６の軸線方向他端部は、位置検出センサ７５内に挿入されている。
【００３３】プランジャ２８には、軸線方向他端部３６と軸線方向中間部３７との境目付近に、貫通孔６８内に取付部７７が設けられる。取付部７７は、貫通孔６８関して取付部７７の軸線方向両側の各領域が連通する状態で設けられる。この取付部７に、作動片７６の軸線方向一端部が固定され、この作動片７６は、プランジャ２８と同軸に設けられる。
【００３４】内挿部材２７には、貫通孔６３の軸線方向一端部３３側の領域に、円筒状の取付部材７９がシールを達成して嵌着して設けられ、この取付部材７９に位置検出センサ７５が固定されている。作動片７６は、取付部材７９を軸線方向に変位自在に挿通し、位置検出センサ７５に挿脱自在に挿入される。また取付部材７９は、シールを達成した状態で、作動片７６を軸線方向に変位自在に支持している。したがって内挿部材２７の貫通孔６３は、軸線方向一端部３３でシールを達成して塞がれている。
【００３５】内挿部材２７は、上述のように弁箱２６に固定されており、プランジャ２８が弁箱２６に対して変位し、これに伴って作動片７６が変位すると、内挿部材２７に設けられる位置検出センサ７５に対する作動片７６の位置、具体的には挿入長が変化する。位置検出センサ７５は、この作動片７６の位置を検出することによって、プランジャ２８の弁箱２６に対する位置を検出することができる。位置検出センサ７５は、ケーブル８０によってカバー部材５５に設けられるコネクタ８１に電気的に接続され、このコネクタ８１を介して制御手段８２に電気的に接続されている。
【００３６】また第２ハウジング４１には、内周面が半径方向外方に退避した凹所６４寄りの端領域で内部空間５０に開口する第１流体通路８５が形成されている。さらに第２ハウジング４１には、内周面が半径方向外方に退避した軸線方向中間部の軸線方向他端部５２寄りの一部の領域で内部空間５０に開口する第２流体通路８６が形成されている。第２ハウジング４１の第１流体通路８５が開口する領域は、第１流体室３８に臨む領域であって、したがって第１流体通路８５は、第１流体室３８に連なり、第２ハウジング４１の第２流体通路８６が開口する領域は、第２流体室３９に臨む領域であって、したがって第２流体通路８６は、第２流体室３９に連なる。
【００３７】流量制御弁２５は、鍛造プレス機に作動流体を供給して駆動する駆動装置の機体８７に装着されて設けられる。流量制御弁２５は、弁箱２６の軸線方向一端部側から、したがって弁通路２９が形成される側から機体８７に部分的に挿入されて、シールが達成された密な状態で、たとえばボルトによって着脱可能に装着される。機体８７には、タンクおよびタンクに貯留される作動油を汲み上げて吐出するポンプを備える図示しない作動流体の供給源に接続される一方の作動流体流路８８と、鍛造プレス機に接続される他方の作動流体流路８９とが形成されており、流量制御弁２５は、これら各作動流体流路８８，８９間に介在される。具体的には、弁通路２９は、第１ポート４７によって一方の作動油流路８８に接続され、第２ポート４８によって他方の作動油流路８９に接続される。
【００３８】また駆動装置は、上記作動流体の供給源と、制御手段８２とを備え、これに加えて、タンク９０およびポンプ９１を備えるパイロット流体の供給源と、サーボ弁などによって実現される切換弁９２とをさらに含む。パイロット流体の供給源は、作動流体の供給源がこれを兼ねてもよく、また別に構成してもよい。さらにポンプだけを個別に備え、タンクを共用する構成であってもよい。ポンプ９１は汲み上げポンプ流路を介してタンク９０から油をパイロット油として汲み上げ、吐出ポンプ流路１２０に吐出する。
【００３９】機体８７には、第１流体通路８５に接続される第１パイロット流路９３と、第２流体通路８６に接続される第２パイロット流路９４とが形成されており、これら第１および第２パイロット流路９３，９４と、吐出ポンプ流路１２０およびタンク９０に接続されるタンク流路１２１との間に切換弁９２が設けられる。この切換弁９２は、制御手段８２からの指令振動に基づいて動作する電磁式の４ポート２位置切換弁であり、各流路９３〜９６の接続状態を切り換える。
