專利名稱：氣動閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣動閥，該氣動閥具有通過操作空氣可在缸內(nèi)滑動以致動閥部分的活塞。
背景技術(shù)：
作為一種布置成通過在操作空氣的作用下在缸內(nèi)滑動活塞從而致動閥部分的氣動閥，存在例如圖31中所示的氣動閥1100。
氣動閥1100在外形或外觀上包括連接到體部1101上的致動器部分1110，并且還包括連接到致動器部分1110上以強制致動致動器部分1110的手動操作機構(gòu)1120。
體部1101在主側(cè)通道1102和副側(cè)通道1103之間形成有閥座1104。隔膜1105布置成其外邊緣扣在體部1101和保持器1106之間，而適配器1107通過螺紋接合在體部1101內(nèi)，保持器1106介于適配器1107和體部1101之間。芯桿1108可滑動地安裝在保持器1106中，并保持成與隔膜1105的背壓側(cè)相接觸。通過螺紋接合在適配器1107中從而使得中心桿1118抵接芯桿1108的致動器部分1110被聯(lián)接到體部1101上。
致動器部分1110的部件或零件除O形環(huán)之外由諸如不銹鋼之類的剛性金屬制成，以確保對操作空氣的抗壓性。致動器部分1110包括通過螺紋彼此連接的中空基部1111以及蓋1112，從而構(gòu)成缸。這些基部1111和蓋1112在它們之間保持有分隔板1113，從而形成由分隔板1113分開的第一活塞室1114和第二活塞室1115。在第一活塞室1114和第二活塞室1115內(nèi)，分別可滑動地安裝有第一活塞1116和第二活塞1117，從而形成密封劃分的壓力室1114a、1115a以及背壓室1114b、1115b。
中心桿1118布置成穿過第一活塞1116、分隔板1113以及第二活塞1117，并且分別固定到第一活塞1116和第二活塞1117上。在第一活塞室1114的背壓室1114b內(nèi)，壓縮彈簧1119被設(shè)置成壓縮形式，使得該壓縮彈簧的彈(或彈性)力通過第一活塞1116和中心桿1118作用在芯桿1108上，以使隔膜1105與閥座1104接觸。
中心桿1118具有在中心桿1118內(nèi)穿孔的主流動通道1118a，該主流動通道1118a沿著中心桿1118的中心軸線從上表面延伸到中點；以及形成為垂直于主流動通道1118a延伸的分支通道1118b和1118c。分支通道1118b和1118c形成為分別與壓力室1114a、1115a連通。中心桿1118的上端布置在形成于蓋1112內(nèi)的空氣供應(yīng)和排出通道1112b內(nèi)，從而使得可以通過中心桿1118的流動通道1118a、1118b和1118c將操作空氣供應(yīng)到壓力室1114a、1115a中，或者使得操作空氣從壓力室1114a、1115a排出。另一方面，蓋1112形成有與背壓室1114b連通的第一通氣孔1112a。基部1111形成有與背壓室1115b連通的第二通氣孔1111 a。因此，在致動器部分1110中，根據(jù)壓縮彈簧1119的彈性力和作用在壓力室1114a、1115a上的操作空氣的壓力之間的平衡來使得中心桿1118沿圖中的向上和向下方向運動。
在具有以上結(jié)構(gòu)的氣動閥1110中，在沒有操作空氣供應(yīng)到空氣供應(yīng)和排出通道1112b中時，壓縮彈簧1119的彈性力通過第一活塞1116、中心桿1118和芯桿1108作用在隔膜1105上，從而將隔膜1105保持成與閥座1104接觸。在此情況下，供應(yīng)到主側(cè)通道1102中的控制流體被阻擋，從而不能經(jīng)由閥座1104在副側(cè)通道1103內(nèi)流動。
在操作空氣供應(yīng)到空氣供應(yīng)和排出通道1112b中，且壓力室1114a、1115a中的內(nèi)壓超過壓縮彈簧1119的彈性力時，中心桿1118沿圖中向上方向運動離開芯桿1108。因此，沒有朝向閥座擠壓隔膜1105，從而隔膜1105在其自身反作用力的作用下運動離開閥座1104。在然后將控制流體供應(yīng)到主側(cè)通道1102中時，控制流體被允許經(jīng)由閥座1104從主側(cè)通道1102流動到副側(cè)通道1103。
之后，在分別通過空氣供應(yīng)和排出通道1112b從壓力室1114a、1115b排出操作空氣時，壓力室1114a、1115b的內(nèi)壓降低到小于壓縮彈簧1119的彈性力，從而使得中心桿1118向下運動。中心桿1118通過芯桿1108朝向閥座擠壓隔膜1105，從而使得隔膜1105與閥座1104接觸。這中斷了流動通道，阻止控制流體經(jīng)由閥座1104從主側(cè)通道1102流動到副側(cè)通道1103。
例如在JP2005-214231A中公開了以上傳統(tǒng)閥。

發(fā)明內(nèi)容
在傳統(tǒng)的氣動閥1100中，所述缸由均由剛性金屬制成并彼此接合的基部1111和蓋1112構(gòu)成。這些基部1111和蓋1112必須加工為形成用于第一活塞室1114和第二活塞室1115的較大中空部分。如果第一活塞1116和第二活塞1117沿其滑動的滑動表面比較粗糙，則連接到第一活塞1116和第二活塞1117上的O形環(huán)可能破壞，導(dǎo)致操作空氣從壓力室1114a、1115a泄漏到背壓室1114b、1115b。為了避免這樣的破壞，基部1111和蓋1112必須加工為形成具有改進的表面粗糙度的各個滑動表面。傳統(tǒng)的氣動閥1100需要對由確?？箟盒缘慕饘僦瞥傻幕?111和蓋1112進行許多切削工作，這將導(dǎo)致對金屬材料的浪費，并且導(dǎo)致高成本。
已經(jīng)作出本發(fā)明來解決以上問題，而且本發(fā)明的目的是提供低成本的氣動閥。
為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種氣動閥，該氣動閥包括活塞；缸，在該缸中允許所述活塞在操作空氣的作用下滑動；和閥部分，該閥部分將由所述活塞的滑動運動被驅(qū)動，其中，所述缸包括外構(gòu)件，該外構(gòu)件具有中空部分；和內(nèi)構(gòu)件，該內(nèi)構(gòu)件裝載在外構(gòu)件的中空部分中，從而限定活塞室，在該活塞室中允許活塞滑動。
如上所述構(gòu)成的氣動閥具有缸的功能，包括使活塞滑動的功能，并具有確保對操作空氣的抗壓性的結(jié)構(gòu)功能。具體而言，所述氣動閥包括內(nèi)構(gòu)件，該內(nèi)構(gòu)件用作具有前一功能的構(gòu)件；以及外構(gòu)件，該外構(gòu)件用作具有后一功能的構(gòu)件。因此，與所述外構(gòu)件相比，形成有活塞室的內(nèi)構(gòu)件相應(yīng)具有更加復(fù)雜的構(gòu)造。因此，根據(jù)所述氣動閥，所述外構(gòu)件和所述內(nèi)構(gòu)件根據(jù)各自的預(yù)期用途而由不同的材料制成，從而實現(xiàn)了降低成本。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的氣動閥的剖面圖；圖2為圖1的氣動閥的平面圖；圖3為圖1示出的第一和第二活塞的縱向剖面圖；圖4為內(nèi)部件的透視外視圖；圖5為圖1所示的蓋、基部和外構(gòu)件的分解剖面圖；圖6為示出了圖1的氣動閥中用于操作空氣的通道結(jié)構(gòu)的說明性視圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的氣動閥的剖面圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的氣動閥的剖面圖，其中蓋連接有閥開閉檢測傳感器；圖9為圖8的氣動閥的平面圖；圖10為圖8的氣動閥的剖面圖，包括連接有行程調(diào)節(jié)鈕的蓋；圖11為圖10的氣動閥的平面圖；圖12為圖8的氣動閥的剖面圖，包括連接有開閉指示器的蓋，其中示出的閥處于閉合狀態(tài)；圖13為圖12的氣動閥的閥打開狀態(tài)的視圖；圖14為圖8的氣動閥的剖面圖，包括連接有快速接頭的另一蓋；
圖15為根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的氣動閥的剖面圖，其中蓋僅設(shè)有空氣供應(yīng)和排出口；圖16為圖15的氣動閥的平面圖；圖17為圖15的氣動閥的剖面圖，其包括設(shè)有閥開閉檢測傳感器的另一可選板；圖18為圖17的氣動閥的平面圖；圖19為圖17的氣動閥的剖面圖，其中連接有行程調(diào)節(jié)鈕；圖20為圖17的氣動閥的剖面圖，其中連接有開閉指示器；圖21為圖15的氣動閥的剖面圖，其包括具有另一可選板的蓋，該可選板連接有快速接頭；圖22為根據(jù)本發(fā)明的氣動閥的另一實例的剖面圖，該氣動閥實施為常閉的三級氣動閥，示出了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖23為根據(jù)本發(fā)明的氣動閥的另一實例的剖面圖，該氣動閥實施為常閉的單級氣動閥，示出了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖24為圖23的氣動閥的另一實例的剖面圖，該氣動閥構(gòu)造為常開的單級氣動閥；圖25為本發(fā)明的氣動閥的內(nèi)部件的另一實例的透視圖；圖26為本發(fā)明的氣動閥的外部件的另一實例的透視圖；圖27為氣動閥的另一實例的剖面圖，其包括用于將外構(gòu)件聯(lián)接到蓋和基部上的另一聯(lián)接結(jié)構(gòu)；圖28為氣動閥的另一實例的剖面圖，其包括用于將外構(gòu)件聯(lián)接到蓋和基部上的另一聯(lián)接結(jié)構(gòu)；圖29為氣動閥的另一實例的剖面圖，其包括用于將外構(gòu)件聯(lián)接到蓋和基部上的另一聯(lián)接結(jié)構(gòu)；圖30為本發(fā)明的氣動閥的另一實例的剖面圖，其中，在壓配部分中配合有O形環(huán)(摩擦構(gòu)件)；而圖31為傳統(tǒng)氣動閥的剖面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖給出對實施本發(fā)明的氣動閥的優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述。
