阀模块、阀装置、阀系统的制作方法

1.本发明涉及阀模块等，尤其涉及适合作为换色阀(color change value)使用的阀模块等，该换色阀用于择一地选择从涂料供给源输送来的各色涂料并向喷涂机等供给。


背景技术：

2.近年，需求者对于汽车车身颜色的需要逐渐多样化，变得需要对同一车型进行多种类的喷涂作业。尤其在近年的汽车车身的喷涂流水线中，由于喷涂色各异的汽车车身是混杂着搬送来的，所以要求与汽车车身对应地进行换色喷涂。
3.在换色喷涂中例如使用图12所示那样的换色装置101。以往通常的换色装置101具有如下构造，即对形成有涂料流路102的歧管块(manifold block)103安装有多个换色阀104、清洗液阀105、清洗气体阀106等。这些多个换色阀104与各色的涂料供给源p1～p4单独地连接。清洗液阀105与清洗液供给源107连接，清洗气体阀106与压缩空气供给源108连接。并且，通过使用这样的换色装置101，从多个颜色的供给涂料之中由换色装置101择一地选择任意的涂色涂料，并将该选择的涂色涂料向喷涂机109供给来进行喷涂。
4.在图13中例示了作为这种换色装置101中的换色阀104而使用的以往的阀装置。该换色阀104是以活塞缸为驱动机构的先导形双端口阀，通过位于附图上部侧的阀驱动部112、和位于附图下部侧的阀主体部113而构成。
5.构成阀驱动部112的活塞壳体121在内部具有活塞收容室122，并且在下部具有与活塞收容室122连通的杆穿插孔123。在活塞壳体121的下端面安装有阀壳体131。在阀壳体131的侧面形成有输入端口132，在下表面形成有输出端口133，这些端口132、133与设在阀壳体131内的流路134连通。在输出端口133的开口部内侧形成有阀座135。另外，在阀壳体131中配设有包含衬垫136、137等而构成的轴密封件138。
6.该换色阀104具备作为移动体的阀杆141，该阀杆141具有杆部142、活塞部143及阀部144。活塞部143固定在杆部142中的基端侧，并且在活塞收容室122内能够滑动地被收容。杆部142的前端侧经由杆穿插孔123以及支承总成138而向活塞收容室122外突出，并到达至阀壳体131中的阀座135的附近。阀部144与杆部142的前端一体形成，能够相对于该阀座135抵接及分离。
7.活塞壳体121内的活塞收容室122由活塞部143划分成第一室151以及第二室152。在活塞壳体121中的第一室151侧形成有供给有先导气体的先导端口153，该先导气体使活塞部143向上方向驱动。在活塞壳体121中的第二室152内收容有将活塞部143向下方向始终弹压的弹压机构154。并且，对于这样构成的换色阀104，通过先导气体的供给排放使阀杆141沿上下方向驱动，从而使阀部144与阀座135接触分离，由此控制阀的开闭。
8.此外，作为这种阀装置，以往还提出了例如专利文献1所示那样的装置。
9.现有技术文献
10.专利文献
11.专利文献1：日本专利第5511339号公报
12.专利文献2：日本特开2017-2939号公报


技术实现要素：

13.然而，上述以往的阀装置有时搭载于如喷涂机的臂部等那样的驱动部分上，出于这种关系，要求尽可能地为小型。但是，如果想要使阀装置小型化，则不得不缩小活塞直径，作为结果会导致活塞部的受压面积减少。由此，为了使活塞部以与目前为止同等程度的力来驱动，需要增大先导气体的压力(例如0.4mpa
→
0.8mpa)，不得不提高用于供给气体的压缩机的压力。
14.在这样的情况下，以往提出了一种阀装置，其使用磁铁的磁力来辅助基于先导气体产生的活塞驱动力(例如，参照专利文献2)。但是，在该以往装置的情况下，构造复杂，在此基础上，也担心收容于壳体内的磁铁彼此直接抵接而破损等，也具有持久性低的问题。
15.因此本技术发明人研究了在使用永磁铁的磁引力辅助基于先导气体产生的活塞驱动力时，对于阀杆侧的永磁铁与壳体侧的永磁铁之间，设定即使在相互最接近时两者也会隔开空隙而相对的配置关系。具体而言，在图12的阀装置中例如考虑在以161、162示出的位置处分别配置永磁铁。
16.但是，在该阀装置中为了得到所期望的磁引力，应该尽可能地使用较大的永磁铁，但由于是小型的阀装置，所以具有能够使用的永磁铁的大小受到制约这一问题。另外，为了得到所期望的磁引力而需要使永磁铁之间应该设定的间隙极窄(例如1mm以下)，但另一方面实际上确保这样的间隙是非常困难的。另外，可以想到在动作时活塞部会晃动而稍微倾斜，但由于上述间隙极小，所以具有永磁铁彼此直接抵接的风险高这一问题。而且，也需要事先将各个永磁铁可靠地固定的手段。另外，可以想到各个永磁铁存在尺寸偏差，针对每个阀装置的产品其性能会产生偏差。因此，要求消除每个产品的性能产生偏差。
17.本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于提供一种阀模块、阀装置、阀系统，虽然小型但也能够通过比较低压的先导气体来动作，且持久性也优异，每个产品的性能偏差也小。
