WO2021065090A1 - 高圧流体吐出装置 - Google Patents

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WO2021065090A1
WO2021065090A1 PCT/JP2020/023523 JP2020023523W WO2021065090A1 WO 2021065090 A1 WO2021065090 A1 WO 2021065090A1 JP 2020023523 W JP2020023523 W JP 2020023523W WO 2021065090 A1 WO2021065090 A1 WO 2021065090A1
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pressure fluid
discharge device
fluid discharge
valve body
pilot
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PCT/JP2020/023523
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土居義忠
大島雅之
佐々木博章
長谷川直美
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Smc株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a high-pressure fluid discharge device that discharges high-pressure fluid.
  • a device that blows a high-pressure fluid such as compressed air is used in order to clean the surface of the work by removing metal chips adhering to the surface of the work in cutting.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-83518 describes an intermittent air blow gun used for such purposes.
  • this intermittent air blow gun when the operator grasps the switch lever, the on-off valve of the air ejection flow path is opened, and the air from the pressure air source is ejected from the discharge port. At the same time, a part of the air flowing through the air ejection flow path is supplied to the pilot valve, and when the pilot valve is opened, a part of the air from the pressure air source passes through the bypass flow path to the secondary side of the on-off valve. It is sent and the on-off valve closes.
  • a pilot valve body is driven together with a movable iron core by energizing an electromagnetic coil, and a flow path of a pressure fluid and a pressure chamber separated from the flow path by a main valve body such as a diaphragm are provided.
  • a pilot solenoid valve that drives the main valve body in the valve opening direction by creating a pressure difference between them is described. If such a solenoid valve is used as a high-pressure fluid discharge device, remote control is possible.
  • the pilot type solenoid valve described in Japanese Patent No. 6429133 is a method (direct drive type) in which the pilot valve body facing the flow path is directly driven by energizing the electromagnetic coil, in order to cope with a large flow rate. Needs to increase the power supply. That is, in order to suppress the vibration of the main valve body and perform a stable opening / closing operation, it is necessary to provide a return spring having a strong urging force, an electromagnetic coil capable of supplying a large amount of electric power, and the like. Therefore, the device may become large.
  • the present invention has been made against the background of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a high-pressure fluid discharge device that can handle a large flow rate while being compact.
  • the high-pressure fluid discharge device has a body in which a first flow path communicating with an input port and a second flow path communicating with an output port are formed, and a first body in cooperation with a valve seat provided on the body. It is provided with a diaphragm valve body that switches between communication and interruption of the flow path and the second flow path.
  • the valve chamber and the pilot chamber connected to the first flow path are partitioned by a diaphragm valve body, and the diaphragm valve body is provided with a pilot passage connecting the valve chamber and the pilot chamber to communicate the pilot chamber and the discharge port. It is equipped with a pilot-type spool valve that switches between shutoff and shutoff.
  • the high-pressure fluid discharge device According to the high-pressure fluid discharge device, a small amount of electric power is required to operate the pilot type spool valve that does not face the flow path, so that a large flow rate of high-pressure fluid can be discharged even though it is small.
  • the high-pressure fluid discharge device is provided with a pilot-type spool valve that switches between communication and cutoff between the pilot chamber and the discharge port, it can be a high-pressure fluid discharge device that can handle a large flow rate even though it is small.
  • FIG. 1 It is sectional drawing of the high pressure fluid discharge device which concerns on embodiment of this invention. It is a figure corresponding to FIG. 1 when the high pressure fluid discharge device of FIG. 1 is in a different operating state. It is a figure which shows the usage form which connected the tank to the high pressure fluid discharge device of FIG. It is a figure which shows the usage form which connected the linear pipe which has the same function as a tank to the high pressure fluid discharge device of FIG. It is a figure which shows the usage form which connected the bent-shaped pipe which has the same function as a tank to the high pressure fluid discharge device of FIG. It is a figure which shows the usage form which connected the filter to the high pressure fluid discharge device of FIG.
  • the high-pressure fluid discharge device 10 includes a body 12 in which a flow path for a pressure fluid such as compressed air is formed therein, and a diaphragm valve body 14 housed inside the body 12. , A bonnet 16 disposed above the body 12 and a pilot spool valve 18 disposed above the bonnet 16.
  • An input port 20 for introducing a pressure fluid such as compressed air into the body 12 is provided at the left end of the body 12, and a pressure fluid introduced into the body 12 is introduced at the right end of the body 12.
  • An output port 22 for discharging to the outside is provided.
  • a partition wall 24 is provided in the center of the body 12, and the flow path of the pressure fluid is divided into a first flow path 26 communicating with the input port 20 and a second flow path 28 communicating with the output port 22 by the partition wall 24. ing.
  • a valve seat 24a on which the diaphragm valve body 14 is seated is provided at the upper end of the partition wall 24.
  • the diaphragm valve body 14 has a thick main body portion 30 having a cylindrical shape, and a flange portion 32 that is thinner and more flexible than the main body portion 30. The outer peripheral edge of the flange portion 32 is sandwiched between the body 12 and the bonnet 16.
