特許 6866786 シリンダーバルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6866786

(24)【登録日】2021年4月12日

(45)【発行日】2021年4月28日

(54)【発明の名称】シリンダーバルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/122 20060101AFI20210419BHJP

   F16K 1/06 20060101ALI20210419BHJP

   F16K 27/02 20060101ALI20210419BHJP

【ＦＩ】

   F16K31/122

   F16K1/06

   F16K27/02

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-128335(P2017-128335)

(22)【出願日】2017年6月30日

(65)【公開番号】特開2019-11811(P2019-11811A)

(43)【公開日】2019年1月24日

【審査請求日】2020年2月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002044

【氏名又は名称】特許業務法人ブライタス

(72)【発明者】

【氏名】石塚 翔太

(72)【発明者】

【氏名】柴田 正司

【審査官】 西井 香織

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３０８２３９１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−２３９２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３６９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−１５６９８５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１６−２２３５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 西独国特許出願公開第０２３３８９１２（ＤＥ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２９２１４７３（ＣＮ，Ｙ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３１／１２２

Ｆ１６Ｋ １／０６

Ｆ１６Ｋ ２７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上流側に液体流入口が設けられ、下流側に液体流出口が設けられた中空の外郭部と、
前記外郭部の内部に設けられ、流体により軸方向に変位するシリンダーと、
前記外郭部の前記液体流出口と前記シリンダーとの間に設けられ、複数の貫通孔を有し、前記液体流出口側へ変位した前記シリンダーの前記液体流出口側の端部と当接可能な位置に配置された当て板と、
を備え、
前記シリンダーの内径断面積Ａｂと、軸方向における前記当て板と前記シリンダーの前記液体流出口側の端部との間の開口断面積Ａｗとの比Ａｗ／Ａｂが２．５以上となるように構成されている、シリンダーバルブ。

【請求項2】

前記シリンダーバルブの中心に形成される液体の流路は、前記シリンダーバルブの軸方向において前記当て板の設置位置で外周側に屈曲しており、
前記当て板に対して前記液体流出口側の屈曲部は、軸方向に曲率の大きい曲面に形成されている、請求項１に記載のシリンダーバルブ。

【請求項3】

前記当て板は円板状部材であり、前記貫通孔は楕円形状であって周方向に複数形成されている、請求項１または２に記載のシリンダーバルブ。

【請求項4】

前記当て板に形成された各前記貫通孔による全開口面積は、液体の流路となる前記シリンダーの断面積より大きい、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシリンダーバルブ。

【請求項5】

前記シリンダーの内径は１００ｍｍ以下であり、
前記当て板の前記液体流出口側の面は平面である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシリンダーバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流路を開閉可能なバルブとして用いられる、シリンダー形弁体を有するシリンダーバルブに関する。

【背景技術】

【0002】

シリンダーバルブは、液体が使用される設備において、液体の流路を高頻度に開閉させる必要がある箇所に広く用いられている。例えば特許文献１には、冷却対象を冷却した後の冷却排水等に含まれる微細スケールや微細な不純物等の微細物が混入した高濁度水の流路を高頻度に開閉させる、高濁度流体用シリンダーバルブが開示されている。

【0003】

また、特許文献２には、圧延機幅に対応する長さを有したクーラントヘッダー上に、電磁石の作動によってスプレーノズルから冷却液の噴射を行う複数のスプレー弁が配設された圧延機用ロールクーラント装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−２３９２８４号公報

【特許文献2】特開昭６２−２０７５０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記特許文献１に記載のシリンダーバルブは、構造が複雑であるために、小径の管に適用した場合は圧損が大きくなるという課題がある。また、上記特許文献２に記載の技術では、電磁石を作動させるための電気的配線が必要となる等、ヘッダー自体を改造する必要があり、装置が大きくなりコストもかかる。さらに上記特許文献２の圧延機用ロールクーラント装置では、冷却水が飛散する環境での耐久性も懸念される。