【００４０】切換弁９２が第１位置にあるときには、吐出ポンプ流路１２０と第２パイロット流路９４とが接続され、タンク流路１２１と第１パイロット流路９３とが接続される。この接続状態では、第２流体室３９にパイロット流体が供給されて、そのパイロット圧によってプランジャ２８が弁座３０に着座する方向に変位され、プランジャ２８が弁座３０に着座して弁通路２９が閉鎖され、作動流体の鍛造プレス機への供給が停止される。
【００４１】切換弁９２が第２位置にあるときには、吐出ポンプ流路１２０と第１パイロット流路９３とが接続され、タンク流路１２１と第２パイロット流路９４とが接続される。この接続状態では、第１流体室３８にパイロット流体が供給されて、そのパイロット圧によってプランジャ２８が弁座３０に離間する方向に変位され、プランジャ２８が弁座３０に離間して弁通路２９が開放され、作動流体が鍛造プレス機へ供給される。
【００４２】このような弁通路２９を開閉するために切換弁９２の切換動作を指令する制御手段８２は、鍛造プレス機の予め定める動作のための制御パターンと、位置検出センサ７５によるプランジャ２８の位置の検出結果とを、比較演算処理して、プランジャ２８を変位させるように切換弁９２に指令信号を与える。これによってプランジャ２８が正確に制御され、作動流体の鍛造プレス機への供給制御が正確に行われる。したがって鍛造プレス機が正確に駆動される。
【００４３】このような本実施の形態によれば、プランジャ２８は、大径の軸線方向他端部３６の外周部が弁箱本体３１の大径の第２ハウジング４１の内周部に変位自在にかつ密に支持されるとともに、小径の軸線方向中間部３７の外周部が軸線方向他端部３６から間隔をあけた位置で弁箱本体３１の小径の第１ハウジング４０の内周部に変位自在にかつ密に支持される。このように弁箱本体３１の内径が異なる各部分、すなわち第１および第２ハウジング４０，４１によって、プランジャ２８の外径の異なる各部分、すなわち軸線方向他端部３６および軸線方向中間部３７をそれぞれ密に支持し、弁箱本体３１によってプランジャ２８が案内される。
【００４４】またプランジャ２８の軸線方向他端部３６には、蓋体３２に装着される内挿部材２７の軸線方向一端部３３側の部分が密に内挿され、プランジャ２８の大径となる軸線方向他端部３６の軸線方向両側に、第１および第２流体室３８，３９を規定することができる。これによってこのプランジャ２８の軸線方向他端部３６をパイロット流体によるパイロット圧を受ける受圧ピストン部とすることができ、パイロット流体によってプランジャ２８が駆動され、プランジャ２８が変位して弁箱本体３１の弁座３０に着座および離間し、弁通路２９を開閉することができる。
【００４５】したがって上記のようにプランジャ２８を支持する弁箱本体３１は、蓋体を取外すことによって開放される軸線方向他端部側の第２ハウジング４１が軸線方向一端部側の第１ハウジング４０より大径として、プランジャ２８のパイロット流体による駆動を実現することができる。このように弁箱本体３１を、軸線方向他端部が大径となるように構成することによって、弁箱本体３１を分解することなく、蓋体３２を取外すだけの分解で、プランジャ２８を弁箱２６から、具体的には弁箱本体３１から取出すことができる。したがってプランジャ２８の取り出しが容易であり、当然メンテナンス性が良好になる。しかもこのような軸線方向他端部３６を受圧ピストン部として機能させるプランジャ２８であっても、内挿部材２７を内挿して支持することによって、スリーブ状のプランジャ２８として、閉息された独立した空間が形成されることを防止して、プランジャの変位を損なわないようにするためのプランジャ２８の貫通孔６８が、第１および第２流体室３８，３９と連通しないようにすることができる。
【００４６】さらにプランジャ２８の軸線方向他端部３６に受圧ピストン部を形成することによって、換言すれば、受圧ピストン部の一方側には、弁箱２６などによって支持される部分を設ける必要がなく、プランジャ自体の軸線方向寸法を短くすることができる。さらに受圧ピストン部の軸線方向一方側には、内挿部材２７をプランジャ２８に内挿することによって第２流体室３９を規定することができ、従来の技術のように受圧ピストン部の両側の小径の部分を弁箱によって支持して流体室を規定する構成に比べて弁箱２６の軸線方向寸法を小さくすることができる。したがって流量制御弁２５の軸線方向寸法を小さくすることができる。さらにプランジャ２８を高精度で制御するために位置検出センサ７５を設けても、この位置検出センサ７５は、固定的に装着される内挿部材２７内に収納するようにして設けることが可能である。詳細には、位置検出センサ７５は、変位しない部材に設ける必要があり、従来の技術では、弁箱しか設ける部材がなく、弁箱外部に設けられたが、流量制御弁２５では、プランジャ２８内に部分的に挿入される内挿部材２７に位置検出センサ７５を設けることが可能になり、弁箱２６内に設けることが可能になる。このように位置検出センサ７５を設けるとしても弁箱２６から大きく突出することがなく、従来の構成において位置検出センサ７５を設ける場合と比較して、流量制御弁２５の軸線方向寸法を格段に小さくすることができる。
