JPH0615109U - 減圧弁およびこれを用いたマニホールド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 減圧弁の受圧面の面積を広くし、良好な減圧
特性を有する小形の減圧弁とする。 【構成】 減圧弁における受圧面１５の縦横の寸法比を
異ならせ、たとえば略長方形などの異形形状とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、減圧弁に適用して有効な技術に関するもので、特に小形減圧弁およ びそれを用いたマニホールドに適用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一次側圧力を減圧して二次側圧力とする減圧弁は、その圧力調整手段によりダ イヤフラム形とピストン形とに分けられる。図７のような円形の受圧面を有する 従来の減圧弁では、大型、中型のものには主としてダイヤフラム形が、小形のも のには主としてピストン形が圧力調整手段として用いられていた。

【０００３】 これは、本来は摺動抵抗のないダイヤフラム形を用いるのが望ましいが、小形 減圧弁の圧力調整手段をダイヤフラム形にすることは製作困難であると共に、受 圧部の受圧面の面積が狭くなり所期の減圧特性が得られなくなるからである。そ こで、製作が容易であること、より広い受圧面を確保することができることから 小形減圧弁にはピストン形を用いていたためである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、ピストン形の減圧弁とした場合には、今度はピストンの摺動抵抗によ り、やはり良好な減圧特性が得られなくなるという問題が発生する。

【０００５】 また、ピストン形の減圧弁といえども、さらに小形化が進むと、十分な広さの ピストンの受圧面自体が確保できなくなってくる。

【０００６】 さらに、良好な減圧特性を得られる減圧弁はダイヤフラム形であるが、前記の ように小形化が困難なので、これを並べてマニホールドタイプとした場合には、 図８のように、１つのベース５２ａに装着できる減圧弁５１ａの数が少なくなっ てしまう。

【０００７】 そこで、本考案の目的は、まず、減圧弁、特に小形減圧弁において、必要な広 さの受圧面を確保することのできる技術を提供することにある。

【０００８】 また、小形減圧弁を、摺動抵抗のないダイヤフラム形の小形減圧弁とすること のできる技術を提供することにある。

【０００９】 さらに、所期の減圧特性を確保した小形減圧弁を、マニホールドとして用いる ことのできる技術を提供することにある。

【００１０】 本考案の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付 図面から明らかになるであろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本願において開示される考案のうち、代表的なものの概要を説明すれば、次の 通りである。

【００１２】 すなわち、圧力調整手段としてダイヤフラムを用いた減圧弁の受圧部における 受圧面の縦横の寸法比が異なっている減圧弁である。

【００１３】 また、圧力調整手段としてピストンを用いた減圧弁の受圧部における受圧面の 縦横の寸法比が異なっている減圧弁である。

【００１４】 さらに、前記減圧弁を用いてなるマニホールドである。

【００１５】

【作用】

上記のような構成の減圧弁によれば、受圧面の面積が拡大するので、小形減圧 弁であっても十分な減圧特性が得られる。

【００１６】 そして、受圧面の面積が拡大すれば、小形減圧弁の圧力調整手段としてダイヤ フラムを用いることが可能となり、摺動抵抗のないより良好な減圧特性を有する 小形減圧弁を得ることができる。

【００１７】 さらに、これらの減圧弁をマニホールドタイプとした場合には、より多くの減 圧弁を装着したマニホールドとすることができる。

【００１８】

【実施例１】 図１は本考案の一実施例を示す減圧弁の断面図、図２は図１に示す減圧弁の受 圧面を示す概略的平面図である。なお、図２の受圧面中央部には円形の孔が開い ているが、ここでは省略している。

【００１９】 まず、図１および図２に基づいて、本実施例における減圧弁の構成について説 明する。

【００２０】 本体１の両面側には、所定の流体圧源に接続される入力ポート２と、所定の流 体圧機器に接続される出力ポート３とが開設されている。

【００２１】 また、前記本体１の上部には、プラグ４が装着されている。このプラグ４の内 部には、筒状の案内部５が形成され、この案内部５内に、調圧バルブアッセンブ リ６の一端部が、その軸方向に変位自在に挿入されている。

