CN102966755A - 单动式换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单动式换向阀。在多个口连通的阀室内收容阀杆，该阀杆具有配置于供给阀座与排气阀座之间的圆形的提动阀部，在该提动阀部的侧面上形成环状的突壁，该突壁的外周面，具有与上述阀室的轴线平行地延伸的圆筒面和使该圆筒面的基端部平缓地与上述提动阀部的侧面连通的倾斜面，上述圆筒面的直径比上述提动阀部的直径小，但比上述阀杆的缩颈部的直径大。

Description

单动式换向阀

技术领域

本发明涉及由先导流体压力等驱动，利用复位弹簧的弹力复位的单动式换向阀。

背景技术

如图4例示那样的单动式换向阀，例如作为构成专利文献1中的复合阀的单动式换向阀，以往就被公知。

此换向阀，具备在内部具有阀室11的阀体10，该阀体10内的该阀室11的两端的开口部由盖构件12及盖体13气密地封闭，在上述阀室11内，配设有在轴线L方向被驱动的阀杆30，另外，在上述阀室11中，在与上述轴线L方向正交的方向开口的供给口19、输出口20、以及排气口21，从该阀室11的一端侧朝另一端侧依次配置并且与该阀室11连通，在上述供给口19与输出口20之间及输出口20与排气口21之间，设置间隔该阀室11的间隔壁15、16，在上述间隔壁15与上述盖构件12之间及上述间隔壁16与盖体13之间，配设有具备对阀杆30的轴线L方向的移动进行引导的多个通孔的保持件27、28。

在上述阀室11内由上述保持件27、28在轴线L方向滑动自如地被支承的上述阀杆30，具备导向部31、32和圆板状的提动阀部37，该导向部31、32设在阀杆30的轴线L方向两端，由上述保持件27、28的内面引导，该提动阀部37经缩颈部35、36配设在两导向部31、32之间。上述提动阀部37为在其左右两侧面37a、37b上具备阀密封部38a、38b的提动阀式的阀部，使各个阀密封部38a、38b与形成在上述两保持件27、28的相向端面上的供给阀座39a及排气阀座39b相向。

上述换向阀，为由先导流体压力驱动的单动式的换向阀，将由上述盖构件12、保持件27、以及阀杆30的一端的导向部31的端面形成的空间作为先导压力室40，经未图示的先导阀使该先导压力室40与先导流体压力源连通，另一方面，在阀杆30的另一方的导向部32与前述盖体13之间，夹装当排出了先导压力室40的流体压力时产生使阀杆30返回到复位位置的弹力的复位弹簧41。

具有上述结构的单动式换向阀，若向先导压力室40供给先导空气，则阀杆30由作用在其一方的导向部31的端面的先导空气压力驱动，在图4中向右侧移动，提动阀部37的阀密封部38a从供给阀座39a离开，将它们之间的流路大打开，并且，阀密封部38b与排气阀座39b压接而关闭该阀座39b，其结果，来自供给口19的压缩空气通过输出口20被输出到所需要的设备。

另外，若先导压力室40的先导空气被排出，则利用复位弹簧41的弹力，阀杆30从上述切换位置朝图的左侧移动，提动阀部37的阀密封部38a压接在供给阀座39a上，关闭该阀座39a，并且，阀密封部38b从排气阀座39b离开，将它们之间的流路打开，其结果，来自输出口20侧的压缩空气通过排气口21向外部排出。

在这样的单动式换向阀中，在先导压力室40的先导空气被排出，利用复位弹簧41的弹力，提动阀部37的阀密封部38b从排气阀座39b离开的初期阶段，从输出口20侧，压力高的压缩空气如用箭头A所示那样，通过排气阀座39b与阀密封部38b之间的间隙，向缩颈部36的周围的空间流入。这样，若上述压缩空气从上述间隙朝阀杆的中心侧以高速流入，则由高速的空气流，提动阀部37的排气口21侧的侧面37b附近的空气被引导而流出，结果在该侧面37b附近产生低压部，在该压力的下降程度大的情况下，有时抵抗复位弹簧41的弹力将提动阀部37推回，其结果，由复位弹簧41的弹力进行的阀杆30的切换动作变得不稳定。

上述切换动作的不稳定，例如通过提高复位弹簧41的弹力能够改善，但与此相随，需要考虑提高供给到先导压力室40的先导空气的流体压力，或提高先导压力室40中相对于阀杆30的受压面积等应对方案，那样的应对方案给换向阀自身的结构、设计等带来大的影响，所以，最好找到能够对在提动阀部37的排气口21侧的侧面37b附近产生低压部的情况进行抑制的简单的手段。

