(57)【要約】【課題】  開弁作動時に生じるウォーターハンマーによる衝撃音及び、開弁作動時に生じる弁体の移動による衝突音を共に低減することができるように構成された圧力弁装置を提供すること。【解決手段】  圧力弁装置１の開弁作動時に弁室１４内の圧力が急激に増加した場合、弁室１４内に設けられた第一弾性部材３０が体積収縮することにより、弁室１４内の圧力の変化速度が緩和される。このため、弁室１４内の圧力の急激な変化により生じるウォーターハンマーによる衝撃音の大きさが低減される。また、圧力弁装置１の開弁作動時に弁体２１が弁室１４内を移動した場合、弁体２１とともに第二弾性部材４０が移動して、ケース本体１０の第二壁部１２の内壁に衝突する。このとき第二弾性部材４０が弾性変形して、弁体２１及びそれと一体的に弁室１４内を移動する部材の運動エネルギーが吸収される。これにより、弁体２１の移動による衝突音の大きさが低減される。【選択図】  図１
2017207171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一流路と第二流路との間に設けられ、内部に弁室が形成されるとともに、前記第一流路と前記弁室とを連通する第一連通孔及び前記第二流路と前記弁室とを連通する第二連通孔が形成されたケース本体と、
前記弁室内に移動可能に配設された弁体と、
前記弁体が前記第一連通孔を前記弁室側から封止することができるように、前記弁体を付勢する付勢部材と、
前記弁室内に配設され、前記弁室内の圧力に対する前記第一流路内の圧力の増加により前記弁体による前記第一連通孔の封止が解除されたときに生じる前記弁室内の圧力増加により体積収縮して、前記弁室内の圧力の変化速度を緩和する第一弾性部材と、
前記弁室内にて前記第一弾性部材と一体的に移動するように前記第一弾性部材に接続され、前記弁室内の圧力に対する前記第一流路内の圧力の増加により前記弁体による前記第一連通孔の封止が解除されて前記弁体が前記第一連通孔から遠ざかる方向に移動したときに、前記弁体とともに移動して前記弁室を形成する前記ケース本体の内壁に衝突し、衝突時に弾性変形して、前記弁体の運動エネルギーを吸収する第二弾性部材と、
を備える、圧力弁装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧力弁装置において、
前記第一弾性部材が、前記弁体と一体的に移動するように前記弁体に接続されている、
圧力弁装置。
【請求項３】
請求項２に記載の圧力弁装置において、
前記第一弾性部材が、一方端面及び前記一方端面に対面する方向に離間して形成された他方端面を有し、
前記第一弾性部材の前記一方端面が前記弁体に接続され、前記第一弾性部材の前記他方端面が前記第二弾性部材に接続される、
圧力弁装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧力弁装置において、
前記第一弾性部材の弾性率が、前記第二弾性部材の弾性率よりも大きい、
圧力弁装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧力弁装置において、
前記第一弾性部材が多孔質弾性体である、
圧力弁装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の圧力弁装置において、
前記第二弾性部材がエラストマーである、
圧力弁装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の圧力弁装置において、
前記ケース本体は、前記第一連通孔が形成された第一壁部と、前記第一壁部に対面する方向に離間して配設された第二壁部と、前記第一壁部と前記第二壁部とを接続する側壁部とを有し、
前記第二連通孔は前記側壁部に形成され、
前記第二弾性部材は、前記弁室内の圧力に対する前記第一流路内の圧力の増加により前記弁体による前記第一連通孔の封止が解除されて前記弁体が前記第一連通孔から遠ざかる方向に移動したときに、前記弁体とともに移動して前記第二壁部に衝突し、衝突時に弾性変形して、前記弁体の運動エネルギーを吸収する、
圧力弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力により開閉作動する圧力弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非圧縮性流体が流れている流路に設けられた弁装置を急閉すると、ウォーターハンマーが発生する。ウォーターハンマーが発生すると、それに伴う衝撃音も発生する。よって、弁装置が取り付けられている機器に静音化が求められる場合、弁装置の作動時に発生するウォーターハンマーによる衝撃音の大きさを低減することが、望ましい。
【０００３】
特許文献１は、一次側流路と二次側流路との間に設けられる減圧弁装置を開示する。この減圧弁装置の二次側流路に接続される部分に、圧力により体積が収縮する発泡ゴム等の弾性体が取り付けられている。特許文献１に開示の減圧弁装置は、例えば、給水機器の配管の途中に設けられる。そして、配管の下流に設けられた水道の蛇口が急閉された場合に生じる圧力変化によって弾性体が体積収縮することにより、圧力の変化速度が緩和される。圧力の変化速度が緩和されることにより、蛇口の急閉時に発生するウォーターハンマーによる衝撃音の大きさが低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３９４８９号公報
【発明の概要】
【０００５】
（発明が解決しようとする課題）
