(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水配管に用いられる減圧弁であって、当該減圧弁の流出側２次圧とこれに対抗するよう配置したスプリングのバネ荷重との均衡点を求めて作動するダイアフラムに連結されて往復動することにより弁体部を弁座部に対して接近離反させるシャフトを有し、さらに当該減圧弁の弁閉時に流入側１次圧が所定値に達したときに開弁して前記流入側１次圧を２次側へ開放するブローバルブ機構を当該減圧弁内に組み込んでなる減圧弁において、
前記ブローバルブ機構は、前記シャフトの外周側に同軸上に配置された円筒状のピストンと、前記ピストンの内周側に配置されて前記ピストンおよびシャフト間をシールする内周側シール部材と、前記ピストンの外周側で弁ハウジングに保持されて前記ピストンおよび弁ハウジング間をシールする外周側シール部材と、前記ピストンを復帰動させる復帰スプリングとを有し、前記ピストンの外周面には１次圧開放流路として作用する切り欠き溝が設けられ、
当該減圧弁の弁開時、前記切り欠き溝は前記外周側シール部材の２次側に達しておらず前記ブローバルブ機構は閉じており、
当該減圧弁の弁閉時であって前記流入側１次圧が所定値未満のときにも、前記切り欠き溝は前記外周側シール部材の２次側に達しておらず前記ブローバルブ機構は閉じており、
前記流入側１次圧が所定値に達したとき、前記ピストンが前記シャフトに対しストロークして前記切り欠き溝が前記外周側シール部材の２次側に達し、前記外周側シール部材の１次側と２次側とを連通させることにより前記ブローバルブ機構が開弁作動することを特徴とする減圧弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁装置の一種である減圧弁に係り、更に詳しくは、給水配管に用いられるのに適した減圧弁に関するものである。本発明の減圧弁は例えば、電気温水機における給水配管に用いられ、またはその他の水用の減圧弁を必要とする機器に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来から図５に示す減圧弁５１が知られており（特許文献１参照）、この減圧弁５１は、給水配管に用いられる減圧弁であって、当該減圧弁５１の流出側２次圧Ｐ２とこれに対抗するよう配置したスプリング５２のバネ荷重との均衡点を求めて作動するダイアフラム５３に連結されて往復動することにより弁体部５５を弁座部５６に対し接近離反させるシャフト５４を有している。作動としては、流出側２次圧Ｐ２をダイアフラム５３によって受圧するとダイアフラム５３を付勢するスプリング５２の荷重に抗して、ダイアフラム５３に連結されたシャフト５４および弁体部５５が閉弁方向へリフトし、すなわち弁体部５５が弁座部５６に接近する方向へ移動する。弁体部５５は流出側２次圧Ｐ２が一定値に達すると弁座部５６に着座して弁孔５７を閉塞し流路を遮断するため、流出側２次圧Ｐ２を一定値以下に減圧することが可能とされている。
【０００３】
また、この図５の減圧弁５１には、当該減圧弁５１の弁閉時に流入側１次圧Ｐ１が所定値に達したときに開弁して流入側１次圧Ｐ１を２次側へ開放する逆止弁構造のブローバルブ機構５８が設けられている。このブローバルブ機構５８の作動としては、弁体部５５が弁座部５６に着座して弁孔５７を閉塞し流路を遮断した後、さらに流入側１次圧Ｐ１が上昇した場合、樹脂製の弁ボディ５９の耐圧値よりも低い流入側１次圧Ｐ１でブローバルブ機構５８が開弁し、圧力を降下させる。したがって高圧の流入側１次圧Ｐ１によって弁ボディ５９が破損するのを防止することが可能とされている。
【０００４】
しかしながらこの図５の減圧弁５１では図示するように、逆止弁構造のブローバルブ機構５８が、固有の弁ケース５８ａ、ピストン５８ｂ、弁体５８ｃおよび復帰スプリング５８ｄを備えるものとしてシャフト５４と並列的に弁ボディ５９に組み込まれている。