JP2004286040A - 圧力リリーフバルブ - Google Patents
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Abstract
【課題】構造が簡単で部品点数が少なく、しかも製造が容易であるうえに、圧力容器や配管内の圧力が上昇した場合に、確実に圧力を逃がし得る圧力リリーフバルブを提供する。
【解決手段】圧力容器２等に固定される筒状ボディ３と、固定状態で圧力容器２の内部、即ち圧力発生側に対応する端部に設けられたプッシュナット６と、その中心部に設けた挿通孔６ｃに圧入されるシャフト７と、筒状ボディ３の他端にＯリング５によって抜け出し可能に設けられたシャフトガイド４とを備えたものであり、プッシュナット６とシャフト７との間には圧入により摩擦抵抗が生じ、この摩擦抵抗はシャフト７が抜け出る際の抜け荷重になる。圧力容器２内の圧力が上昇すると、プッシュナット６とともにシャフト７が付勢され、シャフト７がプッシュナット６から抜け出てシャフトガイド４を押動し、シャフトガイド４が筒状ボディ３から抜け出し、圧力が容器外に逃げて容器損傷を防止できる。
【選択図】 図１
【解決手段】圧力容器２等に固定される筒状ボディ３と、固定状態で圧力容器２の内部、即ち圧力発生側に対応する端部に設けられたプッシュナット６と、その中心部に設けた挿通孔６ｃに圧入されるシャフト７と、筒状ボディ３の他端にＯリング５によって抜け出し可能に設けられたシャフトガイド４とを備えたものであり、プッシュナット６とシャフト７との間には圧入により摩擦抵抗が生じ、この摩擦抵抗はシャフト７が抜け出る際の抜け荷重になる。圧力容器２内の圧力が上昇すると、プッシュナット６とともにシャフト７が付勢され、シャフト７がプッシュナット６から抜け出てシャフトガイド４を押動し、シャフトガイド４が筒状ボディ３から抜け出し、圧力が容器外に逃げて容器損傷を防止できる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管内や圧力容器内の気圧、油圧、水圧等が所定圧力以上に上昇した時、圧力を逃がして配管や圧力容器の損傷を防止する圧力リリーフバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧力リリーフバルブの構成は多岐にわたるが、以下に図１３を参照して従来の圧力リリーフバルブの一例を説明する。
例示した圧力リリーフバルブ４１は、筒状のボディ４２と、筒状のボディ４２内に形成された挿通孔４３の小径部４３ａに圧入されたボール４４とを備えている。
筒状のボディ４２の外側面はテーパ状に形成され、テーパネジ４５が形成されている。そして、圧力リリーフバルブ４１は、圧力容器４６にテーパ状に形成されたネジ孔４７に螺合され、ネジ締めによって固定される。なお、圧力リリーフバルブ４１の取り付け対象は、前記圧力容器４６に限定されず、配管等に取り付けられることもある。
【０００３】
前記圧力リリーフバルブ４１において、ボール４４と小径部４３ａとの接触抵抗が抜け荷重となり、この抜け荷重は圧力容器４６の強度を勘案して設定される。即ち、抜け荷重は、圧力容器４６内（図１３の左側）の気圧や水圧、油圧等が上昇した時、上昇圧力によって圧力容器４６が損傷するのを防止するために予め設定された圧力に対応してボール４４が挿通孔４３から右方へ抜け出るよう構成となっている。
この構成によれば、圧力容器４６内の気圧等が上昇しても、圧力容器４６が損傷される以前にボール４４が抜け出る。この結果、圧力が挿通孔４３を介して容器外に、即ち大気中に逃げ圧力容器４６内が減圧して容器の損傷を防止できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記圧力リリーフバルブ４１において、抜け荷重はボール４４と小径部４３ａとの接触抵抗（圧入抵抗）によって設定されるが、ボール４４を圧入する際の圧入荷重との関係が難しく、抜け荷重にバラツキが生じていた。このためリリーフ圧、即ち容器内の圧力が上昇して逃がす時の圧力に幅が生じていた。
このような問題を解消するには、ボール４４や小径部４３ａの加工精度を高くし、ボール４４と小径部４３ａとの接触を均一化しなければならないが、高精度な加工が困難であった。
【０００５】
なお、特開平９−１５２０５２号公報にも「安全弁」として圧力リリーフバルブの一例が開示されており、圧力流体通路に設けた開口部に固定される基部と、弁体及び皿状バネとを備えている。前記基部には圧力流体通路内に連通する孔が形成され、その孔の端部に皿状バネが固定され、前記皿状バネの側面に前記孔を閉塞するようにして円形板状の弁体が設けられている。
そして、圧力流体通路内の圧力が上昇すると、弁体が皿状バネに抗して付勢され、それまで閉塞していた孔を開口状態にして圧力を逃がすようになっている。
【０００６】
しかし、安全弁の使用形態は多岐にわたり、圧力を逃がすレベルは一様ではない。そして、前記安全弁の構成では、圧力を逃がすレベルの設定は皿状バネの形状によって設定されているので、使用形態に応じて皿状バネの形状、弾性を変更しなければならない。このため、生産性、コスト等の経済性の面で問題がある。
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は構造が簡単で製造が容易であるうえに、多様な圧力上昇に対応して確実に動作する圧力リリーフバルブを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る圧力リリーフバルブは、流体経路となる配管或いは圧力容器内の圧力上昇を検出して前記配管及び圧力容器外に逃がす圧力リリーフバルブにおいて、一端に第１の段差部を設け、他端に第２の段差部を設けて挿通孔を形成した筒状のボディと、前記挿通孔内に嵌合した状態で前記第１の段差部に係止するフランジ部と、該フランジ部に対し小径に形成された軸部とを設けたシャフトガイドと、前記軸部の外側に嵌め込まれて前記挿通孔内に前記シャフトガイドを保持するＯリングと、前記挿通孔内に嵌合された状態で前記第２の段差部に係止する円環状のプッシュナットと、前記プッシュナットに形成された挿通孔と前記軸部に形成された挿通孔とに圧入され、圧力上昇が前記プッシュナットとの間の抜け荷重以上になったとき前記シャフトガイドを付勢するシャフトとを備えたことを特徴とするものであり、これにより上記課題を解決できる。
【０００９】
前記圧力リリーフバルブによれば、圧力容器等に固定された筒状のボディの容器内部、即ち圧力発生側に対応する端部にプッシュナットが設けられ、その中心部に設けた挿通孔にシャフトが圧入されている。従って、プッシュナットとシャフトとの間には圧入により摩擦抵抗（圧入抵抗）が生じ、この摩擦抵抗はシャフトが抜け出る際の抜け荷重になる。また、シャフトの先端は、ボディの他端にＯリングによって抜け出し可能に設けられたシャフトガイドの挿通孔に挿通している。
従って、圧力容器内の圧力が上昇すると、プッシュナットとともにシャフトが付勢される。そして、圧力がプッシュナットとシャフトとの間の抜け荷重以上に上昇したとき、シャフトがプッシュナットから抜け出てシャフトガイドを押動する。この結果、シャフトガイドが筒状のボディから抜け出し、圧力が容器外に逃げて容器の損傷を防止できる。
【００１０】
また、本発明に係る圧力リリーフバルブは、請求項１において、前記第２の段差部に単数あるいは複数枚の前記プッシュナットを係止させるとともに前記シャフトを挿通させ、前記抜け荷重を前記プッシュナットの枚数に応じて設定することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明に係る請求項２記載の構成によれば、圧力容器等に固定された筒状のボディの容器内部、即ち圧力発生側に対応する端部に複数のプッシュナットが設けられ、各プッシュナットに形成された挿通孔にシャフトが圧入されている。
