JP2005133932A - 圧力制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベローズより安価な感圧部材を備えた圧力制御弁の提供を目的とする。
【解決手段】 本発明の圧力制御弁１０は、圧力検知部屋２８の内部にダイヤフラム４４を備え、そのダイヤフラム４４とボディ１１に設けた吸引子２４との間で、突張部材５０が突っ張り状態になっている。ここで、ダイヤフラム４４は、圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓを受けて弾性変形し、圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓが低くなるに従って吸引子２４側に近づくように復元すると共に、突張部材５０から受ける反力も増加する。そして、圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓが所定の基準圧力が低くなったときに、ダイヤフラム４４が突張部材５０から受けた反力により弁体３３が開放側に移動し、弁口３９が開放される。このように本発明の構成によれば、ベローズより安価な感圧部材としてのダイヤフラム４４を備えた圧力制御弁１０を提供することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流体の圧力に応じて、弁体が弁口を開閉する圧力制御弁に関する。

従来、この種の圧力制御弁として、流体の圧力に応じて伸縮するベローズを備え、そのベローズの伸縮により弁体を直動させて、弁口を開閉する構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１５３２５６号公報（段落［００２０］、［００２２］、第１図）

しかしながら、ベローズは高価な部品であるので、ベローズに代えて安価な感圧部材を備えた圧力制御弁の開発が求められていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ベローズより安価な感圧部材を備えた圧力制御弁の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る圧力制御弁（１０，９０，９１）は、弁体（３３，５３）が直動可能に組み付けられたボディ（１１）に圧力検知部屋（２８）を備え、その圧力検知部屋（２８）内の流体圧力（Ｐｓ）が所定の基準圧力より低くなった場合に、弁体（３３，５３）が弁口（３９）を開き、圧力検知部屋（２８）内の流体圧力（Ｐｓ）が所定の基準圧力より高くなった場合に、弁体（３３，５３）が弁口（３９）を閉じる圧力制御弁（１０）において、ボディ（１１）のうち圧力検知部屋（２８）を囲む壁部に貫通形成されかつ圧力検知部屋（２８）から離れた側に弁口（３９）を備えた軸孔（１６）と、軸孔（１６）に挿通されて、弁口（３９）から突出した一端に弁体（３３，５３）を備えた連絡軸（３２，５１，６２）と、弁体（３３，５３）を、弁口（３９）の開口縁に押し付けて閉じるように付勢した弁体閉塞付勢手段（２２，３７，４６）と、軸孔（１６）の中間部分から分岐しかつ弁口（３９）に連通した分岐孔（１７）と、軸孔（１６）のうち分岐孔（１７）より圧力検知部屋（２８）側の内面と連絡軸（３２，５１，６２）との間の隙間をシールしたシール部材（８０）と、圧力検知部屋（２８）内で連絡軸（３２，５１，６２）に固定された一端有底の筒状をなし、その開口端（４２Ｋ）が弁体（３３，５３）と反対側に向けられた感圧用筒部材（４２）と、感圧用筒部材（４２）の開口端（４２Ｋ）に張られたダイヤフラム（４４）と、ボディ（１１）のうちダイヤフラム（４４）との対向位置に設けられた終端壁（２４）と、ダイヤフラム（４４）と終端壁（２４）との間に差し渡されて、ダイヤフラム（４４）から弾発力を受ける突張部材（５０）とを備え、圧力検知部屋（２８）内の流体圧力（Ｐｓ）が所定の基準圧力より低くなったときにダイヤフラム（４４）が突張部材（５０）から受ける反力により、弁体（３３，５３）を開放側に移動させるように構成したところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の圧力制御弁（１０，９０，９１）において、弁体（３３，５３）が弁口（３９）を閉じた状態における終端壁（２４）とダイヤフラム（４４）との距離を調整するための調整手段（３２Ｎ，３３Ｎ，５１Ｎ，５２Ｎ，６０Ｎ，６１Ｎ）を備えたところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項２に記載の圧力制御弁（１０）において、弁体（３３）は、筒状をなしかつ、その内面に雌螺子部（３３Ｎ）を備え、連絡軸（３２）には、雌螺子部（３３Ｎ）に螺合する雄螺子部（３２Ｎ）が形成され、それら雄螺子部（３２Ｎ）と雌螺子部（３３Ｎ）とにより、調整手段（３２Ｎ，３３Ｎ）が構成されたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項２に記載の圧力制御弁（９０）において、感圧用筒部材（４２）と連絡軸（５１）とを別体にして、それら感圧用筒部材（４２）と連絡軸（５１）とに互いに螺合する雌雄の螺子部（５１Ｎ，５２Ｎ）を設け、雌雄の螺子部（５１Ｎ，５２Ｎ）により調整手段（５１Ｎ，５２Ｎ）が構成されたところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項２に記載の圧力制御弁（９１）において、連絡軸（６２）は、感圧用筒部材（４２）から軸孔（１６）内の途中部分まで延びた第１連絡軸構成部（６０）と、弁体（５３）に一体形成されて軸孔（１６）内の途中部分まで延びた第２連絡軸構成部（６１）とからなり、第１及び第２の連絡軸構成部（６０，６１）に互いに螺合する雌雄の螺子部（６０Ｎ，６１Ｎ）を設け、雌雄の螺子部（６０Ｎ，６１Ｎ）により調整手段（６０Ｎ，６１Ｎ）が構成されたところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項２乃至５の何れかに記載の圧力制御弁（１０，９０，９１）において、ボディ（１１）を分割しかつ、その分割部分に互いに圧入嵌合される嵌合部（１３Ｋ，２５Ｋ）を設け、これら嵌合部（１３Ｋ，２５Ｋ）により調整手段（１３Ｋ，２５Ｋ）が構成されたところに特徴を有する。

