WO2012108501A1

WO2012108501A1 - プロテクションバルブ

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Publication number: WO2012108501A1
Application number: PCT/JP2012/052971
Authority: WO
Inventors: 一郎湊
Original assignee: ナブテスコオートモーティブ株式会社
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2012-08-16
Also published as: CN103442957B; JPWO2012108501A1; CN103442957A; US20140020778A1; JP5604536B2; EP2674338B2; US9239120B2; EP2674338A4; EP2674338A1; EP2674338B1

Abstract

　課題は、開弁の順序に規則性を持たせつつ厚みの薄いプロテクションバルブを提供すること。そのために、プロテクションバルブ（１）は、エアが入力される入力室（ａ）と、エアが出力される複数の出力ポートＰ２１からＰ２９と、１次側の圧力上昇に伴って開き、２次側の圧力低下に伴って閉じる保護弁であって、第１出力ポート（Ｐ２１）に対応して配置された第１保護弁（ＰＶ２１）、第２出力ポート（Ｐ２３）に対応して配置された第２保護弁（ＰＶ２３）と、を備えている。入力室（ａ）からは第１分岐路（ｂ）と第２分岐路（ｃ）とに分岐しており、第２分岐路（ｃ）において第２保護弁（ＰＶ２３）より上流側に、第１保護弁（ＰＶ２１）より開弁圧の高い時差形成用弁（ＴＭＶ）が配置されたことにより、第１保護弁（ＰＶ２１）と第２保護弁（ＰＶ２３）の開弁圧の差に拘わらず、第１保護弁（ＰＶ２１）の開弁後に時差をもって第２保護弁（ＰＶ２３）が開弁する。

Description

プロテクションバルブ

　本発明は、車両のブレーキ系統などに用いられるプロテクションバルブに関する。

　サービスブレーキ、パーキングブレーキ、クラッチ、サスペンションあるいは他の補機などをエア圧で作動させるようにした車両においては、エア系統の信頼性を高めるため、特許文献１～５に示される様なプロテクションバルブが使用される。

　これら従来のプロテクションバルブは、いずれも圧縮エアの入力ポート（１つ）と、エアを出力する出力ポート（複数）と、各エア出力ポートに対応した保護弁と、を備えている。以下、図１３を参照しつつ、従来のプロテクションバルブの回路構成について説明する。尚、図１３は、特許文献１に示されたプロテクションバルブ（以下「バルブ」と略称する）１１０の回路図である。

　図１３において、バルブ１１０は圧力源に接続される入口１１１と、第１主ブレーキ回路１１２に接続される出口１１３と、第２主ブレーキ回路１１４に接続される出口１１５と、スプリング・ブレーキ回路１１６に接続される出口１１７と、補機回路１１８に接続される出口１１９とを有している。

　また、入口１１１と出口１１３との間には第１弁１２０が設けられ、以下同様に入口１１１と出口１１５との間には第２弁１２１が、第１弁１２０の２次側（出口）と出口１１７との間には第３弁１２２が、第２弁１２１の２次側（出口）と出口１１９との間には第４弁１２３が設けられている。尚、第３弁１２２および第４弁１２３を、それぞれ第１弁１２０および第２弁１２１に接続する接続通路１３０および１３１の途中には、入口側から出口側への流通のみを許容する逆止弁１３２および逆止弁１３３がそれぞれ設けられている。

　このバルブ１１０においては、更に、第１弁１２０を迂回する第１迂回路が設けられるとともに、当該第１迂回路には入口側から出口側への流通のみを許容する逆止弁１２５および絞り弁１２６が設けられている。同様に、第２弁１２１を迂回する第２迂回路が設けられるとともに、当該第２迂回路には入口側から出口側への流通のみを許容する逆止弁１２８および絞り弁１２９が設けられている。

　また、入口１１１とスプリング・ブレーキ回路用出口１１７とが通路１３４によって連絡されており、通路１３４にはスプリング・ブレーキ回路用出口１１７側から入口１１１側への流通のみを許容する逆止弁１３５が介設されているとともに、絞り弁１３６が設けられている。

　このバルブ１１０によれば、例えば車両を一昼夜停止状態で放置した際に第１主ブレーキ回路１１２が失陥してエアが抜けると、スプリング・ブレーキ回路１１６のエア・タンクに貯留されたエアは、通路１３４の逆止弁１３５および絞り弁１３６を経由して入口１１１に至り、更に第１絞り弁１２６、逆止弁１２５および出口１１３を経由して、失陥した第１主ブレーキ回路１１２から放出される。

　これにより、スプリング・ブレーキ回路１１６の圧力が低下し、運転者によってスプリング・ブレーキの解除操作がなされても、スプリング・ブレーキ装置のエア・チャンバーにエアが供給されないため、スプリング・ブレーキを解除できず、車両が発車できない状態となる。これにより、エンジン始動後（圧力源始動後）に第２主ブレーキ回路１１４が効力を発揮するまでの間にスプリング・ブレーキが解除できてしまうといったことがなくなり、安全上の問題を解消できる。

特開平１０－１００８８８号公報特開２００５－１２７４７７号公報特開２００６－１６８３９３号公報特開２００７－２８５５１８号公報特開２００８－１３７４８０号公報

　ところで、上述した特許文献１記載のプロテクションバルブにあっては（或いはその他の特許文献２～５記載のプロテクションバルブにおいても同様）、第３弁１２２は第１弁１２０の下流側に接続され、即ち第１弁１２０と第３弁１２２とが直列的に接続されている。また同様に第４弁１２３は第２弁１２１の下流側に接続され、即ちこれら弁が直列的に接続されている。

