JPH1026241A - 自動切換弁及び自動切換減圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】流出するガス圧力を一定にするとともに、流入
口側に接続されるガスボンベを交互に取り替えることに
より連続的なガスの流出を確保する構造を得る。 【解決手段】内部空間として切換室２２が形成された自
動切換弁本体に対して、前記切換室と外部とを連通させ
る一対の流入口２４及び流出口４２を設け、どちらか一
方の流入口を選択して流出口へガスを流す自動切換弁で
あって、前記流入口同士は、前記切換室に対して一直線
状となるよう互に対向して配置し、前記切換室内を前記
一直線状方向に移動することにより、一方の流入口を開
口状態とし他方の流入口を閉塞状態とする切換弁３０
と、前記各流入口に生じる差圧と前記一直線状方向と直
交する方向の押圧力とにより前記切換弁を一方の流入口
が閉塞状態で係止可能とする係止手段と、を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス供給元（例え
ば、二つのガスボンベ）から供給されるガスを自動的に
切り替える自動切換弁に関し、特に、一定の調整圧のガ
スを連続的に供給することを可能とする自動切換弁に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動切換弁としては減圧弁を備え
た構造のものが使用されている。この自動切換減圧弁
は、図６に示すように、ハウジング１に第一の減圧弁２
及び第二の減圧弁３が形成されている。各減圧弁１，２
は、緩衝スプリング４，調整弁５，弁座６，弁孔７，調
整弁案内８，ダイヤフラム９，圧力調整スプリング１０
を具備している。

【０００３】第一の減圧弁２の一次側は、ハウジング１
に形成された流通路１１を介してボンベ接続継手１２に
接続されている。第二の減圧弁２の一次側は、ハウジン
グ１に形成された流通路１３を介してボンベ接続継手１
４に接続されている。第一の減圧弁２の二次側と第二の
減圧弁３の二次側（減圧室）は、ハウジング１に形成さ
れた流通路１５で互に接続され、さらに流出口１６を介
してハウジング外部に流出するようになっている。

【０００４】また、第一の減圧弁２には設定バネ力切換
装置１７が装着され、レバー１８を１８０度回転させる
ことでネジ１９が進退して圧力調整スプリング１０を押
圧し、圧力調整スプリング１０がダイヤフラム９及び調
整弁案内８に与える付勢力を二段階に設定できる（例え
ば、設定圧を７kgf／cm²と９kgf／cm²に設定可能とす
る）ように構成されている。

【０００５】各減圧弁によれば、圧力調整スプリング１
０による付勢力により調整弁案内８が押されているの
で、調整弁５が緩衝スプリング４の付勢力に抗してハウ
ジング１の中央側に移動して弁孔７が開口状態となり、
流入口から弁孔７を通ってガスが流れ、減圧室内の圧力
を上昇させる。減圧室のガス圧力が圧力調整スプリング
１０により設定された設定圧より高くなると、ダイヤフ
ラム９を押圧することで圧力調整スプリング１０の付勢
力に抗して調整弁案内８が移動し、緩衝スプリング４の
存在により調整弁５が押され、弁シート５ａが弁座６に
当接して弁孔７が閉塞状態となる。このような動作が繰
り返されることにより、減圧室内を設定圧に減圧して保
持するものである。

【０００６】そして、第一の減圧弁２の設定圧を設定バ
ネ力切換装置１７により９kgf／cm²にし、第二の減圧弁
３の設定圧を圧力調整スプリング１０で設定される８kg
f／cm²にすれば、減圧室内は９kgf／cm²になり、第二の
減圧弁３の弁孔７は閉塞されるので、各流入口にボンベ
接続継手を介して接続されたガスボンベのうち、９kgf
／cm²に設定された減圧弁（第一の減圧弁）２に接続さ
れたガスボンベのガスが設定圧に調整されて流出口側に
流れる。次に、このガスボンベ内のガスが少なくなり、
元圧変動を起こして元圧が低下するにともなって減圧室
の圧力が設定圧より低下して８kgf／cm²より小さくなる
と、今度は第二の減圧弁３の圧力調整スプリング１０が
調整弁案内８を介して調整弁５を押圧し、第二の減圧弁
３の弁孔７が開口して第二の減圧弁３に接続されたガス
ボンベのガスが設定圧（８kgf／cm²）に調整されて流出
口側に流れる。