【0006】

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、小型の、例えば内径が１００ｍｍ以下の管径に対しても圧損が少なく、液体の流れのオンとオフを容易に切り替え可能な、新規かつ改良されたシリンダーバルブを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、上流側に液体流入口が設けられ、下流側に液体流出口が設けられた中空の外郭部と、外郭部の内部に設けられ、流体により軸方向に変位するシリンダーと、外郭部の液体流出口とシリンダーとの間に設けられ、複数の貫通孔を有し、液体流出口側へ変位したシリンダーの液体流出口側の端部と当接可能な位置に配置された当て板と、を備え、シリンダーの内径断面積Ａｂと、軸方向における当て板とシリンダーの液体流出口側の端部との間の開口断面積Ａｗとの比Ａｗ／Ａｂが２．５以上となるように構成されている、シリンダーバルブが提供される。

【0008】

シリンダーバルブの中心に形成される液体の流路は、シリンダーバルブの軸方向において当て板の設置位置で外周側に屈曲しており、当て板に対して液体流出口側の屈曲部は、軸方向に曲率の大きい曲面に形成されるのがよい。

【0009】

さらに、当て板は円板状部材であり、貫通孔は楕円形状であって周方向に複数形成してもよい。

【0010】

当て板に形成された各貫通孔による全開口面積は、液体の流路となるシリンダーの断面積より大きく形成される。

【0011】

また、シリンダーの内径は１００ｍｍ以下であり、当て板の液体流出口側の面は平面としてもよい。

【発明の効果】

【0012】

以上説明したように本発明によれば、圧損が少なく、容易に液体の流れのオンとオフを切り替え可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】同実施形態に係る液体噴射装置を構成するヘッダーの構成例を示す概略斜視図である。

【図2】図１のＡ−Ａ切断線における断面図である。

【図3】シリンダーバルブの開口状態及び閉口状態を示す断面図である。

【図4】当て板の平面図である。

【図5】図３の部分拡大図であって、シリンダーバルブの当て板付近の内部形状を示す。

【図6】鋼板の板幅方向に応じた液体の供給量制御によるポンプ駆動電力の削減量の一例を示すグラフである。

【図7】シリンダーの内径断面積と開口断面積との比と圧力損失との一関係例を示すグラフである。

【図8】同実施形態に係る液体噴射装置を構成するヘッダーの構成の変形例を示す概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0015】

＜１．液体噴射装置の概略構成＞
まず、図１に基づいて、本発明の一実施形態に係るシリンダーバルブの適用例について説明する。図１は、本実施形態に係るシリンダーバルブを液体噴射装置に適用した場合の構成例を示す概略斜視図である。

【0016】

液体噴射装置１０は、図１に示すような、複数のノズル１５、１００が配列された直線状の中空のヘッダー１１を、１または複数配列して構成されている。液体噴射装置１０は、例えば鋼板を塗油する装置等に用いられる。

【0017】

詳細には、液体噴射装置１０は、図１に示すように、対象物へ供給する液体を内部に保持する円筒形状のヘッダー１１と、ヘッダー１１の外表面に長手方向（Ｚ方向）に沿って配列され、ヘッダー１１の液体を噴射する複数のノズル１５、１００とからなる。

【0018】

ヘッダー１１は、外部から供給された液体を保持し、各ノズル１５、１００へ液体を供給する。ノズル１５は、ヘッダー１１から供給された液体を所定の供給量で常に噴射するために設けられる部材である。本実施形態に係る液体噴射装置１０において、ノズル１５は、ヘッダー１１に配列されたノズルのうち、中央部Ｎ１に配置される。また、ノズル１００はシリンダーバルブを備えており、流体により軸方向に変位するシリンダー機構によりヘッダー１１から供給された液体の流れのオンオフを切り替えることができる。すなわち、ノズル１００は、ヘッダー１１とノズル部（図２のノズル部１２０）との間にシリンダーバルブ（図２のシリンダーバルブ１１０）を配置することにより、ノズル部１２０からの液体の噴射のオンオフを切り替え可能に構成されている。