請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の圧力制御弁（１０，９０，９１）において、弁体閉塞付勢手段（２２，４６）は、ボディ（１１）に固定された筒状のソレノイド（２２）と、ソレノイド（２２）に挿入されたプランジャ（４６）とからなり、終端壁（２４）は、ソレノイド（２２）の一端に配置されて、ソレノイド（２２）の磁路を構成し、プランジャ（４６）を吸引する吸引子（２４）を兼ね、プランジャ（４６）は、両端開放の筒状をなしかつその一端がダイヤフラム（４４）に対向した状態で感圧用筒部材（４２）に固定され、突張部材（５０）は、プランジャ（４６）の内側に直動可能に挿通されたところに特徴を有する。

請求項８の発明は、請求項７に記載の圧力制御弁（１０，９０，９１）において、ボディ（１１）は、ソレノイド（２２）の軸方向で、相手部材に挿入組み付けされると共に、ソレノイド（２２）への給電用のコネクタ（２１）が、ソレノイド（２２）の一端面から起立したところに特徴を有する。

請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の圧力制御弁（１０，９０，９１）において、感圧用筒部材（４２）の内部には、その底壁（４２Ｔ）とダイヤフラム（４４）との間で圧縮される内蔵スプリング（４３Ｃ）が備えられたところに特徴を有する。

請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかに記載の圧力制御弁（１０，９０，９１）において、軸孔（１６）のうち圧力検知部屋（２８）側の開口縁を拡開してなる軸孔大径部（１６Ｄ）と、圧力検知部屋（２８）の奥面（１６Ｍ）に敷設されたシール部材（８０）としての中空円板状のパッキン板（８０）と、軸孔大径部（１６Ｄ）内に嵌合固定されて、軸孔大径部（１６Ｄ）の奥面（１６Ｍ）との間でパッキン板（８０）を挟持した円筒ブッシュ（８１）と、円筒ブッシュ（８１）の先端内縁部から突出し、パッキン板（８０）の内縁部を押圧して漏斗状に変形させる押圧突起（８２）とを設け、そのパッキン板（８０）の内縁部を連絡軸（３２，５１，６２）の外周面に密着させたところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
請求項１の圧力制御弁（１０，９０，９１）は、圧力検知部屋（２８）の内部にダイヤフラム（４４）を備え、そのダイヤフラム（４４）と、ボディ（１１）に設けた終端壁（２４）との間で、突張部材（５０）が突っ張り状態になっている。ここで、ダイヤフラム（４４）は、圧力検知部屋（２８）内の流体圧力（Ｐｓ）を受けて弾性変形し、圧力検知部屋（２８）内の流体圧力（Ｐｓ）が低くなるに従って終端壁（２４）側に近づくように復元すると共に、突張部材（５０）から受ける反力も増加する。そして、圧力検知部屋（２８）内の流体圧力（Ｐｓ）が所定の基準圧力より低くなったときに、ダイヤフラム（４４）が突張部材（５０）から受けた反力により弁体（３３，５３）が開放側に移動し、弁口（３９）が開放される。このように本発明の構成によれば、ベローズより安価な感圧部材としてのダイヤフラム（４４）を備えた圧力制御弁（１０，９０，９１）を提供することができる。

［請求項２の発明］
請求項２の圧力制御弁（１０，９０，９１）では、弁体（３３，５３）が閉じた状態における終端壁（２４）とダイヤフラム（４４）との距離に、組み付け上のばらつきが生じても、第１調整手段（３２Ｎ，３３Ｎ，５１Ｎ，５２Ｎ，６０Ｎ，６１Ｎ）によってそれら終端壁（２４）とダイヤフラム（４４）との間の距離を変更して、突張部材（５０）に対するダイヤフラム（４４）の弾発力を調整することができる。これにより、圧力検知部屋（２８）内の流体圧力（Ｐｓ）と弁体（３３，５３）の開閉との対応関係のばらつきを抑えることができる。

［請求項３，４，５の発明］
請求項３の圧力制御弁（１０）では、弁体（３３）及び連絡軸（３２）の螺子部（３２Ｎ，３３Ｎ）同士の螺合深さを変更することで、終端壁（２４）とダイヤフラム（４４）との距離を調整することができる。また、請求項４の圧力制御弁（９０）では、感圧用筒部材（４２）及び連絡軸（５１）の螺子部（５１Ｎ，５２Ｎ）同士の螺合深さを変更することで、終端壁（２４）とダイヤフラム（４４）との距離を調整することができる。さらに、請求項５の圧力制御弁（９１）では、第１及び第２の連絡軸構成部（６０，６１）の螺子部（６０Ｎ，６１Ｎ）同士の螺合深さを変更することで、終端壁（２４）とダイヤフラム（４４）との距離を調整することができる。

［請求項６の発明］
請求項６の圧力制御弁（１０，９０，９１）では、ボディ（１１）のうち分割部分に備えた嵌合部（１３Ｋ，２５Ｋ）の圧入嵌合深さを変更することで、終端壁（２４）とダイヤフラム（４４）との距離を調整することができる。

［請求項７の発明］
請求項７の圧力制御弁（１０，９０，９１）では、筒状のプランジャ（４６）の内側に突張部材（５０）が挿通されているので、突張部材（５０）が安定して直動する。

［請求項８の発明］
請求項８の圧力制御弁（１０，９０，９１）では、ソレノイド（２２）への給電用のコネクタ（２１）が、ソレノイド（２２）の一端面から起立しているので、給電用のコネクタ（２１）が、ソレノイド（２２）の側面から起立したものに比べて、コネクタ（２１）と相手部材との干渉が抑えられる。

［請求項９の発明］
請求項９の圧力制御弁（１０，９０，９１）では、感圧用筒部材（４２）の底壁（４２Ｔ）とダイヤフラム（４４）との間で圧縮された内蔵スプリング（４３Ｃ）を備えた、圧力検知部屋（２８）内の流体圧力に対するダイヤフラム（４４）の変形量を変更することができる。

