流体作動式調節弁装置及びそれを使用した自動機器の制御機構
【課題】配管内の作動流体の流通を制御する自動機器の制御機構に使用される流体作動式調節弁装置において、流体作動式調節弁装置を分解することなく、外部からシリンダー内部のピストン等の可動部分の状態を視認することができるようにした流体作動式調節弁装置を提供する。
【解決手段】流体作動式調節弁装置１は配管に着脱自在であり、配管内の作動流体の流通を制御する自動機器の制御機構を構成する。流体作動式調節弁装置１は進退動作により作動流体の流通を制御する弁体を有し、弁体は流体作動式調節弁装置１を配管に取り付けた状態で、配管の作動流体流通部に設けられている弁室に収まる。シリンダー１６は一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、シリンダー１６内部のピストン１７を含む可動部を外部から視認することができる。
【解決手段】流体作動式調節弁装置１は配管に着脱自在であり、配管内の作動流体の流通を制御する自動機器の制御機構を構成する。流体作動式調節弁装置１は進退動作により作動流体の流通を制御する弁体を有し、弁体は流体作動式調節弁装置１を配管に取り付けた状態で、配管の作動流体流通部に設けられている弁室に収まる。シリンダー１６は一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、シリンダー１６内部のピストン１７を含む可動部を外部から視認することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体作動式調節弁装置及びそれを使用した自動機器の制御機構に関するものである。更に詳しくは、流体作動式調節弁装置を分解することなく、外部からシリンダー内部のピストン等の可動部分の状態を視認することができるようにした流体作動式調節弁装置及びそれを使用した自動機器の制御機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気等の流体の圧力を利用して作動し、配管内の作動流体の流通を制御する流体作動式調節弁装置は、例えばタイヤの加硫装置等、作動流体の制御を伴う各種自動機器に広く使用されている。このような流体作動式調節弁装置としては、例えば特許文献１に開示されている「弁体作動装置」がある。
【０００３】
この弁体作動装置は、配管に着脱自在であり、配管内の作動流体の流通を制御する配管構造を構成する弁体作動装置であって、進退動作により作動流体の流通を制御する弁体を有し、配管に取り付けた状態では、弁体は配管の作動流体流通部に設けてある弁室に収まるように構成されており、小型軽量化を図ることにより、配管への取り付け又は取り外し作業の作業性を向上させることができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２６３８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の弁体作動装置には次のような課題があった。
すなわち、弁体作動装置を備えた配管構造を、例えばタイヤ加硫装置等の自動機器の制御配管内の作動流体の流れを制御する機器として使用する場合において、通常は多数使用されている弁体作動装置のうちのどれかが故障した場合には、タイヤ加硫装置の運転を停止しなければならないので、故障した弁体作動装置を速やかに特定して修理又は交換を行う必要がある。
【０００６】
故障した弁体作動装置を特定する作業は、通常は多数の弁体作動装置のうち適当な弁体作動装置を順番にピックアップして、例えばハウジングを分解し、その内部のピストン等の可動部分に故障があるかどうかを検査している。しかも、弁体作動装置を備えた配管構造は、通常、暗く狭い所に設置されており、この作業は容易ではない。また、この方法では、故障した弁体作動装置が、全弁体作動装置のうち最後に見つかることも考えられ、きわめて効率が悪い。
【０００７】
（本発明の目的）
そこで本発明の目的は、各種自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する流体作動式調節弁装置において、流体作動式調節弁装置を分解することなく、ハウジング外部からハウジング内部のピストンやダイヤフラム等の動きを視認することができるようにして、例えば多数使用されている流体作動式調節弁装置のうちのどれかが故障した場合、故障した流体作動式調節弁装置を容易に判別して特定することができる流体作動式調節弁装置及びそれを使用した自動機器の制御機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
（１）本発明は、
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する流体作動式の調節弁装置であって、
ハウジングと、
該ハウジング内に設けられており、進退動作をすることにより前記作動流体が流れる流通口を開閉するか又は該流通口を通る作動流体の流量を調節する弁体と、
流体の圧力で前記弁体を作動させる作動手段と、
を備えており、
前記ハウジングは、一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、透明体又は半透明体で形成された部分を通してハウジング内の前記作動手段の動きを外部から視認できるようにしてある、
流体作動式調節弁装置である。
【０００９】
（２）本発明は、
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する流体作動式の調節弁装置であって、
シリンダーを有するハウジングと、
該ハウジング内に設けられ、進退動作をすることにより前記作動流体が流れる流通口を開閉するか又は該流通口を通る作動流体の流量を調節する弁体と、
流体の圧力で前記弁体を作動させるピストンと、
を備えており、
前記シリンダーは、一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、透明体又は半透明体で形成された部分を通してシリンダー内の前記ピストンの動きを外部から視認できるようにしてある、
流体作動式調節弁装置である。
【００１０】
（３）本発明は、
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する流体作動式の調節弁装置であって、
カバーを有するハウジングと、
該ハウジング内に設けられ、進退動作をすることにより前記作動流体の流通口を開閉するか又は該流通口を通る作動流体の流量を調節する弁体と、
流体の圧力で前記弁体を作動させるダイヤフラムと、
を備えており、
前記カバーは、一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、透明体又は半透明体で形成された部分を通してカバー内の前記ダイヤフラムの動きを外部から視認できるようにしてある、
流体作動式調節弁装置である。
【００１１】
（４）本発明は、
透明体又は半透明体の部分は、ポリカーボネートで形成されている、
前記（１）、（２）又は（３）の流体作動式調節弁装置である。
【００１２】
（５）本発明は、
自動機器のアクチュエーターに作動流体を送る配管に弁箱体が設けられており、
弁体は、前記弁箱体の弁室に収まるように構成されている、
前記（１）、（２）、（３）又は（４）の流体作動式調節弁装置である。
【００１３】
（６）本発明は、
調節弁装置が弁室を有する弁箱体を備えており、弁体は、前記弁室に収まっている、
前記（１）、（２）、（３）又は（４）記載の流体作動式調節弁装置である。
【００１４】
（７）本発明は、
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する自動機器の制御機構であって、
複数の自動機器のアクチュエーターに作動流体を送る配管構造を備えており、該配管構造には、前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）又は（６）の流体作動式調節弁装置が取り付けられている、
自動機器の制御機構である。
【００１５】
シリンダーやカバーを有するハウジングを形成する透明体又は半透明体としては、例えばポリカーボネート(Polycarbonate：ポリカルボナートと呼称される場合もある)を挙げることができるが、これに限定するものではなく、温度や圧力等の使用条件に対し十分な強度及び耐久性を有するものであれば、ポリカーボネート以外の各種合成樹脂や強化ガラス等を採用することができる。
【００１６】
ポリカーボネートの物性は、例えば密度：1.20 g/cm3、可用温度：−100 ℃to＋180℃、融点：約250℃、屈折率：1.585 ± 0.001、光透過率：90% ± 1％、熱伝導率：0.19W/mkである。
本発明に係る流体作動式調節弁装置において、弁体を進退させるために使用される流体としては、例えば空気や空気以外の各種ガスの他、水や水以外の各種液体を挙げることができる。
【００１７】
（作用）
本発明に係る流体作動式調節弁装置及び自動機器の制御機構の作用を説明する。なお、ここでは、説明で使用する各構成要件に、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与するが、この符号は、特許請求の範囲の各請求項に記載した符号と同様に、あくまで内容の理解を容易にするためであって、各構成要件の意味を前記各部に限定するものではない。