したがって部品点数が多い不都合があり、また減圧弁５１全体として弁が大型化せざるを得ない不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８６１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みて、ブローバルブ機構を備える減圧弁において、ブローバルブ機構の構造を簡素化し、もって部品点数を削減するとともに弁を小型化することができる減圧弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の減圧弁は、給水配管に用いられる減圧弁であって、当該減圧弁の流出側２次圧とこれに対抗するよう配置したスプリングのバネ荷重との均衡点を求めて作動するダイアフラムに連結されて往復動することにより弁体部を弁座部に対して接近離反させるシャフトを有し、さらに当該減圧弁の弁閉時に流入側１次圧が所定値に達したときに開弁して前記流入側１次圧を２次側へ開放するブローバルブ機構を当該減圧弁内に組み込んでなる減圧弁において、前記ブローバルブ機構は、前記シャフトの外周側に同軸上に配置された円筒状のピストンと、前記ピストンの内周側に配置されて前記ピストンおよびシャフト間をシールする内周側シール部材と、前記ピストンの外周側で弁ハウジングに保持されて前記ピストンおよび弁ハウジング間をシールする外周側シール部材と、前記ピストンを復帰動させる復帰スプリングとを有し、前記ピストンの外周面には１次圧開放流路として作用する切り欠き溝が設けられ、当該減圧弁の弁開時、前記切り欠き溝は前記外周側シール部材の２次側に達しておらず前記ブローバルブ機構は閉じており、当該減圧弁の弁閉時であって前記流入側１次圧が所定値未満のときにも、前記切り欠き溝は前記外周側シール部材の２次側に達しておらず前記ブローバルブ機構は閉じており、前記流入側１次圧が所定値に達したとき、前記ピストンが前記シャフトに対しストロークして前記切り欠き溝が前記外周側シール部材の２次側に達し、前記外周側シール部材の１次側と２次側とを連通させることにより前記ブローバルブ機構が開弁作動することを特徴とする。
【０００８】
上記構成を備える本発明の減圧弁においては、ブローバルブ機構の構造に関して、シャフトの外周側に円筒状のピストンが同軸上に配置され、ピストンの内周側に内周側シール部材が配置され、ピストンの外周側に外周側シール部材が弁ハウジングに保持されるかたちで配置されている。また、ピストンを復帰動させる復帰スプリングが設けられ、ピストンの外周面に１次圧開放流路となる切り欠き溝が設けられている。
【０００９】
上記ピストンの外周面に設けられた切り欠き溝は、流出側２次圧の変動に伴うダイアフラムおよびシャフトの移動（変位）ならびに流入側１次圧の変動に伴うシャフトに対するピストンのストロークによって、弁ハウジングに保持された外周側シール部材に対する相対位置を以下のように変化させる。
（ａ）減圧弁の弁開時、切り欠き溝は外周側シール部材の２次側に達していない。したがって外周側シール部材の１次側と２次側は連通しておらず、ブローバルブ機構は閉じている。
（ｂ）減圧弁の弁閉時であって流入側１次圧が所定値未満のときにも、切り欠き溝は外周側シール部材の２次側に達していない。したがって外周側シール部材の１次側と２次側は連通しておらず、ブローバルブ機構は閉じている。
（ｃ）減圧弁の弁閉時であって流入側１次圧が所定値に達すると、ピストンが復帰スプリングの荷重に抗してシャフトに対しストロークし、切り欠き溝が外周側シール部材の２次側に達する。したがって切り欠き溝を介して外周側シール部材の１次側と２次側が連通し、ブローバルブ機構が開弁する。
【００１０】
本発明の減圧弁は、このようにピストンの外周面に設けられた切り欠き溝を圧力開放流路として高圧の流入側１次圧を２次側へ開放する。
【発明の効果】
【００１１】
部品点数については、以下のことが云える。
【００１２】
すなわち上記図５の従来技術において、逆止弁構造のブローバルブ機構５８は上記したとおり、固有のケース５８ａ、ピストン５８ｂ、弁体５８ｃおよび復帰スプリング５８ｄを備えている。また同図に示すようにシャフト５４の外周側にシャフト５４および弁ボディ５９間をシールするシール部材６０が設けられている。したがって、比較すべき部品点数は「５」である。
【００１３】
これに対し、本発明の減圧弁において、ブローバルブ機構は上記のとおり、円筒状のピストン、内周側シール部材、外周側シール部材および復帰スプリングを備えている。したがって、比較すべき部品点数は「４」で、従来対比マイナス１の部品点数削減を実現することができる。
【００１４】
また、上記図５の従来技術においては、逆止弁構造のブローバルブ機構５８がシャフト５４と並列的に弁ボディ５９に組み込まれるので、大きな専用（占用）スペースが必要とされるところ、本発明の減圧弁においては、ブローバルブ機構がシャフトの外周側に同軸上に配置されているので、軸孔を一回り大きく設定すればブローバルブ機構を組み込むことができる。
【００１５】
