JP2002295693A - 開閉弁及び該開閉弁用弁体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸線を中心とする回転対称形状を有する、相
対移動可能な弁体と弁座部材とを備えたタイプの開閉弁
において、受圧面積の小さい弁体を簡単な構造で得る。 【構成】 市販のＯリングを用いた簡単な構造で受圧部
の小径化を達成するもので、弁体が、軸線上に位置する
中心ロッド部と、この中心ロッド部との間に環状のＯリ
ング受入凹部を形成する本体部と、上記Ｏリング受入凹
部に挿入された、弁座部材の弁座に接離するＯリングと
を有しており、この本体の環状のＯリング受入凹部は、
中心ロッド部と略直交する環状平面部と、この環状平面
部の最外径側から自由端部に行くに従い径を縮めてＯリ
ングを抜け止める截頭円錐状部とからなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、開閉弁に関し、特に受圧面積を
小さくすることができる開閉弁及び該開閉弁用弁体の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】開閉弁の最も一般的なタ
イプとして、軸線を中心とする回転対称形状を有する、
相対移動可能な弁体と弁座部材とを備えたタイプが知ら
れている。このような開閉弁は、単独で用いられること
も、他の開閉弁と組み合わせて例えば減圧弁（レギュレ
ータ）として使用されることもあるが、特に小流量用で
は、小さい受圧面積（例えば受圧径が１ｍｍ程度以下）
を要求されることがある。しかし、従来の開閉弁構造で
は、小さい受圧面積の開閉弁及びその弁体を得ることが
困難であった。

【０００３】

【発明の目的】本発明は、軸線を中心とする回転対称形
状を有する、相対移動可能な弁体と弁座部材とを備えた
タイプの開閉弁において、受圧面積の小さい弁体を簡単
な構造で得ることを目的とする。

【０００４】

【発明の概要】本発明は、軸線を中心とする回転対称形
状を有する、軸線方向に相対移動可能な弁体と弁座部材
とを備えた開閉弁において、市販のＯリングを用いた簡
単な構造で受圧部の小径化を達成したもので、弁体が、
軸線上に位置する中心ロッド部と、この中心ロッド部と
の間に環状のＯリング受入凹部を形成する本体部と、上
記Ｏリング受入凹部に挿入された、弁座部材の弁座に接
離するＯリングとを有しており、この本体の環状のＯリ
ング受入凹部は、中心ロッド部と略直交する環状平面部
と、この環状平面部の最外径側から自由端部に行くに従
い径を縮めてＯリングを抜け止める截頭円錐状部とから
なっていることを特徴としている。

【０００５】中心ロッド部は、本体部とは別部材から構
成し、本体に形成した中心挿入穴に圧入固定するのがよ
い。

【０００６】本発明は、軸線を中心とする回転対称形状
を有する、軸線方向に相対移動可能な弁体と弁座部材と
を備えた開閉弁の上記弁体の製造方法の態様では、軸線
上に位置する中心ロッド部と、この中心ロッド部と略直
交する環状平面部と、この環状平面部の最外径側から中
心ロッドと同軸に延びる筒状部とを有する弁体を準備す
るステップ；この弁体の中心ロッド部、環状平面部及び
筒状部とで形成される環状空間内に、弁座部材の弁座に
接離するＯリングを挿入するステップ；及び弁体の筒状
部の自由端部を内方にかしめてＯリングの有効径を自由
状態より小さくし抜け止めるステップ；を有することを
特徴としている。

【０００７】弁体を準備するステップは、環状平面部と
筒状部とを有する本体部と、中心ロッド部とを別部材と
して準備するステップと、この中心ロッド部を本体部に
形成した中心挿入穴に圧入固定するステップとに分割す
るのが実際的である。

【０００８】

【発明の実施形態】図示実施形態は、本発明を小流量用
（例えば数ｃｃ〜数リットル／分）の減圧弁（レギュレ
ータ）に適用した実施形態であり、図１、図２は全体構
造を示している。ハウジング１１は、ボディ１１ａとカ
バー１１ｂとからなっており、ボディ１１ａには、同一
軸線上の一対の一次圧力導入口１２と二次圧力取出口１
３とが開口している。一次圧力導入口１２と二次圧力取
出口１３の間は、通路１４によって連通しており、この
通路１４の一次圧力導入口１２側の下面拡径部が、小径
の弁座１４ａを構成している。弁体１５は、この弁座１
４ａに接離して通路１４を開閉するもので、弁座１４ａ
と弁体１５は、軸線を中心とする回転対称形状をなして
いる。本実施形態は、この弁体１５を特徴とするもので
ある。

【０００９】軸線を中心とする回転対称形状の弁体１５
は、図３ないし図５に示すように、軸線上に位置する中
心ロッド（部）１５ａと、この中心ロッド１５ａとは別
体で構成した本体部１５ｂと、Ｏリング１５ｃとを有し
ている。本体部１５ｂは、中心ロッド１５ａとＯリング
１５ｃとを装着する前には、軸心に位置する中心挿入穴
１５ｄと、この中心挿入穴１５ｄに直交して延びる環状
平面部１５ｆと、この環状平面部１５ｆの最外径側から
中心ロッド１５ａと同軸に延びる筒状部１５ｇとを有し
ている。

