JP2003084841A - 流体コントロール弁 - Google Patents

流体コントロール弁

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JP2003084841A JP2001273567A JP2001273567A JP2003084841A JP 2003084841 A JP2003084841 A JP 2003084841A JP 2001273567 A JP2001273567 A JP 2001273567A JP 2001273567 A JP2001273567 A JP 2001273567A JP 2003084841 A JP2003084841 A JP 2003084841A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁機構体に対する調圧圧力の調節可能な流体
コントロール弁の小型化を目的とする。 【解決手段】 ボディ本体11と、ダイヤフラム部3
0,40を有する弁機構体20と、外周面に外ネジ73
が刻設されたシリンダ部71と、ダイヤフラム部を押圧
する押圧部材75と、押圧部材をダイヤフラム部方向へ
付勢する付勢部材80と、付勢部材の押圧部材の反対側
を押さえて、内周面にシリンダ部の外ネジに螺合する内
ネジ92が刻設された蓋部材90とを含んだ調圧手段7
0とを備え、、蓋部材を回動させることにより進退さ
せ、それによって付勢部材の付勢力を変化させてダイヤ
フラム部に対する調圧圧力を調節するように構成された
流体コントロール弁10。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体を制御又は調
節又は切り替えるために使用される流体コントロール弁
に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、腐食性流体,有機溶剤,電解
水,ガス等、各種の流体を所定状態に制御又は調節又は
切り替えるために使用される減圧弁,背圧弁,安全弁,
開度調節弁,混合比率調節弁等の流体コントロール弁に
は、例えば、日本特許第2671183号,特開200
0―193106号,特開2001―99344号等に
記載したダイヤフラムを利用したものがある。具体的
に、従来既存の流体コントロール弁としては、図8及び
図9に示すような、ボディ本体201と、第一ダイヤフ
ラム部211及び第二ダイヤフラム部215を有する弁
機構体210と、前記第一ダイヤフラム部211の外側
に設けられて該第一ダイヤフラム部211を調圧する第
一調圧手段220と、前記第二ダイヤフラム部215の
外側に設けられて該第二ダイヤフラム部215を調圧す
る第二調圧手段230とを備え、前記弁機構体210の
作動により流体の制御又は調節又は切り替えを行うよう
に構成された流体コントロール弁200がある。
【0003】図示の流体コントロール弁200は、二次
側(流出側)の流体圧力を制御する圧力制御弁(減圧
弁)であって、図中の符号202はチャンバ、203は
流入部、204は流出部、205は弁座、212は前記
弁機構体210の前記弁座205を開閉する弁部、21
3は前記第一ダイヤフラム部211と前記弁部212を
有する弁機構体210の第一部材、216は前記第二ダ
イヤフラム部215を有し前記第一部材213と分離自
在に遊嵌結合される第二部材である。そして、この流体
コントロール弁200においては、前記第一調圧手段2
20及び第二調圧手段230によって前記第一ダイヤフ
ラム部211及び第二ダイヤフラム部215に対して常
時内向きに一定圧力を加えるようになっており、流入部
203側である一次側の圧力変動は、常時内向きの一定
圧力を加えられた第一ダイヤフラム部211及び第二ダ
イヤフラム部215に対する背圧(外向きの圧力)変動
として現れ、前記調圧手段220,230による一定の
内向きの調圧圧力と一次側の外向きの変動圧力とが釣り
合いを保とうとして、弁機構体210を移動させる。弁
機構体210の移動によってその弁部212が移動し、
該弁部212と弁座205間の開口量が変化して、被制
御流体の圧力(流量)が制御される。
【0004】ところで、この種の流体コントロール弁に
あっては、前記弁機構体のダイヤフラム部を調圧する調
圧手段の少なくとも一つは、ダイヤフラム部に対する調
圧圧力を調節可能に構成されることが多い。従来におけ
る前記調圧圧力の調節可能な調圧手段としては、図示の
第二調圧手段230のように、前記ボディ本体201に
設けられたシリンダ部231と、該シリンダ部231内
に進退自在に配設されて前記第二ダイヤフラム部215
を押圧する押圧部材235と、一側端部(図では下側端
部)241が前記押圧部材235に当接して該押圧部材
235を第二ダイヤフラム部方向(図では下方向)へ付
勢するスプリング等からなる付勢部材240と、該付勢
部材240の押圧部材235に当接する端部241とは
反対側の端部(図では上側端部)242を押さえる付勢
部材受け部材245と、ハンドル部(把持部)251と
外周面に前記シリンダ部231のネジ穴232と螺合す
る外ネジ253が刻設された軸部252からなって、前
記軸部252の先端(図では下端)254が前記付勢部
材受け部材245に当接するように装着されると共に、
前記ハンドル部251の回動操作により前進後退し、そ
れによって前記付勢部材受け部材245の位置調節を行
う調節部材250とを備えた手動調節式のものがある。
【0005】そして、前記第二調圧手段230において
は、前記調節部材250の操作(回動・進退)により、
図8の状態から図9の状態、或いは図9の状態から図8
の状態となるように、前記付勢部材受け部材245を進
退させて該付勢部材受け部材245と押圧部材235間
の間隔(距離)を変え、それによって付勢部材240の
付勢力を変化させて、つまり荷重調節して、前記第二ダ
イヤフラム部215に対する調圧圧力を調節できるよう
になっている。また、この例では、前記調節部材250
の軸部252の、前記ハンドル部251とシリンダ部2
