JPH0712782Y2 - パイロット式遮断弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、遮断弁に係り、更に詳細にはパイロット式の
遮断弁に係る。

従来の技術 例えば実開昭61−4080号公報に記載されている如く、パ
イロット式の弁装置は、一般に、第一及び第二のポート
と連通する弁室を有するハウジングと、弁室内に往復動
可能に配置された弁要素と、ハウジングと弁要素の一端
とにより郭定されパイロットポートと連通するパイロッ
ト室と、パイロット室内の圧力に抗して第一及び第二の
ポートの相互の連通を遮断する閉弁位置へ向けて弁要素
を付勢する付勢手段とを有している。

考案が解決しようとする課題 しかし上述の如きパイロット式の弁装置が遮断弁として
使用される場合に於ては、パイロット圧力が遮断弁の開
閉圧力の近傍に於て繰返し変動すると、遮断弁はパイロ
ット圧力の変動に応答して繰返し開閉する。かくして遮
断弁が繰返し開閉すると、遮断弁を通過する流体の流れ
が断続的に遮断されてしまう。

また遮断弁により連通が制御されるべき通路手段内の圧
力が繰返し増減すると、その圧力変動により発生される
圧力波により弁要素が駆動され、これにより遮断弁が不
必要に開閉されたりその開弁量が変化されたりする誤作
動が生じ易いという問題がある。

更にパイロット圧力が急激に変化すると、弁要素が急激
に駆動されることにより遮断弁が急激に開閉され、特に
閉弁時には弁要素が弁座に衝当することに起因して不快
な打音が発生したり、流体の流通が急激に遮断されるこ
とに起因して油撃が生じたりするという問題がある。

本考案は、パイロット圧力の変化に応答して開閉するよ
う構成された従来の遮断弁に於ける上述の如き問題に鑑
み、パイロット圧力が遮断弁の開閉圧力の近傍に於て微
小範囲内にて変動しても開閉することがなく、また遮断
弁により連通が制御されるべき通路手段内の圧力変動に
起因して誤作動することがなく、更にはパイロット圧力
が急激に変化しても遮断弁が急激に開閉することがない
よう改良された遮断弁を提供することを目的としてい
る。

課題を解決するための手段 上述の如き目的は、本考案によれば、第一及び第二のポ
ートと連通する弁室及び弁座を備えたハウジングと、前
記弁室内に往復動可能に配置され前記弁座と共働して前
記第一及び第二のポートの相互の連通を制御する弁要素
と、前記ハウジングと前記弁要素の一端とにより郭定さ
れパイロットポートと連通するパイロット室と、前記パ
イロット室内の圧力に抗して前記弁要素をその閉弁位置
へ向けて付勢するばねと、前記ばねに摩擦係合してその
弾性変形を抑制する手段とを有し、前記弁要素は少くと
も前記閉弁位置近傍に於ては前記弁座に近付くにつれて
前記パイロット室と前記パイロットポートとの連通度合
を漸次低減するよう構成されていることを特徴とするパ
イロット式遮断弁によって達成される。

考案の作用及び効果 上述の如き構成によれば、ばねの弾性変形を抑制する手
段によってばねの弾性変形が抑制され、従ってパイロッ
ト室内の圧力が僅かな範囲内にて変動してもそれに応答
して弁要素が変位することが回避される。

従って上述の如き構成によれば、パイロットポートを経
てパイロット室へ導かれるパイロット圧力が遮断弁の開
閉圧力の近傍に於て或る範囲内にて繰返し変動しても、
遮断弁が繰返し開閉することが回避され、これにより遮
断弁を通過する流体の流れが断続的に遮断されることを
回避することができる。

また遮断弁が連通を制御すべき通路内の圧力が変動する
ことに起因して該通路内に圧力波が発生し、その圧力波
により弁要素が駆動されるような場合にも、ばねの弾性
変形が抑制されることによって弁要素の変位が阻止さ
れ、これにより通路内の圧力変動に起因して遮断弁が誤
作動することを回避することができる。

更に弁要素は少くとも閉弁位置近傍に於ては弁座に近付
くにつれてパイロット室とパイロットポートとの連通度
合を漸次低減するよう構成されているので、パイロット
圧力が急激に変化することにより遮断弁が閉弁する際に
も、弁要素が弁座に近付くにつれてパイロット室内の流
体がパイロットポートへ移動し難くなることによって弁
要素の移動速度が漸次低減され、これにより弁要素が弁
座に衝当することに起因する打音の発生や流体の流通が
急激に遮断されることに起因する油撃の発生を低減する
ことができる。