　これは、開弁の順序に規則性を持たせる必要があるといった車両の仕様上の理由に基づくものであり、即ち第１弁１２０が開弁する前に（第１主ブレーキ回路１１２が使用可能となる前に）、第３弁１２２が開弁してはならない（スプリング・ブレーキ回路１１６が解除可能となってはならない）、といった要請に基づいている。第４弁１２３と第２弁１２１との関係もまた、同様である。

　ところで、従来のプロテクションバルブの回路構成は以上の通りであるが、プロテクションバルブの基体（ボディ）の構造としては、特許文献２、３、５に示す様に、略Ｌ字形状を成す基体の各面に開口を形成した上で各弁が収容される様に構成されたものがある。また特許文献４に示すものは、概ね直方体の形状を成す基体の各面に開口を形成した上で各弁や主要部品が収容される様に構成されている。

　しかしながら、２つの保護弁を直列的に接続することで開弁の順序に規則性を持たせる従来の構成は、プロテクションバルブの基体内部の流路が複雑化し易く、特に基体の厚みが厚くなり易いが、その一方で車両の仕様によっては厚みのより薄いプロテクションバルブの要請がある。即ち、従来通り開弁の順序に規則性を持たせながらも、厚みの薄いプロテクションバルブの開発が望まれていた。

　そこで本発明はこの様な状況に鑑みなされたものであり、その目的は、開弁の順序に規則性を持たせつつ厚みの薄いプロテクションバルブを提供することにある。

　上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、エアが入力される入力室と、エアが出力される複数の出力ポートと、１次側の圧力上昇に伴って開き、２次側の圧力低下に伴って閉じる保護弁であって、前記複数の出力ポートを構成する第１出力ポートに対応して配置された第１保護弁、及び前記複数の出力ポートを構成する第２出力ポートに対応して配置された第２保護弁と、を備え、前記入力室からはエアの流路が少なくとも前記第１出力ポートに通じる第１分岐路と前記第２出力ポートに通じる第２分岐路とに分岐しており、前記第２分岐路において前記第２保護弁より上流側に前記第１保護弁より開弁圧の高い時差形成用弁を配置することにより、前記第１保護弁と前記第２保護弁の開弁圧の差に拘わらず、前記第１保護弁の開弁後に時差をもって前記第２保護弁が開弁する構成を備えることを特徴とするプロテクションバルブである。

　本態様によれば、第１保護弁と第２保護弁の開弁の順序の規則性は、第１保護弁と第２保護弁とを直列的に接続することで実現されるのではなく、第１保護弁と第２保護弁とを並列的に配置した上で、第２保護弁の上流側に第１保護弁より開弁圧の高い時差形成用弁を配置することで実現されるので、プロテクションバルブのバルブ本体内部の構成が複雑化することを防止できる。尚、時差形成用弁は開弁圧のみ厳密に規定すれば良く、保護弁を直列接続する回路構成に比して、プロテクションバルブのバルブ本体の設計の自由度が向上する。

　本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記第２分岐路は、前記第２保護弁の上流側で少なくとも前記第２出力ポートに通じる第３分岐路と、前記複数の出力ポートを構成する第３出力ポートに通じる第４分岐路とに分岐しており、前記第４分岐路には、１次側の圧力上昇に伴って開き、２次側の圧力低下に伴って閉じる第３保護弁が、前記第３出力ポートに対応して配置され、前記プロテクションバルブのバルブ本体において前記第２保護弁及び前記第３保護弁が、第１軸、第２軸、第３軸、のこれらの直交座標軸において、前記第１軸方向に延びる２次側空間と、当該２次側空間の周囲に形成される１次側空間と、を画設する、第１軸と平行な軸線まわりに形成される仕切壁、および当該仕切壁の端部を弁座として、前記第１軸方向に変位することで前記１次側空間と前記２次側空間との間の連通及び遮断を行う弁体を備えて構成され、前記時差形成用弁が、前記第２軸方向に延びる１次側空間と、当該１次側空間の周囲に形成される２次側空間と、を画設する、第２軸と平行な軸線まわりに形成される仕切壁、および当該仕切壁の端部を弁座として、前記第２軸方向に変位することで前記１次側空間と前記２次側空間との間の連通及び遮断を行う弁体を備えて構成され、前記第２保護弁及び前記第３保護弁が、前記第３軸方向に所定の間隔を空けて配置され、前記時差形成用弁が、前記第３軸方向において前記第２保護弁と前記第３保護弁との間に配置されたことで、前記時差形成用弁の２次側空間と、前記第２保護弁及び前記第３保護弁のそれぞれの１次側空間とが隣接して位置するとともに、前記時差形成用弁の２次側空間と、前記第２保護弁及び前記第３保護弁のそれぞれの１次側空間とが連通する様に構成されていることを特徴とする。

　本態様によれば、時差形成用弁の配設にあたり、プロテクションバルブのバルブ本体の厚み（第２軸方向厚み）の増加を抑制することができる。尚、その理由は、後に詳しく説明する。