31端面(図では上面)との間には、ロックナット25
5が螺着され、該ロックナット255をシリンダ部23
1端面に当接させるように締め付けることによって、調
節部材250の前進方向(図では下方向)への回動が規
制されるようになっている。なお、図示の例における第
一ダイヤフラム部211を調圧する第一調圧手段220
は、ボディ本体201の第一ダイヤフラム部211の外
側に進退自在に設けられ、前記第一ダイヤフラム部21
1を押圧する押圧部材221と、該押圧部材221を第
一ダイヤフラム部方向(図では上方向)へ付勢するスプ
リング等の付勢部材225とからなって、常時一定の調
圧圧力が第一ダイヤフラム部211に加わるように構成
されている。
【0006】しかしながら、上で図8及び図9を用いて
説明した流体コントロール弁200のような、従来のダ
イヤフラム部に対する調圧圧力が調節可能な流体コント
ロール弁においては、前記シリンダ部231の端面側か
ら調節部材250が取り付けられ、該調節部材250と
付勢部材受け部材245と押圧部材235が直列的に並
んでいることに起因して、調圧手段が大型化し、ひいて
は流体コントロール弁全体が大型になってしまうといっ
た問題があった。また、上記従来の流体コントロール弁
にあっては、前記調節部材250の後退方向(図では上
方)の回動を規制する規制手段は何ら設けられていない
ため、前記調圧圧力の調節時等において、調節部材25
0を後退方向へ回し過ぎた場合には、該調節部材250
がシリンダ部231のネジ穴232から抜けて脱落して
しまうおそれがあった。さらに、当該従来の流体コント
ロール弁では、前記シリンダ部231内周面と押圧部材
235外周面間、及びシリンダ部231内周面と付勢部
材受け部材245外周面間には、パッキン等のシール部
材が配設されていないことが多く、その場合には、ダイ
ヤフラム部215が破損した時やダイヤフラム部215
を被制御流体或いはその一部が透過した時等に、被制御
流体或いはその一部が前記シリンダ部231のネジ穴2
32と調節部材250の軸部252間から漏出するおそ
れがあった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような状
況に鑑みなされたもので、小型化を実現できると共に、
ダイヤフラム部に対する調圧圧力を調節する際等におけ
る調圧手段の操作部位の脱落を防止することができ、し
かも、前記操作部位からの被制御流体或いはその一部の
漏出を防ぐことができる流体コントロール弁を提供す
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項1の発
明は、ボディ本体と、ダイヤフラム部を有する弁機構体
と、前記ダイヤフラム部を調圧する調圧手段とを備え、
前記弁機構体の作動により流体の制御又は調節又は切り
替えを行う流体コントロール弁であって、前記調圧手段
が、前記ボディ本体に設けられ外周面に外ネジが刻設さ
れたシリンダ部と、該シリンダ部内に進退自在に配設さ
れて前記ダイヤフラム部を押圧する押圧部材と、一側端
部が前記押圧部材に当接し、該押圧部材をダイヤフラム
部方向へ付勢する付勢部材と、該付勢部材の押圧部材に
当接する端部とは反対側の端部を押さえて、内周面に前
記シリンダ部の外ネジに螺合する内ネジが刻設された蓋
部材とを含み、前記蓋部材をシリンダ部に対して回動さ
せることにより進退させ、それによって前記付勢部材の
付勢力を変化させて前記ダイヤフラム部に対する調圧圧
力を調節することを特徴とする流体コントロール弁に係
る。
【0009】請求項2の発明は、請求項1において、弁
機構体には複数のダイヤフラム部が設けられると共に、
それらの各ダイヤフラム部をそれぞれ調圧する複数の調
圧手段が設けられ、かつ該複数の調圧手段の少なくとも
一つが、ダイヤフラム部に対する調圧圧力を調節可能に
構成されている流体コントロール弁に係る。
【0010】請求項3の発明は、請求項1又は2におい
て、シリンダ部の外ネジ及び蓋部材の内ネジのそれぞれ
の所定位置に、シリンダ部側ネジ落とし部及び蓋部材側
ネジ落とし部がそれぞれ形成され、該各ネジ落とし部に
よりシリンダ部の外ネジと蓋部材の内ネジの螺合が解除
され、シリンダ部に対して蓋部材が空転するように構成
された流体コントロール弁に係る。
【0011】請求項4の発明は、請求項1〜3の何れか
一項において、シリンダ部にその先端から突出し、進退
自在な棒部材と、該棒部材を常時ダイヤフラム部反対方
向へ付勢するスプリングが設けられていると共に、蓋部
材の蓋体内面に前記棒部材の先端が嵌まる凹部が設けら
れ、蓋部材のシリンダ部に対する回動時における前記棒
部材と蓋部材の凹部との嵌合によって、蓋部材のシリン
ダ部に対する位置、ひいてはダイヤフラム部に対する調
圧圧力が把握できるように構成された流体コントロール
弁に係る。
【0012】請求項5の発明は、請求項1〜3の何れか
一項において、蓋部材の蓋体に開口部が形成されると共
に、前記開口部内を進退する棒状部が押圧部材に突設さ
れ、前記棒状部の蓋体外面から突出する突出量によっ
て、蓋部材の押圧部材に対する位置、ひいてはダイヤフ
ラム部に対する調圧圧力が把握できるように構成された
流体コントロール弁に係る。
【0013】請求項6の発明は、請求項1〜5の何れか
一項において、押圧部材外周面とシリンダ部内周面間に
シール部材が介在されている流体コントロール弁に係
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下添付の図面に従って本発明を
詳細に説明する。図1は本発明の一実施例に係る流体コ
ントロール弁のシリンダ部と蓋部材とが螺合している状
態を示す断面図、図2は同実施例の流体コントロール弁
の蓋部材がシリンダ部に対して空転する状態を示す断面
図、図3は他の実施例に係る流体コントロール弁の調圧
圧力把握(識別)手段構成部分を示す部分断面図、図4
は同実施例の蓋部材の蓋体内面を示す平面図、図5はさ
らに他の実施例に係る流体コントロール弁のシリンダ部
と蓋部材とが螺合している状態を示す断面図、図6は同
