(57)【要約】【課題】切換えを行う際にレバーが途中位置で停止すること無しに確実に切換えることができ、安全性のきわめて高いレバー方式エアバルブを提供する。【解決手段】レバー５を第１の切換え位置で保持する平面２１ａを垂直に形成し、該平面２１ａから軸体３の回動方向に所定距離隔てた第２の切り換え位置で保持する平面２４ａを垂直に形成し、前記平面２１ａの下側端部から、該平面２１ａに対して所定角度の傾斜をもって平面２２ａを形成し、前記平面２４ａの下側端部から、該平面２４ａに対して所定角度をもって平面２３ａを形成し、前記平面２２ａと平面２３ａの交点を頂点２０Ｔａとして形成した、ガイドローラー６ａを案内するガイド２０ａを設ける。レバー５の操作中は、ガイドローラー６ａが、傾斜した平面２２ａ，２３ａに沿って移動するので、ばね４の力によって、中間位置で停止する事なく切り換えられる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が支点として回動自在に支持された軸体と、
前記軸体の他端に設けられ、該軸体の軸方向に作用する弾性部材と、
前記弾性部材の弾性力が作用するとともに、前記軸体の軸方向に沿って移動可能に設けられ、且つ該軸体とともに回動可能に配設されたレバーと、
前記レバーの外周に設けられたガイドローラーと、
前記軸体の回動平面と平行な平行平面であって前記ガイドローラーが当接し得る部位に設けられ、前記ガイドローラーが当接して前記レバーを第１の切り換え位置で保持する第１保持部と、該第１保持部から前記軸体の回動方向に所定距離隔てた第２の切り換え位置で前記レバーを保持する第２保持部と、前記第１保持部および第２保持部を結ぶ線に対して所定角度を有するとともに、前記第１保持部と、該第１保持部から第２保持部側に所定距離隔てた頂点とを結ぶ第１誘導平面と、前記第２保持部と前記頂点とを結ぶ第２誘導平面とを有したガイド手段と
を備えたことを特徴とするレバー方式エアバルブ。
【請求項２】
前記ガイド手段を、前記平行平面部位に、レバーの回動方向に沿って所定間隔隔てて複数配設したことを特徴とする請求項１に記載のレバー方式エアバルブ。
【請求項３】
前記頂点は、前記第１保持部および第２保持部を結ぶ線に直交する方向の、前記軸体の支点側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレバー方式エアバルブ。
【請求項４】
前記頂点は、前記第１保持部および第２保持部を結ぶ線に直交する方向の、前記軸体の支点側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のレバー方式エアバルブ。
【請求項５】
前記頂点は、前記第１保持部および第２保持部を結ぶ線に直交する方向の、前記軸体の支点と反対側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレバー方式エアバルブ。
【請求項６】
前記頂点は、前記第１保持部および第２保持部を結ぶ線に直交する方向の、前記軸体の支点と反対側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のレバー方式エアバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人力により、例えば圧縮空気を介して方向制御弁の切り換えを行うレバー方式エアバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エアバルブは圧縮空気を使用するエアシリンダー等を操作するために広く用いられている。このエアバルブにおいて方向制御弁は管接続口（ポート）の数によって２ポート弁、３ポート弁、４ポート弁、５ポート弁などがあるが、その制御方式としては、押しボタンやレバー等を使用する人力方式、空気圧パイロットとして使用する空気作動式、電磁石の力によって作動させる電磁作動式、カムなど機械により作動する機械作動方式（リミットバルブ）の４種類の方式がある。
【０００３】
前記制御方式の選択として、エアシリンダーの作動が複雑なインターロック等を必要とせず、更に手動にて操作する場合、安価な制御方式である人力方式のエアバルブを使用するのが一般的である。
【０００４】
エアバルブの切り換えが行われたとき、ほとんどの場合はそれに伴って機器の動作が行われる。従って、一旦誤動作が行われると、機器周辺の作業者の安全を確保できなかったり、機器を損傷させてしまう可能性がある。
【０００５】
