JPS629074A - 減圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、流体の通路中に設けて流体の流入する一次
側の圧力を液体の流出する二次側で一次側よりも低い所
定の圧力とする減圧弁の改良に関する。

〈従来の技術〉 従来の減圧弁には、第６図に示すようなものがある。同
図に示す減圧弁２０は、一次側１の流体圧を減圧して二
次側２へ流出させるものである。その概略の構成は、一
次側１の圧力をパイロット弁３を介して主弁体４を駆動
するピストン５の上面に作用させ、そのピストン５の下
面を二次側２に開放し、ピストン５の下降変位により主
弁体４が開くようになっておシ、前記パイロット弁３を
二次側２の圧力と調整部６の圧力調整ばね７の作用力を
受けるように設けたダイヤフラム８の変位によって制御
するようになっている。

すなわち、ダイヤフラム８は、その下面に通路９を介し
作用する二次側２の圧力が圧力調整ばね７の設定圧よシ
低下すると下方へ変位するので、パイロット弁３のパイ
ロット弁体１０をロッド１０ａを介して下方へ押下して
パイロット弁孔を開かせる。パイロット弁３が開状態と
なると、一次側１の圧力流体が通路１１、パイロット弁
３、通路１２を通ってピアー）ン５の上部室５ａに供給
されるから、下面に二次側２の圧力が作用しているピス
トン５は下降し、これによって主弁体４が下降して主弁
孔４ａが開き、一次側１の流体が二次側２へ流れる。

二次側２の圧力が上昇して圧力調整ばね７の設定圧力に
なるとダイヤフラム８は元の所定位置へ上昇するから、
パイロット弁体１０ばばね１３の作用で上昇してパイロ
ット弁孔を閉じ、これによってピストン５の上部室５ａ
への一次側１の流体の供給が停止され、上部室５ａ内に
封じ込められた状態となる流体がピストン５を上下に貫
通して穿設された小孔１４から二次側２へ流出すること
によってピストン５の上下面に作用する圧力は均衡し、
主弁体４の閉弁用ばね１５の押し上げ作用でピストン５
が上昇すると共に主体弁４も主弁孔４ａを閉じる。

このようにして二次側２の圧力は、圧力調整ばね７の圧
縮程度によって設定される設定圧力となるように制御さ
れる。なお、設定圧力の調整部６の一般的な構成は、図
示のように、調整ねじ１６を回転させて進退させ所定位
置にロックナツト１７で係止することにより、調整ねじ
１６の先端に配置されたばね受１８とダイヤフラム８に
当接するばね受１９との間に介在させられた圧力調整ば
ね７を所望の設定圧力に対応する圧縮状態とするように
なっている。

前述した第６図に示す減圧弁２０は、基本的なものでｓ
ｂ、このような減圧弁を示す文献としては実公昭４６−
３４９５１号公報、特公昭４６−３８４６６号公報など
が挙げられるが、いずれも部分的に改変されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 従来の減圧弁の二次側の圧力となる設定圧力の調整範囲
は、その圧力調整ばねが単純な単一のコイルばねである
から、圧縮量と反力の関係が一つの直線で与えられるも
のである。従って、圧力調整ばねに強力なものを使用し
たときは高い圧力を）設定して良好に動作するが低い圧
力では感度が低いものとなって使用できず、圧力調整ば
ねに弱いものを使用したときは低い圧力で良好に動作す
るが、高い圧力を設定できないものであり、使用圧力に
応じて圧力調整ばねを取換えなければならない問題があ
った。

く問題点を解決するための手段〉 この発明の第１の手段は、前述したような減圧弁におい
て、圧力調整ばねが、同軸的に配置されたコイル径の異
なる複数個からなり、全体としてのばね定数が設定圧力
を調整する調整部の調整範囲内で変化するように、複数
個のばねの一つは調整範囲全域で圧縮状態であり、他の
ばねは調整範囲の一部で非圧縮状態であるように設けら
れていることを特徴とするものである。