［請求項１０の発明］
請求項１０の構成によれば、パッキン板（８０）の内縁部は、押圧突起（８２）に押されて漏斗状に変形する。そして、連絡軸（３２，５１，６２）によってパッキン板（８０）の漏斗状部分が押し広げられてその連絡軸（３２，５１，６２）の外周面に密着する。これにより、分岐孔（１７）と圧力検知部屋（２８）との間が気密状態に区画される。また、分岐孔（１７）内の圧力がパッキン板（８０）にかかると、パッキン板（８０）の漏斗状部分が縮径して連絡軸（３２，５１，６２）に押し付けられて気密性が増し、分岐孔（１７）から圧力検知部屋（２８）への流体の流れを確実に防ぐことができる。

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
本実施形態の圧力制御弁１０は、図１の上下方向に延びた軸状のボディ１１の内部に、可動軸部３０を直動可能に収容してなる。ボディ１１は、軸方向の中間部を堺にして先端ボディ１３と基端ボディ２０とに分割可能となっている。

先端ボディ１３は、基端ボディ２０から離れるに従って外径が段階的に小さくなった円柱構造をなしている。先端ボディ１３の両端面には、凹部１５Ａ，１５Ｂがそれぞれ形成され、それら凹部１５Ａ，１５Ｂの底面間を繋ぐようにして、先端ボディ１３の中心部に軸孔１６が貫通形成されている。そして、軸孔１６のうち基端ボディ２０から離れた側の開口が本発明に係る弁口３９となっている。

先端ボディ１３の軸方向の中間部分には、軸孔１６の中間部分から直角に分岐するように分岐孔１７が形成されている。また、先端ボディ１３のうち基端ボディ２０寄りの位置には、凹部１５Ａと直交するように流体導入孔１８が形成されている。より詳細には、これら分岐孔１７及び流体導入孔１８は、先端ボディ１３を径方向に貫通し、先端ボディ１３の中心部分で軸孔１６又は凹部１５Ａと交差している。

なお、先端ボディ１３の外周面には、流体導入孔１８と分岐孔１７との間と、分岐孔１７と凹部１５Ｂの開放口との間に、Ｏリング溝１３Ｍ，１３Ｎが形成されている。

先端ボディ１３のうち弁口３９を備えた側の先端部には、キャップ１９が嵌合装着されている。キャップ１９は、大径筒部１９Ａと小径筒部１９Ｂとを軸方向に並べかつ、その小径筒部１９Ｂの先端に底壁１９Ｃを設けた構造になっている。また、底壁１９Ｃの中心には、貫通孔１９Ｄが形成されている。そして、図１に示すように、大径筒部１９Ａが先端ボディ１３の先端に圧入嵌合され、貫通孔１９Ｄを通してキャップ１９の内外に流体が出入りする。

基端ボディ２０は、次述するコネクタ２１、ソレノイド２２、端部筒２５、外筒部材２７等を組み付けてなる。コネクタ２１は、ソレノイド２２に給電を行うものであり、コネクタハウジング２１Ａの内部に端子金具２１Ｂを備えてなる。また、コネクタハウジング２１Ａの先端には筒部２１Ｆが備えられ、その筒部２１Ｆの奥面から端子金具２１Ｂが起立している。コネクタ２１のうち筒部２１Ｆと反対側の端部からは、側方に向かって端部壁２１Ｔが張り出している。

ソレノイド２２は、ボビン２３に電線を巻回してなり、そのボビン２３の一端部においてコネクタ２１の端子金具２１Ｂが電線に接続されている。また、コネクタ２１に一体形成された外筒部２１Ｇが、ボビン２３の外面を覆うように装着され、コネクタ２１とソレノイド２２とが一体に固定されている。

ソレノイド２２の中空孔２２Ｃのうちコネクタ２１側には、本発明に係る「終端壁」を兼ねた吸引子２４が嵌合固定されている。吸引子２４は、円柱状の磁性体で構成され、一端面がコネクタ２１に当接している。吸引子２４の他端面は、外縁部から中心寄りの位置に向かってテーパ状に陥没し、その奥面は平坦になっている。

ソレノイド２２のうちコネクタ２１と反対側の端部には、端部筒２５が設けられている。端部筒２５は、一端有底の筒状をなし、その底壁２５Ｔがソレノイド２２の端面に宛がわれている。また、底壁２５Ｔの中心には、ソレノイド２２の中空孔２２Ｃと整合する中心孔が形成され、これら中心孔及び中空孔２２Ｃに跨って芯だし筒２６が嵌合されている。また、芯だし筒２６の一端は、吸引子２４の外周面に形成された段差部に突き当てられ、吸引子２４を固定する役割も果たしている。

端部筒２５のうち底壁２５Ｔと反対側の開放端には、端部筒２５の内径を若干拡開して、本発明に係る「調整手段」としての嵌合部２５Ｋが形成されている。そして、この嵌合部２５Ｋの内側に、前記した先端ボディ１３の一端に備えた本発明に係る「調整手段」としての嵌合部１３Ｋが圧入されている。また、端部筒２５の開放端の外周面には、Ｏリング溝２５Ｍが形成されている。端部筒２５の外周面のうちＯリング溝２５Ｍよりソレノイド２２側には、外筒部材２７の一端が嵌合している。

外筒部材２７は、円筒体の一端から内側に係止壁２７Ｋを張り出した構造をなし、他端の開放口から内部に、コネクタ２１、ソレノイド２２、端部筒２５の順番に挿入されている。そして、コネクタ２１の筒部２１Ｆが、外筒部材２７の一端から外側に突出し、コネクタ２１の端部壁２１Ｔが外筒部材２７の係止壁２７Ｋに係止している。また、外筒部材２７の他端は、端部筒２５の外周面に形成された係止溝２５Ｎに向けて屈曲変形され、これにより上記したコネクタ２１、ソレノイド２２、端部筒２５、外筒部材２７の各部品が一体になって基端ボディ２０が構成されている。

