TWI752660B - 高壓流體吐出裝置 - Google Patents

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TWI752660B
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土居義忠
大島雅之
佐佐木章
長谷川直美
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日商Ｓｍｃ股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種小型但可對應大流量的高壓流體吐出裝置。本發明的高壓流體吐出裝置係具備膜片閥體(14)，該膜片閥體係與設置於主體(12)的閥座(24a)協同作動以切換第一流路(26)和第二流路(28)的連通與遮斷；藉由膜片閥體來區劃與第一流路相連的閥室(36)與引導室(34)，在膜片閥體設置有連通閥室與引導室的引導通路(38)，且該高壓流體吐出裝置設置有引導式滑閥(18)，該引導式滑閥係切換引導室與排放埠口(78)的連通與遮斷。

Description

高壓流體吐出裝置
本發明係關於一種吐出高壓流體的高壓流體吐出裝置。
例如，在切削加工中為了除去附著於工件之表面的金屬的切粉以清淨化工件之表面，而使用噴吹壓縮空氣等之高壓流體的裝置。
在日本特開2014-083518號公報，揭示了一種使用於如上述用途的間歇風槍(air blow gun)。該風槍係當操作者握住開關操作桿(lever)時使空氣噴出流路的開閉閥打開，使來自壓力氣源的空氣從噴出口噴出。與此同時，流通在空氣噴出流路的空氣的一部分會供給至引導閥(pilot valve)，當引導閥打開時，來自壓力氣源之空氣的一部分會通過旁路流路輸送到開閉閥的二次側，使開閉閥關閉。
然而，在利用如上述的風槍進行空氣的吐出，操作者必須在作業場所握住操作桿而進行操作，例如若必須在水飛沫飛濺的場所操作風槍時，會有弄濕操作者的缺點。
再者，在日本專利第6429133號公報揭示一種引導電磁閥，該引導電磁閥係藉由對於電磁線圈的通電來與可動鐵心一併驅動引導閥體，且使壓力流體的流路與由膜片(diaphragm)等的主閥體與該流路分隔的壓力室之間產生 壓力差，藉此使主閥體朝開閥方向驅動。若使用如此的電磁閥作為高壓流體吐出裝置，則可進行遠端控制。
然而，日本專利第6429133號公報所揭示的引導電磁閥，係藉由對於電磁線圈的通電而直接驅動與流路面對面的引導閥體的方式(直動式)，且為了對應大流量，必須加大供給電力。亦即，為了抑制主閥體的振動，以進行穩定的開閉動作，必須具備具有較強的彈推力的復位彈簧以及可供給較高之電力的電磁線圈等。因此，會有使裝置大型化之虞。
本發明係以如上述情事為背景所研創者，目的在於提供一種體積小但可對應大流量的高壓流體吐出裝置。
本發明的高壓流體吐出裝置係具備：主體，係形成有與輸入埠口連通的第一流路，及與輸出埠口連通的第二流路；以及膜片閥體，係與設置於主體的閥座協同作動以切換第一流路和第二流路的連通與遮斷。並且，藉由述膜片閥體來區劃有與第一流路相連的閥室及引導室，膜片閥體係設置有連通閥室與引導室的引導通路，且高壓流體吐出裝置係設置有引導式滑閥，該係切換引導室與排放埠口的連通與遮斷。
根據上述高壓流體吐出裝置，由於未與流路面對面的引導式滑閥的作動僅需少量的電力即可，所以可達成小型卻吐出大流量的高壓流體。
