(57)【要約】      （修正有）【課題】高圧大流量の流体を好適に供給することができる調圧弁を提供する。【解決手段】進退動作することによってオリフィスを変えるポペット弁３と、第１圧力調整スプリング４２に弾性支持される第１ダイヤフラム４１によって、受圧面４１ａに作用する二次側圧力及び第１ダイヤフラム４１で仕切られた密閉空間Ｓの差圧により発生する力と、第１圧力調整スプリング４２の付勢力との差を感知する。その差に応じたポペット弁３の開閉動作に変換する第１圧力検知部４と、第２圧力調整スプリング５２に弾性支持される第２ダイヤフラム５１によって、受圧面５１ａに作用する力と第２圧力調整スプリング５２の付勢力とをバランスさせるための第２圧力検知部５とを備える。第２ダイヤフラム５１の受圧面５１ａを第１ダイヤフラム４１の受圧面４１ａよりも小さい寸法に設定する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一次側流路、二次側流路、及びこれら流路を隔て且つ開口部が形成された弁座を有する弁ボディと、
前記弁座に接離することによって前記開口部を開閉し、一次側流路と二次側流路との間の流路面積を変える弁体と、
第１圧力調整スプリングに弾性支持される第１感圧体を有し、且つ当該第１感圧体の受圧面に作用する二次側圧力及び当該第１感圧体で仕切られた密閉空間に充填したバックアップ用の非圧縮性流体の圧力の差圧により発生する力と、前記第１圧力調整スプリングの付勢力との差に応じた第１感圧体の作動を前記弁体の開閉動作に変換する第１圧力検知部と、
第２圧力調整スプリングに弾性支持される第２感圧体を有し、且つ当該第２感圧体の受圧面に作用する前記密閉空間内の非圧縮性流体の圧力により発生する力と前記第２圧力調整スプリングの付勢力とをバランスさせるための第２圧力検知部とを具備してなり、
前記第２感圧体の受圧面を前記第１感圧体の受圧面よりも小さい寸法に設定していることを特徴とする調圧弁。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、圧力供給装置等に用いられる調圧弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、調圧弁として、一次側流路と二次側流路とを隔て且つ開口部を形成した弁座を設けた弁ボディと、弁座に接離することで開口部を開閉し、一次側流路と二次側流路との間の流路面積（オリフィス）を変える弁体と、圧力調整スプリングに支持される感圧体（例えばダイヤフラム）に作用する二次側圧力による力と圧力調整スプリングの付勢力との差に応じて弁体を開閉動作させる圧力検知部とを備えたものが挙げられる（例えば下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７―２２５０８５号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、二次側に高圧大流量の流体を供給しようとする場合、大容量の流体を流せるだけのオリフィスが必要となり、感圧体（以下、説明の便宜上、感圧体の一例である「ダイヤフラム」の場合について述べる。）の受圧面は、オリフィスに対して調圧性能に応じた適当な大きさが要求される。
【０００４】
しかしながら、受圧面を大きくすればダイヤフラム自体の強度が低下することに加えて、ダイヤフラムに生じる荷重は受圧面の大きさ（面積）に比例して大きくなるため、受圧面が大きければ大きいほど、高圧で使用する場合にはダイヤフラムに非常に大きな荷重が作用し、高圧大流量に耐えられないおそれがある。一方、ダイヤフラム自体の強度を確保するために、受圧面を小さく設定した場合には、従来のものよりも拡大されたオリフィスに対応可能な適切なダイヤフラムとはならず、やはり高圧大流量に耐えられないおそれがあり、要求される調圧性能を発揮し得ないという問題が生じる。また、二次側に高圧大流量の流体を供給しようとする場合、ダイヤフラムに作用する荷重をダイヤフラムへの面積圧として保持する圧力調整スプリング自体も、ダイヤフラムに作用する大きな荷重を適切に支持できるサイズや構造にしなければならないという問題がある。なお、このような問題は、感圧体としてダイヤフラムに代えて、ベローズやピストンシリンダを適用した圧力検知部を具備する調圧弁であっても同様に生じるものである。
【０００５】
