(57)【要約】      （修正有）【課題】パイロット式弁装置において、主弁体の移動時に主弁体に作用する抵抗力を低減する。【解決手段】弁装置１のハウジング５に、メイン流路５０、主弁室５３、パイロット流路６０及びパイロット弁室５６を設ける。パイロット流路６０を開閉するパイロット弁体４１をパイロット弁室５６に配置する。メイン流路５０を開閉する主弁体３１を、主弁室５３を一次側流路５１と連通された第１領域５８とパイロット流路６０と連通された第２領域５９とに仕切るように、主弁室５３に配置する。第１領域５８と第２領域５９を隔離する、ハウジング５と主弁体３１との間に設けられた弾性膜３４を設ける。主弁体３１を、ハウジング５の弁体支持部で、主弁室５３の壁と非接触で且つ開閉方向に移動可能に支持する。【選択図】図１
2015052366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側流路と二次側流路とで構成されるメイン流路、前記一次側流路と前記二次側流路との間に形成された主弁室、前記二次側流路と前記主弁室とを接続するパイロット流路、及び、前記パイロット流路に形成されたパイロット弁室を有するハウジングと、
前記パイロット弁室に配置されて、前記パイロット流路を開閉するパイロット弁体と、
前記主弁室を前記一次側流路と連通された第１領域と前記パイロット流路と連通された第２領域とに仕切るように前記主弁室に配置されて、前記第１領域と前記第２領域との流体の差圧に応じて前記メイン流路を開閉する主弁体と、
前記ハウジングに設けられて、前記主弁体を前記主弁室の壁と非接触で且つ開閉方向に移動可能に支持する弁体支持部と、
前記主弁体を開閉方向閉止向きに付勢する付勢部材と、
前記ハウジングと前記主弁体との間に設けられて、前記第１領域と前記第２領域とを隔離する弾性膜と、
を備えているパイロット式弁装置。
【請求項２】
前記主弁体と前記弁体支持部との間に設けられた直動型軸受を更に備えている、請求項１に記載のパイロット式弁装置。
【請求項３】
前記弾性膜は、環形状を有し、前記主弁体と結合された内周縁部と、前記主弁室の壁に結合された外周縁部と、前記内周縁部と前記外周縁部との間において前記第２領域側へ撓んだ弾性変形部とを有している、請求項１又は２に記載のパイロット式弁装置。
【請求項４】
前記弾性膜の前記第２領域側と接触し、前記主弁体に伴って移動する裏当部材を、更に備えている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のパイロット式弁装置。
【請求項５】
前記裏当部材は、環形状を有し、前記弾性膜と接触する部分の半径方向断面が前記第２領域側へ凸の曲線形状を有している、請求項４に記載のパイロット式弁装置。
【請求項６】
前記裏当部材に、前記付勢部材を保持する座が一体的に形成されている、請求項４又は５に記載のパイロット式弁装置。
【請求項７】
前記直動型軸受を前記開閉方向から挟むように配置された一対の封止部材と、
前記一対の封止部材間に充填された潤滑剤とを、更に備えている、請求項２〜６のいずれか一項に記載のパイロット式弁装置。
【請求項８】
前記主弁体は前記開閉方向に延びる軸形状部を有し、
前記弁体支持部は前記主弁体の前記軸形状部が挿入される開口部を有している、請求項１〜７のいずれか一項に記載のパイロット式弁装置。
【請求項９】
前記弁体支持部は前記開閉方向に延びる軸形状部を有し、
前記主弁体は前記弁体支持部の前記軸形状部が挿入される開口部を有している、請求項１〜７のいずれか一項に記載のパイロット式弁装置。
【請求項１０】
前記弁体支持部が前記主弁室の内周に設けられている、請求項２〜７のいずれか一項に記載のパイロット式弁装置。
【請求項１１】
前記直動型軸受が転がり軸受である、請求項２〜１０のいずれか一項に記載のパイロット式弁装置。
【請求項１２】
前記直動型軸受が滑り軸受である、請求項２〜１０のいずれか一項に記載のパイロット式弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス用のパイロット式弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁力等によってパイロット弁を作動し、主弁体上部圧力と入口圧力との圧力差で主弁を開閉するパイロット式弁装置が知られている。例えば、特許文献１には、一次ポートと二次ポートを繋ぐ流路に設けられて流体の入口圧力と背圧との差圧で開閉する主弁（遮断弁）と、主弁に操作圧力を導き差圧を生じさせるパイロット弁と、主弁の開放時に開度の変化により一次側圧力と二次側圧力との差を一定に保持する差圧弁とを備えたパイロット式弁装置が示されている。
【０００３】