実施例の流体コントロール弁の蓋部材がシリンダ部に対
して空転する状態を示す断面図、図7はさらに他の実施
例に係る流体コントロール弁を示す断面図である。
【0015】図1及び図2に示す流体コントロール弁1
0は、本発明の一実施例に係るもので、一次側の流体の
圧力変動に対応して二次側の流体の圧力を所定状態に制
御するための、圧力制御弁(減圧弁)として使用される
ものである。この流体コントロール弁10は、ボディ本
体11と弁機構体20とを備えている。なお、当該流体
コントロール弁10により制御される被制御流体として
は、純水,腐食性流体,有機溶剤,電解水,ガス等、各
種の流体が挙げられる。
【0016】ボディ本体11は、本実施例ではフッ素樹
脂等の耐蝕性及び耐薬品性の高い樹脂から形成され、被
制御流体のための流入部13を有する第一チャンバ12
と、被制御流体のための流出部15を有する第二チャン
バ14と、前記第一チャンバ12及び第二チャンバ14
に連通しかつ弁座18が形成された連通流路17を有し
ている。この連通流路17において、後述する弁機構体
20の作動によって、該弁機構体20の弁部22と弁座
18との間の開口量が変化して、一次側(流入部13
側)から二次側(流出部15側)へ流通する被制御流体
の流量(二次側圧力)が制御される。本実施例のボディ
本体11は、第一ブロック11a,第二ブロック11
b,第3ブロック11cに分割され、これらをボルト等
の適宜の固定部材により一体に組み付けて構成されてい
る。また、前記流入部13には流入用配管が、前記流出
部15には流出用配管がそれぞれ接続される。
【0017】弁機構体20は、ボディ本体11と同様
に、本実施例ではフッ素樹脂等の耐蝕性及び耐薬品性の
高い樹脂から形成され、前記連通流路17内に進退自在
に挿通されるロッド部21と、前記第一チャンバ12内
(流入部13側)に配される第一ダイヤフラム部30
と、前記第二チャンバ14内(流出部15側)に配され
る第二ダイヤフラム部40とを含んでいる。
【0018】ロッド部21は、前記弁座18を開閉する
弁部22を有している。本実施例では、前記弁部22
は、第一チャンバ12側に位置するようにロッド部21
外周面に突出して形成されている。また、本実施例で
は、前記弁部22の表面はテーパ面にて形成されてい
る。また、第一ダイヤフラム部30は、前記ロッド部2
1の第一チャンバ側端部に設けられ、ダイヤフラム面で
ある薄肉の膜部(可動部)31と、その外周側の外周シ
ール部32を有している。さらに、第二ダイヤフラム部
40は、前記ロッド部21の第二チャンバ側端部に設け
られ、ダイヤフラム面である薄肉の膜部(可動部)41
と、その外周側の外周シール部42を有している。本実
施例では、前記第一ダイヤフラム部30の膜部31の外
径(ダイヤフラム有効径)は、第二ダイヤフラム部40
の膜部41の外径(ダイヤフラム有効径)よりも小さく
されている。
【0019】前記第一ダイヤフラム部30及び第二ダイ
ヤフラム部40は、それらの外周シール部32及び42
がボディ本体11に固定されて、前記第一チャンバ12
内又は第二チャンバ14内にそれぞれ配されている。実
施例では、図示のように、第一ダイヤフラム部30は、
その外周シール部32がボディ本体11の第一ブロック
11aと第二ブロック11b間に挟着されて固定されて
いる。これに対して、第二ダイヤフラム部40は、その
外周シール部42がボディ本体11の第二ブロック11
bと第三ブロック11c間に挟着されて固定されてい
る。
【0020】前記第一ダイヤフラム部30によって、前
記第一チャンバ12は、第一ダイヤフラム部30内側の
弁座18より上流側で、前記流入部13を含む第一弁室
51と、第一ダイヤフラム部30外側の第一調圧室52
とに区分される。また、前記第二ダイヤフラム部40に
よって、前記第二チャンバ14は、第二ダイヤフラム部
40内側の弁座18より下流側で、前記流出部15を含
む第二弁室55と、第二ダイヤフラム部40外側の第二
調圧室56とに区分される。
【0021】また、本実施例においては、前記弁機構体
20のロッド部21は、第一ダイヤフラム部30に一体
に設けられ、弁部22を有する第一部材23と、第二ダ
イヤフラム部40に一体に設けられ、前記第一部材23
と分離自在に遊嵌結合される第二部材25とに分割され
ている。前記第一部材23と第二部材25の遊嵌結合
は、第一部材23に形成された円台錘形状の凸部24と
第二部材25に形成された円台錘形状の凹部26によっ
てなされる。この例とは逆に第一部材23に円台錘形状
の凹部を、第二部材25に円台錘形状の凸部が形成され
てもよい。このように構成することによって、第一部材
23と第二部材25の結合時における位置決めが確実に
行える利点がある。なお、第一部材23及び第二部材2
5は、各ダイヤフラム部30,40と一体に形成しても
よく、或いは独立して形成して螺着等によって一体に結
合してもよい。勿論、ロッド部21を複数の部材からな
る遊嵌結合構造とせず、日本特許第2671183号記
載の流体コントロール弁のように、ロッド部21を非分
割の単一部材で構成してもよい。その場合、ロッド部2
1と第一ダイヤフラム部30,第二ダイヤフラム部40
の何れか一方とが一体に形成され、前記ロッド部21に
他方のダイヤフラム部が螺着固定されても良いし、各部
がそれぞれ螺着固定されるようにして良いし、或いは各
部が一体形成されても良い。
【0022】そして、前記第一ダイヤフラム部30及び
第二ダイヤフラム部40は、該各ダイヤフラム部30,
40の外側にそれぞれ設けられた第一調圧手段60及び
第二調圧手段70によって、所定方向に所定圧力で調
圧、この例では常時それぞれ内向き(各弁室方向)に一
定圧力で加圧されている。
【0023】第一調圧手段60は、前記第一調圧室52
内に進退自在に設けられて前記第一ダイヤフラム部30
を外側(下側)から押圧する押圧部材61と、該押圧部
材61を第一ダイヤフラム部方向(図では上方)へ付勢
する所定バネ定数のスプリング等の付勢部材62とから
なって、常時一定の調圧圧力がダイヤフラム部30に加
