JP6265714B2 - Valve assembly - Google Patents
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Description
本発明は、流体の圧力に応じて流路を開閉可能なバルブアセンブリに関する。 The present invention relates to a valve assembly capable of opening and closing a flow path according to the pressure of a fluid.
バルブアセンブリは、流路を開閉する弁体を備えている（例えば、特許文献１〜３参照）。流体からの圧力が所定の開弁圧以上になると、弁体は、流路を完全に閉じる全閉位置から、流路を完全に開く全開位置に、切り替わる。このように、バルブアセンブリは、流体の圧力（流体から弁体に加わる荷重）に応じて、流路を開閉制御している。
The valve assembly includes a valve body that opens and closes the flow path (see, for example,
しかしながら、流体は、ポンプ、コンプレッサ、ブロワなどの圧送機械により、圧送されている。このため、流体の圧力は、常時、細かく変動している。したがって、全閉位置において、流体の圧力変動に応じて、バルブアセンブリの弁体は振動している。よって、全閉位置であるにもかかわらず、弁体が、一時的に流路を開いてしまうおそれがある。また、弁体が振動すると、弁体が隣接部材（例えば弁座など）と衝突を繰り返す、いわゆるチャタリングが発生するおそれがある。そこで、本発明は、全閉位置において、弁体が誤って流路を開きにくいバルブアセンブリを提供することを目的とする。 However, the fluid is pumped by a pumping machine such as a pump, a compressor, and a blower. For this reason, the pressure of the fluid always fluctuates finely. Therefore, in the fully closed position, the valve body of the valve assembly vibrates according to the pressure fluctuation of the fluid. Therefore, there is a possibility that the valve element may temporarily open the flow path despite the fully closed position. Further, when the valve body vibrates, so-called chattering may occur in which the valve body repeatedly collides with an adjacent member (for example, a valve seat). Accordingly, an object of the present invention is to provide a valve assembly in which a valve body is unlikely to open a flow path by mistake in a fully closed position.
（１）上記課題を解決するため、本発明のバルブアセンブリは、流体が流れる流路の少なくとも一部を有するハウジングと、該ハウジングに収容され該流路を開閉可能な弁体と、該流路を閉じる方向である閉方向に、該弁体を付勢する閉方向付勢部と、該流路を開く方向である開方向に、該弁体を付勢する開方向付勢部と、を備えるバルブアセンブリであって、前記閉方向付勢部および前記開方向付勢部から前記弁体に付勢力が加わる領域を閉側領域、該閉側領域よりも開側に配置され該閉方向付勢部から該弁体に付勢力が加わる領域を開側領域、として、該弁体が前記流路を完全に閉じる全閉位置は該閉側領域に、該弁体が該流路を完全に開く全開位置は該開側領域に、各々設定されていることを特徴とする。 (1) In order to solve the above-described problem, a valve assembly according to the present invention includes a housing having at least a part of a flow path through which a fluid flows, a valve body that is accommodated in the housing and can open and close the flow path, and the flow path A closing direction urging portion that urges the valve body in a closing direction that is a direction to close the valve body, and an opening direction urging portion that urges the valve body in an opening direction that is a direction to open the flow path. A valve assembly comprising: a closing region, and a region where a biasing force is applied to the valve body from the closing direction biasing portion and the opening direction biasing portion; The area where the urging force is applied to the valve body from the urging portion is defined as the open side area, the fully closed position where the valve body completely closes the flow path is in the closed side area, and the valve body completely covers the flow path. The fully open position to be opened is set in each open side region.
閉側領域内の全閉位置においては、弁体は、閉方向付勢部および開方向付勢部により、開閉両方向に付勢されている。すなわち、閉方向付勢部のばね定数と、開方向付勢部のばね定数と、の合成のばね定数が、弁体に作用している。弁体の挙動は、当該合成のばね定数に依存している。このため、弁体は、開閉両方向に動きにくい。したがって、流体の圧力が、開弁圧未満の圧力領域で変動する場合であっても、弁体は変位しにくい（撓みにくい）。よって、本発明のバルブアセンブリによると、全閉位置において、弁体が誤って流路を開きにくい。 In the fully closed position in the closed region, the valve element is urged in both the opening and closing directions by the closing direction urging portion and the opening direction urging portion. That is, a combined spring constant of the closing direction biasing portion and the spring constant of the opening direction biasing portion acts on the valve body. The behavior of the valve body depends on the combined spring constant. For this reason, the valve body is difficult to move in both the opening and closing directions. Therefore, even if the pressure of the fluid fluctuates in a pressure region less than the valve opening pressure, the valve body is hardly displaced (not easily bent). Therefore, according to the valve assembly of the present invention, in the fully closed position, it is difficult for the valve body to erroneously open the flow path.
一方、開側領域内の全開位置においては、弁体は、閉方向付勢部により、閉方向に付勢されている。すなわち、閉方向付勢部のばね定数が、弁体に作用している。弁体の挙動は、閉方向付勢部のばね定数に依存している。このため、弁体は、閉方向に動きやすい。すなわち、流体の圧力変動に対する弁体の応答性が高い。 On the other hand, at the fully open position in the open side region, the valve body is urged in the closing direction by the closing direction urging portion. That is, the spring constant of the closing direction urging portion acts on the valve body. The behavior of the valve body depends on the spring constant of the closing direction urging portion. For this reason, the valve body is easy to move in the closing direction. That is, the responsiveness of the valve body to the fluid pressure fluctuation is high.
