(57)【要約】【課題】耐用期間が長い減圧弁を提供する。【解決手段】減圧弁１は、本体Ｂと、本体Ｂ内に収納された弁体４と、弁体４と本体Ｂとの間に介挿されたスプリング５とを備え、流入路２２の一端に形成された開口２２２は、弁座２３２の中央に形成されている。本体Ｂ内で、弁体４が往復動し、先端の閉鎖面４３１が弁座２３２を塞ぐ閉鎖状態と、弁座２３２から離れた開放状態との間を移動することで、１次圧から２次圧へ減圧が行われる。閉鎖状態では、弁座２３２の先端を、閉鎖面４３１の中央に形成された隆起部４３２の基端部に接触させることで、閉鎖面４３１と弁座２３２の接触面積を拡大し、シール性能、耐用期間を向上させた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次圧ガスの流入口を中央に有する弁座を備えた弁室を有する本体と、
弁室内に収納され、前記弁座に押接されて流入口を塞ぐ閉鎖面を有し、開口を塞いだ閉鎖位置と閉鎖面が開口から離れた開放位置との間で、気密状態を維持しつつ復動可能な弁体と、
閉鎖面を構成するシール部材と、
弁室に連通した２次圧室と、
閉鎖面に形成された隆起部とを備え、
横断面の外郭が凸状に形成された弁座先端部は、閉鎖状態で隆起部の周縁部に当接している減圧弁。
【請求項２】
隆起部の周縁部は、テーパー面となっている請求項１に記載の減圧弁。
【請求項３】
弁座先端部が隆起部に接触した状態では、弁座先端部と閉鎖面との間に隙間が形成されている請求項１又は２に記載の減圧弁。
【請求項４】
減圧弁は、１次圧は、６５ＭＰａ以上である請求項１〜３のいずれか１に記載の減圧弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高圧ガスの減圧に用いられる減圧弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高圧ガスを減圧する減圧弁は、弁室内に形成された弁座に対して、先端面を当接させて閉止する弁体を、２次圧室の圧力よって弁体を弁座方向へ押し戻す力と、スプリングと１次圧によって弁体を弁座から離す力との均衡によって、弁体が閉止位置（弁体が弁座に当接した位置）と開放位置（弁体が弁座から離れた位置）との間を往復動し、圧力を下げる作用を発揮するものである。
このような減圧弁は、例えば以下のような従来技術が存在する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３０４４９９号、段落番号００２２。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
弁体において、弁座に当接する面には、シール性を向上させるために、弁座を構成する金属よりも柔らかい材質で構成されたシール部材が設けられている。シール部材は、弁座よりも柔らかいため、弁体が繰り返し弁座に当接していくことによって、変形し十分なシール効果を発揮できなくなり、減圧性能が低下するといった問題があった。特に、高圧ガスを減圧する減圧弁では、弁座と弁体との接触部分に加わる圧力も高くなるため、一層シール部材の変形が著しく、寿命がさらに短くなるといった問題があった。
この発明の目的は、耐用期間が長い減圧弁を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的は、以下の本発明によって達成される。
（１）  １次圧ガスの流入口を中央に有する弁座を備えた弁室を有する本体と、
弁室内に収納され、前記弁座に押接されて流入口を塞ぐ閉鎖面を有し、開口を塞いだ閉鎖位置と閉鎖面が開口から離れた開放位置との間で、気密状態を維持しつつ復動可能な弁体と、
閉鎖面を構成するシール部材と、
弁室に連通した２次圧室と、
閉鎖面に形成された隆起部とを備え、
横断面の外郭が凸状に形成された弁座先端部は、閉鎖状態で隆起部の周縁部に当接している減圧弁。
【０００６】
（２）  隆起部の周縁部は、テーパー面となっている上記（１）に記載の減圧弁。
【０００７】
（３）  弁座先端部が隆起部に接触した状態では、弁座先端部と閉鎖面との間に隙間が形成されている上記（１）又は（２）に記載の減圧弁。
【０００８】
（４）  減圧弁は、１次圧は、６５ＭＰａ以上である上記（１）〜（３）のいずれか１に記載の減圧弁。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の減圧弁の断面側面図である。本発明の減圧弁１は、本体Ｂと、本体Ｂ内に収納された弁体４と、弁体４と本体Ｂとの間に介挿されたスプリング５とを備えている。本体Ｂは、第１部材２と第２部材３とを有している。第１部材２は、１次圧側のガス流路やガス容器に接続される取付部２１を有し、取付部２１の外周には、雄ネジ部２１１が形成されている。取付部２１の中心には、流入路２２が形成され、その一端は、取付部２１の先端に形成された流入口２１１に連通し、他端は、開口２２２に連通している。第１部材２の中心部には、第１シンリダ２３が形成され、該第１シンリダ２３の周囲には、輪状に形成された溝により収納部２４が設けられている。収納部２４には、スプリング５が収納される。収納部２４の外側には、雄ネジが形成され、接続ネジ部２５が形成されている。第１シリンダ２３の底面には、弁座２３２が形成され、その中心には開口２２２が形成されている。
