(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力流体が供給される一次側ポートと、圧力流体を排出する二次側ポートとを有する減圧弁本体と、
前記減圧弁本体内に変位自在に設けられ、第１着座部から着座し、または前記第１着座部に着座することにより前記一次側ポートと二次側ポートとの連通路を開閉する弁体と、
前記減圧弁本体内に形成されたダイヤフラム室に設けられ、前記一次側ポートから供給される圧力流体の作用下に前記弁体を変位させるダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムに設けられ、二次側の余分な圧力流体をリリーフポートを介して外部に排出するリリーフ弁機構と、
を備え、前記リリーフ弁機構は、有底円筒体状に形成されたリリーフ弁シートと、前記リリーフ弁シートの内壁面に形成される第２着座部と、前記第２着座部に着座し、または該第２着座部から離間することによりリリーフ通路を開閉する球体と、前記第２着座部から離間する方向に前記球体を付勢するばね部材とを有することを特徴とする減圧弁。
【請求項２】
請求項１記載の減圧弁において、
リリーフ弁シートには、球体の抜け止め機能を営む複数のフック部が形成されることを特徴とする減圧弁。
【請求項３】
請求項１または２記載の減圧弁において、
リリーフ弁シートには、弾性力を有する爪片が形成されることを特徴とする減圧弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一次側から供給される圧力流体を所定の圧力に調圧して二次側に導出することが可能な減圧弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、圧力流体供給源等から供給される一次側圧力を所定の圧力に調圧して二次側に設けられた流体圧機器に導出する減圧弁が知られている。
【０００３】
ここで、従来技術に係る減圧弁を図５に示す。この減圧弁１は、リリーフタイプからなり、本体部２およびボンネット３から基本的に構成されている。前記本体部２およびボンネット３内に形成された空間部４にはダイヤフラム５が張設され、前記ダイヤフラム５の中央部にはリリーフ弁機構６が設けられる。
【０００４】
このリリーフ弁機構６は、ダイヤフラム５の底面部に設けられ、ステム７の一端部によってシールされるリリーフ通路８が形成されたリリーフ弁シート９を有する。前記リリーフ通路８は、実質的に貫通孔によって形成され、通常の場合、断面曲線状に形成されたステム７の一端部が前記貫通孔の開口に着座して該貫通孔を閉塞することによりシールされている。
【０００５】
また、ダイヤフラム５の上面部には、前記リリーフ弁シート９との間で該ダイヤフラム５を保持するダイヤフラム受部材１０と、前記リリーフ弁シート９とダイヤフラム受部材１０とを連結するナット部材１１とが設けられる。
【０００６】
前記リリーフ弁機構６の概略動作を説明すると、二次側圧力が設定圧力よりも上昇した場合、ダイヤフラム５が上昇し、リリーフ弁シート９がステム７の一端部から離間する。従って、設定圧力よりも上昇した二次側の圧力流体は、前記リリーフ弁シート９のリリーフ通路８を通過した後、ボンネット３に形成されたリリーフポート１２から大気中に排気されて二次側圧力が設定圧力に保持される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術に係る減圧弁のリリーフ弁機構では、ステムの寸法精度や製品の組み付け精度によってリリーフ弁シートとステムとの間に傾きあるいは芯ずれ等が発生するおそれがある。この場合、前記リリーフ通路のシール性が低下し、該リリーフ通路である貫通孔を完全に閉塞することができず、二次側の圧力流体の一部が前記貫通孔を介して漏出してしまうという不都合がある。
【０００８】
本発明は、前記の不都合を克服するためになされたものであり、簡素な構成でリリーフ弁機構のシール性を向上させることが可能な減圧弁を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、圧力流体が供給される一次側ポートと、圧力流体を排出する二次側ポートとを有する減圧弁本体と、
前記減圧弁本体内に変位自在に設けられ、第１着座部から着座し、または前記第１着座部に着座することにより前記一次側ポートと二次側ポートとの連通路を開閉する弁体と、
前記減圧弁本体内に形成されたダイヤフラム室に設けられ、前記一次側ポートから供給される圧力流体の作用下に前記弁体を変位させるダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムに設けられ、二次側の余分な圧力流体をリリーフポートを介して外部に排出するリリーフ弁機構と、
