(57)【要約】【課題】汎用性を備え、かつ、実際に使用する際の使用条件に適した整圧特性を得ることのできる整圧装置の提供。【解決手段】弁開口部４を介して互いに連通する一次側通路２と二次側通路３を有し、かつ、二次側通路３に連通するダイヤフラム室６を形成するダイヤフラム機構５を内装する装置本体１と、弁開口部４に対し遠近方向に移動して弁開口部４の開度を制御する弁体１６と、弁体１６とダイヤフラム機構５を連動連結するリンク機構１７とを備え、弁体１６が、ダイヤフラム室６の圧力変動に起因するダイヤフラム機構５の移動に伴って、リンク機構１７を介して移動して弁開口部４の開度を制御する整圧装置で、リンク機構１７のリンク比が、変更設定可能に構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁開口部を介して互いに連通する一次側通路と二次側通路を有し、かつ、当該二次側通路に連通するダイヤフラム室を形成するダイヤフラム機構を内装する装置本体と、前記弁開口部に対し遠近方向に移動して当該弁開口部の開度を制御する弁体と、当該弁体と前記ダイヤフラム機構を連動連結するリンク機構とを備え、前記弁体が、前記ダイヤフラム室の圧力変動に起因する前記ダイヤフラム機構の移動に伴って、前記リンク機構を介して移動して前記弁開口部の開度を制御する整圧装置であって、
前記リンク機構のリンク比が、変更設定可能に構成されている整圧装置。
【請求項２】
前記リンク機構が、前記ダイヤフラム機構に連動連結のラックと、当該ラックに咬合するピニオンと、前記弁体に連動連結の弁側リンク部材とを備え、当該弁側リンク部材と前記ピニオンとのいずれか一方にピンを挿入して固定する複数個のピン挿入用孔が、前記ピニオンの回転中心から距離あるいは回転位相を異ならせて設けられ、他方に前記ピンが挿入された状態で当該ピンの摺動を許容する複数個のピン摺動用長孔が、前記複数個のピン挿入用孔に対応して設けられ、当該複数個のピン挿入用孔のいずれかを選択して前記ピンを挿入固定することにより、前記リンク機構のリンク比が変更設定される請求項１に記載の整圧装置。
【請求項３】
前記リンク機構が、前記ダイヤフラム機構に連動連結のダイヤフラム側リンク部材と、前記弁体に連動連結の弁側リンク部材と、当該弁側リンク部材と前記ダイヤフラム側リンク部材を連動連結して枢支軸周りに回動する中間リンク部材とを備え、当該中間リンク部材の前記枢支軸の位置を変えることにより、前記リンク機構のリンク比が変更設定される請求項１に記載の整圧装置。
【請求項４】
前記枢支軸を保持する枢支軸保持部材が、前記装置本体を貫通して装置本体の外側にまで延出され、前記装置本体の外側から前記枢支軸保持部材を操作して前記枢支軸の位置を変える請求項３に記載の整圧装置。
【請求項５】
前記ダイヤフラム機構の移動方向と前記弁体の移動方向が、互いに直交する方向である請求項１〜４のいずれか１項に記載の整圧装置。
【請求項６】
前記ダイヤフラム機構の移動方向と前記弁体の移動方向が、互いに平行な方向である請求項１、３、４のいずれか１項に記載の整圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁開口部を介して互いに連通する一次側通路と二次側通路を有し、かつ、当該二次側通路に連通するダイヤフラム室を形成するダイヤフラム機構を内装する装置本体と、前記弁開口部に対し遠近方向に移動して当該弁開口部の開度を制御する弁体と、当該弁体と前記ダイヤフラム機構を連動連結するリンク機構とを備え、前記弁体が、前記ダイヤフラム室の圧力変動に起因する前記ダイヤフラム機構の移動に伴って、前記リンク機構を介して移動して前記弁開口部の開度を制御する整圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような整圧装置は、通常、弁開口部を介して互いに連通する一次側通路と二次側通路、ダイヤフラム室を形成するダイヤフラム機構、ダイヤフラム機構の移動に伴って連動し、弁開口部に対し遠近方向に移動して弁開口部の開度を制御する弁体などを備え、弁体により弁開口部の開度を制御することによって、二次側通路内の圧力（二次側圧力）を所定の設定圧に整圧できるように構成され、弁体とダイヤフラム機構とをリンク機構により連動連結した構成のものも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２５０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献に記載の整圧装置によれば、ダイヤフラム室の圧力変動に起因するダイヤフラム機構の移動量（変位量）が、リンク機構を介して弁体に伝達されて弁体が移動し、ダイヤフラム機構の変位量に見合った量だけ移動（変位）して弁開口部の開度を制御することになる。