本実施形態では、例えば、先端ボディ１３に可動軸部３０を組み付けてから、先端ボディ１３と基端ボディ２０とが互いに嵌合固定される。そして、基端ボディ２０の内部空間と、先端ボディ１３の凹部１５Ａの内部空間とが一体となって本発明に係る圧力検知部屋２８が構成される。

先端ボディ１３の軸孔１６には、連絡軸３２が挿通されている。連絡軸３２の先端は、先端ボディ１３の先端側の凹部１５Ｂにおける奥面から突出し、その突出部分に弁体３３が組み付けられている。具体的には、連絡軸３２は、圧力検知部屋２８側に大径部３２Ａと、圧力検知部屋２８から離れた側の小径部３２Ｂとからなる。そして、小径部３２Ｂと軸孔１６の内面との隙間を介して、分岐孔１７が弁口３９に連通している。また、図２に示すように小径部３２Ｂのうち凹部１５Ｂの奥面から露出した部分には、本発明に係る「調整手段」としての雄螺子部３２Ｎが形成されている。さらに、小径部３２Ｂの先端には、工具（例えば、ドライバー）を係合可能な工具溝３２Ｍが形成されている。

連絡軸３２の大径部３２Ａの外周面と軸孔１６の内面との間は、パッキン板８０にてシールされている。詳細には、図４に示すように、先端ボディ１３には、軸孔１６のうち圧力検知部屋２８側（図２参照）の開口縁を拡開して軸孔大径部１６Ｄが形成されている。また、軸孔大径部１６Ｄには、軸孔１６の軸方向と直交する奥面１６Ｍが備えられ、その奥面１６Ｍに、本発明に係る「シール部材」としての中空円板状のパッキン板８０が敷設される。また、パッキン板８０の内径は、奥面１６Ｍの中心部に開口した軸孔１６の本体部１６Ｈの内径より小さくなっている。さらに、本体部１６Ｈのうち奥面１６Ｍにおける開口縁にはテーパ面１６Ｔが形成されている。

図５に示すように、軸孔大径部１６Ｄには、円筒ブッシュ８１が圧入され、奥面１６Ｍと円筒ブッシュ８１との間にパッキン板８０が挟持されている。また、円筒ブッシュ８１の内縁部には、パッキン板８０に向けて押圧突起８２が突出形成されている。押圧突起８２は、図４に示すように、円筒ブッシュ８１の内縁部全体を囲む円環状をなし、先端に向かうに従ってその円環の外径が小さくなった円錐台形状になっている。この構成により、図５に示すように、パッキン板８０の内縁部は押圧突起８２に押されて漏斗状に変形し、テーパ面１６Ｔとの間に若干の隙間をあけて対向した状態になっている。そして、連絡軸３２によってパッキン板８０の漏斗状部分が押し広げられて連絡軸３２（詳細には、大径部３２Ａ）の外周面に密着し、分岐孔１７と圧力検知部屋２８（図２参照）との間が気密状態に区画されている。また、分岐孔１７内の流体圧力がパッキン板８０にかかっても、そのパッキン板８０の漏斗状部分が縮径して連絡軸３２に押し付けられて気密性が増し、分岐孔１７から圧力検知部屋２８（図２参照）の流体の流れを確実に防ぐことができる。

弁体３３は、連絡軸３２の雄螺子部３２Ｎに螺合装着されている。弁体３３は、全体として筒状をなし、弁体３３の内面には、軸方向の半部に遊嵌部３３Ｙが形成され、残りの半分に、本発明に係る「調整手段」としての雌螺子部３３Ｎが形成されている。そして、連絡軸３２の雄螺子部３２Ｎに、遊嵌部３３Ｙを遊嵌してから、連絡軸３２の先端と弁体３３の雌螺子部３３Ｎとが当接したとこで弁体３３を連絡軸３２に対して相対回転し、雌雄の螺子部３２Ｎ，３３Ｎが螺合する。また、弁体３３の内面と連絡軸３２の外面との間の隙間は、例えば、シール用の接着剤にて閉塞されている。

弁体３３の外面には、軸方向の中間部にＥリング３５が装着されて側方に張り出している。そして、先端ボディ１３の凹部１５Ｂの奥面とＥリング３５との間に、第１の補助スプリング３６が組み付けられ、先端ボディ１３に装着されたキャップ１９の底壁１９ＣとＥリング３５との間に、第２の補助スプリング３７が組み付けられている。また、これら第１及び第２の補助スプリング３６，３７は、Ｅリング３５側が小径になった円錐コイルバネ構造をなしている。

連絡軸３２のうち弁体３３と反対側の端部には、本発明に係る感圧用筒部材４２が固定されている。感圧用筒部材４２は、一端有底の筒状をなし、その底壁４２Ｔの外面の中心に連絡軸３２の端部が固定されている。感圧用筒部材４２のうち連絡軸３２から離れた端部には、大径部４２Ｄが形成されている。

また、感圧用筒部材４２の内部には、１対の円盤４３Ａ，４３Ｂが軸方向に並べて収容され、これら円盤４３Ａ，４３Ｂの間に内蔵スプリング４３Ｃが挟まれて伸縮される。なお、一方の円盤４３Ａの外縁部は、常には大径部４２Ｄと奥面４２Ｐとの間に隙間を開けて対向しており、これにより、円盤４３Ａの感圧用筒部材４２の奥部への移動量を規制して次述するダイヤフラム４４の過度撓み防止を図っている。

感圧用筒部材４２の開口縁からは、側方にフランジ４２Ｆが張り出しており、そのフランジ４２Ｆにダイヤフラム４４が重ねられ、さらにそのダイヤフラム４４に固定円板４５が重ねられている。そして、固定円板４５とフランジ４２Ｆとが溶接付けされ、ダイヤフラム４４が感圧用筒部材４２の開口端４２Ｋを密封した状態で張られている。なお、上記溶接は、真空の作業空間で行われる。これにより、ダイヤフラム４４によって閉塞された感圧用筒部材４２の内部は、真空になっている。また、円盤４３Ａは、ダイヤフラム４４に密着しており、ダイヤフラム４４の撓み変形に伴って内蔵スプリング４３Ｃが伸縮する。

