(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力流体源から流体が導入される導入室と、前記導入室に通路を介して繋がる出力室とが内部に形成された本体部と、
前記通路を開閉可能である一方で、前記導入室と前記出力室とを連通する連通部が形成された弁部材と、
前記連通部に設けられ、自身の弾性力によって前記連通部を閉状態にするとともに、前記導入室よりも前記出力室の圧力が高くなることで変形して前記連通部を前記閉状態から開状態にする弾性部材と、を備え、
前記連通部は、前記導入室から前記出力室に向かって延びるように設けられた通路孔を含み、
前記出力室は、前記弁部材の内部に設けられた内室を含み、
前記出力室の前記内室は、
第１の内室と、
前記第１の内室に対して段差部を介して前記弁部材の変位する方向に隣接し、前記第１の内室よりも内径の大きい第２の内室と、を含み、
前記通路孔は、前記導入室側における前記通路孔の端部の位置よりも、前記内室側における前記通路孔の端部の位置が、前記弁部材の変位する方向において前記段差部に対して遠くなるように、前記導入室側から前記第１の内室まで延びている、流体制御弁。
【請求項２】
前記連通部は、複数の前記通路孔を有している、請求項１に記載の流体制御弁。
【請求項３】
前記複数の通路孔は、前記弁部材の変位する方向に前記弁部材を見たときに対称となる位置に設けられている、請求項２に記載の流体制御弁。
【請求項４】
前記複数の通路孔の断面積の合計は、前記内室の開口部から前記通路孔までで最も狭い部分における断面積以下である、請求項２又は３に記載の流体制御弁。
【請求項５】
前記通路孔は、前記導入室側から前記出力室まで直線状に延びている、請求項１〜４の何れか１項に記載の流体制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体制御弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気などの流体の圧力を調節して出力する弁（流体制御弁）が知られている。この流体制御弁は、例えば鉄道車両におけるブレーキ制御装置などに用いられている。このような流体制御弁においては、圧力流体源から圧力流体（圧縮空気）が導入される１次側の導入室と、導入室に通路を介して繋がる２次側の出力室とが設けられており、この通路を弁部材が軸方向に変位することによって開閉して出力室における圧力を調節している。
【０００３】
このような流体制御弁では、メンテナンスなどのために１次側の導入室の圧力流体が抜かれることがある。しかし、流体制御弁の構造が、１次側の空気を抜いても導入室と出力室とを繋ぐ通路の閉状態が維持されるとともに出力室のその他の部位もシールされているような場合には、２次側の圧力流体が出力室に残存したままとなる。このように圧力流体が出力室に残存した状態で、例えば流体制御弁を取り外すなどのメンテナンスが行われるのはあまり好ましくない。また、２次側の出力室に圧力流体が残存したまま長時間経過すると、流体制御弁の部品に負荷がかかり続けることになるので、例えばゴム部品などの劣化につながる場合もある。
【０００４】
特許文献１には、鉄道車両の荷重に応じた圧力の空気をブレーキ装置に供給する供給弁を有する応荷重弁が開示されている。この特許文献１の図５は、供給弁が配置された供給室（導入室）と出力室とが、供給弁の側方に設けられた逆止弁によって接続された構造を開示している。そして、１次側である供給室内の圧力流体が排出されると、逆止弁のばねの力に打ち勝って逆止弁における弁部材の弁体が弁座から離れる。これにより、出力室が供給室と連通するので、２次側の出力室内の圧力流体は、１次側の供給室を経て排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６０−２４６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、上記のように２次側に残存する圧力流体を排出するための逆止弁を供給弁の側方に設けているので、逆止弁を配置するスペースが必要になり、応荷重弁全体のサイズが大きくなるという問題がある。また、逆止弁は、それを構成する部品として弁部材とばねの２要素が必要であるので、部品点数が多くなるという問題もある。
【０００７】
本発明の目的は、１次側である導入室の圧力流体が抜かれたときに２次側である出力室の圧力流体を自動的に排出するための構造を少ない部品でコンパクトに構成することができる流体制御弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の流体制御弁は、圧力流体源から流体が導入される導入室と前記導入室に通路を介して繋がる出力室とが内部に形成された本体部と、前記通路を開閉可能である一方で、前記導入室と前記出力室とを連通する連通部が形成された弁部材と、前記連通部に設けられ、自身の弾性力によって前記連通部を閉状態にするとともに、前記導入室よりも前記出力室の圧力が高くなることで変形して前記連通部を前記閉状態から開状態にする弾性部材と、を備え、前記連通部は、前記導入室から前記出力室に向かって延びるように設けられた通路孔を含み、前記出力室は、前記弁部材の内部に設けられた内室を含み、前記出力室の前記内室は、第１の内室と、前記第１の内室に対して段差部を介して前記弁部材の変位する方向に隣接し、前記第１の内室よりも内径の大きい第２の内室と、を含み、前記通路孔は、前記導入室側における前記通路孔の端部の位置よりも、前記内室側における前記通路孔の端部の位置が、前記弁部材の変位する方向において前記段差部に対して遠くなるように、前記導入室側から前記第１の内室まで延びている。
【０００９】