【００１８】
流体作動式調節弁装置(1,3)のシリンダー(16)又はカバー(36)等を有するハウジング(10,30)は、一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、シリンダー(16)内部のピストン(17)又はカバー(36)内部のダイヤフラム(37)を含む作動手段(17,37)の動きを透明体又は半透明体部分を通して外部から視認できるようにしているので、自動機器に使用される流体作動式調節弁装置において、流体作動式調節弁装置(1,3)を分解することなく、ピストン(17)やダイヤフラム(37)等の動き又は状態を確認することができる。
【００１９】
これにより、例えば自動機器おいて、多数使用されている流体作動式調節弁装置(1)のうちのどれかが故障した場合、点検者が装置外部からシリンダー(16)やカバー(36)内部の可動部を視認して、ピストン(17)やダイヤフラム(37)の動き又は状態（位置や形態を含む）が正常な作動の場合と異なることがわかれば、その流体作動式調節弁装置(1,3)が故障していると判断することができる。このように、故障した流体作動式調節弁装置(1,3)を分解することなく容易に判別して特定することができるので、配管を有する各種自動機器の短時間での復旧が可能になる。
【００２０】
また、自動機器のアクチュエーターに作動流体を送る配管に弁箱体(2)が設けられており、弁体(15)は、弁箱体(2)の弁室(6)に収まるように構成されているものは、流体作動式調節弁装置(1)を配管に取り付けることで弁体(15)を弁室(6)内に収めることができるので、流体作動式調節弁装置(1)自体に弁箱を設ける必要はなく、流体作動式調節弁装置(1)を小型軽量化することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る流体作動式調節弁装置は、シリンダー又はカバー等、ハウジングの一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、シリンダー又はカバー内部のピストンやダイヤフラムの動きを透明体又は半透明体部分を通して外部から視認できるようにしているので、流体作動式調節弁装置を分解することなく、シリンダー又はカバー内部のピストンやダイヤフラム等の動き又は状態を確認することができる。
これにより、例えば自動機器において、多数使用されている流体作動式調節弁装置のうちのどれかが故障した場合、点検者が装置外部から可動部分を視認して、例えばピストンやダイヤフラムの動き又は状態が正常な作動の場合と異なることがわかれば、その流体作動式調節弁装置が故障していると判断することができる。このように、故障した流体作動式調節弁装置を容易に判別して特定することができるので、配管を有する自動機器の短時間での復旧が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る流体作動式調節弁装置の実施の形態を示すと共に、流体作動式調節弁装置を使用した自動機器の制御機構の一実施の形態を示す側面視説明図。
【図２】図１においてｐ３部分のピストンを備えた流体作動式調節弁装置と弁箱体を示し、（ａ）は流体作動式調節弁装置を弁箱体から分離した状態を示す正面視説明図、（ｂ）は流体作動式調節弁装置の側面視一部断面説明図。
【図３】図２（ａ）に示す流体作動式調節弁装置の断面説明図。
【図４】流体作動式調節弁装置を弁箱体に取り付けた状態の要部断面説明図。
【図５】図１に示すダイヤフラムを備えた流体作動式調節弁装置の要部断面説明図。
【図６】ピストン弁装置の他の使用形態を示し、ピストン弁装置を弁箱体に取り付けた状態の一部断面説明図。
【図７】ピストン弁装置の第２の実施の形態及び更に他の使用形態を示し、ピストン弁装置を弁箱体に取り付けた状態の一部断面説明図。
【図８】ピストン弁装置の第３の実施の形態を示す一部断面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
図１乃至図４を参照する。図１乃至図４は、本発明に係る自動機器の制御機構及びそれを構成する流体作動式調節弁装置の実施の形態を示す説明図である。
【００２４】
（自動機器の制御機構）
図１には、例えば作動流体の制御を伴う自動機器であるタイヤ加硫装置に接続される自動機器の制御機構Ｐを示している。
自動機器の制御機構Ｐは、配管を構成する管状の弁箱体２に着脱できるようにしたピストン弁装置１を有している。ピストン弁装置１は、ハウジング１０内部にピストン１７を備えた流体作動式調節弁装置である。ピストン弁装置１は、弁箱体２と共に弁装置（符号省略）を構成するものである。
【００２５】
また、符号３は、ピストン弁装置１と同様に配管に着脱できるようにしたコントロール弁装置である。コントロール弁装置３は、ハウジング３０内部にダイヤフラム３７を備えた流体作動式調節弁装置であり、弁箱体４と共に弁装置（符号省略）を構成するものである。
【００２６】
始めに、図１を参照して自動機器の制御機構Ｐにおける作動流体の流れを簡単に説明する。
本実施の形態では、配管の中を空気等の作動流体が流通する。なお、図１において右側に示している上下方向の部材（丸棒体）は配管を支える足部材４１であり、作動流体は流通しない。また、同じく図１において中央の下部に設けられている部材も足部材４２であり、作動流体は流通しない。更に、足部材４２の上方に位置する部材は、配管を連結するための連結部材４３であり、同じく作動流体は流通しない。
【００２７】
そして、右端の矢印Ａ近傍に位置するフランジ４４側の接続口（図示省略）に供給管（図示省略）が接続され、ここから作動流体が矢印Ａ方向に供給される。なお、フランジ４４と反対側に位置するフランジ４４ａ側は閉塞されている。作動流体は、配管４５１を通ってコントロール弁装置３、３側へ分岐し、コントロール弁装置３、３が設けられている配管（符号省略）を通ってフランジ４６、４７側の接続口（図示省略）から排出される。各接続口には、図示していない自動機器に作動流体を供給する供給管（図示省略）が接続されている。
【００２８】
自動機器を作動させた作動流体は、再びこの自動機器の制御機構Ｐに戻る。自動機器から排出された作動流体が送られてくる二本の排出管（図示省略）は、図１に示す各連結部材４３、４３の奥側に位置するフランジ４８、４８側の接続口（図示省略）にそれぞれ接続されている。フランジ４８、４８側の接続口から先の二つの弁装置（図１で四角で囲ったｐ１部分とｐ２部分）は、同じ構造のものが上下に並設されており、末端の排出用のフランジ４９、４９側の接続口（図示省略）には、排出用の配管（図示省略）が接続されており、作動流体はこの配管を通り矢印Ｂ方向へ排出される。
【００２９】
ｐ１部分とｐ２部分の弁装置における作動流体の流れを説明する。
フランジ４８の接続口から送られてくる作動流体は、ダスト等の不純物を除くストレーナ４０を通り、図１において下方へ流れる。そして、後述する弁室６を備えた弁箱体２内に流入し、前記ピストン弁装置１によって作動流体の流通が制御される。
【００３０】
弁箱体２は三方弁用であり、作動流体の出入口を三方向に有する。そして、ピストン弁装置１による制御により、ストレーナ４０を通った作動流体が図１において右を向いたフランジ４９側の接続口から矢印Ｂ方向に排出されるか、あるいは弁箱体２の背面側に位置するフランジ５０の接続口（図示省略）から図１において奥方向に排出される。
【００３１】
（ピストン弁装置１及び弁箱体２）
図２乃至図４を主に参照する。なお、図２は、ｐ３部分を縦にして表しており、図４では、説明の便宜上、図２で実線で示したフランジを備えたエルボ４９１を想像線で示している。
【００３２】
図１のｐ３部分のピストン弁装置１及び弁箱体２の構造について説明する。
ピストン弁装置１は、作動流体の流通口を開閉し、作動流体の流通を制御するものである。ピストン弁装置１は、配管側の弁箱体２の嵌合部に着脱自在に嵌め入れる筒状の弁箱取着体１１を有している。そして、図４に示すように、ピストン弁装置１側のフランジ１２と弁箱体２側のフランジ２１を対向させた状態で、固着具である固定用ボルト１３をネジ孔２２に螺着することによって、ピストン弁装置１は弁箱体２に固着されている。
【００３３】
なお、前記したようにピストン弁装置１は弁箱体２と共に三方弁を構成するが、後述するように、二方向の作動流体の出入口を備えた二方弁用の弁箱体２にも装着できる。すなわち、ピストン弁装置１は、作動流体の出入口の数が異なる弁室を備えた複数種類の弁箱体に対応できる兼用型である。
【００３４】
ピストン弁装置１について、更に詳しく説明する。
図３、図４に示すように、弁箱取着体１１には進退自在な弁棒１４が収容されており、その先端部に設けられている円形の流通口１１１（図４に図示）から弁棒１４の先部が突出している。弁棒１４の先端部には弁体１５が設けられており、弁体１５は弁箱取着体１１の先方に位置している。弁棒１４の先部側の一部は、やや細く括れた状態で形成された括れ部１４１（図４に図示）を有している。弁棒１４が突出した状態では、この括れ部１４１が流通口１１１に差し入れられた状態となり、流通口１１１と括れ部１４１の間に形成される隙間（図示省略）から作動流体が流通するようになっている。