【００２２】 調圧バルブアッセンブリ６は、バルブスプリング７によって本体１内の弁座８ 側に付勢されており、この調圧バルブアッセンブリ６と弁座８との間隙の変化に よって入力ポート２から出力ポート３に流出する流体の流体圧が調整されるよう になっている。

【００２３】 本体１の下部にはボンネット９が結合され、本体１とボンネット９との結合部 には、外周縁が本体１とボンネット９とに挟まれて固定されたダイヤフラム１０ が装着され、このダイヤフラム１０の内周と接して、中央にリリーフ孔１１が開 設されたリリーフ弁用の弁座１２が設けられている。

【００２４】 そして、このリリーフ弁用の弁座１２の外周縁下面とダイヤフラム１０の内周 縁下面とが、スプリングシート１３に一体的に固定され、このダイヤフラム１０ が上下方向に変位可能な受圧部１４を構成している。ここで、この受圧部１４の 受圧面１５は図２のように略長方形であり、入力ポート２から出力ポート３の方 向に長くなっている。

【００２５】 なお、このリリーフ孔１１は、リリーフ弁１６が突き当たることにより閉じら れ、リリーフ弁１６が離れることにより開かれるようになっている。

【００２６】 ダイヤフラム１０，リリーフ弁用の弁座１２および本体１の内壁１７とで調圧 室１８が形成され、ダンパチューブ１９を通じて出力ポート３に連通され、この 出力ポート３側の流体圧が変動すると、その変動が調圧室１８に伝送され、受圧 部１４が変位するようになっている。

【００２７】 また、ボンネット９内には調圧スプリング２０が設けられ、この調圧スプリン グ２０が前記スプリングシート１３を介してリリーフ弁用の弁座１２をリリーフ 弁１６に付勢している。

【００２８】 さらに、ボンネット９の外周面から、このボンネット９内に連通されてるブリ ード孔２１が開設され、出力ポート３側の流体圧が異常に上昇してリリーフ孔１ １が開かれたときに、出力ポート３側の流体圧がリリーフ孔１１，ボンネット９ 内を流通してこのブリード孔２１から外部に排出されるようになっている。

【００２９】 調圧スプリング２０の下端部は、ボンネット９内の下側のスプリング受け２２ によって支持されている。

【００３０】 この、スプリング受け２２は、ボンネット９に回動自在に設けられた調圧ねじ ２３のねじ作用で取り付けられて上下方向に変位自在とされ、また、調圧ねじ２ ３の下端側は、ボンネット９を貫通してハンドルガイド２４に固定されている。

【００３１】 ハンドルガイド２４には、ロック機構付のハンドル２５が設けられ、このハン ドル２５の回動がハンドルガイド２４に伝達される構造になっている。

【００３２】 次に、本実施例の作用について説明する。

【００３３】 まず、図１に示す状態において、ハンドル２５を回動操作し、ハンドルガイド ２４を介してスプリング受け２２を受圧部１４側に変位させると、調圧バルブア ッセンブリ６が、スプリングシート１３，リリーフ弁用の弁座１２，リリーフ弁 １６を介して、バルブスプリング７の付勢力に抗して押し上げられる。すると、 調圧バルブアッセンブリ６と弁座８との間に間隙が生じて、入力ポート２側の流 体が本体１内に流入し、その間隙から所定の圧力に減圧されて出力ポート３側に 流出する。

【００３４】 この出力ポート３側に流出した流体は、ダンパチューブ１９から調圧室１８に 流入し受圧部１４に作用して、調圧スプリング２０の付勢力に釣り合う設定圧に おいて安定する。

