JP5428517B2 - 逆止弁及びそれを用いたポペット形ソレノイドバルブ - Google Patents

Description

本発明は、高圧ガス、高圧油等の流体が回路内で逆流するのを防止するための逆止弁及びそれを用いたポペット形ソレノイドバルブに関する。

周知のように、逆止弁はその上流又は下流に設けられた制御弁等が作動して該逆止弁の上流から下流に向けて流体が流れる場合に、圧力が高くなった一次側流体の圧力によってポペットが押圧され、該ポペットが流入路から離間してポペットに設けられたシール部材が弁座を開放することで流体が逆止弁の流入路側から流出路側に流通するようになっている。
一方、制御弁等が流体を停止する側に作動して一次側流体の圧力が下がった場合には、ポペットを流入路側に付勢しているばね部材等の付勢手段の弾発力によって、ポペットが流入路側に押圧されると共に、シール部材が弁座を密封して該弁座を閉塞され、流入路から流出路への流体の流通が停止されると共に、流体は流出路側から流入路側に逆流しないようになっている。

そこで、特許文献１に記載されているように、流体の流入路３３と流出路３４とを有し、内周面３２ａが円筒形状に形成されると共に前記流入路３３に向かって縮径される弁座３５が形成された弁室３２と、弁座３５に接離することで流入路３３と弁室３２との間を開閉自在とするシール部材５８と、前記シール部材５８が設けられ前記弁室３２内で往復自在とされたポペット５と、前記ポペット５を前記弁座３５側に付勢する付勢手段６とを備えた逆止弁１が提案されている。
この逆止弁１では、弁座３５は前記弁室３２の軸線Ｏ１を含む断面において、流入路３２から内周面３２ａに至る間に、前記弁室３２側に突出して屈曲すると共に、前記シール部材５８と密着可能な屈曲点Ｐｃが一つ形成されている。
さらに、シール部材５８をシール部５６に嵌着したポペット５の小径部５４には、該シール部材５８を支持する保持リング５９が嵌着されており、該保持リング５９は基端部５９ａがポペット５にかしめられている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２０５４０６号公報

特許文献１では、シール部材が密着する弁座は傾斜が異なる傾斜面が形成されていると共に、シール部材を支持する保持リングがポペットにかしめ加工されているので、加工が煩雑であり、部品点数が増えるので構造が複雑になり、結果的にはコストアップになる。
本発明は係る課題を解決するためになされたもので、構造の簡素化により部品点数を減らし、閉止時に内部リークを零に可能にしたことを特徴とする逆止弁及びそれを用いたポペット形ソレノイドバルブを提供することを目的とする。

前記の課題を達成するために請求項１記載の発明は、流体の流入路及び流出路を有し内周面に形成する弁室の端面に該流入路及び流出路に接触する傾斜面の弁座が形成されるスリーブと、
前記スリーブの弁室に摺動自在に嵌挿される共に前記流出路に指向するにつれて縮径され前記スリーブの傾斜面の弁座に係合する傾斜面を形成するポペットと、
前記ポペットの傾斜面に装着されており該ポペットの移動により前記スリーブ及び前記ポペットの傾斜面に接離して前記流出路と前記弁室との間を開閉自在とするシール部材と、
前記ポペットを前記弁座側に付勢する弾発力を有する付勢手段と、
を備えた逆止弁であって、
前記ポペットは、小径部が前記弁室に対して縮径になって該弁室とは半径方向に隙間を形成しており、
前記スリーブ及び前記ポペットのシール部との間を液密にする前記シール部材を嵌着するシール溝の底部に低圧側の圧力に確保されている前記流出路の圧力を導く減圧孔を設けることにより、前記スリーブと前記ポペットのシール部との間を圧油が流入路から流出路を通過する際、前記シール部材が前記シール溝から浮き上がるのを防止することを特徴とする。
本発明によれば、前記スリーブと前記ポペットのシール部との間を液密にする前記シール部材を嵌着するシール溝の底部に減圧孔を設け、前記スリーブと前記ポペットのシール部との間を液密にする際、前記シール部材が前記シール溝より浮き上がることを防止することができるので、シール部材がシール溝からのはみ出しを防止し、シール部材のむしれがなくなるので寿命を延ばすことができる。