上記パイロット式弁装置では、主弁体とハウジングとの間にシール部材が設けられることによって、主弁の第１圧力室、第２圧力室、及び背圧室が形成されている。そして、特許文献１の段落００３８には、主弁に与える駆動力に、主弁体とハウジングとの間の摺動抵抗力が考慮されること、この摺動抵抗力には主弁体とハウジングとの間のシール部材に起因することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７８６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の通り、主弁体とハウジングの間に流体を封止するシール部材が設けられるが、主弁体とシール部材との間の摩擦は、主弁体が移動するときの摺動抵抗力となる。したがって、流体の差圧で開閉動作するパイロット式の弁においては、主弁体を開閉動作させるための差圧が上記摺動抵抗力により増大する。また、静止している主弁体を動かそうとする際に、主弁体とシール部材との間に静止摩擦力が生じる。この静止摩擦力により、主弁体が安定して作動するために必要な圧力差（最低作動差圧）が増大する。最低作動差圧が増大すると、パイロット弁が切り替わってから主弁体に作用する差圧が最低作動差圧に達して弁が動くまでの時間、すなわち、弁の応答時間が長くなり、弁の応答性が低下する。
【０００６】
また、主弁体とハウジングの間に間隙があるので、主弁体がハウジング内で偏心する。主弁体がハウジングを偏心して摺動すると、シール部材の偏摩耗が生じる恐れがある。シール部材の偏摩耗が大きくなると、主弁体とハウジングが直接的に摺動し、主弁体の移動にカジリが生じる。これにより、弁の動作が不安定となる。
【０００７】
また、特に、流体がガスの場合には、主弁体がシール部材上を摺動することから、シール部材の摩耗は免れない。シール部材が摩耗すると流体を封止できなくなるため、シール部材の交換を頻繁に行わねばならない。
【０００８】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、パイロット式弁装置において、主弁体の移動時に主弁体に作用する抵抗力を低減することにより、弁開閉動作の安定化、弁開閉動作の応答性の向上、及び弁の耐久性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のパイロット式弁装置は、
一次側流路と二次側流路とで構成されるメイン流路、前記一次側流路と前記二次側流路との間に形成された主弁室、前記二次側流路と前記主弁室とを接続するパイロット流路、及び、前記パイロット流路に形成されたパイロット弁室を有するハウジングと、
前記パイロット弁室に配置されて、前記パイロット流路を開閉するパイロット弁体と、
前記主弁室を前記一次側流路と連通された第１領域と前記パイロット流路と連通された第２領域とに仕切るように前記主弁室に配置されて、前記第１領域と前記第２領域との流体の差圧に応じて前記メイン流路を開閉する主弁体と、
前記ハウジングに設けられて、前記主弁体を前記主弁室の壁と非接触で且つ開閉方向に移動可能に支持する弁体支持部と、
前記主弁体を開閉方向閉止向きに付勢する付勢部材と、
前記ハウジングと前記主弁体との間に設けられて、前記第１領域と前記第２領域とを隔離する弾性膜と、を備えているものである。
【００１０】
上記パイロット式弁装置において、前記主弁体が前記開閉方向に延びる軸形状部を有し、前記弁体支持部が前記主弁体の前記軸形状部が挿入される開口部を有してよい。或いは、前記弁体支持部が前記開閉方向に延びる軸形状部を有し、前記主弁体が前記弁体支持部の前記軸形状部が挿入される開口部を有してよい。或いは、前記弁体支持部が前記主弁室の内周に設けられてよい。
【００１１】
また、上記パイロット式弁装置において、前記弾性膜は、環形状を有し、前記主弁体と結合された内周縁部と、前記主弁室の壁に結合された外周縁部と、前記内周縁部と前記外周縁部との間において前記第２領域側へ撓んだ弾性変形部とを有していてよい。
【００１２】
上記構成のパイロット式弁装置によれば、第１領域と第２領域とが弾性膜で隔離されており、この弾性膜は主弁体の移動に追従して弾性変形することができる。したがって、第１領域と第２領域とを隔離する手段によって主弁体の動きが妨げられない。よって、従来に倣って第１領域と第２領域とを主弁体とハウジングで挟まれたシール部材で隔離する場合と比較して、主弁体の移動時に主弁体に作用する抵抗力を低減することができる。さらに、主弁体とハウジングとの間に摩耗するシール部材が介在しないので、弁の耐久性を向上させることができる。
【００１３】
上記パイロット式弁装置が、前記主弁体と前記弁体支持部との間に設けられた直動型軸受を更に備えていることが望ましい。前記直動型軸受は、転がり軸受であってよい。或いは、前記直動型軸受は、滑り軸受であってよい。
【００１４】