18.为了解决上述课题，技术方案1所记载的发明的要旨在于，一种阀模块，具备：活塞收容体，其具有活塞收容室；和阀杆，其一部分插入于上述活塞收容体，并且在位于上述活塞收容室内的区域设有活塞部，在位于上述活塞收容室外的区域形成有阀部，该阀模块通过作用于上述活塞部的先导气体的气压将上述阀杆向第一方向驱动且通过弹压机构的弹压力将上述阀杆向与上述第一方向相反的第二方向驱动，通过上述先导气体的供给排放而使上述阀部与阀座接触分离，由此控制阀的开闭，上述阀模块的特征在于，具备：第一磁铁保持部，其设在上述活塞部的外周位置；第二磁铁保持部，其在上述活塞收容体侧设在与上述第一磁铁保持部相对的位置；第一永磁铁，其在使端面相对于形成在上述第一磁铁保持部中距上述第二磁铁保持部最近的位置的薄壁状的第一避免碰撞部抵接的状态下，被保持于上述第一磁铁保持部；和第二永磁铁，其在使端面相对于形成在上述第二磁铁保持部中距上述第一磁铁保持部的上述第一避免碰撞部最近的位置的薄壁状的第二避免碰撞部抵接的状态下，被保持于上述第二磁铁保持部，在上述两永磁铁之间，作用有使上述活塞部向上述第一方向驱动且随着相互接近而增大的磁引力，并且设定了即使在最接近时上述两永磁铁的上述端面彼此也不会直接碰撞的配置关系。
19.另外技术方案2所记载的发明的要旨在于，一种阀装置，具备：壳体块，其在内部具有活塞收容室及阀座；和阀杆，其一部分插入于上述活塞收容室，并且在位于上述活塞收容室内的区域设有活塞部，在位于上述活塞收容室外的区域形成有阀部，该阀装置通过作用于上述活塞部的先导气体的气压将上述阀杆向第一方向驱动且通过弹压机构的弹压力将上述阀杆向与上述第一方向相反的第二方向驱动，通过上述先导气体的供给排放而使上述阀部与上述阀座接触分离，由此控制阀的开闭，上述阀装置的特征在于，具有：第一磁铁保持部，其设在上述活塞部的外周位置；第二磁铁保持部，其在上述壳体块侧设在与上述第一磁铁保持部相对的位置；第一永磁铁，其在使端面相对于形成在上述第一磁铁保持部中距上述第二磁铁保持部最近的位置的薄壁状的第一避免碰撞部抵接的状态下，被保持于上述第一磁铁保持部；和第二永磁铁，其在使端面相对于形成在上述第二磁铁保持部中距上述第一磁铁保持部的上述第一避免碰撞部最近的位置的薄壁状的第二避免碰撞部抵接的状态下，被保持于上述第二磁铁保持部，在上述两永磁铁之间，作用有使上述活塞部向上述第一方向驱动且随着相互接近而增大的磁引力，并且设定了即使在最接近时上述两永磁铁的上述端面彼此也不会直接碰撞的配置关系。
20.因此，根据技术方案1、2所记载的发明，在两永磁铁之间作用有使活塞部向第一方向驱动并随着相互接近而增大的磁引力。因此，在供给先导气体时，在先导气体的压力的基础上还作用磁引力，由此使阀杆向第一方向驱动。因此，即使活塞部的受压面积变小，也能够使用比较低压的先导气体来控制阀的开闭。另外，由于在两永磁铁之间设定了即使在最接近时两永磁铁彼此也隔着空隙相对的配置关系，所以避免了在驱动阀杆时两永磁铁彼此的抵接。由此，难以发生因永磁铁的直接抵接所导致的破损，持久性提高。另外，在两永磁铁彼此抵接而相互吸附的情况下，需要大的分离力，但由于避免了两永磁铁彼此的抵接，所以能够减小分离力。而且，在第一磁铁保持部及第二磁铁保持部分别保持有第一永磁铁及第二永磁铁，且两永磁铁的端面相对于第一避免碰撞部及第二避免碰撞部抵接配置，因此两永磁铁被可靠地固定。另外，由于第一避免碰撞部及第二避免碰撞部均为薄壁状，所以能够避免两永磁铁彼此直接碰撞，且将两永磁铁间的间隙设定得极窄。而且，即使各个永磁铁存在尺寸偏差，例如通过利用第一避免碰撞部及第二避免碰撞部的厚度量来规定间隙的大小，也能够使磁引力的大小一致，因此能够将每个产品的性能偏差最小化。
21.在技术方案1、2中，优选的是，上述第一磁铁保持部所具有的收容室在上述阀杆的轴线方向上的尺寸比上述第一永磁铁在上述轴线方向上的尺寸大，上述第二磁铁保持部所具有的收容室在上述阀杆的轴线方向上的尺寸比上述第二永磁铁在上述轴线方向上的尺寸大。
22.根据上述结构，能够在第一磁铁保持部及第二磁铁保持部中分别沿阀杆的轴线方向稍微留有游隙(空间余裕)地收容第一永磁铁及第二永磁铁。因此，即使各个永磁铁存在尺寸偏差，也能够将这些永磁铁不勉强地收容在第一磁铁保持部及第二磁铁保持部内，并且也能够将永磁铁的裂纹和缺损等防止于未然。此外，在第一永磁铁及第二永磁铁之间始终作用有磁引力，相互拉引，因此即使留有游隙地进行收容也不会导致固定状态的程度降低。
23.在技术方案1、2中，优选的是，上述第一避免碰撞部在使上述第一永磁铁的上述端面的至少一部分露出到上述第一磁铁保持部的外部的状态下，与上述第一永磁铁的上述端
面抵接，上述第二避免碰撞部在使上述第二永磁铁的上述端面的至少一部分露出到上述第二磁铁保持部的外部的状态下，与上述第二永磁铁的上述端面抵接。
24.根据上述结构，若第一永磁铁及第二永磁铁的端面的至少一部分露出到第一磁铁保持部及第二磁铁保持部的外部，则与未露出的情况相比第一永磁铁及第二永磁铁的磁力线容易相互作用，能够得到比较大的磁引力。
25.在技术方案1、2中，优选的是，上述第一避免碰撞部及上述第二避免碰撞部的厚度的总和为1mm以下。
26.因此，根据上述结构，能够利用第一避免碰撞部及第二避免碰撞部的厚度量将间隙的大小规定为1mm以下这一极小的值。因此，能够使磁引力可靠地增大且使其大小一致。
27.在技术方案1、2中，优选的是，上述第一永磁铁及上述第二永磁铁是沿厚度方向磁化的环状且同径的永磁铁。