わるように構成されている。なお、図示の例では、前記
押圧部材61は前記第一ダイヤフラム部30に係着され
ていると共に、前記付勢部材62は第一調圧室52内壁
と押圧部材61との間に装着される。実施例の第一調圧
手段60は、第一ダイヤフラム部30に対する調圧圧力
を調節できるようになっていないが、後述する第二調圧
手段70のように調圧圧力を調整可能な構成としても良
い。また、第一調圧手段60は上記例示のものに限定さ
れることはなく、加圧気体を採用したり、ソレノイド
(電磁石)等を採用してもよい。図中の符号63は第一
調圧室52内の空気の出入りを行う呼吸路を表す。
【0024】一方、第二調圧手段70は、前記ボディ本
体11、ここでは前記第三ブロック11cの外側(図で
は上側)に突設され、外周面72に外ネジ73が刻設さ
れたシリンダ部71と、該シリンダ部71内に進退自在
に配設されて前記第二ダイヤフラム部40を外側から押
圧する押圧部材75と、一側端部(図では下端部)81
が前記押圧部材75に当接し、該押圧部材75を第二ダ
イヤフラム部方向(内方向、図では下方向)へ付勢する
所定バネ定数のスプリング等の付勢部材80と、該付勢
部材80の押圧部材75に当接する端部81とは反対側
の端部(図では上端部)82を押さえて、内周面91に
前記シリンダ部71の外ネジ73に螺合する内ネジ92
が刻設された蓋部材90とを含んでいる。なお、実施例
の押圧部材75は、第二ダイヤフラム部40の外面に当
接して押圧部となる大径の前部76と、該押圧部よりも
小径で前記付勢部材80内に挿入される後部77とで構
成されている。
【0025】本実施例では、蓋部材90と付勢部材80
の押圧部材反対側端部82の間に付勢部材受け部材10
0が介在され、該付勢部材受け部材100を介して蓋部
材90により付勢部材80の押圧部材反対側端部82を
間接的に押すようになっている。前記付勢部材受け部材
100は、付勢部材80の内側に挿入可能な小径部10
1と、外径がシリンダ部71の内径より大となるように
前記小径部101の後側にフランジ状に突設された大径
部102とからなり、前記小径部101を付勢部材80
の内側に挿入し、大径部102がシリンダ部71の外側
端面(先端面、図では上端面)に引っかかるように配設
される。このようにすれば、蓋部材の回動時(進退時)
に付勢部材80がガタついたりするのを防ぐことがで
き、付勢部材80を安定して押さえることができるの
で、該付勢部材80の付勢力(弾性力)を効率的に押圧
部材75に伝えることができる。なお、図中の符号Wは
緩衝効果及び消音効果を目的として付勢部材受け部材1
00の大径部102とシリンダ部71の外側端面間に配
されたリング部材である。
【0026】上記第二調圧手段70では、前記蓋部材9
0をシリンダ部71に対して回動させることにより、図
1の状態から図2の状態となるように、前記蓋部材90
を後退させれば、該蓋部材90の蓋体内面(押圧部分)
95と押圧部材75間の間隔(距離)が長くなって付勢
部材80が伸び、それによって付勢部材80の押圧部材
方向(図では下方向)の付勢力(弾性力)が減少し、そ
の結果、押圧部材75から第二ダイヤフラム部40に加
わる調圧圧力(図では下方向の圧力)が減少する。一
方、前記回動方向とは反対方向へ蓋部材90をシリンダ
部71に対して回動させることにより、図2の状態から
図1の状態となるように、前記蓋部材90を前進させれ
ば、該蓋部材90の内面部(押圧部)と押圧部材75間
の間隔が短くなって付勢部材80が縮み、それによって
付勢部材80の押圧部材方向(図では下方向)の付勢力
が増大し、その結果、押圧部材75から第二ダイヤフラ
ム部40に加わる調圧圧力が増大する。
【0027】上記の如く第二調圧手段70を構成すれ
ば、蓋部材90がシリンダ部71の外側に螺合により装
着されているので、従来構造に比し、調圧手段70の全
長が短くなり、流体コントロール弁10のコンパクト化
を図ることができる。なお、本実施例では、前記シリン
ダ部71及び蓋部材90に呼吸孔71a,90aが形成
され、該呼吸孔71a,90aを介してシリンダ部71
内外の空気が流通するようになっている。これによっ
て、前記調圧圧力の調整時における蓋部材90の進退動
作や温度変化等に起因するシリンダ部71内の内圧変化
を防ぐことができる。
【0028】また、本実施例の第二調圧手段70におい
ては、前記シリンダ部71の基部側にロックナット11
0が螺着され、該ロックナット110をボディ本体11
外面、ここでは第三ブロック11c外面の前記シリンダ
部71の基部周縁に当接させるように締め付けることに
よって、シリンダ部71の外ネジ73と蓋部材90の内
ネジ92間の摩擦力を増大させ、蓋部材90の前進方向
(図では下方向)への回動を規制するように構成されて
いる。このようにすれば、前記調圧圧力の調節後、前記
ロックナット110の締め付けにより蓋部材90を拘束
して、当該調節された調圧圧力を維持することができ
る。
【0029】さらに、本実施例では、請求項3に規定し
たように、前記シリンダ部71の外ネジ73の先端(図
では上端)から所定距離離れた位置にシリンダ部側ネジ
落とし部(空転用溝部)D1が形成されていると共に、
蓋部材90の内ネジ92の先端(図では下端)から所定
距離離れた位置に蓋部材側ネジ落とし部(空転用溝部)
D2が形成され、該各ネジ落とし部D1,D2によりシ
リンダ部71の外ネジ73と蓋部材90の内ネジ92の
螺合が解除され、シリンダ部71に対して蓋部材90が
空転するように構成されている。図2に示すように、各
ネジ落とし部D1,D2の形成位置及び長さは、該各ネ
ジ落とし部D1,D2に関係して前記外ネジ73と内ネ
ジ92の螺合部分を無くすことができるように定められ
る。また、前記各ネジ落とし部D1,D2は、各ネジ7
3,92の所定位置のネジ山部分(谷底よりも高い部
分)を所定長さ取り除く等により簡単に形成することが
できる。なお、前記各ネジ落とし部D1,D2の両側に
はネジ部分(ネジ落としされていない部分)が位置する
ようにして、シリンダ部71の外ネジ73と蓋部材90
の内ネジ92の螺合が2箇所以上でなされるようにす