プッシュナットにシャフトを圧入することにより、前記のように抜け荷重が設定されるのであるから、複数枚のプッシュナットを重ねた場合はその枚数に応じて抜け荷重が高くなる。
従って、本発明においては、圧力リリーフバルブを適用する圧力容器や配管等に対応してプッシュナットを交換する必要はなく、１種類のプッシュナットとシャフトによって、任意のリリーフ圧力に設定することができる。
【００１２】
更に、本発明に係る圧力リリーフバルブは、請求項１はたは２に記載の圧力リリーフバルブにおいて、前記第２の段差部は、大径部と小径部により形成されており、前記大径部は、円筒形状にすることである。
このような構成とすることで、円筒加工用工具により容易に円筒形状に加工することができる。また、圧力リリーフバルブの長手方向の軸線に対し、円筒形状の軸合わせが容易にできる。そのため、圧力リリーフバルブの圧力リリーフ機能が確実となる。
【００１３】
更に、本発明に係る圧力リリーフバルブは、請求項３に記載された圧力リリーフバルブにおいて、前記円筒形状の大径部は、リーマ加工により形成されていることである。このような構成とすることで、圧力リリーフバルブの長手方向の軸線と円筒部の軸線とを一致させることが容易に達成できる。
【００１４】
更に、本発明に係る圧力リリーフバルブは、請求項３または４に記載された圧力リリーフバルブにおいて、前記大径部の端部には、溝部が形成されていることである。このような構成とすることで、溝部に治具を嵌め込むことができ、例えば、治具を用いて、圧力リリーフバルブの外周に形成されたネジ部を、圧力容器の内周に形成されたネジ部に、螺合させることができる。
【００１５】
本発明の請求項６に係る圧力リリーフバルブ構造は、大径のフランジ部と小径の軸部とからなるシャフトガイドの前記軸部にＯリングを被嵌した後、前記シャフトガイドを筒状のボディに形成した挿通孔内に差し込むとともに該挿通孔内に形成した第１の段差部に前記フランジ部を係止させ、前記筒状のボディに形成された前記挿通孔の他端に形成した第２の段差部に円環状のプッシュナットを係止させ、前記プッシュナット及び前記軸部に形成された挿通孔にシャフトを圧入することを特徴とするものである。
【００１６】
前記圧力リリーフバルブ構造によれば、シャフトガイドにＯリングを被嵌する工程から、プッシュナットにシャフトを圧入する工程まで僅か４工程で、圧力リリーフバルブが組立られる。従って、部品点数が少なく、製造が簡単であることと相俟って、低コスト且つ確実に動作する圧力リリーフバルブを得ることができる。
【００１７】
以下、図１〜図３を参照して本発明に係る圧力リリーフバルブの第１実施形態を説明する。図１は圧力リリーフバルブの構成を示す断面図、図２は圧力リリーフバルブの構成を示す一側面図、図３はプッシュナットの構成を示す一部切欠側面図である。
【００１８】
本実施形態における圧力リリーフバルブ１（以下、単にバルブと略称する）は、図１に示すように圧力流体を通過させる配管や圧力容器２の一端に取り付けられ、圧力容器２の内部圧力（図１の左側が圧力発生側）が設定値以上に上昇した時、圧力を圧力容器２の外部（図１の右側が大気圧側）に逃がし、配管や圧力容器２の損傷を防止するものである。なお、圧力としては、水圧、気圧、油圧等の何れであってもよい。
前記バルブ１は筒状のボディ３と、前記ボディ３の一方の端部からボディ３内に嵌め込まれるシャフトガイド４と、前記シャフトガイド４に被嵌されるＯリング５と、前記ボディ３の他方の端部からボディ３内に嵌め込まれるプッシュナット６と、前記プッシュナット６及び前記シャフトガイド４に圧入されるシャフト７とを備えている。
【００１９】
筒状のボディ３は、外側にテーパネジ１１が形成され、圧力容器２に形成したテーパネジ溝１２に螺合させ得るようになっている。また、筒状のボディ３の内部には長手方向に挿通孔１３が形成されているが、この挿通孔１３の直径は一定ではない。即ち、図１で右方に示した一方の端部が横断面六角形の大径部１３ａに形成され、図１で左方に示した他方の端部が横断面円形の嵌合部１３ｂに形成され、両者の中間部分が横断面円形の小径部１３ｃに形成されている。
そして、大径部１３ａと小径部１３ｃとの直径の差により第１の段差部１４ａが形成され、嵌合部１３ｂと小径部１３ｃとの直径の差により第２の段差部１４ｂが形成されている。
【００２０】
シャフトガイド４は、大径のフランジ部４ａと、小径の軸部４ｂと、軸部４ｂ内に形成された挿通孔４ｃとを備えている。フランジ部４ａは円板状に形成され、その直径は図２に示すように大径部１３ａ内に密に嵌合し得るように設定される。そして、大径部１３ａが第１の段差部１４ａに係止しているので、軸部４ｂが小径部１３ｃ内に突出するようになる。軸部４ｂの外側には、弾性を有する環状のＯリング５が被嵌されている。図示のようにシャフトガイド４をボディ３内に装着した状態では、Ｏリング５が周囲の壁面に圧接するとともに、Ｏリング５の作用によってシャフトガイド４が小径部１３ｃ内に保持される。この結果、シャフトガイド４の抜け出しが防止され、且つ圧力容器２の内側から外側、或いは外側から内側の何れについても水密、或いは気密になされる。
【００２１】
ボディ３の端部に形成された嵌合部１３ｂには、プッシュナット６が嵌合されている。プッシュナット６は、弾性を有する金属板等をプレス加工によって皿状に形成したものであり、図３に拡大して図示したように、縁部には円環状のフランジ部６ａが形成され、湾曲部６ｂの中心には挿通孔６ｃが形成されている。
そして、挿通孔６ｃにはシャフト７が挿通され、その先端は図１に示したように軸部４ｂに形成した挿通孔４ｃに挿通している。挿通孔６ｃ，４ｃの直径は、シャフト７の直径に比較してやや小径に形成され、図示のように組み付ける際はシャフト７を圧入する。この際、挿通孔６ｃの縁部Ｅが捲くり上げられ、図３に示したようにシャフト７に沿うように変形する。
また、圧入に伴ってプッシュナット６が図１の右方に押し付けられるので、フランジ部６ａが嵌合部１３ｂに嵌め込まれるとともに、第２の段差部１４ｂに係止して図示のように位置決めされる。
【００２２】
この形状で注目すべきことは、プッシュナット６とシャフト７との間に以下のような摩擦抵抗が生じることである。
即ち、シャフト７は挿通孔６ｃに圧入され、その状態で固定されるのであるから、両者の間に隙間は形成されず、接触抵抗（抜け荷重）が生じる。プッシュナット６はプレス加工されるので、挿通孔６ｃの縁部にはプレス方向にバリ等が形成される。そして、シャフト７はプレス方向と同方向から圧入されるので、接触抵抗はシャフト７が何らかの力によって矢印Ａ方向に付勢された時は抵抗（荷重）は安定する。しかし、矢印Ｂ方向に付勢された場合は、図３に示すように捲くり上げられた縁部Ｅがシャフト７の外周面に喰い込むようになり、抜け荷重のバラツキが大きくなってしまう。
また、シャフト７の大部分は挿通孔４ｃ内に圧入されているので、振動等によってぐらつくことがなく、プッシュナット６との接触位置が安定して抜け荷重も安定化する。
【００２３】
次に、前記バルブ１の作用について説明する。
圧力容器２内の圧力が何らか理由によって高圧に変動した場合、プッシュナット６全体に圧力がかかるとともに、シャフト７にも圧力がかかる。この結果、プッシュナット６については湾曲部６ｂがせり出すようになり、これと同時にシャフト７も矢印Ａ方向に付勢される。
そして、高圧時の圧力がプッシュナット６とシャフト７との間の接触抵抗、即ち抜け荷重以上であれば、シャフト７が挿通孔６ｃ内を摩擦しながらすり抜け、シャフトガイド７を押すようになる。従って、図１に想像線で示すように、シャフト７とシャフトガイド４、更にＯリング５が一体になって筒状のボディ３から抜け出す。
このようにシャフトガイド４等が抜け出すと、プッシュナット６は嵌合部１３ｂに嵌合しているものの、挿通孔６ｃが開口状態になるので、圧力容器２内の圧力が挿通孔６ｃ，１３を介して逃げる。従って、圧力上昇による圧力容器２の損傷を未然に防止することができる。
【００２４】
