(57)【要約】      （修正有）【課題】流量特性を安定化することのできる定流量弁を提供する。【解決手段】一方の端部側から他方の端部側に流体が内部を流れる筒状のケーシング２と、ケーシング２の内部に沿って移動可能な可動弁体５と、ケーシング２の内周面に対して窪み、ケーシング２の一方の端部側から他方の端部側に向けて伸びる溝部３と、可動弁体５の側縁部、及び、側縁部に対向する溝部３の間で形成され、ケーシング２の一方の端部側から供給された流体が通過する流量調整流路と、ケーシング２の一方の端部側から流入する流体によって可動弁体５に作用する押圧力に抗する抗力を可動弁体５に付与する付勢手段と、を備え、流量調整流路の開口面積は、可動弁体５に作用する押圧力と、付勢手段により可動弁体５に作用する抗力とがバランスする位置に応じて、流量調整流路を流れる流体流量が一定流量となるようにした定流量弁。【選択図】図１
2012163162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流量を定流量化する定流量弁であって、
一方の端部側から他方の端部側に流体が内部を流れる筒状のケーシングと、
前記ケーシングの内部に配置され、該内部に沿って移動可能な可動弁体と、
前記ケーシングの内周面に対して窪み、前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向けて伸びる溝部と、
前記可動弁体の側縁部、及び、該側縁部に対向する前記溝部の間で形成され、前記ケーシングの一方の端部側から供給された流体が通過する流量調整流路と、
前記ケーシングの一方の端部側から流入する流体によって前記可動弁体に作用する押圧力に抗する抗力を前記可動弁体に付与する付勢手段と、を備えており、
前記流量調整流路の開口面積は、前記ケーシングの一方の端部側から流入する流体によって前記可動弁体に作用する押圧力と、前記付勢手段により前記可動弁体に作用する抗力とがバランスする位置に応じて、該流量調整流路を流れる流体流量が一定流量となるように、設定されている定流量弁。
【請求項２】
前記可動弁体は、磁性を有するように構成されており、
前記付勢手段は、前記ケーシングの他方の端部側に配置される磁性を有する固定弁体を備えており、磁力の反発力の作用により、前記ケーシングの一方の端部側から流入する流体によって前記可動弁体に作用する押圧力に抗する抗力を前記可動弁体に付与する請求項１に記載の定流量弁。
【請求項３】
前記固定弁体及び前記可動弁体の少なくともいずれか一方は、永久磁石及び前記永久磁石を被覆する被覆体を備える請求項２に記載の定流量弁
【請求項４】
前記固定弁体及び前記可動弁体の少なくともいずれか一方は、磁力を調節可能な電磁石を備える請求項２に記載の定流量弁。
【請求項５】
前記付勢手段は、コイル状バネである請求項１に記載の定流量弁。
【請求項６】
前記可動弁体は、前記ケーシングの内周面と摺接可能に構成される請求項１から５のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項７】
前記可動弁体と前記ケーシングの内周面との間に間隙部が形成される請求項１から５のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項８】
前記ケーシングの内周面に対して窪み、前記ケーシングの他方の端部側における前記溝部の一端部に接続する水圧解放凹部を備えており、
前記ケーシングの周方向における前記水圧解放凹部の長さは、前記周方向における前記溝部の一端部の長さよりも長くなるように形成されており、
前記ケーシングの軸心方向における前記水圧解放凹部の長さは、前記軸心方向における前記可動弁体の長さよりも長くなるように形成されている請求項１から７のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項９】
外周面が前記ケーシングの内周面と摺接するリング状部材と、前記リング状部材及び前記可動弁体を接続する棒状の支持部材とを有する姿勢維持部材を更に備える請求項１から８のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項１０】
前記溝部は、前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向けてその溝深さが浅くなるように形成される請求項１から９のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項１１】
前記溝部は、前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向けてその溝幅が小さくなるように形成される請求項１から１０のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項１２】
前記流量調整流路を介して前記可動弁体と前記固定弁体との間の空間部に導かれた流体を前記ケーシングの外部に導く流出路を備える請求項１から１１のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項１３】