る。このように各ネジ落とし部D1,D2を形成すれ
ば、先の従来技術の欄で図6及び図7を用いて説明した
従来の流体コントロール弁の如く、前記調圧圧力の調節
時等において、蓋部材90(従来では調節部材が相当す
る。)を後退方向(図では上方向)へ回し過ぎて、該蓋
部材90がシリンダ部71から抜けて脱落してしまうと
いった不具合を解消することができる。ここで、メンテ
ナンス時等において前記蓋部材90を取り外す必要があ
るときには、蓋部材90の空転後、蓋部材90を後方
(図では上方)へスライド移動させてから、シリンダ部
71の外ネジ73のシリンダ部側ネジ落とし部D1より
後側(図では上側)のネジ部分と蓋部材90の内ネジ9
2の蓋部材側ネジ落とし部D2より前側(図では下側)
のネジ部分とを螺合させ、再度、蓋部材90を回動させ
シリンダ部71に対して後退させるようにすれば、当該
蓋部材90を取り外すことができる。
【0030】また、付勢部材(スプリング)80がフリ
ー長(自然長)のときにも、シリンダ部71の外ネジ7
3と蓋部材90の内ネジ92とが螺合するように、より
詳しく言えば、蓋部材90を後退方向(図では上方向)
へ回す際における前記蓋部材90の空転前に前記付勢部
材80がフリー長となるように、前記各ネジ落とし部D
1,D2を設定するのが好ましい。このようにすれば、
前記蓋部材90が空転する時に、付勢部材80の付勢力
に起因してシリンダ部71の外ネジ73のシリンダ部側
ネジ落とし部D1より後側(図では上側)のネジ部分と
蓋部材90の内ネジ92の蓋部材側ネジ落とし部D2よ
り前側(図では下側)のネジ部分とがぶつかって破損し
たりするのを防止することができる。
【0031】本実施例では、前記シリンダ部側ネジ落と
し部D1及び蓋部材側ネジ落とし部蓋部材D2はそれぞ
れ1箇所だけ形成されているが、前記シリンダ部側ネジ
落とし部D1及び蓋部材側ネジ落とし部蓋部材D2をそ
れぞれ2箇所以上形成し、各ネジ落とし部で蓋部材が空
転するようにしても良い。
【0032】また、作業者に蓋部材90のシリンダ部7
1に対する位置、ひいては前記第二ダイヤフラム部40
に対する調圧圧力を容易に確認させる手段として、請求
項4に規定し、かつ図3に示したように、前記シリンダ
部71にその先端面から突出し、進退自在とされる棒部
材P1と、該棒部材P1を常時ダイヤフラム部反対方向
(図では上方向)へ付勢するスプリングP2を設けると
共に、蓋部材90の蓋体内面95に前記棒部材P1の先
端が嵌まる凹部96を設けるようにしても良い。このよ
うにすれば、蓋部材90のシリンダ部71に対する回動
時に前記棒部材P1と蓋部材90の凹部96とが嵌合す
る際に、嵌合の音が発せられると共に、作業者に蓋部材
の回動に抗する抵抗感を与え、それによって、蓋部材9
0のシリンダ部71に対する位置(進退位置、この例で
は上下位置)、ひいては第二ダイヤフラム部40に対す
る調圧圧力が把握できるようになる。また、この例で
は、前記棒部材P1の先端が嵌まる蓋部材90の蓋体内
面の凹部96は、図4に示すように、蓋体内面の同一円
上に複数設けられている。これによって、蓋部材を1回
り(360°)回動させるまでの間に、少なくとも1
回、前蓋部材の回動に抗する抵抗感等を作業者に与える
ことができ、作業者はより細かくダイヤフラム部に対す
る調圧圧力の確認を行え、便利である。なお、図示のよ
うに、前記複数の凹部96を一定角度間隔で設けるよう
にすれば、所定角度毎に前記蓋部材の回動に抗する抵抗
感等を作業者に与えることができ、その抵抗感等の数を
数えることにより、作業者は極めて容易にダイヤフラム
部に対する調圧圧力を確認でき、その結果、当該調圧圧
力の調節が簡単となる。
【0033】さらに、本実施例においては、請求項6に
規定したように、前記第二調圧手段70の押圧部材75
外周面(厳密に言えば大径の前部76外周面)とシリン
ダ部71内周面間に、シール部材S1が介在されてい
る。このようにすれば、前記第二ダイヤフラム部40が
破損した時や第二ダイヤフラム部40を被制御流体或い
はその一部が透過したとき等に、被制御流体或いはその
一部が、前記押圧部材75外周面とシリンダ部71内周
面間から漏出するのを阻止することができる。また、前
記シール部材S1を、公知のリップパッキン等の、摺動
抵抗の低いものとすれば、押圧部材75の動作性、ひい
ては弁機構体20の動作性が良く、当該流体コントロー
ル弁の応答性(一次側の圧力変動に対する応答性)が良
好となる。なお、前記摺動抵抗の低いシール部材(パッ
キン)S1の形状は、特に限定されるものではなく、例
えばU型,V型,X型,Y型等、適宜の形状とされる。
【0034】加えて、本実施例の流体コントロール弁1
0では、ボディ本体11(ここでは第三ブロック11
c)に、前記第二ダイヤフラム部40(より厳密に言え
ば、膜部41)の外側の第二調圧室56と流体コントロ
ール弁10外部とを連通する連通路16が形成されてい
る。このように連通路16を形成すれば、該連通路16
を介して、第二ダイヤフラム部40の動作時に前記第二
調圧室56内外の空気を流通させることができると共
に、前記第二ダイヤフラム部40が破損した時や第二ダ
イヤフラム部40を被制御流体或いはその一部が透過し
たとき等に、第二調圧室56へ流出した被制御流体或い
はその一部を前記連通路16から排出することができ
る。なお、前記連通路16と、作業場(工場等)内に設
置された不要流体排出路(作業場内雰囲気とは隔離され
た排出路)等とを配管を介して接続すれば、前記第二調
圧室56へ流出した被制御流体或いはその一部が作業場
内の雰囲気に影響を及ぼすことがない。
【0035】次に、上記した流体コントロール弁(圧力
制御弁)10の作用について説明する。この流体コント
ロール弁10によれば、前記第一調圧手段60及び第二
調圧手段70によって、弁機構体20に対して、その第
一ダイヤフラム部30及び第二ダイヤフラム部40を介
して、常時内向きの調圧圧力が加えられている。そし
て、通常の制御状態(通水状態)では、前記内向きの調
圧圧力は、被制御流体が所定圧力(所定流量)のとき釣