以上の如く、本実施形態におけるバルブ１は、プッシュナット６とシャフト７との間の摩擦抵抗、即ち抜け荷重に対し、圧力容器２内の圧力が高くなった時、圧力を逃がすことができる。前記摩擦抵抗、即ち抜け荷重は、圧力容器２の強度等を勘案して設定されるので、圧力容器２の損傷を防止することができる。
しかも、構造が簡単である上に部品点数が少なく、小型化が容易である。因みに、前記構成によれば、バルブ１の軸長を８ｍｍ程度にすることができた。
プッシュナット７の大きさは、必要に応じて自在に変更できる。また、バルブ１を圧力容器２に取り付ける場合は、大径部１３ａが図２に示すように六角形に形成されていることから、六角レンチ等を用いて螺合させることができる。
【００２５】
次に、図４を参照して本発明の第２実施形態を説明する。なお、図４はバルブの他の構成例を示す断面図である。本実施形態と前記第１実施形態との相違点は、プッシュナットの組み込み数を変えたことにあるので、他の部材については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図４に示すように、本実施形態におけるバルブ１にあっては、嵌合部１３ｂに２枚のプッシュナット６が重ね合わせ状態で取り付けられている。従って、各プッシュナット６の挿通孔６ｃが連通し、各挿通孔６ｃに一本のシャフト７が圧入されている。
この構成においても、シャフト７の圧入にともなって各挿通孔６ｃの周辺が捲くり上がることに変わりはなく、各プッシュナット６とシャフト７との接触抵抗、即ち抜け荷重がプッシュナット６の数に対応して高くなる。
【００２７】
ところで、バルブ１の適用例として圧力容器２が例示されているが、実際には前記のように流体通路となる配管等に広く適用されるものであり、損傷を防止するための圧力値も一定ではない。故に、バルブ１は、圧力を逃がすレベルを簡単に設定できる機能を有することが望ましいが、本実施形態によれば、圧力容器２の設定するリリーフ圧力に応じてプッシュナット６の枚数を増減すればよく、汎用性に優れたバルブ１を提供できる。
【００２８】
また、１つのプッシュナットを用いて、圧力容器の設定するリリーフ圧力を変更することがきる。この場合、図５に示すように、プッシュナット６の厚みＷを変えることで、シャフトを締め付ける力（抜け荷重）が変化し、リリーフ圧力が容易に変更可能となる。リリーフ圧力を高く設定したい場合には、プッシュナット６の厚みＷを厚くすればよく、また、リリーフ圧力を低く設定したい場合には、厚みＷを薄くすればよい。
【００２９】
さらに、１枚のプッシュナットの厚みを変えないで、圧力容器の設定するリリーフ圧力を変更することも可能である。この場合、機械的特性が異なるプッシュナットを用いることで、シャフトを締め付ける力（抜け荷重）が変化する。例えば、リリーフ圧力を高く設定したい場合には、硬度の高い材料や曲げ強度の高い材料を用いればよく、逆に、リリーフ圧力を低く設定したい場合は、硬度の低い材料や強度の低い材料を用いることで容易に設定圧力の変更が可能となる。
【００３０】
また、圧力容器の設定するリリーフ圧力は、ボディの小径部の直径を変化させることで、変更することができる。図６は、本発明に係る圧力リリーフバルブのボディの構成を示している。（ａ）に示すボディにおいては、ボディ３の小径部１３ｃが直径φＡであり、（ｂ）は小径部１３ｃの直径が、（ａ）で示すφＡよりも大きくφＡ’であり、（ｃ）は小径部１３ｃの直径φＡ’’が、（ａ）で示すφＡよりも小さいものである。すなわち、これらの直径の大きさの関係は、φＡ’＞φＡ＞φＡ’’となっている。
【００３１】
プッシュナット６がシャフト７を締め付ける力（抜け荷重）に変更がない場合、小径部１３ｃの直径を変化させると、小径部１３ｃの有効受圧面積が変化し、結果として、圧力リリーフバルブのリリーフ圧力の設定を変更することができる。設定するリリーフ圧力Ｐ（ｋｇｆ／ｃｍ２）は、プッシュナット６がシャフト７を締め付ける力Ｆ（ｋｇｆ）／有効受圧面積Ａ（ｃｍ２）の関係にあり、有効受圧面積が大きいほどリリーフ圧力が低くなり、逆に、有効受圧面積が小さいほどリリーフ圧力が高くなる。
そのため、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すボディの小径部の直径の関係より、リリーフ圧力の大きさの関係は、φＡ’’＞φＡ＞φＡ’となり、小径部の直径の変化に対応して、リリーフ圧力が変更可能となる。
【００３２】
次に、図７〜図９を参照して本発明の第３実施形態を説明する。なお、本実施形態は、前記第１実施形態で示した圧力リリーフバルブの構造に関する。従って、各部材については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】
バルブ１は、図７に示す第１工程から、図９に示す第４工程までの僅か４工程によって組立られる。
第１工程においては、図７に矢印Ｘ１で示したように、想像線で示したＯリング５を実線で示したようにシャフトガイド４の軸部４ｂに被嵌する。
第２工程では、図８に矢印Ｘ２で示したように、Ｏリング５を被嵌したシャフトガイド４をボディ３の大径部１３ａに差込み、フランジ部４ａを第１の段差部１４ａに当接させる。
第３工程では、図８に矢印Ｘ３で示したように、ボディ３に形成した嵌合部１３ｂにプッシュナット６を嵌合する。この結果、プッシュナット６に形成した挿通孔６ｃと、軸部４ｂに形成された挿通孔４ｃとが連通するようになる。
第４工程では、図９に矢印Ｘ４で示したように、プッシュナット６の挿通孔６ｃと、軸部４ｂに形成された挿通孔４ｃとにシャフト７を圧入する。
以上の４工程で、第１実施形態で説明したバルブ１の組立が完了する。なお、第２実施形態で示したように、単数あるいは複数のプッシュナット６を組み付ける場合は、第３工程において単数あるいは複数のプッシュナット６を嵌合部１３ｂに嵌合すればよい。
【００３４】
以上の如く、バルブ１の組立は僅か４工程で行うことができ、しかも圧力を逃がすための抜き荷重を容易に、且つばらつきなく設定することができる。
なお、完成したバルブ１を圧力容器２に取り付ける際は、圧力容器２に形成したネジ溝１２にボディ３に形成したテーパネジ１１を螺合し、六角レンチ等を用いてネジ込む。ネジ溝１２とネジ１１は何れもテーパネジに形成されているので、バルブ１が圧力容器２内に潜り込むことはなく、一定の位置までねじ込むことによって強固に締め付けられる。
【００３５】
上述した本発明の第３実施形態では、大径部１３ａは、鍛造加工により六角形の大径部１３ａが形成されているが、大径部１３ａは六角形には限定されない。
図１０は本発明の第４実施形態であり、ボディの大径部を円筒形状に形成する方法を示したものである。円筒形状の大径部１３ａの加工は、リーマＴを用いて、このリーマＴを回転させながら、加工台に固定したボディ３に対し、矢印Ｃで示す方向に送り込んでいくことで円筒形状の大径部１３ａを形成することができる。前述の第３実施形態の場合は、大径部を六角形に形成するために、鍛造加工により行っており、加工条件や加工状態によっては、ボディ３の長手方向の軸線Ｄと大径部１３ａの軸線Ｄ‘とが一致しないこともあった。図１０に示す第４実施形態のリーマＴによる円筒加工では、ボディ３の軸線と大径部１３ａの軸線Ｄ’とを容易に一致させることができ、リリーフバルブの加工精度が高められるとともに、リリーフバルブのシャフトの軸線も一致させることが容易にできるため、リリーフ圧力の設定が容易となった。この円筒形状の加工方法は、リーマ加工以外にも、バイト加工やドリル加工によっても軸線を一致させて容易に形成することができる。
【００３６】
大径部を円筒形状に加工したときには、圧力リリーフバルブを圧力容器に固定させるための治具を嵌め込ませるために、図１１に示すようにボディの端部に溝部が形成されている。（ａ）に示す構成は、ボディ３の大径部１３ａ側の端部に、２つの溝部Ｆ、Ｆがそれぞれ対向して形成されている。これらの溝部Ｆ、Ｆに治具を嵌め込んで回転させることで、ボディ３の外周に形成したテーパネジ１１を、圧力容器２の内周に形成したテーパネジ溝１２に螺合させることができる。ボディ３の端部に形成する溝の数は、２つに限定されず、例えば、図１１（ｂ）に示すように、十字すりわり溝のように、４つの溝部Ｆ‘、Ｆ‘、Ｆ‘、Ｆ‘が形成されていてもよい。溝の数や溝の形状は、治具の形状に合わせるように形成すればよい。