  • the diaphragm valve body 14 can be seated on the valve seat 24a of the partition wall 24 on the bottom surface of the main body 30. When the diaphragm valve body 14 is separated from the valve seat 24a, the first flow path 26 and the second flow path 28 communicate with each other, and when the diaphragm valve body 14 is seated on the valve seat 24a, the first flow path 26 and the second flow path 28 Communication is cut off.
  • a pilot chamber 34 is formed above the diaphragm valve body 14, that is, between the diaphragm valve body 14 and the bonnet 16, and a first flow path is provided on the side of the main body 30 of the diaphragm valve body 14.
  • An annular valve chamber 36 connected to 26 is formed inside the main body 30 of the diaphragm valve body 14.
  • a pilot passage 38 for communicating the valve chamber 36 and the pilot chamber 34 with each other is provided inside the main body 30 of the diaphragm valve body 14.
  • One end of the pilot passage 38 opens to the side surface of the main body 30 facing the valve chamber 36, and the other end of the pilot passage 38 opens to the upper surface of the main body 30 facing the pilot chamber 34.
  • a recess 40 defining the pilot chamber 34 is provided on the lower surface of the bonnet 16.
  • the recess 40 has an inclined surface 40a that comes into contact with the flange portion 32 of the diaphragm valve body 14 when the diaphragm valve body 14 moves upward.
  • the bonnet 16 is provided with a communication passage 42 penetrating in the vertical direction. The upper end of the communication passage 42 opens toward the pilot type spool valve 18, and the lower end of the communication passage 42 faces the recess 40.
  • the pilot type spool valve 18 includes a drive unit 44 that supplies a pilot pressure due to compressed air or the like to the spool valve unit 46, and a spool valve unit 46 whose operating state is switched by the pilot pressure supplied from the drive unit 44.
  • the drive unit 44 and the spool valve unit 46 extend in the left-right direction and are connected to each other at their ends.
  • the spool valve portion 46 is shown as a cross-sectional view, but the drive portion 44 is shown in an external shape.
  • the spool valve portion 46 includes a spool valve body 50 in which a piston 48 is integrally connected to one end.
  • the outer diameter (maximum outer diameter) of the piston 48 is larger than the outer diameter (maximum outer diameter) of the spool valve body 50.
  • the spool valve body 50 and the piston 48 are slidably supported in the left-right direction inside a valve housing fixed to the upper surface of the bonnet 16.
  • the valve housing has a central housing 54 having holes penetrating in the left-right direction, an end housing 56 having bottomed holes, and an end plate 58.
  • the central housing 54 guides the outer peripheral surface of the spool valve body 50.
  • the end housing 56 guides the outer peripheral surface of the piston 48 and closes one end side of the central housing 54.
  • the end plate 58 closes the other end of the central housing 54.
  • a first passage 54a penetrating in the radial direction is provided in the upper part of the central housing 54, and a second passage 54b penetrating in the radial direction is provided in the lower part of the central housing 54.
  • the second passage 54b is provided at a position corresponding to the communication passage 42 of the bonnet 16, and communicates with the pilot room 34 via the communication passage 42.
  • the first packing 62a attached to the first land portion 60a is provided with the first land portion 60a and the second land portion 60b at predetermined intervals in the axial direction near the center of the spool valve body 50. On the left side of the second passage 54b, it can come into contact with the inner peripheral surface of the central housing 54. The second packing 62b mounted on the second land portion 60b can come into contact with the inner peripheral surface of the central housing 54 on the right side of the second passage 54b.
  • An annular first groove portion 66a is formed between the first end portion 64a, which is the end portion of the spool valve body 50 on the side close to the piston 48, and the first land portion 60a.
  • the first groove portion 66a communicates with the first passage 54a of the central housing 54 regardless of the sliding position of the spool valve body 50.
  • An annular second groove portion 66b is formed between the second end portion 64b, which is the end portion of the spool valve body 50 on the side separated from the piston 48, and the second land portion 60b.
  • a seal ring 65 that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the central housing 54 is attached to the first end portion 64a of the spool valve body 50.
  • a predetermined gap 68 is secured between the outer peripheral surface of the second end portion 64b of the spool valve body 50 and the inner peripheral surface of the central housing 54, and the second groove portion 66b passes through the gap 68. Therefore, it communicates with the space provided between the second end portion 64b and the end plate 58, that is, the second action chamber 72.
  • the second groove 66b communicates with the second passage 54b of the central housing 54, the pressure fluid of the pilot chamber 34 is introduced into the second working chamber 72.
  • a piston packing 48a that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the hole of the end housing 56 is mounted on the outer periphery of the piston 48.
  • a first working chamber 70 is formed between the piston 48 and the bottom surface 57 of the hole of the end housing 56 to introduce the pilot pressure from the drive unit 44 when the drive unit 44 is energized.
  • the end surface of the piston 48 abuts on the bottom surface 57 of the hole of the end housing 56 (see FIG. 1), and the flange 48b provided on the outer periphery of the piston 48 is the center housing 54. It can be moved to and from the position where it abuts on the end face (see FIG. 2).