（２）上記（１）の構成において、前記閉側領域において、前記閉方向付勢部および前記開方向付勢部は、前記弁体に当接しており、前記開側領域において、該閉方向付勢部は該弁体に当接しており、該開方向付勢部は該弁体から離間している構成とする方がよい。本構成によると、閉側領域と開側領域との間で、簡単に、ばね定数を二段階に切り換えることができる。 (2) In the configuration of (1), in the closed side region, the closing direction biasing portion and the opening direction biasing portion are in contact with the valve body, and in the opening side region, the closing direction It is preferable that the urging portion is in contact with the valve body and the opening direction urging portion is separated from the valve body. According to this configuration, the spring constant can be easily switched between two steps between the closed region and the open region.
（３）上記（１）または（２）の構成において、前記開方向付勢部のばね定数は、前記閉方向付勢部のばね定数よりも、大きい構成とする方がよい。本構成によると、簡単に、閉側領域におけるばね定数（閉方向付勢部のばね定数と、開方向付勢部のばね定数と、の合成のばね定数）を、開側領域におけるばね定数（閉方向付勢部のばね定数）よりも、大きくすることができる。また、全開位置は、開側領域に設定されている。開側領域において、弁体の挙動は、閉方向付勢部のばね定数に依存している。このため、流体の圧力変動に対する弁体の応答性が高い。 (3) In the configuration of (1) or (2) above, it is preferable that the spring constant of the opening direction biasing portion is larger than the spring constant of the closing direction biasing portion. According to this configuration, the spring constant (the spring constant of the closing direction urging portion and the spring constant of the opening direction urging portion) in the closed side region can be easily calculated from the spring constant ( The spring constant of the urging portion in the closing direction can be made larger. The fully open position is set in the open side area. In the open side region, the behavior of the valve body depends on the spring constant of the closing direction biasing portion. For this reason, the responsiveness of the valve body with respect to the fluid pressure fluctuation is high.
（４）上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記全閉位置と、前記弁体が前記流路を開き始める境界位置と、の間の振動吸収距離は、該全閉位置における該弁体の振動量よりも、大きい構成とする方がよい。 (4) In any one of the above configurations (1) to (3), the vibration absorption distance between the fully closed position and the boundary position where the valve body starts to open the flow path is the fully closed position. It is better to have a configuration that is larger than the amount of vibration of the valve body.
本構成によると、振動吸収距離が、全閉位置における弁体の振動量よりも、大きい。このため、全閉位置において、流体の圧力変動に応じて弁体が振動しても、誤って流路を開きにくい。 According to this configuration, the vibration absorption distance is larger than the vibration amount of the valve body at the fully closed position. For this reason, in the fully closed position, even if the valve body vibrates according to the fluid pressure fluctuation, it is difficult to open the flow path by mistake.
（５）上記（１）ないし（４）のいずれかの構成において、前記ハウジングは、管体に収容され、軸方向一端に配置される流入孔と、側周壁に配置される中間流出孔および中間流入孔と、軸方向他端に配置される流出孔と、を有する中空部と、該中間流出孔の軸方向一端側に配置され、該側周壁の外周面と該管体の内周面との間に配置される上流側スペーサ部と、該中間流入孔の軸方向他端側に配置され、該側周壁の外周面と該管体の内周面との間に配置される下流側スペーサ部と、を有し、前記流路には、上流側から下流側に向かって、該流入孔、該中間流出孔、該中間流入孔、該流出孔が連なっており、前記弁体は、該中間流出孔を開閉可能である構成とする方がよい。 (5) In any one of the constitutions (1) to (4), the housing is accommodated in the tubular body, and an inflow hole disposed at one end in the axial direction, an intermediate outflow hole disposed in the side peripheral wall, and an intermediate A hollow portion having an inflow hole and an outflow hole disposed at the other end in the axial direction; an outer peripheral surface of the side peripheral wall; and an inner peripheral surface of the tubular body disposed at one axial end side of the intermediate outflow hole. An upstream spacer disposed between the intermediate inflow hole and the downstream spacer disposed between the outer peripheral surface of the side peripheral wall and the inner peripheral surface of the tubular body The inflow hole, the intermediate outflow hole, the intermediate inflow hole, and the outflow hole from the upstream side toward the downstream side. It is better that the intermediate outlet hole can be opened and closed.
本構成によると、ハウジングが管体に収容されている。このため、管体の外部に、バルブアセンブリの設置スペースを確保する必要がない。また、本構成によると、管体内部のあらゆる場所に、バルブアセンブリを配置することができる。このため、バルブアセンブリの配置の自由度が高い。また、本構成によると、管体の内部にハウジングを配置することにより、簡単に、当該管体を流れる流体の流量を調整することができる。 According to this configuration, the housing is accommodated in the tubular body. For this reason, it is not necessary to ensure the installation space of a valve assembly in the exterior of a pipe body. Moreover, according to this structure, a valve assembly can be arrange | positioned every place inside a pipe body. For this reason, the freedom degree of arrangement | positioning of a valve assembly is high. Moreover, according to this structure, by arrange | positioning a housing inside a tubular body, the flow volume of the fluid which flows through the said tubular body can be adjusted easily.
