JP2008106905A - 弁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 流路抵抗を小さくして十分な流量を確保した弁構造を提供する。
【解決手段】 液体を流通させる液体通路と、前記液体通路中に移動可能に配置された弁球と、開弁方向に移動可能に設けられ、かつ前記弁球とともに移動するピンと、前記弁球が当接して前記液体通路を遮断する弁座部を有する弁座本体と、前記液体通路に連通して形成された液室と、前記液室内に移動可能に配置され、前記ピンと当接可能なピストンとを備えた弁構造において、前記弁座部とは別に、前記液室内に臨んで固定されたガイド部と、このガイド部に並列に形成された通路部とを備えたブッシュとを有することとした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、遮断弁等の弁構造に関する。

従来、弁球によって流路となる孔を遮断し、流路内をストロークするピンによって弁球を移動させる弁構造にあっては、弁座本体に設けられた孔にピンのガイド機能を持たせ、この孔のガイド隙間を流路として構成している（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１９９５７３号公報

しかしながら上記従来技術にあっては、ガイド機能を確保するために孔の軸長を大きくとると、流路たるガイド隙間も長くなって流路抵抗が増大してしまい、必要流量を確保できないという問題があった。とりわけ低温時に作動油の粘度が増加した場合はこの問題が顕著となる。

本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、流路抵抗を小さくして十分な流量を確保した弁構造を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、液体を流通させる液体通路と、前記液体通路中に移動可能に配置された弁球と、開弁方向に移動可能に設けられ、かつ前記弁球とともに移動するピンと、前記弁球が当接して前記液体通路を遮断する弁座部を有する弁座本体と、前記液体通路に連通して形成された液室と、前記液室内に移動可能に配置され、前記ピンと当接可能なピストンとを備えた弁構造において、前記弁座部とは別に、前記液室内に臨んで固定されたガイド部と、このガイド部に並列に形成された通路部とを備えたブッシュとを有することとした。

よって、流路抵抗を小さくして十分な流量を確保した弁構造を提供することができる。

以下、本発明の弁構造を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

［油圧回路］
実施例１につき図１ないし図３に基づき説明する。図１は本願弁構造を適用した遮断弁１００（Ｐ，Ｓ）を有するブレーキ装置の油圧回路図であり、この油圧回路はＰ，Ｓ系統を有するタンデム型である。アウトバルブＯＵＴ／Ｖ（ＦＬ〜ＲＲ）は常閉電磁弁、アウト側ゲートバルブＧ／Ｖ＿ＯＵＴ（Ｐ，Ｓ）およびインバルブＩＮ／Ｖ（ＦＬ〜ＲＲ）は常開電磁弁である。

ポンプＰは一方向ポンプであり、モータＭにより駆動される。マスタシリンダＭ／Ｃは油路Ａ（Ｐ，Ｓ）および遮断弁１００（Ｐ，Ｓ）を介してリザーバ（Ｐ，Ｓ）と接続し、ポンプＰの吐出側は油路Ｂ（ＦＬ〜ＲＲ）及びインバルブＩＮ／Ｖ（ＦＬ〜ＲＲ）を介して各ホイルシリンダＷ／Ｃ（ＦＬ〜ＲＲ）と接続する。

油路Ｂ（ＦＬ〜ＲＲ）はそれぞれアウトバルブＯＵＴ／Ｖ（ＦＬ〜ＲＲ）及び油路Ｃ（Ｐ，Ｓ）を介してリザーバＲＳＶ（Ｐ，Ｓ）と接続する。また、ポンプＰの吸入側はリザーバ（Ｐ，Ｓ）と接続し、このリザーバＲＳＶ（Ｐ，Ｓ）は遮断弁１００（Ｐ，Ｓ）を介して油路Ａ（Ｐ，Ｓ）と接続する。