を備え、前記リリーフ弁機構は、有底円筒体状に形成されたリリーフ弁シートと、前記リリーフ弁シートの内壁面に形成される第２着座部と、前記第２着座部に着座し、または該第２着座部から離間することによりリリーフ通路を開閉する球体と、前記第２着座部から離間する方向に前記球体を付勢するばね部材とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、有底円筒体状に形成されたリリーフ弁シートの内壁面に第２着座部を形成し、この第２着座部に着座し、またはばね部材の付勢により該第２着座部から離間する球体によってリリーフ通路を開閉している。
【００１１】
その際、ステムの寸法精度や製品の組み付け精度に起因してリリーフ弁シートとステムとの間に傾きあるいは芯ずれ等が発生した場合であっても、前記傾きあるいは芯ずれ等に影響されることがなく第２着座部に着座する球体によってリリーフ通路を閉塞することができる。この結果、リリーフ通路のシール性を向上させることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る減圧弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１３】
図１において参照数字２０は、本発明の実施の形態に係る減圧弁を示す。
【００１４】
この減圧弁２０は、一次側ポート２２と二次側ポート２４とを連通させる流体通路２６が形成された本体部２８と、前記本体部２８の上部に嵌合されるボンネット３０と、前記ボンネット３０の上部に回動自在に軸支されたハンドル３２とを有する。前記本体部２８の底面部には、シール部材３４を介してバルブガイド３６が気密に嵌合される。なお、本体部２８およびボンネット３０は、減圧弁本体として機能するものである。
【００１５】
本体部２８の内部には、弁ばね３８の弾発力に抗して着座部（第１着座部）４０から離間することにより弁開状態となり、一次側ポート２２と二次側ポート２４とを連通させる弁体４２が配設され、前記弁体４２にはステム４４の一端部が連結される。前記弁体４２が着座部４０と接触する部位には、緩衝機能を有する弾性体４６が環状溝内に装着されている。なお、前記ステム４４は円柱状を呈し、その他端部には、後述するボール（球体）４８の球面に対応する凹部５０（図３参照）が形成されている。
【００１６】
また、前記本体部２８とボンネット３０との間にはダイヤフラム５２が張設され、前記ダイヤフラム５２と本体部２８の凹部とによってダイヤフラム室５４が形成される。前記ダイヤフラム室５４は、通路５６を介して二次側ポート２４と連通するように形成される。
【００１７】
ダイヤフラム５２の上面側および底面側には、それぞれ該ダイヤフラム５２を保持する第１ダイヤフラム押さえ部材５８および第２ダイヤフラム押さえ部材６０が設けられる。ダイヤフラム５２の底面側を保持する第１ダイヤフラム押さえ部材５８には、ダイヤフラム５２の中心孔に嵌着されて上方に向かって突出する円筒部６２と前記円筒部６２の下端部から拡径しダイヤフラム５２の底面部に係合するフランジ部６４とが一体的に形成される。一方、ダイヤフラム５２の上面側を保持する第２ダイヤフラム押さえ部材６０の中心部には孔部が形成され、前記孔部を介して前記第１ダイヤフラム押さえ部材５８の円筒部６２を嵌挿することにより、第１ダイヤフラム押さえ部材５８と第２ダイヤフラム押さえ部材６０とが連結される。
【００１８】
前記第１ダイヤフラム押さえ部材５８の円筒部６２の孔部６６には、リリーフ弁機構６８が装着される。
【００１９】
このリリーフ弁機構６８は、図３、図４Ａ並びに図４Ｂに示されるように、前記第１ダイヤフラム押さえ部材５８の円筒部６２の内壁面に形成された環状凸部７０に係合する一組の爪片７２ａ、７２ｂを有し、前記第１ダイヤフラム押さえ部材５８の孔部６６内に係止されるリリーフ弁シート７４と、前記リリーフ弁シート７４の孔部内に配設されるばね部材７６と、前記ばね部材７６の弾発力の作用下にリリーフ弁シート７４の軸線方向に沿って変位自在に設けられたボール４８とから構成される。なお、前記リリーフ弁シート７４の孔部は、実質的に圧力流体を排出するリリーフ通路７８として機能するものであり、また前記一組の爪片７２ａ、７２ｂは、押圧されたときに原形状に復帰する弾性力を有する。
【００２０】