【００３５】
弁体１５は、フッ素樹脂等の合成樹脂製でリング状の当接部材１５１、１５２を有している。先部側の当接部材１５１と基部側の当接部材１５２は、後述する弁座７３２、１１２に当たって摩耗するため、通常、定期的な交換を行うようになっている。
図３のように、ピストン弁装置１を弁箱体２から取り外した状態では、弁体１５は外部に露出するので、当接部材１５１、１５２の検査や交換といった弁体１５のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００３６】
弁棒１４は弁箱取着体１１の中から外（先端側）へ突出するようになっている。弁箱取着体１１の先端縁は弁体１５の基部側の当接部材１５２を受ける弁座１１２を構成している。弁箱取着体１１の周面部には、作動流体が流通自在な円形の流通口である側方流通口１１３が四箇所に設けられている。側方流通口１１３は、弁棒１４の軸心を中心として放射状に四方向に開口している。
【００３７】
ピストン弁装置１はハウジング１０を有し、ハウジング１０はボディ１６ａとシリンダー部材１６で構成されている。シリンダー部材１６は、ボディ１６ａに複数の固着具（ボルト・ナット）１６０によって固着されている。シリンダー部材１６は、半透明体であるポリカーボネートで形成されている。シリンダー部材１６は、本実施の形態では、光透過率が９０％のほぼ透明に近いポリカーボネートが採用されており、内部のピストン１７の動き又は位置や形態をシリンダー部材１６を通して外部から確認することができる。
【００３８】
弁棒１４は、シリンダー部材１６内のピストン１７の往復運動により進退する。ピストン１７は、シリンダー部材１６内に収容された復帰バネ１８によって図３で上方向へ付勢されている。ピストン１７は、弁棒１４及び後述する復帰バネ１８と共に作動手段を構成する。符号１９はピストンリングであり、ピストンリング１９は、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン等）製で断面コ字状（後述する接続口１６１側が開放されている）のリング体１９０の空間部にコイルバネ１９１を全周にわたり収容した構造である。コイルバネ１９１は、コイルを倒し幅を狭くしてリング体１９０に収容されており、これによりリング体１９０の側壁部は拡がる方向へ付勢されている。
【００３９】
シリンダー部材１６において弁棒１４と同軸上の中心部には、ネジ部を有する接続口１６１が設けられており、接続口１６１には給気管１６２が接続されている。そして、給気管１６２からシリンダー部材１６内への空気の供給及び供給停止を繰り返すことによってピストン１７が往復運動し、弁体１５を備えた弁棒１４が進退するようになっている。
【００４０】
配管側の弁箱体２について、更に詳しく説明する。
弁箱体２は、ピストン弁装置１の弁箱取着体１１が嵌め入れられる嵌合孔２４をフランジ２１側に備えている。弁箱体２は、ピストン弁装置１の弁体１５を収める弁室６を備えている。弁室６は、ピストン弁装置１側にではなく、配管の作動流体流通部に設けられている。
【００４１】
また図４に示すように、嵌合孔２４のうち、ピストン弁装置１の各側方流通口１１３が位置する部分は、その内径が弁箱取着体１１の外形よりも大きく形成され、軸周方向に連続した凹溝２４１を構成している。これにより、弁箱取着体１１の先端の流通口１１１から流入した作動流体は、各側方流通口１１３を通って凹溝２４１を通り抜け、後述する流通口である流出口２３へ流れるようになっている。
【００４２】
弁箱体２は、弁室６を挟んで嵌合孔２４と反対側（図４で下部側）に嵌入孔２５を有しており、嵌入孔２５に嵌め入れられた弁蓋７が固着具である固定用ボルト７１によって固着されている。弁蓋７は取り外すことができ、嵌入孔２５は弁箱体２内のダスト等を取り除く際のメンテナンス用の作業口として使用することができる。
【００４３】
弁蓋７は、底面視円形状の基体７２と、基体７２から突出した有底円筒状の嵌入体７３を備えている。嵌入体７３の先端部から中間部にかけては、作動流体が通る流通部７３１が軸線方向に設けられ、流通部７３１は弁室６と繋がっている。また、流通部７３１は、嵌入体７３に設けられている流通孔７４と繋がっている。流通孔７４は円形の孔であり、流通部７３１の軸心を中心として放射状に四方向に開口している。
【００４４】
嵌入孔２５において、各流通孔７４が位置する部分は、その内径が嵌入体７３の外形よりも大きく形成され、軸周方向に連続した凹溝２５１を構成している。これにより、流通部７３１内に流入した作動流体は、各流通孔７４を通って凹溝２５１を抜け、エルボ４９１側の流通口である流出口２７へ流れるようになっている。更に、嵌入体７３の先端縁（図４で上端部）は、弁体１５の当接部材１５１が当接する弁座７３２を構成している。弁蓋７を装着した状態では、弁座７３２は弁室６との境界部分に位置している。
【００４５】
弁箱体２は、作動流体の流通口である流入口２６と、前記したように二つの流出口２３、２７を備えている。流入口２６は弁箱体２の長手方向に対して直交する方向（図４で左右方向）に開口しており、流入側の配管４５２と繋がっている。ピストン弁装置１に近い側の一方の流出口２３（図４で上側）は、前記した弁箱取着体１１の嵌合孔２４が設けられた弁箱体２の凹溝２４１が形成されている箇所に設けられている。この流出口２３は、排出側のフランジ５０を備えた配管４５３（図１乃至図４では見えない。参考：後述する図６、図７）と繋がっている。
【００４６】
ピストン弁装置１と遠い側の他方の流出口２７（図４で下側）は、前記嵌合孔２４と反対側の弁箱体２の凹溝２５１が形成されている箇所に設けられている。この流出口２７は、排出側のフランジ４９を備えたエルボ４９１と繋がっている。
【００４７】
図５を参照する。
前記したように、図１、図５で示したコントロール弁装置３は、配管側に設けられた弁箱体４に着脱自在である。各コントロール弁装置３は、弁棒３４の進退ストロークの調節によって作動流体の流量、圧力、流れの方向などを制御するものである。
【００４８】
コントロール弁装置３の弁体（図では見えない）を作動させる内部構造は、ハウジング３０の内部に、弁棒３４、復帰バネ３８と共に作動手段を構成するダイヤフラム３７を備えたものであり、その構造は公知のものと同様であるので、詳細な説明は省略する。なお、弁箱体４は弁室（図では見えない）を有しており、コントロール弁装置３と弁箱体４の取付構造は、ピストン弁装置１と弁箱体２の場合と同様であるため、説明を省略する。
【００４９】
また、ハウジング３０は、ボディ３５とカバー部材３６で構成されており、カバー部材３６はボディ３５に複数の固着具（ボルト・ナット）３９によって固着されている。カバー部材３６は、半透明体であるポリカーボネートで形成されている。カバー部材３６は、本実施の形態では前記シリンダー部材１６と同様に光透過率が９０％のほぼ透明に近いポリカーボネートが採用されており、内部のダイヤフラム３７がどのような動き又は位置や形態になっているかをカバー部材３６を通して外部から確認することができる。
【００５０】
（作用）
図２乃至図４を参照してピストン弁装置１及び弁箱体２の作用を説明する。
ピストン弁装置１は、弁箱取着体１１を弁箱体２の嵌合孔２４に嵌め入れて、固定用ボルト１３で弁箱体２に固着されている。この状態では、ピストン弁装置１の弁体１５は、配管の作動流体流通部に設けてある弁室６内に収まっている。
【００５１】
また、弁棒１４が図４で最上部に位置する状態では、弁体１５の基部側の当接部材１５２が弁箱取着体１１の弁座１１２に当接している。このときは、流入側の配管４５２から流入した作動流体は弁室６を通り、図４で下側の弁蓋７の流通部７３１を抜けて流通孔７４からエルボ４９１側へ排出される。
【００５２】
また、弁棒１４が図４で最下部に位置する状態（想像線で図示）では、弁体１５の先部側の当接部材１５１が弁蓋７の弁座７３２に当接する。このときは、流入側の配管４５２から流入した作動流体は弁室６を通り、図４で上側の弁箱取着体１１の流通口１１１を通り抜けて側方流通口１１３から排出側の配管４５３へ排出される。
【００５３】
このように、ピストン弁装置１の弁体１５を収めるための弁室６を配管の作動流体流通部に設けたので、ピストン弁装置１に弁箱を設ける必要はない。したがって、ピストン弁装置１を小型軽量化することができ、それによって配管への取り付け又は取り外し作業の作業性を向上させることができる。また従来のように、配管側に弁箱体を取り付けるための配管ブロックを設ける必要もないので、全体の部品点数を減らすことができる。その結果、製造コスト及び導入コストを抑えることができる。
【００５４】
弁体１５のメンテナンス作業を行う場合には、配管からピストン弁装置１を取り外す。取り外したピストン弁装置１の弁体１５は露出した状態となっているので、リング状の当接部材１５１、１５２の摩耗状態の検査や交換等の弁体１５のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
なお、コントロール弁装置３は、弁体部分が前記ピストン弁装置１と同様の構造を有しているので、作用についてもピストン弁装置１と同様の作用を有しており、ここでは詳細な説明は省略する。
【００５５】