さらに、インバルブＩＮ／Ｖ（ＦＬ〜ＲＲ）のポンプ吐出側は油路Ｄ（Ｐ，Ｓ）及びアウト側ゲートバルブＧ／Ｖ＿ＯＵＴ（Ｐ，Ｓ）を介してマスタシリンダＭ／Ｃと接続する。

アウト側ゲートバルブＧ／Ｖ＿ＯＵＴ（Ｐ，Ｓ）には、マスタシリンダＭ／Ｃへの逆流を防止するチェックバルブＣ／Ｖが並列に設けられている。また、各インバルブＩＮ／Ｖ（ＦＬ〜ＲＲ）にはそれぞれ各ホイルシリンダＷ／Ｃ（ＦＬ〜ＲＲ）への逆流を防止するチェックバルブＣ／Ｖが並列に設けられている。

（増圧時）
増圧時には、インバルブＩＮ／Ｖ（ＦＬ〜ＲＲ）を開弁し、アウトバルブＯＵＴ／Ｖ（ＦＬ〜ＲＲ）を閉弁してポンプＰを駆動する。ポンプ駆動によりマスタシリンダＭ／Ｃから作動油が汲み出され、油路Ａ（Ｐ，Ｓ）及び油路Ｂ（ＦＬ〜ＲＲ）を介して各ホイルシリンダＷ／Ｃ（ＦＬ〜ＲＲ）に導入されて増圧が行われる。

（減圧時）
減圧時には、インバルブＩＮ／Ｖ（ＦＬ〜ＲＲ）を閉弁、アウトバルブＯＵＴ／Ｖ（ＦＬ〜ＲＲ）を開弁して各ホイルシリンダＷ／Ｃ（ＦＬ〜ＲＲ）の作動油をリザーバＲＳＶ（Ｐ，Ｓ）に還流することで減圧が行われる。

［遮断弁の詳細］
図２は遮断弁１００（Ｐ，Ｓ）の軸方向断面図、図３は径方向断面図である。図２は図３のＩＩ−ＩＩ断面、図３は図２のＩ−Ｉ断面を示す。１００Ｐ，１００Ｓともに同一形状であるため、以下では１００Ｐについてのみ示す。Ｐ，Ｓの区別は行わず、単に遮断弁１００とする。なお、遮断弁１００のストローク方向をｙ軸とし、ピストン３００に対し弁球１２０側を正方向とする。

遮断弁１００はハウジング１１０、弁球１２０、ピン１３０、弁座本体１４０、ブッシュ２００を有する。ハウジング１１０のｙ軸正方向側には油路Ａに接続する軸方向孔（流体通路）１１１が設けられ、ｙ軸負方向側にはリザーバＲＳＶの液室３１０が設けられてピストン３００がｙ軸方向摺動可能に収装される。

軸方向孔１１１には弁球１２０が収装され、この軸方向孔１１１のｙ軸負方向端部には弁座本体１４０が設けられている。この弁座本体１４０は外径側に向かうに連れｙ軸方向厚みが大きくなるテーパ（弁座部）１４１を有しており、中心は軸方向孔１１１のｙ軸負方向最深部となっている。

弁座本体１４０の軸中心にはピン挿通孔１４２が設けられてピン１３０が挿通される。弁球１２０は、無負荷時には軸方向孔１１１のｙ軸負方向端部に位置し、弁座本体１４０のテーパ１４１に当接して軸方向孔１１１を閉塞・遮断する。

ハウジング１１０の液室３１０は、ピストン３００を収容する第１液室３１１と、第１液室３１１よりも小径かつｙ軸正方向側に設けられた第２液室３１２から形成される。第２液室３１２は弁座本体１４０のピン挿通孔１４２により軸方向孔１１１および油路Ａと連通し、第２液室３１２にはピン１３０のガイドであるブッシュ２００が収装される。

ピン１３０はｙ軸正方向側の弁座挿通部１３１とｙ軸負方向側のブッシュ挿通部１３２から形成され、弁座挿通部１３１はブッシュ挿通部１３２よりも大径に設けられて段部１３３が形成される。またピン１３０はこの段部１３３によってブッシュ２００にｙ軸負方向移動を係止される。

ブッシュ挿通部１３２のｙ軸方向長さは弁座挿通部１３１よりも長く設けられる。ブッシュ挿通部１３２のｙ軸負方向端部である先端部１３４がピストン３００に当接してｙ軸正方向に押圧されることにより、ピン１３０はｙ軸正方向にストロークして弁球１２０をｙ軸正方向側に移動させる。なお、弁球１２０の外径は軸方向孔１１１よりもわずかに小径に設けられ、弁球１２０がピン１３０によってｙ軸正方向に移動した際、弁球１２０とテーパ１４１は接触しない。