【００１０】
図２は、弁座２３２の先端部分の断面形状を示す断面側面図である。弁座２３１は、開口２２２の周囲に形成された隆起部により構成され、先端断面は、円弧状の外郭となるように形成されている。
接続ネジ部２５には、第２部材３が接続される。第２部材３は、円筒形状に形成され、一端には第１部材２が接続される接続口３１が形成され、他端の中心部には、減圧されたガスが流出する流出口３３１が設けられている。接続口３１の内側には、接続ネジ部２５が螺合する接続ネジ部３１１が形成されている。接続口３１の内側には、スプリング室３２が形成され、スプリング室３２の内側には、第２シリンダ３４が形成されている。第２シリンダ３４の端面には、中心部に流出路３３が開口し、流出口３３１に連通している。第１部材２と第２部材３は、それぞれ同一軸線上に配置された状態で接続され、本体Ｂが構成される。そして、本体Ｂの内部には、スプリングを収納するスプリング室３２と、弁体４を収納する第１シリンダ２３、第２シリンダ３４が同一軸線上に配置される。
【００１１】
第１シリンダ２３と第２シリンダ３４には、弁体４が摺動自在に収納される。弁体４は、横断面が円形に形成され、第１シリンダ２３内に摺動自在に収納される先端ピストン部４１と、第２シリンダ３４内に摺動自在に収納される後端ピストン部４０とを備え、先端ピストン部４１の端に位置する先端部４２には、先端側にシール部材４３が埋設され、シール部材４３によって閉鎖面４３１が形成される。閉鎖面４３１は、弁座２３２に当接した際、開口２２２を閉止する。先端部４２は、第１シリンダ２３内に収容され、弁室２３１を画成する。
弁体４の中心には、軸線に沿って流通路４４が形成され、その後端は弁体４の後端面に開口した流出孔４４２に連通し、先端は、先端部４２の側面に開口した流入孔４４１に連通している。弁体４の後端面と、第２シリンダ３４とによって、減圧室３４１が画成される。
【００１２】
先端ピストンプ４１と後端ピストン部４０には、それぞれ第１Ｏリング４６と第２Ｏリング４７がそれぞれ外装されており、気密状態を維持しつつ、弁体４が、第１シリンダ２３と第２シリンダ３４内を摺動可能となるように構成されている。
このような構成により、弁室２３１と、２次圧室３４１は、それぞれ第１Ｏリング４６と第２Ｏリング４７によって、スプリング室３２（外気）に対して気密状態に維持される。弁体４の外周面には、周方向に形成されたフランジが形成され、スプリング受４５が設けられている。スプリング受４５と、収納部２４の間に、スプリング５が圧縮された状態で収納されている。このスプリング５によって、弁体４は、弁座２３２から離れる方向へ（開放位置方向へ）付勢される。
【００１３】
このような構成において、流入路２２から弁室２３１内に１次圧のガスが流入すると、流通路４４を介して、２次圧室３４１のガス圧と、弁室２３１内のガス圧が等しくなり、径の大きい第２Ｏリング４７を有する２次圧室３４１側から、弁体４を第２シリンダの外側に押し出す力が加わり、弁体４は、スプリング５の付勢力に抗して、弁座２３２へ押し付けられる。これにより、弁座２３２の開口２２２は塞がれ、２次圧室３４１へのガス流入は遮断される。ガス流入の遮断により、２次圧室３４１のガス圧は低下し、弁体４を閉鎖位置へ付勢する力が低下する。これにより、弁体４は、スプリング５の復帰力により、弁座２３２から離れる方向に移動し、開口２２２が開かれ、１次圧のガスが２次圧室３４１まで流入する。このように、弁体４が開放位置と閉鎖位置との間を往復動することによって、流出口３３１から流出するガス圧は、１次圧より低い２次圧に減圧される。
【００１４】
弁体４の先端閉鎖面４３１には、中央部に隆起部４３２が形成されている。図２〜図４は、弁体４と隆起部４３２の位置関係を示す断面側面図である。隆起部４３２は、周端にテーパー面６１（傾斜面）が形成されており、テーパー面６１と閉鎖面４３１との境界部分を基端６２として、閉鎖面４３１から隆起した状態に形成されている。
【００１５】