本發明的高壓流體吐出裝置係設置用以切換引導室與排放埠口的連通與遮端的引導式滑閥，故可達成小型卻可對應大流量的高壓流體吐出裝置。
由配合圖式的以下較佳之實施型態例的說明，可更明瞭上述的目的、特徵及優點。
10:高壓流體吐出裝置
12:主體
14:膜片閥體
16:閥蓋
18:引導式滑閥
20:輸入埠口
22:輸出埠口
24:隔壁
24a:閥座
26:第一流路
28:第二流路
30:本體部
32:凸緣部
34:引導室
36:閥室
38:引導通路
40:凹部
40a:傾斜面
42:連通路
44:驅動部
46:線軸閥部
48:活塞
48a:活塞襯墊
48b:凸緣
50:線軸閥體
54:中央殼(閥殼)
54a:第一通路
54b:第二通路
56:端部殼
57:底面
58:端部板
60a:第一平台部
60b:第二平台部
62a:第一襯墊
62b:第二襯墊
64a:第一端部
64b:第二端部
65:密封環
66a:第一溝部
66b:第二溝部
68:間隙
70:第一作用室
72:第二作用室
74:密封墊
76:上方板
78:排放埠口
80:連接用附件
82:儲槽
82a:儲槽室
82b:入口埠口
82c:出口埠口
84:直線狀配管
86:管接頭
88:彎曲狀配管
90:管接頭
92:連接用附件
94:過濾器
96:容器
98:主體
98a:注入埠口
98b:注出埠口
圖1係本發明之實施型態的高壓流體吐出裝置的剖面圖。
圖2係圖1之高壓流體吐出裝置處於另一動作狀態時之與圖1相對應的圖。
圖3係顯示對圖1之高壓流體吐出裝置連接儲槽(tank)的使用型態之圖。
圖4係顯示對圖1之高壓流體吐出裝置連接具有與儲槽相同功能之直線狀配管的使用型態之圖。
圖5係顯示對圖1之高壓流體吐出裝置連接具有與儲槽相同功能之彎曲狀配管的使用型態之圖。
圖6係顯示對圖1之高壓流體吐出裝置連接過濾器的使用型態之圖。
以下，茲舉較佳的實施型態，且參照隨附圖式一併說明本發明的高壓流體吐出裝置的基本構成。另外，在以下的說明中，當使用關於上下左 右之方向的用語時，為便於說明之圖式上的方向者，並非限定構件等之實際的配置者。
如圖1及圖2所示，高壓流體吐出裝置10係具有：主體12，係於內部形成有壓縮空氣等之壓力流體的流路；膜片閥體14，係收容於主體12的內部；閥蓋(bonnet)16，係配設於主體12的上方；以及引導式滑閥(spool valve)18，係配置於閥蓋16的上方。
在主體12的左側端部係設置有用以將壓縮空氣等的壓力流體導入至主體12內的輸入埠口20，而在主體12的右側端部係設置有用以將導入至主體12內的壓力流體吐出至外部的輸出埠口22。在主體12的中央設置有隔壁24，壓力流體的流路係藉由隔壁24，而劃分成與輸入埠口20連通的第一流路26以及與輸出埠口22連通的第二流路28。在隔壁24的上端部係設置有供膜片閥體14閉合的閥座24a。
膜片閥體14係具有本體部30以及凸緣部32，該本體部30係呈圓柱形狀且厚度較厚者，該凸緣部32係厚度較本體部30更薄且可彎曲自如者。凸緣部32的外周緣部係被夾持在主體12與閥蓋16之間。膜片閥體14的本體部30的底面係可閉合於隔壁24的閥座24a。當膜片閥體14與閥座24a分離時，第一流路26與第二流路28連通，而當膜片閥體14就定位至閥座24a時，遮斷第一流路26與第二流路28的連通。