その場合、例えば、「弁の変位量／ダイヤフラム機構の変位量」が大きければ、二次側圧力の僅かな変動でも、弁開口部が急速に大きく開いたり、あるいは、急速に閉じることになって、いわゆる、ハンチングが発生するなど、整圧特性（流量に対する二次側圧力の変動特性）に大きな影響を与えることになる。
その際、例えば、僅かな二次側圧力の低下に対して、弁開口部が過敏に大きく開く場合には、二次側圧力の過度の上昇を招来するという不都合が生じる。
【０００５】
このように、「弁の変位量／ダイヤフラム機構の変位量」、言い換えると、弁体とダイヤフラム機構とを連動連結するリンク機構のリンク比は、整圧装置の整圧特性と密接な関係にあるが、上記特許文献に記載の整圧装置では、そのリンク比が固定されているため、例えば、整圧装置に要求される流量範囲が特定される実際の現場において所望の整圧特性を得たい場合でも、その現場に好適な整圧特性を備えた整圧装置となっている場合は少なく、実際の実施に際して汎用性に乏しく、また、その使用する流量域や整圧域などの使用条件に適した整圧特性を備えた整圧装置を得ることが困難となる欠点があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、汎用性を備え、かつ、実際に使用する際の使用条件に適した整圧特性を得ることのできる整圧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明による整圧装置は、弁開口部を介して互いに連通する一次側通路と二次側通路を有し、かつ、当該二次側通路に連通するダイヤフラム室を形成するダイヤフラム機構を内装する装置本体と、前記弁開口部に対し遠近方向に移動して当該弁開口部の開度を制御する弁体と、当該弁体と前記ダイヤフラム機構を連動連結するリンク機構とを備え、前記弁体が、前記ダイヤフラム室の圧力変動に起因する前記ダイヤフラム機構の移動に伴って、前記リンク機構を介して移動して前記弁開口部の開度を制御する整圧装置であって、
その特徴構成は、前記リンク機構のリンク比が、変更設定可能に構成されている点にある。
【０００８】
上記特徴構成によれば、弁体とダイヤフラム機構を連動連結するリンク機構のリンク比が、変更設定可能に構成されているので、リンク比を変更設定することにより、上述したような「弁の変位量／ダイヤフラム機構の変位量」を自由に設定することができる。
したがって、流量域や整圧域などが異なる各種流体の整圧に対応可能な汎用性を備えるとともに、実際の使用に際しては、使用する流量域や整圧域などに適した整圧特性に設定して、所望通りの整圧効果を得ることができる。
【０００９】
本発明による整圧装置の更なる特徴構成は、前記リンク機構が、前記ダイヤフラム機構に連動連結のラックと、当該ラックに咬合するピニオンと、前記弁体に連動連結の弁側リンク部材とを備え、当該弁側リンク部材と前記ピニオンとのいずれか一方にピンを挿入して固定する複数個のピン挿入用孔が、前記ピニオンの回転中心から距離あるいは回転位相を異ならせて設けられ、他方に前記ピンが挿入された状態で当該ピンの摺動を許容する複数個のピン摺動用長孔が、前記複数個のピン挿入用孔に対応して設けられ、当該複数個のピン挿入用孔のいずれかを選択して前記ピンを挿入固定することにより、前記リンク機構のリンク比が変更設定される点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、弁側リンク部材とピニオンとのいずれか一方に設けられた複数個のピン挿入用孔を適宜選択し、その選択したピン挿入用孔にピンを挿入固定するとともに、他方に設けられた複数個のピン摺動用長孔のうち、対応するピン摺動用長孔に当該ピンを挿入することによって、ラック、ピニオン、および、弁側リンク部材などにより構成されるリンク機構のリンク比を自由に変更設定することができる。
【００１１】
本発明による整圧装置の更なる特徴構成は、前記リンク機構が、前記ダイヤフラム機構に連動連結のダイヤフラム側リンク部材と、前記弁体に連動連結の弁側リンク部材と、当該弁側リンク部材と前記ダイヤフラム側リンク部材を連動連結して枢支軸周りに回動する中間リンク部材とを備え、当該中間リンク部材の前記枢支軸の位置を変えることにより、前記リンク機構のリンク比が変更設定される点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、弁側リンク部材とダイヤフラム側リンク部材を連動連結して回動する中間リンク部材の枢支軸の位置を変えることによって、ダイヤフラム側リンク部材、弁側リンク部材、および、中間リンク部材などにより構成されるリンク機構のリンク比を自由に変更設定することができる。
【００１３】
本発明による整圧装置の更なる特徴構成は、前記枢支軸を保持する枢支軸保持部材が、前記装置本体を貫通して装置本体の外側にまで延出され、前記装置本体の外側から前記枢支軸保持部材を操作して前記枢支軸の位置を変える点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、装置本体の外側から枢支軸保持部材を操作して、上述した中間リンク部材の枢支軸の位置を変えることができ、リンク機構のリンク比の変更設定を装置本体の外側から容易に行うことができる。