また、ピストン弁装置１のシリンダー部材１６及びコントロール弁装置３のカバー部材３６は、全体が半透明体であるポリカーボネートで形成されており、シリンダー部材１６内部のピストン１７又はカバー部材３６内部のダイヤフラム３７や復帰バネ１８、３８を含む可動部を外部から視認できるようにしているので、ピストン弁装置１又はコントロール弁装置３を分解することなく、外部から内部の可動部分の状態を確認することができる。
【００５６】
これにより、例えば自動機器の制御機構Ｐにおいて、多数使用されているピストン弁装置１又はコントロール弁装置３のうちのどれかが故障した場合、点検者が装置外部から内部の可動部分を視認して、例えばピストン１７の位置が正常な作動の場合と異なることがわかれば、そのピストン弁装置１が故障していると判断することができる。このように、故障したピストン弁装置１又はコントロール弁装置３を容易に判別して特定することができるので、短時間での復旧が可能になる。
【００５７】
図６を参照し、ピストン弁装置の他の使用形態を説明する。
なお、図６に示すピストン弁装置１は、前記ピストン弁装置１と同一のものであるので、構造の説明は省略する。また、弁箱体２ａについては、前記弁箱体２と同一又は同等箇所には同一の符号を付して示し、構造及び作用について重複する説明は省略し、主に相異点のみ説明する。
【００５８】
ピストン弁装置１は、二方向に作動流体の出入口を有する弁室６ａを備えた二方弁用の弁箱体２ａに装着されている。すなわち、前記したようにピストン弁装置１は、二方向又は三方向といった作動流体の出入口の数が異なる弁室を備えた複数種類の弁箱体２、２ｂに対応できる兼用型である。
【００５９】
ピストン弁装置１と弁箱体２ａから構成される弁装置（符号省略）は、常態では弁が閉じられているクローズ型の二方弁である。図４で示した三方弁用の弁箱体２と比較して説明すると、弁箱体２は下側が弁蓋７ａで閉塞された構造となっている。
【００６０】
そして、弁棒１４が図６で最上部に位置する通常の状態では、弁体１５の基部側の当接部材１５２が弁箱取着体１１の弁座１１２に当接して、流通口１１１が閉鎖され、弁が閉じている。そして、弁棒１４が図６で最下部に位置すると、弁体１５の先部側の当接部材１５１が弁蓋７ａの弁座７３２ａに当接し、流通口１１１が開放され、弁が開く。
【００６１】
このように、ピストン弁装置１を作動流体の出入口の数が異なる複数種の弁箱体２、２ｂに対し兼用できるので、二方弁や三方弁が混在して複雑に組み合わされた自動機器の制御機構Ｐでは、弁箱体（弁室）の種類を一つ一つ確認せずに、どの弁箱体にも同じピストン弁装置１を取り付けることができる。よって、取り付け作業が容易である。
【００６２】
図７を参照し、ピストン弁装置の第２の実施の形態及び更に他の使用形態を説明する。
なお、ピストン弁装置１ｂ及び弁箱体２ｂについては、前記ピストン弁装置１及び弁箱体２と同一又は同等箇所には同一の符号を付して示し、構造について重複する説明は省略し、主に相異点のみ説明する。
【００６３】
ピストン弁装置１ｂと弁箱体２ｂから構成される弁装置（符号省略）は、図６に示すものと相違して、図７に示す通常の状態では弁が開いているオープン型の二方弁である。ピストン弁装置１ｂは、弁箱取着体１１ｂを含む弁棒１４ｂの長さが前記ピストン弁装置１の弁棒１４より短く形成されており、弁体１５は嵌合孔２４ｂ側の弁室６ｂ内に収まっている。
【００６４】
弁棒１４ｂが図７で最上部に位置する通常の状態では、弁体１５の基部側の当接部材１５２が弁箱取着体１１ｂの弁座１１２ｂに当接し、弁体１５の先方に位置する弁室６ｂの流通口６１は開放され、弁は開いている。そして、弁棒１４ｂが図７において最下部に位置する状態（想像線で示す）では、弁体１５の先部側の当接部材１５１が前記流通口６１に設けられている弁座６１１に当接して、流通口６１を閉鎖し、弁を閉じる。
【００６５】
図８を参照し、ピストン弁装置の第３の実施の形態を説明する。
ピストン弁装置１ｃは、前記ピストン弁装置１、１ｂと相違して、弁箱体と別体ではなく、弁箱体８と一体となった流体作動式調節弁装置である。
ピストン弁装置１ｃの弁箱体８は三方弁用である。ピストン弁装置１ｃの弁体１５は、弁室８０に収まっており、進退動することにより流通口８１、８２を開閉し、作動流体の流通方向を切り替える。そして、ピストン弁装置１ｃは、弁箱体を有していない自動機器の制御機構（図示省略）に取り付けて使用される。
【００６６】
なお、本明細書で使用している用語と表現はあくまで説明上のものであって、限定的なものではなく、前記用語、表現と等価の用語、表現を除外するものではない。また、本発明は図示した実施の形態に限定されるものではなく、技術思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
Ｐ 自動機器の制御機構
１ ピストン弁装置
１０ ハウジング
１１ 弁箱取着体
１１１ 流通口
１１２ 弁座
１１３ 側方流通口
１２ フランジ
１３ 固定用ボルト
１４ 弁棒
１４１ 括れ部
１５ 弁体
１５１ 先部側の当接部材
１５２ 基部側の当接部材
１６ シリンダー部材
１６ａ ボディ
１６０ 固着具
１６１ 接続口
１６２ 給気管
１７ ピストン
１８ 復帰バネ
１９ ピストンリング
１９０ リング体
１９１ コイルバネ
１ｂ 流体作動式調節弁装置
１１ｂ 弁箱取着体
１１２ｂ 弁座
１４ｂ 弁棒
２ 弁箱体
２１ フランジ
２２ ネジ孔
２３ 流出口
２４ 嵌合孔
２４１ 凹溝
２５ 嵌入孔
２５１ 凹溝
２６ 流入口
２７ 流出口
２ａ 弁箱体
２ｂ 弁箱体
２４ｂ 嵌合孔
３ コントロール弁装置
３０ ハウジング
３４ 弁棒
３５ ボディ
３６ カバー部材
３７ ダイヤフラム
３８ 復帰バネ
３９ 固着具
４ 弁箱体
４０ ストレーナ
４１ 足部材
４２ 足部材
４３ 連結部材
４４、４４ａ フランジ
４６、４７ フランジ
４８ フランジ
４９ フランジ
５０ フランジ
４５１ 配管
４５２ 配管
４５３ 配管
４９１ エルボ
６ 弁室
６１ 流通口
６１１ 弁座
６ａ 弁室
６ｂ 弁室
７ 弁蓋
７１ 固定用ボルト
７２ 基体
７３ 嵌入体
７３１ 流通部
７３２ 弁座
７４ 流通孔
７ａ 弁蓋
７３２ａ 弁座
８ 弁箱体
８０ 弁室
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体作動式調節弁装置及びそれを使用した自動機器の制御機構に関するものである。更に詳しくは、流体作動式調節弁装置を分解することなく、外部からシリンダー内部のピストン等の可動部分の状態を視認することができるようにした流体作動式調節弁装置及びそれを使用した自動機器の制御機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気等の流体の圧力を利用して作動し、配管内の作動流体の流通を制御する流体作動式調節弁装置は、例えばタイヤの加硫装置等、作動流体の制御を伴う各種自動機器に広く使用されている。このような流体作動式調節弁装置としては、例えば特許文献１に開示されている「弁体作動装置」がある。
【０００３】
この弁体作動装置は、配管に着脱自在であり、配管内の作動流体の流通を制御する配管構造を構成する弁体作動装置であって、進退動作により作動流体の流通を制御する弁体を有し、配管に取り付けた状態では、弁体は配管の作動流体流通部に設けてある弁室に収まるように構成されており、小型軽量化を図ることにより、配管への取り付け又は取り外し作業の作業性を向上させることができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２６３８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の弁体作動装置には次のような課題があった。
すなわち、弁体作動装置を備えた配管構造を、例えばタイヤ加硫装置等の自動機器の制御配管内の作動流体の流れを制御する機器として使用する場合において、通常は多数使用されている弁体作動装置のうちのどれかが故障した場合には、タイヤ加硫装置の運転を停止しなければならないので、故障した弁体作動装置を速やかに特定して修理又は交換を行う必要がある。
【０００６】
故障した弁体作動装置を特定する作業は、通常は多数の弁体作動装置のうち適当な弁体作動装置を順番にピックアップして、例えばハウジングを分解し、その内部のピストン等の可動部分に故障があるかどうかを検査している。しかも、弁体作動装置を備えた配管構造は、通常、暗く狭い所に設置されており、この作業は容易ではない。また、この方法では、故障した弁体作動装置が、全弁体作動装置のうち最後に見つかることも考えられ、きわめて効率が悪い。
【０００７】
（本発明の目的）
そこで本発明の目的は、各種自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する流体作動式調節弁装置において、流体作動式調節弁装置を分解することなく、ハウジング外部からハウジング内部のピストンやダイヤフラム等の動きを視認することができるようにして、例えば多数使用されている流体作動式調節弁装置のうちのどれかが故障した場合、故障した流体作動式調節弁装置を容易に判別して特定することができる流体作動式調節弁装置及びそれを使用した自動機器の制御機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