【００４７】図２は、図１のセクションＩＩを拡大して第１シール体７０を示す断面図である。プランジャ２８に形成される嵌合溝６９は、周方向に垂直な断面形状が長方形状である。この嵌合溝６９に嵌まり込んで第１シール体７０が設けられる。複数のシール部材、具体的には、Ｏリング９５、摺動リング９６、および２つのバックアップリング９７，９８を組み合わせて構成される。
【００４８】Ｏリング９５は、円環状リングであり、大きな変形量で弾性変形することが可能であり、大きな弾性回復力を発揮することができる。摺動リング９６は、円環状リングであり、摩擦抵抗が小さい。一方のバックアップリング９７は、円環状リングであり、周方向一箇所で分断されている。またバックアップリング９７には、軸線方向両側の表面部に、図示しない複数の凹所が、それぞれ形成されている。他方のバックアップリング９８は、一方のバックアップリング９７と同様の構成を有するので重複を避けて説明を省略する。
【００４９】これら各シール部材９５〜９８は、全て同軸に配置される。Ｏリング９５は、摺動リング９６に内嵌されるように配置され、各バックアップリング９７，９８は、Ｏリング９５および摺動リング９６を軸線方向両側から挟むように配置される。このように各シール部材９５〜９８が配置されて組合わせられ、第１シール体７０が構成される。このような第１シール体７０が凹溝６９に嵌まり込んで設けられる。このときＯリング９５は大きく変形され、摺動リング９６は、Ｏリング９５の大きな弾性変形に伴う大きな弾性回復力で、第１ハウジング４０の内周面に大きな押圧力で弾発的に当接する。またＯリング９５は、上述のような大きな弾性回復力による大きな押圧力で、摺動リング９６および凹溝６９の底面９９に弾発的に当接する。
【００５０】このように、プランジャ２８の軸線方向両端部３５，３６間の軸線方向中間部３７の弁箱本体３１に支持される外周部、および弁箱本体３１のプランジャ２８の軸線方向両端部３５，３６間の軸線方向中間部３７を支持する内周部のうち少なくともいずれか一方、本実施の形態では、プランジャ２８の嵌合孔６９に嵌合されて、第１シール体７０が設けられる。嵌合溝６９の底部側にＯリング９５が配置され、嵌合溝６９の開放端側に摺動リング９６が配置される。したがって摩擦抵抗が小さい摺動リング９６が第１ハウジング４０に摺動され、Ｏリング９５は摺動することなく、大きな弾性回復力を発揮する。摺動リング９６によって、第１ハウジング４０に対して、円滑に摺動することができるようにするとともに、摩耗を少なくし、またＯリング９５によってＯリング９５および摺動リング９６を相互にかつ第１ハウジング４０およびプランジャ２８に大きな押圧力で当接させることができる。これによって各シール部材９５，９６の相互作用によって第１ハウジング４０とプランジャ２８との相対的な変位に対する抵抗が大きくなることが防がれた状態で、高いシール性を達成することができる。したがって弁箱２６およびプランジャ２８の同軸度が低いなど、精度が低くなって、弁箱２６とプランジャ２８との隙間ΔＴが、たとえば１００μｍ程度に大きくなっても、シールを達成することができ、弁箱２６およびプランジャ２８に高い加工精度が不要となり、加工が容易になって生産性が向上される。
【００５１】また逆に考えれば、弁箱２６とプランジャ２８との間の隙間を故意に大きくすることも可能であって、弁箱２６に対するプランジャ２８の変位を容易にし、応答性を向上することができる。したがって本実施の形態のように大流量の流体を制御する場合に特に、高い応答性を得ることができるので、高精度の制御が可能になる。
