JP2009008183A - 調圧弁 - Google Patents

Abstract

【課題】調圧弁内が異常高圧となることを回避することができる調圧弁を提供する。
【解決手段】調圧室２０内のピストン５に設けられた螺合部であるメネジ部５ａに螺合部材であるボルト１２が螺合することによってピストン５の先端に装着された弁体１１には、ボルト１２に対応する貫通孔１１ａと、当該弁体１１の調圧室２０側からの弁座１３への着座時に貫通孔１１ａと余液口１８側とを連通する流路１５が形成されているため、例えばボルト１２が緩んでしまうという不具合により弁体１１が弁座１３から離座できない場合には、弁体１１とピストン５との合わせ面の接合が調圧室２０内の上昇した高圧の液圧によって外れ、調圧室２０内の液体の一部をピストン５と弁体１１との間、弁体１１の貫通孔１１ａ、弁体１１の流路１５を介して余液口１８側へ排出することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、調圧弁に関するものである。

従来、圧力を調整する弁として、ポンプの吐出口に取り付けられ、ポンプから吐出される液体の圧力を調整する調圧弁が知られている。この調圧弁は、内部にて互いに連通する入口、調圧室、出口及び余液口が形成されたボディを備え、入口をポンプの吐出口に取り付けて液体を調圧室に流入させ、調圧室内に流入した液体の圧力が所定値よりも低い場合には調圧室内の液体を出口から吐出し、他方、調圧室内に流入した液体の圧力が所定値を超えた場合には、調圧室内の液体の一部を余液口から吐出する機能を有する。

調圧弁の余液口は、所定の付勢力で付勢された弁体を用いて塞がれており、調圧室内の液圧が付勢力より大きい場合には、余液口が開とされる。これにより、調圧弁の出口から吐出される液体は、所定値以下の圧力となる（例えば、特許文献１,２参照）。
実案登録１９６３２３２号公報 特開２００３−１８５０４０号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の調圧弁にあっては、何らかの不具合によって弁体が弁座に着座したままの状態となると、調圧室内が異常高圧となり弁体が破損する虞がある。

そこで、本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、調圧弁内が異常高圧となることを回避することができる調圧弁を提供することを目的とする。

本発明に係る調圧弁（１）は、内部に調圧室（２０）が形成されると共に、調圧室（２０）内の液体の一部を排出するための余液口（１８）を形成する弁座（１３）を備えたボディ（９）と、弁座（１３）に調圧室（２０）側から着座すると共に弁座（１３）に対して接離する方向に貫通する貫通孔（１１ａ）を有する弁体（１１）と、貫通孔（１１ａ）に対応する位置に設けられ、弁体（１１）を先端に装着するための螺合部（５ａ）を有するピストン（５）と、弁体（１１）を弁座（１３）に着座する方向に付勢する付勢手段（３）と、弁体（１１）を弁座（１３）に着座する方向に付勢する付勢手段（３）と、ピストン（５）の螺合部（５ａ）に螺合し、弁体（１１）をピストン（５）との間に挟み込んで固定する螺合部材（１２）と、を具備し、弁体（１１）には、着座時に貫通孔（１１ａ）と余液口（１８）側とを連通する流路（１５）が形成されることを特徴として構成される。

このような構成の調圧弁（１）によれば、調圧室（２０）内の液体が所定の液圧になった場合には、付勢力に抗して弁体（１１）が離座し、調圧室（２０）内の液体の一部が余液口（１８）から排出され、調圧弁（１）からの液体の圧力を調整できると共に、調圧室（２０）内の液体が所定の液圧になった場合で、例えば螺合部材（１２）が緩んでしまうという不具合により弁体（１１）が弁座（１３）から離座できない場合には、弁体（１１）とピストン（５）との合わせ面の接合が調圧室（２０）内の上昇した高圧の液圧によって外れ、調圧室（２０）内の液体の一部がピストン（５）と弁体（１１）との間、弁体（１１）の貫通孔（１１ａ）、弁体（１１）の流路（１５）を介して余液口（１８）側へ排出される。これにより、弁体（１１）が着座していても調圧室（２０）内が異常高圧になることを回避することができる。

また、弁体（１１）を装着するピストン（５）は、凹形状を有し、ピストン（５）に装着される弁体（１１）は、凹形状に進入する凸形状を有する構成とされていることが好適である。

このように構成することで、弁体（１１）をピストン（５）に対して精度良く容易に位置決めできる。

本発明によれば、調圧弁内が異常高圧となることを回避することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書において、「上」、「下」等の語は、図面に示す状態に基づいており、便宜的なものである。また、図中の寸法比率は必ずしも説明中のものとは一致していない。

図１は、本発明の実施形態に係る調圧弁を示す縦断面図、図２は、図１中の弁体を示す右側面図、図３は、図２に示す弁体のIII-III線の縦断面図である。

図１に示す調圧弁１は、液体を吐出するポンプの吐出側（不図示）に取り付けられ、ポンプから吐出される液体の圧力を調節する場合に好適に採用されるものである。調圧弁１は、側部に取付口１６と当該取付口１６の反対側に吐出口１７とが形成され、これら取付口１６と吐出口１７との間の下部に余液口１８が形成されたボディ９を備えている。取付口１６、吐出口１７及び余液口１８は、ボディ９内部に形成された調圧室２０を介して互いに連通しており、例えば、取付口１６はポンプの吐出口に、吐出口１７はノズルに、また余液口１８はポンプが接続されるタンクに、それぞれ配管やホース等を介して接続される。