【００３５】 すなわち、出力ポート３側の流体圧が調圧スプリング２０による設定圧以下に 降下すると、流体は調圧室１８内には流入せず、したがって、調圧スプリング２ ０の付勢力によって調圧バルブアッセンブリ６が押し上げられて、入力ポート２ 側の流体が本体１内に流入するように弁座８が開かれる。

【００３６】 また、これとは逆に、出力ポート３側の流体圧が設定圧以上に上昇すると、流 体が調圧室１８内に流入して、受圧部１４を押し下げる。これに伴って、調圧バ ルブアッセンブリ６が下降し、入力ポート２側の流体が流入しないように弁座８ が閉じられる。

【００３７】 そして、出力ポート３側の流体圧がさらに上昇した場合には、流体により受圧 部１４がさらに押し下げられて、リリーフ弁用の弁座１２がリリーフ弁１６から 離れてリリーフ孔１１が開放され、出力ポート３側の流体圧が、リリーフ孔１１ からボンネット９内を通って外部に排出される。

【００３８】 本実施例における減圧弁は、このようにして入力ポート２から流入した流体が 、流体の作用による受圧部１４の変位によって減圧される。したがって、受圧部 １４の受圧面１５の面積が大きいほど、受圧部１４が調圧室内の流体圧の変動に 敏感に反応して変位するので、良好な減圧特性が得られる。

【００３９】 ここで、本実施例の減圧弁は、図２のように受圧部１４の受圧面１５が略長方 形となっているので、円形の受圧面と同一の面積の受圧面が、より狭い幅で得ら れることなる。

【００４０】 すなわち、本実施例の減圧弁の受圧面１５と図７のような従来の減圧弁の受圧 面１５ａとの面積を比較すると次のようになる。

【００４１】 たとえば、図７に示す従来の真円形のダイヤフラムにおける受圧面１５ａの半 径を５mmとすると、受圧面１５ａの直径Ｄは１０mmとなり、また、その面積Ａは Ａ＝πｒ² ＝3.１４×５² で約７８mm² である。

【００４２】 一方、本実施例における略長方形のダイヤフラム１０の受圧面１５（図２）に おいて７８mm² の面積Ａを得るためには、横寸法Ｄを前記真円形のダイヤフラム の直径Ｄと同じく１０mmとすると、Ａ＝Ｄ×Ｃであるから、縦寸法Ｃは7.８mmと なる。したがって、略長方形の受圧面１５にすれば、真円形の受圧面１５ａより も2.２mm狭い幅で同一の面積が得られることとなる。

【００４３】 言い換えれば、図７の従来例における真円形の受圧面１５ａをもつダイヤフラ ムの場合に直径Ｄ＝１０mmとすると、これに対応する１０mmの横寸法Ｄである図 ２の略長方形の受圧面１５の場合、その受圧面積はＡ＝Ｄ×Ｃであるから、その 縦寸法ＣはＣ＝Ａ÷Ｄ＝7.８mmとなり、直径１０mmのものより小形になる。

【００４４】 また、受圧面積を１００mm² とすると、仮に一辺１０mmの正方形の受圧面の場 合、受圧面積Ａ＝１０×１０＝１００mm² であるが、これを略長方形の受圧面１ ５に当てはめると、受圧面積Ａ≒1.１mm×９mmとなり、これは、真円形の受圧面 １５ａに当てはめると、受圧面積Ａ≒（１1.３mm÷２）² ×3.１４となり、直径 １1.３mmのダイヤフラムに相当することとなる。

【００４５】 したがって、真円形の受圧面１５ａでは、直径Ｄが一辺１０mmの正方形に比べ て1.３mmだけ大きく、また、本実施例の略長方形の受圧面１1.１mm×９mmの長辺 よりも0.２mm大きく、短辺よりも2.３mm大きい直径Ｄのダイヤフラムが必要とな り、その分だけ図２の本実施例の方が有利となる。

【００４６】 そして、受圧面１５の幅をより狭くすることで、減圧弁自体の幅も狭くするこ とができ、結果として、良好な減圧特性を維持しつつも、減圧弁自体は小形化す ることができる。

