JPH11304037A

JPH11304037A - バルブ

Info

Publication number: JPH11304037A
Application number: JP11160898A
Authority: JP
Inventors: Kinya Ishida; 欣也石田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1998-04-22
Filing date: 1998-04-22
Publication date: 1999-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で、逆止弁がなく、出力側の圧力
が入力側に逆流しないバルブを提供する。【解決手段】ハウジング２内に入力ポート１１と出力
ポート１２との連通を規制する弁４を両ポート間の連通
を規制するように配設し、弁４を閉弁状態とするスプリ
ング１６の付勢力に抗して外部圧力により弁４を開弁さ
せて両ポート１１，１２を連通させるバルブ１におい
て、ハウジング２には入力ポート１１、出力ポート１
２、および圧力作用室１３が設けられ、圧力作用室１３
には入力ポート１１からのパイロット圧が供給され、弁
４は圧力作用室１３の圧力により開弁されるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバルブに関するもの
であり、特に、入力ポートに所定圧が作用すると弁を開
弁するバルブに係る。

【０００２】

【従来の技術】従来、バルブは電磁弁を用いることによ
り直接バルブを開閉する直動方式、外部圧を電磁弁によ
り制御してバルブを開閉する外部パイロット方式、入力
側の圧力を電磁弁で制御してバルブを開閉する内部パイ
ロット方式が知られており、例えば、このような方式の
バルブは流体制御用２・３ポートバルブ（ソレノイドバ
ルブ／エアオペレートバルブ）カタログ（ＳＭＣ株式会
社１９９６年３月発行）に開示されている。

【０００３】この中の直動式のバルブでは、電磁弁によ
り弁を制御し、入力側と出力側を連通または非連通させ
るものである。一般的には電磁弁のコイルに通電されて
いないときには、リターンスプリングによりアマーチャ
（電磁弁の軸）が下方に押圧されて弁が閉じ、入力側と
出力側が閉じた状態（非連通状態）になっている。そこ
で、電磁弁のコイルに通電がなされると、アマーチャが
コイルの中心方向、即ち、コイル側に吸引されて、入力
側と出力側が連通した状態になる。

【０００４】また、図３に示される内部パイロット方式
のバルブでは、内部にオリフィスを有し弁を開弁方向に
付勢するダイヤフラムスプリングの付勢力に抗してアマ
ーチャにより閉弁させる構造をとっている。この構成に
おいて、電磁弁のコイルに通電されていないとき（図４
（ａ）参照）には、入力側（ＩＮ側）の流体はオリフィ
スを通り圧力作用室に充填されるので入力側の圧力がダ
イヤフラムを介して等圧なり、圧力作用室の圧力とアマ
ーチャを下方に付勢するリターンスプリングの付勢力に
より弁が閉じている。そこで、電磁弁のコイルに通電が
されると（図４（ｂ）参照）、アマーチャがコイル側に
吸引されてパイロットオリフィスが開き開き始める。こ
れにより、圧力作用室に充填された流体は、パイロット
オリフィスを通って出力側（ＯＵＴ側）へ流れる。その
結果、圧力作用室の圧力が下がることから弁を押し下げ
る力が弱まり、弁を押し上げるダイヤフラムスプリング
の付勢力によりアシストされて弁が開弁する（図４
（ｃ）参照）。

【０００５】また、制御機器総合カタログＶｅｒ．１
（株式会社コガネイ１９９６年４月発行）の７７５頁
に示されるような逆止弁は、バルブ本体の中に弁体がス
プリングにより付勢され、弁が閉じた状態になってお
り、入力ポートに一定圧が作用することで弁が開き、出
力ポートと連通するようになっている。

【０００６】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
に示すバルブにおいては弁を開閉するために、コイルま
たは電磁弁が必要となり、構造が複雑化してコストアッ
プしてしまうものとなる。また、出力側が入力側よりも
高圧になった場合には、出力側の流体が入力側に逆流し
てしまうために、逆止弁を設けなければならない。

