(57)【要約】【目的】一次圧力導入口と；二次圧力取出口と；一次圧力導入口と二次圧力取出口間の連通路を開閉する主弁と；上記二次圧力取出口に連通する、可撓性隔膜部材によって画成されたパイロット圧室と；このパイロット圧室と連通路とを連通させる円形連通穴と；この円形連通穴内に摺動自在にかつ可撓性隔膜部材と主弁との間に位置させて挿通されたコネクティングロッドと；可撓性隔膜部材を主弁が開く方向に付勢する調圧ばねと；を有し、パイロット圧室の圧力が調圧ばね力と平衡するように可撓性隔膜部材に作用する直動形減圧弁において、応答性と安定性とをバランスよく備えた直動形減圧弁を得る。【構成】コネクティングロッドの円形連通穴への挿入部分の断面形状を、該円形連通穴内面に対応する仮想円形に比較して一部が小さい不完全円形とし、仮想円形に対応する部分を該コネクティングロッドの摺動ガイドとし、対応しない変形部分をエア通路とした直動形減圧弁。連通穴の内面に、軸線方向に向くエア通路を凹設してもよい。【選択図】図１
2004280232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次圧力導入口と；二次圧力取出口と；上記一次圧力導入口と二次圧力取出口間の連通路を開閉する主弁と；上記二次圧力取出口に連通する、可撓性隔膜部材によって画成されたパイロット圧室と；このパイロット圧室と上記連通路とを連通させる円形連通穴と；この円形連通穴内に摺動自在にかつ上記可撓性隔膜部材と主弁との間に位置させて挿通されたコネクティングロッドと；上記可撓性隔膜部材を主弁が開く方向に付勢する調圧ばねと；を有し、上記パイロット圧室の圧力が調圧ばね力と平衡するように可撓性隔膜部材に作用する直動形減圧弁において、
上記コネクティングロッドの円形連通穴への挿入部分の断面形状を、該円形連通穴内面に対応する仮想円形に比較して一部が小さい不完全円形とし、仮想円形に対応する部分を該コネクティングロッドの摺動ガイドとし、対応しない変形部分をエア通路としたことを特徴とする直動形減圧弁。
【請求項２】
請求項１記載の直動形減圧弁において、上記コネクティングロッドの変形部分は、断面円形軸の外面一部を軸方向に平面的に削り取った平面部分である直動形減圧弁。
【請求項３】
請求項１または２記載の直動形減圧弁において、上記コネクティングロッドは、上記パイロット圧室側の端部にフランジを有し、このフランジの上記円形連通穴側の面に、上記変形部分に対応する凹部が形成されている直動形減圧弁。
【請求項４】
一次圧力導入口と；二次圧力取出口と；上記一次圧力導入口と二次圧力取出口間の連通路を開閉する主弁と；上記二次圧力取出口に連通する、可撓性隔膜部材によって画成されたパイロット圧室と；このパイロット圧室と上記連通路とを連通させる円形連通穴と；この円形連通穴内に摺動自在にかつ上記可撓性隔膜部材と主弁との間に位置させて挿通されたコネクティングロッドと；上記可撓性隔膜部材を主弁が開く方向に付勢する調圧ばねと；を有し、上記パイロット圧室の圧力が調圧ばね力と平衡するように可撓性隔膜部材に作用する直動形減圧弁において、
上記連通穴の内面一部に、該連通穴の軸線方向に向けてエア通路を凹設したことを特徴とする直動形減圧弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、直動形減圧弁に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
直動形減圧弁として従来、一次圧力導入口と二次圧力取出口とを連通させる連通路に、該連通路を開閉する主弁を設け、ダイアフラム（可撓性隔膜部材）によって、二次圧力取出口に連通するパイロット圧室を画成し、このパイロット圧室と一次圧力導入口とを円形連通穴によって連通させ、この円形連通穴内に摺動自在に挿通されたコネクティングロッドを、ダイアフラムと主弁との間に介在させ、パイロット圧室の圧力がダイアフラムに作用して、調圧ばね力と平衡するようにダイアフラムの動きを主弁に伝達して、二次圧力を制御する機構が知られている。パイロット圧室の圧力が調圧ばね力に勝ると、コネクティングロッドが主弁に作用して主弁を閉じる方向に移動させ、調圧ばね力が勝ると、コネクティングロッドが下降して主弁を開く方向に移動させて、調圧ばねにより設定した圧力を二次圧力取出口に取り出すことができる。
【０００３】
この直動形減圧弁では、パイロット圧室の圧力と調圧ばね力とが平衡するように敏感に応動して主弁の通路断面積を変化させることが好ましい。パイロット圧室と二次圧力取出口とを連通させる穴の大きさが、二次側流量の変化に対する応答性に大きな影響を与えることが経験的に知られている。パイロット圧室と一次圧力導入口とを連通させる円形連通穴と、該連通穴に摺動自在に挿通されるコネクティングロッドとの間は、通常最小のクリアランスで円滑に摺動するように作られている。このような減圧弁では、一次側の急激な圧力変動に対して二次側の圧力応答が遅れがちになる。特に一次側の圧力供給バルブが開かれた時は、二次側の圧力がオーバシュートすることが知られている。