ところで、流路間を連通する弁室が設けられたケース本体と、弁室内に配設された弁体を有する圧力弁装置の開弁作動時にも、ウォーターハンマーが発生することがある。具体的には、この種の圧力弁装置の開弁作動時に弁室内の圧力が急激に増加して、弁室内にてウォーターハンマーが発生する。また、弁室内にて、ウォーターハンマーによる衝撃音が発生する。
【０００６】
さらに、この種の圧力弁装置に備えられる弁体が、開弁作動時に弁室内の流体の流れによって弁室内を移動するように構成されている場合、開弁作動時に弁体が弁室内を移動して、弁室を構成するケース本体の内壁に衝突することもある。この場合、弁体がケース本体の内壁に衝突する際の衝突音が発生する。
【０００７】
つまり、流路間を連通する弁室が設けられたケース本体と、弁室内に移動可能に設けられた弁体とを有する圧力弁装置が開弁作動した場合、弁室内でのウォーターハンマーの発生による衝撃音に加え、弁体が弁室内を移動してケース本体の内壁に衝突することによる衝突音が発生する。ここで、特許文献１に記載の弾性体を圧力弁装置の弁室内に配設した場合、圧力弁装置の開弁作動時に生じるウォーターハンマーによる衝撃音を低減することができるが、圧力弁装置の開弁作動時に弁体が弁室内を移動することによる衝突音を低減することができない。
【０００８】
本発明は、開弁作動時に生じるウォーターハンマーによる衝撃音及び、開弁作動時に生じる弁体の移動による衝突音を共に低減することができるように構成された圧力弁装置を提供することを、目的とする。
【０００９】
（課題を解決するための手段）
本発明は、第一流路（７１）と第二流路（７２）との間に設けられ、内部に弁室（１４）が形成されるとともに、第一流路と弁室とを連通する第一連通孔（１１１）及び第二流路と弁室とを連通する第二連通孔（１３１）が形成されたケース本体（１０）と、弁室内に移動可能に配設された弁体（２１）と、弁体が第一連通孔を弁室側から封止することができるように、弁体を付勢する付勢部材（２２，２３）と、弁室内に配設され、弁室内の圧力（Ｐ）に対する第一流路内の圧力（Ｐ１）の増加により弁体による第一連通孔の封止が解除されたときに生じる弁室内の圧力増加により体積収縮して、弁室内の圧力の変化速度を緩和する第一弾性部材（３０）と、弁室内にて第一弾性部材と一体的に移動するように第一弾性部材に接続され、弁室内の圧力に対する第一流路内の圧力の増加により弁体による第一連通孔の封止が解除されて弁体が第一連通孔から遠ざかる方向に移動したときに、弁体とともに移動して弁室を形成するケース本体の内壁に衝突し、衝突時に弾性変形して、弁体の運動エネルギーを吸収する第二弾性部材（４０）と、を備える、圧力弁装置（１）を提供する。
【００１０】
本発明によれば、圧力弁装置に備えられる弁体が、弁室と第一流路とを連通する第一連通孔を所定の付勢力で封止することにより、圧力弁装置が閉弁する。また、弁室内の圧力に対する第一流路内の圧力が増加し、その差圧が上記付勢力に基づく開弁圧を上回ったときに、弁体による第一連通孔の封止が解除されて、圧力弁装置は開弁する。圧力弁装置の開弁作動時には、第一流路内の高圧が弁室に印加されるので、弁室内の圧力が急激に増加する。このとき、弁室内に設けられた第一弾性部材が体積収縮することにより、弁室内の圧力の変化速度が緩和される。このため、弁室内の圧力の急激な変化により生じるウォーターハンマーによる衝撃音の大きさが低減される。また、圧力弁装置の開弁作動時に弁体が第一連通孔の封止を解除して弁室内を移動した場合、弁体とともに第二弾性部材が移動して、ケース本体の内壁に衝突する。このとき第二弾性部材が弾性変形することにより、弁体の運動エネルギーが吸収される。これにより、弁体の移動による衝突音の大きさが低減される。
【００１１】
このように、本発明によれば、開弁作動時に生じるウォーターハンマーによる衝撃音及び、開弁作動時に生じる弁体の移動による衝突音が、共に低減された、圧力弁装置を提供することができる。
【００１２】
第一弾性部材は、弁体と一体的に移動するように弁体に接続されているとよい。この場合において、第一弾性部材が、一方端面（３１）及び一方端面に対面する方向に離間して形成された他方端面（３２）を有し、第一弾性部材の一方端面が弁体に接続され、第一弾性部材の他方端面が第二弾性部材に接続されるとよい。これによれば、弁体と、第一弾性部材と、第二弾性部材が、弁室内を一体的に移動するように構成することができる。
【００１３】
また、第一弾性部材の弾性率が、第二弾性部材の弾性率よりも大きいのがよい。つまり、第一弾性部材は柔らかい弾性体により構成され、第二弾性部材は比較的硬めの弾性体により構成されるとよい。これによれば、第一弾性部材の弾性率が大きいので、弁室内の圧力が急激に増加したときに即座に体積収縮することで、確実に弁室内の圧力の変化速度（増加速度）を緩和させることができる。つまり、圧力変化に対する体積変化の応答性を高めることができる。
【００１４】
また、第一弾性部材が多孔質弾性体であるのがよい。多孔質弾性体は、体積収縮量が大きい。従って、圧力弁装置の開弁作動時に大きな圧力変化（圧力増加）が弁室内で生じた場合であっても、その圧力変化を十分に吸収し得るように第一弾性部材を体積収縮させることができる。これにより、第一弾性部材の体積収縮不足によって、ウォーターマンマーによる衝撃音の低減効果が減少することを防止することができる。第一弾性部材に用いることができる多孔質弾性体として、発泡ウレタン、発泡ゴム、スポンジ等を例示することができる。
【００１５】
また、第二弾性部材がエラストマーであるのがよい。これによれば、第二弾性部材がケース本体の内壁に衝突したときに、第二弾性部材を確実に弾性変形させることができる。第二弾性部材に用いることができるエラストマーの具体例として、合成ゴム、天然ゴム等を例示することができる。
