CN104081096B - 压电式阀以及具备利用了该压电式阀的喷风单元的光学式粒状物筛选机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种能够高效地进行组装作业的压电式阀。本发明的压电式阀具有：阀主体，其具有纳入从外部供给的压缩气体的气体压力室；板，其配置在上述阀主体的内部并且固定于该阀主体；以及促动器，其具有阀芯、以位移的方式产生上述阀芯的动作所需要的驱动力的压电元件、以及放大上述压电元件的位移而使之作用于上述阀芯的位移放大机构，上述促动器固定于上述板的两面，且与上述板一起配设在上述阀主体的内部。

Description

压电式阀以及具备利用了该压电式阀的喷风单元的光学式粒状物筛选机

技术领域

本发明涉及利用压电元件的位移来进行阀的开闭的压电式阀以及具备利用了该压电式阀的喷风单元的光学式粒状物筛选机。

背景技术

以往，公知有通过喷风吹飞谷粒、树脂小丸等粒状物来筛选合格品和不合格品、或通过喷风除去混入粒状物的异物等的光学式粒状物筛选机。

这种粒状物筛选机构成为，基于不合格品等的检测信号并通过喷风吹飞而除去从搬运路的端部沿规定的轨迹落下的粒状物来进行该粒状物的筛选。

上述粒状物筛选机利用空气的喷风从连续并且大量地落下的粒状物中吹飞不合格品等，为了不卷入其它的粒状物而精度良好地仅吹飞该不合格品等，喷风喷嘴需要具备响应性良好的阀。

因此，提出了通过利用压电元件能够高速地进行阀的开闭的压电式气阀(参照专利文献1。)。

专利文献1所记载的压电式气阀是利用高速响应性能优异的压电元件的特性的阀，并具备基于杠杆的原理放大压电元件的较小的位移的位移放大机构。

该压电式气阀构成为，若对压电元件施加电压，则该压电元件的沿伸长方向的位移经由上述位移放大机构传递至阀芯，使该阀芯迅速地移动从而开阀。

另外，该压电式气阀构成为，若解除对上述压电元件施加电压，则伴随该压电元件的恢复原状的恢复力经由上述位移放大机构传递至上述阀芯，使该阀芯迅速抵接于阀座从而闭阀。

而且，具备利用上述压电式气阀的喷风喷嘴的光学式粒状物筛选机构成为，由于上述压电式气阀与以往的电磁阀相比，阀开闭时的响应性优异，所以精度良好地吹飞不合格品等，并且减少卷入而吹飞前后的合格品等的担忧。

然而，光学式粒状物筛选机大多为了高效地筛选粒状物，而具备利用通过并设多个阀而成的复合式阀的喷风喷嘴。

然而，在专利文献1所记载的压电式气阀构成复合式气阀的情况下，需要按照阀的数量连接单体的气阀，从而有组装作业花费时间的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4344164号公报

发明内容

发明所要解决的课题

因此，本发明的目的在于提供能够高效地进行组装作业的压电式阀。

另外，本发明的目的在于提供具备利用了能够高效地进行组装作业的上述压电式阀的喷风单元的光学式粒状物筛选机。

用于解决课题的方案

为了实现上述目的，本发明的压电式阀的特征在于，具备：阀主体，其具有纳入从外部供给的压缩气体的气体压力室；板，其配置在上述阀主体的内部，并且固定于该阀主体；以及促动器，其具有阀芯、以位移的方式产生上述阀芯的动作所需要的驱动力的压电元件、以及放大上述压电元件的位移而使之作用于上述阀芯的位移放大机构，上述促动器固定于上述板的两面，且与上述板一起配设在上述阀主体的内部。

本发明的压电式阀优选构成为，上述促动器一体具有阀芯、以位移的方式产生上述阀芯的动作所需要的驱动力的压电元件、以及相对于上述阀芯的动作方向的轴线对称设置且放大上述压电元件的位移而使之作用于上述阀芯的一对位移放大机构。

本发明的压电式阀优选构成为，上述阀主体是前面开口的壳体，在上述板一体地设有封闭上述壳体的开口的盖体，在该盖体设有排出上述压缩气体的气体排出路、以及为了开闭该气体排出路而供上述阀芯抵接的阀座。