本発明では、弾性部材は、自身の弾性力によって連通部を閉状態とするように構成されているので、導入室と出力室の圧力差がないとき及び導入室の圧力が出力室の圧力よりも高いときには連通部を閉状態に維持することができる。その一方で、導入室の圧力よりも出力室の圧力が高くなることで弾性変形して連通部を閉状態から開状態に切り替えることができるので、出力室に残留している圧力流体を導入室側に導いて排出することができる。このように本発明では、例えばメンテナンスなどのために１次側の導入室の圧力流体を抜いたときには、通路が弁部材によって閉じられていても、導入室と出力室の圧力差によって弾性部材を弾性変形させて連通部を開状態にし、これにより、出力室に残留している圧力流体を導入室側に導いて排出することができる。したがって、本発明では、導入室の圧力流体が抜かれたときに出力室の圧力流体を自動的に排出するための構造を、従来のように弁部材とばねとを設ける必要がある逆止弁を用いる場合に比べて、少ない部品でコンパクトに構成することができる。
【００１０】
前記第１の流体制御弁において、前記連通部は、前記導入室から前記出力室に向かって延びるように設けられた通路孔を含んでいる。
【００１１】
この構成では、弁部材に孔を形成するという簡単な加工によって弁部材に連通部を容易に設けることができる。
【００２４】
前記流体制御弁において、前記連通部は、複数の前記通路孔を有しているのが好ましい。
【００２５】
この構成では、連通部が複数の通路孔を有しているので、出力室に残留する圧力流体を導入室に導く通路の面積を大きくすることができる。これにより、圧力流体を迅速に排出することができる。
【００２６】
前記流体制御弁において、前記複数の通路孔は、前記弁部材の変位する方向に前記弁部材を見たときに対称となる位置に設けられているのが好ましい。
【００２７】
この構成では、例えば、弾性部材の一部が導入室側に伸びるように弾性変形したときに、その変形部分と通路孔との距離が長くなるのを抑制できる。これにより、出力室に残留する圧力流体を導入室に導く経路が早期に形成される。また、この構成では、例えば通路孔が弁部材を貫通する貫通孔である場合には、複数の通路孔が対称となる位置に配置されることによって、弁部材の強度が局所的に低くなるのを抑制できる。
【００２８】
前記流体制御弁において、前記出力室は、前記弁部材の内部に設けられた内室を含み、前記複数の通路孔の断面積の合計は、前記内室の開口部から前記通路孔までで最も狭い部分における断面積以下であるのが好ましい。
【００２９】
この構成では、各通路孔を無駄なく有効に利用することができる。また、通路孔を必要以上に設けることがないので、弁部材の強度低下を抑制できる。
【００３０】
上記のように、前記第１の流体制御弁において、前記出力室の前記内室は、第１の内室と、前記第１の内室に対して段差部を介して前記弁部材の変位する方向に隣接し、前記第１の内室よりも内径の大きい第２の内室と、を含み、前記通路孔は、前記導入室側における前記通路孔の端部の位置よりも、前記内室側における前記通路孔の端部の位置が、前記弁部材の変位する方向において前記段差部に対して遠くなるように、前記導入室側から前記第１の内室まで延びている。
【００３１】
この構成では、通路孔は、弁部材の変位する方向において段差部に対して遠くなるように導入室側から第１の内室まで延びているので、段差部と通路孔との間の部分を構成する弁部材の厚みが小さくなるのを抑制することができる。これにより、段差部と通路孔との間の部分の強度低下を抑制できる。
【００３２】
前記流体制御弁において、前記通路孔は、前記導入室側から前記出力室まで直線状に延びているのが好ましく、この場合には、通路孔を形成する加工が容易になる。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、流体制御弁において、導入室の圧力流体が抜かれたときに出力室の圧力流体を自動的に排出するための構造を少ない部品でコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る流体制御弁を示す断面図である。
【図２】前記流体制御弁の弁部材を示す断面図である。
【図３】（Ａ）は、前記弁部材に設けられた連通部の配置例を示す概略図である。（Ｂ）〜（Ｅ）は、前記弁部材に設けられた連通部の他の配置例を示す概略図である。
【図４】（Ａ）は、前記流体制御弁における弾性部材を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＩＶ−ＩＶ線断面図であり、前記弾性部材の断面形状の一例を示している。（Ｃ）は、前記弾性部材の断面形状の他の例を示している。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、図４（Ｂ）に示す弾性部材を弁部材に取り付けた状態を示す断面図である。（Ｄ）〜（Ｆ）は、図４（Ｃ）に示す弾性部材を弁部材に取り付けた状態を示す断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｇ）は、前記弾性部材の変形例を示す断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、前記連通部の配置例を示す断面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、前記連通部の配置例を示す断面図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は、前記連通部の配置例を示す断面図である。
【図１０】前記弁部材の変形例を示す断面図である。
【図１１】（Ａ），（Ｂ）は、前記弁部材の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の実施形態に係る流体制御弁２は、例えば鉄道車両に用いることができる。本実施形態の流体制御弁２は、例えばブレーキ制御装置などの用途に用いることができる。ブレーキ制御装置は、図外のブレーキシリンダに供給されるブレーキ圧力を調節するためのものである。ただし、本実施形態の流体制御弁２は、これらの用途に限られず、圧縮空気などの圧力流体の圧力を調節して鉄道車両などの動作を制御するための他の用途にも用いることができる。
【００３６】
［流量制御弁の全体構造］
図１は、本発明の実施形態に係る流体制御弁２を示す断面図である。図１に示すように、流体制御弁２は、本体部４Ａ（ブロック４Ａ）と、弁部材５と、弾性部材６と、ピストン７と、弁部材用のばね９と、シリンダ部材１２とを有する。本体部４Ａの内部には、空間が形成されている。この空間に弁部材５、ピストン７、シリンダ部材１２などが配置されることによって、前記空間は複数の空間に仕切られている。これらの複数の空間には、導入室４１と、出力室４２とが含まれる。