以下に添付の図を参照しつつ、本考案を実施例について
詳細に説明する。

実施例 第１図は本考案による遮断弁の一つの実施例を示す軸線
に沿う断面図であり、特に上半分は閉弁状態を、下半分
は開弁状態を各々示しており、第２図は第１図の線II−
IIに沿う断面図である。

これらの図に於て、10はケーシングを示しており、該ケ
ーシングは軸線12に沿って延在し端壁14より開口端へ向
うにつれて段階的に内径が増大する実質的に円筒形の孔
16を有している。孔16内にはその端壁14の側より見て端
部円筒体18、中間円筒体20、弁座部材22、ガイド部材2
4、エンドキャップ26が配置されており、これらの部材
は孔16の開口端にねじ込まれたロックナット28により孔
内に固定されている。円筒体18、弁座部材22、ガイド部
材24、エンドキャップ26の円筒状外周面に設けられた環
状溝にはＯリングシール30が嵌込まれており、これらの
Ｏリングシールにより対応する部材とケーシングとの間
がシールされている。

端部円筒体18内にはガイド部材32が挿入されている。円
筒体18は小径孔34と大径孔36とを有し、ガイド部材32は
大径部38とスリーブ部40とを有し、ガイド部材はその大
径部が円筒体の小径孔34に圧入されることにより円筒体
に固定されている。ガイド部材32は軸線12に沿って延在
する有底のガイド孔42を有している。図示の如く、円筒
体18、ガイド部材32、中間円筒体20、弁座部材22、ガイ
ド部材24、エンドキャップ26は互いに共働して内部に弁
室44を郭定するハウジング46を構成している。

弁室44内には軸線12に沿って往復動可能に弁要素48が配
置されている。図示の実施例に於ては、弁要素は第一の
スプール50と第二のスプール52とよりなっている。第一
のスプールは一端にてボールジョイント54により第二の
スプールと連結されており、他端部はガイド孔42内に往
復動可能に受入れられている。また第一のスプール50は
実質的に球面状の係合面56を有し、該係合面は後に詳細
に説明する如く弁座部材22の弁座58と共働して弁の開閉
を行うようになっている。

更に第一のスプール50にはばね座60が一体に設けられて
おり、該ばね座とガイド部材32の弁室側の端壁との間に
は圧縮コイルばね62が弾装されている。ばね62は弁要素
48を第１図の上半分に示された閉弁位置へ向けて付勢し
ている。第二のスプール52はガイド部材24に設けられ軸
線12に沿って延在するガイド孔64内に往復動可能に受入
れられており、ガイド部材24及びエンドキャップ26と共
働して第一のパイロット室66を郭定している。第一のス
プールの他端部の外周面51及び第二のスプールの外周面
53にはそれぞれＯリングシール68及び70が設けられてい
る。

弁座部材22の一端には径方向に延在する二つの溝72が設
けられており、これらの溝はガイド部材24と共働して一
端にて弁室44と連通する通路74を郭定している。通路74
の他端はケーシング10と弁座部材22とガイド部材24との
間に郭定され軸線の周りに環状に延在する第一のポート
76と連通している。同様にガイド部材24の一端には径方
向に延在する二つの溝78が設けられており、これらの溝
はエンドキャップ26と共働して一端にてパイロット室66
と連通する通路80を郭定している。通路80の他端はケー
シングとガイド部材24とエンドキャップ26とにより郭定
され軸線の周りに環状に延在する第一のパイロットポー
ト82と連通している。

図示の如く、ガイド部材32は端壁14と共働して第二のポ
ート84を郭定している。また第２図に良好に示されてい
る如く、ガイド部材32はその外周面に軸線に沿って延在
する二つの溝86を有し、これらの溝は端部円筒体18と共
働して一端にてポート84と連通する通路88を郭定してい
る。通路88の他端は弁室44と連通している。また円筒体
18の外周面には環状溝90が設けられており、該環状溝は
ケーシング10と共働して軸線の周りに環状に延在する第
二のパイロットポート92を郭定している。

ポート92は円筒体18及びガイド部材32に設けられ径方向
に延在する通路94により、ガイド部材32と第一のスプー
ル50の他端部との間に郭定された第二のパイロット室96
と連通接続されている。ケーシング10には通路98〜104
が設けられており、これらの通路はそれぞれ第一のポー
ト76、第二のポート84、第一のパイロットポート82、第
二のパイロットポート92と連通している。