（１）本発明は、
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する流体作動式の調節弁装置であって、
ハウジングと、
該ハウジング内に設けられており、進退動作をすることにより前記作動流体が流れる流通口を開閉するか又は該流通口を通る作動流体の流量を調節する弁体と、
流体の圧力で前記弁体を作動させる作動手段と、
を備えており、
前記ハウジングは、一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、透明体又は半透明体で形成された部分を通してハウジング内の前記作動手段の動きを外部から視認できるようにしてある、
流体作動式調節弁装置である。
【０００９】
（２）本発明は、
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する流体作動式の調節弁装置であって、
シリンダーを有するハウジングと、
該ハウジング内に設けられ、進退動作をすることにより前記作動流体が流れる流通口を開閉するか又は該流通口を通る作動流体の流量を調節する弁体と、
流体の圧力で前記弁体を作動させるピストンと、
を備えており、
前記シリンダーは、一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、透明体又は半透明体で形成された部分を通してシリンダー内の前記ピストンの動きを外部から視認できるようにしてある、
流体作動式調節弁装置である。
【００１０】
（３）本発明は、
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する流体作動式の調節弁装置であって、
カバーを有するハウジングと、
該ハウジング内に設けられ、進退動作をすることにより前記作動流体の流通口を開閉するか又は該流通口を通る作動流体の流量を調節する弁体と、
流体の圧力で前記弁体を作動させるダイヤフラムと、
を備えており、
前記カバーは、一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、透明体又は半透明体で形成された部分を通してカバー内の前記ダイヤフラムの動きを外部から視認できるようにしてある、
流体作動式調節弁装置である。
【００１１】
（４）本発明は、
透明体又は半透明体の部分は、ポリカーボネートで形成されている、
前記（１）、（２）又は（３）の流体作動式調節弁装置である。
【００１２】
（５）本発明は、
自動機器のアクチュエーターに作動流体を送る配管に弁箱体が設けられており、
弁体は、前記弁箱体の弁室に収まるように構成されている、
前記（１）、（２）、（３）又は（４）の流体作動式調節弁装置である。
【００１３】
（６）本発明は、
調節弁装置が弁室を有する弁箱体を備えており、弁体は、前記弁室に収まっている、
前記（１）、（２）、（３）又は（４）記載の流体作動式調節弁装置である。
【００１４】
（７）本発明は、
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する自動機器の制御機構であって、
複数の自動機器のアクチュエーターに作動流体を送る配管構造を備えており、該配管構造には、前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）又は（６）の流体作動式調節弁装置が取り付けられている、
自動機器の制御機構である。
【００１５】
シリンダーやカバーを有するハウジングを形成する透明体又は半透明体としては、例えばポリカーボネート(Polycarbonate：ポリカルボナートと呼称される場合もある)を挙げることができるが、これに限定するものではなく、温度や圧力等の使用条件に対し十分な強度及び耐久性を有するものであれば、ポリカーボネート以外の各種合成樹脂や強化ガラス等を採用することができる。
【００１６】
ポリカーボネートの物性は、例えば密度：1.20 g/cm3、可用温度：−100 ℃to＋180℃、融点：約250℃、屈折率：1.585 ± 0.001、光透過率：90% ± 1％、熱伝導率：0.19W/mkである。
本発明に係る流体作動式調節弁装置において、弁体を進退させるために使用される流体としては、例えば空気や空気以外の各種ガスの他、水や水以外の各種液体を挙げることができる。
【００１７】
（作用）
本発明に係る流体作動式調節弁装置及び自動機器の制御機構の作用を説明する。なお、ここでは、説明で使用する各構成要件に、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与するが、この符号は、特許請求の範囲の各請求項に記載した符号と同様に、あくまで内容の理解を容易にするためであって、各構成要件の意味を前記各部に限定するものではない。
【００１８】
流体作動式調節弁装置(1,3)のシリンダー(16)又はカバー(36)等を有するハウジング(10,30)は、一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、シリンダー(16)内部のピストン(17)又はカバー(36)内部のダイヤフラム(37)を含む作動手段(17,37)の動きを透明体又は半透明体部分を通して外部から視認できるようにしているので、自動機器に使用される流体作動式調節弁装置において、流体作動式調節弁装置(1,3)を分解することなく、ピストン(17)やダイヤフラム(37)等の動き又は状態を確認することができる。
【００１９】
これにより、例えば自動機器おいて、多数使用されている流体作動式調節弁装置(1)のうちのどれかが故障した場合、点検者が装置外部からシリンダー(16)やカバー(36)内部の可動部を視認して、ピストン(17)やダイヤフラム(37)の動き又は状態（位置や形態を含む）が正常な作動の場合と異なることがわかれば、その流体作動式調節弁装置(1,3)が故障していると判断することができる。このように、故障した流体作動式調節弁装置(1,3)を分解することなく容易に判別して特定することができるので、配管を有する各種自動機器の短時間での復旧が可能になる。
【００２０】
また、自動機器のアクチュエーターに作動流体を送る配管に弁箱体(2)が設けられており、弁体(15)は、弁箱体(2)の弁室(6)に収まるように構成されているものは、流体作動式調節弁装置(1)を配管に取り付けることで弁体(15)を弁室(6)内に収めることができるので、流体作動式調節弁装置(1)自体に弁箱を設ける必要はなく、流体作動式調節弁装置(1)を小型軽量化することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る流体作動式調節弁装置は、シリンダー又はカバー等、ハウジングの一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、シリンダー又はカバー内部のピストンやダイヤフラムの動きを透明体又は半透明体部分を通して外部から視認できるようにしているので、流体作動式調節弁装置を分解することなく、シリンダー又はカバー内部のピストンやダイヤフラム等の動き又は状態を確認することができる。
これにより、例えば自動機器において、多数使用されている流体作動式調節弁装置のうちのどれかが故障した場合、点検者が装置外部から可動部分を視認して、例えばピストンやダイヤフラムの動き又は状態が正常な作動の場合と異なることがわかれば、その流体作動式調節弁装置が故障していると判断することができる。このように、故障した流体作動式調節弁装置を容易に判別して特定することができるので、配管を有する自動機器の短時間での復旧が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る流体作動式調節弁装置の実施の形態を示すと共に、流体作動式調節弁装置を使用した自動機器の制御機構の一実施の形態を示す側面視説明図。
【図２】図１においてｐ３部分のピストンを備えた流体作動式調節弁装置と弁箱体を示し、（ａ）は流体作動式調節弁装置を弁箱体から分離した状態を示す正面視説明図、（ｂ）は流体作動式調節弁装置の側面視一部断面説明図。
【図３】図２（ａ）に示す流体作動式調節弁装置の断面説明図。
【図４】流体作動式調節弁装置を弁箱体に取り付けた状態の要部断面説明図。
【図５】図１に示すダイヤフラムを備えた流体作動式調節弁装置の要部断面説明図。
【図６】ピストン弁装置の他の使用形態を示し、ピストン弁装置を弁箱体に取り付けた状態の一部断面説明図。
【図７】ピストン弁装置の第２の実施の形態及び更に他の使用形態を示し、ピストン弁装置を弁箱体に取り付けた状態の一部断面説明図。
【図８】ピストン弁装置の第３の実施の形態を示す一部断面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
図１乃至図４を参照する。図１乃至図４は、本発明に係る自動機器の制御機構及びそれを構成する流体作動式調節弁装置の実施の形態を示す説明図である。
【００２４】
（自動機器の制御機構）
図１には、例えば作動流体の制御を伴う自動機器であるタイヤ加硫装置に接続される自動機器の制御機構Ｐを示している。