28.因此，根据上述结构，在使用了这样的形状的第一永磁铁及第二永磁铁的情况下，能够在小型的阀模块内使比较大的磁引力相互作用。
29.在该情况下，优选的是，上述第一永磁铁及上述第二永磁铁中的至少一方使用多个并沿厚度方向多层配置。
30.因此，根据上述结构，与各使用一个第一永磁铁及第二永磁铁的情况相比，能够得到更大的磁引力。
31.而且优选的是，上述第二永磁铁的个数比上述第一永磁铁的个数多。
32.因此，根据上述结构，与第一永磁铁的个数比第二永磁铁的个数多的情况不同，能够不伴随阀杆整体的重量增加地增大磁引力。
33.技术方案3所记载的发明的要旨在于，一种阀装置，其特征在于，具备：技术方案1所记载的阀模块；和壳体块，其具有在内部形成有上述阀座的阀模块安装部，上述阀模块在上述阀体与上述阀模块安装部抵接的状态下被安装于上述壳体块。
34.技术方案4所记载的发明的要旨在于，一种阀系统，其特征在于，具备：技术方案1所记载的至少一个阀模块；和歧管块，其具有至少一个在内部形成有上述阀座的阀模块安装部，上述阀模块在上述阀体与上述阀模块安装部抵接的状态下被安装于上述歧管块。
35.发明效果
36.如以上详细所述，根据技术方案1～14所记载的发明，能够提供一种阀模块或阀装置，虽然小型但也能够通过比较低压的先导气体来动作，且持久性也优异，每个产品的性能偏差也小。另外，根据技术方案15、16所记载的发明，能够提供一种阀装置、阀系统，由于均具备上述优异的阀模块，因此，虽然小型但也能够通过比较低压的先导气体来动作，且持久性也优异，每个产品的性能偏差也小。
附图说明
37.图1是表示将本发明具体化的使用阀模块构成的第一实施方式的阀装置的概略纵剖视图。
38.图2是表示在第一实施方式中将阀模块从壳体块取出后的状态的概略纵剖视图。
39.图3是在第一实施方式中表示如下状态的主要部分放大剖视图，图3的(a)是永磁铁彼此最大程度地分离的状态(阀全闭状态)，图3的(b)是永磁铁彼此最接近的状态(阀全
开状态)。
40.图4是用于说明第一实施方式的阀装置在使用时的状态的概略图。
41.图5是用于说明将本发明具体化的使用阀模块构成的第二实施方式的阀系统的概略图。
42.图6是表示将本发明具体化的使用阀模块构成的第三实施方式的阀装置的概略纵剖视图。
43.图7是表示在第三实施方式中将阀模块从壳体块取出后的状态的概略纵剖视图。
44.图8是在第三实施方式中表示如下状态的主要部分放大剖视图，图8的(a)是永磁铁彼此最大程度地分离的状态，图8的(b)是永磁铁彼此最接近的状态。
45.图9是表示其他实施方式的阀模块的概略纵剖视图。
46.图10是表示其他实施方式的阀模块的主要部分放大剖视图。
47.图11是表示其他实施方式的阀装置的主要部分放大剖视图。
48.图12是用于说明使用了阀装置的换色装置的结构的概略图。
49.图13是表示以往例的阀装置的概略纵剖视图。
具体实施方式
50.[第一实施方式]
[0051]
以下，基于图1～图4详细地说明将本发明的阀装置具体化的一个实施方式的换色阀11。图1是表示使用阀模块构成的本实施方式的换色阀11的概略纵剖视图。图2是表示将阀模块从壳体块取出后的状态的概略纵剖视图。图3的(a)是表示永磁铁彼此最大程度地分离的状态的主要部分放大剖视图，图3的(b)是表示永磁铁彼此最接近的状态的主要部分放大剖视图。图4是用于说明将换色阀11作为换色装置cv1的一部分来使用时的状态的概略图。
[0052]
如图1、图2所示，本实施方式的换色阀11是以活塞缸为驱动机构的先导形双端口阀(二通阀)，由作为阀驱动部的阀模块12和作为阀主体部的壳体块13构成。
[0053]
本实施方式的壳体块13具有阀模块安装部14，该阀模块安装部14在上表面中央部大幅开口并且随着趋向下表面侧而阶梯性地缩径。在该阀模块安装部14能够安装阀模块12。在壳体块13的侧面形成有输入端口32，在下表面中央部形成有输出端口33。另外，在壳体块13内的下侧区域形成有供涂料流动的流路34，输入端口32以及输出端口33与该流路34分别连通。在阀模块安装部14的内部、更具体而言在输出端口33的开口部内侧，形成有截面呈锥状的阀座35。
[0054]
本实施方式的阀模块12具备活塞收容体21。活塞收容体21由多个部件(下侧部件21a、上侧部件21b及盖部件21c)构成，并且在其内部具有活塞收容室22。此外，上侧部件21b的下端侧与下侧部件21a的上端侧接合，在上侧部件21b的开口部中，通过螺入、压接、粘结等而固定有盖部件21c。构成活塞收容体21的下侧部件21a由小径部和处于其上侧的大径部构成。在小径部的中心部，贯穿设置有使活塞收容室22和活塞收容室22的外部区域连通的杆穿插孔23。在杆穿插孔23的内壁面配设有截面大致v字状的密封部件36，在小径部的外周面配设有截面圆形状的密封部件37。密封部件36防止先导气体从活塞收容室22侧经由杆穿插孔23向活塞收容室22的外部区域侧(即流路34侧)泄漏。密封部件37防止向流路34侧导入
的涂料和清洗剂等向活塞收容室22侧泄漏，并且防止先导气体向流路34侧泄漏。另外，在小径部的下端面配设有作为密封部件的膜片密封件38。
[0055]
