TWI630337B

TWI630337B - Fluid control valve

Info

Publication number: TWI630337B
Application number: TW104133574A
Authority: TW
Inventors: 早田英樹; 大辻清志郎
Original assignee: 納博特斯克股份有限公司
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2018-07-21
Also published as: JP2016080079A; TW201616026A; JP6534803B2; CN105526391A; CN105526391B

Abstract

本發明提供一種流體控制閥，該流體控制閥(2)具備：本體部(4)，其內部形成有從壓力流體源被導入流體之導入室(41)及經由通路(40)與導入室(41)相連之輸出室(42)；閥構件(5)，其能夠開閉通路(40)，且形成有連通導入室(41)與輸出室(42)之連通部(50)；及彈性構件(6)，其係設置於連通部(50)，利用自身之彈性力而使連通部(50)成為關閉狀態，且輸出室(42)之壓力變得較導入室(41)更高而變形，從而使連通部(50)從關閉狀態變為打開狀態。

Description

流體控制閥

本發明係關於一種流體控制閥。

先前已知一種調節空氣等之流體之壓力並予輸出之閥(流體控制閥)。流體控制閥使用於例如鐵路車輛之制動器控制裝置等。如此般之流體控制閥具有從壓力流體源被導入壓力流體(壓縮空氣)之1次側之導入室及經由通路與導入室相連之2次側之輸出室。閥構件在軸向上變位之結果為通路之開閉。其結果為調節輸出室內之壓力。

為進行維修等，如此般之流體控制閥之1次側之導入室的壓力流體存在被放出之情形。但是，若流體控制閥具有：1次側之空氣被放出後，亦維持將導入室與輸出室相連之通路之關閉狀態，且輸出室之其他之部位亦被密封此一構造，則2次側之壓力流體仍然殘留於輸出室中。操作者在壓力流體殘留於輸出室之狀態下，不適宜進行例如拆卸流體控制閥等之維修。若壓力流體經過長時間仍殘留於2次側之輸出室，則由於對流體控制閥之部件持續施加負荷，故亦存在例如導致橡膠部件等劣化之情形。

在專利文獻1(日本實開昭60-24664號公報)中，揭示有一種具有將對應鐵路車輛之荷重之壓力之空氣供給至制動器裝置之供給閥的可變荷重閥。專利文獻1之圖5揭示下述構造：配置有供給閥之供給室(導入室)與輸出室藉由設置於供給閥之側方之止回閥而連接。若1次側即供給室內之壓力流體被排出，則止回閥之閥構件之閥體克服止回閥之彈簧之力而從閥座離開。其結果為因輸出室與供給室相連通，故2次側之輸出室內之壓力流體經過1次側之供給室而排出。

然而，因用於排出殘留於2次側之壓力流體的止回閥係設置於供給閥之側方，故專利文獻1之技術必須要有用於配置止回閥之空間。因此，專利文獻1之技術存在可變荷重閥整體之尺寸增大之問題。而止回閥因必須要有閥構件及彈簧之2元件作為構成止回閥之部件，故亦存在部件數目變多之問題。

本發明之目的在於提供一種流體控制閥，該流體控制閥能夠以少量之部件小型化地構成用於在1次側即導入室之壓力流體被放出時將2次側即輸出室之壓力流體自動地排出之構造。

[發明之概要]

本發明之流體控制閥具備：本體部，其內部形成有從壓力流體源被導入流體之導入室、及經由通路與前述導入室相連之輸出室；閥構件，其係能夠開閉前述通路，且形成有連通前述導入室與前述輸出室之連通部者；及彈性構件，其設置於前述連通部中。利用前述彈性構件之彈性力而使前述連通部處於關閉狀態，且若前述輸出室之壓力變得較前述導入室之壓力更高時，則前述彈性構件變形，從而使前述連通部從前述關閉狀態變為打開狀態。

根據上述技術，用於在導入室之壓力流體被放出時將輸出室之壓力流體自動地排出之構造，能夠以少量之部件小型化地構成。

藉由以下之詳細的說明及添附圖式，將更加明白地說明上述之空氣壓縮裝置之目的、特徵及優點。

2‧‧‧流體控制閥

4‧‧‧本體部

4A‧‧‧本體部

4D‧‧‧支持構件

5‧‧‧閥構件

5A‧‧‧閥軸

5B‧‧‧閥體

6‧‧‧彈性構件

7‧‧‧活塞

7A‧‧‧貫通孔

9‧‧‧閥構件用之彈簧

11‧‧‧密封構件

12‧‧‧缸體構件

40‧‧‧通路

40B‧‧‧閥座

41‧‧‧導入室

42‧‧‧輸出室

43‧‧‧引導部

44‧‧‧內室

44A‧‧‧第1內室

44B‧‧‧第2內室

45‧‧‧階差部

50‧‧‧連通部

51‧‧‧通路孔

52‧‧‧狹槽

53‧‧‧貫通孔

54‧‧‧溝槽

55‧‧‧閥體5B之端面

56‧‧‧開口部

57‧‧‧開口部

58‧‧‧溝槽

120‧‧‧連通部

A‧‧‧中心軸

A1‧‧‧面

A2‧‧‧面

G‧‧‧間隙

S1‧‧‧距離

S2‧‧‧距離

θ1‧‧‧通路孔之延伸方向相對於與中心軸A正交之平面之角度

θ2‧‧‧對向面A1、A2之開口角度

圖1係顯示本發明之實施形態所涉及之流體控制閥之剖面圖。

圖2係顯示流體控制閥之閥構件之剖面圖。

圖3(A)係顯示設置於閥構件之連通部之配置例的概略圖；圖3(B)~圖3(E)係顯示設置於閥構件之連通部之其他配置例的概略圖。

圖4(A)係顯示在流體控制閥中之彈性構件的平面圖；圖4(B)係圖4(A)中之Ⅳ-Ⅳ線剖面圖，顯示彈性構件之剖面形狀之一例；圖4(C)顯示彈性構件之剖面形狀之其他之例。

圖5(A)~圖5(C)係顯示將圖4(B)所示之彈性構件安裝於閥構件之狀態的剖面圖；圖5(D)~圖5(F)係顯示將圖4(C)所示之彈性構件安裝於閥構件之狀態的剖面圖。

