JP2015194257A - 無電源間欠供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工品の生産工程において、加工切粉や切削油などの汚れ、また、洗浄水や冷却水の除去を目的に、一般的に広く採用されているエアブローについて、圧縮空気の吐出を間欠にすることで、圧縮空気の消費量を削減する工夫がなされているが、その目的の従来製品は、大きさ、重量、価格において企業側の負担が大きく導入が進んでいない。
【解決手段】本発明は、加工品の生産工程において、小型で、軽量で、安価で、無電化の間欠供給装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

電源を必要とせず、流体を間欠に供給するための装置及びその機構に関する。

加工品の生産工程において、加工切粉や切削油などの汚れや、洗浄水や冷却水の除去の目的の洗浄作業に、一般的に広く使用されているエアブローやエアダスターやエアガンについて、供給する圧縮空気を間欠にすることにより、圧縮空気の消費量を削減する工夫がなされているが、その目的のための従来の製品は、形状も大きく、重く、高価なため、企業側の負担が大きく、導入が進んでいない。

また、その他の方法は、特許文献１に提示してあるように、ノズルの噴射方向を回転させたり、特許文献２に提示してあるように、ノズルの噴射方向を左右または上下に振らしたりして、洗浄効果を上げるように工夫しているが、使用する圧縮空気の消費量を削減する対策ではなく、省エネの効果は期待できない。

また特許文献３に提示してあるように、電磁弁のオンオフにより、間欠に噴霧している方法もあるが、電源が必要であり、高価でもある。

実用新案平４−２０５１８号 特開２０１２−８１４２５号 特開２０１２−４０５２９号

加工品の生産工程において、洗浄等に使用する圧縮空気の消費量を削減するための、小型で、軽量で、安価で、無電化である間欠供給装置が必要とされている。

発明が解決するための手段

本発明は、ピストンの径を２段階または３段階にして受圧面積の差を設けることで、最大径に対向してその他の小さい径が向い合せの構造のため、各径に圧縮空気の圧力が加わった場合には、最大径で発生するピストンを押す力の方が、その他の径で発生するピストンを押す力よりも強くなること利用し、その力の差によりピストンを移動させて、圧縮空気の流れを閉に切り替えることを特徴とする無電源間欠供給装置である。

本発明は、請求項１に記載の無電源間欠供給装置においてピストンの径を２段階または３段階にして受圧面積の差を設けることで、最大径に対向してその他の小さい径が向い合せの構造のため、各径に圧縮空気の圧力が加わった場合には、最大径で発生するピストンを押す力の方が、その他の径で発生するピストンを押す力よりも強くなること利用し、その力の差によりピストンを移動させて、圧縮空気の流れを閉に切り替えることを特徴とする無電源間欠供給装置である。

本発明は、請求項１または２に記載の無電源間欠供給装置において圧縮空気の流れを閉に切り替えて供給側の圧力が低下すると、供給側から分岐してピストンの最大径へ圧縮空気を供給しているため、最大径に加わる圧力も低下して、今度はその他の径で発生するピストンを押す力の方が最大径で発生するピストンを押す力よりも強くなり、その力の差によりピストンを移動させて圧縮空気の流れを開に切り替え、この開閉動作が連続に繰り返されることを特徴とする無電源間欠供給装置である。

本発明は、請求項１、２または３に記載の無電源間欠供給装置において供給側と最大径のピストンとを繋ぐ配管の間に、流量を調節しピストンの移動時間の変更を可能とする周波数調節弁を設け、間欠の周波数を任意に調節できることを特徴とする無電源間欠供給装置である。

本発明は、請求項１、２、３または４に記載の無電源間欠供給装置の最大径のピストンから大気へ開放する配管の間に、流量を調節してピストンの開時間の変更が可能となる開時間調節弁を設け、間欠の開時間を調節することと、請求項３に記載の周波数調節弁を閉にして開時間調節弁を開くことで全開状態が保持されることとを特徴とする無電源間欠供給装置である。

以上説明したように、本発明によれば、加工品の生産工程の洗浄作業において、簡易な構造であることから小型で、軽量で、安価で、無電化である間欠供給装置は、圧縮空気の消費量を削減するため、省エネに効果がある。また本発明の無電源間欠供給装置は、圧縮空気のみならず、圧縮性の流体全般に使用出来るもので、各種ガスや気液混合状態にも有用であり、広い用途で効果をもたらすものである。

