(57)【要約】【課題】  製造コストを低減することができるガス用リリーフ弁を提供する。【解決手段】  ガス用リリーフ弁は、流入通路と流出通路とに繋がる弁口と、弁口を囲むように流入通路に形成されるテーパ状の弁座とを有するハウジングと、テーパ状の弁頭部を有し、弁頭部を嵌まり込ませるようにして弁座に着座させて弁口を塞ぐ閉位置と弁座から最も離れるフルストローク位置との間で移動可能な弁体と、閉位置に位置させるべく弁体を付勢する付勢部材と、を備え、弁体は、弁頭部の外周面において周方向全周にわたって形成されるシール溝に外嵌させて設けられ、閉位置にて弁座に着座して弁座と弁頭部との間を密封するシール部材を有している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入通路と流出通路とに繋がる弁口と、前記弁口に繋がるように流入通路に形成されるテーパ状の弁座とを有するハウジングと、
テーパ状の弁頭部を有し、前記弁頭部を嵌まり込ませるようにして前記弁座に着座させて前記弁口を塞ぐ閉位置と前記弁座から最も離れるフルストローク位置との間で移動可能な弁体と、
閉位置に位置させるべく前記弁体を付勢する付勢部材と、を備え、
前記弁体は、前記弁頭部の外周面において周方向全周にわたって設けられるシール溝と、そのシール溝に外嵌させて設けられ且つ閉位置にて前記弁座に着座して前記弁座と前記弁頭部との間を密封するシール部材とを有する、ガス用リリーフ弁。
【請求項２】
前記弁体は、閉位置からフルストローク位置までのリフト量であるフルリフト量ＬＦに対する切替りリフト量ＬＳの比の値が０．８以下となるように構成され、
前記切替りリフト量ＬＳは、前記弁体が閉位置からフルストローク位置に向かって移動する際に、前記弁座と前記弁頭部との間に形成されるスロートの形成位置が前記シール部材の位置からそれ以外の位置へと切り替わる際の前記弁体のリフト量である、請求項１に記載のガス用リリーフ弁。
【請求項３】
前記シール部材は、前記弁頭部の先端から距離ｓ離れた位置に配置され、
前記距離ｓは、前記フルリフト量ＬＦ以上に設定され、
前記弁頭部の半頂角αは、１０°≦α≦４５°に設定されている、請求項２に記載のガス用リリーフ弁。
【請求項４】
前記弁体は、大略円錐形状に形成され、前記弁体の先端部分は前記弁座を超えて距離Ｓ１延在しており、
前記距離Ｓ１は、前記フルリフト量ＬＦ以上に設定されている、請求項２又は３に記載のガス用リリーフ弁。
【請求項５】
前記シール部材は、前記シール溝に嵌合して配置され、その内径Ｄ２が前記流入通路の孔径Ｄ１の１．１４倍以上に設定されている、請求項３に記載のガス用リリーフ弁。
【請求項６】
前記弁口は、前記ハウジングの底面に形成され、
前記ハウジングの底面は、前記弁体が閉位置からフルストローク位置まで移動する間に前記シール部材が前記弁口から脱するように配置されている、請求項２に記載のガス用リリーフ弁。
【請求項７】
前記弁座は、テーパ状に形成され、互いに異なるテーパ角で形成される近位部分と遠位部分とを有し、
前記遠位部分は、前記弁体が閉位置に位置する際に前記弁頭部を着座させるべく前記近位部分より前記弁口から遠くに位置し、
前記近位部分は、そのテーパ角が前記遠位部分に比べて鈍角になるように形成されている、請求項１に記載のガス用リリーフ弁。
【請求項８】
前記近位部分のテーパ角は、前記弁口に近づくにつれて大きくなるように連続的に変化している、請求項７に記載のガス用リリーフ弁。
【請求項９】
前記弁頭部は、前記弁体が閉位置に位置する際に前記流入通路まで延在する先端部を有し、
前記シール部材は、前記弁体が閉位置から所定のリフト量分移動するまで前記弁座との間にスロートを形成し、
前記弁頭部の先端部は、前記弁体が閉位置から所定のリフト量分移動すると、前記シール部材に代わって前記流入通路を規定する周面との間にスロートを形成する、請求項１に記載のガス用リリーフ弁。
【請求項１０】
前記流入通路には、絞りが形成されている、請求項１に記載のガス用リリーフ弁。
【請求項１１】
前記シール部材は、前記シール溝に嵌合して配置され、
前記シール溝は、二次側の側面の断面が凹となる曲面形状にて形成されている、請求項１乃至１０の何れか１つに記載のガス用リリーフ弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路を流れるガスの圧力を所定圧力以下に保つためのガス用リリーフ弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
流路には、そこを流れるガスの圧力が所定値以上になること防ぐべくガス用リリーフ弁が設けられており、その一例として例えば特許文献１のようなリリーフ弁が知られている。特許文献１のリリーフ弁は、弁体の先端部、即ち弁頭にシート部材を有し、このシート部材を凸状の弁座に押し付けるように着座させることによって弁口を閉じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１３５２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のリリーフ弁では、合成ゴムから成るシート部材が金属から成る弁本体に加硫接着されている。また、弁座の形状は、開弁圧力を一定にすべく複雑な形状になっており、弁座の加工が困難である。それ故、リリーフ弁の製造コストの低減に限界がある。
【０００５】
そこで本発明は、製造コストを低減することができるガス用リリーフ弁を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のガス用リリーフ弁は、流入通路と流出通路とに繋がる弁口と、前記弁口に繋がるように流入通路に形成されるテーパ状の弁座とを有するハウジングと、テーパ状の弁頭部を有し、前記弁頭部を嵌まり込ませるようにして前記弁座に着座させて前記弁口を塞ぐ閉位置と前記弁座から最も離れるフルストローク位置との間で移動可能な弁体と、閉位置に位置させるべく前記弁体を付勢する付勢部材と、を備え、前記弁体は、前記弁頭部の外周面において周方向全周にわたって設けられるシール溝と、そのシール溝に外嵌させて設けられ且つ閉位置にて前記弁座に着座して前記弁座と前記弁頭部との間を密封するシール部材とを有するものである。
【０００７】
本発明に従えば、シール部材をテーパ状に形成されている弁座に着座させて弁口を塞ぐので、弁座をテーパ形状にすることができる。それ故、弁座に複雑な加工を施す必要がなく、ガス用リリーフ弁の製造コストを低減することができる。また、シール部材がシール溝に外嵌されているので、シール部材の取り付けが容易である。これにより、ガス用リリーフ弁の製造コストを低減することができる。
【０００８】
上記発明において、前記弁体は、閉位置からフルストローク位置までのリフト量であるフルリフト量ＬＦに対する切替りリフト量ＬＳの比の値が０．８以下となるように構成され、前記切替りリフト量ＬＳは、前記弁体が閉位置からフルストローク位置に向かって移動する際に、前記弁座と前記弁頭部の間に形成されるスロートの形成位置が前記シール部材の位置からそれ以外の位置へと切り替わる際の前記弁体のリフト量、であってもよい。
