(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ポートと、出力ポートと、
中央に流路が形成されている弁座と、
一方に延びた中心軸を備え、該弁座と当接または離間する弁体と、
該弁体を弁座から離間する方向に付勢するダイヤフラム組立体と、
該ダイヤフラム組立体を挟んで該弁座側に形成された第２ダイヤフラム室と、
反対側に形成された第１ダイヤフラム室とを有し、
該入力ポートを所定の負圧に維持する負圧レギュレータにおいて、
前記ダイヤフラム組立体を保持し、外周に雄ネジが形成された上部ボディと、
前記入力ポート、前記出力ポート、前記弁座が形成され内周に雌ネジが形成された下部ボディと、を有し、
前記下部ボディの接続面の中心に接続孔が形成され、
前記上部ボディの接続面の中心に、前記接続孔に挿入される中空状の接続筒が形成され、
前記中心軸が前記接続筒の中空部に装着されているときに、前記中心軸と前記中空部との間に、前記入力ポートと前記第１ダイヤフラム室とを常時連通する連通路が形成されていることを特徴とする負圧レギュレータ。
【請求項２】
請求項１に記載する負圧レギュレータにおいて、
前記上部ボディに、前記第１ダイヤフラム室と前記第２ダイヤフラム室とを連通させる連通孔が形成された第２弁座を有し、
前記中心軸の先端部が前記第２弁座と当接または離間すること、
前記中心軸の先端に前記第１ダイヤフラム室と前記第２ダイヤフラム室とを常時連通するオリフィスが形成されていること、
を特徴とする負圧レギュレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、真空圧を含む負圧を一定に維持するための負圧レギュレータに関し、さらに詳細には、メインテナンス性の良い負圧レギュレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、真空圧等の負圧を一定に維持するための負圧レギュレータが知られている。その一例を図５に示す。
下部ボディ１０２には、入力ポート１０４、出力ポート１０３が形成されている。入力ポート１０４と出力ポート１０３との間の流路には、中央に流路を備える弁座１０８が形成されている。弁座１０８には、弁体組立体１０６が当接または離間可能に保持されている。弁体組立体１０６は、本体１０６ｃ、中心軸１０６ｂ、及び本体１０６ｃにゴムが張り付けられた弁体部１０６ａにより構成されている。ここで、中心軸１０６ｂは、本体１０６ｃに組み込まれており、弁体組立体１０６は一体として作用する。
下部ボディ１０２には、弁体組立体１０６を弁座１０８に当接する方向に付勢する圧縮バネ１０７が取り付けられている。
【０００３】
下部ボディ１０２には、上部ボディ１０１が図示しない４本のボルトにより固定されている。
上部ボディ１０１には、ダイヤフラム組立体１１３が移動可能に保持されている。ダイヤフラム組立体１１３の下面中心には、中空状の接続筒１１３ａが突出して形成されている。その中空部には、リリーフ弁座１１９が形成されている。リリーフ弁座１１９には、弁体組立体１０６の中心軸１０６ｂの先端部が当接または離間可能である。
ダイヤフラム組立体１１３の下面と下部ボディ１０２の上面とで、第２ダイヤフラム室１１２が形成されている。ダイヤフラム組立体１１３の上側には、第１ダイヤフラム室１１１が形成されている。第１ダイヤフラム室１１１内には、ダイヤフラム組立体１１３を下向きに付勢する圧縮バネ１１４が取り付けられている。圧縮バネ１１４の上端は、バネ圧縮板１１５に当接しており、バネ圧縮板１１５は、上部ボディ１０１の上部にある調節ネジ１１６により図中上下に移動し、圧縮バネ１１４の圧縮力を変化可能である。
【０００４】
第１ダイヤフラム室１１１は、上部ボディ１０１に形成された連通路１０９ａ及び下部ボディ１０２に形成された連通路１０９ｂにより、入力ポート１０４と連通している。
第２ダイヤフラム室１１２は、外部連通路１１８により大気に開放されている。また、第２ダイヤフラム室１１２は、接続筒１１３ａに形成された連通路１１７、リリーフ弁座１１９の中心孔、及び接続筒１１３ａの中空部を介して入力ポート１０４と連通している。