請求項２記載の発明は、流体の流入路及び流出路を有し内周面に形成する弁室の端面に該流入路及び流出路に接触する傾斜面の弁座が形成されるスリーブと、
前記スリーブの弁室に摺動自在に嵌挿される共に前記流出路に指向するにつれて縮径され前記スリーブの傾斜面に係合する傾斜面を形成するポペットと、
前記ポペットの傾斜面に装着されており該ポペットの移動により前記スリーブ及び前記ポペットの傾斜面に接離して前記流出路と前記弁室との間を開閉自在とするシール部材と、
前記ポペットを前記弁座側に付勢する弾発力を有する付勢手段と、
を備えた逆止弁であって、
前記ポペットは、小径部が前記弁室に対して縮径になって該弁室とは半径方向に隙間を形成しており、
前記スリーブ及び前記ポペットのシール部との間を液密にする前記シール部材を嵌着するシール溝の底部に設けられ低圧側の圧力に確保されている前記流出路の圧力を導く減圧孔と、
前記減圧孔と前記流出孔との間に設けられ減圧孔と流出孔とを遮断するチェック弁と、
を有し、
前記流出路より前記流入路に圧油が流れた際、前記チェック弁により流出路より減圧孔に流れる圧油を阻止し、前記シール部材が前記シール溝から浮き上がるのを防止することを特徴とする。
本発明によれば、前記流出路より前記流入路に圧油が流れた際、前記チェック弁により流出路より減圧孔に流れる圧油を阻止し、前記シール部材が前記シール溝から浮き上がるのを防止し、シール部材がシール溝からの抜けを防止するので寿命を延ばすことができる。
請求項３記載の発明は、前記逆止弁を内蔵したことにより、バルブ内の圧油の漏れを確実に防止できるのでよい。

本発明は、弁座とポペットのシール部との間を液密にするシール部材を嵌着するシール溝の底部に低圧側の圧力に確保されている前記流出路の圧力を導く減圧孔または減圧孔と流出路との間に減圧孔と流出路とを遮断するチェック弁を設け、前記弁座と前記ポペットのシール部との間を液密にする際、前記シール部材が前記シール溝から浮き上がることを防止し、寿命を延ばすことができる。

以下、本発明の逆止弁につき好適な実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第一の実施の形態に係る逆止弁１０の縦断面図を示す。
図１において、図２のポペット形ソレノイドバルブ４０（以下、ソレノイドバルブ４０という）のソレノイド本体４１に螺着した円筒形状のスリーブ１１は、半径方向に流入路１２と、該スリーブ１１の一端部において軸方向に指向する流出路１３とを、備える。前記スリーブ１１は、その内周面が弁室１４に形成され、その一端側（図１で右側）に縮径する傾斜面（シール部）を有する弁座１５が形成されている。

スリーブ１１の弁室１４にはポペット（弁体）１６が摺動自在に嵌挿されている。ポペット１６は、段付の円筒形状であって大径部１７がスリーブ１１の弁室１４に摺動自在に嵌挿されており、小径部１８が弁室１４に対して縮径になって該弁室１４とは半径方向に隙間１９を形成している。さらに、ポペット１６の一端部（図１で右端）にはスリーブ１１の弁座１５の傾斜面に係合する傾斜面２０（シール部）を有する円錐部２１が設けられている。

ポペット１６には、断面円形状の段付開口部２２が設けられ、該段付開口部２２の大径部２３には該ポペット１６を弾発力により押圧するばね部材２４が嵌挿されている。
参照符号２５はスリーブ１１の弁室１４に嵌着されたブッシュで、ばね部材２４の位置決めをすると共に該ばね部材２４の弾発力が調整されるようになっている。ブッシュ２５の内孔２６にはソレノイドバルブ４０のニードル弁４２が摺動自在に嵌挿支持されている。ニードル弁４２は一端（図１で右端）が円錐部４３に形成されており、該円錐部４３が断面円形状の小開口部２７に内装されると共に、円錐部４３の先端がポペット１６に穿設された細孔２８に臨入するようになっている。

ポペット１６の傾斜面２０には、円錐部２１と弁座１５とを液密にするＯリング（シール部材）２９がＯリング溝（シール溝）３０に嵌着されている。Ｏリング溝３０は圧油によるＯリング２９の浮き上がりを防止するために、低圧側の圧力に確保されている流出路１３の圧力を細孔２８よりＯリング溝３０に連通する逃がし孔（減圧孔）３１に接続して、該Ｏリング溝３０を低圧に保持している。逃がし孔３１は円周方向に複数個、例えば２個対象に設けられて細孔２８に連通している。この場合、逃がし孔３１は、少なくとも１個穿設されていればよく、２個以上でも勿論よい。
参照符号３２は流入路１２と小開口部２７とを連通する段付連通孔で、細孔２８に連通している。