前記ケーシングの一方の端部側から流入する流体の押圧力による前記可動弁体の一定量以上の移動を規制し、前記可動弁体が、前記流出路を閉塞することを防止するストッパを更に備える請求項１２に記載の定流量弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定流量弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、給湯用温水器等の流体供給装置には、水道水の供給圧力にバラツキがあっても一定流量で水道水を流体供給装置に供給できるように定流量弁が備え付けられている。従来の定流量弁では、流体の流路内にコイル状バネからなる弁体と、弁体をガイドするガイド軸が設置されている（例えば特許文献１参照）。そして、弁体がガイド軸に沿いながら流体の圧力変動に伴って伸縮動作することで、コイル状バネの各巻線間の隙間が変動し、当該隙間を通過する流体を一定流量とするようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２３５４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の定流量弁においては、コイル状バネの各巻線間の隙間をコントロールすることにより、液体の流量が所望の流量となるように設定するものであるため、高精度で所定の流量を通過させることが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、流量特性を安定化することのできる定流量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】
【０００６】
本発明に係る発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、流体の流量を定流量化する定流量弁であって、一方の端部側から他方の端部側に流体が内部を流れる筒状のケーシングと、前記ケーシングの内部に配置され、該内部に沿って移動可能な可動弁体と、前記ケーシングの内周面に対して窪み、前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向けて伸びる溝部と、前記可動弁体の側縁部、及び、該側縁部に対向する前記溝部の間で形成され、前記ケーシングの一方の端部側から供給された流体が通過する流量調整流路と、前記ケーシングの一方の端部側から流入する流体によって前記可動弁体に作用する押圧力に抗する抗力を前記可動弁体に付与する付勢手段と、を備えており、前記流量調整流路の開口面積は、前記ケーシングの一方の端部側から流入する流体によって前記可動弁体に作用する押圧力と、前記付勢手段により前記可動弁体に作用する抗力とがバランスする位置に応じて、該流量調整流路を流れる流体流量が一定流量となるように、設定されている定流量弁により達成される。
【０００７】
このような構成の定流量弁によれば、可動弁体が、ケーシングの一方の端部側から流入する流体の押圧力と、付勢手段により可動弁体に作用する抗力とがバランスする位置に応じて、流量調整流路の開口面積を自動調節して流体流量を定流量化することが可能になる。この定流量弁は、従来技術のように、コイル状バネの各巻線間の隙間をコントロールすることにより、液体の流量が所望の流量となるように設定するものではなく、可動弁体の側縁部、及び、該側縁部に対向する溝部の間で形成され、ケーシングの一方の端部側から供給された流体が通過する流量調整流路の開口面積をコントロールすることにより、所望の一定流量の流体が通過するように構成されているため、高精度で所定の流量を通過させることが可能となる。
【０００８】
また、本発明に係る定流量弁は、前記可動弁体は、磁性を有するように構成されており、前記付勢手段は、前記ケーシングの他方の端部側に配置される磁性を有する固定弁体を備えており、磁力の反発力の作用により、前記ケーシングの一方の端部側から流入する流体によって前記可動弁体に作用する押圧力に抗する抗力を前記可動弁体に付与することが好ましい。
【０００９】
付勢手段としては、コイル状バネを使用することもできるが、コイル状バネは、使用を重ねることにより劣化し、その弾性係数が変化してしまい流量特性の不安定化を招くおそれがあるが、上述のように、付勢手段が、ケーシングの他方の端部側に配置される磁性を有する固定弁体を備えるように構成し、更に、可動弁体が磁性を有するように構成し、磁力の反発力の作用により、ケーシングの一方の端部側から流入する流体によって可動弁体に作用する押圧力に抗する抗力を可動弁体に付与するように構成することにより、極めてシンプルな構造で、流量特性の不安定化が発生することを効果的に防止される高精度の定流量弁を得ることができる。
【００１０】
また、前記固定弁体及び前記可動弁体の少なくともいずれか一方は、永久磁石及び前記永久磁石を被覆する被覆体を備えることが好ましい。
【００１１】
また、前記固定弁体及び前記可動弁体の少なくともいずれか一方は、磁力を調節可能な電磁石を備えることが好ましい。
【００１２】
このような構成を採用することにより、固定弁体及び／又は可動弁体の磁力を適宜変更することによって、ケーシングの一方の端部側から流入する流体によって可動弁体に作用する押圧力と、固定弁体及び可動弁体間に発生する磁力によって可動弁体に作用する反発力とがバランスする可動弁体の位置を変更することが可能になる。この結果、定流量弁から流出する流量を所望の流量となるように変更することが可能となる。
【００１３】
また、前記付勢手段は、コイル状バネであることが好ましい。付勢手段としてコイル状バネを採用した場合、当該コイル状バネの弾性係数を適宜設定することにより、ケーシングの一方の端部側から流入する流体によって可動弁体に作用する押圧力と、コイル状バネにより可動弁体に作用する抗力とがバランスする位置を簡便に調整することが可能となり、高精度の定流量弁を容易に得ることが可能になる。
【００１４】
また、前記可動弁体が、前記ケーシングの内周面と摺接可能に構成されることが好ましい。
【００１５】
このような構成を採用することにより、ケーシングの一方の端部側から供給された流体が通過する流量調整流路を、溝部と、可動弁体の側縁部との間にのみ形成することができるため、溝部の形状を設定するだけで流量調整流路の開口面積をコントロールすることが可能となり、所望の流量を供給する定流量弁を容易に得ることができる。
【００１６】
また、前記可動弁体と前記ケーシングの内周面との間に間隙部が形成されることが好ましい。
【００１７】
