(57)【要約】      （修正有）【課題】エア・ベント機構を有する空気式機器の作動状態に対応して、空気式機器に常に一定の設定圧力を供給することができる圧力調整弁を提供する。【解決手段】可変オリフィス１１ａを介して一次圧力導入口５と連通する二次圧力室７に、大気に通じるエア・ベント用オリフィス１３と、受圧室８に連通するオリフィス１４を設け、さらに受圧室８と二次圧力取出口６を連通路９で接続し、受圧室８の空気圧力を設定圧力に合わせるべくばね１９の圧縮量によって調整する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
気体を導入するための一次圧力導入口と、調圧された前記気体が流入する二次圧力室と、前記一次圧力導入口と二次圧力室間の連通路を開閉する主弁と、前記主弁を閉方向に付勢するばね手段と、前記二次圧力室とオリフィスを介して連通する受圧室と、調圧された気体を取り出すための二次圧力取出口と、前記受圧室の圧力に応じて変位するとともに、前記受圧室の圧力が設定圧力より上昇または下降したとき、前記ばね手段と連動して主弁の開度を縮小または拡大させる上記主弁と一体に移動すべく結合されたダイアフラム組立体と、を備えた圧力調整弁において、前記受圧室と前記二次圧力取出口を連通させる連通路と、前記二次圧力室の圧力を外部に逃がすためのオリフィスと、を備えたことを特徴とする圧力調整弁。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、気体の圧力を調整する圧力調整弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力調整弁は、取出二次圧力を設定圧力に応じて変化させる弁であり、基本的には、一次圧力導入口と二次圧力取出口との連通路を開閉する主弁を備え、この主弁を常時はばね手段により閉弁方向に付勢する一方、二次圧力取出口の圧力が設定圧力より上下したとき、前記ばね手段に抗して主弁の開度を変化させるダイアフラム組立体を備えている。
【０００３】
この圧力調整弁によれば、ダイアフラム組立体が主弁を開くとき、すなわち二次圧力取出口側の圧力が下降したときには、一次圧力導入口の圧力を二次圧力取出口に及ぼして二次側の圧力を高め、逆に、二次側の圧力が高いときには、ばね手段により閉弁方向に付勢された主弁によって連通路を閉じ、一次圧力側の高圧力が二次側に導入されるのを防ぐ。
【０００４】
図２に従来の圧力調整弁の構成の概要を示すとともに、安全逃がし弁および空気式機器の構成と接続の概要を示す。圧力調整弁は、種々の空気式機器に一定の圧力に調整された空気を供給するもので、通常、図２に示すごとく、空気式機器の保護のために安全逃がし弁とともに使用される。
【０００５】
圧力調整弁４１は、ハウジング４２、底板４３、およびカバー４４から構成され、図示しない締結ネジによって結合されている。ハウジング４２には、一次圧力導入口４５と二次圧力取出口４６が開口しており、一次圧力導入口４５と二次圧力室４７の間には、ハウジング４２に密閉固定された弁座５０によって連通路５０ａが形成されている。
【０００６】
この連通路５０ａはボール５１が上下に移動することにより開閉するもので、連通路５０ａの下端部には、ボール５１が接離するシート部５０ｂが形成されている。このボール５１は常時閉弁方向付勢ばね５２によりシート部５０ｂに押し付けられている。また、二次圧力室４７と二次圧力取出口４６の間には連通路４９が、二次圧力室４７と受圧室４８の間にはオリフィス５４が、形成されている。
【０００７】
受圧室４８は、ハウジング４２とカバー４４の間に挟着されたダイアフラム５５によって大気から隔離されている。ダイアフラム５５の下面中央には、プレート５７が位置していて、ピン５６がハウジング４２の抜き穴４２ａおよび連通路５０ａを介して、プレート５７とボール５１の間に保持されている。また、ダイアフラム５５の上面中央に位置するバックプレート５８とばね受け６２の間にばね５９が装着され、カバー４４に螺着された調整ネジ６０により、ばね受け６２を介してばね５９のたわみ量を調整し、調整ネジ６０がロックナット６１により固定される。
【０００８】
