TWI512221B

TWI512221B - 常閉型三通閥

Info

Publication number: TWI512221B
Application number: TW101140299A
Authority: TW
Inventors: Akira Kuribayashi; Hitoshi Yamamoto
Original assignee: Smc Corp
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2015-12-11
Also published as: TW201416588A

Description

常閉型三通閥

本發明是關於常閉型三通閥，特別是關於具備有平衡機構可減輕位於開閥位置之閥構件其閉閥用所需之操作力的常閉型三通閥之改良。

先前，具備有上述平衡機構的常閉型三通閥，已知其具備與本發明相關之三通閥相同基本構成的閥體，構成為將閥構件操作用之桿受到推壓達到開閥時流出至輸出埠側的流體壓力對閥構件作用成閉閥用的背壓。

常閉型三通閥中，當其不具備有上述平衡機構時，則當閥構件受到桿推壓成為開閥時流出至輸出埠側的流體壓力就會對閥構件作用成要將閥構件保持在開閥位置之方向的作用力，因此，即使對開閥用的桿之開閥所需的推壓力消失，但對上述閥構件若沒有作用有要對抗流出至輸出埠側的流體壓力使其閉閥的作用力時就不會閉閥，於是就需要例如：由閥構件用的復位彈簧賦予閉閥力，或者，具備有強制性閉閥用的機構。接著，當利用復位彈簧對閥構件作用上述閉閥力時，在開閥時就需要對抗該復位彈簧的彈推力及主流體的壓力進行開閥，因此為了開閥就需要對桿施加強大的操作力。

上述平衡機構，為了要減輕上述開閥所需的操作力，是構成為當閥構件位於閥開位置時，其可使輸出埠側的主流體壓通過設置在閥構件的通氣孔流入至形成在該閥構件背後的背壓室，因此於開閥時，是需要對通過桿內開口至外部的排氣流路進行關閉，並且利用閥構件開放主閥座，此外，需要將可使輸出埠側之主流體的壓力流入至上述背壓室之閥構件的通氣孔保持成為朝輸出埠側開放的狀態。該三通閥的閉閥，通常是由要對閥構件作用有小彈推力的復位彈簧執行，即，在解除上述桿對閥構件之推壓的同時開放要通過桿內開口至外部的排氣流路藉此執行閉閥。

於是，已知的常閉型三通閥，就會採用如第8圖所示之構成的閥構件40。該閥構件40，是安裝使用在具備有與第1圖常閉型三通閥大致相同構成的閥體1，構成為是於和該閥體1的主閥座2成為相向被保持成氣密朝接離方向滑動自如的閥構件本體41，具備有：要接離該閥體1的主閥座2的主座面44；及藉由開閥用之桿5內的排氣流路6之內端的壓接來關閉該排氣流路6的排氣座面45，但該排氣座面45，本來就以配置在非常鄰接於主座面44之周圍的位置為佳，然而，上述兩座面之間又需要開口有要連通於上述背壓室8的通氣孔，因此上述主座面44和上述排氣座面45就無法設置在同一平面上，基於此，就在閥構件本體41的上部設置段差42，將主座面44設置在下段，將排氣座面45設置在下段，藉此就能夠在上述段差42的部份開口有通氣孔，構成為能夠由上述兩座面44、45執行穩定的流體流通暨阻斷。

然而，採用上述構成時，在製造該閥構件40時，由於上述主座面44和排氣座面45都是以獨立的座材成型因此個別穩定固定在閥構件本體41有其困難性，基於此，針對閥構件本體41就以具有橡膠彈性的座材為單一的襯橡膠設有跨越上述段差42之上下段的一體性座構件43，再加上，為了使通氣孔開口在上述段差42的側面部份，是需要從閥構件本體41的下面穿設有未到達上面的通氣孔46及將其上部開口在側面的分岐通孔47，因此，該閥構件本體41就難以利用成型品製造，再加上，上述座構件43的襯橡膠構造以及上述通氣孔46及分岐通孔47的形成，都必須利用金屬材的切削加工才能成型，此外，對該閥構件本體41需施以個別的襯橡膠，其結果就會使閥構件的製造成本變成比較高價。