首先說明本發(fā)明的氣動閥的第一實施例。圖1為第一實施例的氣動閥1A的剖面圖。圖2為圖1的氣動閥的平面圖。
第一實施例的氣動閥1A包括缸19，缸19布置成使得包括多個內(nèi)部件22A、22B、22C的內(nèi)構(gòu)件20裝載在外構(gòu)件21內(nèi)，該外構(gòu)件的兩個開口端部分別由作為“第二閉合板”實例的基部25以及作為“第一閉合板”實例的蓋26A閉合。因此，缸19具有由外構(gòu)件21和內(nèi)構(gòu)件20形成的雙壁構(gòu)造。
<總體構(gòu)造>
如圖1所示，第一實施例的氣動閥1A包括用于對控制流體進行控制的閥部分2以及用于向閥部分2施加驅(qū)動力的致動器部分3A。在氣動閥1A中，致動器部分3A通過利用適配器11而聯(lián)接到本體4上，從而形成圓柱形外形。
閥部分2內(nèi)置于由諸如不銹鋼和鋁的具有剛性和耐熱性的金屬材料制成的圓柱形形狀的本體4中。在本體4的下表面中設(shè)有主側(cè)口5以及副側(cè)口6。另一方面，在本體4的上表面中形成有圓柱形安裝孔7。在該安裝孔7的底部中央設(shè)置有環(huán)狀閥座8。允許主側(cè)口5和副側(cè)口6通過閥座8而相互連通。
在閥部分2中，隔膜9設(shè)置在本體4的安裝孔7中，而且隔膜9的外邊緣由保持器10向下保持。具體而言，插在安裝孔7的內(nèi)表面和保持器10的外表面之間的適配器11旋入到本體4中，緊緊地將隔膜9的外邊緣保持在本體4和保持器10之間。隔膜9由樹脂或金屬制成為薄膜形，從而可以變形。保持器10以及適配器11由具有耐熱性和剛度的金屬材料制成。在保持器10內(nèi)，金屬芯桿13配合成與隔膜9接觸，以通過芯桿13將致動器部分3A的驅(qū)動力傳遞到隔膜9。
致動器部分3A具有圓柱形外形，如圖1和圖2所示。如圖1所示，致動器部分3A具有常閉的氣缸構(gòu)造。在致動器部分3A中，容納作為“第一和第二活塞”的實例的活塞23、24的缸19由多個單獨的部件或零件構(gòu)成，即，外構(gòu)件21、內(nèi)部件22A、22B、22C、基部25以及蓋26A。
在致動器部分3A中，在管形的外構(gòu)件21中如圖1所示交替地裝載有內(nèi)部件22A、22B、22C以及活塞23、24?；?5和蓋26A連接到外構(gòu)件21的兩個開口端上，從而將內(nèi)部件22A、22B和22C保持在基部25和蓋26A之間。這樣，缸19具有雙壁結(jié)構(gòu)。內(nèi)部件22A、22B、22C以疊置的關(guān)系固定在外構(gòu)件21內(nèi)，從而形成第一活塞室27和第二活塞室28?；钊?3、24分別可滑動地裝載在第一和第二活塞室27、28內(nèi)，從而將第一活塞室27分隔為壓力室27a和背壓室27b，并將第二活塞室28分隔為壓力室28a和背壓室28b。在第二活塞室28的背壓室28b內(nèi)，以壓縮的形式設(shè)有作為“推壓構(gòu)件”的實例的壓縮彈簧29A，從而朝向閥座8持續(xù)地沿著圖中向下的方向推壓活塞23、24(沿著閥座的方向)。
致動器部分3A的缸19是以上單獨部件或零件的組合構(gòu)造成的，這些單獨部件或零件即外構(gòu)件21、內(nèi)部件22A、22B、22C、活塞23、24、基部25以及蓋26A。致動器部分3A通過適配器11固定到體部上。因此，由于部件尺寸或組裝工作中的變化，活塞23、24可能安裝成不與閥座8共軸，但是活塞23、24將通過圓柱形芯桿13將驅(qū)動力傳送到隔膜9。具體而言，即使活塞23與芯桿13的稍微偏離中心的部分接觸，也可通過與隔膜9表面接觸的芯桿13以分散的方式將驅(qū)動力傳送到隔膜9。這使得可通過周向均勻的力而將隔膜9保持為與閥座8緊密接觸。
操作空氣通過在蓋26A的上表面上開口并形成在中央的空氣供應(yīng)和排出口85而被供應(yīng)到上述氣動閥1 A或從該氣動閥1A排出。該供應(yīng)和排出口85通過形成在活塞23、24中的內(nèi)通道(以下將描述)而與第一和第二活塞室27、28的壓力室27a、28a連通。而且，氣動閥1A在外構(gòu)件21的內(nèi)表面和內(nèi)部件22A、22B、22C的外表面之間形成有多個引導(dǎo)通道31，用來提供第一和第二活塞室27、28的背壓室27b、28b與適配器11內(nèi)形成的通氣孔12之間的連通。因此，在空氣致動閥1A中，響應(yīng)于壓縮彈簧29A的彈性力(反作用力或恢復(fù)力)與壓力室27a、28a的內(nèi)壓之間的平衡，活塞23、24能沿軸向運動，從而將驅(qū)動力傳遞到閥部分2。
<活塞的結(jié)構(gòu)>
圖3為圖1的第一和第二活塞23、24的縱向剖視圖。
活塞23、24為耐熱和重量輕的樹脂通過注模而制成的樹脂模制部件，該樹脂諸如PPS(聚亞苯基硫化物)、PBT(聚丁烯對苯二酸鹽)、POM(聚縮醛)、PA(聚酰胺)、PVDF(聚偏二氟乙烯)。
活塞23為包括活塞部分41、作為“第一活塞桿”的實例的活塞桿42、以及活塞桿43的一體模制零件。活塞部分41具有圓柱形狀，該圓柱形狀具有的外徑幾乎等于每個內(nèi)部件22A、22B和22C的內(nèi)徑?；钊糠?1在外周上沿周向形成有安裝凹槽44，用于容納諸如彈性材料制成的O形環(huán)之類的密封構(gòu)件33(參見圖1)，該彈性材料例如為橡膠或樹脂。活塞桿42、43也在各個外周上沿周向形成有安裝凹槽45、46，用于容納諸如彈性材料制成的O形環(huán)之類的密封構(gòu)件32、34(參見圖1)，該彈性材料例如為橡膠或樹脂。
活塞23設(shè)有形成為T形的內(nèi)通道，該內(nèi)通道包括形成為“旁通通道”的一部分的主通道47以及作為“第一分支通道”的分支通道48。主通道47沿軸向形成，從活塞桿43的端面的中心延伸到分支通道48。分支通道48形成在活塞桿42的如下位置處，該位置與壓力室27a對應(yīng)，并且在安裝凹槽45和活塞桿42的與活塞部分41相連續(xù)的近端之間，而且，分支通道48形成為在其直徑方向上穿過活塞桿42。分支通道48具有水平寬度大于豎直高度的矩形截面。
另一方面，活塞24是包括活塞部分51和作為“第二活塞桿”實例的活塞桿52的一體模制零件?；钊糠?1具有圓柱形狀，該圓柱形狀具有的外徑幾乎等于每個內(nèi)部件22A、22B和22C的內(nèi)徑。活塞部分51在外周上沿周向形成有安裝凹槽53，用于容納諸如彈性材料制成的O形環(huán)之類的密封構(gòu)件35(參見圖1)，該彈性材料例如為橡膠或樹脂?；钊麠U52在形狀上基本與活塞桿42相同。活塞桿52也在外周上沿周向形成有安裝凹槽54，用于容納諸如彈性材料制成的O形環(huán)之類的密封構(gòu)件36(參見圖1)，該彈性材料例如為橡膠或樹脂。
如圖1和圖3所示，活塞24設(shè)有形成為T形的內(nèi)通道，該內(nèi)通道包括形成為“旁通通道”的一部分的主通道55以及作為“第二分支通道”的實例的分支通道56。主通道55沿軸向形成，從活塞部分51的端面的中心延伸到分支通道56。分支通道56形成在如下位置中，該位置與蓋26A的插入孔81對應(yīng)，且比安裝凹槽54靠近活塞桿52的遠(yuǎn)端(上端)。因此，分支通道56和活塞24的活塞部分51之間的距離比在分支通道48與活塞23的活塞部分41之間的距離長。分支通道56形成為在其直徑方向上穿過活塞桿52。分支通道56具有水平寬度大于豎直高度的矩形截面。
活塞24還在主通道55的開口端周圍以與主通道55同心的方式設(shè)有配合凹口57。連通通道58在配合凹口57的底壁上沿徑向形成，從而使得在主通道55內(nèi)流動的操作空氣的一部分在配合凹口57內(nèi)流動。
活塞24還包括引導(dǎo)部分59，該引導(dǎo)部分與活塞桿52的近端連續(xù)并且直徑大于活塞桿52。該引導(dǎo)部分59被插入到壓縮彈簧29A中，以支承壓縮彈簧29A在軸向方向上的展開和收縮。
以上活塞23、24通過活塞23的活塞桿43與活塞24的配合凹口57的接合而相互連接，使得活塞23的端面保持與配合凹口57的底面接觸，這樣形成了在活塞24的主通道55與活塞23的主通道47之間的連通。
下面解釋構(gòu)成氣動閥1A的缸19的部件或零件。
<內(nèi)部件的結(jié)構(gòu)>
圖1所示的內(nèi)部件22A、22B、22C為由耐熱和剛性樹脂通過注模而制成的樹脂模制零件，該樹脂諸如PPS、PBT、POM、PA和PVDF。內(nèi)部件22A、22B、22C在形狀上相同，因此，以下為了簡潔僅僅描述內(nèi)部件22B，而不重復(fù)對其他內(nèi)部件22A、22C的相應(yīng)說明。
如圖1所示，內(nèi)部件22B形成為具有圓柱形周壁的杯形，該圓柱形周壁具有開口端和閉合端(閉合端壁)。內(nèi)部件22B設(shè)計成具有與外構(gòu)件21的內(nèi)徑幾乎相等的外徑，而且周壁的內(nèi)徑與活塞51的外徑幾乎相等。在內(nèi)部件22B被裝載在外構(gòu)件21中時，內(nèi)部件22B的周壁保持與外構(gòu)件21的內(nèi)表面接觸，因此周壁形成為較薄。另一方面，內(nèi)部件22B的閉合端(壁)用作分隔板，當(dāng)內(nèi)部件22B裝載在外構(gòu)件21內(nèi)時，該分隔板將外構(gòu)件21的中空部分劃分為第一和第二活塞室27、28。因此，閉合端壁形成為較厚，以確保對操作空氣的抗壓性。
圖4為內(nèi)部件22B的透視外視圖，其取向為圖1所示的取向的上下倒置。
內(nèi)部件22B在閉合端壁中央設(shè)有通孔61，活塞23的活塞桿43(或者在內(nèi)部件22A或22C的情況下，是活塞桿42或52)插入穿過該通孔61。環(huán)形凹槽62以與通孔61同心的方式形成在閉合端壁的外表面內(nèi)。此外，多個引導(dǎo)凹槽63形成為在通孔61和環(huán)形凹槽62之間徑向向外延伸。在內(nèi)部件22B的周壁內(nèi)，D切通道64(在圖4中僅僅示出了其中一個)形成為與內(nèi)部件22B的縱軸相平行地延伸，從而與引導(dǎo)凹槽63連續(xù)。內(nèi)部件22B還在開口端上形成有與相應(yīng)的D切通道64連續(xù)的切口65。