このような構成を採用することにより、可動弁体の側縁部と、ケーシングの内周面と間で摩擦が発生することを防止することができる。この結果、流体の供給圧力の変動に対してスムーズに可動弁体が移動することができ、定流量弁における流量特性の更なる安定化を図ることができる。また、可動弁体とケーシング内周面との間における摩擦によって、異音が発生することを防止することができる。
【００１８】
また、前記ケーシングの内周面に対して窪み、前記ケーシングの他方の端部側における前記溝部の一端部に接続する水圧解放凹部を備えており、前記ケーシングの周方向における前記水圧解放凹部の長さは、前記周方向における前記溝部の一端部の長さよりも大きくなるように形成されており、前記ケーシングの軸心方向における前記水圧解放凹部の長さは、前記軸心方向における前記可動弁体の長さよりも大きくなるように形成されていることが好ましい。
【００１９】
可動弁体よりも上流側のケーシング内部の圧力が想定以上に高い圧力となって、可動弁体が、ケーシングの他方の端部側における溝部の一端部を超えて、固定弁体側に移動してしまったとしても、ケーシングの他方の端部側における溝部の一端部に接続する水圧解放凹部を備えることにより、当該水圧解放凹部を介して、流体を可動弁体と固定弁体との間に形成される空間に導いて、可動弁体よりも上流側のケーシング内部の圧力を低下させることが可能となる。これにより、定流量弁が損傷することを効果的に防止することができる。
【００２０】
また、外周面が前記ケーシングの内周面と摺接するリング状部材と、前記リング状部材及び前記可動弁体を接続する棒状の支持部材とを有する姿勢維持部材を更に備えることが好ましい。
【００２１】
このような姿勢維持部材を備えることにより、ケーシング内部において、可動弁体が傾いたり転動したりすることを効果的に防止して、一定の流量を下流側に供給することが可能となる。
【００２２】
また、前記溝部は、前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向けてその溝深さが浅くなるように形成されることが好ましい。また、前記溝部は、前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向けてその溝幅が小さくなるように形成されることが好ましい。
【００２３】
また、前記流量調整流路を介して前記可動弁体と前記固定弁体との間の空間部に導かれた流体を前記ケーシングの外部に導く流出路を備えることが好ましい。
【００２４】
また、前記ケーシングの一方の端部側から流入する流体の押圧力による前記可動弁体の一定量以上の移動を規制し、前記可動弁体が、前記流出路を閉塞することを防止するストッパを更に備えることが好ましい。
【００２５】
このようなストッパを備えることにより、想定以上の高い圧力で流体が定流量弁に供給されたとしても、可動弁体が流出路を閉塞することがなく、定流量弁が損傷することや、定流量弁に流体を供給する上流側の装置に損傷が発生することを防止することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、流量特性を安定化することのできる定流量弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態に係る定流量弁の概略構成断面図である。
【図２】図１に示す定流量弁のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１に示す定流量弁の作動を説明する説明図である。
【図４】図１に示す定流量弁の変形例を示す概略構成断面図である。
【図５】図１に示す定流量弁の変形例を示す概略構成断面図である。
【図６】図１に示す定流量弁の変形例を示す概略構成断面図である。
【図７】図１に示す定流量弁の変形例を示す概略構成断面図である。
【図８】図１に示す定流量弁の変形例を示す概略構成断面図である。
【図９】（ａ）は、図１に示す定流量弁の変形例を示す概略構成断面図であり、（ｂ）は、そのＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】（ａ）は、図９に示す定流量弁の変形例を示す概略構成断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図１１】図１に示す定流量弁の変形例を示す概略構成断面図である。
【図１２】図１に示す定流量弁の変形例を示す概略構成断面図である。
【図１３】図１に示す定流量弁の変形例を示す概略構成断面図である。
【図１４】図１に示す定流量弁の変形例を示す概略構成断面図である。
【図１５】図１に示す定流量弁の変形例を示す概略構成断面図である。
【図１６】図１に示す定流量弁の変形例を示す概略構成断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る定流量弁の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る定流量弁１の概略構成断面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。尚、各図面は、構成の理解を容易にするため、実寸比ではなく部分的に拡大又は縮小されている。
【００２９】
本発明に係る定流量弁１は、水を代表とする流体を、その供給圧力の変動に拘わらず一定流量で下流側に配置される給湯用温水器や浄水器等の流体供給装置に供給するための弁装置である。この定流量弁１は、図１及び図２に示すように、ケーシング２と、ケーシング２に形成される溝部３と、付勢手段４と、可動弁体５と、流量調整流路６とを備えている。
【００３０】
ケーシング２は、一方の端部側から他方の端部側に流体が内部を流れる筒状部材であって、一方の端部が開口する有底筒状の形状を有している。このケーシング２は、ステンレス鋼や黄銅等の金属若しくはＡＢＳ樹脂やＰＢＴ樹脂等の合成樹脂等により形成されている。また、ケーシング２の外周形状及び内周形状は、共に円形状となるように構成されている。なお、ケーシング２の外周形状及び内周形状は、円形状の他、矩形形状や六角形状等、種々の形状を採用することができる。