固定円板４５は、フランジ４２Ｆと概ね同じ大きさの円環状の板材の内縁部から筒状の支持壁４５Ａを感圧用筒部材４２から離れる側に立ち上げた構造になっている。そして、支持壁４５Ａには、プランジャ４６が固定されている。プランジャ４６は、ソレノイド２２の内側に直動可能に収容された円筒状をなし、その一端部が支持壁４５Ａ内に嵌合固定されている。

プランジャ４６の一端面とダイヤフラム４４との間には隙間が設けられている。また、プランジャ４６の外周面には、複数の縦溝４６Ｔが形成され、それら縦溝４６Ｔを通して圧力検知部屋２８内の流体圧力がダイヤフラム４４に付与される。

プランジャ４６のうち吸引子２４側の端部は平坦面になっており、その平坦面の外縁部には、吸引子２４に対応させてテーパ面が形成されている。

プランジャ４６の内側には、本発明に係る突張部材５０が挿入されている。突張部材５０は、棒状をなしかつ一端に円板体５０Ａを備える。そして、その円板体５０Ａがダイヤフラム４４に当接され、ダイヤフラム４４の変形に伴って突張部材５０がプランジャ４６内を直動する。また、円板体５０Ａに対応させて、プランジャ４６の端面には、凹所４６Ｚが陥没形成されている。そして、円板体５０Ａが、凹所４６Ｚの奥面に当接することで、突張部材５０の直動ストロークが制限され、ダイヤフラム４４の過度撓みを防止している。さらに、突張部材５０のうちダイヤフラム４４と反対側の端部は、図２に示すように、ダイヤフラム４４が平坦な状態でプランジャ４６の端面から僅かに突出するように設定されている。

次に、上記構成からなる本実施形態の圧力制御弁１０の調整作業について説明する。
この圧力制御弁１０の調整作業は、圧力制御弁１０を図示しない調整装置にセットして行われる。ここで、調整装置には、弁挿入孔が形成されており、圧力制御弁１０はその弁挿入孔に弁体３３側から挿入組み付けされ、図示しないストッパにて抜け止めされる。圧力制御弁１０が、弁挿入孔に挿入組み付けされると、各Ｏリング溝１３Ｍ，１３Ｎ，２５Ｍに装着された図示しないＯリングによって、流体導入孔１８の外部開口と、分岐孔１７の外部開口と、キャップ１９の貫通孔１９Ｄとが気密状態に区画されると共に、それら流体導入孔１８の外部開口と、分岐孔１７の外部開口と、キャップ１９の貫通孔１９Ｄとにそれぞれ別々の試験用流路が連絡される。

圧力制御弁１０のコネクタ２１に、図示しない給電側コネクタを接続し、分岐孔１７と流体導入孔１８とに各試験用流路から流体を供給する。すると、流体導入孔１８を通して圧力検知部屋２８に流体が充填されると共に、分岐孔１７から軸孔１６内に流体が充填されて弁体３３で堰き止められた状態になる。そして、ソレノイド２２への励磁電流ｉを変更し、各励磁電流ｉにおいて圧力制御弁１０の弁体３３が開くときの圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓを測定する。詳細には、圧力制御弁１０の所要部位の面積、圧力等を表１の代数で表すと、可動軸部３０にかかる力の釣り合いから、式（１）が成立する。

Ｓ２・Ｐｓ＋Ｆｉ＋Ｓ１・Ｐｓ＋（Ｓ３−Ｓ２）・Ｐｄ＋ｆ３
＝ｆ１＋ｆ２＋Ｓ３・Ｐｃ・・・・（１）

この式（１）を整理すると、圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓは、式（２）に示したように、ソレノイド２２への励磁電流ｉの１次方程式で表される。

Ｐｓ＝Ａｉ＋Ｂ ・・・・・・・・・・・・・・・（２）

この１次方程式は、図６のグラフＧのように表される。ここで、グラフＧの傾きは、弁体３３の連絡軸３２に対する螺合位置に応じて変化する。そこで、分岐孔１７の流体圧力Ｐｄを一定にしかつソレノイド２２への励磁電流ｉを、例えば、ｉ＝０．２５［Ａ］とｉ＝０．７５［Ａ］とに設定し、各励磁電流ｉにおいて圧力制御弁１０の弁体３３が開くときの圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓを測定する。これらの結果から、図６に示したグラフＧの傾きＡ（即ち、上記式（２）のＡ）を求め、その傾きの値Ａが、所定の設定値（要求値）になるように、弁体３３の連絡軸３２に対する螺合位置を調整する。

次いで、励磁電流ｉを、例えば、ｉ＝０．２５［Ａ］にしたときに、弁体３３が開く圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓが所定の設定値（要求値）になるように、キャップ１９の先端ボディ１３に対する嵌合位置を変更し、第２の補助スプリング３７の弾発力を調整する。以上により、圧力制御弁１０の調整を含む組み付け作業が完了する。

次に、本実施形態の圧力制御弁１０の動作について説明する。
本実施形態の圧力制御弁１０は、例えば、図２に示すようにエアコンの流路７０に取り付けられる。具体的には、エアコンには、調整装置と同様に弁挿入孔（図示せず）が備えられ、その弁挿入孔に圧力制御弁１０が挿入組み付けされる。ここで、圧力制御弁１０は弁体３３と反対側からコネクタ２１が起立した構造であるから、コネクタ２１が弁挿入孔の内壁に干渉することなく圧力制御弁１０を挿入組み付けすることができる。また、弁挿入孔の内面には、流路７０に備えた流体供給路９２と、流体排出路９３と、制御用流路９４の各端部が開放しており、流体排出路９３が圧力制御弁１０のうちキャップ１９の内部空間に連絡され、流体供給路９２が分岐孔１７に連絡され、制御用流路９４が圧力検知部屋２８に連絡される。

