TW201700889A - 流路單元及切換閥 - Google Patents

流路單元及切換閥 Download PDF

Info

Publication number
TW201700889A
TW201700889A TW105113711A TW105113711A TW201700889A TW 201700889 A TW201700889 A TW 201700889A TW 105113711 A TW105113711 A TW 105113711A TW 105113711 A TW105113711 A TW 105113711A TW 201700889 A TW201700889 A TW 201700889A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
flow path
valve
pressure
piston
compressed air
Prior art date
Application number
TW105113711A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI678488B (zh
Inventor
大島雅之
幡野勝士
Original Assignee
Ｓｍｃ股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｓｍｃ股份有限公司 filed Critical Ｓｍｃ股份有限公司
Publication of TW201700889A publication Critical patent/TW201700889A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI678488B publication Critical patent/TWI678488B/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/021—Valves for interconnecting the fluid chambers of an actuator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/10—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit
    • F16K11/20—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit operated by separate actuating members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/042—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/06—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor involving features specific to the use of a compressible medium, e.g. air, steam
    • F15B11/064—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor involving features specific to the use of a compressible medium, e.g. air, steam with devices for saving the compressible medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
    • F15B13/0402—Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0416—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor with means or adapted for load sensing
    • F15B13/0417—Load sensing elements; Internal fluid connections therefor; Anti-saturation or pressure-compensation valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/42—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid by means of electrically-actuated members in the supply or discharge conduits of the fluid motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/2496—Self-proportioning or correlating systems
    • Y10T137/2544—Supply and exhaust type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Multiple-Way Valves (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

切換裝置(10A)的流路單元(26)包括裝設於流路主體(60)之第二流路(62)中的節能閥機構(66)。該節能閥機構(66)具有包括一活塞部(76)及一閥構件(78)的一活動體(74)，以及彈性偏壓該活動體(74)的彈性構件(80)。在壓縮空氣供給至該第二流路(62)的時候，當基於第一流路(61)之壓力作用於該活塞部(76)的力變成小於該彈性構件(80)的偏壓力，由於該彈性構件(80)的該偏壓力，該活動體(74)移到用於阻斷該第二流路(62)的關閥位置。

Description

流路單元及切換閥
本發明係有關於使用於備有氣缸之氣動系統的流路單元及切換裝置。
在各種自動化機械中廣泛用作氣動致動器的氣缸中，桿體所固定之活塞係藉由壓縮空氣在各自壓力腔室中的供給和排放而往復運動。另外，一般而言，壓縮空氣相對於此類氣缸的供給和排放係通過切換裝置來完成。
順便提及，在前述氣缸中，在以活塞的往復運動來進行工作的工作行程期間，由於外部負載施加至桿體，需要大驅動力。與其對比，在活塞回位到原始位置時的回位行程期間，由於前述外部負載不施加至桿體，回位行程藉由比在工作行程期間較小的驅動力所完成。該驅動力取決於供給至壓力腔室之壓縮空氣的壓力位準。藉由減少在回位行程時的壓力，可實現節省空氣消耗量。