弁座２３２の先端部７１は、横断面形状における外郭７２が半径ｒの円弧形状となるように、面取りされている。また、先端部７１には、該横断面における弁座先端７１１（弁座を平面で塞いだ場合に、平面に最初に弁座が触れる先端点）から、内側と外側にむけて曲面が形成される。図３に示されているように、弁座先端部７１において、外側に向けて形成された曲面と外側テーパー面との境界部分である外縁７３は、隆起部４３２の基端６２よりも外側に位置する。また、この実施形態では、弁座先端７１１も、基端６２の外側に位置している。そして、図２に示されているように、開口２２２が閉鎖された閉鎖状態では、弁座先端部７１の内側曲面が、隆起部４３２のテーパー面６１に接触して開口２２２を閉鎖し、閉鎖面４３１と弁座先端７１１との間には、隙間δが形成されている。
【００１６】
シール部材４３は、例えば樹脂などの、弁座２３２に比較して柔らかい材料で構成されている。このため、閉鎖面４３１が弁座２３２に押接されると、弁座２３２に当接している部分が変形し、図４に示されているように、弁座先端部７１が閉鎖面４３１内に没入する。この状態では、隆起部４３２が設けられているため、弁座先端部７１とシール部材４３との接触部分７４の面積が広く取られ、シール性（気密性）が向上する。また、最初に隆起部４３２に接触し、この隆起部４３２を変形させつつ、閉鎖面４３１に圧接させられるため、閉鎖面４３１への没入量は、少なくなり、シール部材４３の寿命を延ばすことができる。
【００１７】
特に、例えば、６５ＭＰａ以上の高圧ガス用の減圧弁では、弁体４は、より強い圧力で弁体が弁座２３２へ押し付けられるため、シール部材４３の変形は著しい。このため、隆起部４３２に弁座先端部７１が接触することで、没入量を抑制する上記構成は、特に有用である。しかも、没入量が抑制された状態で、かつシール性は良好に維持することができる。
【００１８】
弁座先端部７１について、シール部材４３の閉鎖面４３１への没入量が抑制され、かつシール部材４３との接触面積を増やしてシール性を確保させるためには、次のような位置関係であるとよい。例えば、弁座先端部７１に弁体４を接近させ、最初にシール部材４３と弁座先端部７１が接触する位置が隆起部４３２のテーパー面６１であること、又は、同様に最初の接触は、テーパー面６１と閉鎖面４３１に同時に接触することである。換言すると、図３に示されているように、弁座先端７１１が、隆起部４３２の基端６２に重なる位置又はその外側の位置であり、開口２２２の内径ｄ１が、基端６２の内側にあることである。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、隆起部に弁座先端部が当接しているので、弁座とシール部材との接触面積を広く取ることかでき、シール性能が向上する。また、隆起部に弁座先端部が接触していることから、弁座先端部のシール部材閉鎖面への没入を抑制することができ、シール部材の寿命を延ばすことができる。
請求項２に記載の発明によれば、隆起部のテーパー面に弁座先端部を当接させるので、隆起部の周方向における弁座先端部との接触圧をより均一にすることができ、シール性をさらに向上させることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、弁座先端部が隆起部に接触した状態で、弁座先端部と閉鎖面との間に隙間が形成されるように、弁座先端部又は隆起部を形成することにより、確実に隆起部に弁座先端部を接触させることができる。このため、隆起部の変形が確実に得られ、閉鎖面への没入量の増大を抑制することができる。
請求項４に記載の発明によれば、高圧ガスの減圧に用いた場合には、特にシール部材の変形を効果的に抑制でき、耐用期間を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の減圧弁の全体断面側面図である。
【図２】弁座とシール部材の位置関係を示す部分断面側面図である。
【図３】弁座とシール部材の位置関係を示す部分断面側面図である。
【図４】弁座とシール部材の位置関係を示す部分断面側面図である。
【符号の説明】
１  減圧弁
Ｂ  本体
２  第１部材
２１  取付部
２１１  雄ネジ部
２２  流入路
２２１  流入口
２２２  開口
２３  第１シリンダ
２３１  弁室
２３２  弁座
２４  収納部
２５  接続ネジ部
３  第２部材
３１  接続口
３１１  接続ネジ部
３２  スプリング室
３２１  孔
３３  流出路
３３１  流出口
３４  第２シリンダ
３４１  ２次圧室
４  弁体
４０  後端ピストン部
４１  先端ピストン部
４２  先端部
４３  シール部材
４３１  閉鎖面
４３２  隆起部
４４  流通路
４４１  流入孔
４４２  流出孔
４５  スプリング受
４６  第１Ｏリング
４７  第２Ｏリング
５  スプリング
６１  テーパー面
６２  基端
６３  変形部
７１  弁座先端部
７１１  弁座先端
７２  外郭
７３  外縁
７４  接触部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005004553.tif 000006