【００３１】
このケーシング２の一方端における開口周縁には、ケーシング２の外周面から外方に突出するフランジ部２１が形成されており、このフランジ部２１の周囲を覆うようにしてナット等の取付部材７が設置されている。取付部材７は、フランジ部２１に対して回動自在であり、フランジ部２１との係合により、取付部材７がケーシング２から抜け出てしまうことが防止されている。また、ケーシング２の一方端における開口の内周面には、可動弁体５がケーシング２の内部から抜け出てしまうことを防止するためのリング状の抜止部材２３が設けられている。ケーシング２の底部中央には、ケーシング２の内部に供給された流体を外部に排出するための排出孔２２が形成されている。ケーシング２の底部近傍における外周面には、パイプ等の管路に接続するための螺子部が形成されている。
【００３２】
ケーシング２に形成される溝部３は、ケーシング２の内周面に窪みを形成することにより構成されている。本実施形態においては、図２に示すように、ケーシング２の内周面の周方向に沿って略等間隔で４個の溝部３を有しているが、溝部３の数は特に限定されない。この溝部３は、ケーシング２の一方の端部側（開口端側）から他方の端部側（底部側）に向けて伸びるように形成されている。また、溝部３は、ケーシング２の一方の端部側から他方の端部側に向けてその溝幅が小さくなるように形成されている。
【００３３】
付勢手段は、ケーシング２の一方の端部側から流入する流体によって可動弁体５に作用する押圧力に抗する抗力を可動弁体５に付与する手段であり、ケーシング２の他方の端部側に配置される磁性を有する固定弁体４ａを備えている。この固定弁体４ａは、ケーシング２の底部（ケーシング２の他方の端部）に配置される磁性を有する円板状部材であり、例えば、永久磁石とこの永久磁石を被覆する被覆体とにより構成されている。被覆体は、合成樹脂材料により形成されることが好ましい。なお、固定弁体４ａは、磁石単体により、或いは、磁石を外部に備える合成樹脂材料等により形成してもよい。
【００３４】
この固定弁体４ａの中央部には、固定弁体４ａの上面側から下面側に向けて貫通する流出孔４１が形成されており、この流出孔４１の軸線と、ケーシング２の底部に形成される排出孔２２の軸線とが略一致するように、固定弁体４ａはケーシング２の底部に固定されている。固定弁体４ａに形成される流出孔４１とケーシング２の底部に形成される排出孔２２とにより構成される連通空間が、ケーシング２内に導かれた流体をケーシング２の外部に導くための流出路を構成する。
【００３５】
可動弁体５は、固定弁体４ａと略同様な構成を有しており、磁性を有する円板状部材であり、例えば、永久磁石とこの永久磁石を被覆する被覆体とにより構成されている。被覆体は、合成樹脂材料により形成されることが好ましい。なお、可動弁体５は、磁石単体により、或いは、磁石を外部に備える合成樹脂材料等により形成してもよい。
【００３６】
この可動弁体５は、ケーシング２の内部に配置され、該内部に沿って移動可能に構成されている。より具体的に説明すると、ケーシング２の内部に固定される固定弁体４ａと、ケーシング２の一方の端部との間に形成される空間内に移動可能に配置されている。また、可動弁体５は、互いに対向配置される固定弁体４ａ及び可動弁体５の対向面側の磁極が、同極となるように（固定弁体４ａ及び可動弁体５の対向面側の磁極がＳ極同士、或いは、Ｎ極同士となるように）ケーシング２内に配置されており、可動弁体５は、磁力の作用により固定弁体４ａに対して反発するように構成されている。可動弁体５は、その外周面（側縁部）がケーシング２の内周面に摺接して移動可能な形状・大きさに形成されている。
【００３７】
流量調整流路６は、可動弁体５の側縁部と、当該側縁部と対向する溝部３との間で形成され、可動弁体５を挟んで形成されることになるケーシング２内の二つの空間部（ケーシング２の一方の端部及び可動弁体５の間に形成される空間と、可動弁体５及び固定弁体４ａの間に形成される空間）を連通するものであり、ケーシング２の一方の端部側から供給された流体が通過する流路である。より詳細に説明すると、可動弁体５の側縁部と、この側縁部に対向する溝部３の両側面部及び底面部とにより形成される空間が流量調整流路６を構成する。この流量調整流路６の開口面積は、溝部３の溝幅がケーシング２の一方の端部側から他方の端部側に向けて小さくなるように形成されているため、可動弁体５がケーシング２の一方の端部側から他方の端部側に移動するに従い、小さくなるように構成されている。
【００３８】
可動弁体５と溝部３とにより形成される流量調整流路６の開口面積は、ケーシング２の一方の端部側から流入する流体によって可動弁体５に作用する押圧力と、固定弁体４ａ及び可動弁体５間に発生する磁力によって可動弁体５に作用する反発力（抗力）とがバランスする位置に応じて、当該流量調整流路６を流れる流体流量が所望の一定流量となるように、設定されている。流路の開口面積は、溝部３の溝幅や溝深さ、溝部３の個数を変更することにより設定することができる。
【００３９】
以下、本実施形態に係る定流量弁１の作動について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、定流量弁１に供給された水道水等の流体は、ケーシング２の一方の端部側の開口部からその内部に流入する。ケーシング２に流入した流体は、その供給圧力により可動弁体５を押圧する。流体により押圧された可動弁体５は、ケーシング２の他方の端部側に向けて移動することになるが、この可動弁体５には、固定弁体４ａが有する磁石の磁力により、流体の押圧方向とは反対向きの反発力（抗力）が作用するため、押圧力と反発力（抗力）とがバランスする位置に、可動弁体５が配置される（図３（ｂ））。
【００４０】