有底円筒体からなるリリーフ弁シート７４の上面部には、前記リリーフ通路７８に連通する小孔８０が形成される。また、前記リリーフ弁シート７４の内壁面には、ボール４８の球面に対応する形状を有する着座部（第２着座部）８２が形成され、前記着座部８２にボール４８が着座することにより前記リリーフ通路７８が閉塞される。さらに、前記リリーフ弁シート７４の下部側には、前記ボール４８の抜け止め機能を営む複数のフック部８４が有底円筒体と一体的に形成されている。複数のフック部８４は、スリット８６を介して分割して形成されるとともに、ボール４８が軸線方向に沿って所定間隔だけ変位可能なようにボール４８の直径よりも所定長だけ下方側に延在して形成される。なお、リリーフ弁シート７４を第１ダイヤフラム押さえ部材５８と一体的に形成してもよい。
【００２１】
ボンネット３０の内部には、一端部が第２ダイヤフラム押さえ部材６０の上面部に係着され、他端部が調圧ナット８８に係着された調圧ばね９０が配設され、前記調圧ばね９０は、その弾発力の作用下にダイヤフラム５２を下方側に向かって押圧する機能を営む。前記調圧ナット８８はハンドル３２の中心部に固定された調圧ねじ９２に螺合され、前記ハンドル３２と調圧ねじ９２とを一体的に所定方向に回動させることにより、前記調圧ナット８８を調圧ねじ９２の軸線方向に沿って変位させることができる。
【００２２】
なお、ボンネット３０の上面部とハンドル３２との間には、圧力流体を外部に排出するリリーフポート９４が形成されている。
【００２３】
本発明の実施の形態に係る減圧弁２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００２４】
まず、一次側ポート２２に図示しない圧力流体供給源を接続し、二次側ポート２４に図示しない所望の流体圧機器（例えば、シリンダ）を予め接続しておく。
【００２５】
また、ハンドル３２を所定方向に螺回して流体圧機器に供給する二次側の設定圧力を予め設定しておく。すなわち、図１に示す状態において、ハンドル３２の回動作用下に調圧ねじ９２の軸線方向に沿って調圧ばね９０を変位させ、調圧ナット８８によって圧縮された調圧ばね９０を介してダイヤフラム５２を下方側に向かって押圧することにより、ステム４４および弁体４２が一体的に下降する。従って、弁体４２が下方側に変位して着座部４０から所定間隔だけ離間するに至り、一次側ポート２２と二次側ポート２４とが連通した状態となる（図２参照）。
【００２６】
一次側圧力に対して二次側圧力が低い時、図示しない圧力流体供給源の付勢作用下に一次側ポート２２から導入された圧力流体は、流体通路２６に沿って流通し、二次側ポート２４を介して流体圧機器に供給される。この場合、一次側ポート２２から供給された圧力流体の一部は、通路５６を介してダイヤフラム室５４に導入され、ダイヤフラム５２を上方に向かって押圧する力を発生させる。
【００２７】
従って、一次側ポート２２から供給された圧力流体によって発生するダイヤフラム５２を上方に向かって押圧する力と調圧ばね９０の弾発力とが対抗することにより、二次側ポート２４を介して流体圧機器に導入される二次側圧力が調圧される。
【００２８】
なお、二次側圧力が設定圧力に到達するまでの間、リリーフ弁シート７４のリリーフ通路７８は、図４Ａに示されるように、ボール４８によって閉成された状態にある。すなわち、弁ばね３８の弾発力の作用下にステム４４を上方に向かって押圧する力が該ステム４４に付与され、ボール４８は、前記ステム４４の押圧作用下にばね部材７６の弾発力に抗してリリーフ弁シート７４の着座部８２に着座した状態にある。従って、ステム４４の押圧作用下にボール４８がリリーフ弁シート７４の着座部８２に押圧されているため、前記ボール４８によってリリーフ通路７８が気密に閉塞された状態にある。この結果、リリーフ通路７８は、確実にシールされている。
【００２９】
このように、二次側圧力が設定圧力よりも低い間は、流体圧機器に対して圧力流体の流入が継続され、一次側圧力と二次側圧力との差が小さくなるにつれて、調圧ばね９０の弾発力に抗してダイヤフラム５２が徐々に上昇し、前記ダイヤフラム５２と一体的にステム４４および弁体４２が上昇することにより、前記弁体４２が着座部４０に着座して設定圧力に到達する。このようにして、所望の設定圧力に調圧された圧力流体が図示しない流体圧機器に供給される。
【００３０】