本發明的技術性課題，是提供一種將閥構件形成為具有以能夠簡單成型及組裝的成型品就可製造的零件之結合構造，藉此使閥構件製造成本降低的常閉型三通閥。

為了解決上述課題，根據本發明時，是可提供一種如下述構成的常閉型三通閥，即，該常閉型三通閥具備有要相對於閥體內的供應埠和輸出埠之間所設置的主閥座，從上述供應埠側由復位彈簧彈推往閉閥方向的閥構件，於藉由對該閥構件之開閥操作力的賦予使主閥座開放之開閥用的桿內，設有透過對該閥構件上之排氣座面的抵接就會關閉的排氣流路，於該閥構件，設有當該閥構件位於閥開位置時可使形成在其背後的背壓室連通於輸出埠側之主流體流路的通氣孔，藉此構成為具有可使作用在該閥構件之表背面的流體壓平衡的平衡機構，於該常閉型三通閥中，其特徵為，上述閥構件，是由：被保持成對上述主閥座朝接離方向滑動字如，於內部設有形成上述通氣孔用之貫通孔的閥構件本體；以具有橡膠彈性之圓盤狀密封材形成，抵接在上述閥構件本體之主閥座相向面，於上述主閥座所相向的部位形成有主座面，並且於上述開閥用之桿的排氣流路之端面所相向的部位形成有排氣座面，再加上，設有通孔可使上述閥構件本體的貫通孔開口在上述排氣座面和排氣座面之間的座構件；氣密嵌入在該座構件的中央部使前端卡止在上述閥構件本體，藉此將該座構件固定在閥構件本體的固定構件；及可使上述座構件之周邊保持在上述閥構件本體上的扣壓框所構成，又加上，上述閥構件構成用的各零件都是由成型品形成。

於本發明相關之常閉型三通閥的較佳實施形態中，要使上述座構件之周邊保持在上述閥構件本體上的扣壓框，是構成為具備有可卡止在座構件的周邊藉此將該座構件夾持在其與閥構件本體周邊之間的卡止緣部，要抵接在閥構件本體周緣之該扣壓框的周緣下部是利用焊接或黏接固定在該閥構件本體。

此外，於本發明另一較佳實施形態中，對上述閥構件要賦有開閥操作力之上述開閥用的桿之前端，也可構成為從上述閥體突出至外部，使該桿的外端成為閥操作機構要機械式抵接的抵接端。

再加上，於本發明最佳實施形態中，是在上述閥構件本體的主閥座相向面，形成有可使閥構件之座構件的主座面和排氣座面之間對應設置的通孔連通於該閥構件本體之上述貫通孔的凹槽，或者是，於上述閥構件本體的主閥座相向面，設有要插入在閥構件之座構件的主座面和排氣座面之間對應設置的通孔藉此使座構件定位並且抑制該通孔變形狹窄化的突子。

根據以上詳述之本發明的常閉型三通閥時，是可提供一種將閥構件形成為具有以能夠簡單成型及組裝之成型品就可製造的零件之結合構造，藉此使閥構件製造成本降低的常閉型三通閥。

〔發明之實施形態〕

第1圖，揭示著本發明相關之常閉型三通閥的實施一例。該常閉型三通閥，具備有與設置在閥體1內的供應埠P和輸出埠A之間的主閥座2相向，從上述供應埠P由復位彈簧4彈推往閉閥方向的閥構件3。此外，藉由對該閥構件3之開閥操作力的賦予使主閥座2開放之開閥用的桿5，於其內部設有透過對該閥構件3的抵接就會關閉的排氣流路6，形成為藉由其內端接離下述之閥構件3上的座構件32就能夠開閉該排氣流路6。再加上，於上述閥構件3，設有當該閥構件位於閥開位置時可使形成在其背後的背壓室8連通於輸出埠側A之主流體流路的通氣孔9，藉此構成為可使要作用在該閥構件3之表背面的流體壓平衡的平衡機構。

另，上述通氣孔9是經常使背壓室8連通於輸出埠側A之主流體的流路，但於第1圖所示之閉閥時輸出埠A側的流路為大氣開放，因此背壓室8內就不會導入有壓力空氣。

上述閥構件3，於其與主閥座2成相向的位置是配設成滑動自如在要對該主閥座2接離的方向，但該閥構件3的保持，是透過下述構成執行，即，對設置在閥體1內之閥孔10的內面嵌接可使爪部12a彈性卡止固定的保持構件12，藉此於該保持構件12內的缸筒部12b隔著密封構件13使閥構件3嵌插成滑動自如在要對主閥座2接離的方向，如此一來，在上述缸筒部12b內之閥構件3的背後就會形成上述背壓室8。