したがって以上により、本発明所期の目的どおり、ブローバルブ機構の構造を簡素化し、もって部品点数の削減および弁の小型化を双方共に実現する減圧弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係る減圧弁の弁開状態を示す断面図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】同減圧弁の弁閉状態であってブローバルブ機構閉弁時の状態を示す断面図
【図４】同減圧弁の弁閉状態であってブローバルブ機構開弁時の状態を示す断面図
【図５】従来例に係る減圧弁の弁開状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）上記課題を解決するために、減圧弁の構成部品内にブローバルブ構造を設けることを特徴とする減圧弁である。構造としてはシャフトと摺動シール部間にピストンを設け、減圧弁の主弁部が閉弁している時に１次圧力が適正範囲を超えて上昇すると、シャフトと摺動シール部間に設けたピストンが開弁し、１次圧が２次側に開放されることにより、減圧させることができる。また、ピストンとシャフト間は常にシールしていることから、作動時には従来からの減圧弁の摺動シール部とこのピストン、シャフト間のシール径により受圧面積の調整が可能である。
（２）上記構成によれば、以下の効果が発揮される。
減圧弁の小型化・・・減圧弁のブローバルブ部を既存の減圧シャフト内に設けることができるため、機器の小型化が可能である。
部品点数の削減およびこれに伴うコストメリット・・・第２弁体を設けずに既存の摺動シール部とシャフトを利用するため、部品点数の削減が可能となる。
【実施例】
【００１８】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施例に係る減圧弁１の断面図を示しており、その要部拡大図が図２に示されている。当該実施例に係る減圧弁１は、電気温水機における給水配管に用いられ、給水圧力が常に一定となるように流出側２次圧Ｐ２を調整するものであって、以下のように構成されている。
【００２０】
すなわち先ず、ボディ（弁ボディ）３、カバー（弁カバー）４およびフタ（蓋部材）５の３部品が水密的に組み合わされて当該減圧弁１の弁ハウジング２が設けられており、この弁ハウジング２の内部に、ダイアフラム２１、スプリング（減圧弁スプリング）２２、シャフト２３および弁体部２７等の作動部品が組み込まれている。ボディ３は樹脂製であって、シャフト２３を挿通するシャフト挿通孔（軸孔）６が設けられるとともに流入側の１次側ポート７および流出側の２次側ポート８が設けられ、両ポート７，８は、１次側流路９、弁孔１０、弁室１１および２次側流路１２を介して連通している。シャフト挿通孔６はその一端（下端）で１次側流路９に開口し、他端（上端）でカバー４内のダイアフラム室１３に開口している。弁孔１０はシャフト挿通孔６と同軸上に配置されている。弁孔１０の弁室１１側開口周縁部には弁座部１４が弁室１１へ向けて（下方へ向けて）設けられている。２次側流路１２は連通孔１５を介してダイアフラム室１３と連通している。
【００２１】
上記ダイアフラム室１３において、ボディ３とカバー４との間にダイアフラム２１が架設されている。このダイアフラム２１は当該減圧弁１の流出側２次圧Ｐ２とこれに対抗するよう配置されたスプリング２２のバネ荷重との均衡点を求めてその平面中央の遊動端部が軸方向（上下方向）に変位するように構成されており、このダイアフラム２１の遊動端部にシャフト２３の一端部（上端部）がダイアフラムリテーナ（プレート）２４、スプリングリテーナ（プレート）２５およびナット２６を用いて連結され、シャフト２３の他端部（下端部）に弁体２８および弁体カバー２９の組み合わせよりなる弁体部２７がナット３０を用いて連結されている。ダイアフラム２１に連結されたシャフト２３はシャフト挿通孔６および弁孔１０に貫挿され、シャフト２３の他端部および弁体部２７は弁室１１に配置されている。一方、スプリング２２は、カバー４にねじ込まれた調整ネジ３１とスプリングリテーナ２５との間に弾性的に介装されており、調整ネジ３１のねじ込み量を加減することによってバネ荷重を調整可能とされている。
【００２２】