因此，為了解決上述問題，日本早期公開專利公開號2013-024345已提出一種節能閥。該節能閥裝備有主閥體，於該主閥體中形成有閥孔、空氣供給通口、 第一輸出通口、第二輸出通口、以及排氣通口，單一閥心(single spool)可滑動地插入該閥孔，且使第一輸出通口及第二輸出通口各自連接至該空氣供給通口或該排氣通口，使該閥心由第一位置切換到第二位置的閥心驅動部，以及壓力調節活塞具有用來自第二輸出通口之壓力作用於其上且施加彈性偏壓力於其上的壓力接受面。對應至第二輸出通口的壓力，該閥心經移動成可改變由空氣供給通口通到第二輸出通口之流路的橫截面面積，藉此該閥心設定第二輸出通口的壓力至小於壓縮空氣由空氣供給通口供給之壓力的設定壓力。
關於上述習知技術，已創造本發明，其目標為提供有優異可用性的流路單元和切換裝置，由於節省空氣消耗量而能夠抑制運行成本及初始成本，且有簡單結構。
為了實現上述目標，根據本發明，提供一種流路單元，其使用於裝備有氣缸的氣動系統，該氣缸經組配成藉由引進壓縮空氣至第一壓力腔室中以進行活塞的工作行程，以及藉由引進壓縮空氣至第二壓力腔室中以進行該活塞的回位行程，該流路單元包括：流路主體，包含有連接至該第一壓力腔室之第一流路及連接至該第二壓力腔室之第二流路；以及節能閥機構(energy-saving valve mechanism)，裝設於在流路主體之內部之第二流路中，該節能閥機構經組配成可在該第二流路的開放和阻斷之間切 換；其中該節能閥機構包括：活動體，含有活塞部及閥構件，該活塞部經組配成接受該第一流路的壓力，該閥構件經組配成與該活塞部一體地移動；以及彈性構件，經組配成朝一方向可彈性偏壓該活動體以阻斷該第二流路。在此情形下，在壓縮空氣供給至該第二流路的時候，當基於該第一流路之壓力而作用於該活塞部的力變成大於該彈性構件的偏壓力時，該活動體反抗該彈性構件之偏壓力而移到用於開放該第二流路的開閥位置，然而當基於該第一流路之壓力而作用於該活塞部的力變成小於該彈性構件的偏壓力時，由於彈性構件的偏壓力，該活動體移到用於阻斷該第二流路的關閥位置。
根據如上述所構成的流路單元，在氣缸的回位行程期間，當活塞到達行程末端(stroke end)時，由於第二流路被節能閥機構阻斷，引進氣缸之第二壓力腔室的任何多餘壓縮空氣會被阻斷，以及第二壓力腔室的壓力上升停止。結果，由於節省在回位行程時的空氣消耗量，可抑制運行成本。此外，由於流路單元可疊在切換裝置下面，有助於實現隨後添加組件之便利性，再者，例如在欲顛倒氣缸之工作行程側及回位行程側的情形的修改變得有可能實現。
在上述流路單元中，當壓縮空氣供給至第一流路時，由於第一流路作用於活塞部的壓力，該活動體反抗該彈性構件之偏壓力而被移到關閥位置。
由於此結構，由於壓縮空氣的壓力用來作 為用於操作該活動體至開閥位置的先導壓力，在壓縮空氣供給至該第一流路以便在氣缸中完成工作行程時該第二流路自動處於開放狀態。結果，允許來自氣缸的廢氣流動通過該第二流路，以及可進行氣缸的工作行程而沒有任何問題。
在上述流路單元中，該流路主體可包括該活動體可滑動地配置於其中的滑孔(slide hole)，以及該滑孔可由該活塞部分隔成第一流路與第二流路。
根據此組態，產生第一流路作用於活動體之壓力的機構可用簡單結構實現。
在上述流路單元中，襯料(packing)可裝在該活塞部的外周部上，以及在該襯料的兩側上可各自安裝有耐磨環(wear ring)。
在上述流路單元中，更可提供經組配成在壓縮空氣未被供給至第一流路或第二流路時可阻斷第一流路的安全閥機構。在此情形下，該安全閥機構可包括：經組配成可在用於阻斷第一流路的位置與用於開放第一流路的位置之間移動的閥部(valve portion)；經組配成可朝向關閥位置彈性偏壓該閥部的偏壓構件；以及活動構件，包括活塞部且經配置成可該流路主體之內部移動，其中當壓縮空氣被供給至第二流路時，藉由接受該壓縮空氣的一壓力，該活動構件使該閥部移到開放第一流路的位置。
由於此結構，於該氣缸之工作期間在供給壓力至該流路單元變成零的情形下，通過該安全閥機構的 操作阻斷該第一流路。結果，在氣缸經配置成其活塞桿朝下的組態中，在供給壓力於該第二流路被阻斷之後變成零的情形下，由於空氣被阻斷，有可能防止氣缸的掉落。另外，藉由提供安全閥機構，在該氣缸經配置成其活塞桿朝上用以升高工件的情形下，即使供給壓力減到零，仍可防止氣缸的掉落(更詳細的話，其活塞及活塞桿的掉落)。
在上述流路單元中，該流路主體可包括：容納有安全閥機構之活塞部於其中的第一容置腔室；經組配成可提供該第二流路與該第一容置腔室之連通的第一連通通道；容納節能閥機構之活塞部於其中的第二容置腔室；以及經組配成可提供該第一流路與該第二容置腔室之連通的第二連通通道。
根據此組態，可用簡單結構實現備有用該第一流路之壓力操作之節能閥機構以及用該第二流路之壓力操作之安全閥機構的流路單元。
此外，根據本發明，可提供一種切換裝置，其使用於裝備有氣缸的氣動系統，該氣缸經組配成藉由引進壓縮空氣至第一壓力腔室中以進行活塞的工作行程，以及藉由引進壓縮空氣至第二壓力腔室中以進行該活塞的回位行程，該切換裝置包括：主閥單元，包含由壓力供給源供給有壓縮空氣之空氣供給通口、第一輸出通口、第二輸出通口、排氣通口、以及經組配成可在軸向滑動的閥心，其中取決於該閥心在軸向的位置，該主閥單元係在用於使該空氣供給通口與該第一輸出通口處於連通的狀態下進行 操作，以及在用於使該空氣供給通口與該第二輸出通口處於連通的狀態下進行操作；以及連接至該主閥單元的流路單元。在此情形下，該流路單元可包括：流路主體，其包括連接至該第一壓力腔室的第一流路，以及連接至該第二壓力腔室的第二流路，該第一流路與該第一輸出通口連通，以及該第二流路與該第二輸出通口連通；以及裝設於在該流路主體之內部之第二流路中的節能閥機構，該節能閥機構經組配成在該第二流路的開放和阻斷之間切換。此外，該節能閥機構可包括：含有活塞部及閥構件的活動體，該活塞部經組配成接受該第一流路的壓力，該閥構件經組配成與該活塞部一體地移動；以及彈性構件，經組配成可朝一方向彈性偏壓該活動體以阻斷該第二流路。在此配置中，在壓縮空氣被供給至該第二流路的時候，當基於該第一流路之壓力而作用於該活塞部的力變成大於該彈性構件的偏壓力，該活動體反抗該彈性構件之偏壓力移到用於開放第二流路的開閥位置，然而當基於該第一流路之壓力而作用於該活塞部的力變成小於彈性構件的偏壓力時，由於彈性構件的偏壓力，該活動體移到用於阻斷該第二流路的關閥位置。
根據本發明的流路單元及切換裝置，由於節省空氣消耗量，可抑制運行成本及初始成本，而且有簡單結構，該流路單元及該切換裝置有優異的實用性。
由以下結合附圖的說明可更加明白本發明的以上及其他目標、特徵及優點，其中係舉例圖示本發明 的較佳具體實施例。
10A、10B‧‧‧切換裝置
12A、12B‧‧‧氣動系統
14‧‧‧氣缸
16‧‧‧活塞腔室
16A‧‧‧第一壓力腔室
16B‧‧‧第二壓力腔室
18‧‧‧缸管
20‧‧‧活塞
22‧‧‧活塞桿
23‧‧‧壓力作用腔室
24‧‧‧主閥單元
26、100‧‧‧流路單元
28‧‧‧閥體
30‧‧‧閥心
34‧‧‧閥孔
36‧‧‧空氣供給通口
38‧‧‧第一輸出通口
39‧‧‧中空圓柱形導引套筒
40‧‧‧第二輸出通口
41‧‧‧管狀構件
42‧‧‧第一排氣通口
44‧‧‧第二排氣通口
46‧‧‧凹入第一環狀流動路徑
48‧‧‧凹入第二環狀流動路徑
50a至50e‧‧‧側孔
51‧‧‧驅動活塞