【００５２】また第１シール体７０は、バックアップリング９７，９８を備えており、Ｏリング９５および摺動リング９６を、相互のずれを防止して上記のような作用効果を達成できる配置状態に保持することができ、上述の効果を確実に達成することができる。各バックアップリング９７，９８は、周方向一箇所で分断されており、嵌合溝６９に容易に嵌合できるとともに、高い加工精度を必要としない。また各バックアップリング９７，９８は、潤滑のための油を各凹所に貯めておくことができる。
【００５３】また第２シール体７１は、第１シール体７０を構成する各シール部材９５〜９８と同様の複数のシール部材を同様に組み合わせて構成される。この第２シール体７１は、シールすべき隙間を形成する部材が、プランジャ２８に代えて、内挿部材２７であり、第１ハウジング４０に代えて、プランジャ２８である点を除いて、第１シール体７０と同様の構成であるので、各シール部材の詳細な説明を省略し、以下、第２シール体７１の作用および効果を説明するときには、第２シール体７１の各シール部材にも、第１シール体７０の各シール部材と同一の符号を用いる。
【００５４】内挿部材２７の軸線方向一端部３３側の部分のプランジャ２８を支持する外周部、およびプランジャ２８の軸線方向他端部３６の内挿部材２７に支持される内周部のうち少なくともいずれか一方、本実施の形態では、内挿部材２７の嵌合孔６５に嵌合されて、第２シール体７１が設けられる。詳しく述べると、嵌合溝６５の底部側にＯリング９５が配置され、嵌合溝６９の開放端側に摺動リング９６が配置される。したがって摩擦抵抗が小さい摺動リング９６がプランジャ２８に摺動され、Ｏリング９５は摺動することなく、大きな弾性回復力を発揮する。したがって第１シール体７０と同様に、内挿部材２７とプランジャ２８との相対的な変位に対する抵抗が大きくなることが防がれた状態で、高いシール性を達成することができる。したがって内挿部材２７およびプランジャ２８の同軸度が低いなど、精度が低くなって、内挿部材２７とプランジャ２８との隙間が、たとえば１００μｍ程度に大きくなっても、シールを達成することができる。したがって内挿部材２７およびプランジャ２８に高い加工精度が不要となり、加工が容易になって生産性が向上される。
【００５５】また逆に考えれば、内挿部材２７とプランジャ２８との間の隙間を故意に大きくすることも可能であって、内挿部材２７に対するプランジャ２８の変位を容易にし、応答性を向上することができる。したがって本実施の形態のように大流量の流体を制御する場合に特に、高い応答性を得ることができるので、高精度の制御が可能になる。
【００５６】第２シール体７１もまた、第１シール体７０と同様に、バックアップリング９７，９８を備えており、これによる効果を同様に達成することができる。
【００５７】また蓋体３２の蓋部材５２には、軸線方向に貫通し、内ねじが刻設されるねじ孔１１０が形成される。蓋部材５３の軸線方向一端部５８寄りとなるねじ孔１１０の一方の開口１１２は、弁箱本体３１の軸線方向他端部に相当する第２ハウジング４１の軸線方向他端部５２に臨んでおり、蓋部材５３の軸線方向他端部５９寄りとなるねじ孔１１０の他方の開口１１３は、外部に開放されている。このねじ孔１１０内に嵌入される状態でいわば内臓されて、ねじ部材１１１が蓋体に螺着されている。このねじ部材１１１には、ねじ孔１１０の内ねじに螺合する外ねじが刻設されており、軸線まわりの回動操作によって一方の開口１１２から突出可能である。このねじ部材１１１は、たとえば開放される開口１１３寄りの端部に６角穴が形成されるボルトによって実現され、６角レンチによって外部から回動操作できる。
【００５８】このように蓋体３２にねじ部材１１１が螺着されて内臓されて設けられており、このねじ部材１１１は、回動操作することによってねじ孔の一方の開口１１２から突出させることができる。これによって流量制御弁２５のメンテナンスをするにあたって蓋体３２を弁箱本体３１から取外すとき、ねじ部材１１１を回動操作して一方の開口１１２から突出させ、ねじ部材１１１の先端部である開口１１２寄りの端部を第２ハウジング４１の軸線方向他端部５２に当接支持させて、逆に蓋体３２を弁箱本体３１から離反する方向に変位駆動することができる。これによって蓋体３２を弁箱本体３１から容易に取外し、容易に分解することができる。したがってメンテナンス性が向上される。しかもこのねじ部材１１１は、蓋体３２に螺着された状態で内臓されて設けられており、上記のような蓋体３２の取外し作業にあたってねじ部材１１１を別途に準備する必要がない。