したがって以上までの構成において、当該減圧弁１が電気温水機における給水配管に接続されて流出側２次圧Ｐ２がダイアフラム２１に作用すると、ダイアフラム２１を付勢するスプリング２２のバネ荷重に抗して、ダイアフラム２１に連結されたシャフト２３および弁体部２７が閉弁方向へリフトし、弁体部２７が弁座部１４に接近する方向へ移動する。流出側２次圧Ｐ２が上昇すると弁体部２７は弁座部１４にさらに接近する方向へ移動し、反対に流出側２次圧Ｐ２が下降すると弁体部２７は弁座部１４から離れる方向へ移動する。弁体部２７は流出側２次圧Ｐ２が一定値ｘに達すると弁座部１４に着座して弁孔１０を閉塞し流路９，１２を遮断するため、流出側２次圧Ｐ２を一定値ｘ以下に減圧することが可能とされている。
【００２３】
また、当該減圧弁１には、当該減圧弁１の弁閉時に流入側１次圧Ｐ１が所定値ｙに達したときに開弁して流入側１次圧Ｐ１を２次側へ開放するブローバルブ機構４１が設けられている。
【００２４】
このブローバルブ機構４１は、以下のように構成されている。
【００２５】
すなわち図２に示すように、シャフト２３の外周側に円筒状のピストン４２が同軸上に配置され、ピストン４２の内周側に内周側シール部材４３が配置されてピストン４２およびシャフト２３間をシールし、ピストン４２の外周側に外周側シール部材４４が弁ハウジング２のボディ３に保持されるかたちで配置されてピストン４２および弁ハウジング２のボディ３間をシールしている。また、ピストン４２を復帰動させる復帰スプリング（ブロースプリング）４５が設けられ、ピストン４２の外周面に１次圧開放流路となる切り欠き溝４６が設けられている。
【００２６】
各部の詳細は、以下のとおりとされている。
【００２７】
ピストン４２は、円筒状に成形され、シャフト２３の外周側であってシャフト２３と弁ハウジング２におけるボディ３との間に軸方向移動可能に配置されている。ピストン４２はボディ３に対し軸方向移動可能であり、シャフト２３に対しても軸方向移動可能である。またピストン４２は、その内周面に設けた内向き鍔部４２ａが、シャフト２３の外周面に設けた外向き鍔部２３ａと軸方向に係合する位置をシャフト２３に対するストロークの初動位置とされ、内向き鍔部４２ａとダイアフラムリテーナ２４との間に復帰スプリング４５が介装されている。
【００２８】
内周側シール部材４３は、シャフト２３における外向き鍔部２３ａの外周面に設けた装着溝２３ｂに装着され、その外周面をピストン４２の内周面に摺動自在に密接させている。内周側シール部材４３はＯリングによって構成されている。
【００２９】
外周側シール部材４４は、弁ハウジング２のボディ３におけるシャフト挿通孔６の内周面に設けた装着溝３ａに装着され、その内周面をピストン４２の外周面に摺動自在に密接させている。シール部材４４の装着を容易にするため装着溝３ａはボディ３とこれに嵌合したシール押さえ１６との組み合わせによって形成されている。外周側シール部材４４は、Ｙパッキン、ＶパッキンまたはＵパッキン等のリップパッキンよりなり、これらはそのリップ端を１次側のほう（図では下方）へ向けている。
【００３０】
切り欠き溝４６は、ピストン４２の外周面において軸方向に延びる溝として形成され、ピストン４２外周面の円周上に１箇所または複数個所に亙って設けられている。また、この切り欠き溝４６はピストン４２の１次側端部（下端部）から所定の高さ範囲に亙って設けられている。したがって切り欠き溝４６の１次側端部（下端部）４６ａはピストン４２の１次側端部（下端部）に開口しており、これに対し切り欠き溝４６の２次側端部（上端部）４６ｂは先止まり状とされている。
【００３１】
上記ピストン４２の外周面に設けられた切り欠き溝４６は、流出側２次圧Ｐ２の変動に伴うダイアフラム２１およびシャフト２３の移動（変位）ならびに流入側１次圧Ｐ１の変動に伴うシャフト２３に対するピストン４２のストロークによって、弁ハウジング２のボディ３に保持された外周側シール部材４４に対する相対位置を以下のように変化させるものとされている。
【００３２】
（ａ）減圧弁の弁開時
流出側２次圧Ｐ２が一定値未満であるとき、図１および図２に示すように当該減圧弁１は開弁しており、すなわち弁体部２７は弁座部１４から離れた位置にあり、シャフト２３は比較的下がった位置にあり、ピストン４２はその内周面に設けた内向き鍔部４２ａがシャフト２３の外周面に設けた外向き鍔部２３ａと接触していてシャフト２３に対するストロークの初動位置にある。このとき、図２に示すように切り欠き溝４６はその２次側端部（上端部）４６ｂが外周側シール部材４４の２次側空間４４ａに達していない。ここに外周側シール部材４４の２次側空間４４ａとは、外周側シール部材４４におけるリップ背面側空間のことを云い、この空間４４ａは、ピストン４２およびシール押さえ１６間の間隙ｃ、ダイアフラム室１３、連通孔１５ならびに２次側流路１２を介して２次側ポート８に連通している。したがって１次側流路９と上記外周側シール部材４４の２次側空間４４ａは外周側シール部材４４で遮断されたままで連通しておらず、よってブローバルブ機構４１は閉弁した状態とされている。