【０００９】
上記構成に従えば、開弁後において圧力が下がって弁体が軸方向に沿って動作してもフルストローク位置から切替り位置に戻ることを抑制することができる。これにより、シール部材に大きな差圧が繰り返し作用することを抑制することができ、シール部材が変形して損傷したり、またシール部材がシール溝から離脱したりすることを抑制することができる。
【００１０】
上記発明において、前記シール部材は、前記弁頭部の先端から距離ｓ離れた位置に配置され、前記距離ｓは、前記フルリフト量ＬＦ以上に設定され、前記弁頭部の半頂角αは、１０°≦α≦４５°に設定されていてもよい。
【００１１】
上記構成に従えば、切替りリフト量をより小さくすることができる。これにより、開弁時においてシール部材が大きな差圧に晒される時間を短くすることができ、シール部材が変形して損傷したり、またシール部材がシール溝から離脱したりすることを更に抑制することができる。
【００１２】
上記発明において、前記弁体は、大略円錐形状に形成され、前記弁体の先端部分は前記弁座を超えて距離Ｓ１延在しており、前記距離Ｓ１は、前記フルリフト量ＬＦ以上に設定されていてもよい。
【００１３】
上記構成に従えば、切替りリフト量をより小さくすることができる。これにより、開弁時においてシール部材が大きな差圧に晒される時間を短くすることができ、シール部材が変形して損傷したり、またシール部材がシール溝から離脱したりすることを更に抑制することができる。
【００１４】
上記発明において、前記シール部材は、前記シール溝に嵌合して配置され、その内径Ｄ２が前記流入通路の孔径Ｄ１の１．１４倍以上に設定されていてもよい。
【００１５】
上記構成に従えば、シール部材を流入通路の開口端から離して配置することができるので、早めにスロートの形成位置をシール部材から他の位置へと切り替えることができる。また、シール部材を流入通路の開口端から離して配置することによって弁体の先端からシール部材を離して配置することができるので、シール溝を形成するスペースを確保することができる。それ故、シール溝を適正な形状にて形成することができる、即ちシール溝の断面を大略長円形状に形成することができる。これにより、シール部材を傷つけることなくシール溝に嵌め込むことができ、シール部材の組付け性を向上させることができる。
【００１６】
上記発明において、前記弁口は、前記ハウジングの底面に形成され、前記ハウジングの底面は、前記弁体が閉位置からフルストローク位置まで移動する間に前記シール部材が前記弁口から脱するように配置されていてもよい。
【００１７】
上記構成に従えば、シール部材が弁口から脱して離れることによって、シール部材が大きな圧力の作動ガスに晒されることを抑制することができる。これにより、シール部材が変形して損傷したり、またシール部材がシール溝から離脱したりすることを抑制することができる。
【００１８】
上記発明において、前記弁座は、テーパ状に形成され、互いに異なるテーパ角で形成される近位部分と遠位部分とを有し、前記遠位部分は、前記弁体が閉位置に位置する際に前記弁頭部を着座させるべく前記近位部分より前記弁口から遠くに位置し、前記近位部分は、そのテーパ角が前記遠位部分に比べて鈍角になるように形成されていてもよい。
【００１９】
上記構成に従えば、切替りリフト量をより小さくすることができる。これにより、開弁時においてシール部材が大きな差圧に晒される時間を短くすることができ、シール部材が変形して損傷したり、またシール部材がシール溝から離脱したりすることを更に抑制することができる。
【００２０】
上記発明において、前記近位部分のテーパ角は、前記弁口に近づくにつれて大きくなるように連続的に変化していてもよい。
【００２１】
上記構成に従えば、切替りリフト量をより小さくすることができる。これにより、開弁時においてシール部材が大きな差圧に晒される時間を短くすることができ、シール部材が変形して損傷したり、またシール部材がシール溝から離脱したりすることを更に抑制することができる。
【００２２】
上記発明において、前記弁頭部は、前記弁体が閉位置に位置する際に前記流入通路まで延在する先端部を有し、前記シール部材は、前記弁体が閉位置から所定のリフト量分移動するまで前記弁座との間にスロートを形成し、前記弁頭部の先端部は、前記弁体が閉位置から所定のリフト量分移動すると、前記シール部材に代わって前記流入通路を規定する周面との間にスロートを形成してもよい。
【００２３】
上記構成に従えば、切替りリフト量をより小さくすることができる。これにより、開弁時においてシール部材が大きな差圧に晒される時間を短くすることができ、シール部材が変形して損傷したり、またシール部材がシール溝から離脱したりすることを更に抑制することができる。
【００２４】
上記発明において、前記流入通路には、絞りが形成されていてもよい。上記構成に従えば、開弁直後において絞りの下流側に流れるガスの圧力を低減することができる。それ故、開弁直後においてシール部材に作用する差圧を低減することができ、シール部材が変形して損傷したり、またシール部材がシール溝から離脱したりすることを抑制することができる。
【００２５】
上記発明において、前記シール部材は、前記シール溝に嵌合して配置され、前記シール溝は、二次側の側面の断面が凹となる曲面形状にて形成されていてもよい。
【００２６】
上記構成に従えば、シール部材が二次側に押された場合にシール部材を曲面形状の部分に押し込むことができるので、シール部材が脱落することを抑制することができる。また、シール溝をこのような形状にすることによって、主弁体を動かして弁口を開く際に必要な圧力、即ち開弁圧のばらつきを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガス用リリーフ弁を示す断面図である。
【図２】図１のガス用リリーフ弁の開いた後における状態を示す断面図である。
【図３】図１のガス用リリーフ弁のフルストローク状態を示す断面図である。
【図４】図１に示す領域Ｘ１を拡大して示す拡大断面図である。
【図５】図２に示す領域Ｘ２を拡大して示す拡大断面図である。
【図６】図３に示す領域Ｘ３を拡大して示す拡大断面図である。
【図７】ガス用リリーフ弁の各位置における流路面積の変化を示すグラフである。
【図８】第２実施形態に係るガス用リリーフ弁の一部分を拡大して示す断面図であり、（ａ）閉弁状態のガス用リリーフ弁の拡大断面図であり、（ｂ）開弁状態のガス用リリーフ弁の断面図である。
【図９】各実施形態のガス用リリーフ弁の各位置における流路面積の変化を示すグラフである。
【図１０】第３実施形態に係るガス用リリーフ弁の一部分を拡大して示す断面図であり、（ａ）閉弁状態のガス用リリーフ弁の断面図であり、（ｂ）開弁状態のガス用リリーフ弁の拡大断面図である。
【図１１】第４及び第５実施形態に係るガス用リリーフ弁の一部分を拡大して示す拡大断面図であり、（ａ）第４実施形態に係るガス用リリーフ弁の断面図であり、（ｂ）第５実施形態に係るガス用リリーフ弁の断面図である。
