JP6103952B2

JP6103952B2 - 定量弁

Info

Publication number: JP6103952B2
Application number: JP2013008965A
Authority: JP
Inventors: 果佳枝西村
Original assignee: 株式会社ケイ・ジー・ケイ
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-01-22
Also published as: JP2014141979A

Description

本発明は、グリース、オイルなどの高粘度の流体を、均一に微少定量吐出するための定量弁に関する。

特許文献１（実開平５−７１５５６号公報）に開示される定量吐出装置は、エアポートを介して供給・排出されるエアにより駆動されるエアピストンと、エアピストンのロッド先端に設けられた弁体の移動に応じて吸入ポート及び吐出ポートのいずれか一方と定量室とを選択的に連通する弁室と、定量室と吐出ポートとを連通する第３の通路と、第３の通路内に受容され且つ内周面にネジ溝を有するリストリクタスリーブと、リストリクタスリーブ内に螺進螺退可能に受容されるリストリクタコアを有する定量弁を設けるものであり、これによって、リストリクタスリーブ内周面のネジ溝と、リストリクタコア外周面のネジ溝との間隙に螺旋状通路が形成されることから、この螺旋状通路の通路長を可変することで、流体速度を調整することができるようにしたものである。

特許文献２（特開２００２−４５７７３号公報）に開示される定量弁は、セラミック粒子を含有する粘性流体が移動する流路を備える弁本体と、流路内に摺動可能に挿通される圧送手段とを備え、この圧送手段が、駆動流体の給排により駆動され、その結果、流路の入口側から吸い込まれた一定量の粘性流体が、流路の出口側から圧送され、弁本体と圧送手段との摺動部分における少なくとも表層が、セラミック粒子と同等の硬さ又はそれ以上の硬さになっていることを特徴とするものである。

実開平５−７１５５６号公報特開２００２−４５７７３号公報

上述した特許文献１に開示される定量吐出装置では、微少量の流体を均一に定量吐出するために、シリンダ室と吐出ポートとを連通する第３の通路を形成すると共に、この第３の通路内に、その通路長を可変可能な螺旋状通路を形成し、この螺旋状通路によって前記シリンダ室より吐出される流体の速度を調整して脈流や途切れを起こさないようにしたものである。

しかしながら、微小量を吐出するにあたり、従来、例えば特許文献２で開示される定量弁のように、材料をピストン先端で材料を定量吐出する構造では、材料圧で流体を押し出す構造のため、径を細くするには限界がある。このため、特許文献１で開示されるように螺旋状通路を形成し、流体の速度を調整する構造では、構造、特に通路が複雑となるという問題点も生じる。

このため、本願発明は、高粘度の流体を、微小量で確実に吐出することのできる定量弁を提供するものである。

したがって、本願発明は、吸入ポートと吐出ポートが形成されるハウジングと、該ハウジングに装着される定量シリンダ装置と、前記吸入ポート及び前記定量シリンダ装置の間及び前記定量シリンダ装置及び吐出ポートの間を選択的に連通し遮断する切換機構とを具備し、前記定量シリンダ装置が、内部空間を画成するシリンダ部と、前記内部空間に移動可能に配置されるピストンと、調整ネジによって位置が調整され、前記ピストンのストロークを規制するストッパとを具備する定量弁において、前記定量シリンダ装置が、前記ピストンの外周面と前記シリンダ部の内周面との間に形成された吸入吐出空間を具備することにある。

前記ピストンの外周面と前記シリンダ部の内周面との間に吸入吐出空間を形成したことによって、微小容量の吸入吐出空間を容易に形成することができるものである。また、ピストンの径を変化させることによって容易に吸入吐出空間を変更することができるものである。

また、前記ピストンは、前記シリンダ部の内周面との間に吸入吐出空間を画成する第１の小径部と、該第１の小径部に続いて形成され、前記シリンダ部に摺接する大径部と、該大径部に続いて形成され、前記シリンダ部との間で背面空間を画成する第２の小径部とによって構成されることが望ましい。

さらに、前記背面空間は前記吸入ポートと所定の流路抵抗を介して常に連通すると共に、前記吸入吐出空間は前記切換機構を介して前記吸入ポート及び前記吐出ポートと選択的に連通し遮断されることが望ましい。