圖6(A)~圖6(G)係顯示彈性構件之變化例之剖面圖。

圖7(A)~圖7(C)係顯示連通部之配置例之剖面圖。

圖8(A)~圖8(C)係顯示連通部之配置例之剖面圖。

圖9(A)、圖9(B)係顯示連通部之配置例之剖面圖。

圖10係顯示閥構件之變化例之剖面圖。

圖11(A)、圖11(B)係顯示閥構件之變化例之剖面圖。

[詳細說明]

一邊參照圖式一邊詳細地說明用於實施本發明之形態。本發明之實施形態所涉及之流體控制閥2係用於例如鐵路車輛中。本實施形態之流體控制閥2係用於例如制動器控制裝置等之用途。制動器控制裝置用以調節供給至圖外之煞車缸之制動器壓力。但是，本實施形態之流體控制閥2並不限定於該等之用途，亦可被用以調節壓縮空氣等之壓力流體的壓力而控制鐵路車輛等之動作之其他的用途。

〔流量控制閥之整體構造〕

圖1係顯示例示性之流體控制閥2之剖面圖。如圖1所示，流體控制閥2具有：本體部4A、閥構件5、彈性構件6、活塞7、閥構件用之彈簧9、及缸體構件12。在本體部4A之內部形成有空間。藉由在該空間中配置閥構件5、活塞7、缸體構件12等，將該空間分隔為複數個空間。在該等複數個空間中包含導入室41及輸出室42。

在導入室41與輸出室42之邊界部設置有連通導入室41與輸出室42之通路40。在本實施形態中，通路40在導入室41與輸出室42之邊界部中係例如開口為圓形之開口部。如圖1所示，該通路40由利用本體部4A之一部分所形成之閥座40B區劃而成。

如圖1所示，缸體構件12係以封塞在本體部4A之內部所形成之空間之一端部的方式而設置。缸體構件12具有一端部(上端部)被封塞而另一端部(下端部)開口之筒形狀。在缸體構件12之中空部中，通過另一端部之開口插入有閥構件5。

閥構件5藉由缸體構件12而可變位地被支持於軸向。閥構件5之變位方向係圖1所示之中心軸A之方向(閥構件5之軸向)。閥構件5藉由在軸向上變位而能夠開閉通路40。具體而言，閥構件5具有插入缸體構件12之中空部之閥軸5A及較閥軸5A更靠近通路40側且鄰接於閥軸5A之閥體5B。閥體5B具有較閥軸5A更大之外徑。閥軸5A一邊利用由缸體構件12之內周面所構成之引導部43被引導，一邊在軸向上變位。

缸體構件12之中空部包含上部的中空部分及內徑較上部的中空部分更大之下部的中空部分。在上部的中空部分中配置有閥構件5之閥軸5A。在下部的中空部分中配置有閥構件5之閥體5B。

如圖1及圖2所示，在閥軸5A之外周面上形成有溝槽58。在溝槽58中配置有迫緊件11。其結果為提高導入室41與輸出室42之間之密封性(氣密性)。在本實施形態中，溝槽58在閥軸5A之外周面上以在周向上連續之方式設置為圓環狀。可將例如O型環等之圓環狀的迫緊件用作迫緊件11。替代地，其他之構件亦可用作迫緊件11。本實施形態之原理並不限定特定的構件用作迫緊件11。

閥構件用之彈簧9相對於閥構件5而於使通路40成為關閉狀態之方向施加力。在本實施形態中，為將閥構件用之彈簧9所必需之力儘可能抑制得小，以使相對於閥構件5在軸向之一側(關閉側)及另一側(打開側)所施加之空氣壓力相平衡之方式來設計閥構件5之各部位的表面積。

活塞7按壓閥構件5之力較朝關閉側之力(包含閥構件用之彈簧9之力)更大時，閥構件5朝使通路40成為打開狀態之方向移動。朝關閉側之力(包含閥構件用之彈簧9之力)較活塞7所施加之按壓之力更大時，閥構件5將通路40維持為關閉狀態。

在導入室41與輸出室42未連通之關閉狀態下，閥體5B之端面55抵接於閥座40B。在導入室41與輸出室42相連通之打開狀態下，閥體5B之端面55從閥座40B隔開。閥體5B之端面55之直徑較通路40之開口之內徑更大。

導入室41係從圖外之壓力流體源被供給壓力流體(在本實施形態中係壓縮空氣)之空間。該壓力流體從壓力流體源流入導入室41中。如圖1所示，導入室41以包圍閥構件5及缸體構件12之周邊之方式而設置。

輸出室42係經由通路40而與導入室41相連之空間。通路40伴隨著閥構件5之變位而開閉。通路40處於打開狀態時，導入室41之壓力流體流入輸出室42中，另一方面，通路40處於關閉狀態時，導入室41之壓力流體朝輸出室42中之流入受到阻止。輸出室42內之壓力流體的壓力藉由控制通路40之開閉而調節。經調節壓力後之壓力流體供給至例如制動器控制裝置之圖外的煞車缸等。

輸出室42內之壓力流體的壓力較特定之範圍更小時，通路40被設為打開狀態。此時，由於導入室41之壓力流體流入輸出室42中，故輸出室42之壓力增大。輸出室42內之壓力流體的壓力較特定之範圍更大時，輸出室42之一部分壓力流體通過圖式省略之排出路排出。其結果為輸出室42之壓力獲得減小。

活塞7經由支持構件4D而可在軸向上變位地支持於本體部4A上。閥構件5伴隨著活塞7之變位而動作。活塞7在與閥構件5之軸向平行的方向上延伸。在本實施形態中，閥構件5之中心軸A與活塞7之中心軸A一致。替代地，閥構件之中心軸可偏離活塞之中心軸。活塞7之一端部(圖1中為上端部)抵接或接近於閥構件5之閥體5B之端面55。

如圖1所示，在活塞7之上端部上，在遠離閥構件5之方向上形成有凹陷的凹部。在區劃該凹部之壁上形成有貫通孔7A。其結果為活塞7之凹部內的壓力變得與活塞7之前端部之周圍的壓力相等。