（６）上記（５）の構成において、前記中空部は、前記中間流出孔および前記中間流入孔を有する筒状のハウジング本体と、該ハウジング本体の軸方向一端の開口を封止し、前記流入孔を有する上流側キャップと、該ハウジング本体の軸方向他端の開口を封止し、前記流出孔を有する下流側キャップと、を有し、前記閉方向付勢部は、該ハウジング本体に収容され、前記弁体と該下流側キャップとの間に配置されており、前記開方向付勢部は、前記中空部に収容され、該弁体と該上流側キャップとの間に配置されている構成とする方がよい。 (6) In the configuration of (5), the hollow portion seals the cylindrical housing main body having the intermediate outflow hole and the intermediate inflow hole and an opening at one end in the axial direction of the housing main body. An upstream cap having a hole and a downstream cap having an outlet at the other end in the axial direction of the housing body and having the outflow hole, and the closing direction biasing portion is accommodated in the housing body And is arranged between the valve body and the downstream cap, and the opening direction biasing portion is accommodated in the hollow portion and is arranged between the valve body and the upstream cap. It is better to have a configuration.
本構成によると、弁体を挟んで軸方向両側に、開方向付勢部と、閉方向付勢部と、が配置されている。このため、弁体に対して、軸方向両側から、開閉両方向に付勢力を加えることができる。 According to this configuration, the opening direction urging portion and the closing direction urging portion are arranged on both sides in the axial direction with the valve body interposed therebetween. For this reason, it is possible to apply an urging force to the valve body in both the opening and closing directions from both axial sides.
本発明によると、全閉位置において、弁体が誤って流路を開きにくいバルブアセンブリを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a valve assembly in which the valve body is unlikely to open the flow path by mistake in the fully closed position.
以下、本発明のバルブアセンブリの実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the valve assembly of the present invention will be described.
＜バルブアセンブリの構成＞
まず、本実施形態のバルブアセンブリの構成について説明する。図１に、本実施形態のバルブアセンブリの斜視図を示す。図２に、同バルブアセンブリの分解斜視図を示す。図１、図２に示すように、本実施形態のバルブアセンブリ１は、管体９の内部に配置されている。流体は、管体９の内部を、前側（上流側）から後側（下流側）に向かって、流動する。バルブアセンブリ１は、ハウジング２と、弁体３と、閉方向付勢部４と、開方向付勢部５と、を備えている。
<Configuration of valve assembly>
First, the configuration of the valve assembly of this embodiment will be described. FIG. 1 shows a perspective view of the valve assembly of the present embodiment. FIG. 2 shows an exploded perspective view of the valve assembly. As shown in FIGS. 1 and 2, the
ハウジング２は、中空部２０と、上流側スペーサ部２１と、下流側スペーサ部２２と、を備えている。中空部２０は、ハウジング本体２００と、上流側キャップ２０１と、下流側キャップ２０２と、を備えている。ハウジング本体２００は、前後方向に延びる円筒状を呈している。ハウジング本体２００の前後両端には、開口が配置されている。ハウジング本体２００の側周壁には、複数の中間流出孔２００ａと、複数の中間流入孔２００ｂと、が開設されている。中間流出孔２００ａは、中間流入孔２００ｂの前側（上流側）に配置されている。
The
上流側キャップ２０１は、円板状を呈している。上流側キャップ２０１は、ハウジング本体２００の前端開口を封止している。上流側キャップ２０１には、流入孔２０１ａが配置されている。流入孔２０１ａは、上流側キャップ２０１を前後方向に貫通している。下流側キャップ２０２は、円板状を呈している。下流側キャップ２０２は、ハウジング本体２００の後端開口を封止している。下流側キャップ２０２には、流出孔２０２ａが配置されている。流出孔２０２ａは、下流側キャップ２０２を前後方向に貫通している。
The
上流側スペーサ部２１は、リング状を呈している。上流側スペーサ部２１は、ハウジング本体２００の前端（軸方向一端）に配置されている。上流側スペーサ部２１は、ハウジング本体２００の外周面から径方向外側に延在している。上流側スペーサ部２１の径方向外端は、管体９の内周面に、全周的に当接している。上流側スペーサ部２１は、管体９の内部空間を、前側と後側とに遮断している。
The
下流側スペーサ部２２は、リング状を呈している。下流側スペーサ部２２は、ハウジング本体２００の後端（軸方向他端）に配置されている。下流側スペーサ部２２は、ハウジング本体２００の外周面から径方向外側に延在している。下流側スペーサ部２２の径方向外端は、管体９の内周面に、全周的に当接している。下流側スペーサ部２２は、管体９の内部空間を、前側と後側とに遮断している。
The
上流側スペーサ部２１の後面と、下流側スペーサ部２２の前面と、ハウジング本体２００の外周面と、管体９の内周面と、の間には、リング状の隙間Ｃが区画されている。中間流出孔２００ａ、中間流入孔２００ｂは、隙間Ｃに開口している。
A ring-shaped gap C is defined between the rear surface of the
弁体３は、前後方向に延びる円柱状を呈している。弁体３は、ハウジング本体２００の内部に配置されている。弁体３の外径と、ハウジング本体２００の内径と、は略一致している。弁体３は、ハウジング本体２００の内部を、前後方向（開閉方向）に往復動可能である。
The
閉方向付勢部４は、コイルばねである。閉方向付勢部４は、ハウジング本体２００の内部に配置されている。閉方向付勢部４は、下流側キャップ２０２の前面と、弁体３の後面と、の間に介在している。閉方向付勢部４は、弁体３を、前側（閉方向）に付勢している。
The closing
開方向付勢部５は、コイルばねである。開方向付勢部５は、ハウジング本体２００の内部に配置されている。開方向付勢部５は、上流側キャップ２０１の後面と、弁体３の前面と、の間に介在している。開方向付勢部５は、弁体３を、後側（開方向）に付勢している。
The opening
＜閉方向付勢部および開方向付勢部の特性＞
次に、本実施形態のバルブアセンブリの閉方向付勢部および開方向付勢部の特性について説明する。図３に、本実施形態のバルブアセンブリの閉方向付勢部および開方向付勢部の荷重−変位関係を示す。図４に、同バルブアセンブリの動作模式図（前後方向（軸方向）断面図）を示す。
<Characteristics of closing direction biasing part and opening direction biasing part>
Next, characteristics of the closing direction urging portion and the opening direction urging portion of the valve assembly of this embodiment will be described. FIG. 3 shows the load-displacement relationship between the closing direction biasing portion and the opening direction biasing portion of the valve assembly of this embodiment. FIG. 4 shows a schematic operation diagram (cross-sectional view in the front-rear direction (axial direction)) of the valve assembly.
