JP2005316988A - 圧力制御弁及び複数の出力口を備えた圧力制御弁ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡単で確実に動作し、小型化が容易で、かつ、優れた操作性を有する、リリーフ機能を備えた圧力制御弁と、複数の出力口を有する圧力制御弁ユニットを提供する。
【解決手段】圧力制御弁１の流体通路を１次側通路１９と２次側通路７、１２、３７、２５とに画成する弁体２０と弁座（環状の隆起部）１０が、圧力調整バネ４０によって付勢されたピストン３０と協働して、圧力調整弁として機能すると共に、流体通路の遮断弁として機能し、この弁体２０が、ピストン３０に形成された円柱状突起部３８の先端部と協働して、ピストン３０に形成されたリリーフ通路３９を開閉する。弁座１０は隔壁６の上流側の面に形成され、隔壁６の下流側の面は大径シリンダ部１３に連続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮空気によって駆動される釘打ち機やタッカーやエアダスター等の工具（以下、エアツールという。）に所定圧力の圧縮空気を供給するための圧力制御弁及び複数の出力口を備えた圧力制御弁ユニットに関するものである。

圧力制御弁は、その使用目的によって、幾つかの種類に分類される。例えば、１次側の高い圧力を２次側に必要な安定した圧力に減圧する減圧弁、設定圧力より高くなった圧力を大気中に放出して設定圧力を維持するリリーフ弁、危険圧力に達した圧縮空気を放出して安全を保持する安全弁、設定圧力を検知してその圧力を信号として利用するシーケンス弁等がある。

このうち、減圧弁は、弁の１次側に供給された圧縮空気の圧力を、この圧縮空気の流量又は圧力に依存することなく、予め設定された圧力まで減圧し、このようにして減圧された圧縮空気を弁の２次側から流出させる圧力制御弁である。一般的に使用されている減圧弁として直動形減圧弁がある。リリーフ弁の機能を備えた減圧弁、所謂、リリーフ付き減圧弁も開発され、使用されている。

エアツールは、駆動力である圧縮空気の圧力によって常圧用工具と高圧用工具に分類される。一般に、常圧用工具は０．９８ＭＰａ以下の圧力で駆動されるのに対し、高圧用工具は約３ＭＰａ以下の圧力で駆動される。常圧用工具に加えて高圧用工具が使用される理由は、高圧空気で駆動することにより、エアツールの性能を向上させることができると共に、エアツールの機器の小型化を図ることができるからである。

高圧用工具は常圧の圧縮空気によっては機能しない。したがって、常圧用工具と高圧用工具を併用する場合には、常圧空気の供給源に加えて高圧空気の供給源を設ける必要がある。しかし、常圧用及び高圧用の二種類の圧縮空気供給源を設けることは、使用者にとって負担になるばかりでなく、作業現場の配管も複雑化し、また、作業効率も低下する。このため、作業現場には高圧空気を出力する圧縮機のみを設置し、常圧用工具を使用するときには、減圧弁を用いて高圧の圧縮空気を常圧まで減圧し、これにより得られた常圧の圧縮空気を使用して常圧用工具を動作させるという提案がなされている。

特許文献１は、エアツールに装着される空気圧レギュレータを開示する。この空気圧レギュレータは、シリンダ内に、ピストンと、このピストンに対向するポペットバルブホルダとが、軸方向に移動自在に挿入され、更に、ポペットバルブホルダの前後位置を一定範囲で調整する圧力調整ネジが設けられている。そして、空気圧レギュレータの設定圧力を変更するには、圧力調整ネジを回転させてポペットバルブホルダとピストンを移動させるように構成されている。
特許文献２は、操作性の向上が図られた空気圧レギュレータを開示する。この空気圧レギュレータは、その操作性を向上させるため、圧力調整ノブの他にプリセットノブが設けられ、更に、圧力調整ノブとプリセットノブの一方にフランジ或いは周方向の溝等の異形部を形成し、他方にこの異径部と対偶をなすストッパが設けられている。そして、プリセットノブを回転させることにより、異形部とストッパとの相対位置を変化させて、圧力調整バネの移動範囲を任意に設定することができるように構成されている。
特許文献３は、小型化を図った空気圧レギュレータを開示する。この空気圧レギュレータの特徴は、弁体と弁バネを圧力調整バネの半径方向内方に配置することにより、空気圧レギュレータの全長を出来る限り短くすることにある。
特許第３３５８４２８号公報 特許第３５２８５９１号公報 特開平１１−３０５８４３号公報

本発明の目的は、構成が簡単で確実に動作し、小型化が容易で、かつ、優れた操作性を有する、圧力制御弁を提供することにある。

本発明の他の目的は、１次側に高圧空気が流入するときには、２次側から高圧空気を出力することも常圧空気を出力することも可能であり、また、１次側に常圧空気が流入するときには、２次側から常圧空気を出力することが可能であり、更に、１次側に高圧空気が流入するときには、必要に応じて、２次側から流出する圧縮空気の圧力を１次側から流入した高圧空気の圧力よりも低い任意の圧力に設定することができる、圧力制御弁を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、出力される圧縮空気の圧力を容易に設定することができる圧力制御弁を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、複数の出力口を備えた圧力制御弁ユニットを提供することにある。