【0019】

液体噴射装置１０において、シリンダーバルブを備えるノズル１００は、ヘッダー１１に配列されたノズルのうち、エッジ部Ｎ２、Ｎ３に配置される。なお、シリンダーバルブを備えるノズル１００が配置される位置は図１に示す例に限定されず、例えばヘッダー１１のエッジ部のうちいずれか一方のみに配置されてもよい。このように、液体噴射装置１０は、ヘッダー１１のエッジ部にシリンダーバルブを備えるノズル１００を備えることで、液体を噴射する対象物の幅に応じて、液体の噴射領域を調整することが可能となる。

【0020】

＜２．シリンダーバルブ＞
次に、図２〜図７に基づいて、シリンダーバルブ１１０の構成を詳細に説明する。図２は、図１のＡ−Ａ切断線における断面図である。図３は、シリンダーバルブ１１０の開口状態及び閉口状態を示す断面図である。図４は、当て板１１７の平面図である。図５は、図３の部分拡大図であって、シリンダーバルブ１１０の当て板１１７付近の内部形状を示す。図６は、鋼板の板幅方向に応じた液体の供給量制御によるポンプ駆動電力の削減量の一例を示すグラフである。図７は、シリンダーの内径断面積Ａｂと開口断面積Ａｗとの比Ａｗ／Ａｂと圧力損失（以下、「圧損」ともいう。）ΔＰとの一関係例を示すグラフである。なお、図３は、中心線（軸）Ｃに対し、上側は開口部が開口している状態を示しており、下側は開口部が閉口している状態を示している。

【0021】

［２−１．構成］
シリンダーバルブ１１０は、図２に示すように、アダプタ１３を介してヘッダー１１と接続されている。ノズル１００は、シリンダーバルブ１１０と、ノズル部１２０とからなる。

【0022】

（シリンダーバルブ１１０）
シリンダーバルブ１１０は、シリンダー機構により液体の流れのオンオフを行う機構であり、図３に示すように、接続部１１１と、シリンダー１１３と、外郭部１１５と、当て板１１７とからなる。シリンダーバルブ１１０の一端にはシリンダーバルブ１１０へ液体が流入する液体流入口１０１が設けられ、他端にはシリンダーバルブ１１０から液体が流出する液体流出口１０３が設けられている。なお、本実施形態では、液体流入口１０１側を上流とし、液体流出口１０３側を下流として、シリンダーバルブ１１０での液体の流れ方向を規定する。

【0023】

接続部１１１は、アダプタ１３と接続される円筒形状の中空部材である。接続部１１１は、例えば液体流入口１０１のあるシリンダーバルブ１１０の上流側の外周面１１１ａにねじ溝が形成されており、アダプタ１３の外周面に形成されたねじ山と螺合させることで、アダプタ１３に固定させることができる。

【0024】

シリンダー１１３は、後述する外郭部１１５の内部に設けられ、流体により軸方向（Ｙ方向）に移動する部材である。シリンダー１１３の位置により、シリンダーバルブ１１０の液体の流れのオンオフが切り替えられる。本実施形態では、シリンダー１１３を変位させるための流体として、取り扱い容易な圧縮空気を用いる。なお、本発明はかかる例に限定されず、当該流体として、例えば水や油等を用いてもよい。シリンダー１１３は、図３に示すように、円筒部１１３ａと、円筒部１１３ａの外周面に形成されたフランジ部１１３ｂとからなる。

【0025】

円筒部１１３ａの内面は接続部１１１の内面と略面一となっており、円筒部１１３ａの内部にはヘッダー１１から流入した液体が流れる。フランジ部１１３ｂは、軸方向において一面１１３ｂ１が外郭部１１５の後端側の面１１５ｃと対向し、他面１１３ｂ２が接続部１１１の先端側の面１１１ｃと対向するように配置され、圧縮空気が流入あるいは排出されるエア流入空間を区分する部材として機能する。外郭部１１５に設けられた第１のエア流路口１１５ａから圧縮空気が供給されると、フランジ部１１３ｂが軸方向後端側（Ｙ軸負方向側）に押されて、シリンダー１１３が開口位置へ移動する。一方、外郭部１１５に設けられた第２のエア流路口１１５ｂから圧縮空気が供給されると、フランジ部１１３ｂが軸方向先端側（Ｙ軸正方向側）に押されて、シリンダー１１３が閉口位置へ移動する。