【００１６】
また、ケース本体は、第一連通孔が形成された第一壁部（１１）と、第一壁部に対面する方向に離間して配設された第二壁部（１２）と、第一壁部と第二壁部とを接続する側壁部（１３）とを有し、第二連通孔は側壁部に形成されているとよい。そして、第二弾性部材は、弁室内の圧力に対する第一流路内の圧力の増加により弁体による第一連通孔の封止が解除されて弁体が第一連通孔から遠ざかる方向に移動したときに、弁体とともに移動して第二壁部に衝突し、衝突時に弾性変形して、弁体の運動エネルギーを吸収するとよい。これによれば、第二連通孔は、弁体が弁室内を移動したときに第二弾性部材が衝突する第二壁部とは異なる壁部である側壁部に設けられている。このため、第二弾性部材によって第二連通孔が封止されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】閉成状態である本実施形態に係る圧力弁装置の概略断面図である。
【図２】開弁作動時に第一弾性部材が体積収縮した状態を示す、本実施形態に係る圧力弁装置の概略断面図である。
【図３】第二弾性部材が第二壁部に衝突した状態を示す、本実施形態に係る圧力弁装置の概略断面図である。
【図４】開成状態である本実施形態に係る圧力弁装置の概略断面図である。
【図５】第一流路から弁室への流体の流入が停止した直後の状態を示す、本実施形態に係る圧力弁装置の概略断面図である。
【図６】変形例に係る圧力弁装置の概略断面図である。
【図７】開弁作動時に第一弾性部材が体積収縮した状態を示す、変形例に係る圧力弁装置の概略断面図である。
【図８】第二弾性部材が第二壁部に衝突した状態を示す、変形例に係る圧力弁装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る圧力弁装置１の概略断面図である。この圧力弁装置１は、第一流路７１と第二流路７２との間に介装される。ここで、本実施形態においては、第一流路７１側から圧力弁装置１を経由して、第二流路７２側に非圧縮性の流体が流れる。従って、第一流路７１が一次側流路であり、第二流路７２が二次側流路である。非圧縮性の流体として、水、オイル、等を例示できる。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係る圧力弁装置１は、ケース本体１０と、バルブユニット２０と、第一弾性部材３０と、第二弾性部材４０と、を備える。
【００２０】
ケース本体１０は、第一流路７１と第二流路７２との間に設けられる。ケース本体１０は、第一壁部１１と、第一壁部１１に対面する方向に離間して配置された第二壁部１２と、第一壁部１１の外縁と第二壁部１２の外縁とを接続する側壁部１３とを有し、第一壁部１１から第二壁部１２に向かう方向を軸方向とした筒形状に形成される。このケース本体１０の内部に弁室１４が形成される。弁室１４は、ケース本体１０の第一壁部１１、第二壁部１２、及び側壁部１３により囲まれた空間により形成される。
【００２１】
ケース本体１０の第一壁部１１に第一連通孔１１１が形成される。第一連通孔１１１は、ケース本体１０内の弁室１４と第一流路７１とを連通する。また、ケース本体１０の側壁部１３に第二連通孔１３１が形成される。第二連通孔１３１は、ケース本体１０内の弁室１４と第二流路７２とを連通する。よって、第一流路７１から第二流路７２側に流体が流れるとき、第一流路７１内の流体は、第一連通孔１１１を通って弁室１４に流入し、さらに、弁室１４から、第二連通孔１３１を通って第二流路７２側に流れることになる。また、弁室１４は、第二連通孔１３１を介して第二流路７２と常時連通している。従って、弁室１４内の圧力は、第二流路７２内の圧力にほぼ等しい。
【００２２】
ケース本体１０の第二壁部１２及び側壁部１３は、本実施形態では、樹脂により形成される。また、ケース本体１０の第一壁部１１は、本実施形態では、磁性体（例えば鉄）により形成される。
【００２３】
バルブユニット２０は、ゴム製の弁体２１と、永久磁石２２と、ヨーク２３と、樹脂カバー２４と、突起部２５とを備える。
【００２４】
弁体２１は、前面２１ａ及びその反対側の背面２１ｂを備える円柱状に形成される。弁体２１の直径は第一連通孔１１１の直径よりも大きい。弁体２１の背面２１ｂに永久磁石２２が設けられる。永久磁石２２は本実施形態においては直方体状に形成されており、図１において上側の面がＮ極面であり下側の面がＳ極面である。また、ヨーク２３は透磁率の高い磁性体（例えば鉄）により形成される。ヨーク２３は、一対のアーム部材２３ａ，２３ｂを備え、一方のアーム部材２３ａが永久磁石２２のＮ極面に接触し、他方のアーム部材２３ｂが永久磁石２２のＳ極面に接触するように、それぞれのアーム部材２３ａ，２３ｂが永久磁石２２の図１において上下に配設される。このため、永久磁石２２はヨーク２３の一対のアーム部材２３ａ，２３ｂに挟まれる。
【００２５】
ヨーク２３の一方のアーム部材２３ａは、永久磁石２２のＮ極面との接触部位から図１において上方に延び、さらにその上方端から弁体２１の周面に沿って弁体２１の前面２１ａ側に向かって延びている。また、他方のアーム部材２３ｂは、永久磁石２２のＳ極面との接触部位から図１において下方に延び、さらにその下方端から弁体２１の周面に沿って弁体２１の前面２１ａ側に向かって延びている。従って、永久磁石２２及びヨーク２３によって、弁体２１を挟んだＵ字形状の磁力発生部材が構成される。
【００２６】
樹脂カバー２４はＵ字形状の磁力発生部材（永久磁石２２及びヨーク２３）及び弁体２１を覆っている。樹脂カバー２４によって、弁体２１、永久磁石２２及びヨーク２３が一体的に保持される。また、樹脂カバー２４の図１において右側の面は開口している。樹脂カバー２４の開口面からは、弁体２１の前面２１ａ及び、ヨーク２３を構成する一対のアーム部材２３ａ，２３ｂのそれぞれの先端面が露出する。