【００３７】
次に、図１２を参照して本発明の第５実施形態を説明する。なお、本実施形態は前記バルブの適用例に関するものであり、図１２は自動車に多用されているビスカスカップリングの構成を示す断面図である。
【００３８】
ビスカスカップリング２１の基本的な構成を述べると、筒状に構成されたハウジング２２と、前記ハウジング２２の内側に回転自在に組み込まれた筒状のインナー部材２３と、前記ハウジング２２内に環状に且つ中空状に形成されたオイル充填室２４と、一端がオイル充填部２４の環状の内壁に一定間隔で固定されたアウタープレート２５と、一端がインナー部材２４の外側面に一定間隔で固定されたインナープレート２６等を備えている。なお、アウタープレート２５とインナープレート２６とは円環状に形成され、スペーサにより一定間隔で交互に且つ直に接触しないように配列されている。
【００３９】
オイル充填室２４内には、粘性のあるオイルが充填されている。また、ハウジング２２とインナー部材２３との接触位置には、オイル漏れを防ぐためのオイルシール２７が設けられ、ハウジング２２の一方の開放端には環状のベアリング２８が嵌挿されている。
そして、ハウジング２２の一端に、前記第１及び第２実施形態で説明したバルブ１が取り付けられている。
【００４０】
前記ビスカスカップリング２１がクラッチ等の動力伝達機構に適用されている場合、仮にインナー部材２４が回転駆動されると、これと一体にインナープレート２６が回転する。この回転はオイル充填室２４内に一定圧力で充填されたオイルの粘性によってアウタープレート２５に伝達され、アウタープレート２５も同一方向に回転するようになる。アウタープレート２５は、前記のようにハウジング２２に固定されているのであるから、アウタープレート２５と一体にハウジング２２が回転する。
【００４１】
ビスカスカップリングの差動の無い場合は、オイル充填室２４内のオイルが温度上昇して膨張することはない。しかし、ビスカスカップリングの差動がある場合は、剪断力によってオイル温度が上昇し、オイルが膨張してオイル充填室２４内が高圧になる。この状態を継続すると、ハウジング２２の損傷などが生じる恐れがある。
そこで、本実施形態ではハウジング２２の一端に前記バルブ１を取り付け、オイル充填室２４内が高圧になった時、バルブ１の作動により圧力を逃がすように構成した。この構成によれば、ハウジンク２２の損傷という重大な事故を未然に防止することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の如く、本発明に係る圧力リリーフバルブは、圧力容器等に固定される筒状ボディと、固定状態で容器内部、即ち圧力発生側に対応する端部に設けられたプッシュナットと、その中心部に設けた挿通孔に圧入されるシャフトと、筒状ボディの他端にＯリングによって抜け出し可能に設けられたシャフトガイドとを備えたものであり、プッシュナットとシャフトとの間には圧入により摩擦抵抗が生じ、この摩擦抵抗はシャフトが抜け出る際の抜け荷重になる。
従って、圧力容器内の圧力が上昇すると、プッシュナットとともにシャフトが付勢され、圧力がプッシュナットとシャフトとの間の抜け荷重以上に上昇したとき、シャフトがプッシュナットから抜け出てシャフトガイドを押動する。この結果、シャフトガイドが筒状のボディから抜け出し、圧力が容器外に逃げて容器損傷を防止できる。
【００４３】
また、本発明に係る圧力リリーフバルブは、圧力容器等に固定される筒状ボディの容器内部、即ち圧力発生側に対応する端部に単数あるいは複数のプッシュナットを設け、各プッシュナットに形成された挿通孔に１本のシャフトを圧入することにより、単数あるいは複数のプッシュナットに応じて抜け荷重を変えるように構成したものである。
従って、本発明においては、圧力リリーフバルブを適用する圧力容器や配管等に対応してプッシュナットを交換する必要はなく、１種類のプッシュナットとシャフトによって、レベルの異なる圧力変動に対応し得る。
【００４４】
更に、本発明に係る圧力リリーフバルブは、大径部が、円筒形状であるため、円筒加工用工具により容易に円筒形状に加工することができる。従って、圧力リリーフバルブの長手方向の軸線に対し、円筒形状の軸合わせが容易にでき、圧力リリーフバルブの圧力リリーフ機能が確実となる。
【００４５】
更に、本発明に係る圧力リリーフバルブは、円筒部が、リーマ加工により形成されているため、圧力リリーフバルブの長手方向の軸線と円筒部の軸線とを一致させることが容易に達成できる。
【００４６】
更に、本発明に係る圧力リリーフバルブは、大径部の端部には、溝部が形成されているため、溝部に治具を嵌め込むことができ、この嵌め込んだ治具を用いて、圧力リリーフバルブの外周に形成されたネジ部を、圧力容器の内周に形成されたネジ部に、螺合させることができる。
【００４７】
更に、本発明に係る圧力リリーフバルブ構造は、シャフトガイドにＯリングを被嵌する工程から、プッシュナットにシャフトを圧入する工程まで僅か４工程で、圧力リリーフバルブが組立られる。従って、部品点数が少なく、構造が簡単であることと相俟って、確実に作動する圧力リリーフバルブを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した圧力リリーフバルブの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】圧力リリーフバルブの形状を示す一側面図である。
【図３】シャフト圧入によるプッシュナットの変形を示す一部切欠側面図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す圧力リリーフバルブの断面図である。
【図５】本発明に係る圧力リリーフバルブのプッッシュナットの斜視図である。
【図６】本発明に係る圧力リリーフバルブのボディの断面図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、小径部の直径が異なっているものである。
【図７】本発明の第３実施形態である圧力リリーフバルブ構造について第１工程を示す斜視図である。
【図８】第２工程及び第３工程を示す斜視図である。
【図９】第４工程を示す斜視図である。
【図１０】本発明に係る圧力リリーフバルブの第４実施形態である。
【図１１】本発明に係る圧力リリーフバルブのボディを示しており、（ａ）は２つの溝部が形成されたもの、（ｂ）は４つの溝部が形成されたものである。
【図１２】本発明の第５実施形態を示すビスカスカップリングの断面図である。
【図１３】従来の圧力リリーフバルブを示す断面図である。
【符号の説明】
１ 圧力リリーフバルブ
２ 圧力容器
３ ボディ
４ シャフトガイド
５ Ｏリング
６ プッシュナット
６ａ フランジ部
６ｂ 湾曲部
６ｃ 挿通孔
７ シャフト
１１ テーパネジ
１２ ネジ溝
１３ 挿通孔
１３ａ 大径部
１３ｂ 嵌合部
１３ｃ 小径部
１４ａ 第１の段差部
１４ｂ 第２の段差部
２１ ビスカスカップリング
２２ ハウジング
２３ インナー部材
２４ オイル充填室
２５ アウタープレート
２６ インナープレート
２７ オイルシール
２８ ベアリング
４１ 圧力リリーフバルブ
４２ ボディ
４３ 挿通孔
４４ ボール
４５ テーパネジ
４６ 圧力容器
４７ ネジ孔
Ｘ１〜Ｘ４ 組み付け工程
Ａ 圧力容器の外側方向
Ｂ 圧力容器の内側方向
Ｃ 送り方向
Ｄ ボディの軸線
Ｄ‘ 大径部の軸線
Ｅ 縁部
Ｆ 溝部
Ｆ‘ 溝部
Ｔ リーマ
Ｗ 厚み
