(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明に係る間欠エア発生装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
図1において、参照符号10は、本発明の第1の実施の形態に係る間欠エア発生装置を示す。
【0020】
この間欠エア発生装置10を含む駆動回路は、
図1に示されるように、流体供給源(供給源)12と、該流体供給源12の下流側に接続される制御弁(切換手段)14と、前記流体供給源12と前記制御弁14との間に設けられる切換弁16とからなり、この制御弁14の下流側にはエア噴射装置(エア機器)18が接続されている。
【0021】
流体供給源12は、例えば、コンプレッサ等の圧力流体を発生させる装置からなり、その出力側には第1供給配管20を介して切換弁16が接続されている。
【0022】
この切換弁16は、図示しないコントローラからの制御信号に基づいて第1供給配管20と下流側に接続された第2供給配管22との連通状態を切り換え可能な2ポート電磁弁からなる。
【0023】
制御弁14は、
図1〜
図3に示されるように、例えば、パイロットエアによって開閉動作する5ポートのスプール弁からなり、その入口ポート(第1ポート)24が第1及び第2供給配管20、22を介して切換弁16及び流体供給源12と接続され、出口ポート(第2ポート)26が出力配管28を介してエア噴射装置18と接続されている。
【0024】
また、制御弁14には、パイロットエアの出力されるパイロット出力ポート30と、前記パイロット出力ポート30からのパイロットエアが入力されるパイロット入力ポート32とが形成される。
【0025】
さらに、パイロット出力ポート30とパイロット入力ポート32とを接続するパイロット配管34には、一組の第1及び第2速度制御弁36、38が
直列に接続されると共に、前記第2速度制御弁38の下流側にはタンク40が接続される。なお、タンク40は圧縮エアを蓄えておくために設けられ、エア噴射装置18から圧縮エアを間欠的に噴射する際の周波数帯を微調整する目的で設けられる。また、タンク40を設けなくとも調整を行うことも可能である。
【0026】
次に、制御弁14について
図2及び
図3を参照しながら詳細に説明する。
【0027】
この制御弁14は、バルブボディ42と、該バルブボディ42の内部に装着されたガイド体44を介して移動自在に設けられる弁体46と、前記弁体46と共に移動自在に設けられたピストン48と、前記弁体46を強制的に移動させることが可能な手動操作機構50とを有する。
【0028】
バルブボディ42は、例えば、円筒状の本体部52と、該本体部52の一端部側(矢印A方向)を閉塞するカバー部材54と、前記本体部52の他端部に連結されるエンドブロック56とを含む。本体部52の内部には軸方向(矢印A、B方向)に沿って延在した貫通孔58が形成され、その内部にガイド体44及び弁体46が配設される。この貫通孔58は、バルブボディ42の一端部及び他端部側(矢印A、B方向)が開口し、その一端部がカバー部材54によって閉塞されると共に、該カバー部材54の中央に形成されたパイロット室60と連通している。また、貫通孔58の他端部はエンドブロック56によって閉塞される。
【0029】
一方、本体部52の外周面には、軸方向(矢印A、B方向)に沿った略中央部に入口ポート24が形成され径方向内側に向かって貫通孔58まで延在すると共に、前記入口ポート24に対して他端部側(矢印B方向)に隣接するように出口ポート26が形成される。入口ポート24は切換弁16を介して流体供給源12に接続され、一方、出口ポート26はエア噴射装置18に接続されている。
【0030】
一方、入口ポート24に対してカバー部材54側となる一端部側(矢印A方向)には、パイロット出力ポート30が隣接するように形成されると共に、前記パイロット出力ポート30に対してさらに一端部側には排気ポート62が形成される。この排気ポート62及びパイロット出力ポート30も、入口ポート24及び出口ポート26と同様に径方向内側に向かって延在し、ガイド体44を貫通して貫通孔58まで延在している。
【0031】