【0026】

外郭部１１５は、シリンダーバルブ１１０の外郭を形成する中空部材であって、その内部にはシリンダー１１３及び当て板１１７が設けられる。

【0027】

外郭部１１５は、軸方向において接続部１１１と接続されている。外郭部１１５には、シリンダー１１３を軸方向に移動させるために圧縮空気をエア流入空間へ供給する第１のエア流路口１１５ａ及び第２のエア流路口１１５ｂが形成されている。第１のエア流路口１１５ａ及び第２のエア流路口１１５ｂは、それぞれ外部のエア供給装置（図示せず。）と接続されており、制御部（図示せず。）の指示に基づきエア供給装置から圧縮空気が供給される。シリンダーバルブ１１０により液体を流す際には、第１のエア流路口１１５ａからエア流入空間へ圧縮空気が流入され、シリンダー１１３が開口位置（図３上側の状態）へ移動される。シリンダーバルブ１１０の液体の流れを停止させる際には、第２のエア流路口１１５ｂからエア流入空間へ圧縮空気が流入され、シリンダー１１３が閉口位置（図３下側の状態）へ移動される。

【0028】

また、外郭部１１５は、軸方向においてシリンダーバルブ１１０の先端側に設けられており、その先端にはノズル部１２０が設けられる。外郭部１１５は、例えば内周面１１５ｄにねじ溝が形成されており、ノズル部１２０の外周面に形成されたねじ山と螺合させることで、外郭部１１５にノズル部１２０を固定させることができる。また、外郭部１１５の内部には、後述する当て板１１７が設けられている。

【0029】

なお、本実施形態に係るシリンダーバルブ１１０では、外郭部１１５を１つの部材として形成したが、外郭部１１５を軸方向に２つに分割すると、メンテナンスを容易に行うことができる点で望ましい。

【0030】

当て板１１７は、外郭部１１５の内部に設けられる円板形状の部材である。当て板１１７は、第２のエア流路口１１５ｂからエア流入空間へ圧縮空気が流入されることで閉口位置へ移動したシリンダー１１３の先端部１１３ａ１が当接する位置に設けられる。また、当て板１１７には、図４に示すように、シリンダー１１３の先端部１１３ａ１が当接する当接領域１１７ｅより外周側に、液体を通過させるための貫通孔１１７ａ〜１１７ｄが複数形成されている。本実施形態に係る当て板１１７は、４つの楕円形状の貫通孔１１７ａ〜１１７ｄが等間隔に形成されている。

【0031】

貫通孔の形状は限定されるものではなく、例えば真円形状や四角等の多角形状としてもよい。好ましくは、圧損をより低減できる楕円形状がよい。一方で、貫通孔１１７ａ〜１１７ｄを楕円形状とすると圧損を低減できるが、第２外郭部１１５Ｂに固定された当て板１１７の支持部分（具体的には、周方向において隣接する貫通孔１１７ａ〜１１７ｄ間の部分）が少なくなり、耐久性が低下する。当て板１１７の強度を高めるには、当て板１１７の軸方向の厚みを大きくすればよい。このように、当て板１１７は、要求される強度を保持するとともに圧損を低減できる形状に最適化され、形成される。

【0032】

また、シリンダーバルブ１１０の中心に形成される液体の流路の、軸方向（Ｙ方向）における断面形状は、当該軸方向において当て板１１７の設置位置で外周側に凸状に屈曲している。このとき、シリンダーバルブ１１０の内部を流れる液体の流れをスムーズにするため、屈曲部を曲面にするのがよい。また、当て板１１７のシリンダー１１３側の面を、図３に示すような流路の屈曲に沿った傾斜面１１７ｆとすることで、より液体の流れをスムーズにすることができる。

【0033】

当て板１１７にシリンダー１１３が当接しているときには、シリンダーバルブ１１０の液体の流路が塞がれ、ノズル部１２０からの液体の噴射が停止される。一方、シリンダー１１３が当て板１１７から離隔されているときには、ヘッダー１１から流入された液体は貫通孔１１７ａ〜１１７ｄを通過し、ノズル部１２０より噴射される。