在膜片閥體14的上方，也就是在膜片閥體14與閥蓋16之間，形成有引導室34，並且在膜片閥體14的本體部30的側方形成有與第一流路26相連之環狀的閥室36。在膜片閥體14的本體部30的內部係設置有使閥室36與引導室34彼此連通的引導通路38。引導通路38的一端係於面向閥室36的本體部30的側 面形成開口，且引導通路38的另一端係於面向引導室34的本體部30的上表面形成開口。
在閥蓋16的下表面設置有凹部40，該凹部40係用以區劃出引導室34。該凹部40係具有傾斜面40a，該傾斜面40a係於膜片閥體14朝上方移動時與膜片閥體14的凸緣部32抵接。在閥蓋16係設置有連通路42，該連通路42係沿上下方向貫通。連通路42的上端係朝向引導式滑閥18形成開口，而連通路42的下端係面臨凹部40。
引導式滑閥18係由驅動部44以及線軸閥部46組成，該驅動部44係對線軸閥部46供給由壓縮空氣等所形成的引導壓力；該線軸閥部46係藉由從驅動部44所供給的引導壓力來切換動作狀態。驅動部44與線軸閥部46係沿左右方向延伸，且在驅動部44與線軸閥部46的端部彼此連結。另外，在圖1及圖2中，線軸閥部46係以剖面圖來顯示，惟驅動部44係以外觀形狀來顯示。
線軸閥部46係具備線軸閥體50，該線軸閥體50係於一端一體地與活塞48連接。活塞48的外徑(最大外徑)係較線軸閥體50的外徑(最大外徑)還大。線軸閥體50及活塞48係以可朝左右方向滑動之方式被支持在固定於閥蓋16的上表面的閥殼的內部。
閥殼係具有：中央殼54、端部殼56以及端部板58；該中央殼54係具有沿左右方向貫通的孔部；該端部殼56係具有有底狀的孔部。中央殼54係引導線軸閥體50的外周面。端部殼56係引導活塞48的外周面，並且閉塞中央殼54的一端側。端部板58係閉塞中央殼54的另一端側。在中央殼54的上部係設置有沿徑方向貫通的第一通路54a，且在中央殼54的下部係設置有沿徑方向貫通 的第二通路54b。第二通路54b係設置於與閥蓋16的連通路42相對應的位置，且經由連通路42與引導室34連通。
在線軸閥體50的中央附近係以沿軸方向隔開預定間隔的方式設置第一平台部60a及第二平台部60b，且安裝於第一平台部60a的第一襯墊62a係可在第二通路54b的左方中，與中央殼54的內周面抵接。安裝於第二平台部60b的第二襯墊62b係可在第二通路54b的右方中，與中央殼54的內周面抵接。
第一端部64a係線軸閥體50中之靠近活塞48之側的端部，在該第一端部64a與第一平台部60a之間係形成有環狀的第一溝部66a。第一溝部66a係與線軸閥體50的滑動位置無關地，與中央殼54的第一通路54a連通。第二端部64b係線軸閥體50中之與活塞48分離之側的端部，在該第二端部64b與第二平台部60b之間係形成有環狀的第二溝部66b。
在線軸閥體50的第一端部64a係安裝有密封環65，該密封環65係與中央殼54的內周面滑接。另一方面，在線軸閥體50之第二端部64b的外周面與中央殼54的內周面之間，係確保有預定的間隙68，且第二溝部66b係經由該間隙68與設置在第二端部64b與端部板58之間的空間連通，也就是與第二作用室72連通。當第二溝部66b與中央殼54的第二通路54b連通時，引導室34的壓力流體會導入至第二作用室72。
在活塞48的外周係安裝有活塞襯墊48a，該活塞襯墊48a係與端部殼56之孔部的內周面滑接。在活塞48與端部殼56之孔部的底面57之間，形成有第一作用室70，該第一作用室70係在驅動部44的通電時導入來自驅動部44的引導壓力。
線軸閥體50及活塞48係可在活塞48的端面與端部殼56之孔部的底面57抵接的位置(參照圖1)，與設置於活塞48之外周的凸緣48b與中央殼54的端面抵接的位置(參照圖2)之間移動。