図２は、図１の逆止弁１０を組付けたソレノイドバルブ４０の略縦断面図を示す。図２に示すように、ソレノイドバルブ４０は、ソレノイドケース４４にソレノイドコイル４５が一体的に組み込まれていると共に、二点鎖線で示す部材、例えば弁本体４６と一体的に取り付けられている。また、ソレノイド本体４１にはプランジャ４７が摺動自在に嵌挿されており、該プランジャ４７はソレノイドコイル４５の励磁によるソレノイド本体４１の励磁作用により矢印Ｘ方向またはＹ方向に移動するようになる。すなわち、ソレノイドコイル４５のＯＮによるソレノイド本体４１の励磁力によりプランジャ４７が矢印Ｘ方向に変位すると、ニードル弁４２がばね部材４８の弾発力に抗してプランジャ４７に協動して矢印Ｘ方向に移動し、ソレノイドコイル４５がＯＦＦによるばね部材４８の弾発力により
プランジャ４７が矢印Ｙ方向に移動するようになる。参照符号４９はソレノイドバルブ４０の電源用のコネクタで、ソレノイドケース４４に取り付けられている。ソレノイドバルブ４０の構成は公知のため詳細な説明を省略する。

図２のソレノイドバルブ４０に作動に伴う逆止弁１０の動作について説明する。
図２において、流入路１２の圧力が流出路１３の圧力より高いものとする。
ソレノイドコイル４５の励磁によりプランジャ４７が矢印Ｘ方向に移動すると、ニードル弁４２も協動し、該ニードル弁４２の円錐部４３が細孔２８から離脱する。このため、段付開口部２２（小開口部２７）の圧油が細孔２８より流出路１３に流出するのでポペット１６の段付開口部２２内の圧力が低下し、高圧側の圧油が流入路１２から隙間１９よりポペット１６の矢印Ｘ方向に作用する。これにより、ポペット１６が矢印Ｘ方向に移動しスリーブ１１の弁座１５とポペット１６の円錐部２１との接触が解除され、該弁座１５と該傾斜面２０間に隙間が保持され、高圧側の圧油が流入路１２から弁座１５及び傾斜面２０間を流れて流出路１３に流れるようになる。

ソレノイドコイル４５が非励磁にするとばね部材４８の弾発力によりプランジャ４７が矢印Ｙ方向に移動し、同時に該プランジャ４６に協動してニードル弁４２が矢印Ｙ方向に移動しニードル弁４２の円錐部４３の先端が細孔２８に進入し、該細孔２８が閉塞される。このため、段付開口部２２内の圧油の排出口がなくなることから、高圧側圧油が流入路１２から段付連通孔３２を経て段付開口部２２内に流入するので、ポペット１６内の内部圧力、すなわちポペット１６の段付開口部２２内の圧力は高圧側圧油の流入路１２と同じなる。そして、ポペット１６はばね部材２４及び４８の弾発力により矢印Ｙ方向に移動し傾斜面２０が弁座１５に接触し、Ｏリング２９により傾斜面２０及び弁座１５間が閉塞されるので流入路１２及び流出路１３の連通が遮断される。

この場合、Ｏリング溝３０の底面はポペット１６の細孔２８に連通する連通孔３１が設けられており、傾斜面２０及び弁座１５間が閉塞されて流入路１２からの高圧側圧油がＯリング２９に作用した際に, Ｏリング溝３０の底面は弁座１５に接触するＯリング２９の表面の圧力よりも減圧に保持されているので、Ｏリング２９の浮き上がりを防止することができる。よって、逆止弁で通常、７ＭＰａ程度の使用圧力を１０ＭＰａ程度の高圧にも使用することができる。

図３は、本発明の第二の実施の形態に係る逆止弁５０の要部拡大縦断面図で、図３中、図１の構成要素と同一の構成要素は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図３に示す逆止弁５０の特徴はソレノイドバルブ４０（図２参照）が励磁してBポートから流入した圧油が流出路１３より流入路１２に流れＡポートに流出した際に、圧油によりOリング２９がＯリング溝３０から飛び出ことを防止するようにしたことが特徴である。

このため、図３において流出路１３に臨むポペット１６の円錐部２１の端面に細孔２８に連通する段差穴５１を設け、該段差穴５１に止ねじ５２を螺着すると共に該止ねじ５２の一側（図３で左側）と細孔（パイロット穴）２８の一側（図３で右側）との間にボール５３を設け、止ねじ５２及びボール５３によりチェック弁５４を構成している。

図４は、止ねじ５２の構造図である。図４（ａ）に示すように止ねじ５２は外周面に段差穴５１に螺合するねじ５５が設けられ、中央部に細孔２８に連通する連通孔５６が形成されている。
さらに、図４（ａ）に示すように一側（図４（ａ）で右側）には六角穴５７が軸心方向に止ねじ５２の長さの略半ばまで形成され、他側（図４（ａ）で左側）には連通穴５７に対して直径方向に指向する溝５８が形成されている。
参照符号５９はオリフィス孔を示し、ポペット１６の前室（図３で流入路１２側）と後室（ばね部材２４側）とを連通する。