【０００５】
次に、上記構成を有する負圧レギュレータの作用を説明する。
負圧レギュレータは、入力ポート１０４を真空圧等の所定の負圧に維持するためのものである。入力ポート１０４の圧力が所定の圧力より高くなると、連通する第１ダイヤフラム室１１１の圧力も上昇し、ダイヤフラム組立体１１３が下方に押し下げられる。ダイヤフラム組立体１１３が押し下げられると、弁体組立体１０６も押し下げられ、弁座１０８が開放され、入力ポート１０４と出力ポート１０３とが連通する。ここで、出力ポート１０３は、図示しない真空ポンプに接続しており、入力ポート１０４が出力ポート１０３と連通することにより、入力ポート１０４の圧力は下降する。
【０００６】
そして、入力ポート１０４が所定の圧力より低くなりすぎたときは、第１ダイヤフラム室１１１の圧力が下降し、ダイヤフラム組立体１１３が少しだけ押し上げられ、リリーフ弁座１１９が僅かに開放される。これにより、外部連通路１１８、連通路１１７、リリーフ弁座１１９を介して、入力ポート１０４が大気圧と連通されるため、入力ポート１０４の圧力は僅かに上昇する。このように、圧力の上がりすぎや下がりすぎを調整して、入力ポート１０４を所定の圧力に保つ。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記負圧レギュレータには、次のような問題があった。
すなわち、入力ポート１０４と第１ダイヤフラム室１１１とを連通する連通路１０９ａ，１０９ｂが、上部ボディ１０１、下部ボディ１０２の各１カ所に形成されているので、両連通路１０９ａ，１０９ｂを連通するためには上部ボディ１０１と下部ボディ１０２を正確に位置合わせする必要がある。正確な位置合わせをするためには、上部ボディと下部ボディを合わせた後、ずれないように固定する必要があるので、４方を４本のボルトで固定することが行われていた。しかし、上部ボディ１０１と下部ボディ１０２とを接続するのに４本のボルトを用いることは、部品点数が多くなりコストダウンできないという問題があった。
４本のボルトを無くすためには、例えば、上部ボディと下部ボディとをねじ込み方式にすることも考えられるが、連通路１０９ａ，１０９ｂの位置合わせが困難となる問題がある。
【０００８】
この発明は上記問題点を解消して、部品点数を減らしてコストダウンした負圧レギュレータ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】
上記目的を達成するために本発明は、次のような構成を有している。
本発明の負圧レギュレータは、入力ポートと、出力ポートと、中央に流路が形成されている弁座と、一方に延びた中心軸を備え、該弁座と当接または離間する弁体と、該弁体を弁座から離間する方向に付勢するダイヤフラム組立体と、該ダイヤフラム組立体を挟んで該弁座側に形成された第２ダイヤフラム室と、反対側に形成された第１ダイヤフラム室とを有し、該入力ポートを所定の負圧に維持する負圧レギュレータであって、前記ダイヤフラム組立体を保持し、外周に雄ネジが形成された上部ボディと、前記入力ポート、前記出力ポート、前記弁座が形成され内周に雌ネジが形成された下部ボディと、を有し、前記下部ボディの接続面の中心に接続孔が形成され、前記上部ボディの接続面の中心に、前記接続孔に挿入される中空状の接続筒が形成され、前記中心軸が前記接続筒の中空部に装着されているときに、前記中心軸と前記中空部との間に、前記入力ポートと前記第１ダイヤフラム室とを常時連通する連通路が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
従来、入力ポートと第１ダイヤフラム室とを常時連通するための連通路は、ボディの１箇所に設けられていたため、上部ボディと下部ボディを固定するためには位置合わせが必要であった。この発明の構成によれば、その連通路が中心軸の近傍に形成されているので、上部ボディと下部ボディの中心軸を中心とした回転によって、連通が妨げられることがない。従って、両ボディの固定方法を、上部ボディの外周に雄ネジ、下部ボディの内周に雌ネジを形成したボディ同士のネジ止めとすることができる。このようにすることによって、従来用いられていた４本のボルトを無くすることができる。ここで、上部ボディの外周に雄ネジ、下部ボディの内周に雌ネジとしたが、上部ボディの内周に雌ネジ、下部ボディの外周に雄ネジを形成するようにしても全く同様である。