【図１２】第６実施形態に係るガス用リリーフ弁を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る第１乃至第６実施形態のガス用リリーフ弁１，１Ａ〜１Ｅについて図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明するガス用リリーフ弁１，１Ａ〜１Ｅは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
【００３０】
＜第１実施形態＞
高圧ガスタンクには、高圧ガス、例えば３０〜１００ＭＰａのガスが貯留されており、そこに高圧ガスを充填したり、また排出させたりするべく様々な機能のバルブが設けられている。このようなバルブの一つとして例えば、タンクから排出する高圧ガスを１ＭＰａ程度まで減圧する減圧弁があり、その安全装置として図１に示すようなガス用リリーフ弁１がある。ガス用リリーフ弁１は、例えば高圧ガスタンクに取り付けられるバルブブロック（図示せず）、もしくはバルブブロックとは独立して設けられており、流路（図示せず）を流れる作動ガスの圧力が所定圧力以上になると、リリーフ弁が開いて作動ガスを外部に放出することができる。このような機能を有するガス用リリーフ弁１は、以下のように構成されている。
【００３１】
即ち、ガス用リリーフ弁１は、ハウジング２と、弁体３と、コイルばね４とを備えており、ハウジング２は、主にハウジング本体１１と、蓋体１２とを有している。また、ハウジング本体１１には、大略有底円柱形状の弁室２１が形成されており、その開口部分は、そこに蓋体１２が挿入されて塞がれている。更に、ハウジング本体１１には、流入通路２３及び流出通路２４が形成されている。流入通路２３は、弁室２１の軸線Ｌ１に沿って延在しており、その一端が前述する流路に繋がり、他端が弁室２１の底面２１ａに弁口２２を介して弁室２１に開口している。また、流出通路２４は、その一端が弁室２１の周面にて開口し、他端が外部に繋がっている。なお、流出通路２４は、必ずしも弁室２１の周面に手開口している必要はなく、蓋体１２に形成されていてもよい。このように２つの通路２３、２４は、弁口２２を介して互いに接続され、流路を流れる作動ガスを外部に排出させることができる。他方、弁室２１には、弁口２２を塞いで作動ガスの排出を止めるべく、弁体３と、コイルばね４とが収容されている。
【００３２】
弁体３は、大略有底円筒状の部材であり、軸線Ｌ１に沿って移動可能且つ蓋体１２から離して弁室２１に収容されている。更に詳細に説明すると、弁体３は、内孔３ａを有しており、その開口端が蓋体１２に対向するようにして弁室２１に収容されている。また、蓋体１２は、弁体３に対抗する部分に凹部１２ａを有している。内孔３ａは、この凹部１２ａと共にばね収容室１３を形成しており、このばね収容室１３には、コイルばね４が収容されている。
【００３３】
付勢部材の一例であるコイルばね４は、いわゆる圧縮コイルバネであり、その一端が蓋体１２によって受けられ、且つ他端が弁体３の底面３ｂによって受けられている。それ故、弁体３は、コイルばね４によって蓋体１２から離すように弁口２２に向かう方向、即ち図１に示すような閉位置に向かって付勢されている。なお、コイルばね４は、それに代えて板ばね、弾性体、磁気ばね、空気ばね、及び静電力による押し付け機構等を用いることができる。このようコイルばね４に付勢されている弁体３は、開口端の反対側、即ち先端側部分に弁頭部３ｃを有している。弁頭部３ｃは、テーパ形状、より詳しくは大略円錐台状に形成されており、その先端の外径が弁口２２の口径より小さく、且つ基端側の外径が弁口２２の口径より大きく形成されている。それ故、弁頭部３ｃは、その先端から中間部分までを弁口２２を介して流入通路２３に挿入することができる。また、弁頭部３ｃの挿入可能な部分である座部３ｄを着座させるべく、流入通路２３には弁座２５が形成されている。
【００３４】
弁座２５は、ハウジング本体１１において流入通路２３の弁口２２に近い部分、本実施形態では流入通路２３の弁口２２に繋がる部分に形成されている。更に詳細に説明すると、弁座２５は、弁口２２を囲むように流入通路２３に形成され、その形状は、座部３ｄと略同形状で形成されている。即ち、弁座２５は、テーパ形状を成しており、弁座２５のテーパ角θは、弁頭部３ｃの半頂角α（＝θ）と略同一に形成されている。それ故、座部３ｄは、弁座２５に嵌まり込むように着座し、これによって弁口２２を塞ぐことができる。なお、弁頭部３ｃの半頂角αは、例えば１０°≦α≦４５°に設定され、本実施形態では半頂角αは３０°である。また、座部３ｄの外周面には、シール溝３ｅが形成されている。シール溝３ｅは、弁頭部３ｃの先端から距離ｓ離れた位置に形成され、座部３ｄの外周面にその全周にわたって形成されている。また、シール溝３ｅの断面は、大略長円形状に形成され、シール溝３ｅには、着座時に弁座２５と座部３ｄとの間を密閉すべくシール部材５が取り付けられている。
【００３５】
シール部材５は、合成ゴムから成る大略環状の部材であり、本実施形態では例えばＯリングである。なお、シール部材５は、Ｏリングに限定されず、環状のシールであればよい。また、シール部材５の断面は、例えば丸断面以外の台形断面及びＤ字状断面であってもよく、その断面形状は問わない。シール部材５は、シール溝３ｅに嵌め込むようにして座部３ｄの外周面、即ち弁頭部３ｃの外周面に取り付けられている。シール溝３ｅの断面（より詳しくは、周方向に垂直な断面）は、前述の通り大略長円形状に形成されており、一次側（即ち上流側であって、弁頭部３ｃの先端側）及び二次側（即ち下流側であって、弁頭部３ｃの基端側）の側面、（即ち、シール溝３ｅの長手方向両側の側面）が大略半円状に形成されている。即ち、シール溝３ｅは、一次側の側面の断面が凹となる局面形状に形成され、二次側の側面の断面が凹となる曲面形状に形成されている。このような形状を有するシール溝３ｅは、下流側部分に返しを有し、以下のような効果を達成する。即ち、開弁時においてガスによってシール部材５が押された場合、シール部材５を下流側部分に押し込めることができ、シール部材５が脱落し難くい。また、このような形状にすることによって弁体３を動かして弁口２２を開く際に必要な圧力、即ち開弁圧のばらつきを抑えることができる。なお、本実施形態では、シール溝３ｅには、シール部材５だけが配設されているが、シール部材５に加えてバックアップリングを嵌め込んでシール溝３ｅからシール部材５が脱落することを抑制するようにしてもよい。
【００３６】
このように配置されているシール部材５の内径Ｄ２は、流入通路２３の孔径Ｄ１に対して、Ｄ２≧Ｄ１×１．１４の関係を満たすように形成され、シール溝３ｅもまたこのようなシール部材５を嵌合することができるように形成されている。更に、シール部材５の線径ｗは、シール溝３ｅの深さｄより大きく形成されており、シール部材５は、取り付けられた状態でその一部がシール溝３ｅから突出するようになっている（例えば、図２及び図３参照）。それ故、シール部材５は、着座した際に周方向全周にわたって弁座２５に密着し、座部３ｄと弁座２５との間を密封することができる（図１及び図４参照）。このように構成されている弁体３は、更に以下のように構成されている。