【０００７】また、逆止弁はスプリングの付勢力により
弁を閉弁状態としているが、入出力ポート間の漏れを防
止するためには、スプリングの付勢力を強くしなければ
ならない。このように、スプリングの付勢力を強くする
と、弁を開弁させるためには、高い圧力が必要となり、
低い圧力では動作しなくなってしまう。

【０００８】よって、本発明は上記の問題点に鑑みてな
されたものであり、構造を簡単なものとすると共に、出
力側の流体が入力側に逆流せず、低い圧力でも弁が開く
構造とすることを技術的課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに講じた技術的手段は、ハウジング内に入力ポートと
出力ポートとの連通を規制する弁を両ポート間に配設
し、弁を閉弁状態とするスプリングの付勢力に抗して外
部圧力により弁を開弁させて両ポートを連通させるバル
ブにおいて、ハウジングには入力ポート、出力ポート、
および圧力作用室が設けられ、圧力作用室には入力ポー
トからのパイロット圧が供給され、弁は圧力作用室の圧
力により開弁されるようにした。

【００１０】上記の構成により、圧力作用室には入力ポ
ートから圧力（パイロット圧）が供給され、圧力作用室
の圧力により弁が開弁するようにしたので、弁を開閉す
る電磁弁は必要なくなり、簡単な構成により弁をパイロ
ット圧により開弁させることが可能となる。

【００１１】この場合、入力ポートと圧力作用室を連通
する連通孔を設ければ、連通孔を入力ポートと圧力作用
室に設けるだけで、圧力作用室に入力側のパイロット圧
を供給し、弁を開弁させることが可能となる。

【００１２】また、圧力作用室に圧力作用室内を摺動す
るピストンを設け、ピストンに弁はつながり、ピストン
の動作により開弁するようにして、外部圧力がピストン
に作用しない場合に弁を閉状態となるようにすれば、出
力側の圧力が入力側の圧力より高くなっても、出力側か
ら入力側に圧力が逆流することはなく、逆止弁は必要な
くなり、ピストンの受圧面にかかる圧力で弁を開状態と
することができるため、低い圧力で弁を開けることが可
能となる。

【００１３】更に、ハウジングのピストンの摺動範囲内
に圧力を開放する排出孔を設ければ、ピストン摺動時に
ピストンの摺動範囲の圧力は排出孔により排出されるた
め、ピストンの摺動に影響を与えないものとなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００１５】図１は本発明のバルブ１の構成を示してい
る。バルブ１を構成するハウジング２には、吸入口２１
を介して流体を取り入れる入力ポート１１と、流体を排
出口２２を介して排出する出力ポート１２が穿設され、
両ポート１１，１２を連通する連通孔２ｂが設けられて
いる。連通孔２ｂの出力ポート側は環状の弁座となるテ
ーパ面２ｂｂを有しており、テーパ面２ｂｂに着座可能
な状態で弁体（弁）４が配設されている。弁体４はハウ
ジング２に設けられたテーパ面２ｂｂの傾斜角度に一致
する面を有した円形形状のものであり、中央にはネジ孔
が設けられており、このネジ孔には後述するピストン３
のシャフト３ａの先端が螺合する。

【００１６】また、ハウジング２の入力ポート上部には
圧力作用室１３となる円筒状の孔２ｄが軸方向に穿設さ
れており、円筒状の孔２ｄの内壁がガイド面２ａとなっ
ている。このガイド面２ａを外周にＯリング等のシール
部材３１が外周溝に嵌着され、シールを保った状態で円
盤状の弁体４より径が大きいピストン３が摺動する。ピ
ストン３は弁４とネジにより係合するシャフト３ａによ
り、弁体４と一体となって軸方向に可動する。この場
合、シャフト３ａは入力ポート１１と円筒状の孔２ｄの
中心を貫通する孔に支持され、ハウジング２とピストン
３により区画されたピストン下側の空間と入力ポート１
１とはＯリング等のシール部材３４により、シールが保
たれた状態で摺動を行う。ピストン３のシャフト上には
入力ポート１１の底面に係止されたスプリング１６を受
ける円盤状のリテーナ１５が、シャフト３ａの途中位置
で溶接等により固定されており、ハウジング２に係止さ
れたスプリング１６の付勢力により、ピストン３に圧力
が作用していないときには、弁体４がハウジングのテー
パ面（弁座）２ｂｂに着座するようになっている。