【0034】

（ノズル部）
ノズル部１２０は、液体を噴射する対象物に対して液体５を噴射するノズルチップであり、例えばシリンダーバルブ１１０を備えるノズル１００をスプレーノズルとして機能させるノズルチップが設けられる。ノズル部１２０は、シリンダーバルブ１１０の先端に位置する第２外郭部１１５Ｂに取り付けられる。例えば、ノズル部１２０の外周面に形成されたねじ山と第２外郭部１１５Ｂの内周面１１５ｄに形成されたねじ溝とを螺合させることで、第２外郭部１１５Ｂにノズル部１２０を固定させることができる。

【0035】

このように、本実施形態に係るシリンダーバルブ１１０は、シリンダー１１３を用いたシンプルな構成となっており、圧縮空気によってシリンダー１１３を軸方向に変位させることで、液体の噴射のオンオフを制御することができる。部品点数も少ないため、コンパクトであり、設置スペースに余裕がない場所に利用しやすいものとなっている。

【0036】

また、シリンダーバルブ１１０とノズル部１２０との接続を螺合によるねじ込み式とすることで、組み立てが容易であり、交換容易であり、メンテナンス負荷及びトラブルの軽減も図れる。また、ノズル部１２０として既存のノズルを用いることも可能である。

【0037】

［２−２．オンオフ切替動作］
本実施形態に係るシリンダーバルブ１１０は、第１のエア流路口１１５ａまたは第２のエア流路口１１５ｂからエア流入空間に圧縮空気を流入させることでシリンダー１１３を軸方向に変位させることで、液体の流路を開閉する。このように、液体の噴射のオンオフを容易に切り替え可能なシリンダーバルブ１１０を液体噴射装置１０に設けることで、液体噴射装置１０が液体を噴射する対象物に対して供給する液体の供給量制御を容易に行うことが可能となる。

【0038】

シリンダーバルブ１１０の流路の開閉は、液体を噴射する対象物の液体噴射範囲に応じて行ってもよい。例えば、鋼板の塗油装置においては、塗料油を噴射する対象物である鋼板の板幅等に応じて、塗油範囲を選択することできる。したがって、例えば狭幅材を塗油装置に通板させるときには、その板幅に合わせて液体噴射装置１０のシリンダーバルブ１１０の流路を閉じることで、鋼板の存在しない部分への塗料油の供給を停止することができる。その結果、塗油量を削減することができ、省エネルギ効果を高め、塗料油原単位及び電力原単位を低減させることができる。

【0039】

例えば、塗油装置のヘッダーのノズルを、ヘッダーから供給された液体を所定の供給量で常に噴射するノズルとした場合（シリンダーバルブなし）と、図１に示したようなエッジ部Ｎ２、Ｎ３にシリンダーバルブ１１０を備えるノズル１００が設置されている場合（シリンダーバルブあり）とを考える。塗油装置が鋼板に対して塗油可能な最大板幅をＬとして、板幅１／３Ｌの狭幅材に対して塗油を行う際、シリンダーバルブなしの塗油装置では、すべてのノズルから塗料油が噴射されるため、鋼板の存在しないヘッダーのエッジ部でも塗料油が噴射した状態となる。一方、シリンダーバルブありの塗油装置では、板幅のエッジよりも外側に配置されているシリンダーバルブからの塗料油の噴射を停止させる。その結果、シリンダーバルブありの塗油装置では、噴射する塗油量が減少するため、図６に示すように、塗料油をヘッダーに供給するポンプを駆動させるために必要な電力を、シリンダーバルブなしの塗油装置を用いた場合に比べて約３６％低減することができた。また、シリンダーバルブありの塗油装置から噴射される塗油量も、シリンダーバルブなしの塗油装置に比べて約３６％低減された。

【0040】

このように、液体の噴射のオンオフを容易に切り替え可能なシリンダーバルブ１１０を液体噴射装置１０に設けることで、液体噴射装置１０が液体を噴射する対象物に対して供給する液体の供給量制御を容易に行うことが可能となり、省エネルギ効果を高めることができる。

