JPS6325204B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、背圧検出器であつて、圧搾気体供給
用の流入通路と、流入通路に対して平行に位置し
てかつ戻り口を有する信号通路に制御信号を発生
するために、接近する被制御対象物と協働する流
出ノズル部とを有しており、流出ノズル部は、流
出ノズル部の流出開口を気密に閉鎖するために役
立つ環状面によつて取り囲こまれており、流入通
路は、接続孔を介して、流出ノズル部と開放状態
で連通する室に接続しており、該室は、信号通路
の戻り口に接続しており、接続孔と流出ノズルと
は同軸的に延びていてかつ接続孔の有効横断面
は、流出ノズル部の有効横断面よりも小さい形式
のものに関する。

本発明の背圧検出器は、液力式又は空気力式に
作動されるピストンシリンダユニツトにより往復
運動を行なう被制御対象物、例えば工作機械の往
復台、がその所定の終端位置に到達したときに背
圧検出器として構成された流体ノズル内に発生せ
しめられる背圧に基いてニユーマチツクパルス−
制御信号を発する信号発生器として働き、かつ同
時に、被制御対象物のストツパとしても働くもの
である。

従来の技術 この形式の背圧検出器の場合、圧力接続口と開
口部との間に連続的な結合が存在しているので、
例えば圧搾空気といつた制御媒体は、開口部が閉
鎖片によつて閉鎖されるまで絶えず開口部から流
出する。開口部が閉鎖片によつて閉鎖されると、
制御空気の戻り口への変向が生じて、その後にピ
ストンシリンダユニツトの切換が生じる。この公
知の形式の背圧検出器は制御空気が絶えず送出さ
れるので、著しい空気消費量が生じてしまうとい
う欠点がある。この空気消費量が大きいというこ
とのほかに、開口部から流出する制御空気の騒音
が特に静かな場所では不快に感ぜられるという欠
点がある。

さらに作業ユニツトのこの形式の切換をその作
業ユニツトの切換点において操作可能な三方向弁
を介して行なうことも公知である。公知の三方向
弁はしかしながら、その切換精度が不十分なもの
である、というのはこの三方向弁は場合によつて
は操作された弁棒を不正確に調節された所定の方
向路へ切換えてしまうからである。

本発明が解決すべき課題 本発明の課題は、制御媒体消費量を無視できる
ほど減少せしめて、しかも高い切換精度を有する
背圧検出器を提供することにある。

本発明の構成 上記技術的課題は、本発明によれば次のように
解決される。即ち、流入通路から室への接続孔
は、座着弁により閉鎖されており、座着弁は、被
制御対象物により、流出ノズル部の流出開口から
わずかに突出しているプツシユロツドを介して、
戻し力の作用に抗して開放可能であり、室は座着
弁と流出ノズル部との間の範囲において、狭小部
を形成しながら流出ノズル部へ向かつて先細りに
なつていることによる。本発明のこの構成により
空気消費量は最小に減少せしめられる、というの
は流出開口の閉鎖時点の少し前の時点に初めて空
気が流出するからである。したがつて空気の流出
間隔は極めて小さくなる。制御空気は切換の時点
にはすでに流れるので、切換精度は極めて高くな
る。さらに弁と違つて切換の時点においては使用
された制御媒体の慣性は克服しなければならない
ほどのものではない。空気消費量は本発明の背圧
検出器では従来のものと比較して約99％も減少す
るので、その消費量は無視できるものである。し
かも制御空気が短時間しか流出しないので非常に
静かな場所でも妨げとならない。さらに弁と違つ
て本発明の背圧検出器の場合切換は方向路とは無
関係におこなうことができる。

本発明の実施例によれば、弁機構の弁体は、有
利には１〜２mmだけ流出ノズル部の流出開口を取
り囲む端面から突出しているプツシユロツドと結
合されていることにより、構造的に簡単になつて
いる。この場合、プツシユロツドは流出ノズル部
を貫通して座着弁の弁部材に固着されている。本
発明によれば、座着弁の弁部材は、流出ノズル部
の流出開口を密封閉鎖する閉鎖片としての被制御
対象物自体によつて直接作動せしめられるので、
プツシユロツドの作動のために付加的な部材を作
業ユニツトに設ける必要はなくなる。