  • the second passage 54b of the central housing 54 communicates with the second groove 66b of the spool valve body 50.
  • the second passage 54b of the central housing 54 communicates with the first groove 66a of the spool valve body 50.
  • An upper plate 76 is provided above the spool valve portion 46 via a flat gasket 74.
  • the discharge port 78 formed on the lower surface of the upper plate 76 communicates with the first passage 54a of the central housing 54.
  • the high-pressure fluid discharge device 10 is basically configured as described above, and its operation will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the initial state is a state in which the main body 30 of the diaphragm valve body 14 is in contact with the valve seat 24a and the end surface of the piston 48 is in contact with the bottom surface 57 of the hole of the end housing 56. And. At this time, the drive unit 44 is not energized. Further, it is assumed that the pressure fluid has not yet been introduced into the body 12 from the input port 20.
  • the first packing 62a attached to the first land portion 60a of the spool valve body 50 abuts on the inner peripheral surface of the central housing 54 on the left side of the second passage 54b, while the second land portion 60b.
  • the mounted second packing 62b is not in contact with the inner peripheral surface of the central housing 54. That is, the second passage 54b of the central housing 54 communicates with the second groove 66b of the spool valve body 50, and the communication between the second passage 54b of the central housing 54 and the first groove 66a of the spool valve body 50 is blocked. Has been done.
  • the pilot chamber 34 includes the continuous passage 42 of the bonnet 16, the second passage 54b of the central housing 54, the second groove portion 66b of the spool valve body 50, and the outer peripheral surface of the second end portion 64b of the spool valve body 50. It communicates with the second action chamber 72 through a gap 68 with the inner peripheral surface of the central housing 54.
  • the pressure fluid supplied to the pilot chamber 34 is introduced into the second action chamber 72, the spool valve body 50 is pressed to the left by the pressure fluid introduced into the second action chamber 72, and the end face of the piston 48 is pressed. The state of contact with the bottom surface 57 of the hole of the end housing 56 is maintained.
  • the pilot pressure from the drive unit 44 is introduced into the first working chamber 70.
  • the pilot pressure pushes the piston 48 and the spool valve body 50 integrated with the piston 48 to the right. Since the outer diameter of the piston 48 is larger than the outer diameter of the spool valve body 50, the pressing force exceeds the force for pressing the spool valve body 50 to the left by the pressure fluid introduced into the second action chamber 72. .. Therefore, the spool valve body 50 moves to the right.
  • the second packing 62b attached to the second land portion 60b of the spool valve body 50 abuts on the inner peripheral surface of the central housing 54 on the right side of the second passage 54b, and is attached to the first land portion 60a. 1
  • the packing 62a is separated from the inner peripheral surface of the central housing 54.
  • the spool valve body 50 moves to the right until the flange 48b of the piston 48 abuts on the end face of the central housing 54.
  • the pilot chamber 34 has the connecting passage 42 of the bonnet 16, the second passage 54b of the central housing 54, the first groove portion 66a of the spool valve body 50, and the central housing 54. It communicates with the discharge port 78 via the first passage 54a. As a result, the pressure fluid stored in the pilot chamber 34 is discharged from the discharge port 78, and the diaphragm valve body 14 is separated from the valve seat 24a.
  • the first flow path 26 and the second flow path 28 communicate with each other, and the pressure fluid introduced into the body 12 from the input port 20 flows from the first flow path 26 to the second flow path. It flows into the road 28 and is discharged at once from the output port 22. At that time, since the pilot passage 38 and the second action chamber 72 are cut off, the spool valve body 50 can be driven without being affected by the pressure drop in the first flow path 26.
  • the spool valve body 50 moves to the right, the pressure of the fluid in the second action chamber 72 is equal to or higher than a predetermined value, so that the spool valve body 50 moves to the left.
  • the first packing 62a attached to the first land portion 60a of the spool valve body 50 abuts on the inner peripheral surface of the central housing 54 on the left side of the second passage 54b, and is attached to the second land portion 60b. 2
  • the packing 62b is separated from the inner peripheral surface of the central housing 54.
  • the spool valve body 50 moves to the left until the end surface of the piston 48 abuts on the bottom surface 57 of the hole in the end housing 56.
  • the pressure fluid is intermittently discharged from the output port 22 by repeatedly energizing and stopping the drive unit 44.
  • the device since the opening and closing of the diaphragm valve body 14 is controlled by the pilot type spool valve 18, the device can be miniaturized. Specifically, since the spool valve body 50 operates by the pilot pressure from the drive unit 44 and the pressure fluid introduced from the pilot chamber 34, the electric power required to drive the spool valve body 50 is small.
  • a pilot pressure above a certain level is required to drive the pilot type spool valve body 50, and the supply pressure used for air blow cannot be used for the pilot pressure because the pressure drop is large.
  • the high-pressure fluid discharge device 10 of the present embodiment it is possible to cut off the space between the pilot passage 38 and the second action chamber 72 during blowing and drive the spool valve body 50 without being affected by the pressure drop.