<外構(gòu)件、基部和蓋的結(jié)構(gòu)>
基部25和蓋26A通過型鍛如圖1所示分別固定到外構(gòu)件21的上端和下端上，從而完全構(gòu)成致動器3A的外形。全部由金屬制成的外構(gòu)件21、基部25以及蓋26A包圍樹脂內(nèi)部件22A、22B、22C，從而有效增強內(nèi)部件22A、22B、22C的強度。
圖5為圖1所示的蓋26A、基部25以及外基部21的分解形式剖面圖，以示出它們之間的關(guān)系。
外構(gòu)件21呈帶開口端的圓柱形。如下生產(chǎn)該外構(gòu)件21通過拉制過程或擠壓過程制造由諸如不銹鋼的剛性金屬制成的薄管，然后將所述管切割成預(yù)定長度的部分。外構(gòu)件21的整個長度是基于內(nèi)部件22(22A、22B、22C)要提供多少活塞室以疊置的關(guān)系裝載而確定的。外構(gòu)件21的壁厚是考慮到對操作空氣的抗壓性而決定的，在本實施例中為0.5mm。
<基部和蓋>
在克服壓縮彈簧29A的彈性力而以疊置關(guān)系將內(nèi)部件22A、22B、22C保持在外構(gòu)件21內(nèi)的同時，將基部25和蓋26A連接到外構(gòu)件21的兩端，從而在外構(gòu)件21內(nèi)形成空間(間隙)?；?5和蓋26A由諸如不銹鋼和鋁的剛性金屬材料制成為圓柱形?；?5和蓋26A分別與內(nèi)部件22A、22C的閉合端接觸，從而支承內(nèi)部件22A、22C。
基部25設(shè)計成具有圓柱形，該圓柱形具有的最外的直徑等于或大于外構(gòu)件21的外徑?；?5在中央形成有連接孔71，該連接孔71具有與適配器11的外螺紋表面(外螺紋)接合的內(nèi)螺紋表面(內(nèi)螺紋)。基部25在一個端面(圖5中的上表面)上形成有與連接孔71同心的定位凹口72，用于定位內(nèi)部件22A。具有壓配余量的壓配部分73以壓配到外構(gòu)件2 1的開口端內(nèi)的方式沿周向設(shè)置在有定位凹口72的端面上?；?5還在外周上從壓配部分73徑向向內(nèi)地形成有環(huán)形凹槽74。在該環(huán)形凹槽74中，外構(gòu)件2 1的端部向內(nèi)變形或彎曲以進行型鍛。
蓋26A設(shè)計成具有圓柱形狀，該圓柱形狀具有的最外的直徑等于或大于外構(gòu)件21的外徑。蓋26A形成有在蓋26A的一個端面(圖5的下表面)的中心上開口的圓柱形插入孔81。插入孔81以非接觸的方式接收活塞24的活塞桿52。在蓋26A的下表面內(nèi)，環(huán)形安裝凹槽82沿周向形成在插入孔81的周圍，用于接收諸如由橡膠和樹脂之類的彈性材料制成的O形環(huán)的密封構(gòu)件37(參見圖1)。安裝凹槽82形成為面對內(nèi)部件22C的環(huán)形凹槽62。具有壓配余量的壓配部分83以壓配到外構(gòu)件21的另一開口端內(nèi)的方式設(shè)置在蓋26A的下表面上。蓋26A還在外周上從壓配部分83徑向向內(nèi)地形成有環(huán)形凹槽84。在該環(huán)形凹槽84中，外構(gòu)件21的端部向內(nèi)變形或彎曲以進行型鍛。這樣的蓋26A設(shè)有在另一端面(圖5中的上表面)上開口且與插入孔81連續(xù)的空氣供應(yīng)和排出口85。
<氣動閥的組裝方式>
以實例的方式對組裝具有以上部件或零件的氣動閥1A的方式進行說明。
首先，將閥座8固定到本體4的安裝孔7上，然后將隔膜9設(shè)置在安裝孔7內(nèi)。以向下保持隔膜9的外邊緣的方式將保持器10插入到本體4的安裝孔7內(nèi)。芯桿13裝配在保持器10內(nèi)，然后將適配器11通過螺紋接合在本體4內(nèi)從而固定在其中。這樣，就完成了閥部分2。
致動器3A通過以下方式組裝。密封構(gòu)件32、33、34、35、36分別放置在活塞23的安裝凹槽45、44、46內(nèi)以及活塞24的安裝凹槽53、54內(nèi)。基部25的壓配部分73壓配在外構(gòu)件21的開口端(下端)內(nèi)。然后，按順序?qū)?nèi)部件22A、活塞23、內(nèi)部件22B、活塞24、壓縮彈簧29A以及內(nèi)部件22C裝載于外構(gòu)件21內(nèi)。此時，活塞23的活塞桿42插入到內(nèi)部件22A的通孔61內(nèi)，從而從基部25向下突出。通過將從內(nèi)部件22C的通孔61向上突出的活塞桿52插入到插入孔81，并且在將密封部件37按壓在內(nèi)部件22C的環(huán)形凹槽62和蓋26A的安裝凹槽82之間的同時將壓配部分83壓配到外構(gòu)件21的開口端內(nèi)，從而將蓋26A裝配在外構(gòu)件21的開口端(上端)內(nèi)。在該階段，內(nèi)部件22A、22B、22C、活塞23、24以及壓縮彈簧29A臨時保持在外構(gòu)件21中。然后，外構(gòu)件21的兩端沿著相應(yīng)的凹槽74、84固定地型鍛到基部25和蓋26A上。
然后將致動器部分3A聯(lián)接到閥部分2上。具體而言，通過螺紋固定到本體4上的適配器11被旋入到基部25的連接孔71上。此時，活塞23的從基部25向外突出的活塞桿42抵接在芯桿13上，從而通過芯桿13將作用在活塞23、24上的壓縮彈簧29A的彈性力傳遞給隔膜9，以使隔膜9與閥座8接觸。這樣，就完全組裝了氣動閥。
<用于操作空氣的通道構(gòu)造>
以下將說明以上組裝的氣動閥內(nèi)的用于操作空氣的通道的構(gòu)造。圖6為示出了在圖1所示的氣動閥1A內(nèi)的用于操作空氣的通道結(jié)構(gòu)的示意圖。
空氣供應(yīng)和排出口85通過蓋26A的插入孔81、活塞24的分支通道56和主通道55、以及活塞23的主通道47和分支通道48而與第一活塞室27的壓力室27a連通。而且，空氣供應(yīng)和排出口85通過蓋26A的插入孔81、分支通道56、主通道55、連通通道58以及活塞24的配合凹口57而與第二活塞室28的壓力室28a連通。
如上所述，氣動閥1A包括用于通過活塞23的通道47、48以及活塞24的通道55、56而將操作空氣供應(yīng)到壓力室27a、28a/從壓力室27a、28a排出操作空氣的通道。
氣動閥1A還包括如圖6中的帶點區(qū)域示出的引導(dǎo)通道31，從而提供第一和第二活塞室27、28的背壓室27b、28b和適配器11的單個通氣孔12之間的連通。
內(nèi)部件22A、22B、22C形成在外周上形成的各個D切通道64與外構(gòu)件21之間的空間。第一活塞室27的背壓室27b通過內(nèi)部件22A的切口65和內(nèi)部件22B的引導(dǎo)凹槽63而與內(nèi)部件22A的D切通道64限定的空間相連通。第二活塞室28的背壓室28b通過內(nèi)部件22B、22C的切口65而與內(nèi)部件22B、22C的D切通道64限定的空間相連通。
在內(nèi)部件22A的閉合端和基部25之間，通過內(nèi)部件22A的環(huán)形凹槽62和引導(dǎo)凹槽63產(chǎn)生間隙。該間隙與在內(nèi)部件22A、22B、22C與外構(gòu)件21之間形成的空間連通，并且同時與適配器11的中央孔連通，該適配器11設(shè)有與該中央孔連通的通氣孔12。
在氣動閥1A中，如上所述，在內(nèi)部件22A、22B、22C之間的空間、在內(nèi)部件22A、22B、22C與外構(gòu)件21之間的空間、以及在內(nèi)部件22A與基部24之間的空間限定了引導(dǎo)通道31，該引導(dǎo)通道31用于提供在第一和第二活塞室27、28的背壓室27b、28b和適配器11的通氣孔12之間的連通。
<對氣動閥的工作的說明>
以下將描述第一實施例的氣動閥1A的操作。
氣動閥1A通過用插入并緊固在本體4的安裝孔14內(nèi)的螺栓(未示出)而安裝在安裝板、半導(dǎo)體加工裝置或其它裝置上，如圖2所示。氣動閥1A通過利用與空氣供應(yīng)和排出口85連接的管(未示出)而連接到空氣供應(yīng)和排出控制裝置(未示出)，用于相對于氣動閥1A而控制操作空氣的供應(yīng)/排出。
在氣動閥1A中，在沒有操作空氣供應(yīng)到空氣供應(yīng)和排出口85時，活塞23、24被壓縮彈簧29A的彈性力向下保持，從而通過芯桿13而使隔膜9與閥座8接觸。因此，供應(yīng)到主側(cè)口5的控制流體被阻擋，從而不能經(jīng)由閥座8而在副側(cè)口6內(nèi)流動。
在通過空氣供應(yīng)和排出口85將操作空氣供應(yīng)到氣動閥1A內(nèi)時，允許操作空氣經(jīng)由活塞24的分支通道56和主通道55以及活塞23的主通道47和分支通道48而在第一活塞室27的壓力室27a內(nèi)流動。同時允許操作空氣經(jīng)由活塞24的分支通道56和主通道55、連通通道5 8、以及配合凹口57而在壓力室28a內(nèi)流動。在壓力室27a、28a的內(nèi)壓增加到超過壓縮彈簧29A的彈性力時，活塞23、24沿著圖中向上方向(與朝向閥座8相反的方向)平滑運動，同時將空氣擠出背壓室27b、28b，使空氣進入引導(dǎo)通道31，以通過通氣孔12排出。這樣，活塞桿42運動離開芯桿13，從而消除了沿著閥座的方向施加在隔膜9上的壓力。這樣，就允許隔膜9在其自身反作用力的作用下運動離開閥座8。在此狀態(tài)下，控制流體在被供應(yīng)到主側(cè)口5的時候，可以經(jīng)由閥座8從主側(cè)口5流向副側(cè)口6。
然后，在通過空氣供應(yīng)和排出口85從壓力室27a、28a排出操作空氣、且壓力室27a、28a的內(nèi)壓變得低于壓縮彈簧29A的彈性力時，活塞23、24向下運動，使活塞桿42與芯桿13接觸，從而通過芯桿13而朝向閥座對隔膜9施加壓力。此時，通過通氣孔12吸入的空氣通過引導(dǎo)通道31而供應(yīng)到背壓室27b、28b，以有助于活塞23、24平滑向下運動。通過活塞23、24，隔膜9保持成與閥座8接觸以阻斷流動通道，從而阻止控制流體經(jīng)由閥座8而流到副側(cè)口6。