【００３７】
即ち、弁体３は、その基端側部分が弁室２１の周面と略同一径で形成されており、弁室２１の周面によって摺動案内されている。他方、弁頭部３ｃを含む残余部分が弁室２１の周面より小径に形成されており、その周りには、大略円環状の弁通路２６が形成されている。弁通路２６は、流出通路２４と常時繋がり、また弁口２２が開いた際に流入通路２３と繋がる。即ち、弁体３が弁座２５から離れて弁口２２が開かれると、２つの通路２３，２４が弁通路２６を介して繋がり、流路の作動ガスが外部に放出される。また、弁体３には、ばね収容室１３の伸縮を許容すべく連通路３ｆが形成されている。
【００３８】
このように構成されているガス用リリーフ弁１は、以下のように動作する。即ち、ガス用リリーフ弁１では、図示しない流路を流れる作動ガスが流入通路２３に導かれており、導かれた作動ガスの圧力が弁体３の先端、即ち弁頭部３ｃの先端に作用している。そして、図示しない流路の圧力が上昇して所定の設定圧力に達すると、弁体３がコイルばね４の付勢力に抗して持ち上げられ（図２参照）。これにより、弁体３が弁座２５から離れて（より詳しくは、シール部材５が弁座２５から離れて）弁体３と弁座２５との間に環状通路３０が形成され、弁口２２が開かれる（図５参照）。作動ガスは、この環状通路３０を通って弁通路２６に入り、更に流出通路２４を通って外部に放出される（図５の矢印参照）。このようにして、流路を流れる作動ガスの一部を外部に放出させることによって、流路を流れる作動ガスの圧力が所定の設定圧力以上になることを抑制している。
【００３９】
また、弁体３は、弁座２５から離れた後もそのまま持ち上げられることによって環状通路３０を更に広げ、より多くの流量の作動ガスを外部に放出する。更に、弁体３が持ち上げられて閉位置からリフト量がフルリフト量ＬＦに達すると、図３に示すように弁体３が蓋体１２に当たり、その位置、即ちフルストローク位置にて弁体３が止まる（図３及び図６参照）。このように弁体３は、図１に示す閉位置から図３に示すフルストローク位置までストロークすることができる。他方、ガス用リリーフ弁１では、作動ガスが外部に放出されて流入通路２３の作動ガスの圧力が低下すると、弁体３を閉位置の方へと移動させて放出される流量を減らす。そして、作動ガスの圧力が所定の設定圧力未満になると、弁体３が弁座２５に着座して弁口２２を塞ぐ。
【００４０】
このような機能を有するガス用リリーフ弁１では、シール部材５によって弁頭部３ｃと弁座２５との間を密閉しており（図４参照）、それを達せさせるべく前述の通り、弁頭部３ｃからシール部材５が突出している（図５及び図６参照）。この突出するシール部材５を弁座２５に当接させて密閉を達成しているので、閉弁時でも弁頭部３ｃと弁座２５との間に僅かな隙間ｃが生じている（図４参照）。それ故、開弁直後（即ち、弁体３が弁座２５から離れた直後）では、シール部材５によって弁座２５との間にスロート３１が形成され、このスロート３１によって、シール部材５の上流側及び下流側において大きな差圧が生じる。この差圧がシール部材５に作用し続けることによってシール部材５が変形し、そしてシール溝３ｅから離脱する場合が考えられる。このような事態が発生することを抑止すべく、ガス用リリーフ弁１は、以下のように構成されている。
【００４１】
即ち、ガス用リリーフ弁１では、弁体３がリフトする（即ち、軸線方向一方にストロークする）と環状通路３０が徐々に広がっていくが、弁体３及び弁座２５がテーパ形状に形成されているので、リフト時における環状通路３０の流路面積の変化率が位置毎に異なる。より詳しくは、弁頭部３ｃの先端側に対して基端側の方がリフト量に対する流路面積の変化率が大きい。図７のグラフは、例えば、環状通路３０の２つの位置におけるリフト量の変化に対する流路面積の変化を示すものであり、実線４１がシール部材５と弁座２５との間の流路面積Ａ1の変化を示し、点線４２が弁体３の先端と弁座３５との間の流路面積Ａ２の変化を示している。なお、流路面積Ａ１，Ａ２は、弁座２５の座面２５ａに対して直交する面で切断した断面の面積である。シール部材５と弁座２５との間の流路面積は、シール部材５が先端から離れた位置に配置されているので、図７に示されるように、弁体３の先端と弁座３５との間の流路面積に比べてその変化率が大きい。それ故、弁体３が閉位置から開方向にストロークすると、やがてそれらの２つの流路面積が所定の切替りリフト量ＬＳにて逆転する。即ち、弁体３が切替りリフト量ＬＳ分ストロークして切替り位置に達すると、環状通路３０においてスロートが形成される位置、即ち形成位置がスロート３１からスロート３２に切り替わる。ガス用リリーフ弁１では、この切替りリフト量ＬＳのフルリフト量ＬＦに対する比の値、即ちＬＳ／ＬＦが０．８以下、好ましくは０．７以下、より好ましくは０．６以下となるように、シール部材５の位置（例えば、弁体３の先端からの軸線方向の距離ｓ）、弁体３の半頂角α、及びシール部材５の突出量等が設定されている。
【００４２】
このように構成されているガス用リリーフ弁１は以下のような作用効果を奏する。即ち、弁体３は、流入通路２３に導かれる作動ガスの圧力変動等に起因し、開弁後において軸線方向に常時振動している。それ故、フルストローク位置と切替り位置と距離が近いと、弁体３が振動している際に切替り位置へと戻り、結果的にシール部材５に大きな差圧が繰り返し作用することになる。これに関して、ガス用リリーフ弁１では、ＬＳ／ＬＦが０．８以下になっているので、開弁後において弁体３が振動してもフルストローク位置から切替り位置に戻ることを抑制することができる。これにより、シール部材５に大きな差圧が繰り返し作用することを抑制することができ、シール部材５が変形して損傷したり、またシール部材５がシール溝３ｅから離脱したりすることを抑制することができる。
【００４３】
また、ガス用リリーフ弁１では、閉位置からフルストローク位置まで弁体３がストロークするまでの間において、シール部材５が弁口２２から脱することができる。弁口２２近くでは、環状通路３０から排出される作動ガスの圧力が十分に減圧されず、高くなっていることが考えられる。このような弁口２２をシール部材５が脱してそこから離れることによって、シール部材５が高圧の作動ガスに晒されることを抑制することができる。これにより、シール部材５が変形して損傷したり、またシール部材５がシール溝３ｅから離脱したりすることを抑制することができる。他方、弁頭部３ｃの先端とシール溝３ｅの距離ｓ、即ち弁頭部３ｃの先端とシール部材５との距離ｓは、フルリフト量ＬＦより小さく設定されているので、作動ガスを環状通路３０にて減圧して弁室２１に導くことができる。それ故、シール部材５が高圧に晒されることを抑制することができる。
【００４４】
更に、ガス用リリーフ弁１では、シール部材５をシール溝３ｅに外嵌させるように設けているので、弁体３に対するシール部材５の取り付けが容易である。これにより、ガス用リリーフ弁１の製造コストを低減することができる。特に、ガス用リリーフ弁１では、シール部材５をシール溝３ｅに外嵌させることによって、従来技術のような加硫接着を不要にすることができるので、ガス用リリーフ弁１の製造コストを更に低減することができる。