【００１２】
また、この発明の構成によれば、下部ボディの接続面の中心に接続孔を設け、その中に上部ボディに形成された接続筒を挿入したうえで、接続筒の中空部に中心軸を装着する。接続筒の中空部の内径を、中心軸の外径よりやや大きく形成することにより、接続筒と中心軸の間に隙間ができ、連通路とすることができる。この連通路は、中心軸を中心として全周囲に形成されるので、上部ボディと下部ボディの固定角度に関わらず連通されている。さらに、下部ボディの接続孔に上部ボディの接続筒を挿入することによって、上部ボディの下側に形成されている第２ダイヤフラム室と下部ボディの入力ポートとを連通させることなく、入力ポートと第１ダイヤフラム室とを連通させることができる。また、中空状の接続筒を下部ボディの接続面に形成しても、全く同様である。
【００１３】
さらに、本発明の負圧レギュレータは、前記上部ボディに、前記第１ダイヤフラム室と前記第２ダイヤフラム室とを連通させる連通孔が形成された第２弁座を有し、前記中心軸の先端部が前記第２弁座と当接または離間すること、前記中心軸の先端に前記第１ダイヤフラム室と前記第２ダイヤフラム室とを常時連通するオリフィスが形成されていること、を特徴とする。
【００１４】
従来、入力ポートの圧力が所定の圧力より低くなりすぎた場合に、ダイヤフラム組立体が少しだけ押し上げられ第２弁座が僅かに開放されることによって、第１ダイヤフラム室を第２ダイヤフラム室と僅かに連通させ、それによって、第１ダイヤフラム室に連通した入力ポートに、第２ダイヤフラム室に連通した大気圧が僅かに入り込むことによって、入力ポートの圧力を上昇させていた。
この発明の構成によれば、この第２弁座に当接する中心軸の先端にオリフィスが形成されていることにより、中心軸が第２弁座を閉止している場合においても第１ダイヤフラム室と第２ダイヤフラム室とが僅かに連通している。従って、ダイヤフラム組立体を押し上げるほどの圧力差が生じる以前に、僅かな圧力差によっても大気圧が少量導入されるので、より滑らかに圧力調整が行われ圧力変動が少なくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の負圧レギュレータを具体化した一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施の形態の負圧レギュレータ１の弁閉止時の断面図であり、図２は同弁開放時の断面図である。図３、図４はそれぞれ負圧レギュレータ１の中心部分の拡大説明図である。
【００１６】
負圧レギュレータ１は、図１に示すように、上部ボディ１１と下部ボディ１２で形作られており、下部ボディ１２には出力ポート１３と入力ポート１４が形成されている。両ポート１３，１４の間には、中央に流路１５を備えた弁座１６が形成され、弁座１６に当接または離間可能に弁体組立体１７が保持される。弁体組立体１７は、本体１７ａ、中心軸１７ｂ、及び本体１７ａにゴムが貼り付けられた弁体部１７ｃよりなり、圧縮バネ１８によって弁座１６に当接する方向に付勢されている。ここで、中心軸１７ｂは、本体１７ａに固着されており、弁体組立体１７は一体として作用する。下部ボディ１２の上面は、上部ボディ１１との接続面１２ａであり、その中央部には接続孔１９が設けられている。
【００１７】
上部ボディ１１の下部には、ダイヤフラム組立体２０が図中上下方向に移動可能に保持されている。ダイヤフラム組立体２０の上面と上部ボディ１１の内面で第１ダイヤフラム室２１が、ダイヤフラム組立体２０の下面と下部ボディ１２の上面で第２ダイヤフラム室２２がそれぞれ形成されている。ダイヤフラム組立体２０は、第１ダイヤフラム室２１内に設けられた圧縮バネ２３によって図中下向きに付勢され、圧縮バネ２３の上端はバネ圧縮板２４に当接している。さらに、バネ圧縮板２４は、上部ボディ１１の上部にある調節ネジ２５により図中上下に移動可能であり、圧縮バネ２３の圧縮力を調節可能にしている。