专利文献1：日本特开2008-95818号公报

发明内容

本发明的技术性课题在于提供用于使由单动式换向阀中的上述复位弹簧进行的阀杆的复位动作稳定的简单的手段。

更为具体的本发明的技术性课题在于提供一种单动式换向阀，该单动式换向阀具备用于对被高速的空气流引导而在提动阀部的排气口侧的侧面附近产生低压部这一现象进行抑制的简单的手段。

为了解决上述课题，按照本发明，期望提供一种单动式换向阀，该单动式换向阀具有阀体、阀室、阀杆、以及切换驱动机构及复位弹簧，该阀体具有供给口、输出口、以及排气口，该阀室在该阀体的内部按与上述口连通的方式形成，该阀杆在该阀室内沿该阀室的轴线L方向滑动自如地被收容，该切换驱动机构及复位弹簧驱动该阀杆；在上述阀室内，围绕着连结上述供给口与上述输出口的流路的排气阀座，和围绕着连结上述输出口与上述排气口的流路的供给阀座形成在上述轴线L方向的相互面对的位置；上述阀杆，具有被配置在上述供给阀座与上述排气阀座之间的圆形的提动阀部和与该提动阀部的左右的侧面相连的缩颈部；上述提动阀部的上述左右的侧面形成为与上述轴线L垂直，在该左右的侧面上，形成与上述供给阀座及上述排气阀座接触分离的环状的阀密封部，在上述左右的侧面中的至少朝上述排气阀座侧的侧面上，与该提动阀部一体地形成朝上述轴线L方向突出的环状的突壁；上述突壁的外周面，具有与上述轴线L平行地延伸的圆筒面和使该圆筒面的基端部平缓地与上述提动阀部的侧面连通的倾斜面，上述圆筒面的直径比上述提动阀部的直径小，但比上述阀杆的缩颈部的直径大。

在本发明中，最好上述突壁的高度，为当上述提动阀部从位于该突壁侧的一方的阀座离开而与另一方的阀座抵接了时该突壁从上述一方的阀座的内孔完全地脱出的高度，另外，该突壁的高度，比当该突壁嵌合在上述一方的阀座的内孔内时形成在该突壁的圆筒面与上述内孔的内周面之间的环状空间的宽度大。

上述倾斜面，在与上述阀密封部相比靠内侧的位置与上述提动阀部的侧面相连。

另外，在本发明中，也可在上述阀体的内部，沿上述轴线L设置筒状的一对保持件，该筒状的一对保持件在侧面具备形成上述流路的一部分的通孔，在该保持件的相互面对的端部上形成上述供给阀座和排气阀座，在该保持件的内部收容上述阀杆，并且，在上述一对保持件的相互面对的端部之间配置上述提动阀部。

按照上述本发明的单动式换向阀，在利用复位弹簧的弹力使提动阀部的阀密封部从排气阀座开始离开的阶段，当输出口侧的压力高的压缩空气通过排气阀座与阀密封部之间的间隙朝阀室的中心以高速流入时，空气流的方向由提动阀部的侧面的上述突壁朝轴线L方向改变，按从提动阀部离开的方式流动，所以，不会如前述已知的单动式换向阀那样在提动阀部的排气口侧面附近产生低压部，阀杆的切换动作变得不稳定这样的问题被解决。

如以上详细说明的那样，按照本发明，能够由在提动阀部的排气口侧面的周边设置环状的突壁这样的简单的手段，解决由单动式换向阀的复位弹簧进行的阀杆的复位动作在某些情况下不稳定化这样的问题，避免提高复位弹簧的弹力等不利的应对方案。

附图说明

图1为本发明单动式换向阀的实施例的剖视图。

图2为图1的要部放大图。

图3为表示环状的突壁的变型例的要部剖视图。

图4为已知的单动式换向阀的剖视图。

具体实施方式

图1为表示将本发明的单动式换向阀构成为先导式的切换阀的实施例。此先导式单动换向阀，与图4所示已知的单动换向阀相比，是使与阀杆30的提动阀部37关联的结构不同的单动换向阀，其它的结构实际上与图4的单动换向阀相同。因此，在图1中，对与图4所示换向阀的各部分相同或对应的部分标注与图4相同的符号，在这里，重新详细地对本发明的单动换向阀的结构进行说明。