【００４７】 また、本実施例の減圧弁においては、その受圧面１５は入力ポート２から出力 ポート３の方向に長くなっているので、ダンパチューブ１９を設けるスペースを 十分にとることができる。

【００４８】

【実施例２】 図３は本考案の他の一実施例を示す減圧弁の断面図、図４は図３に示す減圧弁 の受圧面を示す概略的平面図である。なお、実施例１と同様に、図４の受圧面の 中央部には円形の孔が開いているが、ここでは省略している。

【００４９】 まず、図３および図４に基づいて、本実施例における減圧弁の構成について説 明する。

【００５０】 本体３１の下部には、所定の流体圧源に接続される入力ポート３２が、また、 本体３１の外周面には、所定の流体圧機器に接続される出力ポート３３が、それ ぞれ開設されている。

【００５１】 この入力ポート３２の内部には、弾性体よりなるボール３４が挿入され、この ボール３４はボールスプリング３５によって、内部に向かって小径となるように 形成されたガイド３６側に付勢されてる。

【００５２】 このガイド３６の上部には、外周にパッキン３７が装着されたピストン（受圧 部）３８が、本体３１の軸方向に摺動自在に収納され、このピストン（受圧部） ３８の中央部には、一定の間隙を持って前記ガイド３６を貫通するステム３９が 形成されている。

【００５３】 そして、このステム３９がボールスプリング３５の付勢力に抗して前記ボール ３４を押し戻すことによって生ずるボール３４とガイド３６との間隙の変化によ って、入力ポート３２からガイド３６とステム３９との間隙を通って出力ポート ３３に流出する流体の流体圧が調整されるようになっている。

【００５４】 すなわち、このピストン（受圧部）３８およびガイド３６で構成される空間が 調圧室４０となり、ピストン（受圧部）３８が上下方向に変位して、入力ポート ３２からの流体の流体圧を調圧するようになっている。そして、このピストン（ 受圧部）３８の受圧面４１は図４のように楕円形からなっている。

【００５５】 なお、ステム３９の内部には軸方向にリリーフ孔４２が貫通して形成されてい て、ボール３４が突き当たることにより閉じられ、ボール３４が離れることによ り開かれるようになっている。

【００５６】 また、ピストン（受圧部）３８の上部には調圧スプリング４３が設けられ、こ の調圧スプリング４３が、スプリングシート４４を介してピストン（受圧部）３ ８をガイド３６側に付勢している。

【００５７】 さらに、本体３１の外周面から、この本体３１内に連通されるブリード孔４５ が開設され、出力ポート３３側の流体圧が異常に上昇してリリーフ孔４２が開か れたときに、出力ポート３３側の流体圧がリリーフ孔４２を流通してこのブリー ド孔４５から外部に排出されるようになっている。

【００５８】 調圧スプリング４３の上端部は、スプリングシート４４によって支持されてお り、このスプリングシート４４は、本体３１上部に設けられた調圧ねじ４６のね じ作用で取り付けられて上下方向に変位自在とされ、また、調圧ねじ４６の上端 側は、螺合されたロックナット４７を介して、本体３１から突出されている。

【００５９】 つぎに、本実施例の作用について説明する。

【００６０】 まず、図３に示す状態において、調圧ねじ４６を回動操作し、スプリングシー ト４４をピストン（受圧部）３８側に変位させると、ボール３４が、ステム３９ を介して、ボールスプリング３５の付勢力に抗して押し下げられる。

【００６１】 すると、ボール３４とガイド３６との間に間隙が生じて、入力ポート側３２の 流体が調圧室４０に流入し、ピストン（受圧部）３８に作用してこれを変位させ 、調圧スプリング４３の付勢力に釣り合う設定圧に減圧されて出力ポート３３に 流出する。