【０００７】更に、設定バネ力切換装置１７のレバー１
８を動かし第一の減圧弁２の設定圧を７kgf／cm²にし、
流入口に新しいガスボンベを接続すれば、第二の減圧弁
３に接続されたガスボンベのガスが少なくなり、元圧変
動を起こして減圧室の圧力が設定圧（８kgf／cm²）より
低下して７kgf／cm²より小さくなると、第一の減圧弁２
の弁孔７が開口して取り替えられた新しいガスボンベの
ガスが設定圧（７kgf／cm²）に調整されて流出口側に流
れる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造の自動切換減圧弁によれば、減圧弁の調整圧に差をも
たせて設定することにより、自動的に切り換えるように
しているので、流出口から流出するガスの調整圧を一定
にすることができないという問題点があった。また、設
定された高い調整圧側から低い調整圧側に自動的に切り
換えることのみが可能であるので、交互に連続的に切り
換えを行うことができなかった。

【０００９】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、流出するガス圧力を一定にするとともに、流入口側
に接続されるガスボンベを交互に取り替えることにより
連続的なガス流出を確保できる自動切換弁の構造を提供
することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内部空間として切換室が形成された自動切換
弁本体に対して、前記切換室と外部とを連通させる一対
の流入口及び流出口を設け、どちらか一方の流入口を選
択して流出口へガスを流す自動切換弁であって、次の構
成を含むものである。前記流入口同士は、前記切換室に
対して一直線状となるよう互に対向して配置している。
そして、切換弁と係止手段と設けている。切換弁は、前
記切換室内を前記一直線状方向に移動することにより、
一方の流入口を開口状態とし他方の流入口を閉塞状態と
するものである。係止手段は、前記各流入口に生じる差
圧と、前記一直線状方向と直交する方向の押圧力とによ
り前記切換弁を一方の流入口が閉塞状態で係止可能とす
るものである。

【００１１】また、係止手段は、切換弁の前記一直線状
方向と直交する方向に対して、上下の二箇所に形成する
ことが好ましい。

【００１２】各係止手段の具体的な構成は、例えば、切
換室の側面に形成された円柱状溝部内に挿入されたスプ
リングにより付勢される球が、切換弁の側面に形成した
段部を押圧することにより切換弁の前記一直線状方向の
移動を規制して係止状態を保持するようになっている。

【００１３】また、自動切換弁の各流入口に、元圧から
同じ調整圧に減圧する減圧弁をそれぞれ接続することに
より自動切換減圧弁とすることができる。

【００１４】本発明によれば、切換弁の各流入口に減圧
弁を介してガスボンベをそれぞれ接続し、元圧から同じ
調整圧に減圧されたガスを流すと、切換弁により一方の
流入口が開口状態、他方の流入口が閉塞状態となってい
るので、先ず、一方の流入口から切換室を介して流出口
へ導かれる。そして、ガスボンベのガス残量が少なくな
りボンベ圧力が調整圧力より低下すると、圧力調整器は
圧力調整不能となり調整側の圧力はボンベ圧力と同じに
なり、調整圧より低下する。他方の流入口側は調整圧と
なっているので、各流入口に差圧が生じ、切換弁を一直
線状方向に押圧し、他方の流入口を開口状態とし前記一
方の流入口を閉塞状態で係止するので、今度は他方の流
入口から切換室を介してガスが流出口へ導かれる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例につい
て、図１ないし図３を参照しながら説明する。図１ない
し図３は、本発明の実施例の形態の一例に係る自動切換
弁を示すもので、図３は自動切換弁の正面説明図であ
り、図１は図３のＡ−Ａ′断面説明図、図２は図３のＢ
−Ｂ′断面説明図である。

【００１６】円筒状のハウジング２０に対して、一対の
継手部２１，２１を軸方向に対向するように固定し、内
部空間として切換室２２が形成された自動切換弁本体を
構成している。継手部２１には、大径部２３と、これに
対して小径となる流入口２４が形成され、大径部２３及
び流入口２４は前記ハウジング２０の軸に同心状となっ
ており、流入口２４，２４同士は切換室２２に対して一
直線状となるように配置されている。

【００１７】ハウジング２０の両側面には取付孔２５，
２５がそれぞれ設けられ、各取付孔２５には、円柱状溝
部２６を有する係止部２７を挿入固定し、切換室２２内
で円柱状溝部２６同士が対向するように位置している。
円柱状溝部２６内には、スプリング２８により付勢され
る球２９が移動可能に装着されることにより、切換弁２
２の前記一直線状方向と直交する方向に対して、上下の
二箇所で係止手段を構成している。