上記構成のパイロット式弁装置によれば、ハウジングと主弁体とが直接接触せず、しかも、主弁体が直動型軸受を介してハウジングに支持されているので、主弁体とハウジングとの間の運動摩擦及び静止摩擦は概ねゼロ又は直動型軸受が無い場合と比較して十分に小さい。したがって、主弁体とハウジングとの間の摺動抵抗は概ねゼロ又は直動型軸受が無い場合と比較して十分に小さいので、主弁体の移動時に、主弁体に作用する抵抗力を低減することができる。
【００１５】
上記パイロット式弁装置が、前記弾性膜の前記第２領域側と接触し、前記主弁体に伴って移動する裏当部材を、更に備えていることが望ましい。前記裏当部材は、環形状を有し、前記弾性膜と接触する部分の半径方向断面が前記第２領域側へ凸の曲線形状を有しているものであってよい。また、この裏当部材に、前記付勢部材を保持する座が一体的に形成されていてもよい。
【００１６】
上記構成のパイロット式弁装置によれば、主弁体の移動時に、主弁体に結合されている弾性膜が裏当部材と接触しながら変形することによって、弾性膜の破損が防止される。これにより、弾性膜の耐圧性及び耐久性の向上が図られている。
【００１７】
上記パイロット式弁装置が、前記直動型軸受を前記開閉方向から挟むように配置された一対の封止部材と、前記一対の封止部材間に充填された潤滑剤とを、更に備えていることが望ましい。
【００１８】
上記構成のパイロット式弁装置によれば、直動型軸受が潤滑されるので、直動型軸受の耐久性が向上するとともに、直動型軸受の動作が滑らかとなって、主弁体の移動時に主弁体に作用する抵抗力を更に低減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、主弁体の移動時に主弁体に作用する抵抗力を低減することができる。これにより、弁の開放時に必要な差圧の増大を回避することができ、弁開閉動作の安定化と応答性の向上に寄与することができる。さらに、主弁体とハウジングとの間に摩耗する部材（例えば、シール部材）が介在しないので、弁の耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るパイロット式弁装置を示す断面図である。
【図２】閉止時の主弁を示す断面図である。
【図３】開放時の主弁を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態の変形例１−１に係る主弁を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例１−２に係る主弁を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例２に係る主弁を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態の変形例３−１に係る主弁を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態の変形例３−２に係る主弁を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態の変形例３−３に係る主弁を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態の変形例４−１に係る主弁を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態の変形例４−２に係る主弁を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係るパイロット式弁装置（以下、単に「弁装置１」という）を示す断面図、図２は閉止時の主弁３を示す断面図、図３は開放時の主弁３を示す断面図である。図１では断面を示すハッチングが省略されている。
【００２２】
図１〜３に示されるように、本実施形態に係る弁装置１は、流体の流路が形成されたハウジング５と、ハウジング５に設けられた主弁３及びパイロット弁４とを備えている。この弁装置１は、例えば、一次側から二次側に圧縮性ガスが流れる流路中に設けられて、この流路を開閉するために用いられる。
【００２３】
弁装置１のハウジング５には、一次側流路５１と二次側流路５２により構成されたメイン流路５０と、一次側流路５１と二次側流路５２の間に形成された主弁室５３と、第１パイロット流路５４と第２パイロット流路５５から構成されたパイロット流路６０と、パイロット流路６０に形成されたパイロット弁室５６とが、設けられている。
【００２４】
メイン流路５０には、メイン流路５０を開閉する主弁３が設けられている。主弁３は、主弁室５３に配置された主弁体３１を備えている。主弁体３１は、一次側流路５１と連通された第１領域５８とパイロット流路６０と連通された第２領域５９とに、主弁室５３を仕切っている。主弁室５３の第２領域５９は、パイロット流路６０により二次側流路５２と接続されている。パイロット流路６０には、パイロット流路６０を開閉するパイロット弁４が設けられている。パイロット弁４は、パイロット弁室５６に配置されたパイロット弁体４１を備えている。以下、主弁３及びパイロット弁４について、それぞれ詳細に説明する。