【００３７】
導入室４１と出力室４２との境界部には、導入室４１と出力室４２とを連通する通路４０（開閉路４０）が設けられている。本実施形態では、通路４０は、導入室４１と出力室４２との境界部おいて例えば円形に開口する開口部である。この通路４０は、図１に示すように本体部４Ａの一部によって形成された弁座４０Ｂによって区画されている。
【００３８】
図１に示すように、シリンダ部材１２は、本体部４Ａの内部に形成された空間の一端部を塞ぐように設けられている。シリンダ部材１２は、一端部（上端部）が塞がれて他端部（下端部）が開口した筒形状を有している。シリンダ部材１２の中空部には、他端部の開口を通じて弁部材５が挿入されている。
【００３９】
弁部材５は、シリンダ部材１２によって軸方向に変位可能に支持されている。弁部材５の変位する方向は、図１における中心軸Ａの方向（弁部材５の軸方向）である。弁部材５は、軸方向に変位することによって通路４０を開閉することができる。具体的には、弁部材５は、シリンダ部材１２の中空部に挿入された弁軸５Ａと、弁軸５Ａよりも通路４０側において弁軸５Ａに隣接して弁軸５Ａよりも外径の大きな弁体５Ｂとを有する。弁軸５Ａは、シリンダ部材１２の内周面によって構成されるガイド部４３に案内されながら軸方向に変位する。
【００４０】
シリンダ部材１２の中空部は、上部の中空部分と、これよりも内径の大きい下部の中空部分とを含む。上部の中空部分には弁部材５の弁軸５Ａが配置されており、下部の中空部分には弁部材５の弁体５Ｂが配置されている。
【００４１】
図１及び図２に示すように、弁軸５Ａの外周面には、溝５８が形成されており、この溝５８にはパッキン１１が配置されている。これにより、導入室４１と出力室４２との間のシール性（気密性）を高めることができる。本実施形態では、この溝５８は、弁軸５Ａの外周面において周方向に連続するように円環状に設けられている。パッキン１１としては、例えばＯリングなどの円環状のパッキンを用いることができるが、これに限られない。
【００４２】
弁部材５は、弁部材用のばね９によって通路４０を閉状態とする方向に力が加えられている。本実施形態では、弁部材用のばね９に必要とされる力をできるだけ小さく抑えるために、弁部材５に対して軸方向の一方側（閉じる側）と他方側（開く側）にかかる空気の圧力がバランスするように弁部材５の各部位の表面積が設計されている。
【００４３】
弁部材用のばね９による力を含む閉じる側への力よりもピストン７が弁部材５を押す力の方が大きいときに、弁部材５は、通路４０を開状態とする方向に移動する。弁部材用のばね９による力を含む閉じる側への力がピストン７による押す力よりも大きいときには、弁部材５は通路４０を閉状態に維持する。
【００４４】
弁体５Ｂの端面５５は、導入室４１と出力室４２とが連通しない閉状態においては弁座４０Ｂに当接しており、導入室４１と出力室４２とが連通する開状態においては弁座４０Ｂから離隔している。弁体５Ｂの端面５５の径は、通路４０の開口の内径よりも大きい。
【００４５】
導入室４１は、図外の圧力流体源から圧力流体（本実施形態では圧縮空気）が供給される空間である。この圧力流体は、前記圧力流体源から導入室４１に流入する。図１に示すように導入室４１は、弁部材５及びシリンダ部材１２のまわりを囲むように設けられている。
【００４６】
出力室４２は、通路４０を介して導入室４１と繋がる空間である。通路４０は、弁部材５の変位に伴って開閉する。通路４０が開状態のときに導入室４１の圧力流体が出力室４２に流入する一方で、通路４０が閉状態のときには導入室４１の圧力流体が出力室４２に流入するのが阻止される。出力室４２における圧力流体の圧力は、通路４０の開閉を制御することによって調節される。圧力が調節された圧力流体は、例えばブレーキ制御装置の図外のブレーキシリンダなどに供給される。
【００４７】
出力室４２における圧力流体の圧力が所定の範囲よりも小さい場合には、通路４０が開状態とされて導入室４１の圧力流体が出力室４２に流入し、これにより、出力室４２の圧力が高められる。出力室４２における圧力流体の圧力が所定の範囲よりも大きい場合には、出力室４２の圧力流体の一部が図略の排出路を通じて排出されるように構成されている。これにより、出力室４２の圧力が低減される。
【００４８】
ピストン７は、軸方向に変位可能に支持部材４Ｄを介して本体部４Ａに支持されている。弁部材５は、ピストン７の変位に伴って動作する。ピストン７は、弁部材５の軸方向に平行な方向に延びている。本実施形態では、弁部材５の中心軸Ａと、ピストン７の中心軸Ａとは一致しているが、これに限られない。ピストン７の一端部（図１では上端部）は、弁部材５の弁体５Ｂの端面５５に当接又は近接している。
【００４９】
図１に示すように、ピストン７の上端部には、弁部材５から離れる方向に凹む凹部が形成されており、この凹部を区画する壁には貫通孔７Ａが形成されている。これにより、ピストン７の凹部内の圧力とピストン７の先端部の周囲の圧力とが同じになる。
【００５０】
ピストン７は、図略のピストン用のばねによって弁部材５から離れる方向に力が加えられている。通路４０を閉状態とするときには、ピストン７は、ピストン用のばね９の力によって弁部材５を押圧しない位置で静止している。通路４０を開状態とするときには、図略の通路を通じて供給されるピストン用の圧力流体によってピストン７が弁部材５側に押されることにより、ピストン７が弁部材５側に移動して弁部材５に押圧力を加え、弁部材５を変位させる。これにより、通路４０が閉状態から開状態に切り替わる。ピストン用の圧力流体を例えば前記通路を通じて排出すると、通路４０は開状態から閉状態に切り替わる。
【００５１】
［流体制御弁の２次側流体の排出構造］
次に、流体制御弁２における出力室４２内の圧力流体（２次側流体）の排出構造について具体的に説明する。図１に示すように流体制御弁２では、例えば特許文献１のように弁部材とばねとを備える逆止弁を用いる場合に比べて、少ない部品でコンパクトに２次側流体の排出構造を形成することができる。