本発明に係るプロテクションバルブの回路図。本発明に係るプロテクションバルブがエアドライヤに接続された状態を示す　　斜視図。本発明に係るプロテクションバルブの正面図。本発明に係るプロテクションバルブの背面図。本発明に係るプロテクションバルブの右側面図。本発明に係るプロテクションバルブの左側面図。図５のａ－ａ断面図。図３のｂ－ｂ断面図。（Ａ）、（Ｂ）は時差形成用弁の構造を説明する為の弁構造の模式図。図３のｃ－ｃ断面図。図３のｄ－ｄ断面図。（Ａ）、（Ｂ）はチェックバルブの断面図（図７の部分拡大図）。従来技術に係るプロテクションバルブの回路図。チェックバルブＣＶ２４、ＣＶ２５、ＣＶ２６の構成について前記図７及び図１１の構成と異なる他の例を示す要部断面図。チェックバルブＣＶ０２の構成について前記図７及び図１２の構成と異なる他の例を示す要部断面図であり、（Ａ）は一次回路側が高圧の通常時を示し、（Ｂ）は一次回路側が失陥して大気圧になった場合を示す。

　以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。尚、以下に説明する実施形態はあくまで本発明の一実施形態であり、本発明を限定するものでないことを前提にして、以下の実施形態を説明する。

　図１は本発明の一実施形態に係るプロテクションバルブ１の回路図、図２はプロテクションバルブ１がエアドライヤ２００に接続された状態を示す斜視図、図３はプロテクションバルブ１の正面図、図４は同背面図、図５は同右側面図、図６は同左側面図である。

　また、図７は図５のａ－ａ断面図、図８は図３のｂ－ｂ断面図、図９（Ａ）、（Ｂ）は時差形成用弁ＴＭＶの構造を説明する為の弁構造の説明図である（図９（Ａ）が本実施形態を示す）。更に、図１０は図３のｃ－ｃ断面図、図１１は図３のｄ－ｄ断面図、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）はチェックバルブＣＶ０２の断面図（図７の部分拡大図）である。

■■■１．プロテクションバルブの回路構成■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
　以下では先ず、プロテクションバルブ１の回路構成について図１および図２を参照しながら説明する。　
　プロテクションバルブ１は、大略的には１つの入口ポートと複数の出力ポートとを備えるとともに、いずれかの出力ポートに接続された圧力回路が失陥して流体の一例であるエアの漏れが生じた際に、圧力低下に伴って閉じる保護弁が各出力ポートに対応して配設されたプロテクションバルブである。

　このプロテクションバルブ１は、例えば図２に示す様に車両フレーム３００に設けられたエアドライヤ２００に接続される。エアドライヤ２００は、図示しないエアコンプレッサから供給される圧縮エアをエア取り入れ口２０１、２０２から内部に取り込み、圧縮エアに含まれる油分等の不純物を除去処理し、不純物を除去処理した圧縮エアを図示しないエア送出口から送出する。尚、本明細書ではエアドライヤ２００の詳細な構成については図示及びその説明を省略するものとする。そしてエアドライヤ２００のエア送出口（不図示）に、本発明の一実施形態に係るプロテクションバルブ１のエア取り込み口である入力ポートＰ１が接続される。

　図１において「Ｐ２※」（※は整数）は全てプロテクションバルブ１のエア送出口である出力ポートを示しており、「第１出力ポート」としての出力ポートＰ２１、及び出力ポートＰ２２には、例えば車両のサービスブレーキ回路が接続される。また「第２出力ポート」としての出力ポートＰ２３には、例えばトレーラーブレーキ回路が接続され、「第３出力ポート」としての出力ポートＰ２４にはアクセサリ回路が接続される。更に出力ポートＰ２５にはパーキングブレーキ回路が、出力ポートＰ２６、Ｐ２７、Ｐ２９にはその他のアクセサリ回路が接続される。

　尚、出力ポートＰ２１の手前で分岐する分岐路（ｔ）の先、及び出力ポートＰ２２の手前で分岐する分岐路（ｕ）の先にそれぞれ接続された、符号Ｐ／Ｓで示す構成はプレッシャーセンサーであり、これにより後述する保護弁ＰＶ２１、ＰＶ２２の、それぞれの下流側のエア圧力が検出可能となっている。

　図１において符号ＰＶ２１、ＰＶ２２、ＰＶ２３、ＰＶ２４は、それぞれ出力ポートＰ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４に対応して設けられた保護弁を示している。これら保護弁は、１次側（圧縮エアの入口側）に圧縮エアが供給されない状態では閉じており、圧縮エアが供給されて１次側のエア圧力が上昇すると開弁する。

　また、各保護弁は対応する出力ポートに接続された圧力回路が失陥などして各保護弁の２次側（圧縮エアの出口側）のエア圧力が低下すると閉弁する。尚、本明細書において「上流側」とは圧縮エアの流れにおける上流側を意味し、「下流側」とは圧縮エアの流れにおける下流側を意味し、概ね図１では左側が上流側、右側が下流側を表している。

　次に、図１において符号ＲＶ０１、ＲＶ０２は減圧弁を示しており、入力ポートＰ１から取り入れられた圧縮エアが、これら減圧弁ＲＶ０１、ＲＶ０２によって減圧された後、下流側へ供給される。

　図１において符号ＣＶ０２、ＣＶ２１、ＣＶ２２、ＣＶ２４、ＣＶ２５、ＣＶ２６は、圧縮エアの一方向のみの流れを許容するチェックバルブ（逆止弁）を示しており、例えばＣＶ２１は図１の左側から右側への流れのみを許容するチェックバルブである。また符号ＯＲ２１、ＯＲ２２は、圧縮エアのフローを絞るオリフィスバルブを示している。

　さて、本実施形態に係るプロテクションバルブ１は、入力ポートＰ１の下流にエアが入力される入力室（ａ）を有し、この入力室（ａ）からはエアの流路が出力ポートＰ２１に通じる第１分岐路（ｂ）と、出力ポートＰ２３に通じる第２分岐路（ｃ）と、出力ポートＰ２７に通じる流路（ｖ）と、に分岐している。