51a‧‧‧襯料
52‧‧‧電磁閥
53‧‧‧連通通道
55‧‧‧回位活塞
55a‧‧‧襯料
59‧‧‧連通通道
60‧‧‧流路主體
60a‧‧‧主要流路構件
60b、60c‧‧‧端板
61、101‧‧‧第一流路
62、102‧‧‧第二流路
66‧‧‧節能閥機構
68‧‧‧引進通道
70‧‧‧第一排氣通道
71‧‧‧滑孔
72‧‧‧第二排氣通道
73‧‧‧壓力作用腔室
74‧‧‧活動體
76‧‧‧活塞部
78‧‧‧閥構件
79‧‧‧環形分隔構件
80‧‧‧彈性構件
82‧‧‧滑孔
84‧‧‧環形襯料
85‧‧‧耐磨環
86‧‧‧壓力接受面
88‧‧‧桿部
88a‧‧‧小直徑部份
88b‧‧‧大直徑部份
90‧‧‧環狀襯料
92‧‧‧襯料固定器
96‧‧‧承座構件
100‧‧‧流路單元
101‧‧‧第一流路
102‧‧‧第二流路
104‧‧‧流路主體
104a至104e‧‧‧第一至第五構件
106‧‧‧安全閥機構
108‧‧‧引進通道
114‧‧‧閥部
116‧‧‧偏壓構件
118‧‧‧活動構件
120‧‧‧盤形襯料
122‧‧‧襯料固定器
123‧‧‧管狀構件
125‧‧‧多個側孔
126‧‧‧活塞部
127‧‧‧壓力接受面
128‧‧‧第一容置腔室
130‧‧‧第一連通通道
132‧‧‧環形第一襯料
133‧‧‧桿部
134‧‧‧第二容置腔室
135‧‧‧環形第二襯料
136‧‧‧第二連通通道
140‧‧‧管狀構件
142‧‧‧多個側孔
144‧‧‧環形襯料
A、B‧‧‧方向
P‧‧‧供給壓力
第1圖的外形示意圖(第一操作解釋圖)圖示備有根據本發明第一具體實施例之切換裝置的氣動系統；第2圖為第1圖之氣動系統的第二操作解釋圖；第3圖為第1圖之氣動系統的第三操作解釋圖；第4圖為第1圖之氣動系統的第四操作解釋圖。
第5圖的外形示意圖(第一操作解釋圖)圖示備有根據本發明第二具體實施例之切換裝置的氣動系統；第6圖為第5圖之氣動系統的第二操作解釋圖；第7圖為第5圖之氣動系統的第三操作解釋圖；以及第8圖為第5圖之氣動系統的第四操作解釋圖。
以下參考附圖提出及詳述根據本發明之流路單元及切換裝置的第一及第二較佳具體實施例。第二具體實施例中提供功能及效果與第一具體實施例相同的構成元件都用相同的元件符號表示，以及省略此類特徵的詳細說明。
[第一具體實施例]
根據本發明第一具體實施例圖示於第1圖的切換裝置10A係使用於備有氣缸14的氣動系統12A。氣缸14包括活塞腔室16形成於其中的缸管18，經配置成可在缸管18內部中滑動往復運動的活塞20，以及連接至活塞20的活 塞桿22。
藉由活塞20，活塞腔室16分隔成第一壓力腔室16A與第二壓力腔室16B。在氣缸14中，藉由供給至第一壓力腔室16A的壓縮空氣，進行用以實現工作的工作行程，以及藉由供給至第二壓力腔室16B的壓縮空氣，進行使活塞20回到初始位置的回位行程。
切換裝置10A包含：用於切換來自未圖示壓力供給源(空氣壓縮機或其類似者)之壓縮空氣相對於氣缸14的供給和排放的主閥單元24，以及連接至主閥單元24的流路單元26。
主閥單元24包括：閥體28，經配置成可在閥體28內軸向往復滑動的閥心30，以及連同閥心30而對驅動活塞51進行驅動的電磁閥52。在閥體28中，形成閥孔34、空氣供給通口36、第一輸出通口38、第二輸出通口40、第一排氣通口42以及第二排氣通口44。閥心30插入閥孔34內。
閥孔34經形成以軸向穿過閥體28，以及閥心30經配置藉此可在閥孔34內部往復滑動。在本具體實施例的情形下，閥孔34藉由以固定方式設置於閥體28內部中的中空圓柱形導引套筒39的中空部所構成。
在前述導引套筒39中，裝設各自對應至空氣供給通口36、第一輸出通口38、第二輸出通口40、第一排氣通口42及第二排氣通口44的側孔50a至50e。空氣供給通口36、第一輸出通口38、第二輸出通口40、第一 排氣通口42、及第二排氣通口44通過各自側孔50a至50e與閥孔34連通。
取代單獨提供的第一排氣通口42及第二排氣通口44，閥體28中提供單一共用排氣通口。
壓縮空氣由壓力供給源供給至空氣供給通口36。對應至閥心30的位置，通過裝設於閥心30上的凹入第一環狀流動路徑46，第一輸出通口38能夠與空氣供給通口36及第一排氣通口42選擇性地連通。對應至閥心30的位置，通過裝設於閥心30上的凹入第二環狀流動路徑48，第二輸出通口40能夠與空氣供給通口36及第二排氣通口44選擇性地連通。第一環狀流動路徑46及第二環狀流動路徑48在閥心30上設置在軸向的不同位置。
取決於閥心30在軸向的位置，主閥單元24在第一切換狀態與第二切換狀態之間操作，其中，在處於第一切換狀態時，空氣供給通口36及第一輸出通口38處於連通，同時第二輸出通口40及第二排氣通口44亦處於連通(第2圖)，以及在處於第二切換狀態時，空氣供給通口36及第二輸出通口40處於連通，同時與第一輸出通口38及第一排氣通口42亦處於連通(第1圖)。在處於第一切換狀態時，空氣供給通口36及第二輸出通口40不處於連通。在處於第二切換狀態時，空氣供給通口36及第一輸出通口38不處於連通。以下，閥心30在處於第一切換狀態時的軸向位置會稱為“第一位置”，以及閥心30在處於第二切換狀態時的軸向位置會稱為“第二位置”。
在圖示實施例中，空氣供給通口36、第一輸出通口38、第二輸出通口40、第一排氣通口42及第二排氣通口44設置在閥體28的同一側。在一變體中，空氣供給通口36、第一輸出通口38、第二輸出通口40、第一排氣通口42及第二排氣通口44可以分散的方式設置於閥體28內的一側及另一側。例如，第一輸出通口38及第二輸出通口40可設置於閥體28的一側，而空氣供給通口36、第一排氣通口42及第二排氣通口44可設置於閥體28的另一側。
配置成可沿著閥心30軸向滑動的驅動活塞51經設置成可在裝設於閥體28內部中之管狀構件41的內部滑動，以及在管狀構件41的外周面上安裝襯料51a。電磁閥52經構造成可產生供給自空氣供給通口36之壓縮空氣的壓力(供給壓力P)以在與閥心30相反的側面上作用於驅動活塞51的表面，以藉此驅動驅動活塞51。在電磁閥52內部中的流路通過形成於閥體28中的連通通道53與空氣供給通口36連通。電磁閥52的切換是在有電流供給它而打開時，允許壓縮空氣流入壓力作用腔室23，以及在取消電流供給而關閉時，將壓力作用腔室23內部的空氣排到外部。
此外，在閥體28的內部中，回位活塞55經配置成可作用於閥心30以基於空氣供給通口36的壓力(供給壓力P)在B方向施力。回位活塞55經配置成在形成於閥體28中之滑孔71的內部的閥心30的軸向中可滑動。 襯料55a裝在回位活塞55的外周部上。由於滑孔71被回位活塞55封閉，在滑孔71的內部中形成壓力作用腔室73。
提供空氣供給通口36與壓力作用腔室73之連通的連通通道59形成於閥體28中。空氣供給通口36的壓力通過連通通道59作用於回位活塞55的壓力接受面。結果，回位活塞55基於空氣供給通口36的壓力在B方向偏壓閥心30。前述驅動活塞51的壓力接受面積大於回位活塞55的壓力接受面積。
流路單元26包括流路主體60，其中形成：與第一輸出通口38連通的第一流路61以及與第二輸出通口40連通的第二流路62，以及裝設於在流路主體60內部之第二流路62中的節能閥機構66。