なお、図３の横軸（変位）において、左側は図１、図２の「前側」に、右側は図１、図２の「後側」に、各々対応している。 3, the left side corresponds to “front side” in FIGS. 1 and 2, and the right side corresponds to “rear side” in FIGS. 1 and 2.
また、閉方向付勢部４は、弁体３を、図１、図２の「前側」に付勢している。図１、図２の「後側」に閉方向付勢部４が縮むと、閉方向付勢部４が弁体３に加える付勢力は大きくなる。このため、図３に示すように、閉方向付勢部４に関しては、図１、図２の「前側」から「後側」に向かう方向を、付勢力の正（＋）方向と定義している。
Further, the closing
これに対して、開方向付勢部５は、弁体３を、図１、図２の「後側」に付勢している。図１、図２の「前側」に開方向付勢部５が縮むと、開方向付勢部５が弁体３に加える付勢力は大きくなる。このため、図３に示すように、開方向付勢部５に関しては、閉方向付勢部４とは逆に、図１、図２の「後側」から「前側」に向かう方向を、付勢力の正（＋）方向と定義している。
On the other hand, the opening
図３に示すように、開方向付勢部５の前後方向のばね定数（荷重−変位直線の傾斜）ｋ１は、閉方向付勢部４の前後方向のばね定数ｋ２よりも、大きい。図３に点線で示すように、荷重が加わっていない自由長状態において、開方向付勢部５の後端（先端）は、自由長位置Ｄ１に配置されている。これに対して、中立位置（流体から弁体３に圧力（荷重）が加わっていない状態であって、閉方向付勢部４からの付勢力と、開方向付勢部５からの付勢力と、が釣り合っている状態における、弁体３の位置）Ｐ０において、開方向付勢部５は、「自由長位置Ｄ１−中立位置Ｐ０」分だけ圧縮されている。中立位置Ｐ０において、開方向付勢部５は、当該圧縮量に応じて、弁体３を後側（開方向）に付勢している。
As shown in FIG. 3, the front-rear direction spring constant (inclination of the load-displacement straight line) k <b> 1 of the opening
同様に、図３に点線で示すように、自由長状態において、閉方向付勢部４の前端（先端）は、自由長位置Ｅ１に配置されている。これに対して、中立位置Ｐ０において、閉方向付勢部４は、「自由長位置Ｅ１−中立位置Ｐ０」分だけ圧縮されている。中立位置Ｐ０において、閉方向付勢部４は、当該圧縮量に応じて、弁体３を前側（閉方向）に付勢している。なお、最大圧縮状態において、閉方向付勢部４の前端（先端）は、最大圧縮位置Ｅ２に配置されている。
Similarly, as indicated by a dotted line in FIG. 3, in the free length state, the front end (tip) of the closing
中立位置Ｐ０と、開方向付勢部５の自由長位置Ｄ１と、の間には、閉側領域Ａ１が設定されている。閉側領域Ａ１においては、閉方向付勢部４および開方向付勢部５から、弁体３に、付勢力が加わっている。また、開方向付勢部５の前後方向のばね定数ｋ１と、閉方向付勢部４の前後方向のばね定数ｋ２と、を合成したばね定数Ｋが、弁体３に作用している。このため、閉側領域Ａ１においては、荷重の変化に対して、弁体３が変位しにくい。
A closed region A1 is set between the neutral position P0 and the free length position D1 of the opening
全閉位置（流体の流路が完全に閉じている状態における、弁体３の位置）Ｐ１は、閉側領域Ａ１に設定されている。また、境界位置（流体の流路が開き始める状態（あるいは閉じ終わる状態）における、弁体３の位置）Ｐ３も、閉側領域Ａ１に設定されている。
The fully closed position (position of the
開方向付勢部５の自由長位置Ｄ１と、閉方向付勢部４の最大圧縮位置Ｅ２と、の間には、開側領域Ａ２が設定されている。図４に示すように、開方向付勢部５は、弁体３に固定されていない。このため、開方向付勢部５の後端（先端）は、自由長位置Ｄ１よりも後側まで伸張することはできない。したがって、開側領域Ａ２においては、閉方向付勢部４だけから、弁体３に、付勢力が加わっている。また、閉方向付勢部４のばね定数ｋ２だけが、弁体３に作用している。このため、開側領域Ａ２においては、荷重の変化に対して、弁体３が変位しやすい。特に、弁体３は、前側（閉方向）に変位しやすい。全開位置（流体の流路が完全に開いている状態における、弁体３の位置）Ｐ２は、開側領域Ａ２に設定されている。
An open region A2 is set between the free length position D1 of the opening
＜バルブアセンブリの動き＞
次に、本実施形態のバルブアセンブリの動きについて説明する。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、バルブアセンブリ１を構成する各部材（弁体３など）に加わる重力の影響を省略する。
<Valve assembly movement>
Next, the movement of the valve assembly of this embodiment will be described. In the following description, for the sake of convenience of explanation, the influence of gravity applied to each member (