　第１分岐路（ｂ）には減圧弁ＲＶ０１が設けられており、その下流で流路が第５分岐路（ｄ）と第６分岐路（ｅ）とに分岐している。第５分岐路（ｄ）には「第１保護弁」としての保護弁ＰＶ２１が設けられており、第６分岐路（ｅ）には保護弁ＰＶ２２が設けられている。また、保護弁ＰＶ２１をバイパスする流路（ｓ）が設けられており、この流路（ｓ）にオリフィスバルブＯＲ２１とチェックバルブＣＶ２１とが設けられている。また同様に、保護弁ＰＶ２２をバイパスする流路（ｒ）が設けられており、この流路（ｒ）にオリフィスバルブＯＲ２２とチェックバルブＣＶ２２とが設けられている。

　一方、第２分岐路（ｃ）には、減圧弁ＲＶ０２が設けられており、その下流に本発明に係るプロテクションバルブ１の特徴的構成である時差形成用弁ＴＭＶが設けられている。この時差形成用弁ＴＭＶの下流側は、第３分岐路（ｆ）と第４分岐路（ｇ）とに分岐しており、第３分岐路（ｆ）には「第２保護弁」としての保護弁ＰＶ２３が、第４分岐路（ｇ）には「第３保護弁」としての保護弁ＰＶ２４が、それぞれ設けられている。

　保護弁ＰＶ２３の下流は、更に流路（ｊ）、（ｈ）、（ｋ）に分岐しており、流路（ｊ）はチェックバルブＣＶ２５を経由して出力ポートＰ２５に通じている。また流路（ｋ）は出力ポートＰ２３に通じ、流路（ｈ）は更に出力ポートＰ２９に通じる流路（ｎ）と、チェックバルブＣＶ０２を介して流路（ｖ）に合流する流路（ｍ）と、に分岐している。

　尚、チェックバルブＣＶ０２を介して保護弁ＰＶ２３の下流側流路と入力室（ａ）とがバイパスされているのは、例えば仮に出力ポートＰ２１に接続されたサービスブレーキ回路が失陥してエア漏れが生じた際には、保護弁ＰＶ２１のバイパス流路（ｓ）を介して保護弁ＰＶ２３から下流側のエアが抜ける様にすることで、サービスブレーキが使用できないにも拘わらずパーキングブレーキやトレーラーブレーキが解除されるといった好ましくない事態を回避する為である。

　以下、以上の様に構成されたプロテクションバルブ１の動作について説明する。入力室（ａ）に圧縮エアが供給されると、第１分岐路（ｂ）の側では減圧弁ＲＶ０１により減圧された上で保護弁ＰＶ２１、ＰＶ２２の一次側に圧縮エアが供給され、当該一次側の圧力が上昇して開弁し、出力ポートＰ２１、Ｐ２２のそれぞれに圧縮エアーが供給される。尚、出力ポートＰ２７には入力室（ａ）からダイレクトに圧縮エアーが供給される。

　第２分岐路（ｃ）の側では、減圧弁ＲＶ０２により減圧された上で、時差形成用弁ＴＭＶの一次側に圧縮エアが供給される。ここで、時差形成用弁ＴＭＶの開弁圧は、保護弁ＰＶ２１、ＰＶ２２の開弁圧より高めに設定されている。従って保護弁ＰＶ２１、ＰＶ２２が開弁した時点では、未だ時差形成用弁ＴＭＶは開弁しておらず、つまり保護弁ＰＶ２１、ＰＶ２２が開弁した時点では保護弁ＰＶ２３、ＰＶ２４が開弁していない。

　その後、時差をもって時差形成用弁ＴＭＶの開弁圧に達すると、時差形成用弁ＴＭＶが開弁することで保護弁ＰＶ２３、ＰＶ２４の一次側に圧縮エアが供給されはじめる。そして保護弁ＰＶ２３、ＰＶ２４の開弁圧に達すると、保護弁ＰＶ２３、ＰＶ２４が開弁し、出力ポートＰ２３～２６、Ｐ２９のそれぞれに圧縮エアーが供給される。

　以上説明した様に、本発明に係るプロテクションバルブ１によれば、「第１保護弁」としての保護弁ＰＶ２１と「第２保護弁」としての保護弁ＰＶ２３の開弁の順序の規則性は、保護弁ＰＶ２１と保護弁ＰＶ２３とを直列的に接続することで実現されるのではなく、保護弁ＰＶ２１と保護弁ＰＶ２３とを並列的に配置した上で、保護弁ＰＶ２３の上流側に保護弁ＰＶ２１より開弁圧の高い時差形成用弁ＴＭＶを配置することで実現されるので、プロテクションバルブ１のバルブ本体内部の構成が複雑化することを防止できる。また、時差形成用弁ＴＭＶは開弁圧のみ厳密に規定すれば良く、保護弁ＰＶ２１、ＰＶ２３を直列接続する回路構成に比して、バルブ本体の設計の自由度が向上するといった作用効果が得られる。