當活塞48的端面位在於與端部殼56之孔部的底面57抵接的位置及其附近時，中央殼54的第二通路54b係與線軸閥體50的第二溝部66b連通。當活塞48的凸緣48b位在於與中央殼54的端面抵接的位置及其附近時，中央殼54的第二通路54b係與線軸閥體50的第一溝部66a連通。
在線軸閥部46的上方係隔著平面狀的密封墊74而設置有上方板76。形成在上方板76的下表面的排放埠口78係與中央殼54的第一通路54a連通。
本發明的實施型態的高壓流體吐出裝置10，基本而言由以上方式所構成者，以下，參照圖1及圖2而一併說明該等構成的作用。
如圖1所示，初始狀態係設為：膜片閥體14的本體部30與閥座24a抵接，並且，活塞48的端面與端部殼56之孔部的底面57抵接的狀態。此時，驅動部44尚未通電。此外，設為壓力流體尚未從輸入埠口20導入至主體12內的狀況。
在上述初始狀態中，安裝在線軸閥體50之第一平台部60a的第一襯墊62a會在第二通路54b的左方與中央殼54的內周面抵接，另一方面，安裝在第二平台部60b的第二襯墊62b不會與中央殼54的內周面抵接。也就是，中央殼54的第二通路54b係與線軸閥體50的第二溝部66b連通，且遮斷中央殼54之第二通路54b與線軸閥體50之第一溝部66a的連通。
因此，引導室34係經由閥蓋16的連通路42、中央殼54的第二通路54b、線軸閥體50的第二溝部66b及線軸閥體50的第二端部64b之外周面與中央殼54之內周面的間隙68與第二作用室72連通。
在上述初始狀態下，當壓力流體從輸入埠口20導入至主體12內時，壓力流體係經由引導通路38供給至引導室34。膜片閥體14係藉由供給至引導室34的壓力流體而以大幅的面積承受往下方的壓力，故對被大力地推壓於閥座24a，確實地遮斷第一流路26與第二流路28的連通。壓力流體不會從輸出埠口22吐出。
此外，供給至引導室34的壓力流體係導入至第二作用室72，且線軸閥體50係藉由導入至第二作用室72的壓力流體而往左方推壓，而維持著活塞48的端面與端部殼56之孔部的底面57抵接的狀態。
在此，當對驅動部44通電時，來自驅動部44的引導壓力會導入至第一作用室70。藉由該引導壓力，活塞48及與該活塞48一體的線軸閥體50會往右方推壓。由於活塞48的外徑係較線軸閥體50的外徑還大，該推壓力會超過藉由導入至第二作用室72的壓力流體而將線軸閥體50往左方推壓之力。因此，線軸閥體50會往右方移動。
於是，安裝在線軸閥體50之第二平台部60b的第二襯墊62b係在第二通路54b的右方中與中央殼54的內周面抵接，而安裝在第一平台部60a的第一襯墊62a係與中央殼54的內周面分離。如圖2所示，線軸閥體50係往右方移動直到活塞48的凸緣48b與中央殼54的端面抵接為止。
線軸閥體50往右方移動，藉此引導室34係經由閥蓋16的連通路42、中央殼54的第二通路54b、線軸閥體50的第一溝部66a及中央殼54的第一通 路54a，來與排放埠口78連通。藉此，貯留在引導室34的壓力流體會從排放埠口78排出，而使膜片閥體14與閥座24a分離。
當膜片閥體14與閥座24a分離時，第一流路26與第二流路28連通，從輸入埠口20導入至主體12內的壓力流體會從第一流路26流入至第二流路28，而從輸出埠口22不停滯地吐出。此時，由於引導通路38與第二作用室72之間被遮斷，所以可不受第一流路26內的壓力降下的影響而驅動線軸閥體50。
