JP2005325881A - Method for switching flow passage by slide valve and change-over valve - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、スライド弁体が相対的に移動することに応じて、ポートを経由する流路を切り換える技術に関し、特に、ポートの開口径を拡大する上で有効な技術に関する。 The present invention relates to a technique for switching a flow path that passes through a port in accordance with a relative movement of a slide valve body, and more particularly to a technique that is effective in expanding the opening diameter of a port.
一般に、スライド弁は、軸線に沿う支持孔をもつ外側部材と、その外側部材の支持孔にはまり合い、外側部材に対して軸線の方向に相対的に移動するスライド弁体とを備え、スライド弁体の相対的な移動に応じて、ポートを経由する流路を切り換える機能をもつ。ポートは、スライド弁体あるいは外側部材のいずれか一方にあり、そのいずれか他方にスライド弁体と外側部材との間をシールするシール手段がある。このシール手段が、軸線の方向に見て、ポートの一方の側をシールするか、他方の側をシールするかによって、流路が変わる。 Generally, a slide valve includes an outer member having a support hole along an axis, and a slide valve body that fits in the support hole of the outer member and moves relative to the outer member in the direction of the axis. According to the relative movement of the body, it has the function of switching the flow path through the port. The port is provided on either the slide valve body or the outer member, and either of them has a sealing means for sealing between the slide valve body and the outer member. The flow path changes depending on whether this sealing means seals one side of the port or the other side when viewed in the axial direction.
車両のエアコンプレッサ用エアガバナを示す特許文献1では、相対的に移動するスライド弁体の側にポート、外側部材であるピストンの側にシール手段をそれぞれ配置している。また、スライド弁体がプレート状のスライド式バルブを示す特許文献2では、特許文献1とは逆に、外側部材である本体の側にポート、プレート状のスライド弁体の側にシール手段をそれぞれ配置している。
これらの特許文献1および2は、スライド弁体/外側部材に対するポート/シール手段の配置が逆になっているが、流路の切換えについては、共通している。すなわち、流路を切り換えるとき、いずれのものでも、シール手段がポートを横切るように移動する。ここで、「横切る」とは、ポートを区画する一方の縁およびポートの径方向反対側の他方の縁の両方を通過するように横切ることを意味する。シール手段がポートを横切ることから、シール手段(ゴム製のシールリング)が摩耗しやすく傷みやすいことは、容易に理解されるであろう。そのため、シール手段の損傷を防止するため、特許文献1では、ポートの開口径をできるだけ小さくし、また、特許文献2では、スライド弁体が移動するとき上下動させる付加機構を設けるようにしている。 In these Patent Documents 1 and 2, the arrangement of the port / seal means with respect to the slide valve body / outer member is reversed, but the switching of the flow path is common. That is, when the flow path is switched, the sealing means moves so as to cross the port. Here, “crossing” means crossing so as to pass through both one edge defining the port and the other edge on the radially opposite side of the port. It will be readily appreciated that the sealing means (rubber seal ring) is subject to wear and damage since the sealing means crosses the port. Therefore, in order to prevent damage to the sealing means, in Patent Document 1, the opening diameter of the port is made as small as possible, and in Patent Document 2, an additional mechanism that moves up and down when the slide valve body moves is provided. .
さて、特許文献1の技術では、ポート部分の流れ面積が小さいため、ポートを経由したエア量が充分でなく、そのエアによってエア機器を直接作動することは困難である。そこで、エア機器を作動する場合、ポートを通るエアを制御圧とした中継弁を用いざるをえない。一方、特許文献2の技術では、ポートの開口径を大きくすることができるので、エア機器を直接作動することができる。しかし、余分な付加的な機構が必要であるという問題がある。 In the technique of Patent Document 1, since the flow area of the port portion is small, the amount of air passing through the port is not sufficient, and it is difficult to directly operate the air device with the air. Therefore, when operating an air device, a relay valve using air passing through the port as a control pressure must be used. On the other hand, in the technique of Patent Document 2, since the opening diameter of the port can be increased, the air device can be directly operated. However, there is a problem that an extra additional mechanism is required.
そこで、この発明は、シール手段の損傷を有効に防ぎつつポートの開口径を拡大することができる技術を提供することを目的とする。
また、この発明は、余分な付加的な機構を用いることなく、ポートの開口径を拡大することができる技術を提供することを他の目的とする。
この発明のその他の目的については、今後の説明から明らかになるであろう。
Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of expanding the opening diameter of the port while effectively preventing damage to the sealing means.