  • the pressure fluid of the pilot chamber 34 is introduced into the spool valve body 50 through the gap between the outer peripheral surface of the spool valve body 50 and the inner peripheral surface of the central housing 54, the flow path configuration is simple. Can be.
  • Each of these usage patterns is characterized by a device or the like connected to the input port 20.
  • a tank 82 is connected to the input port 20 of the high-pressure fluid discharge device 10 via a connecting attachment 80.
  • the tank 82 includes a tank chamber 82a having a predetermined capacity inside, an inlet port 82b for connecting pipes, and an outlet port 82c connected to the input port 20 of the high-pressure fluid discharge device 10.
  • the pressure fluid When the pressure fluid is supplied from the inlet port 82b via a pipe (not shown), the pressure fluid is accumulated in the tank chamber 82a and then supplied to the input port 20 of the high-pressure fluid discharge device 10 via the outlet port 82c. .. From the output port 22 of the high-pressure fluid discharge device 10, a fluid having a high peak pressure corresponding to the capacity of the tank chamber 82a is discharged.
  • a linear pipe 84 is connected to the input port 20 of the high-pressure fluid discharge device 10 via a pipe joint 86.
  • the thickness or length of the linear pipe 84 is set so as to have a capacity equivalent to that of the tank 82. As a result, a fluid having a high peak pressure can be discharged from the output port 22 of the high-pressure fluid discharge device 10.
  • a crank-shaped pipe 88 or a bent pipe 88 bent according to a narrow space of the device is connected to the input port 20 of the high-pressure fluid discharge device 10 via a pipe joint 90. ..
  • the thickness or length of the bent pipe 88 is set so as to have a capacity equivalent to that of the tank 82. As a result, a fluid having a high peak pressure can be discharged from the output port 22 of the high-pressure fluid discharge device 10.
  • a filter 94 is connected to the input port 20 of the high-pressure fluid discharge device 10 via a connecting attachment 92.
  • the filter 94 includes a case 96 that houses a filter unit (not shown) inside, and a body 98 that is coupled to the case 96 and has an inlet port 98a and an outlet port 98b.
  • the pressure fluid When a pressure fluid is supplied from the inlet port 98a via a pipe (not shown), the pressure fluid is supplied to the input port 20 of the high-pressure fluid discharge device 10 via the outlet port 98b after removing dust and the like by the filter unit. Will be done. Since the pressure fluid cleaned by the filter unit is supplied to the high-pressure fluid discharge device 10, its durability is improved.