【００２５】
まず、主弁３について説明する。主弁３の主弁体３１は、主弁室５３に遊挿されている。すなわち、主弁室５３の内周と主弁体３１の外周との間に間隙があり、主弁体３１は主弁室５３の壁と直接的に接触していない。主弁体３１の一端（以下、「先端」という）には、主弁部３１ａが設けられている。主弁部３１ａは、ハウジング５の主弁室５３と二次側流路５２との間に設けられた主弁座部４７に着座可能である。主弁体３１は、主弁部３１ａが主弁座部４７に近づく向き（以下、「閉向き（閉止向き）」という）と、主弁部３１ａが主弁座部４７から離れる向き（以下、「開向き」という）とから成る、開閉方向へ移動することができる。
【００２６】
主弁体３１は、先端が閉じられ、先端と開閉方向の反対側の端部（以下、「後端」という）が開放された筒形状を有している。換言すれば、主弁体３１の後端には、後述する支持体３５の弁体支持部３５ａが挿入される開口部３１ｃが設けられている。主弁体３１には、筒の内周側と外周側とを連通する流路３１ｂが形成されており、この流路３１ｂには絞り３２が設けられている。
【００２７】
主弁室５３には、主弁体３１の後端と対向するように、支持体３５が挿入されている。支持体３５の外周には、支持体３５の外周と主弁室５３の内周とを封止するシール部材３６が設けられている。支持体３５は、主弁室５３を封止するために主弁室５３にねじ込まれた蓋８１によって、閉向きに押圧されている。このように、支持体３５はハウジング５に対して不動となるように主弁室５３に嵌め込まれている。
【００２８】
支持体３５は、主弁体３１と間隔をあけた対峙面に設けられた第１バネ座３５ｂと、その対峙面から主弁体３１へ向けて開閉方向に突出する軸形状の弁体支持部３５ａとを有している。支持体３５の弁体支持部３５ａは、ハウジング５の一部分として主弁体３１を支持する機能を備えている。弁体支持部３５ａは、主弁体３１の後端から主弁体３１の開口部３１ｃへ挿入されている。
【００２９】
弁体支持部３５ａと主弁体３１の開口部３１ｃとの間には、直動型軸受３８が設けられている。直動型軸受３８は、弁体支持部３５ａに対して主弁体３１を開閉方向へ滑動させるとともに、この主弁体３１の滑動を案内する。この直動型軸受３８により、主弁体３１とハウジング５（詳細には、ハウジング５に固定された支持体３５の弁体支持部３５ａ）の間の運動摩擦及び静止摩擦が無い又は低減された態様で、主弁体３１がハウジング５に支持されている。なお、直動型軸受３８には、例えば、図２に示されるような、ボールベアリングやローラーベアリングなどの転がり軸受を用いることができる。ここでは、直動型軸受３８は主弁体３１の開口部３１ｃの内周に取り付けられ、直動型軸受３８が具備するボール又はローラーが弁体支持部３５ａの表面上を転動する。
【００３０】
開閉方向に離間している主弁体３１と支持体３５の第１バネ座３５ｂとの間に、バネ６３が配置されている。詳細には、主弁体３１の後端側に配置された裏当部材６２の第２バネ座６２ｂと、支持体３５の第１バネ座３５ｂとの間に、バネ６３が介装されている。バネ６３は、主弁体３１を閉向きに付勢する付勢部材である。本実施形態においてバネ６３には圧縮コイルばねが採用されているが、バネ６３として皿バネなどの他の形態のバネや、弾性体などが用いられてもよい。
【００３１】
主弁体３１と裏当部材６２の間には、弾性膜３４（ダイヤフラム）と、内側押え部材６１とが設けられている。本実施形態において、裏当部材６２と内側押え部材６１は別体であるが、これらが一体的に構成されていてもよい。内側押え部材６１の外側には、外側押え部材６４が設けられている。
【００３２】
弾性膜３４は、主弁体３１の後端と主弁室５３の壁との間を封止する部材である。弾性膜３４により、主弁室５３の第１領域５８と第２領域５９とが隔離されている。弾性膜３４は、弾性変形可能な可とう性の金属製、樹脂製又はゴム製の薄膜であって、環形状を有している。弾性膜３４は、主弁体３１の後端と結合された内周縁部と、主弁室５３の壁と結合された外周縁部と、内周縁部と外周縁部との間において第２領域５９側へ撓んだ弾性変形部とを、一体的に有している。
【００３３】
弾性膜３４の内周縁部は、主弁体３１と内側押え部材６１とにより開閉方向両側から挟み込まれている。内側押え部材６１はバネ６３により開閉方向閉向きに付勢されている。このようにして、弾性膜３４の内周縁は、主弁体３１と内側押え部材６１の間で押圧され保持されている。一方、弾性膜３４の外周縁部は、主弁室５３の壁に設けられた段差面５３ａと外側押え部材６４とにより開閉方向両側から挟み込まれている。外側押え部材６４は、支持体３５及び蓋８１により、開閉方向閉向きに押圧されている。このようにして、弾性膜３４の外周縁は、段差面５３ａと外側押え部材６４との間で押圧され保持されている。なお、主弁室５３の内径は、弾性膜３４との結合部で拡径しており、ここに段差面５３ａが形成されている。