<操作和效果>
在第一實施例的氣動閥1A中，缸19的功能包括使活塞23、24滑動的功能；以及確保對操作空氣等的抗壓性的結(jié)構(gòu)功能。具體而言，內(nèi)部件22A、22B、22C用作執(zhí)行前一功能的零件，而外構(gòu)件21用作執(zhí)行后一功能的零件(參見圖1)。因此，為了構(gòu)成第一和第二活塞室27、28，內(nèi)部件22A、22B、22C趨于在結(jié)構(gòu)上比外構(gòu)件21復(fù)雜。根據(jù)第一實施例的氣動閥1A，外構(gòu)件21和內(nèi)構(gòu)件20(內(nèi)部件22A、22B、22C)根據(jù)相應(yīng)的預(yù)期用途而由不同的材料制成；例如，外構(gòu)件21由高價材料制成，而內(nèi)構(gòu)件20由低價材料制成，這使得可以適當(dāng)?shù)乩貌牧?，并降低其成本?br> 而且，在第一實施例的氣動閥1A中，缸19構(gòu)造成使得連接基部25和蓋26以閉合其內(nèi)裝載有內(nèi)部件22A、22B、22C的圓柱形外構(gòu)件21的開口端(見圖1)。這一結(jié)構(gòu)能夠消除將外構(gòu)件21、基部25以及蓋26A形成為杯形的加工需求。因此，外構(gòu)件21、基部25以及蓋26A就沒有必須要切除的浪費部分。第一實施例的氣動閥1A從而能實現(xiàn)加工成本和材料成本的降低。
在不像傳統(tǒng)情形中那樣設(shè)置額外分隔板(參見圖31)的第一實施例的氣動閥1A中，內(nèi)部件22A、22B、22C相互疊置，從而使得一個內(nèi)部件的開口端面對另一個內(nèi)部件的開口端或閉合端，從而形成被呈疊置關(guān)系布置的內(nèi)部件22A、22B、22C的閉合端分隔開的第一和第二活塞室27、28(參見圖1)?；钊?3、24布置成延伸穿過形成在內(nèi)部件22A、22B、22C的閉合端壁內(nèi)的相應(yīng)通孔61，使得活塞23、24可分別在第一和第二活塞室27、28內(nèi)滑動。構(gòu)成內(nèi)構(gòu)件20的所述多個內(nèi)部件22A、22B、22C的這一組合能提供第一和第二活塞室27、28。因此，根據(jù)第一實施例的氣動閥1A，內(nèi)部件22A、22B、22C可以是用來形成第一和第二活塞室27、28的共用零件。這使得可實現(xiàn)降低成本。
在第一實施例的氣動閥1A中，內(nèi)部件22A、22B、22C為通過注模制成的樹脂模制零件，這需要較少的加工時間和較少的切削工作。而且，無需進行切削工作就可容易地提高活塞23、24沿其滑動的內(nèi)表面的表面粗糙度，從而能進一步降低加工成本。另一方面，外構(gòu)件21為通過拉制過程或擠壓過程而簡單形成的金屬管。因此，能以低的成本加工內(nèi)部件22A、22B、22C和外構(gòu)件21。氣動閥1A還布置成使得內(nèi)部件22A、22B、22C裝載在外構(gòu)件21中，以增強內(nèi)部件22A、22B、22C的強度。因此，內(nèi)部件22A、22B、22C可設(shè)計成具有薄的周壁，以減小尺寸。根據(jù)第一實施例的氣動閥1A，外構(gòu)件21以及內(nèi)部件22A、22B、22C可具有薄的周壁，這使得可減小缸19的尺寸，從而節(jié)約了內(nèi)部件22A、22B、22C和外構(gòu)件21的加工成本，使得總成本降低。
而且，在第一實施例的氣動閥1A中，內(nèi)部件22A、22B、22C由樹脂制成，而支承內(nèi)部件22A、22B、22C的外構(gòu)件21、基部25以及蓋26A由剛性金屬制成。與缸完全由金屬制成的傳統(tǒng)氣動閥1100(見圖31)相比，這樣的構(gòu)造能實現(xiàn)重量的降低。更加具體而言，與氣動閥1100(參見圖31)除手操作機構(gòu)1120之外的部分相比，第一實施例的氣動閥1A(參見圖1)能實現(xiàn)總重量降低10％。
在第一實施例的氣動閥1A中，內(nèi)部件22A、22B、22C插入在呈管形的外構(gòu)件21內(nèi)，該外構(gòu)件21的兩個端部都型鍛在圓柱形基部25和蓋26A上，從而支承內(nèi)部件22A、22B、22C的周邊。因此可容易地裝配缸19。第一實施例的氣動閥1A無需對基部25和蓋26A進行切削工作，就可提供如傳統(tǒng)氣動閥1100(參見圖31)中的中空部分，從而能夠?qū)崿F(xiàn)進一步的成本降低。外構(gòu)件21可設(shè)計成較薄，只要其足以確保對操作空氣的抗壓性即可。因此，第一實施例的氣動閥1A包括直徑大于傳統(tǒng)情形的活塞23、24，而沒有改變傳統(tǒng)氣動閥1100(參見圖31)的致動器部分1110的外徑，從而能增加壓縮彈簧29A的彈簧載荷以提高密封性能。因此，該氣動閥1A能對更高壓控制流體進行控制。
第一實施例的氣動閥1A包括位于內(nèi)部件22A、22B、22C和外構(gòu)件21之間的引導(dǎo)通道31(參見圖6)，以提供在第一和第二活塞室27、28的背壓室27b、28b與單個通氣孔12之間的連通。因此可使形成通氣孔12的加工工作量最少。
而且，在第一實施例的氣動閥1A中，活塞23、24是通過注模而由樹脂制成的。這使得可降低用來生成活塞的切削工作的量，從而降低了成本，并降低了氣動閥1A的總重量。
在第一實施例的氣動閥1A中，用于從主通道47向第一活塞室27的壓力室27a供應(yīng)操作空氣的分支通道48的截面是矩形(參見圖3)。在尺寸減小的閥中，壓力室27a在軸向方向的尺寸(高度)必須較小。如果分支通道48的截面為圓形，則通道截面的直徑受到壓力室27a的高度的限制，從而通道不能具有較大的截面面積。然而，在第一實施例的氣動閥1A中，分支通道48能設(shè)計成具有水平寬度較寬的截面，以形成較大的截面面積，而不受壓力室27a的高度的限制。在分支通道48在軸向方向上的豎直高度必須為1mm的情況下，分支通道48優(yōu)選設(shè)計成具有豎直高度為1mm、水平寬度為2.5mm的矩形截面，這能提供比直徑為1mm的圓形截面面積大約大三倍的截面面積。根據(jù)第一實施例的氣動閥1A，可有效地通過分支通道48來相對于壓力室27a供應(yīng)和排出操作空氣，以維持良好的響應(yīng)性。在第一實施例的氣動閥1A中，無需整個較長的活塞23和容積擴大了的壓力室27a。
<第二實施例>
以下將描述根據(jù)本發(fā)明的氣動閥的第二實施例。圖7為第二實施例的氣動閥1B的截面圖。
第二實施例的氣動閥1B在一些部件或零件上與第一實施例的氣動閥1A不同。具體而言，常閉類型的致動器3A的外構(gòu)件21和內(nèi)部件22A、22B、22C與活塞23、24一起布置為上下倒置的取向，以構(gòu)成常開式的致動器部分3B。因此，第二實施例的氣動閥1B包括許多與第一實施例的氣動閥1A相同的部件或零件。因此，以下描述將集中在與第一實施例的不同之處，而不重復(fù)相同的說明。在圖中，相同的部件和零件被賦予相同的附圖標(biāo)記。
<總體結(jié)構(gòu)>
氣動閥1B包括致動器部分3B，在該致動器部分3B中，內(nèi)部件22C、活塞24、內(nèi)部件22B、活塞23以及內(nèi)部件22A按照此順序從下方開始疊置在外構(gòu)件21內(nèi)，而外構(gòu)件21的上端和下端分別型鍛在蓋26A和基部25上。在氣動閥1B中，作為“推壓構(gòu)件”實例的壓縮彈簧29B以壓縮形式設(shè)置在第二活塞室28的背壓室28b內(nèi)。該壓縮彈簧29B僅需具有用來將活塞24和芯桿13分開的力，從而可選擇為具有比第一實施例的壓縮彈簧29A的彈性力小的彈性力。在上述氣動閥1B中，活塞23、24被壓縮彈簧29B的彈性力向上推壓，從而將活塞桿52保持為與芯桿13分開。這樣，隔膜9沒有被壓向閥座。
活塞23裝載在缸19中，而活塞桿52具有連接有密封構(gòu)件36的安裝凹槽54，而活塞桿42具有沒有連接有密封構(gòu)件32的安裝凹槽45。當(dāng)將不帶密封構(gòu)件32的活塞桿42插入到蓋26A的插入孔81內(nèi)時，活塞23就在活塞桿42的外表面與插入孔81的內(nèi)表面之間形成間隙，從而在空氣供應(yīng)和排出口85與第一活塞室27的壓力室27a之間形成連通。
另一方面，活塞24放置成其中活塞桿52插入穿過基部25的連接孔71，從而使得活塞24可朝向和離開閥部分2運動?；钊?4布置成使得阻塞物90被壓配在主通道55內(nèi)，從而密封地堵塞主通道55，該阻塞物90是諸如鋼球和球形彈性構(gòu)件的“堵塞構(gòu)件”的實例。因此，蓋26A的空氣供應(yīng)和排出口85從而被允許經(jīng)由插入孔81、活塞23的分支通道48和主通道47、活塞24的連通通道58以及配合凹口57而與第二活塞室28的壓力室28a連通。
類似地，在氣動閥1B中，在內(nèi)部件22A、22B、22C與外構(gòu)件21之間通過形成在內(nèi)部件22A、22B、22C的周邊上的D切通道64而形成多個引導(dǎo)通道31，從而形成在第一和第二活塞室27、28的背壓室27b、28b與通氣孔12之間的連通。
<對氣動閥的工作的說明>
以上氣動閥1B布置成使得在沒有操作空氣供應(yīng)到空氣供應(yīng)和排出口85時，壓縮彈簧29B的彈性力將活塞24和活塞23向上推壓。因此，隔膜9沒有被壓向閥座，從而通過其自身的反作用力而與閥座8分開。在此狀態(tài)下，當(dāng)向主側(cè)口5供應(yīng)控制流體時，控制流體可經(jīng)由閥座8而從主側(cè)口5流向副側(cè)口6。
另一方面，在向空氣供應(yīng)和排出口85供應(yīng)操作空氣時，操作空氣被允許通過插入孔81在第一活塞27的壓力室27a內(nèi)流動，并同時通過插入孔81、活塞23的分支通道48和主通道47、以及活塞24的連通通道58和配合凹口57而流入第二活塞28的壓力室28a，從而對壓力室27a、28a進行增壓。在壓力室27a、28a的內(nèi)壓超過壓縮彈簧29B的彈性力時，活塞23、24向下運動，同時經(jīng)由引導(dǎo)通道31通過通氣孔12將空氣從背壓室28b、27b排出。然后，活塞24的活塞桿52抵接芯桿13，從而朝向閥座8對隔膜9施加壓力。在活塞23、24將隔膜9保持為與閥座8接觸時，控制流體被阻擋，從而不能經(jīng)由閥座8從主側(cè)口5流向副側(cè)口6。