本発明の圧力制御弁は次のような構成を含む。
すなわち、圧力制御弁の中空のハウジングの内部に隔壁形成し、この隔壁によって、ハウジングの内部空間を、弁体を収容する上流側の空間とピストンを収容する下流側の空間とに画成した。そして、この隔壁にピストンの突起部が挿入される貫通孔を形成し、隔壁の上流側の面に弁体が着座する弁座を形成し、隔壁の下流側の面をハウジングの内面に形成されたシリンダ部に連続させた。
また、前述の弁体は、前述の弁座と協働して、圧力制御弁の流体通路を１次側通路と２次側通路とに画成し、また、圧力調整バネによって付勢されたピストンと協働して、圧力調整弁として機能するとともに流体通路の遮断弁として機能し、更に、この弁体は、ピストンに形成されたリリーフ通路開閉用弁座部と協働してリリーフ通路の開閉弁としても機能する。

本発明の圧力制御弁は、必要に応じて、中空円筒状の１次側ポート部材又は２次側ポート部材に中空円筒状の圧力調整ハンドル部材を螺合させることにより、両部材の内部にシリンダ部を画成し、同シリンダ部に前述のピストンを収容すると共に、同ピストンと前述のシリンダ部の内面との間に圧力調整バネを介在させることができる。このような構成を採ることによって、前述の圧力調整ハンドル部材を１次側ポート部材又は２次側ポート部材に関して相対的に回転させると、圧力調整バネの弾発力を変化させることができるから、２次側ポートから流出する流体の圧力を任意の圧力に設定することができる。

本発明の圧力制御弁を複数個使用することによって、複数の出力口を備えた圧力制御弁ユニットを構成することができる。

本発明の圧力制御弁においては、圧力制御弁のハウジングに隔壁が形成され、この隔壁によってハウジングの内部空間を、弁体が収容される上流側の空間とピストンが収容される下流側の空間とに画成されている。この隔壁には、ピストンの突起部が挿入される貫通孔が形成され、更に、この隔壁の上流側の面には弁座が形成される一方、この隔壁の下流側の面はシリンダ部に連続する。隔壁はハウジングに一体的に形成されているから、隔壁に形成された弁座の位置はハウジングに対して常に一定の位置に固定されている。また、隔壁の下流側の面はハウジングに形成されたシリンダ部に連続するから、シリンダ部と弁座との位置関係も一定に保たれる。したがって、シリンダ部に嵌合したピストンは弁座に対して常に一定の位置関係を保って摺動することができるから、ピストンの突起部によって変位させられる弁体は、弁座に対して常に正確な位置関係を保った状態で変位することができる。これにより、本発明の圧力制御弁の動作は長期間にわたって維持される。

また、本発明の圧力制御弁においては、隔壁の上流側の面には弁座が形成され、また、隔壁の下流側の面はシリンダ部に連続するから、圧力制御弁の部品点数を減少させることができる。これによって、構成が単純化され、小型化が容易になる。

本発明の圧力制御弁は、また、前述の利点を損なうことなく、圧力調整ハンドル部材を１次側ポート部材又は２次側ポート部材に関して相対的に回転させることによって圧力調整バネの弾発力を変化させるように構成することができる。したがって、必要に応じて、このような構成を採ることにより、２次側ポートから流出する流体の圧力を任意の圧力に適宜設定することができるという利点がある。

更に、本発明の圧力制御弁を複数個使用することによって、複数の出力口を備えた圧力制御弁ユニットを構成することができる。この圧力制御弁ユニットを構成する複数の圧力制御弁の設定圧力は圧力制御弁ごとに設定することができるから、圧力制御弁ユニットの複数の出力口から任意の圧力の圧縮空気を個々に取り出すことができる。
本発明の圧力制御弁及び複数の出力口を備えた圧力制御弁ユニットのその他の利点は、図面を参照して行われる以下の説明から明らかになる。

構成が簡単で確実に動作し、小型化が容易で、かつ、優れた操作性を有する、圧力制御弁を提供するという目的を、リリーフ機能を備えた圧力制御弁として実現する。

図１乃至６は、本発明の圧力制御弁の基本構造を示す。同図中、圧力制御弁１は、全体として中空の円筒体からなる中央部材２と、同様に中空の円筒体からなる１次側ポート部材３と、同様に中空の円筒体からなる２次側ポート部材４とを有し、これらの部材２、３、４を連結して圧力制御弁１のハウジング５が形成される。

中央部材２の内部には隔壁６が形成され、隔壁６は中央部材２の軸線Ｂを横切る方向に延在する。隔壁６の中央部には貫通孔７が形成される。貫通孔７は軸線Ｂに沿う方向に延在し、隔壁６の両面に開口する。隔壁６は、中央部材２の内部を１次側凹部８と２次側凹部９に分割し、１次側凹部８の端部と２次側凹部９の端部は、それぞれ、隔壁６の反対側で開口している。隔壁６の１次側凹部８の側の面には、貫通孔７を囲繞する環状の隆起部１０が形成され、環状の隆起部１０は弁座として機能する。１次側凹部８の内面には環状溝１１が形成されている。貫通孔７は、また、２次側凹部９に向かって円錐状に拡径する拡径開口部１２を有する。拡径開口部１２は隔壁６の２次側凹部９に開口する。２次側凹部９は、隔壁６に隣接する位置に、軸線Ｂの方向に延在する大径シリンダ部１３を有し、大径シリンダ部１３は、環状凹部１４を介して、雌ネジ部１５に連続する。環状凹部１４の壁面には大気連通孔１６が形成される。