塵埃や液体などの除去、洗浄清掃において使用すれば、対象物を振動させて飛ばしやすくする効果もある。

圧縮空気を利用して間欠動作させるため、電源が必要のない方式でもある。

また、簡易な構造のため小型で軽量化も実現されることから、設置場所を選ばず、設置作業も容易である。

間欠する周波数の設定は、周波数調節弁により広い範囲で任意に設定が可能である。

間欠する開時間の設定は、開時間調節弁により変更ができ、周波数調節弁を閉にして開時間用調節弁を開くことで、全開状態を保持することも可能である。

本発明の実施例１の状態１の断面図である。 本発明の実施例１の状態２の断面図である。 本発明の実施例１の状態３の断面図である。 本発明の実施例１の状態４の断面図である。 本発明の実施例１の透視斜視図である。 本発明の無電源間欠供給装置を使用するシステム構成図である。 本発明の実施例２の状態１の断面図である。 本発明の実施例２の状態２の断面図である。 本発明の実施例３の状態１の断面図である。 本発明の実施例３の状態２の断面図である。 本発明の実施例３の状態３の断面図である。 本発明の実施例３の状態４の断面図である。

図６は本発明の無電源間欠供給装置１１が用いられるシステム構成図で、コンプレッサー１４で昇圧された圧縮空気がエアユニット１３を介して連続的に本発明の無電源間欠供給装置１１に供給されるが、本発明の無電源間欠供給装置１１によって圧縮空気の供給、停止を繰り返すことによって間欠的にエアダスター１２に供給されるものである。なお、３は間欠周期を調節する周波数調節弁であり、１５は無電源間欠供給装置１１での圧縮空気の供給時間を調節する開時間調節弁である。本発明の実施例１について、図１を参照して説明する。図１は本発明の状態１の無電源間欠供給装置１１の断面図である。状態１は、ピストンが図の右に位置している状態である。配管その他の部品等は模式的に記載してある。実施例１はエアダスター４（記号で図示）を使用している。

本発明の無電源間欠供給装置１１は、円柱形状をしたピストン１とこのピストン１を摺動可能に収容するケース２とこのケース２を密閉する蓋１０とで構成され、ピストン１は、大径部、小径部、中間径部を備えた径の異なる３段階のピストン形状をしている。ケース２にはピストン１の大径部を収容する空気室７と中間径部を収容する空気室６と小径部を収容する空気室16がケース２の一端面から他端面へ向けて順次形成されており、各空気室６、７、１６とピストン１の各径部とはOリング１７等で気密状態を保って摺動可能に構成されている。空気室６には、圧縮空気が供給される供給口５が形成されている。また、空気室７の左（中間径の空気室６側）には、開放口９が形成されている。空気室１６の出口もしくは無電源間欠供給装置１１の吐出口とエアダスター４との間に分岐部８を設け、周波数調整弁３を介して空気室７へ圧縮空気が供給できるようになっている。空気室７には開時間調整弁１５が連結されている。

次に本発明の無電源間欠供給装置１１の動作について説明する。図１、図９において、ピストン１が右端に位置して停止している状態１から説明する。説明上、図を見ている状態での左右が左右である。エアダスター４は閉であり、圧縮空気の供給が停止しているためピストン１も停止している。

この状態１においてエアダスター４を開にすると、圧縮空気は供給口５から中間径の空気室６を通過し、エアダスター４から噴射する。

同時に途中の分岐部８から、周波数調節弁３を介してピストン１とケース２の蓋１０との間にわずかな隙間があることから大きい径の空気室７にも圧縮空気が供給され、ピストン１の径の差による受圧面積の差のため、大きい径の空気室７でピストン１の大径部端面が受ける力が中間径の空気室６でピストン１の中間径部の端面が受ける力より強くなる。その力の差によりピストン１は左に移動し、ピストン１の小径部とケース２によって中間径の空気室６からエアダスター４に行く圧縮空気は遮断され吐出も停止し、分岐部８に行く圧縮空気も遮断される。（状態２の図２、図１０参照）。

分岐部８からの圧縮空気が遮断されると、大きい径の空気室７内の圧縮空気は分岐部８を逆流し、エアダスター４から吐出される。吐出後、大きい径の空気室７の圧力は低くなり、供給口５から圧縮空気の供給を受けている中間径の空気室６でピストン１を押す力は大きい径の空気室７でピストン１を押す力より強くなり、その結果ピストン１は右に移動する。（状態３の図３、図１１参照）。

この移動により、圧縮空気はエアダスター４から吐出され、同時に分岐部８から大きい径の空気室７にも供給される。（状態４の図４、図１２参照）。

このため、再度大きい径の空気室７に圧縮空気が供給され、その結果ピストン１は左に移動する。以後はエアダスター４を開にする間は、ピストン１が左右移動を繰り返すため、エアダスター４からの圧縮空気は間欠吐出を繰り返す。