该换色阀11具备作为移动体的阀杆41，该阀杆41具有杆部42、活塞部43、阀部44以及固定螺母46。该阀杆41穿插于作为隔离部件的膜片密封件38的中心孔，并且其一部分以能够滑动的状态插入于杆穿插孔23。本实施方式的杆部42中，下侧半部成为具有相对较大的直径的大径部，上侧半部成为具有相对较小的直径的小径部。呈有底筒状的活塞部43设于杆部42中的小径部、即活塞收容室22内的位置。活塞部43收容于活塞收容室22内，并且能够在活塞收容室22内沿上下方向滑动。在活塞部43的外周面设有槽状的衬垫收容凹部，在此处收容有呈环状的截面大致v字状的密封衬垫45。
[0056]
杆部42的下端侧(前端侧)经由杆穿插孔23向活塞收容室22的外侧区域突出，而且从膜片密封件38的中心孔穿过到达活塞收容室22的外部区域侧(流路34侧)。具有锥形面的阀部44与杆部42的前端一体形成。阀部44能够随着阀杆41的上下运动而相对于壳体块13侧的阀座35抵接及分离。此外，图1示出了阀部44相对于阀座35抵接的状态。
[0057]
活塞收容体21内的活塞收容室22由活塞部43划分为下侧的第一室51和上侧的第二室52。在第一室51侧形成有供给有先导气体的先导端口53，该先导气体使活塞部43向上方向驱动。该先导端口53在活塞收容体21的侧面开口，由此使第一室51与大气压环境连通。
[0058]
活塞收容体21中的第二室52经由设在盖部件21c的中央的杆释放孔25而与大气压环境连通。在该杆释放孔25内，在始终非接触的状态下穿插有杆部42中的小径部的上端。在这样的第二室52内，以压缩状态收容有作为弹压机构的金属制的螺旋弹簧54。该螺旋弹簧54的一端与活塞部43的上端面抵接，另一端与盖部件21c的内壁面抵接。其结果为，成为通过螺旋弹簧54作用着将活塞部43始终向下方向弹压的弹压力的状态。此外，为了难以受到周围的磁力影响，螺旋弹簧54优选为例如sus316等那样的非磁性体金属制。
[0059]
接下来，说明使用磁力来辅助基于先导气体产生的活塞驱动力的机构。
[0060]
如图1～图3所示，本实施方式的换色阀11在阀模块12内具备第一永磁铁56和第二永磁铁57。在本实施方式中第一永磁铁56及第二永磁铁57均是沿厚度方向磁化的环状且同径的永磁铁。作为第一永磁铁56及第二永磁铁57，能够使用以往公知的任意的永磁铁，但在本实施方式中使用了磁力强的铷磁铁的售卖品。除此以外，也可以使用例如钐钴磁铁、铁氧体磁铁、铝镍钴磁铁等。
[0061]
如图3所示，在本实施方式中用于安装第一永磁铁56的保持构造(第一磁铁保持部61)设于作为移动侧的活塞部43侧。即，具有构成第一磁铁保持部61的一部分的薄壁状的第一避免碰撞部(第一凸缘部62)的环状部件63通过螺纹固定等安装于活塞部43的上表面侧。另一方面，在活塞部43的上表面侧的外周位置，形成有构成第一磁铁保持部61的一部分的环状层差部64。并且，由活塞部43和环状部件63形成收容室。
[0062]
同样地如图3所示，用于安装第二永磁铁57的保持构造(第二磁铁保持部71)在作为固定侧的活塞收容体21侧设于与第一磁铁保持部61相对的位置。即，在上侧部件21b的内周面与盖部件21c的外周面之间形成有规定的收容室，这种构造起到了作为第二磁铁保持部71的作用。在盖部件21c的下端部形成有作为薄壁状的第二避免碰撞部的第二凸缘部72。
[0063]
并且，第一永磁铁56在使端面相对于薄壁状的第一凸缘部62抵接的状态下，被保持于第一磁铁保持部61。此外，第一凸缘部62在第一磁铁保持部71中形成在距第二磁铁保
持部61最近的位置，具体而言形成在活塞部43的最上端部。另外，第二永磁铁57在使端面相对于薄壁状的第二凸缘部72抵接的状态下，被保持于第二磁铁保持部71。此外，第二凸缘部72在第二磁铁保持部71中形成在距第一磁铁保持部61的第一凸缘部62最近的位置，具体而言形成在盖部件21c的最下端部。即在本实施方式中，第一永磁铁56设于作为移动侧的活塞部43侧，第二永磁铁57设于作为固定侧的活塞收容体21。
[0064]
在本实施方式中，保持于第一磁铁保持部61的第一永磁铁56的数量为一个。与此相对，保持于第二磁铁保持部71的第二永磁铁57的数量比其多，为两个。两个第二永磁铁57以沿厚度方向层叠的状态多层配置。
[0065]
第一磁铁保持部61所具有的收容室在阀杆41的轴线方向(在图3中为上下方向)上的尺寸比一个量的第一永磁铁56在轴线方向上的尺寸稍大(例如大0.1mm～1.0mm左右)。因此，在第一磁铁保持部61中第一永磁铁56沿阀杆41的轴线方向稍微留有游隙(空间余裕)地被收容。具体而言，在图3所示的位置处产生了微小的间隙59。
[0066]
另外，第二磁铁保持部71所具有的收容室在阀杆41的轴线方向上的尺寸比两个量的第二永磁铁57在轴线方向上的尺寸稍大(例如大0.1mm～1.0mm左右)。因此，在第二磁铁保持部71中多层配置的第二永磁铁57沿阀杆41的轴线方向稍微留有游隙(空间余裕)地被收容。具体而言，在图3所示的位置处产生了微小的间隙59。
[0067]
如图3所示，第一凸缘部62在使第一永磁铁56的端面的大约一半区域露出到第一磁铁保持部61的外部的状态下，与第一永磁铁56的端面抵接。另外，第二凸缘部72在使第二永磁铁57的端面的大约一半区域露出到第二磁铁保持部71的外部的状态下，与第二永磁铁57的端面抵接。因此，第一永磁铁56及第二永磁铁57的磁力线容易相互作用。
[0068]