【００１７】一方、ハウジング２には円筒状の孔２ｄに
対して、入力ポート１１と円筒状の孔２ｄを連通する連
通孔１４が穿設され、連通孔１４および円筒状の孔２ｄ
を塞ぐように、ハウジング２の一端の開口にハウジング
カバー５が被せられている。この場合、ハウジングカバ
ー５はハウジング２との環状の当接面をＯリング等のシ
ール部材３２によりシールした状態で、ハウジング２の
一方の開口を塞いでいる。このようにハウジングカバー
５をハウジング２に被せることにより空間が形成され、
この空間が圧力作用室１３となり、入力ポート１１から
の圧力（パイロット圧）が圧力作用室１３に導かれるよ
うになっており、圧力作用室１３にかかるパイロット圧
により、ピストン３をガイド面２ａに沿って押圧可能と
なっている。

【００１８】また、ハウジング２の出力ポート側では、
弁体４がピストン３のシャフト３ａに取り付けられた
後、下側の開口を塞ぐようにＯリング等のシール部材３
３によって、ハウジング２の下側がシールされている。
この場合、図示しない固定部材によりハウジング２の底
部においてハウジングカバー６は固定され、弁体４が開
弁したときに吸入口２１と排出口２２は連通するように
なっている。

【００１９】次に、作動について説明する。吸入口２１
に外部からの圧力が作用していない場合、連通孔１４を
介して圧力作用室１３に圧力が作用しない。このため、
ピストン３は軸方向に圧力が作用しないので下方に動か
ない。この場合、弁体４はシャフト上に固定されたリテ
ーナ１５から上方への付勢力を受け、弁体４がハウジン
グ２のテーパ面２ｂｂに着座し、弁が閉じた状態を維持
する。

【００２０】この状態から、吸入口２１に圧力が作用す
ると入力ポート１１の圧力が増加して、その圧力は連通
孔１４を介して圧力作用室１３に導かれる。圧力作用室
１３に供給された圧力は、ピストン３をハウジング２の
ガイド面２ａに沿って下方に押圧するように作用する。
つまり、ピストン３は図１に示す実線の状態から破線の
状態に下側へ遷移する。ピストン３の移動に伴い、弁体
４がスプリング１６の付勢力に抗して押し下げられるこ
とでテーパ面２ｂｂで構成される弁座から離れ、弁４が
開弁するものとなる。このように、弁体４が開弁する
と、入力ポート１１に供給されている高圧の流体は、出
力ポート１２へと導かれ、その後、排出口２２から排出
され、スプリング１６の付勢力に抗するパイロット圧が
入側に作用すれば、入力ポート１１と出力ポート１２は
連通するものとなる。このため、スプリング１６の付勢
力のチューニングのみで、入力側の圧力を一定圧以下に
なるように抑えることができる。

【００２１】この場合、圧力作用室１３に圧力作用室内
を摺動するピストン３を設け、ピストン動作により開弁
するようにして、外部圧力がピストン３に作用しない場
合に弁を閉状態となるようにすれば、出力側の圧力が入
力側の圧力より高くなっても、出力側から入力側に圧力
が逆流することはなく、従来のような逆止弁は必要なく
なる。