自動機器の制御機構Ｐは、配管を構成する管状の弁箱体２に着脱できるようにしたピストン弁装置１を有している。ピストン弁装置１は、ハウジング１０内部にピストン１７を備えた流体作動式調節弁装置である。ピストン弁装置１は、弁箱体２と共に弁装置（符号省略）を構成するものである。
【００２５】
また、符号３は、ピストン弁装置１と同様に配管に着脱できるようにしたコントロール弁装置である。コントロール弁装置３は、ハウジング３０内部にダイヤフラム３７を備えた流体作動式調節弁装置であり、弁箱体４と共に弁装置（符号省略）を構成するものである。
【００２６】
始めに、図１を参照して自動機器の制御機構Ｐにおける作動流体の流れを簡単に説明する。
本実施の形態では、配管の中を空気等の作動流体が流通する。なお、図１において右側に示している上下方向の部材（丸棒体）は配管を支える足部材４１であり、作動流体は流通しない。また、同じく図１において中央の下部に設けられている部材も足部材４２であり、作動流体は流通しない。更に、足部材４２の上方に位置する部材は、配管を連結するための連結部材４３であり、同じく作動流体は流通しない。
【００２７】
そして、右端の矢印Ａ近傍に位置するフランジ４４側の接続口（図示省略）に供給管（図示省略）が接続され、ここから作動流体が矢印Ａ方向に供給される。なお、フランジ４４と反対側に位置するフランジ４４ａ側は閉塞されている。作動流体は、配管４５１を通ってコントロール弁装置３、３側へ分岐し、コントロール弁装置３、３が設けられている配管（符号省略）を通ってフランジ４６、４７側の接続口（図示省略）から排出される。各接続口には、図示していない自動機器に作動流体を供給する供給管（図示省略）が接続されている。
【００２８】
自動機器を作動させた作動流体は、再びこの自動機器の制御機構Ｐに戻る。自動機器から排出された作動流体が送られてくる二本の排出管（図示省略）は、図１に示す各連結部材４３、４３の奥側に位置するフランジ４８、４８側の接続口（図示省略）にそれぞれ接続されている。フランジ４８、４８側の接続口から先の二つの弁装置（図１で四角で囲ったｐ１部分とｐ２部分）は、同じ構造のものが上下に並設されており、末端の排出用のフランジ４９、４９側の接続口（図示省略）には、排出用の配管（図示省略）が接続されており、作動流体はこの配管を通り矢印Ｂ方向へ排出される。
【００２９】
ｐ１部分とｐ２部分の弁装置における作動流体の流れを説明する。
フランジ４８の接続口から送られてくる作動流体は、ダスト等の不純物を除くストレーナ４０を通り、図１において下方へ流れる。そして、後述する弁室６を備えた弁箱体２内に流入し、前記ピストン弁装置１によって作動流体の流通が制御される。
【００３０】
弁箱体２は三方弁用であり、作動流体の出入口を三方向に有する。そして、ピストン弁装置１による制御により、ストレーナ４０を通った作動流体が図１において右を向いたフランジ４９側の接続口から矢印Ｂ方向に排出されるか、あるいは弁箱体２の背面側に位置するフランジ５０の接続口（図示省略）から図１において奥方向に排出される。
【００３１】
（ピストン弁装置１及び弁箱体２）
図２乃至図４を主に参照する。なお、図２は、ｐ３部分を縦にして表しており、図４では、説明の便宜上、図２で実線で示したフランジを備えたエルボ４９１を想像線で示している。
【００３２】
図１のｐ３部分のピストン弁装置１及び弁箱体２の構造について説明する。
ピストン弁装置１は、作動流体の流通口を開閉し、作動流体の流通を制御するものである。ピストン弁装置１は、配管側の弁箱体２の嵌合部に着脱自在に嵌め入れる筒状の弁箱取着体１１を有している。そして、図４に示すように、ピストン弁装置１側のフランジ１２と弁箱体２側のフランジ２１を対向させた状態で、固着具である固定用ボルト１３をネジ孔２２に螺着することによって、ピストン弁装置１は弁箱体２に固着されている。
【００３３】
なお、前記したようにピストン弁装置１は弁箱体２と共に三方弁を構成するが、後述するように、二方向の作動流体の出入口を備えた二方弁用の弁箱体２にも装着できる。すなわち、ピストン弁装置１は、作動流体の出入口の数が異なる弁室を備えた複数種類の弁箱体に対応できる兼用型である。
【００３４】
ピストン弁装置１について、更に詳しく説明する。
図３、図４に示すように、弁箱取着体１１には進退自在な弁棒１４が収容されており、その先端部に設けられている円形の流通口１１１（図４に図示）から弁棒１４の先部が突出している。弁棒１４の先端部には弁体１５が設けられており、弁体１５は弁箱取着体１１の先方に位置している。弁棒１４の先部側の一部は、やや細く括れた状態で形成された括れ部１４１（図４に図示）を有している。弁棒１４が突出した状態では、この括れ部１４１が流通口１１１に差し入れられた状態となり、流通口１１１と括れ部１４１の間に形成される隙間（図示省略）から作動流体が流通するようになっている。
【００３５】
弁体１５は、フッ素樹脂等の合成樹脂製でリング状の当接部材１５１、１５２を有している。先部側の当接部材１５１と基部側の当接部材１５２は、後述する弁座７３２、１１２に当たって摩耗するため、通常、定期的な交換を行うようになっている。
図３のように、ピストン弁装置１を弁箱体２から取り外した状態では、弁体１５は外部に露出するので、当接部材１５１、１５２の検査や交換といった弁体１５のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００３６】
弁棒１４は弁箱取着体１１の中から外（先端側）へ突出するようになっている。弁箱取着体１１の先端縁は弁体１５の基部側の当接部材１５２を受ける弁座１１２を構成している。弁箱取着体１１の周面部には、作動流体が流通自在な円形の流通口である側方流通口１１３が四箇所に設けられている。側方流通口１１３は、弁棒１４の軸心を中心として放射状に四方向に開口している。
【００３７】
ピストン弁装置１はハウジング１０を有し、ハウジング１０はボディ１６ａとシリンダー部材１６で構成されている。シリンダー部材１６は、ボディ１６ａに複数の固着具（ボルト・ナット）１６０によって固着されている。シリンダー部材１６は、半透明体であるポリカーボネートで形成されている。シリンダー部材１６は、本実施の形態では、光透過率が９０％のほぼ透明に近いポリカーボネートが採用されており、内部のピストン１７の動き又は位置や形態をシリンダー部材１６を通して外部から確認することができる。
【００３８】
弁棒１４は、シリンダー部材１６内のピストン１７の往復運動により進退する。ピストン１７は、シリンダー部材１６内に収容された復帰バネ１８によって図３で上方向へ付勢されている。ピストン１７は、弁棒１４及び後述する復帰バネ１８と共に作動手段を構成する。符号１９はピストンリングであり、ピストンリング１９は、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン等）製で断面コ字状（後述する接続口１６１側が開放されている）のリング体１９０の空間部にコイルバネ１９１を全周にわたり収容した構造である。コイルバネ１９１は、コイルを倒し幅を狭くしてリング体１９０に収容されており、これによりリング体１９０の側壁部は拡がる方向へ付勢されている。
【００３９】
シリンダー部材１６において弁棒１４と同軸上の中心部には、ネジ部を有する接続口１６１が設けられており、接続口１６１には給気管１６２が接続されている。そして、給気管１６２からシリンダー部材１６内への空気の供給及び供給停止を繰り返すことによってピストン１７が往復運動し、弁体１５を備えた弁棒１４が進退するようになっている。
【００４０】
配管側の弁箱体２について、更に詳しく説明する。
弁箱体２は、ピストン弁装置１の弁箱取着体１１が嵌め入れられる嵌合孔２４をフランジ２１側に備えている。弁箱体２は、ピストン弁装置１の弁体１５を収める弁室６を備えている。弁室６は、ピストン弁装置１側にではなく、配管の作動流体流通部に設けられている。
【００４１】
また図４に示すように、嵌合孔２４のうち、ピストン弁装置１の各側方流通口１１３が位置する部分は、その内径が弁箱取着体１１の外形よりも大きく形成され、軸周方向に連続した凹溝２４１を構成している。これにより、弁箱取着体１１の先端の流通口１１１から流入した作動流体は、各側方流通口１１３を通って凹溝２４１を通り抜け、後述する流通口である流出口２３へ流れるようになっている。
【００４２】
弁箱体２は、弁室６を挟んで嵌合孔２４と反対側（図４で下部側）に嵌入孔２５を有しており、嵌入孔２５に嵌め入れられた弁蓋７が固着具である固定用ボルト７１によって固着されている。弁蓋７は取り外すことができ、嵌入孔２５は弁箱体２内のダスト等を取り除く際のメンテナンス用の作業口として使用することができる。
【００４３】
弁蓋７は、底面視円形状の基体７２と、基体７２から突出した有底円筒状の嵌入体７３を備えている。嵌入体７３の先端部から中間部にかけては、作動流体が通る流通部７３１が軸線方向に設けられ、流通部７３１は弁室６と繋がっている。また、流通部７３１は、嵌入体７３に設けられている流通孔７４と繋がっている。流通孔７４は円形の孔であり、流通部７３１の軸心を中心として放射状に四方向に開口している。
【００４４】
嵌入孔２５において、各流通孔７４が位置する部分は、その内径が嵌入体７３の外形よりも大きく形成され、軸周方向に連続した凹溝２５１を構成している。これにより、流通部７３１内に流入した作動流体は、各流通孔７４を通って凹溝２５１を抜け、エルボ４９１側の流通口である流出口２７へ流れるようになっている。更に、嵌入体７３の先端縁（図４で上端部）は、弁体１５の当接部材１５１が当接する弁座７３２を構成している。弁蓋７を装着した状態では、弁座７３２は弁室６との境界部分に位置している。