在此，第一凸缘部62的厚度t1及第二凸缘部72的厚度t2均非常薄，例如被设定成0.1mm～0.5mm左右。因此，第一凸缘部62及第二凸缘部72的厚度的总和t3为1mm以下，在本实施方式中为0.3mm～0.4mm。也就是说，在此利用第一凸缘部62及第二凸缘部72的厚度量，将第一永磁铁56及第二永磁铁57最接近时的间隙的大小规定成极小的值。
[0069]
另外，在第一永磁铁56及第二永磁铁57之间，设定了作用有使活塞部43向图1的上方向a1(第一方向)驱动这样的磁力、即磁引力那样的配置关系。因此，第一永磁铁56和第二永磁铁57在彼此将不同磁极对峙的状态下相对配置。此外，在该情况下，磁引力随着第一永磁铁56及第二永磁铁57相互接近而增大，在两者最接近的图3的(b)的状态下成为最大。
[0070]
在此，在图1的(a)所示的未供给先导气体时，第一室51及第二室52内均成为大气压环境，经由活塞部43向第一方向a1及第二方向a2作用的基于大气压产生的推压力相抵消。另外，此时在活塞部43作用有欲将该活塞部43向第二方向a2推压的螺旋弹簧54的弹压力，并且作用有欲将该活塞部43向第一方向a1推压的磁引力。但是，如图3的(a)所示，由于第一永磁铁56及第二永磁铁57相互最大程度地分离(例如分离1mm～4mm左右)，所以此时磁引力成为最小值。同样地第一凸缘部62及第二凸缘部72也相互分离。并且此时，由于设定为磁引力比螺旋弹簧54的弹压力小，所以活塞部43向第二方向a2移动。其结果为，阀杆41向下运动而使阀部44与阀座35抵接，流路34闭合。即，对于本实施方式的换色阀11，即使在将先导气体截断了的状态下，也通过螺旋弹簧54的弹压力而使阀可靠地成为闭状态。
[0071]
在供给先导气体时，第二室52内保持为大气压环境，另一方面，被加压的先导气体从先导端口53向第一室51内导入。其结果为，在活塞部43的下表面侧作用有先导气体的压
力，欲将活塞部43向第一方向a1推压的力起作用。基于先导气体产生的推压力和上述磁引力的总和预先设定为比螺旋弹簧54的弹压力大。因此，通过使基于先导气体产生的推压力和上述磁引力同时作用，而活塞部43抵抗螺旋弹簧54的弹压力并向第二方向a1移动。并且，第一凸缘部62和第二凸缘部72相互抵接，活塞部43成为停止的状态。其结果为，阀杆41向上运动而使阀部44从阀座35分离，流路34被开放。
[0072]
接下来，说明将这样构成的本实施方式的换色阀11作为换色装置cv1的一部分来使用时的动作。如图4所示，例如在与歧管块m1连接设置有多个本实施方式的换色阀11的状态下使用。在歧管块m1内形成有作为涂料流路的主流路r1，并且从其分支的副流路r2形成于多个部位。上述主流路r1相对于未图示的喷涂机连接。各换色阀11以使各副流路r2的开口部与各输出端口33连通的方式，在壳体块13侧与歧管块m1相接的状态下安装。另外，各换色阀11的输入端口32相对于各个涂料供给源(省略图示)分别连接。各换色阀11的先导端口53经由未图示的电磁阀等流体控制装置而与用于供给先导气体的气体压缩机(省略图示)连接。在本实施方式的情况下，例如供给0.4mpa～0.5mpa左右的比较低压的气体。
[0073]
在没有对各换色阀11供给先导气体的初始状态下，各换色阀11的流路34是闭合的，因此没有向副流路r2及主流路r1侧供给涂料。在此，当对特定的换色阀11供给先导气体时，该换色阀11的阀杆41被向图1、图4的上方向驱动。其结果为，成为阀部44从阀座35分离的开放状态，并成为经由流路34而使输入端口32与输出端口33之间连通的状态。由此，规定的涂料从该换色阀11侧向歧管块m1侧流入，该涂料向喷涂机侧供给。此外，当停止先导气体相对于该换色阀11的供给时，该换色阀11的阀杆41向图1、图4的下方向移动。其结果为，成为阀部44与阀座35抵接的闭合状态，并成为输入端口32与输出端口33之间被截断的状态。由此，规定的涂料不再从该换色阀11侧向歧管块m1侧流入，涂料向喷涂机侧的供给停止。
[0074]
因此，根据本实施方式，能够得到以下的效果。
[0075]
(1)根据本实施方式的换色阀11，在第一永磁铁56及第二永磁铁57之间作用有使活塞部43向第一方向a1驱动并随着相互接近而增大的磁引力(参照图3的(a)、(b))。因此，在供给先导气体时，通过在先导气体的压力的基础上还作用磁引力，而使阀杆41向第一方向a1驱动。因此，即使活塞部43的受压面积变小，也能够使用比较低压的先导气体来控制阀的开闭。另外，在第一永磁铁56及第二永磁铁57之间设定了即使在最接近时两永磁铁的端面彼此也不会直接碰撞的配置关系。因此，避免了在驱动阀杆41时第一永磁铁56及第二永磁铁57彼此的直接抵接，其结果为两永磁铁难以发生破损，持久性提高。另外，在两永磁铁56、57彼此抵接而相互吸附的情况下，需要大的分离力，但由于避免了两永磁铁56、57彼此的抵接，所以能够减小分离力。而且，在第一磁铁保持部61及第二磁铁保持部71分别保持有第一永磁铁56及第二永磁铁57，且两永磁铁56、57的端面相对于第一凸缘部62及第二凸缘部72分别抵接配置。因此，两永磁铁56、57被可靠地固定于第一磁铁保持部61及第二磁铁保持部71。另外，第一凸缘部62及第二凸缘部72均为薄壁状，因此能够避免两永磁铁56、57彼此直接碰撞，且将两永磁铁56、57间的间隙设定得极窄。而且，即使各个永磁铁56、57存在尺寸偏差，例如通过利用第一凸缘部62及第二凸缘部72的厚度量来规定间隙的大小，能够使磁引力的大小一致。因此，能够将每个产品的性能偏差最小化。如以上那样，根据本实施方式，能够提供换色阀11，其虽小型且轻量，但也能够通过比较低压的先导气体来动作，而且持久性也优异，每个产品的性能偏差也小。
