JP4146848B2

JP4146848B2 - 弁装置

Info

Publication number: JP4146848B2
Application number: JP2005107624A
Authority: JP
Inventors: 喜久男伊藤
Original assignee: Yamada Corp
Current assignee: Yamada Corp
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2025-04-04
Also published as: JP2006283930A

Description

本発明は、摺り合せ面によって通路を開閉する弁装置に関する。

流体通路を開閉する際に高シール性能を確保したい場合は、弁座に対しポペット弁体を接離自在に設け、このポペット弁体を弁座に密着させることで流体通路を閉じるとともに、ポペット弁体を弁座から離間させる操作によって流体通路を開くようにした弁装置を用いることが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−５５０２０号公報（第１頁、図１）

このようなポペット弁体を用いた弁装置は、開弁時の圧力バランスが安定せず、開弁時に一度に流体が流れ出る問題がある。

また、このようなポペット弁体を用いた弁装置は、閉弁時に、弁座とポペット弁体との間に流体中のコンタミネーションを噛み込むことで発生するシール不良のおそれもある。

一方、一方の通路を有する部材と他方の通路を有する部材とを、相互に密着する摺り合せ面において摺動させ、通路位置を合せて両方の通路を連通するとともに、通路位置をずらして両方の通路を閉じる弁装置もあるが、このような相互に密着する摺り合せ面を有する弁装置では、摺り合せ面の全面が常に密着することを要求されるので、摺り合せ面での耐リーク性能を耐久的に維持することが困難であり、この点で高シール性能を確保することが難しい。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、摺り合せ面での耐リーク性能を耐久的に維持して高シール性能を確保できる弁装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、流体の入口通路および出口通路を有するとともに平滑面に形成された摺り合せ面を有する一方のバルブアセンブリと、一方のバルブアセンブリの摺り合せ面に対し相対的に摺動自在に密着された摺り合せ面を有するとともに一方のバルブアセンブリの入口通路に連通する通路を有する他方のバルブアセンブリと、他方のバルブアセンブリの通路を摺り合せ面に開口するピストン室に嵌合され一方のバルブアセンブリの摺り合せ面に押圧される摺り合せ面を有するとともに摺動位置により他方のバルブアセンブリの通路を一方のバルブアセンブリの出口通路に連通するシールピストンと、前記他方のバルブアセンブリから一方のバルブアセンブリの中心部に突設され内部に一方のバルブアセンブリの入口通路を他方のバルブアセンブリ内の通路に連通する通路が設けられたバルブ軸と、バルブ軸の径方向の荷重を受けるラジアルベアリングと、バルブ軸の軸方向の荷重を受けるスラストベアリングと、スラストベアリングを介して一方のバルブアセンブリの摺り合せ面と他方のバルブアセンブリの摺り合せ面とを密着させる方向にバルブ軸を締着する締着手段とを具備した弁装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の弁装置において、シールピストンの摺り合せ面を一方のバルブアセンブリの摺り合せ面に押圧するスプリングを具備したものである。

請求項１記載の発明によれば、一方のバルブアセンブリの入口通路から他方のバルブアセンブリの通路に供給された流体の圧力がシールピストンに自己シール圧として作用して、このシールピストンの摺り合せ面を一方のバルブアセンブリの摺り合せ面に押圧し密着させるので、シールピストンまたは相手側の摺り合せ面が摩耗しても、これらの摺り合せ面での耐リーク性能を耐久的に維持できるため、高シール性能を確保できる。また、開弁時も閉弁時も、一方のバルブアセンブリの摺り合せ面にシールピストンの摺り合せ面が常に密着して摺動するため、開弁時などの圧力バランスが崩れることもなく、円滑に流量を出力できるとともに、一方のバルブアセンブリと他方のバルブアセンブリの摺り合せ面間にコンタミネーションが混入しても、シールピストンは、そのコンタミネーションを掻き落しながら移動するので、コンタミネーションを噛み込むことで発生するシール不良を防止できる。さらに、バルブ軸を中心にラジアルベアリングにより一方のバルブアセンブリに対し他方のバルブアセンブリを回動自在とし、スラストベアリングを介してバルブ軸を締着する締着手段により、一方のバルブアセンブリの摺り合せ面と他方のバルブアセンブリおよびシールピストンの摺り合せ面とを密着させる構造としたので、バルブ軸を中心に摺り合せ面で通路を開閉する弁装置の構造を簡単に構成できる。

請求項２記載の発明によれば、一方のバルブアセンブリの入口通路から他方のバルブアセンブリの通路に供給された流体の圧力に加えて、スプリングの付勢力も、シールピストンの摺り合せ面を一方のバルブアセンブリの摺り合せ面に押圧するので、耐リーク性能をいっそう高めることができる。