圖式省略之活塞用之彈簧在遠離閥構件5之方向上對活塞7施加力。通路40成為關閉狀態時，活塞7藉由活塞用之彈簧之力而在不按壓閥構件5之位置靜止。通路40成為打開狀態時，藉由通過圖式省略之通路而被供給之活塞用之壓力流體，活塞7被推壓至閥構件5側。其結果為活塞7朝閥構件5側移動並對閥構件5施加按壓力而使閥構件5變位。結果為通路40從關閉狀態切換為打開狀態。若活塞用之壓力流體例如通過通路而被排出，則通路40從打開狀態切換為關閉狀態。

〔流體控制閥之2次側流體之排出構造〕

具體說明流體控制閥2之輸出室42內之壓力流體(2次側流體)的排出構造。如圖1所示，流體控制閥2與例如使用具備閥構件與彈簧之止回閥之情形(參照專利文獻1)相比，能夠具有以少量之部件小型化地構成的2次側流體之排出構造。

如圖1所示，流體控制閥2之閥構件5具備連通導入室41與輸出室42之連通部50。彈性構件6具有切換連通部50之打開狀態與關閉狀態之機能。

閥構件5設置於1次側即導入室41與2次側即輸出室42經由閥構件 5之一部分而相鄰之位置。具體而言，如圖1及圖2所示，在本實施形態之閥構件5中設置有貫通軸向(中心軸A之方向)之貫通孔53。由貫通孔53內之內周面區劃之空間構成輸出室42之一部分(輸出室42之內室44)。在閥構件5之周邊設置有導入室41。亦即，本實施形態之閥構件5之外部(徑向外側)係1次側之導入室41，閥構件5之內部(徑向內側)係2次側之輸出室42。閥構件5之周壁將1次側與2次側隔開，且1次側經由閥構件5之周壁與2次側相鄰。在本實施形態中，連通部50係利用1次側與2次側經由閥構件5之周壁而相鄰之構造而形成。連通部50貫通閥構件5之周壁。

彈性構件6設置於連通部50中。彈性構件6以利用彈性構件6之彈性力(收縮力)來關閉連通部50之方式構成。因此，在導入室41與輸出室42不存在壓力差時及在導入室41之壓力較輸出室42之壓力更高時，彈性構件6能夠將連通部50維持為關閉狀態。另一方面，若輸出室42之壓力變得較導入室41更高，且該等空間之間的差壓抗著彈性構件6之彈性力而使彈性構件6發生彈性變形時，則在導入室41側之連通部50之開口與彈性構件6之間形成間隙G(參照圖5(C)及/或參照圖5(F))。此時，連通部50從關閉狀態切換為打開狀態。其結果為殘留於輸出室42中之壓力流體被引導至導入室41側而從輸出室42排出。

上述說明係關於流體控制閥2之2次側流體之排出構造的主要特徵。以下具體說明該排出構造之主要部分即連通部50及彈性構件6。

〔連通部〕

如圖1及圖2所示，連通部50包含通路孔51與狹槽52。通路孔51從輸出室42朝導入室41延伸。通路孔51貫通閥構件5。狹槽52係在閥構件5之外周面上沿周向而形成之溝槽狀部位。狹槽52開口於導入室41。通路孔51與狹槽52相連且開口於輸出室42。

導入室41側之連通部50之開口(狹槽52之開口)設置於閥構件5之閥軸5A之外周面上。通路孔51從狹槽52延伸至閥構件5之內側(中心軸A側)。輸出室42側之連通部50之開口(通路孔51之開口)設置於閥構件5之內室44之內周面上。此時，如後述圖8(C)及圖9(A)所示之變化例般，與將導入室41側之連通部50之開口設置於閥體5B之外周面上之情形相比，連通部50變短。

如圖2所示，通路孔51從導入室41側呈直線狀延伸至輸出室42。替代地，通路孔51可具有例如後述圖7(A)所示之彎曲部分。

在圖2所示之實施形態中，連通部50具有複數個通路孔51。複數個通路孔51從構成設置於閥構件5中之輸出室42之一部分的內室44(設置於閥構件5之貫通孔53)延伸至外側(遠離中心軸A之方向)。圖3(A)係顯示設置於閥構件5之連通部50之配置例的概略圖。關於圖3(A)所示之配置例，連通部50具有6個通路孔51。替代地，連通部50可按圖3(B)~圖3(E)所示之其他的配置例之方式構成。關於圖3(A)~圖3(D)，連通部50具有複數個通路孔51。替代地，連通部50可如圖3(E)所示之配置例般，僅具有單一的通路孔51。

關於圖3(A)~圖3(C)所示之配置例，複數個通路孔51設置於從軸向觀察閥構件5時為對稱之位置。具體而言，如圖3(A)~圖3(C)所示之複數個通路孔51按以中心軸A為對稱軸之旋轉對稱之方式配置。但，如圖3(D)所示，複數個通路孔51亦可配置於相對於中心軸A不對稱之位置。

如圖2所示，通路孔51在相對於閥構件5之軸向(中心軸A)而傾斜之方向(相對於與軸向正交之平面為傾斜之方向)上延伸。如圖2所示，通路孔51延伸方向以相對於與閥構件5之中心軸A正交之平面的角度為θ1之方式傾斜。角度θ1為銳角。關於圖2所示之形態，通路孔51以輸出室42側之通路孔51之開口較導入室41側之通路孔51之開口更靠近閥體5B之端面55之方式傾斜。在如此之傾斜構造之情形下，存在以下優點。

如圖2所示，輸出室42之內室44包含第1內室44A及經由階差部45在軸向上對第1內室44A鄰接之第2內室44B。第2內室44B具有大於第1內室44A之內徑。因本實施形態之通路孔51具有如以上所述之傾斜構造，故內室44側之通路孔51之端部(開口)的位置較導入室41側之通路孔51之端部(開口)的位置相對於階差部45在軸向上更為遠離。該構成如例如後述圖7(B)所示之變化例般，通路孔51在與軸向正交之方向上延伸之情形相比，構成階差部45與通路孔51之間之部分的閥構件5的厚度不易變薄。因此，階差部45與通路孔51之間之部分的強度不會過小。