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は従って、複雑な内部構造や余計な部品を要することなく、圧力特性と流量特性とをバランスよく備えた直動形減圧弁を得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、その一態様では、一次圧力導入口と；二次圧力取出口と；上記一次圧力導入口と二次圧力取出口間の連通路を開閉する主弁と；上記二次圧力取出口に連通する、可撓性隔膜部材によって画成されたパイロット圧室と；このパイロット圧室と上記連通路とを連通させる円形連通穴と；この円形連通穴内に摺動自在にかつ上記可撓性隔膜部材と主弁との間に位置させて挿通されたコネクティングロッドと；上記可撓性隔膜部材を主弁が開く方向に付勢する調圧ばねと；を有し、上記パイロット圧室の圧力が調圧ばね力と平衡するように可撓性隔膜部材に作用する直動形減圧弁において、コネクティングロッドの円形連通穴への挿入部分の断面形状を、該円形連通穴内面に対応する仮想円形に比較して一部が小さい不完全円形とし、仮想円形に対応する部分を該コネクティングロッドの摺動ガイドとし、対応しない変形部分をエア通路としたことを特徴としている。
【０００６】
本発明は、別の態様によると、一次圧力導入口と；二次圧力取出口と；上記一次圧力導入口と二次圧力取出口間の連通路を開閉する主弁と；上記二次圧力取出口に連通する、可撓性隔膜部材によって画成されたパイロット圧室と；このパイロット圧室と上記連通路とを連通させる円形連通穴と；この円形連通穴内に摺動自在にかつ上記可撓性隔膜部材と主弁との間に位置させて挿通されたコネクティングロッドと；上記可撓性隔膜部材を主弁が開く方向に付勢する調圧ばねと；を有し、上記パイロット圧室の圧力が調圧ばね力と平衡するように可撓性隔膜部材に作用する直動形減圧弁において、連通穴の内面一部に、該連通穴の軸線方向に向けてエア通路を凹設したことを特徴としている。
【０００７】
このように、コネクティングロッドと連通穴のいずれかにエア通路を設けることにより、圧力特性と流量特性とをバランスよく備えた直動形減圧弁を得ることができる。エア通路の大きさは、試行錯誤的に定めることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による直動形減圧弁１０は、図１に全体構造を示すように、全体として円筒状をなすボディ１１とボンネット１２を有する。ボディ１１とボンネット１２の間には、ダイアフラム（可撓性隔膜部材）１３の周縁部が挟着され、ボディ１１には、ダイアフラム１３側の端部に、パイロット圧室形成凹部１４が形成されている。またボディ１１には、このパイロット圧室形成凹部１４の中心部に位置させて、軸方向の連通路１５が形成されており、この連通路１５に、径方向の一次圧力導入口１６と二次圧力取出口１７とが連通している。ダイアフラム１３とパイロット圧室形成凹部１４とでパイロット圧室１９が形成され、パイロット圧室１９と二次圧力取出口１７とは、連通穴１８で連通している。
【０００９】
連通路１５は、パイロット圧室１９側から順に、ブッシュ螺合穴１５ａ、弁座固定穴１５ｂ、及び有底ばね挿入穴１５ｃからなっており、有底ばね挿入穴１５ｃには圧縮コイルばね（主弁ばね）２０が挿入され、弁座固定穴１５ｂには弾性材料からなる環状弁座２１が挿入固定され、ブッシュ螺合穴１５ａにはブッシュ２２が螺合固定されている。圧縮コイルばね２０と環状弁座２１の間には、常時は圧縮コイルばね２０の力により環状弁座２１に当接して連通路を閉じる弁体（ボール）２３が挿入されている。圧縮コイルばね２０、環状弁座２１及び弁体２３で常閉型の主弁を構成している。弁座２１とブッシュ２２は一部材とすることも可能である。
【００１０】
ダイアフラム１３は、その中心部の表裏にピストン１３ａとリテーナプレート１３ｂを有し、このピストン１３ａとリテーナプレート１３ｂがセンターガイド１３ｃによって結合されている。下端開放部にダイアフラム１３を有する有底筒状をなすボンネット１２内には、ダイアフラム１３のピストン１３ａに一端部が当接する調圧ばね２５が挿入されている。ボンネット１２内には、ダイアフラム１３の反対側に位置させてばね受けプレート２６が軸方向に移動自在に挿入されており、このばね受けプレート２６は、ボンネット１２の軸部に螺合させた調圧ねじ２７に当接している。ダイアフラム１３に及ぼされるばね力は、調圧ねじ２７の螺合位置を調節してばね受けプレート２６を昇降させることで調節できる。
【００１１】
ブッシュ２２には、軸部に円形連通穴２２ａが穿設されている。この円形連通穴２２ａは、パイロット圧室１９と連通路１５（つまり一次圧力導入口１６）とを連通させるもので、この円形連通穴２２ａ内に、コネクティングロッド２８が摺動自在に嵌まっている。このコネクティングロッド２８は、パイロット圧室１９内に位置してダイアフラム１３（センターガイド１３ｃ）に当接するフランジ部２８ａと、円形連通穴２２ａ内に摺動自在に嵌まる摺動軸部２８ｂと、弁体２３に当接するプッシュ部２８ｃとを有している。なお、フランジ２８ａは省略することも可能である。
【００１２】