[0076]
(2)另外，在该换色阀11的情况下，在未供给先导气体时对活塞部43作用的磁引力被设定为比螺旋弹簧54的弹压力小。因此，通过螺旋弹簧54的弹压力，阀杆41移动至阀部44与阀座35抵接的位置，保持为阀被可靠地闭合的状态。另外，在供给先导气体时对活塞部43作用的磁引力以及基于先导气体产生的推压力的总和被设定为比螺旋弹簧54的弹压力大。因此，通过磁引力以及基于先导气体产生的推压力的合力，阀杆41移动至阀部44从阀座35分离的位置，保持为阀被可靠地开放的状态。此外在本实施方式中，由于成为在未供给先导气体时通过螺旋弹簧54的弹压力来使阀闭合的常闭型，所以能够削减使将多个换色阀11中的大部分换色阀闭合的换色装置cv1动作时的先导气体的供给量。
[0077]
(3)在该换色阀11的情况下，第一磁铁保持部61所具有的收容室在阀杆41的轴线方向上的尺寸比一个第一永磁铁56在轴线方向上的尺寸大。另外，第二磁铁保持部71所具有的收容室在阀杆41的在轴线方向上的尺寸比多层配置的两个第二永磁铁57在轴线方向上的尺寸大。因此，能够在第一磁铁保持部61及第二磁铁保持部71中分别沿阀杆41的轴线方向稍微留有游隙地收容第一永磁铁56及第二永磁铁57。因此，即使各个永磁铁56、57存在尺寸偏差，也能够将这些永磁铁不勉强地收容在第一磁铁保持部61及第二磁铁保持部71内，并且也能够将永磁铁56、57的裂纹和缺损等防止于未然。此外，在第一永磁铁56及第二永磁铁57之间始终作用有磁引力，相互拉引，因此即使留有游隙地进行收容也不会导致固定状态的程度降低。
[0078]
(4)在该换色阀11的情况下，第一永磁铁56及第二永磁铁57的端面的一部分分别露出到第一凸缘部62及第二凸缘部72的外部。由此，与第一永磁铁56及第二永磁铁57未露出的情况相比，第一永磁铁56及第二永磁铁57的磁力线容易相互作用，能够得到比较大的磁引力。
[0079]
(5)在该换色阀11的情况下，第一凸缘部62及第二凸缘部72的厚度的总和设定为1mm以下。因此，能够利用第一凸缘部62及第二凸缘部72的厚度量将最接近时的第一永磁铁56及第二永磁铁57的间隙的大小规定为1mm以下这一极小的值。因此，能够使磁引力可靠地增大且使其大小一致。
[0080]
(6)在该换色阀11的情况下，第一永磁铁56及第二永磁铁57均是沿厚度方向磁化的环状且同径的永磁铁。并且，通过使用这样的形状的第一永磁铁56及第二永磁铁57，能够在小型的阀模块12内使比较大的磁引力相互作用。另外，关于第一永磁铁56及第二永磁铁57中的第二永磁铁57，使用多个并将它们沿厚度方向多层配置。因此，与各使用一个第一永磁铁56及第二永磁铁57的情况相比，能够得到更大的磁引力。而且在该情况下，第二永磁铁57的个数比第一永磁铁56的个数更多。由此，与第一永磁铁56的个数比第二永磁铁57的个数多的情况不同，能够不伴随作为移动侧的阀杆41整体的重量增加地增大磁引力。
[0081]
[第二实施方式]
[0082]
以下，基于图5详细地说明将本发明具体化的使用阀模块12构成的第二实施方式的阀系统。构成本实施方式的阀系统的阀模块12与在第一实施方式的换色阀11a中使用的阀模块相同。因此，在此以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明，针对共同的部分仅标注相同的附图标记并省略详细的说明。
[0083]
本实施方式中的歧管块m2具有作为阀壳体的功能，在其多个部位形成有多个阀模块安装部84。各阀模块安装部84的底部侧区域成为供涂料等流动的流路34，与该流路34的
一部分连通地形成有输入端口32及输出端口33。位于各阀模块安装部84的底部中央部的输出端口33与设于歧管块m2的各个副流路r2连接，在其连接部分上形成有阀座35。另外，在歧管块m2上设有多个先导气体导入路85，各个先导气体导入路85在各阀模块安装部84的内侧面开口。并且，通过在各阀模块安装部84分别安装换色阀用的阀模块12而构成换色装置cv2。此时，在各阀模块安装部84，分别以将阀杆41的前端侧朝向底部的状态、即阀杆41的阀部44与阀座35抵接的状态安装有阀模块12。
[0084]
在以上那样构成的本实施方式中也是，能够通过先导气体的供给排放使阀杆41在上下方向上驱动，使阀部44与阀座35接触分离，由此进行阀的开闭控制。另外，若为这样的阀模块12，则虽小型但也能够通过比较低压的先导气体来动作，而且持久性也优异，也能够使每个产品的性能偏差小。
[0085]
[第三实施方式]
[0086]
以下，基于图6～图8详细地说明将本发明的阀装置具体化的第三实施方式的换色阀11b。图6是表示使用阀模块12a构成的本实施方式的换色阀11b的概略纵剖视图。图7是表示将阀模块12a从壳体块13a取出后的状态的概略纵剖视图。图8的(a)是表示永磁铁彼此最大程度地分离的状态的主要部分放大剖视图，图8的(b)是表示永磁铁彼此最接近的状态的主要部分放大剖视图。此外，在本实施方式中以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明，针对共同的部分仅标注相同的附图标记并省略详细的说明。
