导向止回阀的制作方法

本发明涉及一种导向止回阀，该导向止回阀利用导向压力控制工作流体的流动。

背景技术：

至今，众所周知，在用于操作流体压力缸的流体压力回路中，设置有导向止回阀以适当地控制工作流体的流动(例如，参见日本平开实用新型公报No.03-025080)。例如，在流体压力缸被用作升降缸的流体压力回路中，缸的盖侧压力室和缸的杆侧压力室通过切换阀连接至压力供应源，导向止回阀布置在杆侧压力室和切换阀之间的流道中。

导向止回阀配备有提升阀塞和导向活塞，提升阀塞由弹簧弹性地朝向阀座推动，导向活塞面对提升阀塞，并且导向活塞在其轴向方向上可滑动地布置。

当导向压力被施加时，导向活塞按压提升阀塞。当供应压力被施加于缸的盖侧压力室时，导向压力被施加于导向止回阀。

在如上构造的流体压力回路中，当工作流体通过切换阀从压力供应源供应至导向止回阀时，在基于工作流体的压力下，提升阀塞抵抗弹簧的弹力而从阀座分离开，从而工作流体流入缸的杆侧压力室，以便向上按压缸的活塞。当活塞到达上端位置时，提升阀塞的上游侧和下游侧之间的压力差变成零，因此，提升阀塞由弹簧的弹力而被安置在阀座上。因而，即使停止从压力供应源供应压力，提升阀塞保持闭合，从而防止缸下落。

另一方面，当工作流体通过切换阀从压力供应源供应至缸的盖侧压力室时，导向活塞由导向压力推进，并且按压提升阀塞，从而提升阀塞从阀座分离。结果，缸的杆侧压力室中的流体通过导向止回阀从切换阀排出，以使缸下降。

在以上采用常规的导向止回阀的流体压力回路中，为了防止缸下落，在阀已被置于阀闭合状态之后需要停止压力供应。然而，常规的导向止回阀没有配备用于检测阀闭合的功能。进一步，提升阀塞和导向活塞彼此分离地设置，导向活塞的位置并不总是与提升阀塞的状态对应。因而，即使检测到导向活塞的位置，也难以基于检测到的位置而确定提升阀塞是否被安置。因此，在常规的导向止回阀中，不可能适宜地检测阀是否处于阀闭合状态。

技术实现要素：

考虑到上述问题，提出了本发明，本发明的目的是提供一种导向止回阀，该导向止回阀能够适宜地检测阀是否被置于阀闭合状态。

为了实现以上目的，本发明特征在于，导向止回阀，该导向止回阀包括：流道本体，流道本体包括第一端口和第二端口；可移动体，可移动体至少部分可滑动地布置在流道本体中，并且被构造成在导向压力的作用下在其轴向方向上移动；衬垫，衬垫安装在可移动体上，并且被构造成与可移动体一体地在阀闭合位置和阀打开位置之间移位，衬垫包括在径向上可弹性变形的倾斜唇缘，该唇缘被构造成与流道本体的内周表面滑动接触；和检测器，检测器被构造成检测可移动体是否被置于使衬垫被定位在阀闭合位置的位置；其中，在阀闭合位置，衬垫允许工作流体从第一端口流向第二端口，并且阻止工作流体从第二端口流向第一端口，在阀打开位置，衬垫允许第一端口和第二端口彼此连通。

利用如上构造的导向止回阀，因为可移动体和衬垫在轴向方向上一体地移位，通过检测可移动体的位置，能够适当地检测阀是否处于阀闭合状态(衬垫是否被置于阀闭合位置)。进一步，当衬垫被置于阀闭合位置时，衬垫允许工作流体从第一端口流向第二端口，同时阻止工作流体从第二端口流向第一端口。因而，在导向压力被释放的状态下，也能够有效地实现止回阀功能。

在以上导向止回阀中，当衬垫的唇缘从阀打开位置朝向阀闭合位置移动时，优选地，唇缘在位于阀闭合位置和阀打开位置之间的密封开始位置开始与流道本体的内周表面接触。在这种情况下，当衬垫从阀打开位置朝向阀闭合位置移动时，优选地，检测器在衬垫移动超过密封开始位置之后输出信号。

