JP2019171516A - 隙間調整型ノズル弁及び隙間調整型ノズル弁を用いた位置検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この隙間調整型ノズル弁Vは、図6に示すように、ボディBに、噴出ノズル1と隙間調整体2とを取り付けたものである。
この噴出ノズル1は、ボディBに形成された貫通孔b1に組み付けられ、この開口面3をボディBに形成された円弧状の側面を有する凹部b2内から突出させている。そして、上記噴出ノズル1の外周1aと上記貫通孔b1とは、ネジ止めされている。
また、この隙間調整体2にはダイヤルDが軸方向に一体的に連結され、このダイヤルDを回すことによって軸となる回転中心Oを中心にして隙間調整体2が回転するようにしている。
図7は、噴出ノズル1の開口面3と隙間調整体2の対向面4との対向関係を示した拡大図である。上記開口面3は平面であるのに対し、上記対向面4は曲面になっている。
図8は、図6に示した従来の隙間調整型ノズル弁Vを用いた位置検出装置の回路図である。
この従来例は、ボディBに、図示しない流体供給源が接続されるポート5を形成するとともに、このポート5に連続して比較側通路6と、この通路とは別の検出側通路7とが並列に設けられている。
また、上記比較側通路6の先端には、図6の隙間調整型ノズル弁Vが接続されている。この従来例では、隙間調整型ノズル弁Vの噴出ノズル1と隙間調整体2との隙間量に応じて、噴出ノズル1から噴出する流体の圧力損失が決まり、比較側通路6の圧力が決まる。
したがって、上記着座面TにワークWを載せた状態で、上記検出ノズル8から流体を噴出させれば、ワークWと着座面Tとの隙間量に応じて、検出ノズル8から噴出する流体の圧力損失が決まり、検出側通路7の圧力が決まることになる。
上記ダイヤフラム室9は、ダイヤフラム11で一方の区画室9aと他方の区画室9bとに区画されている。そして、このダイヤフラム室9の一方の区画室9aには分岐通路6aを介して上記比較側通路6の圧力が導かれ、他方の区画室9bには分岐通路7aを介して上記検出側通路7の圧力が導かれる。
そして、他方の区画室9bの圧力が一方の区画室9aの圧力より大きくなったとき、ダイヤフラム11が撓み、金属片11aが近接スイッチ10側に近づく。この金属片11aが図8に示す中立位置よりも近接スイッチ10側に所定量近づいたとき、上記近接スイッチ10がオンになり、確認信号を出力させたり、図示していない確認ランプを点灯させたりしている。
反対に、着座面Tに対してワークWがぴったりと載せられていないときには、ワークWと着座面Tとの隙間が大きくなり、検出側通路7の圧力が低いままなので、近接スイッチ10をオフにする。このようにしてワークWの着座状態を検出している。
したがって、従来の隙間調整型ノズル弁Vは、対向面4を開口面3に最も近づけたときでも、上記隙間sから大きく流体が漏れて、一定の圧力以上にすることができないという問題があった。
そこで、精密なボア加工のために、シリンダブロックが加工用テーブルに正確に位置決めされていなければならない。このような正確な位置決めをするためには、シリンダブロックの着座状態が精密に検出されなければならない。
しかし、従来の位置検出装置では、上記隙間sから流体が漏れるので、比較側通路6を一定の圧力以上にすることができず、精度の高い着座状態を検出することには限界があった。
なお、上記の流体とは、空気やガスなどの気体、又は水や油などの液体をいう。
なお、上記「一致」とは、厳密な意味での完全一致ではなく、公差の範囲であれば許されるレベルのものである。ただし、公差の範囲は、具体的な製品の特性等によって決まるのは当然である。
また、上記一致点で隙間調整体の対向面に対して上記噴出ノズルの開口面を回転させ、当該噴出ノズルの開口面の少なくとも一部が隙間調整体の対向面に接触した状態で、上記噴出ノズルと隙間調整体との間に上記噴出ノズルの回転角に応じた隙間が形成される点に特徴を有する。
なお、上記「同一軸線」とは、隙間設定基準となる位置で上記噴出ノズルの軸線と上記隙間調整体の相対回転軸線とが一致していることをいう。
したがって、第2の発明においても、隙間設定基準位置から、上記開口面と対向面とを上記噴出ノズルの軸線を中心にわずかに相対回転させるだけで、上記開口面と対向面との隙間をゼロに近い最小値に保つことができる。