１次側ポート部材３の先端部は中央部材２の１次側凹部８に嵌合し、１次側凹部８の環状溝１１に挿入された複数の鋼球１７によって軸線８の周囲に回転自在に係止される。１次側ポート部材３は、鋼球１７によって回転自在に支持されることにより、中央部材２に対して自在継手を介して連結されたことになる。図中、１８は、１次側ポート部材３と１次側凹部８の内面との間に介在する環状の密封部材である。１次側ポート部材３の内部には、圧力制御弁１の流入側の流体通路である１次側通路１９が形成され、１次側通路１９の内部には弁体２０が配置されている。弁体２０は隔壁６の貫通孔７に面して配置され、圧縮コイルバネ２１によって環状隆起部１０の方向に常時付勢されている。図５及び６に示すように、環状隆起部１０は弁体２０の弁座として機能する。１次側通路１９には、また、雌ネジ部２２が形成され、空気圧縮機に連結されたエアホース（図示せず）等の先端部を雌ネジ部２２に螺合させたり、雌ネジ部２２を利用して圧力制御弁１を空気圧縮機の圧縮空気流出口（図示せず）に取付けたりすることができる。１次側ポート部材３の雌ネジ部２２が形成された部位が１次側ポート２３となる。

２次側ポート部材４の外周面には雄ネジ部２４が形成されている。２次側ポート部材４の雄ネジ部２４は中央部材２の２次側凹部９の雌ネジ部１５に螺合され、これによって２次側ポート部材４は中央部材２に取付けられる。２次側ポート部材４の内部には小径シリンダ部２５が形成され、小径シリンダ部２５の軸心は、中央部材２の大径シリンダ部１３の軸心に一致する。小径シリンダ部２５には環状溝２６が形成され、環状溝２６には環状密封部材２７が装着されている。小径シリンダ部２５は２次側ポート部材４の２次側ポート２８に連通し、２次側ポート２８の周面には雌ネジ部２９が形成されている。雌ネジ部２９は、空圧工具や空圧機器（図示せず）に接続されたエアホースを連結したり、空圧工具や空圧機器（図示せず）の圧縮空気流入ポートに圧力制御弁１を連結するときに使用される。

ピストン３０は、図２乃至４に示すように、大径部３１と小径部３２とを有する。ピストン３０は、大径部３１を中央部材２の大径シリンダ部１３に嵌合させ、小径部３２を２次側ポート部材４の小径シリンダ部２５に嵌合させて圧力制御弁１の内部に配置され、大径シリンダ部１３と小径シリンダ部２５によって軸線Ｂの方向に往復動可能に支持される。ピストン３０の大径部３１の周面には環状溝３３が形成され、環状溝３３には環状密封部材３４が装着される。環状密封部材３４はピストン３０の大径部３１と中央部材２の大径シリンダ部１３との間にエアシールを形成する。したがって、貫通孔７からピストン３０の大径部３１方向に流入した圧縮空気が、ピストン３０の大径部３１と大径シリンダ部１３との間隙を通過して、大気連通孔１４から大気中に流出することはない。また、前述のように、ピストン３０の小径部３３と２次側ポート部材４の小径シリンダ部２５との間には環状密封部材２７が介装されているから、大気連通孔１４と２次側ポート２８とが互いに連通することはない。

ピストン３０の大径部３１側の端面３５と小径部３２側の端面３６の間には、図２乃至４に示すように、独立した流体通路３７が複数形成されている。これらの流体通路３７は、それぞれ、一端を端面３５に開口し、他端を端面３６に開口する。ピストン３０の端面３５の中央部には円柱状の突起部３８が形成されている。突起部３８は、弁体２０に係合して弁体２０の開度を制御する駆動部材として機能する。ピストン３０には、また、リリーフ通路３９が形成されている。リリーフ通路３９の一端は突起部３８の先端部に開口し、リリーフ通路３９の他端はピストン３０の小径部３２の周面に開口する。リリーフ通路３９の開口のうち、突起部３８の先端部の開口は、図１及び図５に示すように突起部３８の先端部が弁体２０に圧接しているときには、弁体２０によって閉鎖されている。これに対し、図６に示すように突起部３８の先端部が弁体２０から離隔したときには、弁体２０が弁座（環状隆起部）１０に着座して貫通孔１０を閉鎖すると共に、突起部３８の先端部の開口は開放され、２次側ポート２８を大気連通孔１６を介して大気に開放する。したがって、ピストン３０の突起部３８の先端部と弁体２０との関係においては、ピストン３０の突起部３８の先端部は弁体として機能し、弁体２０は弁座として機能する。

図１に示すように、ピストン３０と２次側ポート部材４の間には圧力調整バネ４０が介装されている。圧力調整バネ４０は圧縮コイルバネによって構成され、所定の弾発力によってピストン３０を、図１中、右方へ常時付勢している。圧力調整バネ４０の弾発力は、圧縮コイルバネ２１の弾発力に抗して弁体２０を弁座（環状隆起部）１０から離隔させ、１次側ポート２３に流入した圧縮空気が貫通孔７と流体通路３７とを通って２次側ポート２８に流出することを可能にする。