ケーシング２の一方の端部側の開口部から流入した流体は、可動弁体５の側縁部とケーシング２の内周面に形成される溝部３とにより形成される流量調整流路６を介して、可動弁体５と固定弁体４ａとの間に形成される空間部に流入し、その後、固定弁体４ａに形成された流出孔４１及びケーシング２の底部に形成された排出孔２２を介して外部に流出することになる。
【００４１】
可動弁体５の側縁部と溝部３とにより構成される流量調整流路６の開口面積は、定流量弁１に供給される流体の供給圧力と、可動弁体５に作用する磁力の反発力（抗力）との関係において、その流量調整流路６を通過する流体の流量が可動弁体５の位置に関係なく一定となるように構成されている。したがって、本実施形態に係る定流量弁１は、可動弁体５が、ケーシング２の一方の端部側から流入する流体の押圧力と、固定弁体４ａとの間で発生する反発力（抗力）とがバランスする位置に応じて、流量調整流路６の開口面積を自動調節して流体流量を高精度で定流量化することが可能になる。また、この定流量弁１は、流量特性の不安定化を招く原因となるコイル状バネを使用していないため、その使用を重ねても流体流量にバラツキが生じにくく、所望の一定流量の流体を下流側に流出させることが可能となる。
【００４２】
また、本発明に係る定流量弁１は、可動弁体５が、ケーシング２の内周面と摺接可能に構成されるため、ケーシング２の一方の端部側から供給された流体が通過する流量調整流路６を、可動弁体５の側縁部と、この側縁部に対向する溝部３との間にのみ形成することができるため、溝部３の形状を設定するだけで流量調整流路６の開口面積をコントロールすることが可能となり、所望の流量を供給する定流量弁１を容易に得ることができる。
【００４３】
また、本発明に係る定流量弁１においては、ケーシング２の内周面に形成される溝部３の幅や深さといった２つのパラメータの他、磁性を有する可動弁体５や固定弁体４ａにおける磁力というパラメータを適宜設定することにより、ケーシング２の一方の端部側から流入する流体の押圧力と、固定弁体４ａとの間で可動弁体５に発生する反発力（抗力）とがバランスする可動弁体５の位置を変更することができるため、流量調整流路６を流通する流体の流量をより一層高精度でコントロールすることができ、所望の流量が通過する定流量弁を容易に得ることが可能となる。
【００４４】
以上、本発明に係る定流量弁１の一実施形態について説明したが、定流量弁１の具体的構成は、上記実施形態に限定されない。上記実施形態においては、溝部３を、ケーシング２の一方の端部側から他方の端部側に向けてその溝幅が小さくなるように形成することにより、可動弁体５がケーシング２の一方の端部側から他方の端部側に移動するに従い、流量調整流路６の開口面積が、小さくなるように構成しているが、ケーシング２の一方の端部側から他方の端部側に向けてその溝深さが徐々に浅くなるように溝部３を構成することにより、流量調整流路６の開口面積が、徐々に小さくなるように構成してもよい。また、図４に示すように、ケーシング２の軸線に沿う方向の長さが異なる細溝３ａの集合として溝部３を構成してもよい。このような構成を最小する場合、各細溝３ａの長さや各細溝３ａの深さを種々変更することにより、可動弁体５がケーシング２の一方の端部側から他方の端部側に移動するに従い、各細溝３ａと可動弁体との間で構成される流量調整流路６の開口面積が、小さくなるように構成すればよい。
【００４５】
また、上記実施形態においては、可動弁体５は、その外周面（側縁部）がケーシング２の内周面に摺接して移動可能な形状・大きさに形成されているが、例えば、可動弁体５とケーシング２の内周面との間に僅かな間隙部が形成されるような形状・大きさに可動弁体５を構成してもよい。このような構成を採用することにより、可動弁体５の側縁部と、ケーシング２の内周面との間で摩擦が発生することを防止することができ、この結果、流体の供給圧力の変動に対してスムーズに可動弁体５が移動することが可能となり、定流量弁１における流量特性の更なる安定化を図ることができる。また、可動弁体５とケーシング２の内周面との間における摩擦によって、異音が発生することも効果的に防止することができる。
【００４６】
また、上記実施形態において、図５に示すように、可動弁体５と固定弁体４ａとの間に形成される空間内に、例えば、リング状のストッパ８０を設置してもよい。図５においては、固定弁体４ａの上面周縁部にストッパ８０を配置している。このような構成を採用することにより、ケーシング２の一方の端部側から流入する流体の押圧力による可動弁体５の一定量以上の移動を規制し、可動弁体５が、流出路を閉塞することを防止することが可能となる。つまり、想定以上の高い圧力で流体が定流量弁１に供給されたとしても、可動弁体５が流出路を閉塞することがなく、定流量弁１が損傷することや、定流量弁１に流体を供給する上流側の装置に損傷が発生することを防止することができる。なお、ストッパ８０は、可動弁体５の一定量以上の移動を規制できる目的を達成することができれば、その形状は特に限定されず、例えば、リング状のストッパ８０を採用する代わりに、ケーシング２の内周面に突出する複数の突起体によりストッパ８０を構成してもよい。
【００４７】
また、図６に示すように、外周面がケーシング２の内周面と摺接するリング状部材８５と、リング状部材８５及び可動弁体５を接続する棒状の支持部材８６とを有する姿勢維持部材８７を更に備えるように構成してもよい。このような姿勢維持部材８７を備えることにより、ケーシング２の内部において、可動弁体５が傾いたり転動したりすることを効果的に防止して、一定の流量を下流側に供給することが可能となる。なお、この姿勢維持部材８７は、図６に示すように可動弁体５の下面側（固定弁体４ａに対向する面側）に配置してもよく、或いは、可動弁体５の上面側（ケーシング２の一方の端部側に対向する面側）に配置してもよいが、可動弁体５の下面側（固定弁体４ａに対向する面側）に配置した場合には、姿勢維持部材８７が、上述のストッパ８０の機能も果たすことが可能となるため、より好ましい。