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管内や圧力容器内の気圧、油圧、水圧等が所定圧力以上に上昇した時、圧力を逃がして配管や圧力容器の損傷を防止する圧力リリーフバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧力リリーフバルブの構成は多岐にわたるが、以下に図１３を参照して従来の圧力リリーフバルブの一例を説明する。
例示した圧力リリーフバルブ４１は、筒状のボディ４２と、筒状のボディ４２内に形成された挿通孔４３の小径部４３ａに圧入されたボール４４とを備えている。
筒状のボディ４２の外側面はテーパ状に形成され、テーパネジ４５が形成されている。そして、圧力リリーフバルブ４１は、圧力容器４６にテーパ状に形成されたネジ孔４７に螺合され、ネジ締めによって固定される。なお、圧力リリーフバルブ４１の取り付け対象は、前記圧力容器４６に限定されず、配管等に取り付けられることもある。
【０００３】
前記圧力リリーフバルブ４１において、ボール４４と小径部４３ａとの接触抵抗が抜け荷重となり、この抜け荷重は圧力容器４６の強度を勘案して設定される。即ち、抜け荷重は、圧力容器４６内（図１３の左側）の気圧や水圧、油圧等が上昇した時、上昇圧力によって圧力容器４６が損傷するのを防止するために予め設定された圧力に対応してボール４４が挿通孔４３から右方へ抜け出るよう構成となっている。
この構成によれば、圧力容器４６内の気圧等が上昇しても、圧力容器４６が損傷される以前にボール４４が抜け出る。この結果、圧力が挿通孔４３を介して容器外に、即ち大気中に逃げ圧力容器４６内が減圧して容器の損傷を防止できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記圧力リリーフバルブ４１において、抜け荷重はボール４４と小径部４３ａとの接触抵抗（圧入抵抗）によって設定されるが、ボール４４を圧入する際の圧入荷重との関係が難しく、抜け荷重にバラツキが生じていた。このためリリーフ圧、即ち容器内の圧力が上昇して逃がす時の圧力に幅が生じていた。
このような問題を解消するには、ボール４４や小径部４３ａの加工精度を高くし、ボール４４と小径部４３ａとの接触を均一化しなければならないが、高精度な加工が困難であった。
【０００５】
なお、特開平９−１５２０５２号公報にも「安全弁」として圧力リリーフバルブの一例が開示されており、圧力流体通路に設けた開口部に固定される基部と、弁体及び皿状バネとを備えている。前記基部には圧力流体通路内に連通する孔が形成され、その孔の端部に皿状バネが固定され、前記皿状バネの側面に前記孔を閉塞するようにして円形板状の弁体が設けられている。
そして、圧力流体通路内の圧力が上昇すると、弁体が皿状バネに抗して付勢され、それまで閉塞していた孔を開口状態にして圧力を逃がすようになっている。
【０００６】
しかし、安全弁の使用形態は多岐にわたり、圧力を逃がすレベルは一様ではない。そして、前記安全弁の構成では、圧力を逃がすレベルの設定は皿状バネの形状によって設定されているので、使用形態に応じて皿状バネの形状、弾性を変更しなければならない。このため、生産性、コスト等の経済性の面で問題がある。
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は構造が簡単で製造が容易であるうえに、多様な圧力上昇に対応して確実に動作する圧力リリーフバルブを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る圧力リリーフバルブは、流体経路となる配管或いは圧力容器内の圧力上昇を検出して前記配管及び圧力容器外に逃がす圧力リリーフバルブにおいて、一端に第１の段差部を設け、他端に第２の段差部を設けて挿通孔を形成した筒状のボディと、前記挿通孔内に嵌合した状態で前記第１の段差部に係止するフランジ部と、該フランジ部に対し小径に形成された軸部とを設けたシャフトガイドと、前記軸部の外側に嵌め込まれて前記挿通孔内に前記シャフトガイドを保持するＯリングと、前記挿通孔内に嵌合された状態で前記第２の段差部に係止する円環状のプッシュナットと、前記プッシュナットに形成された挿通孔と前記軸部に形成された挿通孔とに圧入され、圧力上昇が前記プッシュナットとの間の抜け荷重以上になったとき前記シャフトガイドを付勢するシャフトとを備えたことを特徴とするものであり、これにより上記課題を解決できる。
【０００９】
前記圧力リリーフバルブによれば、圧力容器等に固定された筒状のボディの容器内部、即ち圧力発生側に対応する端部にプッシュナットが設けられ、その中心部に設けた挿通孔にシャフトが圧入されている。従って、プッシュナットとシャフトとの間には圧入により摩擦抵抗（圧入抵抗）が生じ、この摩擦抵抗はシャフトが抜け出る際の抜け荷重になる。また、シャフトの先端は、ボディの他端にＯリングによって抜け出し可能に設けられたシャフトガイドの挿通孔に挿通している。
従って、圧力容器内の圧力が上昇すると、プッシュナットとともにシャフトが付勢される。そして、圧力がプッシュナットとシャフトとの間の抜け荷重以上に上昇したとき、シャフトがプッシュナットから抜け出てシャフトガイドを押動する。この結果、シャフトガイドが筒状のボディから抜け出し、圧力が容器外に逃げて容器の損傷を防止できる。
【００１０】
また、本発明に係る圧力リリーフバルブは、請求項１において、前記第２の段差部に単数あるいは複数枚の前記プッシュナットを係止させるとともに前記シャフトを挿通させ、前記抜け荷重を前記プッシュナットの枚数に応じて設定することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明に係る請求項２記載の構成によれば、圧力容器等に固定された筒状のボディの容器内部、即ち圧力発生側に対応する端部に複数のプッシュナットが設けられ、各プッシュナットに形成された挿通孔にシャフトが圧入されている。
プッシュナットにシャフトを圧入することにより、前記のように抜け荷重が設定されるのであるから、複数枚のプッシュナットを重ねた場合はその枚数に応じて抜け荷重が高くなる。
従って、本発明においては、圧力リリーフバルブを適用する圧力容器や配管等に対応してプッシュナットを交換する必要はなく、１種類のプッシュナットとシャフトによって、任意のリリーフ圧力に設定することができる。
【００１２】
更に、本発明に係る圧力リリーフバルブは、請求項１はたは２に記載の圧力リリーフバルブにおいて、前記第２の段差部は、大径部と小径部により形成されており、前記大径部は、円筒形状にすることである。
このような構成とすることで、円筒加工用工具により容易に円筒形状に加工することができる。また、圧力リリーフバルブの長手方向の軸線に対し、円筒形状の軸合わせが容易にできる。そのため、圧力リリーフバルブの圧力リリーフ機能が確実となる。
【００１３】
更に、本発明に係る圧力リリーフバルブは、請求項３に記載された圧力リリーフバルブにおいて、前記円筒形状の大径部は、リーマ加工により形成されていることである。このような構成とすることで、圧力リリーフバルブの長手方向の軸線と円筒部の軸線とを一致させることが容易に達成できる。
【００１４】
更に、本発明に係る圧力リリーフバルブは、請求項３または４に記載された圧力リリーフバルブにおいて、前記大径部の端部には、溝部が形成されていることである。このような構成とすることで、溝部に治具を嵌め込むことができ、例えば、治具を用いて、圧力リリーフバルブの外周に形成されたネジ部を、圧力容器の内周に形成されたネジ部に、螺合させることができる。
【００１５】
本発明の請求項６に係る圧力リリーフバルブ構造は、大径のフランジ部と小径の軸部とからなるシャフトガイドの前記軸部にＯリングを被嵌した後、前記シャフトガイドを筒状のボディに形成した挿通孔内に差し込むとともに該挿通孔内に形成した第１の段差部に前記フランジ部を係止させ、前記筒状のボディに形成された前記挿通孔の他端に形成した第２の段差部に円環状のプッシュナットを係止させ、前記プッシュナット及び前記軸部に形成された挿通孔にシャフトを圧入することを特徴とするものである。