また、仮に、差圧がゼロになった時に着座状況を検出するように設定すると、流体の供給量がゼロや少ない場合にも反応してしまい、位置検出ができない。
したがって、この発明は、位置検出装置において、噴出ノズルと隙間調整体との隙間を限りなくゼロに近づけるという要望に応えることができる。
したがって、隙間設定基準位置から、上記開口面と対向面とを同一軸線を中心にわずかに相対回転させるだけで、上記開口面と対向面との隙間をゼロに近い最小値に保つことができる。
さらに、例えば、位置検出装置に使用することで、第3の発明は、第2の発明と同じ効果を得ることができる。
例えば、高い加工精度が求められるエンジンのシリンダブロックの位置決めに対応できるようになった。
そして、比較側通路6の先端には、図1に示した隙間調整型ノズル弁V1が接続されている。この隙間調整型ノズル弁V1は、噴出ノズル1と隙間調整体2とで構成され、上記噴出ノズル1の開口面12と上記隙間調整体2の対向面4とが対向して設けられている。
そして、上記噴出ノズル1には、その基端側に接続穴1bが設けられ、この接続穴1bと比較側通路6とが接続されている。
したがって、ダイヤルDを回して上記隙間調整体2を回転させれば、その回転位置に応じて上記噴出ノズル1と隙間調整体2との対向する隙間を調整することができる。
なお、上記隙間設定基準とは、噴出ノズル1の開口面12と隙間調整体2の外周である対向面4との隙間をゼロにすべき位置であって、使用目的等に応じて任意に定められるものである。
また、上記曲率の一致とは、厳密な意味での完全一致ではなく、公差の範囲の誤差は許されるレベルのものである。ただし、公差の範囲の誤差は、具体的な製品の特性等によって決まるのは当然である。
また、上記比較側通路6は分岐通路6aを介してダイヤフラム室9の一方の区画室9aに接続され、検出側通路7は分岐通路7aを介してダイヤフラム室9の他方の区画室9bに接続されている。
なお、差圧検出機構は、ダイヤフラム室9と近接スイッチ10とで構成されている。
まず、図2(a)に示すように、開口面12と対向面4との接触位置すなわち隙間設定基準となる位置から、開口面12を、図2(b)に示すように、噴出ノズル1の軸線aに沿って退避させた位置に移動してその位置を保つ。そして、この退避位置において、噴出ノズル1をその軸線aを中心に回して、その開口面12と隙間調整体2の対向面4とを相対回転させる。このように相対回転させると、上記したように開口面12と対向面4とが互いに曲面がずれて対向する。この状態で、噴出ノズル1の開口面12の少なくとも一部を、図2(c)に示すように隙間調整体2の対向面4に接触させておけば、噴出ノズル1の回転角θに応じた隙間ができる。
なお、上記噴出ノズル1と隙間調整体2とは、上記噴出ノズル1の軸線方向にそれぞれ移動可能であるが、軸線方向の移動位置を固定的に保つことができるようにしている。
したがって、噴出ノズル1の軸線aを中心に上記噴出ノズル1を回転させるだけで、限りなくゼロに近い隙間を設定することができるとともに、必要に応じた隙間量を簡単に設定することができる。
この第2実施形態では、隙間調整型ノズル弁V2の構成が第1実施形態と相違するもので、その他の構成は第1実施形態と同じである。そして、第1実施形態と同じ構成要素については、第1実施形態の説明をそのまま援用する。
また、この第2実施形態においても、一致とは、厳密な意味での完全一致ではなく、公差の範囲の誤差は許されるレベルのものである。ただし、公差の範囲の誤差は、具体的な製品の特性等によって決まるのは当然である。
また、図4(c)に示すように、上記噴出ノズル1の開口面13の先端部分13fが隙間調整体14の対向面15に接触することで、噴出ノズル1の回転角θに応じた隙間が形成されるようにしている。
なお、上記噴出ノズル1と隙間調整体14とは、同一軸線方向に相対移動させたり、対向角度を相対的に変えたりして、上記開口面13と対向面15との隙間量を設定できるのは当然である。
このように比較側通路16と検出側通路17とを、各ポート18,19を介して別々の流体供給源に接続したので、目的に応じて各通路16,17の圧力を微妙に調整することができる。