図４に示すように、全閉位置Ｐ１においては、開方向付勢部５の付勢力Ｆ１と、閉方向付勢部４の付勢力Ｆ２と、が弁体３に加わっている。また、開方向付勢部５の前後方向のばね定数ｋ１と、閉方向付勢部４の前後方向のばね定数ｋ２と、を合成したばね定数Ｋが、弁体３に作用している（図３参照）。このため、流体の圧力が変動（例えば脈動）しても、弁体３は振動しにくい。また、仮に、流体の圧力変動に伴って弁体３が振動する場合であっても、弁体３の振動量Ｂ２（振幅）に対して、全閉位置Ｐ１と境界位置Ｐ３との間には、振動吸収距離Ｂ１が確保されている。このため、弁体３が振動しても、弁体３が、境界位置Ｐ３を通過して、誤って流路Ｌを開いてしまうおそれが小さい。
As shown in FIG. 4, the urging force F <b> 1 of the opening
全閉位置Ｐ１において、流体からの圧力が所定の開弁圧以上になると、弁体３は、後側に移動する。弁体３が境界位置Ｐ３を通過すると、中間流出孔２００ａが開口し始める。弁体３が全開位置Ｐ２に到達すると、中間流出孔２００ａが完全に開口する。このため、流路Ｌ（管体９の内部空間における上流側キャップ２０１の上流側→流入孔２０１ａ→ハウジング本体２００の内部空間における弁体３の上流側→中間流出孔２００ａ→隙間Ｃ→中間流入孔２００ｂ→ハウジング本体２００の内部空間における弁体３の下流側→流出孔２０２ａ→管体９の内部空間における下流側キャップ２０２の下流側）が完全に開かれる。流体は、流路Ｌを経由して、管体９の内部を、前側から後側に向かって、流動する。
When the pressure from the fluid becomes equal to or higher than the predetermined valve opening pressure at the fully closed position P1, the
全開位置Ｐ２においては、閉方向付勢部４の付勢力Ｆ２だけが弁体３に加わっている。また、閉方向付勢部４の前方向のばね定数ｋ２だけが、弁体３に作用している（図３参照）。このため、流体の圧力が小さくなると、弁体３は前方向に移動しやすい。すなわち、流体の圧力変動に対する弁体３の応答性が高い。
In the fully open position P2, only the urging force F2 of the closing
全開位置Ｐ２において、流体からの圧力が所定の開弁圧未満になると、弁体３は、前側に移動する。弁体３が境界位置Ｐ３を通過すると、中間流出孔２００ａが完全に閉口する。このため、流路Ｌが完全に閉じられる。その後、弁体３は、全閉位置Ｐ１に到達する。
When the pressure from the fluid becomes less than a predetermined valve opening pressure at the fully open position P2, the
＜作用効果＞
次に、本実施形態のバルブアセンブリ１の作用効果について説明する。本実施形態のバルブアセンブリ１によると、図４に示すように、閉側領域Ａ１内の全閉位置Ｐ１においては、弁体３は、閉方向付勢部４および開方向付勢部５により、開閉両方向に付勢されている。すなわち、図３に示すように、閉方向付勢部４のばね定数ｋ２と、開方向付勢部５のばね定数ｋ１と、の合成のばね定数Ｋが、弁体３に作用している。弁体３の挙動は、当該合成のばね定数Ｋに依存している。このため、弁体３は、開閉両方向に動きにくい。したがって、流体の圧力が、開弁圧未満の圧力領域で変動する場合であっても、弁体３は変位しにくい（撓みにくい）。よって、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、全閉位置Ｐ１において、弁体３が誤って流路Ｌを開きにくい。
<Effect>
Next, the effect of the
一方、図４に示すように、開側領域Ａ２内の全開位置Ｐ２においては、弁体３は、閉方向付勢部４により、閉方向に付勢されている。すなわち、閉方向付勢部４のばね定数ｋ２が、弁体３に作用している。弁体３の挙動は、閉方向付勢部４のばね定数ｋ２に依存している。このため、弁体３は、閉方向に動きやすい。したがって、流体の圧力変動に対する弁体３の応答性が高い。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
また、図４に示すように、閉側領域Ａ１（全閉位置Ｐ１、境界位置Ｐ３）においては、閉方向付勢部４および開方向付勢部５は、弁体３に当接している。一方、開側領域Ａ２（全開位置Ｐ２）においては、閉方向付勢部４は弁体３に当接しているものの、開方向付勢部５は弁体３から離間している。このため、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、図３に示すように、閉側領域Ａ１（ばね定数Ｋ）と開側領域Ａ２（ばね定数ｋ２（＜Ｋ））との間で、簡単に、ばね定数を二段階に切り換えることができる。
As shown in FIG. 4, the closing
また、図３に示すように、開方向付勢部５のばね定数ｋ１は、閉方向付勢部４のばね定数ｋ２よりも、大きい。このため、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、簡単に、閉側領域Ａ１におけるばね定数Ｋを、開側領域Ａ２におけるばね定数ｋ２よりも、大きくすることができる。また、全開位置Ｐ２は、開側領域Ａ２に設定されている。開側領域Ａ２において、弁体３の挙動は、閉方向付勢部４のばね定数ｋ２に依存している。このため、流体の圧力変動に対する弁体３の応答性が高い。