なお、流路７０は、冷媒を循環して流すことが可能な循環流路９９の途中に、エバポレータ９７とコンデンサ９５とコンプレッサ９６とを備えてなり、本発明である圧力制御弁１０は、このコンプレッサ９６内に組み込まれている。また、制御用流路９４は、コンプレッサ９６とエバポレータ９７との間の循環流路９９から分岐し、流体供給路９２は、コンデンサ９５とコンプレッサ９６との間の循環流路９９から分岐している。さらに、流体排出路９３は、オリフィスを介して流路７０に接続されている。

さて、上記のようにエアコンに組み付けられた圧力制御弁１０では、圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓが所定の基準圧力より高いときに弁体３３が閉じ、圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓが所定の基準圧力より低くなったときに弁体３３が開く。詳細には、ダイヤフラム４４は、圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓを受けて弾性変形し、圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓが所定の圧力より高くなると、図２に示すように、突張部材５０の両端が吸引子２４及びダイヤフラム４４に当接した状態になる。このとき、弁体３３は、吸引子２４とプランジャ４６との吸引力と補助スプリング３６との弾発力とにより弁口３９の縁部に押し付けられ、弁口３９が閉塞された状態になる。

圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓが所定の基準圧力より低くなると、図３に示すように、内蔵スプリング４３Ｃの弾発力によりダイヤフラム４４が感圧用筒部材４２の開放端から隆起し、可動軸部３０がボディ１１に対して下方に相対移動する。これにより、弁体３３が弁口３９の縁部から離れ、弁口３９が開放し、流体供給路９２から分岐孔１７及び弁口３９を通して流体排出路９３に流体が流れる。

なお、図６に示すように、ソレノイド２２への励磁電流ｉを大きくすれば、弁体３３が開放する際の圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓが低くなる。

このように、本実施形態の圧力制御弁１０によれば、ベローズより安価な感圧部材としてのダイヤフラム４４を用いて、弁体３３を開閉制御することができる。しかも、弁体３３が弁口３９を閉じた状態における吸引子２４とダイヤフラム４４との距離に、組み付け上のばらつきが生じても、連絡軸３２及び弁体３３の雌雄の螺子部３２Ｎ，３３Ｎによってそれら吸引子２４とダイヤフラム４４との間の距離を変更して、突張部材５０に対するダイヤフラム４４の弾発力を調整することができる。これにより、圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓと弁体３３の開閉との対応関係のばらつきを抑えることができ、ダイヤフラム４４を用いてもベローズと同様の精度で弁体３３の開閉制御を行うことが可能になる。

また、本実施形態の圧力制御弁１０では、ダイヤフラム４４及び感圧用筒部材４２をソレノイド２２と先端ボディ１３との間の空間に配置したので、ダイヤフラム４４をソレノイド２２の内径に拘束されない大きさにすることができる。さらに、プランジャ４６も筒状をなし、その中心部に突張部材５０が挿通されているので、突張部材５０が安定して直動する。

また、感圧用筒部材４２の底壁４２Ｔとダイヤフラム４４との間で圧縮された内蔵スプリング４３Ｃを備えたことで、圧力検知部屋２８内の流体圧力に対するダイヤフラム４４の変形量を所望の大きさに設定することができる。

［第２実施形態］
本実施形態では、図７に示すように、弁体５３と連絡軸５１とが一体形成されており、感圧用筒部材４２と連絡軸５１とが別部品になっている。そして、感圧用筒部材４２の底壁４２Ｔに形成された本発明に係る「調整手段」としての雌螺子部５２Ｎに、連絡軸５１の一端に形成された本発明に係る「調整手段」としての雄螺子部５１Ｎが螺合している点が前記第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態と異なる構成に関してのみ説明し、第１実施形態と同一の構成に関しては同一符号を付して重複した説明は省略する。

感圧用筒部材４２には、底壁４２Ｔの内面の中心から底面突部５２がダイヤフラム４４側に向けて突出形成されている。そして、底面突部５２に内蔵スプリング４３Ｃが嵌合されている。また、底壁４２Ｔの外面（図７の下面）の中心には雌螺子５２Ｎが形成されている。その雌螺子部５２Ｎは底面突部５２の芯部に沿って延び、底壁４２Ｔの外面にのみ開放し、底面突部５２の先端側は閉塞されている。また、底壁４２Ｔには、雌螺子部５２Ｎを中心にした円形の凹部５２Ｍが陥没形成されている。

連絡軸５１は、弁体５３側から順番に小径部３２Ｂ、大径部３２Ａ、雄螺子部５１Ｎを備えた構造をなしている。雄螺子部５１Ｎは、小径部３２Ｂとほぼ同じ径をなし、大径部３２Ａの両端部はテーパ状になって小径部３２Ｂ及び雄螺子部５１Ｎに連続している。そして、雄螺子部５１Ｎが感圧用筒部材４２の雌螺子部５２Ｎに螺合されている。また、弁体５３のうち連絡軸５１と離れた側の先端には、工具（例えば、ドライバー）を係合可能な工具溝５３Ｍが形成されている。

このように構成された本実施形態の圧力制御弁９０を組み付けるには、例えば、先端ボディ１３と基端ボディ２０とを嵌合する前に、先端ボディ１３の軸孔１６に連絡軸５１を挿通しておく。その状態で、連絡軸５１の雄螺子部５１Ｎに例えば接着剤を塗布し、感圧用筒部材４２の雌螺子部５２Ｎに螺合する。なお、このとき雌螺子部５２Ｎから溢れ出た接着剤は凹部５２Ｍに溜まる。