次に図２に示されている安全逃がし弁６３の構成の概要を説明する。安全逃がし弁６３は、ボディ６４とカバー６５から構成され、図示しない締結ネジによって結合されている。ボディ６４には、一次圧力導入口６６と二次圧力取出口６７が開口しており、一次圧力導入口６６と二次圧力取出口６７の間には、ボディ６４のシート部６４ａとポペット弁６８によって可変オリフィスが形成される。
【０００９】
圧力調整弁４１によって調整された空気は、通常エア・ベント機構７５を有する空気式機器７３（例えばエアシリンダなど）に供給されるが、安定した調整圧力を供給するために、圧力調整弁４１の下流側にエア・ベント用オリフィス５３が、さらに下流側に順次オリフィス７４および安全逃がし弁６３が接続され、その最下流に空気式機器７３が接続される。
【００１０】
圧力調整弁４１の一次圧力導入口４５より空気（空気圧力Ｐ１１）を供給したあと、調整ネジ６０をねじ込みながらばね５９を圧縮すると、ばね力はダイアフラム５５を下側に押し下げる方向に働き、プレート５７およびピン５６を介して、閉弁方向付勢ばね５２によって上向きに付勢されたボール５１を押し下げ、ボール５１とシート部５０ｂの間にすき間が生じ、所謂可変オリフィス５１ａが形成される。
【００１１】
可変オリフィス５１ａを通過した空気（空気圧力Ｐ１２）は、連通路５０ａを通り二次圧力室４７およびオリフィス５４を介して受圧室４８（空気圧力Ｐ１２）に、また連通路４９を介して二次圧力取出口４６（空気圧力Ｐ１２）に供給される。さらに、二次圧力取出口４６の空気の一部はエア・ベント用オリフィス５３を介して大気に排出されるとともに、他はオリフィス７４を経て空気式機器７３（空気圧力Ｐ１３）に供給される。
【００１２】
このとき、可変オリフィス５１ａを通過する空気流量とエア・ベント用オリフィス５３を通過する空気流量および、受圧室４８に加えられる空気圧力（空気圧力Ｐ１２）とばね５９のばね力が釣り合うように可変オリフィス５１ａの開度が定まることから、圧力調整弁４１は入口の空気圧力が変動しても、二次圧力取出口４６に一定の圧力を供給することができる。
【００１３】
一方、圧力調整弁４１が破損（例えば可変オリフィスが全開の状態で固着）した場合、過剰な圧力が空気式機器７３に加えられないように、安全逃がし弁６３によって高圧の空気を大気に排出する。安全逃がし弁６３は、オリフィス７４を介して加えられた空気圧力がポペット弁６８を押す力がばね７０の力を上回った場合にシート部６４ａが開き空気を大気に排出する。
【００１４】
このとき、オリフィス７４を通過する空気流量とシート部６４ａを通過する空気流量が釣り合うため、一定以上の圧力が空気式機器７３に供給されることはない。なお安全逃がし弁６３の設定圧力は、ばね受け６９、ばね７０、調整ネジ７１およびロックナット７２によって、圧力調整弁４１の設定圧力より幾分高圧に設定されているため、圧力調整弁４１が正常に作動している場合には安全逃がし弁６３が作動することはない。
【００１５】
特許文献１には、圧力調整弁において「主弁をダイアフラム組立体に支持し、この主弁を閉弁方向に付勢するばね手段を、一次圧力導入口及び二次圧力取出口とは非連通の上記ダイアフラムの裏面に配し、耐腐食性を向上させる手段」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】実開平０６−０６５９１０号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１７】
エア・ベント機構７５を有する空気式機器７３に圧力を供給する場合、空気式機器７３に供給される空気圧力Ｐ０３を設定圧力とする。当然、この時は、エア・ベント機構７５の流量は一定であることが前提である。そのときの受圧室４８の空気圧力がＰ０２になったと仮定する。
【００１８】