そのような、誤動作が生じた場合に深刻な問題がおこりえるところで、制御方式が人力方式であるエアバルブを採用する場合、その方式は高い安全性・信頼性が求められることになる。
【０００６】
人力方式として、レバーを用いることは一般的であるが、レバーが予期しない外力によって動かされ、バルブが切り換ってしまう場合があった。これに対し、従来技術では例えば図８のように、ばね力に反してレバーを押し込まなければレバー操作ができないように構成していた。
【０００７】
図８は３ポート弁のエアバルブの一例を示しており、ＩＮ側（図示省略）から供給されたエアーを第１のＯＵＴ側と第２のＯＵＴ側のどちらかに切り換えるものである。
【０００８】
バルブ本体１の上部にはレバーケース２が連設され、該レバーケース２の上部には開口部２Ｏが設けられている。レバーケース２内には、一端が図示省略の支点に回動自在に支持された、筒状の軸体３が開口部２Ｏを通して配設されている。軸体３の他端には、該軸体３の軸方向に作用する弾性部材、例えばコイル状のばね４が設けられている。
【０００９】
５は、一端が手動操作しやすい球形状に形成され、軸体３を回動操作するレバーである。このレバー５の一端から所定距離隔てた内部には内底部５ａが形成されている。レバー５の内底部５ａから他端までは中空形状に形成され、該中空部に軸体３の他端側およびばね４が嵌入されている。
【００１０】
レバー５の他端側の外周および内周（中空部側）には、軸体３の回動平面（レバーケース２の平面板２ａ，２ｂと略平行な平面）に直交する方向にガイドローラー６ａ，６ｂが突設されている。
【００１１】
レバー５の内周（中空部側）に突設されたガイドローラー６ａ，６ｂに対向する軸体３の部位には、軸方向所定距離を、所定幅で所定深さ切り欠いた溝７ａ，７ｂが形成されている。
【００１２】
前記レバー５の内周（中空部側）に突設されたガイドローラー６ａ，６ｂは、前記溝７ａ，７ｂに嵌合し、該溝７ａ，７ｂに沿って上下動可能となっている。これによってレバー５は、上下方向（軸体３の軸方向）にのみ移動可能であり、軸を中心とする回転方向に回転することはない。
【００１３】
レバーケース２の平面板２ａ，２ｂの内側であって、レバー５の外周に突設されたガイドローラー６ａ，６ｂが当接し得る部位には、前記ガイドローラー６ａ，６ｂが当接する曲面８ａ，８ｂを有し、半円形平板に形成されたガイド９ａ，９ｂが各々固設されている（尚平面板２ｂの内側に配設されたガイド９ｂおよび曲面８ｂは図示省略している）。
【００１４】
上記のように構成されたレバー方式エアバルブの動作を、レバー操作方法を示す図９とともに述べる。図９はレバーケース２内の要部のみを表しており、図中１０は軸体３を回動自在に支持する支点であり、平面板２ｂ側のガイドローラー６ｂ、曲面８ｂ、ガイド９ｂ等は図示省略している。
【００１５】
まず図９（ａ）のように、ガイドローラー６ａがガイド９ａの半円形の曲面８ａの一方の端面に当接し、レバー５が図示の第１の切り換え位置（例えば第１のＯＵＴ側）に保持されているものとする。
【００１６】
この状態でレバー５をばね４のばね力に抗して押し込むとともに横方向にスライドさせると、ガイドローラー６ａはガイド９ａの曲面８ａに沿って誘導され、図９（ｂ）の中間位置を通過して図９（ｃ）のように、半円形の曲面８ａの他方の端面まで到達し、これによってレバー５が図示第２の切り換え位置（例えば第２のＯＵＴ側）に切り換えられる。
【００１７】
尚第２の切り換え位置から第１の切り換え位置に切り換える場合も前記と同様で逆の動作となる。
【００１８】
上記のように作業者がバルブを切り換える場合、作業者は意識的にレバー５をガイドローラー６ａ，６ｂがガイド９ａ，９ｂの曲面８ａ，８ｂに沿うように、ばね４のばね力に抗して押し下げながらレバーを操作しなければならないので予期しない外力によってレバー５が操作されることはほとんど無い。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のエアバルブにおいては、作業者のレバー５を倒す動作（一方の位置から他方の位置に切り換える動作）が不完全な場合、バルブの切換え位置が中間位置に保持されてしまったり（図９（ｂ）の中間位置で停止する）、元の位置へ逆戻りする（例えば図９（ａ）→図９（ｂ）→図９（ａ）の状態となる）ことがあった。
【００２０】
その時、機器はエアー漏れが発生してエアシリンダーの圧力が低下したり、逆の動作が突然行われたりして重大な事故に発展する可能性がある。
