(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体圧力によって作動する流体圧機器に対し、減圧調整された所定の流体圧力を供給する流体圧力調整装置であって、
圧力流体供給源に接続される供給ポートと、流体圧作動機器に接続される調圧ポートとを有するハウジングと、
制御機構によって制御されたパイロット圧の作用下に、前記ハウジングの内部に軸線方向に沿って変位自在に設けられ、着座部に着座することにより、前記供給ポートと前記調圧ポートとの連通を遮断する弁体と、
通電が停止した際に弁閉状態から弁開状態に切り換わり、前記供給ポートから導入された圧力流体をパイロット圧として弁体側に供給する電磁弁と、
を備え、
前記電磁弁は、供給ポートに連通するとともにダイヤフラム室に連通する連通路中に設けられた二方弁からなり、
前記制御機構は、給気用電磁弁と排気用電磁弁とを含み、前記給気用電磁弁および排気用電磁弁は、それぞれ、前記電磁弁と同一の二方弁からなることを特徴とする流体圧力調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体圧力によって作動する、例えば、シリンダ等の流体圧機器に対し、調圧された圧力流体を供給することが可能な流体圧力調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の流体圧力調整装置として、例えば、特許第２５８９４２４号公報に圧力制御弁が開示されている。この圧力制御弁１は、図３に示されるように、第１圧力流体供給源２から供給された圧力流体を調圧する主バルブ３が設けられ、前記主バルブ３は、給気用電磁弁４ａおよび排気用電磁弁４ｂによって供給されるパイロット圧によって弁開度が制御される。前記給気用電磁弁４ａおよび排気用電磁弁４ｂは、制御回路５から出力される制御信号によってオン／オフ制御される。前記主バルブ３によって調圧された圧力流体の圧力は圧力センサ６によって検出され、その検出信号が制御回路５に入力されてフィードバック制御がなされる。
【０００３】
また、給気用電磁弁４ａおよび排気用電磁弁４ｂと主バルブ３のパイロット室（図示せず）との間には三方弁からなる電磁弁７が配設され、前記電磁弁７には、減圧弁８を介して第２圧力流体供給源９が接続されている。
【０００４】
この従来技術に係る圧力制御弁１では、給気用電磁弁４ａおよび排気用電磁弁４ｂと主バルブ３のパイロット室との間に前記電磁弁７を設けることにより、圧力制御弁１に対する通電を停止した際、給気用電磁弁４ａおよび排気用電磁弁４ｂとパイロット室との連通が遮断されるとともに、パイロット室内のパイロット圧を外部から任意に変更制御することができるとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術に係る圧力制御弁１では、主バルブ３のパイロット室内のパイロット圧を外部に設けられた減圧弁８によって任意に変更する方法が採用されているため、第２圧力流体供給源９と減圧弁８、並びに減圧弁８と圧力制御弁１との通路を連通接続するための配管作業が必要となり、煩雑であるという不具合がある。
【０００６】
また、従来技術に係る圧力制御弁１では、第１圧力流体供給源２および第２圧力流体供給源９からなる２つの供給源を準備する必要があるとともに、圧力制御弁１の他に減圧弁８を用意しなければならず、部品点数が増大して製造コストが高騰するという不具合がある。
【０００７】
本発明は、前記の不具合を鑑みてなされたものであり、配管作業を不要にするとともに部品点数を減少させ、しかも、通電停止時にパイロット圧として元圧と略同一の圧力流体を供給することが可能な流体圧力調整装置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】
前記の目的を達成するために、本発明は、流体圧力によって作動する流体圧機器に対し、減圧調整された所定の流体圧力を供給する流体圧力調整装置であって、
圧力流体供給源に接続される供給ポートと、流体圧作動機器に接続される調圧ポートとを有するハウジングと、