流路主體60藉由組裝多個主體元件在一起所形成。就本具體實施例而言，流路主體60包括主要流路構件60a以及配置於主要流路構件60a兩側上的端板60b、60c。
在流路主體60中更形成：與主閥單元24之空氣供給通口36連通以及從壓力供給源通過它引進壓縮空氣的引進通道68，與第一排氣通口42連通以及通過它由第一壓力腔室16A流出排氣的第一排氣通道70，以及通過它由第二壓力腔室16B流出排氣的第二排氣通道72。
第一流路61為與氣缸14之第一壓力腔室16A流體連接的流路，使得當主閥單元24在前述第一切換狀態(第2圖)下操作時，由壓力供給源引進壓縮空氣通過 主閥單元24之第一輸出通口38，以及壓縮空氣供給至氣缸14之第一壓力腔室16A。此外，在第一流路61中，當主閥單元24在前述第二切換狀態(第1圖)下操作時，由氣缸14之第一壓力腔室16A引進排氣，以及引導排氣至主閥單元24之第一輸出通口38。
第二流路62為與氣缸14之第二壓力腔室16B流體連接的流路，使得當主閥單元24在前述第一切換狀態下操作時，由氣缸14之第二壓力腔室16B引進排氣，以及引導排氣至主閥單元24之第二輸出通口40。此外，在第二流路62中，當主閥單元24在前述第二切換狀態下操作時，引導來自壓力供給源的壓縮空氣通過主閥單元24之第二輸出通口40，以及供給壓縮空氣至氣缸14之第二壓力腔室16B。
節能閥機構66備有包括活塞部76及閥構件78的活動體74，以及在一方向彈性偏壓活動體74以阻斷第二流路62的彈性構件80(在圖示實施例中，為盤簧)。活動體74經配置成能夠形成於流路主體60中的滑孔82中往復滑動，以及環形襯料84裝在活動體74之活塞部76的外周部上。
襯料84的外周面沿著整個圓周在形成滑孔82的內周面上保持密切接觸，以及從而形成氣密密封件。滑孔82用活塞部76氣密地分隔成第一流路61與第二流路62。活塞部76包括接受第一流路61之壓力的壓力接受面86。此外，在襯料84的兩側(亦即，壓力接受面86側與桿 部88側)上，例如由硬樹脂構成的耐磨環85裝在活塞部76的外周部上。
比活塞部76窄的桿部88係由相反於活塞部76的壓力接受面86的活塞部76之側伸出。桿部88包括小直徑部份88a與大直徑部份88b。在滑孔82中，裝在閥構件78側上的環形分隔構件79多於裝在活塞部76側上的，其中密封構件(O環)係裝在它的內周、外周部份上。在分隔構件79外周側上的密封構件與滑孔82的內周面保持密切接觸，以及在分隔構件79內周側上的密封構件與桿部88的大直徑部份88b保持密切接觸。結果，第二流路62的壓力不作用於活塞部76。閥構件78以固定方式連接至桿部88的延伸端。
閥構件78包括由彈性體構成的環狀襯料90，例如，橡膠材料或彈性體材料或其類似者，以及固持襯料90的襯料固定器(packing holder)92。在流路主體60的內部中，設置與襯料90面對面的承座構件(seat member)96。在襯料90坐在承座構件96上的狀態時，第二流路62被阻斷。在襯料90與承座構件96分離時，第二流路62被開放。
在本具體實施例中，彈性構件80配置於活動體74相對於閥構件78的對面上，以及向活動體74側彈性偏壓閥構件78。當第一流路61在大氣壓力時，閥構件78由彈性構件80之偏壓力壓抵承座構件96。當用於基於第一流路61作用於壓力接受面86之壓力使活動體74在A 方向移動的移動力變成大於彈性構件80之偏壓力(彈性力)時，活動體74在A方向反抗彈性構件80之偏壓力移動。結果，閥構件78(襯料90)與承座構件96分離，以及第二流路62被開放。當用於基於第一流路61作用於壓力接受面86之壓力使活動體74在A方向移動的移動力變成小於彈性構件80之偏壓力(彈性力)時，彈性構件80之偏壓力使活動體74在B方向移動。結果，閥構件78(襯料90)坐在承座構件96上，以及第二流路62再度被阻斷。
接下來，描述備有如上述構成之流路單元26之切換裝置10A的操作及效果。
在第1圖中，儘管來自壓力供給源的壓縮空氣正在供給至空氣供給通口36，電磁閥52仍處於關斷狀態，以及主閥單元24的閥心30位於第二位置，以及活動體74在彈性構件80之偏壓力的作用下位於關閉位置。此外，氣缸14－的活塞20位於初始位置(在回位側上的行程末端)，以及維持在仍有少量空氣壓力殘留在第二壓力腔室16B中的狀態。
由圖示於第1圖的狀態可見，當電磁閥52處於開啟狀態時，供給至空氣供給通口36之壓縮空氣的壓力(供給壓力P)施加於驅動活塞51的壓力接受面上，藉此用驅動活塞51在A方向壓迫閥心30。結果，如第2圖所示，閥心30移到空氣供給通口36與第一輸出通口38處於連通且第二輸出通口40與第二排氣通口44處於連通的位置。
此外，在此情形下，儘管供給壓力P也通過連通通道59施加於回位活塞55上，由於驅動活塞51的壓力接受面積大於回位活塞55的壓力接受面積，驅動活塞51在A方向壓迫閥心30的力大於回位活塞55在B方向壓迫閥心30的力。結果，如上述，驅動活塞51可導致閥心30反抗回位活塞55在B方向的壓迫力在A方向移動。
伴隨閥心30以此方式的運動，供給至空氣供給通口36的壓縮空氣通過流路主體60的第一輸出通口38及第一流路61引進氣缸14之第一壓力腔室16A。此外，此時，藉由在第一流路61中流動之壓縮空氣的壓力(供給壓力P)作用於活動體74之活塞部76的壓力接受面86，活動體74反抗彈性構件80之偏壓力朝向開閥位置移動，藉此第二流路62被開放。
結果，伴隨壓縮空氣引進氣缸14之第一壓力腔室16A，氣缸14進行工作行程以推進活塞桿22。此時，由於第二輸出通口40及第二排氣通口44在主閥單元24中連通，以及第二流路62在流路單元26中開放，累積於氣缸14之第二壓力腔室16B中的空氣通過第二流路62流入第二輸出通口40，以及進一步通過第二排氣通口44及第二排氣通道72排到外部。結果，用維持在開啟狀態的電磁閥52，如第3圖所示，氣缸14的活塞20移到在工作側上的行程末端且停止。
接下來，當電磁閥52在壓縮空氣維持供給至空氣供給通口36時關掉，如第4圖所示，伴隨閥心30 移到第二位置，空氣供給通口36與第二輸出通口40會處於連通，以及第一輸出通口38與第一排氣通口42處於連通。此時，由於第一流路61之壓力在A方向作用於活動體74的力仍大於彈性構件80之偏壓力。因此，活動體74反抗彈性構件80之偏壓力而位於開閥位置，藉此維持第二流路62的開放。
結果，伴隨壓縮空氣引進氣缸14之第二壓力腔室16B，氣缸14進行縮回活塞桿22的回位行程。此時，累積於氣缸14之第一壓力腔室16A中的空氣通過第一流路61流入第一輸出通口38，以及進一步通過第一排氣通口42及第一排氣通道70排到外部。
此外，伴隨氣缸14的活塞20到達在回位側上的行程末端，由於第一流路61之壓力作用於活動體74的力變成小於彈性構件的偏壓力，使得如第1圖所示，活動體74在彈性構件80的偏壓作用下移到關閥位置。結果，第二流路62被阻斷。以此方式，藉由阻斷第二流路62，壓縮空氣進入氣缸14之第二壓力腔室16B的供給被阻斷。結果，在氣缸14的活塞20已到達在回位側上的行程末端之後，由於不供給多餘的壓縮空氣至氣缸14之第二壓力腔室16B，可減少空氣消耗量。