之後，當驅動部44的通電停止時，對於第一作用室70之引導壓力的供給會停止，貯留在第一作用室70的壓縮空氣等的流體會排出到外部。另一方面，在線軸閥體50往右方移動的上述步驟中，由於第二作用室72內的流體的壓力會成為預定以上，故線軸閥體50會往左方移動。
於是，安裝在線軸閥體50之第一平台部60a的第一襯墊62a係在第二通路54b的左方中與中央殼54的內周面抵接，而安裝在第二平台部60b的第二襯墊62b係與中央殼54的內周面分離。線軸閥體50係往左方移動直到活塞48的端面與端部殼56之孔部的底面57抵接為止。
線軸閥體50往左方移動，藉此遮斷中央殼54的第二通路54b與線軸閥體50的第一溝部66a之連通，且使得引導室34的壓力流體不會從排放埠口78排出。因此，從輸入埠口20導入至主體12內的壓力流體，係經由引導通路38而供給並蓄積於引導室34。膜片閥體14係被供給並蓄積於引導室34的壓力流體往下方推壓，而往下方移動並與閥座24a抵接。藉此，遮斷第一流路26與第二流路28的連通，並停止來自輸出埠口22的壓力流體的吐出。
之後，在從輸入埠口20導入壓力流體至主體12內的狀態下，反復對於驅動部44的通電與停止，藉此從輸出埠口22間歇性地吐出壓力流體。
根據本實施型態的高壓流體吐出裝置10，藉由引導式滑閥18來控制膜片閥體14的開閉，故可將裝置小型化。具體而言，線軸閥體50係藉由來自驅動部44的引導壓力與從引導室34導入的壓力流體而動作，故線軸閥體50之驅動僅需少量的電力。
為了驅動引導室的線軸閥體50，需要一定以上的引導壓力，而由於使用於送風(air blow)的供給壓會有大幅壓力下降，因此無法使用於引導壓力。在本實施型態的高壓流體吐出裝置10中，在噴吹中，遮斷引導通路38與第二作用室72之間，可不受壓力下降的影響而驅動線軸閥體50。此外，對於線軸閥體50之引導室34的壓力流體的導入係經由線軸閥體50的外周面與中央殼54的內周面的間隙而進行，故可簡單地設置流路構成。
接著，一面參照圖3至圖6，一面說明上述高壓流體吐出裝置10的複數個使用型態。這些的使用型態皆為在和輸入埠口20連接之機器等而具有特徵。
(第一使用型態)
如圖3所示，在高壓流體吐出裝置10的輸入埠口20係經由連接用附件80連接著儲槽82。儲槽82係在內部具備具有預定容量的儲槽室82a，並且具備有配管連接用的入口埠口82b及供高壓流體吐出裝置10之輸入埠口20連接的出口埠口82c。
當經由省略圖示的配管從入口埠口82b供給壓力流體時，該壓力流體蓄積於儲槽室82a後，經由出口埠口82c而供給至高壓流體吐出裝置10的輸入埠口20。從高壓流體吐出裝置10的輸出埠口22會吐出具有與儲槽室82a之容量相對應之高峰值壓力的流體。
(第二使用型態)
如圖4所示，高壓流體吐出裝置10的輸入埠口20係經由管接頭86而連接直線狀配管84。該直線狀配管84係以具有與前述儲槽82相同之容量的方式來設定該直線狀配管84的粗細與長度。藉此，可從高壓流體吐出裝置10的輸出埠口22吐出具有高峰值壓力的流體。
(第三使用型態)
如圖5所示，在高壓流體吐出裝置10的輸入埠口20係經由管接頭90，來連接曲柄狀或配合裝置的狹小空間而彎曲的彎曲狀配管88。該彎曲狀配管88係以具有與前述儲槽82相同的容量的方式設置該彎曲狀配管88的粗細及長度。藉此，可從高壓流體吐出裝置10的輸出埠口22吐出具有高峰值壓力的流體。
(第四使用型態)
如圖6所示，在高壓流體吐出裝置10的輸入埠口20係經由連接用附件92而連接過濾器94。過濾器94係具備：於內部收容過濾器單元(省略圖示)的容器96；以及與容器96結合並且具有注入埠口98a及注出埠口98b的主體98。