Another object of the present invention is to provide a technique capable of expanding the opening diameter of a port without using an extra additional mechanism.
Other objects of the present invention will become clear from the following description.
この発明では、シール手段の構成に工夫をこらすことにより、シール手段がポートを横切ることを避ける。ここで、「横切る」とは、すでに述べたように、ポートを区画する一方の縁およびポートの径方向反対側の他方の縁の両方を通過するように横切るという意味であり、「横切らない」とは、ポートの両縁の一方だけは横切るが、両縁を横切ることがないという意味である。 In the present invention, the sealing means is prevented from crossing the port by devising the structure of the sealing means. Here, as described above, the term “crossing” means to cross both the one edge defining the port and the other edge on the radially opposite side of the port, and “do not cross”. Means that only one of the edges of the port crosses but does not cross both edges.
シール手段として、軸線方向に互いに隔てた第1および第2のシールリングがあり、それら第1および第2の各シールリングが、ポートに対向しシール作用をしない非シール位置と、ポートから軸線方向に離れシール作用をするシール位置との間を移動する。 As the sealing means, there are first and second seal rings which are separated from each other in the axial direction, and the first and second seal rings face the port and do not perform a sealing action, and the axial direction from the port. It moves to and from the sealing position where the sealing action is performed.
エアガバナを例にすれば、今までのポートの開口径は、たとえば0.6〜0.7mmであったのに対し、この発明を適用したエアガバナにおけるポート開口径は、たとえば3.5mmとなり、それを経由したエアによってエア機器を直接作動することができる。なお、エアガバナにおけるポートを経由する流路としては、ポートからエア入口に連絡する入口流路、ポートから排気口に連絡する排気流路、およびポートからエア出口に連絡する出口流路がある。切換え弁であるエアガバナは、入口流路と出口流路とが連絡する状態と、出口流路と排気流路とが連絡する状態とを切り換えるように作用する。 Taking the air governor as an example, the opening diameter of the port so far has been 0.6 to 0.7 mm, for example, while the opening diameter of the air governor to which the present invention is applied is, for example, 3.5 mm. The air device can be operated directly by the air passing through. Note that the flow path passing through the port in the air governor includes an inlet flow path that communicates from the port to the air inlet, an exhaust flow path that communicates from the port to the exhaust port, and an outlet flow path that communicates from the port to the air outlet. The air governor, which is a switching valve, acts to switch between a state in which the inlet channel and the outlet channel communicate with each other and a state in which the outlet channel and the exhaust channel communicate with each other.
好適な態様では、ポートの開口径は、第1および第2のシールリング間の軸線方向の距離に比べて小さい。そうすれば、互いに異なる連絡状態を選択的に得ることができる。さらにいえば、たとえば、入口流路、排気流路および出口流路の三者が互いに連絡する事態(そのような事態が生じると、入口圧が排気側に洩れ、所定の出力圧を得ることができない)が発生することを有効に避けることができる。 In a preferred embodiment, the opening diameter of the port is small compared to the axial distance between the first and second seal rings. Then, different contact states can be selectively obtained. Furthermore, for example, a situation in which the three of the inlet channel, the exhaust channel and the outlet channel communicate with each other (if such a situation occurs, the inlet pressure leaks to the exhaust side and a predetermined output pressure can be obtained. Can not effectively occur).
また、ポート(あるいは各ポート)については、軸線に直交する貫通孔などの孔部分と、その孔部分を取り囲むテーパ部分とを含むようにするのが好ましい。孔部分の外周のテーパ部分は、それがない場合に比べてシールリングをやさしく案内するので、シールリングをより損傷しにくくし、しかもまた、テーパ部分が区画する通路面積、つまり、ポート周辺の流れ面積をより大きくする。さらに、ポートに続く部分の流れ面積を大きくするために、たとえば、第1および第2のシールリングを支持する外側部材の支持孔内周壁部分を、その支持孔の内周壁の他部分よりも盛り上がらせ、支持孔の内径を小さくすると良い。 In addition, the port (or each port) preferably includes a hole portion such as a through hole orthogonal to the axis and a tapered portion surrounding the hole portion. The tapered portion on the outer periphery of the hole portion guides the seal ring more gently than the case without it, so that the seal ring is less likely to be damaged, and the passage area defined by the tapered portion, that is, the flow around the port Increase the area. Further, in order to increase the flow area of the portion following the port, for example, the inner peripheral wall portion of the support hole of the outer member that supports the first and second seal rings is raised more than the other portion of the inner peripheral wall of the support hole. It is preferable to reduce the inner diameter of the support hole.