此外，在處於圖示於第1圖的狀態時，由於第二流路62被阻斷，就氣缸14經配置成其活塞桿22朝下的組態而言，即使停止供給壓力P，仍可防止氣缸14(更精確地，它的活塞20及活塞桿22)的非故意掉落。
已如上述，根據本具體實施例的切換裝置10A，當供給壓力P施加至氣缸14之第二壓力腔室16B以便在氣缸14中進行回位行程直到活塞20到達在回位側上的行程末端(回位位置/初始位置)，由於第一流路61之壓力作用於節能閥機構66的活塞部76，第二流路62仍然開放。結果，藉由通過第二流路62來施加供給壓力P至氣缸14，可進行氣缸14的回位行程而沒有任何問題。
此外，伴隨氣缸14的活塞20到達在回位側上的行程末端，當由於第一流路61之壓力而作用於活塞部76之壓力接受面86的力變成小於彈性構件80之偏壓力時，活動體74由於彈性構件80之偏壓力移到關閥位置，以及第二流路62被阻斷。結果，引進氣缸14之第二壓力腔室16B的多餘壓縮空氣會被阻斷，以及第二壓力腔室16B的壓力停止上升。結果，由於節省空氣消耗量，可抑制回位行程時的運行成本。
此外，如上述，由於引進氣缸14之第二壓力腔室16B的多餘壓縮空氣會被阻斷，第二壓力腔室16B的內部壓力不會多餘地增加。結果，在下一個循環的工作行程期間，由於第二壓力腔室16B之壓力的運動阻力會減少，結果，可預期工作行程的速度增加。
本發明的流路單元26具有簡單結構，以及可與習知電磁閥單元(流路切換裝置)結合使用，例如主閥單元24。此外，如果流路單元26對於主閥單元24可附接及拆卸，則按需要藉由安裝，它的使用自由度會增加。例 如，在電磁閥單元與氣缸14已連接之後發生能源節約的情形下，作為它的防範措施，此類問題可藉由附接流路單元26來解決。
就本具體實施例而言，由於壓縮空氣的壓力用來作為用以操作活動體74至開閥位置的先導壓力，第二流路62在壓縮空氣供給至第一流路61時自動處於開放狀態以便在氣缸14中完成工作行程。結果，允許來自氣缸14的排氣流動通過第二流路62，以及可進行氣缸14的工作行程而沒有任何問題。
此外，就本具體實施例而言，流路主體60包括活動體74可滑動地配置於其中的滑孔82，以及滑孔82用活塞部76分隔成第一流路61與第二流路62。根據此組態，產生第一流路61作用於活動體74之壓力的機構可用簡單結構實現。
根據本具體實施例，已描述流路單元26成為連接至主閥單元24的結構。不過，在一變體中，可提供以不可分離方式構造成一體之主閥單元24與流路單元26的組態。
[第二具體實施例]
根據本發明第二具體實施例的切換裝置10B，如第5圖所示，使用於備有氣缸14的氣動系統12B。在本具體實施例中，氣缸14經配置成有朝上的活塞桿22，使得在工作行程期間，升高活塞20及活塞桿22，以及在回位行程期間，下降活塞20及活塞桿22。
切換裝置10B包含用於切換來自壓力供給源(空氣壓縮機或其類似者)之壓縮空氣相對於氣缸14的供給和排放之間的主閥單元24，以及連接至主閥單元24的流路單元100。
流路單元100包括其中形成第一流路101與第一輸出通口38連通以及形成第二流路102與第二輸出通口40連通的流路主體104，裝設於在流路主體104內部之第一流路101中的安全閥機構106，以及裝設於流路主體104內部之第二流路102中的節能閥機構66。
流路主體104為其中有多個主體元件(第一至第五構件104a至104e)組裝在一起的塊狀構件。在流路主體104中，更形成與主閥單元24之空氣供給通口36連通的引進通道108以及來自壓力供給源的壓縮空氣通過它引進。
第一流路101為與氣缸14之第一壓力腔室16A流體連接的流路，使得當主閥單元24在前述第一切換狀態下操作(第6圖)時，通過主閥單元24之第一輸出通口38引進來自壓力供給源的壓縮空氣，以及壓縮空氣供給至氣缸14之第一壓力腔室16A。此外，在第一流路101中，當主閥單元24在前述第二切換狀態下操作時(第5圖及第8圖)，引進來自氣缸14之第一壓力腔室16A的排氣，以及引導廢氣至主閥單元24之第一輸出通口38。
第二流路102為與氣缸14之第二壓力腔室16B流體連接的流路，使得當主閥單元24在前述第一切換 狀態下操作時，引進累積於氣缸14之第二壓力腔室16B的空氣，以及引導此空氣至主閥單元24之第二輸出通口40。此外，在第二流路102中，當主閥單元24在前述第二切換狀態下操作時(第8圖)，通過主閥單元24之第二輸出通口40引進來自壓力供給源的壓縮空氣，以及壓縮空氣供給至氣缸14之第二壓力腔室16B。
安全閥機構106經構造成在來自壓力供給源之壓縮空氣不供給至第一流路101或第二流路102時可阻斷第一流路101。更精確地，安全閥機構106包括閥部114、偏壓構件116(在圖示具體實施例中，為盤簧)、以及活動構件118。
閥部114經配置成能夠在阻斷第一流路101(參考第7圖)的位置與開放第一流路101(參考第5圖、第6圖及第8圖)的位置之間移動。閥部114能夠沿著活動構件118的軸向(活動方向)移動。根據本具體實施例，閥部114包括盤形襯料120、與固持襯料120的襯料固定器122。襯料120也可構造成環形。
在流路主體104內部中配置有經形成與襯料120面對面之承座面的管狀構件123。在管狀構件123中形成在周方向其間有間隔的多個側孔125。在處於襯料120坐在管狀構件123之承座面上的狀態時，第一流路101被阻斷。在處於襯料120與管狀構件123之承座面分離的狀態時，第一流路101被開放。
偏壓構件116向關閥位置彈性偏壓閥部 114。在本具體實施例中，偏壓構件116配置於活動構件118相對於閥部114的反面上，以及彈性偏壓閥部114朝向活動構件118側。
活動構件118包括活塞部126，且經配置成可在流路主體104內部中移動。在壓縮空氣供給至第二流路102時，藉由接受壓縮空氣之壓力的活動構件118，閥部114移到開放第一流路101的位置。
活動構件118能夠沿著軸向移動。活塞部126包括壓力接受面127，以及經調適成可在形成於流路主體104內部之第一容置腔室128的內部中滑動。第一容置腔室128通過形成於流路主體104中的第一連通通道130與第二流路102連通。
環形第一襯料132裝在活塞部126的外周部上。第一襯料132的外周面沿著整個圓周在第一容置腔室128的內周面上保持密切接觸，以及從而形成氣密密封件。桿部133從活塞部126與其壓力接受面127相反的側面朝向閥部114之側延伸。桿部133比活塞部126窄，以及其延伸端(在活塞部126相反側面上的末端)能夠壓迫閥部114。環形第二襯料135裝在桿部133的外周部上。第二襯料135的外周面沿著整個圓周在管狀構件123的內周面上保持密切接觸，以及從而形成氣密密封件。
偏壓構件116的偏壓力(彈性力)小於在由第一輸出通口38引進壓縮空氣至第一流路101中時用壓縮空氣之壓力(供給壓力P)向開閥位置壓迫閥部114的力。此 外，偏壓構件116的偏壓力小於在由第二輸出通口40引進壓縮空氣至第二流路102中時活動構件118藉由壓縮空氣之壓力朝向開閥位置壓迫閥部114的力。結果，當壓縮空氣不引進第一流路101時，以及當壓縮空氣不引進第一容置腔室128時，由於偏壓構件116的偏壓力，閥部114壓抵管狀構件123，藉此第一流路101被阻斷。