【００２７】
突起部２５は、樹脂カバー２４の開口面に露出した弁体２１の前面２１ａから前面２１ａに垂直な方向に延設された円柱部分と、円柱部分の先端に形成された円錐部分とを有する。円錐部分の底面の直径は円柱部分の直径に等しい。また、突起部２５の円柱部分の直径は第一連通孔１１１の直径よりも小さい。
【００２８】
弁体２１、永久磁石２２、ヨーク２３及び樹脂カバー２４は、弁室１４内に配設される。このとき樹脂カバー２４の開口面が、第一壁部１１に対面するように、樹脂カバー２４が弁室１４内に配設される。従って、樹脂カバー２４の開口面に露出した弁体２１の前面２１ａ、及び、ヨーク２３を構成する一対のアーム部材２３ａ，２３ｂの先端面が、第一壁部１１に対面する。弁体２１の前面２１ａによって、第一壁部１１に設けられた第一連通孔１１１が弁室１４側から封止される。弁体２１が第一連通孔１１１の弁室１４への開口を封止しているときには、弁体２１の前面２１ａから延設された突起部２５が第一連通孔１１１を挿通する。
【００２９】
上記した構成のバルブユニット２０は、弁室１４内で何等かの部材に固定されているわけではなく、弁室１４内を移動することができるように構成されている。従って、バルブユニット２０が備える弁体２１は、弁室１４内に移動可能に配設されていることになる。
【００３０】
第一弾性部材３０は、弁室１４内に配設される。第一弾性部材３０は、弁室１４内の圧力が変化した場合、その体積を変化させることによって、弁室１４内の圧力の変化速度を緩和する機能を有する。詳述すれば、第一弾性部材３０は、弁室１４内の圧力が増加した場合、その体積を収縮させることによって、弁室１４内の圧力の増加速度を緩和する。また、圧力変化が無くなったときには、第一弾性部材３０は自身の弾性力により元の形状に復元する。このような機能を有する第一弾性部材３０は、例えば、多孔質弾性体により構成される。第一弾性部材３０を構成する多孔質弾性体として、発泡ウレタン、発泡ゴム等の発泡弾性部材、スポンジ等を例示することができる。
【００３１】
また、本実施形態において、第一弾性部材３０は、一方端面３１及びその反対側に離間して形成された他方端面３２を有しており、一方端面３１が、樹脂カバー２４の外表面を構成する一の面であって開口面とは反対側の面である背面２４ａに接着剤等で接続される。従って、第一弾性部材３０は、樹脂カバー２４に保持される弁体２１と一体的に移動可能なように、弁体２１の背面２１ｂ側に接続されることになる。
【００３２】
第二弾性部材４０は、弁室１４内に配設される。第二弾性部材４０は表面４１及び裏面４２を有する薄板状の弾性部材であり、所定の弾性率を有する。第二弾性部材４０は、その表面４１にて第一弾性部材３０の他方端面３２に接着剤等で接続される。したがって、ケース本体１０の第一壁部１１から第二壁部１２に向かう方向に沿って、バルブユニット２０、第一弾性部材３０、第二弾性部材４０が、この順に接続される。このため、第二弾性部材４０も第一弾性部材３０と同様に、弁体２１と一体的に移動可能なように、弁体２１の背面２１ｂ側に接続されることになる。すなわち、弁体２１を含むバルブユニット２０と、第一弾性部材３０と、第二弾性部材４０は、弁室１４内で一体的に移動可能なように、互いに接続される。
【００３３】
また、第二弾性部材４０は、その表面４１が第一弾性部材３０の他方端面３２に接続された状態で、その裏面４２が第二壁部１２に対面するように、弁室１４内に配設される。従って、弁体２１が第二壁部１２に向かう方向に移動した場合、弁体２１と一体的に移動する第二弾性部材４０は、第二壁部１２の内壁に衝突する。
【００３４】
第二弾性部材４０は、第二壁部１２の内壁に衝突したときに弾性変形する程度の弾性率を有する。このような第二弾性部材４０としてエラストマーが好ましい。具体的には、天然ゴム、合成ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムを、第二弾性部材４０を構成する材料として例示することができる。
【００３５】
また、第一弾性部材３０の弾性率は大きく、一方、第二弾性部材４０の弾性率は、第一弾性部材３０の弾性率よりも小さい。つまり、第一弾性部材３０は、柔らかい弾性体により構成され、第二弾性部材４０は、比較的硬めの弾性体により構成される。さらに言えば、柔らかい部材により構成された第一弾性部材３０は、硬めの部材（バルブユニット２０の樹脂カバー２４、及び、第二弾性部材４０）に挟まれた状態で、これらの部材に接続される。
【００３６】
次に、上記構成の圧力弁装置１の作動について説明する。弁室１４を介した第一流路７１側から第二流路７２側への流体の流れが生じていないとき、第一流路７１内の圧力、弁室１４内の圧力、及び第二流路７２内の圧力は、等しい。このとき、バルブユニット２０の弁体２１が第一連通孔１１１の弁室１４への開口を封止している。つまり、圧力弁装置１が閉成している。圧力弁装置１が閉成することにより、弁室１４を介した第一流路７１から第二流路７２への流体の流通が遮断される。図１は、閉成状態である圧力弁装置１の概略断面図である。
【００３７】
また、図１に示す閉成状態においては、弁体２１が第一連通孔１１１を弁室１４側から封止するとともに、バルブユニット２０のヨーク２３を構成するそれぞれのアーム部材２３ａ，２３ｂの先端面が第一壁部１１に接触している。このため、永久磁石２２のＮ極とＳ極との間に、磁性体である第一壁部１１とヨーク２３とを通る磁路のループが形成される。このような磁性体のみを通る磁路ループの形成により、永久磁石２２と第一壁部１１との間に強い磁力が発生する。こうして永久磁石２２と第一壁部１１との間に生じた強い磁力によって、弁体２１が第一連通孔１１１の弁室１４への開口に押し付けられる方向に付勢される。つまり、永久磁石２２及びヨーク２３は、弁体２１が第一連通孔１１１を弁室１４側から封止することができるように弁体２１を付勢する付勢部材である。