さらにまた、前記ピストンの両側には第１の空気空間と第２の空気空間が設けられると共に、前記ピストンを貫通して第１の空気空間と第２の空気空間とを連通する連通路が設けられ、いずれかの空気空間は大気を連通状態にあることが望ましい。

図１は、本願発明に係る定量弁の吸入行程を示した断面図である。図２は、定量弁に装着される定量シリンダ装置の断面図である。図３は、本願発明に係る定量弁の吐出行程を示した断面図である。

以下、この発明の実施例について、図面により説明する。

本願発明に係る定量弁１は、図１及び図３に示すように、吸入ポート２と吐出ポート３が形成されるハウジング４と、ハウジング４に装着される定量シリンダ装置５と、前記吸入ポート２と前記定量シリンダ装置５との間及び前記定量シリンダ装置５と吐出ポート３の間を選択的に連通し遮断する切換機構６とを具備する。

また、前記定量シリンダ装置５は、図２に示すように、内部空間５０を画成するシリンダ部５１と、前記内部空間５０に移動可能に配置されるピストン５２と、調整ネジ５３によって位置が調整され、前記ピストン５２のストロークを規制するストッパ５４とを具備する。

前記シリンダ部５１は、シリンダケース５１ａと、このシリンダケース５１ａに保持され、前記ピストンを摺動自在に保持するシリンダ５１ｂと、前記シリンダケース５１ａを保持すると共に前記ピストン５２を一端で摺動自在に保持するシリンダハウジング５１ｃとによって構成される。また、前記シリンダケース５１ａには、前記ピストン５２の一方の端部が移動する第１の空気空間５０ａが前記内部空間５０の一部として画成される。前記シリンダハウジング５１ｃの他方の端部にはリテーナ５５が螺着されて第２の空気空間５０ｂが画成され、さらにストッパ５４が収納される。また、前記調整ネジ５３は前記リテーナ５５に螺着される。さらにまた、前記第２の空気空間５０ｂは貫通孔５６を介して大気と連通される。

前記ピストン５２は、前記第１の空気空間５０ａに移動可能に貫通すると共に前記シリンダ５１ｂとの間に吸入吐出空間５０ｃを画成する第１の小径部５２ａと、この第１の小径部５２ａに続いて形成され、前記シリンダ５１ｂに摺動自在に配置される大径部５２ｂと、この大径部５２ｂの後方に位置して前記シリンダ５１ｂとの間に背面空間５０ｄを画成する第２の小径部５２ｃとによって構成される。また、前記第１の空気空間５０ａと第２の空気空間５０ｂを連通する空気連通路５２ｄがピストン５２を軸方向に貫通する。尚、前記第１の空気空間５０ａと前記吸入吐出空間５０ｃは、Ｏリング８１によって遮断され、前記吸入吐出空間５０ｃと前記背面空間５０ｄはＯリング８２によって遮断され、前記背面空間５０ｄと前記第２の空気空間５０ｂとはＯリング８３によって遮断される。

前記吸入吐出空間５０ｃは前記シリンダケース５１ａに形成された第１の連通路７０と連通し、前記背面空間５０ｄは、前記シリンダケース５１ａと前記シリンダハウジング５１ｃの間に形成された第２の連通路７１と連通する。この第２の連通路７１は前記第１の連通路７０に対して狭く形成されているため、第１の連通路７０よりも高い流路抵抗を有する。

前記ハウジング４には、前記定量シリンダ装置の第１の連通路７０と連通する連絡通路４０と、弁機構６１を介して前記連絡通路４０と吸入ポート２とを連通する第１の供給通路２１と、前記定量シリンダ装置５の第２の連通路７１と吸入ポート２とを連通する第２の供給通路２２と、前記弁機構６１を介して前記吐出ポート３と前記連絡通路４０とを連通する吐出通路３１とが形成される。

前記弁機構６１は、弁体６２と、この弁体６２の移動によって前記第１の供給通路２１及び前記吐出通路３１を開閉する弁座部６３とによって構成される。また、前記切換機構６は、この弁座部６３に対して前記弁体６２を移動させるピストンロッド６４と、ピストンロッド６４を移動させるための制御用ピストン６５とを具備し、制御用ピストン６５の上部空間６６に制御用空気を、空気出入口６７を介して出し入れすることによって制御用ピストン６５を上下に移動させ、前記弁体６２を移動させるものである。