【００４５】
また、ガス用リリーフ弁１では、テーパ形状の弁座２５にシール部材５を着座させて弁口２２を塞ぐので、弁座２５をテーパ状に形成することができる。それ故、弁座２５に複雑な加工を施す必要がなく、ガス用シール弁の製造コストを低減することができる。
【００４６】
また、ガス用リリーフ弁１においてシール部材５の内径Ｄ２が流入通路２３の孔径Ｄ１に対してＤ２≧Ｄ１×１．１４の関係を満たすように形成されている。それ故、シール部材５を弁座２５の遠位端（即ち、流入通路２３の開口端）から離して配置することができるので、早めにスロートの形成位置をシール部材５から他の位置へと切り替えることができる。また、シール部材５を弁座２５の遠位端から離して配置することによって弁体３の先端からシール部材５を離して配置することができるので、シール溝３ｅを形成するスペースを確保することができる。それ故、シール溝３ｅを適正な形状にて形成することができる、即ちシール溝３ｅの断面を前述のような大略長円形状に形成することができる。これにより、シール部材５を傷つけることなくシール溝３ｅに嵌め込むことができ、シール部材５の組付け性を向上させることができる。
【００４７】
＜第２実施形態＞
第２実施形態のガス用リリーフ弁１Ａは、第１実施形態のガス用リリーフ弁１と構成が類似している。従って、第２実施形態のガス用リリーフ弁１Ａの構成については、第１実施形態のガス用リリーフ弁１と異なる点について主に説明し、同じ構成については同一の符号を付してその説明を省略する。なお、後述する第３乃至６実施形態のガス用リリーフ弁１Ｂ〜１Ｅについても同様である。
【００４８】
第２実施形態のガス用リリーフ弁１Ａは、図８（ａ）に示すようにハウジング２と、弁体３Ａと、コイルばね４とを備えており、弁体３Ａが以下のように構成されている。即ち、弁体３Ａの弁頭部３ｃは、大略円錐形状に形成されており、その先端部分が弁座２５を超えて延在している。それ故、ガス用リリーフ弁１Ａでは、シール部材５と弁座２５との間を除いた環状通路３０の各位置において、最小流路面積となる位置は以下のようになる。即ち、弁座２５の遠位端（即ち、弁座２５において弁口２２から離れている側の開口端）２５ｂと弁頭部３ｃとの間が環状通路３０の最小流路面積となる（図８（ｂ）参照）。この間における流路面積の変化は、図９の一点鎖線４３で示すように、第１実施形態における弁体３の先端と弁座２５との間の流路面積の変化より緩やかである。それ故、ガス用リリーフ弁１Ａでは、その切替りリフト量ＬＳ２を第１実施形態の切替りリフト量ＬＳより小さくすることができる。これにより、開弁時においてシール部材５が大きな差圧に晒される時間を短くすることができ、シール部材５が変形して損傷したり、またシール部材５がシール溝３ｅから離脱したりすることを更に抑制することができる。
【００４９】
その他、第２実施形態のガス用リリーフ弁１Ａは、第１実施形態のガス用リリーフ弁１と同様の作用効果を奏する。
【００５０】
なお、弁体３Ａの弁頭部３ｃは、必ずしも大略円錐形状に形成されている必要はなく、弁頭部３ｃが弁座２５を超えて延在して弁頭部３ｃの先端が流入通路２３であって弁座２５より遠位側に位置するように構成されれば、第１実施形態の弁頭部３ｃと同様に大略円錐台形状であってもよい。
【００５１】
＜第３実施形態＞
第３実施形態のガス用リリーフ弁１Ｂは、図１０（ａ）に示すようにハウジング２と、弁体３Ｂと、コイルばね４とを備えており、弁体３Ｂが以下のように構成されている。即ち、弁体３Ｂの弁頭部３３は、大略円錐台形状の着座部分３３ａと、大略円柱状の先端部分３３ｂとを有している。着座部分３３ａは、第１実施形態の弁頭部３ｃと同様の形状を有し、また同様の機能を達成している。他方、先端部分３３ｂは、着座部分３３ａの先端から軸線方向他方に延在し、流入通路２３において弁座２５から遠位側に距離Ｓ１延在している。なお、距離Ｓ１は、フルリフト量ＬＦより大きな値に設定されている。このような形状を有する先端部分３３ｂは、流入通路２３より小径に形成されており、先端部分３３ｂは、流入通路２３を規定する周面との間に環状狭路３４を形成している。
【００５２】
このように構成されているガス用リリーフ弁１Ｂでは、環状狭路３４の流路面積が弁体３Ｂのストロークによって変化しない。それ故、弁体３Ｂと流入通路２３との間に形成される環状通路３０Ｂであって、シール部材５と弁座２５との間を除いた部分における最小流路面積（以下、単に「環状通路３０Ｂにおける最小流路面積」という）の変化は、図９の二点鎖線４４に示すようになる。即ち、開弁直後において弁座２５の遠位端２５ｂが弁頭部３ｃと近いので、環状通路３０Ｂにおける最小流路面積は、弁座２５の遠位端２５ｂが弁頭部３ｃとの間で最小となっている。その後、この間の流路面積Ａ２が弁体３Ｂのストロークと共に増加するので、やがて環状狭路３４の流路面積Ａ３より大きくなる。そうすると、環状通路３０Ｂにおける最小流路面積は、弁体３のリフト量に依存しない（即ち、リフト量がフルリフト量ＬＦに達しても）一定値となり、第１及び第２実施形態のガス用リリーフ弁１，１Ａより小さい切替りリフト量ＬＳ３にて形成位置を切り替えることができる。即ち、弁体３がリフト量ＬＳ３分移動すると、スロートが形成される形成位置がシール部材５と弁座２５との間から環状狭路３４へと切替り、環状狭路３４によってスロート３２Ｂが形成される（図１０（ｂ）参照）。これにより、開弁時においてシール部材５が大きな差圧に晒される時間を短くすることができ、シール部材５が変形して損傷したり、またシール部材５がシール溝３ｅから離脱したりすることを更に抑制することができる。
【００５３】
その他、第３実施形態のガス用リリーフ弁１Ｂは、第１実施形態のガス用リリーフ弁１と同様の作用効果を奏する。
【００５４】
＜第４実施形態＞
第４実施形態のガス用リリーフ弁１Ｃは、図１１（ａ）に示すようにハウジング２Ｃと、弁体３と、コイルばね４とを備えており、ハウジング２Ｃの弁座２５Ｃが以下のように構成されている。即ち、弁座２５Ｃは、弁口２２から離れた遠位部分３５ａと、弁口２２近くに位置する近位部分３５ｂとを有している。遠位部分３５ａ及び近位部分３５ｂは、共にテーパ状に形成されており、各々のテーパ角θ１，θ２が異なっている。即ち、遠位部分３５ａのテーパ角θ１に比べて近位部分３５ｂのテーパ角θ２が鈍角となっている。それ故、弁座２５は、弁口２２に近づくにつれて径方向外側に広がっている。また、シール部材５は、遠位部分３５ａに着座するように配置されている。
【００５５】
このように構成されているガス用リリーフ弁１Ｃでは、弁座２５の近位部分３５ｂのテーパ角θ２を遠位部分３５ａのテーパ角θ１より大きくすることによって、第１実施形態のガス用リリーフ弁１より小さいリフト量にて形成位置を切り替えることができる。これにより、シール部材５が変形して損傷したり、またシール部材５がシール溝３ｅから離脱したりすることを更に抑制することができる。
【００５６】
その他、第４実施形態のガス用リリーフ弁１Ｃは、第１実施形態のガス用リリーフ弁１と同様の作用効果を奏する。
【００５７】
＜第５実施形態＞