以下、本発明を図１乃至図５に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。

図１は、例えばエンジンオイルなどの給油の開始や停止などに用いられる弁装置を示し、一方のバルブアセンブリ11に対し他方のバルブアセンブリ12が相対的に可動的に設けられている。

一方のバルブアセンブリ11は、バルブ本体13と、このバルブ本体13の円筒状部14にシールリング15を介して嵌着されたバルブケース16と、このバルブケース16にシールリング17を介して螺着されたキャップ18とを備えている。

バルブケース16には、流体の入口21と、この入口12に連通された凹溝状の入口通路22が設けられ、キャップ18にも、凹溝状の入口通路23が設けられ、バルブ本体13およびバルブケース16の一側部には、出口通路24，25がそれぞれ設けられ、バルブケース16の側面には、出口通路25と連通された出口26が開口されている。

この一方のバルブアセンブリ11のバルブ本体13は、円筒状部14と反対側に、研磨されて平滑面に形成された摺り合せ面27を有する。

一方、他方のバルブアセンブリ12は、ノブ31と、このノブ31から径方向に突出されたレバー32とを備え、ノブ31の中心部にはバルブ軸33が螺着され、このバルブ軸33がノブ31から一方のバルブアセンブリ11の中心部に突設されている。このバルブ軸33の内部には、一端から他端に貫通した通路34が設けられている。

ノブ31には、一方のバルブアセンブリ11の摺り合せ面27に対し摺動自在に密着される摺り合せ面35が形成されているとともに、一方のバルブアセンブリ11の入口通路22，23にバルブ軸33の内部に設けられた通路34を経て連通する中心位置の通路36と、この通路36に連通する斜め折返し状の通路37とが形成されている。

この通路37の先端は、摺り合せ面35に開口されたピストン室38に連通され、このピストン室38には、シールピストン39がシールリング40を介して液密に嵌合されている。

このシールピストン39には、一方のバルブアセンブリ11の摺り合せ面27に押圧される摺り合せ面41が研磨されて形成されているとともに、図１に示された摺動位置によりノブ31内の通路36，37を一方のバルブアセンブリ11の出口通路24，25に連通する内テーパ部42および通孔43が形成されている。

ピストン室38にはスプリング室44が連続的に設けられ、このスプリング室44には、シールピストン39の内テーパ部42を押圧して、その摺り合せ面41を一方のバルブアセンブリ11の摺り合せ面27に押圧する圧縮コイル状のスプリング45が嵌合されている。

バルブ本体13とバルブ軸33との間には、シールリング46と、バルブ軸33の径方向の荷重を受けるニードルベアリングなどのラジアルベアリング47が嵌着され、また、バルブ本体13の円筒状部14の先端面にはバルブ軸33の軸方向の荷重を受けるスラストベアリング48が設けられ、このスラストベアリング48を通して突出されたバルブ軸33に締着手段としての螺子溝49が設けられ、この螺子溝49に締着手段としてのナット50が螺合されている。このナット50により、このスラストベアリング48を介して、一方のバルブアセンブリ11の摺り合せ面27とノブ31の摺り合せ面35とを密着させる方向にバルブ軸33を締着する。

図１および図２に示されるように、バルブ本体13の摺り合せ面27には、ピン状のストッパ51が埋め込まれてノブ31側へ突出され、一方、ノブ31の摺り合せ面41には、バルブ軸33を中心とする円弧状の回動角設定溝52が形成され、この回動角設定溝52にストッパ51が移動自在に嵌合され、ノブ31の回動位置を、シールピストン39の通孔43と出口通路24とが合致する位置と、完全に外れる位置とに規制している。

図２および図３に示されるように、バルブ本体13とバルブケース16は、バルブ本体13のボルト挿入穴53から挿入されてバルブケース16の螺子穴54に螺合されたボルト55によって固定されている。

図４に示されるように、バルブケース16の入口21は、バルブケース16と一体に成形された入口管部56に設けられている。

図５に示されるように、バルブ本体13およびバルブケース16の外面には基準となる溝61が軸方向に設けられ、一方、ノブ31には、基準となる溝61に対し回動角の状態を示す溝62が設けられている。また、バルブケース16より、その出口26に接続された出口接続管63が突出されている。

次に、この実施の形態の作用効果を説明する。

レバー32によりノブ31を回動して、シールピストン39を図２に太い２点鎖線で示される位置に回動すると、シールピストン39の通孔43と出口通路24とが位置合せされて、入口21から入口通路22，23、バルブ軸33内の通路34およびノブ31内の通路36，37を経てピストン室38に導かれた流体は、シールピストン39の通孔43を経て出口通路24，25に流れ、出口26の出口接続管63へ流出する。