在本具體實施例中，類似第1圖之節能閥機構66的節能閥機構66備有包括活塞部76及閥構件78的活動體74，以及在一方向彈性偏壓活動體74以阻斷第二流路102的彈性構件80(在圖示實施例中，為盤簧)。活塞部76容置於可在形成於流路主體104內部中之第二容置腔室134的內部中滑動。第二流路102與第二容置腔室134用活塞部76氣密地分離。第二容置腔室134通過形成於流路主體104中的第二連通通道136與第一流路101連通。
管狀構件140配置於流路主體104的內部中，以及在管狀構件140中形成在周向其間有間隔的多個側孔142。環形襯料144裝在桿部88的外周部上。襯料144的外周面沿著整個圓周在管狀構件140內周面上保持密切接觸，以及從而形成氣密密封件。當用第一流路101之壓力作用於活塞部76的力變成小於彈性構件80之偏壓力時，活動體74的閥構件78之一部份(襯料90)用彈性構件80之偏壓力壓抵管狀構件140，藉此第二流路102被阻斷。
接下來，描述備有如上述構成之流路單元100之切換裝置10B的操作及效果。
在第5圖中，儘管來自壓力供給源的壓縮空氣正在供給至空氣供給通口36，電磁閥52仍處於關斷狀態，主閥單元24的閥心30位於第二位置，安全閥機構106的活塞部126接受供給壓力P使得閥部114位於開閥位置，以及節能閥機構66的活動體74在彈性構件80之偏壓力的作用下位於關閥位置。此外，氣缸14的活塞20位於初始位置(在回位側上的行程末端)，以及維持在仍有少量空氣壓力殘留在第二壓力腔室16B中的狀態。
由圖示於第5圖的狀態可見，當電磁閥52開啟時，如第6圖所示，伴隨閥心30移到第一位置，空氣供給通口36及第一輸出通口38處於連通，以及藉由引進第一流路101之壓縮空氣的壓力(供給壓力P)，閥部114反抗偏壓構件116之偏壓力保持處於閥門開放狀態。因此，壓縮空氣通過第一輸出通口38及第一流路101引進氣缸14之第一壓力腔室16A。此外，此時，藉由通過第二連通通道136引進壓縮空氣至第二容置腔室134中，供給壓力P作用於活動體74之活塞部76的壓力接受面86。結果，活動體74反抗彈性構件80之偏壓力向開閥位置移動，以及第二流路102被開放。
結果，伴隨壓縮空氣引進氣缸14之第一壓力腔室16A，氣缸14進行工作行程以推進(升高)活塞桿22。此時，由於第二輸出通口40及第二排氣通口44在主閥單元24中處於連通，以及第二流路102在流路單元100中被開放，累積於氣缸14之第二壓力腔室16B中的空氣 通過第二流路102流入第二輸出通口40，以及進一步通過第二排氣通口44排到外部。結果，藉由電磁閥52維持在開啟狀態，如第7圖所示，氣缸14的活塞20移到在工作側上的行程末端而停止。
在由壓力供給源至切換裝置10B的供給壓力P由於某種原因減到零的情形下，由於偏壓構件116的偏壓力伴隨供給壓力P的降低而作用於安全閥機構106的閥部114，閥部114移到關閥位置且第一流路101被阻斷。結果，氣缸14之第一壓力腔室16A的空氣排放被堵塞，以及防止活塞20及活塞桿22的非故意掉落。
在工作行程完成後，當電磁閥52在壓縮空氣保持供給至空氣供給通口36時關閉，如第8圖所示，伴隨閥心30移到第二位置，空氣供給通口36與第二輸出通口40處於連通，以及第一輸出通口38與第一排氣通口42處於連通。此時，藉由供給壓力P通過第一連通通道130作用於安全閥機構106之活塞部126的壓力接受面127，活動構件118反抗偏壓構件116之偏壓力壓迫閥部114至開閥位置，藉此第一流路101被開放。另一方面，甚至在閥心30如上述移動後，作用於活動體74之壓力接受面的力仍大於彈性構件80之偏壓力。因此，活動體74反抗彈性構件80之偏壓力位於開閥位置，藉此維持第二流路102的開放。
結果，伴隨壓縮空氣引進氣缸14之第二壓力腔室16B，氣缸14進行縮回活塞桿22的回位行程。此 時，累積於氣缸14之第一壓力腔室16A中的空氣通過第一流路101流入第一輸出通口38，以及進一步通過第一排氣通口42排到外部。
此外，伴隨氣缸14的活塞20到達在回位側上的行程末端，作用於活動體74之壓力接受面的力變成小於彈性構件80之偏壓力，使得如第5圖所示，活動體74在彈性構件80的偏壓作用下移到關閥位置。結果，第二流路102被阻斷。以此方式，藉由阻斷第二流路102，壓縮空氣進入氣缸14之第二壓力腔室16B的供給被阻斷。結果，在氣缸14的活塞20已到達在回位側上的行程末端之後，由於不供給多餘的壓縮空氣至氣缸14之第二壓力腔室16B，可減少空氣消耗量。
已如上述，根據本具體實施例的切換裝置10B，當活塞20在氣缸14之回位行程期間到達行程末端時，由於第二流路102被節能閥機構66阻斷，引進氣缸14之第二壓力腔室16B的多餘壓縮空氣會被阻斷，以及第二壓力腔室16B的壓力停止上升。結果，由於節省在回位行程時的空氣消耗量，可抑制運行成本。
在前述第一具體實施例(參考第1圖至第4圖)下，節能閥機構66在由引進通道68之供給通口施加之壓縮空氣引進主閥單元24之前減少在流路內部中的流率。與其對比，在第二具體實施例下，與引進通道108隔開的節能閥機構66在由引進通道108之供給通口施加的壓縮空氣引進主閥單元24之前不減少在流路內部中的流率。
根據本具體實施例，就在氣缸14工作期間至流路單元100之供給壓力P變成零而言，通過安全閥機構106的操作阻斷第一流路101。結果，在氣缸14經配置成其活塞桿22朝上的組態中，即使供給壓力P減到零，仍可防止氣缸14(更精確的是，它的活塞20及活塞桿22)的非故意掉落。
此外，根據本具體實施例，流路主體104包括容納安全閥機構106之活塞部126於其中的第一容置腔室128，提供第二流路102與第一容置腔室128之連通的第一連通通道130，容納節能閥機構66之活塞部76於其中的第二容置腔室134，以及提供第一流路101與第二容置腔室134之連通的第二連通通道136。根據此組態，備有用第一流路101之壓力操作之節能閥機構66的流路單元100、以及用第二流路102之壓力操作的安全閥機構106可用簡單結構實現。
根據本具體實施例，儘管將流路單元描述成為連接至主閥單元的結構，然而在一變體中，可提供流路單元併入主閥單元的組態。
在第二具體實施例中，關於與第一具體實施例一樣的各個構成元件，當然所得到的作用及效果可與第一具體實施例一樣之各個構成元件所擁有的相同或類似。
儘管以上已提出及描述本發明的較佳具體實施例，本發明不限於此類具體實施例，以及當然不用說， 可採用各種附加或修改配置而不脫離如隨附申請專利範圍所界定之本發明的實質範疇。
10A‧‧‧切換裝置
12A‧‧‧氣動系統
14‧‧‧氣缸
16‧‧‧活塞腔室
16A‧‧‧第一壓力腔室
16B‧‧‧第二壓力腔室
18‧‧‧缸管
20‧‧‧活塞
22‧‧‧活塞桿
23‧‧‧壓力作用腔室
24‧‧‧主閥單元
26‧‧‧流路單元
28‧‧‧閥體
30‧‧‧閥心
32‧‧‧說明書內文無
34‧‧‧閥孔
36‧‧‧空氣供給通口
38‧‧‧第一輸出通口
39‧‧‧中空圓柱形導引套筒
40‧‧‧第二輸出通口
41‧‧‧管狀構件
42‧‧‧第一排氣通口
44‧‧‧第二排氣通口
46‧‧‧凹入第一環狀流動路徑
48‧‧‧凹入第二環狀流動路徑
50a至50e‧‧‧側孔
51‧‧‧驅動活塞
51a‧‧‧襯料
52‧‧‧電磁閥
53‧‧‧連通通道
55‧‧‧回位活塞
55a‧‧‧襯料