【００３３】
（ｂ）減圧弁の弁閉時であって流入側１次圧が所定値未満のとき
上記（ａ）の状態から流出側２次圧Ｐ２が上昇して一定値ｘに達すると当該減圧弁１が閉弁し、この分、シャフト２３がダイアフラム室１３の方向（上方）へ向けて移動するが、このように閉弁ないし移動しても流入側１次圧Ｐ１が所定値ｙ未満のときには、図３に示すようにピストン４２はシャフト２３に対して未だストロークせず、切り欠き溝４６はその２次側端部（上端部）４６ｂが外周側シール部材４４の２次側空間４４ａに達していない。したがって１次側流路９と上記外周側シール部材４４の２次側空間４４ａは外周側シール部材４４で遮断されたままで連通しておらず、よってブローバルブ機構４１は依然閉弁した状態とされている。
【００３４】
（ｃ）減圧弁の弁閉時であって流入側１次圧が所定値に達したとき
上記（ｂ）の状態から流入側１次圧Ｐ１が所定値ｙに達すると、図４に示すようにピストン４２が復帰スプリング４５の弾性に抗してこれを押し縮めながらシャフト２３に対しダイアフラム室１３の方向（上方）へストロークし、切り欠き溝４６がその２次側端部（上端部）４６ｂにおいて外周側シール部材４４の２次側空間４４ａに達する。したがって１次側流路９と上記外周側シール部材４４の２次側空間４４ａが切り欠き溝４６を介して連通し、ブローバルブ機構４１が開弁する。そしてこのようにブローバルブ機構４１が開弁すると、流入側１次圧Ｐ１が切り欠き溝４６、外周側シール部材４４の２次側空間４４ａならびにピストン４２およびシール押さえ１６間の間隙ｃを経由してダイアフラム室１３へ放出され、さらに連通孔１５、２次側流路１２および２次側ポート８を経由して弁外部へ放出される。したがって樹脂製のボディ３の耐圧値よりも低い流入側１次圧Ｐ１でブローバルブ機構４１を開弁させ、高圧を放出することで、ボディ３が破損するのを防止することができる。尚、ピストン４２がシャフト２３に対しストロークすると、ピストン４２に設けた内向き鍔部４２ａがシャフト２３に設けた外向き鍔部２３ａと所定距離Ｌ軸方向に離れるので、これがピストン４２のストローク量と云うことになる。
【００３５】
（ｄ）その後
上記（ｃ）により流入側１次圧Ｐ１が放出されて所定値ｙ未満になると、ピストン４２が復帰スプリング４５の弾性で戻されるかたちで、図４の状態から図３の状態へ復帰する。したがってブローバルブ機構４１は再び閉弁した状態とされる。
【００３６】
上記構成の減圧弁１においては、上記したとおり、比較すべき部品点数は、円筒状のピストン４２、内周側シール部材４３、外周側シール部材４４および復帰スプリング４５よりなる「４」であって、従来対比マイナス１の部品点数削減が実現されている。また、ブローバルブ機構４１がシャフト２３の外周側に同軸上に配置される構造であるために、シャフト挿通孔６を若干拡径するのみでブローバルブ機構４１を組み込むことが可能とされている。したがって以上により、ブローバルブ機構４１の構造を簡素化し、もって部品点数を削減するとともに弁を小型化する減圧弁１を提供することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  減圧弁
２  弁ハウジング
３  ボディ
３ａ，２３ｂ  装着溝
４  カバー
５  フタ
６  シャフト挿通孔
７  １次側ポート
８  ２次側ポート
９  １次側流路
１０  弁孔
１１  弁室
１２  ２次側流路
１３  ダイアフラム室
１４  弁座部
１５  連通孔
１６  シール押さえ
２１  ダイアフラム
２２  スプリング
２３  シャフト
２３ａ  外向き鍔部
２４  ダイアフラムリテーナ
２５  スプリングリテーナ
２６，３０  ナット
２７  弁体部
２８  弁体
２９  弁体カバー
３１  調整ネジ
４１  ブローバルブ機構
４２  ピストン
４２ａ  内向き鍔部
４３  内周側シール部材
４４  外周側シール部材
４４ａ  ２次側空間
４５  復帰スプリング
４６  切り欠き溝
４６ａ  １次側端部
４６ｂ  ２次側端部
ｃ  径方向間隙
【図１】
0005722193.tif 000002
【図２】
0005722193.tif 000003
【図３】
0005722193.tif 000004
【図４】
0005722193.tif 000005
【図５】
0005722193.tif 000006