【００５２】
図１に示すように、本実施形態の流体制御弁２では、弁部材５は、導入室４１と出力室４２とを連通する連通部５０を備えている。弾性部材６は、この連通部５０の開状態と閉状態とを切り替える機能を有する。
【００５３】
弁部材５は、１次側である導入室４１と２次側である出力室４２とが弁部材５の一部を介して隣り合う位置に設けられている。具体的には、図１及び図２に示すように本実施形態では、弁部材５には軸方向（中心軸Ａの方向）に貫通する貫通孔５３が設けられている。貫通孔５３内の内周面によって区画される空間は、出力室４２の一部（出力室４２の内室４４）を構成している。弁部材５のまわりには、導入室４１が設けられている。すなわち、本実施形態では、弁部材５に着目すると、弁部材５の外部（径方向外側）が１次側の導入室４１であり、弁部材５の内部（径方向内側）が２次側の出力室４２である。すなわち、弁部材５の周壁によって１次側と２次側とが隔てられており、弁部材５の周壁を介して１次側と２次側とが隣り合っている。本実施形態では、弁部材５の周壁を介して１次側と２次側とが隣り合う構造を利用して、この周壁を貫通するように連通部５０を設けている。
【００５４】
弾性部材６は、連通部５０に設けられている。弾性部材６は、自身の弾性力（収縮力）によって連通部５０を閉じるように構成されているので、導入室４１と出力室４２の圧力差がないとき及び導入室４１の圧力が出力室４２の圧力よりも高いときには、連通部５０を閉状態に維持することができる。一方、導入室４１よりも出力室４２の圧力が高くなり、これらの差圧が弾性部材６の弾性力に抗して弾性部材６を弾性変形させ、連通部５０における導入室４１側の開口と弾性部材６との間に隙間Ｇが形成されたときには、連通部５０は、閉状態から開状態に切り替わる。これにより、出力室４２に残留している圧力流体を導入室４１側に導いて排出することができる。
【００５５】
以上が流体制御弁２における２次側流体の排出構造の主な特徴であるが、以下では、この排出構造の要部である連通部５０及び弾性部材６についてさらに具体的に説明する。
【００５６】
［連通部］
図１及び図２に示すように、連通部５０は、通路孔５１と、スリット５２とを含んでいる。通路孔５１は、出力室４２から導入室４１に向かって延びるように設けられている。通路孔５１は、弁部材５を貫通している。スリット５２は、弁部材５の外周面において周方向に沿って形成された溝状の部位である。スリット５２は、導入室４１に開口している。通路孔５１は、スリット５２に繋がるとともに出力室４２に開口している。
【００５７】
連通部５０における導入室４１側の開口（スリット５２の開口）は、弁部材５の弁軸５Ａの外周面に設けられている。通路孔５１は、スリット５２から弁部材５の内側（中心軸Ａ側）に延びている。連通部５０における出力室４２側の開口（通路孔５１の開口）は、弁部材５の内室４４の内周面に設けられている。この場合には、後述する図８（Ｃ）、図９（Ａ）に示す変形例のように連通部５０のおける導入室４１側の開口が弁体５Ｂの外周面に設けられている場合に比べて、連通部５０の長さを小さくすることができる。
【００５８】
図２に示すように、通路孔５１は、導入室４１側から出力室４２まで直線状に延びているが、これに限られず、例えば後述する図７（Ａ）に示すように湾曲している部分を有していてもよい。
【００５９】
図２に示す実施形態では、連通部５０は、複数の通路孔５１を有している。複数の通路孔５１は、弁部材５に設けられた出力室４２の一部を構成する内室４４（弁部材５に設けられた貫通孔５３）から外側（中心軸Ａから離れる方向）に延びている。図３（Ａ）は、弁部材５に設けられた連通部５０の配置例を示す概略図である。図３（Ａ）に示す配置例では、連通部５０は６つの通路孔５１を有しているが、これに限られず、図３（Ｂ）〜（Ｅ）に示す他の配置例のように構成されていてもよい。また、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）では、連通部５０が複数の通路孔５１を有しているが、図３（Ｅ）に示す配置例のように連通部５０が単一の通路孔５１のみを有していてもよい。
【００６０】
図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す配置例では、複数の通路孔５１は、弁部材５を軸方向から見たときに対称となる位置に設けられている。具体的には、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）では、複数の通路孔５１は、中心軸Ａを対称軸とする回転対称となるように配置されている。ただし、複数の通路孔５１は、図３（Ｄ）に示すように中心軸Ａに対して対称とはならない位置に配置されていてもよい。
【００６１】
図２に示すように、通路孔５１は、弁部材５の軸方向（中心軸Ａ）に対して傾斜した方向（軸方向に直交する平面に対して傾斜した方向）に延びている。図２に示すように通路孔５１の延びる方向は、弁部材５の中心軸Ａに直交する平面に対する角度がθ１となるように傾斜している。角度θ１は鋭角である。図２に示す形態では、通路孔５１における出力室４２側の開口が通路孔５１における導入室４１側の開口よりも弁体５Ｂの端面５５に近くなるように傾斜している。このような傾斜構造の場合には、次のようなメリットがある。
【００６２】
図２に示すように、出力室４２の内室４４は、第１の内室４４Ａと、第１の内室４４Ａに対して段差部４５を介して軸方向に隣接し、第１の内室４４Ａよりも内径の大きい第２の内室４４Ｂとを含んでいる。本実施形態では、通路孔５１は上記のように傾斜した構造を有しているので、導入室４１側における通路孔５１の端部（開口）の位置よりも、内室４４側における通路孔５１の端部（開口）の位置が、段差部４５に対して軸方向に遠くなっている。この構成では、例えば後述する図７（Ｂ）に示す変形例のように通路孔５１が軸方向に直交する方向に延びている場合に比べて、段差部４５と通路孔５１との間の部分を構成する弁部材５の厚みが小さくなるのを抑制することができる。これにより、段差部４５と通路孔５１との間の部分の強度低下を抑制できる。
【００６３】