調圧室２０の余液口１８側には、貫通孔を有する弁座１３が、調圧室２０側から挿入され、弁座１３の外周面の環状溝に装着されたＯリング１４が調圧室２０の内面に圧接することで液密に装着されると共に、弁座１３の貫通孔の内面が、下方に続く余液口１８のその一部を形成する構成とされている。

弁座１３に対しては、弁体１１が調圧室２０側から着座するように構成されている。この弁体１１は、円柱体形状の先端を円錐台形状としたもので、当該円錐台形状の部分が弁座１３に着座する。弁体１１は、調圧室２０内を上下方向に延びるピストン５のその先端にボルト（螺合部材）１２によって装着され、ピストン５と一体となって動作する。なお、弁体１１とピストン５との連結については後述する。

ボディ９におけるピストン５の後端側（図示上側）には、調圧室２０に連通し上下方向に延びる貫通孔９ａが形成され、その貫通孔９ａの内面に、筒状のピストンガイド７が挿嵌されている。ピストンガイド７は、弁座１３側の端部が小径部とされ、その小径部の弁座１３側の端面に装着されたＯリング８が貫通孔９ａの内面に圧接することで液密に装着されると共に、ピストンガイド７より上側に配置されたバネ筒２が貫通孔９ａの上部に形成されたメネジ部に螺合し押圧されることで軸線方向に固定されている。

そして、ピストン５は、ピストンガイド７に挿通され、ピストン５の外周面の環状溝に装着されたＯリング６がピストンガイド７の内面に圧接することで液密に摺接すると共に、軸線方向に摺動可能に案内される。

ピストン５の後端は、バネ受け４と連結しており、バネ受け４は、バネ筒２の内部に圧縮された状態で積層された複数の皿バネ（付勢手段）３によって軸線方向に付勢されている。これにより、ピストン５の先端に装着された弁体１１は、皿バネ３によって弁座１３へ着座する方向に付勢され、余液口１８を閉とする。なお、付勢手段は皿バネに限定されるものではなく、例えば圧縮コイルバネを用いても良い。

また、バネ筒２の上部には、調圧ネジ２１が螺合されており、調圧ネジ２１の締め込み位置を調節することで、調圧ネジ２１とバネ受け４との間に配置された複数の皿バネ３の初期荷重を調節し、ボディ９からの吐出圧を所望の値に設定することができる。

次に、弁体１１とピストン５との連結構成について述べる。

図３に示すように、弁体１１の中央には、弁座１３に対して接離する方向に貫通する貫通孔１１ａが形成されている。また、ピストン５には、弁体１１の貫通孔１１ａに対応する位置にメネジ部（螺合部）５ａが先端面から形成されている。そして、ボルト１２が、弁体１１の貫通孔１１ａを挿通すると共に、ピストン５のメネジ部５ａに螺合することで、弁体１１がピストン５との間に挟み込まれて固定される構成とされている。

そして、弁体１１を装着するピストン５は、その先端側が凹形状とされ、弁体１１の後端部を構成している凸形状がピストン５の凹形状に進入し嵌合した状態でボルト止めされている。この弁体１１は、弁体１１の凸形状後端の外周面に装着されたＯリング１０がピストン５に圧接することでピストン５に液密に装着される。

また、特に本実施形態では、弁体１１の貫通孔１１ａの下端に連通され、側方に向かい外方に開放される流路１５が形成されている（図２参照）。この流路１５は、図３に示すように、弁体１１が着座したときに貫通孔１１ａと余液口１８側とを連通する。

なお、弁座１３には、弁体１１が離座着座をすることによる磨耗を防止するための弁シート１９が形成されている。

次に、本実施形態に係る調圧弁１の作用効果について説明する。図４は、本実施形態に係る調圧弁１の作用効果を説明する概要図である。

調圧弁１においては、図１に示すように、皿バネ３によりピストン５が弁座１３側に付勢されているため、取付口１６に接続されるポンプが停止状態にある場合には、液体はタンクから調圧弁１に供給されず、弁体１１は弁座１３に着座した状態となっている。

この状態からポンプを起動して液体をタンクから調圧弁１に供給すると、液体はボディ９の取付口１６から調圧室２０に流入する。この際、ボディ９内の液体は、液圧によってピストン５及び弁体１１を押圧し、ピストン５を弁座１３から離座させる方向に力を加えるが、調圧室２０内の液圧が調圧ネジ２１により調整、設定された所定値よりも低い場合には、ピストン５は上昇せず、ピストン５に装着された弁体１１は弁座１３にそのまま着座した状態を維持し、液体は調圧室２０を通ってボディ９の吐出口１７からのみ吐出される。