【００１５】
本発明による整圧装置の更なる特徴構成は、前記ダイヤフラム機構の移動方向と前記弁体の移動方向が、互いに直交する方向である点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、一次側通路と二次側通路が上下方向に配設された整圧装置を構成するのに適し、例えば、当該整圧装置を上下方向（鉛直方向）に配設された導管に容易に接続することができる。
【００１７】
本発明による整圧装置の更なる特徴構成は、前記ダイヤフラム機構の移動方向と前記弁体の移動方向が、互いに平行な方向である点にある。
【００１８】
上記特徴構成によれば、一次側通路と二次側通路が横方向に配設された整圧装置を構成するのに適し、例えば、当該整圧装置を横方向（水平方向）に配設された導管に容易に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】整圧装置の概略構成を示す縦断正面図
【図２】整圧装置の要部の詳細を示す正面図
【図３】別実施形態による整圧装置の要部の詳細を示す正面図
【図４】別実施形態による整圧装置の要部の詳細を示す正面図
【図５】整圧装置の性能特性を説明するための要部の詳細図と図表
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明による整圧装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の整圧装置は、例えば、都市ガス用の導管に装着されて、上流側の高圧ガスを減圧して下流側に供給するためのもので、図１に示すように、装置本体１が、上下方向に配設された上流側の導管（図示せず）に接続される一次側通路２と、同じく上下方向に配設された下流側の導管（図示せず）に接続される二次側通路３を有し、一次側通路２と二次側通路３が、横方向に向けて開口する弁開口部としての円形の弁ポート４を介して互いに連通されている。
装置本体１には、ダイヤフラム機構５が、一次側通路２と二次側通路３の横側方に位置する状態で内装され、下方に位置するダイヤフラム室としての下室６と上方に位置する上室７とを区画形成している。
【００２１】
ダイヤフラム室としての下室６は、複数個の連通孔８を介して二次側通路３に連通され、上室７は、大気開口部９によって大気圧に維持され、当該上室７には、ダイヤフラム機構５を下方に押し下げるための圧縮スプリング１０が内装されている。
ダイヤフラム機構５には、図２に詳しく示すように、ラック１１が連設され、当該ラック１１が、その長手方向に沿って上下に移動するように設けられ、ラック１１に咬合するピニオン１２が、当該ピニオン１２の回転中心としての回転軸１３を介して下室６内に位置する状態で装置本体１に保持されている。
ピニオン１２には、弁体１６に連設の弁側リンク部材１４がピン１５により連動連結され、当該弁側リンク部材１４、ラック１１、および、ピニオン１２などによりリンク機構１７が構成されている。
【００２２】
リンク機構１７は、上下方向に移動するダイヤフラム機構５（ラック１１）と横方向に移動する弁体１６（弁側リンク部材１４）を連動連結し、当該弁体１６が、下室６の圧力変動に伴って、ダイヤフラム機構５およびリンク機構１７を介して横方向に移動し、つまり、弁ポート４に対し遠近方向に移動して、弁ポート４の開度を二次側通路３側から制御するように構成されている。
当該リンク機構１７を構成するピニオン１２には、ピン１５を挿入して固定する複数個（この実施形態では４個）のピン挿入用孔１２ａ、１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｃが、ピニオン１２の回転中心である回転軸１３から距離あるいは回転位相を異ならせて設けられ、弁側リンク部材１４には、ピン１５が挿入された状態でピン１５の摺動を許容する複数個（この実施形態では３個）のピン摺動用長孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃが、各ピン挿入用孔１２ａ、１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｃに対応して設けられている。つまり、ピン摺動用長孔１４ａがピン挿入用孔１２ａに、ピン摺動用長孔１４ｂがピン挿入用孔１２ｂ１、１２ｂ２に、ピン摺動用長孔１４ｃがピン挿入用孔１２ｃに対応して設けられている。
【００２３】
そして、複数個のピン挿入用孔１２ａ、１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｃのいずれかを選択してピン１５を挿入固定するとともに、対応するピン摺動用長孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃにピン１５を挿入することにより、回転軸１３とピン１５との距離あるいは回転位相が変更され、リンク機構１７のリンク比が変更設定されるように構成されている。ここで、ピン挿入用孔１２ａ、１２ｂ１、１２ｃは、回転軸１３とピン１５との距離を変えるものであり、ピン挿入用孔１２ａ、１２ｂ２は、ピン１５の回転位相を変えるものである。