59‧‧‧連通通道
60‧‧‧流路主體
60a‧‧‧主要流路構件
60b、60c‧‧‧端板
61‧‧‧第一流路
62‧‧‧第二流路
66‧‧‧節能閥機構
68‧‧‧引進通道
70‧‧‧第一排氣通道
71‧‧‧滑孔
72‧‧‧第二排氣通道
73‧‧‧壓力作用腔室
74‧‧‧活動體
76‧‧‧活塞部
78‧‧‧閥構件
79‧‧‧環形分隔構件
80‧‧‧彈性構件
82‧‧‧滑孔
84‧‧‧環形襯料
85‧‧‧耐磨環
86‧‧‧壓力接受面
88‧‧‧桿部
88a‧‧‧小直徑部份
88b‧‧‧大直徑部份
90‧‧‧環狀襯料
92‧‧‧襯料固定器
96‧‧‧承座構件
A、B‧‧‧方向
P‧‧‧供給壓力

Claims (7)

  1. 一種流路單元(26，100)，其係使用於裝備有氣缸(14)的氣動系統(12A，12B)，該氣缸(14)經組配成藉由引進壓縮空氣至第一壓力腔室(16A)中以進行活塞(20)之工作行程，以及藉由引進該壓縮空氣至第二壓力腔室(16B)中以進行該活塞(20)之回位行程，該流路單元(26，100)包含：流路主體(60，104)，其包括連接至該第一壓力腔室(16A)之第一流路(61，101)與連接至該第二壓力腔室(16B)之第二流路(62，102)；以及節能閥機構(66)，其裝設於在該流路主體(60，104)之內部之該第二流路(62，102)中，該節能閥機構(66)經組配成可在該第二流路(62，102)的開放和阻斷之間切換；其中該節能閥機構(66)包括：活動體(74)，其包括活塞部(76)及閥構件(78)，該活塞部(76)經組配成接受該第一流路(61，101)的壓力，該閥構件(78)經組配成與該活塞部(76)一體地移動；以及彈性構件(80)，其經組配成可朝一方向彈性偏壓該活動體(74)以阻斷該第二流路(62，102)；以及其中，在壓縮空氣供給至該第二流路(62，102)的時候，當基於該第一流路(61，101)之該壓力而作用於該活塞部(76)的力變成大於該彈性構件(80)之偏壓力 時，該活動體(74)反抗該彈性構件(80)之該偏壓力而移到用於開放該第二流路(62，102)的開閥位置，然而當基於該第一流路(61，101)之該壓力而作用於該活塞部(76)的該力變成小於該彈性構件(80)之該偏壓力時，由於該彈性構件(80)的該偏壓力，該活動體(74)移到用於阻斷該第二流路(62，102)的關閥位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之流路單元(26，100)，其中當該壓縮空氣供給至該第一流路(61，101)時，由於該壓縮空氣作用於該活塞部(76)的壓力，該活動體(74)反抗該彈性構件(80)之該偏壓力而移到該關閥位置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之流路單元(26)，其中：該流路主體(60)包括供該活動體(74)可滑動地配置於其中的滑孔(82)；以及該滑孔(82)係由該活塞部(76)分隔成該第一流路(61)與該第二流路(62)。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之流路單元(26)，其中在該活塞部(76)的外周部上安裝有襯料(84)，以及在該襯料(84)的兩側上各自安裝有耐磨環(85)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之流路單元(100)，更包含經組配成在該壓縮空氣未被供給至該第一流路(101)或該第二流路(102)時阻斷該第一流路(101)的安全閥機構(106)；其中該安全閥機構(106)包含：閥部(114)，其經組配成可在用於阻斷該第一流路 (101)的位置與用於開放該第一流路(101)的位置之間移動；偏壓構件(116)，其經組配成朝向關閥位置彈性偏壓該閥部(114)；以及活動構件(118)，其包括活塞部(126)，且其經配置成可在該流路主體(104)的內部移動，其中當該壓縮空氣被供給至該第二流路(102)時，藉由接受該壓縮空氣的壓力，該活動構件(118)係使該閥部(114)移到開放該第一流路(101)的位置。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之流路單元(100)，其中該流路主體(104)包括：容納有該安全閥機構(106)之該活塞部(126)於其中的第一容置腔室(128)；經組配成可提供該第二流路(102)與該第一容置腔室(128)之連通的第一連通通道(130)；容納該節能閥機構(66)之該活塞部(126)於其中的第二容置腔室(134)；以及經組配成可提供該第一流路(101)與該第二容置腔室(134)之連通的第二連通通道(136)。
  7. 一種切換閥(10A，10B)，其係使用於裝備有氣缸(14)的氣動系統(12A，12B)，該氣缸(14)經組配成藉由引進壓縮空氣至第一壓力腔室(16A)中以進行活塞(20)之工作行程，以及藉由引進該壓縮空氣至第二壓力腔室(16B)中以進行該活塞(20)之回位行程，該切換裝置(10A，10B)包含：主閥單元(24)，其包括由壓力供給源供給有壓縮空 氣的空氣供給通口(36)、第一輸出通口(38)、第二輸出通口(40)、排氣通口(42，44)、以及經組配成可在軸向滑動的閥心(30)，其中取決於該閥心(30)在該軸向的位置，該主閥單元(24)係在用於使該空氣供給通口(36)與該第一輸出通口(38)處於連通的狀態下進行操作、以及在用於使該空氣供給通口(36)與該第二輸出通口(40)處於連通的狀態下進行操作；以及連接至該主閥單元(24)的流路單元(26，100)，該流路單元(26，100)包含：流路主體(60，104)，其包括連接至該第一壓力腔室(16A)之第一流路(61，101)、與連接至該第二壓力腔室(16B)之第二流路(62，102)，該第一流路(61，101)與該第一輸出通口(38)連通，以及該第二流路(62，102)與該第二輸出通口(40)連通；以及節能閥機構(66)，其裝設於在該流路主體(60，104)之內部之該第二流路(62，102)中，該節能閥機構(66)經組配成在該第二流路(62，102)的開放和阻斷之間切換；其中該節能閥機構(66)包括：活動體(74)，其包括活塞部(76)及閥構件(78))，該活塞部(76)經組配成可接受該第一流路(61，101)的壓力，該閥構件(78)經組配成與該活塞部(76)一體地移動；以及彈性構件(80)，其經組配成可朝一方向彈性偏壓該 活動體(74)以阻斷該第二流路(62，102)；以及其中，在壓縮空氣被供給至該第二流路(62，102)的時候，當基於該第一流路(61，101)之該壓力而作用於該活塞部(76)的力變成大於該彈性構件(80)之偏壓力時，該活動體(74)反抗該彈性構件(80)之該偏壓力移到用於開放該第二流路(62，102)的開閥位置，然而當基於該第一流路(61，101)之該壓力而作用於該活塞部(76)的該力變成小於該彈性構件(80)之該偏壓力時，由於該彈性構件(80)的該偏壓力，該活動體(74)移到用於阻斷該第二流路(62，102)的關閥位置。