なお、通路孔５１は、通路孔５１における導入室４１側の開口が通路孔５１における出力室４２側の開口よりも弁体５Ｂの端面５５に近くなるように傾斜していてもよい。また、通路孔５１は、後述する図７（Ｂ）、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）及び図９（Ａ）に示す変形例のように、弁部材５の軸方向に直交する方向に延びていてもよい。また、通路孔５１は、後述する図７（Ｃ）及び図９（Ｂ）に示すように、弁部材５の軸方向に平行な方向に延びていてもよい。
【００６４】
複数の通路孔５１の断面積の合計は、内室４４における弁体５Ｂ側の開口部５６から通路孔５１までの間で最も狭い部分における断面積以下であり、内室４４における弁軸５Ａ側の開口部５７から通路孔５１までの間で最も狭い部分における断面積以下である。この場合には、各通路孔５１を無駄なく有効に利用することができる。また、通路孔５１を必要以上に設けることがないので、弁部材５の強度低下を抑制できる。
【００６５】
スリット５２は、図２に示すような弁部材５の中心軸Ａを含む断面において、弁部材５の内側から外側に向かうに従って、高さ（幅）が大きくなるように形成されている。図３に示す形態では、スリット５２を形成している一対の対向面Ａ１，Ａ２のなす角度θ２は、０度よりも大きい鋭角である。したがって、出力室４２の圧力が導入室４１の圧力よりも高くなった場合に弾性部材６が導入室４１側に伸びるように弾性変形したときに、スリット５２と弾性部材６との間に隙間Ｇ（図５（Ｃ）参照）が早い段階で形成されやすくなる。これにより、出力室４２に残留している圧力流体を導入室４１側に早期に排出することができる。
【００６６】
本実施形態では、スリット５２における通路孔５１側の端部は、通路孔５１に滑らかに接続されるように湾曲した面（例えば、断面が略Ｃ字形状の湾曲面）を有している。したがって、本実施形態では、スリット５２は、通路孔５１側の湾曲面と、湾曲面に接続された一対の対向面Ａ１，Ａ２とを有している。図２では、湾曲面と一対の対向面Ａ１，Ａ２との境界部分における対向面Ａ１，Ａ２同士の距離（軸方向の距離）を矢印Ｓ１で示し、スリット５２の開口における対向面Ａ１，Ａ２同士の距離（軸方向の距離）を矢印Ｓ２で示している。本実施形態では、距離Ｓ２は、距離Ｓ１よりも大きい。
【００６７】
なお、後述する図１０に示すように、スリット５２における一対の対向面Ａ１，Ａ２は互いに平行であってもよく、また、弁部材５の内側から外側に向かうに従って、高さが小さくなるように形成されていてもよい。
【００６８】
本実施形態では、スリット５２における高さを規定する一対の対向面Ａ１，Ａ２のそれぞれは、弁部材５の中心軸Ａを含む断面において、直線状に延びている。この場合には、スリット５２の設計及びスリット５２を形成する加工が容易になる。また、一方の対向面Ａ１は、弁部材５の軸方向に直交する平面に平行である。このような平行な面は特に加工が容易であるので、結果としてスリット５２全体の加工も容易になる。
【００６９】
なお、スリット５２における一対の対向面Ａ１，Ａ２の一方又は両方は、直線状ではなく、湾曲していてもよい。
【００７０】
本実施形態では、スリット５２は、図１に示すように、弁軸５Ａを案内するシリンダ部材１２の内周面（シリンダ部材１２の中空部のうち内径の小さい上部の中空部分の内周面）であるガイド部４３によってガイドされない位置に設けられている。すなわち、スリット５２は、ガイド部４３に対して、弁部材５が軸方向に変位する距離よりも大きい長さ分だけ弁部材５の軸方向にずれた位置に設けられている。これにより、弁部材５の変位時において弾性部材６がガイド部４３に干渉しないので、弁部材５の変位の円滑性を維持することができる。
【００７１】
［弾性部材］
図４（Ａ）は、流体制御弁２における弾性部材６を示す平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）におけるＩＶ−ＩＶ線断面図であり、弾性部材６の断面形状の一例を示している。弾性部材６は、環状（具体的には円環状）に形成されており、スリット５２に配置されている。弾性部材６は、スリット５２に配置されたときに、周方向に収縮することにより、弁部材５の中心軸Ａ側に向かう方向にスリット５２に対して力が加わるように構成されている。
【００７２】
弾性部材６は、自身の弾性力（収縮力）によって連通部５０を閉状態とする方向に自身に対して力が作用するように構成されているので、導入室４１と出力室４２の圧力差がないとき及び導入室４１の圧力が出力室４２の圧力よりも高いときには連通部５０を閉状態に維持することができる。その一方で、導入室４１の圧力よりも出力室４２の圧力が高くなることで弾性変形して連通部５０を閉状態から開状態に切り替えることができるので、出力室４２に残留している圧力流体を導入室４１側に導いて排出することができる。
【００７３】
図１及び図４（Ａ）に示すように、本実施形態では、スリット５２及び弾性部材６がともに環状に形成されているので、弾性部材６をスリット５２に配置するだけで、自身の弾性力（収縮力）によって連通部５０を閉じることができる。また、弾性部材６がスリット５２に配置されるので、弾性部材６の位置ずれを抑制できる。
【００７４】
図４（Ｂ）に示すように、弾性部材６は、その周方向に直交する断面が円形状であるが、これに限られず、図４（Ｃ）に示すように楕円形状であってもよい。これらの場合には、弾性部材６が導入室４１側に伸びるように弾性変形した後、出力室４２側に収縮するように戻るときに、仮に弾性部材６の一部が捩れたとしても、弾性部材６の断面形状が円形状又は楕円形状であるので、連通部５０を閉状態とするためのシール機能の低下が生じにくい。
【００７５】
図６（Ａ）〜（Ｇ）は、種々の弾性部材６を示す断面図である。図６（Ａ）では、弾性部材６の断面形状が円形であり、図６（Ｂ）では、弾性部材６の断面形状が多角形（具体的には四角形）であり、図６（Ｃ）では、弾性部材６の断面形状が略Ｄ形であり、図６（Ｄ）では、弾性部材６の断面形状が略Ｘ形であり、図６（Ｅ）では、弾性部材６の断面形状が略Ｃ形（略Ｖ形）であり、図６（Ｆ）では、弾性部材６の断面形状が略Ｌ形であり、図６（Ｇ）では、弾性部材６の断面形状が略Ｓ形である。