制御機構によって制御されたパイロット圧の作用下に、前記ハウジングの内部に軸線方向に沿って変位自在に設けられ、着座部に着座することにより、前記供給ポートと前記調圧ポートとの連通を遮断する弁体と、
通電が停止した際に弁閉状態から弁開状態に切り換わり、前記供給ポートから導入された圧力流体をパイロット圧として弁体側に供給する電磁弁と、
を備え、
前記電磁弁は、供給ポートに連通するとともにダイヤフラム室に連通する連通路中に設けられた二方弁からなり、
前記制御機構は、給気用電磁弁と排気用電磁弁とを含み、前記給気用電磁弁および排気用電磁弁は、それぞれ、前記電磁弁と同一の二方弁からなることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、通電が停止した際に弁閉状態から弁開状態に切り換わる二方弁からなる電磁弁を設け、通電停止時において、供給ポートから導入された圧力流体をパイロット圧として弁体側に供給することにより、弁体を弁開状態として供給ポートと調圧ポートとを連通させることができる。さらに、前記電磁弁と制御機構の給気用電磁弁および排気用電磁弁とを、それぞれ、構造が簡素化された同一の二方弁を用いることにより、大きな設計変更等をすることがなく既存の構造をそのまま利用することが可能となり製造コストを低減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る流体圧力調整装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１２】
図１において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係る流体圧力調整装置を示す。
【００１３】
この流体圧力調整装置１０は、基本的には、略直方体状を呈するボデイ部１２と、前記ボデイ部１２の上部に一体的に連結されるカバー部材１４とから構成される。なお、前記ボデイ部１２およびカバー部材１４は、ハウジングとして機能するものである。
【００１４】
ボデイ部１２には、後述する圧力流体供給源２２に接続される供給ポート２４と流体圧作動機器（後述するシリンダ２６）側に接続される調圧ポート２８とが所定間隔離間して同軸状に形成されている。前記供給ポート２４と調圧ポート２８との間には、該供給ポート２４と調圧ポート２８とを連通させる連通路３０が形成される。
【００１５】
前記ボデイ部１２の下部側には、前記連通路３０に連通する凹部３２が形成され、前記凹部３２には後述する供給用弁体３４ａが上下方向に沿って摺動自在に設けられる。前記凹部３２の内壁面には、環状溝を介して供給用弁体３４ａに摺接するシール部材３６が装着されている。
【００１６】
ボデイ部１２の略中央部には排気ポート３８を介して大気に連通する室４０が形成され、前記室４０には、上下方向に沿って延在する長尺なロッド部材４４が配設される。前記ロッド部材４４の一端部は、供給用弁体３４ａの上部に当接するように設けられている。前記供給用弁体３４ａの上部側の外周面には、ゴム等の弾性材料によって形成され、着座部４６に着座してシールするシール部材４８が装着されている。
【００１７】
この場合、前記供給用弁体３４ａは、ばね部材５２のばね力の作用下に着座部４６に着座して供給ポート２４と調圧ポート２８との連通が遮断された弁閉状態となるように、常時、付勢されている。一方、ばね部材５２のばね力に抗してロッド部材４４が供給用弁体３４ａを下方側に向かって押圧することによりシール部材４８が着座部４６から離間し、供給ポート２４と調圧ポート２８とが連通路３０を介して連通する弁開状態となる。
【００１８】
また、ロッド部材４４の中間部には、前記供給用弁体３４ａと線対称に配置された排気用弁体３４ｂが設けられる。なお、前記排気用弁体３４ｂは、供給用弁体３４ａと略同一構成要素によって構成され、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００１９】