Further, as shown in FIG. 3, the spring constant k1 of the opening
また、図４に示すように、全閉位置Ｐ１と境界位置Ｐ３との間の振動吸収距離Ｂ１は、全閉位置Ｐ１における弁体３の振動量Ｂ２よりも、大きい。このため、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、全閉位置Ｐ１において、流体の圧力変動に応じて弁体３が振動しても、誤って流路Ｌを開きにくい。
Further, as shown in FIG. 4, the vibration absorption distance B1 between the fully closed position P1 and the boundary position P3 is larger than the vibration amount B2 of the
また、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、図１、図２に示すように、ハウジング２つまりバルブアセンブリ１全体が、管体９に収容されている。このため、管体９の外部に、バルブアセンブリ１の設置スペースを確保する必要がない。したがって、本実施形態のバルブアセンブリ１は、省スペース性に優れている。
Further, according to the
また、本実施形態のバルブアセンブリ１は、管体９内部のあらゆる場所に配置することができる。このため、バルブアセンブリ１の配置の自由度が高い。また、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、管体９の内部にハウジング２を配置することにより、簡単に、当該管体９を流れる流体の流量を調整することができる。
Further, the
また、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、図４に示すように、ハウジング本体２００内部のうち、閉方向付勢部４および開方向付勢部５を収容している部分が、流路Ｌの一部を兼ねている。このため、ハウジング本体２００の内部に、閉方向付勢部４および開方向付勢部５の収容部と、流路Ｌの一部と、を別々に設ける場合と比較して、ハウジング本体２００を小型化することができる。また、図２に示すように、閉方向付勢部４、開方向付勢部５は、共にコイルばねである。このため、ばね定数ｋ１、ｋ２、Ｋの設定が容易である。
Further, according to the
＜その他＞
以上、本発明のバルブアセンブリの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
<Others>
The embodiment of the valve assembly of the present invention has been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.
図５に、その他のバルブアセンブリ（その１）の前後方向（軸方向）模式断面図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ符号で示す。図５に示すように、ハウジング２の前端壁に流入孔２０１ａを開設してもよい。また、ハウジング２の側周壁に流出孔２０２ａを開設してもよい。そして、流入孔２０１ａに、上流側管体９ａを接続してもよい。また、流出孔２０２ａに、下流側管体９ｂを接続してもよい。また、ハウジング２の内部空間において、前端壁と弁体３との間に、閉方向付勢部４および開方向付勢部５を配置してもよい。図５に示す全閉位置において、閉方向付勢部４は、弁体３を、前側から引っ張っている。すなわち、閉方向付勢部４は、弁体３に、前側（閉方向）の付勢力Ｆ２を加えている。これに対して、図５に示す全閉位置において、開方向付勢部５は、弁体３を、前側から押圧している。すなわち、開方向付勢部５は、弁体３に、後側（開方向）の付勢力Ｆ１を加えている。
FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of the other valve assembly (No. 1) in the front-rear direction (axial direction). In addition, about the site | part corresponding to FIG. 4, it shows with the same code | symbol. As shown in FIG. 5, an
本実施形態のバルブアセンブリ１のように、ハウジング２を上流側管体９ａ、下流側管体９ｂの外部に配置してもよい。また、弁体３の前後方向両側ではなく、片側だけに、閉方向付勢部４および開方向付勢部５を配置してもよい。また、閉方向付勢部４として、押圧タイプではなく、引張タイプのコイルばねを用いてもよい。
As in the
図６に、その他のバルブアセンブリ（その２）の前後方向（軸方向）模式断面図を示す。なお、図５と対応する部位については同じ符号で示す。図６に示すように、ハウジング２の内部空間において、後端壁と弁体３との間に、閉方向付勢部４および開方向付勢部５を配置してもよい。図６に示す全閉位置において、開方向付勢部５は、弁体３を、後側から引っ張っている。すなわち、開方向付勢部５は、弁体３に、後側（開方向）の付勢力Ｆ１を加えている。これに対して、図６に示す全閉位置において、閉方向付勢部４は、弁体３を、後側から押圧している。すなわち、閉方向付勢部４は、弁体３に、前側（閉方向）の付勢力Ｆ２を加えている。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the other valve assembly (No. 2) in the front-rear direction (axial direction). In addition, about the site | part corresponding to FIG. 5, it shows with the same code | symbol. As shown in FIG. 6, the closing