  • the high-pressure fluid discharge device is not limited to the above-described embodiment, and can adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

小型でありながら大流量に対応可能な高圧流体吐出装置を提供する。ボデイ（１２）に設けられた弁座（２４ａ）と協働して第１流路（２６）と第２流路（２８）の連通と遮断を切り換えるダイヤフラム弁体（１４）を備え、第１流路に連なる弁室（３６）とパイロット室（３４）とがダイヤフラム弁体によって区画され、ダイヤフラム弁体には、弁室とパイロット室とを連通するパイロット通路（３８）が設けられ、パイロット室と排出ポート（７８）の連通と遮断を切り換えるパイロット式スプールバルブ（１８）が設けられる。

Description

高圧流体吐出装置
　本発明は、高圧流体を吐出する高圧流体吐出装置に関する。
　例えば、切削加工においてワークの表面に付着した金属の切粉を除去してワークの表面を清浄化するため、圧縮空気等の高圧流体を吹き付ける装置が使われている。
　特開２０１４－８３５１８号公報には、このような用途に使われる間欠エアブローガンが記載されている。この間欠エアブローガンは、作業者がスイッチレバーを握るとエア噴出流路の開閉弁が開となり、圧気源からのエアが吐出口から噴出する。これと同時に、エア噴出流路を流れるエアの一部がパイロット弁に供給され、パイロット弁が開になると、圧気源からのエアの一部がバイパス流路を通って開閉弁の二次側に送られ、開閉弁が閉となる。
　しかしながら、このようなエアブローガンでエアの吐出を行うには、作業場で作業者がレバーを握って操作する必要があり、例えば、水飛沫が飛散する場所でエアブローガンを操作しなければならない場合、作業者が濡れてしまうという不具合がある。
　また、特許第６４２９１３３号公報には、電磁コイルへの通電によって可動鉄心とともにパイロット弁体を駆動し、圧力流体の流路と該流路からダイヤフラム等の主弁体によって仕切られた圧力室との間に圧力差を生じさせることにより、主弁体を開弁方向に駆動するパイロット式電磁弁が記載されている。このような電磁弁を高圧流体吐出装置として使用すれば、遠隔制御が可能である。
　しかしながら、特許第６４２９１３３号公報に記載されたパイロット式電磁弁は、電磁コイルへの通電によって流路と向き合うパイロット弁体を直接駆動する方式（直動式）であり、大流量に対応するためには、供給電力を大きくする必要がある。すなわち、主弁体の振動を抑制し、安定した開閉動作を行わせるためには、強い付勢力を有する戻しばねと、大きな電力を供給可能な電磁コイル等を備えることが必要になる。このため、装置が大型化するおそれがある。
　本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、小型でありながら大流量に対応可能な高圧流体吐出装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る高圧流体吐出装置は、入力ポートに連通する第１流路と出力ポートに連通する第２流路が形成されたボデイと、ボデイに設けられた弁座と協働して第１流路と第２流路の連通と遮断を切り換えるダイヤフラム弁体とを備えている。そして、第１流路に連なる弁室とパイロット室とがダイヤフラム弁体によって区画され、ダイヤフラム弁体には、弁室とパイロット室とを連通するパイロット通路が設けられ、パイロット室と排出ポートの連通と遮断を切り換えるパイロット式スプールバルブが設けられたものである。
　上記高圧流体吐出装置によれば、流路と向き合わないパイロット式スプールバルブの作動に必要な電力は小さなもので足りるので、小型でありながら大流量の高圧流体を吐出することができる。
　本発明に係る高圧流体吐出装置は、パイロット室と排出ポートの連通と遮断を切り換えるパイロット式スプールバルブを設けたので、小型でありながら大流量に対応可能な高圧流体吐出装置とすることができる。
本発明の実施形態に係る高圧流体吐出装置の断面図である。 図１の高圧流体吐出装置が別の動作状態にあるときの図１に対応する図である。 図１の高圧流体吐出装置にタンクを接続した使用形態を示す図である。 図１の高圧流体吐出装置にタンクと同等の機能を有する直線状の配管を接続した使用形態を示す図である。 図１の高圧流体吐出装置にタンクと同等の機能を有する屈曲状の配管を接続した使用形態を示す図である。 図１の高圧流体吐出装置にフィルタを接続した使用形態を示す図である。
　以下、本発明に係る高圧流体吐出装置の基本構成について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向に関する言葉を用いたときは、便宜上、図面上での方向をいうものであって、部材等の実際の配置を限定するものではない。
　図１および図２に示されるように、高圧流体吐出装置１０は、内部に圧縮空気等の圧力流体の流路が形成されたボデイ１２と、ボデイ１２の内部に収容されるダイヤフラム弁体１４と、ボデイ１２の上方に配設されるボンネット１６と、ボンネット１６の上方に配設されるパイロット式スプールバルブ１８とを有する。