在通過空氣供應(yīng)和排出口85將操作空氣排出壓力室27a、28a并且壓力室27a、28a的內(nèi)壓降低到壓縮彈簧29B的彈性力之下時，活塞23、24向上運動離開芯桿13。此時，經(jīng)由引導(dǎo)通道31通過通氣孔12將空氣供應(yīng)到背壓室27b、28b，從而有助于活塞23、24平滑向上運動。沒有被壓向閥座的隔膜9在其自身的反作用力的作用下運動離開閥座。這使得供應(yīng)到主側(cè)口5的控制流體可經(jīng)由閥座8而流向副側(cè)口6。
<操作和效果>
根據(jù)第二實施例的氣動閥1B，內(nèi)部件22A、22B、22C裝載在外構(gòu)件21的中空部分中，以形成第一和第二活塞室27、28，從而構(gòu)成雙壁結(jié)構(gòu)的缸19(參見圖7)。這使得如第一實施例的氣動閥1A的情況下那樣實現(xiàn)了降低成本。
第二實施例的氣動閥1B適于通過活塞23、24在操作空氣的作用下在缸19內(nèi)的運動而向閥部分2施加驅(qū)動力。通過改變在常開閥的第一實施例的閥1A中的部件和零件的取向，而將閥1B構(gòu)造成常閉結(jié)構(gòu)。具體而言，在內(nèi)構(gòu)件20(內(nèi)部件22A、22B、22C)以及活塞23、24將被裝載在外構(gòu)件21的中空部分內(nèi)，從而使得活塞桿42、52沿著彼此相反的方向相對于活塞部分41、51突出時，它們沿著與常開閥的第一實施例軸向相反的方向插入。
換言之，活塞23、24布置在內(nèi)部件22A、22B、22C之間，并容納在缸19內(nèi)，以便在如圖1所示的常閉構(gòu)造中經(jīng)由氣動閥1A內(nèi)的活塞桿42而向閥部分2施加驅(qū)動力，并在如圖7所示的常開構(gòu)造中經(jīng)由氣動閥1B內(nèi)的活塞桿52而向閥部分2施加驅(qū)動力。氣動閥1B采用為氣動閥1A所共有的活塞23、24和內(nèi)構(gòu)件20(內(nèi)部件22A、22B、22C)。這使得可在常閉式(1A)和常開式(1B)之間容易地改變閥的構(gòu)造。因此，無需針對諸如傳統(tǒng)氣動閥1100(參見圖31)的常開式貯備任何專門的基部、蓋、活塞，或者針對常閉式對它們進行貯備。因此，根據(jù)第二實施例的氣動閥1B，諸如活塞23、24的閥零件可在常開構(gòu)造和常閉構(gòu)造之間共用，從而實現(xiàn)了成本的降低。
而且，在第二實施例的氣動閥1B中，使用用于常開構(gòu)造的壓縮彈簧29B來替代用于常閉構(gòu)造的壓縮彈簧29A(參見圖1和圖7)，這兩個壓縮彈簧在彈性性質(zhì)方面不同。因此，常開構(gòu)造以及常閉構(gòu)造能具有幾乎等效的閥閉合力，從而在任一情況下都有均勻的載荷作用在閥部分2上。
在第二實施例的氣動閥1B中，活塞23形成有軸向延伸的主通道47以及垂直于主通道47延伸的分支通道48，而活塞24形成有軸向延伸的主通道55以及垂直于主通道55延伸的分支通道56，阻塞物90配合在該主通道55中以阻擋流向分支通道56。常開式的氣動閥1B從而能包括與常閉式的氣動閥1A中的流動通道不同的、用于向壓力室27a、28a供應(yīng)操作空氣的流動通道(參見圖1和圖7)。根據(jù)上述第二實施例的氣動閥1B，可通過僅利用在與氣動閥1A中的取向相反的取向上進行放置的活塞23、24內(nèi)的阻塞物90而改變內(nèi)通道的構(gòu)造。因此，活塞23、24可以是共用部件，以降低加工成本和維護成本，從而降低氣動閥的總成本，同時能在常閉構(gòu)造和常開構(gòu)造中將操作空氣供應(yīng)到壓力室27a、28a。
在常開式的第二實施例的氣動閥1B中，密封構(gòu)件36僅僅連接到活塞桿52上，而密封構(gòu)件32沒有連接到活塞桿42上，如圖7所示，這與其中如圖1所示密封構(gòu)件32、36分別連接到活塞桿42、52上的常閉式的氣動閥1A不同。通過簡單地相對于活塞桿42連接或拆卸密封構(gòu)件32，能通過倒置同樣的活塞23、24的取向而在常閉構(gòu)造和常開構(gòu)造中使用它們。因此，能降低加工和維護活塞23、24的成本。
以下將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的氣動閥的第三實施例。圖8為第三實施例的氣動閥1C的剖面圖，其包括設(shè)有閥開閉檢測傳感器91的蓋26B。圖9為圖8的氣動閥1C的平面圖。
第三實施例的氣動閥1C與第一實施例的氣動閥1A的不同之處在于，活塞23、24固定地設(shè)有作為“抗磨損部件”實例的金屬部件105、106，并且選擇性地采用蓋26B、26C來改變或添加功能。以下描述因而將集中在與第一實施例的不同之處，而不重復(fù)相同的說明。在圖中，相同的部件和零件被賦予相同的附圖標(biāo)記。
<總體結(jié)構(gòu)>
如圖8所示，氣動閥1C具有將閥部分2聯(lián)接到致動器部分3上的外形。容納內(nèi)部件22A、22B、22C、活塞23、24、以及壓縮彈簧29A的外構(gòu)件21的上開口端和下開口端型鍛在基部25和蓋26B上。
蓋26B的外徑等于蓋26A的外徑。外構(gòu)件21的上開口端可旋轉(zhuǎn)地型鍛在蓋26B上。蓋26B的端面(圖8中的下表面)形成有繞著插入孔81的開口端的圓柱形凹口101?？諝夤?yīng)和排出口85形成為在蓋26B的另一端面(圖8中的上表面)上敞開，并從插入孔81徑向向外偏離?？諝夤?yīng)和排出口85通過旁通通道102而與圓柱形凹口101連通。而且，作為“安裝部分”實例的連接孔103形成為在蓋26B的上表面上敞開，并且以相互不對準(zhǔn)的關(guān)系與插入孔81部分地重疊。連接孔103形成有內(nèi)螺紋(陰螺紋)，在該內(nèi)螺紋內(nèi)通過螺紋接合閥開閉檢測傳感器91。該傳感器91旋入并固定在連接孔103內(nèi)，而傳感器部分突入到插入孔81內(nèi)。
在氣動閥1C中，活塞23的活塞桿42以及活塞24的活塞桿52在各自的遠(yuǎn)端固定地連接有金屬部件105和106。這些金屬部件105、106由諸如不銹鋼和黃銅的具有高剛度和強度的磁化金屬制成。金屬部件105、106通過諸如壓配、夾物模壓、結(jié)合和焊接之類的合適技術(shù)固定到樹脂活塞桿42、52。
<氣動閥的安裝>
氣動閥1C通過插入在安裝孔14內(nèi)的螺栓(未示出)而安裝在安裝板、半導(dǎo)體加工裝置或其它裝置上?？諝夤?yīng)和排出管從上方連接到氣動閥1C的空氣供應(yīng)和排出口85上。如果空氣供應(yīng)和排出口85與空氣供應(yīng)和排出管不對準(zhǔn)，則連接工作要花費相當(dāng)多的時間。然而，氣動閥1C的蓋26B可旋轉(zhuǎn)地型鍛在外構(gòu)件21上。因此，即使空氣供應(yīng)和排出口85與空氣供應(yīng)和排出管不對準(zhǔn)，在將氣動閥1C安裝在安裝板等上之后，也僅僅只需要轉(zhuǎn)動蓋26B以對空氣供應(yīng)和排出口85的位置進行調(diào)節(jié)。氣動閥1C通過閥開閉檢測傳感器91的向上延伸的線而連接到未示出的外部控制裝置。
<對氣動閥的工作的說明>
氣動閥1C布置成使得在沒有操作空氣供應(yīng)到空氣供應(yīng)和排出口85時，壓縮彈簧29A的彈性力將活塞23、24向下推壓。因此，通過芯桿13將隔膜9向下按壓成與閥座8接觸。
在這之后，將操作空氣供應(yīng)到空氣供應(yīng)和排出口85，操作空氣可經(jīng)由旁通通道102、圓柱形凹口101、活塞24的分支通道56和主通道55、活塞23的主通道47和分支通道48而在壓力室27a內(nèi)流動，并經(jīng)由活塞24的主通道55、連通通道58、以及配合凹口57在壓力室28a內(nèi)流動。當(dāng)壓力室27a、28a的內(nèi)壓超過壓縮彈簧29A的彈性力時，活塞23、24向上運動，從而去除了通過芯桿13在朝向閥座的方向上施加在隔膜9上的壓力，從而隔膜9通過其自身的反作用力而運動離開閥座8。在此狀態(tài)下，當(dāng)向主側(cè)口5供應(yīng)控制流體時，控制流體可經(jīng)由閥座8而從主側(cè)口5流向副側(cè)口6。
然后，在通過空氣供應(yīng)和排出口85從壓力室27a、28a排出操作空氣時，活塞23、24在壓縮彈簧29A的彈性力的作用下向下運動，從而使活塞桿42與芯桿13接觸，通過芯桿13朝向閥座8施加壓力到隔膜9上。通過該力，隔膜9被按壓在閥座8上，從而阻擋供應(yīng)至主側(cè)口5的控制流體，使其不能經(jīng)由閥座8在副側(cè)口6內(nèi)流動。
在按照以上方式操作以打開和閉合的氣動閥1C中，通過閥開閉檢測傳感器91而檢測開閉狀態(tài)。具體而言，在活塞23、24向上運動，從而將氣動閥1C置于打開狀態(tài)時，活塞24的活塞桿52的金屬部件106運動靠近閥開閉檢測傳感器91。在檢測到金屬部件106時，傳感器91就確定氣動閥1C處于打開狀態(tài)，并將表示閥打開狀態(tài)的檢測信號發(fā)送到未示出的外部控制裝置。另一方面，在活塞23、24向下運動從而將氣動閥1C置于閉合狀態(tài)時，金屬部件106運動離開閥開閉檢測傳感器91。在傳感器91沒有檢測到金屬部件106時，傳感器91就確定氣動閥1C處于閉合狀態(tài)，并隨之將表示閥閉合狀態(tài)的檢測信號發(fā)送至未示出的外部控制裝置。
<功能改變>
閥開閉檢測傳感器91被可拆卸地連接到蓋26B的連接孔103上。因此，對將要連接到連接孔103上的裝置進行更換就能容易地改變氣動閥1C中可提供的功能。
圖10為圖8的氣動閥1C的剖面圖，其包括連接有行程調(diào)節(jié)鈕92的蓋26B。圖11為圖10的氣動閥1C的平面圖。