【００１８】
ダイヤフラム組立体２０の下面は、上部ボディ１１の下部ボディ１２との接続面１１ａであり、その中心には中空状の接続筒２０ａが下方へ突出している。接続筒２０ａは接続孔１９に挿入され、接続筒２０ａの外周面は接続孔１９の内周面に密着されている。接続筒２０ａの上方には、第２弁座２６がダイヤフラム組立体２０から延設され、その中央には第１ダイヤフラム室２１と第２ダイヤフラム室２２とを連通する連通孔２６ａが形成されている。弁体組立体１７の中心軸１７ｂは、接続筒２０ａの中空部２７に装着されると共に、第２弁座２６に当接または離間可能にされている。ここで、中心軸１７ｂの外径はφ約４ｍｍであり、中空部２７の内径はφ約４．８ｍｍである。このため、中心軸１７ｂと中空部２７の間には隙間ができるので、その隙間が連通路２８となり、第１ダイヤフラム室２１と入力ポート１４を連通している。
【００１９】
また、接続筒２０ａと接続孔１９の接触面にはゴム製のパッキン２９がはめ込まれ、ダイヤフラム組立体２０が上下に移動しても、接続筒２０ａと接続孔１９の間の気密が保持されている。これによって、第１ダイヤフラム室２１と入力ポート１４との連通路２８を確実に確保するとともに、第２ダイヤフラム室２２と入力ポート１４とを連通しないようにしている。一方、中心軸１７ｂの先端部には連通路３０とオリフィス３１が設けられている。オリフィス３１はφ約０．３ｍｍの小孔であり、第２ダイヤフラム室２２を第１ダイヤフラム室２１及び入力ポート１４と僅かに連通させている。
【００２０】
上部ボディ１１の外周面には雄ネジ３２が、下部ボディ１２の内周面には雌ネジ３３が形成され、雄ネジ３２と雌ネジ３３をねじ込むことにより、上部ボディ１１と下部ボディ１２は固定されている。また、下部ボディ１２内には大気圧導入孔３４が設けられ、第２ダイヤフラム室２２には常に大気圧が導入されている。さらに、中心軸１７ｂには連通孔３５が形成され、弁体組立体１７の下部空間３６と入力ポート１４を連通させている。これにより、下部空間３６が閉鎖された空間とならないので、弁体組立体１７の上下の移動に対して抵抗となることがない。
【００２１】
次に、上記構成を有する負圧レギュレータ１の作用を説明する。
負圧レギュレータ１は、入力ポート１４を真空圧等の所定の負圧に維持するためのものである。入力ポート１４の圧力が所定の圧力より高くなると、図２に示すように、連通する第１ダイヤフラム室２１の圧力も上昇し、第２ダイヤフラム室２２とのバランスが崩れて、ダイヤフラム組立体２０が下方に押し下げられる。ダイヤフラム組立体２０が押し下げられると、第２弁座２６において圧接している弁体組立体１７が押し下げられる。従って、弁座１６が開放され、入力ポート１４と出力ポート１３とが連通する。ここで、出力ポート１３は図示しない真空ポンプに接続しているので、真空ポンプにより入力ポート１４の圧力が下降する。
【００２２】
一方、入力ポート１４の圧力が所定の圧力より低くなると、第１ダイヤフラム室２１の圧力も下降し、ダイヤフラム組立体２０が上方へ押し上げられる。弁体組立体１７は弁座１６と圧接しているため、図３に示すように、第２弁座２６が開放され、第２ダイヤフラム室２２が第２弁座２６の連通孔２６ａを介して第１ダイヤフラム室２１と連通し、さらに、連通路２８を介して入力ポート１４と連通する。このことにより、入力ポート１４に第２ダイヤフラム室２２の大気圧が導入され、入力ポート１４の圧力が上昇する。
【００２３】
あるいは、入力ポート１４の圧力が所定の圧力よりほんの僅かだけ低くなった場合は、図４に示すように、オリフィス３１によって僅かに大気圧が導入される。つまり、第２ダイヤフラム室２２、オリフィス３１、連通路３０、連通路２８、入力ポート１４の順に連通され、ダイヤフラム組立体２０を移動させるほどの圧力差でない時には、僅かずつ修正される。
【００２４】