ところで、二次側圧力が設定圧力よりも上昇した場合、前記設定圧力よりも上昇した二次側の圧力流体は通路５６を介してダイヤフラム室５４に導入され、前記二次側の圧力流体の作用下にダイヤフラム５２が上昇する。従って、ダイヤフラム５２が上昇することによりリリーフ弁シート７４のボール４８からステム４４の一端部が離間し、ばね部材７６の弾発力およびボール４８の自重によって該ボール４８が着座部８２から離間して下方側に変位する（図４Ｂ参照）。この場合、ボール４８は、リリーフ弁シート７４のフック部８４によって係止されることにより、前記リリーフ弁シート７４からボール４８の抜脱が阻止される。なお、この場合、ステム４４は、図１に示されるように着座部４０に着座した状態にあるため、上方への変位が規制されている。
【００３１】
従って、リリーフ弁シート７４の着座部８２からボール４８が離間することによりリリーフ通路７８が開成され、設定圧力よりも上昇した二次側の圧力流体は、前記リリーフ弁シート７４のリリーフ通路７８を通過し、さらに、ボンネット３０に形成されたリリーフポート９４から大気中に排気される。
【００３２】
このように、設定圧力よりも上昇した二次側の圧力流体がリリーフ弁機構６８を介してリリーフポート９４から大気中に円滑に排出されることにより、二次側圧力が設定圧力に保持される。
【００３３】
以上のように、本実施の形態では、リリーフ弁シート７４の形状を略有底円筒体に形成し、前記略有底円筒体内に形成されたリリーフ通路７８を、該リリーフ弁シート７４の着座部８２に着座し、または着座部８２から離間するボール４８によって開閉している。従って、本実施の形態では、従来技術と異なって、リリーフ弁シート７４とステム４４との間にボール４８を介在させることにより、ステム４４の寸法精度や製品の組み付け精度に起因してリリーフ弁シート７４とステム４４との間に傾きあるいは芯ずれ等が発生した場合であっても、前記傾きあるいは芯ずれ等に影響されることがなく着座部８２に着座するボール４８によってリリーフ通路７８が閉塞される。この結果、リリーフ通路７８のシール性を向上させることが可能となる。このため、二次側に接続された流体圧機器に対して安定した圧力流体を供給することができる。
【００３４】
また、本実施の形態では、ボール４８という簡素な部材を用いてリリーフ通路７８のシール性を向上させているため、製造コストの低減化を達成することが可能となる。
【００３５】
さらに、本実施の形態では、従来技術と異なり、ステム４４の組み付け精度並びに寸法精度が不要となるため、該ステム４４を廉価に製造することにより、装置全体のコストダウンを図ることができる。
【００３６】
さらにまた、本実施の形態では、リリーフ弁シート７４に形成された弾性力を有する爪片７２ａ、７２ｂを介して第１ダイヤフラム押さえ部材５８の孔部６６に簡便に装着することができる。従って、組み付け作業が簡便となる利点がある。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００３８】
すなわち、従来技術と異なり、ステムの寸法精度や製品の組み付け精度によってリリーフ弁シートとステムとの間に傾きあるいは芯ずれが発生した場合であっても、リリーフ弁シートとステムとの間に介在された球体が該リリーフ弁シートの第２着座部に着座するように構成されている。
【００３９】
従って、前記球体によってリリーフ通路が気密に閉塞されることにより該リリーフ通路のシール性を向上させることができる。このため、二次側に接続された流体圧機器に対して安定した圧力流体を供給することができる。
【００４０】
また、球体という簡素な部材を用いてリリーフ通路のシール性を向上させているため、製造コストの低減化を達成することが可能となる。
【００４１】
さらに、従来技術と異なり、ステムの組み付け精度並びに寸法精度が不要となるため、該ステムを廉価に製造することにより、装置全体のコストダウンを図ることができる。
【００４２】
さらにまた、リリーフ弁シートに形成された弾性力を有する爪片を介して容易に組み付けることができる。従って、組み付け作業が簡便となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る減圧弁の縦断面図である。
【図２】  図１の減圧弁において、弁体を下方側に変位させた状態を示す動作説明図である。
【図３】   図１の減圧弁を構成するリリーフ弁機構の分解斜視図である。
【図４】   図４Ａは、リリーフ弁機構を構成するリリーフ弁シートのリリーフ通路が閉成した状態を示す縦断面図、図４Ｂは、前記リリーフ通路が開成した状態を示す断面図である。
【図５】  従来技術に係る減圧弁の縦断面図である。
【図１】
0003704223.tif 000002
【図２】
0003704223.tif 000003
【図３】
0003704223.tif 000004
【図４】
0003704223.tif 000005
【図５】
0003704223.tif 000006