另，上述閥構件3，並不一定要由上述的保持構件12保持不可，其也可於上述主閥座2的供應埠P，在閥體1等配設成要相對於主閥座2滑動自如在接離方向。

此外，上述開閥用的桿5，是保持在上述閥體1成滑動自如在閥構件3的軸線方向，如上述於其內部具備排氣流路6，其閥構件3側的端面5a形成為排氣用閥部，構成為藉由抵接在該閥構件3上的座構件32使排氣流路6關閉，其另一端，是從上述閥體1突出至外部，將該外端做為閥操作機構之適宜操作元件要機械式抵接的抵接端5b，上述排氣流路6的外端，是於從閥體1突出至外部的部份在該桿5的側面做為排氣埠R開放。另，上述桿5的外端是可利用適當的閥操作機構構成用的致動器使其動作。

被保持在閥體1之該桿5的保持，是藉由對設置在閥體1內之桿保持孔14的內面嵌接可使爪部15a彈性卡止固定的桿保持構件15，藉此使該桿5滑動自如嵌插在該桿保持構件15內的內側筒狀部15b，接著，為了要將開口在輸入埠A側之流路的上述桿保持孔14關閉成氣密，上述桿5和閥體1之間是由保持在桿保持構件15的密封構件16、17密封著。此外，在桿5外圍所形成之彈簧承座部5c和閥體1的內面之間，是縮設有桿用復位彈簧18。

其次，參照第1圖~第4圖對上述閥構件3的構成進行詳細說明。

首先，上述閥構件3，是由：被保持成對上述主閥座2朝接離方向滑動字如，於內部設有要形成上述通氣孔9用之貫通孔31a的閥構件本體31；以具有橡膠彈性之圓盤狀密封材形成，要抵接保持在上述閥構件本體31之主閥座相向面31b的座構件32；氣密嵌入在該座構件32之中央部使前端部卡止在上述閥構件本體31之貫通孔31a 內，藉此將該座構件32固定在閥構件本體31的固定構件33；及可使上述座構件32之周邊保持在上述閥構件本體31上的扣壓框34所構成。

上述閥構件3構成用的零件即上述閥構件本體31、固定構件33及扣壓框34，是由金屬或合成樹脂的成型品形成，此外，上述座構件32，是由具有橡膠彈性的密封材形成為圓盤狀，由於各零件於成型後都沒有必要進行加工，因此與該等的成型需個別機械加工的形態等相比是能夠便宜成型，此外，從以下要說明之上述各零件的構成可明確得知，該等之各零件的組裝也能夠機械式執行，因此也能夠使製造成本低廉。

更具體性說明上述閥構件3之構成時，形狀為圓盤狀的上述座構件32，是構成為於上述主閥座2所相向的部位形成有接離該主閥座2的主座面32a，並且於上述開閥用之桿5的排氣流路6的端面5a所相向的部位形成有該端面5a接離的排氣座面32b，再加上，設有可使上述閥構件本體31之貫通孔31a開口在上述主座面32a和排氣座面32b之間的通孔32c，該通孔32c，為了要位於同心圓狀之主閥座2和桿5之排氣流路6的端面5a之間，其於平面視是形成為圓弧形。

上述座構件32，雖然是抵接、固定在上述閥構件本體31的主閥座相向面31b，但於該閥構件本體31的主閥座相向面31b，是設有插入在座構件32之上述主座面32a和排氣座面32b之間對應設置的通孔32c藉此使座構件32 定位並且抑制該通孔32c變形狹窄化的突子31c。上述突子31c，雖然是和座構件32的通孔32c為相同的平面圓弧形，但上述突子31c又以下述形態為佳，即，其兩外面側的形狀是形成為可和通孔32c之內面外圍側相接的圓弧面31d，藉此就能夠對座構件32進行穩定的定位，此外，於該突子31c之內側面側形成有可使其與通孔32c的內壁面之間產生間隙的凸部31e。

再加上，於上述閥構件本體31的主閥座相向面31b，形成有要使上述通孔32c連通於貫通孔31a的凹槽31f。

上述座構件32，如上述所示抵接在上述閥構件本體31的主閥座相向面31b之後，就於設置在其中央部以致其閥構件本體31側為小徑的圓錐孔32d，氣密嵌入具有大致同形之頭部的固定構件33，使其前端側鉤部33a壓入卡止在閥構件本體31的貫通孔31a內，藉此使該座構件32的中央部固定在閥構件本體31。