【００１０】弁体１５を組み立てる際には、中心ロッド
１５ａを本体部１５ｂの中心挿入穴１５ｄに圧入固定し
て環状空間１５ｈを形成し、この環状空間１５ｈ内に、
Ｏリング１５ｃを挿入する。この状態で、筒状部１５ｇ
を内方にかしめると、筒状部１５ｇが截頭円錐形状とな
り、Ｏリング１５ｃが抜け止められる。このときのＯリ
ング１５ｃの有効径（受圧面積径）φＢは、Ｏリング１
５ｃの自由状態における有効径φＡより小さくなる（φ
Ｂ＜φＡ、図５参照）。すなわち、簡単に受圧面積径の
小さい弁体１５を得ることができる。例えば、中心径が
１ｍｍの市販のＯリングを用いれば、０．７〜０．８ｍ
ｍ程度の受圧面積の弁体１５が簡単に得られる。

【００１１】以上の弁体１５は、中心ロッド１５ａが通
路１４内に隙間をもって位置し、本体部１５ｂが通路１
４より図の下方の大径部１７内に隙間をもって位置して
いる。図では、嵌合関係にある部材の間隔を誇張して描
いている。ボディ１１ａには、大径部１７を塞ぐプラグ
１８が螺合されており、このプラグ１８には、本体部１
５ｂを摺動自在に嵌合させる筒状部１８ａが一体に設け
られている。筒状部１８ａは、本体部１５ｂを空気の出
入りに抵抗を与える僅かな隙間で嵌合させており、本体
部１５ｂとの間に振動防止用の空気溜まり室１９を形成
する。弁体１５は、圧縮ばね１６の力によって常時その
Ｏリング１５ｃが弁座１４ａに密着し、通路１４を閉じ
ている。

【００１２】ボディ１１ａ内には、通路１４及び大径部
１７と同一軸線上に延びるリテイナ受入穴２１と、二次
圧力室２２が形成されており、二次圧力室２２と二次圧
力取出口１３は、別にアスピレータ通路２３によって連
通している。

【００１３】ボディ１１ａとカバー１１ｂは、ねじ結合
されるもので、両者の間に、ダイアフラム２５の周縁部
がガスケット２６を介して挟着支持されている。二次圧
力室２２は、このダイアフラム２５によって閉じられた
室となる。ガスケット２６は、ボディ１１ａとカバー１
１ｂを相対回転させて結合するとき、ダイアフラム２５
に捩れを生じさせない作用をするもので、図２に示すよ
うに、ダイアフラム２５の下面に（も）あってもよい。
ダイアフラム２５のボディ１１ａ側には、リテイナ受入
穴２１内に回動可能な隙間をもって挿入されるリテイナ
２７が位置し、カバー１１ｂ側には、ピストン２８が位
置する。リテイナ２７は、上端部がダイアフラム２５に
接し、他端部が弁体１５の中心ロッド１５ａに接する。

【００１４】カバー１１ｂには、ピストン２８に形成し
た筒状部２８ａを隙間をもって受け入れる穴部２９が形
成されている。この筒状部２８ａと穴部２９の関係は、
筒状部１８ａと弁体１５の本体部１５ｂとの関係と同様
であり、穴部２９は、筒状部２８ａを空気の出入りに抵
抗を与える僅かな隙間で嵌合させており、筒状部２８ａ
との間に振動防止用の空気溜まり室３０を形成する。

【００１５】ピストン２８は、圧縮ばね３１により、下
方に、つまりダイアフラム２５を介して二次圧力室２２
の容積を小さくする方向に付勢されており、その付勢力
は、調圧ねじ３２によって調節することができる。カバ
ー１１ｂには、ダイアフラム２５の二次圧力室２２とは
反対側の室を大気に連通させる大気連通穴３３が形成さ
れている。

【００１６】上記構成の本実施形態の減圧弁は、次のよ
うに作用する。二次圧力取出口１３側の圧力（二次圧力
室２２内の圧力）が上がり、圧縮ばね３１の力に打ち勝
ってダイアラム２５及びピストン２８を押し上げる程高
くなると、圧縮ばね１６の力及び一次圧力と二次圧力の
差により弁体１５が上昇し、そのＯリング１５ｃが弁座
１４ａに着座して通路１４を閉じる。つまり、一次圧力
導入口１２側の高圧が二次圧力取出室１３側に流れるこ
とはない。逆に、二次圧力取出口１３側の圧力が下が
り、圧縮ばね３１の力によって、ピストン２８及びダイ
アフラム２５が下降すると、リテイナ２７が弁体１５の
中心ロッド１５ａを押して、Ｏリング１５ｃを弁座１４
ａから離す。その結果、一次圧力導入口１２側の流体が
通路１４を通って二次圧力取出口１３側に流れる。以上
の動作が二次圧力取出口１３側の圧力の大小によって連
続して行われる結果、一次圧力導入口１２の圧力を減圧
して二次圧力取出口１３側に取り出すことができる。ア
スピレータ通路２３は、二次圧力取出口１３を流れる流
体の流速が増して静圧が下がると、二次圧力室２２の圧
力を下げて、より多くの流量を流す作用をする。