次に、図１乃至６を参照して、実施例１の作用を説明する。図１乃至６において、同一の参照番号は同一の構成要素を示す。図１において、１次側ポート２３に流入した圧縮空気は、１次側通路１９から貫通孔７、拡径開口部１２を経てピストン３０の流体通路３７に流入し、流体通路３７から２次側ポート部材４の小径シリンダ部２５を経て２次側ポート２８に流れる。

１次側通路１９に対する用語として２次側通路が用いられるが、図５又は図６に示すように、１次側通路１９を遮断するのは弁座（環状隆起部）１０に着座した弁体２０であるから、２次側通路は、貫通孔７、拡径開口部１２、複数の流体通路３７及び小径シリンダ部２５によって構成されることになる。

図１の状態では、２次側通路の圧力が設定圧力以下であるため、圧縮空気は１次側通路１９から２次側通路に流入し、空気圧機器や空気圧工具（図示せず）の使用に供される。このとき、ピストン３０の円柱状の突起部３８の先端部は、弁体２０に圧接し、円柱状の突起部３８の先端部に開口するリリーフ通路３９を閉鎖しているから、１次側通路１９から２次側通路に流れる圧縮空気がリリーフ通路３９から大気中に解放されることはない。

ここにいう設定圧力とは、ピストン３０を図１の状態に維持する圧力であり、言い換えると、２次側通路を流れる圧縮空気の圧力の上限値をいう。この圧力は圧力調整バネ４０の弾発力、圧縮コイルバネ２１の弾発力、ピストン３０の端面３５及び３６の受圧面積比及びピストン３０の摺動抵抗等により求めることができる。圧力制御弁１の設定圧力は、圧力制御弁１が使用される空圧機器や空圧工具等の使用圧力によって定められる。なお、設定圧力の変更は、例えば、中央部材２を２次側ポート部材４に関して軸心Ｂ方向に相対変位させ、圧力調整バネ４０の弾発力を変化させることによって行うことができる。中央部材２を回転させて圧力調整バネ４０の弾発力を変化させ、圧力制御弁１の設定圧力を所望の圧力に設定するように構成する場合には、中央部材２は圧力調整ハンドルとして機能する。

図１の状態で圧力制御弁１を使用していたとき、何らかの原因で２次側通路の空気圧が上昇して設定圧力に達すると、２次側通路の空気圧がピストン３０の大径部３１の端面３５に作用し、ピストン３０を図５の位置まで移動させる。これにより、弁体２０は弁座（環状隆起部）１０に着座し、２次側通路は１次側通路１９から遮断される。２次側通路の圧縮空気が使用され、２次側通路内の圧力が設定圧力よりも低くなると、ピストン３０は図１の状態に復帰し、１次側通路１９から２次側通路への圧縮空気の流入が再開される。

これに対して、図５の状態から更に２次側通路内の圧力が上昇し、この圧力が圧力制御弁１の設定圧力を超えた場合には、図６に示すように、ピストン３０が更に変位し、ピストン３０の円柱状の突起部３８が弁体２０から離隔する。ピストン３０の円柱状の突起部３８の先端部にはリリーフ通路３９の一端が開口しているから、円柱状の突起部３８の先端部が弁体２０から離隔すると、ピストン３０のリリーフ通路３９が開放し、圧力制御弁１の２次側通路が、リリーフ通路３９及び大気連通孔１６を介して、大気に開放する。これにより、圧力制御弁１の２次側通路内の圧力が設定圧まで低下し、ピストン３０は図５に示した通常作動位置に復帰する。

図７は、本発明の圧力制御弁の他の実施例を示す。この実施例の特徴は、高圧プラグ４１と常圧ソケット４２を備えることにより、入力された高圧の圧縮空気を常圧に変換して出力する圧力制御弁４３を構成したことにある。図７中、図１乃至６で使用した参照番号と同一の参照番号を付した構成要素は、実施例１と同じ機能を果たす構成要素である。図７を参照すると、圧力制御弁４３の基本的な構成は実施例１の圧力制御弁１と同じであることがわかる。

圧力制御弁４３の高圧プラグ４１は、実施例１の１次側ポート部材３に相当する。高圧プラグ４１と１次側ポート部材３の相異は、両者の形態の相異にある。高圧プラグ４１は空気圧縮機（図示せず）に接続されたエアホースのソケット（図示せず）に嵌合して連結する形態を有するのに対し、１次側ポート部材３はエアホースの先端部と螺合する形態を有する。このように、実施例１の１次側ポート部材３は、圧力制御弁の使用目的に応じて、種々の形態を採ることができる。

図７の圧力制御弁４３は、また、中央部材２の下流側に中空円筒状の延長部材４４を取付け、延長部材４４に常圧ソケット４２が取付けられている。常圧ソケット４２には開閉弁４５が内装され、ピストン３０と開閉弁４５との間には圧力室４６が画成される。開閉弁４５は、常圧ソケット４２に常圧プラグ（図示せず）が嵌合すると開放し、常圧ソケット４２から常圧プラグが取り外されると閉鎖する。したがって、圧力制御弁４３に圧縮空気が供給されたままの状態で、常圧ソケット４２から常圧プラグ（図示せず）を取り外し、他の空圧機器や空圧工具に連結された常圧プラグを常圧ソケット４２に嵌合させて使用することができる。常圧ソケット４２から常圧プラグを取り外すと開閉弁４５が閉鎖するから、圧力室４６の内部の圧縮空気が２次側ポート２８から流出することはない。また、開閉弁４５が閉鎖すると、圧力室４６の内部には設定圧力の圧縮空気が蓄圧されているから、常圧ソケット４２に、再度、常圧プラグを装着すると、設定圧力の圧縮空気を直ちに使用することができる。なお、開閉弁４５は、圧力室４６の方向に往復動する筒体４７と、筒体４７の側面に形成された空気通路４８と、筒体４７の先端部に取付けられた環状密封部材４９と、開閉弁４５が常時は閉鎖されれいるように筒体４７を、図中、左方へ付勢する圧縮コイルバネ５０とを備える。