此外，於要使上述座構件32之周邊保持在上述閥構件本體31上的扣壓框34，具備有卡止在座構件32之周邊藉此將該座構件32夾持在其與閥構件本體31周邊之間的卡止緣部34a，要抵接在閥構件本體31周緣之該扣壓框34的周緣下部34b是利用焊接或黏接固定在該閥構件本體31的周緣。

另一方面，第5圖~第7圖，揭示著閥構件3的另一構成例，與上述第1圖~第4圖相比，該構成例省略突設在閥構件本體31之主閥座相向面31b的突子31c，並且將可使座構件32之主座面32a和排氣座面32b之間對應設置的通孔32c連通於該閥構件本體之上述貫通孔31a的凹槽31f形成在該閥體構件本體31。

於該形態時，能夠更確實執行將座構件32固定在閥構件本體31時之固定構件33及扣壓框34的固定。

另，該構成例之其他的構成及作用，與參照第1圖~第4圖已經說明之閥構件的情況並沒有不同，因此，於此對於主要部就標示同一圖號省略該等說明。

於具有上述構成的常閉型三通閥中，為了開閥對桿5的前端進行推壓時，該桿5之排氣流路6的端面5a會壓接在閥構件3的排氣座面32b，使桿內之排氣流路6關閉，並且利用該桿5反抗閥構件用復位彈簧4的彈推力使閥構件3受到推壓，藉此打開閥座。其結果，壓力空氣就會從供應埠P流動至輸出埠A，此外，於該閥開時，在閥構件3背後形成的背壓室8，就會經由設置在閥構件3的通氣孔9導入有輸出埠A側的流體壓，使作用在閥構件3之表背面的流體壓平衡。此外，只要上述桿5的內端面5a壓接在閥構件3的排氣用座部則要通過桿5內開口在外部的排氣流路6就會關閉著。

當對桿5之開閥所需的推壓力消失時，桿用復位彈簧18的彈推力就會使桿5復位，如上述要作用在閥構件3之表背面的流體壓是形成為平衡，因此只要以閥構件用復位彈簧4的小彈推力就能夠使閥構件3復位，該閥構件用復位彈簧4的彈推力即使形成為較小，但還是能夠使閥構件 3的主座面32a抵接在主閥座使主閥座2關閉。要推壓桿5進行開閥時的推壓力，只要能夠對抗桿用復位彈簧18及閥構件用復位彈簧4的彈推力即可。

當對桿5之開閥所需的推壓力消失時，桿5就會由桿用復位彈簧18的彈推力彈推回到原來的閉閥位置，因此桿5的端面5a就會離開閥構件3的排氣座面32b，使輸出埠A側的壓力空氣通過桿5內的排氣流路6從桿5的前端排出。與此同時，已經流入在閥構件3背後形成之背壓室8內的流體壓也會從閥構件3的通氣孔9經由桿5內的排氣流路6排出至外部，背壓室8內就會成為大氣壓。

1‧‧‧閥體

2‧‧‧主閥座

3‧‧‧閥構件

4‧‧‧復位彈簧

5‧‧‧桿

5a‧‧‧端面

5b‧‧‧抵接端

5c‧‧‧彈簧承座部

6‧‧‧排氣流路

8‧‧‧背壓室

9‧‧‧通氣孔

10‧‧‧閥孔

12‧‧‧保持構件

12a‧‧‧爪部

12b‧‧‧缸筒部

13‧‧‧密封構件

14‧‧‧桿保持孔

15‧‧‧桿保持構件

15a‧‧‧爪部

15b‧‧‧內側筒狀部

16‧‧‧密封構件

17‧‧‧密封構件

18‧‧‧桿用復位彈簧

31‧‧‧閥構件本體

31a‧‧‧貫通孔

31b‧‧‧主閥座相向面

32‧‧‧座構件

32a‧‧‧主座面

32b‧‧‧排氣座面

32c‧‧‧通孔

33‧‧‧固定構件

34‧‧‧扣壓框

P‧‧‧供應埠

A‧‧‧輸出埠

R‧‧‧排氣埠

第1圖為表示本發明相關之常閉型三通閥的實施例縱剖面圖。

第2圖為上述常閉型三通閥的閥構件平面圖。

第3圖為第2圖所示閥構件的A-A位置剖面圖。

第4圖為第2圖所示閥構件的分解透視圖。

第5圖為表示上述閥構件的變形例平面圖。

第6圖為第5圖所示閥構件的B-B位置剖面圖。

第7圖為第5圖所示閥構件的閥構件本體透視圖。

第8圖為使用與本發明之常閉型三通閥之閥體相同種類之閥體的習知閥構件剖面圖。