【００１８】切換室２２内には、切換室２２内を前記一
直線状方向に移動することにより、一方の流入口２４を
開口状態とし他方の流入口２４を閉塞状態とする切換弁
３０が挿入され、どちらか一方の流入口２４を選択して
ガスを導くようになっている。切換弁３０は全体を略円
柱状とし、中央に設けられた環状凸部３１と、この環状
凸部３１に連続して左右に延設され前記継手部２１の大
径部２３内を摺動可能としたピストン部３２と、ピスト
ン部３２に延設され前記流入口２４に挿入された支持部
３３とを有している。支持部３３には、流入口２４の流
入側から周囲壁３４を残して流通路３５が形成され、周
囲壁３４の流通路底側には複数の流通孔３６が形成され
ている。

【００１９】切換弁３０の環状凸部３１の軸方向の幅
は、環状凸部３１が継手部２１の面２１ａと球２９とで
挟まれたときに、この状態で切換弁３０を係止すること
ができる長さに設定されている。また、切換弁３０の軸
方向の長さは、切換弁３０の一方の支持部３３が流入口
２４に、ピストン部３２が大径部２３にそれぞれ挿入さ
れ、環状凸部３１が係止状態となっている場合に、切換
弁３０の他方の支持部３３が流入口２４から抜けきらな
い長さに設定されている。これは、切換弁３０の支持部
３３が常にどちらかの流入口２４に挿入されることによ
り、切換弁３０の前記一直線状方向での往復移動をスム
ーズに行わせるためである。また、大径部２３の中央寄
り端部にはＯリング３７が設けられ、切換弁３０のピス
トン部３２が確実に摺接して流通路２４側と切換室２２
とを遮断するように構成されている。

【００２０】前記各取付孔２５，２５を結ぶ線に直交す
る方向のハウジング２０側面には、孔３８及びこの孔３
８に対して大径状となる継手接続部３９が形成され、継
手接続部３９に出口継手４０が連結されている。そし
て、出口継手４０内部に形成された流路４１と前記孔３
８とにより流出口４２が形成されている。また、各流入
口２４には、設定圧が同じ減圧弁（図示せず）がそれぞ
れ接続され、各流入口２４にはガスボンベの元圧より同
じ調整圧に減圧されたガスが供給されるようになってい
る。減圧弁は、ダイヤフラム型やピストン型が使用され
る。

【００２１】次に、上記構造の自動切換弁の動作につい
て説明する。自動切換弁の切換弁３０が図１の状態とな
っているとき、各流入口２４に減圧弁を介して接続され
たガスボンベから元圧から同じ調整圧（例えば、８kgf
／cm²）に減圧されたガスを流すと、切換弁３０により
一方の流入口２４が開口状態、他方の流入口２４が閉塞
状態となっているので、先ず、一方の流入口２４から流
通路３５，流通孔３６，切換室２２を介して流出口４２
へ導かれる。

【００２２】そして、流入口２４に接続されたガスボン
ベのガス残量が少なくなると、ボンベ圧が低下しこれに
応じて調整圧側の圧力は調整圧より低下し８kgf／cm²よ
り小さい値となる。この時、他方の流入口２４側は調整
圧（８kgf／cm²）となっているので、流入口２４同士に
差圧が生じ、この値が例えば１kgf／cm²より大きくなる
とスプリング２８の付勢力に抗して切換弁３０を一直線
状方向に押圧する。すると、切換弁３０の環状凸部３１
が図１における右側に移動しようとして球２９を押圧す
る。球２９は円柱状溝部２６により上下方向のみに移動
可能となっているので、前記押圧力は球２９の表面を押
すことにより球２９をスプリング２８に対向して上側
（下側に位置する円柱状溝部２６においては下側）に移
動させる力となる。この際、スプリング２８による付勢
は、１kgf／cm²程度の差圧が生じたときに球２９が円柱
状溝部２６内に退避するよう弾性力が設定されている。

【００２３】球２９が円柱状溝部２６側に退避すると切
換弁３０の環状凸部３１が球を乗り越えて反対側に移動
し、環状凸部３１より一段低いピストン部３２（段部）
を押圧することにより切換弁３０の前記一直線状方向の
移動を規制して係止状態を保持する。この状態では、ガ
スボンベより他方の流入口２４に導かれた一定調整圧の
ガスは、流通路３５，流通孔３６，切換室２２を介して
流出口４２へ導かれる。