通路孔51可以導入室41側之通路孔51之開口較輸出室42側之通路孔51之開口更靠近閥體5B之端面55之方式傾斜。通路孔51可如後述圖7(B)、圖8(A)~圖8(C)及圖9(A)所示之變化例般，在與閥構件5之軸向正交之方向上延伸。通路孔51亦可如後述圖7(C)及圖9(B)所示，在與閥構件5之軸向平行的方向上延伸。

複數個通路孔51之剖面面積之總計為從閥體5B側之內室44之開口部56至通路孔51之間之最狹窄部分的剖面面積以下，且為從閥軸5A側之內室44之開口部57至通路孔51之間之最狹窄部分的剖面面積以下。此時，各通路孔51被毫無浪費地有效利用。因設計者可僅設置所需之通路孔51，故閥構件5之強度不會過小。

狹槽52在如圖2所示之包含閥構件5之中心軸A之剖面中，以高度(寬度)隨著從閥構件5之內側朝向外側而變高之方式形成。關於圖2所示之形態，形成狹槽52之一對對向面A1、A2所構成之角度θ2係較0度大之銳角。因此，在輸出室42之壓力變得較導入室41之壓力更高之情形下，在彈性構件6以朝導入室41側伸長之方式發生彈性變形時，在狹槽52與彈性構件6之間容易早期形成間隙G(參照圖5(C))。其結果為殘留於輸出室42中之壓力流體被早期排出至導入室41側。

在本實施形態中，通路孔51側之狹槽52之端部具有以圓滑地連接於通路孔51之方式彎曲之面(例如，剖面為近似C字形狀之彎曲面)。因此，本實施形態之狹槽52具有通路孔51側之彎曲面及連接於彎曲面之一對對向面A1、A2。圖2用箭頭S1表示在彎曲面與一對對向面A1、A2之邊界部分之諸個對向面A1、A2間之距離(軸向之距離)。圖2用箭頭S2表示在狹槽52之開口之諸個對向面A1、A2間之距離(軸向之距離)。在本實施形態中，距離S2較距離S1更大。

如後述圖10所示，狹槽52之一對對向面A1、A2可相互平行。替代地，一對對向面A1、A2可按狹槽之高度隨著從閥構件5之內側朝向外側而變低之方式形成。

規定本實施形態之狹槽52之高度的一對對向面A1、A2分別在包含閥構件5之中心軸A之剖面中呈直線狀延伸。此一情況下，狹槽52之設計及形成狹槽52之加工變得容易。對向面A1之一者平行於與閥構件5之軸向正交之平面。由於如此之平行之面的加工特別容易，故狹槽52整體之加工亦變得容易。

狹槽52之一對對向面A1、A2之一者或兩者可為並非直線狀而是呈彎曲者。

如圖1所示，本實施形態之狹槽52設置於不被引導閥軸5A之缸體構件12之內周面(缸體構件12之中空部內之內徑較小的上部中空部分之內周面)即引導部43引導之位置。亦即，狹槽52設置於相對引導部43以較閥構件5在軸向上變位之距離大的長度在閥構件5之軸向上偏離之位置。其結果為由於在閥構件5之變位時彈性構件6不干擾引導部43，故閥構件5之變位的圓滑性被維持。

〔彈性構件〕

圖4(A)係顯示流體控制閥2之彈性構件6之平面圖。圖4(B)係圖 4(A)之Ⅳ-Ⅳ線剖面圖，顯示彈性構件6之剖面形狀之一例。彈性構件6形成為環狀(具體而言為圓環狀)且配置於狹槽52中。由於配置於狹槽52中之彈性構件6在周向上收縮，故彈性構件6相對於狹槽52能夠朝閥構件5之中心軸A側之方向施加力。

由於彈性構件6之彈性力(收縮力)相對於彈性構件6會在使連通部50處於關閉狀態之方向上作用，故在導入室41與輸出室42不存在壓力差時及在導入室41之壓力較輸出室42之壓力更高時，連通部50維持為關閉狀態。另一方面，若輸出室42之壓力變得較導入室41之壓力更高，則彈性構件6發生彈性變形而將連通部50從關閉狀態切換為打開狀態。因此，殘留於輸出室42中之壓力流體被引導至導入室41側而從輸出室42排出。

如圖1及圖4(A)所示，在本實施形態中，由於狹槽52及彈性構件6均形成為環狀，故僅在狹槽52中配置彈性構件6即可利用彈性構件6之彈性力(收縮力)關閉連通部50。彈性構件6因被配置於狹槽52中，故不易產生彈性構件6之位置偏離。

圖4(B)所示之彈性構件6之與其周向正交之剖面為圓形形狀。替代地，彈性構件6亦可為圖4(C)所示之橢圓形形狀。該等情形下，彈性構件6在以朝導入室41側伸長之方式發生彈性變形後，以朝輸出室42側收縮之方式恢復時，即便彈性構件6之一部分被扭曲，由於彈性構件6之剖面形狀為圓形形狀或橢圓形形狀，故不易降低用於使連通部50處於關閉狀態之密封機能。

圖6(A)~圖6(G)係顯示各種彈性構件6之剖面圖。圖6(A)之彈性構件6之剖面形狀為圓形。圖6(B)之彈性構件6之剖面形狀為多邊形(具體而言為四邊形)。圖6(C)之彈性構件6之剖面形狀大致為D形。圖6(D)之彈性構件6之剖面形狀大致為X形。圖6(E)之彈性構件6之剖面形狀大致為C形(大致V形)。圖6(F)之彈性構件6之剖面形狀大致為L 形。圖6(G)之彈性構件6之剖面形狀大致為S形。

本實施形態之彈性構件6由與迫緊件11(參照圖1)相同規格之構件構成。如以上所述，為提高導入室41與輸出室42之間之密封性，將迫緊件11配置於在閥軸5A之外周面上形成之溝槽58上。如此，因彈性構件6與迫緊件11係相同規格的構件，故製造時不會產生迫緊件11與彈性構件6之組裝差異。此外，亦可將流體控制閥2之製造成本抑制在較低水準。

作為構成彈性構件6之材質，可例示合成樹脂及金屬等。從密封性等之觀點考量，較佳者係可將合成樹脂用作彈性構件6之材料。作為合成樹脂，例示天然橡膠、氯丁二烯橡膠、丙烯腈丁二烯橡膠、乙烯丙烯橡膠、異丁烯異戊二烯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、丁二烯橡膠、矽橡膠、氟橡膠、聚胺基甲酸酯橡膠及氟樹脂等。作為氟樹脂例示例如聚四氟乙烯等。