制御媒体としての圧搾気体が、弁機構が開かれ
た際、被制御対象物により流出ノズル部の流出開
口が閉鎖されていない限り、全て流出ノズル部を
通つて流出し、部分的にせよ決して戻り口を通つ
て流出しないようにするために、本発明では接続
孔が流出ノズル部と直接向かい合うように同軸的
に延びている。さらにプツシユロツドが通つてい
る接続孔の環状の有効横断面は流出ノズル部の環
状の有効横断面よりも小さく構成されている。こ
の構成により制御媒体は接続孔から、流出ノズル
部の開口が開放されている間、変向することなく
流出ノズル部へまつすぐに制御されかつこの時点
においては流出ノズル部の手前で制御媒体がせき
止められたり渦巻が発生したりすることがない。

信号発生器により発生するニユーマチツクパル
ス−制御信号は該被制御対象物の運動方向を切換
える切換装置を作動させるために役立つ。被制御
対象物、例えば工作機械の往復台、がプツシユロ
ツドに向つて運動している間は、流入通路から流
入した圧搾空気は、座着弁が閉鎖されていること
により、座着弁を経てさらに流入することはな
い。従つて戻り口に制御信号は発生しない。被制
御対象物がプツシユロツドに当接しかつこれを押
込むと、座着弁の弁体がその弁座から離され、そ
の結果該弁が開かれ、流入通路の圧搾空気は開か
れた弁機構を通り接続孔を経て、流出ノズル部手
前にある前記室内へ流入し、さらに、この場合流
出ノズル部の流出開口が被制御対象物によつて既
に閉鎖されていることにより、戻り口へニユーマ
チツクパルス−制御信号として流入する。上記の
ように、本発明の背圧検出器は、工作機械の往復
台又は一般に、往復運動を行なう対象物の、所定
の終端位置への到達を検出する必要のある場合
に、当該対象物の終端位置への到達を検出するた
めに広く使用されるものである。

本発明の有利な実施例では、流出ノズル部の開
口部を取り囲むシール面は焼入れされている。こ
れにより、切換を何度おこなつてもシール作用は
損なわれることなく、閉鎖片をキヤリツジにより
シール面へ運動せしめることができる。

有利には背圧検出器の外側に細目ねじ山が設け
られている。背圧検出器は作業ユニツトに向かい
合つて位置している保持部内で閉鎖片に対する間
隔と切換時点を正確に調節することができる。こ
れにより簡単な形式で調整可能な固定ストツパが
達成されうるのである。

図示の実施例 次に本発明の構成を図示の実施例に基づいて具
体的に説明する。例えば流出ノズルとして構成さ
れた本発明の背圧検出器１１は複動式の空気力式
ピストンシリンダ作業ユニツトを切換るために使
用される。このために背圧検出器１１は２つのホ
ース接続管片１２と１３とを有している。ホース
接続管片１２は流入通路１４を形成してかつ図示
されていない、連続的に供給される圧搾空気源と
接続されている。ホース接続管片１３は信号通路
として構成されかつ戻り口１５を有していてかつ
空気力式ピストンシリンダ作業ユニツトの図示さ
れていない切換装置と接続されている。さらに背
圧検出器１１はそのホース接続管片１２，１３と
反対側の端部に口金１６を有している。口金１６
は軸方向に延びる流出ノズル部１７を有してい
る。流出ノズル部１７は、作業ユニツトのピスト
ンと協働する、二重矢印Ａに従つて摺動可能な一
点鎖線で示した被制御対象物である閉鎖片２０に
よつて気密に閉鎖可能である。

ホース接続管片１２，１３はそれぞれ弁体１８
の孔内に軸方向で互いに並行にはめ込まれてい
る。弁体１８自体は、ケーシングとして構成され
たノズル体２１の孔１９内に例えばはめ込まれる
といつた形式でそう入されてそこに保持されてい
る。弁体１８と同様に円筒形状であるノズル体２
１は細目ねじ山２２を有している。この細目ねじ
山２２によりノズル体２１は図示されていない保
持部内にねじ込み可能であつてかつそこでこのノ
ズル体２１と協働する閉鎖片２０に対して軸方向
に調節可能である。

