JP2009281527A - リリーフバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】取り付けられる管や装置を分解することなく、また特に工具も使用することなく、流体の開放圧力を簡単且つ確実に調整することができるリリーフバルブを提供する。
【解決手段】バルブ本体１を流入孔１０２を有する流入室１１と流出孔１０４を有する流出室とに区画する。バルブ本体の外部において流入孔１０２と流出孔１０４を内部に配置する態様でハウジング２を立設して、上面開口を覆うようにしてハンドルキャップ３を螺着する。ハンドルキャップ３の内部にはステム４を設けるとともに、流入孔１０２には弁体６を設ける。ステム４と弁体６の間にコイルバネ５を設けて弁体６を付勢するものとして、ハンドルキャップ３を回すしていくことでコイルバネの圧縮長さを変更して流体の開放圧力を調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、流体が所定の圧力に達したときに開放するリリーフバルブに関するものである。

従来、流体が所定の圧力に達したときに開放する弁としてリリーフバルブが知られている。このリリーフバルブは、弁体をコイルバネで付勢しており、通常時ではコイルバネの付勢力により閉じているが、流体が開放圧力に達したときにコイルバネの付勢力に抗して弁体が動いて開放される。

このため、リリーフバルブの開放圧力はコイルバネの付勢力により決定されるため、コイルバネのバネ係数や圧縮長さが異なる複数種類のリリーフバルブを用意しなければならず、製造コストが増大するものであった。

そこで、流体の開放圧力を調整するためのリリーフバルブが数多く提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。これらのリリーフバルブは、いずれもコイルバネの圧縮長さを調整ネジにより調整できるようになっている。

例えばコイルバネの圧縮長さを短くすれば流体の開放圧力が高くなり、逆にコイルバネの圧縮長さを長くすれば流体の開放時の圧力が低くなる。これによれば一個のリリーフバルブにより流体の開放圧力を調整することができるため、コイルバネのバネ係数や圧縮長さが異なる複数種類のリリーフバルブを用意する必要がない。

実開平５−５２４５４号公報 特開２００６−１４４８８２号公報 特開２００６−２７５１５６号公報

しかしながら、上述のリリーフバルブでは、所定の管や装置に取り付けると、調整ネジが当該管や装置の内部に位置するものであった。このためリリーフバルブを当該管や装置に取り付けたあとにリリーフバルブの開放圧力を調整する必要が生じた場合、当該管や装置の一部を分解しなければならないという問題があった。また、調整ネジやボルト状のものやナット状のもので構成されているために、工具を使用しなければ開放圧力を調整することができないという問題があった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、取り付けられる管や装置を分解することなく、また特に工具も使用することなく、流体の開放圧力を簡単且つ確実に調整することができるリリーフバルブの提供を課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、流体が所定の開放圧力に達したときに開放するリリーフバルブであって、一端部に流体が流入する流入口が開口され、かつ周壁に流入孔が穿設された流入室と、他端部に流体が流出する流出口が開口され、且つ周壁に流出孔が穿設された流出室とに区画されバルブ本体と、外周面に第１ネジ部が形成された上面開口の筒状となされ、前記バルブ本体の外部において前記流入孔と前記流出孔を内部に配置する態様で立設されたハウジングと、内周面に第２ネジ部が形成された下面開口の筒状となされ、前記ハウジングの上面開口を覆うようにして前記第１ネジ部と第２ネジ部とが嵌り合う態様で前記ハウジングに螺着されたハンドルキャップと、該ハンドルキャップの内部に設けられたステムと、前記バルブ本体の流入孔を開閉する弁体と、前記ステムと前記弁体の間に設けられ、該弁体を前記バルブ本体の流入室側に付勢する付勢部材とを備え、前記ハンドルキャップが周方向に回されると、該ハンドルキャップがハウジングの軸方向に移動し、それに伴ってステムが軸方向に移動して付勢部材の圧縮長さが変更されることにより流体の開放圧力が調節されることを特徴とする。

これによればリリーフバルブを所定の管や装置に取り付けた場合、ハンドルキャップが当該管や装置の外部に位置するとともに、工具を使用することなく人手で摘んで回せるものである。このため、操作者は管や装置を分解することなく、単にハンドルキャップをつまんで回すことにより、リリーフバルブの開放圧力を簡単且つ確実に調整することができる。

また、前記ハウジングは、前記ハンドルキャップの下方に環状のロックナットが螺着されているのが好ましい。これによればロックナットをハンドルキャップに当接した状態で上方に締め付ければ、ハンドルキャップの軸方向の移動を規制することができる。