弁座挿通部１３１の径は、ピン挿通孔１４２に対し若干小径かつｙ軸方向摺動可能に設けられている。このため無負荷時において弁球１２０がテーパ１４１に当接して軸方向孔１１１を閉塞し、ピン１３０の弁座挿通部１３１がピン挿通孔１４２に挿通された状態にある場合、ピン挿通孔１４２は弁座挿通部１３１を収容した状態となり、流路面積はほぼゼロである。

弁座挿通部１３１およびピン挿通孔１４２のｙ軸方向長さは短く設けられており、ピン１３０がｙ軸正方向にストロークした際は弁座挿通部１３１はピン挿通孔１４２を完全に脱出する。これによりピン挿通孔１４２には小径のブッシュ挿通部１３２のみが挿通された状態となり、ピン挿通孔１４２内での流路面積が確保されて開弁状態となる。

弁座挿通部１３１およびピン挿通孔１４２のｙ軸方向長さを短く設けることで、ピン１３０のｙ軸正方向側へわずかにストロークすれば開弁されるよう設けられている。

リザーバＲＳＶの容積が縮小すると、ピストン３００がｙ軸正方向に移動してピン１３０および弁球１２０をｙ軸正方向に移動させ、ピン挿通孔１４２を開放する。さらにピン１３０がｙ軸正方向に移動して弁座挿通部１３１がピン挿通孔１４２を脱出すると、ピン挿通孔１４２における流路面積が確保されて軸方向孔１１１と液室３１０が連通され、油路Ａ内の作動油がリザーバＲＳＶに導入される。

［ブッシュの詳細］
ブッシュ２００は十字形状であり（図３参照）、中心にピン１３０のブッシュ挿通部１３２を挿通する貫通孔であるガイド部２１０が設けられている。このガイド部２１０はピン１３０よりもわずかに大径に設けられてピン１３０のブッシュ挿通部１３２をｙ軸方向摺動可能に保持し、ピン１３０のストロークをガイドする。

また、ブッシュ２００は円柱形状部材を鍛造することにより外径を凹ませ、十字状の凸部２２０と凹部２３０を形成する。凸部２２０はハウジング１１０の第２液室３１２に嵌合固定され、凹部２３０と第２液室３１２との隙間は油路ＡとリザーバＲＳＶが連通した際に作動油をスムーズに通過させる通路部Ｄとして機能する。

これにより、油路ＡとリザーバＲＳＶの連通時にガイド部２１０に並列に形成された通路部Ｄによって作動油を通過させることで、油路ＡとリザーバＲＳＶ間の流量を確保する。また、ドリル加工等の機械加工を不要とし、量産時のブッシュ２００の製造コストを低減する。

また、組み付け時にピン１３０をｙ軸正方向側からピン挿通孔１４２に挿通する場合、ピン１３０の先端部１３４との接触によってテーパ１４１が損傷するおそれがある。そのため組み付け時には、ｙ軸負方向側（ピストン３００側）からピン１３０をピン挿通孔１４２に挿通した後、ブッシュ２００をピン１３０に挿通させつつ第２液室３１２に嵌合させることでテーパ１４１の損傷を回避する。

［実施例１の効果］
（１）液体を流通させる液体通路（軸方向孔１１１）と、液体通路中に（ｙ軸方向に）移動可能に配置された弁球１２０と、開弁方向（ｙ軸正方向）に移動可能に設けられ、かつ弁球１２０とともに移動するピン１３０と、弁球１２０が当接して液体通路を遮断する弁座部（テーパ１４１）を有する弁座本体１４０と、液体通路に連通して形成された液室３１０と、液室３１０内に移動可能に配置され、ピン１３０と当接可能なピストン３００とを備えた弁構造において、弁座部とは別に、液室３１０内に臨んで固定されたガイド部２１０と、このガイド部２１０に並列に形成された通路部Ｄとを備えたブッシュ２００とを有することとした。