エアダスター４を閉にすると、供給口５からの圧縮空気の供給が停止するため、無電源間欠供給装置１１のピストン１の動きも停止する。

なお間欠の周波数の変更は、分岐部８からの途中に設けられた周波数調節弁３で流量を変更して行う。流量を大きくすれば周波数は大きくなる。

また間欠する開時間の設定は、開時間調節弁１５により変更ができ、周波数調節弁３を閉にして開時間調節弁１５を開くことで、全開状態を保持することも可能である。

図２はピストン１が左端に位置して、停止している状態２である。この状態２からエアダスター４を開にした場合を説明する。エアダスター４は閉であり、圧縮空気の供給が停止しているためピストン１も停止している。

この状態２においてエアダスター４を開にすると、大きい径の空気室７のエアは周波数調節弁３を通過し、エアダスター４から吐出するため、大きい径の空気室７の圧力が低くなる。したがって供給口５からの圧縮空気が中間径の空気室６に入り、ピストン１を右方に移動させて、図１の状態１になり、圧縮空気は供給口５からエアダスター４に送られ吐出する。

その結果圧縮空気は途中の分岐部８から、大きい径の空気室７（図２参照）にも供給され、空気室の受圧面積の差のため、大きい径の空気室７の圧力が高くなるにつれピストン１を押す力が中間径の空気室６のピストン１を押す力より強くなる。その力の差によりピストン１は左に移動し、中間径の空気室６からエアダスター４に行く圧縮空気は遮断され吐出も停止し、分岐部８に行く圧縮空気も遮断される。（図２、図１０参照）

分岐部８からの圧縮空気が遮断されると、大きい径の空気室７内の圧縮空気は分岐部８を逆流し、エアダスター４から吐出される。吐出後、大きい径の空気室７の圧力は低くなりピストン１を押す力は弱くなることで、供給口５から圧縮空気の供給を受けている中間径の空気室６の圧力によるピストン１を押す力の方が強くなり、その力の差によりピストン１は右に移動する。（図３、図１１参照）

この移動により、圧縮空気はエアダスター４から噴射され、同時に分岐部８から大きい径の空気室７にも供給される。（図４、図１２参照）

その後、再度大きい径の空気室７の圧力は高くなりピストン１を押す力が強くなることで、その結果ピストン１は左に移動する。以後はエアダスター４を開にしている間は、ピストン１が左右移動を繰り返すため、エアダスター４からの圧縮空気は間欠吐出を繰り返す。

エアダスター４を閉にすると、供給口５からの圧縮空気の供給が停止するため、無電源間欠供給装置１１のピストン１の動きも停止する。

図３は本発明の状態３の無電源間欠供給装置の断面図である。

ピストン１が図３のように、中間径の空気室６の出口をふさぐように位置して、しかも中間にて停止している状態３の場合もある。この時にエアダスター４を開にすると、供給口５から圧縮空気の供給を受けている中間径の空気室６でピストン１を押す力は大きい径の空気室７でピストン１を押す力より強くなり、その結果ピストン１は右に移動する。

この移動により、今度は圧縮空気がエアダスター４に供給され、同時に分岐部８からは大きい径の空気室７にも供給される。（図４、図１２参照）。

このため、大きい径の空気室７の圧力が高くなり、ピストン１は左に移動する。以後はこの作動を繰り返す為、エアダスター４からの圧縮空気の吐出は間欠になる。

図４は本発明の状態４の無電源間欠供給装置の断面図である。ピストン１が図４のように、移動の中間においてやや左に位置して停止している状態４の時に、エアダスター４を開にすると、大きい径の空気室７内の圧縮空気は分岐部８を逆流し、エアダスター４から放出され大きい径の空気室７の圧力が低くなる。

したがって供給口５から圧縮空気の供給を受けている中間径の空気室６でピストン１を押す力は大きい径の空気室７でピストン１を押す力より強くなり、その結果ピストン１は右に移動し、図１の状態１になり、圧縮空気は供給口５からエアダスター４に送られ吐出する。

以後は、この作動を繰り返す為、エアダスター４からの圧縮空気の吐出は間欠になる。

また、大きい径の空気室７の左には、空気の出入りのための開放口９が設けられている。これはピストン１の動きが阻害されないようにするため必要である。この出入りする空気は大気であり、特別に供給の必要は無く、したがって供給されるエアは、すべてエアダスター４から噴射され無駄が無い。