次いで、先端ボディ１３と基端ボディ２０とを嵌合する。そして、流体導入孔１８から図示しない工具を挿入して感圧用筒部材４２を回り止めし、接着剤が固化する前に雌雄の螺子部５１Ｎ，５２Ｎの螺合深さを変えることで吸引子２４（図１参照）とダイヤフラム４４との間の距離を変更して、突張部材５０に対するダイヤフラム４４の弾発力を調整する。これにより、圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓと弁体３３の開閉との対応関係のばらつきを抑えることができ、ダイヤフラム４４を用いてもベローズと同様の精度で弁体３３の開閉制御を行うことが可能になる。

［第３実施形態］
本実施形態は、図８に示すように、連絡軸６２の構造が第１及び第２の実施形態と異なる。以下、第１及び第２の実施形態と異なる構成に関してのみ説明し、第１及び第２の実施形態と同一の構成に関しては同一符号を付して重複した説明は省略する。

本実施形態の圧力制御弁９１に備えた感圧用筒部材４２からは、軸孔１６内の途中部分まで第１連絡軸構成部６０が延びている。この第１連絡軸構成部６０の先端には、本発明に係る「調整手段」としての雌螺子部６０Ｎが形成されている。また、弁体５３の一端からは軸孔１６内の途中部分まで第２連絡軸構成部６１が延びている。この第２連絡軸構成部６１の先端にも本発明に係る「調整手段」としての雄螺子部６１Ｎが形成されている。

このように構成された本実施形態の圧力制御弁９１を組み付けるには、例えば、先端ボディ１３と基端ボディ２０とを嵌合する前に、第２連絡軸構成部６１の雄螺子部６１Ｎに接着剤を塗布しておき、軸孔１６の両端から第１と第２の連絡軸構成部６０，６１をそれぞれ挿入する。そして、これら雌雄の螺子部６０Ｎ，６１Ｎ同士を軸孔１６内で螺合する。これにより、第１及び第２の連絡軸構成部６０，６１同士が連結されて本発明に係る連絡軸６２となる。なお、このとき雌螺子部６１Ｎから溢れ出た接着剤は、第１連絡軸構成部６０と第２連絡軸構成部６１との段差部に溜まる。

次いで、先端ボディ１３と基端ボディ２０とを嵌合する。そして、流体導入孔１８から図示しない工具を挿入して感圧用筒部材４２を回り止めし、接着剤が固化する前に、雌雄の螺子部６０Ｎ，６１Ｎ同士の螺合深さを変えることで、吸引子２４（図１参照）とダイヤフラム４４との間の距離を変更して、突張部材５０に対するダイヤフラム４４の弾発力を調整する。これにより、圧力検知部屋２８内の流体圧力Ｐｓと弁体３３の開閉との対応関係のばらつきを抑えることができ、ダイヤフラム４４を用いてもベローズと同様の精度で弁体３３の開閉制御を行うことが可能になる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記第１〜第３実施形態の圧力制御弁１０におけるボディ１１のうち分割部分に備えた嵌合部１３Ｋ，２５Ｋの圧入嵌合深さを変更することで、吸引子２４とダイヤフラム４４との距離を調整してもよい。

（２）前記第１〜第３実施形態では、突張部材５０は、吸引子２４に接離する構成であったが、突張部材５０をダイヤフラム４４に対して接離させかつ突張部材５０と吸引子２４とを一体にした構成としてもよい。

（３）前記第１〜第３実施形態では、弁口３９は、ダイヤフラム４４が平坦であるときに閉塞する構成であったが、弁口３９をダイヤフラム４４が膨出した状態、又は窪んだ状態で閉塞する構成としてもよい。

本発明の第１実施形態に係る圧力制御弁の側断面図 圧力制御弁が閉じた状態の側断面図 圧力制御弁が開いた状態の側断面図 先端ボディとパッキン板とブッシュの分解側断面図 先端ボディとパッキン板とブッシュを組み付けた状態の側断面図 圧力制御弁の圧力検知部屋内の流体圧力とソレノイドの電流との対応グラフ 第２実施形態に係る圧力制御弁の側断面図 第３実施形態に係る圧力制御弁の側断面図

符号の説明

１０，９０，９１ 圧力制御弁
１１ ボディ
１３Ｋ，２５Ｋ 嵌合部
１６ 軸孔
１７ 分岐孔
２１ コネクタ
２２ ソレノイド
２４ 吸引子
２８ 圧力検知部屋
３２，５１，６２ 連絡軸
３２Ｎ，５１Ｎ，６１Ｎ 雄螺子部
３３，５３ 弁体
３３Ｎ，５２Ｎ，６０Ｎ 雌螺子部
３９ 弁口
４２ 感圧用筒部材
４２Ｋ 開口端
４３Ｃ 内蔵スプリング
４４ ダイヤフラム
４６ プランジャ
５０ 突張部材
８０ パッキン板
８１ ブッシュ
８２ 押圧突起

Claims (10)