當經由省略圖示的配管而從入口埠口98a供給壓力流體時，該壓力流體藉由過濾器單元去除了塵埃後，經由出口埠口98b而供給至高壓流體吐出裝置10的輸入埠口20。由於對高壓流體吐出裝置10係供給有藉由過濾器單元清淨化的壓力流體，故此提升了高壓流體吐出裝置10的耐久性。
本發明的高壓流體吐出裝置不限於上述的實施型態，當然可在沒有脫離本發明之要旨的範圍內，採用各式各樣的構成。
10:高壓流體吐出裝置
12:主體
14:膜片閥體
16:閥蓋
18:引導式滑閥
20:輸入埠口
22:輸出埠口
24:隔壁
26:第一流路
28:第二流路
30:本體部
32:凸緣部
34:引導室
36:閥室
38:引導通路
40:凹部
40a:傾斜面
42:連通路
44:驅動部
46:線軸閥部
48:活塞
48a:活塞襯墊
48b:凸緣
50:線軸閥體
54:中央殼(閥殼)
54a:第一通路
54b:第二通路
56:端部殼
58:端部板
60a:第一平台部
60b:第二平台部
62a:第一襯墊
62b:第二襯墊
64a:第一端部
64b:第二端部
65:密封環
66a:第一溝部
66b:第二溝部
68:間隙
72:第二作用室
74:密封墊
76:上方板
78:排放埠口

Claims (8)

  1. 一種高壓流體吐出裝置，係具備：主體(12)，係形成有與輸入埠口(20)連通的第一流路(26)及與輸出埠口(22)連通的第二流路(28)；以及膜片閥體(14)，係與設置於前述主體的閥座(24a)協同作動以切換前述第一流路和前述第二流路的連通與遮斷；其中，藉由前述膜片閥體來區劃與前述第一流路相連的閥室(36)及引導室(34)，在前述膜片閥體係設置有連通前述閥室與前述引導室的引導通路(38)，且該高壓流體吐出裝置係設置有引導式滑閥(18)，該引導式滑閥係切換前述引導室與排放埠口(78)的連通與遮斷；前述引導式滑閥的一端側係連接有驅動部(44)，該驅動部係將與前述第一流路和前述第二流路中流通的壓力流體所致壓力不同的引導壓力供給至前述引導式滑閥；前述引導式滑閥的線軸閥體(50)的一端側係構成為可接受來自前述驅動部的引導壓力的供給，且前述線軸閥體的另一端側係構成為可接受前述引導室的壓力流體的導入。
  2. 如請求項1所述之高壓流體吐出裝置，其中，藉由反復對於前述驅動部的通電與停止通電而從前述輸出埠口間歇性地吐出壓力流體。
  3. 如請求項1或2所述之高壓流體吐出裝置，其中，對於前述線軸閥體的另一端側之前述引導室的壓力流體的導入係經由前述線軸閥體的外周面與閥殼(54)的內周面的間隙而進行。
  4. 如請求項1或2所述之高壓流體吐出裝置，其中，前述線軸閥體的一端係連接有活塞(48)，該活塞係具有較前述線軸閥體之外徑還大的外徑。
  5. 如請求項1或2所述之高壓流體吐出裝置，其中，前述輸入埠口係連接有儲槽(82)。
  6. 如請求項1或2所述之高壓流體吐出裝置，其中，前述輸入埠口係連接有直線狀配管(84)，該直線狀配管係具有與儲槽相同功能。
  7. 如請求項1或2所述之高壓流體吐出裝置，其中，前述輸入埠口係連接有彎曲狀配管(88)，該彎曲狀配管係具有與儲槽相同功能。
  8. 如請求項1或2所述之高壓流體吐出裝置，其中，前述輸入埠口係連接有過濾器(94)。
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