【００１６】
前記圧力リリーフバルブ構造によれば、シャフトガイドにＯリングを被嵌する工程から、プッシュナットにシャフトを圧入する工程まで僅か４工程で、圧力リリーフバルブが組立られる。従って、部品点数が少なく、製造が簡単であることと相俟って、低コスト且つ確実に動作する圧力リリーフバルブを得ることができる。
【００１７】
以下、図１〜図３を参照して本発明に係る圧力リリーフバルブの第１実施形態を説明する。図１は圧力リリーフバルブの構成を示す断面図、図２は圧力リリーフバルブの構成を示す一側面図、図３はプッシュナットの構成を示す一部切欠側面図である。
【００１８】
本実施形態における圧力リリーフバルブ１（以下、単にバルブと略称する）は、図１に示すように圧力流体を通過させる配管や圧力容器２の一端に取り付けられ、圧力容器２の内部圧力（図１の左側が圧力発生側）が設定値以上に上昇した時、圧力を圧力容器２の外部（図１の右側が大気圧側）に逃がし、配管や圧力容器２の損傷を防止するものである。なお、圧力としては、水圧、気圧、油圧等の何れであってもよい。
前記バルブ１は筒状のボディ３と、前記ボディ３の一方の端部からボディ３内に嵌め込まれるシャフトガイド４と、前記シャフトガイド４に被嵌されるＯリング５と、前記ボディ３の他方の端部からボディ３内に嵌め込まれるプッシュナット６と、前記プッシュナット６及び前記シャフトガイド４に圧入されるシャフト７とを備えている。
【００１９】
筒状のボディ３は、外側にテーパネジ１１が形成され、圧力容器２に形成したテーパネジ溝１２に螺合させ得るようになっている。また、筒状のボディ３の内部には長手方向に挿通孔１３が形成されているが、この挿通孔１３の直径は一定ではない。即ち、図１で右方に示した一方の端部が横断面六角形の大径部１３ａに形成され、図１で左方に示した他方の端部が横断面円形の嵌合部１３ｂに形成され、両者の中間部分が横断面円形の小径部１３ｃに形成されている。
そして、大径部１３ａと小径部１３ｃとの直径の差により第１の段差部１４ａが形成され、嵌合部１３ｂと小径部１３ｃとの直径の差により第２の段差部１４ｂが形成されている。
【００２０】
シャフトガイド４は、大径のフランジ部４ａと、小径の軸部４ｂと、軸部４ｂ内に形成された挿通孔４ｃとを備えている。フランジ部４ａは円板状に形成され、その直径は図２に示すように大径部１３ａ内に密に嵌合し得るように設定される。そして、大径部１３ａが第１の段差部１４ａに係止しているので、軸部４ｂが小径部１３ｃ内に突出するようになる。軸部４ｂの外側には、弾性を有する環状のＯリング５が被嵌されている。図示のようにシャフトガイド４をボディ３内に装着した状態では、Ｏリング５が周囲の壁面に圧接するとともに、Ｏリング５の作用によってシャフトガイド４が小径部１３ｃ内に保持される。この結果、シャフトガイド４の抜け出しが防止され、且つ圧力容器２の内側から外側、或いは外側から内側の何れについても水密、或いは気密になされる。
【００２１】
ボディ３の端部に形成された嵌合部１３ｂには、プッシュナット６が嵌合されている。プッシュナット６は、弾性を有する金属板等をプレス加工によって皿状に形成したものであり、図３に拡大して図示したように、縁部には円環状のフランジ部６ａが形成され、湾曲部６ｂの中心には挿通孔６ｃが形成されている。
そして、挿通孔６ｃにはシャフト７が挿通され、その先端は図１に示したように軸部４ｂに形成した挿通孔４ｃに挿通している。挿通孔６ｃ，４ｃの直径は、シャフト７の直径に比較してやや小径に形成され、図示のように組み付ける際はシャフト７を圧入する。この際、挿通孔６ｃの縁部Ｅが捲くり上げられ、図３に示したようにシャフト７に沿うように変形する。
また、圧入に伴ってプッシュナット６が図１の右方に押し付けられるので、フランジ部６ａが嵌合部１３ｂに嵌め込まれるとともに、第２の段差部１４ｂに係止して図示のように位置決めされる。
【００２２】
この形状で注目すべきことは、プッシュナット６とシャフト７との間に以下のような摩擦抵抗が生じることである。
即ち、シャフト７は挿通孔６ｃに圧入され、その状態で固定されるのであるから、両者の間に隙間は形成されず、接触抵抗（抜け荷重）が生じる。プッシュナット６はプレス加工されるので、挿通孔６ｃの縁部にはプレス方向にバリ等が形成される。そして、シャフト７はプレス方向と同方向から圧入されるので、接触抵抗はシャフト７が何らかの力によって矢印Ａ方向に付勢された時は抵抗（荷重）は安定する。しかし、矢印Ｂ方向に付勢された場合は、図３に示すように捲くり上げられた縁部Ｅがシャフト７の外周面に喰い込むようになり、抜け荷重のバラツキが大きくなってしまう。
また、シャフト７の大部分は挿通孔４ｃ内に圧入されているので、振動等によってぐらつくことがなく、プッシュナット６との接触位置が安定して抜け荷重も安定化する。
【００２３】
次に、前記バルブ１の作用について説明する。
圧力容器２内の圧力が何らか理由によって高圧に変動した場合、プッシュナット６全体に圧力がかかるとともに、シャフト７にも圧力がかかる。この結果、プッシュナット６については湾曲部６ｂがせり出すようになり、これと同時にシャフト７も矢印Ａ方向に付勢される。
そして、高圧時の圧力がプッシュナット６とシャフト７との間の接触抵抗、即ち抜け荷重以上であれば、シャフト７が挿通孔６ｃ内を摩擦しながらすり抜け、シャフトガイド７を押すようになる。従って、図１に想像線で示すように、シャフト７とシャフトガイド４、更にＯリング５が一体になって筒状のボディ３から抜け出す。
このようにシャフトガイド４等が抜け出すと、プッシュナット６は嵌合部１３ｂに嵌合しているものの、挿通孔６ｃが開口状態になるので、圧力容器２内の圧力が挿通孔６ｃ，１３を介して逃げる。従って、圧力上昇による圧力容器２の損傷を未然に防止することができる。
【００２４】
以上の如く、本実施形態におけるバルブ１は、プッシュナット６とシャフト７との間の摩擦抵抗、即ち抜け荷重に対し、圧力容器２内の圧力が高くなった時、圧力を逃がすことができる。前記摩擦抵抗、即ち抜け荷重は、圧力容器２の強度等を勘案して設定されるので、圧力容器２の損傷を防止することができる。
しかも、構造が簡単である上に部品点数が少なく、小型化が容易である。因みに、前記構成によれば、バルブ１の軸長を８ｍｍ程度にすることができた。
プッシュナット７の大きさは、必要に応じて自在に変更できる。また、バルブ１を圧力容器２に取り付ける場合は、大径部１３ａが図２に示すように六角形に形成されていることから、六角レンチ等を用いて螺合させることができる。
【００２５】
次に、図４を参照して本発明の第２実施形態を説明する。なお、図４はバルブの他の構成例を示す断面図である。本実施形態と前記第１実施形態との相違点は、プッシュナットの組み込み数を変えたことにあるので、他の部材については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図４に示すように、本実施形態におけるバルブ１にあっては、嵌合部１３ｂに２枚のプッシュナット６が重ね合わせ状態で取り付けられている。従って、各プッシュナット６の挿通孔６ｃが連通し、各挿通孔６ｃに一本のシャフト７が圧入されている。
この構成においても、シャフト７の圧入にともなって各挿通孔６ｃの周辺が捲くり上がることに変わりはなく、各プッシュナット６とシャフト７との接触抵抗、即ち抜け荷重がプッシュナット６の数に対応して高くなる。
【００２７】
ところで、バルブ１の適用例として圧力容器２が例示されているが、実際には前記のように流体通路となる配管等に広く適用されるものであり、損傷を防止するための圧力値も一定ではない。故に、バルブ１は、圧力を逃がすレベルを簡単に設定できる機能を有することが望ましいが、本実施形態によれば、圧力容器２の設定するリリーフ圧力に応じてプッシュナット６の枚数を増減すればよく、汎用性に優れたバルブ１を提供できる。
【００２８】