一方、レバー32によりノブ31を逆方向に回動して、シールピストン39を図２に細い２点鎖線で示される位置に回動すると、シールピストン39の通孔43と出口通路24とが完全に外れて、入口21から入口通路22，23、バルブ軸33内の通路34およびノブ31内の通路36，37を経てピストン室38に導かれた流体は、バルブ本体13の摺り合せ面27とシールピストン39の摺り合せ面41との密着面により遮断され、出口通路24，25などに流出しない。

このとき、一方のバルブアセンブリ11の入口通路22，23から他方のバルブアセンブリ12の通路36，37に供給された流体の圧力がシールピストン39の内テーパ部42に自己シール圧として作用して、このシールピストン39の摺り合せ面41を一方のバルブアセンブリ11の摺り合せ面27に押圧し密着させるので、シールピストン39または相手側の摺り合せ面27，41が摩耗しても、これらの摺り合せ面27，41での耐リーク性能を耐久的に維持できるため、高シール性能を確保できる。

また、開弁時も閉弁時も、一方のバルブアセンブリ11の摺り合せ面27にシールピストン39の摺り合せ面41が常に密着して摺動するため、開弁時などの圧力バランスが崩れることもなく、円滑に流量を出力できるとともに、一方のバルブアセンブリ11と他方のバルブアセンブリ12の摺り合せ面27，35間にコンタミネーションが混入しても、シールピストン39は、そのコンタミネーションを掻き落しながら移動するので、コンタミネーションを噛み込むことで発生するシール不良を防止できる。

さらに、一方のバルブアセンブリ11の入口通路22，23から他方のバルブアセンブリ12の通路36，37に供給された流体の圧力に加えて、スプリング45の付勢力も、シールピストン39の摺り合せ面41を一方のバルブアセンブリ11の摺り合せ面27に押圧するので、耐リーク性能をいっそう高めることができる。

また、バルブ軸33を中心にラジアルベアリング47により一方のバルブアセンブリ11に対し他方のバルブアセンブリ12を回動自在とし、スラストベアリング48を介してバルブ軸33を締着するナット50により、一方のバルブアセンブリ11の摺り合せ面27と他方のバルブアセンブリ12およびシールピストン39の摺り合せ面35，41とを密着させる構造としたので、バルブ軸33を中心に摺り合せ面27，35，41で通路を開閉する弁装置の構造を簡単に構成できる。

なお、図示された実施の形態では、出口通路24，25および出口26を１系統にしてあるが、これらの出口通路24，25および出口26を、バルブ軸33の周囲に複数組設け、これらの各出口通路24にシールピストン39の通孔43を位置決めするデテント機構を設置しても良い。また、ノブ31内の通路37、ピストン室38、シールピストン39、出口通路24，25および出口26を、バルブ軸33の周囲に複数設け、各出口26に接続された複数の配管に流体を分配供給できるようにしても良い。

本発明に係る弁装置の一実施の形態を示す断面図である。図１のII−II線断面図である。図２のIII−III線断面図である。図１のIV−IV線断面図である。同上弁装置の斜視図である。

符号の説明

11 一方のバルブアセンブリ
12 他方のバルブアセンブリ
22，23 入口通路
24，25 出口通路
27 摺り合せ面
33 バルブ軸
35 摺り合せ面
36，37 通路
38 ピストン室
39 シールピストン
41 摺り合せ面
45 スプリング
47 ラジアルベアリング
48 スラストベアリング
49 締着手段としての螺子溝
50 締着手段としてのナット

Claims

流体の入口通路および出口通路を有するとともに平滑面に形成された摺り合せ面を有する一方のバルブアセンブリと、
一方のバルブアセンブリの摺り合せ面に対し相対的に摺動自在に密着された摺り合せ面を有するとともに一方のバルブアセンブリの入口通路に連通する通路を有する他方のバルブアセンブリと、
他方のバルブアセンブリの通路を摺り合せ面に開口するピストン室に嵌合され一方のバルブアセンブリの摺り合せ面に押圧される摺り合せ面を有するとともに摺動位置により他方のバルブアセンブリの通路を一方のバルブアセンブリの出口通路に連通するシールピストンと、
前記他方のバルブアセンブリから一方のバルブアセンブリの中心部に突設され内部に一方のバルブアセンブリの入口通路を他方のバルブアセンブリ内の通路に連通する通路が設けられたバルブ軸と、
バルブ軸の径方向の荷重を受けるラジアルベアリングと、
バルブ軸の軸方向の荷重を受けるスラストベアリングと、
スラストベアリングを介して一方のバルブアセンブリの摺り合せ面と他方のバルブアセンブリの摺り合せ面とを密着させる方向にバルブ軸を締着する締着手段と
を具備したことを特徴とする弁装置。
シールピストンの摺り合せ面を一方のバルブアセンブリの摺り合せ面に押圧するスプリング
を具備したことを特徴とする請求項１記載の弁装置。