すなわち、本体部52において、入口ポート24、出口ポート26、排気ポート62、パイロット出力ポート30が、軸方向(矢印A、B方向)に沿って互いに所定間隔離間するように平行に形成され、それぞれガイド体44を貫通して貫通孔58と連通している。
【0032】
一方、本体部52の内部には、入口ポート24とカバー部材54のパイロット室60とを直接接続するパイロット通路64が形成され
、入口ポート
24に供給された圧縮エア(パイロットエア)がパイロット通路64に沿って本体部52の一端部側(矢印A方向)へと流れた後に、パイロット室60から貫通孔58の一端部側へと導入される。
【0033】
エンドブロック56は、その中央部に軸方向(矢印A、B方向)に貫通したねじ孔66を有し手動操作機構50の操作ピン68が進退自在に螺合されると共に、外周面にはパイロットエアの入力されるパイロット入力ポート32が開口している。このパイロット入力ポート32は、径方向内側に向かって延在しねじ孔66と連通し、一方、その外部ではパイロット配管34を介してパイロット出力ポート30と接続される。なお、ねじ孔66は、本体部52側まで貫通して貫通孔58と連通している。
【0034】
また、パイロット入力ポート32は、ねじ孔66を挟んで反対側に形成されたサブポート70と連通し、本体部52の他端部に形成された連通室72と連通するように開口している。上述したパイロット入力ポート32及びサブポート70はいずれか一方が選択的に用いられ、使用されないポートはプラグ74によって閉塞される。なお、ここでは、パイロット入力ポート32が用いられ、サブポート70がプラグ74によって閉塞されている場合について説明する。
【0035】
ガイド体44は、例えば、円筒状に形成され外周面に設けられた複数のシール部材76を介して貫通孔58の内周面に当接するように配設されると共に、その内部には弁体46が軸方向(矢印A、B方向)に沿って移動自在に案内される。
【0036】
弁体46は、例えば、貫通孔58及びガイド体44の内部に移動自在に設けられた軸体からなり、その外周面がガイド体44の内周面に当接し、その一端部側(矢印A方向)にはカバー部材54のパイロット室60との間に第1スプリング78が介装されている。そして、弁体46は、第1スプリング78の弾発作用下にエンドブロック56側(矢印B方向)に向かって付勢されている。
【0037】
また、弁体46の外周面には、軸方向(矢印A、B方向)に沿った略中央部に一組の第1及び第2環状凹部80、82が形成され、該第1及び第2環状凹部80、82は外周面から所定深さだけ窪むと共に軸方向に沿って所定長さで形成される。また、第1環状凹部80と第2環状凹部82との間に設けられた壁部84によって互いに連通することがない。
【0038】
なお、第1環状凹部80が弁体46における一端部側(矢印A方向)、第2環状凹部82が前記弁体46における他端部側(矢印B方向)となるように配置される。
【0039】
ピストン48は、例えば、円盤状に形成され弁体46の他端部に対して連結されると共に、貫通孔58の内周面に摺接しながら軸方向(矢印A、B方向)に沿って移動自在に設けられ、その外周面には環状のピストンパッキン86が装着される。
【0040】
手動操作機構50は、エンドブロック56のねじ孔66に螺合された操作ピン68からなり、その一端部がピストン48の他端部に臨むように設けられると共に、前記ねじ孔66の一端部との間に第2スプリング88が介装されている。この第2スプリング88は、操作ピン68を本体部52及びピストン48から離間させる方向(矢印B方向)へと付勢している。
【0041】
そして、例えば、パイロット入力ポート32へのパイロットエアの供給が停止したり、弁体46が固着したりして該弁体46を移動させることができない場合に、図示しない作業者が操作ピン68を螺回させピストン48側(矢印A方向)に向かって移動させることにより、前記ピストン48及び弁体46を押圧して強制的に移動させることが可能となる。
【0042】
すなわち、手動操作機構50は、何らかの原因で弁体46をカバー部材54側へと移動できない場合に、手動で前記弁体46を移動させ連通状態を切換可能に設けられている。
【0043】
なお、上述した実施の形態においては、制御弁14が5ポート弁から構成される場合について説明したが、4ポート弁から構成されてもよい。
【0044】