【００１７】以上の減圧作用は、ダイアフラム２５とピ
ストン２８の受圧面積と、弁体１５のＯリング１５ｃの
受圧面積との差が大きいほど、良好に行われることが知
られている。本実施形態の弁体１５のＯリング１５ｃ
は、上述のように、簡単な構成で小受圧面積化（小径
化）が図られているため、小流量で減圧特性に優れた減
圧弁を得ることができる。

【００１８】さらに、図示実施形態では、弁体１５とプ
ラグ１８との間に空気溜まり室１９が形成され、ピスト
ン２８と穴部２９との間に空気溜まり室３０が形成され
ているため、弁体１５とピストン２８（ダイアフラム２
５）をゆっくりと動作させることができる。このため、
急激な圧力変動が発生しても振動の発生を防止し小流量
を安定して流すことができる。

【００１９】以上の実施形態は、本開閉弁及び弁体の製
造方法を減圧弁に適用したものであるが、本発明は、他
の開閉弁との組み合わせあるいは単独での使用も可能で
ある。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、軸線を中心とする回転
対称形状を有する、相対移動可能な弁体と弁座部材とを
備えたタイプの開閉弁において、受圧面積の小さい弁体
を簡単な構造で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による開閉弁を有する減圧弁の一実施形
態を示す縦断面図である。

【図２】図１の減圧弁の分解斜視図である。

【図３】開閉弁用弁体の製造工程の一部を示す斜視図で
ある。

【図４】同完成状態の弁体と、該弁体との間に空気溜ま
りを作るプラグとの分解斜視図である。

【図５】開閉弁用弁体の製造工程のを示す断面図であ
る。

【図６】図１の減圧弁のピストン体（ダイアフラム）部
分の拡大断面図である。

【符号の説明】

１１ ハウジング １１ａ ボディ １１ｂ カバー １２ 一次圧力導入口 １３ 二次圧力取出口 １４ 通路 １４ａ 弁座 １５ 弁体 １５ａ 中心ロッド １５ｂ 本体部 １５ｃ Ｏリング １５ｄ 中心挿入穴 １５ｆ 環状平面部 １５ｇ 筒状部 １６ 圧縮ばね １７ 大径部 １８ プラグ １８ａ 筒状部 １９ 空気溜まり室 ２１ リテイナ受入穴 ２２ 二次圧力室 ２３ アスピレータ通路 ２５ ダイアフラム ２６ ガスケット ２７ リテイナ ２８ ピストン ２８ａ 筒状部 ２９ 穴部 ３０ 空気溜まり室 ３１ 圧縮ばね ３２ 調圧ねじ ３３ 大気連通穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線を中心とする回転対称形状を有す
   る、軸線方向に相対移動可能な弁体と弁座部材とを備え
   た開閉弁において、 上記弁体が、軸線上に位置する中心ロッド部と、この中
   心ロッド部との間に環状のＯリング受入凹部を形成する
   本体部と、上記Ｏリング受入凹部に挿入された、上記弁
   座部材の弁座に接離するＯリングとを有し、 上記本体の環状のＯリング受入凹部は、中心ロッド部と
   略直交する環状平面部と、この環状平面部の最外径側か
   ら自由端部に行くに従い径を縮めてＯリングを抜け止め
   る截頭円錐状部とからなっていることを特徴とする開閉
   弁。
2. 【請求項２】 請求項１記載の開閉弁において、中心ロ
   ッド部は、本体部とは別部材からなっていて、本体に形
   成した中心挿入穴に圧入固定されている開閉弁。
3. 【請求項３】 軸線を中心とする回転対称形状を有す
   る、軸線方向に相対移動可能な弁体と弁座部材とを備え
   た開閉弁の上記弁体の製造方法であって、 軸線上に位置する中心ロッド部と、この中心ロッド部と
   略直交する環状平面部と、この環状平面部の最外径側か
   ら中心ロッドと同軸に延びる筒状部とを有する弁体を準
   備するステップ；この弁体の中心ロッド部、環状平面部
   及び筒状部とで形成される環状空間内に、上記弁座部材
   の弁座に接離するＯリングを挿入するステップ；及び弁
   体の筒状部の自由端部を内方にかしめてＯリングの有効
   径を自由状態より小さくし抜け止めるステップ；を有す
   ることを特徴とする開閉弁用弁体の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の弁体の製造方法におい
   て、弁体を準備するステップは、上記環状平面部と筒状
   部とを有する本体部と、中心ロッド部とを別部材として
   準備するステップと、この中心ロッド部を本体部に形成
   した中心挿入穴に圧入固定するステップとからなってい
   る開閉弁用弁体の製造方法。