[0087]
该换色阀11b由作为阀驱动部的阀模块12a和作为阀主体部的壳体块13a构成。但是，相对于第一实施方式的换色阀11为双端口阀，本实施方式的换色阀11b为三端口阀(三通阀)，这一方面不同。
[0088]
在本实施方式的壳体块13a的侧面中的两个部位分别形成有第一输入端口32a及第二输入端口32b。这两个输入端口32a、32b与输出端口33一起分别与流路34连通。在阀模块安装部14的内部、更具体而言在输出端口33的开口部内侧，形成有呈截面锥状的阀座35。
[0089]
在本实施方式的阀模块12a的情况下，在膜片密封件38的下端面侧进一步配设有套筒状部件91，该套筒状部件91的下表面侧开口部成为阀座92。也就是说，该阀模块12a在两个部位具有阀座35、92，这一方面与第一实施方式的阀模块12不同。在该套筒状部件91形成有相对于第二输入端口32b连通的透孔93。
[0090]
本实施方式的阀模块12a中的阀杆41a与第一实施方式的阀杆41同样地，具有杆部42、活塞部43、阀部44及固定螺母46。但是，该阀杆41a在与阀杆41a的前端部不同的位置还具有阀部94。阀部94在阀杆41a的大径部以沿径向伸出的方式一体形成。
[0091]
杆部42的下端侧(前端侧)经由杆穿插孔23向活塞收容室22的外侧区域突出，而且从膜片密封件38及套筒状部件91的中心孔穿过而到达活塞收容室22的外部区域侧(流路34侧)。在图6中位于下方的阀部44能够随着阀杆41a的上下运动而相对于壳体块13a侧的阀座35抵接及分离。此外，图6示出了阀部44相对于阀座35抵接的状态。另外，在图6中位于上方的阀部94能够随着阀杆41a的上下运动而相对于阀模块12a侧的阀座92抵接及分离。此外，图6示出了阀部94相对于阀座92分离的状态。
[0092]
在此，在图6所示的未供给先导气体时，如图8的(a)所示，第一永磁铁56及第二永磁铁57相互最大程度地分离(例如分离1mm～5mm左右)，因此此时磁引力成为最小值。同样地第一凸缘部62及第二凸缘部72也相互分离0.5mm～4mm左右。并且此时，由于设定为磁引
力比螺旋弹簧54的弹压力小，所以活塞部43向第二方向a2移动。其结果为，阀杆41a向下运动，阀部44与壳体块13a侧的阀座35抵接，另一方面，阀部94从阀模块12a侧的阀座92分离。此时，输出端口33闭合而成为与流路34不连通的状态，并且成为两个输入端口32a、32b之间经由流路34连通的状态。
[0093]
在供给先导气体时，基于先导气体产生的推压力和上述磁引力同时作用，由此活塞部43抵抗螺旋弹簧54的弹压力并向第一方向a1移动。于是，阀杆41a向上运动，阀部44从壳体块13a侧的阀座35分离，另一方面，阀部94相对于阀模块12a侧的阀座92抵接，由此活塞部43成为停止的状态。此时，第一凸缘部62及第二凸缘部72成为不抵接而相互分离0.5mm～2mm左右且最接近的状态。此时，两个输入端口32a、32b之间的流路34闭合而成为非连通的状态，并且输出端口33开放而成为经由流路34与输入端口32a连通的状态。
[0094]
在以上那样构成的本实施方式的换色阀11b中也是，通过先导气体的供给排放使阀杆41a向上下方向驱动，使两个阀部44、94分别与阀座35、94接触分离，由此能够进行阀的开闭控制。另外，若是这样的换色阀11b，则虽小型但也能够通过比较低压的先导气体来动作，而且持久性也优异，也能够使每个产品的性能偏差小。尤其在本实施方式的情况下，在作为三通阀的换色阀11b中，设定了在两永磁铁56、57最接近时第一凸缘部62及第二凸缘部72彼此不会抵接那样的配置关系。也就是说，通过使阀部94相对于阀模块12a侧的阀座92抵接而活塞部43停止，因此针对活塞部43的向上方向的驱动力全部施加于阀部94和阀座92，能够对阀部94与阀座92之间赋予高密封性。
[0095]
此外，本发明的实施方式也可以如以下那样进行变更。
[0096]
·
在上述第一实施方式等中，使用膜片密封件38，防止涂料和清洗剂等经由杆穿插孔23向活塞收容室22侧泄漏，但并不限定于此。例如，也可以如图9所示的其他实施方式的换色阀用的阀模块12b那样，通过代替膜片密封件38而设置套筒状的轴密封件96并在其内周面设置多种密封部件97、98来实现密封。
[0097]
·
在上述第一实施方式等中，使用了一个第一永磁铁56，并且使用了两个第二永磁铁57，但并不限定于此。例如，也可以如图10所示的其他实施方式的换色阀用的阀模块12c那样进一步增加第二永磁铁57的数量而使用三个，在该情况下能够得到更大的磁引力。此外，第二永磁铁57的数量也可以为四个以上。第一永磁铁56的个数也不限于一个，当然也允许为两个以上。此外，在图10中，使用了三个同径且相同厚度的第二永磁铁57，但第二永磁铁57的厚度也可以不同。例如，也可以使用一个具有规定厚度的第二永磁铁57和一个具有该规定厚度的两倍厚度的第二永磁铁57。当然，在使用多个第一永磁铁56那样的情况下，这些第一永磁铁的厚度既可以相同，也可以不同。而且，在上述第一实施方式等中，第一永磁铁56的厚度及第二永磁铁57的厚度虽然相同，但也可以不同。另外，第一永磁铁56的直径及第二永磁铁57的直径虽然相同，但也可以不同。