また、前記ハウジングは、上部の内周面にステムの軸方向の移動を規制する規制部材が設けられているのが好ましい。これによればステムが必要以上に上方に移動することを規制し得るため、ハンドルキャップを回し過ぎてハウジングから抜けることを防止することができる。

また、前記ステムは、前記ハンドルキャップに回動自在に設けられているのが好ましい。これによればハンドルキャップの回転に応じてステムが回転することなく、ハンドルキャップの上下方向の移動に応じてステムが上下方向にスムーズに移動することができる。

また、前記ステムは、外周面に弾性部材からなるＯリングが設けられ、該Ｏリングが前記ハウジングに摺動可能に当接しているのが好ましい。これによればハウジング内におけるステムの下方空間の気密性を保持することができる。

また、前記ステムは、下面に付勢部材を収容するための収容穴が形成されているのが好ましい。これによればハンドルキャップによる流体の開放圧力の調整過程において付勢部材が左右にぶれることを防止することができる。

また、前記弁体は、前記バルブ本体の流入孔の周縁部に当接する箇所に弾性部材からなるＯリングが設けられているのが好ましい。これによれば弁体が流入孔を閉じている場合、Ｏリングが流入孔の周縁部に密着するため、流体が流入孔からハウジング内に流入してくることを確実に防止することができる。

本発明によれば、弁が取り付けられた管や装置の外部にハンドルキャップが位置するため、当該管や装置を分解することなく流体の開放圧力を調整することができる。

また、ハンドルキャップは人手により摘んで回すものであるため、工具を使用することなく流体の開放圧力を調整することができる。

また、ハンドルキャップは径大であるため、流体の開放圧力を調整するに際してハンドルキャップの操作が軽くなり、流体の開放圧力が高圧の場合にも容易に調整することができる。

また、ハウジング内に弁体、付勢部材、ステムおよびハンドルキャップを軸方向に順次並べた簡易な構成であるので、組み立てが容易であり、製造コストを抑えることができる。

次に本発明の一実施形態に係るリリーフバルブについて図面を参照しつつ説明する。

このリリーフバルブは、所定の管や装置（図示略）に取り付けられ、バルブ本体（１）の一端部から流入した流体が所定の開放圧力になったときに他端部から流出するものである。以下、詳細に説明する。

このバルブ本体（１）は、長さ約６０ｍｍ、幅約２５ｍｍ、高さ約２５ｍｍの金属製の直方体状に形成されたストレート管であり、図２に示すように内部が区画壁（１３）により流入室（１１）と流出室（１２）とに長さ方向に区画されている。

前記流入室（１１）は、流入側の一端部（図２に左側）に断面円形状の流入口（１０１）が形成されるとともに、流入口（１０１）から区画壁（１３）の方向に行くに従って３段階に内径が小さくなる断面円形状に形成されている。このため所定の管や装置から流れてきた流体は流入口（１０１）から流入室（１１）に流入し、区画壁（１３）により一旦堰き止められる状態となる。

また、流入室（１１）の周壁には、バルブ本体（１）の軸線方向と直交する方向に流入孔（１０２）が穿設されている。この流入孔（１０２）は、流入室（１１）に流入してきた流体が流れるための孔であるが、通常では後述する弁体（６）により閉じられた状態になっている。

なお、流入孔（１０２）は、バルブ本体（１）の軸方向（図２の左右方向）の中央位置に穿設されているが、これは後述のハンドルキャップ（３）をバルブ本体（１）の軸方向の中央位置に設けるためである。

前記流出室（１２）は、流出側の一端部（図２の右側）に断面円形状の流出口（１０３）が形成されるとともに、区画壁（１３）から流出口（１０３）の方向に行くに従って２段階に内径が大きくなる断面円形状に形成されている。このため区画壁（１３）により流入室（１１）から流体が直接流れこむことがなく、また流出室（１２）内の流体が流入側に逆流することもなく、流出口（１０３）から流出する状態になっている。

また、流出室（１２）の周壁には、バルブ本体（１）の軸方向に斜めに交差する方向に流出孔（１０４）が穿設されている。この流出孔（１０４）は、流入孔（１０２）から後述のハウジング（２）内に流入した流体を流出室（１２）に流出させるための孔であり、常時開放された状態になっている。

なお、流出孔（１０４）は、ハウジング（２）内から流出室（１２）にかけて右斜め下に延びる態様に形成されているが、これはハウジング（２）内の流体を流出室（１２）にスムーズに流すためである。