この発明の第２の手段は、前述したような減圧弁におい
て、圧力調整ばねが単一のばねでありかつ圧縮変形の過
程でばね定数が徐々に増大するように少なくとも巻線の
ピッチとコイル径とのいずれかを変化させて形成されて
いることを特徴とするものである。

く作　　用〉 第１の手段によれば、各々のばねが通常の単純なコイル
ばねであっても、設定圧力の調整範囲で、圧力調整ばね
が設定圧力の低い方から高い方へ徐々に調整されたとす
ると、初期の部分は一つのばねが圧縮されるので圧縮量
とその反力の関係は一つの直線に沿って変化し、ある時
期には非圧縮状態にあった他のばねが圧縮されるように
なるから二つのばねの反力が加算されて別の直線に沿っ
て変化するようになり、さらに別のばねがあるときはそ
のばねが圧縮され始める時期からさらに別の直線に沿っ
て変化するようになる。従って、低い圧力を設定したと
きは一つのばねが使用され、高い圧力を設定したときは
複数個のばねが使用されることになる。このため、低い
設定圧力では比較的弱い一つのばねを使用できるから良
好な感度で減圧動作が打われ、高い設定圧力では複数個
のばねを総合した強力な反力を生じるようになるから非
常に高い設定圧としてそれに従った減圧動作が行われる
。

第２の手段によれば、圧力調整ばねの巻線のピッチとコ
イ／ｌ／径とのいずれか一方又は双方を変化させである
。一般にコイルばねのばね定数には、材料による横弾性
係数ＯＳ線径ｄ、コイルの有効巻数ｎ、コイル平均径り
によって次式で表わされる。

これにより、巻線のピッチを変化させた部分を有するば
ねでは、例えばピッチを小とすることによって有効巻数
ｎが増大するからその部分が弱いものとなシ、全体を圧
縮したとき初期の段階ではその部分の圧縮が主に進行し
、この段階では弱い反力を生じるが、圧縮がさらに進行
すると弱い部分の巻線が互いに接触するようになシ、こ
の段階では有効巻線ｎが減少して強いばねとなっている
。

従って、巻線のピッチを徐々に変化させたものにあって
は、圧縮に従ってばね定数Ｋが徐々に増大することにな
る。また、コイル径を変化させた、例えば円すいばねや
つづみばねでは、その全体を圧縮したときその初期の段
階ではコイル径りの大きい部分の圧縮が主に進行し、こ
の段階では弱い反力を生じ、圧縮がさらに進行するとコ
イル径りの大きい部分が徐々にばね受は又は巻線に当接
するようになり、この段階では有効巻数が減して強いば
ねとなっている。従って、コイル径りを徐々に変化させ
たものにあっても、圧縮に従ってばね定数Ｋが徐々に増
大することになる。

よって、第２の手段によるときは、設定圧力が調整ねじ
の進行量の変化に対してなめらかな曲線で立上ることに
なる。

く突　施　例〉 第１実施例を第１図に示す。同図において、第６図と異
なる点は、圧力調整ばね３１，３２とそのばね受３３．
３４と、そのばね室３５の大きさとであり、第６図と同
等部分は同一図面符号で示して説明を省略する。

圧力調整ばね３１．３２は、単純な通常のコイルばねで
ある。ばね３１は比較的弱い（ばね定数の小さい）もの
であるが、調整ねじ１６が後退した状態で双方のばね受
３３．３４に少し圧縮された状態で当接している。ばね
３２は、ばね３１よシも比較的強い（ばね定数の大きい
）ものであるが、ばね３１の外側に配置される程度に大
きいコイル径で、ばね３１よシも全長が短かく、調整ね
じ１６が調整範囲の中間まで進行したときばね受３４に
当接する程度である。

ばね受３３．３４は、ばね３１．３２の双方の端部を受
けることができるように形成されておシ、ばね室３５は
ばね３３．３４が収容できる程度に大きく形成されてい
る。

第２実施例を第２図に示す。同図において、第６図と異
なる点は、圧力調整ばね４１のみであり、他の部分は同
一であるから同一図面符号を用いて説明を省略する。圧
力調整ばね４１は、図における下端から上端に至る間の
巻線のピッチを徐々に小さくしたものである。