この調整可能な固定ストツパは、細目ねじ山２
２で取り付けられた２つのナツト２３によつて係
止することができる。ノズル体２１はそのホース
接続管片１２，１３と反対側の端面において、よ
り小さい外径を有する一体成形された口金１６に
移行する。口金１６は、中心の流出ノズル部１７
を取り囲む表面研削されかつ焼入れされたリング
形状のストツパ面２４を有している。このストツ
パ面２４に、流出ノズル部１７を気密に閉鎖する
閉鎖片２０が接触することになる。

弁体１８はそのノズル体２１内に配置されかつ
ホース接続管片１２，１３と反対側の端部に小径
のスリーブ状の一体成形部３１を有している。し
かも弁体１８はこの端部によりノズル体２１内の
孔１９の段部に軸方向で接触している。一体成形
部３１は、軸方向に弁体１８の内方端部へ続いて
いてかつ背圧検出器１１またはノズル体２１の縦
軸線２６に対して同心的で段付けされた盲孔２７
を有している。盲孔２７はその底部において弁体
１８内の小さな軸方向で偏心的な孔２８を介して
流入通路１４と接続している。一体成形部３１の
範囲内で、盲孔２７内にリング３２が気密にそう
入されている。リング３２はその内側のリング面
に一体成形されかつ先端が突出しているリング状
の弁座３３を有している。リング３２の軸方向に
延びる中心の孔３４からプツシユロツド３６が突
出しており、このプツシユロツド３６はその自由
作動端部において流出ノズル部１７を貫通してか
つ口金１６のストツパ面２４から有利には１〜２
mmだけ突出している。プツシユロツド３６の盲孔
２７内に配置された端部は弁ピストン３７と固定
的に結合されている。弁ピストン３７は休止位置
においては圧縮ばね３８の作用下で弁座３３に気
密に接触している。この際、圧縮ばね３８はその
一方の端部により弁ピストン３７の直径の小さな
一体成形部を取り囲んでおりかつその他方の端部
は盲孔２７の底部の範囲における段部に支持され
ている。弁ピストン３７はさらに盲孔２７の内壁
と弁座３３との間でかつその周面の一個所に軸方
向の溝３７′を有している。プツシユロツド３６
と流出ノズル部１７に正確に向かい合つているリ
ング３２の接続孔３４との間の作用リング面はプ
ツシユロツド３６と流出ノズル部１７との作用リ
ング面よりも小さく構成されている。

弁体１８のスリーブ状の一体成形部３１とノズ
ル体２１の孔１９との間に環状の室部分３９が形
成されている。室部分３９は流出ノズル部１７の
方向で円すい状に先細になつている室部分４１に
移行している。この際、孔１９のテーパ状の内面
と一体成形部３１の自由端部との間に、リング形
状の狭小部４２が存在する。弁体１８はその小さ
な偏心孔２８と反対側の範囲内に、偏心的に軸方
向に延びる溝４３を有している。溝４３は一方の
端部ではリング形状の室３９と他方の端部では戻
り口１５と接続している。この際、溝４３はノズ
ル体２１の内壁部によりその周面を閉鎖されてい
る。