【００３８】
圧力弁装置１が図１に示す閉成状態であるときに、第一流路７１から第二流路７２に流体を流入させようとした場合、第一流路７１から第一連通孔１１１を通って弁室１４内に流入しようとする流体が弁体２１によってせき止められる。このため弁室１４内の圧力Ｐに対して第一流路７１内の圧力Ｐ１が増加する。第一流路７１内の圧力Ｐ１が増加した場合、第一流路７１内の圧力Ｐ１と弁室１４内の圧力Ｐとの差圧ΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ）が増加する。そして、差圧ΔＰが、永久磁石２２と第一壁部１１との間に生じている磁力に基づく開弁圧を上回ったときに、弁体２１が第一連通孔１１１から離れ、弁体２１による第一連通孔１１１の封止が解除される。つまり、圧力弁装置１が開弁作動する。
【００３９】
上記のようにして、弁室１４内の圧力Ｐに対する第一流路７１内の圧力Ｐ１の増加により弁体２１による第一連通孔１１１の封止が解除された場合、つまり、圧力弁装置１が開弁作動した場合、第一連通孔１１１を介して弁室１４と第一流路７１が連通する。このため、弁室１４に第一流路７１内の高圧が印加されて、弁室１４内の圧力が急激に増加する。このとき、弁室１４内の圧力の増加を受けて、弁室１４内の第一弾性部材３０が体積収縮する。この場合において、第一弾性部材３０は、その一方端面３１にてバルブユニット２０に接続され、その他方端面３２にて第二弾性部材４０に接続されており、これらの両端面は体積収縮することができない。そのため、第一弾性部材３０は、その一方端面３１と他方端面３２との間の部分がくびれるように、体積収縮する。図２は、圧力弁装置１の開弁作動時に第一弾性部材３０が体積収縮した状態を示す、圧力弁装置１の概略断面図である。図２に示すように、第一弾性部材３０は、その一方端面３１と他方端面３２との間の部分がくびれるように収縮するとともに、一方端面３１から他方端面３２までの間の長さが縮められる。図２の矢印により、第一弾性部材３０が体積収縮する方向が表される。
【００４０】
圧力弁装置１の開弁作動時に第一弾性部材３０が体積収縮することにより、弁室１４内の圧力の増加速度が緩和される。言い換えれば、第一弾性部材３０が体積収縮することにより、弁室１４内の急激な圧力変動（圧力増加）が抑えられる。つまり、弁室１４内の圧力変化が、第一弾性部材３０の体積収縮により吸収される。このため、弁室１４内での急激な圧力変動により引き起こされるウォーターハンマーによる衝撃音の大きさが低減される。
【００４１】
また、圧力弁装置１が開弁作動して、弁体２１による第一連通孔１１１の封止が解除された場合、第一流路７１から高圧の流体が第一連通孔１１１を経由して弁室１４に流れ込む。このとき、第一連通孔１１１から弁室１４に流入した流体の流れによる付勢力が弁体２１の前面２１ａに作用する。このため弁体２１を含むバルブユニット２０が、流体の流れによる付勢力によって押し退けられることにより、第一連通孔１１１から遠ざかる方向、すなわち第二壁部１２に向かう方向に向かって、弁室１４内を移動する。ここで、図２に示すように、弁体２１による第一連通孔１１１の封止が解除された直後には、第一連通孔１１１内に突起部２５の円柱部分が挿通されている。従って、第一流路７１内の流体は、第一連通孔１１１のうち突起部２５の円柱部分によって塞がれていないリング状の狭い空間を通って弁室１４内に流入することになる。このように突起部２５により第一連通孔１１１の流路断面積が狭められていることにより、弁室１４内に流入する流体の流速が高められる。そのため、高い流速の流体が弁体２１に衝突することによって、弁体２１を含むバルブユニット２０が勢いよく（高速で）、第一連通孔１１１から遠ざかる方向（第二壁部１２に向かう方向）に移動する。こうしたバルブユニット２０の移動に伴い、バルブユニット２０に接続された第一弾性部材３０及び第二弾性部材４０も、第二壁部１２に向かう方向に移動する。そして、所定の距離だけ第二弾性部材４０が第二壁部１２に向かう方向に移動すると、第二弾性部材４０が第二壁部１２の内壁に衝突する。図３は、第二弾性部材４０が第二壁部１２の内壁に衝突した状態を示す、圧力弁装置１の概略断面図である。
【００４２】
第二弾性部材４０が第二壁部１２の内壁に衝突すると、図３に示すように第二弾性部材４０は弾性変形する。この弾性変形によって、弁体２１及びそれと一体的に移動する部材（弁体２１を含むバルブユニット２０、第一弾性部材３０、及び第二弾性部材４０）の運動エネルギーが吸収される。つまり、圧力弁装置１の開弁作動時に弁室１４内で移動する弁体２１及びそれと一体的に移動する部材の運動エネルギーが、第二弾性部材４０が第二壁部１２の内壁に衝突した際の弾性変形によって、吸収される。このようにして運動エネルギーが吸収されることにより、第二弾性部材４０が第二壁部１２の内壁に衝突した際に発生する衝突音の大きさが低減される。つまり、弁体２１の移動による衝突音の大きさが低減される。なお、第二弾性部材４０が第二壁部１２の内壁に衝突したときに、第一弾性部材３０も弾性変形してもよい。この場合には、弁室１４内で移動する部材の運動エネルギーが、第二弾性部材４０の弾性変形及び第一弾性部材３０の弾性変形により、吸収される。
【００４３】