本发明的压电式阀优选构成为，在上述盖体形成有向上述气体压力室供给的压缩气体的取入口，并且配设有上述压电元件用的布线连接器。

本发明的光学式粒状物筛选机具备：对被筛选物进行移送的移送单元；在检测位置检测从该移送单元的端部落下的被筛选物的光学检测单元；以及设置在该光学检测单元的下方且基于该光学检测单元的检测结果利用空气的喷风吹飞上述被筛选物的喷风单元，上述光学式粒状物筛选机的特征在于，上述喷风单元具备上述压电式阀，基于上述光学检测单元的检测结果驱动上述压电式阀从而喷出空气。

发明的效果如下。

根据本发明的压电式阀，由于能够将在两面固定有促动器的状态下的板固定于阀主体，所以能够高效地进行压电式阀、特别是复合压电式阀的组装作业。

另外，根据本发明的压电式阀，由于上述促动器固定于上述板的两面，所以与以往相比能够缩小复合式阀的气体吹出口的间隔，进而能够使该复合式阀紧凑。

对于本发明的压电式阀而言，若上述阀主体是前面开口的壳体，在上述板一体地设有封闭上述壳体的开口的盖体，在该盖体设有排出上述压缩气体的气体排出路、以及为了开闭该气体排出路而供上述阀芯抵接的阀座，则能够通过仅从上述壳体的前面装配上述板的简单的作业来进行组装。

对于本发明的压电式阀而言，若在上述盖体形成有向上述气体压力室供给的压缩气体的取入口，并且配设有上述压电元件用的布线连接器，则能够更加高效地进行组装作业。

对于本发明的光学式粒状物筛选机而言，由于上述喷风单元具备上述压电式阀，所以能够高效地进行组装作业。

附图说明

图1是实施方式1的压电式阀的简要立体图。

图2是构成实施方式1的压电式阀的阀座板的说明图。

图3是构成实施方式1的压电式阀的促动器的说明图。

图4是实施方式1的在阀座板安装有促动器的状态的说明图。

图5是实施方式1的压电式阀的分解图。

图6是构成实施方式2的压电式阀的板的说明图。

图7是实施方式2的压电式阀的简要说明图。

图8是光学式粒状物筛选机的主要部分侧剖视图。

图9是光学式粒状物筛选机的控制框图。

具体实施方式

基于附图对本发明的实施方式进行说明。

＜压电式阀＞

[实施方式1]

图1表示压电式阀的简要立体图。图2表示构成压电式阀的阀座板的说明图。图3表示构成压电式阀的促动器的说明图。图4表示在阀座板安装有促动器的状态的说明图。图5中表示压电式阀的分解图。

本实施方式中，压电式阀10具备：阀主体20；通过螺纹件固定于该阀主体20的前面的中间隔离物30；配设在上述阀主体20的内部并且通过螺纹件固定于上述中间隔离物30的前面的阀座板40；以及通过螺纹件固定于上述阀座板40的两面的促动器50。

上述阀主体20是前面开口的壳体，在内部具备从外部的压缩气体供给源(未图示)接受压缩气体的供给的气体压力室。

上述中间隔离物30具备两个贯通的开口。

上述阀座板40在两面具备上述促动器50的安装部41，并且在其前方一体地具备开闭上述壳体的开口的盖体42。在该盖体42，设有两个供上述促动器50的后述的阀芯抵接的阀座43。另外，在该盖体42，且在前面设有两个气体吹出口44，并分别形成有从上述两阀座43的阀座面向上述气体吹出口44连通的气体排出路45。并且，在上述盖体42，且在前面设有向上述气体压力室进行供给的压缩气体的取入口46，并且配设有后述的压电元件用的布线连接器47。从该布线连接器47通往压电元件的布线被模具成型于该阀座板40内。上述阀座板40例如通过合成树脂材料而一体成形。

上述促动器50具备：橡胶制优选为滑性橡胶的阀芯51；以位移的方式产生该阀芯51的动作所需要的驱动力的压电元件52；以及放大上述压电元件52的位移而使之作用于上述阀芯51的位移放大机构53。

上述位移放大机构53相对于上述阀芯51的动作方向的轴线、此处为连接上述阀芯51和上述压电元件52的长度方向轴线的直线(以下，称作“中心线”。)而对称地配置有一对。