图1所示单动换向阀，在阀体10的内部具有呈圆形孔状的阀室11。上述阀室11的轴线L方向的一端的开口部11a，由在上述阀体10的一端经由O形密封圈12a气密地固定了的盖构件12封闭，另外，上述阀室11的轴线L方向的另一端侧的开口部11b，由在上述阀体10的另一端经由O形密封圈13a气密地固定了的盖体13封闭。

在上述阀室11内，在轴线L方向滑动自如地内插阀杆30。另外，上述阀室11，与从上述阀体10的侧面在与上述轴线L正交的方向开设的供给口19、输出口20、以及排气口21连通，在该阀室11的内周面上，在上述供给口19连通的位置与上述输出口20连通的位置之间，以及上述输出口20连通的位置与上述排气口21连通的位置之间，设有朝上述阀室11的中心侧伸出的环状的间隔壁15、16。上述供给口19、输出口20、以及排气口21，从上述阀室11的一端的开口部11a侧朝另一端的开口部11b侧，按上述顺序排列。

为了滑动自如地保持上述阀杆30，在上述阀室11内，安装呈圆筒状的一对保持件27、28。该保持件27、28，为由铝合金等构成的金属制的保持件，在使各个中心轴线与上述阀室11的轴线L一致的状态下按相互之间保持间隔地相互面对的方式配设，一方的第一保持件27的两端部的外周，经由O形密封圈12b、15b气密地保持在上述盖构件12的内面的筒状的保持件保持部12c和一方的间隔壁15上，另一方的第二保持件28的两端部的外周，经由O形密封圈13b、16b气密地保持在上述盖体13的端面的保持件保持孔13c和另一方的间隔壁16上。

上述保持件27、28的内部空间，贯通相互面对的端部侧的开口，分别与上述输出口20连通，第一保持件27的内侧空间，通过形成在该第一保持件27上的通孔27a与上述供给口19连通，第二保持件28的内侧空间，通过形成在该第二保持件28上的通孔28a与上述排气口21连通。因此，上述第一保持件27的内侧空间，形成使上述供给口19与输出口20连结的流路的一部分，上述第二保持件28的内侧空间，形成使上述输出口20与排气口21连结的流路的一部分，因此，上述保持件27、28的内侧空间可以说为上述阀室11的一部分。

另外，在上述第一保持件27和第二保持件28的相互面对的端部上，环状的供给阀座39a和排气阀座39b与各保持件27、28一体地形成，该环状的供给阀座39a和排气阀座39b与上述轴线L平行地突出并围绕由上述内侧空间构成的流路的周围。

上述阀杆30，为由铝合金等构成的金属制的阀杆，具有分别形成在轴线L方向的两端上、滑动自如地嵌合在上述一对保持件27、28的内部的导向部31、32，形成在轴线L方向的中间位置、处于上述一对保持件27、28的相互面对的端部之间的、圆板状的上述提动阀部37，以及形成在该提动阀部37与上述导向部31、32之间的缩颈部35、36。上述导向部31、32与上述提动阀部37相比直径小，上述缩颈部35、36与该导向部31、32相比直径更小。在上述导向部31、32上，设置滑动自如地与上述保持件27、28的内周面接触的密封构件33及磨损圈34。

上述提动阀部37，是与上述供给阀座39a和排气阀座39b接触分离，对连结上述供给口19与输出口20的流路（供给流路）进行开闭，并且，对连结上述输出口20与排气口21的流路（排气流路）进行开闭的提动阀部，该提动阀部37的朝轴线L方向的左右的侧面，即，朝上述供给阀座39a侧的侧面37a及朝上述排气阀座39b侧的侧面37b，为相对于上述轴线L垂直的面，在该侧面37a、37b的靠外周的部分上，形成与上述供给阀座39a及排气阀座39b接触分离的环状的阀密封部38a、38b。此阀密封部38a、38b，为通过在上述提动阀部37的两侧面37a、37b上，按围绕后述的突壁45的周围的方式固定由合成橡胶等构成的呈环状的薄而平坦的密封材料，由该密封材料形成的阀密封部，但该密封材料的图示被省略。

上述单动换向阀，为单动式的换向阀，由切换驱动机构50的工作朝图1的右方向驱动阀杆30，供给口19与输出口20连通，当上述切换驱动机构50不工作时，上述阀杆30由复位弹簧41的弹力朝图1的左方向进行复位动作，在图示实施例中，作为上述切换驱动机构50，采用由先导流体压力驱动阀杆30的机构。因此，将由上述盖构件12、保持件27、以及阀杆30一端的导向部31的端面形成的空间作为先导压力室40，经先导阀50a使该室40与先导流体压力源50b连通，另一方面，在阀杆30的另一方的导向部32与上述盖体13之间，夹装当排出了先导压力室40的流体压力时用于将阀杆30返回到复位位置的上述复位弹簧41。作为上述切换驱动机构50，不限于图1所示先导流体压力驱动的切换驱动机构，也可采用机械式及其它各种驱动机构。

