CN215257063U - 音圈马达压力比例阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种音圈马达压力比例阀，其是由一音圈马达的一移动线圈接收到一电流，以控制该音圈马达的移动方向，进而带动一主轴移动，该主轴的一第一挡块、一第二挡块或一第三挡块选择性地部分或全部封闭该壳体所设有的一进气道、一控制气道或是一排气道。本实用新型可达到比例式增压或泄压，且有效的控制进气量与泄气量。

Description

音圈马达压力比例阀

技术领域

本实用新型是有关于一种压力阀，尤指一种比例式调整的音圈马达压力比例阀。

背景技术

现今的气压传动设备，大多是先经过电磁式压力比例阀进行空气压力或流量的控制，以使外部输入电压(电流)命令能与比例阀输出压力或流量呈现线性关系。

现有的比例阀的内部多采用开关控制的电磁阀作为气压阀门致动器，此系统采用闭回路控制设计，阀体内部包含一或多个电磁阀、压力传感器及电子控制单元所组成。以将使用者送出的模拟压力或流量命令讯号输入至控制装置，并与实际的压力或流量值比较后，再透过闭回路控制，以连续、快速的方式控制其中一个电磁阀的开关以决定进气量，控制另一个电磁阀的开关以决定排气量，以达到正确的压力或流量的比例控制，并应用于如机器人搬运、空气刹车、冲压缓冲、气缸定位、平衡器、顶升压力控制、张力控制、研磨机、点焊焊枪加压控制与空气动力马达速度控制等用途。

然而由于其内部作动是由压力能转换成机械能，期间所需的反应时间较大，故作动效率较低。此外，电磁阀致动的压力比例阀是利用内部电磁线圈产生的磁场来拉动阀芯，从而改变阀体的通断。当线圈断电，阀芯将依靠弹簧的弹力退回。因电磁式压力比例阀的驱动是透过电磁线圈产生吸力，所以一般电磁式压力比例阀较容易被电压冲击损坏，且弹簧退回的速度也受到物理限制。另外，电磁式压力比例阀较适用于在小流量和小压力的气体传动，难以应用在开关频率高和压力大的系统。以电磁原理控制的电磁式压力比例阀还包括易受外力干扰影响、推动压力有限、压力控制精确性较差等缺点。

因此，现今亟需一种可改善上述电磁式比例阀的技术，进而改善现有技术中所存在的问题。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型的目的在于提供一种音圈马达压力比例阀，通过透过音圈马达的移动线圈接收到电流，以控制音圈马达的移动方向，进而带动主轴移动，主轴的第一挡块、第二挡块或第三挡块选择性地部分或全部封闭该壳体所设有的进气道、控制气道或是排气道。以此达到比例式增压或泄压，且有效的控制进气量与泄气量，从而改善电压冲击损坏、弹簧弹回等先前技术中所存在的问题。

基于上述目的，本实用新型提供一种音圈马达压力比例阀，其包括：一壳体，其内部设有一调整空间及一气体空间，该调整空间内设有一磁性组件，该气体空间与该壳体上穿设的一进气道、一控制气道以及一排气道相连通；一音圈马达，其被设置于该调整空间内且包括有：一移动线圈，其被设置于该音圈马达上且与该磁性组件的位置相正对，其中该移动线圈导有一电流，且该电流产生的磁场与该磁性组件的磁场相呼应，使得该移动线圈依据该电流的特性驱使该音圈马达朝向与该电流的特性对应的方向移动；一主轴，其设于该气体空间内且与该音圈马达连接，该音圈马达带动该主轴移动，该主轴包括有一第一挡块、第二挡块以及第三挡块，其中，当该主轴移动时，该第一挡块部分或完全封闭该进气道、该第二挡块部分或完全封闭该控制气道、该第三挡块部分或完全封闭该排气道或该进气道、该控制气道、该排气道其任二者以上的组合。

优选地，所述的音圈马达压力比例阀进一步包括：一控制器，其与该音圈马达连接以传输该电流，且该控制器根据该电流控制该音圈马达的移动方式。

优选地，所述的音圈马达压力比例阀进一步包括：一位置侦测器，其设于该气体空间内且与该音圈马达连接，以感测该音圈马达带动该主轴移动的一位移量，该位置侦测器依据该位移量产生一位置信息。