図示の実施例に於ては、ばね62の周りにはテンションカ
ラー108が配置されている。テンションカラー108は例え
ばアルミシートをばねの周りに巻付けることにより形成
されてよく、ばねの各巻回に摩擦係合し、これによりば
ねの弾性変形を抑制するようになっている。

更に図示の実施例に於ては、第二のスプール52の円筒状
外周面53のエンドキャップ側の部分はテーパ状をなして
おり、該外周面53は第１図の上半分に示されている如く
弁要素48がその閉弁位置にあるときには通路80のパイロ
ット室66側の開口部を部分的に覆うようになっており、
これにより弁要素が閉弁位置へ近付くにつれてパイロッ
ト室66と通路80との間、従ってパイロット室66と第一の
パイロットポート82との間の連通度合が漸次低減され、
逆に弁要素が閉弁位置より全開位置へ向かうにつれてパ
イロット室66とポート82との間の連通度合が漸次増大さ
れるようになっている。

以上の説明より明らかである如く、図示の遮断弁は第一
のパイロット室66内の圧力P₁と第二のパイロット室96内
の圧力P₂との間の差圧P₁−P₂が変化されることにより開
閉する。即ち差圧P₁−P₂による力が圧縮コイルばね62の
ばね力以下であるときには、弁要素48が第１図の上半分
に示された閉弁位置に位置し、係合面56が弁座58に係合
することにより第一のポート76と第二のポート84との間
の連通が遮断され、差圧P₁−P₂による力が圧縮コイルば
ねのばね力を越えると係合面が弁座より離脱し、差圧の
増大につれて開弁量が増大し、差圧が所定値に到達する
と弁要素48が第１図の下半分に示された全開位置に到達
し、それ以上差圧が増大しても開弁量は増大しない。

図示の実施例によれば、弁要素48を閉弁位置へ付勢する
圧縮コイルばね62に摩擦係合するテンションカラー108
が設けられており、該テンションカラーによって圧縮コ
イルばねの弾性変形が抑制されるので、第一のパイロッ
ト圧力P₁（及び第二のパイロット圧力P₂）の瞬間的な僅
かな変動に対しては弁要素48は応答しない。

第３図は差圧P₁−P₂が比較的速く変化する場合に於ける
差圧と遮断弁の開弁量Ａとの関係を示す解図的グラフで
あり、実線は図示の実施例の場合を、破線は従来の遮断
弁の場合を各々示している。このグラフからも明らかで
ある如く、従来の遮断弁に於ては、差圧P₁−P₂が遮断弁
が開弁する差圧P₀近傍に於て繰返し変動すると、遮断弁
は急激な開閉を繰返し、そのため遮断弁を通過する流体
の流れが断続的に遮断され、また遮断弁が組込まれた通
路内の圧力が遮断弁の閉弁時に急激に上昇することによ
り、油撃やこれに起因する異音が発生し易い。これに対
し図示の実施例によれば、差圧P₁−P₂が所定値P₀近傍に
於て繰返し急激に変動しても、遮断弁の開弁量Ａは実質
的に０に維持され、これにより遮断弁を通過する流体の
流れが断続的に遮断されたり油撃やこれに起因する異音
が生じることが回避される。

また例えば遮断弁が組込まれた通路内の圧力が繰返し増
減し、これに起因して生じる圧力波が弁室44内へ伝播し
ても、かかる圧力波によって弁要素48が往復動されるこ
とがテンションカラー108によって阻止されるので、弁
室内へ圧力波が伝播することに起因する遮断弁の誤作動
を回避することができる。

特に図示の実施例に於ては、遮断弁が開弁状態にある場
合に於て差圧P₁−P₂が急激に低下されても、弁要素48が
その閉弁位置へ近付くにつれて第二のスプール52により
第一のパイロット室66と第一のパイロットポート82との
間の連通度合が漸次低減され、これによりパイロット室
66より第一のパイロットポート82へ流れる流体に対する
絞り度合が漸次増大されることによって弁要素の閉弁位
置へ向かう移動速度が漸次低減されるので、遮断弁が急
激に閉弁することが回避され、弁要素48が弁座58に衝当
することに起因する打音の発生が低減されると共に、流
体の流通が急激に遮断されることに起因する油撃が低減
される。同様に遮断弁が閉弁状態にある場合に於て差圧
P₁−P₂が急激に増大されても、弁要素48がその全開位置
へ向かうにつれて第二のスプール52により第一のパイロ
ット室66と第一のパイロットポート82との間の連通度合
が漸次増大され、これにより第一のパイロットポート82
よりパイロット室66へ流れる流体に対する絞り度合が漸
次低減されることによって弁要素の全開位置へ向かう移
動速度が漸次増大されるので、遮断弁が急激に開弁する
ことが回避され、遮断弁が急激に開弁することに起因す
る急激な圧力変動が低減される。