この排気用弁体３４ｂは、ばね部材５２のばね力に抗してロッド部材４４が上昇し、該ロッド部材４４の外周面に装着されたリング体５３に係止されて一体的に上昇することにより、シール部材４８が着座部４６から離間して弁開状態となる。従って、排気用弁体３４ｂが弁開状態となることにより、調圧ポート２８側の圧力流体が排気ポート３８を介して外部に排気される。
【００２０】
ボデイ部１２の上部側には、外周縁部が挟持されたダイヤフラム５４が介装され、前記ダイヤフラム５４の上部側には、該ダイヤフラム５４と凹部５６とによってパイロット室５８が形成されている。前記ダイヤフラム５４には、上面側と下面側との間で該ダイヤフラム５４を挟持する一組のディスク部材６０ａ、６０ｂが設けられ、前記上側のディスク部材６０ａの中心部にロッド部材４４の他端部が固定されている。
【００２１】
従って、パイロット室５８に供給される圧力流体の作用下に、ダイヤフラム５４、一組のディスク部材６０ａ、６０ｂ、およびロッド部材４４が上下方向に沿って一体的に変位するように設けられている。
【００２２】
カバー部材１４の内部には、ノーマルクローズタイプの二方弁からなる給気用電磁弁７６と排気用電磁弁７８とが所定間隔離間して配設されている。給気用電磁弁７６には、供給ポート２４に連通する第１通路８０を介して圧力流体供給源２２から圧力流体が供給される。また、給気用電磁弁７６と排気用電磁弁７８との間には第２通路８２が設けられ、前記第２通路８２から分岐する第３通路８４によってパイロット室５８に連通接続されている。さらに、排気用電磁弁７８には大気に連通する排気通路８６が接続され、前記排気通路８６を介して外部に排気可能に設けられている。
【００２３】
前記第１通路８０と第３通路８４との間には、その両者を連通させる連通路８８が設けられ、前記連通路８８中には、電源が遮断された際、供給ポート２４から導入された圧力流体をパイロット室５８に供給する電磁弁９０が配設される。この電磁弁９０は、給気用電磁弁７６および排気用電磁弁７８と同型式のノーマルオープンタイプの二方弁からなり、流体圧力調整装置１０の図示しない電源コネクタに直接接続されている。
【００２４】
換言すると、流体圧力調整装置１０の電源がオンとなることにより電磁弁９０が通電され、弁開状態が弁閉状態に切り換えられる。従って、流体圧力調整装置１０の電源がオンとなって作動する通常の状態では、電磁弁９０の図示しない弁体が閉じられて連通路８８が遮断されている。
【００２５】
なお、前記連通路８８を第３通路８４に連通接続させることなく、該連通路８８をパイロット室５８に直接連通するように設けてもよい。
【００２６】
この場合、前記給気用電磁弁７６は、パイロット室５８に供給されるパイロット圧を制御する給気弁として機能し、前記排気用電磁弁７８は、給気用電磁弁７６に供給された圧力流体を外部に排気する排気弁として機能するものであり、図示しない電磁コイルに対して制御回路９２から電流信号（パルス信号）が導出されることにより、それぞれオン／オフ制御される。
【００２７】
さらに、カバー部材１４の内部には、調圧ポート２８に連通するフィードバック通路９４を介して流体圧作動機器側に供給される圧力流体の圧力を検知する圧力センサ９６が配設され、前記圧力センサ９６の検出信号は、図示しない電気回路基板およびコネクタ等を備える制御回路９２に導出される。前記制御回路９２では、予め設定された流体圧力と検出信号に対応する流体圧力とを比較し、その偏差が零となるようにフィードバック制御がなされる。
【００２８】
この場合、図示しないコネクタを介して制御回路９２から出力される制御信号によってそれぞれ給気用電磁弁７６および排気用電磁弁７８を付勢・滅勢することにより、第３通路８４を介してパイロット室５８に供給されるパイロット圧が制御される。
【００２９】
本発明の実施の形態に係る流体圧力調整装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３０】
図２は、例えば、本実施の形態に係る流体圧力調整装置１０が適用された溶接システム１００の概略回路構成図である。
【００３１】