■■■２．プロテクションバルブ本体の構造■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
　続いて図３以降をも参照しながら、上述した回路構成を実現する、プロテクションバルブ１のバルブ本体構造について詳説する。尚、図２～図１２において符号ａｘ１は第１軸を、符号ａｘ２は第２軸（ａｘ１軸と直交する軸）を、符号ａｘ３は第３軸（ａｘ１軸およびａｘ２軸と直交する軸）を示しており、以下では［ａｘ１］－［ａｘ２］－［ａｘ３］の３次元座標系を用いてバルブ本体構造を説明することとする。ただし、図２～図１２では便宜上ａｘ１軸を重力方向に平行な垂直軸とし、ａｘ２軸およびａｘ３軸によって重力方向と直交する水平面を形成しているが、これは一例であり、本発明に係るプロテクションバルブ１の形状や、エアドライヤ２００への取付姿勢が図２～図１２に示されたものに限定されないことは言うまでもない。

　プロテクションバルブ１は、その基体であるバルブ本体２が全体的に一方向の厚みが薄く抑えられた略直方体の構造を有しており、具体的にはａｘ２軸方向の厚みが抑えられ、ａｘ１軸方向に長い形状を成している。

　図１の回路図との対比では、概ね図１と同様に、上半分に減圧弁ＲＶ０１およびそれより下流側の流路、各種弁、出力ポートが配置され、下半分に減圧弁ＲＶ０２およびそれより下流側の流路、各種弁、出力ポートが配置されている。

　圧縮エアの入力口である入力ポートＰ１は、バルブ本体２の背面側に設けられ（図４）、その他の出力ポートは、全てバルブ本体２の前面側（図３）、或いは側面側（図５、図６）に設けられている。尚、本実施形態では出力ポートＰ２７は入力ポートＰ１とダイレクトに連通しているので、入力ポートＰ１を封止し、出力ポートＰ２７を入力ポートＰ１に代えて用いることもできる。この場合、バルブ本体２の背面側には何らのポートも存在せず、バルブ本体２の前面側（図３）、或いは側面側（図５、図６）に全ての入出力ポートが配置されることとなる。

　以下、主として断面図である図７～図９を参照しながらバルブ内の構造について更に詳しく説明する。　
＜＜保護弁ＰＶ２１、ＰＶ２２、ＰＶ２３、ＰＶ２４の構造＞＞
　プロテクションバルブ１において、保護弁ＰＶ２１、ＰＶ２２、ＰＶ２３、ＰＶ２４、のこれらは基本的に同じ構造を有しており、部品構成も同じである（但し開弁圧及び閉弁圧はそれぞれ独自に設定される）。保護弁ＰＶ２１、ＰＶ２２、ＰＶ２３、ＰＶ２４のこれらは、大略的には第１軸方向に弁体が移動することで、外側の１次側空間と内側の２次側空間との連通／遮断が行われる構成を備えている。尚、本実施形態において保護弁ＰＶ２１、ＰＶ２２、ＰＶ２３、ＰＶ２４、のこれらは全て、開弁圧が閉弁圧より高く、且つ開弁圧と閉弁圧との差（ヒステリシス）が仕様値を満たすよう調整されている。

　各保護弁の構造を、保護弁ＰＶ２１を例にとって説明すると、図７に示すように第１軸ａｘ１方向に延びる２次側空間５１と、その周囲に形成される１次側空間５０と、当該１次側空間５０と２次側空間５１とを画設する、第１軸ａｘ１と平行な軸線Ｌ１まわりに形成される仕切壁２ａと、当該仕切壁２ａの端部を弁座として、第１軸ａｘ１方向に変位することで１次側空間５０と２次側空間５１との間の連通及び遮断を行う弁体１０と、を備えている。尚、１次側空間５０は、断面（第２軸ａｘ２－第３軸ａｘ３平面で切断した際の断面）が円環形状を成しており、２次側空間５１は断面が円形状を成している。

　符号１２は弁体１０を閉弁方向に付勢するメインスプリングを示しており、また符号１３はメインスプリング１２の台座となる上部ばね座を、同様に符号１１はメインスプリング１２の台座となる下部ばね座を、それぞれ示している。更に符号１５は保護弁ＰＶ２１のばね収容空間を形成するバルブカバーを示しており、符号１７はバルブカバー１５を固定する為のストッパリングを、符号１４はシールを確保する為のＯリングを、それぞれ示している。

　更に、符号１６はセットねじを示しており、このセットねじを調整することで上部ばね座１３が変位し、これによりメインスプリング１２が弁座１０を付勢する付勢力、即ち開弁圧を調整可能となっている。

　尚、図７では図の煩雑化を避けるため、上述した保護弁ＰＶ２１と同一構成を有する保護弁ＰＶ２２、ＰＶ２３、ＰＶ２４、のこれらの構成要素には符号を付していない。但し、保護弁ＰＶ２２における符号２ｂ、保護弁ＰＶ２３における符号２ｃ、保護弁ＰＶ２４における符号２ｄ、のこれらは、上述した保護弁ＰＶ２１における仕切壁２ａに対応する仕切壁を、それぞれ示している。

　尚、保護弁ＰＶ２１の１次側空間５０は、図１の流路（ｄ）に対応し、２次側空間５１は図１において保護弁ＰＶ２１の下流側流路に対応する。同様に、保護弁ＰＶ２２の１次側空間５２は、図１の流路（ｅ）に対応し、２次側空間５３は図１において保護弁ＰＶ２２の下流側流路に対応する。また、保護弁ＰＶ２３の１次側空間５４は、図１の流路（ｆ）に対応し、２次側空間５５は図１において保護弁ＰＶ２３の下流側流路に対応する。また、保護弁ＰＶ２４の１次側空間５６は、図１の流路（ｇ）に対応し、２次側空間５７は図１において保護弁ＰＶ２４の下流側流路に対応する。