第５実施形態のガス用リリーフ弁１Ｄは、図１１（ｂ）に示すようにハウジング２Ｄと、弁体３と、コイルばね４とを備えており、ハウジング２Ｄの弁座２５Ｄが以下のように構成されている。即ち、弁座２５Ｄは、弁口２２から離れた遠位部分３６ａと、弁口２２近くに位置する近位部分３６ｂとを有している。遠位部分３５ａ及び近位部分３５ｂは、共にテーパ状に形成されており、各々のテーパ角θ１，θ３が異なっている。即ち、遠位部分３５ａのテーパ角θ１に比べて近位部分３６ｂのテーパ角θ３が大きくなっている。また、近位部分３６ｂのテーパ角θ３は、連続的に変化しており、軸線方向一方、即ち弁口２２に近づくにつれて多くなっている。このような形状を有する近位部分３６ｂは、本実施形態においてＲ形状で形成されている。
【００５８】
このように構成されている第５実施形態のガス用リリーフ弁１Ｄは、第４実施形態のガス用リリーフ弁１Ｃと同様の作用効果を奏する。
【００５９】
＜第６実施形態＞
第６実施形態のガス用リリーフ弁１Ｅでは、図１２に示すように流入通路２３Ｅが絞り３７を有している。絞り３７は、開弁時において絞り３７より下流側のガスの圧力を低減することができる。即ち、環状通路３０の圧力を抑制することができる。これにより、開弁直後においてシール部材５に作用する差圧を低減することができ、シール部材５が変形して損傷したり、またシール部材５がシール溝３ｅから離脱したりすることを抑制することができる。
【００６０】
このように構成されている第６実施形態のガス用リリーフ弁１は、第１実施形態のガス用リリーフ弁１と同様の作用効果を奏する。
【００６１】
＜その他の実施形態＞
第１乃至第６実施形態のガス用リリーフ弁１，１Ａ〜１Ｅは、高圧ガスタンクから作動ガスを排出する流路に設けられているが、必ずしもこのような流路に設けられている必要はない。即ち、低圧のガスが流れる流路に設けられてもよく、その用途は問わない。
【符号の説明】
【００６２】
１，１Ａ〜１Ｄ  ガス用リリーフ弁
２，２Ｃ，２Ｄ  ハウジング
３，３Ａ，３Ｂ  弁体
４  コイルばね
５  シール部材
２１  弁室
２１ａ  底面
２２  弁口
２３  流入通路
２４  流出通路
２５，２５Ｃ，２５Ｄ  弁座
３１  スロート
３２，３２Ｂ  スロート
３３  弁頭部
３３ｂ  先端部分
３４  環状狭路（スロート）
３５  弁座
３５ａ，３６ａ  遠位部分
３５ｂ，３６ｂ  近位部分
【図１】
2020139576.tif 000003
【図２】
2020139576.tif 000004
【図３】
2020139576.tif 000005
【図４】
2020139576.tif 000006
【図５】
2020139576.tif 000007
【図６】
2020139576.tif 000008
【図７】
2020139576.tif 000009
【図８】
2020139576.tif 000010
【図９】
2020139576.tif 000011
【図１０】
2020139576.tif 000012
【図１１】
2020139576.tif 000013
【図１２】
2020139576.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月28日(2019.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入通路と流出通路とに繋がる弁口と、前記弁口に繋がるように流入通路に形成されるテーパ状の弁座とを有するハウジングと、
テーパ状の弁頭部を有し、前記弁頭部を嵌まり込ませるようにして前記弁座に着座させて前記弁口を塞ぐ閉位置と前記弁座から最も離れるフルストローク位置との間で移動可能な弁体と、
閉位置に位置させるべく前記弁体を付勢する付勢部材と、を備え、
前記弁体は、前記弁頭部の外周面において周方向全周にわたって設けられるシール溝と、そのシール溝に外嵌させて設けられ且つ閉位置にて前記弁座に着座して前記弁座と前記弁頭部との間を密封するシール部材とを有し、
前記シール部材は、前記シール溝に嵌合して配置され、
前記シール溝は、開弁時において前記シール部材が押し込められるように二次側の側面の断面が凹となる曲面形状にて形成されている、ガス用リリーフ弁。
【請求項２】
前記流入通路には、絞りが形成されている、請求項１に記載のガス用リリーフ弁。
【請求項３】
流入通路と流出通路とに繋がる弁口と、前記弁口に繋がるように流入通路に形成されるテーパ状の弁座とを有するハウジングと、
テーパ状の弁頭部を有し、前記弁頭部を嵌まり込ませるようにして前記弁座に着座させて前記弁口を塞ぐ閉位置と前記弁座から最も離れるフルストローク位置との間で移動可能な弁体と、
閉位置に位置させるべく前記弁体を付勢する付勢部材と、を備え、
前記弁体は、前記弁頭部の外周面において周方向全周にわたって設けられるシール溝と、そのシール溝に外嵌させて設けられ且つ閉位置にて前記弁座に着座して前記弁座と前記弁頭部との間を密封するシール部材とを有し、
前記弁座は、テーパ状に形成され、互いに異なるテーパ角で形成される近位部分と遠位部分とを有し、
前記遠位部分は、前記弁体が閉位置に位置する際に前記弁頭部を着座させるべく前記近位部分より前記弁口から遠くに位置し、
前記近位部分は、そのテーパ角が前記遠位部分に比べて鈍角になるように形成されている、ガス用リリーフ弁。
【請求項４】
前記近位部分のテーパ角は、前記弁口に近づくにつれて大きくなるように連続的に変化している、請求項４に記載のガス用リリーフ弁。
【請求項５】
前記シール部材は、前記シール溝に嵌合して配置され、
前記シール溝は、開弁時において前記シール部材が押し込められるように二次側の側面の断面が凹となる曲面形状にて形成されている、請求項４又は５に記載のガス用リリーフ弁。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガス用リリーフ弁を示す断面図である。
【図２】図１のガス用リリーフ弁の開いた後における状態を示す断面図である。
【図３】図１のガス用リリーフ弁のフルストローク状態を示す断面図である。
【図４】図１に示す領域Ｘ１を拡大して示す拡大断面図である。
【図５】図２に示す領域Ｘ２を拡大して示す拡大断面図である。
【図６】図３に示す領域Ｘ３を拡大して示す拡大断面図である。
【図７】第２実施形態に係るガス用リリーフ弁の一部分を拡大して示す断面図であり、（ａ）閉弁状態のガス用リリーフ弁の拡大断面図であり、（ｂ）開弁状態のガス用リリーフ弁の断面図である。
【図８】第３及び第４実施形態に係るガス用リリーフ弁の一部分を拡大して示す拡大断面図であり、（ａ）第３実施形態に係るガス用リリーフ弁の断面図であり、（ｂ）第４実施形態に係るガス用リリーフ弁の断面図である。
【図９】第５実施形態に係るガス用リリーフ弁を示す断面図である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
以下、本発明に係る第１乃至第５実施形態のガス用リリーフ弁１，１Ａ〜１Ｄについて図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明するガス用リリーフ弁１，１Ａ〜１Ｄは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