【００３４】
裏当部材６２には、弾性膜３４の弾性変形部（第２領域５９側へ撓んだ部分）と接触する裏当部６２ａが形成されている。裏当部材６２は、円環形状を有しており、内周側に第２バネ座６２ｂと押圧面６２ｃとが形成されており、外周側に裏当部６２ａと第２ストッパ面６２ｄとが形成されている。裏当部６２ａの半径方向断面は、弾性膜３４の弾性変形部の撓み形状に沿うように、第２領域５９側へ凸の曲線形状を有している。
【００３５】
外側押え部材６４は、支持体３５の第１バネ座３５ｂが設けられた面と主弁室５３の壁の段差面５３ａとの間で開閉方向に延びる筒形状を有している。外側押え部材６４の内周側には、第１ストッパ面６４ｂが形成されている。第１ストッパ面６４ｂと裏当部材６２の第２ストッパ面６２ｄとは、主弁体３１の定格変位量だけ開閉方向に離れて対向している。そして、外側押え部材６４の第１ストッパ面６４ｂと裏当部材６２の第２ストッパ面６２ｄとが当接することにより、主弁体３１のそれ以上の開向きの移動が規制される（図３、参照）。また、外側押え部材６４には、筒の内外を連通する流路６４ａが設けられている。この流路６４ａの外周側の開口の近傍において、主弁室５３の壁に第１パイロット流路５４が開口している。なお、本実施形態において、外側押え部材６４と支持体３５は別体であるが、外側押え部材６４と支持体３５とが一体的に構成されていてもよい。
【００３６】
上記構成の主弁３において、主弁室５３の第１領域５８には、主弁体３１の外周、主弁室５３の内周、及び弾性膜３４により区画された空間が含まれている。また、主弁室５３の第２領域５９には、主弁体３１の内周側の空間、外側押え部材６４の内周側の空間、及びこれらを連通する支持体３５の弁体支持部３５ａに形成された連流路３５ｃが含まれている。第１領域５８と第２領域５９は、主弁体３１の内外を連通する流路３１ｂにより連通されており、この流路３１ｂに絞り３２が設けられている。
【００３７】
続いて、パイロット弁４について説明する。パイロット弁４は、パイロット弁室５６に開閉方向に移動可能に挿入されたパイロット弁体４１（プランジャ）を備えている。パイロット弁体４１は、開閉方向一端（以下、「先端」という）にパイロット弁部４１ａを有している。このパイロット弁部４１ａは、第２パイロット流路５５とパイロット弁室５６の間に設けられたパイロット弁座部４６に着座可能である。パイロット弁体４１は、パイロット弁部４１ａがパイロット弁座部４６へ近づく向き（以下、「閉向き」という）と、パイロット弁部４１ａがパイロット弁座部４６から離れる向き（以下、「開向き」という）とに移動可能である。
【００３８】
パイロット弁４は、パイロット弁体４１を閉向きに付勢する付勢部材であるバネ４２と、バネ４２の付勢力に抗してパイロット弁体４１を開向きに移動させる駆動ユニット４３とを更に備えている。駆動ユニット４３は、パイロット弁体４１の少なくとも後端部に設けられた鉄心（図示せず）と、パイロット弁体４１の後端部を外から覆うように設けられたソレノイドコイル４５と、ソレノイドコイル４５へ駆動電流を供給する電流供給手段（図示せず）とで構成されている。バネ４２は、ソレノイドコイル４５を覆うようにハウジング５に取り付けられたキャップ４４とパイロット弁体４１との間に設けられている。
【００３９】
上記構成のパイロット弁４において、ソレノイドコイル４５へ駆動電流が供給されると、パイロット弁体４１が開向きに移動してパイロット弁４が開放され、ソレノイドコイル４５へ駆動電流の供給が絶たれると、パイロット弁体４１がバネ４２の付勢により閉向きに移動してパイロット弁４が閉止される。
【００４０】
ここで、上記構成の弁装置１の動作を説明する。一次側流路５１及びこれと連通している主弁室５３の第１領域５８の流体の圧力を一次側圧力Ｐ１、第１パイロット流路５４及びこれと連通している主弁室５３の第２領域５９の流体の圧力を操作圧力Ｐ３、二次側流路５２及びこれと連通している第２パイロット流路５５の流体の圧力を二次側圧力Ｐ２ということとする。
【００４１】
図１，２に示されるように、パイロット弁４が閉止され且つ主弁３が閉止されているときには、弁装置１の流体の圧力はバランスしている。このとき、メイン流路５０に流体が流れていないので、一次側圧力Ｐ１と操作圧力Ｐ３は等しく（Ｐ１＝Ｐ３）、バネ６３の付勢力により主弁３が閉止されている。また、主弁３の閉止時の二次側圧力Ｐ２は、一次側圧力Ｐ１と比較して十分に小さく、主弁体３１の駆動への影響を無視できる程度に十分に小さい。