作 用 次に本発明の背圧検出器の作用形式を説明す
る。図示されていない作業ユニツトの被制御対象
物である閉鎖片２０がプツシユロツド３６に接触
しかつ背圧検出器１１方向に運動しようとしてい
る図面に示した状態では、圧力が流入通路１４内
および弁ピストン３７に生じる。弁ピストン３７
はしかしながら圧力方向で弁座に接触しかつ、流
出ノズル部１７と戻り口１５とに接続しているリ
ング開口部として構成された接続孔３４を閉鎖し
ている。閉鎖片２０が更に運動すると、プツシユ
ロツド３６は焼入れされたストツパ面２４に閉鎖
片２０がぶつかる直前まで運動または摺動するの
で、弁ピストン３７は弁座３３から離れてリング
開口部として構成された接続孔３４を解放する。
流入口に生じた圧搾空気は接続孔３４および流出
ノズル部１７を通つてノズル体２１から出て行
く。接続孔３４と流出ノズル部１７との面積比率
および戻り口１５への接続部の特別な配置または
変向および狭小にすることにより、流入通路１４
により供給された圧搾空気はほぼ全部流出ノズル
部１７から出て行き、渦巻等によつて戻り口１５
へ変向することはない。閉鎖片２０がさらに運動
すると、ストツパ面２４にシール接触して流出ノ
ズル部１７をほぼ気密に閉鎖する。この時点にお
いても接続孔３４は開放されているが、流出ノズ
ル部１７は閉鎖されているので、供給された圧搾
空気は、流出ノズル部１７の前方、つまり円すい
形の室部分４１内でせき止めされかつ戻り口１５
へ変向していく。この変向した圧搾空気はさらに
図示されていない、作業ユニツトの切換を生ぜし
める切換装置へ導かれる。その後で作業ピストン
と結合された閉鎖片２０は戻り運動せしめられか
つストツパ面２４から離れる。閉鎖片２０が戻り
運動の際には上記行程は逆の形式でおこなわれ
る。即ち、圧搾空気は流出ノズル部１７が解放さ
れるや否や、再び流出ノズル部１７によつて導か
れてかつ接続孔３４は圧縮ばね３８の作用下で戻
し案内されてきた弁ピストン３７により再び気密
に閉鎖される。切換装置はしたがつて比較的短い
切換圧搾空気パルスを有している。本発明の背圧
検出器１１の場合、切換に使用する圧搾空気は切
換の時点にすでに流入状態にあるので、例えば約
３／１００秒の非常に高い切換精度が達成されうる。
さらに空気消費量は制御空気の短時間の送出によ
つて最小に制限されている。さらに細目ねじ山２
２により切換の時点または位置的な状態は非常に
正確に調節可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の背圧検出器の１実施例の縦断面
図である。 １１……背圧検出器、１２，１３……ホース接
続管片、１４……流入通路、１５……戻り口、１
６……口金、１７……流出ノズル部、１８……弁
体、１９……孔、２０……閉鎖片、２１……ノズ
ル体、２２……細目ねじ山、２４……ストツパ
面、２６……縦軸線、２７……盲孔、２８……
孔、３１……一体成形部、３２……リング、３３
……弁座、３４……接続孔、３６……プツシユロ
ツド、３７……弁ピストン、３７′……溝、３８
……圧縮ばね、３９……室部分、４１……室部
分、４２……狭小部、４３……溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 背圧検出器であつて、圧搾気体供給用の流入
   通路と、流入通路に対して平行に位置してかつ戻
   り口を有する信号通路に制御信号を発生するため
   に、接近する被制御対象物と協働する流出ノズル
   部とを有しており、流出ノズル部は、流出ノズル
   部の流出開口を気密に閉鎖するために役立つ環状
   面によつて取り囲こまれており、流入通路は、接
   続孔を介して流出ノズル部と開放状態で連通する
   室に接続しており、該室は、信号通路の戻り口に
   接続しており、接続孔と流出ノズル部とは同軸的
   に延びていてかつ、接続孔の有効横断面は、流出
   ノズル部の有効横断面よりも小さい形式のものに
   おいて、流入通路１４から室３９，４１への接続
   孔３４は、座着弁３２，３７により閉鎖されてお
   り、座着弁３２，３７は、被制御対象物２０によ
   り、流出ノズル部１７の流出開口からわずかに突
   出しているプツシユロツド３６を介して、戻し力
   の作用に抗して開放可能であり、室３９，４１は
   座着弁３２，３７と流出ノズル部１７との間の範
   囲において、狭小部４１を形成しながら流出ノズ
   ル部１７へ向かつて先細りになつていることを特
   徴とする背圧検出器。 ２ 室が、座着弁３２，３７と接続孔３４とを取
   り囲こむ環状の室部分３９と円すい状に先細りに
   なつた室部分４１とを有する特許請求の範囲第１
   項記載の背圧検出器。 ３ 流入通路１４と信号通路とは、ノズル体２１
   の縦軸線２６の対向する両側に位置している特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の背圧検出
   器。 ４ 戻し力が部分的に圧縮ばね３８により生じる
   特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
   １項記載の背圧検出器。 ５ 流出ノズル部１７を取り囲こむ環状の面２４
   が、被制御対象物２０のための調節可能なストツ
   パ面として役立ち、ストツパとして役立つ環状の
   面２４の調節のために、背圧検出器の外周面に細
   目ねじ山２２が設けられている特許請求の範囲第
   １項から第４項までのいずれか１項記載の背圧検
   出器。