また、１つのプッシュナットを用いて、圧力容器の設定するリリーフ圧力を変更することがきる。この場合、図５に示すように、プッシュナット６の厚みＷを変えることで、シャフトを締め付ける力（抜け荷重）が変化し、リリーフ圧力が容易に変更可能となる。リリーフ圧力を高く設定したい場合には、プッシュナット６の厚みＷを厚くすればよく、また、リリーフ圧力を低く設定したい場合には、厚みＷを薄くすればよい。
【００２９】
さらに、１枚のプッシュナットの厚みを変えないで、圧力容器の設定するリリーフ圧力を変更することも可能である。この場合、機械的特性が異なるプッシュナットを用いることで、シャフトを締め付ける力（抜け荷重）が変化する。例えば、リリーフ圧力を高く設定したい場合には、硬度の高い材料や曲げ強度の高い材料を用いればよく、逆に、リリーフ圧力を低く設定したい場合は、硬度の低い材料や強度の低い材料を用いることで容易に設定圧力の変更が可能となる。
【００３０】
また、圧力容器の設定するリリーフ圧力は、ボディの小径部の直径を変化させることで、変更することができる。図６は、本発明に係る圧力リリーフバルブのボディの構成を示している。（ａ）に示すボディにおいては、ボディ３の小径部１３ｃが直径φＡであり、（ｂ）は小径部１３ｃの直径が、（ａ）で示すφＡよりも大きくφＡ’であり、（ｃ）は小径部１３ｃの直径φＡ’’が、（ａ）で示すφＡよりも小さいものである。すなわち、これらの直径の大きさの関係は、φＡ’＞φＡ＞φＡ’’となっている。
【００３１】
プッシュナット６がシャフト７を締め付ける力（抜け荷重）に変更がない場合、小径部１３ｃの直径を変化させると、小径部１３ｃの有効受圧面積が変化し、結果として、圧力リリーフバルブのリリーフ圧力の設定を変更することができる。設定するリリーフ圧力Ｐ（ｋｇｆ／ｃｍ２）は、プッシュナット６がシャフト７を締め付ける力Ｆ（ｋｇｆ）／有効受圧面積Ａ（ｃｍ２）の関係にあり、有効受圧面積が大きいほどリリーフ圧力が低くなり、逆に、有効受圧面積が小さいほどリリーフ圧力が高くなる。
そのため、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すボディの小径部の直径の関係より、リリーフ圧力の大きさの関係は、φＡ’’＞φＡ＞φＡ’となり、小径部の直径の変化に対応して、リリーフ圧力が変更可能となる。
【００３２】
次に、図７〜図９を参照して本発明の第３実施形態を説明する。なお、本実施形態は、前記第１実施形態で示した圧力リリーフバルブの構造に関する。従って、各部材については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】
バルブ１は、図７に示す第１工程から、図９に示す第４工程までの僅か４工程によって組立られる。
第１工程においては、図７に矢印Ｘ１で示したように、想像線で示したＯリング５を実線で示したようにシャフトガイド４の軸部４ｂに被嵌する。
第２工程では、図８に矢印Ｘ２で示したように、Ｏリング５を被嵌したシャフトガイド４をボディ３の大径部１３ａに差込み、フランジ部４ａを第１の段差部１４ａに当接させる。
第３工程では、図８に矢印Ｘ３で示したように、ボディ３に形成した嵌合部１３ｂにプッシュナット６を嵌合する。この結果、プッシュナット６に形成した挿通孔６ｃと、軸部４ｂに形成された挿通孔４ｃとが連通するようになる。
第４工程では、図９に矢印Ｘ４で示したように、プッシュナット６の挿通孔６ｃと、軸部４ｂに形成された挿通孔４ｃとにシャフト７を圧入する。
以上の４工程で、第１実施形態で説明したバルブ１の組立が完了する。なお、第２実施形態で示したように、単数あるいは複数のプッシュナット６を組み付ける場合は、第３工程において単数あるいは複数のプッシュナット６を嵌合部１３ｂに嵌合すればよい。
【００３４】
以上の如く、バルブ１の組立は僅か４工程で行うことができ、しかも圧力を逃がすための抜き荷重を容易に、且つばらつきなく設定することができる。
なお、完成したバルブ１を圧力容器２に取り付ける際は、圧力容器２に形成したネジ溝１２にボディ３に形成したテーパネジ１１を螺合し、六角レンチ等を用いてネジ込む。ネジ溝１２とネジ１１は何れもテーパネジに形成されているので、バルブ１が圧力容器２内に潜り込むことはなく、一定の位置までねじ込むことによって強固に締め付けられる。
【００３５】
上述した本発明の第３実施形態では、大径部１３ａは、鍛造加工により六角形の大径部１３ａが形成されているが、大径部１３ａは六角形には限定されない。
図１０は本発明の第４実施形態であり、ボディの大径部を円筒形状に形成する方法を示したものである。円筒形状の大径部１３ａの加工は、リーマＴを用いて、このリーマＴを回転させながら、加工台に固定したボディ３に対し、矢印Ｃで示す方向に送り込んでいくことで円筒形状の大径部１３ａを形成することができる。前述の第３実施形態の場合は、大径部を六角形に形成するために、鍛造加工により行っており、加工条件や加工状態によっては、ボディ３の長手方向の軸線Ｄと大径部１３ａの軸線Ｄ‘とが一致しないこともあった。図１０に示す第４実施形態のリーマＴによる円筒加工では、ボディ３の軸線と大径部１３ａの軸線Ｄ’とを容易に一致させることができ、リリーフバルブの加工精度が高められるとともに、リリーフバルブのシャフトの軸線も一致させることが容易にできるため、リリーフ圧力の設定が容易となった。この円筒形状の加工方法は、リーマ加工以外にも、バイト加工やドリル加工によっても軸線を一致させて容易に形成することができる。
【００３６】
大径部を円筒形状に加工したときには、圧力リリーフバルブを圧力容器に固定させるための治具を嵌め込ませるために、図１１に示すようにボディの端部に溝部が形成されている。（ａ）に示す構成は、ボディ３の大径部１３ａ側の端部に、２つの溝部Ｆ、Ｆがそれぞれ対向して形成されている。これらの溝部Ｆ、Ｆに治具を嵌め込んで回転させることで、ボディ３の外周に形成したテーパネジ１１を、圧力容器２の内周に形成したテーパネジ溝１２に螺合させることができる。ボディ３の端部に形成する溝の数は、２つに限定されず、例えば、図１１（ｂ）に示すように、十字すりわり溝のように、４つの溝部Ｆ‘、Ｆ‘、Ｆ‘、Ｆ‘が形成されていてもよい。溝の数や溝の形状は、治具の形状に合わせるように形成すればよい。
【００３７】
次に、図１２を参照して本発明の第５実施形態を説明する。なお、本実施形態は前記バルブの適用例に関するものであり、図１２は自動車に多用されているビスカスカップリングの構成を示す断面図である。
【００３８】
ビスカスカップリング２１の基本的な構成を述べると、筒状に構成されたハウジング２２と、前記ハウジング２２の内側に回転自在に組み込まれた筒状のインナー部材２３と、前記ハウジング２２内に環状に且つ中空状に形成されたオイル充填室２４と、一端がオイル充填部２４の環状の内壁に一定間隔で固定されたアウタープレート２５と、一端がインナー部材２４の外側面に一定間隔で固定されたインナープレート２６等を備えている。なお、アウタープレート２５とインナープレート２６とは円環状に形成され、スペーサにより一定間隔で交互に且つ直に接触しないように配列されている。
【００３９】
オイル充填室２４内には、粘性のあるオイルが充填されている。また、ハウジング２２とインナー部材２３との接触位置には、オイル漏れを防ぐためのオイルシール２７が設けられ、ハウジング２２の一方の開放端には環状のベアリング２８が嵌挿されている。
そして、ハウジング２２の一端に、前記第１及び第２実施形態で説明したバルブ１が取り付けられている。
【００４０】
前記ビスカスカップリング２１がクラッチ等の動力伝達機構に適用されている場合、仮にインナー部材２４が回転駆動されると、これと一体にインナープレート２６が回転する。この回転はオイル充填室２４内に一定圧力で充填されたオイルの粘性によってアウタープレート２５に伝達され、アウタープレート２５も同一方向に回転するようになる。アウタープレート２５は、前記のようにハウジング２２に固定されているのであるから、アウタープレート２５と一体にハウジング２２が回転する。