なお、ピニオン１２に設けるピン挿入用孔１２ａ、１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｃの個数、および、弁側リンク部材１４に設けるピン摺動用長孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃの個数は、特に前者を４個、後者を３個に限るものではなく、２個以上の任意の個数を選択して設定することができる。
【００２４】
このリンク機構１７のリンク比の変更設定による作用に関し、ピニオン１２の拡大図を示す図５の（ａ）、（ｂ）、および、横軸が二次側通路を通流するガスの量（Ｑ）を示し、縦軸が二次側圧力（Ｐ２）を示す図５の（ｃ）の図表を参照して説明する。
図５の（ｃ）に示す４種の特性曲線「Ａ」、「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｃ」とリンク機構１７のリンク比（選択するピン挿入用孔１２ａ、１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｃ）との関係は、ピン挿入用孔１２ａの特性曲線が「Ａ」に、ピン挿入用孔１２ｂ１が「Ｂ１」に、ピン挿入用孔１２ｂ２が「Ｂ２」に、ピン挿入用孔１２ｃが「Ｃ」に対応する。したがって、図５の（ｃ）において、各特性曲線「Ａ」、「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｃ」の後に対応するピン挿入用孔の符号を付してある。
ここで、図５の（ａ）（図２と同じ）に示すピン挿入用孔１２ａ、１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｃの位置は、弁開口部４が全閉状態にある場合の位置であり、この全閉状態は、ダイヤフラム機構５を押圧する圧縮スプリング１０の押圧力、ピニオン１２に対するラック１１の咬合位置の調整などにより調整される。更に、図５の（ｂ）には、各ピン挿入用孔１２ａ、１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｃの移動後の全開状態の位置が実線で示してある（破線は全閉状態の位置）。
【００２５】
そして、基本的に、ピン挿入用孔１２ａを選択したと同等な整圧装置が得られている場合、弁開口部４の開口量を小さくする方向となるピン挿入用孔１２ｂ１を選択すると、特性曲線「Ｂ１」に示すように、大流量側の二次側圧力（Ｐ２）が下降する側に、整圧装置の挙動を変更することができる。
弁開口部４の開口量を更に小さくする方向となるピン挿入用孔１２ｃを選択すると、特性曲線「Ｃ」に示すように、大流量側の二次側圧力（Ｐ２）がより早く下降する側に、整圧装置の挙動を変更することができる。
一方、弁開口部４の開口量を大きくする方向となるピン挿入用孔１２ｂ２を選択すると、特性曲線「Ｂ２」に示すように、大流量側の二次側圧力（Ｐ２）の低下を抑制する側に、整圧装置の挙動を変更することができる。
【００２６】
〔別実施形態〕
つぎに、別実施形態について説明するが、先の実施形態において説明した構成部品や同じ作用を有する構成部品については、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として先の実施形態と異なる構成について説明する。
【００２７】
（１）先の実施形態では、ラック１１、ピニオン１２、および、弁側リンク部材１４などによりリンク機構１７を構成した例を示したが、図３に示すように、ダイヤフラム機構５に連設のダイヤフラム側リンク部材１８、ダイヤフラム側リンク部材１８に連動連結のＬ字形の中間リンク部材１９、および、弁体１６に連設の弁側リンク部材２０などによりリンク機構１７を構成することもできる。
この別実施形態では、Ｌ字形の中間リンク部材１９において、そのＬ字の長いリンク部分と短いリンク部分との交差部分近くが、枢支軸２１により回動自在に枢支され、短い方のリンク部分に設けられたピン摺動用長孔１９ａに弁側リンク部材２０から突設のピン２０ａが挿入されて、中間リンク部材１９と弁側リンク部材２０が連動連結されている。
【００２８】
中間リンク部材１９を枢支する枢支軸２１は、装置本体１に対して摺動自在に貫通された枢支軸保持部材２２の一端部に取り付けられ、当該枢支軸保持部材２２の他端部には、雄ねじ２２ａが設けられて、装置本体１の外側にまで延出されている。