〔動作〕

圖5(A)~圖5(C)係顯示將圖4(B)所示之彈性構件6(剖面為圓形形狀之彈性構件6)安裝於閥構件5中之狀態的剖面圖。圖5(A)及圖5(B)顯示在導入室41與輸出室42不存在壓力差時及在導入室41之壓力較輸出室42之壓力更高時，連通部50藉由彈性構件6成為關閉狀態之情形。圖5(C)顯示輸出室42之壓力較導入室41之壓力更高時，彈性構件6發生彈性變形而使連通部50成為打開狀態之情形。

圖5(A)及圖5(B)所示彈性構件6均配置於狹槽52中時，以藉由在周向上收縮而在朝閥構件5之中心軸A側之方向上對狹槽52施加力之方式設計。圖5(B)所示之彈性構件6之收縮力較圖5(A)所示之彈性構件6之收縮力更大。其結果為圖5(B)所示之彈性構件6與圖5(A)所示之彈性構件6相比，在狹槽52中扁平狀之彈性變形之程度大，更加進入通路孔51側。因此，能夠提高使連通部50處於關閉狀態之密封性。

例如，操作者為進行維修等而將1次側之導入室41的壓力流體放出時，即便通路40藉由閥構件5而關閉，利用導入室41與輸出室42之壓力差，彈性構件6亦如圖5(C)所示般發生彈性變形，而在彈性構件6與狹槽52之內面(對向面A1或對向面A2)之間形成間隙G。其結果為連通部50成為打開狀態，殘留於輸出室42中之壓力流體被引導至導入室41側而從輸出室42排出。

圖5(D)~圖5(F)係顯示將圖4(C)所示之彈性構件6(剖面為橢圓形形狀之彈性構件6)安裝於閥構件5中之狀態的剖面圖。因圖5(D)~圖5(F)係對應上述圖5(A)~圖5(C)之圖，故省略詳細的說明而僅說明不同點。

圖5(D)及圖5(E)顯示在導入室41與輸出室42之間不存在壓力差時及在導入室41之壓力較輸出室42之壓力更高時，連通部50藉由彈性構件6成為關閉狀態之情形。圖5(F)顯示輸出室42之壓力較導入室41之壓力更高時，彈性構件6發生彈性變形而使連通部50成為打開狀態之情形。

圖5(D)~圖5(F)所示之彈性構件6為橢圓形形狀。若橢圓形形狀之彈性構件6以依循狹槽52之形狀之方式調節橢圓之長軸朝向而配置，則與圓形形狀之彈性構件相比，因容易貼合於狹槽52之空間，故能夠提高密封性。

〔實施形態之總結〕

如以上所述，因本實施形態之彈性構件6以利用彈性構件6之彈性力而使連通部50成為關閉狀態之方式構成，在導入室41與輸出室42不存在壓力差時及在導入室41之壓力較輸出室42之壓力更高時，連通部50維持為關閉狀態。另一方面，若輸出室42之壓力變得較導入室41之壓力更高，則彈性構件6發生彈性變形而將連通部50從關閉狀態切換為打開狀態。其結果為殘留於輸出室42中之壓力流體被引導至導入室41側而從輸出室42排出。如此，在本實施形態中，例如，操作者為進行維修等而將1次側之導入室41的壓力流體放出時，即便通路40藉由閥構件5而關閉，彈性構件6亦能夠利用導入室41與輸出室42之壓力差而發生彈性變形。其結果為因連通部50成為打開狀態，故殘留於輸出室42中之壓力流體被引導至導入室41側而從輸出室42排出。因此，在本實施形態中，用於在導入室41之壓力流體被放出時將輸出室42之壓力流體自動地排出之構造，與如先前般使用必須設置閥構件5與彈簧之止回閥之情形相比，能夠以少量之部件小型化地構成。

在本實施形態中，連通部50包含以從導入室41朝輸出室42延伸之方式而設置之通路孔51。在該構成中，藉由在閥構件5上形成孔此一簡單的加工，連通部50能夠容易地設置於閥構件5上。

在本實施形態中，導入室41設置於閥構件5之周圍。連通部50包含在閥構件5之外周面上沿周向而形成之狹槽52。狹槽52開口於導入室41。通路孔51與狹槽52相連且開口於輸出室42。彈性構件6形成為環狀且配置於狹槽52中。

在該構成中，僅在沿周向形成之狹槽52中配置環狀之彈性構件6，並利用彈性構件6之彈性力而關閉連通部50。由於彈性構件6配置於狹槽52中，故能夠抑制彈性構件6之位置偏離。該等機能可由簡單的構成實現。

本實施形態之流體控制閥2具備在閥構件5變位時引導閥構件5之一部分的引導部43。狹槽52設置於不被引導部43引導之位置。在該構成中，因在閥構件5變位時彈性構件6不干擾引導部43，故閥構件5之變位之圓滑性被維持。又，在該構成中，狹槽52之形狀不易受到制約而能夠提高狹槽52之設計之自由度。

在本實施形態中，在閥構件5與引導部43之間設置有迫緊件11。彈性構件6係由與迫緊件11相同規格之構件構成。在該構成中，由於使用與迫緊件11相同規格之彈性構件6，故製造時不易產生迫緊件11與彈性構件6之組裝差異。此外，可將流體控制閥2之製造成本抑制在較低水準。

在本實施形態中，在與閥構件5之軸向平行之剖面中，狹槽52以高度隨著從閥構件5之內側朝向外側而變高之方式形成。在該構成中，因狹槽52以高度隨著從閥構件5之內側朝向外側而變高之方式形成，故在輸出室42之壓力變得較導入室41之壓力更高之情形下，彈性構件6以朝導入室41側伸長之方式發生彈性變形。此時，在狹槽52與彈性構件6之間容易早期形成間隙G。因此，殘留於輸出室42中之壓力流體被早期排出至導入室41側。

若狹槽52之一對對向面A1、A2之角度θ2(開口角度)變得過大，則存在降低密封性之情形。若角度θ2過小，則藉由狹槽52緊固彈性構件6之力增大，而存在不易產生彈性構件6之彈性變形之情形。因此，鑒於該等問題而設定開口角度θ2。