第１、第２実施例の減圧弁３０．４０は、その設定圧力
を調整ねじ１６を進退させることにより第５図に示すよ
うに変化させることができる。直線Ａ１ハ第１実施例の
はね３１のみが圧縮される設定圧力調整範囲内の変化を
示し、直線Ａ２はばね３１．３２の双方が圧縮される設
定圧力調整範囲内の変化を示す。

また曲線Ｂは第２実施例のばね４１が圧縮される設定圧
力調整範囲全域の変化を示す。

上記第２実施例の変形例として、圧力調整ばねの形状を
第３図に示すような円すいばね５１、あるいは第４図に
示すようなつづみばね６１とすることもできる。図中５
２．５３．６２．６３はばね受である。

く効　　果〉 この発明によると、圧力調整ばねに特殊なばねを使用し
て、そのばねの圧縮量と反力との関係が一つの直線でな
く、適切な屈曲した曲線又は適切でなめらかな曲線とな
るようにしたものであるから、減圧弁の設定圧力を低い
圧力から高い圧力まで、圧力調整ばねを交換することな
く設定でき、しかもその設定圧において減圧弁が適切な
感度で作動する効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の縦断側面図、第２図は
この発明の第２実施例の縦断側面図、第３図及び第４図
は夫々第２実施例の異なる変形例の圧力調整ばねの縦断
側面図、第５図は第１及び第２実施例に用いた圧力調整
ばねの圧縮量に対する反力の変化状態を示すグラフ、第
６図は従来の減圧弁の１例を示す縦断側面図である。 １・・・一次側、２・・・二次側、３・・・パイロット
弁、４・・・主弁体、５・・・ピストン、６・・・調整
部、８・・・ダイヤフラム、３１．３２．４１．５１．
６１・・・圧力調整ば１゜ 特許出願人　　株式会社チイニルブイ 代　理　人　　　清　　水　　　哲　　ほか２名１′１
図 才２図 脅３図　　　　　　才４図 才５図 窪６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　一次側圧力をパイロット弁を介して主弁体駆動
   用ピストンの上面に作用させ、そのピストンの下面を二
   次側に開放し、そのピストンの下降変位により前記主弁
   体が開くように構成し、一方の面に二次側圧力が作用し
   他方の面に圧力調整ばねによる設定圧力が作用するよう
   にダイヤフラムを設け、そのダイヤフラムの所定位置か
   ら前記設定圧力の作用方向への変位により前記パイロッ
   ト弁を開弁させるように構成し、前記設定圧力の調整部
   を調整ねじを進退させることにより前記圧力調整ばねの
   圧縮状態を変更するように構成した減圧弁において、前
   記圧力調整ばねが同軸的に配置されたコイル径の異なる
   複数個からなり全体としてのばね定数が前記調整部の調
   整範囲内で変化するように上記複数個のばねの一つは調
   整範囲全域で圧縮状態であり、他のばねは調整範囲の一
   部で非圧縮状態であるように設けられていることを特徴
   とする減圧弁。
2. （２）　一次側圧力をパイロット弁を介して主弁体駆動
   用ピストンの上面に作用させ、そのピストンの下面を二
   次側に開放し、そのピストンの下降変位により前記主弁
   体が開くように構成し、一方の面に二次側圧力が作用し
   他方の面に圧力調整ばねによる設定圧力が作用するよう
   にダイヤフラムを設け、そのダイヤフラムの所定位置か
   ら前記設定圧力の作用方向への変位により前記パイロッ
   ト弁を開弁させるように構成し、前記設定圧力の調整部
   を調整ねじを進退させることにより前記圧力調整ばねの
   圧縮状態を変更するように構成した減圧弁において、前
   記圧力調整ばねが単一ばねでありかつ圧縮変形の過程で
   ばね定数が徐々に増大するように少なくとも巻線ピッチ
   とコイル径とのいずれかを変化させて形成されているこ
   とを特徴とする減圧弁。