【００７６】
本実施形態では、弾性部材６は、パッキン１１と同じ仕様の部材で構成されている。パッキン１１は、上述したように導入室４１と出力室４２との間のシール性を高めるために、弁軸５Ａの外周面に形成された溝５８に配置されたものである。このように弾性部材６がパッキン１１と同じ仕様の部材であるので、製造時においてパッキン１１と弾性部材６の組み付けの間違いが生じなくなるとともに、コスト削減にも寄与する。
【００７７】
弾性部材６を構成する材質としては、合成樹脂、金属などを例示することができるが、シール性などの観点では合成樹脂を用いるのが好ましい。合成樹脂としては、天然ゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソブチレンイソプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、フッ素樹脂などを例示することができる。フッ化樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレンなどを例示できる。
【００７８】
［動作］
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、図４（Ｂ）に示す弾性部材６（断面が円形状の弾性部材６）を弁部材５に取り付けた状態を示す断面図である。図５（Ａ）と図５（Ｂ）は、導入室４１と出力室４２の圧力差がないとき及び導入室４１の圧力が出力室４２の圧力よりも高いときに、弾性部材６によって連通部５０が閉状態とされている様子を示している。図５（Ｃ）は、導入室４１の圧力よりも出力室４２の圧力が高いときに、弾性部材６が弾性変形して連通部５０が開状態とされた様子を示している。
【００７９】
図５（Ａ）と図５（Ｂ）に示す弾性部材６はともに、スリット５２に配置されたときに、周方向に収縮することにより、弁部材５の中心軸Ａ側に向かう方向にスリット５２に対して力が加わるように設計されている。図５（Ｂ）に示す弾性部材６は、図５（Ａ）に示す弾性部材６に比べて、収縮力が大きい。その結果、図５（Ｂ）に示す弾性部材６は、図５（Ａ）に示す弾性部材６に比べて、スリット５２において扁平状に弾性変形している度合いが大きく、より通路孔５１側に入り込んでいる。これにより、連通部５０を閉状態とするシール性を向上させることができる。
【００８０】
例えばメンテナンスなどのために１次側の導入室４１の圧力流体を抜いたときには、通路４０が弁部材５によって閉じられていても、導入室４１と出力室４２の圧力差によって図５（Ｃ）に示すように弾性部材６が弾性変形し、弾性部材６とスリット５２の内面（対向面Ａ１又は対向面Ａ２）との間に隙間Ｇが形成される。これにより、連通部５０が開状態となり、出力室４２に残留している圧力流体を導入室４１側に導いて排出することができる。
【００８１】
図５（Ｄ）〜（Ｆ）は、図４（Ｃ）に示す弾性部材６（断面が楕円形状の弾性部材６）を弁部材５に取り付けた状態を示す断面図である。図５（Ｄ）〜（Ｆ）は、上述した図５（Ａ）〜（Ｃ）に対応する図であるので、詳細な説明は省略して相違点のみを説明する。
【００８２】
図５（Ｄ）と図５（Ｅ）は、導入室４１と出力室４２の圧力差がないとき及び導入室４１の圧力が出力室４２の圧力よりも高いときに、弾性部材６によって連通部５０が閉状態とされている様子を示している。図５（Ｆ）は、導入室４１の圧力よりも出力室４２の圧力が高いときに、弾性部材６が弾性変形して連通部５０が開状態とされた様子を示している。
【００８３】
図５（Ｄ）〜（Ｆ）では、弾性部材６は、楕円形状であるので、スリット５２の形状に沿うように楕円の長軸の向きを調節して配置されることによって、円形状である場合に比べてスリット５２の空間に沿いやすくなり、シール性を向上させることができる。
【００８４】
［実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態では、弾性部材６は、自身の弾性力によって連通部５０を閉状態とするように構成されているので、導入室４１と出力室４２の圧力差がないとき及び導入室４１の圧力が出力室４２の圧力よりも高いときには連通部５０を閉状態に維持することができる。その一方で、導入室４１の圧力よりも出力室４２の圧力が高くなることで弾性変形して連通部５０を閉状態から開状態に切り替えることができるので、出力室４２に残留している圧力流体を導入室４１側に導いて排出することができる。このように本実施形態では、例えばメンテナンスなどのために１次側の導入室４１の圧力流体を抜いたときには、通路４０が弁部材５によって閉じられていても、導入室４１と出力室４２の圧力差によって弾性部材６を弾性変形させて連通部５０を開状態にし、これにより、出力室４２に残留している圧力流体を導入室４１側に導いて排出することができる。したがって、本実施形態では、導入室４１の圧力流体が抜かれたときに出力室４２の圧力流体を自動的に排出するための構造を、従来のように弁部材５とばねとを設ける必要がある逆止弁を用いる場合に比べて、少ない部品でコンパクトに構成することができる。
【００８５】
本実施形態では、連通部５０は、導入室４１から出力室４２に向かって延びるように設けられた通路孔５１を含んでいる。この構成では、弁部材５に孔を形成するという簡単な加工によって弁部材５に連通部５０を容易に設けることができる。
【００８６】
本実施形態では、導入室４１が弁部材５の周囲に設けられており、連通部５０は、弁部材５の外周面において周方向に沿って形成されたスリット５２を含み、スリット５２は、導入室４１に開口しており、通路孔５１は、スリット５２に繋がるとともに出力室４２に開口しており、弾性部材６は、環状に形成されており、スリット５２に配置されている。
【００８７】
この構成では、環状の弾性部材６を周方向に沿って形成されたスリット５２に配置するだけで、自身の弾性力によって連通部５０を閉じることができる。また、弾性部材６がスリット５２に配置されるので、弾性部材６の位置ずれを抑制できる。これらの機能を簡素な構成で実現できる。
【００８８】