【００５９】上述の実施の形態は、本発明の例に過ぎず、形状、寸法および材質などを、本発明の範囲内において変更することが可能である。たとえば流量制御弁２５は、鍛造プレス機以外の他の機械への作動流体の供給制御をするために用いてもよい。また第１シール体７０に代えて、またはこれに付加して、同様の第１シール体をハウジング４０に嵌合溝を形成して設けてもよく、また第２シール体７１に代えて、またはこれに付加して、同様の第２シール体をプランジャ２８に嵌合溝を形成して設けてもよい。
【００６０】
【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、プランジャを軸線方向他端部を大径にし、弁箱本体は、プランジャの軸線方向他端部が収納される軸線方向他端部側の内径を大径とし、弁箱本体を分解することなく、蓋体を取外すだけで、プランジャを弁箱から取出し可能とすることができる。したがってプランジャの取り出しが容易であり、当然メンテナンス性が良好になる。しかもこのような軸線方向他端部を受圧ピストン部として機能させるプランジャであっても、内挿部材を内挿し、プランジャによって、独立した空間が形成されることを防止して、プランジャの変位を損なわないようにするためのプランジャ内の孔が、第１および第２流体室と連通しないようにすることができる。
【００６１】さらにプランジャの受圧ピストン部の軸線方向一方側には、弁箱などによって支持される部分を設ける必要がなく、プランジャ自体の軸線方向寸法を短くすることができる。さらに加えて内挿部材をプランジャ内挿して第２流体室を規定し、弁箱の軸線方向寸法を小さくすることができる。したがって流量制御弁の軸線方向寸法を小さくすることができる。さらにとえば、プランジャを高精度で制御する必要があるときに、位置検出センサなどを設けても、この位置検出センサは、固定される内挿部材内に収納するようにして設けることが可能であり、仮に位置検出センサを設けるとしても弁箱から大きく突出することがなく、従来の構成において位置検出センサを設ける場合と比較して、流量制御弁の軸線方向寸法を格段に小さくすることができる。
【００６２】請求項２記載の本発明によれば、弁箱とプランジャとの隙間が大きくても、したがって弁箱の内径とプランジャの外径との直径差が大きくても、シールを達成することができる。したがって弁箱よびプランジャの同軸度が低いなど、精度が低くても、シールを達成することができる。
【００６３】請求項３記載の本発明によれば、内挿部材とプランジャとの隙間が大きくても、したがって内挿部材の外径とプランジャの内径との直径差が大きくても、シールを達成することができる。したがって内挿部材およびプランジャの同軸度が低いなど、精度が低くても、シールを達成することができる。
【００６４】請求項４記載の本発明によれば、ねじ部材を回動操作して前記開口から突出させ、ねじ部材の先端部を弁箱本体の軸線方向他端部に当接支持させて、逆に蓋体を弁箱本体から離反する方向に変位駆動することができ、蓋体を弁箱本体から容易に取外し、容易に分解することができる。したがってメンテナンス性が向上される。しかもこのねじ部材は、蓋体に螺着された状態で設けられており、上記のような蓋体の取外し作業にあたってねじ部材を別途に準備する必要がない。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００９７４
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月１５日（１９９９．１０．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５５５７
【弁理士】
【氏名又は名称】西教 圭一郎 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１１６１６３（Ｐ２００１−１１６１６３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２７日（２００１．４．２７） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９４４３６ |
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