第一位移放大机构具有第一铰链54、第二铰链55、第一臂56以及第一板簧57。上述第一铰链54的一端与U字状的基底基板58的一方侧前端成为一体，上述第二铰链55的一端与帽部件59成为一体。第一板簧57的一端与上述第一臂56的外侧前端部接合，上述阀芯51的一方侧的侧端部与该第一板簧57的另一端接合。

第二位移放大机构具有第三铰链60、第四铰链61、第二臂62以及第二板簧63。上述第三铰链60的一端与上述U字状的基底基板58的另一方侧前端成为一体，上述第四铰链61的一端与上述帽部件59成为一体。第二板簧63的一端与上述第二臂62的外侧前端部接合，上述阀芯51的另一方侧的侧端部与该第二板簧63的另一端接合。

上述位移放大机构53例如通过对不锈钢材等金属材料进行冲裁来与上述基底基板58以及帽部件59一起一体成形。

如图4所示，在上述阀座板40，以上述阀芯51抵接于上述阀座43的状态通过螺纹件A固定上述促动器50。此时，在上述促动器50，形成有比上述螺纹件A的轴径大的孔，能够微调上述阀芯51与上述阀座43的抵接状态。此外，上述促动器50固定于上述阀座板40的两面。

在图4所示的状态下，上述促动器50构成为，若对上述压电元件52通电，则该压电元件52向附图上左方向伸长。对于伴随该压电元件52的伸长的位移而言，在上述第一位移放大机构中，以上述第一铰链54为支点，以上述第二铰链55为力点，以上述第一臂56的外侧前端部为作用点而通过杠杆的原理放大，从而使上述第一臂56的外侧前端部较大地位移。另外，对于伴随上述压电元件52的伸长的位移而言，同样，在上述第二位移放大机构中，以上述第三铰链60为支点，以第四铰链61为力点，以第二臂62的外侧前端部为作用点，而使上述第二臂62的外侧前端部较大地位移。

而且，上述第一臂56的外侧前端部和上述第二臂62的外侧前端部的各位移经由上述第一板簧57以及第二板簧63而使上述阀芯51从上述阀座43离开，从而敞开上述气体排出路45。

另一方面，上述促动器50构成为，若解除对上述压电元件52的通电，则该压电元件52收缩，该收缩经由上述第一以及第二位移放大机构而使上述阀芯51落座于上述阀座43，从而封闭上述气体排出路45。

如图5所示，首先，在使上述中间隔离物30经由垫圈70抵接于上述阀主体20的壳体前面的状态下通过螺纹件B固定该中间隔离物30，接下来，经由上述中间隔离物30的开口将固定有上述促动器50的上述阀座板40插入上述阀主体20的壳体内，之后，在使上述阀座板40的盖体42经由垫圈80抵接于上述中间隔离物30的前面的状态下通过螺纹件C固定该盖体42，从而组装上述压电式阀10。

上述压电式阀10是如下并设四个阀而成的复合压电式阀，即，上述中间隔离物30具有能够供上述阀座板40插通的两个开口，在上述阀座板40的两面固定有上述促动器50，从而四个阀的气体压力室通用。

对于上述压电式阀10而言，通过并设该压电式阀10，能够增加复合压电式阀的阀数。

另外，对于上述压电式阀10而言，通过变更上述阀主体20的壳体的宽度，能够变更插入于该壳体内的阀座板40的数量，也能够变更阀数。

根据本实施方式的压电式阀10，由于能够将在两面固定有促动器50的状态下的阀座板40固定于阀主体20，所以能够高效地进行压电式阀、特别是复合压电式阀的组装作业。

另外，根据本实施方式的压电式阀10，由于上述促动器50固定于上述阀座板40的两面，所以与以往相比能够缩小上述复合压电式阀的气体吹出口的间隔，从而能够使复合压电式阀紧凑。

对于本实施方式的压电式阀10而言，能够通过仅从上述阀主体20的壳体前面装配一体地具备盖体42的上述阀座板40的简单的作业来进行组装。

而且，对于本实施方式的压电式阀10而言，即使在例如并设有多个上述阀主体20的壳体的情况下，也能够从上述壳体的前面进行上述阀座板40的装卸作业，从而其它的壳体不会成为阻碍，与以往相比显著提高组装作业、维护作业的效率。

对于本实施方式的压电式阀10而言，由于在上述盖体42形成向上述气体压力室供给的压缩气体的取入口46，并且配设上述压电元件用的布线连接器47，所以能够更加高效地进行组装作业、维护作业。