以上の説明により、無電源間欠供給装置１１の停止状態が状態１、２、３、４のいずれであっても、エアダスター４の開によりエアが間欠に噴射される。

図５は、本発明の無電源間欠供給装置の透視斜視図である。

図６は、本発明の無電源間欠供給装置を作業現場で使用するシステム構成図である。

図７は、本発明の実施例２の状態１の断面図である。この実施例２の無電源間欠供給装置１１は、径の異なる２段階の形状のピストン１と、本体に周波数調節弁３を組み込んだ構造である。この場合には、供給口５から圧縮空気が供給される小さい径の空気室６は、ピストン１の小径部端面を臨むように構成され、分岐部８は小さい径の空気室６から無電源間欠供給装置の吐出口への間（通路）に構成されている。また、本体内に放出の通路（開放口９）も設けてある為、エアダスター４の中間にストレートに接続出来るし、装置も非常に小型化出来る。この無電源間欠供給装置１１も、実施例１において説明した動作と同様の動作を繰り返すので、ここでは詳しい説明は省く。

また図８は、本発明の実施例２の状態２の断面図である。これも前項記載の実施例１において説明した動作の説明と同様であるので、詳しい説明は省く。

また図９〜１２は、実施例３の状態図である。この無電源間欠供給装置１１は、本体のケース２を出来るだけ簡素化し、安価な市販の調節弁等を利用している。この無電源間欠供給装置１１も、実施例１において説明した動作と同様の動作を繰り返すので、ここでは詳しい説明は省く。

また、ピストンの小径部の径を大きくすることで、同じ隙間でも円周が長くなるために、圧縮空気が通過する断面積も大きくなり、間欠エアの供給量を多くすることが出来る。また間欠エアの供給量が少ない場合には、逆にピストンの小径部の径を小さくして対応できるため、ケースも小さくなり全体がコンパクトに納まる。

供給口から小径部の空気室までの流路を短くすることで、流路抵抗が少なくなり間欠エアの供給量を多くすることが出来る。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の範囲は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは勿論である。たとえば、本発明の実施例では、ピストンは円柱形状をなしているが、角柱形状であってもよい。また、ピストンと空気室との機密状態を保つためにOリングに限らず、機密状態を保持できて摺動性を損なうことがなければ種々変更可能である。

また、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々構成を取り得ることは勿論である。

１ ピストン
２ ケース
３ 周波数調節弁（記号でも図示）
４ エアダスター（記号でも図示）
５ 供給口
６ 中間径の空気室
７ 大きい径の空気室
８ 分岐部
９ 開放口
１０ ケースの蓋
１１ 無電源間欠供給装置
１２ エアダスター
１３ エアユニット
１４ コンプレッサー
１５ 開時間調節弁
１６ 小さい径の空気室
１７ Oリング
１８ ホース継手
１９ L形ホース継手

Claims (5)

1. ピストンの径を２段階または３段階にして受圧面積の差を設けることで、最大径に対向してその他の小さい径が向い合せの構造のため、各径に圧縮空気の圧力が加わった場合には、最大径で発生するピストンを押す力の方が、その他の径で発生するピストンを押す力よりも強くなること利用し、その力の差によりピストンを移動させて、圧縮空気の流れを閉に切り替えることを特徴とする無電源間欠供給装置。
2. 請求項１に記載の無電源間欠供給装置においてピストンの径を２段階または３段階にして受圧面積の差を設けることで、最大径に対向してその他の小さい径が向い合せの構造のため、各径に圧縮空気の圧力が加わった場合には、最大径で発生するピストンを押す力の方が、その他の径で発生するピストンを押す力よりも強くなること利用し、その力の差によりピストンを移動させて、圧縮空気の流れを閉に切り替えることを特徴とする無電源間欠供給装置。
3. 請求項１または２に記載の無電源間欠供給装置において圧縮空気の流れを閉に切り替えて供給側の圧力が低下すると、供給側から分岐してピストンの最大径へ圧縮空気を供給しているため、最大径に加わる圧力も低下して、今度はその他の径で発生するピストンを押す力の方が最大径で発生するピストンを押す力よりも強くなり、その力の差によりピストンを移動させて圧縮空気の流れを開に切り替え、この開閉動作が連続に繰り返されることを特徴とする無電源間欠供給装置。
4. 請求項１、２または３に記載の無電源間欠供給装置において供給側と最大径のピストンとを繋ぐ配管の間に、流量を調節しピストンの移動時間の変更を可能とする周波数調節弁を設け、間欠の周波数を任意に調節できることを特徴とする無電源間欠供給装置。
5. 請求項１、２、３または４に記載の無電源間欠供給装置の最大径のピストンから大気へ開放する配管の間に、流量を調節してピストンの開時間の変更が可能となる開時間調節弁を設け、間欠の開時間を調節することと、請求項３に記載の周波数調節弁を閉にして開時間調節弁を開くことで全開状態が保持されることとを特徴とする無電源間欠供給装置。
   
   

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