利用该结构，当衬垫的唇缘从阀打开位置朝向阀闭合位置移动时，唇缘被置于与流道本体的内周表面在轴向方向上的预定范围内滑动接触。以这样的方式，由唇缘与内周表面相接触而形成的密封机构在轴向方向上具有重叠区域。由于该重叠区域，因为消除了检测器的检测误差和迟滞的影响，所以能够防止检测器在阀未完全闭合的状态下输出信号。换言之，保障了当检测器输出信号时阀完全闭合。因而，能够提高位置检测功能的可靠性。

在以上导向止回阀中，优选地，流道本体的内周表面包括密封区域和非密封区域，密封区域被构造成当衬垫被置于阀闭合位置时与唇缘进行按压接触，非密封区域被构造成当衬垫被置于阀打开位置时与唇缘分离开，非密封区域的内径大于密封区域的内径。

利用以上结构，根据衬垫在流道本体内在轴向方向上的位置，能够在第一端口和第二端口的连通状态与其非连通状态之间容易且可靠地切换。

在以上导向止回阀中，优选地，进一步设置衬垫支撑构件，该衬垫支撑构件被构造成包围衬垫并且防止唇缘以预定量以上径向向外变形。

利用该结构，能够防止唇缘的过度变形并且提高衬垫的耐久性。

在以上导向止回阀中，优选地，衬垫支撑构件包括被构造成允许工作流体从第一端口朝向唇缘流动的通道。

利用该结构，在不阻碍衬垫的止回阀功能的情况下，能够适宜地实现用于保护唇缘的功能。

利用根据本发明的导向止回阀，能够适当地检测阀是否处于阀闭合状态。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的导向止回阀的阀闭合状态的横截面视图；

图2是示出图1所示的导向止回阀的中间状态的横截面视图；

图3是示出图1所示的导向止回阀的阀打开状态的横截面视图；

图4是示出衬垫支撑构件的立体图；以及

图5是采用图1所示的导向止回阀的流体压力回路的示例的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述根据本发明的导向止回阀的优选实施例。

图1是示出根据本发明的实施例的导向止回阀10的阀闭合状态的横截面视图。图3是示出导向止回阀10的阀打开状态的横截面视图。导向止回阀10包含：流道本体16，流道本体16具有第一端口12和第二端口14；工作杆18，工作杆18被布置在流道本体16中，并且能够在其轴向方向上(在由箭头X表示的方向上)滑动；衬垫20，衬垫20安装在工作杆18上；衬垫支撑构件22，衬垫支撑构件22安装在工作杆18上；导向机构24，导向机构24结合至流道本体16；和检测器25，检测器25设置在导向机构24上。

流道本体16是形成工作流体(如，空气)的流道的构件。在本实施例中，流道本体16包含中空的第一本体26和中空第二本体28，第一本体26具有第一端口12，第二本体28具有第二端口14。第一本体26包括在第一端口12的相对侧的插入部30。第二本体28被插入在插入部30中。第一本体26在插入部30中围绕第二本体28。与第一端口12连通的环形空间32形成在插入部30和第二本体28之间。

第二本体28包括联接部34和中空圆筒形轴套部36，联接部34联接至导向机构24，轴套部36在与导向机构24相对的方向上从联接部34突出。例如，联接部34能够是横截面具有六边形的螺母的形式。轴套部36插入在第一本体26的上述插入部30中。

在轴套部36的外周上，在轴向方向上以一定间隔布置环形密封构件38、40(例如，O形环)。一个密封构件38安装在轴套部36和插入部30之间。中空圆筒形间隔构件42设置在插入部30和轴套部36之间。另一密封构件40安装在轴套部36和间隔构件42之间。另一个密封构件44设置在间隔构件42和插入部30之间。

在轴套部36中，一个或多个(在图示示例中，两个)侧孔46设置在密封构件38和密封构件40之间。第一本体26的中空部和第二本体28的中空部通过侧孔46彼此连通。进一步，在轴套部36中，直径增大部48设置在其内周表面上，位于相比于侧孔46更接近于第二端口14，即侧孔46和第二端口14之间的区域内周。直径增大部48的内径大于轴套部36在侧孔46和直径增大部48之间的部分的内径，该部分在下文将被称为“直径减小部50”。直径减小部50沿着轴向方向具有恒定内径。

工作杆18布置成能够在第二本体28的轴套部36内在轴向方向(X方向)上滑动。更具体地，径向向外突出的环形突出部52设置在工作杆18轴向方向上的中部上。密封安装槽54形成在环形突出部52中，密封构件56安装在密封安装槽54中。密封构件56防止流体从第二本体28的内部向导向机构24泄漏。