前記バルブ本体（１）の外部にはハウジング（２）が立設されている。このハウジング（２）は、上面開口の円筒状に形成されたものであり、外周面には第１ネジ部（２０１）が形成され、内部に各部材を収容するものとなされている。

また、このハウジング（２）は、バルブ本体（１）の外部において流入室（１１）と流出室（１２）を内部に配置する態様で立設されており、流入孔（１０２）から流入してきた流体を流出孔（１０４）に流出する構造になっている。

前記ハウジング（２）にはハンドルキャップ（３）が設けられている。このハンドルキャップ（３）は、上面部（３１）と側面部（３２）からなる下面開口の円筒状に形成され、側面部（３２）の内周面に第２ネジ部（３０１）が形成されている。

また、ハウジング（２）の上面開口を覆うようにして第１ネジ部（２０１）と第２ネジ部（３０１）が嵌り合うことにより、ハンドルキャップ（３）がハウジング（２）に軸線を一致する態様で螺着されている。このためハンドルキャップ（３）を手で摘んで周方向に回すと、ハンドルキャップ（３）がハウジング（２）に対して軸方向（図２の上下方向）に移動することができる。

また、ハンドルキャップ（３）の上面部（３１）の表面には円形状の凹部（３０２）が形成されており、該凹部（３０２）の中央部には挿通孔（３０３）が形成されている。この凹部（３０２）は、後述のステム（４）の上端部がハンドルキャップ（３）の上面部（３１）の表面ツラから突出することを防止するためのものである。

なお、（３０４）はステム（４）の上端部を覆い隠すための保護カバーであり、その表面には会社のロゴなどが適宜付されたりする。

本実施形態では、ハウジング（２）におけるハンドルキャップ（３）の下方の位置には、環状のロックナット（７）が設けられている。このロックナット（７）は、内周面に第３ネジ部（７０１）が形成され、ハウジング（２）の第１ネジ部（２０１）と嵌り合うことによりハウジング（２）に軸線を一致する態様で螺着されている。このためロックナット（７）を手で摘んで回すと、ロックナット（７）がハウジング（２）に対して上下方向（図２の上下方向）に移動する。そして、ロックナット（７）をハンドルキャップ（３）に当接した状態で上方に締め付ければ、図２または図５に示すようにハンドルキャップ（３）の軸方向の移動を規制することができる。

なお、ハンドルキャップ（３）およびロックナット（７）の外周面には、図１に示すように、上下方向に伸びる複数の凹凸が形成されている。これによりハンドルキャップ（３）およびロックナット（７）を手で摘んで回すときに滑り止めの機能を果たしている。

前記ハンドルキャップ（３）の内部にはステム（４）が設けられている。このステム（４）は、小径の円柱状の第１胴体部（４１）と、第１胴体部（４１）の下方に位置する中径の円柱状の第２胴体部（４２）と、第２胴体部（４２）の下方に位置する大径の円柱状の第３胴体部（４３）とを有している。

第１胴体部（４１）は、ハンドルキャップ（３）の挿通孔（３０３）に挿通されるとともに、上端部の周面にＣ型止め環（４０１）が設けられている。また、第２胴体部（４２）は、上端部がハンドルキャップ（３）の上面部（３１）の裏面に当接している。このため、ステム（４）は、ハンドルキャップ（３）に回動自在に固定されることになり、ハンドルキャップ（３）の回転に応じてステム（４）が回転することなく、ハンドルキャップ（３）の上下方向の移動に応じてステム（４）が上下方向にスムーズに移動することができる。

第３胴体部（４３）は、外周面に２つの環状リブ（４０２）（４０２）が上下方向に並んで形成されている。そして、この環状リブ（４０２）（４０２）の間には弾性部材からなるＯリング（４０３）が設けられている。このＯリング（４０３）は、ハウジング（２）の内面に摺動可能に当接しており、ハウジング（２）におけるステム（４）の下方空間の気密性を保持することができる。

また、第３胴体部（４３）の下面にはバネ収容穴（４０４）が形成されており、該バネ収容穴（４０４）には所定のバネ係数及び長さのコイルバネ（５）が軸方向（図２の上下方向）に収容されている。