図８は、実施例２の圧力制御弁４３の変更態様を示す。実施例２の圧力制御弁４３は、２次側ポート２８に常圧ソケット４２を有するが、図８の変更態様では、この常圧ソケット４２に代えて高圧ソケット５１が取付けられている。したがって、図８の圧力制御弁５２は、高圧プラグ４１から流入した高圧空気を設定圧力の高圧空気に変換して高圧ソケット５１から流出させる圧力制御弁である。圧力制御弁５２の高圧ソケット５１は、高圧用の開閉弁５３を内装する。開閉弁５３は弁体５４と圧縮コイルバネ５５とを有する。開閉弁５３は、２次側ポート２８に高圧プラグ（図示せず）が挿入されると弁体５４が変位して開弁し、２次側ポート２８から高圧プラグが取り外されると弁体５４が閉弁するように構成されている。圧力制御弁５２のその他の構成は、圧力制御弁４３と同様である。

このように本発明の圧力制御弁は、その基本的な構成を変えることなく、１次側ポートと２次側ポートの形態を使用目的に応じて適宜変更することにより、１次側に高圧空気が流入するときには、２次側から高圧空気を出力することも常圧空気を出力することも可能であり、また、１次側に常圧空気が流入するときには、２次側から常圧空気を出力することが可能であり、更に、１次側に高圧空気が流入するときには、必要に応じて、圧力調整バネの弾発力を変更することにより、２次側から流出する圧縮空気の圧力を１次側から流入した高圧空気の圧力よりも低い任意の圧力に設定することができる。

図９は、弁体２０と１次側通路１９の内面との係合状態を説明するための図である。弁体２０は、１次側通路１９の内面と接触して同内面に沿って軸線Ｂ方向に往復動するように、全体として方形の部分２０ａを有し、この方形部分２０ａの４つの頂部を１次側通路１９の内面に接触させている。これにより、弁体２０の姿勢は安定するから、環状隆起部１０と協働して所定の弁機能を果たすことができる。

図１０は、１次側通路１９の内面と接触することなく、軸線Ｂ方向に往復動することができる弁体２００の側面図である。弁体２００は、全体として円形の部分２００ａを有し、この円形部分２００ａと１次側通路１９の内面との間には連続した環状の流体通路１９ａが形成される。円形部分２００ａの径を種々に変更した弁体２００を予め複数種類用意しておき、これらの弁体２００を適当に交換して圧力制御弁１に装着すれば、流体通路１９ａの開口面積を容易に変更することができる。

図１１は、弁体２００を使用する場合の一実施態様を示す。この実施態様の特徴は、弁体２００のピストン３０側の端面に比較的深い凹部を形成し、この凹部にピストン３０の円柱状の突起部３８が侵入・離脱可能に係合することにある。弁体２００の比較的深い凹部の底部は滑らかな球状凹部をなし、ピストン３０の円柱状の突起部３８の先端部は、この凹部に適合する球状凸部をなす。これにより、弁体２００はピストン３０に支持されて、安定した姿勢を維持することができると共に、これらの球状凹部と球状凸部との係合によって、弁体２００はピストン３０と同心に維持される。

図１２は、弁体２００を使用する場合の他の実施態様を示す。この実施態様の特徴は、弁体２００のピストン３０側の端面に、円柱状の突起部２００ｂを形成し、この突起部２００ｂの端面をピストン３０の端面に当接させたことにある。円柱状の突起部２００ｂとピストン３０とは互いに平面によって接触するから、弁体２００はピストン３０に支持されて安定した姿勢を維持することができると共に、円柱状の突起部２００ｂは貫通孔７に挿通されるから、貫通孔７と突起部２００ｂとの係合により位置ずれが防止される。

図１３は、弁体２００を使用する場合の更に他の実施態様を示す。この実施態様の特徴は、弁体２００のピストン３０側の端面に円柱状の突起部２００ｂを形成し、ピストン３０側の端面に比較的深い凹部を形成して、この凹部に弁体２００の円柱状の突起部２００ｂの先端部が侵入・離脱可能に係合するように構成したことにある。ピストン３０の比較的深い凹部の底部は滑らかな球状凹部をなし、弁体２００の円柱状の突起部２００ｂの先端部は、この凹部に適合する球状凸部をなす。これにより、弁体２００はピストン３０に支持されて、安定した姿勢を維持することができると共に、これらの球状凹部と球状凸部との係合によって、弁体２００はピストン３０と同心に維持される。

このように、弁体２００を使用すると、弁体２００を１次側通路１９の内面に摺接させる必要がないから、図９の弁体２０に比較して弁体の寸法を小型化することができると共に、連続した環状の流体通路１９ａを得ることができるから、弁体２００を通過する流体の圧力損失を小さくすることが可能になり、更に、弁体２００を通過する流体の流量を大きくするすることができる。