【００２２】また、スプリング１６の付勢力が弁体４を
確実に着座させるように作用した場合であっても、入力
ポート１１から弁体４に作用する圧力を受ける弁体４の
受圧面積よりも、ピストン３の受圧面積の方を大きくし
たので、ピストン３の受圧面にかかる圧力により弁を開
けることができる。このため、圧力損失が少なく、吸入
口２１にかかる圧力が低い圧力でも弁を開弁させること
ができる。

【００２３】更に、ピストン３が圧力を受け、ガイド面
２ａに沿って摺動を成すとき、ピストン３の摺動範囲内
に圧力を大気等に開放する排出孔１７をハウジング２の
側壁等に設ければ、ピストン摺動時にピストン摺動内の
圧力は排出孔１７より排出されるため、ピストン運動し
易くなる。

【００２４】

【効果】本発明によれば、ハウジング内に入力ポートと
出力ポートとの連通を規制する弁を両ポート間に配設
し、弁を閉弁状態とするスプリングの付勢力に抗して外
部圧力により弁を開弁させて両ポートを連通させるバル
ブにおいて、ハウジングには入力ポート、出力ポート、
および圧力作用室が設けられ、圧力作用室には入力ポー
トからのパイロット圧が供給され、弁は圧力作用室の圧
力により開弁されるようにしたことにより、圧力作用室
には入力ポートから圧力（パイロット圧）が供給され、
圧力作用室の圧力により弁が開弁するようにしたので、
弁を開閉する電磁弁は必要なくなり、簡単な構成により
弁をパイロット圧により開弁させることができる。

【００２５】この場合、入力ポートと圧力作用室を連通
する連通孔を設ければ、連通孔を入力ポートと圧力作用
室の間に設けるだけで、圧力作用室に入力側のパイロッ
ト圧を供給し、弁を開弁させる構造とすることができ
る。

【００２６】また、圧力作用室に圧力作用室内を摺動す
るピストンを設け、ピストンに弁はつながり、ピストン
の動作により開弁するようにして、外部圧力がピストン
に作用しない場合に弁を閉状態となるようにすれば、出
力側の圧力が入力側の圧力より高くなっても、出力側か
ら入力側に圧力が逆流することはなく、逆止弁は必要な
くなり、ピストンの受圧面にかかる圧力で弁を開状態と
することができるため、低い圧力で弁を開けることが可
能となる。

【００２７】更に、ハウジングのピストンの摺動範囲内
に圧力を開放する排出孔を設ければ、ピストン摺動時に
ピストンの摺動埴内の圧力は排出孔により排出されるた
め、ピストンの摺動に影響を与えない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるバルブの断面図
である。

【図２】図１に示すＡ−Ａ断面図である。

【図３】従来の内部パイロット方式バルブの断面図で
ある。

【図４】図３に示すバルブの開弁動作を示した図であ
る。

【符号の説明】

１バルブ２ハウジング３ピストン４弁体（弁）１１入力ポート１２出力ポート１３圧力作用室１４連通孔１６スプリング１７排出孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング内に入力ポートと出力ポート
との連通を規制する弁を前記両ポート間に配設し、前記
弁を閉弁状態とするスプリングの付勢力に抗して外部圧
力により前記弁を開弁させて前記両ポートを連通させる
バルブにおいて、前記ハウジングには入力ポート、出力ポート、および圧
力作用室が設けられ、該圧力作用室には入力ポートから
のパイロット圧が供給され、前記弁は前記圧力作用室の
圧力により開弁されることを特徴とするバルブ。
【請求項２】前記入力ポートと前記圧力作用室を連通
する連通孔を設けた請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】前記圧力作用室に圧力作用室内を摺動す
るピストンを設け、該ピストンに前記弁はつながり、前
記ピストンの動作により開弁するようにし、外部圧力が
ピストンに作用しない場合に前記弁を閉状態とする請求
項２に記載のバルブ。
【請求項４】前記ハウジングの前記ピストンの摺動範
囲内に圧力を開放する排出孔を設けた請求項３に記載の
バルブ。