本発明の第1の実施の形態に係る間欠エア発生装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
なお、以下の説明では、
図2に示されるように、制御弁14がオフ状態にあり圧縮エアがエア噴射装置18へと供給されていない状態を初期状態とする。
【0045】
先ず、
図2に示される制御弁14のオフ状態では、流体供給源12からの圧縮エアが第1供給配管20を通じて切換弁16へと供給され、該切換弁16がオフ状態であるため制御弁14の入口ポート24には前記圧縮エアの供給されていない状態にある。
【0046】
次に、図示しないコントローラからの制御信号に基づき、切換弁16がオン状態へと切り換えられることで、第1供給配管20に供給されていた圧縮エアが第2供給配管22を通じて制御弁14の入口ポート24へと導入される。この際、入口ポート24が弁体46の外周面によって閉塞されているため、該入口ポート24に導入された圧縮エアが出口ポート26へと流れることがない。
【0047】
また、入口ポート24に供給された圧縮エアは、パイロットエアとして弁体46の第1環状凹部80を通じてパイロット通路64へと流れてパイロット室60へと導入されると共に、前記第1環状凹部80を通じてパイロット出力ポート30からパイロット配管34へと流通してパイロット入力ポート32へと供給される。
【0048】
これにより、パイロット室60に導入されたパイロットエアが、弁体46を第1スプリング78の弾発力と共にエンドブロック56側(矢印B方向)へと付勢している。そのため、弁体46の他端部に連結されたピストン48が操作ピン68の端部に当接するまで移動した状態にある。
【0049】
次に、上述したような制御弁14のオフ状態からエア噴射装置18へ圧縮エアを供給するオン状態とする場合には、
図3に示されるように、パイロットエアがパイロット出力ポート30からパイロット配管34を通じてパイロット入力ポート32へと供給され、貫通孔58へと導入されることでピストン48がカバー部材54側(矢印A方向)に向かって押圧され、弁体46がバルブボディ42に沿って移動する。
【0050】
これにより、入口ポート24に第2環状凹部82が臨む位置となり、該第2環状凹部82を介して前記入口ポート24と出口ポート26とが連通する。その結果、入口ポート24に供給されていた圧縮エアが出口ポート26へと流れ、該出口ポート26に接続された出力配管28を通じてエア噴射装置18から噴射される。
【0051】
一方、弁体46の移動に伴って第1環状凹部80が移動することで、パイロット出力ポート30
と入口ポート
24との連通が遮断されるため、パイロットエアのパイロット入力ポート32への供給が停止すると共に、前記第1環状凹部80を通じてパイロット出力ポート30と排気ポート62とが連通するため、前記パイロット入力ポート32へ供給されていたパイロットエアが排気ポート62から外部へと排出される。
【0052】
これにより、ピストン48及び弁体46をカバー部材54側(矢印A方向)に向かって付勢していたパイロットエアによる押圧力が滅勢され、第1スプリング78の弾発力及びパイロット室60に供給される圧縮エアの押圧力によって前記弁体46が前記カバー部材54から離間する方向(矢印B方向)へと押圧されて移動する。
【0053】
その結果、
図2に示される弁体46の移動に伴って第1環状凹部80を通じた入口ポート24と出口ポート26との連通状態が再び遮断されたオフ状態となり、エア噴射装置18からの圧縮エアの噴射が停止される。
【0054】
そして、パイロット出力ポート30
と入口ポート
24とが再び連通し、パイロットエア
がパイロット入力ポート32へと再び供給されることで弁体46がカバー部材54側へと移動してオン状態へと切り換わり、圧縮エアが前記入口ポート24から前記出口ポート26へと流通してエア噴射装置18から再び噴射される。
【0055】
このように、パイロット出力ポート30からパイロット入力ポート32へのパイロットエアの供給状態を切り換えることで、弁体46を軸方向に沿って一端部側又は他端部側へと交互に移動させ、圧縮エアの供給されている入口ポート24と出口ポート26との連通状態を切り換えてエア噴射装置18からの圧縮エアの噴射を間欠的に行っている。
【0056】