【0041】

［２−３．液体流路の圧損低減］
シリンダーバルブ１１０は、液体流路の開閉機構を設けるために、図３に示すように、当て板１１７の設置位置において、液体流路が中心から外周側へ迂回させた形状となる。また、当て板１１７の貫通孔１１７ａ〜１１７ｄを通過した後は、液体流路は再び外周側から中心側へ戻る。このように液体流路が屈曲すると、圧損が大きくなり、大量の液体を流すことが難しくなる。

【0042】

本願発明者は、本実施形態体に係るシリンダーバルブ１１０において圧損が生じる部分を調べた。その結果、図５に示すように、シリンダー１１３と当て板１１７との当接部（領域Ｐ１）、当て板１１７の貫通孔１１７ａ〜１１７ｄ（領域Ｐ２）、及び、当て板１１７の貫通孔１１７ａ〜１１７ｄを通過した後の屈曲部（領域Ｐ３）を通過するときに圧損が生じることが判明した。そこで、本実施形態に係るシリンダーバルブ１１０は、液体流路の領域Ｐ１〜Ｐ３を以下のように形成することで、圧損を低下させ、より多くの液体を流通させることが可能となる。

【0043】

（１）領域Ｐ１の圧損低減
まず、シリンダー１１３と当て板１１７との当接部である領域Ｐ１では、シリンダー１１３が開口位置にあるときの、軸方向における開口幅ｗをなるべく大きくして、開口断面積Ａｗを大きくすることで、領域Ｐ１の圧損を低減させることができる。開口幅ｗは、開口状態におけるシリンダー１１３の先端部１１３ａ１と当て板１１７の当接領域１１７ｅとの距離である。これにより、液体の流れがスムーズとなり、圧損が低減される。

【0044】

より詳細には、圧力損失（圧損）ΔＰは、下記式（１）で表される。なお、ζは抵抗係数、ｖは領域Ｐ１通過時の液体の平均流速である。

【0045】

【数1】

【0046】

上記式（１）に基づき、シリンダー１１３の内径断面積Ａｂと開口断面積Ａｗとの比Ａｗ／Ａｂと圧損ΔＰとの関係を調べたところ、図７に示すような関係性があることがわかった。なお、内径断面積Ａｂ及び開口断面積Ａｗは、シリンダー１１３の内径ｂ、開口幅ｗ、及び、開口幅の直径ｄより、下記式（２）、式（３）より算出できる。ここで、開口幅の直径ｄは、当て板１１７の当接領域１１７ｅにおける当て板１１７の外径とする。
Ａｂ＝πｂ^２／４ ・・・（２）
Ａｗ＝πｄｗ ・・・（３）

【0047】

図７より、シリンダー１１３の内径断面積Ａｂと開口断面積Ａｗとの比Ａｗ／Ａｂが２．５以上となると圧損ΔＰはほぼ一定となることから、当該比Ａｗ／Ａｂは２．５以上とするのが望ましい。なお、シリンダー１１３の内径断面積Ａｂと開口断面積Ａｗとの関係は、シリンダー１１３の内径ｂが変化しても変わらない。例えば、シリンダーバルブ１１０のサイズが大きくなり、シリンダー１１３の内径ｂも大きくなった場合には、これに応じて開口幅ｗも変更することにより、シリンダー１１３の内径断面積Ａｂと開口断面積Ａｗとの比Ａｗ／Ａｂが２．５以上となるように設定すればよい。また、本実施形態においては、シリンダー１１３の内径断面形状は円形状であり、開口断面の形状は円筒形状であったが、本発明はかかる例に限定されない。例えばシリンダーの内径断面形状が多角形状等のように円形以外であっても、シリンダー１１３の内径断面積Ａｂと開口断面積Ａｗとの比Ａｗ／Ａｂが２．５以上となるようにすればよい。

