JP3620753B2 - 車両用給排気切替用電磁制御弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両搭載用として使用される給排気切替用電磁制御弁に関する。特にその排気の仕方に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両に使用される空気の給排気回路においては、排気は大気中へ放出するように構成することが管路構成の単純化から広く行われている。すなわち、使用済の空気はそれぞれの供給先の機器の適所から、また主バルブ駆動用のパイロットエアはパイロットバルブの排気路から大気へ放出されるのが一般的である。しかしながら、この大気への放出方式は管路構成が単純化できる点では有効なものの、車両の走行に伴う路面からの巻上げによる水分や、車両の高圧洗浄時の洗浄水が逆にその放出用の排気口から管路内に浸入し、冬季や山岳地において凍結してバルブの作動不良を起すといった欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の技術的な事情に鑑みてなされたもので、車両の走行時の巻上げや洗車作業に伴うパイロット排気通路、主排気通路等の排気通路内への水分の浸入を防止するとともに、またパイロット排気と主排気を合流して排気する場合に伴うパイロット回路に対する圧力変動の影響を回避することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、主バルブとその主バルブ駆動用のピストン体の加圧室へパイロットエアを給排するパイロットバルブ、及び補助バルブとその補助バルブ駆動用のピストン体の加圧室へパイロットエアを給排するパイロットバルブとからなり、前記主バルブ駆動用のピストン体の往復動により開閉駆動される主バルブの弁体に、内方に排気通路を形成する排気筒体を一体的に設け、前記ピストン体により前記弁体を押動して開弁する給気時には前記排気筒体とピストン体との当接により前記排気通路が遮断され、逆に前記ピストン体が前記弁体から離間して閉弁する排気時には前記排気筒体とピストン体との間隙を介して前記排気通路が弁体の下流側の主給排気通路と連通するように構成するとともに、前記排気筒体の下流側に前記パイロットバルブの排気通路を合流させて適所に排気することを特徴とする。また、前記排気筒体の下流側に絞り口を有する仕切板を配設し、その仕切板を挟んで前記パイロットバルブの排気通路を開口してパイロット排気を前記絞り口を通過した主排気に合流させることを特徴とする。なお、前記補助バルブ駆動用のピストン体の背面側の空間を前記パイロットバルブの排気通路に連通して圧力を開放するようにしてもよい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電磁制御弁は、バス用のエアスプリングなどに用いられる圧力空気等の給排気切替用の制御弁として、広く車両に搭載される種々の機器に対する給排気システムに適用が可能である。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明の実施例に関して説明する。図１は本発明の一実施例の要部を示した縦断面図、図２はその回路構成図、図３は動作説明図である。先ず、図２及び図３により回路構成及びその動作を説明する。図２に示したように、本実施例における給排気切替用の電磁制御弁は、入口ポートＡ及び排気ポートＥに接続した給排気切替用の主バルブ１と、その主バルブ１の出口側と出口ポートＢに接続した開閉用の補助バルブ２と、前記主バルブ１の出口側と出口ポートＣに接続した開閉用の補助バルブ３とを備え、それぞれ信号ポートＳに接続されたパイロットバルブ４〜６によって制御されるように構成されている。すなわち、本実施例では、主バルブ１により給気を行うか排気を行うかがセットされ、各補助バルブ２，３によってそれぞれに接続された機器やタンク等に対する連通あるいは遮断状態が制御されることになる。
【０００７】
しかして、本電磁制御弁を用いる場合には、図３に示したように、前記各パイロットバルブ４〜６のソレノイド（イ〜ハ）へのオンオフ状態を組合わせることにより、出口ポートＢ，Ｃの作動状態、すなわち給気、保持、排気の作動状態を制御することができる。例えば、出口ポートＢに供給先として図示しない車両のエアスプリングを接続した場合を考えると、圧力空気をエアスプリングへ供給する場合にはソレノイド（イ）（ロ）をオン、ソレノイド（ハ）をオフ状態にセットすればよく、エアスプリングから排気する場合にはソレノイド（イ）（ハ）をオフ、ソレノイド（ロ）をオン状態にセットすればよい。
【０００８】