次に、図２のソレノイドバルブ４０に作動に伴う図３の逆止弁５０の動作について説明する。
ソレノイドコイル４５を励磁して圧油がＢポートから流出路１３に流入すると、圧油がチェック弁５２の連通孔５６を流れてボール５３を細孔２８に押圧し、該細孔２０が閉塞される。
一方、ポペット１６は該ポペット１６に作用する流出路１３の圧油によりばね部材２４の弾発力に抗して図３で矢印X方向に移動し、スリーブ１１と弁座１５とポペット１６のする円錐部２１との隙間から圧油が流れ、該圧油が流入路１２からAポートに流れる。

ここで、圧油がBポートより流出路１３を介して流入路１２からＡポートに流れた際、
細孔２８はチェック弁５４により閉塞されているので流出路１３の圧油が作用していない。
よって、Ｏリング溝３０に連通する逃がし孔３１には流出路１３の圧油が作用しないのでOリング２９はＯリング溝３０から飛び出すことがない。

本発明の第一の実施の形態に係る逆止弁の略縦断面図である。 図１の逆止弁を組付けたポペット形ソレノイドバルブの略縦断面図である。 本発明の第二の実施の形態に係るモニタリングスイッチ付ソレノイドバルブの略縦断面図である。 図３の止ねじの概略構造図で、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は右側面図を示し、（ｃ）は左側面図を示す。

１０ 逆止弁 １１ スリーブ
１２ 流入路 １３ 流出路
１４ 弁室 １５ 弁座
１６ ポペット １７ 大径部
１８ 小径部 ２４、４８ ばね部材
２８ 段付開口部 ２９ Ｏリング
３０ Ｏリング溝 ３１ 逃がし孔
４０ ポペット形ソレノイドバルブ
４２ ニードル弁 ４５ ソレノイドコイル
４６ 弁本体 ４７ プランジャ
５０ モニタリングスイッチ付ソレノイドバルブ
５１ 段差穴 ５２ 止ねじ
５３ ボール ５４ チェック弁

Claims (3)

1. 流体の流入路及び流出路を有し内周面に形成する弁室の端面に該流入路及び流出路に接触する傾斜面の弁座が形成されるスリーブと、
   前記スリーブの弁室に摺動自在に嵌挿される共に前記流出路に指向するにつれて縮径され前記スリーブの傾斜面の弁座に係合する傾斜面を形成するポペットと、
   前記ポペットの傾斜面に装着されており該ポペットの移動により前記スリーブ及び前記ポペットの傾斜面に接離して前記流出路と前記弁室との間を開閉自在とするシール部材と、
   前記ポペットを前記弁座側に付勢する弾発力を有する付勢手段と、
   を備えた逆止弁であって、
   前記ポペットは、小径部が前記弁室に対して縮径になって該弁室とは半径方向に隙間を形成しており、
   前記スリーブ及び前記ポペットのシール部との間を液密にする前記シール部材を嵌着するシール溝の底部に低圧側の圧力に確保されている前記流出路の圧力を導く減圧孔を設けることにより、前記スリーブと前記ポペットのシール部との間を圧油が流入路から流出路を通過する際、前記シール部材が前記シール溝から浮き上がるのを防止することを特徴とする逆止弁。
2. 流体の流入路及び流出路を有し内周面に形成する弁室の端面に該流入路及び流出路に接触する傾斜面の弁座が形成されるスリーブと、
   前記スリーブの弁室に摺動自在に嵌挿される共に前記流出路に指向するにつれて縮径され前記スリーブの傾斜面に係合する傾斜面を形成するポペットと、
   前記ポペットの傾斜面に装着されており該ポペットの移動により前記スリーブ及び前記ポペットの傾斜面に接離して前記流出路と前記弁室との間を開閉自在とするシール部材と、
   前記ポペットを前記弁座側に付勢する弾発力を有する付勢手段と、
   を備えた逆止弁であって、
   前記ポペットは、小径部が前記弁室に対して縮径になって該弁室とは半径方向に隙間を形成しており、
   前記スリーブ及び前記ポペットのシール部との間を液密にする前記シール部材を嵌着するシール溝の底部に設けられ低圧側の圧力に確保されている前記流出路の圧力を導く減圧孔と、
   前記減圧孔と前記流出孔との間に設けられ減圧孔と流出孔とを遮断するチェック弁と、
   を有し、
   前記流出路より前記流入路に圧油が流れた際、前記チェック弁により流出路より減圧孔に流れる圧油を阻止し、前記シール部材が前記シール溝から浮き上がるのを防止することを特徴とする逆止弁。
3. 請求項１または２記載の逆止弁において、前記逆止弁を内蔵したことを特徴とするポペット形ソレノイドバルブ。

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