図1は、この発明による切換え弁であるエアガバナを用いたエア回路の一例である。エアガバナは、エアドライヤ50のベ−スに内蔵され、エアドライヤ50のパ−ジ弁(エア機器の一つ)60の開閉を制御する。エアドライヤ50の入口52は、エアコンプレッサ70に連絡し、そのエアコンプレッサ70から加圧エアを供給される。エアドライヤ50の出口54は、4−サ−キットプロテクションバルブ80を通して、4つのエアタンク91,92,93,94に連絡する。4−サ−キットプロテクションバルブ80が、各エアタンク91〜94を含む系を独立化させることはいうまでもない。したがって、それら4つの系の一つにたとえ配管故障などの不具合が生じたとしても、それが他の系に悪影響を及ぼすことがない。このエア回路のエアコンプレッサ70には、アンロ−ド弁がなく、エアガバナからエアを供給されることもない。このエア回路は、いわゆるデリバリアンロ−ドタイプであり、エアガバナは、パ−ジ弁60の開閉によって、各エアタンク91〜94内のエア圧を規定の大きさに保つ。
FIG. 1 is an example of an air circuit using an air governor which is a switching valve according to the present invention. The air governor is built in the base of the
図2および図3は、この発明の一実施例であるエアガバナ(切換え弁)の断面図であり、各図が互いに異なる切換え状態を示している。エアガバナ10は、ブロック形状のハウジング500と、ハウジング500の一面に設けたキャップ510とを備える。キャップ510の取付け部分には、Oリング520があり、キャップ510の内外を気密にシールしている。キャップ510の内部は、制御ばね220を入れる空間である。
2 and 3 are cross-sectional views of an air governor (switching valve) according to an embodiment of the present invention, and each drawing shows different switching states. The
ハウジング500には、制御ばね220と軸線を一にするシリンダ孔550のほか、エア入口102、エア出口104および排気口106がある。それらは、シリンダ孔550に連絡する。シリンダ孔550は、キャップ510側の一面に開口し、開口側から孔の奥に向かって、大径孔部分555、中径孔部分553、小径孔部分551と順次続く。これらの大中小径孔部分555,553,551は、同じ軸線をもち、一直線上に延びている。このようなシリンダ孔550に対し、エア入口102は大径孔部分555の中途に、また、エア出口104は小径孔部分551の底部にそれぞれ位置し、さらに、排気口106はエア入口102と反対側に位置している。
The
エア入口102の開口が臨む大径孔部分555の上方(つまり、キャップ510寄りの孔部分)には、外側部材としてのピストン210が移動可能にはまり合っている。ピストン210は、その外周にOリング212を保持し、Oリング212のシ−ル機能によって、大径孔部分555を上下に区画している。また、大径孔部分555の下方側に、補助ピストン310がやはり移動可能にはまり合っている。この補助ピストン310もまた、その外周にOリング312を保持し、Oリング312のシ−ル機能によって、大径孔部分555の下方領域を上下に区画している。互いに上下に隣り合うピストン210および補助ピストン310は、Oリング212,312によって、両ピストンの間にエア入口102から供給されるエアを受け入れる入口室を区画する。ピストン210および補助ピストン310は、さらに、中心部を貫通する支持孔214,314をもつ。それらの支持孔214,314には、ロッド形状のスライド弁体400がはまり合っている。
A
また、シリンダ孔550の中径孔部分553には、Oリング523があり、小径孔部分551と大径孔部分555とを互いに分離している。大径孔部分555の底部にリングプレート640がある。このリングプレート640は、Oリング523の抜けを防止しつつ、スライド弁体400および補助ピストン310のストッパとして機能する。そしてまた、シリンダ孔550の小径孔部分551に小さなばね120があり、スライド弁体400に対し上方に向かう力を与えている。スライド弁体400にフランジ部分402fがあることから、ばね120の力をフランジ部分402fを通して補助ピストン310側に加えることができる。このばね120のばね力は、制御ばね220の1/10程度である。
In addition, the middle
スライド弁体400は、軸線方向に延びる内部通路410をもつ。内部通路410の一端はスライド弁体400の端部に開口している。この端部は小径孔部分551の側であり、それにより、内部通路410は小径孔部分551を通してエア出口104に連絡する。また、内部通路410の反対側の他端はスライド弁体400の軸線方向途中のポート420に連絡している。ポート420は、軸線に直交する方向の孔であり、内部通路410とスライド弁体400の外部とを連絡する孔である。ここで、スライド弁体400の外側のピストン210および補助ピストン310は、シール手段として、シールリングであるOリングを備える。この発明では、外側部材であるピストン210側のシール手段として、軸線方向に互いに隔てた第1および第2の二つのシールリング2121,2122を用いる。第1および第2のシールリング2121,2122が、スライド弁体400のポート420の上下いずれをシールするかによって、エア入口102側とエア出口104側とを連絡したり遮断したりする。