また、上記隙間調整体2は、渦巻き状の回転部材を用いているが、上記回転中心Oをずらして偏心させた真円状の回転部材によって隙間量を調整することもできる。さらには、隙間調整体2を楕円状の回転部材にしてもよい。
なお、上記「一致」とは、厳密な意味での完全一致ではなく、公差の範囲であれば許されるレベルのものである。ただし、公差の範囲は、具体的な製品の特性等によって決まるのは当然である。
また、仮に、差圧がゼロになった時に着座状況を検出するように設定すると、流体の供給量がゼロや少ない場合にも反応してしまい、位置検出ができない。
したがって、この発明は、位置検出装置において、噴出ノズルと隙間調整体との隙間を限りなくゼロに近づけるという要望に応えることができる。
したがって、第2の発明においても、隙間設定基準位置から、上記開口面と対向面とを上記噴出ノズルの軸線を中心にわずかに相対回転させるだけで、上記開口面と対向面との隙間をゼロに近い最小値に保つことができる。
Claims (5)
- 流体供給源からの流体を噴出する噴出ノズルと、
上記噴出ノズルの開口面に対向する対向面を備えた隙間調整体と
が備えられ、
これら噴出ノズルと隙間調整体とは相対回転可能に設けられ、
上記噴出ノズルの開口面と上記隙間調整体の対向面との相対回転位置に応じて上記開口面と上記対向面との間に隙間が形成され、
上記開口面と上記対向面との隙間に応じて、上記流体供給源と上記噴出ノズルとの間に圧力が生成される隙間調整型ノズル弁おいて、
上記噴出ノズルの開口面は曲面又は斜面からなり、
上記隙間調整体の対向面は曲面又は斜面からなり、
上記隙間調整体の隙間設定基準となる位置で、上記噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面との曲面の曲率又は斜面の傾斜角が一致する構成にした隙間調整型ノズル弁。 - 上記噴出ノズルはその開口面を曲面にするとともに当該噴出ノズルの軸線を中心に回転可能に設けられる一方、
上記隙間調整体の上記対向面は曲面からなり、
上記噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面とが、上記隙間調整体の隙間設定基準となる位置で曲率が一致する構成にし、
上記一致点で隙間調整体の対向面に対して上記噴出ノズルの開口面を回転させ、当該噴出ノズルの開口面の少なくとも一部が隙間調整体の対向面に接触した状態で、上記噴出ノズルと隙間調整体との間に上記噴出ノズルの回転角に応じた隙間が形成される請求項1に記載された隙間調整型ノズル弁。 - 上記噴出ノズルは開口面が傾斜し、
上記隙間調整体の対向面は、上記隙間調整体の隙間設定基準となる位置で上記開口面と傾斜角が一致する斜面からなり、
当該噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面とが同一軸線を中心に相対回転可能に設けられ、
上記噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面との傾斜角が一致する点で噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面とを相対回転させ、上記噴出ノズルの開口面の少なくとも一部が上記隙間調整体の対向面に接触した状態で、上記噴出ノズルの開口面と隙間調整体の斜面との間に、上記相対回転角に応じた隙間が形成される請求項1に記載された隙間調整型ノズル弁。 - 上記隙間調整体の対向面は周方向に連続する曲面からなり、
上記隙間調整体の回転位置に応じてその回転中心から上記対向面までの長さが大から小へ連続的あるいは段階的に変化する構成にした請求項1又は2に記載された隙間調整型ノズル弁。 - 流体供給源に接続された比較側通路及びこの比較側通路とは別の検出側通路が設けられ、
上記比較側通路には、上記隙間調整体と噴出ノズルとの隙間に応じて圧力が生成され、
上記検出側通路には、ワークとそのワークの着座面との隙間に応じて圧力が生成され、
上記比較側通路の圧力と上記検出側通路の圧力との差を検出する差圧検出機構が設けられた位置検出装置において、
上記比較側通路には上記請求項1〜4のいずれか1に記載された隙間調整型ノズル弁を用いた位置検出装置。
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