【００４２】
駆動ユニット４３への通電によりパイロット弁４が開放されると、パイロット流路６０から二次側流路５２へ流体が流れる。これにより主弁室５３の第１領域５８から第２領域５９への流体の流れが生じ、第１領域５８と第２領域５９の間に設けられた絞り３２によって一次側圧力Ｐ１と操作圧力Ｐ３との間に差圧ΔＰが発生する。この差圧ΔＰが最低作動差圧ΔＰminより大きくなると、図３に示されるように、主弁体３１がバネ６３の付勢力に打ち勝って開向きに移動し、主弁３が開放される。このように、パイロット弁４の開弁時には、「一次側圧力Ｐ１＞操作圧力Ｐ３＞二次側圧力Ｐ２」の関係が成立し、メイン流路５０を流体が流下する。
【００４３】
再びパイロット弁４が閉止されると、一次側圧力Ｐ１と操作圧力Ｐ３との差圧ΔＰが減少して最低作動差圧ΔＰminより小さくなり、バネ６３の付勢力により主弁体３１が閉向きに移動し、主弁３が閉止される。
【００４４】
上述のように、主弁３の開閉時に主弁体３１は開閉方向へ開向き及び閉向きに移動し、この主弁体３１の移動は直動型軸受３８により案内される。したがって、主弁体３１は主弁室５３と直接的に接触しないフローティングシール構造であり、主弁体３１は偏心せずに開閉方向へ移動することができる。主弁体３１と主弁室５３の壁が直接に接触しないので、これらの間に運動摩擦及び静止摩擦が生じず、主弁体３１の移動時に主弁室５３との間で摺動抵抗が生じない。更に、主弁体３１とこれを案内及び支持する弁体支持部３５ａとの間の運動摩擦及び静止摩擦は概ねゼロ又は直動型軸受３８が無い場合と比較して十分に小さく、主弁体３１の移動時に弁体支持部３５ａとの間の摺動抵抗は概ねゼロ又は直動型軸受３８が無い場合と比較して十分に小さい。
【００４５】
主弁体３１が開向きに移動すると、弾性膜３４は主弁体３１の動きに追従して弾性変形し、弾性膜３４の内周縁部が開向きに移動する（図３、参照）。この際に、弾性膜３４の弾性変形部が裏当部材６２に形成された裏当部６２ａと接触しながら変形することによって、弾性膜３４の破損が防止されている。このようにして、弾性膜３４の耐圧性及び耐久性の向上が図られている。
【００４６】
上記のように、主弁体３１とハウジング５との間の運動摩擦及び静止摩擦は概ねゼロ又は直動型軸受３８が無い場合と比較して十分に小さく、主弁体３１の移動時にハウジング５との間の摺動抵抗は概ねゼロ又は直動型軸受３８が無い場合と比較して十分に小さい。加えて、弾性膜３４は主弁体３１の動きに追従するので、主弁体３１の動きを妨げない。よって、主弁体３１の移動時に主弁体３１に作用する抵抗力が概ねゼロ又は従来の弁と比較して十分に小さいので、主弁３の開弁動作及び閉弁動作の応答性が向上する。
【００４７】
さらに、主弁３の開弁動作に必要な最低作動差圧ΔＰminには、主弁体３１とハウジング５との間の摺動抵抗力が考慮されなくてよい。よって、最低作動差圧ΔＰminは、バネ６３の付勢力に打ち勝つことのできる値であればよく、従来と比較して小さな値とすることができる。このように最低作動差圧ΔＰminが小さくなることによって、主弁３の開弁動作及び閉弁動作の応答性を向上させることができる。また、最低作動差圧ΔＰminが小さくなることによって、主弁体３１の圧力損失を小さくすることができる。更に、従来のように主弁室５３と主弁体３１との間を封止するシール部材の劣化等が無いので、実質的な最低作動差圧ΔＰminが変化せず、安定した主弁３の開閉動作が継続される。
【００４８】
また、主弁３の開閉動作において、主弁体３１と主弁室５３とが直接的に接触せず、且つ、主弁体３１は支持体３５の弁体支持部３５ａに対し滑動するので、主弁体３１とハウジング５との間の摺動部分（即ち、直動型軸受３８と弁体支持部３５ａ）の摩耗は極めて小さい。よって、従来のように劣化したシール部材を交換する必要がないので、主弁３の耐久性を向上させることができる。
【００４９】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。なお、以下に示す本実施形態の変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５０】
（変形例１）
上記実施形態の主弁３において、主弁体３１とハウジング５との摺動部分（直動型軸受３８）に、グリスなどの潤滑剤と、潤滑剤を下流側へ流出させないための機構を備えてもよい。例えば、図４に示される変形例１−１に係る主弁３では、主弁体３１の開口部３１ｃと支持体３５の弁体支持部３５ａとの間に直動型軸受３８が設けられ、この直動型軸受３８を開閉方向の両側から挟むように配置された一対のパッキン７１，７１（封止部材）が設けられている。図４中、７２はパッキン押えである。そして、これら一対のパッキン７１，７１で挟まれた空間に、グリス等の潤滑剤が充填されている。
【００５１】