圖10和圖11中所示的氣動閥1C布置成使得作為“閥打開調(diào)節(jié)機構(gòu)”的實例的行程調(diào)節(jié)鈕92通過螺紋接合在蓋26B的連接孔103內(nèi)。通過調(diào)節(jié)行程調(diào)節(jié)鈕92的旋轉(zhuǎn)量(角度)，調(diào)節(jié)鈕92突入到插入孔81內(nèi)的下端部分的位置(距離)。在氣動閥1C中，活塞23、24可運動，直到活塞桿52與行程調(diào)節(jié)鈕92接觸，由此來控制隔膜9在運動離開閥座8時的量(行程)。此時，活塞桿52的遠(yuǎn)端抵接行程調(diào)節(jié)鈕92。然而，由于連接到活塞桿52的遠(yuǎn)端處的金屬部件106，從而對鈕92的這一抵接將不會引起活塞桿52的磨損或變形。應(yīng)指出的是，如圖11所示，可在蓋26B的行程調(diào)節(jié)鈕92周圍設(shè)置刻度尺，這使得可便于流量的控制。
圖12為圖8的氣動閥1C處于閥閉合狀態(tài)下的剖面圖，其包括連接有開閉指示器的蓋26B。圖13為示出了圖12的氣動閥的閥打開狀態(tài)的視圖。
在圖12和圖13所示的氣動閥1C中，開閉指示器93通過螺紋接合在蓋26B的連接孔103內(nèi)。指示器93包括可運動成突出到外側(cè)(向上)的桿94，該桿94在螺旋彈簧95的作用下被朝向活塞24的活塞桿52或金屬部件106推壓。根據(jù)該氣動閥1C，活塞23、24的向上運動使得桿94克服螺旋彈簧95的彈性力而從指示器93向上突出，如圖13所示?；钊?3、24的向下運動使得桿94可以在螺旋彈簧95的彈性力作用下向下運動，如圖12所示。桿94從指示器93的該突出量(長度)使得使用者可確認(rèn)閥的打開或閉合狀態(tài)。在此情況下，由于連接到活塞桿52上的金屬部分106，從而活塞桿52不可能被桿94磨損。
圖14為圖9的氣動閥1C的剖面圖，其包括連接有快速接頭96的另一蓋26C，而不是蓋26B。
在圖14所示的氣動閥1C中，外構(gòu)件21型鍛在連接有快速接頭96的蓋26C上。蓋26C在徑向向外偏離插入孔81的位置處形成有空氣供應(yīng)和排出口85，以接受該快速接頭96?？諝夤?yīng)和排出口85通過旁通通道102而與圓柱形凹口101連通。該氣動閥1C使得可通過一觸式連接將空氣供應(yīng)和排出管連接到快速接頭96上，從而便于裝管。
<操作和效果>
如上所述，在第三實施例的氣動閥1C中，金屬部件105連接到活塞23的活塞桿42的遠(yuǎn)端(參見圖8)，從而提高了活塞桿42的抗磨損性和強度。這能防止活塞23劣化，即使是在活塞桿42抵接芯桿13從而將驅(qū)動力傳遞到隔膜9的位置處也是如此。在氣動閥1C中，活塞桿42沒有被磨損或損害，從而活塞23、24的用于操作閥部分2的行程不可能變化，從而提供了穩(wěn)定的流量性質(zhì)。
根據(jù)第三實施例的氣動閥1C，外構(gòu)件21型鍛在基部25和蓋26B或蓋26C上，從而基部25和蓋26B或26C可旋轉(zhuǎn)。因此，不必向基部25和蓋26B、26C添加任何旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。這有助于降低氣動閥1C的總高度。而且，外構(gòu)件21無需進行切削工作來形成螺絲。這有助于降低成本。
在第三實施例的氣動閥1C中，連接有諸如閥開閉檢測傳感器91、行程調(diào)節(jié)鈕92以及開閉指示器93的各種流體控制部件中的一個流體控制部件的蓋26B或26C具有與第一實施例的僅包括空氣供應(yīng)和排出口85的蓋26A的外形相同的外形(參見圖1、8、10、12至14)。因此，對將要連接到外構(gòu)件21上的蓋26A、26B、26C進行簡單更換，就可任意構(gòu)造具有諸如閥開閉檢測功能和指示器功能之類的預(yù)定功能的氣動閥。因此，除了蓋26B和26C之外，第三實施例的氣動閥1C能使用與氣動閥1A共同的部件和零件，并且以較低成本選擇性地具有適當(dāng)功能。
與傳統(tǒng)氣動閥1100(參見圖31)相比，以上效果是非常顯著的。具體而言，在傳統(tǒng)氣動閥1100(參見圖31)提供閥開閉檢測功能時，蓋1112本身必須用具有閥開閉檢測傳感器的另一蓋替代。這一蓋必須具有用于活塞室1114的中空部分，該中空部分加工起來成本高，而且還引起浪費材料。另一方面，第三實施例的氣動閥1C中，每個蓋26B、26C具有形成有空氣供應(yīng)和排出口85和連接孔103的簡單圓柱形形狀。該構(gòu)造需要較少的切削工作，從而降低了切削工作中對材料的浪費消耗(參見圖8、10、12至14)。因此，第三實施例的氣動閥1C能與氣動閥1A共用外構(gòu)件21、內(nèi)構(gòu)件20以及其它部件，從而能通過僅僅用能以較低成本制造的蓋26B或26C替換26A而改變功能。因此，根據(jù)第三實施例的氣動閥1C，能夠以比傳統(tǒng)氣動閥1100(參見圖31)低的成本來生產(chǎn)改變功能所需的部件。應(yīng)指出的是，第三實施例的各蓋26B、26C比傳統(tǒng)蓋1112(參見圖31)小，從而可貯備在任何地方。
在第三實施例的氣動閥1C中，蓋26B的連接孔103能通過螺紋容納閥開閉檢測傳感器91、行程調(diào)節(jié)鈕92和開閉指示器93(參見圖8、圖10、圖12)中的任何一個。這使得使用者可選擇性地連接/拆卸閥開閉檢測傳感器91、行程調(diào)節(jié)鈕92以及開閉指示器93，以按照需要改變功能。
在第三實施例的氣動閥1C中，每個蓋26B、26C設(shè)有空氣供應(yīng)和排出口85，空氣供應(yīng)和排出管從上方連接到該空氣供應(yīng)和排出口85上(參見圖8、圖10、圖12至圖14)。無需考慮空氣供應(yīng)和排出管與周圍部件的干涉。因此，能提高安裝氣動閥1C的設(shè)計的自由度。氣動閥1C在周邊上不需要接頭管，從而節(jié)省了氣動閥1C的安裝空間，從而可以以緊密隔開的關(guān)系放置多個氣動閥1C。
以下將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的氣動閥的第四實施例。圖15為第四實施例的氣動閥1D的剖面圖，示出了僅僅形成有空氣供應(yīng)和排出口85的蓋26D。圖16為圖15的氣動閥1D的平面圖。
第四實施例的氣動閥1D與第三實施例的氣動閥1C的不同之處在于，蓋26D由兩個單獨部件構(gòu)成。因此，以下描述將集中在與第三實施例的不同之處，而不重復(fù)相同的說明。在圖中，和第三實施例中的部件和零件相同的部件和零件被賦予相同的附圖標(biāo)記。
如圖15所示，氣動閥1D包括由作為“第一板”的實例的固定板111和作為“第二板”的實例的可選板112A構(gòu)成的蓋26D，這兩塊板111和112A通過如圖16所示從上方插入的兩個螺栓113、113而相互固定。
固定板111形成有圓柱形插入孔81，該圓柱形插入孔81在其開口端附近設(shè)有圓柱形凹口101。固定板111還形成有延伸穿過固定板111從而與圓柱形凹口101相連續(xù)的旁通通道102。用于接收密封構(gòu)件37的環(huán)形安裝凹槽82以環(huán)繞插入孔81、圓柱形凹口101以及旁通通道102的方式形成在固定板111的端面(下端面)內(nèi)。固定板111還設(shè)有第一連接孔115，該第一連接孔115以彼此不對準(zhǔn)的關(guān)系與插入孔81部分地重疊。插入孔81在其內(nèi)表面上形成有用于接收密封構(gòu)件38的環(huán)形安裝凹槽114，從而在活塞24的活塞桿52與插入孔81的內(nèi)表面之間形成密封閉合的空間。固定板111還設(shè)有壓配部分83和型鍛凹槽84。
另一方面，可選板112A設(shè)有與固定板111的旁通通道102對準(zhǔn)的空氣供應(yīng)和排出口85?？蛇x板112A形成有安裝凹槽117，用于在空氣供應(yīng)和排出口85的開口端周圍接收密封構(gòu)件39。
在以上氣動閥1D中，外構(gòu)件21型鍛在固定板111上?？蛇x板112A通過螺栓113、113而固定到固定板111上，從而覆蓋第一連接孔115。因此，如圖15所示包括可選板112A的蓋26D僅具有通過空氣供應(yīng)和排出口85供應(yīng)和排出操作空氣的功能。
在第四實施例的氣動閥1D中，可選板112A通過螺栓113、113而可拆卸地固定到固定板。這一構(gòu)造使得可通過用另一可選板112B或112C替換可選板112A而改變功能。
圖17為圖15的氣動閥1D的剖面圖，其包括替代可選板112A的可選板112B，該可選板112B設(shè)有閥開閉檢測傳感器91。
如圖17和圖18所示，氣動閥1D布置成使得可選板112B通過螺栓113、113固定到固定板111。可選板112B包括空氣供應(yīng)和排出口85，該空氣供應(yīng)和排出口85位于偏離中心的位置，從而與固定板111的旁通通道102對準(zhǔn)?？蛇x板112B還形成有第二連接孔116，該第二連接孔116位于偏離中心的位置，從而與第一連接孔115對準(zhǔn)。第二連接孔116具有內(nèi)螺紋表面(陰螺紋)，閥開閉檢測傳感器91可以通過螺紋接合在該內(nèi)螺紋表面中。這樣構(gòu)造成的氣動閥1D能以這樣一種簡單的方式提供閥開閉檢測功能，該方式即，拆卸螺栓113、113并用可選板112B替換可選板112A。
圖19為圖17的氣動閥1D的剖面圖，其中連接有行程調(diào)節(jié)鈕。圖20為圖17的氣動閥1D的剖面圖，其中連接有開閉指示器93。
在圖17的氣動閥1D中，閥開閉檢測傳感器91可拆卸地接合在第二連接孔116中。因此，在行程調(diào)節(jié)鈕92而不是傳感器91如圖19所示通過螺紋接合在第二連接孔116中時，氣動閥1D能提供行程調(diào)節(jié)機制。在開閉指示器93如圖20所示通過螺紋接合在第二連接孔116中時，氣動閥1D能提供指示器功能，該指示器功能允許使用者從外部在視覺上觀察到閥的開閉狀態(tài)。
圖21為圖15的氣動閥的剖面圖，其包括替代可選板112A的可選板112C的蓋26D，該可選板112C連接有快速接頭96。