＜＜時差形成用バルブＴＭＶの構造＞＞
　続いて時差形成用バルブＴＭＶの構造について主として図７及び図８を参照しながら説明する。時差形成用バルブＴＭＶは、大略的には上述した保護弁ＰＶ２１と同様な構造を有しているが、保護弁ＰＶ２１とは異なり、１次側空間が内側に、２次側空間が外側に形成されている。

　より詳しくは、図８において時差形成用弁ＴＭＶは、第２軸ａｘ２方向に延びる１次側空間５８と、当該１次側空間５８の周囲に形成される２次側空間５９と、を画設する、第２軸ａｘ２と平行な軸線Ｌ２まわりに形成される仕切壁２ｅ、および当該仕切壁２ｅの端部を弁座として、第２軸ａｘ２方向に変位することで１次側空間５８と２次側空間５９との間の連通及び遮断を行う弁体１０を備えて構成されている。尚、その他の構成については上述した保護弁ＰＶ２１と同様であるので、同一の構成には同一符号を付し、以下ではその説明は省略する。

　時差形成用バルブＴＭＶは、第２保護弁としての保護弁ＰＶ２３と、第３保護弁としての保護弁ＰＶ２４と、の関係においては、保護弁ＰＶ２３と保護弁ＰＶ２４との間に配置されている。より詳しくは、保護弁ＰＶ２３と保護弁ＰＶ２４は、図７に示すように第３軸ａｘ３方向に所定の間隔を空けて配置されている。

　そして時差形成用弁ＴＭＶは、第３軸ａｘ３方向において保護弁ＰＶ２３と保護弁ＰＶ２４との間（中間位置）に配置されている。尚、図７においては、時差形成用弁ＴＭＶの１次側空間５８と２次側空間５９とが表れている。

　これにより、図７に示すように時差形成用弁ＴＭＶの２次側空間５９と、保護弁ＰＶ２３の１次側空間５４及び保護弁ＰＶ２４の１次側空間５６とが隣接して位置し、そして連通した状態となっている。

　これにより、時差形成用バルブＴＭＶは、第２軸ａｘ２方向の長さを抑えることができ、即ちプロテクションバルブ１の厚みを抑えることが可能となっている。以下、これについて更に詳説する。

　先ず、弁の構造としては、保護弁ＰＶ２１～ＰＶ２４の様に、１次側空間を外側に、２次側空間を内側に配置するのが一般的である。これは、保護弁ＰＶ２１～ＰＶ２４は車両側の仕様により開弁圧と閉弁圧が厳密に要求され、そして開弁圧と閉弁圧の差（ヒステリシス）が仕様上小さいことが要求されることが多いからである。開弁圧と閉弁圧の差（ヒステリシス）は、[１次側空間]の断面積と、[１次側空間＋２次側空間]の断面積の差で決定する為、従ってヒステリシスを小さくする為には１次側空間を外側に配置し、２次側空間を内側に配置することが好ましい。

　次に、図９（Ａ）、（Ｂ）は時差形成用弁ＴＭＶの構造（一部分）を模式的に表したものであり、図９（Ａ）が本実施形態を示している。符号Ｄ１は弁体１０の深さ方向寸法を示し、符号Ｄ２は弁体１０の下端から１次側空間５８及び２次側空間５９の底面までの深さ方向寸法を示している。弁の強度上、寸法Ｄ１、Ｄ２は所定値を確保する必要があり、Ｄ１＋Ｄ２＝Ｄ３は設計上所定の大きさを確保しなければならない。

　そして時差形成用弁ＴＭＶは図９の左方向（即ち保護弁ＰＶ２３、ＰＶ２４の側）にエアーを出力する必要があるので、本実施形態とは逆に１次側空間５８を外側に、２次側空間５９を内側に配置した場合、つまり一般的な保護弁と同様にした場合には、図９（Ｂ）に示す様に左方向にエアーを出力する為に、１次側空間５８を迂回するように通路６０を１次側空間５８の下側に形成しなければならない。そうすると、設計上必要な寸法Ｄ３に加えて、肉厚Ｄ４、通路径Ｄ５、のこれらを更に加算する必要が生じ、結果的に第２軸ａｘ２方向の寸法が大きくなってしまう。即ち、プロテクションバルブ１全体として、厚みが増加してしまうことになる。

　しかしながら本実施形態では、図９（Ａ）に示す様に通常の保護弁とは逆の発想で、１次側空間５８を内側に配置し、２次側空間５９を外側に配置したので、図９の左方向（即ち保護弁ＰＶ２３、ＰＶ２４の側）にそのままエアーを出力することができ、図９（Ｂ）に示す様な第２軸ａｘ２方向の寸法増加を防止することができる。尚、時差形成用弁ＴＭＶは、開弁圧のみ規定すればよく、且つヒステリシスは大きくても構わないので、１次側空間５８を内側に配置し、２次側空間５９を外側に配置することでヒステリシスが大きくなっても、要求される機能には何ら影響を与えない。

＜＜減圧弁ＲＶ０１、ＲＶ０２の構造＞＞　
　次に、図７に戻って減圧弁ＲＶ０１、ＲＶ０２について説明する。尚、減圧弁ＲＶ０１、ＲＶ０２、のこれらは基本的に同じ構造を有しており、部品構成も同じであるので、図の煩雑化を避けるために図７においては減圧弁ＲＶ０１の構成要素にのみ符号を付している。