しかし、実際には、空気式機器７３のエア・ベント機構７５から大気に排出される空気流量は、空気式機器７３の作動状態によって変化するものである。その変化によって全体の流れの状態や各箇所の空気圧力も変化しているにもかかわらず、圧力調整弁４１は受圧室４８の空気圧力をＰ０２にすべく調整を行うが、そのときの空気式機器７３への供給圧力は、初期設定空気圧力Ｐ０３とは異なる。したがって、空気式機器７３の全ての作動状態に対して一定の設定圧力を供給することはできない。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本考案は、前記課題を解決するために、気体を導入するための一次圧力導入口と、調圧された前記気体が流入する二次圧力室と、前記一次圧力導入口と二次圧力室間の連通路を開閉する主弁と、前記主弁を閉方向に付勢するばね手段と、前記二次圧力室とオリフィスを介して連通する受圧室と、調圧された気体を取り出すための二次圧力取出口と、前記受圧室の圧力に応じて変位するとともに、前記受圧室の圧力が設定圧力より上昇または下降したとき、前記ばね手段と連動して主弁の開度を縮小または拡大させる上記主弁と一体に移動すべく結合されたダイアフラム組立体と、を備えた圧力調整弁において、前記受圧室と前記二次圧力取出口を連通させる連通路と、前記二次圧力室の圧力を外部に逃がすためのオリフィスと、を備えた圧力調整弁である。
【考案の効果】
【００２０】
二次圧力室と受圧室間のオリフィスを通過した空気を受圧室に導き、その受圧室の空気の圧力を設定圧力として調整した後、その空気をエア・ベント機構を有する空気式機器に供給するもので、その空気式機器の作動状態に関係なく一定の設定圧力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本考案による圧力調整弁の実施例の概要を示すとともに、安全逃がし弁および空気式機器の構成と接続の概要を示す縦断面図である。
【図２】従来の圧力調整弁の構成の概要を示すとともに、安全逃がし弁および空気式機器の構成と接続の概要を示す縦断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本考案による圧力調整弁の実施例の概要を示すとともに、安全逃がし弁および空気式機器の構成と接続の概要を示す縦断面図である。圧力調整弁は、種々の空気式機器に一定の圧力に調整された空気を供給するもので、通常、図１に示すごとく、空気式機器の保護のために安全逃がし弁とともに使用される。
【００２３】
圧力調整弁１は、ハウジング２、底板３、およびカバー４から構成され、図示しない締結ネジによって結合されている。ハウジング２には、一次圧力導入口５と二次圧力取出口６が開口しており、一次圧力導入口５と二次圧力室７の間には、ハウジング２に密閉固定された弁座１０によって連通路１０ａが形成されている。
【００２４】
この連通路１０ａはボール１１が上下に移動することにより開閉するもので、連通路１０ａの下端部には、ボール１１が接離するシート部１０ｂが形成されている。このボール１１は常時閉弁方向付勢ばね１２によりシート部１０ｂに押し付けられている。また、受圧室８と二次圧力取出口６の間には連通路９が、二次圧力室７と受圧室８の間にはオリフィス１４が形成されている。
【００２５】
すなわち、二次圧力室７と二次圧力取出口６の間には隔壁３４が設けられているため直接連通しておらず、二次圧力室７からオリフィス１４を経て受圧室８へ、さらに連通路９を経て二次圧力取出口６に連通している。また、二次圧力室７はエア・ベント用オリフィス１３を介して大気に開放されている。
【００２６】
受圧室８は、ハウジング２とカバー４の間に挟着されたダイアフラム１５によって大気から隔離されている。ダイアフラム１５の下面中央には、プレート１７が位置していて、ピン１６がハウジング２の抜き穴２ａおよび連通路１０ａを介して、プレート１７とボール１１の間に保持される。また、ダイアフラム１５の上面中央に位置するバックプレート１８とばね受け２２の間にばね１９が装着され、カバー４に螺着された調整ネジ２０により、ばね受け２２を介してばね１９のたわみ量を調整した後、調整ネジ２０がロックナット２１により固定される。
【００２７】
次に図１に示されている安全逃がし弁２３の構成の概要を説明する。安全逃がし弁２３は、ボディ２４とカバー２５から構成され、図示しない締結ネジによって結合されている。ボディ２４には、一次圧力導入口２６と二次圧力取出口２７が開口しており、一次圧力導入口２６と二次圧力取出口２７の間には、ボディ２４のシート部２４ａとポペット弁２８によって可変オリフィスが形成されている。また、安全逃がし弁２３の下流に、通常エア・ベント機構３５を有する空気式機器３３（例えばエアシリンダなど）が接続され、圧力調整弁１によって調整された圧力が供給される。
【００２８】