り合いを保つように構成されていて、弁機構体20の弁
部22と弁座18との間の開口量は一定間隔に保たれて
いる。これによって、流入部13側(一次側)から第一
弁室51を経て第二弁室55内に流入した被制御流体は
所定の流量だけ流出部15側(二次側)へ流出される。
【0036】流入部13側(一次側)において被制御流
体に何らかの変化があると、その変化は一次側の圧力変
動として現れ、前記第二設定圧力が加えられている弁機
構体20の第二ダイヤフラム部40に対する背圧(外向
きの圧力)変動として現れる。この一次側の外向きの変
動圧力と前記各調圧手段60,70による内向きの調圧
圧力とが釣り合いを保とうとして、弁機構体20が変動
し、それに伴って弁部22が位置移動し、弁部22と弁
座18間の開口量が変化して、被制御流体の圧力(流
量)が制御される。この通常の制御状態では内向きの調
圧圧力と外向きの背圧とが釣り合いを保っているので、
前記弁機構体20の第一部材23と第二部材25とは一
体の結合状態で作動する。
【0037】これに対して、二次側の圧力が高くなった
場合、背圧すなわち弁機構体20の各ダイヤフラム部3
0,40に作用する外向きの圧力は、通常制御状態に比
して高くなる。その結果、第二ダイヤフラム部40は外
向きに移動し、それに伴って弁部22及び第一ダイヤフ
ラム部30は第二ダイヤフラム部40側に移動し、弁座
18が弁部22により閉じられる。なお、実施例では、
前記弁座18が閉じられた後、さらに背圧が第二ダイヤ
フラム部40に作用すると、弁機構体20の第一部材2
3と第二部材25が互いに分離する。これによって、第
二ダイヤフラム部40に大きな背圧がかかっても、弁機
構体20と弁座18に大きな負荷が加わるのが防止さ
れ、それらの劣化や損傷或いは破損に伴う微細な塵(い
わゆるパーティクル)の発生が防止される。
【0038】なお、上記説明では、作業者に第二ダイヤ
フラム部40に対する調圧圧力を確認させる一例とし
て、前記蓋部材90のシリンダ部71に対する回動時に
おける前記シリンダ部71の先端から進退自在に突出し
た棒部材P1と蓋部材90の蓋体内面の凹部96との嵌
合による例について述べたが、これに限らず、別の手段
によって作業者に第二ダイヤフラム部40に対する調圧
圧力を確認させるようにしても良い。例えば、請求項5
に規定され、かつ図5及び図6に示す流体コントロール
弁10Aの如く、蓋部材90の蓋体及び付勢部材受け部
材100に、蓋部材90の進退方向(図では上下方向)
に沿う開口部90x,100xを形成すると共に、前記
押圧部材75の後側に、後側端部121が前記蓋部材9
0の開口部90x及び付勢部材受け部材100の開口部
100x内を進退する棒状部120を突設することが挙
げられる。このようにすれば、前記棒状部120の後側
端部121の前記蓋体外面(図では上面)から突出する
突出量Lによって、蓋部材90の押圧部材75に対する
位置、ひいては第二ダイヤフラム部40に対する調圧圧
力が視覚的に把握できるようになる。なお、図5及び図
6では、前記図1及び図2を用いて説明した実施例の流
体コントロール弁10と同一構成部分については同一符
号が付されている。
【0039】この実施例の流体コントロール弁10Aで
は、図6に示すように、各ネジ落とし部D1,D2によ
りシリンダ部71に対して蓋部材90が空転する状態で
は、蓋部材90の蓋体外面と前記棒状部120の端面と
が同一面上に位置するように設定され、蓋部材90の空
転時が極めて分かり易いようになっている。なお、図示
の例では、前記押圧部材75と棒状部120は別部材か
らなり、それらは螺合によって結合されているが、これ
に限定されず、押圧部材と棒状部とを一体成形しても良
い。
【0040】また、上記各実施例では、二次側の流体を
所定の圧力状態に制御する圧力制御弁について記述した
が、本発明は、一次側の流体を所定の圧力状態に制御す
る圧力制御弁(背圧弁や安全弁とも称される。)等にも
適用することができる。以下、図7を用いて、一次側の
流体の圧力を制御する流体コントロール弁10Bについ
て説明する。
【0041】この流体コントロール弁10Bでは、一次
側の第一チャンバ12B内に配される第一ダイヤフラム
部30Bの膜部31B外径が、二次側の第二チャンバ1
4B内に配される第二ダイヤフラム部40Bの膜部41
B外径よりも大きくされている。また、図示の弁機構体
20Bは、ロッド部21Bと第一ダイヤフラム部30B
とが一体に形成され、前記ロッド部21Bに第二ダイヤ
フラム部40Bが螺着固定されている。勿論、これに限
らず、ロッド部21Bと第二ダイヤフラム部40Bとが
一体に形成され、前記ロッド部21Bに第一ダイヤフラ
ム部30Bが螺着固定されても良いし、各部がそれぞれ
螺着固定されるようにして良いし、或いは各部が一体形
成されても良い。
【0042】なお、図示の符号11Bはボディ本体、1
3Bは第一チャンバ12Bに設けられた被制御流体のた
めの流入部、15Bは第二チャンバ14Bに設けられた
被制御流体のための流出部、17Bは第一チャンバ12
Bと第二チャンバ14Bとを連通する連通流路、18B
は弁座、22Bはロッド部21Bの弁座18Bを開閉す
る弁部、32Bは第一ダイヤフラム部30Bの外周シー
ル部、42Bは第二ダイヤフラム部40Bの外周シール
部、51Bは第一チャンバ12Bの第一弁室、52Bは
第一チャンバ12Bの第一調圧室、55Bは第二チャン
バ14Bの第二弁室、56Bは第二チャンバ14Bの第
二調圧室である。
【0043】また、図示の流体コントロール弁10Bで
は、第一ダイヤフラム部30Bを調圧する第一調圧手段
60Bは、先に図1等を用いて説明した実施例における
第二調圧手段70と同一の構成(調圧圧力調節可能な構
成)とされており、一方、第二ダイヤフラム部40Bを
調圧する第二調圧手段70Bは、先の実施例における第
一調圧手段60と同一の構成とされている。このように
構成された流体コントロール弁10Bにあっては、先の
実施例の流体コントロール弁10と同様な効果が得られ
る。なお、本実施例と先の実施例の同一構成部分につい