【００４５】
弁箱体２は、作動流体の流通口である流入口２６と、前記したように二つの流出口２３、２７を備えている。流入口２６は弁箱体２の長手方向に対して直交する方向（図４で左右方向）に開口しており、流入側の配管４５２と繋がっている。ピストン弁装置１に近い側の一方の流出口２３（図４で上側）は、前記した弁箱取着体１１の嵌合孔２４が設けられた弁箱体２の凹溝２４１が形成されている箇所に設けられている。この流出口２３は、排出側のフランジ５０を備えた配管４５３（図１乃至図４では見えない。参考：後述する図６、図７）と繋がっている。
【００４６】
ピストン弁装置１と遠い側の他方の流出口２７（図４で下側）は、前記嵌合孔２４と反対側の弁箱体２の凹溝２５１が形成されている箇所に設けられている。この流出口２７は、排出側のフランジ４９を備えたエルボ４９１と繋がっている。
【００４７】
図５を参照する。
前記したように、図１、図５で示したコントロール弁装置３は、配管側に設けられた弁箱体４に着脱自在である。各コントロール弁装置３は、弁棒３４の進退ストロークの調節によって作動流体の流量、圧力、流れの方向などを制御するものである。
【００４８】
コントロール弁装置３の弁体（図では見えない）を作動させる内部構造は、ハウジング３０の内部に、弁棒３４、復帰バネ３８と共に作動手段を構成するダイヤフラム３７を備えたものであり、その構造は公知のものと同様であるので、詳細な説明は省略する。なお、弁箱体４は弁室（図では見えない）を有しており、コントロール弁装置３と弁箱体４の取付構造は、ピストン弁装置１と弁箱体２の場合と同様であるため、説明を省略する。
【００４９】
また、ハウジング３０は、ボディ３５とカバー部材３６で構成されており、カバー部材３６はボディ３５に複数の固着具（ボルト・ナット）３９によって固着されている。カバー部材３６は、半透明体であるポリカーボネートで形成されている。カバー部材３６は、本実施の形態では前記シリンダー部材１６と同様に光透過率が９０％のほぼ透明に近いポリカーボネートが採用されており、内部のダイヤフラム３７がどのような動き又は位置や形態になっているかをカバー部材３６を通して外部から確認することができる。
【００５０】
（作用）
図２乃至図４を参照してピストン弁装置１及び弁箱体２の作用を説明する。
ピストン弁装置１は、弁箱取着体１１を弁箱体２の嵌合孔２４に嵌め入れて、固定用ボルト１３で弁箱体２に固着されている。この状態では、ピストン弁装置１の弁体１５は、配管の作動流体流通部に設けてある弁室６内に収まっている。
【００５１】
また、弁棒１４が図４で最上部に位置する状態では、弁体１５の基部側の当接部材１５２が弁箱取着体１１の弁座１１２に当接している。このときは、流入側の配管４５２から流入した作動流体は弁室６を通り、図４で下側の弁蓋７の流通部７３１を抜けて流通孔７４からエルボ４９１側へ排出される。
【００５２】
また、弁棒１４が図４で最下部に位置する状態（想像線で図示）では、弁体１５の先部側の当接部材１５１が弁蓋７の弁座７３２に当接する。このときは、流入側の配管４５２から流入した作動流体は弁室６を通り、図４で上側の弁箱取着体１１の流通口１１１を通り抜けて側方流通口１１３から排出側の配管４５３へ排出される。
【００５３】
このように、ピストン弁装置１の弁体１５を収めるための弁室６を配管の作動流体流通部に設けたので、ピストン弁装置１に弁箱を設ける必要はない。したがって、ピストン弁装置１を小型軽量化することができ、それによって配管への取り付け又は取り外し作業の作業性を向上させることができる。また従来のように、配管側に弁箱体を取り付けるための配管ブロックを設ける必要もないので、全体の部品点数を減らすことができる。その結果、製造コスト及び導入コストを抑えることができる。
【００５４】
弁体１５のメンテナンス作業を行う場合には、配管からピストン弁装置１を取り外す。取り外したピストン弁装置１の弁体１５は露出した状態となっているので、リング状の当接部材１５１、１５２の摩耗状態の検査や交換等の弁体１５のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
なお、コントロール弁装置３は、弁体部分が前記ピストン弁装置１と同様の構造を有しているので、作用についてもピストン弁装置１と同様の作用を有しており、ここでは詳細な説明は省略する。
【００５５】
また、ピストン弁装置１のシリンダー部材１６及びコントロール弁装置３のカバー部材３６は、全体が半透明体であるポリカーボネートで形成されており、シリンダー部材１６内部のピストン１７又はカバー部材３６内部のダイヤフラム３７や復帰バネ１８、３８を含む可動部を外部から視認できるようにしているので、ピストン弁装置１又はコントロール弁装置３を分解することなく、外部から内部の可動部分の状態を確認することができる。
【００５６】
これにより、例えば自動機器の制御機構Ｐにおいて、多数使用されているピストン弁装置１又はコントロール弁装置３のうちのどれかが故障した場合、点検者が装置外部から内部の可動部分を視認して、例えばピストン１７の位置が正常な作動の場合と異なることがわかれば、そのピストン弁装置１が故障していると判断することができる。このように、故障したピストン弁装置１又はコントロール弁装置３を容易に判別して特定することができるので、短時間での復旧が可能になる。
【００５７】
図６を参照し、ピストン弁装置の他の使用形態を説明する。
なお、図６に示すピストン弁装置１は、前記ピストン弁装置１と同一のものであるので、構造の説明は省略する。また、弁箱体２ａについては、前記弁箱体２と同一又は同等箇所には同一の符号を付して示し、構造及び作用について重複する説明は省略し、主に相異点のみ説明する。
【００５８】
ピストン弁装置１は、二方向に作動流体の出入口を有する弁室６ａを備えた二方弁用の弁箱体２ａに装着されている。すなわち、前記したようにピストン弁装置１は、二方向又は三方向といった作動流体の出入口の数が異なる弁室を備えた複数種類の弁箱体２、２ｂに対応できる兼用型である。
【００５９】
ピストン弁装置１と弁箱体２ａから構成される弁装置（符号省略）は、常態では弁が閉じられているクローズ型の二方弁である。図４で示した三方弁用の弁箱体２と比較して説明すると、弁箱体２は下側が弁蓋７ａで閉塞された構造となっている。
【００６０】
そして、弁棒１４が図６で最上部に位置する通常の状態では、弁体１５の基部側の当接部材１５２が弁箱取着体１１の弁座１１２に当接して、流通口１１１が閉鎖され、弁が閉じている。そして、弁棒１４が図６で最下部に位置すると、弁体１５の先部側の当接部材１５１が弁蓋７ａの弁座７３２ａに当接し、流通口１１１が開放され、弁が開く。
【００６１】
このように、ピストン弁装置１を作動流体の出入口の数が異なる複数種の弁箱体２、２ｂに対し兼用できるので、二方弁や三方弁が混在して複雑に組み合わされた自動機器の制御機構Ｐでは、弁箱体（弁室）の種類を一つ一つ確認せずに、どの弁箱体にも同じピストン弁装置１を取り付けることができる。よって、取り付け作業が容易である。
【００６２】
図７を参照し、ピストン弁装置の第２の実施の形態及び更に他の使用形態を説明する。
なお、ピストン弁装置１ｂ及び弁箱体２ｂについては、前記ピストン弁装置１及び弁箱体２と同一又は同等箇所には同一の符号を付して示し、構造について重複する説明は省略し、主に相異点のみ説明する。
【００６３】
ピストン弁装置１ｂと弁箱体２ｂから構成される弁装置（符号省略）は、図６に示すものと相違して、図７に示す通常の状態では弁が開いているオープン型の二方弁である。ピストン弁装置１ｂは、弁箱取着体１１ｂを含む弁棒１４ｂの長さが前記ピストン弁装置１の弁棒１４より短く形成されており、弁体１５は嵌合孔２４ｂ側の弁室６ｂ内に収まっている。
【００６４】
弁棒１４ｂが図７で最上部に位置する通常の状態では、弁体１５の基部側の当接部材１５２が弁箱取着体１１ｂの弁座１１２ｂに当接し、弁体１５の先方に位置する弁室６ｂの流通口６１は開放され、弁は開いている。そして、弁棒１４ｂが図７において最下部に位置する状態（想像線で示す）では、弁体１５の先部側の当接部材１５１が前記流通口６１に設けられている弁座６１１に当接して、流通口６１を閉鎖し、弁を閉じる。
【００６５】
図８を参照し、ピストン弁装置の第３の実施の形態を説明する。
ピストン弁装置１ｃは、前記ピストン弁装置１、１ｂと相違して、弁箱体と別体ではなく、弁箱体８と一体となった流体作動式調節弁装置である。
ピストン弁装置１ｃの弁箱体８は三方弁用である。ピストン弁装置１ｃの弁体１５は、弁室８０に収まっており、進退動することにより流通口８１、８２を開閉し、作動流体の流通方向を切り替える。そして、ピストン弁装置１ｃは、弁箱体を有していない自動機器の制御機構（図示省略）に取り付けて使用される。
【００６６】
なお、本明細書で使用している用語と表現はあくまで説明上のものであって、限定的なものではなく、前記用語、表現と等価の用語、表現を除外するものではない。また、本発明は図示した実施の形態に限定されるものではなく、技術思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