更に上述の実施例によれば、弁要素48は弁座58に係合し
て遮断弁の開閉を達成する係合面56を有する第一のスプ
ール50と、パイロット室66とパイロットポート82との間
の連通度合を制御する第二のスプール52とよりなり、こ
れらがボールジョイント54により連結され、これにより
二つのスプールの互いに他に対する延在方向が少くとも
微小範囲内にて変化し得るようになっているので、弁要
素が一体の剛固な部材として構成される場合に比して、
弁要素自体及びこれを往復動可能に支持する部材の加工
精度に高精度を要求されることがなく、また部材の組付
け精度に高精度を要求されることもない。

尚この場合第一及び第二のスプールの連結構造は、図示
の実施例の如きボールジョイントに限定されるものでは
なく、第一のスプールにソケットが設けられ第二のスプ
ールにボールが設けられてもよく、また例えば第４図に
示されている如き構造であってもよい。第４図に示され
た構造に於ては、第一のスプール50の一端には第二のス
プール52が遊嵌状態にて嵌合している。スプール52の内
周面の実質的に中央には環状溝144が設けられ、該環状
溝内にはＯリング146が嵌込まれている。また第一のス
プール50の先端には止めリング148が装着されており、
該止めリングにより第二のスプール52が脱落することが
防止されるようになっている。従ってこの実施例に於て
も第一及び第二のスプールは互いに他に対する延在方向
を微小範囲内にて変化することができる。

以上に於ては本考案を特定の実施例について詳細に説明
したが、本考案はかかる実施例に限定されるものではな
く、本考案の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による遮断弁の一つの実施例を示す軸線
に沿う断面図、第２図は第１図の線II−IIに沿う横断面
図、第３図は第一及び第二のパイロット圧力の間の差圧
P₁−P₂が比較的速く変化する場合に於ける差圧と遮断弁
の開弁量Ａとの関係を示すグラフ、第４図は弁要素の第
一及び第二のスプール相互の連結構造の他の一つの実施
例を示す部分断面図である。 10…ケーシング,14…端壁,16…孔,18…端部円筒体,20…
中間円筒体,22…弁座部材,24…ガイド部材,26…エンド
キャップ,28…ロックナット,30…Ｏリングシール,32…
ガイド部材,34…小径孔,36…大径孔,38…大径部,40…ス
リーブ部,42…ガイド孔,44…弁室,46…ハウジング,48…
弁要素,50…第一のスプール,52…第二のスプール,54…
ボールジョイント,56…係合面,58…弁座,60…ばね座,62
…圧縮コイルばね,64…ガイド孔,66…第一のパイロット
室,68、70…Ｏリングシール,72…溝,74…通路,76…第一
のポート,78…溝,80…通路,82…第一のパイロットポー
ト,84…第二のポート,86…溝,88…通路,90…環状溝,92
…第二のパイロットポート,94…通路,96…第二のパイロ
ット室,98〜104…通路,108…テンションカラー，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 古川 保 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)考案者 福田 正博 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)考案者 林 兼司 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−55420（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−188232（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】第一及び第二のポートと連通する弁室及び
   弁座を備えたハウジングと、前記弁室内に往復動可能に
   配置され前記弁座と共働して前記第一及び第二のポート
   の相互の連通を制御する弁要素と、前記ハウジングと前
   記弁要素の一端とにより郭定されパイロットポートと連
   通するパイロット室と、前記パイロット室内の圧力に抗
   して前記弁要素をその閉弁位置へ向けて付勢するばね
   と、前記ばねに摩擦係合してその弾性変形を抑制する手
   段とを有し、前記弁要素は少くとも前記閉弁位置近傍に
   於ては前記弁座に近付くにつれて前記パイロット室と前
   記パイロットポートとの連通度合を漸次低減するよう構
   成されていることを特徴とするパイロット式遮断弁。