衬垫20和衬垫支撑构件22安装在工作杆18在其远端侧(即，导向机构24的相对侧，或者X1方向上的一侧)的端部上。更具体地，衬套58固定至工作杆18的远端部(在图示示例中，衬套与该远端部螺纹接合)，从而衬垫20和衬垫支撑构件22固定至工作杆18的远端部。因而，当工作杆18在轴向方向上移动时，衬垫20和衬垫支撑构件22也在轴向方向上与工作杆18一体地移动。

衬垫20由橡胶等等(例如，丁基橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、硅橡胶等)的弹性体制成，并且总体上具有中空圆筒形形状。更具体地，衬垫20包括管形基座60和环形唇缘62，管形基座60在平行于轴向方向的方向上延伸，唇缘62从管形基座60的外周突出且倾斜，并且在径向上可弹性变形。

在图1所示的阀闭合位置中，衬垫20允许工作流体从第一端口12朝向第二端口14流动，同时阻止工作流体从第二端口14朝向第一端口12流动。在图3所示的阀打开位置中，衬垫20允许第一端口12和第二端口14彼此连通。

唇缘62朝向工作杆18的远端方向(X1方向)倾斜。唇缘62围绕管形基座60的外周遍及整个外周的长度周向地延伸。唇缘62具有远端部的内表面，远端部的内表面面对管形基座60的外周表面并且与其分离。在X2方向上凹陷的环形槽63形成在唇缘62和管形基座60之间。在唇缘62的自然状态下，其外径大于轴套部36的直径减小部50的内径并且小于直径增大部48的内径。

如图1所示，当衬垫20定位在直径减小部50内时，唇缘62在径向向内的方向上轻微地弹性受压变形的状态下(在唇缘62的直径轻微小于自然状态下的直径的状态下)与轴套部36的内周表面遍及整个圆周长度接触。因而，直径减小部50形成当衬垫20被置于阀闭合位置时的密封区域，其唇缘62按压接触。

另一方面，如图3所示，当衬垫20定位在直径增大部48内时，因为唇缘62与轴套部36的内周表面分离，衬垫20没有提供密封功能。因而，直径增大部48形成当衬垫20被置于阀打开位置时的非密封区域，其与唇缘62分离。

衬垫支撑构件22是包围衬垫20并且防止唇缘62以预定量以上径向向外变形的构件。为了使衬垫支撑构件22具有高于衬垫20的刚度，例如，衬垫支撑构件22由硬树脂材料、金属材料等制成。衬垫支撑构件22的外径大体上等于或者轻微小于轴套部36的内周表面的内径(更具体地，直径减小部50的内径)。

如图4所示，衬垫支撑构件22包括基座66和多个支撑部件68，基座66具有孔64，支撑部件68从基座66的外周在基座66的厚度方向(图1中的X1方向等)上突出。支撑部件68以角度间隔布置在周向上，在轴向方向上邻近的支撑部件68之间分别形成通道70。在每个支撑部件68突出端侧的内表面上形成锥形部72，通过该锥形部72，由支撑部件68形成的内径朝向突出端逐渐增大。

如图1等所示，衬垫20布置在衬垫支撑构件22的支撑部件68内部，并且由衬套58的凸缘58a和设置在工作杆18上的接合突出部84保持。衬垫支撑构件22的支撑部件68位于相比于唇缘62的远端更接近于工作杆18的近端侧的位置并且从外部支撑唇缘62。衬垫支撑构件22被保持在衬垫20和接合突出部84之间，也被保持在衬套58的端表面和接合突出部84之间。

导向机构24包括：缸本体76，缸本体76中形成有滑动孔74；活塞78，活塞78能够在轴向方向上在滑动孔74内滑动并且具有安装在其外周上的活塞衬垫77；驱动杆80，活塞78结合至驱动杆80；和磁体82，磁体82用于位置检测。工作杆18例如通过螺纹啮合结合至驱动杆80在流道本体16侧的一端。活塞78、磁体82、驱动杆80、和工作杆18能够在轴向方向上一体地移位。驱动杆80和工作杆18结合形成可移动体85。

滑动孔74的内部由活塞78隔离成活塞78侧的第一压力室92a和驱动杆80侧的第二压力室92b。缸本体76设置有与第一压力室92a连通的导向端口86和允许第二压力室92b与大气连通的大气端口88。在大气端口88中，例如，优选地，能够布置具有透气性的过滤器90。