优选地，该位置侦测器根据一保护门坎判断该位移量是否异常，当该位置侦测器判断该位移量为异常时，该位置侦测器则启动一保护机制。

优选地，所述的音圈马达压力比例阀进一步包括：一控制器，其与该位置侦测器连接以接收该位置信息，该控制器根据该位置信息调整传输给该音圈马达连接的该电流。

优选地，所述的音圈马达压力比例阀进一步包括：一压力传感器，其设于该壳体内，以感测该壳体内的一气体压力，该压力传感器根据该气体压力产生一压力信息，该压力传感器系将该压力信息与一压力命令相比较，以根据该压力信息与该压力命令之间的误差值产生一压力误差信息。

优选地，所述的音圈马达压力比例阀进一步包括：一控制器，其与该压力传感器连接以接收该压力误差信息，该控制器根据该压力误差信息调整传输给该音圈马达连接的该电流。

优选地，所述的音圈马达压力比例阀进一步包括：一套筒，其设于该气体空间内且该主轴设于该套筒内，该套筒侧边设有多个导孔，且多个导孔个别地与该进气道、该控制气道以及该排气道相连通，使得该进气道、该控制气道或该排气道经由多个导孔将气体输入该气体空间内或从该气体空间内输出。

优选地，该第一挡块、该第二挡块或是该第三挡块包括由其一的圆柱体、长方体或正方体所构成。

优选地，该移动线圈接收到该电流时，该移动线圈根据右手定则驱使该音圈马达移动。

附图说明

图1为本实用新型的音圈马达压力比例阀的结构示意图；

图2为本实用新型的音圈马达压力比例阀的当主轴朝负向移动使气体由进气道传输至控制气道的部分示意图；以及

图3为本实用新型的音圈马达压力比例阀的当主轴朝正向移动使气体由控制气道传输至排气道的部分示意图。

具体实施方式

本实用新型的优点、特征以及达到的技术方法将参照例示性实施例及所附图式进行更详细地描述而更容易理解，且本实用新型可以不同形式来实现，故不应被理解为其本实用新型仅限于此处所陈述的实施例，相反地，对本领域的技术人员而言，所提供的实施例将使本揭露更加透彻与全面且完整地传达本实用新型的范畴，且本实用新型将仅为所附加的权利要求书所为定义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语「顺」、「逆」、「中心」、「横向」、「上」、「下」、「左」、「右」、「顶」、「底」、「内」、「外」等指示的方位或位置关系为基于图式所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

另外，术语「包括」及/或「包含」指所述特征、区域、整体、步骤、操作、组件及/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、组件、部件及/或其组合的存在或添加。

为方便了解本实用新型的内容，以及所能达成的功效，现配合图式列举的各项具体实施例的详细说明如下：

请参阅图1，其为本实用新型的音圈马达压力比例阀的结构示意图。如图所示，本实用新型的音圈马达压力比例阀主要是由一壳体10、一音圈马达 20及一主轴30所构成，其中该壳体10可为一容体，以将相关组件容置于该壳体10内，以进行比例式增压或泄压的动作，如此，为了有效进行气体调节的功用，该壳体10内可设有一调整空间11及一气体空间12，该调整空间11 主要是提供相关组件动作，而非提供气体流动的输入或输出，而相对的，与该调整空间11相邻的该气体空间12则是提供给气体流动的输入或输出，位于该气体空间12的该壳体10上穿设的一进气道13、一控制气道14以及一排气道15，且该进气道13、该控制气道14以及该排气道15且与该气体空间 12相连通。

该音圈马达20被设置于该调整空间11内，用于调整该主轴30的位置，进而透过该主轴30比例式的开启或关闭各气道(13、14、15)，进而调整增压或泄压的作用。如此，为了使该音圈马达20可透过移动的方式顺而移动该主轴30，故在该音圈马达20上包括有一移动线圈21，且该调整空间11内还设有一磁性组件16，当该移动线圈21接收到一电流时，可将其电能转换成动能，进而带动该音圈马达20朝向正向(即接收到正极电流时)或负向(即接收到负极电流时)的方向移动，即该移动线圈21接收到该电流时，该移动线圈21 根据右手定则传导该电流，以驱使该音圈马达20移动。具体来说，由于当该移动线圈21接收到该电流时，该移动线圈21则会形成磁场以与磁性组件16 的磁场产生相互作用，并可依照右手定则决定该移动线圈21的运动方向，假设，若该移动线圈21接收到正极的该电流时，该电流则会使该移动线圈21 带动该音圈马达20朝向正向的方向移动，相反地，若该移动线圈21接收到负极的该电流时，该电流则会使该移动线圈21带动该音圈马达20朝向负向的方向移动。