【００６２】 すなわち、出力ポート３３側の流体圧が調圧スプリング４３による設定圧以下 に降下すると、ピストン（受圧部）３８はスプリングシート４４側に変位せず、 したがって、入力ポート３２から流入した流体は、減圧されずに出力ポート３３ から流出する。

【００６３】 逆に、出力ポート３３側の流体圧が設定圧以上に上昇すると、流体が調圧室４ ０内に流入し、ピストン（受圧部）３８を押し上げる。これに伴って、ステム３ ９が上降し、入力ポート３２側の流体が流入しないようにボール３４とガイド３ ６との間隙が閉じられる。

【００６４】 出力ポート３３側の流体圧がさらに上昇した場合には、ボール３４がガイド３ ６と密着して、さらに流体によりピストン（受圧部）３８が押し上げられること で、ステム３９がボール３４から離れてリリーフ孔４２が開放され、出力ポート ３３側の流体圧が、リリーフ孔４２を通ってブリード孔４５から外部に排出され る。

【００６５】 本実施例における減圧弁は、このようにして入力ポート３２から流入した流体 が、流体の作用によるピストン（受圧部）３８の変位によって減圧される。した がって、実施例１の減圧弁と同様に、本実施例の減圧弁もピストン（受圧部）３ ８の受圧面４１の面積が大きいほど、ピストン（受圧部）３８が調圧室４０内の 流体圧の変動に敏感に反応して変位するので、良好な減圧特性が得られる。

【００６６】 ここで、本実施例の減圧弁は、図４のようにピストン（受圧部）３８の受圧面 ４１が楕円形となっているので、円形の受圧面と同一の面積の受圧面が、より狭 い幅で得ることができる。

【００６７】 すなわち、実施例１において説明したように、図７に示す従来の真円形のダイ ヤフラムにおける受圧面１５ａの半径を５mmとすると、受圧面１５ａの直径Ｄは １０mmで、その面積Ａは約７８mm² である。

【００６８】 一方、本実施例における楕円形の受圧面４１において７８mm² の面積Ａを得る ためには、たとえば、長軸の寸法Ｄを１２mmとすると、Ａ＝（Ｃ／２）×（Ｄ／ ２）×πであるから、短軸の寸法Ｃは約8.３mmとなる。したがって、楕円形の受 圧面４１にすれば、真円形の受圧面１５ａよりも2.２mm狭い幅で同一の面積が得 られることとなる。

【００６９】 したがって、本実施例における減圧弁においても、受圧面４１の幅をより狭く することで、減圧弁の幅自体も狭くすることができ、結果として、良好な減圧特 性を維持しつつも、減圧弁自体は小形化することができる。

【００７０】

【実施例３】 図５は、受圧部の受圧面の縦横の寸法比の異なる減圧弁５１を用いて構成され るマニホールドの正面図、図６は、そのマニホールドの平面図である。

【００７１】 すなわち、本実施例のおけるマニホールド形減圧弁は、受圧部の受圧面の縦横 の寸法比の異なった減圧弁５１を、ベース５２に５本連結してマニホールド化し たものである。

【００７２】 本実施例のマニホールドは、受圧部の受圧面の縦横の寸法比が異なった減圧弁 ５１を用いて構成されているので、１本当りの減圧弁５１の幅を狭くすることが でき、良好な減圧特性を維持しつつ、マニホールド自体は小形化することができ る。

【００７３】 以上本考案者によってなされた考案を実施例に基づき具体的に説明したが、本 考案は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々 変更可能であることは言うまでもない。

【００７４】 たとえば、受圧部の受圧面の形状は、実施例１においては略長方形であり、ま た、実施例２においては楕円形であるが、受圧部の受圧面の縦横の寸法比が異な っていれば、長円形等とすることも可能である。

【００７５】 また、本実施例では、小形の減圧弁について、受圧部の受圧面の形状を略長方 形等としたものについて説明したが、これは、小形減圧弁についてのみ適用され るものではなく、大型や中型の減圧弁について用いることも可能である。