本実施形態では、流体制御弁２は、弁部材５の変位時に弁部材５の一部をガイドするガイド部４３を備え、スリット５２は、ガイド部４３によってガイドされない位置に設けられている。この構成では、弁部材５の変位時において弾性部材６がガイド部４３に干渉しないので、弁部材５の変位の円滑性を維持することができる。また、この構成では、スリット５２の形状が制約を受けにくくなり、スリット５２の設計の自由度を向上させることができる。
【００８９】
本実施形態では、弁部材５と、ガイド部４３との間にパッキン１１が設けられており、弾性部材６は、パッキン１１と同じ仕様の部材で構成されている。この構成では、パッキン１１と同じ仕様の弾性部材６が用いられるので、製造時においてパッキン１１と弾性部材６の組み付けの間違いが生じなくなるとともに、コスト削減にも寄与する。
【００９０】
本実施形態では、弁部材５の軸方向に平行な断面において、スリット５２は、弁部材５の内側から外側に向かうに従って、高さが大きくなるように形成されている。この構成では、スリット５２は弁部材５の内側から外側に向かうに従って高さが大きくなるように形成されている。したがって、出力室４２の圧力が導入室４１の圧力よりも高くなった場合に弾性部材６が導入室４１側に伸びるように弾性変形したときに、スリット５２と弾性部材６との間に隙間Ｇが早い段階で形成されやすくなる。これにより、出力室４２に残留している圧力流体を導入室４１側に早期に排出することができる。
【００９１】
スリット５２における一対の対向面Ａ１，Ａ２の角度θ２（開口角度）が大きくなりすぎると、シール性が低下する場合があり、また、角度θ２が小さすぎると、スリット５２によって弾性部材６を締め付ける力が大きくなって弾性変形しにくくなる場合がある。したがって、これらの点を考慮して開口角度θ２が設定される。
【００９２】
本実施形態では、弁部材５の軸方向に平行な断面において、スリット５２における高さを規定する一対の対向面Ａ１，Ａ２のそれぞれは、直線状に延びている。この場合には、スリット５２の設計及びスリット５２を形成する加工が容易になる。
【００９３】
本実施形態では、一対の対向面Ａ１，Ａ２の一方は、弁部材５の軸方向に直交する断面に平行な面である。このような平行な面は特に加工が容易であるので、結果としてスリット５２全体の加工も容易になる。
【００９４】
本実施形態では、環状の弾性部材６は、その周方向に直交する断面が円形状又は楕円形状である。この構成では、弾性部材６が導入室４１側に伸びるように弾性変形した後、出力室４２側に収縮するように戻るときに、仮に弾性部材６の一部が捩れたとしても、弾性部材６の断面形状が円形状又は楕円形状であるので、連通部５０を閉状態とするためのシール機能の低下が生じにくい。
【００９５】
本実施形態では、連通部５０は、複数の通路孔５１を有している。この構成では、連通部５０が複数の通路孔５１を有しているので、出力室４２に残留する圧力流体を導入室４１に導く通路の面積を大きくすることができる。これにより、圧力流体を迅速に排出することができる。
【００９６】
本実施形態では、複数の通路孔５１は、弁部材５を軸方向から見たときに対称となる位置に設けられているのが好ましい。この構成では、例えば、弾性部材６の一部が導入室４１側に伸びるように弾性変形したときに、その変形部分と通路孔５１との距離が長くなるのを抑制できる。これにより、出力室４２に残留する圧力流体を導入室４１に導く経路が早期に形成される。
【００９７】
本実施形態では、出力室４２は、弁部材５の内部に設けられた内室４４を含み、複数の通路孔５１の断面積の合計は、内室４４の開口部から通路孔５１までで最も狭い部分における断面積以下である。この構成では、各通路孔５１を無駄なく有効に利用することができる。また、通路孔５１を必要以上に設けることがないので、弁部材５の強度低下を抑制できる。
【００９８】
本実施形態では、出力室４２の内室４４は、第１の内室４４Ａと、第１の内室４４Ａに対して段差部４５を介して軸方向に隣接し、第１の内室４４Ａよりも内径の大きい第２の内室４４Ｂと、を含み、通路孔５１は、導入室４１側における通路孔５１の端部の位置よりも、内室４４側における通路孔５１の端部の位置が、段差部４５に対して軸方向に遠くなるように、導入室４１側から第１の内室４４Ａまで延びているのが好ましい。この構成では、通路孔５１は、段差部４５に対して軸方向に遠くなるように導入室４１側から第１の内室４４Ａまで延びているので、段差部４５と通路孔５１との間の部分を構成する弁部材５の厚みが小さくなるのを抑制することができる。これにより、段差部４５と通路孔５１との間の部分の強度低下を抑制できる。
【００９９】
本実施形態では、通路孔５１は、導入室４１側から出力室４２まで直線状に延びている。この場合には、通路孔５１を形成する加工が容易になる。
【０１００】
［変形例］
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。図７（Ａ）〜図９（Ｂ）は、連通部５０の配置例を示す断面図である。図１０は、弁部材５の変形例を示す断面図である。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、弁部材５の変形例を示す断面図である。
【０１０１】
図７（Ａ）では、連通部５０は、通路孔５１とスリット５２とを有し、通路孔５１は図１に示すように直線状ではなく湾曲した部分を有している。図７（Ａ）では、通路孔５１の全体が湾曲しているが、これに限られず、直線状に延びる部分と、湾曲しながら延びる部分とを組み合わせた構造であってもよい。連通部５０における導入室４１側の開口は弁部材５の弁軸５Ａの外周面に設けられており、連通部５０における出力室４２側の開口は弁部材５に設けられた貫通孔５３の内周面（具体的には、第１の内室４４Ａの内周面）に設けられている。
【０１０２】
図７（Ｂ）では、連通部５０は、通路孔５１とスリット５２とを有し、通路孔５１は、弁部材５の軸方向（中心軸Ａ）に直交する方向に延びている。連通部５０における導入室４１側の開口は弁部材５の弁軸５Ａの外周面に設けられており、連通部５０における出力室４２側の開口は弁部材５の貫通孔５３の内周面（具体的には、第１の内室４４Ａを区画する内周面）に設けられている。