このように、本実施形態に係る圧力弁装置１によれば、開弁作動時におけるウォーターハンマーによる衝撃音が、第一弾性部材３０の体積収縮により低減され、開弁作動時における弁体２１の移動による衝突音が、第二弾性部材４０の弾性変形により低減される。
【００４４】
また、上記したように圧力弁装置１の開弁作動時にバルブユニット２０が勢いよく第一連通孔１１１から遠ざかる方向に移動するため、永久磁石２２と第一壁部１１との間の磁力が急速に弱められる。このため、圧力弁装置１の開弁直後に再び磁力によってバルブユニット２０が第一壁部１１に近づく方向に移動して第一壁部１１の第一連通孔１１１が弁体２１によって封止されることが防止される。
【００４５】
圧力弁装置１の開弁作動時に第一流路７１内の高圧の流体が弁室１４に流入した後は、第一流路７１内の圧力Ｐ１と弁室１４の圧力Ｐとの差圧ΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ）が小さくなる。また、圧力弁装置１が開弁した場合には、ヨーク２３と第一壁部１１が離間するため、磁性体のみを通る磁路ループが形成されない。加えて、永久磁石２２が第一壁部１１から遠ざけられている。従って、永久磁石２２と第一壁部１１との間に発生する磁力は極めて弱い。それ故に、差圧ΔＰが小さくされた後においても、継続的に第一流路７１から第一連通孔１１１を経由して弁室１４に流入する流体の流れにより弁体２１に作用する付勢力が磁力に勝り、バルブユニット２０が第一壁部１１から遠ざけられている状態が維持される。つまり、圧力弁装置１の開成状態が、第一連通孔１１１から弁室１４内に流入する流体の流れによる付勢力により維持される。
【００４６】
また、圧力弁装置１の開弁作動後に差圧ΔＰが小さくなると、第一弾性部材３０が自身の弾性力によりほぼ元の形状に復元しようとする。ただし、継続的に第一流路７１から第一連通孔１１１を経由して弁室１４に流入する流体の流れによる付勢力によって、第一弾性部材３０が圧縮されるため、第一弾性部材３０の一方端面３１から他方端面３２までの長さは、自然状態における長さよりも短い。加えて、継続的に第一流路７１から第一連通孔１１１を経由して弁室１４に流入する流体の流れによる付勢力によって、バルブユニット２０が第一壁部１１から遠ざけられている状態が維持される。なお、第二弾性部材４０は、弁体２１及びそれと一体的に弁室１４内を移動する部材の運動エネルギーを吸収した後に、元の形状に復元される。
【００４７】
バルブユニット２０が第一壁部１１から遠ざけられている状態が維持されている間、弁体２１は第一連通孔１１１を封止することができないため、圧力弁装置１の開成状態が維持される。圧力弁装置１の開成状態が維持されているときに、第一流路７１内から第一連通孔１１１を経由して弁室１４内に流入した流体は、さらに弁室１４から第二連通孔１３１を経由して第二流路７２内に流出する。これにより、第一流路７１から第二流路７２への流体の流通が実現される。図４は、開成状態である圧力弁装置１の概略断面図である。図４の矢印で示すように、第一流路７１内の流体が第一連通孔１１１を通って弁室１４に流れ込み、さらに、弁室１４から第二連通孔１３１を通って第二流路７２に流れ込む。
【００４８】
第一流路７１から弁室１４への流体の流入が停止した場合、第一流路７１内の圧力Ｐ１と弁室１４内の圧力Ｐが等しくされる。また、第一連通孔１１１から弁室１４に流入する流体の流れにより弁体２１に作用していた付勢力も消失する。このため、第一弾性部材３０の一方端面３１から他方端面３２までの長さが、自然状態における長さに戻る。
【００４９】
第一流路７１から弁室１４への流体の流入が停止してからしばらくの間、バルブユニット２０は第一壁部１１から遠ざけられているため、第一壁部１１の第一連通孔１１１は弁体２１により封止されていない。図５は、第一流路７１から弁室１４への流体の流入が停止した直後の状態を示す、圧力弁装置１の概略断面図である。
【００５０】
圧力弁装置１が図５に示す状態であるとき、バルブユニット２０は、永久磁石２２と第一壁部１１との間に生じている弱い磁力によって、第一壁部１１に徐々に引き寄せられる。そして、やがて、バルブユニット２０のヨーク２３を構成する各アーム部材２３ａ，２３ｂの先端が第一壁部１１に接触する。これにより、永久磁石２２、ヨーク２３、及び第一壁部１１を通る磁路ループが形成されて、再び強い磁力が永久磁石２２と第一壁部１１の間に作用する。これにより、弁体２１が、再び第一連通孔１１１を封止し、圧力弁装置１は図１に示す閉成状態にされる。このようにして、本実施形態に係る圧力弁装置１は、弁室１４内を経由して流れる流体の圧力によって、開弁作動又は閉弁作動する。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係る圧力弁装置１は、ケース本体１０と、弁体２１と、付勢部材としての永久磁石２２及びヨーク２３と、第一弾性部材３０と、第二弾性部材４０とを備える。ケース本体１０は、第一流路７１と第二流路７２との間に設けられる。また、ケース本体１０の内部に弁室１４が形成される。さらに、ケース本体１０には、第一流路７１と弁室１４とを連通する第一連通孔１１１及び第二流路７２と弁室１４とを連通する第二連通孔１３１が形成される。弁体２１は、弁室１４内に移動可能に配設される。付勢部材としての永久磁石２２及びヨーク２３は、弁体２１が第一連通孔１１１を弁室１４側から封止することができるように、弁体２１を付勢する。第一弾性部材３０は、弁室１４内に配設され、弁室１４内の圧力Ｐに対する第一流路７１内の圧力Ｐ１の増加により弁体２１による第一連通孔１１１の封止が解除されたときに生じる弁室１４内の圧力増加により体積収縮して、弁室１４内の圧力の変化速度を緩和する。第二弾性部材４０は、弁室１４内にて第一弾性部材３０と一体的に移動するように第一弾性部材３０に接続され、弁室１４内の圧力Ｐに対する第一流路７１内の圧力Ｐ１の増加により弁体２１による第一連通孔１１１の封止が解除されて弁体２１が第一連通孔１１１から遠ざかる方向に移動したときに、弁体２１とともに移動して弁室１４を形成するケース本体１０の第二壁部１２の内壁に衝突し、衝突時に弾性変形して、弁体２１及びそれと一体的に移動する部材の運動エネルギーを吸収する。