本考案は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、ダイヤフラム等の感圧体自体の大型化及び強度低下を招来することなく、二次側に高圧大流量の流体を好適に供給することができる調圧弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本考案の調圧弁は、一次側流路、二次側流路、及びこれら流路を隔て且つ開口部が形成された弁座を有する弁ボディと、前記弁座に接離することによって前記開口部を開閉し、一次側流路と二次側流路との間の流路面積を変える弁体と、第１圧力調整スプリングに弾性支持される第１感圧体を有し、且つ当該第１感圧体の受圧面に作用する二次側圧力及び当該第１感圧体で仕切られた密閉空間に充填したバックアップ用の非圧縮性流体の圧力の差圧により発生する力と、前記第１圧力調整スプリングの付勢力との差に応じた第１感圧体の作動を前記弁体の開閉動作に変換する第１圧力検知部と、第２圧力調整スプリングに弾性支持される第２感圧体を有し、且つ当該第２感圧体の受圧面に作用する前記密閉空間内の非圧縮性流体の圧力により発生する力と前記第２圧力調整スプリングの付勢力とをバランスさせるための第２圧力検知部とを具備してなり、前記第２感圧体の受圧面を前記第１感圧体の受圧面よりも小さい寸法に設定していることを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、感圧体を二段構成にすることにより、第１感圧体に作用する荷重のうち、その一部を第１圧力調整スプリングで保持する一方で、残りの荷重を密閉空間内の非圧縮性流体を介して第２感圧体に伝達し、第２感圧体の面積圧として第２圧力調整スプリングで保持することにより、各感圧体で発生する差圧を低減することができる。このように、感圧体を複数段にすることによって、各感圧体の大型化及び強度低下を招来することなく、高圧大流量にも好適に耐え得るものとなり、二次側に高圧大流量の流体を好適に供給することができる。しかも、第２感圧体の受圧面を第１感圧体の受圧面よりも小さい寸法に設定しているため、第２感圧体に作用する荷重を効果的に低減することができる。
【考案の効果】
【０００８】
以上説明したように本考案によれば、感圧体を複数段にするという斬新な技術的思想に基づき、各感圧体自体の大型化及び強度低下を招来することなく、二次側に高圧大流量の流体を好適に供給することが可能な調圧弁を提供することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本考案の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１０】
本実施形態に係る調圧弁１は、例えば図示しない圧力供給装置の一部として適用されるものであり、特に、二次側に高圧大流量の流体（以下、「作動流体」と称す）を供給する用途に適するものである。
【００１１】
調圧弁１は、図１に示すように、内部に弁座２３を形成した弁ボディ２と、弁ボディ２内に配され弁座２３に対して接離する方向に進退動作可能な弁体たるポペット弁３と、第１感圧体たる第１ダイヤフラム４１で発生した差圧の大きさをポペット弁３の進退動作に変換する第１圧力検知部４とを備えたものである。
【００１２】
弁ボディ２は、一次側流路２１と、二次側流路２２と、これら流路２１、２２を隔て且つ開口部２３ａを形成した弁座２３とを有するものである。本実施形態では、二次側に大流量の作動流体をスムーズ且つ好適に供給すべく開口部２３ａの開口巾寸法を従来のものと比較して大きく設定している。すなわち、開口部２３ａを開けた状態において一次側流路２１と二次側流路２２との間に形成される流路面積（オリフィス）が従来のものよりも大きくなるように設定している。
【００１３】
ポペット弁３は、弁座２３に直接当接し得るポペット弁本体３１と、ポペット弁本体３１の先端部から延出するポペットロッド３２と、ポペット弁本体３１の内部に配され、ポペット弁本体３１及びポペットロッド３２を第１ダイヤフラム４１側に向かって付勢するポペットスプリング３３とを備えたものである。このポペット弁３は、弁座２３に離着座することによって開口部２３ａを開閉し、一次側流路２１と二次側流路２２との間のオリフィスを変えるものである。
【００１４】
第１圧力検知部４は、二次側流路２２に臨む位置に配した第１ダイヤフラム４１と、この第１ダイヤフラム４１を二次側流路２２側に向かって付勢しながら弾性支持する第１圧力調整スプリング４２とを備えたものである。
【００１５】
第１ダイヤフラム４１は、弁ボディ２内を、作動流体の流路を形成する流路空間（つまり、一次側流路２１、弁座２３の開口部２３ａ、二次側流路２２からなる空間）と、作動流体が流れず第１圧力調整スプリング４２等の部品を収容する機器収容空間とに仕切るものである。さらに本実施形態では、機器収容空間を、次に説明する第２感圧体たる第２ダイヤフラム５１によって、バックアップ用の非圧縮性流体が充填される密閉空間Ｓと、非圧縮性流体が充填されない空間とに仕切っている。また、図１に示すように、第１ダイヤフラム４１の受圧面４１ａにポペットロッド３２の先端部を当接させている。
【００１６】
このような構成により、第１ダイヤフラム４１は、受圧面４１ａに作用する二次側圧力及び密閉空間Ｓに充填したバックアップ用の非圧縮性流体の圧力の差圧により発生する力と、第１圧力調整スプリング４２の付勢力との差に応じて上下動するものとなり、第１圧力検知部４は、二次側圧力及び密閉空間Ｓに充填したバックアップ用の非圧縮性流体の圧力の差圧により発生する力と、前記第１圧力調整スプリング４２の付勢力との差が釣り合うところまでその差異量に応じて、前記ポペット弁３を弁座２３に対して接離する方向に進退動作させるもの、換言すれば第１ダイヤフラム４１で発生した差圧に応じた第１ダイヤフラム４１の上下動をポペット弁３の開閉動作に変換するものとなる。