このコイルバネ（５）は、上端部がバネ収容穴（４０４）の上面に当接するとともに、下端部が後述の弁体（６）の上端部に当接しており、自らのバネの付勢力により弁体（６）を流入室（１１）側に押し付けるようになっている。このコイルバネ（５）の付勢力は主にその圧縮長さにより変わるものであり、ステム（４）が上方に移動するとコイルバネ（５）の圧縮長さが伸張して付勢力が弱くなる一方、ステム（４）が下方に移動するとコイルバネ（５）の圧縮長さが収縮して付勢力が強くなる。

なお、（４０５）はハウジング（２）の内周面の上部に設けられたＣ型止め環である。このＣ型止め環（４０５）は、ステム（４）が軸方向の上側に移動したときに上側の環状リブ（４０２）と当接し、ステム（４）が必要以上に上方に移動することを規制する。このため、ハンドルキャップ（３）を回し過ぎてハウジング（２）から抜けることを防止することができる。

前記弁体（６）は、バルブ本体（１）の流入室（１１）の流入孔（１０２）に設けられており、ポペット部（６１）とガイド部（６２）とから構成される。

ポペット部（６１）は、全体形状が傘状に形成されており、流入孔（１０２）よりも径大の頭部（６１ａ）と、該頭部（６１ａ）の中央部から下方に伸びる胴体部（６１ｂ）とからなる。

この頭部（６１ａ）は、上部にコイルバネ（５）の下端部が当接されるとともに、裏面には弾性部材からなるＯリング（６０１）が設けられている。このＯリングは、図２に示すように、弁体（６）が下方に下がって流入孔（１０２）を閉じている場合、流入孔（１０２）の周縁部に密着し、流体が流入室（１１）から流入してくることを確実に防止する。

ガイド部（６２）は、図４に示すように、周面において上下方向に延びる態様の４個の溝部（６２ａ）が形成されている。この溝部（６２ａ）は、図６に示すように、弁体（６）が上方に上がって流入孔（１０２）を開いている場合、流入室（１１）からハウジング（２）に流体が流れるためのものである。なお、弁体（６）が下方に下がって流入孔（１０２）を閉じている場合は、ポペットの頭部（６１ａ）に設けられたＯリング（６０１）により流体が堰き止められた状態となる。

また、ガイド部（６２）は、図４に示すように、中央部において上下方向に延びる態様の挿通孔（６２ｂ）が形成されている。この挿通孔（６２ｂ）にはポペット部（６１）の胴体部（６１ｂ）が挿通されている。

なお、本実施形態では、ポペット部（６１）とガイド部（６２）を別体に構成したが、一体に構成してもよい。

次にこのリリーフバルブにおける流体の開放圧力の調整方法について説明する。なお、本説明では、リリーフバルブが所定の管や装置にすでに取り付けられているものとする。

流体の開放圧力を調整するために、ハンドルキャップ（３）を摘んで周方向に回す。例えば、ハンドルキャップ（３）を摘んで反時計方向に回すと、ハンドルキャップ（３）がハウジング（２）に対して上方向に移動する。

すると、ハンドルキャップ（３）の上方向の移動に応じて、ステム（４）も上方向に移動する。このときステム（４）はハンドルキャップ（３）に回動自在に設けられているため、ハンドルキャップ（３）の回転に応じてステム（４）が回転することがないため上方向にスムーズに移動する。

ステム（４）が上方向に移動すると、ステム（４）と弁体（６）の距離がひらくため、ステム（４）と弁体（６）の間に配置されているコイルバネ（５）が自らのバネ力によりステム（４）に追従するようにして伸張する（例えば図２参照）。

このようにコイルバネ（５）が伸張すると、それに反比例するようにして付勢力が弱くなるため、コイルバネ（５）に付勢されている弁体（６）が流入孔（１０２）を開放するときの流体の開放圧力も下がることになる。

一方、ハンドルキャップ（３）を摘んで時計方向に回すと、ハンドルキャップ（３）がハウジング（２）に対して下方向に移動する。

すると、ハンドルキャップ（３）の下方向の移動に応じて、ステム（４）も下方向に移動する。このときステム（４）はハンドルキャップ（３）に回動自在に設けられているため、ハンドルキャップ（３）の回転に応じてステム（４）が回転することがないため下方向にスムーズに移動する。

ステム（４）が下方向に移動すると、ステム（４）と弁体（６）の距離が狭まるため、ステム（４）と弁体（６）の間に配置されているコイルバネ（５）が自らのバネ力によりステム（４）に追従するようにして収縮する（例えば図５参照）。

このようにコイルバネ（５）が収縮すると、それに反比例するようにして付勢力が強くなるため、コイルバネ（５）に付勢されている弁体（６）が流入孔（１０２）を開放するときの流体の開放圧力も上がることになる。