【０１０３】
図７（Ｃ）では、連通部５０は、通路孔５１とスリット５２とを有し、通路孔５１は、弁部材５の軸方向に平行な方向に延びている。連通部５０における導入室４１側の開口は弁部材５の弁軸５Ａの外周面に設けられており、連通部５０における出力室４２側の開口は弁部材５の弁体５Ｂの端面５５に設けられている。
【０１０４】
図８（Ａ）では、連通部５０は、通路孔５１とスリット５２とを有し、通路孔５１は、弁部材５の軸方向（中心軸Ａ）に直交する方向に延びている。連通部５０における導入室４１側の開口は弁部材５の弁軸５Ａの外周面に設けられており、連通部５０における出力室４２側の開口は弁部材５の貫通孔５３の内周面（具体的には、第２の内室４４Ｂを区画する内周面）に設けられている。
【０１０５】
図８（Ｂ）では、連通部５０は、通路孔５１を有し、スリット５２を有していない。通路孔５１は、弁部材５の軸方向（中心軸Ａ）に直交する方向に延びている。連通部５０における導入室４１側の開口は弁部材５の弁軸５Ａの外周面に設けられており、連通部５０における出力室４２側の開口は弁部材５の貫通孔５３の内周面（具体的には、第１の内室４４Ａを区画する内周面）に設けられている。
【０１０６】
図８（Ｃ）では、連通部５０は、通路孔５１を有し、スリット５２を有していない。通路孔５１は、弁部材５の軸方向（中心軸Ａ）に直交する方向に延びている。この図８（Ｃ）では、弁部材５の弁体５Ｂのまわりを囲むように設けられたシリンダ部材１２には、弁部材５の連通部５０に連通する連通部１２０が設けられている。弾性部材６は、シリンダ部材１２の連通部１２０を塞ぐことによって弁部材５の連通部５０を閉状態としている。
【０１０７】
図９（Ａ）では、連通部５０は、通路孔５１を有し、スリット５２を有していない。通路孔５１は、弁部材５の軸方向（中心軸Ａ）に直交する方向に延びている。連通部５０における導入室４１側の開口は弁部材５の弁体５Ｂの外周面に設けられており、連通部５０における出力室４２側の開口は弁部材５の貫通孔５３の内周面（具体的には、第１の内室４４Ａを区画する内周面）に設けられている。
【０１０８】
図９（Ｂ）では、連通部５０は、溝５４を有し、通路孔５１及びスリット５２を有していない。溝５４は、弁部材５の軸方向に平行な方向に延びている。連通部５０（溝５４）における導入室４１側の開口は弁部材５の弁軸５Ａの外周面に設けられており、連通部５０（溝５４）における出力室４２側の開口は弁部材５の弁軸５Ａの上端部（弁軸５Ａにおける弁体５Ｂとは反対側の端部）に設けられている。この図９（Ｂ）では、溝５４は、弁部材５の外周面に設けられた溝によって構成されている。溝５４の個数は、複数であってもよく、１つであってもよい。
【０１０９】
図１０に示す弁部材５は、スリット５２の高さ（幅）がほぼ一定である点で、図２に示す弁部材５と異なっている。この弁部材５では、スリット５２における一対の対向面Ａ１，Ａ２のなす角度はほぼゼロである。
【０１１０】
図１１（Ａ）に示す弁部材５は、連通部５０及び弾性部材６の構造や配置が図１に示す実施形態と異なっている。図１１（Ａ）では、連通部５０は、弁部材５を貫通する通路孔５１を有している。連通部５０における導入室４１側の開口は弁部材５の弁軸５Ａの外周面に設けられており、連通部５０における出力室４２側の開口は弁部材５の貫通孔５３の内周面（具体的には、第１の内室４４Ａを区画する内周面）に設けられている。
【０１１１】
図１１（Ａ）では、弾性部材６は、図４（Ａ）に示すような環状ではなく、例えば板状の部材である。図１１（Ａ）では、多角形の板、円盤などの板状の弾性部材６が連通部５０における導入室４１側の開口を塞ぐように配置されている。弾性部材６の一端部（図１１（Ａ）では上端部）は、弁部材５に固定されており、弾性部材６の他端部側は弁部材５に固定されていない。
【０１１２】
弾性部材６は、自身の弾性力によって連通部５０を閉状態とするように構成されているので、図１１（Ａ）に示すように、導入室４１と出力室４２の圧力差がないとき及び導入室４１の圧力が出力室４２の圧力よりも高いときには連通部５０を閉状態に維持することができる。その一方で、図１１（Ｂ）に示すように、導入室４１の圧力よりも出力室４２の圧力が高くなると、弾性部材６の他端部側が弁部材５から離れる方向に弾性変形して、弾性部材６と連通部５０との間に隙間Ｇが形成される。これにより、連通部５０を閉状態から開状態に切り替えることができる。
【０１１３】
なお、図示は省略するが、弾性部材６は、環状、板状に限られるものではない。例えば、連通部５０が通路孔５１のみで構成されている場合には、その通路孔５１を塞ぐことができるような栓状の形態であってもよい。栓状の形態としては、円柱状、角柱状などの種々の形状を例示できる。
【０１１４】
また、通路孔の断面形状は、円形に限られず、四角形などの多角形であってもよい。また、前記実施形態では、圧力流体源から供給される流体が空気である場合を例示したが、これに限られない。圧力流体源から供給される流体は、空気以外の気体であってもよく、液体であってもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
２  流体制御弁
４Ａ  本体部
５  弁部材
６  弾性部材
７  ピストン
９  ばね
１１  パッキン
４０  通路
４１  導入室
４２  出力室
４３  ガイド部
４４  内室
４４Ａ  第１の内室
４４Ｂ  第２の内室
４５  段差部
５０  連通部
５１  通路孔
５２  スリット
【図１】
0006534803.tif 000002
【図２】
0006534803.tif 000003
【図３】
0006534803.tif 000004
【図４】
0006534803.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006534803.tif 000007
【図７】
0006534803.tif 000008
【図８】
0006534803.tif 000009
【図９】
0006534803.tif 000010
【図１０】
0006534803.tif 000011
【図１１】
0006534803.tif 000012