【００１７】
しかして、本実施形態に係る調圧弁１は、第１ダイヤフラム４１の受圧面４１ａよりも小さい平面積に設定した受圧面５１ａを有する第２ダイヤフラム５１を用いた第２圧力検知部５を具備してなる。
【００１８】
第２圧力検知部５は、第２ダイヤフラム５１と、第２ダイヤフラム５１を弾性支持する第２圧力調整スプリング５２とを備えたものである。
【００１９】
第２ダイヤフラム５１は、第１ダイヤフラム４１から所定距離離間した位置において第１ダイヤフラム４１と向き合うように対向配置したものである。この第２ダイヤフラム５１と、第１ダイヤフラム４１と、弁ボディ２とによって囲まれる密閉空間Ｓに、非圧縮性流体を充填している。
【００２０】
第２圧力調整スプリング５２は、第２ダイヤフラム５１と、第２ダイヤフラム５１から所定距離離間した位置において第２ダイヤフラム５１と向き合うように対向配置したプレート６との間に介在させたものである。このプレート６には、弁ボディ２の上面中央部に形成したメネジ部２４に螺合しているステム７の基端部が当接しており、ステム７の先端部に一体的に設けたハンドル８を回転させてステム７を弁ボディ２に対して螺進退させることによって、第２圧力調整スプリング５２の付勢力を調整できるようにしている。ステム７、第２圧力調整スプリング５２、及び第１圧力調整スプリング４２の各軸心を全て同一直軸線上に設定している。なお、第１圧力調整スプリング４２の上端部は弁ボディ２の段部２５に弾接しており、第１圧力調整スプリング４２はステム７の螺進退によってその付勢力が直接影響を受けないようにしている。
【００２１】
以上の構成により、第２圧力検知部５は、第２ダイヤフラム５１の受圧面５１ａに作用する密閉空間Ｓ内の非圧縮性流体の圧力によって発生する力と、第２圧力調整スプリング５２の付勢力とをバランスさせるためのものとなる。
【００２２】
そして、ハンドル８を操作して第２ダイヤフラム５１に作用する荷重を支える第２圧力調整スプリング５２の付勢力を調整し、必要な調圧値に設定した状態において、二次側流路２２に導入される作動流体の圧力が増加するとポペット弁３が第１圧力調整スプリング４２の付勢力に抗して開口部２３ａを閉じる方向、つまりオリフィスを塞ぐ方向に移動し、目的の調圧値になった時点でオリフィスを完全に塞ぐように調整されている。
【００２３】
本実施形態に係る調圧弁１は、二次側流路２２に大流量の作動流体を供給できるように、開口部２３ａの開口巾寸法を従来のものより大きくし、開弁状態におけるオリフィスを大きく設定しているため、高圧で使用する場合には第１ダイヤフラム４１の受圧面４１ａに非常に大きな荷重が作用し得るが、本実施形態では、ダイヤフラム４１、５１を二段構成にして、第１ダイヤフラム４１で発生した荷重のうち、その一部を第１ダイヤフラム４１への面積圧として第１圧力調整スプリング４２で保持するとともに、残りの荷重を密閉空間Ｓ内の非圧縮性流体を介して第２ダイヤフラム５１への面積圧として第２圧力調整スプリング５２で保持するようにしている。したがって、本実施形態に係る調圧弁１は、各ダイヤフラム４１、５１で発生する差圧を低減することができ、各ダイヤフラム４１、ダイヤフラム５１の大型化及び強度低下を招来することなく、高圧大流量にも好適に耐え得るものとなる。また、第２ダイヤフラム５１の受圧面５１ａを第１ダイヤフラム４１の受圧面４１ａよりも小さい寸法に設定しているため、第２ダイヤフラム５１に作用する荷重を効果的に低減することができる。
【００２４】
なお、本考案は、以上に詳述した実施形態に限られるものではない。
【００２５】
例えば、前記実施形態では、感圧体としてダイヤフラムを用いた場合を例示したが、感圧体としてベローズやピストンシリンダを用いたものであってもよい。
【００２６】
また、調圧弁が、弁ボディに対して回動可能なキャップ（カバー）を備え、このキャップ（カバー）を回転操作することによってステムを同期回転させ第２圧力調整スプリングの付勢力、ひいては必要とする調圧値を調整できるようにしてもよい。
【００２７】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本考案の一実施形態に係る調圧弁の断面を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００２９】
１…調圧弁
２…弁ボディ
２１…一次側流路
２２…二次側流路
２３…弁座
２３ａ…開口部
３…弁体（ポペット弁）
４…第１圧力検知部
４１…第１感圧体（第１ダイヤフラム）
４１ａ…受圧面
４２…第１圧力調整スプリング
５…第２圧力検知部
５１…第２感圧体（第２ダイヤフラム）
５１ａ…受圧面
５２…第２圧力調整スプリング
Ｓ…密閉空間
【図１】
0003144102.tif 000003