【００５２】
本実施形態によれば、圧力弁装置１の開弁作動時に第一流路７１内の高圧が弁室１４に印加されて弁室１４内の圧力が急激に増加した場合、弁室１４内に設けられた第一弾性部材３０が体積収縮することにより、弁室１４内の圧力の変化速度（増加速度）が緩和される。このため、弁室１４内の圧力の急激な変化（増加）により生じるウォーターハンマーによる衝撃音の大きさが低減される。また、圧力弁装置１の開弁作動時に弁体２１が第一連通孔１１１の封止を解除して弁室１４内を移動した場合、弁体２１とともに第二弾性部材４０が移動して、ケース本体１０の第二壁部１２の内壁に衝突する。このとき第二弾性部材４０が弾性変形して、弁体２１及びそれと一体的に弁室１４内を移動する部材の運動エネルギーが吸収される。これにより、弁体２１の移動による衝突音の大きさが低減される。
【００５３】
このように、本実施形態に係る圧力弁装置１によれば、開弁作動時に生じるウォーターハンマーによる衝撃音及び、開弁作動時に生じる弁体２１の移動による衝突音が、共に低減される。
【００５４】
特に、本実施形態では、開弁作動時に弁体２１から延設された突起部２５により第一連通孔１１１の流路断面積が狭められているので、第一連通孔１１１から弁室１４に流れ込む流体の速度が高められ、それにより、弁体２１を含むバルブユニット２０が勢いよく、第一連通孔１１１（第一壁部１１）から遠ざかる方向に移動する。こうして勢いよくバルブユニット２０を第一連通孔１１１（第一壁部１１）から遠ざけることにより、開弁作動の直後に永久磁石２２及びヨーク２３からなる磁力発生部材と第一壁部１１が引き合って、弁体２１が第一連通孔１１１を再度封止することが防止されるが、その反面、バルブユニット２０が大きな運動エネルギーを持つことになり、このような大きな運動エネルギーを持つバルブユニット２０がケース本体１０に衝突した場合には、大きな衝突音が発生する虞がある。これに対し、本実施形態では、バルブユニット２０とともに移動する第二弾性部材４０がケース本体１０の第二壁部１２に衝突したときに弾性変形するため、効果的に衝突音を低減することができる。
【００５５】
また、第一弾性部材３０の弾性率は、第二弾性部材４０の弾性率よりも大きい。つまり、第一弾性部材３０は柔らかい弾性体により構成される。このため、圧力弁装置１の開弁作動時に弁室１４内の圧力が急激に増加したときに即座に第一弾性部材３０が体積収縮する。よって、確実に弁室１４内の圧力の変化速度（増加速度）を緩和させることができる。つまり、圧力変化に対する第一弾性部材３０の体積変化の応答性を高めることができる。
【００５６】
また、第一弾性部材３０は、本実施形態では、体積収縮量の大きい発泡ウレタン等の多孔質弾性体により構成される。このため、圧力弁装置１の開弁作動時に弁室１４内の圧力が大きく変化した場合であっても、その圧力変化を十分に吸収し得るように第一弾性部材３０を体積収縮させることができる。これにより、第一弾性部材３０の体積収縮不足によって、ウォーターマンマーによる衝撃音の低減効果が減少することを防止することができる。
【００５７】
また、第二弾性部材４０は、本実施形態では、エラストマーにより構成される。このため、第二弾性部材４０がケース本体１０の第二壁部１２の内壁に衝突したときに、第二弾性部材４０を確実に弾性変形させることができる。
【００５８】
また、ケース本体１０は、第一連通孔１１１が形成された第一壁部１１と、第一壁部１１に対面する方向に離間して配設された第二壁部１２と、第一壁部１１と第二壁部１２とを接続する側壁部１３とを有し、第二連通孔１３１は側壁部１３に形成されている。そして、第二弾性部材４０は、弁室１４内の圧力Ｐに対する第一流路７１内の圧力Ｐ１の増加により弁体２１による第一連通孔１１１の封止が解除されて弁体２１が第一連通孔１１１から遠ざかる方向に移動したときに、弁体２１とともに移動して第二壁部１２に衝突し、衝突時に弾性変形して、弁体２１及びそれと一体的に移動する部材の運動エネルギーを吸収する。これによれば、第二連通孔１３１は、弁体２１が弁室１４内を移動したときに第二弾性部材４０が衝突する第二壁部１２とは異なる壁部である側壁部１３に設けられている。このため、第二弾性部材４０がケース本体１０の内壁に衝突したときに、第二弾性部材４０によって第二連通孔１３１が封止されることを防止することができる。
【００５９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態においては、バルブユニット２０と、第一弾性部材３０と、第二弾性部材４０が、一体的に弁室１４内を移動可能なように接続されている例を示したが、第一弾性部材３０及び第二弾性部材４０は、バルブユニット２０に接続されていなくても良い。この場合、例えば、図６に示すように圧力弁装置１Ａを構成することができる。
【００６０】