　ボデイ１２の左側端部には、圧縮空気等の圧力流体をボデイ１２内に導入するための入力ポート２０が設けられ、ボデイ１２の右側端部には、ボデイ１２内に導入された圧力流体を外部に吐出するための出力ポート２２が設けられている。ボデイ１２の中央には隔壁２４が設けられ、圧力流体の流路は、隔壁２４によって、入力ポート２０に連通する第１流路２６と出力ポート２２に連通する第２流路２８とに区画されている。隔壁２４の上端部には、ダイヤフラム弁体１４が着座する弁座２４ａが設けられている。
　ダイヤフラム弁体１４は、円柱形状をなす厚肉の本体部３０と、本体部３０に比べて薄肉で屈曲自在のフランジ部３２とを有する。フランジ部３２の外周縁部は、ボデイ１２とボンネット１６との間で挟持される。ダイヤフラム弁体１４は、本体部３０の底面において隔壁２４の弁座２４ａに着座可能である。ダイヤフラム弁体１４が弁座２４ａから離間すると、第１流路２６と第２流路２８が連通し、ダイヤフラム弁体１４が弁座２４ａに着座すると、第１流路２６と第２流路２８の連通が遮断される。
　ダイヤフラム弁体１４の上方、すなわち、ダイヤフラム弁体１４とボンネット１６との間には、パイロット室３４が形成されているとともに、ダイヤフラム弁体１４の本体部３０の側方には、第１流路２６に連なる環状の弁室３６が形成されている。ダイヤフラム弁体１４の本体部３０の内部には、弁室３６とパイロット室３４を相互に連通せしめるパイロット通路３８が設けられている。パイロット通路３８の一端は、弁室３６に臨む本体部３０の側面に開口し、パイロット通路３８の他端は、パイロット室３４に臨む本体部３０の上面に開口する。
　ボンネット１６の下面には、パイロット室３４を画成する凹部４０が設けられている。この凹部４０は、ダイヤフラム弁体１４が上方に移動したときにダイヤフラム弁体１４のフランジ部３２と当接する傾斜面４０ａを有している。ボンネット１６には、上下方向に貫通する連通路４２が設けられている。連通路４２の上端はパイロット式スプールバルブ１８に向けて開口し、連通路４２の下端は凹部４０に臨んでいる。
　パイロット式スプールバルブ１８は、圧縮空気等によるパイロット圧をスプール弁部４６に供給する駆動部４４と、駆動部４４から供給されるパイロット圧によって動作状態が切り換わるスプール弁部４６とからなる。駆動部４４とスプール弁部４６は、左右方向に延在し、それらの端部同士で連結されている。なお、図１および図２において、スプール弁部４６は断面図として示されているが、駆動部４４は外観形状で示されている。
　スプール弁部４６は、一端にピストン４８が一体的に連結されたスプール弁体５０を備える。ピストン４８の外径（最大外径）は、スプール弁体５０の外径（最大外径）よりも大きい。スプール弁体５０およびピストン４８は、ボンネット１６の上面に固定されたバルブハウジングの内部で左右方向に摺動可能に支持される。
　バルブハウジングは、左右方向に貫通する孔部を有する中央ハウジング５４と、有底状の孔部を有する端部ハウジング５６と、端部プレート５８とを有する。中央ハウジング５４は、スプール弁体５０の外周面を案内する。端部ハウジング５６は、ピストン４８の外周面を案内するとともに、中央ハウジング５４の一端側を閉塞する。端部プレート５８は、中央ハウジング５４の他端側を閉塞する。中央ハウジング５４の上部には、径方向に貫通する第１通路５４ａが設けられ、中央ハウジング５４の下部には、径方向に貫通する第２通路５４ｂが設けられている。第２通路５４ｂは、ボンネット１６の連通路４２と対応する位置に設けられており、連通路４２を介してパイロット室３４と連通している。
　スプール弁体５０の中央付近には、第１ランド部６０ａおよび第２ランド部６０ｂが軸方向に所定間隔を置いて設けられている、第１ランド部６０ａに装着された第１パッキン６２ａは、第２通路５４ｂの左方において、中央ハウジング５４の内周面に当接可能である。第２ランド部６０ｂに装着された第２パッキン６２ｂは、第２通路５４ｂの右方において、中央ハウジング５４の内周面に当接可能である。
　ピストン４８に近接する側のスプール弁体５０の端部である第１端部６４ａと第１ランド部６０ａとの間には、環状の第１溝部６６ａが形成されている。第１溝部６６ａは、スプール弁体５０の摺動位置に関わらず、中央ハウジング５４の第１通路５４ａと連通している。ピストン４８から離間する側のスプール弁体５０の端部である第２端部６４ｂと第２ランド部６０ｂとの間には、環状の第２溝部６６ｂが形成されている。
　スプール弁体５０の第１端部６４ａには、中央ハウジング５４の内周面に摺接するシールリング６５が装着されている。一方、スプール弁体５０の第２端部６４ｂの外周面と中央ハウジング５４の内周面との間には、所定の隙間６８が確保されており、第２溝部６６ｂは、この隙間６８を介して、第２端部６４ｂと端部プレート５８との間に設けられた空間、すなわち第２作用室７２と連通している。第２溝部６６ｂが中央ハウジング５４の第２通路５４ｂと連通するとき、パイロット室３４の圧力流体が第２作用室７２に導入される。
　ピストン４８の外周には、端部ハウジング５６の孔部の内周面と摺接するピストンパッキン４８ａが装着されている。ピストン４８と端部ハウジング５６の孔部の底面５７との間には、駆動部４４の通電時に駆動部４４からのパイロット圧が導入される第１作用室７０が形成されている。
　スプール弁体５０およびピストン４８は、ピストン４８の端面が端部ハウジング５６の孔部の底面５７に当接する位置（図１参照）と、ピストン４８の外周に設けられたフランジ４８ｂが中央ハウジング５４の端面に当接する位置（図２参照）との間で移動可能となっている。
　ピストン４８の端面が端部ハウジング５６の孔部の底面５７に当接する位置およびその近傍にあるとき、中央ハウジング５４の第２通路５４ｂは、スプール弁体５０の第２溝部６６ｂと連通する。ピストン４８のフランジ４８ｂが中央ハウジング５４の端面に当接する位置およびその近傍にあるとき、中央ハウジング５４の第２通路５４ｂは、スプール弁体５０の第１溝部６６ａと連通する。