この溶接システム１００は、流体圧力調整装置１０の供給ポート２４側に接続される圧力流体供給源２２と、調圧ポート２８側に接続される５ポート２位置の切換用電磁弁１０４と、前記切換用電磁弁１０４を介して一方または他方のシリンダ室１０６ａ、１０６ｂに圧力流体を供給することにより、ピストン１０８が直線状に往復動作するシリンダ２６と、前記シリンダ２６のピストンロッド１１０の端部に連結され、図示しないワークを溶接する溶接ガン１１２とを有する。
【００３２】
なお、流体圧力調整装置１０は、電源がオンされた状態にあるとともに、図１に示されるように、供給用弁体３４ａが着座部４６に着座して弁閉状態となっている状態を初期位置とする。流体圧力調整装置１０の電源がオンされることにより、電磁弁９０が通電されて弁閉状態となり、連通路８８は遮断された状態にある。また、切換用電磁弁１０４は通電されて、オフ状態からオン状態に切り換えられた状態にあるものとする。
【００３３】
図１に示されるような初期位置において、圧力流体供給源２２の付勢作用下に圧力流体を供給ポート２４に供給する。前記供給ポート２４に供給された圧力流体は、第１通路８０を介して給気用電磁弁７６および排気用電磁弁７８に導入され、制御回路９２から出力される制御信号（オン／オフ信号）によって給気用電磁弁７６および／または排気用電磁弁７８をそれぞれオン／オフ制御することにより、所定の圧力にパイロット圧が制御される。
【００３４】
前記給気用電磁弁７６および／または排気用電磁弁７８によって制御されたパイロット圧は、第３通路８４を介してダイヤフラム５４の上部側に設けられたパイロット室５８に供給される。前記パイロット圧の作用下に、ダイヤフラム５４、一組のディスク部材６０ａ、６０ｂおよびロッド部材４４が一体的に下降する。ロッド部材４４が下降することにより、供給用弁体３４ａは、ばね部材５２のばね力に抗して下方側に向かって変位し、シール部材４８が着座部４６から離間することにより弁開状態となる。
【００３５】
従って、供給ポート２４に供給された圧力流体は、供給用弁体３４ａのシール部材４８と着座部４６とのクリアランスを介して所定の圧力流体に減圧された後、調圧ポート２８から切換用電磁弁１０４を介してシリンダ２６の一方のシリンダ室１０６ａ内に圧力流体が供給され、溶接ガン１１２が図示しないワークに接近する方向に変位する。
【００３６】
なお、シリンダ２６の一方のシリンダ室１０６ａに供給される圧力流体の圧力は、フィードバック通路９４を介して圧力センサ９６に導入され、制御回路９２は圧力センサ９６から出力される検出信号に基づいてフィードバック制御がなされる。
【００３７】
このように、パイロット室５８に供給される圧力流体の圧力によってダイヤフラム５４と一体的にロッド部材４４を上下方向に沿って変位させることにより、供給用弁体３４ａの開閉作用によって減圧効果が営まれる。
【００３８】
すなわち、パイロット室５８に導入されたパイロット圧の作用下に、ダイヤフラム５４および一組のディスク部材６０ａ、６０ｂには一体的に下方側に向かって押圧する力が付与され、このダイヤフラム５４および一組のディスク部材６０ａ、６０ｂを下方側に向かって押圧する力とばね部材５２のばね力とが平衡することにより、供給用弁体３４ａが着座部４６に着座して弁閉状態となり、シリンダ２６の設定仕様に対応するように予め設定された所望の流体圧力が調圧ポート２８を介してシリンダ２６に供給される。
【００３９】
前記一方のシリンダ室１０６ａ内に導入された所定圧の圧力流体の作用下にピストン１０８が押圧され、ピストンロッド１１０に連結された溶接ガン１１２が図示しないワークに向かって接近する方向に変位する。前記溶接ガン１１２の変位作用下に図示しないワークに対して溶接作業が施され、溶接作業が終了した後、切換用電磁弁１０４をオン状態からオフ状態に切り換えることにより、前記とは反対側の他方のシリンダ室１０６ｂに圧力流体が供給され、溶接ガン１１２が図示しないワークから離間する方向に変位して初期状態に復帰する。
【００４０】
このような工程を連続させることにより、多数のワークを効率的に溶接することができる。