Ｐ 自動機器の制御機構
１ ピストン弁装置
１０ ハウジング
１１ 弁箱取着体
１１１ 流通口
１１２ 弁座
１１３ 側方流通口
１２ フランジ
１３ 固定用ボルト
１４ 弁棒
１４１ 括れ部
１５ 弁体
１５１ 先部側の当接部材
１５２ 基部側の当接部材
１６ シリンダー部材
１６ａ ボディ
１６０ 固着具
１６１ 接続口
１６２ 給気管
１７ ピストン
１８ 復帰バネ
１９ ピストンリング
１９０ リング体
１９１ コイルバネ
１ｂ 流体作動式調節弁装置
１１ｂ 弁箱取着体
１１２ｂ 弁座
１４ｂ 弁棒
２ 弁箱体
２１ フランジ
２２ ネジ孔
２３ 流出口
２４ 嵌合孔
２４１ 凹溝
２５ 嵌入孔
２５１ 凹溝
２６ 流入口
２７ 流出口
２ａ 弁箱体
２ｂ 弁箱体
２４ｂ 嵌合孔
３ コントロール弁装置
３０ ハウジング
３４ 弁棒
３５ ボディ
３６ カバー部材
３７ ダイヤフラム
３８ 復帰バネ
３９ 固着具
４ 弁箱体
４０ ストレーナ
４１ 足部材
４２ 足部材
４３ 連結部材
４４、４４ａ フランジ
４６、４７ フランジ
４８ フランジ
４９ フランジ
５０ フランジ
４５１ 配管
４５２ 配管
４５３ 配管
４９１ エルボ
６ 弁室
６１ 流通口
６１１ 弁座
６ａ 弁室
６ｂ 弁室
７ 弁蓋
７１ 固定用ボルト
７２ 基体
７３ 嵌入体
７３１ 流通部
７３２ 弁座
７４ 流通孔
７ａ 弁蓋
７３２ａ 弁座
８ 弁箱体
８０ 弁室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する流体作動式の調節弁装置であって、
ハウジング(10,30)と、
該ハウジング(10,30)内に設けられており、進退動作をすることにより前記作動流体が流れる流通口を開閉するか又は該流通口を通る作動流体の流量を調節する弁体(15)と、
流体の圧力で前記弁体(15)を作動させる作動手段(17,37)と、
を備えており、
前記ハウジング(10,30)は、一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、透明体又は半透明体で形成された部分を通してハウジング(10,30)内の前記作動手段(17,37)の動きを外部から視認できるようにしてある、
流体作動式調節弁装置。
【請求項２】
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する流体作動式の調節弁装置であって、
シリンダー(16)を有するハウジング(10)と、
該ハウジング(10)内に設けられ、進退動作をすることにより前記作動流体が流れる流通口を開閉するか又は該流通口を通る作動流体の流量を調節する弁体(15)と、
流体の圧力で前記弁体(15)を作動させるピストン(17)と、
を備えており、
前記シリンダー(16)は、一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、透明体又は半透明体で形成された部分を通してシリンダー(16)内の前記ピストン(17)の動きを外部から視認できるようにしてある、
流体作動式調節弁装置。
【請求項３】
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する流体作動式の調節弁装置であって、
カバー(36)を有するハウジング(30)と、
該ハウジング(30)内に設けられ、進退動作をすることにより前記作動流体の流通口を開閉するか又は該流通口を通る作動流体の流量を調節する弁体(15)と、
流体の圧力で前記弁体(15)を作動させるダイヤフラム(37)と、
を備えており、
前記カバー(36)は、一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、透明体又は半透明体で形成された部分を通してカバー(36)内の前記ダイヤフラム(37)の動きを外部から視認できるようにしてある、
流体作動式調節弁装置。
【請求項４】
透明体又は半透明体の部分は、ポリカーボネートで形成されている、
請求項１、２又は３記載の流体作動式調節弁装置。
【請求項５】
自動機器のアクチュエーターに作動流体を送る配管に弁箱体(2)が設けられており、
弁体(15)は、前記弁箱体(2)の弁室(6)に収まるように構成されている、
請求項１、２、３又は４記載の流体作動式調節弁装置。
【請求項６】
調節弁装置が弁室(80)を有する弁箱体(8)を備えており、弁体(15)は、前記弁室(80)に収まっている、
請求項１、２、３又は４記載の流体作動式調節弁装置。
【請求項７】
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する自動機器の制御機構であって、
複数の自動機器のアクチュエーターに作動流体を送る配管構造を備えており、該配管構造には、請求項１、２、３、４、５又は６記載の流体作動式調節弁装置(1,3)が取り付けられている、
自動機器の制御機構。
【請求項１】
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する流体作動式の調節弁装置であって、
ハウジング(10,30)と、
該ハウジング(10,30)内に設けられており、進退動作をすることにより前記作動流体が流れる流通口を開閉するか又は該流通口を通る作動流体の流量を調節する弁体(15)と、
流体の圧力で前記弁体(15)を作動させる作動手段(17,37)と、
を備えており、
前記ハウジング(10,30)は、一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、透明体又は半透明体で形成された部分を通してハウジング(10,30)内の前記作動手段(17,37)の動きを外部から視認できるようにしてある、
流体作動式調節弁装置。
【請求項２】
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する流体作動式の調節弁装置であって、
シリンダー(16)を有するハウジング(10)と、
該ハウジング(10)内に設けられ、進退動作をすることにより前記作動流体が流れる流通口を開閉するか又は該流通口を通る作動流体の流量を調節する弁体(15)と、
流体の圧力で前記弁体(15)を作動させるピストン(17)と、
を備えており、
前記シリンダー(16)は、一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、透明体又は半透明体で形成された部分を通してシリンダー(16)内の前記ピストン(17)の動きを外部から視認できるようにしてある、
流体作動式調節弁装置。
【請求項３】
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する流体作動式の調節弁装置であって、
カバー(36)を有するハウジング(30)と、
該ハウジング(30)内に設けられ、進退動作をすることにより前記作動流体の流通口を開閉するか又は該流通口を通る作動流体の流量を調節する弁体(15)と、
流体の圧力で前記弁体(15)を作動させるダイヤフラム(37)と、
を備えており、
前記カバー(36)は、一部又は全部が透明体又は半透明体で形成されており、透明体又は半透明体で形成された部分を通してカバー(36)内の前記ダイヤフラム(37)の動きを外部から視認できるようにしてある、
流体作動式調節弁装置。
【請求項４】
透明体又は半透明体の部分は、ポリカーボネートで形成されている、
請求項１、２又は３記載の流体作動式調節弁装置。
【請求項５】
自動機器のアクチュエーターに作動流体を送る配管に弁箱体(2)が設けられており、
弁体(15)は、前記弁箱体(2)の弁室(6)に収まるように構成されている、
請求項１、２、３又は４記載の流体作動式調節弁装置。
【請求項６】
調節弁装置が弁室(80)を有する弁箱体(8)を備えており、弁体(15)は、前記弁室(80)に収まっている、
請求項１、２、３又は４記載の流体作動式調節弁装置。
【請求項７】
自動機器のアクチュエーターに送られる作動流体の流通を制御する自動機器の制御機構であって、
複数の自動機器のアクチュエーターに作動流体を送る配管構造を備えており、該配管構造には、請求項１、２、３、４、５又は６記載の流体作動式調節弁装置(1,3)が取り付けられている、
自動機器の制御機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１７７９３（Ｐ２０１２−１７７９３Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５５０６６（Ｐ２０１０−１５５０６６）
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【出願人】（３９４００５８８９）フジタ技研工業株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【出願人】（３９４００５８８９）フジタ技研工業株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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