以上の構成により、本願発明に係る定量弁１は、弁体６２が吐出通路３１を閉鎖し、第１の供給通路２１を開放した場合、吸入ポート２から流入する流体は、第１の供給通路２１及び第２の供給通路２２に流入するが、第１の供給通路２１の流路抵抗が第２の供給通路２２よりも低いことから、第１の供給通路２１から連絡通路４０及び第１の連通路７０を経て吸入吐出空間５０ｃに至り、ピストン５２を図面左方向に移動させ、吸入吐出空間５０ｃを拡大させる。この吸入吐出空間５０ｃに入る流体の量は、ストッパ５４によって規制されるピストン５２の移動量と、前記シリンダ５１ｂの内径と前記ピストン５２の外径の差によって設定される。このため、従来のピストン５２の先端前方の吸入空間を設ける場合と比べて微小空間を形成しやすいという利点を有する。

この状態において、前記弁体６２が移動して第１の供給通路２１を閉鎖し、吐出通路３１を開放した場合、吸入ポート２から流入する流体は第２の供給通路２１を介して前記背面空間５０ｄに流入し、ピストン５２を図面左方向に移動させるため、吸入吐出空間５０ｃの流体は、第１の連通路７０から連絡通路４０及び吐出通路３１を経て吐出ポート３から吐出されるものである。

また、ピストン５２の両側に形成された第１および第２の空気空間５０ａ，５０ｂを、ピストン５２を貫通する空気連通路５２ｄで連通するとともに、第２の空気空間５０ｂが貫通孔５６を介して大気と連通することから、ピストン５２は安定して動作することができるものである。

以上の構成により、本願発明に係る定量弁１によれば、ピストン５２の第１の小径部５２ａの周囲とシリンダ５１ｂとの間に容易に微小容量の吸入吐出空間５０ｃを形成することができるものである。また、ピストン５２の第１の小径部５２ａの径を変化させることによって基本的な微小容量の設定が可能であり、調整ネジ５３によってストッパ５４の位置を調整してピストン５２のストローク量を調整することによって微小容量の微細な調整が可能となるものである。

１定量弁
２吸入ポート
３吐出ポート
４ハウジング
５定量シリンダ装置
６切換機構
５０内部空間
５０ａ第１の空気空間
５０ｂ第２の空気空間
５０ｃ吸入吐出空間
５０ｄ背面空間
５１シリンダ部
５２ピストン
５２ａ第１の小径部
５２ｂ大径部
５２ｃ第２の小径部
５３調整ネジ
５４ストッパ

Claims

吸入ポートと吐出ポートが形成されるハウジングと、該ハウジングに装着される定量シリンダ装置と、前記吸入ポート及び前記定量シリンダ装置の間及び前記定量シリンダ装置及び吐出ポートの間を選択的に連通し遮断する切換機構とを具備し、前記定量シリンダ装置が、内部空間を画成するシリンダ部と、前記内部空間に移動可能に配置されるピストンと、調整ネジによって位置が調整され、前記ピストンのストロークを規制するストッパとを具備する定量弁において、
前記定量シリンダ装置が、前記ピストンの外周面と前記シリンダ部の内周面との間に形成された吸入吐出空間を具備し、前記ピストンが、前記シリンダ部の内周面との間に吸入吐出空間を画成する第１の小径部と、該第１の小径部に続いて形成され、前記シリンダ部に摺接する大径部と、該大径部に続いて形成され、前記シリンダ部との間で背面空間を画成する第２の小径部とによって構成されることを特徴とする定量弁。
前記背面空間は前記吸入ポートと所定の流路抵抗を介して常に連通すると共に、前記吸入吐出空間は前記切換機構を介して前記吸入ポート及び前記吐出ポートと選択的に連通し遮断されることを特徴とする請求項１記載の定量弁。
前記ピストンの両側には第１の空気空間と第２の空気空間が設けられると共に、前記ピストンを貫通して第１の空気空間と第２の空気空間とを連通する連通路が設けられ、いずれかの空気空間は大気と連通状態にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の定量弁。