　スプール弁部４６の上方には、平面状のガスケット７４を介して上方プレート７６が設けられている。上方プレート７６の下面に形成された排出ポート７８は、中央ハウジング５４の第１通路５４ａに連通している。
　本発明の実施形態に係る高圧流体吐出装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、図１および図２を参照しながら、その作用について説明する。
　図１に示されるように、ダイヤフラム弁体１４の本体部３０が弁座２４ａに当接し、かつ、ピストン４８の端面が端部ハウジング５６の孔部の底面５７に当接している状態を初期状態とする。このとき、駆動部４４は通電されていない。また、入力ポート２０からボデイ１２内に圧力流体はまだ導入されていないものとする。
　上記初期状態では、スプール弁体５０の第１ランド部６０ａに装着された第１パッキン６２ａが第２通路５４ｂの左方において中央ハウジング５４の内周面に当接する一方、第２ランド部６０ｂに装着された第２パッキン６２ｂは中央ハウジング５４の内周面に当接していない。すなわち、中央ハウジング５４の第２通路５４ｂは、スプール弁体５０の第２溝部６６ｂと連通しており、中央ハウジング５４の第２通路５４ｂとスプール弁体５０の第１溝部６６ａとの連通は遮断されている。
　このため、パイロット室３４は、ボンネット１６の連通路４２、中央ハウジング５４の第２通路５４ｂ、スプール弁体５０の第２溝部６６ｂ、および、スプール弁体５０の第２端部６４ｂの外周面と中央ハウジング５４の内周面との隙間６８を介して、第２作用室７２と連通している。
　上記初期状態において、入力ポート２０からボデイ１２内に圧力流体が導入されると、圧力流体は、パイロット通路３８を介してパイロット室３４に供給される。ダイヤフラム弁体１４は、パイロット室３４に供給された圧力流体によって広い面積で下方への圧力を受けるので、弁座２４ａに強く押圧され、第１流路２６と第２流路２８との連通が確実に遮断される。出力ポート２２から圧力流体は吐出されない。
　また、パイロット室３４に供給された圧力流体は第２作用室７２に導入され、スプール弁体５０は、第２作用室７２に導入された圧力流体によって左方へ押圧され、ピストン４８の端面が端部ハウジング５６の孔部の底面５７に当接した状態が維持される。
　ここで、駆動部４４に通電すると、駆動部４４からのパイロット圧が第１作用室７０に導入される。このパイロット圧によりピストン４８およびこれと一体のスプール弁体５０は右方に押圧される。その押圧力は、ピストン４８の外径がスプール弁体５０の外径よりも大きいことから、第２作用室７２に導入されている圧力流体によってスプール弁体５０を左方に押圧する力を上回る。したがって、スプール弁体５０は右方に移動する。
　そして、スプール弁体５０の第２ランド部６０ｂに装着された第２パッキン６２ｂが第２通路５４ｂの右方において中央ハウジング５４の内周面に当接し、第１ランド部６０ａに装着された第１パッキン６２ａは中央ハウジング５４の内周面から離間する。図２に示されるように、スプール弁体５０は、ピストン４８のフランジ４８ｂが中央ハウジング５４の端面に当接するまで右方に移動する。
　スプール弁体５０が右方に移動することで、パイロット室３４は、ボンネット１６の連通路４２、中央ハウジング５４の第２通路５４ｂ、スプール弁体５０の第１溝部６６ａ、および、中央ハウジング５４の第１通路５４ａを介して、排出ポート７８に連通する。これにより、パイロット室３４に貯留された圧力流体が排出ポート７８から排出され、ダイヤフラム弁体１４が弁座２４ａから離間する。
　ダイヤフラム弁体１４が弁座２４ａから離間すると、第１流路２６と第２流路２８が連通し、入力ポート２０からボデイ１２内に導入される圧力流体が第１流路２６から第２流路２８に流れ込み、出力ポート２２から一気に吐出される。その際、パイロット通路３８と第２作用室７２との間は遮断されているため、第１流路２６内の圧力降下の影響を受けずにスプール弁体５０を駆動することが可能である。
　その後、駆動部４４の通電を停止すると、第１作用室７０に対するパイロット圧の供給が停止し、第１作用室７０に貯留された圧縮空気等の流体が外部に排出される。一方、スプール弁体５０が右方に移動した先の工程において、第２作用室７２内の流体の圧力は所定以上となっているので、スプール弁体５０は左方に移動する。
　そして、スプール弁体５０の第１ランド部６０ａに装着された第１パッキン６２ａが第２通路５４ｂの左方において中央ハウジング５４の内周面に当接し、第２ランド部６０ｂに装着された第２パッキン６２ｂは中央ハウジング５４の内周面から離間する。スプール弁体５０は、ピストン４８の端面が端部ハウジング５６の孔部の底面５７に当接するまで左方に移動する。
　スプール弁体５０が左方に移動することで、中央ハウジング５４の第２通路５４ｂとスプール弁体５０の第１溝部６６ａとの連通が遮断され、パイロット室３４の圧力流体が排出ポート７８から排出されなくなる。このため、入力ポート２０からボデイ１２内に導入される圧力流体は、パイロット通路３８を介してパイロット室３４に供給・蓄積される。ダイヤフラム弁体１４は、パイロット室３４に供給・蓄積される圧力流体により下方に押圧され、下方に移動して弁座２４ａに当接する。これにより、第１流路２６と第２流路２８との連通が遮断され、出力ポート２２からの圧力流体の吐出が停止する。
　以後、入力ポート２０からボデイ１２内に圧力流体が導入された状態で、駆動部４４への通電と停止を繰り返すことにより、出力ポート２２から圧力流体が間欠的に吐出される。
　本実施形態の高圧流体吐出装置１０によれば、パイロット式スプールバルブ１８によってダイヤフラム弁体１４の開閉を制御するので、装置を小型化することができる。具体的には、スプール弁体５０は、駆動部４４からのパイロット圧とパイロット室３４から導入される圧力流体とによって動作するので、スプール弁体５０の駆動に必要な電力は小さなもので足りる。