【0048】

（２）領域Ｐ２の圧損低減
次に、液体が当て板１１７の貫通孔１１７ａ〜１１７ｄを通過する領域Ｐ２では、貫通孔１１７ａ〜１１７ｄの開口面積をなるべく大きくすることで、領域Ｐ２の圧損を低減させることができる。このとき、軸方向から見たときの貫通孔１１７ａ〜１１７ｄの全開口面積が、シリンダー１１３の開口面積（以下、「シリンダー断面積」ともいう。）よりも大きいことが望ましい。なお、かかる関係はシリンダーバルブ１１０のサイズが変化しても満たすようにするのが望ましく、例えばシリンダー１１３の内径ｂが大きくなった場合には、シリンダー断面積よりも大きくなるように貫通孔１１７ａ〜１１７ｄの全開口面積も大きくするのがよい。

【0049】

（３）領域Ｐ３の圧損低減
液体が当て板１１７の貫通孔１１７ａ〜１１７ｄを通過した後の屈曲部を通過する領域Ｐ３では、屈曲部を曲面１１５ｅに形成し、当該曲面１１５ｅの曲率をなるべく大きくすることで、領域Ｐ３の圧損を低減させることができる。具体的には、図５に示すように、屈曲部の曲面１１５ｅの径方向の長さｘに対して軸方向の長さｙが１倍より大きくされる。これにより、当て板１１７の貫通孔１１７ａ〜１１７ｄを通過した液体がスムーズに流れるようになり、圧損が低減される。

【0050】

以上の領域Ｐ１〜Ｐ３において圧損を低減することで、例えばシリンダーバルブ内径が１００ｍｍ以下の小型の場合であっても、液体の流量を大きくするシリンダーバルブ１１０を実現することができる。圧損の低減には特に領域Ｐ１の対策が効果的であり、次いで、領域Ｐ３の対策が効果的である。

【0051】

＜３．まとめ＞
以上、本実施形態に係るシリンダーバルブ１１０と、これを備える液体噴射装置１０について説明した。本実施形態に係るシリンダーバルブ１１０は、シリンダー１１３を用いて構成し、圧縮空気によってシリンダー１１３を軸方向に変位させることで、液体の流れのオンオフを容易に制御することができる。部品点数も少ないため、コンパクトであり、設置スペースに余裕がない場所への適用も可能である。

【0052】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0053】

例えば上記実施形態では、シリンダーバルブ１１０は、１つのノズル部１２０に対して１つのみ配置されている例を示したが、本発明はかかる例に限定されない。シリンダーバルブとノズル部とを１対１で設ける以外にも、１つのシリンダーバルブに対して複数のノズル部を設置してもよい。例えば、図８に示すように、１つのシリンダーバルブ１１０に対して、サブヘッダー１７を介して２つのノズル部１２０ａ、１２０ｂを設けてもよい。ノズル部の数は、液体噴射装置１０に要求される仕様によって適宜設定可能であり、図８に示す２つの場合に限定されず、サブヘッダー１７に３つ以上のノズル部を設けてもよい。このように液体噴射装置を構成することで、装置に設けられるシリンダーバルブの数を低減させることが可能となる。

【0054】

また、上記実施形態では、液体噴射装置の一例として、塗油装置のように液体を塗布する装置を取り上げたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、本発明の液体噴射装置は液体を塗布する用途だけでなく、例えば、液体噴射装置から噴射される液体により、対象物を加熱あるいは冷却したり、対象物上の異物等を除去したり、対象物を切削したり、対象物を射出したりすることも可能である。液体噴射装置をこのような用途に用いる場合にも、上述の事例と同様、液体の効率使用及びエネルギの効率化の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0055】

５ 液体
１０ 液体噴射装置
１１ ヘッダー
１３ アダプタ
１５ ノズル
１００ ノズル
１０１ 液体流入口
１０３ 液体流出口
１１０ シリンダーバルブ
１１１ 接続部
１１３ シリンダー
１１３ａ 円筒部
１１３ｂ フランジ部
１１５ 外郭部
１１５ａ 第１のエア流路口
１１５ｂ 第２のエア流路口
１１７ 当て板
１１７ａ〜１１７ｄ 貫通孔
１１７ｅ 当接領域
１２０ ノズル部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】