【００２１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものでその目的は、予期しない外力でレバーが動くことが無く、また切換えを行う際にレバーが途中位置で停止すること無しに確実に切換えることができ、安全性のきわめて高いレバー方式エアバルブを提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明のレバー方式エアバルブは、一端が支点として回動自在に支持された軸体と、前記軸体の他端に設けられ、該軸体の軸方向に作用する弾性部材と、前記弾性部材の弾性力が作用するとともに、前記軸体の軸方向に沿って移動可能に設けられ、且つ該軸体とともに回動可能に配設されたレバーと、前記レバーの外周に設けられたガイドローラーと、前記軸体の回動平面と平行な平行平面であって前記ガイドローラーが当接し得る部位に設けられ、前記ガイドローラーが当接して前記レバーを第１の切り換え位置で保持する第１保持部と、該第１保持部から前記軸体の回動方向に所定距離隔てた第２の切り換え位置で前記レバーを保持する第２保持部と、前記第１保持部および第２保持部を結ぶ線に対して所定角度を有するとともに、前記第１保持部と、該第１保持部から第２保持部側に所定距離隔てた頂点とを結ぶ第１誘導平面と、前記第２保持部と前記頂点とを結ぶ第２誘導平面とを有したガイド手段とを備えたことを特徴としている。
【００２３】
また前記ガイド手段を、前記平行平面部位に、レバーの回動方向に沿って所定間隔隔てて複数配設したことを特徴としている。
【００２４】
また前記頂点は、前記第１保持部および第２保持部を結ぶ線に直交する方向の、前記軸体の支点側に形成されていることを特徴としている。
【００２５】
また前記頂点は、前記第１保持部および第２保持部を結ぶ線に直交する方向の、前記軸体の支点と反対側に形成されていることを特徴としている。
【００２６】
上記構成のレバー方式エアバルブにおいて、例えばレバーを第１の切り換え位置から第２の切り換え位置に切り換える場合、レバーを、弾性部材の弾性力に抗して、軸体の軸方向に沿って押し込む（請求項３、４の場合）か、又は引っ張る（請求項５、６の場合）と、ガイドローラーは、ガイド手段の第１保持部から第１誘導平面に沿って移動する。
【００２７】
そしてガイドローラーが頂点を越えると、レバーに加わる力を抜いても、ガイドローラーは弾性部材の復元力によって第２誘導平面に沿って移動し、第２保持部に確実に保持される。このためこれに伴ってレバーは第２の切り換え位置へ自動的に確実に切り換えられる。
【００２８】
また逆に、レバー操作が不完全な場合のように、前記ガイドローラーが第１誘導平面から頂点を越えない段階でレバーに加わる力を抜いた場合、ガイドローラーは、弾性部材の復元力によって第１誘導平面に沿って元の第１保持部側へ戻り、該第１保持部に確実に保持される。
【００２９】
このため、レバー操作が不完全な場合であっても、バルブの切り換え位置が中間位置に保持されてしまうことは確実に避けられる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明のレバー方式エアバルブの一実施形態例を示し、エアバルブ形式としては、図４に示すような３ポート弁のものであり、ＩＮ側から供給されたエアーを第１のＯＵＴ側と第２のＯＵＴ側のどちらかに切り換えるものである。
【００３１】
本発明のエアバルブは、レバーのガイド形状が従来と異なっているところが特徴となっている。すなわちガイド形状は従来式が曲面であったのに対し、本発明のガイドは図１〜図３に示すように、直線状の平面を組み合わせた形状とした。
【００３２】
図１〜図３において図８、図９と同一部分は同一符号をもって示している。図１〜図３において図８、図９と異なる点は、前記曲面８ａ，８ｂを有したガイド９ａ，９ｂに代えて、前記ガイドローラー６ａ，６ｂが当接して前記レバー５を第１の切り換え位置（例えば第１のＯＵＴ側）で保持する平面２１ａ，２１ｂ（本発明の第１保持部）を垂直に形成し、前記平面２１ａ，２１ｂから軸体３の回動方向に所定距離隔てた第２の切り換え位置（例えば第２のＯＵＴ側）で保持する平面２４ａ，２４ｂ（本発明の第２保持部）を垂直に形成し、前記平面２１ａ，２１ｂの下側端部から、該平面２１ａ，２１ｂに対して所定角度の傾斜をもって平面２２ａ，２２ｂ（本発明の第１誘導平面）を形成し、前記平面２４ａ，２４ｂの下側端部から、該平面２４ａ，２４ｂに対して所定角度をもって平面２３ａ，２３ｂ（本発明の第２誘導平面）を形成し、前記平面２２ａ，２２ｂと平面２３ａ，２３ｂの交点を頂点２０Ｔａ，２０Ｔｂとして形成したガイド２０ａ，２０ｂを設けた点にあり、その他の部分は図８、図９と同一に構成されている。