図４は、このコネクティングロッド２８の単体形状を示している。摺動軸部２８ｂは、同図に明らかなように、円形軸部２８ｂ１の一部を、軸方向に平面的に削り取って形成した平面部分２８ｂ２を有している。別言すると、摺動軸部２８ｂの断面形状は、円形連通穴２２ａに対応する仮想円形に一致する部分（円形軸部）２８ｂ１と、該円形軸部２８ｂ１の一部を同仮想円形より小さくした変形部分（平面部分）２８ｂ２とを有する形状であり、円形軸部２８ｂ１によって、コネクティングロッド２８が円形連通穴２２ａに摺動ガイドされ、平面部分２８ｂ２によって、エア通路が形成されている。平面部分２８ｂ２の形成エリア及び深さは、コネクティングロッド２８の摺動に有害な遊びが生じることなく、必要十分なエア流路断面積が得られるように定める。
【００１３】
フランジ部２８ａは、コネクティングロッド２８が弁体２３側へ抜けるのを防ぐ（コネクティングロッド２８の弁体２３側への移動を制限する）ためのものであり、該フランジ部２８ａがブッシュ２２のパイロット圧室１９側の端面に当接する図２の状態では、プッシュ部２８ｃが弁体２３を押圧して開弁状態とする。図５は、この当接状態でも、連通路１５とパイロット圧室１９間のエア通路を確保するためのコネクティングロッド２８の別の形状例を示しており、フランジ部２８ａの下面（ブッシュ２２の端面との当接面）に、平面部分２８ｂ２に対応する削り取り凹部２８ｂ３を形成している。
【００１４】
上記構成の本直動形減圧弁１０は、パイロット圧室１９内の圧力がダイアフラム１３に作用して生じる力と調圧ばね２５の力が平衡するように作用し、コネクティングロッド２８が応動して連通路１５の断面積を制御して、二次側圧力と流量を確保する。二次側の流れが閉じた場合は主弁も閉じて、二次圧を一定に保持する。
【００１５】
そして、本直動形減圧弁１０においてはさらに、コネクティングロッド２８の摺動ガイドは、円形軸部２８ｂ１と円形連通穴２２ａとの当接係合により安定した状態で行われ、連通路１５とパイロット圧室１９の間のエア通路は、平面部分２８ｂ２（及び削り取り凹部２８ｂ３）によって確保される。このため、一次圧力導入口１６の圧力変動を素早くパイロット圧室１９に伝達することができるので、より安定した二次圧力を二次圧力取出口１７側に取り出すことができる。特に、一次圧力導入口１６側の圧力が急上昇したときの二次圧力取出口１７側のオーバーシュートを防止することができる。従来のように、円形連通穴２２ａの径と摺動軸部２８ｂの径とを微妙に調節する必要がないので、熟練を要することなく安定した動作の直動形減圧弁が得られる。
【００１６】
図６（Ａ）、（Ｂ）は、コネクティングロッド２８は円形断面とした上で、ブッシュ２２の連通穴２２ａの内面に軸線方向に延びるエア通路２２ｂを凹設した実施形態を示している。この実施形態においても同様の作用を得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、単純な部品構成で、応答性と安定性とをバランスよく備えた直動形減圧弁を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による直動形減圧弁の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】同組立状態の開弁状態の縦断面図である。
【図３】同組立状態の閉弁状態の縦断面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、コネクティングロッドの一実施形態の斜視図、正面図、平面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、コネクティングロッドの別の実施形態の斜視図、正面図、平面図である。
【図６】（Ａ）はブッシュの実施形態を示す平面図とＸ−Ｘ線に沿う断面図、
（Ｂ）はブッシュの別の実施形態を示す平面図とＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０  直動形減圧弁
１１  ボディ
１２  ボンネット
１３  ダイアフラム
１４  パイロット圧室形成凹部
１５  連通路
１６  一次圧力導入口
１７  二次圧力取出口
１８  連通穴
１９  パイロット圧室
２０  圧縮コイルばね（主弁ばね）
２１  環状弁座
２２  ブッシュ
２２ａ  円形連通穴
２３  弁体
２５  調圧ばね
２６  ばね受けプレート
２７  調圧ねじ
２８  コネクティングロッド
２８ａ  フランジ部
２８ｂ  摺動軸部
２８ｂ１  円形軸部
２８ｂ２  平面部分（エア通路形成変形部分）
２８ｂ３  削り取り凹部
２８ｃ  プッシュ部
【図１】
2004280232.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004280232.tif 000006
【図５】
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【図６】
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