なお、このエア噴射装置18からの圧縮エアの噴射・停止の間欠動作の間隔は、パイロット配管34に接続された第1及び第2速度制御弁36、38によって自在に設定することが可能となる。
【0057】
以上のように、第1の実施の形態では、間欠エア発生装置10を構成する制御弁14を5ポート弁又は4ポート弁から構成することで、エア噴射装置18へと供給される圧縮エアの第1供給配管20とは別にパイロットエアを供給するためのパイロット配管34を設けてピストン48への供給に用いることができる。そのため、ピストン48を介して弁体46を軸方向に沿って移動させエア噴射装置18の間欠動作を行う際、圧縮エアをエア噴射装置18から噴射させる際に生じる圧力降下の影響を受けることなく安定した周期で間欠動作を行うことが可能となる。
【0058】
また、ボディの内部において弁体46が固着した場合には、図示しない作業者が手動操作機構50の操作ピン68を回転させ前記弁体46側(矢印A方向)に向かって移動させ、該弁体46を押し出すことで強制的に入口ポート24と出口ポート26とが連通したオン状態としてブローを行うことができる。
【0059】
次に、第2の実施の形態に係る間欠エア発生装置100を
図4〜
図6に示す。なお、上述した第1の実施の形態に係る間欠エア発生装置10と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【0060】
この第2の実施の形態に係る間欠エア発生装置100では、流体供給源12と制御弁102との間に切換弁を備えていない点で、第1の実施の形態に係る間欠エア発生装置10と相違している。
【0061】
この間欠エア発生装置100を含む駆動回路は、
図4に示されるように、流体供給源(供給源)12と、該流体供給源12の下流側に接続される制御弁(切換手段)102とからなり、この制御弁102の下流側にはエア噴射装置(エア機器)18が接続されている。
【0062】
流体供給源12は、例えば、コンプレッサ等の圧力流体を発生させる装置からなり、その出力側には第1供給配管20を介して制御弁102が接続されている。
【0063】
制御弁102を構成するバルブボディ42の外周面には、
図5及び
図6に示されるように、カバー部材54側(矢印A方向)となる一端部近傍に入口ポート24が形成され径方向内側に向かって貫通孔58まで延在すると共に、前記入口ポート24に対して他端部側(矢印B方向)に隣接するように出口ポート26が形成される。この入口ポート24は流体供給源12に接続され、一方、出口ポート26はエア噴射装置18に接続されている。
【0064】
また、バルブボディ42の本体部52には、出口ポート26に対して他端部側(矢印B方向)に隣接するように排気ポート62が形成されると共に、該排気ポート62の他端部側(矢印B方向)にはパイロット出力ポート30が略平行に形成される。
【0065】
さらに、本体部52には、パイロット出力ポート30に対して他端部側(矢印B方向)となる位置に外部パイロット入力ポート104が形成され、第3供給配管106を介して図示しない流体圧機器と接続されると共に、他のポートと同様に径方向内側に向かって延在し貫通孔58と連通している。
【0066】
本発明の第2の実施の形態に係る間欠エア発生装置100は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【0067】
なお、以下の説明では、
図5に示されるように、制御弁102がオフ状態にあり圧縮エアがエア噴射装置18へと供給されていない状態を初期状態とする。
【0068】
先ず、
図5に示される制御弁102のオフ状態では、流体供給源12からの圧縮エアが第1供給配管20を通じて制御弁102の入口ポート24へと導入されると共に、図示しない流体圧機器からパイロットエアが外部パイロット入力ポート104へと導入される。この際、入口ポート24が弁体46の外周面によって閉塞されているため、該入口ポート24に導入された圧縮エアが出口ポート26へと流れることがない。
【0069】
一方、パイロットエアは、弁体46の第2環状凹部82を通じてパイロット通路64へと流れてパイロット室60へと導入されることで、弁体46を第1スプリング78の弾発力と共にエンドブロック56側(矢印B方向)へと付勢している。そのため、弁体46の他端部に連結されたピストン48が操作ピン68の端部に当接するまで移動した状態にある。