该主轴30主要是用于控制各阀门(即上述的各气道(13、14、15))的开关或比例式的开关，如此，该主轴30被设于该气体空间12内且与该音圈马达 20连接，且该主轴30上包括有一第一挡块31、一第二挡块32以及第三挡块 33，且该第二挡块32设于该第一挡块31与该第三挡块33之间，当该音圈马达20带动着该主轴30移动时，该第一挡块31可用于部分或完全封闭该进气道13、该第二挡块32可用于部分或完全封闭该控制气道14、该第三挡块33可用于部分或完全封闭该排气道15或其任二者以上的组合，其中，该第一挡块31、该第二挡块32或是该第三挡块33包括由其一的圆柱体、长方体、正方体或任何可封闭各气道(13、14、15)的形状所构成。

此外，本实用新型进一步还设有一位置侦测器40及一控制器50，该位置侦测器40被设于该气体空间12内且与该音圈马达20连接，以透过该位置侦测器40的一感测部感测该音圈马达20带动该主轴30移动的一位移量，进而根据该主轴30的位移量产生一位置信息，此时，该位置侦测器40进一步还可根据其设定的一保护门坎(例如位移量的一范围值或是该音圈马达的一速度极值)判断该位移量是否异常，当该位置侦测器判断该位移量为异常时，该位置侦测器则启动一保护机制(例如关闭该音圈马达或是输出一警示讯号等)，且输出异常的该位置信息。

该控制器50则可根据使用者欲增压或泄压的方式，通过控制器50提供正极或负极的该电流给该音圈马达20(即该移动线圈21)，使得该音圈马达20 依据该电流的特性(正或负)朝向与该电流的特性对应的方向移动，进而使得该主轴30可有效的部分或全部封闭该进气道14、该控制气道15或该排气道 16，以达成比例式增压或泄压的功用。

在另一实施例上，本实用新型进一步则是设有一压力传感器70，其是被设置于该壳体10内且与该控制器连接，当气体被从该控制气道14内输入、输出或该控制气道14被封闭使气体存在于该控制气道14内时，该压力传感器70可感测该壳体10内的一气体压力，且依据感测到的该气体压力产生一压力信息，此时，该压力传感器将该压力信息与一压力命令(例如使用者设定的压力值)相比较，以产生一压力误差信息。

如此，当该控制器50与该位置侦测器40连接以接收到该位置信息或异常的该位置信息时，当该控制器50接收到异常的该位置信息时，该控制器 50即可根据其异常的该位置信息以调整传输给该音圈马达20连接的该电流 (例如立即阻断该电流以停止该音圈马达20的动作，进而达到保护的作用)，相对地，当该控制器50与该压力传感器70连接以接收到该压力误差信息时，该控制器50也可根据该压力误差信息以调整传输给该音圈马达20连接的该电流，使得该压力传感器70感测到的该压力信息符合该压力命令所设定的压力值，因此达成比例式增压或泄压的功用。

而在该主轴30与该气体空间12上的该壳体10之间，可设有一套筒60 夹设于该主轴30与该壳体10之间，该套筒60是设于该气体空间12内且该主轴30设于该套筒60内，该套筒60侧边设有多个导孔61，且多个导孔61 个别地与该进气道13、该控制气道14以及该排气道15相连通，使得该进气道13、该控制气道14或该排气道15经由多个导孔61将气体输入该气体空间12内或从该气体空间12内输出。

请再参阅图2及图3，其为本实用新型的音圈马达压力比例阀的当主轴朝负向移动使气体由进气道传输至控制气道的部分示意图、以及音圈马达压力比例阀的当主轴朝正向移动使气体由控制气道传输至排气道的部分示意图。如图2所示，当该移动线圈21接收到负极的该电流而使该音圈马达20 朝向负向(即图2上的-x方向)移动时，该主轴30的该第一挡块31及该第二挡块32则会向-x方向移动一预定距离，由于该第一挡块31原先为开放该进气道13的状态且与该进气道13之间具有一段距离，因此，当该第一挡块31 移动该预定距离时，该第一挡块31并不会封闭该进气道13，而该第二挡块 32原先为封闭该控制气道14的状态，故当该第二挡块32移动了该预定距离时，该第二挡块32则会开放部分的该控制气道14以接收从该进气道13输入的气体，从而达到增压的作用。