このように、負圧レギュレータ１によれば、従来と同様に所定の負圧に維持することができる。また、この負圧レギュレータ１では上部ボディ１１と下部ボディ１２との接続を、上部ボディ１１の外周の雄ネジ３２と下部ボディ１２の内周の雌ネジ３３によって行っているので、従来用いられていた４本のボルトを無くすことができる。これにより、部品点数を減らしてコストダウンすることができるとともに、位置合わせの必要がないので組立も容易になる。
【００２５】
また、オリフィス３１によって僅かに大気圧を導入することができるので、圧力が僅かに下がりすぎた時にも対応でき、ダイヤフラム組立体２０を押し上げるほどの圧力差が生じる以前に、僅かな圧力差でも滑らかに圧力調整が行われ圧力変動が少なくなる。
【００２６】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で以下のように実施することができる。
例えば、弁体組立体１７の、中心軸１７ｂと弁本体１７ｃとの接続方法は、従来と同様のはめ込み式としてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
この発明の構成によれば、その連通路が中心軸の近傍に形成されているので、上部ボディと下部ボディの中心軸を中心とした回転によって、連通が妨げられることがない。従って、両ボディの固定方法を、上部ボディの外周に雄ネジ、下部ボディの内周に雌ネジを形成したボディ同士のネジ止めとすることができる。このようにすることによって、従来用いいられていた４本のボルトを無くすることができる。これにより、部品点数を減らしてコストダウンした負圧レギュレータを提供することができる。
【００２８】
この発明の構成によれば、上部ボディに設けられた接続筒と弁体から延びた中心軸の間に隙間を設け、入力ポートと第１ダイヤフラム室との連通路とする。この連通路は、中心軸を中心として全周囲に形成されるので、上部ボディと下部ボディの固定角度に関わらず連通されている。従って、上下ボディの固定方法をネジ止めとすることができるとともに、上下ボディの固定位置を位置合わせする必要がないので、組立が容易になる。
【００２９】
この発明の構成によれば、この第２弁座に当接する中心軸の先端にオリフィスが形成されていることにより、中心軸が第２弁座を閉止している場合においても第１ダイヤフラム室と第２ダイヤフラム室とが僅かに連通している。従って、ダイヤフラム組立体を押し上げるほどの圧力差が生じる以前に、僅かな圧力差によっても大気圧が少量導入されるので、より滑らかに圧力調整が行われ圧力変動が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る負圧レギュレータの弁閉止時の断面図である。
【図２】本実施の形態に係る負圧レギュレータの弁開放時の断面図である。
【図３】本実施の形態に係る負圧レギュレータの第２弁部開放時の第２弁部近傍の部分断面図である。
【図４】本実施の形態に係る負圧レギュレータの第２弁部閉止時の第２弁部近傍の部分断面図である。
【図５】従来の負圧レギュレータの弁閉止時の断面図である。
【符号の説明】
１  負圧レギュレータ
１１  上部ボディ
１１ａ  接続面
１２  下部ボディ
１２ａ  接続面
１３  出力ポート
１４  入力ポート
１５  流路
１６  弁座
１７  弁体組立体
１７ａ  本体
１７ｂ  中心軸
１７ｃ  弁体部
１８  圧縮バネ
１９  接続孔
２０  ダイヤフラム組立体
２０ａ  接続筒
２１  第１ダイヤフラム室
２２  第２ダイヤフラム室
２３  圧縮バネ
２４  バネ圧縮板
２５  調節ネジ
２６  第２弁座
２６ａ  連通孔
２７  中空部
２８  連通路
２９  パッキン
３０  連通路
３１  オリフィス
３２  雄ネジ
３３  雌ネジ
３４  大気圧導入孔
３５  連通路
３６  下部空間
【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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