即ち、ガス用リリーフ弁１は、ハウジング２と、弁体３と、コイルばね４とを備えており、ハウジング２は、主にハウジング本体１１と、蓋体１２とを有している。また、ハウジング本体１１には、大略有底円柱形状の弁室２１が形成されており、その開口部分は、そこに蓋体１２が挿入されて塞がれている。更に、ハウジング本体１１には、流入通路２３及び流出通路２４が形成されている。流入通路２３は、弁室２１の軸線Ｌ１に沿って延在しており、その一端が前述する流路に繋がり、他端が弁室２１の底面２１ａに弁口２２を介して弁室２１に開口している。また、流出通路２４は、その一端が弁室２１の周面にて開口し、他端が外部に繋がっている。なお、流出通路２４は、必ずしも弁室２１の周面にて開口している必要はなく、蓋体１２に形成されていてもよい。このように２つの通路２３、２４は、弁口２２を介して互いに接続され、流路を流れる作動ガスを外部に排出させることができる。他方、弁室２１には、弁口２２を塞いで作動ガスの排出を止めるべく、弁体３と、コイルばね４とが収容されている。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
付勢部材の一例であるコイルばね４は、いわゆる圧縮コイルバネであり、その一端が蓋体１２によって受けられ、且つ他端が弁体３の底面３ｂによって受けられている。それ故、弁体３は、コイルばね４によって蓋体１２から離すように弁口２２に向かう方向、即ち図１に示すような閉位置に向かって付勢されている。なお、コイルばね４は、それに代えて板ばね、弾性体、磁気ばね、空気ばね、及び静電力による押し付け機構等を用いることができる。このようにコイルばね４に付勢されている弁体３は、開口端の反対側、即ち先端側部分に弁頭部３ｃを有している。弁頭部３ｃは、テーパ形状、より詳しくは大略円錐台状に形成されており、その先端の外径が弁口２２の口径より小さく、且つ基端側の外径が弁口２２の口径より大きく形成されている。それ故、弁頭部３ｃは、その先端から中間部分までを弁口２２を介して流入通路２３に挿入することができる。また、弁頭部３ｃの挿入可能な部分である座部３ｄを着座させるべく、流入通路２３には弁座２５が形成されている。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
即ち、ガス用リリーフ弁１では、弁体３がリフトする（即ち、軸線方向一方にストロークする）と環状通路３０が徐々に広がっていくが、弁体３及び弁座２５がテーパ形状に形成されているので、リフト時における環状通路３０の流路面積の変化率が位置毎に異なる。より詳しくは、弁頭部３ｃの先端側に対して基端側の方がリフト量に対する流路面積の変化率が大きい。シール部材５と弁座２５との間の流路面積（以下、流路面積は、弁座２５の座面２５ａに対して直交する面で切断した断面の面積である。）は、シール部材５が先端から離れた位置に配置されているので、弁体３の先端と弁座２５との間の流路面積に比べてその変化率が大きい。それ故、弁体３が閉位置から開方向にストロークすると、やがてそれらの２つの流路面積が所定の切替りリフト量ＬＳにて逆転する。即ち、弁体３が切替りリフト量ＬＳ分ストロークして切替り位置に達すると、環状通路３０においてスロートが形成される位置、即ち形成位置がスロート３１からスロート３２に切り替わる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
このように構成されているガス用リリーフ弁１は以下のような作用効果を奏する。即ち、ガス用リリーフ弁１では、閉位置からフルストローク位置まで弁体３がストロークするまでの間において、シール部材５が弁口２２から脱することができる。弁口２２近くでは、環状通路３０から排出される作動ガスの圧力が十分に減圧されず、高くなっていることが考えられる。このような弁口２２をシール部材５が脱してそこから離れることによって、シール部材５が高圧の作動ガスに晒されることを抑制することができる。これにより、シール部材５が変形して損傷したり、またシール部材５がシール溝３ｅから離脱したりすることを抑制することができる。他方、弁頭部３ｃの先端とシール溝３ｅの距離ｓ、即ち弁頭部３ｃの先端とシール部材５との距離ｓは、フルリフト量ＬＦより小さく設定されているので、作動ガスを環状通路３０にて減圧して弁室２１に導くことができる。それ故、シール部材５が高圧に晒されることを抑制することができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
＜第２実施形態＞
第２実施形態のガス用リリーフ弁１Ａは、第１実施形態のガス用リリーフ弁１と構成が類似している。従って、第２実施形態のガス用リリーフ弁１Ａの構成については、第１実施形態のガス用リリーフ弁１と異なる点について主に説明し、同じ構成については同一の符号を付してその説明を省略する。なお、後述する第３乃至５実施形態のガス用リリーフ弁１Ｂ〜１Ｄについても同様である。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
第２実施形態のガス用リリーフ弁１Ａは、図７（ａ）に示すようにハウジング２と、弁体３Ａと、コイルばね４とを備えており、弁体３Ａが以下のように構成されている。即ち、弁体３Ａの弁頭部３ｃは、大略円錐形状に形成されており、その先端部分が弁座２５を超えて延在している。それ故、ガス用リリーフ弁１Ａでは、シール部材５と弁座２５との間を除いた環状通路３０の各位置において、最小流路面積となる位置は以下のようになる。即ち、弁座２５の遠位端（即ち、弁座２５において弁口２２から離れている側の開口端）２５ｂと弁頭部３ｃとの間が環状通路３０の最小流路面積となる（図７（ｂ）参照）。この間における流路面積の変化は、第１実施形態における弁体３の先端と弁座２５との間の流路面積の変化より緩やかである。それ故、ガス用リリーフ弁１Ａでは、その切替りリフト量ＬＳ２を第１実施形態の切替りリフト量ＬＳより小さくすることができる。これにより、開弁時においてシール部材５が大きな差圧に晒される時間を短くすることができ、シール部材５が変形して損傷したり、またシール部材５がシール溝３ｅから離脱したりすることを更に抑制することができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
＜第３実施形態＞
第３実施形態のガス用リリーフ弁１Ｂは、図８（ａ）に示すようにハウジング２Ｂと、弁体３と、コイルばね４とを備えており、ハウジング２Ｂの弁座２５Ｂが以下のように構成されている。即ち、弁座２５Ｂは、弁口２２から離れた遠位部分３５ａと、弁口２２近くに位置する近位部分３５ｂとを有している。遠位部分３５ａ及び近位部分３５ｂは、共にテーパ状に形成されており、各々のテーパ角θ１，θ２が異なっている。即ち、遠位部分３５ａのテーパ角θ１に比べて近位部分３５ｂのテーパ角θ２が鈍角となっている。それ故、弁座２５は、弁口２２に近づくにつれて径方向外側に広がっている。また、シール部材５は、遠位部分３５ａに着座するように配置されている。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