可選板112C設(shè)有深度小于可選板112A的空氣供應(yīng)和排出口85，從而形成臺肩，快速接頭96抵接該臺肩從而被設(shè)置在口85中。圖21的包括可選板112C的氣動閥1D使得可以通過一觸式連接將空氣供應(yīng)和排出管連接到空氣供應(yīng)和排出口85。
<操作和效果>
在其中通過利用操作空氣使活塞在缸19中滑動從而向閥部分2施加驅(qū)動力的第四實施例的氣動閥1D中，閉合缸19的上端的蓋26D由通過螺栓113、113而相互可拆卸地連接(參見圖15、17、19至21)的單獨部件(固定板111和可選板112A、112B或112C)構(gòu)成。在作為單獨部件中的一個單獨部件的可選板112A、112B或112C中，連接有諸如快速接頭96、閥開閉檢測傳感器91、行程調(diào)節(jié)鈕92、以及開閉指示器93的預(yù)定流體控制構(gòu)件(參見圖15、17、19至21)。因此，根據(jù)第四實施例的氣動閥1D，在固定板111保持固定在外構(gòu)件21上的同時，可以相互更換可選板112A、112B、112C，以添加或改變功能。而且，在第四實施例的氣動閥1D中，還能共用固定板111，從而實現(xiàn)進一步的成本降低。
具體地，在以上第三實施例的氣動閥1C中，在實際使用的地點，在氣動閥1D組裝后，連接有快速接頭96的蓋26C(參見圖21)以及連接有閥開閉檢測傳感器91或其它部件的蓋26B(參見圖17、19、20)不能互相更換。通過簡單的更換可選板112B、112C，即使在實際使用的地點，也能將第四實施例的氣動閥1D容易地構(gòu)造成利用快速接頭96的結(jié)構(gòu)和利用閥開閉檢測傳感器91等的結(jié)構(gòu)中的一個結(jié)構(gòu)。
而且，在氣動閥1D中，采用可選板112B來選擇性地將閥開閉檢測傳感器91、行程調(diào)節(jié)鈕92或開閉指示器93連接到第二連接孔116(參見圖17、19、20)。閥開閉檢測傳感器91、行程調(diào)節(jié)鈕92或開閉指示器93需要用理想的一個裝置加以替換，以改變功能。因此，可選板112B不再需要用另一個加以替換。
在第四實施例的氣動閥1D中，從上方緊固螺栓113、113，以將可選板112A、112B或112C固定到固定板111(參見圖16、18)。這使得即使在將氣動閥1D結(jié)合到加工線上時，也容易促進可選板112A、112B、112C的更換工作。
應(yīng)指出的是，本發(fā)明不限于以上實施例，而且在不偏離本發(fā)明的實質(zhì)性特征的情況下，可以以其它特定的方式實施。
(1)例如，以上實施例描述了兩層氣動閥1A。作為可選方案，本發(fā)明可構(gòu)造為如圖22所示的三層氣動閥1E，其中形狀相同的四個內(nèi)部件22A、22B、22C、22D疊置并固定在外構(gòu)件21內(nèi)，從而形成三個活塞室27、28、121。在此情形下，突出活塞122插設(shè)在活塞23和24之間。該活塞122在內(nèi)部形成有主通道123、位于主通道123的開口端的周圍的配合凹口124、以及在配合凹口124的內(nèi)周表面內(nèi)的連通通道125。這一構(gòu)造使得活塞室121的壓力室121a和空氣供應(yīng)和排出口85之間可連通。應(yīng)指出的是，可改變插設(shè)在活塞23和24之間的活塞122的數(shù)量，來構(gòu)造四層或更多層的多層氣動閥。
作為另一可選方案，本發(fā)明可構(gòu)造成如圖23所示的單層氣動閥1F，其中兩個形狀相同的內(nèi)部件22B、22C疊置并固定在外構(gòu)件21內(nèi)，從而形成單個活塞室28。在此情形下，在活塞126內(nèi)形成兩個分支通道128、129，以通過主通道127而相互連通。這一結(jié)構(gòu)使得空氣供應(yīng)和排出口85與活塞室28的壓力室28a之間可通過分支通道128、主通道127以及分支通道129連通。
如在以上氣動閥1E、1F中所示，能通過簡單地改變共用內(nèi)部件22A、22B...的數(shù)量而預(yù)期地設(shè)置單層或多層氣動閥。也可采用共用部件，從而降低成本。
作為另一可選方案，本發(fā)明可構(gòu)造成如圖24所示的氣動閥1G，其中采用壓縮彈簧29B來替代圖23所示的壓縮彈簧29A，取消了密封構(gòu)件32，將阻塞物90配合在活塞126的主通道127內(nèi)，并將內(nèi)部件22B、22C裝載在外構(gòu)件21內(nèi)，使得內(nèi)部件22B、22C和活塞126以與圖23中的取向軸向相反的取向進行布置。這樣，能將常閉閥轉(zhuǎn)換為常開閥。而且在本實例中，從常閉閥轉(zhuǎn)換為常開閥以及從常開閥轉(zhuǎn)換為常閉閥的閥構(gòu)造中，可共用除了壓縮彈簧29A、29B和密封構(gòu)件32之外的部件，從而實現(xiàn)了降低成本。
還可通過去除密封構(gòu)件32、用壓縮彈簧29B替換壓縮彈簧29A、并將阻塞物90配合在活塞24的主通道55中以及將活塞23、24、122與內(nèi)部件22A、22B、22C、22D一起以整體相反的取向裝載在外構(gòu)件21內(nèi)，將圖22所示的氣動閥1E從常閉閥轉(zhuǎn)換為常開閥。
(2)在以上實施例中，每個內(nèi)部件22A、22B、22C都在外周上形成有D切通道64，從而在每個內(nèi)部件22A、22B、22C和外構(gòu)件21之間形成引導(dǎo)通道31。作為D切通道64的可選方案，具有矩形截面的多個引導(dǎo)凹槽131可形成在每個內(nèi)部件22A、22B、22C的外周上，如圖25所示。在此情形下，引導(dǎo)通道31形成在每個內(nèi)部件22A、22B、22C的引導(dǎo)凹槽131和外構(gòu)件21的內(nèi)表面之間。作為一種可選方案，可在外構(gòu)件21的內(nèi)表面內(nèi)形成引導(dǎo)凹槽132，作為每個內(nèi)部件22A、22B、22C的外周上的D切通道64的替代，如圖26所示，從而形成每個內(nèi)部件22A、22B...與外構(gòu)件21之間的引導(dǎo)通道31。
引導(dǎo)凹槽132能在用于外構(gòu)件21的拉制或擠壓過程的同時形成。因此，引導(dǎo)凹槽132的加工不昂貴。而且，另一可選方案是在每個內(nèi)部件22A、22B、22C內(nèi)形成引導(dǎo)凹槽131，并還在外構(gòu)件21內(nèi)形成引導(dǎo)凹槽132。
(3)在以上實施例中，例如，外構(gòu)件21的兩端分別壓配并型鍛在基部25和蓋26A內(nèi)。
作為對該構(gòu)造的可選方案，可采用圖27所示的氣動閥1H，在該氣動閥中，外構(gòu)件21的兩端如在圖27中的部分P處所示分別壓配然后焊接在基部25和蓋26A上。在該構(gòu)造中，基部25和蓋26A能緊密地固定到外構(gòu)件21上，從而可靠防止流體泄漏。
作為另一可選方案，可采用圖28所示的氣動閥1I，在該氣動閥中，基部25和蓋26E沒有設(shè)置型鍛凹槽74和84，外構(gòu)件21的兩端僅僅壓配或結(jié)合在基部25和蓋26E上，或者壓配部分通過粘合劑等結(jié)合從而將外構(gòu)件21固定到基部25和蓋26E上。這一構(gòu)造能取消形成型鍛凹槽74、84所需的加工工作。
作為另一可選方案，可采用圖29所示的氣動閥1J，在該氣動閥中，基部135和蓋136分別形成有外螺紋表面(陽螺紋)，而外構(gòu)件137的兩個開口端形成有內(nèi)螺紋表面(陰螺紋)，如圖29的部分P2所示，從而外構(gòu)件137的兩端通過螺紋與基部135和蓋136接合。這一構(gòu)造需要加工螺紋部分，從而導(dǎo)致成本增加，但是因為外構(gòu)件137的兩端不是壓配在基部135和蓋136上，從而使得可以容易地從外構(gòu)件137拆卸基部135和蓋136。因此，能重復(fù)使用這些基部135、蓋136以及外構(gòu)件137。
(4)在以上實施例中，所有的內(nèi)部件22A、22B、22C以及活塞23、24為樹脂模制部件，但是它們可以是能以較少的切削工作從而以較低成本制造的鋁模鑄模制部件、失蠟?zāi)Ｖ撇考约捌渌哪Ｖ撇考?。在要采用氣動閥1A、1B、1C或1D來控制高溫控制流體或要對其進行加熱時，整個閥的溫度可超過80℃。在這一情形下，樹脂模制部件不適于內(nèi)部件22A、22B、22C和活塞23、24。因此，內(nèi)部件22A、22B、22C以及活塞23、24可制成為諸如鋁模鑄模制部件或者失蠟?zāi)Ｖ撇考慕饘俨考?，從而使得即使在諸如整個閥的溫度可能超過例如80℃的溫度上限的情況下也能使用氣動閥1A、1B、1C或1D。
(5)在以上實施例中，內(nèi)部件22A、22B、22C的形狀相同，但是它們可根據(jù)在外構(gòu)件21內(nèi)的相應(yīng)安裝位置而設(shè)計成具有不同的形狀。具體而言，內(nèi)部件22B可設(shè)計成具有厚的閉合端壁，從而用作分隔第一和第二活塞室27、28的分隔板。另一方面，閉合端壁由基部25和蓋26A、26B或26C支承從而提高強度的內(nèi)部件22A、22C可設(shè)計成具有薄的閉合端壁?？筛鶕?jù)各自的預(yù)期用途而改變內(nèi)部件22A、22B、22C的形狀，這樣能避免浪費用于內(nèi)部件22A、22B、22C的材料消耗。而且，因為如上所述內(nèi)部件22A、22B、22C的不需要部分較薄，從而閥的尺寸能減小、重量能減輕。
(6)在以上實施例中，外構(gòu)件21為金屬管，但是可以為樹脂模制部件。在此情形下，外構(gòu)件21形成有較大壁厚，用于確?？箟盒?，這趨向于增大閥的尺寸。然而，可通過注模容易地生成這樣的外構(gòu)件21，從而例如有助于降低成本。這還能有助于減輕重量。
(7)在以上實施例中，分支通道48以及56形成為具有矩形截面。分支通道僅需具有這樣的截面，即，該截面在與分支通道交叉(垂直)的方向上的寬度大于在軸向方向上的高度，從而確保足夠的通道截面。每個分支通道48、56的截面可具有水平長橢圓形，或者由沿著活塞桿的直徑方向以部分疊加的關(guān)系組合的多個圓形成的形狀。