此外，在本实施方式的压电式阀10中，将上述中间隔离物30固定于上述阀主体20的壳体前面的单元、以及将上述阀座板40的盖体42固定于上述中间隔离物30的前面的单元不特别限定于螺纹件，例如也能够使用熔敷等。

在本实施方式的压电式阀10中，即使在通过熔敷等固定上述各部件的情况下，也能够高效地进行组装，但在使用螺纹件而能够自由装卸地固定上述各部件的情况下，由于能够从上述阀主体20容易地取下上述阀座板40，所以当然也能够更加高效地进行维护作业。

接下来，对本发明的其它的实施方式进行说明。

[实施方式2]

图6中表示构成压电式阀的板的说明图。图7中表示压电式阀的简要说明图。

本实施方式中，板140在两面具备促动器50的安装部。上述促动器50利用图3所示的结构，从而此处省略说明。

如图7所示，本实施方式的压电式阀110构成为，阀主体120是侧面开口的壳体，从上述侧面向壳体内装配上述板140，并通过螺纹件D进行固定。

在上述阀主体120，形成从外部的压缩气体供给源(未图示)接受压缩气体的供给的气体压力室121。另外，在上述阀主体120，与上述促动器50的数量对应地形成多个供上述促动器50的阀芯51抵接的阀座122、和多个从该阀座122的阀座面向外部连通且向外部喷出上述气体压力室121内的压缩气体的气体排出路123。

因此，本实施方式的压电式阀110也能够构成并设气体压力室通用的多个阀而成的复合压电式阀。

另外，本实施方式的压电式阀110也能够通过并设该压电式阀110来增加复合压电式阀的阀数。

此外，本实施方式的压电式阀110当然在由盖部件等封闭阀主体120的侧面的状态下使用。

本实施方式中，对于上述压电式阀110而言，由于将在两面固定有促动器50的状态下的上述板140固定于上述阀主体120，所以也能够高效地进行压电式阀、特别是复合压电式阀的组装作业。

另外，对于本实施方式的压电式阀110而言，包括在阀主体120的侧面固定盖部件的情况，也能够通过熔敷等固定上述各部件。

＜光学式粒状物筛选机＞

接下来，对具备利用了上述各实施方式的压电式阀的喷风喷嘴的光学式粒状物筛选机进行说明。

图8表示简化示出了光学式粒状物筛选机的内部构造的主要部分侧剖视图。图9表示光学式粒状物筛选机的控制框图。

光学式粒状物筛选机210在上部具有由罐220和振动给料机230构成的粒状物供给部。在粒状物供给部的下方配置具有规定宽度的倾斜状滑槽240。

从上述粒状物供给部供给的粒状物在上述倾斜状滑槽240上沿宽度方向展开地连续状地自然流下，之后，从其下端沿规定的落下轨迹向空中释放。

在上述规定的落下轨迹的前后，且在与上述倾斜状滑槽240的宽度方向平行地直线状延伸的粒状物检测位置O，对置配设拍摄粒状物的至少一对光学检测装置250a、250b。各光学检测装置250a、250b分别由如下部件构成：内置CCD线传感器的CCD照相机等拍摄单元251a、251b；由荧光灯等构成的照明单元252a、252b；以及成为拍摄上述粒状物时的背景的背景(background)253a、253b等。

另外，在上述粒状物检测位置O的下方，配设利用空气的喷风来除去不合格品等的喷风装置270。上述喷风装置270具备并设地装配有多个上述压电式阀10、110的喷风喷嘴271、和向该喷风喷嘴271输送压缩空气的压缩空气供给装置273，基于上述各光学检测装置250a、250b的检测结果，利用从与该粒状物的落下轨迹的宽度方向各位置对应地设置的上述喷风喷嘴271的多个喷嘴孔喷出的空气的喷射，来吹飞从上述倾斜状滑槽240的下端释放出的粒状物。此外，上述压电式阀10、110的压电元件52与驱动装置272的驱动电路电连接。

上述光学式粒状物筛选机210中，对于在上述倾斜状滑槽240沿宽度方向展开地连续状地自然流下、之后从其下端沿规定的落下轨迹向空中释放的粒状物而言，在上述粒状物检测位置O由上述各光学检测装置250a、250b的拍摄单元251a、251b对该粒状物进行拍摄，该拍摄数据被发送至控制装置260。该控制装置260基于上述拍摄数据确定不合格品等应除去的粒状物，并且取得与该粒状物的大小等相关的信息，并将上述不合格品等的排除信号发送至上述驱动装置272。