【００４１】
ところで、このような溶接作業が遂行されている時に、例えば、停電等の原因によって通電が停止した場合、切換用電磁弁１０４がオフ状態になるとともに、流体圧力調整装置１０を構成する給気用電磁弁７６、排気用電磁弁７８および電磁弁９０がそれぞれオフ状態となる。前記電磁弁９０がオフ状態となることにより弁閉状態から弁開状態に切り換わり、供給ポート２４から導入された圧力流体供給源と略同一圧力（元圧）の圧力流体は、第１通路８０、電磁弁９０、連通路８８、および第３通路８４を経由してパイロット室５８に供給される。パイロット圧が高くなることにより、供給用弁体３４ａが弁開状態となり圧力流体供給源２２から供給された圧力流体（元圧）が調圧ポート２８から導出され、切換用電磁弁１０４を介してシリンダ２６の他方のシリンダ室１０６ｂに供給されて溶接ガン１１２が図示しないワークから離間する方向に迅速に動作する。
【００４２】
このように、何らかの原因によって通電が停止した場合、電磁弁９０を介して供給ポート２４側の元圧をパイロット圧としてパイロット室５８に供給することにより、ワークに対する溶接作業を中止して、溶接ガン１１２をワークから迅速に離間させて初期位置に復帰させることができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、特別仕様の電磁弁を用いることがなく、給気用電磁弁７６および排気用電磁弁７８と同型式の通常の電磁弁９０を使用することができ、しかも、従来の通路に連通路８８を付加すればよいため、大きな設計変更等をすることなく既存の構造をそのまま利用することができるという利点がある。
【００４４】
さらに、電磁弁９０をボデイ部１２内に一体的に組み込んで構成し、供給ポート２４から供給される元圧を利用しているため、従来技術に係る圧力制御弁１と比較して、部品点数を削減して製造コストを低減することができるとともに、装置全体が大型化することがなく、設置スペースの有効利用を図ることができる。
【００４５】
さらにまた、電磁弁９０に接続される連通路８８をパイロット室５８に直接連通するように設けることにより、加工作業が容易となり、製造工程を簡素化することができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明に係る流体圧力調整装置によれば、以下の効果が得られる。
【００４７】
すなわち、通電が停止した際、電磁弁を介して供給ポートから導入された圧力流体をパイロット圧として弁体側に供給することにより、弁体を弁開状態として供給ポートと調圧ポートとを連通させることができる。
【００４８】
従って、配管作業を不要にするとともに部品点数を減少させ、しかも、通電停止時にパイロット圧として元圧と略同一の圧力流体を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る流体圧力調整装置の軸線方向に沿った概略構成縦断面図である。
【図２】図１の流体圧力調整装置が組み込まれた溶接システムの概略回路構成図である。
【図３】従来技術に係る圧力制御弁の概略構成回路図である。
【符号の説明】
１０…流体圧力調整装置          １２…ボデイ部
１４…カバー部材                ２２…圧力流体供給源
２４…供給ポート                ２８…調圧ポート
３４ａ…供給用弁体              ３４ｂ…排気用弁体
３８…排気ポート                ４４…ロッド部材
４６…着座部                    ５２…ばね部材
５４…ダイヤフラム              ５８…パイロット室
６０ａ、６０ｂ…ディスク部材    ７６…給気用電磁弁
７８…排気用電磁弁              ８０、８２、８４…通路
８８…連通路                    ９０…電磁弁
９６…圧力センサ
【図１】
0003634733.tif 000002
【図２】
0003634733.tif 000003
【図３】
0003634733.tif 000004