本実施形態のバルブアセンブリ１によると、流路に、閉方向付勢部４および開方向付勢部５を配置する必要がない。このため、流体が流路を流れやすい。また、本実施形態のバルブアセンブリ１のように、ハウジング２を上流側管体９ａ、下流側管体９ｂの外部に配置してもよい。また、弁体３の前後方向両側ではなく、片側だけに、閉方向付勢部４および開方向付勢部５を配置してもよい。また、開方向付勢部５として、押圧タイプではなく、引張タイプのコイルばねを用いてもよい。また、図３に示す開側領域Ａ２において、閉方向付勢部４のみならず、開方向付勢部５が、弁体３に当接していてもよい。すなわち、図３に示す全開位置Ｐ２において、自由長位置Ｄ１通過後の開方向付勢部５が、弁体３に当接していてもよい。
According to the
また、図３に示す開方向付勢部５のばね定数ｋ１、閉方向付勢部４のばね定数ｋ２の大小関係は特に限定しない。例えば、「ばね定数ｋ１＝ばね定数ｋ２」、「ばね定数ｋ１＜ばね定数ｋ２」であってもよい。この場合であっても、「閉側領域Ａ１のばね定数Ｋ＞開側領域Ａ２のばね定数ｋ２」の関係を確保することができる。
Moreover, the magnitude relationship of the spring constant k1 of the opening direction urging | biasing
また、図４に示す境界位置Ｐ３と、閉側領域Ａ１と開側領域Ａ２との境界（図３に示す自由長位置Ｄ１）と、を一致させてもよい。こうすると、流路Ｌを開く際、流路Ｌが開き始めるのと同時に、弁体３に作用するばね定数を、ばね定数Ｋからばね定数ｋ２に切り換えることができる。また、閉側領域Ａ１における全閉位置Ｐ１、境界位置Ｐ３の設定位置は特に限定しない。同様に、開側領域Ａ２における全開位置Ｐ２の設定位置は特に限定しない。
Further, the boundary position P3 shown in FIG. 4 and the boundary between the closed side area A1 and the open side area A2 (free length position D1 shown in FIG. 3) may be matched. If it carries out like this, when opening the flow path L, the spring constant which acts on the
また、バルブアセンブリ１の配置方向は特に限定しない。図１に示す前側が、後側、上側、下側、左側、右側などであってもよい。また、流体の種類は特に限定しない。例えば、液体（水、冷却液、オイルなど）、気体（空気、排気ガスなど）などであってもよい。また、流路Ｌの種類は特に限定しない。例えば、車両のオイル回路、冷却液回路などであってもよい。また、弁体３は、スプール弁、ポペット弁、バタフライ弁などであってもよい。弁体３をバタフライ弁とする場合、閉方向付勢部４により、バタフライ弁の弁軸を、閉方向（正転方向）に付勢すればよい。また、開方向付勢部５により、バタフライ弁の弁軸を、開方向（正転方向と反対の逆転方向）に付勢すればよい。また、閉方向付勢部４、開方向付勢部５は、皿ばね、板ばねなどであってもよい。また、閉方向付勢部４と開方向付勢部５とが、同じ種類のばねである必要はない。また、閉方向付勢部４、開方向付勢部５が、各々、複数のばねから構成されていてもよい。また、流体の圧送機械の種類は特に限定しない。ポンプ、コンプレッサ、ブロワなどであってもよい。
The arrangement direction of the
１：バルブアセンブリ。
２：ハウジング、２０：中空部、２００：ハウジング本体、２００ａ：中間流出孔、２００ｂ：中間流入孔、２０１：上流側キャップ、２０１ａ：流入孔、２０２：下流側キャップ、２０２ａ：流出孔、２１：上流側スペーサ部、２２：下流側スペーサ部、３：弁体、４：閉方向付勢部、５：開方向付勢部、９：管体、９ａ：上流側管体、９ｂ：下流側管体。
Ａ１：閉側領域、Ａ２：開側領域、Ｂ１：振動吸収距離、Ｂ２：振動量、Ｃ：隙間、Ｄ１：自由長位置、Ｅ１：自由長位置、Ｅ２：最大圧縮位置、Ｆ１：付勢力、Ｆ２：付勢力、Ｋ：ばね定数、Ｌ：流路、Ｐ０：中立位置、Ｐ１：全閉位置、Ｐ２：全開位置、Ｐ３：境界位置、ｋ１：ばね定数、ｋ２：ばね定数。
1: Valve assembly.
2: housing, 20: hollow part, 200: housing body, 200a: intermediate outflow hole, 200b: intermediate inflow hole, 201: upstream cap, 201a: inflow hole, 202: downstream cap, 202a: outflow hole, 21: Upstream spacer part, 22: downstream spacer part, 3: valve body, 4: closing direction biasing part, 5: opening direction biasing part, 9: pipe body, 9a: upstream pipe body, 9b: downstream pipe body.