図１４は、本発明の圧力制御弁の更に他の実施例を示す。この圧力制御弁６０は、常圧ピストン６１と常圧ソケット４２を備える。図１４の圧力制御弁６０の基本的な構成は、図７の圧力制御弁４３の構成と同じである。また、図１４に記載されている参照番号のうち、図１乃至１３に記載されている参照番号と共通の参照番号は、図１乃至１３に記載されている参照番号が示す構成要素と同一の構成要素を示す。例えば、圧力制御弁６０の常圧ソケット４２と圧力制御弁４３の常圧ソケット４２は、実質的に同じ構成要素である。圧力制御弁６０の第１の特徴は、常圧ピストン６１にある。常圧ピストン６１の機能は、図７の圧力制御弁４３のピストン３０と同じであるが、常圧ピストン６１は中空部６２を有する点でピストン３０と相異する。常圧ピストン６１に中空部６２を形成することにより、常圧ピストン６１の質量を減少させ、常圧ピストン６１の応答性を向上させるとともに環状密封部材２７、３４の耐用期間を増加させることができる。圧力制御弁６０の第２の特徴は、図７の延長部材４４に相当する圧力調整ハンドル６３を設け、圧力調整ハンドル６３を回転させることにより圧縮コイルバネ４０の圧縮量を変化させることができるように構成したことにある。図１４の参照番号６４は、圧力調整ハンドル６３の内周面と中央部材２の外周面の間に介装された抜け止め用リングを示す。

図１５は、本発明の圧力制御弁の更に他の実施例を示す。この圧力制御弁６５は、高圧ピストン６６と高圧ソケット５１を備える。高圧ピストン６６の特徴は、図１４の常圧ピストン６１と同様に中空部６２を有することであるが、高圧ピストン６６は常圧ピストン６１よりも軸方向の長さが大きい。また、高圧ソケット５１は、図８の高圧ソケット５１と同じ構成を有する。その他の圧力制御弁６５の構成は、図１４の圧力制御弁６０の構成と同様である。図１５に記載されている参照番号のうち、図１乃至１４に記載されている参照番号と共通の参照番号は、図１乃至１４に記載されている参照番号が示す構成要素と同一の構成要素を示す。

図１６は、高圧の圧縮空気の供給を受けて常圧の圧縮空気を出力する圧力制御弁ユニット７０を示す。圧力制御弁ユニット７０は、高圧プラグ７１を有する圧縮空気分配管７２に２つの圧力制御弁６０を取付けることにより構成されている。これらの圧力制御弁６０は、図１４に示した圧力制御弁６０である。圧縮空気分配管７２の内部には圧縮空気分配通路７３が形成され、この圧縮空気分配通路７３には、圧力制御弁６０、６０の１次側ポート２３がそれぞれ連通している。このような構成を有する圧力制御弁ユニット７０によれば、高圧プラグ７１に供給された高圧の圧縮空気が、２つの圧力制御弁６０、６０に同時に供給され、これらの圧力制御弁６０、６０によって設定圧力まで減圧された後、各圧力制御弁６０の２次側ポート２８から同時に出力され得る。圧力制御弁６０、６０の設定圧力は、各圧力制御弁６０の圧力調整ハンドル６３を回転させることによって、圧力制御弁毎に設定することができるから、各圧力制御弁６０の２次側ポート２８から出力される圧縮空気の圧力を同じ値にすることも、また、互いに異なる圧力にすることもできる。

図１７は、常圧の圧縮空気の供給を受けて常圧の圧縮空気を出力する圧力制御弁ユニット８０を示す。圧力制御弁ユニット８０は、常圧プラグ８１を有する圧縮空気分配管７２に２つの圧力制御弁６０を取付けることにより構成されている。これらの圧力制御弁６０は、図１４に示した圧力制御弁６０である。圧縮空気分配管７２の内部には圧縮空気分配通路７３が形成され、この圧縮空気分配通路７３には、圧力制御弁６０、６０の１次側ポート２３がそれぞれ連通している。このような構成を有する圧力制御弁ユニット７０によれば、高圧プラグ７１に供給された常圧の圧縮空気は、２つの圧力制御弁６０、６０に同時に供給され、これらの圧力制御弁６０、６０によって設定圧力まで減圧された後、各圧力制御弁６０の２次側ポート２８から同時に出力され得る。圧力制御弁６０、６０の設定圧力は、各圧力制御弁６０の圧力調整ハンドル６３を回転させることによって、圧力制御弁毎に設定することができるから、各圧力制御弁６０の２次側ポート２８から出力される圧縮空気の圧力を同じ値にすることも、また、互いに異なる圧力にすることもできる。