次に本実施例の具体的な構成に関して説明する。図１に示すように前述の給排切替用の主バルブ１と開閉用の補助バルブ２，３とは横方向に配列されており、それらの上部にパイロットバルブ４〜６が一体的に配設されている。なお、補助バルブ２と補助バルブ３とは同じ構造から構成されている。同様にパイロットバルブ４〜６も同じ構造から構成されている。しかして、各パイロットバルブ４〜６には、供給路７及びそれぞれの入口路８を介して前記信号ポートＳからパイロット圧が供給され、各出口路９を介してそれぞれ主バルブ１駆動用のピストン体１０の加圧室１１あるいは補助バルブ２，３駆動用のピストン体１２，１３の加圧室１４，１５にパイロット圧を供給して、後述のように給排気切替動作あるいは流路の開閉動作を制御することになる。
【０００９】
図４は前記パイロットバルブ４〜６の要部を示した縦断面図である。図示のように、弁駆動部は前述のソレノイド（イ〜ハ）を構成するそれぞれの電磁コイル１６、その電磁コイル１６によって励磁される固定鉄心１７及び該固定鉄心１７に対して軸方向に空隙を介して吸引可能に配設された可動鉄心１８から構成される。可動鉄心１８は本体側との間に配設されたバネ部材１９により前記吸引力に抗して反対側に付勢されるように構成されている。また、可動鉄心１８は中空状に形成され、その中空部の両端部には入口弁体２０及び排出弁体２１が中間支持体２２を介して両側に配設されたバネ部材２３，２４によってそれぞれ突出方向に付勢された状態で配設されている。そして、入口弁体２０は前述の入口路８と出口路９との間に形成された入口弁座２５に、他方の排出弁体２１は前記固定鉄心１７に形成された排出路２６に連なる排出弁座２７に接離可能に構成されている。
【００１０】
しかして、上述のパイロットバルブ４〜６は、電磁コイル１６に通電されていないオフ状態においては、バネ部材１９の付勢力により可動鉄心１８の下端部が本体側に当接した下降状態にあり、前記入口弁体２０は入口弁座２５に当接して閉弁し、排出弁体２１は排出弁座２７から離間して開弁した状態にある。したがって、出口路９と排出路２６とは、可動鉄心１８の外周面とガイドスリーブ２８との間に形成された通路２９などを介して連通される結果、加圧室１１，１４，１５側から排気され、主バルブ１は後述の主排気状態、補助バルブ２，３は閉弁状態にある。他方、電磁コイル１６に通電されると、可動鉄心１８が固定鉄心１７に吸引され上昇状態に移行する。これにより、入口弁体２０は係止部材３０に係止して共に上昇し入口弁座２５から離間して開弁するとともに、排出弁体２１は排出弁座２７に当接して逆に閉弁する。その結果、入口路８と出口路９とが入口弁体２０と入口弁座２５との間隙及び可動鉄心１８の下端部と本体側との間隙を介して連通され、加圧室１１，１４，１５側にパイロット圧を供給して、主バルブ１を給気状態、補助バルブ２，３を開弁状態に移行することになる。なお、以上の各パイロットバルブ４〜６のそれぞれ電磁コイル１６、すなわち前記各ソレノイド（イ〜ハ）は、図３に示したように独立して制御し得ることはいうまでもない。
【００１１】
図５は主バルブ１部分を拡大した部分拡大図である。図示のように、前記ピストン体１０の下部には小径部３１が形成され、その外周部にスプリング３２が嵌装されている。スプリング３２はピストン体１０と弁座３３部分との間に配設され、ピストン体１０を上方へ付勢している。弁座３３の下方には弁体３４が接離可能に配設されている。さらに、弁体３４には内部に排気通路３５が形成される排気筒体３６が一体的に設けられ、共にスプリング３７によって弁体３４と弁座３３が接触して閉弁するように上方に付勢される。しかして、前記パイロットバルブ１から前記加圧室１１にパイロット圧が供給されていない状態においては、ピストン体１０は上昇位置にあり、その小径部３１の下端部と弁体３４の上面及び弁座３３との間に排気用の間隙が形成されるように構成されている。他方、前記パイロットバルブ４から出口路９を介して加圧室１１にパイロット圧が供給されると、ピストン体１０は下動し弁体３４の上面に当接してスプリング３７の付勢力に抗して弁体３４を下降する。これにより、前記小径部３１の下端部と弁体３４の上面との間に形成されていた排気用の間隙が閉鎖されるとともに、逆に弁体３４と弁座３３が離間してそれらの間に入口ポートＡからの圧力空気の供給のための間隙が形成される。なお、図中、３８はスプリングシート、３９は弁体３４と排気筒体３６の上下動を案内するためのガイド部材である。
【００１２】