当驱动杆80和活塞78在轴向方向上移位时，磁体82也在轴向方向上与之一体地移位。更具体地，磁体保持件95在邻接至活塞78的位置固定至驱动杆80。磁体82被限制在磁体保持件95和活塞78之间。替换地，磁体82能够附接至活塞78。

活塞78由弹簧94朝向与流道本体16相对的一侧推动，弹簧94作为弹性推动工具布置在缸本体76中。在图示示例中，弹簧94的一端(在X1方向上的一端)抵接杆侧盖96，杆侧盖96在流道本体16侧结合至缸本体76一端，同时弹簧94的另一端(在X2方向上的一端)抵接设置在磁体保持件95上的向外突出部97。

在如上构造的导向机构24中，当导向压力通过导向端口86被施加于第一压力室92a时，在导向压力的作用下，活塞78抵抗弹簧94的弹力而在X1方向上移动，并且被停止在图3所示的位置。此时，第二压力室92b中的流体通过大气端口88被排出至大气。另一方面，当导向压力被释放时，在弹簧94的弹力的作用下，活塞78在X2方向上移动并且返回至图1所示的位置。

检测器25检测可移动体85是否位于使衬垫20定位在阀闭合位置的位置。例如，检测器25附接至设置在缸本体76的侧部上的附接槽100。在本实施例中，当衬垫20到达图1所示的阀闭合位置(完全闭合位置)并相应地磁体82到达预定位置时，检测器25检测磁体82的磁场然后输出信号。即，检测器25被构造为开关，当导向止回阀10处于阀闭合状态时被打开并且当导向止回阀10不处于阀闭合状态时被关闭。

如图2所示，当衬垫20的唇缘62从阀打开位置(图3)朝向阀闭合位置(图1)移动时，唇缘62与流道本体16位于阀闭合位置和阀打开位置之间的位置的内周表面开始接触(密封)。在下文中，图2所示的衬垫20的位置被称为“密封开始位置”。在该构造中，当唇缘62从阀打开位置移动至阀闭合位置时，唇缘62被置于与流道本体16的内周表面在轴向方向上的预定范围(从密封开始位置至阀闭合位置的范围)内滑动接触。以这种方式，由唇缘62与内周表面接触而形成的密封机构在轴向方向上含有重叠区域。

在衬垫20从阀打开位置移动至阀闭合位置的情况下，在衬垫20移动超过密封开始位置之后，检测器25检测磁体82的磁场并且输出信号。更具体地，在衬垫20从阀打开位置移动至阀闭合位置的情况下，如果衬垫20仅到达密封开始位置，则检测器25既不检测磁体82的磁场也不输出信号。因而，在导向止回阀10中，当检测器25输出信号时，阀处于完全闭合的状态(衬垫20在阀闭合位置)。

当如上构造的导向止回阀10被应用于图5所示的流体压力回路102时，能够防止缸104下落。

流体压力回路102配备有：缸104，缸104用于上下移动重载荷W；第一供应/排出通道108，第一供应/排出通道108连接至缸104的杆室106；第二供应/排出通道110，第二供应/排出通道110连接至缸104的盖室105；第一速度控制器112，第一速度控制器112设置在第一供应/排出通道108中；第二速度控制器114，第二速度控制器114设置在第二供应/排出通道110中；和导向止回阀10，导向止回阀10设置在第一供应/排出通道108中。

流体压力回路102进一步配备有：电磁切换阀116，电磁切换阀116连接至第一供应/排出通道108和第二供应/排出通道110；压力供应源118，压力供应源118连接至电磁切换阀116；和导向流道120，导向流道120从第二供应/排出通道110分支并且连接至导向止回阀10的导向端口86。在这种情况下，导向止回阀10的第一端口12连接至电磁切换阀116侧，导向止回阀10的第二端口14连接至缸104的杆室106侧。

在如上构造的流体压力回路102中，如图5所示，当操作电磁切换阀116从而在第一供应/排出通道108和压力供应源118之间建立连通时，来自压力供应源118的工作流体通过导向止回阀10的第一端口12流入流道本体16。在这种情况下，因为导向压力未被施加于导向止回阀10，如图1所示，在弹簧94的弹力的作用下，衬垫20被置于阀闭合位置。

同时，工作流体通过设置在第二本体28的轴套部36上的侧孔46流入第二本体28，并且穿过衬垫20同时使衬垫20径向向内变形。更具体地，在工作流体的作用下，唇缘62被径向向内按压，从而唇缘62与轴套部36的内周表面(直径减小部50)分离因而形成间隙，然后工作流体通过该间隙流动至第二端口14。在这种情况下，因为通道70(见图4)在轴向方向上形成在衬垫支撑构件22的外周上，所以工作流体从第一端口12流向第二端口14不会被阻止。