并且，在上述提动阀部37的上述左右的侧面37a、37b中的至少朝上述排气阀座39b侧的侧面37b上，形成从该侧面37b朝上述轴线L方向突出的环状的突壁45。该突壁45，是用于当上述提动阀部37从上述排气阀座39b离开时使从该排气阀座39b的周围沿提动阀部37的侧面37b朝阀室11的中心流入的空气流，在早期阶段向轴线L方向改变而从上述提动阀部37的侧面37b离开。因此，上述突壁45的外周面45a，由图2可知，由与上述轴线L平行的圆筒面45a′和使该圆筒面45a′的基端部平缓地与上述提动阀部37的侧面37b连通的倾斜面45″组成，按由此外周面45a改变上述空气流的方向的方式构成。上述圆筒面45a′的直径D1，比上述提动阀部37的直径D2小，但比上述阀杆30的缩颈部36的直径D3形成得大，另外，上述倾斜面45a″，在与上述阀密封部38b相比处于内侧的位置与上述提动阀部37的侧面37b相连。上述倾斜面45a″，虽然在图示例中弯曲成圆弧状（喇叭状），但也可呈直线状（圆锥状）。

另外，上述突壁45的高度H，为当上述提动阀部37从排气阀座39b离开而处于与供给阀座39a抵接了的位置时该突壁45从上述排气阀座39b的内孔（内侧空间）完全地脱出的高度，而且，该高度优选比该突壁45嵌合在上述排气阀座39b的内孔内时形成在该突壁45的圆筒面45a′与上述内孔的内周面之间的环状空间46的宽度W大。

由上述环状的突壁45，对如上述已知的单动式换向阀那样由沿提动阀部37的排气口21侧的侧面37b的高速的空气流在该侧面37b附近产生低压部的现象进行抑制，由此避免阀杆30的切换动作变得不稳定这样的问题。

即，当由上述复位弹簧41的弹力使上述提动阀部37从排气阀座39b开始离开时，压力高的压缩空气从上述输出口20侧通过上述排气阀座39b与阀密封部38a、38b之间的间隙朝阀室11的中心以高速开始流入，但该压缩空气的流动由上述提动阀部37的侧面37b的上述突壁45的外周面45a朝轴线L方向改变方向，上述压缩空气朝离开提动阀部37的侧面37b的方向流动，所以，不会如已知的单动式换向阀那样在提动阀部37的排气口21侧的部分产生低压部，因此，阀杆30的切换动作不会变得不稳定。

上述突壁45，在图1所示例中，通过使上述提动阀部37的上述阀密封部38b的内周侧的部分形成为厚壁部，一体地形成在该提动阀部37的侧面上，该突壁45的侧面与上述阀杆30的缩颈部36的一端一体地连接，但也可如图3所示变型例那样将上述突壁45形成为空心状，在此情况下，上述阀杆30的缩颈部36的一端，在该突壁45的内部与上述提动阀部37的侧面37b连接。或者，在将形成上述阀密封部38b的密封材料安装在上述提动阀部37的侧面37b上的情况下，也可将上述突壁45与该密封材料一体形成，在此情况下，上述阀杆30的缩颈部36的一端与上述提动阀部37的侧面37b连接。

另外，在上述图1及图3的提动阀部37中，上述突壁45不仅设在了该提动阀部37的排气阀座39b侧的侧面37b上，而且还按呈对称的方式设置在相反侧的侧面即供给阀座39a侧的侧面37a上，在将阀杆30的提动阀部37的两侧形成为对称形状，将该提动阀部37收容在阀室11内的情况下不需要考虑其方向，这在图示实施例中不一定为必要的形状。然而，在更换上述供给口19和排气口21进行使用的情况下，即，在将上述排气口21用作供给口，并且将上述供给口19用作排气口的情况下，这一方案有效。

另外，在图1中，使杆43的凸缘部43a与上述阀杆30的导向部32抵接，经该凸缘部43a将复位弹簧41的弹力作用在阀杆30的导向部32的端面上，但该杆43为通过盖体13导出到外部，与用于检测阀杆30的动作位置的未图示的位置检测器连接的杆，在不需要设置该位置检测器的情况下，可以使复位弹簧41的弹力直接作用在阀杆30的导向部32上。