1. 弁体（３３，５３）が直動可能に組み付けられたボディ（１１）に圧力検知部屋（２８）を備え、その圧力検知部屋（２８）内の流体圧力（Ｐｓ）が所定の基準圧力より低くなった場合に、前記弁体（３３，５３）が弁口（３９）を開き、前記圧力検知部屋（２８）内の流体圧力（Ｐｓ）が所定の基準圧力より高くなった場合に、前記弁体（３３，５３）が前記弁口（３９）を閉じる圧力制御弁（１０）において、
   前記ボディ（１１）のうち前記圧力検知部屋（２８）を囲む壁部に貫通形成されかつ前記圧力検知部屋（２８）から離れた側に前記弁口（３９）を備えた軸孔（１６）と、
   前記軸孔（１６）に挿通されて、前記弁口（３９）から突出した一端に前記弁体（３３，５３）を備えた連絡軸（３２，５１，６２）と、
   前記弁体（３３，５３）を、前記弁口（３９）の開口縁に押し付けて閉じるように付勢した弁体閉塞付勢手段（２２，３７，４６）と、
   前記軸孔（１６）の中間部分から分岐しかつ前記弁口（３９）に連通した分岐孔（１７）と、
   前記軸孔（１６）のうち前記分岐孔（１７）より前記圧力検知部屋（２８）側の内面と前記連絡軸（３２，５１，６２）との間の隙間をシールしたシール部材（８０）と、
   前記圧力検知部屋（２８）内で前記連絡軸（３２，５１，６２）に固定された一端有底の筒状をなし、その開口端（４２Ｋ）が前記弁体（３３，５３）と反対側に向けられた感圧用筒部材（４２）と、
   前記感圧用筒部材（４２）の前記開口端（４２Ｋ）に張られたダイヤフラム（４４）と、
   前記ボディ（１１）のうち前記ダイヤフラム（４４）との対向位置に設けられた終端壁（２４）と、
   前記ダイヤフラム（４４）と前記終端壁（２４）との間に差し渡されて、前記ダイヤフラム（４４）から弾発力を受ける突張部材（５０）とを備え、
   前記圧力検知部屋（２８）内の流体圧力（Ｐｓ）が前記所定の基準圧力より低くなったときに前記ダイヤフラム（４４）が前記突張部材（５０）から受ける反力により、前記弁体（３３，５３）を開放側に移動させるように構成したことを特徴とする圧力制御弁（１０，９０，９１）。
2. 前記弁体（３３，５３）が前記弁口（３９）を閉じた状態における前記終端壁（２４）と前記ダイヤフラム（４４）との距離を調整するための調整手段（３２Ｎ，３３Ｎ，５１Ｎ，５２Ｎ，６０Ｎ，６１Ｎ）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の圧力制御弁（１０，９０，９１）。
3. 前記弁体（３３）は、筒状をなしかつ、その内面に雌螺子部（３３Ｎ）を備え、
   前記連絡軸（３２）には、前記雌螺子部（３３Ｎ）に螺合する雄螺子部（３２Ｎ）が形成され、それら雄螺子部（３２Ｎ）と雌螺子部（３３Ｎ）とにより、前記調整手段（３２Ｎ，３３Ｎ）が構成されたことを特徴とする請求項２に記載の圧力制御弁（１０）。
4. 前記感圧用筒部材（４２）と前記連絡軸（５１）とを別体にして、それら感圧用筒部材（４２）と連絡軸（５１）とに互いに螺合する雌雄の螺子部（５１Ｎ，５２Ｎ）を設け、前記雌雄の螺子部（５１Ｎ，５２Ｎ）により前記調整手段（５１Ｎ，５２Ｎ）が構成されたことを特徴とする請求項２に記載の圧力制御弁（９０）。
5. 前記連絡軸（６２）は、前記感圧用筒部材（４２）から前記軸孔（１６）内の途中部分まで延びた第１連絡軸構成部（６０）と、前記弁体（５３）に一体形成されて前記軸孔（１６）内の途中部分まで延びた第２連絡軸構成部（６１）とからなり、
   前記第１及び第２の連絡軸構成部（６０，６１）に互いに螺合する雌雄の螺子部（６０Ｎ，６１Ｎ）を設け、
   前記雌雄の螺子部（６０Ｎ，６１Ｎ）により前記調整手段（６０Ｎ，６１Ｎ）が構成されたことを特徴とする請求項２に記載の圧力制御弁（９１）。
6. 前記ボディ（１１）を分割しかつ、その分割部分に互いに圧入嵌合される嵌合部（１３Ｋ，２５Ｋ）を設け、これら嵌合部（１３Ｋ，２５Ｋ）により前記調整手段（１３Ｋ，２５Ｋ）が構成されたことを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の圧力制御弁（１０，９０，９１）。
7. 前記弁体閉塞付勢手段（２２，４６）は、前記ボディ（１１）に固定された筒状のソレノイド（２２）と、前記ソレノイド（２２）に挿入されたプランジャ（４６）とからなり、
   前記終端壁（２４）は、前記ソレノイド（２２）の一端に配置されて、前記ソレノイド（２２）の磁路を構成し、前記プランジャ（４６）を吸引する吸引子（２４）を兼ね、
   前記プランジャ（４６）は、両端開放の筒状をなしかつその一端が前記ダイヤフラム（４４）に対向した状態で前記感圧用筒部材（４２）に固定され、
   前記突張部材（５０）は、前記プランジャ（４６）の内側に直動可能に挿通されたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の圧力制御弁（１０，９０，９１）。
8. 前記ボディ（１１）は、前記ソレノイド（２２）の軸方向で、相手部材に挿入組み付けされると共に、前記ソレノイド（２２）への給電用のコネクタ（２１）が、前記ソレノイド（２２）の一端面から起立したことを特徴とする請求項７に記載の圧力制御弁（１０，９０，９１）。
9. 前記感圧用筒部材（４２）の内部には、その底壁（４２Ｔ）と前記ダイヤフラム（４４）との間で圧縮される内蔵スプリング（４３Ｃ）が備えられたことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の圧力制御弁（１０，９０，９１）。
10. 前記軸孔（１６）のうち前記圧力検知部屋（２８）側の開口縁を拡開してなる軸孔大径部（１６Ｄ）と、
    前記圧力検知部屋（２８）の奥面（１６Ｍ）に敷設された前記シール部材（８０）としての中空円板状のパッキン板（８０）と、
    前記軸孔大径部（１６Ｄ）内に嵌合固定されて、前記軸孔大径部（１６Ｄ）の奥面（１６Ｍ）との間で前記パッキン板（８０）を挟持した円筒ブッシュ（８１）と、
    前記円筒ブッシュ（８１）の先端内縁部から突出し、前記パッキン板（８０）の内縁部を押圧して漏斗状に変形させる押圧突起（８２）とを設け、そのパッキン板（８０）の内縁部を前記連絡軸（３２，５１，６２）の外周面に密着させたことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の圧力制御弁（１０，９０，９１）。
    

Images