装置本体１の外側に延出された枢支軸保持部材２２の他端部、つまり、雄ネジ２２ａには、装置本体１の外側に位置するリンク比調整用のナット２３が螺合され、当該ナット２３が、装置本体１から突設されてナット２３に接当するナット移動阻止部材２４によって枢支軸保持部材２２の軸心方向への移動が阻止され、装置本体１に対する枢支軸保持部材２２の貫通箇所には、気密保持用のＯリング２５が配設されている。
この別実施形態によれば、装置本体１の外側からナット２３を回転操作することにより、枢支軸保持部材２２に取り付けられた枢支軸２１が上下方向に位置変更され、それに伴って、枢支軸２１とピン２０ａとの距離が変更され、リンク機構１７のリンク比が変更設定される。
【００２９】
（２）更に、図４に示すように、ダイヤフラム機構５に連設のダイヤフラム側リンク部材１８、ダイヤフラム側リンク部材１８に連動連結の直線状の中間リンク部材２６、および、弁体１６に連設の弁側リンク部材２０などによりリンク機構１７を構成して、上下方向に移動するダイヤフラム機構５（ダイヤフラム側リンク部材１８）と同じく上下方向に移動する弁体１６（弁側リンク部材２０）とを連動連結することもできる。
この別実施形態では、ダイヤフラム側リンク部材１８と中間リンク部材２６がピン２６ｂにより連動連結され、中間リンク部材２６と弁側リンク部材２０がピン２６ｃにより連動連結されて、直線状の中間リンク部材２６には、その長手方向に沿って枢支軸摺動用長孔２６ａが設けられ、当該長孔２６ａに対して、枢支軸保持部材２７の一端部に取り付けられた枢支軸２１が摺動自在に挿入されている。
【００３０】
枢支軸保持部材２７は、Ｌ字状に形成され、その一端部に枢支軸２１が取り付けられ、他端部には、雄ねじ２７ａが設けられて、装置本体１の外側にまで延出されている。
図３の別実施形態と同様、装置本体１の外側に位置する枢支軸保持部材２７の雄ネジ２７ａには、リンク比調整用のナット２３が螺合され、ナット移動阻止部材２４によって枢支軸保持部材２７の軸心方向への移動が阻止され、装置本体１に対する枢支軸保持部材２７の貫通箇所にはＯリング２５が設けられている。
この別実施形態によれば、装置本体１の外側からナット２３を回転操作することにより、中間リンク部材２６の枢支軸摺動用長孔２６ａに対する枢支軸２１の位置が変更され、その結果、枢支軸２１からピン２６ｂまでの距離と枢支軸２１からピン２６ｃまでの距離が変更され、リンク機構１７のリンク比が変更設定される。
【００３１】
（３）図２の実施形態および図３の別実施形態では、ダイヤフラム機構５（ラック１１またはダイヤフラム側リンク部材１８）の移動方向と弁体１６（弁側リンク部材１４または２０）の移動方向が、互いに直交する方向に構成されているが、例えば、ダイヤフラム機構５とダイヤフラム側リンク部材１８との間、または、弁体１６と弁側リンク部材１４、２０との間にベベルギヤなどを介在させて連動連結し、ダイヤフラム機構５の移動方向と弁体１６の移動方向が、互いに平行な方向になるように構成することもできる。
その場合には、一次側通路２と二次側通路３が上下方向に配設された整圧装置（図１参照）ではなく、一次側通路２と二次側通路３が横方向に配設された整圧装置（特許文献１参照）に適用するのが好ましい。
逆に、図４の別実施形態において、ダイヤフラム機構５とダイヤフラム側リンク部材１８との間、または、弁体１６と弁側リンク部材２０との間にベベルギヤなどを介在させて連動連結し、ダイヤフラム機構５の移動方向と弁体１６の移動方向が、互いに直交する方向になるように構成することもでき、その場合には、一次側通路２と二次側通路３が上下方向に配設された整圧装置に適用するのが好ましい。
また、本発明の整圧装置は、特に都市ガス用に制限されるものではなく、都市ガス以外の各種のガス用として、更には、上水を含む各種の液体用としても適用可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１          装置本体
２          一次側通路
３          二次側通路
４          弁開口部
５          ダイヤフラム機構
６          ダイヤフラム室
１１        ラック
１２        ピニオン
１２ａ、１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｃ  ピン挿入用孔
１３        ピニオンの回転中心
１４        弁側リンク部材
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  ピン摺動用長孔
１５        ピン
１６        弁体
１７        リンク機構
１８        ダイヤフラム側リンク部材
１９、２６  中間リンク部材
２０        弁側リンク部材
２１        枢支軸
２２、２７  枢支軸保持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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