一方、ポンプからの液体の圧力が上昇し、調圧室２０内の液圧が所定値を超え、ピストン５を弁座１３側へ付勢する皿バネ３の付勢力を上回ると、調圧室２０内の液体は、ピストン５を弁座１３から離座させる方向に移動させる。これによって、弁体１１が弁座１３から離座し、調圧室２０内の液体の一部が弁体１１と弁座１３との隙間から余液口１８側に余液として流出する。流出した液体は、所定の配管等を介してタンクに戻される。

この余液の流出により調圧室２０内の液圧は低下し、所定値以下に戻る。従って、皿バネ３の付勢力によって、ピストン５と共に弁体１１が下降して弁座１３に着座し、余液口１８側からの液体の流出は停止され、再び液体はボディ９の吐出口１７からのみ吐出されるようになる。このようにして、調圧弁１の吐出圧、すなわちボディ９の吐出口１７から吐出される液体の圧力は一定に維持され、ノズルからの液体の出力は安定したものとなる。

ここで、弁体１１をピストン５に固定するボルト１２が緩んだ状態で、吐出口１７を閉止（全余水状態）すると、弁体１１には弁座１３に着座する方向に液圧が作用する一方で、ピストン５には弁座１３から離座する方向（上方）へ液圧が作用し、図４に示すように、ピストン５の凹形状の面と弁体１１の凸形状の面との間の接合が外れ、これらの間に、弁体１１の貫通孔１１ａと連通する隙間が形成される。調圧室２０内の液体は、ピストン５の凹形状の面と弁体１１の凸形状の面との間に形成された隙間を通り、貫通孔１１ａ、流路１５を通過して余液口１８側へ流出する。よって、弁体１１が着座していても調圧室２０内が異常高圧になることを回避することができる。ちなみに、流路１５が形成されていない場合には、調圧室２０内の液体は上記隙間を通り、貫通孔１１ａで行き止まって調圧室２０内は異常高圧のままとなる。

このように、弁体１１の貫通孔１１ａは余液口１８側に流路１５によって連通されており、弁体１１の内部に圧力が蓄積されないため、弁体１１が破損することを回避することができる。

また、弁体１１を装着するピストン５は、凹形状を有し、ピストン５に装着される弁体１１は、凹形状に進入する凸形状を有する構成とされているため、弁体１１をピストン５に対して精度良く容易に位置決めできる。

以上、本発明の好適な実施形態について具体的に説明したが、上記実施形態は本発明に係る調圧弁の一例を示すものであり、本発明に係る調圧弁は、上記実施形態に係る調圧弁に限られるものではない。

例えば、上記実施形態では、ピストン５が有する螺合部５ａをメネジ部とし、このメネジ部に螺合し弁体１１をピストン５との間に挟み込んで固定する螺合部材１２をボルトとしているが、ピストン５の先端に突部を設け、当該突部の外周面に螺合部５ａとしてオネジ部を設け、このオネジ部に螺合し弁体１１をピストン５との間に挟み込んで固定する螺合部材１２をナットとしても良く、このようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、ピストン５の螺合部５ａ、弁体１１の貫通孔１１ａ、螺合部材１２を１組として弁体１１をピストン５に装着しているが、複数組の採用も可能である。

また、上記実施形態では、ポンプに適用する場合を説明したが、本発明の調圧弁は液圧が一定となるように調節することを要する種々の機器に適用可能である。

本発明の実施形態に係る調圧弁を示す縦断面図である。 図１中の弁体を示す右側面図である。 図２に示す弁体のIII-III線の縦断面図である。 図１の調圧弁の作用効果を説明する概要図である。

符号の説明

１…調圧弁、３…皿バネ（付勢手段）、５…ピストン、５ａ…メネジ部（螺合部）、９…ボディ、１１…弁体、１１ａ…貫通孔、１２…ボルト（螺合部材）、１３…弁座、１５…流路、１８…余液口、２０…調圧室。

Claims (2)

1. 内部に調圧室（２０）が形成されると共に、前記調圧室（２０）内の液体の一部を排出するための余液口（１８）を形成する弁座（１３）を備えたボディ（９）と、
   前記弁座（１３）に前記調圧室（２０）側から着座すると共に前記弁座（１３）に対して接離する方向に貫通する貫通孔（１１ａ）を有する弁体（１１）と、
   前記貫通孔（１１ａ）に対応する位置に設けられ、前記弁体（１１）を先端に装着するための螺合部（５ａ）を有するピストン（５）と、
   前記弁体（１１）を前記弁座（１３）に着座する方向に付勢する付勢手段（３）と、
   前記ピストン（５）の螺合部（５ａ）に螺合し、前記弁体（１１）を前記ピストン（５）との間に挟み込んで固定する螺合部材（１２）と、
   を具備し、
   前記弁体（１１）には、着座時に前記貫通孔（１１ａ）と前記余液口（１８）側とを連通する流路（１５）が形成されること、
   を特徴とする調圧弁（１）。
2. 前記弁体（１１）を装着する前記ピストン（５）は、凹形状を有し、前記ピストン（５）に装着される前記弁体（１１）は、前記凹形状に進入する凸形状を有する構成とされていることを特徴とする請求項１に記載の調圧弁（１）。

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