また、例えば、図５に示される変形例１−２に係る主弁３では、主弁体３１の外周と主弁室５３の壁に設けられた弁体支持部５３ｄとの間に直動型軸受３８が設けられ、この直動型軸受３８の開閉方向の一方側の空間が弾性膜３４で封止され、開閉方向の他方側の空間がパッキン７１で封止されている。そして、弾性膜３４とパッキン７１で挟まれた空間に、グリス等の潤滑剤が充填されている。
【００５２】
上記変形例１−１及び１−２に係る主弁３では、直動型軸受３８が潤滑剤により潤滑され、直動型軸受３８の動きがより滑らかなものとなり、主弁体３１の移動時に主弁体３１に作用する抗力を更に低減することができる。また、直動型軸受３８が潤滑されることによって、直動型軸受３８の耐久性、ひいては、弁装置１の耐久性を向上させることができる。なお、主弁体３１又は弁体支持部３５ａとパッキン７１との間に生じる摩擦力により主弁体３１の移動時に摺動抵抗を生じさせないために、パッキン７１の緊縛力は、潤滑剤の漏出を防止できる程度の極めて小さいものを採用することが望ましい。
【００５３】
（変形例２）
上記実施形態に係る弁装置１では、主弁３へ１箇所（一次側流路５１）から一次側流体が供給されている。但し、主弁３へ２箇所から一次側流体が供給されてもよい。
【００５４】
例えば、図６に示された変形例２に係る弁装置１では、主弁室５３に主弁３を封入している蓋８１に、第２の一次側流路５７が設けられている。第２の一次側流路５７は、支持体３５に形成された流路３５ｇによって、主弁３の第２領域５９と接続されている。流路３５ｇには、絞り３２が設けられている。このように、一次側流体を第１パイロット流路５４へ流すための流路３５ｇ及び絞り３２が支持体３５に形成されているので、上記実施形態のような主弁体３１の流路及び絞りは不要である。主弁体３１に孔を加工する必要がないので、主弁体３１の材料選択の自由度が高まり、例えば、主弁体３１の全体を樹脂製とすることができる。
【００５５】
上記変形例２に係る弁装置１では、一次側流路５１及びこれと連通している主弁３の第１領域５８、並びに、第２の一次側流路５７の流体の圧力が一次側圧力Ｐ１となる。この弁装置１において、パイロット弁４が開放されると、第２の一次側流路５７から主弁３の第２領域５９への流体の流れが生じ、これらの間に設けられた絞り３２によって一次側圧力Ｐ１と操作圧力Ｐ３との間に差圧ΔＰが発生する。この差圧ΔＰが最低作動差圧ΔＰminより大きくなると、主弁体３１がバネ６３の付勢力に打ち勝って開向きに移動し、主弁３が開放される。
【００５６】
（変形例３）
上記実施形態において、主弁３の直動型軸受３８は、支持体３５に設けられた軸形状の弁体支持部３５ａと、この弁体支持部３５ａが挿入された主弁体３１の開口部３１ｃとの間に設けられている。但し、主弁体３１はハウジング５に開閉方向に移動可能に支持されていればよいので、ハウジング５による主弁体３１の支持形態は実施形態に限定されない。
【００５７】
例えば、図７に示される変形例３−１に係る主弁３では、主弁室５３の壁に弁体支持部５３ｄが設けられている。そして、弁体支持部５３ｄの内周と主弁体３１の外周との間に、主弁室５３に対して主弁体３１を開閉方向に滑動させる直動型軸受３８が設けられている。つまり、主弁体３１は、直動型軸受３８を介して外周側からハウジング５に支持されている。この変形例１に係る主弁３では、主弁体３１の移動は主弁室５３に案内されるので、支持体３５に弁体支持部３５ａは不要である。また、変形例３−１に係る主弁３では、直動型軸受３８は主弁室５３に取り付けられており、主弁体３１が軽量化されている。この主弁体３１の軽量化により、差圧に対する主弁体３１の慣性力の負荷が小さくなるので、主弁３の弁開閉動作の応答性の向上を図ることができる。
【００５８】
また、例えば、図８に示される変形例３−２に係る主弁３では、主弁体３１に開向きに延びる軸形状部３１ｄが設けられている。軸形状部３１ｄは、弾性膜３４よりも支持体３５側へ突出している。一方、支持体３５には、弁体支持部３５ｅとして閉向きの開口部が設けられている。そして、支持体３５の弁体支持部３５ｅに、主弁体３１の軸形状部３１ｄが挿入されており、弁体支持部３５ｅの内周と軸形状部３１ｄの外周との間に直動型軸受３８が配置されている。直動型軸受３８は、支持体３５の弁体支持部３５ｅの内周に取り付けられている。
【００５９】
支持体３５には、弁体支持部３５ｅ内と外周側とを連通する流路３５ｆが設けられている。この流路３５ｆの外周側の開口の近傍において、主弁室５３の壁に第１パイロット流路５４が開口している。このように、流路３５ｆにより、第１パイロット流路５４と支持体３５の弁体支持部３５ｅ内とが連通されている。さらに、支持体３５には、蓋８１に形成された第２の一次側流路５７（図６、参照）と連通する流路３５ｇが形成されており、この流路３５ｇに絞り３２が設けられている。なお、変形例３−２に係る主弁３では、主弁体３１の更なる軽量化を図るために、主弁体３１が樹脂製とされ、前述の変形例２に係る主弁３と同様に、第２領域５９へ一次側流体を供給するための流路と絞りが支持体３５に設けられている。