　減圧弁ＲＶ０１、ＲＶ０２の構造を、減圧弁ＲＶ０１を例にとって説明すると、符号３５は第３軸ａｘ３方向に変位することにより弁座３６に対して接離し、これにより減圧弁ＲＶ０１の開閉を行う弁体を示しており、この弁体３５がリターンスプリング３４によって閉弁方向（図７の左方向）に付勢された状態に設けられている。尚、リターンスプリング３４の付勢力は、後述するバルブスプリング２３の付勢力に比して極めて小さく、減圧弁ＲＶ０１の開閉圧設定には殆ど寄与していない。

　一方、弁体３５には、第３軸ａｘ３方向に変位可能なバルブステム２１の先端が当接しており、このバルブステム２１が、バルブスプリング２３の付勢力を受けて弁体３５を開弁方向（図７の右方向）に付勢した状態となっている。

　バルブスプリング２３は、その一端側がバルブステム２１に接し、他端側がばね座２４に接しており、このばね座２４の位置がセットねじ３０によって調整可能となり、これにより減圧弁ＲＶ０１の閉弁圧、即ち減圧値を調整可能となっている。尚、符号２５はばねカバーを示しており、このばねカバー２５には図示を省略するオリフィスが形成され、このオリフィスによってバルブスプリング２３の収容空間と外部との空気の流通が行われ、バルブスプリング２３の収容空間の拡縮が可能となっている。また、このオリフィスには図示を省略するフィルターが設けられ、外部からオリフィスを介して内部に水分が入り込まない様に構成されている。

　以上の構成を備える減圧弁ＲＶ０１は、ノーマルオープン構造であり、１次側の圧力が所定値に達するまでは、図７に示す様な開弁状態を維持する。そして１次側の圧力が所定値に達すると、バルブステム２１を付勢するバルブスプリング２３の付勢力がエア圧に負けてバルブステム２１が後退し、これにより弁体３５が弁座３６に接して減圧弁ＲＶ０１は閉弁状態となる。以上が減圧弁ＲＶ０１、ＲＶ０２の構成と動作である。

＜＜チェックバルブＣＶ２１、ＣＶ２２、ＣＶ２４～ＣＶ２６の構造＞＞　
　次に、図１０、図１１を参照しつつチェックバルブＣＶ２１、ＣＶ２２、ＣＶ２４～ＣＶ２６、のこれらについて説明する。　
　図１０に示すチェックバルブＣＶ２１、ＣＶ２２、のこれらは基本的に同じ構造を有しており、部品構成も同じであるので、以下ではチェックバルブＣＶ２１を例にして説明する。

　図１０におけるチェックバルブＣＶ２１の拡大図示（破線丸囲い部）において、バルブ本体２に形成された微細孔（ＯＲ２１）がオリフィスＯＲ２１を構成している。このオリフィスＯＲ２１は、図１０の紙面表側に形成されていて、このオリフィスＯＲ２１を介して、バルブ本体２に形成された空間２ｍへと圧縮エアが流れ込む。

　また、バルブ本体２には弁座２ｋが形成されており、この弁座２ｋに対して弁体３９の先端３９ａが接した状態となっている。弁体３９は、弾性変形可能な材料（例えば、ゴム）により形成されており先端３９ａが弾性変形することでチェックバルブＣＶ２１が開弁し、下流側へのみ圧縮エアを流す様になっている。尚、符号４０は弁体３９を保持するストッパプレートを示し、符号４１はストッパプレート４０を固定するストッパリングを示している。ストッパプレート４０及びストッパリング４１には、いずれも圧縮エアを通す開口が形成されている。

　次に、図１１に示すチェックバルブＣＶ２４、ＣＶ２５、ＣＶ２６、のこれらも、基本的構成は上述したチェックバルブＣＶ２１、ＣＶ２２と同様である。例えば、チェックバルブＣＶ２４は弾性変形可能な材料で形成された弁体４６を備えており、この弁体４６の先端４６ａが弾性変形することで開弁し、下流側へのみ圧縮エアを流す様になっている。尚、符号４７は弁体４６を保持するストッパプレートを示し、符号４８はストッパプレート４７を固定するストッパリングを示している。ストッパプレート４７及びストッパリング４８には、いずれも圧縮エアを通す開口が形成されている。そしてチェックバルブＣＶ２５、ＣＶ２６、のこれらについても、チェックバルブＣＶ２４と同様な構成を有している。　
　図１４は、チェックバルブＣＶ２４、ＣＶ２５、ＣＶ２６の構成について前記図７及び図１１の構成と異なる他の例を示している。図１４においては、図７及び図１１における弾性変形可能な材料で形成された弁体４６が、弁体７０と該弁体７０を弁座２ｆ（ＣＶ２５側）,２ｇ（ＣＶ２６側）に押し付けるスプリング７１の組に置き換えられている。この置き換えと共に各出力ポートＰ２４、Ｐ２５、Ｐ２６のポート高さ（軸方向の長さ）が、図７及び図１１に示された各出力ポートＰ２４、Ｐ２５、Ｐ２６のポート高さよりも高く形成されている。符号７２はスプリング７１のばね受けを示す。　
　また、他のチェックバルブＣＶ２１、ＣＶ２２についても、図１４に示した構成のチェックバルブの適用が可能である。また、例えば出力ポートＰ２３のポート高さ（軸方向の長さ）を、図６に示された出力ポートＰ２３のポート高さよりも高く形成することが可能である。

＜＜チェックバルブＣＶ０２の構造＞＞　
　次に、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）を参照しつつチェックバルブＣＶ０２について説明する。　
　図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は、図７のチェックバルブＣＶ０２を部分的に拡大するとともに構成及び機能を分かり易く示す為にやや模式的に示したものであり、図示するようにこのチェックバルブＣＶ０２はカップリング４３と、カップリング４３が取り付けられるカップストッパ４２と、このカップストッパ４２を固定するストッパ４４と、を備えて構成されている。