前述のように、ピストン体１０が上昇位置にある場合には、前記小径部３１の下端部と弁体３４の上面及び弁座３４との間に排気用の間隙が形成されるので、排気筒体３６の内部に形成された排気通路３５と弁体３４より下流側の主給排気通路４０とが連通され、前記エアスプリング等の機器からの排気状態となる。この場合、排気通路３５を通過した空気は、前記排気筒体３６の下流側に配設された仕切板４１の絞り口４２を介して出口キャップ４３内に流下し、図示しない排気ホース等を経て前述の走行中の巻上げ水や洗浄水等の浸入のおそれのない適当な場所に誘導して大気中に排気される。なお、仕切板４１に形成した絞り口４２を介して排気するように構成したのは、排気の流速を制限して機器からの排気速度を適当な速度に保持するためである。したがって、仕切板４１の上流側は排気時の絞り口４２の流路抵抗により圧力上昇することがあるが、パイロットバルブ４〜６からのパイロットエアの排気通路４４はその仕切板４１の下流側で合流するように構成したので、その圧力上昇が加圧室１１，１４，１５に伝搬して支障を来すことは回避される。なお、絞り口４２の口径が大きく流路抵抗が小さい場合には、前述の圧力上昇によるパイロット回路への影響は問題にならないので、仕切板４１の上流側で両排気を合流させてもよい。
【００１３】
図６は前記出口キャップ４３の縦断面図、図７はその出口キャップ４３の平面図、図８は前記仕切板４１を出口キャップ４３上に重ねた状態を示した平面図である。前記出口キャップ４３は、図６に示したように途中に段部４５を有し、その段部４５の上部には適宜数のリブ４６が形成されている。また、仕切板４１の外周部には切欠部４７が適宜数形成されており、図８に示すように出口キャップ４３の上端部との間にパイロットエアの通路が形成されるように構成されている。これらの仕切板４１と出口キャップ４３は、図５に示したように仕切板４１を上方に重ねた状態で、前記段部４５を介してＣ形リング４８により本体側に固定される。
【００１４】
なお、前記補助バルブ２，３は、主バルブ１の下流側の主給排気通路４０と図示しない機器と接続される出口ポートＢ，Ｃとの間を開閉する機能を有するものであればよく、また設置数も機器等の数に応じて増減することができる。本実施例においては、図１に示すように、パイロットバルブ５，６の出口路９を介して加圧室１４，１５に供給されるパイロット圧によってピストン体１２，１３を下動して弁体４９，５０をスプリング５１，５２に抗して下降することにより開弁するように構成されている。各ピストン体１２，１３の背面側の空間は連通路５３を介して前記排気通路４４の途中に接続され、圧力が開放されるように構成されている。しかして、前述のように、図３に示した各ソレノイド（イ〜ハ）の組合せ動作により出口ポートＢ，Ｃを介してエアスプリング等の機器に対して圧力空気を供給したり排気したりすることになる。
【００１５】
次に、本発明の特徴であるパイロットエア及び機器等からの使用済み空気の排気機構に関して説明する。先ず、主バルブ１を介して行われる機器等からの主排気に関して説明する。この場合には、パイロットバルブ４をオフ状態に制御して主バルブ１のピストン体１０を上昇位置にセットして主排気状態に保持する。しかる後、排気しようとする機器等に応じてパイロットバルブ５，６をオン状態に制御してピストン体１２，１３を下動し弁体４９，５０を下降することにより開弁し、主給排気通路４０及び主バルブ１を介して排気する。前述のように、この主排気は、前記絞り口４２を通過するため、その流路抵抗により排気速度が制限されることになる。次に、各パイロットバルブ４〜６からのパイロット排気に関して説明する。電磁コイル１６がオフ状態にあると、出口路９と排出路２６とは、可動鉄心１８の外周面とガイドスリーブ２８との間に形成された通路２９などを介して連通される結果、加圧室１１，１４，１５側から排気され、主バルブ１は排気状態、補助バルブ２，３は閉弁状態になる。この場合、排出路２６からのパイロット排気は、上方の排気通路５４及びパイロットバルブ４，５間に配設された排気パイプ５５を経て前記排気通路４４を流下し、更に前記仕切板４１の外周部に形成したパイロットエア通路用の切欠部４７を介して仕切板４１の下方に流入し、絞り口４２を介して流入してくる圧力の低下した主排気と合流して排出されることになる。したがって、絞り口４２の上流側の圧力上昇が上記パイロット排気通路を経て加圧室１１，１４，１５に伝搬して支障を来すようなことは回避される。
【００１６】
なお、前記排気パイプ５５は、パイロットバルブ４，５間の、紙面に対して前方及び後方に形成される空間部に１本ずつ設け、流路面積を大きくとることによって排気時の流路抵抗を小さくしている。また、それぞれの排気パイプ５５は、その下端部を本体側に形成した凹部に、上端部をカバー体５６に形成した凹部にＯリングを介して上下動可能に嵌合することにより、上下方向に多少の余裕を持たせた状態で支持している。したがって、パイロットバルブ４〜６をカバー体５６と本体側との間に挟持してボルトにより締め込む際、排気パイプ５５を同時に組込むことができるとともに、それらのパイロットバルブ４〜６の寸法に多少のバラツキがあっても支障がない。