[0098]
·
在上述第一实施方式等中，作为弹压机构使用了螺旋弹簧54，但也可以使用螺旋弹簧54以外的形状的弹簧，除此以外也可以使用弹簧以外的弹压机构。而且，也可以以与使活塞部43向第一方向a1驱动时相同的方式，对于向第二方向a2驱动而使用先导气体。
[0099]
·
在上述第一实施方式等中，第一永磁铁56及第二永磁铁57均为环状，但它们的形状并不限定于环状，也可以为任意形状。
[0100]
·
在上述第一实施方式等中，构成为弹压机构的弹压力作用于使阀闭合的方向、
且先导气体的压力及永磁铁彼此的吸引力作用于使阀开放的方向，但并不限定于此。即，也可以构成为弹压机构的弹压力作用于使阀开放的方向、且先导气体的压力及永磁铁彼此的吸引力作用于使阀闭合的方向。
[0101]
·
在上述第一实施方式等中，将第一永磁铁56设于活塞部43的外周位置，在活塞收容体21侧将第二永磁铁57设于与第一永磁铁56相对的位置，但也可以将第一永磁铁56及第二永磁铁57进一步分别追加到其他部位。例如，也可以在阀杆41的中心部附近追加第一永磁铁56，在活塞收容体21侧在与该追加的第一永磁铁56相对的位置追加第二永磁铁57。在设为这样的结构的情况下，能够得到更大的磁引力。
[0102]
·
在上述第一实施方式等中，以由非磁性体构成的材料形成了螺旋弹簧54，但并不限定于此。例如，也可以将第一永磁铁56及第二永磁铁57以外的阀构成部件均设为非磁性体制。
[0103]
·
例如，也可以构成为图11所示的其他实施方式的阀装置11c。此外，以与图1所示的阀装置11不同的部分为中心进行说明，对于共同的部分仅标注相同的附图标记并省略详细的说明。该阀装置11c具备由位于附图上部侧的阀驱动部侧的部件88、和位于附图下部侧的阀主体部侧的部件87构成的壳体块13b。在阀驱动部侧的部件88的内部形成有活塞收容室22，在阀主体部侧的部件87的内部形成有阀座35。另一方面，该阀装置11c与图1的阀装置不同，不具备与下侧部件21a及上侧部件21b相当的部件。在阀主体部侧的部件87的上侧开口部中，通过螺入、压接、粘结等而固定有盖部件21c。其结果为，在壳体块13b侧(即在阀主体部侧的部件87与盖部件21c之间)，设有第二磁铁保持部72。另外，在阀驱动部侧的部件88与阀主体部侧的部件87的接合界面附近，配设有具有杆穿插孔23的圆筒状的轴密封件89。在该轴密封件89上分别配设有密封部件36、37。
[0104]
·
在上述第一实施方式等中，作为构成喷涂设备中的换色装置cv1的换色阀11而使用了本发明的阀装置，但并不限定于此，当然可以用于其他用途。
[0105]
接下来，在权利要求书所记载的技术性思想的基础上，以下列举能够通过上述各实施方式掌握的技术性思想。
[0106]
(1)在技术方案1至14的任一项中，上述弹压机构的弹压力作用于将阀闭合的方向，另一方面，上述先导气体的压力以及上述磁引力作用于将阀开放的方向。
[0107]
(2)在技术方案1至14的任一项中，上述第一永磁铁以及上述第二永磁铁以外的阀构成部件为非磁性体制。
[0108]
(3)在技术方案1至14的任一项中，上述弹压机构为非磁性体金属制的弹簧。
[0109]
(4)在技术方案1至7的任一项中，上述阀模块构成三通阀，在上述两永磁铁之间设定了在上述两永磁铁最接近时上述两避免碰撞部彼此不会碰撞的配置关系。
[0110]
(5)在技术方案1至7的任一项中，上述阀模块构成二通阀，在上述两永磁铁之间设定了在上述两永磁铁最接近时上述两避免碰撞部彼此碰撞而上述阀杆停止的配置关系。
[0111]
(6)在技术方案8至14的任一项中，上述阀装置是三通阀，在上述两永磁铁之间设定了在上述两永磁铁最接近时上述两避免碰撞部彼此不会碰撞的配置关系。
[0112]
(7)在技术方案8至14的任一项中，上述阀装置是二通阀，在上述两永磁铁之间设定了在上述两永磁铁最接近时上述两避免碰撞部彼此碰撞而上述阀杆停止的配置关系。
[0113]
附图标记说明
[0114]
11、11b、11c
…
作为阀装置的换色阀
[0115]
12、12a、12b、12c
…
阀模块
[0116]
13、13a、13b
…
壳体块
[0117]
14、84
…
阀模块安装部
[0118]
21
…
活塞收容体
[0119]
22
…
活塞收容室
[0120]
35、92
…
阀座
[0121]
41、41a
…
阀杆
[0122]
43
…
活塞部
[0123]
44、94
…
阀部
[0124]
51
…
第一室
[0125]
52
…
第二室
[0126]
53
…
先导端口
[0127]
56
…
第一永磁铁
[0128]
57
…
第二永磁铁
[0129]
61
…
第一磁铁保持部
[0130]
62
…
作为第一避免碰撞部的第一凸缘部
[0131]
71
…
第二磁铁保持部
[0132]
72
…
作为第二避免碰撞部的第二凸缘部
[0133]
a1
…
第一方向
[0134]
a2
…
第二方向
[0135]
m1、m2
…
歧管块
[0136]
t3
…
厚度的总和。