【００４８】
また、上記実施形態において、図７に示すようにケーシング２の内周面に対して窪み、ケーシング２の他方の端部側における溝部３の一端部３１に接続する水圧解放凹部８８を備えるように構成してもよい。この水圧解放凹部８８は、ケーシング２の周方向における水圧解放凹部８８の長さが、ケーシング２の周方向における溝部３の一端部３１の長さよりも大きくなるように形成されており、ケーシング２の軸心方向における水圧解放凹部８８の長さが、ケーシング２の軸心方向における可動弁体５の長さよりも大きくなるように形成されている。また、水圧解放凹部８８の深さは、ケーシング２の周方向における溝部３の一端部３１における溝深さよりも大きくなるように形成されている。つまり、可動弁体５の側縁部、及び、該側縁部に対向する水圧解放凹部８８の間で形成される凹部間開口部の開口面積が、可動弁体５の側縁部、及び、該側縁部に対向する溝部３の一端部の間で形成される流量調整流路６の開口面積よりも大きくなるように形成される。
【００４９】
このような水圧解放凹部８８を備えることにより、可動弁体５よりも上流側のケーシング２内部の圧力が想定以上に高い圧力となって、可動弁体５が、ケーシング２の他方の端部側における溝部３の一端部３１を超えて、固定弁体４ａ側に移動してしまったとしても、当該水圧解放凹部８８を介して、可動弁体５と固定弁体４ａとの間に形成される空間に流体を導いて、可動弁体５よりも上流側のケーシング２内部の圧力を低下させることが可能となる。これにより、定流量弁１が損傷することを効果的に防止することができる。
【００５０】
また、水圧解放凹部８８を備える構成を採用する場合、上述のストッパ８０を更に設けてもよい。この場合、このストッパ８０は、図８に示すように、ストッパ８０に可動弁体５が当接した際に、この可動弁体５と、固定弁体４ａとの間に形成される空間部８９に、水圧解放凹部８８の一部分が露出するように、配置されることが好ましい。このような構成によれば、可動弁体５よりも上流側のケーシング２内部の圧力が想定を大きく超えた高い圧力となり、可動弁体５が、ケーシング２の他方の端部側における溝部３の一端部３１を超えて、固定弁体４ａ側に移動してしまったとしても、可動弁体５よりも上流側のケーシング２内の流体を、水圧解放凹部８８を介して空間部８９に導いた上、流出路から外部に確実に流出させることができる。
【００５１】
また、上記実施形態においては、固定弁体４ａ及び可動弁体５は、永久磁石を備える構成を採用しているが、例えば、固定弁体４ａ及び可動弁体５の少なくともいずれか一方が、磁力を調節可能な電磁石を備えるように構成することもできる。このような構成を採用することにより、固定弁体４ａ及び可動弁体５間に発生する磁力によって可動弁体５に作用する反発力を所望の力に設定することができる。つまり、固定弁体４ａ及び／又は可動弁体５の磁力を適宜変更することによって、ケーシング２の一方の端部側から流入する流体によって可動弁体５に作用する押圧力と、固定弁体４ａ及び可動弁体５間に発生する磁力によって可動弁体５に作用する反発力とがバランスする可動弁体５の位置を変更することが可能になり、この結果、定流量弁１から流出する流量を所望の流量となるように変更することが可能となる。このような構成を採用する場合、例えば、本発明に係る定流量弁１の下流側に配置される流量計（パルス発信式流量計、ベンチュリー式流量計、超音波流量計等）により計測した流量に基づいて、電磁石における磁力を調節し、流量を変更できるように構成することが好ましい。
【００５２】
なお、固定弁体４ａが電磁石を備えるような構成を採用する場合には、例えば、図９（ａ）に示すように、ケーシング２の底部等に貫通孔９０を設けて固定弁体４ａが有する電磁石の配線Ｚ１を当該貫通孔９０に挿通させればよい。
【００５３】
また、可動弁体５が電磁石を備えるような構成を採用する場合には、図９（ａ）（ｂ）に示すように、ガイド機構９を備えるように構成することが好ましい。なお、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。このガイド機構９は、ケーシング２の一方端における開口部に配置される第１ガイド部材９１と、ケーシング２の開口部及び可動弁体５の間に配置される第２ガイド部材９２と、可動弁体５の上面に設置される保護管９３とを備えている。第１ガイド部材９１及び第２ガイド部材９２は同様な構成を備えており、中央部に開口部を有するリング部材９４と、このリング部材９４の中心をケーシング２の軸線位置に配置するための支持棒９５とを備えている。支持棒９５は、ケーシング２の内周面と、リング部材９４の外周面とを接続している。また、保護管９３は、電磁石が有する配線Ｚ２を内部に挿通させるための管体であり、可動弁体５の上面中央（ケーシング２の軸線位置に対応する位置）に立設するように一方端が可動弁体５の上面に固定されている。この保護管９３は、第１ガイド部材９１及び第２ガイド部材９２が有するリング部材９４の開口部内を挿通できるように構成されている。可動弁体５が有する電磁石の配線Ｚ２は、保護管９３の内部や、第２ガイド部材９２の開口部、第１ガイド部材９１の開口部を介して外部の電源装置に接続されている。また、配線Ｚ２は、少なくともその一部分が伸縮可能なカールコード（伸縮電線）により構成されることが断線防止の観点から好ましい。
【００５４】
このように構成されるガイド機構９を備えることにより、可動弁体５が有する電磁石の配線Ｚ２が断線することを防止しつつ、ケーシング２の内周面に沿った可動弁体５のスムーズな移動を確保することができる。
【００５５】