図１８は、高圧の圧縮空気の供給を受けて高圧及び常圧の圧縮空気を出力する圧力制御弁ユニット９０を示す。圧力制御弁ユニット９０は、高圧プラグ７１を有する圧縮空気分配管７２に２つの圧力制御弁６０及び６５を取付けることにより構成されている。圧力制御弁６０は、図１４に示した圧力制御弁６０であり、圧力制御弁６５は、図１５に示した圧力制御弁６５である。圧縮空気分配管７２の内部には圧縮空気分配通路７３が形成され、この圧縮空気分配通路７３には、圧力制御弁６０、６５の１次側ポート２３がそれぞれ連通している。このような構成を有する圧力制御弁ユニット９０によれば、高圧プラグ７１に供給された高圧の圧縮空気が、２つの圧力制御弁６０、６６に同時に供給され、これらの圧力制御弁６０、６０によって設定圧力まで減圧された後、圧力制御弁６０の２次側ポート２８からは高圧の圧縮空気を、また、圧力制御弁６０の２次側ポート２８からは常圧の圧縮空気を同時に出力させることができる。圧力制御弁６０、６５の設定圧力は、各圧力制御弁６０、６５の圧力調整ハンドル６３を回転させることによって、圧力制御弁毎に設定することができるから、各圧力制御弁６０、６５の２次側ポート２８から出力される圧縮空気の圧力は任意に設定することができる。

図１９は、高圧の圧縮空気の供給を受けて高圧の圧縮空気を出力する圧力制御弁ユニット１００を示す。圧力制御弁ユニット１００は、高圧プラグ７１を有する圧縮空気分配管７２に２つの圧力制御弁６５、６５を取付けることにより構成されている。これらの圧力制御弁６５、６５は、図１５に示した圧力制御弁６５である。圧縮空気分配管７２の内部には圧縮空気分配通路７３が形成され、この圧縮空気分配通路７３には、圧力制御弁６５、６５の１次側ポート２３がそれぞれ連通している。このような構成を有する圧力制御弁ユニット１００によれば、高圧プラグ７１に供給された高圧の圧縮空気は、２つの圧力制御弁６５、６５に同時に供給され、これらの圧力制御弁６５、６５によって設定圧力まで減圧された後、各圧力制御弁６５の２次側ポート２８から同時に出力され得る。圧力制御弁６５、６５の設定圧力は、各圧力制御弁６５の圧力調整ハンドル６３を回転させることによって、圧力制御弁毎に設定することができるから、各圧力制御弁６５の２次側ポート２８から出力される圧縮空気の圧力を同じ値にすることも、また、互いに異なる圧力にすることもできる。

なお、図１６乃至１９には、２つの圧力制御弁を使用して構成された圧力制御弁ユニットを示したが、本発明の複数の出力口を備えた圧力制御弁ユニットは、３つ又はそれ以上の圧力制御弁を使用して構成することもできる。

図２０（Ａ）は、常圧の圧縮空気の空気圧を示す指標Ｇを圧力制御弁６０の中央部材２の外周面に装着した状態を示す。指標Ｇは、図２０（Ｂ）に示すように、テープＴに印刷し、このテープＴを圧力制御弁６０の中央部材２の外周面に貼着することによって形成することができる。指標Ｇは圧力調整ハンドル６３の端面と協働して圧力調整ハンドル６３の位置を示すことができるが、圧力調整ハンドル６３の位置をより正確に表示するため、圧力調整ハンドル６３の外周面に矢印Ｈを設けることが望ましい。
図２１（Ａ）は、高圧の圧縮空気の空気圧を示す指標Ｉを圧力制御弁６５の中央部材２の外周面に装着した状態を示す。指標Ｉは、図２１（Ｂ）に示すように、テープＴに印刷し、このテープＴを圧力制御弁６５の中央部材２の外周面に貼着することによって形成することができる。指標Ｉは圧力調整ハンドル６３の端面と協働して圧力調整ハンドル６３の位置を示すことができるが、圧力調整ハンドル６３の位置をより正確に表示するため、圧力調整ハンドル６３の外周面に矢印Ｈを設けることが望ましい。
なお、指標Ｇ及びＩ並びに矢印Ｈは、圧力制御弁６０、６５の対応する部材に直接印刷することも可能である。

小型化が容易で長期間にわたり確実に動作する圧力制御弁は、エアツール等に圧縮空気を供給するために広く使用することができる。また、圧縮空気の供給源に複数の圧力制御弁を並列に連結した圧力制御弁ユニットは、圧力制御弁毎に設定圧力を変えることもできるから、複数のエアツール等にそれぞれ必要な圧力の圧縮空気を同時に供給することができる。

本発明の圧力制御弁の基本構造を示す断面図である。（実施例１） 本発明に仕様するピストンの基本構造を示す断面図である。（実施例１） 図２のピストンの右側面図である。（実施例１） 図２のピストンのＡ−Ａ線に沿う断面図である。（実施例１） 図１の圧力制御弁の２次側通路の圧力が設定圧に達したため、ピストンが後退して、圧力制御弁の流体通路が遮断された状態の断面図である。（実施例１） 図１の圧力制御弁の２次側通路の圧力が設定圧を超えたため、ピストンが更に後退してリリーフ通路が開放し、２次側通路の流体を大気中に逃がしている状態の断面図である。（実施例１） 本発明の圧力制御弁の他の実施例の構造を示す断面図である。（実施例２） 図７に示した実施例の変更態様を示す一部断面図である。（実施例２） 図１乃至図８に示した実施例の弁体の右側面図である。（実施例１及び２） 本発明に使用する弁装置の弁体の変更態様を表す右側面図である。（実施例３） 図１０に示した弁体を装着した本発明の圧力制御弁の一実施例の要部断面図である。（実施例３） 図１０に示した弁体を装着した本発明の圧力制御弁の他の実施例の要部断面図である。（実施例３） 図１０に示した弁体を装着した本発明の圧力制御弁の更に他の実施例の要部断面図である。（実施例３） 本発明の圧力制御弁の更に他の実施例の断面図であり、常圧ピストンと常圧ソケットを備える実施例の断面図である。（実施例４） 本発明の圧力制御弁の更に他の実施例の断面図であり、高圧ピストンと高圧ソケットを備える実施例の断面図である。（実施例５） 高圧の圧縮空気の供給を受けて常圧の圧縮空気を出力する圧力制御弁ユニットの断面図である。（実施例６） 常圧の圧縮空気の供給を受けて常圧の圧縮空気を出力する圧力制御弁ユニットの断面図である。（実施例７） 高圧の圧縮空気の供給を受けて高圧及び常圧の圧縮空気を出力する圧力制御弁ユニットの断面図である。（実施例８） 高圧の圧縮空気の供給を受けて高圧の圧縮空気を出力する圧力制御弁ユニットの断面図である。（実施例９） 図２０（Ａ）は、常圧の圧縮空気の空気圧を示す指標を圧力制御弁に装着した状態の側面図である。図２０（Ｂ）は、この指標を印刷したテープの平明図である。 図２１（Ａ）は、高圧の圧縮空気の空気圧を示す指標を圧力制御弁に装着した状態の側面図である。図２１（Ｂ）は、この指標を印刷したテープの平明図である。