ては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【0044】さらに、この例では、前記第二ダイヤフラ
ム部40Bのダイヤフラム有効受圧面積、図示の例では
膜部41B外径と内径(ロッド部21Bの小径部分の外
径)を2分した位置における中間径を外周とする円の面
積から前記内径を外周とする円の面積をひいた値に相当
する面積は、前記連通流路17Bの弁座18Bの有効面
積、図示の例では弁座18Bとロッド部21B(小径部
分)間の開口面積と等しくされている。このようにすれ
ば、弁座18Bの開放時において、被制御流体から前記
弁部22Bに対して外向きに作用する力と被制御流体か
ら第二ダイヤフラム部40Bに対して外向きに作用する
力とが等しくなるので、仮に二次側で圧力変動が生じて
も、それに起因して弁機構体20Bのロッド部21Bの
動きが抑制されるのを防ぐことができる。
【0045】またさらに、この流体コントロール弁10
Bにあっては、前記第一調圧手段60Bの押圧部材75
外周面とシリンダ部71内周面間に、oリング等の摺動
抵抗の高いシール部材S2が介在されている。このよう
にすれば、前記第一ダイヤフラム部30Bが破損した時
や第一ダイヤフラム部30Bを被制御流体或いはその一
部が透過したとき等に、被制御流体或いはその一部が、
前記押圧部材75外周面とシリンダ部71内周面間から
外部へ漏出するのを阻止することができる。また、前記
のようにシール部材S2が摺動抵抗の高いものであれ
ば、先の実施例とは逆に、第一調圧手段60Bの押圧部
材75の動作性、ひいては弁機構体20Bの動作性が悪
くなり、当該流体コントロール弁10Bの応答性(二次
側の圧力変動に対する応答性)が低下し、それによっ
て、チャタリング等の不具合を防止できる。
【0046】次に、上記流体コントロール弁10Bの作
用について説明する。なお、この例では、当該流体コン
トロール弁10Bが流体回路中のユースポイントの下流
に安全弁等として配備される場合、通常状態では、前記
第一調圧手段60Bの調圧圧力(内向きの圧力、図では
下向きの圧力)及び第二調圧手段70Bの調圧圧力(内
向きの圧力、図では上向きの圧力)は、弁機構体20B
の弁部22Bが所定位置、この例では弁座18Bを閉じ
る位置となるように設定されている。
【0047】そして、一次側において被制御流体の圧力
に何らかの変化がある場合、具体的には、一次側で被制
御流体の圧力が増大した場合、第一ダイヤフラム部30
B内面に加わる外向きの力が第一調圧手段60Bから第
一ダイヤフラム部30B外面に加わる内向きの力に打ち
勝って、弁機構体20Bのロッド部21Bが第一調圧室
方向に移動して、弁座18Bが開かれ、流体回路内の流
体が流出部15Bを介して外部へ排出される。前記弁座
18Bの開放後、一次側で被制御流体の圧力が減少する
と、第一ダイヤフラム部30B内面に加わる外向きの力
が第一調圧手段60Bから第一ダイヤフラム部30B外
面に加わる内向きの力よりも低下し、前記ロッド部21
Bが第二チャンバ方向に移動して弁座18Bが閉じられ
二次側への流体の排出が減少する。
【0048】なお、本発明は、上記各実施例に限定され
るものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において
構成の一部を適宜に変更して実施することができる。例
えば、上記各実施例における調圧圧力の調節可能な調圧
手段の付勢部材には、円柱型のスプリングが採用されて
いるが、これに限らず台形型のスプリング等を付勢部材
として採用しても良い。さらに、上記各実施例における
調圧圧力の調節可能な調圧手段では、付勢部材が一つで
あるが、これに限定されず、付勢部材を複数設けるよう
にしても良い。その場合、付勢部材の数に対応した数の
押圧部材及び付勢部材受け部材をそれぞれ設けるように
しても良い。
【0049】また、上記各実施例では、2つのダイヤフ
ラム部が設けられた弁機構体を有しているが、これに限
らず、弁機構体に1つ或いは3つ以上のダイヤフラム部
が設けられた流体コントロール弁についても、本発明を
適用することができる。さらに、上記各実施例の流体コ
ントロール弁は、二次側或いは一次側の流体を所定の圧
力状態に制御するために使用される圧力制御弁とされて
いるが、この圧力制御弁に限らず、本発明は、開度調節
弁,混合比率調節弁等、流体の調節或いは切り替えを行
う様々な流体コントロール弁に広く適用することができ
る。
【0050】
【発明の効果】以上図示し説明したように、本発明の流
体コントロール弁にあっては、弁機構体のダイヤフラム
部を調圧する調圧手段における、前記ダイヤフラム部に
対する調圧圧力を調節する際に回動操作する蓋部材が、
前記ダイヤフラム部を押圧する押圧部材及びスプリング
等の付勢部材を収容するシリンダ部の外側に螺合により
装着されているので、従来構造に比し、調圧手段の全長
が短くなり、それに伴って、流体コントロール弁全体の
小型化を図ることができる。
【0051】また、請求項2の発明のように、前記弁機
構体に複数のダイヤフラム部が設けられると共に、それ
らの各ダイヤフラム部をそれぞれ調圧する複数の調圧手
段が設けられれば、当該流体コントロール弁による流体
の制御,調節,切り替えの精度が向上する。さらに、前
記複数の調圧手段の少なくとも一つが、ダイヤフラム部
に対する調圧圧力を調節可能に構成すれば、当該調圧手
段の調圧圧力の調節により、被制御流体の圧力,流量,
混合比率等の状態を、所望の状態に容易に調整すること
ができる。
【0052】また、請求項3の発明のように、前記シリ
ンダ部と蓋部材の螺合を可能にするためのシリンダ部の
外ネジ及び蓋部材の内ネジの、それぞれの所定位置にネ
ジ落とし部がそれぞれ形成され、該各ネジ落とし部によ
りシリンダ部の外ネジと蓋部材の内ネジの螺合が解除さ
れ、シリンダ部に対して蓋部材が空転するように構成す
れば、前記ダイヤフラム部に対する調圧圧力の調節時等
において、蓋部材を後退方向へ回動させ過ぎて、該蓋部
材がシリンダ部から抜けて脱落するのを防ぐことができ
る。