　カップストッパ４２は、外周における所定位置において、入力室（ａ）を形成する空間の内周面２ｎとの間で図示するように所定のクリアランスを形成しており、エアの流通ができる様に形成されている。また、カップストッパ４２の外周には円周方向に沿って凹部４２ａが形成されており、この凹部４２ａにカップリング４３が配設されている。

　カップリング４３は、弾性材料によってリング状を成す様に形成されているとともに、図１２（Ａ）に示す様に断面視において二股に分かれる様な形状を成しており、弾性変形することによってその一端４３ａが内周面２ｎに対して接離できる様になっている。

　従って図１２の下側から上側にエアが流れるとき、図１２（Ａ）に示す様に一端４３ａは内周面２ｎから離れ、これによって図１２の下側から上側へのエアの流れが許容される。しかしながら、図１２の上側から下側にエアが流れようとする際は、エア圧によってカップリング４３が開き、図１２（Ｂ）に示す様にその一端４３ａが内周面２ｎに接し、図１２の上側から下側へのエアの流れが阻止される。以上によりチェックバルブＣＶ０２は、簡易な構造によって省スペース且つ低コストにチェックバルブの機能を発揮できる様になっている。　
　図１５は、チェックバルブＣＶ０２の構成について前記図７及び図１２の構成と異なる他の例を示している。図１５において、図７及び図１２におけるカップストッパ４２及びカップリング４３の組が、弁体ホルダー８０と弾性変形可能な材料で形成された弁体８１の組に置き換えられている。前記弁体ホルダー８０は、前記仕切壁２ｃの内周面２ｎに挿入固定されている。図１５において、符号８３はシール用のＯリングである。弁体８１は、ストッパプレート４７とストッパリング４８によって前記弁体ホルダー８０の弁座８２に押し付けられている。　
　図１５（Ａ）は、一次回路側が高圧の通常時を示し、（Ｂ）は一次回路側が失陥して大気圧になり、弁体８１が弁座８２から離間した状態を示している。

　以上説明した、時差形成用弁ＴＭＶを配置する為のプロテクションバルブ１の本体構造は一例であり、図１に示した回路構成、特に保護弁ＰＶ２１と保護弁ＰＶ２３とを並列的に接続した上で、保護弁ＰＶ２３の上流側に保護弁ＰＶ２１より開弁圧の高い時差形成用弁ＴＭＶを設ける回路構成が実現されれば、どの様な構造であっても良い。しかしながら一例として本実施形態の様に構成することで、プロテクションバルブ１の厚みを薄く抑えることが可能となる。

Claims

　エアが入力される入力室と、
　エアが出力される複数の出力ポートと、
　１次側の圧力上昇に伴って開き、２次側の圧力低下に伴って閉じる保護弁であって、前記複数の出力ポートを構成する第１出力ポートに対応して配置された第１保護弁、及び前記複数の出力ポートを構成する第２出力ポートに対応して配置された第２保護弁と、を備え、
　前記入力室からはエアの流路が少なくとも前記第１出力ポートに通じる第１分岐路と前記第２出力ポートに通じる第２分岐路とに分岐しており、
　前記第２分岐路において前記第２保護弁より上流側に前記第１保護弁より開弁圧の高い時差形成用弁を配置することにより、前記第１保護弁と前記第２保護弁の開弁圧の差に拘わらず、前記第１保護弁の開弁後に時差をもって前記第２保護弁が開弁する構成を備える、
ことを特徴とするプロテクションバルブ。
　請求項１に記載のプロテクションバルブにおいて、前記第２分岐路は、前記第２保護弁の上流側で少なくとも前記第２出力ポートに通じる第３分岐路と、前記複数の出力ポートを構成する第３出力ポートに通じる第４分岐路とに分岐しており、
　前記第４分岐路には、１次側の圧力上昇に伴って開き、２次側の圧力低下に伴って閉じる第３保護弁が、前記第３出力ポートに対応して配置され、
　前記プロテクションバルブのバルブ本体において前記第２保護弁及び前記第３保護弁が、第１軸、第２軸、第３軸、のこれらの直交座標軸において、前記第１軸方向に延びる２次側空間と、当該２次側空間の周囲に形成される１次側空間と、を画設する、第１軸と平行な軸線まわりに形成される仕切壁、および当該仕切壁の端部を弁座として、前記第１軸方向に変位することで前記１次側空間と前記２次側空間との間の連通及び遮断を行う弁体を備えて構成され、
　前記時差形成用弁が、前記第２軸方向に延びる１次側空間と、当該１次側空間の周囲に形成される２次側空間と、を画設する、第２軸と平行な軸線まわりに形成される仕切壁、および当該仕切壁の端部を弁座として、前記第２軸方向に変位することで前記１次側空間と前記２次側空間との間の連通及び遮断を行う弁体を備えて構成され、
　前記第２保護弁及び前記第３保護弁が、前記第３軸方向に所定の間隔を空けて配置され、
　前記時差形成用弁が、前記第３軸方向において前記第２保護弁と前記第３保護弁との間に配置されたことで、前記時差形成用弁の２次側空間と、前記第２保護弁及び前記第３保護弁のそれぞれの１次側空間とが隣接して位置するとともに、前記時差形成用弁の２次側空間と、前記第２保護弁及び前記第３保護弁のそれぞれの１次側空間とが連通する様に構成されている、
ことを特徴とするプロテクションバルブ。