进一步，在图5中，流出第二端口14的工作流体流入缸104的杆室106，而缸104的盖室105中的流体通过第二供应/排出通道110和电磁切换阀116被排出至大气，从而缸104被向上移动。当缸104到达上端位置时，衬垫20的上游侧和下游侧之间的压力差(第一端口12侧和第二端口14侧之间的压力差)变成零，因此，唇缘62再次开始与轴套部36的内周表面紧密接触。在此状态下，因为被置于阀闭合位置的衬垫2阻止工作流体从第二端口14流向第一端口12，缸104的位置被保持。因而，能够防止缸104下落。

另一方面，当操作电磁切换阀116从而在第二供应/排出通道110和压力供应源118之间建立连通时，来自压力供应源118的工作流体通过第二供应/排出通道110被供应至缸104的盖室105，同时工作流体通过导向流道120被引入导向止回阀10的第一压力室92a。由此，活塞78接收基于导向压力的作用力，并且结合至活塞78的驱动杆80和结合至驱动杆80的工作杆18在轴向方向(X1方向)上移动。

如图3所示，伴随工作杆18的移动，衬垫20移动至阀打开位置，使得第一端口12和第二端口14与彼此连通。即，因为流体被允许从第二端口14流向第一端口12，所以缸104的杆室106中的流体通过第一供应/排出通道108和电磁切换阀116被排出至大气，从而缸104被向下移动。在这种情况下，从第二端口14流向第一端口12的流体的动力作用在衬垫20的唇缘62上。然而，因为唇缘62由衬垫支撑构件22的支撑部件68保持远离外侧，所以防止出现唇缘62的过度变形(后卷)。

如上所述，根据本实施例的导向止回阀10能够基于检测器25输出信号而检测阀是否处于阀闭合状态(衬垫20是否被置于阀闭合位置)。更具体地，当阀处于阀闭合状态时，检测器25响应于磁体82的磁场被打开，然后输出信号。因而，在流体压力回路102中，在缸104到达上端位置之后，在从检测器25输出信号的状态下，施加于第一端口12的供应压力被释放。以这样的方式，能够防止缸104下落。

进一步，当衬垫20被置于阀闭合位置时，工作流体被允许从第一端口12流向第二端口14，而工作流体从第二端口14流向第一端口12被阻止。因而，在导向压力不被施加于导向止回阀10的状态下，也能够有效地实现止回阀功能。

在本实施例的情况下，当衬垫20从阀打开位置移动至阀闭合位置时，衬垫20的唇缘62在位于阀闭合位置和阀打开位置之间的位置(密封开始位置)与流道本体16的内周表面开始接触。利用该结构，当衬垫20的唇缘62从阀打开位置移动至阀闭合位置时，唇缘62被置于与流道本体16的内周表面在轴向方向上的预定范围内滑动接触。

以这样的方式，由唇缘62与内周表面接触而形成的密封机构在轴向方向上具有重叠区域。由于该重叠区域，因为消除了检测器25的检测误差和迟滞的影响，所以能够防止检测器25在阀未完全闭合的状态下输出信号。换言之，保障了当检测器25输出信号时阀完全闭合。因而，能够提高位置检测功能的可靠性。

进一步，根据本实施例的导向止回阀10配备有衬垫支撑构件22，衬垫支撑构件22包围衬垫20并且防止唇缘62以预定量以上径向向外变形。因而，当流体从第二端口14流向第一端口12时防止唇缘62的过度变形，并且能够提高衬垫20的耐久性。

进一步，衬垫支撑构件22设置有允许工作流体从第一端口12流向唇缘62的通道70。因而，能够在不阻碍衬垫20的止回阀功能的情况下，适宜地实现保护唇缘62的功能。

本实施例的施加范围并不局限于如图5所示的流体压力回路102。例如，本发明能够应用于这样的流体压力回路中，其中两个导向止回阀10分别被连接至缸的盖室和杆室，并且在紧急停止时缸的位置由两个导向止回阀10的止回阀功能固定和保持(即，缸的操作被限制)。

虽然上文已经详细地描述了本发明的优选实施例，但是本发明并不局限于本实施例，无需说明的是，在不偏离如附加权利要求所述的本发明的范围的情况下，能够对该实施例进行各种设计修改。