A1: closed region, A2: open region, B1: vibration absorption distance, B2: vibration amount, C: gap, D1: free length position, E1: free length position, E2: maximum compression position, F1: biasing force, F2: urging force, K: spring constant, L: flow path, P0: neutral position, P1: fully closed position, P2: fully open position, P3: boundary position, k1: spring constant, k2: spring constant.
Claims (6)
該ハウジングに収容され該流路を開閉可能な弁体と、
該流路を閉じる方向である閉方向に、該弁体を付勢する閉方向付勢部と、
該流路を開く方向である開方向に、該弁体を付勢する開方向付勢部と、
を備えるバルブアセンブリであって、
前記閉方向付勢部および前記開方向付勢部から前記弁体に付勢力が加わる領域を閉側領域、該閉側領域よりも開側に配置され該閉方向付勢部から該弁体に付勢力が加わる領域を開側領域、として、
該弁体が前記流路を完全に閉じる全閉位置は該閉側領域に、該弁体が該流路を完全に開く全開位置は該開側領域に、各々設定されていることを特徴とするバルブアセンブリ。 A housing having at least a portion of a flow path through which fluid flows;
A valve body accommodated in the housing and capable of opening and closing the flow path;
A closing direction biasing portion that biases the valve body in a closing direction that is a direction in which the flow path is closed;
An opening direction biasing portion that biases the valve body in an opening direction that is a direction of opening the flow path;
A valve assembly comprising:
A region where a biasing force is applied to the valve body from the closing direction biasing portion and the opening direction biasing portion is disposed on the closed side, more open than the closing side region, and the valve body from the closing direction biasing portion is disposed on the valve body. The area where the biasing force is applied is defined as the open area,
The fully closed position where the valve body completely closes the flow path is set in the closed side region, and the fully open position where the valve body completely opens the flow path is set in the open side region, respectively. Valve assembly.
前記開側領域において、該閉方向付勢部は該弁体に当接しており、該開方向付勢部は該弁体から離間している請求項１に記載のバルブアセンブリ。 In the closed region, the closing direction biasing portion and the opening direction biasing portion are in contact with the valve body,
2. The valve assembly according to claim 1, wherein in the open side region, the closing direction biasing portion is in contact with the valve body, and the opening direction biasing portion is separated from the valve body.
該全閉位置における該弁体の振動量よりも、
大きい請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のバルブアセンブリ。 The vibration absorption distance between the fully closed position and the boundary position where the valve body begins to open the flow path is:
Than the amount of vibration of the valve body in the fully closed position,
The valve assembly according to any one of claims 1 to 3, wherein the valve assembly is large.
管体に収容され、軸方向一端に配置される流入孔と、側周壁に配置される中間流出孔および中間流入孔と、軸方向他端に配置される流出孔と、を有する中空部と、
該中間流出孔の軸方向一端側に配置され、該側周壁の外周面と該管体の内周面との間に配置される上流側スペーサ部と、
該中間流入孔の軸方向他端側に配置され、該側周壁の外周面と該管体の内周面との間に配置される下流側スペーサ部と、
を有し、
前記流路には、上流側から下流側に向かって、該流入孔、該中間流出孔、該中間流入孔、該流出孔が連なっており、
前記弁体は、該中間流出孔を開閉可能である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のバルブアセンブリ。 The housing is
A hollow portion that is accommodated in the tubular body and has an inflow hole disposed at one end in the axial direction, an intermediate outflow hole and an intermediate inflow hole disposed in the side peripheral wall, and an outflow hole disposed at the other end in the axial direction;
An upstream spacer portion disposed on one axial end side of the intermediate outflow hole, and disposed between the outer peripheral surface of the side peripheral wall and the inner peripheral surface of the tubular body;
A downstream spacer portion disposed on the other axial end side of the intermediate inflow hole and disposed between the outer peripheral surface of the side peripheral wall and the inner peripheral surface of the tubular body;
Have
The inflow hole, the intermediate outflow hole, the intermediate inflow hole, and the outflow hole are connected to the flow path from the upstream side toward the downstream side,
The valve assembly according to any one of claims 1 to 4, wherein the valve body is capable of opening and closing the intermediate outflow hole.
前記中間流出孔および前記中間流入孔を有する筒状のハウジング本体と、
該ハウジング本体の軸方向一端の開口を封止し、前記流入孔を有する上流側キャップと、
該ハウジング本体の軸方向他端の開口を封止し、前記流出孔を有する下流側キャップと、
を有し、
前記閉方向付勢部は、該ハウジング本体に収容され、前記弁体と該下流側キャップとの間に配置されており、
前記開方向付勢部は、該ハウジング本体に収容され、該弁体と該上流側キャップとの間に配置されている請求項５に記載のバルブアセンブリ。
The hollow part is
A cylindrical housing body having the intermediate outflow hole and the intermediate inflow hole;
Sealing an opening at one axial end of the housing body, and an upstream cap having the inflow hole;
A downstream cap that seals the opening at the other axial end of the housing body and has the outflow hole;
Have
The closing direction urging portion is accommodated in the housing body, and is disposed between the valve body and the downstream cap,
The valve assembly according to claim 5, wherein the opening direction urging portion is accommodated in the housing main body and disposed between the valve body and the upstream cap.
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