また、固定弁体４ａが電磁石を備えるような構成を採用する場合には、上記ガイド機構９に加え、図１０（ａ）の概略構成断面図や、そのＣ−Ｃ断面図（図１０（ｂ））に示すように、補助ガイド機構９７を備えるようにしてもよい。この補助ガイド機構９７は、ケーシング２の底面に形成される排出孔２２に設置される補助ガイド部材９８と、可動弁体の下面に設置されるガイド棒９９とを備えている。補助ガイド部材９８は、中央部に開口部を有する補助リング部材９８ａと、この補助リング部材９８ａの中心を排出孔２２の中心位置に配置するための補助支持棒９８ｂとを備えている。補助支持棒９８ｂは、排出孔２２の内周面と、補助リング部材９８ａの外周面とを接続している。また、ガイド棒９９は、可動弁体５の下面中央に一方端が固定されており、補助ガイド部材９８が有する補助リング部材９８ａの開口部内を挿通できるように構成されている。このような補助ガイド機構９７を備えることにより、ケーシング２の内周面に沿った可動弁体５のスムーズな移動をより一層確保することができる。
【００５６】
また、上記実施形態においては、固定弁体４ａの中央部に流出孔４１を形成し、この流出孔４１と、ケーシング２の底部に形成される排出孔２２とにより、ケーシング２内に導かれた流体をケーシング２の外部に導くための流出路を構成しているが、このような構成に特に限定されず、例えば、図１１に示すように、ケーシング２の底部近傍の側壁部に、ケーシング２内外を連通する排出孔２２を形成し、この排出孔２２を流出路としてもよい。図１１に示すような構成を採用する場合、排出孔２２よりも上方の位置におけるケーシング２の内周面にストッパ８０を設けることが好ましい。
【００５７】
また、図１２に示すように、ケーシング２の内径よりも外径が小さい固定弁体４ａを、ケーシング２内周面に接続する複数の棒状の固定部材４２を介して、ケーシング２底部から離隔させた状態で設置し、固定弁体４ａの側縁部とケーシング２の内周面との間に形成される第１隙間９５、及び、固定弁体４ａの下面とケーシング２底面との間に第２隙間９６を形成し、第１隙間９５、第２隙間９６及び排出孔２２によりケーシング２内に導かれた流体をケーシング２の外部に導くための流出路を構成してもよい。なお、図１２においては、固定部材４２が、ケーシング２内周面と、固定弁体４ａの側縁部とを接続するように配置されているが、このような構成に特に限定されず、例えば、図１３に示すように、ケーシング２の底面と、固定弁体４ａの底面とを接続するように配置してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態においては、図２に示すように、溝部３の底面をフラットな平面となるように構成しているが、このような構成に特に限定されず、例えば、図１４に示すように、溝部の底面が湾曲面となるように構成してもよい。
【００５９】
また、上記実施形態においては、可動弁体５が磁性を有するように構成され、また、付勢手段４が磁性を有する固定弁体４ａを備えるように構成されているが、このような構成に特に限定されず、例えば、図１５に示すように、付勢手段４が、コイル状バネ４ｂであるように構成してもよい。このコイル状バネ４ｂは、ケーシング２の底面と、可動弁体５との間に配置されており、ケーシング２の一方の端部側から流入する流体によって可動弁体に作用する押圧力に抗する抗力（バネ付勢力）を可動弁体に付与する。このように、付勢手段４をコイル状バネ４ｂにより構成しても、定流量弁１は、可動弁体５が、ケーシング２の一方の端部側から流入する流体の押圧力と、コイル状バネ４ｂの作用により可動弁体５に作用するバネ付勢力（抗力）とがバランスする位置に応じて、流量調整流路６の開口面積を自動調節して流体流量を高精度で定流量化することが可能になる。また、付勢手段４としてコイル状バネ４ｂを採用した場合、当該コイル状バネ４ｂの弾性係数を適宜設定することにより、ケーシング２の一方の端部側から流入する流体によって可動弁体５に作用する押圧力と、コイル状バネ４ｂにより可動弁体５に作用する抗力とがバランスする位置（可動弁体５の位置）を簡便に調整することが可能となり、高精度の定流量弁１を容易に得ることが可能になる。
【００６０】
また、上記実施形態において、図１６の断面図に示すように、ケーシング２の内周面に、ケーシング２の軸線に沿う方向に伸びる細溝状のガイドレール２５を形成すると共に、可動弁体５が、その側縁部から外方に向けて突出する突出部５１を備えるように構成してもよい。ここで、突出部５１は、ガイドレールの溝内に摺接するように構成されている。突出部は、可動弁体５の上下方向の移動に伴ってガイドレール２５の溝内を摺動する。このようなガイドレール２５や突出部５１を備える構成を採用することにより、上述の姿勢維持部材８７と同様な働き、すなわち、ケーシング２の内部において、可動弁体５が傾いたり転動したりすることを効果的に防止することができる。さらに、可動弁体５の突出部５１が、ガイドレール２５の一方端に当接することにより、可動弁体５の移動を規制することが可能となるため、ガイドレールの長さを適宜設定して、ケーシング２の一方の端部側から流入する流体により押圧される可動弁体５が、流出路を閉塞しないようにストッパとしての作用を発揮するように構成することが可能となる。
【符号の説明】
【００６１】
１  定流量弁
２  ケーシング
２１  フランジ部
２２  排出孔
３  溝部
４  固定弁体
５  可動弁体
６  流量調整流路
８０  ストッパ
８７  姿勢維持部材
８８  水圧解放凹部
９  ガイド機構
９１  第１ガイド部材
９２  第２ガイド部材
９３  保護管
【図１】
2012163162.tif 000003
【図２】
2012163162.tif 000004
【図３】
2012163162.tif 000005
【図４】
2012163162.tif 000006
【図５】
2012163162.tif 000007
【図６】
2012163162.tif 000008
【図７】
2012163162.tif 000009
【図８】
2012163162.tif 000010
【図９】
2012163162.tif 000011
【図１０】
2012163162.tif 000012
【図１１】
2012163162.tif 000013
【図１２】