【００４１】
ビスカスカップリングの差動の無い場合は、オイル充填室２４内のオイルが温度上昇して膨張することはない。しかし、ビスカスカップリングの差動がある場合は、剪断力によってオイル温度が上昇し、オイルが膨張してオイル充填室２４内が高圧になる。この状態を継続すると、ハウジング２２の損傷などが生じる恐れがある。
そこで、本実施形態ではハウジング２２の一端に前記バルブ１を取り付け、オイル充填室２４内が高圧になった時、バルブ１の作動により圧力を逃がすように構成した。この構成によれば、ハウジンク２２の損傷という重大な事故を未然に防止することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の如く、本発明に係る圧力リリーフバルブは、圧力容器等に固定される筒状ボディと、固定状態で容器内部、即ち圧力発生側に対応する端部に設けられたプッシュナットと、その中心部に設けた挿通孔に圧入されるシャフトと、筒状ボディの他端にＯリングによって抜け出し可能に設けられたシャフトガイドとを備えたものであり、プッシュナットとシャフトとの間には圧入により摩擦抵抗が生じ、この摩擦抵抗はシャフトが抜け出る際の抜け荷重になる。
従って、圧力容器内の圧力が上昇すると、プッシュナットとともにシャフトが付勢され、圧力がプッシュナットとシャフトとの間の抜け荷重以上に上昇したとき、シャフトがプッシュナットから抜け出てシャフトガイドを押動する。この結果、シャフトガイドが筒状のボディから抜け出し、圧力が容器外に逃げて容器損傷を防止できる。
【００４３】
また、本発明に係る圧力リリーフバルブは、圧力容器等に固定される筒状ボディの容器内部、即ち圧力発生側に対応する端部に単数あるいは複数のプッシュナットを設け、各プッシュナットに形成された挿通孔に１本のシャフトを圧入することにより、単数あるいは複数のプッシュナットに応じて抜け荷重を変えるように構成したものである。
従って、本発明においては、圧力リリーフバルブを適用する圧力容器や配管等に対応してプッシュナットを交換する必要はなく、１種類のプッシュナットとシャフトによって、レベルの異なる圧力変動に対応し得る。
【００４４】
更に、本発明に係る圧力リリーフバルブは、大径部が、円筒形状であるため、円筒加工用工具により容易に円筒形状に加工することができる。従って、圧力リリーフバルブの長手方向の軸線に対し、円筒形状の軸合わせが容易にでき、圧力リリーフバルブの圧力リリーフ機能が確実となる。
【００４５】
更に、本発明に係る圧力リリーフバルブは、円筒部が、リーマ加工により形成されているため、圧力リリーフバルブの長手方向の軸線と円筒部の軸線とを一致させることが容易に達成できる。
【００４６】
更に、本発明に係る圧力リリーフバルブは、大径部の端部には、溝部が形成されているため、溝部に治具を嵌め込むことができ、この嵌め込んだ治具を用いて、圧力リリーフバルブの外周に形成されたネジ部を、圧力容器の内周に形成されたネジ部に、螺合させることができる。
【００４７】
更に、本発明に係る圧力リリーフバルブ構造は、シャフトガイドにＯリングを被嵌する工程から、プッシュナットにシャフトを圧入する工程まで僅か４工程で、圧力リリーフバルブが組立られる。従って、部品点数が少なく、構造が簡単であることと相俟って、確実に作動する圧力リリーフバルブを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した圧力リリーフバルブの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】圧力リリーフバルブの形状を示す一側面図である。
【図３】シャフト圧入によるプッシュナットの変形を示す一部切欠側面図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す圧力リリーフバルブの断面図である。
【図５】本発明に係る圧力リリーフバルブのプッッシュナットの斜視図である。
【図６】本発明に係る圧力リリーフバルブのボディの断面図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、小径部の直径が異なっているものである。
【図７】本発明の第３実施形態である圧力リリーフバルブ構造について第１工程を示す斜視図である。
【図８】第２工程及び第３工程を示す斜視図である。
【図９】第４工程を示す斜視図である。
【図１０】本発明に係る圧力リリーフバルブの第４実施形態である。
【図１１】本発明に係る圧力リリーフバルブのボディを示しており、（ａ）は２つの溝部が形成されたもの、（ｂ）は４つの溝部が形成されたものである。
【図１２】本発明の第５実施形態を示すビスカスカップリングの断面図である。
【図１３】従来の圧力リリーフバルブを示す断面図である。
【符号の説明】
１ 圧力リリーフバルブ
２ 圧力容器
３ ボディ
４ シャフトガイド
５ Ｏリング
６ プッシュナット
６ａ フランジ部
６ｂ 湾曲部
６ｃ 挿通孔
７ シャフト
１１ テーパネジ
１２ ネジ溝
１３ 挿通孔
１３ａ 大径部
１３ｂ 嵌合部
１３ｃ 小径部
１４ａ 第１の段差部
１４ｂ 第２の段差部
２１ ビスカスカップリング
２２ ハウジング
２３ インナー部材
２４ オイル充填室
２５ アウタープレート
２６ インナープレート
２７ オイルシール
２８ ベアリング
４１ 圧力リリーフバルブ
４２ ボディ
４３ 挿通孔
４４ ボール
４５ テーパネジ
４６ 圧力容器
４７ ネジ孔
Ｘ１〜Ｘ４ 組み付け工程
Ａ 圧力容器の外側方向
Ｂ 圧力容器の内側方向
Ｃ 送り方向
Ｄ ボディの軸線
Ｄ‘ 大径部の軸線
Ｅ 縁部
Ｆ 溝部
Ｆ‘ 溝部
Ｔ リーマ
Ｗ 厚み
Claims (6)
- 流体経路となる配管或いは圧力容器内の圧力上昇を検出して前記配管及び圧力容器外に逃がす圧力リリーフバルブにおいて、
一端に第１の段差部を設け、他端に第２の段差部とを設けて挿通孔を形成した筒状のボディと、
前記挿通孔内に嵌合した状態で前記第１の段差部に係止するフランジ部と、該フランジ部に対し小径に形成された軸部とを設けたシャフトガイドと、
前記軸部の外側に嵌め込まれて前記挿通孔内に前記シャフトガイドを保持するＯリングと、
前記挿通孔内に嵌合された状態で前記第２の段差部に係止する円環状のプッシュナットと、
前記プッシュナットに形成された挿通孔と前記軸部に形成された挿通孔とに圧入され、圧力上昇が前記プッシュナットとの間の抜け荷重以上になったとき前記シャフトガイドを付勢するシャフト
を備えたことを特徴とする圧力リリーフバルブ。 - 前記第２の段差部に単数あるいは複数枚の前記プッシュナットを係止させるとともに前記シャフトを挿通させ、前記抜け荷重を前記プッシュナットの枚数に応じて設定することを特徴とする請求項１記載の圧力リリーフバルブ。
- 前記第２の段差部は、大径部と小径部により形成されており、前記大径部は、円筒形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力リリーフバルブ。
- 前記円筒形状の大径部は、リーマ加工により形成されたことを特徴とする請求項３に記載の圧力リリーフバルブ。
- 前記大径部の端部には、溝部が形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の圧力リリーフバルブ。
- 大径のフランジ部と小径の軸部とからなるシャフトガイドの前記軸部にＯリングを被嵌した後、
前記シャフトガイドを筒状のボディに形成した挿通孔内に差し込むとともに該挿通孔内に形成した第１の段差部に前記フランジ部を係止させ、
前記筒状のボディに形成された前記挿通孔の他端に形成した第２の段差部に円環状のプッシュナットを係止させ、
前記プッシュナット及び前記軸部に形成された挿通孔にシャフトを圧入することを特徴とする圧力リリーフバルブ構造。
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