The
図4Aは図2の4A部分の拡大図であり、また、図4Bは図3の4B部分の拡大図である。それらの拡大図が、より明らかに示すように、たとえば周方向に等間隔に4つあるポート420は、スライド弁体400の壁を軸線に直交するように貫通する貫通孔420cと、その貫通孔420cを取り囲むテーパ部分420tとを含む。テーパ部分420tは、ポート420の径方向外側から内側に向かうにつれて下り傾斜になっている。したがって、テーパ部分420tの径方向の一方の周縁から他方の周縁に至る距離が、ポート420の開口径となる。このポートの開口径は、第1および第2のシールリング2121,212の間の距離よりもわずかに大きくなっている。そのため、両シールリング2121,212のシール個所がポート420の開口径の中に同時に入り込むことはない。また、各シールリング2121,2122は、装着溝の中に支持されているが、装着溝のある支持孔内周壁部分2100は、内周壁の他の部分よりもその内径が小さくなっている。つまり、支持孔内周壁のうち装着溝のある部分2100以外の部分は、装着溝のある部分2100よりも内径が拡がっている。それによって、ポート420周辺の流れ面積が大きくなっている。
4A is an enlarged view of a
さて、図4A(および図2)は、第1のシールリング2121がポート420に対向した非シール位置にあるに対し、第2のシールリング2122はポート420から下方に離れたシール位置にある。そのとき、エアガバナ10は、エア入口102側とエア出口104側とを遮断し、エア出口104と排気口106とを連絡している。この状態では、前記したパ−ジ弁60は閉状態である。エアコンプレッサ70が圧縮エアを供給すると、そのエア圧がエア入口102を通して入口室に入る。そのエア圧により、補助ピストン310は、その位置を保持する一方、ピストン210は、エア圧に応じて制御ばね220を縮めながら軸線方向に動く。その動きにより、ピストン210の内周側の各シールリング2121,2122は、それぞれポート420のテーパ部分420tの径方向の周縁の一つを乗り越える。そして、第1のシールリング2121が、スライド弁400のポート420を越えたシール位置に、それに伴って第2のシールリング2122が、ポート420に対向する非シール位置になると、エア入口102とエア出口104とが連絡し、エア出口104からエア圧がパ−ジ弁60側に出力される。その後、エアの消費に応じて、エア入口102からのエア圧が低下するが、制御ピストン210は制御ばね220のばね力(戻し力)を受けて、図4Aに示す元の状態に復帰する。
4A (and FIG. 2), the
図5は、スライド弁体400に力を与えるばね120の配置の別の例を示している。Oリング523の抜けを防止するリングプレート640に代えて、内周側にばね受け段部をもつ筒状の部材640’を用いることにより、小径孔部分551のばね120をその筒状の部材640’の内周に配置するようにしている。
FIG. 5 shows another example of the arrangement of the
10 エアガバナ(切換え弁)
102 エア入口
104 エア出口
106 排気口
210 ピストン(外側部材)
214 支持孔
2121 第1のシールリング
2122 第2のシールリング
400 スライド弁体
410 内部通路
420 ポート
420c 貫通孔
420t テーパ部分
500 ハウジング
550 シリンダ孔
10 Air governor (switching valve)
102 Air inlet 104
214
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JP2009014155A (en) * | 2007-07-07 | 2009-01-22 | Nabtesco Corp | Change valve with pressure release function |
JP2015207293A (en) * | 2011-03-25 | 2015-11-19 | ナブテスコオートモーティブ株式会社 | Air dryer, brake device for automobile, and automobile |
WO2016192532A1 (en) * | 2015-06-02 | 2016-12-08 | 厦门水蜻蜓卫浴科技有限公司 | Outflowing water control device |
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2004
- 2004-05-13 JP JP2004143171A patent/JP2005325881A/en not_active Abandoned
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