2012163162.tif 000014
【図１３】
2012163162.tif 000015
【図１４】
2012163162.tif 000016
【図１５】
2012163162.tif 000017
【図１６】
2012163162.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月26日(2011.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流量を定流量化する定流量弁であって、
一方の端部側から他方の端部側に流体が内部を流れる筒状のケーシングと、
前記ケーシングの内部に配置され、該内部に沿って移動可能な可動弁体と、
前記ケーシングの内周面に対して窪み、前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向けて断面積が減少するように伸びる溝部と、
前記可動弁体の側縁部、及び、該側縁部に対向する前記溝部の間で形成され、前記ケーシングの一方の端部側から供給された流体が通過する流量調整流路と、
前記ケーシングの一方の端部側から流入する流体によって前記可動弁体に作用する押圧力に抗する抗力を前記可動弁体に付与する付勢手段と、を備えており、
前記流量調整流路の開口面積は、前記ケーシングの一方の端部側から流入する流体によって前記可動弁体に作用する押圧力と、前記付勢手段により前記可動弁体に作用する抗力とがバランスする位置に応じて、該流量調整流路を流れる流体流量が一定流量となるように、設定されている定流量弁。
【請求項２】
前記可動弁体は、磁性を有するように構成されており、
前記付勢手段は、前記ケーシングの他方の端部側に配置される磁性を有する固定弁体を備えており、磁力の反発力の作用により、前記ケーシングの一方の端部側から流入する流体によって前記可動弁体に作用する押圧力に抗する抗力を前記可動弁体に付与する請求項１に記載の定流量弁。
【請求項３】
前記固定弁体及び前記可動弁体の少なくともいずれか一方は、永久磁石及び前記永久磁石を被覆する被覆体を備える請求項２に記載の定流量弁
【請求項４】
前記固定弁体及び前記可動弁体の少なくともいずれか一方は、磁力を調節可能な電磁石を備える請求項２に記載の定流量弁。
【請求項５】
前記付勢手段は、コイル状バネである請求項１に記載の定流量弁。
【請求項６】
前記可動弁体は、前記ケーシングの内周面と摺接可能に構成される請求項１から５のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項７】
前記可動弁体と前記ケーシングの内周面との間に間隙部が形成される請求項１から５のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項８】
前記ケーシングの内周面に対して窪み、前記ケーシングの他方の端部側における前記溝部の一端部に接続する水圧解放凹部を備えており、
前記ケーシングの周方向における前記水圧解放凹部の長さは、前記周方向における前記溝部の一端部の長さよりも長くなるように形成されており、
前記ケーシングの軸心方向における前記水圧解放凹部の長さは、前記軸心方向における前記可動弁体の長さよりも長くなるように形成されている請求項１から７のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項９】
外周面が前記ケーシングの内周面と摺接するリング状部材と、前記リング状部材及び前記可動弁体を接続する棒状の支持部材とを有する姿勢維持部材を更に備える請求項１から８のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項１０】
前記溝部は、前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向けてその溝深さが浅くなるように形成される請求項１から９のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項１１】
前記溝部は、前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向けてその溝幅が小さくなるように形成される請求項１から１０のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項１２】
前記流量調整流路を介して前記可動弁体と前記固定弁体との間の空間部に導かれた流体を前記ケーシングの外部に導く流出路を備える請求項１から１１のいずれかに記載の定流量弁。
【請求項１３】
前記ケーシングの一方の端部側から流入する流体の押圧力による前記可動弁体の一定量以上の移動を規制し、前記可動弁体が、前記流出路を閉塞することを防止するストッパを更に備える請求項１２に記載の定流量弁。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、流体の流量を定流量化する定流量弁であって、一方の端部側から他方の端部側に流体が内部を流れる筒状のケーシングと、前記ケーシングの内部に配置され、該内部に沿って移動可能な可動弁体と、前記ケーシングの内周面に対して窪み、前記ケーシングの一方の端部側から他方の端部側に向けて断面積が減少するように伸びる溝部と、前記可動弁体の側縁部、及び、該側縁部に対向する前記溝部の間で形成され、前記ケーシングの一方の端部側から供給された流体が通過する流量調整流路と、前記ケーシングの一方の端部側から流入する流体によって前記可動弁体に作用する押圧力に抗する抗力を前記可動弁体に付与する付勢手段と、を備えており、前記流量調整流路の開口面積は、前記ケーシングの一方の端部側から流入する流体によって前記可動弁体に作用する押圧力と、前記付勢手段により前記可動弁体に作用する抗力とがバランスする位置に応じて、該流量調整流路を流れる流体流量が一定流量となるように、設定されている定流量弁により達成される。