【００３３】
尚図１〜図３において、レバーケース２の平面板２ｂの内側に設けられるガイド２０ｂは図示省略している。
【００３４】
次に上記のように構成されたレバー方式エアバルブの動作を図２とともに述べる。図２は図１のレバーケース２内の要部のみを表しており、平面板２ｂ側のガイドローラー６ｂ、ガイド２０ｂ等は図示省略している。
【００３５】
まず、図２（ａ）のように、ガイドローラー６ａがガイド２０ａの垂直な平面２１ａに当接し、レバー５が図示の第１の切り換え位置（例えば第１のＯＵＴ側）に保持されているものとする。
【００３６】
この状態でレバー５を、ばね４のばね力に抗して押し込むとともに横方向にスライドさせると、ガイドローラー６ａは直線的に平面２２ａに沿って下・斜め方向に移動する。
【００３７】
そしてガイドローラー６ａが平面２２ａから頂点２０Ｔａを通過（図２（ｂ））した後は、ばね４の復元力によって、逆方向の傾斜をもつ平面２３ａに沿って上・右斜め方向へ移動し、平面２３ａが終わると前記ばね４の復元力によって垂直な平面２４ａに上昇し、ガイドローラー６ａは該平面２４ａの位置に保持される（図２（ｃ））。
【００３８】
これによってレバー５は、第１の切り換え位置から第２の切り換え（例えば第２のＯＵＴ側）に切り換えられる。
【００３９】
前記レバー５のガイドローラー６ａが垂直な平面２１ａ，２４ａにあるときは、レバー５をばね４のばね力に反して平面２１ａ，２４ａを越えるまで押込まなければ、レバーの切換え動作には入れない。
【００４０】
また、前記レバー５のガイドローラー６ａが平面２２ａ，２３ａにあるときに、レバー５を押込む動作が中断すると、レバー５は前記ばね４の復元力により平面２２ａ又は２３ａに沿って、切換え完了位置である平面２１ａ又は２４ａ方向に自動的に移動することから、レバー５は切換え操作時の中間位置となる平面２２ａ，２３ａ上で停止することはできない。従って、バルブは確実に切り換わることができる。
【００４１】
尚第２の切り換え位置から第１の切り換え位置に切り換える場合も前記と同様で逆の動作となる。
【００４２】
上述の効果を得るためには、平面２２ａ平面２３ａのなす角度は７０〜１２０°、レバー５にかかるばね４のばね力は初期で３〜５Ｋｇ程度が望ましい。前記角度が１２０°以上あるいは前記ばね力が３Ｋｇ以下では、ばね４の復元力が小さくなりレバー５が前記中間位置で停止した時、レバー５を前記切換え完了位置（平面２１ａ，２４ａの位置）に自動的に移動させることが難しく、また前記角度が７０°以下、あるいは前記ばね力が５Ｋｇを越えると、レバー操作の際に大きな手動操作力が必要となる等の理由により作業性が悪くなる。
【００４３】
尚本発明のレバー方式エアバルブは、例えばコーター巻取りのコアチャック開閉に使用されるもので、例えば図３に示すようなガイド形状、寸法と、ばね力を有している。図３のように構成されたレバー方式エアバルブの使用にあたっては、レバー５が平面２２ａと平面２３ａの接続部である頂点２０Ｔａを越えると、レバー５に加える力を抜いても、レバー５の移動は自動的に行われ、逆に前記頂点２０Ｔａを越えない場合、力を抜くと完全に元の位置である平面２１ａ又は平面２４ａに戻ることになり、レバー５が中間位置で停止しているということはなく、切り換えが完全に行われた。
【００４４】
尚、前記ガイドローラーおよびガイドは、一方側のガイドローラー６ａおよびガイド２０ａのみか、又は他方側のガイドローラー６ｂおよびガイド２０ｂのみかのいずれか片側のみ設けるように構成しても良い。
【００４５】
また前記実施形態例では、レバー５に形成した中空部に軸体３およびばね４を嵌入する構成となっていたが、これに限らず例えば図５に示すように、軸体３３の支点１０から所定距離隔てた部位に内底部３３ａを設け、該内底部３３ａから上端側を中空構造とし、該中空部にばね４と、外周にのみガイドローラー６ａ，６ｂを突設させたレバー３５とを嵌入するように構成しても良い。
【００４６】
この場合、ガイドローラー６ａ，６ｂの突出方向に対向する、軸体３３の中空部には、所定長さの切り欠き部が形成され、ガイドローラー６ａ，６ｂはこの切り欠き部を貫通し図示省略のガイド２０ａ，２０ｂの各平面に当接するように構成されている。
【００４７】