圧力調整弁１の一次圧力導入口５より空気（空気圧力Ｐ１）を供給したあと、調整ネジ２０をねじ込みながらばね１９を圧縮していくと、ばね力はダイアフラム１５を下側に押し下げる方向に働き、プレート１７およびピン１６を介して、閉弁方向付勢ばね１２によって上向きに付勢されたボール１１を押し下げ、ボール１１とシート部１０ｂの間にすき間が生じ、所謂可変オリフィス１１ａが形成される。
【００２９】
可変オリフィス１１ａを通過した空気（空気圧力Ｐ２）は、連通路１０ａを通り二次圧力室７に供給される。さらに二次圧力室７の空気はオリフィス１４を介して受圧室８に、また受圧室８の空気は連通路９を介して二次圧力取出口６に供給される。二次圧力室７の空気の一部はエア・ベント用オリフィス１３を通じて大気に排出される。
【００３０】
このとき、可変オリフィス１１ａを通過する空気流量とエア・ベント用オリフィス１３を通過する空気流量及び、受圧室８に供給される空気の圧力（空気圧力Ｐ３）とばね力が釣り合うように可変オリフィス１１ａの開度が定まることから、圧力調整弁１は入口の空気圧力が変動しても、空気式機器３３に一定の圧力を供給するこができる。
【００３１】
受圧室８に供給される空気の圧力（空気圧力Ｐ３）を設定圧力として調整しておくと、圧力調整弁１の入口圧力が変動しても、さらにエア・ベント機構３５を有する空気式機器３３の作動状態が変動しても、受圧室８の空気圧力が設定圧力になるように自動的に可変オリフィス１１ａの開度が定まることから、受圧室８と連通する空気式機器３３の入口圧力は一定の設定圧力に調整される。ちなみに、図２の従来例と比較すると、本考案のオリフィス１４と従来例のオリフィス７４は同じ機能を有するが、その設置個所を本考案に示すごとく実施することにより、空気式機器３３の入口圧力を一定の設定圧力に保持することが可能となる。
【００３２】
一方、圧力調整弁１が破損（例えば可変オリフィスが全開の状態で固着）した場合、過剰な圧力が空気式機器３３に加えられないように、安全逃がし弁２３によって高圧の空気を大気に排出する。安全逃がし弁２３は、圧力調整弁１の二次圧力取出口６を介して加えられた空気圧力がポペット弁２８を押す力がばね３０の力を上回った場合にシート部２４ａが開き空気を大気に排出する。
【００３３】
このとき、オリフィス１４を通過する空気流量とシート部２４ａを通過する空気流量が釣り合うため、一定以上の圧力が空気式機器３３に供給されることはない。なお、安全逃がし弁２３の設定圧力は、ばね受け２９、ばね３０、調整ネジ３１およびロックナット３２によって、圧力調整弁１の設定圧力より幾分高圧に設定されているため、圧力調整弁１が正常に作動している場合には安全逃がし弁２３が作動することはない。
【符号の説明】
【００３４】
１、４１  圧力調整弁
２、４２  ハウジング
２ａ、４２ａ  抜き穴
３、４３  底板
４、４４  カバー
５、４５  一次圧力導入口
６、４６  二次圧力取出口
７、４７  二次圧力室
８、４８  受圧室
９、４９  連通路
１０、５０  弁座
１０ａ、５０ａ  連通路
１０ｂ、５０ｂ  シート部
１１、５１      ボール（主弁）
１１ａ、５１ａ  可変オリフィス
１２、５２  閉弁方向付勢ばね
１３、５３  エア・ベント用オリフィス
１４、５４、７４  オリフィス
１５、５５  ダイアフラム
１６、５６  ピン
１７、５７  プレート
１８、５８  バックプレート
１９、３０、５９、７０  ばね
２０、３１、６０、７１  調整ネジ
２１、３２、６１、７２  ロックナット
２２、２９、６２、６９  ばね受け
２３、６３  安全逃がし弁
２４、６４  ボディ
２４ａ、６４ａ  シート部
２５、６５  カバー
２６、６６  一次圧力導入口
２７、６７  二次圧力取出口
２８、６８  ポペット弁
３３、７３  空気式機器
３４        隔壁
３５、７５  エア・ベント機構
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ０２、Ｐ０３  空気圧力
【図１】
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【図２】
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