(8)在以上第三和第四實施例中，活塞23和24分別設(shè)有金屬部分105和106(參見圖8、17以及其它圖)。作為可選方案，金屬部件可僅連接到任何一個活塞23、24的與芯桿13抵接的端部，只要活塞23、24不與其它部件接觸即可。
(9)在以上實施例中，氣動閥1A、1B、1C、1D具有柱狀外形，但是它們可具有多邊形外形。對這種多邊形形狀的情況而言，外構(gòu)件21可設(shè)計成具有多邊形外表面和用于接收內(nèi)部件22的圓柱狀內(nèi)表面，或者如果內(nèi)部件22具有多邊形外表面時外構(gòu)件21可設(shè)計成具有多邊形外表面和內(nèi)表面。在任一情況下，外構(gòu)件21具有管形，從而能通過將拉制或擠壓過程制成的多邊形管切成為預(yù)定長度，而容易地生成外構(gòu)件21。
(10)在以上實施例中，通過芯桿13而將致動器部分3A、3B或3C的驅(qū)動力傳遞至隔膜9。作為可選方案，隔膜9可放置成與活塞23或24的端部直接接觸，而不要插入芯桿13，從而直接將驅(qū)動力傳遞到隔膜9。
在以上實施例中，隔膜9為膜形，但是可采用構(gòu)造不同于隔膜9的另一隔膜。例如，可采用包括主體和從主體徑向延伸的網(wǎng)膜部分的隔膜。在此情形下，活塞23或24可在沒有芯桿的情況下聯(lián)接到隔膜的主體上。
(11)在以上實施例中，氣動閥1A至1D構(gòu)造為雙向閥，用于選擇性地允許和中斷主側(cè)口5和副側(cè)口6之間的連通。作為可選方案，在以上實施例中描述的致動器3A、3B和3C的構(gòu)造可應(yīng)用于諸如三向閥的多向閥中。在以上實施例中的氣動閥1A至1D為隔膜閥，但是可以為提升閥。
權(quán)利要求
1.一種氣動閥，包括活塞；缸，在該缸中允許所述活塞在操作空氣的作用下滑動；和閥部分，該閥部分將由所述活塞的滑動運動而被驅(qū)動，其中所述缸包括外構(gòu)件，該外構(gòu)件具有中空部分；和內(nèi)構(gòu)件，該內(nèi)構(gòu)件裝載在外構(gòu)件的中空部分中，從而限定活塞室，在該活塞室中允許活塞滑動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動閥，其中所述外構(gòu)件具有帶有第一和第二開口的圓柱形形狀，而且所述氣動閥還包括第一閉合板，該第一閉合板連接到所述外構(gòu)件的所述第一開口上；以及第二閉合板，該第二閉合板連接到所述外構(gòu)件的所述第二開口上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動閥，其中所述內(nèi)構(gòu)件包括多個內(nèi)部件，每個內(nèi)部件具有帶有開口端和閉合端的中空形狀，該閉合端形成有通孔，所述活塞的活塞桿穿過該通孔放置，所述內(nèi)部件構(gòu)造成以組合的方式限定所述活塞室。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣動閥，其中所述內(nèi)構(gòu)件包括多個內(nèi)部件，每個內(nèi)部件具有帶有開口端和閉合端的中空形狀，該閉合端形成有通孔，所述活塞的活塞桿穿過該通孔放置，所述內(nèi)部件構(gòu)造成以組合的方式限定所述活塞室。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動閥，其中所述內(nèi)構(gòu)件為樹脂模制部件、鋁模鑄模制部件、以及失蠟?zāi)Ｖ撇考械囊环N，而且所述外構(gòu)件為通過拉制過程和擠壓過程中的一種過程生產(chǎn)的金屬管。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣動閥，其中所述內(nèi)構(gòu)件為樹脂模制部件、鋁模鑄模制部件、以及失蠟?zāi)Ｖ撇考械囊环N，而且所述外構(gòu)件為通過拉制過程和擠壓過程中的一種過程生產(chǎn)的金屬管。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣動閥，其中所述內(nèi)構(gòu)件為樹脂模制部件、鋁模鑄模制部件、以及失蠟?zāi)Ｖ撇考械囊环N，而且所述外構(gòu)件為通過拉制過程和擠壓過程中的一種過程生產(chǎn)的金屬管。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣動閥，其中所述內(nèi)構(gòu)件為樹脂模制部件、鋁模鑄模制部件、以及失蠟?zāi)Ｖ撇考械囊环N，而且所述外構(gòu)件為通過拉制過程和擠壓過程中的一種過程生產(chǎn)的金屬管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動閥，還包括位于所述內(nèi)構(gòu)件和所述外構(gòu)件之間的引導(dǎo)通道，以提供在所述活塞室和單個通氣孔之間的連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動閥，其中所述活塞為樹脂模制部件、鋁模鑄模制部件、以及失蠟?zāi)Ｖ撇考械囊环N。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的氣動閥，其中所述活塞一體地包括活塞桿，而且抗磨損構(gòu)件連接到所述活塞的遠(yuǎn)端。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動閥，其中所述活塞包括在所述活塞的中心軸線的方向上延伸的主通道、以及與該主通道連通的分支通道，而且該分支通道在與所述中心軸線垂直的方向上的寬度比在所述軸線方向上的高度長。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣動閥，其中通過型鍛過程、焊接過程、壓配過程、結(jié)合過程、以及接合構(gòu)造中的至少一種，將所述第一閉合板及所述第二閉合板連接到所述外構(gòu)件上。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣動閥，其中所述第一閉合板設(shè)有空氣供應(yīng)/排出口。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣動閥，其中所述第一閉合板設(shè)有連接部分，在該連接部分中可連接閥開閉檢測傳感器、閥打開調(diào)節(jié)機構(gòu)、以及指示器中的至少一個。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣動閥，其中所述第一閉合板可旋轉(zhuǎn)地連接到所述外構(gòu)件上。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的氣動閥，其中所述第一閉合板包括連接到所述外構(gòu)件上的第一板；以及第二板，該第二板設(shè)有空氣供應(yīng)及排出口、和所述連接部分中的至少一個，該第二板可拆卸地安裝在所述第一板上。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動閥，其中所述氣動閥適于選擇性地構(gòu)造成為常閉構(gòu)造和常開構(gòu)造中的一種構(gòu)造，而且所述活塞具有包括第一活塞桿、第二活塞、以及活塞部分的活塞組件，所述第一活塞桿以及所述第二活塞桿相對于活塞部分沿彼此相反的方向布置，使得所述第一活塞可在所述常閉構(gòu)造中朝向所述閥部分和離開所述閥部分運動，而且所述第二活塞可在所述常開構(gòu)造中朝向所述閥部分和離開所述閥部分運動。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的氣動閥，其中所述活塞組件包括第一分支通道，該第一分支通道形成在所述第一活塞桿中，以在與所述第一活塞桿的中心軸線垂直的方向上延伸；第二分支通道，該第二分支通道形成在所述第二活塞桿中，以在與所述第二活塞桿的中心軸線垂直的方向上延伸；旁通通道，該旁通通道形成在所述第一和第二活塞桿中，以在所述第一和第二活塞桿的中心軸線的方向上延伸，從而提供在所述第一分支通道和所述第二分支通道之間的連通；以及阻擋構(gòu)件，該阻擋構(gòu)件在所述常開構(gòu)造中放置在所述旁通通道中，以阻擋在所述第一分支通道和所述第二分支通道之間的流動。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的氣動閥，其中所述活塞組件布置成使得在所述氣動閥處于所述常閉構(gòu)造時，密封構(gòu)件連接到所述第一活塞桿和所述第二活塞桿中的每個活塞桿上，而在所述氣動閥處于所述常開構(gòu)造中時，所述密封構(gòu)件連接到所述第二活塞桿上，但是沒有密封構(gòu)件連接到所述第一活塞桿上。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的氣動閥，還包括第一推壓構(gòu)件和第二推壓構(gòu)件中的一個推壓構(gòu)件，在所述氣動閥處于所述常閉構(gòu)造時第一推壓構(gòu)件安裝在所述缸中，在所述氣動閥處于所述常開構(gòu)造時第二推壓構(gòu)件安裝在所述缸中，所述第一推壓構(gòu)件的推壓力大于所述第二推壓構(gòu)件的推壓力。
全文摘要
為了提供一種低成本的氣動閥，一種氣動閥包括活塞；缸，在該缸中允許所述活塞在操作空氣的作用下滑動；和閥部分，該閥部分將由所述活塞的滑動運動而被驅(qū)動。所述缸包括外構(gòu)件，該外構(gòu)件具有中空部分；和內(nèi)構(gòu)件，該內(nèi)構(gòu)件裝載在外構(gòu)件的中空部分中，從而限定活塞室，在該活塞室中允許活塞滑動。
文檔編號F16K7/14GK101093034SQ20071011185
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月20日
發(fā)明者青山達(dá)人, 廣瀨克憲, 矢島孝視, 濱田忠一 申請人:喜開理株式會社