【0070】
次に、上述したような制御弁102のオフ状態からエア噴射装置18へ圧縮エアを供給するオン状態とする場合には、
図6に示されるように、外部パイロット入力ポート104に導入されたパイロットエアがパイロット出力ポート30からパイロット配管34を通じてパイロット入力ポート32へと供給され、貫通孔58へと導入されることでピストン48がカバー部材54側(矢印A方向)に向かって押圧され、弁体46がバルブボディ42に沿って移動する。
【0071】
これにより、入口ポート24に第1環状凹部80が臨む位置となり、該第1環状凹部80を介して前記入口ポート24と出口ポート26とが連通する。その結果、入口ポート24に供給されていた圧縮エアが出口ポート26へと流れ、該出口ポート26に接続された出力配管28を通じてエア噴射装置18から噴射される。
【0072】
一方、弁体46の移動に伴って第2環状凹部82が移動することで、外部パイロット入力ポート104とパイロット出力ポート30との連通が遮断されるため、パイロットエアのパイロット入力ポート32への供給が停止すると共に、前記第2環状凹部82を通じてパイロット出力ポート30と排気ポート62とが連通するため、前記パイロット入力ポート32へ供給されていたパイロットエアが排気ポート62から外部へと排出される。
【0073】
これにより、ピストン48及び弁体46をカバー部材54側(矢印A方向)に向かって付勢していたパイロットエアによる押圧力が滅勢され、第1スプリング78の弾発力及びパイロット室60に供給される圧縮エアの押圧力によって前記弁体46が前記カバー部材54から離間する方向(矢印B方向)へと押圧されて移動する。
【0074】
その結果、
図5に示される弁体46の移動に伴って第1環状凹部80を通じた入口ポート24と出口ポート26との連通状態が再び遮断されたオフ状態となり、エア噴射装置18からの圧縮エアの噴射が停止される。
【0075】
そして、外部パイロット入力ポート104とパイロット出力ポート30とが再び連通し、パイロットエアがパイロット入力ポート32へと再び供給されることで弁体46がカバー部材54側へと移動してオン状態へと切り換わり、圧縮エアが前記入口ポート24から前記出口ポート26へと流通してエア噴射装置18から再び噴射される。
【0076】
このように、外部パイロット入力ポート104からパイロット入力ポート32へのパイロットエアの供給状態を切り換えることで、弁体46を軸方向に沿って一端部側又は他端部側へと交互に移動させ、圧縮エアの供給されている入口ポート24と出口ポート26との連通状態を切り換えてエア噴射装置18からの圧縮エアの噴射を間欠的に行っている。
【0077】
以上のように、第2の実施の形態では、間欠エア発生装置100を構成する制御弁102を5ポート弁から構成することで、エア噴射装置18へと供給される圧縮エアの第1供給配管20とは別にパイロットエアを供給するためのパイロット配管34を設けてピストン48への供給に用いることができる。そのため、ピストン48を介して弁体46を軸方向に沿って移動させエア噴射装置18の間欠動作を行う際、圧縮エアをエア噴射装置18から噴射させる際に生じる圧力降下の影響を受けることなく安定した周期で間欠動作を行うことが可能となる。
【0078】
すなわち、弁体46の動作を制御するためのパイロットエアと、エア噴射装置18へと供給され噴射される圧縮エアとを別系統として供給できるため、前記パイロットエアが、前記圧縮エアを噴射する際に生じる圧力降下の影響を受けることがなく安定的に前記弁体46を作動させることができる。
【0079】
また、従来技術に係る間欠エア発生装置と比較し、パイロットエアで駆動するパイロット弁を1つで構成できるため、その回路構成を簡素化することができ、それに伴って、部品点数の削減を図ると共に製造コストの削減を図ることが可能となる。すなわち、簡素な構成で間欠エア発生装置100を安価に製造できると共に、圧力降下の影響を受けることなく安定した性能が得られる。
【0080】
なお、本発明に係る間欠エア発生装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。