図６に示す圧力弁装置１Ａのケース本体１０内に形成される弁室１４内には、第一弾性部材３０と、第二弾性部材４０と、第三弾性部材５０が配設される。第一弾性部材３０の一方端面３１に第三弾性部材５０が接続され、第一弾性部材３０の他方端面３２に第二弾性部材４０が接続される。つまり、弁室１４内に、第一弾性部材３０、第二弾性部材４０、及び第三弾性部材５０からなる弾性体ユニット６０が、配設される。この弾性体ユニット６０は、弁体２１の背面２１ｂ側（第二壁部１２に近い側）に、バルブユニット２０とは離間して、弁室１４内に配設される。
【００６１】
また、第三弾性部材５０がバルブユニット２０に対面し、第二弾性部材４０がケース本体１０の第二壁部１２に対面するように、弾性体ユニット６０が弁室１４内に配設される。また、第三弾性部材５０の弾性率は第一弾性部材３０の弾性率よりも小さい。従って、弾性体ユニット６０は、柔らかい弾性部材（第一弾性部材３０）の両端を、２つの硬めの弾性部材（第二弾性部材４０及び第三弾性部材５０）で覆うように構成される。圧力弁装置１Ａの構成のうち、上記した構成以外の構成は、上記実施形態に係る図１に示す圧力弁装置１の構成と基本的に同一である。したがって、それ以外の構成についての具体的な説明は省略する。
【００６２】
図６に示す圧力弁装置１Ａが開弁作動して、第一連通孔１１１を介して弁室１４と第一流路７１が連通すると、弁室１４に第一流路７１内の高圧が印加されて、弁室１４内の圧力が急激に増加する。このとき、弁室１４内の圧力の増加を受けて、弁室１４内の弾性体ユニット６０に備えられる第一弾性部材３０が体積収縮する。この場合において、第一弾性部材３０は、その一方端面３１にて硬めの弾性部材である第三弾性部材５０に接続され、その他方端面３２にて硬めの弾性部材である第二弾性部材４０に接続されており、これらの両端面は体積収縮することができない。そのため、第一弾性部材３０は、その一方端面３１と他方端面３２との間の部分がくびれるように、体積収縮する。図７は、圧力弁装置１Ａの開弁作動時に第一弾性部材３０が体積収縮した状態を示す、圧力弁装置１Ａの概略断面図である。図７に示すように、第一弾性部材３０は、その一方端面３１と他方端面３２との間の部分がくびれるように収縮するとともに、一方端面３１から他方端面３２までの間の長さが縮められる。図７の矢印により、第一弾性部材３０が体積収縮する方向が示される。このように第一弾性部材３０が体積収縮することにより、弁室１４内の圧力の増加速度が緩和される。このため、弁室１４内での急激な圧力変動により引き起こされるウォーターハンマーによる衝撃音の大きさが低減される。
【００６３】
また、圧力弁装置１Ａが開弁作動して、弁体２１による第一連通孔１１１の封止が解除された場合、第一流路７１から高圧の流体が第一連通孔１１１を経由して弁室１４に流れ込む。このとき、第一連通孔１１１から弁室１４に流入した流体の流れによる付勢力が弁体２１の前面２１ａに作用する。このため弁体２１を含むバルブユニット２０が、流体の流れによる付勢力によって押し退けられることにより、第一連通孔１１１から遠ざかる方向、すなわち第二壁部１２に向かう方向に向かって、弁室１４内を移動する。
【００６４】
バルブユニット２０が第二壁部１２に向かう方向に移動すると、バルブユニット２０の樹脂カバー２４が、バルブユニット２０の背面側（弁体２１の背面２１ｂ側）に配置された弾性体ユニット６０の第三弾性部材５０に接触する。この接触により、弾性体ユニット６０が、バルブユニット２０とともに、第二壁部１２に向かう方向に移動する。そして、所定の距離だけ弾性体ユニット６０が第二壁部１２に向かう方向に移動すると、弾性体ユニット６０の第二弾性部材４０が第二壁部１２の内壁に衝突する。図８は、第二弾性部材４０が第二壁部１２の内壁に衝突した状態を示す、圧力弁装置１Ａの概略断面図である。
【００６５】
第二弾性部材４０が第二壁部１２の内壁に衝突すると、図８に示すように第二弾性部材４０は弾性変形する。この弾性変形によって、弁体２１及びそれと一体的に移動する部材（弁体２１を含むバルブユニット２０及び弾性体ユニット６０）の運動エネルギーが吸収される。このようにして運動エネルギーが吸収されることにより、第二弾性部材４０が第二壁部１２の内壁に衝突した際に発生する衝突音の大きさが低減される。つまり、弁体２１の移動による衝突音の大きさが低減される。
【００６６】
このように、本実施形態の変形例に係る圧力弁装置１Ａによっても、開弁作動時におけるウォーターハンマーによる衝撃音が、第一弾性部材３０の体積収縮により低減され、開弁作動時における弁体２１の移動による衝突音が、第二弾性部材４０の弾性変形により低減される。
【００６７】
また、上記実施形態では、バルブユニット２０が突起部２５を備える例を示したが、突起部２５を省略してもよい。また、上記実施形態では、弁体２１を、付勢部材としての永久磁石２２及びヨーク２３を用いて磁力により付勢する例を説明したが、弁体２１が弁室１４内を移動できるように弁体２１を付勢することができる付勢部材であれば、上記の例に限られない。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１，１Ａ…圧力弁装置、１０…ケース本体、１１…第一壁部、１１１…第一連通孔、１２…第二壁部、１３…側壁部、１３１…第二連通孔、１４…弁室、２０…バルブユニット、２１…弁体、２１ａ…前面、２１ｂ…背面、２２…永久磁石（付勢部材）、２３…ヨーク（付勢部材）、２３ａ，２３ｂ…アーム部材、２４…樹脂カバー、２５…突起部、３０…第一弾性部材、３１…一方端面、３２…他方端面、４０…第二弾性部材、４１…表面、４２…裏面、５０…第三弾性部材、６０…弾性体ユニット、７１…第一流路、７２…第二流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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