【0053】さらに、請求項4の発明のように、シリン
ダ部にその先端から進退自在に突出する棒部材と、該棒
部材を常時ダイヤフラム部反対方向へ付勢するスプリン
グとを設けると共に、蓋部材の蓋体内面に前記棒部材の
先端が嵌まる凹部を設けるようにすれば、蓋部材の回動
時における前記棒部材と蓋部材の凹部との嵌合によっ
て、蓋部材のシリンダ部に対する位置、ひいてはダイヤ
フラム部の調圧圧力を作業者は簡単に把握でき、調圧圧
力の調節が容易となる。
【0054】また、請求項5の発明の如く、蓋部材の蓋
体に開口部を形成すると共に、前記開口部内を進退する
棒状部を押圧部材に突設すれば、前記棒状部の蓋体外面
から突出する突出量によって、蓋部材の押圧部材に対す
る位置、ひいてはダイヤフラム部の調圧圧力を作業者は
簡単に把握でき、調圧圧力の調節が容易となる。
【0055】また、請求項6の発明のように、前記押圧
部材外周面とシリンダ部内周面間にシール部材を介在さ
せれば、前記ダイヤフラム部が破損した時やダイヤフラ
ム部を被制御流体或いはその一部が透過したとき等に、
被制御流体或いはその一部が、前記押圧部材外周面とシ
リンダ部内周面間から漏出するのを防止することがで
き、この種流体コントロール弁において極めて好適であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る流体コントロール弁の
シリンダ部と蓋部材とが螺合している状態を示す断面図
である。
【図2】同実施例の流体コントロール弁の蓋部材がシリ
ンダ部に対して空転する状態を示す断面図である。
【図3】他の実施例に係る流体コントロール弁の調圧圧
力把握手段構成部分を示す部分断面図である。
【図4】同実施例の蓋部材の蓋体内面を示す平面図であ
る。
【図5】さらに他の実施例に係る流体コントロール弁の
シリンダ部と蓋部材とが螺合している状態を示す断面図
である。
【図6】同実施例の流体コントロール弁の蓋部材がシリ
ンダ部に対して空転する状態を示す断面図である。
【図7】さらに他の実施例に係る流体コントロール弁を
示す断面図である。
【図8】従来の流体コントロール弁における調圧圧力が
大の状態を示す断面図である。
【図9】同流体コントロール弁における調圧圧力が小の
状態を示す断面図である。
【符号の説明】
10 流体コントロール弁 11 ボディ本体 20 弁機構体 30 第一ダイヤフラム部 40 第二ダイヤフラム部 60 第一調圧手段 70 第二調圧手段 71 シリンダ部 73 シリンダ部の外ネジ 75 押圧部材 80 付勢部材 90 蓋部材 92 蓋部材の内ネジ 95 蓋部材の蓋体内面 96 蓋部材の蓋体内面の凹部 100 付勢部材受け部材 110 ロックナット D1 シリンダ部側ネジ落とし部 D2 蓋部材側ネジ落とし部 P1 棒部材 P2 スプリング S1 シール部材

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボディ本体と、ダイヤフラム部を有する
    弁機構体と、前記ダイヤフラム部を調圧する調圧手段と
    を備え、前記弁機構体の作動により流体の制御又は調節
    又は切り替えを行う流体コントロール弁であって、 前記調圧手段が、前記ボディ本体に設けられ外周面に外
    ネジが刻設されたシリンダ部と、該シリンダ部内に進退
    自在に配設されて前記ダイヤフラム部を押圧する押圧部
    材と、一側端部が前記押圧部材に当接し、該押圧部材を
    ダイヤフラム部方向へ付勢する付勢部材と、該付勢部材
    の押圧部材に当接する端部とは反対側の端部を押さえ
    て、内周面に前記シリンダ部の外ネジに螺合する内ネジ
    が刻設された蓋部材とを含み、前記蓋部材をシリンダ部
    に対して回動させることにより進退させ、それによって
    前記付勢部材の付勢力を変化させて前記ダイヤフラム部
    に対する調圧圧力を調節することを特徴とする流体コン
    トロール弁。
  2. 【請求項2】 弁機構体には複数のダイヤフラム部が設
    けられると共に、それらの各ダイヤフラム部をそれぞれ
    調圧する複数の調圧手段が設けられ、かつ該複数の調圧
    手段の少なくとも一つが、ダイヤフラム部に対する調圧
    圧力を調節可能に構成されている請求項1に記載の流体
    コントロール弁。
  3. 【請求項3】 シリンダ部の外ネジ及び蓋部材の内ネジ
    のそれぞれの所定位置に、シリンダ部側ネジ落とし部及
    び蓋部材側ネジ落とし部がそれぞれ形成され、該各ネジ
    落とし部によりシリンダ部の外ネジと蓋部材の内ネジの
    螺合が解除され、シリンダ部に対して蓋部材が空転する
    ように構成された請求項1又は2に記載の流体コントロ
    ール弁。
  4. 【請求項4】 シリンダ部にその先端から突出し、進退
    自在な棒部材と、該棒部材を常時ダイヤフラム部反対方
    向へ付勢するスプリングが設けられていると共に、蓋部
    材の蓋体内面に前記棒部材の先端が嵌まる凹部が設けら
    れ、蓋部材のシリンダ部に対する回動時における前記棒
    部材と蓋部材の凹部との嵌合によって、蓋部材のシリン
    ダ部に対する位置、ひいてはダイヤフラム部に対する調
    圧圧力が把握できるように構成された請求項1〜3の何
    れか一項に記載の流体コントロール弁。
  5. 【請求項5】 蓋部材の蓋体に開口部が形成されると共
    に、前記開口部内を進退する棒状部が押圧部材に突設さ
    れ、前記棒状部の蓋体外面から突出する突出量によっ
    て、蓋部材の押圧部材に対する位置、ひいてはダイヤフ
    ラム部に対する調圧圧力が把握できるように構成された
    請求項1〜3の何れか一項に記載の流体コントロール
    弁。
  6. 【請求項6】 押圧部材外周面とシリンダ部内周面間に
    シール部材が介在されている請求項1〜5の何れか一項
    に記載の流体コントロール弁。
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