如图3所示，当该移动线圈21接收到正极的该电流而使该音圈马达20 朝向正向(即图3上的x方向)移动时，该主轴30的该第二挡块32及该第三挡块33则会向x方向移动一预定距离，由于该第二挡块32原先为封闭该控制气道14的状态，故当该第二挡块32移动了该预定距离时，该第二挡块32 则会开放部分的该控制气道14以接收从该控制气道14输入的气体，而该第三挡块33原先为开放该排气道15的状态且与该排气道15之间具有一段距离，因此，当该第三挡块33移动该预定距离时，该第三挡块33并不会封闭该排气道15，从而达到降压的作用。

然而，除了上述的部分开放该控制气道14的实施例外，本实用新型也可控制为封闭该进气道13、完全开放该控制气道14或是封闭该排气道15等方式，从而达到比例式调整的作用。

承上所述，本实用新型的音圈马达压力比例阀凭借该音圈马达、该主轴及设有各气道的该壳体的结构设计，即可有效地进行比例式调整增压或泄压，且可进一步的控制进气量或泄气量，进以改善先前技术中所存在的问题。

以上所述的实施例仅为说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在使于此领域中的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，所以不能以此限定本实用新型的专利范围，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，仍应涵盖在本实用新型的专利范围内。

Claims (10)

1.一种音圈马达压力比例阀，其特征在于，包括：

壳体，其内部设有调整空间及气体空间，所述调整空间内设有磁性组件，所述气体空间与所述壳体上穿设的进气道、控制气道以及排气道相连通；

音圈马达，其被设置于所述调整空间内且包括有：

移动线圈，其被设置于所述音圈马达上且与所述磁性组件的位置相正对，其中所述移动线圈导有电流，且所述电流产生的磁场与所述磁性组件的磁场相呼应，使得所述移动线圈依据所述电流的特性驱使所述音圈马达朝向与所述电流的特性对应的方向移动；

主轴，其设于所述气体空间内且与所述音圈马达连接，所述音圈马达带动所述主轴移动，所述主轴包括有第一挡块、第二挡块以及第三挡块，其中，当所述主轴移动时，所述第一挡块部分或完全封闭所述进气道、所述第二挡块部分或完全封闭所述控制气道、所述第三挡块部分或完全封闭所述排气道或所述进气道、所述控制气道、所述排气道任二者以上的组合。

2.如权利要求1所述的音圈马达压力比例阀，其特征在于，进一步包括：

控制器，其与所述音圈马达连接以传输所述电流，且所述控制器根据所述电流控制所述音圈马达的移动方式。

3.如权利要求1所述的音圈马达压力比例阀，其特征在于，进一步包括：

位置侦测器，其设于所述气体空间内且与所述音圈马达连接，以感测所述音圈马达带动所述主轴移动的位移量，所述位置侦测器依据所述位移量产生位置信息。

4.如权利要求3所述的音圈马达压力比例阀，其特征在于，所述位置侦测器根据保护门坎判断所述位移量是否异常，当所述位置侦测器判断所述位移量为异常时，所述位置侦测器则启动保护机制。

5.如权利要求3所述的音圈马达压力比例阀，其特征在于，进一步包括：

控制器，其与所述位置侦测器连接以接收所述位置信息，所述控制器根据所述位置信息调整传输给所述音圈马达连接的所述电流。

6.如权利要求1所述的音圈马达压力比例阀，其特征在于，进一步包括：

压力传感器，其设于所述壳体内，以感测所述壳体内的气体压力，所述压力传感器根据所述气体压力产生压力信息，所述压力传感器将所述压力信息与压力命令相比较，以根据压力信息与所述压力命令之间的误差值产生压力误差信息。

7.如权利要求6所述的音圈马达压力比例阀，其特征在于，进一步包括：

控制器，其与所述压力传感器连接以接收所述压力误差信息，所述控制器根据所述压力误差信息调整传输给所述音圈马达连接的所述电流。

8.如权利要求1所述的音圈马达压力比例阀，其特征在于，进一步包括：

套筒，其设于所述气体空间内且所述主轴设于所述套筒内，所述套筒侧边设有多个导孔，且所述多个导孔个别地与所述进气道、所述控制气道以及所述排气道相连通，使得所述进气道、所述控制气道或所述排气道经由所述多个导孔将气体输入所述气体空间内或从所述气体空间内输出。

9.如权利要求1所述的音圈马达压力比例阀，其特征在于，所述第一挡块、所述第二挡块或是所述第三挡块是包括由圆柱体、长方体或正方体的其一所构成。

10.如权利要求1所述的音圈马达压力比例阀，其特征在于，所述移动线圈接收到所述电流时，所述移动线圈根据右手定则驱使所述音圈马达移动。

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