　パイロット式のスプール弁体５０の駆動には、一定以上のパイロット圧力が必要であり、エアブローに使用する供給圧は、圧力降下が大きいため、パイロット圧力には使用できない。本実施形態の高圧流体吐出装置１０では、ブロー中には、パイロット通路３８と第２作用室７２との間を遮断し、圧力降下の影響を受けずにスプール弁体５０を駆動することを可能にする。また、スプール弁体５０に対するパイロット室３４の圧力流体の導入は、スプール弁体５０の外周面と中央ハウジング５４の内周面との隙間を介して行われるようにしたので、流路構成を簡単にすることができる。
　次に、上記高圧流体吐出装置１０の複数の使用形態について、図３～図６を参照しながら説明する。これらの使用形態は、いずれも、入力ポート２０に接続する機器等に特徴を有するものである。
（第１使用形態）
　図３に示されるように、高圧流体吐出装置１０の入力ポート２０には、連結用アタッチメント８０を介してタンク８２が接続される。タンク８２は、所定容量を有するタンク室８２ａを内部に備えるとともに、配管接続用の入口ポート８２ｂと、高圧流体吐出装置１０の入力ポート２０に接続される出口ポート８２ｃを備える。
　図示しない配管を介して入口ポート８２ｂから圧力流体が供給されると、該圧力流体は、タンク室８２ａに蓄積された後、出口ポート８２ｃを経て高圧流体吐出装置１０の入力ポート２０に供給される。高圧流体吐出装置１０の出力ポート２２からは、タンク室８２ａの容量に応じた高いピーク圧を有する流体が吐出される。
（第２使用形態）
　図４に示されるように、高圧流体吐出装置１０の入力ポート２０には、管継手８６を介して直線状の配管８４が接続される。この直線状の配管８４は、前記タンク８２と同等の容量を有するように、その太さまたは長さが設定されている。これにより、高圧流体吐出装置１０の出力ポート２２から高いピーク圧を有する流体を吐出することができる。
（第３使用形態）
　図５に示されるように、高圧流体吐出装置１０の入力ポート２０には、管継手９０を介して、クランク状、あるいは装置の狭いスペースに合わせて屈曲された屈曲状の配管８８が接続される。この屈曲状の配管８８は、前記タンク８２と同等の容量を有するように、その太さまたは長さが設定されている。これにより、高圧流体吐出装置１０の出力ポート２２から高いピーク圧を有する流体を吐出することができる。
（第４使用形態）
　図６に示されるように、高圧流体吐出装置１０の入力ポート２０には、連結用アタッチメント９２を介してフィルタ９４が接続される。フィルタ９４は、内部にフィルタユニット（図示せず）を収容するケース９６と、ケース９６に結合されるとともに入口ポート９８ａおよび出口ポート９８ｂを有するボデイ９８を備える。
　図示しない配管を介して入口ポート９８ａから圧力流体が供給されると、該圧力流体は、フィルタユニットにより塵埃等を除去された後、出口ポート９８ｂを経て高圧流体吐出装置１０の入力ポート２０に供給される。高圧流体吐出装置１０にはフィルタユニットにより清浄化された圧力流体が供給されるので、その耐久性が向上する。
　本発明に係る高圧流体吐出装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することのない範囲で、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims (8)

  1. 　入力ポート（２０）に連通する第１流路（２６）と出力ポート（２２）に連通する第２流路（２８）が形成されたボデイ（１２）と、前記ボデイに設けられた弁座（２４ａ）と協働して前記第１流路と前記第２流路の連通と遮断を切り換えるダイヤフラム弁体（１４）とを備える高圧流体吐出装置であって、
    　前記第１流路に連なる弁室（３６）とパイロット室（３４）とが前記ダイヤフラム弁体によって区画され、前記ダイヤフラム弁体には、前記弁室と前記パイロット室とを連通するパイロット通路（３８）が設けられ、前記パイロット室と排出ポート（７８）の連通と遮断を切り換えるパイロット式スプールバルブ（１８）が設けられた高圧流体吐出装置。
  2. 　請求項１記載の高圧流体吐出装置において、
    　前記パイロット式スプールバルブのスプール弁体（５０）の一端側には、前記パイロット式スプールバルブの駆動部（４４）からのパイロット圧が供給可能に構成され、前記スプール弁体の他端側には、前記パイロット室の圧力流体が導入可能に構成された高圧流体吐出装置。
  3. 　請求項２記載の高圧流体吐出装置において、
    　前記スプール弁体の他端側に対する前記パイロット室の圧力流体の導入は、前記スプール弁体の外周面とバルブハウジング（５４）の内周面との隙間を介して行われる高圧流体吐出装置。
  4. 　請求項２記載の高圧流体吐出装置において、
    　前記スプール弁体の一端には、前記スプール弁体の外径よりも大きい外径を有するピストン（４８）が連結される高圧流体吐出装置。
  5. 　請求項１記載の高圧流体吐出装置において、
    　前記入力ポートにはタンク（８２）が接続される高圧流体吐出装置。
  6. 　請求項１記載の高圧流体吐出装置において、
    　前記入力ポートにはタンクと同等の機能を有する直線状の配管（８４）が接続される高圧流体吐出装置。
  7. 　請求項１記載の高圧流体吐出装置において、
    　前記入力ポートにはタンクと同等の機能を有する屈曲状の配管（８８）が接続される高圧流体吐出装置。
  8. 　請求項１記載の高圧流体吐出装置において、
    　前記入力ポートにはフィルタ（９４）が接続される高圧流体吐出装置。
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