上述喷风装置270基于被发送至上述驱动装置272的上述排除信号选择性地驱动上述多个压电式阀10、110，相对于在与上述倾斜状滑槽240的宽度方向平行地直线状延伸的粒状物排除位置E通过的不合格品等，从与该宽度方向的各位置对应地设置的上述喷风喷嘴271的各喷嘴孔喷出空气。

而且，由来自上述喷风喷嘴271的各喷嘴孔的喷风吹飞的不合格品等从不合格品排出口281向设备外排出。另外，未被喷风吹飞且保持不变地沿规定的落下轨迹通过的合格品等从合格品排出口282回收。

上述光学式粒状物筛选机中，作为筛选对象的粒状物，代表性的为谷物粒、特别是米粒，但并不必须限定于谷物粒，其对象物只要是具有能够由喷风吹飞的大小和质量，则可以任意的。

如上所述，上述光学式粒状物筛选机由于上述喷风喷嘴271具备上述压电式阀10，所以能够高效地进行组装作业。

此外，本发明的压电式阀所具备的促动器不限定于在上述各实施方式中说明的结构。

例如，上述促动器的位移放大机构也可以配置为相对于阀芯的动作方向的轴线非对称，位移放大机构也可以仅配置一个。

另外，上述促动器也可以是阀芯与臂部件的一端部接合的结构。

并且，上述促动器也可以是压电元件的长度方向轴线不与阀芯的动作方向一致的结构。

本发明不限定于上述实施方式，只要不脱离发明的范围，当然能够适当地变更其结构。

工业上的可利用性

本发明的压电式阀由于能够高效地进行组装作业，所以利用价值极高。

符号的说明

10—压电式阀，20—阀主体，30—中间隔离物，40—阀座板，41—促动器安装部，42—盖体，43—阀座，44—气体吹出口，45—气体排出路，46—压缩气体取入口，47—布线连接器，50—促动器，51—阀芯，52—压电元件，53—位移放大机构，54—第一铰链，55—第二铰链，56—第一臂，57—第一板簧，58—基底基板，59—帽部件，60—第三铰链，61—第四铰链，62—第二臂，63—第二板簧，110—压电式阀，120—阀主体，121—气体压力室，122—阀座，123—气体排出路，140—板，210—光学式粒状物筛选机，240—倾斜状滑槽，250a、250b—光学检测装置，251a、251b—CCD照相机(拍摄单元)，260—控制装置，270—喷风装置，271—喷风喷嘴，273—压缩空气供给装置，A、B、C、D—螺纹件。

Claims (4)

1.一种压电式阀，其特征在于，具备：

阀主体，其具有纳入从外部供给的压缩气体的气体压力室；

板，其配置在上述阀主体的内部，并且固定于该阀主体；以及

促动器，其具有阀芯、以位移的方式产生上述阀芯的动作所需要的驱动力的压电元件、以及放大上述压电元件的位移而使之作用于上述阀芯的位移放大机构，上述促动器固定于上述板的两面，且与上述板一起配设在上述阀主体的内部。

2.根据权利要求1所述的压电式阀，其特征在于，

上述阀主体是前面开口的壳体，

在上述板一体地设有封闭上述壳体的开口的盖体，在该盖体设有排出上述压缩气体的气体排出路、以及为了开闭该气体排出路而供上述阀芯抵接的阀座。

3.根据权利要求2所述的压电式阀，其特征在于，

在上述盖体形成有向上述气体压力室供给的压缩气体的取入口，并且配设有上述压电元件用的布线连接器。

4.一种光学式粒状物筛选机，具备：对被筛选物进行移送的移送单元；在检测位置检测从该移送单元的端部落下的被筛选物的光学检测单元；以及设置在该光学检测单元的下方且基于该光学检测单元的检测结果利用空气的喷风吹飞上述被筛选物的喷风单元，

上述光学式粒状物筛选机的特征在于，

上述喷风单元具备权利要求1～3任一项中所述的压电式阀，基于上述光学检测单元的检测结果驱动上述压电式阀从而喷出空气。