このように構成されているガス用リリーフ弁１Ｂでは、弁座２５の近位部分３５ｂのテーパ角θ２を遠位部分３５ａのテーパ角θ１より大きくすることによって、第１実施形態のガス用リリーフ弁１より小さいリフト量にて形成位置を切り替えることができる。これにより、シール部材５が変形して損傷したり、またシール部材５がシール溝３ｅから離脱したりすることを更に抑制することができる。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
その他、第３実施形態のガス用リリーフ弁１Ｂは、第１実施形態のガス用リリーフ弁１と同様の作用効果を奏する。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
＜第４実施形態＞
第４実施形態のガス用リリーフ弁１Ｃは、図８（ｂ）に示すようにハウジング２Ｃと、弁体３と、コイルばね４とを備えており、ハウジング２Ｃの弁座２５Ｃが以下のように構成されている。即ち、弁座２５Ｃは、弁口２２から離れた遠位部分３６ａと、弁口２２近くに位置する近位部分３６ｂとを有している。遠位部分３５ａ及び近位部分３５ｂは、共にテーパ状に形成されており、各々のテーパ角θ１，θ３が異なっている。即ち、遠位部分３５ａのテーパ角θ１に比べて近位部分３６ｂのテーパ角θ３が大きくなっている。また、近位部分３６ｂのテーパ角θ３は、連続的に変化しており、軸線方向一方、即ち弁口２２に近づくにつれて多くなっている。このような形状を有する近位部分３６ｂは、本実施形態においてＲ形状で形成されている。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
このように構成されている第４実施形態のガス用リリーフ弁１Ｃは、第３実施形態のガス用リリーフ弁１Ｂと同様の作用効果を奏する。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
＜第５実施形態＞
第５実施形態のガス用リリーフ弁１Ｄでは、図９に示すように流入通路２３Ｄが絞り３７を有している。絞り３７は、開弁時において絞り３７より下流側のガスの圧力を低減することができる。即ち、環状通路３０の圧力を抑制することができる。これにより、開弁直後においてシール部材５に作用する差圧を低減することができ、シール部材５が変形して損傷したり、またシール部材５がシール溝３ｅから離脱したりすることを抑制することができる。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
このように構成されている第５実施形態のガス用リリーフ弁１Ｄは、第１実施形態のガス用リリーフ弁１と同様の作用効果を奏する。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
＜その他の実施形態＞
第１乃至第５実施形態のガス用リリーフ弁１，１Ａ〜１Ｄは、高圧ガスタンクから作動ガスを排出する流路に設けられているが、必ずしもこのような流路に設けられている必要はない。即ち、低圧のガスが流れる流路に設けられてもよく、その用途は問わない。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
１，１Ａ〜１Ｄ  ガス用リリーフ弁
２，２Ｃ，２Ｃ  ハウジング
３，３Ａ  弁体
４  コイルばね
５  シール部材
２１  弁室
２１ａ  底面
２２  弁口
２３  流入通路
２４  流出通路
２５，２５Ｂ，２５Ｃ  弁座
３１  スロート
３２  スロート
３３  弁頭部
３３ｂ  先端部分
３４  環状狭路（スロート）
３５  弁座
３５ａ，３６ａ  遠位部分
３５ｂ，３６ｂ  近位部分
【手続補正３５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2020139576.tif 000015
【手続補正３６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2020139576.tif 000016
【手続補正３７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2020139576.tif 000017
【手続補正３８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月31日(2020.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入通路と流出通路とに繋がる弁口と、前記弁口に繋がるように流入通路に形成されるテーパ状の弁座とを有するハウジングと、
テーパ状の弁頭部を有し、前記弁頭部を嵌まり込ませるようにして前記弁座に着座させて前記弁口を塞ぐ閉位置と前記弁座から最も離れるフルストローク位置との間で移動可能な弁体と、
閉位置に位置させるべく前記弁体を付勢する付勢部材と、を備え、
前記弁体は、前記弁頭部の外周面において周方向全周にわたって設けられるシール溝と、そのシール溝に外嵌させて設けられ且つ閉位置にて前記弁座に着座して前記弁座と前記弁頭部との間を密封するシール部材とを有し、
前記シール部材は、前記シール溝に嵌合して配置され、
前記シール溝は、開弁時において前記シール部材が押し込められるように二次側の側面の断面が凹となる曲面形状にて形成されている、ガス用リリーフ弁。
【請求項２】
前記流入通路には、絞りが形成されている、請求項１に記載のガス用リリーフ弁。
【請求項３】
流入通路と流出通路とに繋がる弁口と、前記弁口に繋がるように流入通路に形成されるテーパ状の弁座とを有するハウジングと、
テーパ状の弁頭部を有し、前記弁頭部を嵌まり込ませるようにして前記弁座に着座させて前記弁口を塞ぐ閉位置と前記弁座から最も離れるフルストローク位置との間で移動可能な弁体と、
閉位置に位置させるべく前記弁体を付勢する付勢部材と、を備え、
前記弁体は、前記弁頭部の外周面において周方向全周にわたって設けられるシール溝と、そのシール溝に外嵌させて設けられ且つ閉位置にて前記弁座に着座して前記弁座と前記弁頭部との間を密封するシール部材とを有し、
前記弁座は、テーパ状に形成され、互いに異なるテーパ角で形成される近位部分と遠位部分とを有し、
前記遠位部分は、前記弁体が閉位置に位置する際に前記弁頭部を着座させるべく前記近位部分より前記弁口から遠くに位置し、
前記近位部分は、そのテーパ角が前記遠位部分に比べて鈍角になるように形成されている、ガス用リリーフ弁。
【請求項４】
前記近位部分のテーパ角は、前記弁口に近づくにつれて大きくなるように連続的に変化している、請求項３に記載のガス用リリーフ弁。
【請求項５】
前記シール部材は、前記シール溝に嵌合して配置され、
前記シール溝は、開弁時において前記シール部材が押し込められるように二次側の側面の断面が凹となる曲面形状にて形成されている、請求項３又は４に記載のガス用リリーフ弁。