在具有上述结构的单动式换向阀中，若向先导压力室40供给先导空气，则阀杆30由作用在其一方的导向部31的端面上的先导空气压力驱动，在图1中朝右方向移动，上述提动阀部37的阀密封部38a从供给阀座39a离开，增大该供给阀座39a的内孔内的供给流路，并且，阀密封部38b与排气阀座39b压接，将该排气阀座39b的内孔内的排气流路关闭。因此，供给口19与输出口20连通，来自供给口19的压缩空气通过输出口20被输出到所需要的设备中。

另外，若上述先导压力室40内的先导空气被排出，则利用上述复位弹簧41的弹力使阀杆30从朝上述右侧移动了的位置向左侧移动，提动阀部37的阀密封部38a与供给阀座39a压接而关闭上述供给流路，并且，阀密封部38b从排气阀座39b离开而开放上述排气流路。因此，来自输出口20侧的压缩空气贯通排气口21向外部排出。在此情况下，如上述那样，在由复位弹簧41的弹力使提动阀部37的阀密封部38b从排气阀座39b开始离开的阶段，即使输出口20侧的压力高的压缩空气通过排气阀座39b与阀密封部38b之间的间隙流入阀杆30的缩颈部36的周围的空间，该空气流也由上述突壁45朝轴线L方向改变方向而朝离开提动阀部37的方向流动，所以，阀杆30的切换动作不会变得不稳定。

另外，在图示的实施例中，在阀体10的内部设置一对保持件27、28，阀杆30经此保持件27、28滑动自如地被支承，但也可以没有上述一对保持件27、28，在阀体10上直接形成供给阀座39a和排气阀座39b，并且，将上述阀杆30的导向部31、32直接支承在该阀体10上。

另外，也可由合成树脂、合成橡胶等形成上述供给阀座39a和排气阀座39b，将上述阀密封部38a、38b直接形成为金属制的上述提动阀部37的侧面37a、37b的一部分，在此情况下，上述阀密封部38a、38b由金属制成。

Claims (4)

1.一种单动式换向阀，其特征在于：具有阀体、阀室、阀杆、以及切换驱动机构及复位弹簧，该阀体具有供给口、输出口、以及排气口，该阀室在该阀体的内部以与上述口连通的方式形成，该阀杆在该阀室内沿该阀室的轴线方向滑动自如地被收容，该切换驱动机构及复位弹簧驱动该阀杆；

在上述阀室内，围绕着连结上述供给口与上述输出口的流路的供给阀座和围绕着连结上述输出口与上述排气口的流路的排气阀座，形成在上述轴线方向的相互面对的位置；

上述阀杆，具有配置在上述供给阀座与上述排气阀座之间的圆形的提动阀部和与该提动阀部的左右的侧面相连的缩颈部；

上述提动阀部的上述左右的侧面形成为与上述轴线垂直，在该左右的侧面上，形成与上述供给阀座及上述排气阀座接触分离的环状的阀密封部，在上述左右的侧面中的至少朝上述排气阀座侧的侧面上，与该提动阀部一体地形成朝上述轴线方向突出的环状的突壁；

上述突壁的外周面，具有与上述轴线平行地延伸的圆筒面和使该圆筒面的基端部平缓地与上述提动阀部的侧面连通的倾斜面，上述圆筒面的直径比上述提动阀部的直径小，但比上述阀杆的缩颈部的直径大。

2.根据权利要求1所述的单动式换向阀，其特征在于：上述突壁的高度，为当上述提动阀部从位于该突壁侧的一方的阀座离开而与另一方的阀座抵接时该突壁从上述一方的阀座的内孔完全地脱出的高度，另外，该突壁的高度，比当该突壁嵌合在上述一方的阀座的内孔内时形成在该突壁的圆筒面与上述内孔的内周面之间的环状空间的宽度大。

3.根据权利要求1或2所述的单动式换向阀，其特征在于：上述倾斜面，在与上述阀密封部相比靠内侧的位置与上述提动阀部的侧面相连。

4.根据权利要求1或2所述的单动式换向阀，其特征在于：在上述阀体的内部，沿上述轴线设置筒状的一对保持件，该筒状的一对保持件在侧面具有形成上述流路的一部分的通孔，在该保持件的相互面对的端部上形成上述供给阀座和排气阀座，在该保持件的内部收容上述阀杆，并且，在上述一对保持件的相互面对的端部之间配置上述提动阀部。

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