在本實施形態中，在與閥構件5之軸向平行之剖面中，規定狹槽52之高度的一對對向面A1、A2分別呈直線狀延伸。此一情況下，狹槽52之設計及形成狹槽52之加工變得容易。

在本實施形態中，一對對向面A1、A2之一者係平行於與閥構件5之軸向正交之剖面的面。由於如此之平行之面的加工特別容易，故狹槽52整體之加工亦變得容易。

在本實施形態中，彈性構件6之剖面在與環狀的彈性構件6之周向正交之方向上為圓形形狀或橢圓形形狀。在該構成中，彈性構件6在以朝導入室41側伸長之方式發生彈性變形後，以朝輸出室42側收縮之方式恢復時，即便彈性構件6之一部分被扭曲，由於彈性構件6之剖面形狀為圓形形狀或橢圓形形狀，故不易降低用於使連通部50處於關閉狀態之密封機能。

在本實施形態中，連通部50具有複數個通路孔51。在該構成中，因連通部50具有複數個通路孔51，故將殘留於輸出室42中之壓力流體引導至導入室41之通路的面積增大。因此，壓力流體能夠迅速排出。

本實施形態之複數個通路孔51設置於從軸向觀察閥構件5時為對稱之位置。在該構成中，例如，在彈性構件6之一部分以朝導入室41側伸長之方式發生彈性變形時，彈性構件6之變形部分與通路孔51之間之距離不會變得過長。因此，能夠早期形成將殘留於輸出室42中之壓力流體引導至導入室41的路徑。

本實施形態之輸出室42包含設置於閥構件5之內部之內室44。複數個通路孔51之剖面面積之總計為從內室44之開口部至通路孔51之最狹窄部分之內室44的剖面面積以下。在該構成中，各通路孔51被毫無浪費地有效利用。因設計者可僅設置所需之通路孔51，故閥構件5之強度不會過小。

本實施形態之輸出室42之內室44包含第1內室44A及經由階差部45相對於第1內室44A在軸向上與其鄰接之第2內室44B。第2內室44B之內徑較第1內室44A之內徑更大。以內室44側之通路孔51之端部的位置較導入室41側之通路孔51之端部的位置相對階差部45在軸向上更為遠離之方式，通路孔51從導入室41側延伸至第1內室44A。在該構成中，因通路孔51以相對階差部45在軸向上遠離之方式從導入室41側延伸至第1內室44A，故構成階差部45與通路孔51之間之部分的閥構件5的厚度不會變得過薄。因此，階差部45與通路孔51之間之部分的強度不會過小。

本實施形態之通路孔51從導入室41側呈直線狀延伸至輸出室42。此時，形成通路孔51之加工變得容易。

(變化例)

本發明之原理並非係限定於上述實施形態者，可在不脫離其旨趣之範圍內進行各種改變、改良等。圖7(A)~圖9(B)係顯示連通部50之配置例之剖面圖。圖10係顯示閥構件5之變化例之剖面圖。圖11(A)及圖11(B)係顯示閥構件5之變化例之剖面圖。

圖7(A)所示之連通部50具有通路孔51與狹槽52。通路孔51並非係圖1所示之直線狀而是具有彎曲部分。圖7(A)所示之通路孔51係整體性地彎曲。替代地，通路孔51亦可具有由呈直線狀延伸之部分及彎曲延伸之部分組合而成之構造。導入室41側之連通部50之開口設置於閥構件5之閥軸5A之外周面上。輸出室42側之連通部50之開口設置於在閥構件5上設置之貫通孔53之內周面(具體而言係第1內室44A之內周面)上。

圖7(B)所示之連通部50具有通路孔51與狹槽52。通路孔51在與閥構件5之軸向(中心軸A)正交之方向上延伸。導入室41側之連通部50之開口設置於閥構件5之閥軸5A之外周面上。輸出室42側之連通部50之開口設置於閥構件5之貫通孔53之內周面(具體而言係區劃第1內室44A之內周面)上。

圖7(C)所示之連通部50具有通路孔51與狹槽52。通路孔51在與閥構件5之軸向平行的方向上延伸。導入室41側之連通部50之開口設置於閥構件5之閥軸5A之外周面上。輸出室42側之連通部50之開口設置於閥構件5之閥體5B之端面55上。

圖8(A)所示之連通部50具有通路孔51與狹槽52。通路孔51在與閥構件5之軸向(中心軸A)正交之方向上延伸。導入室41側之連通部50之開口設置於閥構件5之閥軸5A之外周面上。輸出室42側之連通部50之開口設置於閥構件5之貫通孔53之內周面上(具體而言係區劃第2內室44B之內周面)。

圖8(B)所示之連通部50具有通路孔51，而不具有狹槽52。通路孔 51在與閥構件5之軸向(中心軸A)正交之方向上延伸。導入室41側之連通部50之開口設置於閥構件5之閥軸5A之外周面上。輸出室42側之連通部50之開口設置於閥構件5之貫通孔53之內周面(具體而言係區劃第1內室44A之內周面)上。

圖8(C)所示之連通部50具有通路孔51，而不具有狹槽52。通路孔51在與閥構件5之軸向(中心軸A)正交之方向上延伸。如圖8(C)所示，在以包圍閥構件5之閥體5B之周圍之方式而設置之缸體構件12上設置有連通於閥構件5之連通部50的連通部120。彈性構件6藉由封塞缸體構件12之連通部120而使閥構件5之連通部50處於關閉狀態。

圖9(A)所示之連通部50具有通路孔51，而不具有狹槽52。通路孔51在與閥構件5之軸向(中心軸A)正交之方向上延伸。導入室41側之連通部50之開口設置於閥構件5之閥體5B之外周面上。輸出室42側之連通部50之開口設置於閥構件5之貫通孔53之內周面(具體而言係區劃第1內室44A之內周面)上。

圖9(B)所示之連通部50具有溝槽54，而不具有通路孔51及狹槽52。溝槽54在與閥構件5之軸向平行的方向上延伸。導入室41側之連通部50(溝槽54)之開口設置於閥構件5之閥軸5A之外周面上。輸出室42側之連通部50(溝槽54)之開口設置於閥構件5之閥軸5A之上端部(閥軸5A之與閥體5B成相反側之端部)。如圖9(B)所示，溝槽54由設置於閥構件5之外周面之溝槽構成。溝槽54的個數可為複數個，亦可為1個。