【００６０】
上記変形例３−２に係る主弁３では、支持体３５の弁体支持部３５ｅの内部と、支持体３５の流路３５ｆと、支持体３５の外周と主弁室５３の内周との間の空間とにより、第２領域５９が構成されている。そして、この第２領域５９は、支持体３５の流路３５ｆを通じて、第２の一次側流路５７と連通されている。
【００６１】
また、この変形例３−２に係る主弁３では、外側押え部材６４が、その開閉方向の一端が弾性膜３４と接触し、同じく開閉方向の他端が支持体３５と接触するように設けられている。但し、図９に示される変形例３−３に係る主弁３のように、外側押え部材６４は、支持体３５と接触せず、支持体３５からの押圧力が加わらない形状のものであってもよい。この場合、外側押え部材６４は、主弁室５３の内周と裏当部材６２の外周との間に圧入される。そして、開閉方向に離間している外側押え部材６４と支持体３５との間の空間が第２領域５９の一部として利用されている。
【００６２】
（変形例４）
上記実施形態において、主弁３の主弁体３１とハウジング５との間に設けられる直動型軸受３８は、玉軸受（ボールベアリング）やローラーベアリングなどの転がり軸受である。ただし、直動型軸受３８は転がり軸受けに限定されず、滑り軸受であってもよい。直動型軸受３８が滑り軸受の場合は、転がり軸受と比較して構成が単純であるため、低コスト化且つ軽量化することができる。
【００６３】
例えば、図１０に示された変形例４−１に係る主弁３では、支持体３５の弁体支持部３５ｅの内周に滑り軸受としてのブッシュ７４が嵌め込まれている。ブッシュ７４の内周面が、滑り軸受の滑り面である。ブッシュ７４のうち少なくとも滑り面は、主弁体３１の軸形状部３１ｄとの摩擦を軽減するための表面処理（例えば、給脂、潤滑など）が施されているか、摩擦が軽減される材料で構成されている。そして、このブッシュ７４の内周に主弁体３１の軸形状部３１ｄが挿入されている。上記構成において、主弁体３１が弁の開閉時に開閉方向へ移動すると、主弁体３１の軸形状部３１ｄはブッシュ７４の内周面（滑り面）上を滑り運動する。
【００６４】
また、例えば、図１１に示された変形例４−２に係る主弁３では、支持体３５の弁体支持部３５ｅの内周面が滑り面となっており、弁体支持部３５ｅそのものが滑り軸受として機能している。このため、支持体３５の弁体支持部３５ｅの内周面は、凹凸の無い滑らかな面に形成されている。さらに、支持体３５の弁体支持部３５ｅの内周面には、開閉方向に離れた一対のパッキン受け７６が形成されており、ここにパッキン７７がそれぞれ配設されている。一対のパッキン７７の間であって、主弁体３１の軸形状部３１ｄの外周と支持体３５の弁体支持部３５ｅの内周との間には、グリスなどの潤滑剤が充填されている。この潤滑剤により、軸形状部３１ｄの外周面と弁体支持部３５ｅの内周面が潤滑され、軸形状部３１ｄと弁体支持部３５ｅとの間の摩擦が軽減されている。上記構成において、主弁体３１が弁の開閉時に開閉方向へ移動すると、主弁体３１の軸形状部３１ｄは支持体３５の弁体支持部３５ｅの内周面（滑り面）上を滑り運動する。
【符号の説明】
【００６５】
１  パイロット式弁装置
３  主弁
４  パイロット弁
５  ハウジング
３１  主弁体
３１ａ  主弁部
３１ｂ  流路
３１ｃ  開口部
３２  絞り
３４  ダイヤフラム（弾性膜）
３５  支持体
３５ａ  弁体支持部
３５ｂ  第１バネ座
３５ｅ  弁体支持部
４１  パイロット弁体
５０  メイン流路
５１  一次側流路
５２  二次側流路
５３  主弁室
５４  第１パイロット流路
５５  第２パイロット流路
５６  パイロット弁室
６０  パイロット流路
６１  内側押え部材
６２  裏当部材
６２ａ  裏当部
６２ｂ  第２バネ座
６３  バネ
６４  外側押え部材
【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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【図６】
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【図７】
2015052366.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015052366.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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