【００１７】
また、前記仕切板４１の外周部に形成した切欠部４７は、図９の（ａ），（ｂ）に示した三角形状の切欠部５７や矩形状の切欠部５８、あるいは（ｃ），（ｄ）に示した丸孔５９や長孔６０に変更してもよい。さらに、その上方に重ねられる前記ガイド部材３９の下端部で塞ぐようにしながら、（ｅ），（ｆ）に示したように丸孔５９あるいは長孔６０を内側に移動することもできる。要は、仕切板４１の下方に連通したパイロットエア用の通路が形成できればよく、前記切欠部や孔部の形状や個数、配置等に限定されることはない。また、仕切板４１の断面形状についても、前記排気筒３６の下動と干渉しなければ、前記実施例のように中央部を凹める必要はなく平面でもよい。
【００１８】
さらに、前述のように、主排気及びパイロット排気に加えて、補助バルブ駆動用のピストン体１２，１３の下方に形成された背面側の各空間を連通路５３を介して排気通路４４の途中に接続して圧力を開放するように構成することにより、全ての排気を前記出口キャップ４３及び図示しないホース等を介して走行中の巻上げ水や洗浄水等の浸入のおそれのない適当な場所に誘導して大気中に排気することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、機器等からの主排気及びパイロットバルブからのパイロット排気が主バルブの弁体に一体的に設けられた排気筒体の下方で合流され適所に排気されるので、走行中の巻上げ水や洗浄水等の排気通路への浸入が防止される。また、前記排気筒体の下流側に絞り口を有する仕切板を配設し、その仕切板を挟んでパイロットバルブ排気を合流させたので、主排気の排気速度を前記絞り口により調整した場合にも、その絞り口の上流側の圧力変動によってパイロット回路が影響を受けて支障を来すことは回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の要部を示した縦断面図である。
【図２】同実施例の回路構成図である。
【図３】同実施例の動作説明図である。
【図４】同実施例のパイロットバルブ部分の部分拡大図である。
【図５】同実施例の主バルブ部分の部分拡大図である。
【図６】同実施例の出口キャップの縦断面図である。
【図７】同出口キャップの平面図である。
【図８】同実施例の仕切板部分を示した平面図である。
【図９】仕切板に関する他の実施例を示した部分拡大図である。
【符号の説明】
１…主バルブ、２，３…補助バルブ、４〜６…パイロットバルブ、７…供給路、８…入口路、９…出口路、１０…ピストン体、１１…加圧室、１２，１３…ピストン体、１４，１５…加圧室、１６…電磁コイル、１７…固定鉄心、１８…可動鉄心、２６…排出路、３３…弁座、３４…弁体、３５…排気通路、３６…排気筒体、４０…主給排気通路、４１…仕切板、４２…絞り口、４３…出口キャップ、４４…排気通路、４９，５０…弁体、５３…連通路、５４…排気通路、５５…排気パイプ

Claims (3)

1. 主バルブとその主バルブ駆動用のピストン体の加圧室へパイロットエアを給排するパイロットバルブ、及び補助バルブとその補助バルブ駆動用のピストン体の加圧室へパイロットエアを給排するパイロットバルブとからなり、前記主バルブ駆動用のピストン体の往復動により開閉駆動される主バルブの弁体に、内方に排気通路を形成する排気筒体を一体的に設け、前記ピストン体により前記弁体を押動して開弁する給気時には前記排気筒体とピストン体との当接により前記排気通路が遮断され、逆に前記ピストン体が前記弁体から離間して閉弁する排気時には前記排気筒体とピストン体との間隙を介して前記排気通路が弁体の下流側の主給排気通路と連通するように構成するとともに、前記排気筒体の下流側に前記パイロットバルブの排気通路を合流させて適所に排気することを特徴とする車両用給排気切替用電磁制御弁。
2. 前記排気筒体の下流側に絞り口を有する仕切板を配設し、その仕切板を挟んで前記パイロットバルブの排気通路を開口してパイロット排気を前記絞り口を通過した主排気に合流させることを特徴とする請求項１記載の車両用給排気切替用電磁制御弁。
3. 前記補助バルブ駆動用のピストン体の背面側の空間を前記パイロットバルブの排気通路に連通したことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用給排気切替用電磁制御弁。

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