圖10所示之閥構件5在一點上與圖2所示之閥構件5不同，即：狹槽52之高度(寬度)大致一定。圖10所示之閥構件5之狹槽52之一對對向面A1、A2所構成之角度大致為0。

圖11(A)所示之閥構件5在連通部50及彈性構件6之構造、配置上與圖1所示之實施形態不同。圖11(A)所示之連通部50具有貫通閥構件 5之通路孔51。導入室41側之連通部50之開口設置於閥構件5之閥軸5A之外周面上。輸出室42側之連通部50之開口設置於閥構件5之貫通孔53之內周面(具體而言係區劃第1內室44A之內周面)上。

圖11(A)所示之彈性構件6並非係圖4(A)所示之環狀，而是例如板狀之構件。如圖11(A)所示，多邊形板與圓盤等之板狀的彈性構件6可按封塞連通部50之導入室41側之開口的方式配置。彈性構件6之一端部(圖11(A)中為上端部)固定於閥構件5上。彈性構件6之另一端部側未固定於閥構件5上。

因彈性構件6以利用彈性構件6之彈性力而使連通部50成為關閉狀態之方式構成，故如圖11(A)所示，在導入室41與輸出室42不存在壓力差時及在導入室41之壓力較輸出室42之壓力更高時，連通部50維持為關閉狀態。另一方面，如圖11(B)所示，若輸出室42之壓力變得較導入室41之壓力更高，則彈性構件6之另一端部側朝離開閥構件5之方向發生彈性變形，而在彈性構件6與連通部50之間形成有間隙G。其結果為連通部50從關閉狀態切換為打開狀態。

雖省略圖示，但彈性構件6並非係限制於環狀、板狀者。例如，連通部50僅由通路孔51構成時，彈性構件6可為能夠封塞通路孔51之栓狀形態。可例示圓柱狀及角柱狀等各種形狀作為栓狀形態。

通路孔之剖面形狀不限制於圓形，亦可為四邊形等之多邊形。上述實施形態例示從壓力流體源被供給之流體為空氣之情形。替代地，從壓力流體源被供給之流體可為空氣以外之氣體，亦可為液體。

所說明之與上述實施形態相關聯之流體控制閥主要具備以下特徵。

所說明之與上述實施形態相關聯之流體控制閥具備：本體部，其內部形成有從壓力流體源被導入流體之導入室、及經由通路與前述導入室相連之輸出室；閥構件，其能夠開閉前述通路，且形成有連通前述導入室與前述輸出室之連通部者；及彈性構件，其設置於前述連通部。利用前述彈性構件之彈性力使前述連通部處於關閉狀態，且，若前述輸出室之壓力變得較前述導入室之壓力更高時，則前述彈性構件變形而使前述連通部從前述關閉狀態變為打開狀態。

根據上述構成，因連通部利用彈性構件之彈性力而成為關閉狀態，故在導入室與輸出室不存在壓力差時及在導入室之壓力較輸出室之壓力更高時，能夠將連通部維持為關閉狀態。另一方面，若輸出室之壓力變得較導入室之壓力更高時，則彈性構件發生彈性變形而將連通部從關閉狀態切換為打開狀態，故殘留於輸出室之壓力流體被導入導入室側而從輸出室排出。例如，為進行維修等而將1次側之導入室的壓力流體放出時，即便通路藉由閥構件而關閉，彈性構件亦藉由導入室與輸出室之壓力差而發生彈性變形，而能夠使連通部處於打開狀態。因此，殘留於輸出室之壓力流體被導入導入室側而從輸出室排出。根據上述構造，用於在導入室之壓力流體被放出時將輸出室之壓力流體自動地排出之構造，與使用必須設置閥構件5與彈簧之止回閥之先前技術相比，能夠以少量之部件小型化地構成。

關於上述流體控制閥，前述連通部可包含至少1條以從前述導入室朝前述輸出室延伸之方式設置之通路孔。

根據上述構成，藉由在閥構件中至少形成1個孔此一簡單的加工，連通部能夠容易地形成於閥構件中。

關於上述流體控制閥，前述導入室可設置於前述閥構件之周圍。前述連通部可包含在前述閥構件之外周面上沿周向而形成之狹槽。前述狹槽可開口於前述導入室。前述至少1個通路孔可與前述狹槽相連，且開口於前述輸出室。前述彈性構件可形成為環狀且配置於前述狹槽。

根據上述構成，僅在沿周向形成之狹槽中配置環狀之彈性構件，並利用彈性構件之彈性力(收縮力)即可關閉連通部。彈性構件因被配置於狹槽中，故不易產生彈性構件之位置偏離。上述簡單的構成能夠實現該等機能。

上述流體控制閥可具備在前述閥構件變位時引導前述閥構件之一部分的引導部。前述狹槽可設置於不被前述引導部引導之位置。

根據上述構成，因彈性構件在閥構件變位時不干擾引導部，故能夠維持閥構件之變位之圓滑性。

關於上述流體控制閥，在前述閥構件與前述引導部之間可設置迫緊件。前述彈性構件可由與前述迫緊件相同規格的構件構成。

根據上述構成，因可使用與迫緊件相同規格之彈性構件，故製造時不易產生迫緊件與彈性構件之組裝差異。此外，可將流體控制閥之製造成本抑制在較低水準。

關於上述流體控制閥，在與前述閥構件變位之方向平行之剖面中，前述狹槽可以其高度隨著從前述閥構件之內側朝向外側而變高之方式形成。

根據上述構成，狹槽以高度隨著從閥構件之內側朝向外側而變高之方式形成。因此，若彈性構件以朝壓力較輸出室更低之導入室側伸長之方式發生彈性變形，則在狹槽與彈性構件之間容易早期形成間隙。因此，殘留於輸出室中之壓力流體被早期排出至導入室側。