TW105113711A 2015-05-08 2016-05-03 流路單元及切換閥 TWI678488B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015095523A JP6314903B2 (ja) 2015-05-08 2015-05-08 流路ユニット及び切換弁
JP2015-095523 2015-05-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201700889A true TW201700889A (zh) 2017-01-01
TWI678488B TWI678488B (zh) 2019-12-01

Family

ID=57179094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105113711A TWI678488B (zh) 2015-05-08 2016-05-03 流路單元及切換閥

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10006474B2 (zh)
JP (1) JP6314903B2 (zh)
KR (1) KR102588257B1 (zh)
CN (1) CN106122532B (zh)
DE (1) DE102016108196A1 (zh)
TW (1) TWI678488B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3425213B1 (en) * 2017-07-03 2020-11-25 LEONARDO S.p.A. Safety valve and method for controlling a hydraulic circuit
JP6960585B2 (ja) * 2018-12-03 2021-11-05 Smc株式会社 流量コントローラ及びそれを備えた駆動装置
DE102019202273A1 (de) * 2019-02-20 2020-08-20 Hansgrohe Se Umstellventilvorrichtung

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3916952A (en) * 1972-04-12 1975-11-04 Richard S Pauliukonis Energy conserving tandem directional valve
JPS5815709Y2 (ja) * 1976-12-23 1983-03-30 焼結金属工業株式会社 切換弁
JPS5847284Y2 (ja) * 1978-04-11 1983-10-28 石川島播磨重工業株式会社 バイパス回路を備えた油圧装置
FR2694606B1 (fr) * 1992-08-04 1994-11-04 Bennes Marrel Ensemble de commande d'une pluralité de récepteurs hydrauliques.
JPH10132105A (ja) * 1996-10-28 1998-05-22 Smc Corp パイロット式５ポート切換弁
FR2787148B1 (fr) * 1998-12-09 2001-02-16 Mannesmann Rexroth Sa Distributeur hydraulique
US6581639B2 (en) * 2000-10-20 2003-06-24 Case Corporation Low leak boom control check valve
JP5256545B2 (ja) * 2010-02-10 2013-08-07 Ｓｍｃ株式会社 減圧切換弁
JP5463593B2 (ja) * 2011-07-22 2014-04-09 Ｓｍｃ株式会社 省エネバルブ
JP5574201B1 (ja) * 2013-04-08 2014-08-20 Ｓｍｃ株式会社 スプール弁
CN203604717U (zh) * 2013-10-30 2014-05-21 宁波索诺工业自控设备有限公司 两位五通先导式机械阀
US9625043B2 (en) * 2013-11-08 2017-04-18 Fisher Controls International Llc Apparatus to bias spool valves using supply pressure

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016211652A (ja) 2016-12-15
CN106122532B (zh) 2019-04-05
TWI678488B (zh) 2019-12-01
KR102588257B1 (ko) 2023-10-12
DE102016108196A1 (de) 2016-11-10
US20160327069A1 (en) 2016-11-10
KR20160131956A (ko) 2016-11-16
US10006474B2 (en) 2018-06-26
JP6314903B2 (ja) 2018-04-25
CN106122532A (zh) 2016-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101398930B1 (ko) 에너지 절약 밸브
TWI661145B (zh) 流路切換單元
TWI707101B (zh) 流體控制閥
JP2008039083A (ja) 閉鎖力増強機構付きダイヤフラム型電磁弁
KR20110093638A (ko) 감압 스위칭 밸브
US7334770B2 (en) Solenoid isolation valve
JP5969318B2 (ja) 加圧エア駆動式ピストン往復動型油圧ポンプ
JPWO2005024281A1 (ja) 方向制御弁
TW201700889A (zh) 流路單元及切換閥
JPH074559A (ja) アクチュエータ付きバルブ
KR100985469B1 (ko) 공기부상형 저마찰 고속 시일리스 실린더
RU2008107697A (ru) Поршневой насос с пневмораспределителем, упором и тарельчатыми клапанами
CN114270034B (zh) 发动机及具备该发动机的液压泵装置
JP6227520B2 (ja) 内部パイロット式３ポート切換弁
JP6643265B2 (ja) パイロット式切換弁
JP6796291B2 (ja) エアシリンダ
JP7436426B2 (ja) 増圧装置
CN117307553A (zh) 液压油缸和作业机械
JP6954804B2 (ja) パイロット形電磁弁
CN114930061A (zh) 滑动柱形阀的改进或与其相关的改进及其方法
JP2018132074A (ja) 方向制御弁
JPH09144710A (ja) 往復動形アクチュエータ