【００７６】

【考案の効果】

本願において開示される考案のうち、代表的なものによって得られる効果を簡 単に説明すれば、下記の通りである。

【００７７】 (1).すなわち、本考案の減圧弁によれば、圧力調整手段における受圧部の受圧面 の縦横の寸法比が異なっているので、円形の受圧面の減圧弁に比べて、流体圧の 受圧面積を広くとることができ、良好な減圧特性を得ることができる。

【００７８】 (2).したがって、小形減圧弁であっても、十分な広さの受圧面を確保することが でき、小形減圧弁の減圧性能を向上させることができる。

【００７９】 (3).また、小形減圧弁の受圧面を十分に広くすることができることで、小形減圧 弁の圧力調整手段として、摺動抵抗のないダイヤフラムを用いることが可能とな り、一層優れた減圧特性を有する小形減圧弁とすることができる。

【００８０】 (4).本考案の減圧弁によると、円形の受圧面を有する減圧弁と同じ受圧面積であ れば、よりコンパクトな減圧弁とすることができるので、減圧弁の減圧性能を維 持しつつ、小形化を図ることができる。

【００８１】 (5).受圧部の受圧面を、入力ポートから出力ポートの方向へ長くすれば、ダンパ チューブの取付スペースを十分に確保することができる。

【００８２】 (6).さらに、本考案の減圧弁をマニホールド化すれば、一本の減圧弁を小形化す ることができるので、マニホールド全体の小形化を図ることができ、また、従来 と同一サイズのマニホールドとするならば、より多くの減圧弁を連結することが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例１を示す減圧弁の断面図であ
る。

【図２】図１に示す減圧弁の受圧面を示す概略的平面図
である。

【図３】本考案の実施例２を示す減圧弁の断面図であ
る。

【図４】図３に示す減圧弁の受圧面を示す概略的平面図
である。

【図５】本考案の実施例３を示すマニホールドの正面図
である。

【図６】図５に示すマニホールドの平面図である。

【図７】従来の減圧弁の受圧面を示す概略的平面図であ
る。

【図８】従来の減圧弁が連結されたマニホールドの正面
図である。

【符号の説明】

１ 本体 ２ 入力ポート ３ 出力ポート ４ プラグ ５ 案内部 ６ 調圧バルブアッセンブリ ７ バルブスプリング ８ 弁座 ９ ボンネット １０ ダイヤフラム １１ リリーフ孔 １２ リリーフ孔用の弁座 １３ スプリングシート １４ 受圧部 １５ 受圧面 １５ａ 受圧面 １６ リリーフ弁 １７ 内壁 １８ 調圧室 １９ ダンパチューブ ２０ 調圧スプリング ２１ ブリード孔 ２２ スプリング受け ２３ 調圧ねじ ２４ ハンドルガイド ２５ ハンドル ３１ 本体 ３２ 入力ポート ３３ 出力ポート ３４ ボール ３５ ボールスプリング ３６ ガイド ３７ パッキン ３８ ピストン（受圧部） ３９ ステム ４０ 調圧室 ４１ 受圧面 ４２ リリーフ孔 ４３ 調圧スプリング ４４ スプリングシート ４５ ブリード孔 ４６ 調圧ねじ ４７ ロックナット ５１ 減圧弁 ５２ ベース

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力調整手段としてダイヤフラムを用い
   た構造からなり、該ダイヤフラムの受圧部における受圧
   面の縦横の寸法比が異なっていることを特徴とする減圧
   弁。
2. 【請求項２】 前記受圧面を、入力ポートから出力ポー
   トの方向に長くしたことを特徴とする請求項１記載の減
   圧弁。
3. 【請求項３】 圧力調整手段としてピストンを用いた構
   造からなり、該ピストンの受圧部における受圧面の縦横
   の寸法比が異なっていることを特徴とする減圧弁。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３記載の減圧弁を用
   いてなることを特徴とするマニホールド。