關於上述流體控制閥，在與前述閥構件變位之前述方向平行的前述剖面中，規定前述狹槽之前述高度之一對對向面可分別呈直線狀延伸。

根據上述構成，狹槽之設計及形成狹槽之加工變得容易。

關於上述流體控制閥，前述一對對向面之任一者，可為平行於與前述閥構件變位之前述方向正交之剖面的面。

根據上述構成，因平行之面之加工特別容易，故狹槽整體之加工變得容易。

關於上述流體控制閥，前述環狀彈性構件可具有與前述彈性構件之周向正交之圓形形狀或橢圓形形狀的剖面。

根據上述構成，由於彈性構件之剖面形狀為圓形形狀或橢圓形形狀，故不易降低用於使連通部處於關閉狀態之密封機能。因此，以朝導入室側伸長之方式發生彈性變形後之彈性構件以在輸出室側收縮之方式恢復時，即便一部分被扭曲，連通構件亦能適當地成為關閉狀態。

關於上述流體控制閥，前述連通部可具有複數個通路孔作為前述至少1條通路孔。

根據上述構成，因連通部具有複數個通路孔，故設計流體控制閥之設計者能夠增大將殘留於輸出室中之壓力流體引導至導入室之通路的面積。因此，壓力流體能夠迅速排出。

關於上述流體控制閥，前述複數個通路孔可設置於從前述閥構件變位之方向上觀察前述閥構件時為對稱之位置。

根據上述構成，例如，彈性構件之一部分以朝導入室側伸長之方式發生彈性變形時，彈性構件之變形部分與通路孔之距離不會變得過長。因此，能夠早期形成將殘留於輸出室之壓力流體引導至導入室之路徑。例如，在通路孔係貫通閥構件之貫通孔之情形下，配置於對稱位置上之複數個通路孔能夠防止閥構件之強度過小。

關於上述流體控制閥，前述輸出室可包含設置於前述閥構件內部之內室。前述複數個通路孔之剖面面積之總計為從前述內室之開口部至前述複數個通路孔之最狹窄部分之前述內室的剖面面積以下。

根據上述構成，各通路孔被毫無浪費地有效利用。設計流體控制閥之設計者可不形成過多的通路孔，故閥構件之強度不會過小。

關於上述流體控制閥，前述輸出室可包含設置於前述閥構件內部之內室。前述內室可包含第1內室及相對前述第1內室經由階差部在前述閥構件變位之方向上與其鄰接且內徑大於前述第1內室之第2內室。前述至少1個通路孔可以前述內室側之前述至少1個通路孔之端部的位置較前述導入室側之前述至少1個通路孔之端部的位置，相對於前述階差部在前述閥構件變位之前述方向上更為遠離之方式，從前述導入室側延伸至前述第1內室。

根據上述構成，因至少1個通路孔以相對階差部在閥構件變位之方向上遠離之方式從前述導入室側延伸至前述第1內室，故構成階差部與通路孔之間之部分的閥構件的厚度不會變得過薄。因此，階差部與通路孔之間之部分的強度不會過小。

關於上述流體控制閥，前述至少1個通路孔可從前述導入室側呈直線狀延伸至前述輸出室。

根據上述構成，容易形成通路孔。

[產業上之可利用性]

本發明能夠廣泛應用於利用流體而進行控制之各種裝置。

Claims

一種流體控制閥，其具備：本體部，其內部形成有從壓力流體源被導入流體之導入室、及經由通路與前述導入室相連之輸出室；閥構件，其能夠開閉前述通路，且形成有連通前述導入室與前述輸出室之連通部；及彈性構件，其係設置於前述連通部者；且前述連通部利用前述彈性構件之彈性力而處於關閉狀態，且若前述輸出室之壓力變得較前述導入室之壓力更高時，則前述彈性構件變形而使前述連通部從前述關閉狀態變為打開狀態。
如請求項1之流體控制閥，其中前述連通部包含至少1個以從前述導入室朝前述輸出室延伸之方式而設置之通路孔。
如請求項2之流體控制閥，其中前述導入室設置於前述閥構件之周圍；前述連通部包含在前述閥構件之外周面上沿周向形成之狹槽；前述狹槽開口於前述導入室；前述至少1個通路孔與前述狹槽相連，且開口於前述輸出室；且前述彈性構件形成為環狀，且配置於前述狹槽。
如請求項3之流體控制閥，其中具備在前述閥構件變位時引導前述閥構件之一部分之引導部；且前述狹槽設置於不被前述引導部引導之位置。
如請求項4之流體控制閥，其中，在前述閥構件與前述引導部之間設置有迫緊件；前述彈性構件係由與前述迫緊件相同規格的構件構成。
如請求項3之流體控制閥，其中在與前述閥構件變位之方向平行之剖面中，前述狹槽係以其高度隨著從前述閥構件之內側朝向外側而變高之方式形成。
如請求項6之流體控制閥，其中在與前述閥構件變位之前述方向平行之前述剖面中，規定前述狹槽之前述高度之一對對向面分別呈直線狀延伸。
如請求項7之流體控制閥，其中前述一對對向面之任一者係平行於與前述閥構件變位之前述方向正交之剖面的面。
如請求項3之流體控制閥，其中前述環狀彈性構件具有與前述彈性構件之周向正交之圓形形狀或橢圓形形狀的剖面。
如請求項2之流體控制閥，其中前述連通部具有複數個通路孔作為前述至少1個通路孔。
如請求項10之流體控制閥，其中前述複數個通路孔設置於從前述閥構件變位之方向觀察前述閥構件時為對稱之位置。
如請求項10之流體控制閥，其中前述輸出室包含設置於前述閥構件之內部的內室；前述複數個通路孔之剖面面積之總計為從前述內室之開口部至前述複數個通路孔之最狹窄部分之前述內室的剖面面積以下。
如請求項2之流體控制閥，其中，前述輸出室包含設置於前述閥構件之內部的內室；前述內室包含第1內室及相對於前述第1內室經由階差部在前述閥構件變位之方向上與其鄰接且內徑大於前述第1內室之第2內室；前述至少1個通路孔係以前述內室側之前述至少1個通路孔之端部的位置較前述導入室側之前述至少1個通路孔之端部的位置，相對於前述階差部在前述閥構件變位之前述方向上更為遠離之方式，從前述導入室側延伸至前述第1內室。
如請求項2至12中任一項之流體控制閥，其中前述至少1個通路孔從前述導入室側呈直線狀延伸至前述輸出室。