これによって、レバー３５を押し込む力とばね４の復元力によって、レバー３５は軸体３３の軸方向に移動することができる。このように構成した場合も前記図１〜図３の場合と同様の動作となる。
【００４８】
また図１〜図３の実施形態例では、レバー５を押し込むことでバルブを切り換えるものであったが、これに限らずレバー５を引っ張ることによりバルブを切り換えるように構成しても良い。
【００４９】
すなわち、図２に示すガイド２０ａの設置向きを１８０°変更して図６のように設け（尚ガイド２０ｂについても同じである）、さらにレバー５の中空部内に配設されていたばね４の両端部を、レバー５の内底部５ａおよび軸体３の各端部に各々固着させるものである（その他の部分については図１〜図３と同様に構成する）。
【００５０】
このように構成することにより、バルブ切り換え動作はレバー５をばね４のばね力に抗して引っ張ることで行われ、中間位置で停止することなく確実に切り換えが行われることは、前記と同様となる。
【００５１】
また図６のような向きにガイド２０ａ，２０ｂを配置した場合に、軸体３およびレバー５の構造を、図５で述べた軸体３３およびレバー３５の構造に変更しても、前記と同様の作用、効果を奏する。
【００５２】
さらに本発明のガイド手段（ガイド２０ａ，２０ｂ）を、例えば図７に示すように、同一平面にレバー５の回動方向に沿って所定間隔（例えばガイドローラー６ａ，６ｂの径と同等の長さ）で複数配設しても良い。
【００５３】
図７は、同一平面内に２個のガイド２０１、２０２を配設して３段切り換え方式に構成しているが、同一平面内に３個以上配設して多段切り換え方式に構成しても良い。
【００５４】
このようにガイド手段を同一平面内に複数設ける場合も、前記図１〜図３の実施形態（レバーを押し込んで切り換える方式）、図５の実施形態（レバーを軸体の中空部に挿入した構造）および図６の実施形態（レバーを引っ張って切り換える方式）のいずれも適用することができる。
【００５５】
また本発明の第１保持部、第２保持部である平面２１ａ，２１ｂ，２４ａ，２４ｂは、平面に限らず、レバー操作に支障のない範囲内で、ガイドローラー６ａ，６ｂに合わせた形状、例えば曲面に形成しても良く、そのように構成すれば、第１保持部、第２保持部におけるレバーの保持力が高められる。
【００５６】
【発明の効果】
（１）以上のように本発明によれば、レバー操作が不完全であってもレバーが途中位置で停止することはなく、バルブを確実に切り換えることができる。このため安全性が極めて高くなる。
（２）また請求項２に記載の発明によれば、多段切り換えを確実に行うことができる。
（３）また請求項３、４に記載の発明によれば、レバーを押し込んで切り換えを行うレバー方式エアバルブにおいて、レバーを途中で停止させることなく、バルブを確実に切り換えることができる。
（４）また請求項５、６に記載の発明によれば、レバーを引っ張って切り換えを行うレバー方式エアバルブにおいて、レバーを途中で停止させることなく、バルブを確実に切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例を示す斜視図。
【図２】本発明の一実施形態例のレバー操作方法を示す説明図。
【図３】本発明の一実施形態例を表し、（ａ）は要部正面図、（ｂ）は斜視図。
【図４】本発明の一実施形態例が適用されるエアバルブ形式を示す説明図。
【図５】本発明の他の実施形態例を示す要部構成図。
【図６】本発明の他の実施形態例を示す要部構成図。
【図７】本発明の他の実施形態例を示す要部構成図。
【図８】従来のレバー方式エアバルブの一例を示す斜視図。
【図９】従来のレバー方式エアバルブのレバー操作方法を示す説明図。
【符号の説明】
１…バルブ本体、２…レバーケース、２ａ，２ｂ…平面板、２Ｏ…開口部、３，３３…軸体、４…ばね、５，３５…レバー、５ａ，３３ａ…内底部、６ａ，６ｂ…ガイドローラー、７ａ，７ｂ…溝、１０…支点、２０ａ，２０ｂ，２０１，２０２…ガイド、２０Ｔａ，２０Ｔｂ…頂点、２１ａ，２１ｂ…平面（第１保持部）、２２ａ，２２ｂ…平面（第１誘導平面）、２３ａ，２３ｂ…平面（第２誘導平面）、２４ａ，２４ｂ…平面（第２保持部）。
【図１】
2005009519.tif 000003
【図２】
2005009519.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005009519.tif 000009
【図８】
2005009519.tif 000010
【図９】
2005009519.tif 000011