【００２４】そして、一方の流入口２４側は閉塞状態と
なっているのでこの流入口２４に新しいガスボンベを接
続することができ、その後、他方の流入口２４側に接続
されたガスボンベのガスが少なくなり、元圧変動を起こ
して切換室２２の圧力が設定圧より低下して１kgf／cm²
程度低い値になると、切換弁３０が前記動作と逆に移動
し、取り替えられた新しいガスボンベのガスが設定圧
（８kgf／cm²）に調整されて流出口４２側に導かれる。
したがって、各流入口２４に接続されるガスボンベを交
互に新しいものに交換することにより、流出口４２より
一定の設定圧のガスを連続して供給させることができ
る。

【００２５】上記例によれば、係止部２７の円柱状溝部
２６に挿入したスプリング２８及び球２９に対して、切
換弁３０の環状凸部３１及びピストン部３２で段差を設
けたことにより係止手段を構成したが、図４に示すよう
に、ピストン部３２に断面が三角形状となる二つの環状
凹部５０を設け、この環状凹部５０の一方側に球２９が
嵌合する構成であってもよい。環状凹部５０の断面を三
角形状としたのは、切換弁３０の一直線状方向の移動を
球２９の上下運動に変換しやすくするためである。他の
構成は図１の切換弁と同様である。

【００２６】また、図５に示すように、球２９に代えて
切換弁３０側に円錐台状となる押圧部６０を使用しても
よい。この場合、切換弁３０は図１の形状とほぼ同じも
のを使用するが、切換弁３０の一直線状方向の移動を押
圧部６０の上下運動に変換しやすくするため、環状凸部
３１の両側面に押圧部６０の斜面に当接するテーパ面３
１ａを形成している。他の構成は図１の切換弁と同様で
ある。すなわち、係止手段は、切換弁３０の一直線状方
向の移動を上下運動に変換できる構成であり、且つ、一
方の流入口２４を開口状態とし他方の流入口２４を閉塞
状態で保持可能とする構成であればよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、切換弁の各流入口に同
じ調整圧に減圧されたガスをボンベ側より供給すること
により、ボンベ圧力の低下に応じて一方の調整圧が小さ
くなると、切換弁により自動的にガスを供給する流入口
を選択することができる。したがって、流出するガス圧
力を一定にするとともに、流入口側に接続されるガスボ
ンベを交互に取り替えることにより連続的なガスの流出
を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態の一例を示した自動切換
弁の横断面説明図である。

【図２】 本発明の実施の形態の一例を示した自動切換
弁の縦断面説明図である。

【図３】 図１及び図２の自動切換弁の正面説明図であ
る。

【図４】 本発明の実施の形態の他の例を示した自動切
換弁の横断面説明図である。

【図５】 本発明の実施の形態の他の例を示した自動切
換弁の横断面説明図である。

【図６】 従来の自動切換減圧弁の縦断面説明図であ
る。

【符号の説明】

２０…ハウジング、 ２１…継手部、 ２４…流入口、
２６…円柱状溝部、２７…係止部、 ２８…スプリン
グ、 ２９…球、 ３０…切換弁、 ３１…環状凸部、
３２…ピストン部、 ３３…支持部、 ３５…流通
路、 ３６…流通孔、 ４０…出口継手、 ４２…流出
口、 ５０…環状凹部、 ６０…押圧部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部空間として切換室が形成された自動切
   換弁本体に対して、前記切換室と外部とを連通させる一
   対の流入口及び流出口を設け、どちらか一方の流入口を
   選択して流出口へガスを流す自動切換弁であって、 前記流入口同士は、前記切換室に対して一直線状となる
   よう互に対向して配置し、 前記切換室内を前記一直線状方向に移動することによ
   り、一方の流入口を開口状態とし他方の流入口を閉塞状
   態とする切換弁と、 前記各流入口に生じる差圧と、前記一直線状方向と直交
   する方向の押圧力とにより前記切換弁を一方の流入口が
   閉塞状態で係止可能とする係止手段と、を設けたことを
   特徴とする自動切換弁。
2. 【請求項２】係止手段は、切換弁の前記一直線状方向と
   直交する方向に対して、上下の二箇所に形成した請求項
   １に記載の自動切換弁。
3. 【請求項３】各係止手段は、切換室の側面に形成された
   円柱状溝部内に挿入されたスプリングにより付勢される
   球が、切換弁の側面に形成した段部を押圧することによ
   り切換弁の前記一直線状方向の移動を規制して係止状態
   を保持する請求項２に記載の自動切換弁。
4. 【請求項４】請求項１又は請求項２又は請求項３に記載
   の自動切換弁の各流入口に、元圧から同じ調整圧に減圧
   する減圧弁をそれぞれ接続したことを特徴とする自動切
   換減圧弁。