これにより、油路ＡとリザーバＲＳＶの連通時にガイド部２１０に並列に形成された通路部Ｄによって作動油を通過させることで、油路ＡとリザーバＲＳＶ間の流量を確保することができる。

（２）ピン１３０の一端（弁座挿通部１３１）には弁球１２０が当接するとともに他端（先端部１３４）にはピストン３００が当接し、ピン１３０は流体通路に対しピストン３００側（ｙ軸負方向側）から挿入されることとした。

組み付け時にはｙ軸負方向側（ピストン３００側）からピン１３０をピン挿通孔１４２に挿通した後、ブッシュ２００をピン１３０に挿通させつつ第２液室３１２に嵌合させることで、ピン１３０の先端部１３４との接触によってテーパ１４１が損傷するおそれを回避することができる。

［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

実施例１では鍛造により十字状のブッシュ２００を形成したが、流路面積を確保できるものであればブッシュは他の形状でもよい。例えば図４に示すように、鍛造ではなく機械（ドリル）加工によって貫通孔２４０'を設け、この貫通孔２４０'を通路部Ｄとしたブッシュ２００'としてもよい。鍛造設備が不要となり、試作時のブッシュ２００'製造コストを低減できる。

また、図５に示すように、ブッシュ２００''そのものに通路部Ｄを設けず、弁座本体１４０''にｙ軸方向の溝１４３''を設け、この溝１４３''を通路部Ｄとしてもよい。ガイド部２１０''以外の加工が不要となり、試作時のブッシュ２００''製造コストを低減できる。

更に、上記各実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。

（イ）請求項１または請求項２に記載の弁構造において、
前記ブッシュの通路部は鍛造によって形成されること
を特徴とする弁構造。

機械加工によらず通路部を形成可能とし、量産時における製造コストを低減することができる。

（ロ）請求項１または請求項２に記載の弁構造において、
前記ブッシュの通路部は機械加工によって形成されること
を特徴とする弁構造。

鍛造設備が不要となり、試作時における製造コストを低減することができる。

（ハ）請求項１または請求項２に記載の弁構造において、
前記ブッシュの通路部は弁座本体に形成されること
を特徴とする弁構造。

ブッシュに通路部を設ける必要がなく、ブッシュの製造コストを低減することができる。

本願弁構造を適用した遮断弁をを有する油圧回路図である。 遮断弁１００（Ｐ，Ｓ）の軸方向断面図（図３のＩ−Ｉ断面）である。 遮断弁１００（Ｐ，Ｓ）の径方向断面図（図２のＩＩ−ＩＩ断面）である。 他の実施例を示す図である。 他の実施例を示す図である。

符号の説明

１００ 遮断弁
１１０ ハウジング
１１１ 軸方向孔
１２０ 弁球
１３０ ピン
１３１ 弁座挿通部
１３２ ブッシュ挿通部
１３３ 段部
１３４ 先端部
１４０ 弁座本体
１４１ テーパ
１４２ ピン挿通孔
１４３'' 溝
２００ ブッシュ
２１０ ガイド部
２２０ 凸部
２３０ 凹部
２４０' 貫通孔
３００ ピストン
３１０ 液室
３１１ 第１液室
３１２ 第２液室
Ａ〜Ｄ 油路
Ｃ／Ｖ チェックバルブ
Ｄ 通路部

Claims (2)

1. 液体を流通させる液体通路と、
   前記液体通路中に移動可能に配置された弁球と、
   開弁方向に移動可能に設けられ、かつ前記弁球とともに移動するピンと、
   前記弁球が当接して前記液体通路を遮断する弁座部を有する弁座本体と、
   前記液体通路に連通して形成された液室と、
   前記液室内に移動可能に配置され、前記ピンと当接可能なピストンと
   を備えた弁構造において、
   前記弁座部とは別に、前記液室内に臨んで固定されたガイド部と、このガイド部に並列に形成された通路部とを備えたブッシュと
   を有することを特徴とする弁構造。
2. 請求項１に記載の弁構造において、
   前記ピンの一端には前記弁球が当接するとともに他端には前記ピストンが当接し、前記ピンは前記流体通路に対し前記ピストン側から挿入されること
   を特徴とする弁構造。

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