符号の説明

Ｂ 軸線
１ 圧力制御弁
２ 中央部材（圧力調整ハンドル）
３ １次側ポート部材
４ ２次側ポート部材
５ ハウジング
６ 隔壁
７ 貫通孔
８ １次側凹部
９ ２次側凹部
１０ 環状の隆起部（弁座）
１２ 拡径開口部
１３ 大径シリンダ部
１５ 雌ネジ部
１６ 大気連通孔
１７ 鋼球
１８ 環状密封部材
１９ １次側通路
２０ 弁体
２１ 圧縮コイルバネ
２３ １次側ポート
２５ 小径シリンダ部
２７ 環状密封部材
２８ ２次側ポート
３０ ピストン
３１ 大径部
３２ 小径部
３４ 環状密封部材
３７ 流体通路
３８ 円柱状の突起部
３９ リリーフ通路
４０ 圧力調整バネ

Claims (7)

1. ハウジングと、前記ハウジングの内部に形成された流体通路と、前記流体通路の中途部に介装され、かつ、前記流体通路を１次側通路と２次側通路とに画成する、弁体及び弁座と、前記ハウジングの内部に前記２次側通路に沿って形成されたシリンダ部と、前記シリンダ部に摺動可能に嵌合し、かつ、前記弁体の弁開度を変化させる、ピストンと、前記弁体を前記弁座から離隔させる方向に前記ピストンを付勢する圧力調整バネと、前記ピストンが前記弁体から離隔したときに前記２次側通路を大気に開放するリリーフ通路とを有する、圧力制御弁であって、前記ハウジングの内部に隔壁を形成し、前記隔壁によって前記ハウジングの内部空間を、前記弁体が収容される上流側の空間と前記ピストンが収容される下流側の空間とに画成し、前記隔壁に前記ピストンの突起部が挿入される貫通孔を形成し、前記隔壁の上流側の面に前記弁座を形成し、前記隔壁の下流側の面を前記シリンダ部に連続させたことを特徴とする、圧力制御弁。
2. 請求項１に記載の圧力制御弁において、前記弁体と前記ピストンは前記ハウジングの軸線上を往復動するように構成された、前記圧力制御弁。
3. 請求項１又は２に記載の圧力制御弁において、更に、前記２次側通路に取り付けられて前記２次側通路を閉鎖し、かつ、前記２次側通路にプラグが連結されると開放する、２次側通路の開閉弁と、前記２次側通路の開閉弁と前記ピストンとの間に画成された圧力室とを有する、前記圧力制御弁。
4. 請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の圧力制御弁において、前記ハウジングは、中空円筒状の２次側ポート部材と、前記２次側ポート部材に螺合して前記２次側ポート部材との間に前記シリンダ部を画成する、中空円筒状の圧力調整ハンドルとを有し、前記シリンダ部に収容された前記ピストンと前記シリンダ部の内面との間に前記圧力調整バネを介在させてなる、前記圧力制御弁。
5. 請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の圧力制御弁において、前記ハウジングは、中空円筒状の１次側ポート部材と、前記１次側ポート部材に螺合して前記１次側ポート部材との間に前記シリンダ部を画成する、中空円筒状の圧力調整ハンドルとを有し、前記シリンダ部に収容された前記ピストンと前記シリンダ部の内面との間に前記圧力調整バネを介在させてなる、前記圧力制御弁。
6. 請求項４又は５に記載の圧力制御弁において、前記１次側ポート部材又は前記２次側ポート部材の外周面に、前記圧力調整ハンドルと協働して前記圧力制御弁から出力される圧縮空気の空気圧を示す指標を設けてなる、前記圧力制御弁。
7. 複数の出力口を備えた減圧弁ユニットであって、前記減圧弁ユニットは、請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の圧力制御弁を複数個有し、前記複数の圧力制御弁の１次側通路は、前記複数の圧力制御弁に共通の圧縮空気分配通路に互いに並列に連結され、前記圧縮空気分配通路は圧縮空気流入口を有することを特徴とする、複数の出力口を備えた圧力制御弁ユニット。

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