次にこのリリーフバルブの開放動作について説明する。なお、本説明では、リリーフバルブが所定の管や装置にすでに取り付けられているものとし、流体の開放圧力を調整したあとの初期状態を図２に示すものとする。

図２の初期状態では、弁体（６）はコイルバネ（５）の付勢力により流入室（１１）側に押し付けられるようにして流入孔（１０２）を閉じている。このためバルブ本体（１）の流入口（１０１）から流入した流体は区画壁（１３）で堰き止められた状態となり、流入孔（１０２）を通ってハウジング（２）内に流入することができない。

そして、流体の圧力が増していき所定の開放圧力に達したとき、図６に示すように、流体の圧力によって弁体（６）がコイルバネ（５）の付勢力に抗して上方に移動する。このとき弁体（６）のポペットの頭部（６１ａ）と流入孔（１０２）との間には流体が流入するための隙間が出来ている。

すると、流入室（１１）内の流体は、流入孔（１０２）におけるガイド部（６２）の４個の溝部（６２ａ）を通過したあと、ハウジング（２）内に流入する。Ｏリング（４０３）などによってハウジング（２）におけるステム（４）の下方空間の気密性が保持されているため、ハウジング（２）内に流入した流体はステム（４）の下方空間に一旦滞留した状態となる。

そして、ハウジング（２）内の流体は流出孔（１０４）を通過して流出室（１２）に流出したあと、流出室（１２）を通過して流出口（１０３）から流出していくことになる。

あとは、流体の圧力が所定の開放圧力まで下がったときには、コイルバネ（５）の付勢力により弁体（６）が下がっていき、再び流入孔（１０２）を閉じることになる。

なお、本実施形態では、バルブ本体（１）はストレート管としたが、その他の形状の管であってもよい。

また、バルブ本体（１）は取り付ける管や装置に応じたネジ部が内面に形成されていてもよい。

また、付勢部材としてコイルバネ（５）を用いたが、その他の付勢部材であってもよい。

また、本実施形態における各部材の寸法や形状に限定されるものではなく、種々設計変更可能である。

本実施形態に係るリリーフバルブの斜視図である。 リリーフバルブの縦断面図である。 リリーフバルブの分解側面図である。 弁体のガイド部の平面図である。 リリーフバルブのハンドルキャップを最も下げた状態を示す縦断面図である。 リリーフバルブの弁体が開放した状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１…バルブ本体
１１…流入室
１２…流出室
１３…区画壁
１０１…流入口
１０２…流入孔
１０３…流出口
１０４…流出孔
２…ハウジング
２０１…第１ネジ部
３…ハンドルキャップ
３１…上面部
３２…側面部
３０１…第２ネジ部
３０２…凹部
３０３…挿通孔
３０４…保護カバー
４…ステム
４１…第１胴体部
４２…第２胴体部
４３…第３胴体部
４０１…Ｃ型止め環
４０２…環状リブ
４０３…Ｏリング
４０４…バネ収容穴
４０５…Ｃ型止め環
５…コイルバネ
６…弁体
６１…ポペット部
６１ａ…頭部
６１ｂ…胴体部
６２…ガイド部
６２ａ…溝部
６２ｂ…挿通孔
６０１…Ｏリング
７…ロックナット
７０１…第３ネジ部

Claims (7)

1. 流体が所定の開放圧力に達したときに開放するリリーフバルブであって、
   一端部に流体が流入する流入口が開口され、かつ周壁に流入孔が穿設された流入室と、他端部に流体が流出する流出口が開口され、且つ周壁に流出孔が穿設された流出室とに区画されバルブ本体と、
   外周面に第１ネジ部が形成された上面開口の筒状となされ、前記バルブ本体の外部において前記流入孔と前記流出孔を内部に配置する態様で立設されたハウジングと、
   内周面に第２ネジ部が形成された下面開口の筒状となされ、前記ハウジングの上面開口を覆うようにして前記第１ネジ部と前記第２ネジ部とが嵌り合う態様で前記ハウジングに螺着されたハンドルキャップと、
   該ハンドルキャップの内部に設けられたステムと、
   前記バルブ本体の流入孔を開閉する弁体と、
   前記ステムと前記弁体の間に設けられ、該弁体を前記バルブ本体の流入室側に付勢する付勢部材とを備え、
   前記ハンドルキャップが周方向に回されると、該ハンドルキャップが前記ハウジングの軸方向に移動し、それに伴って前記ステムが軸方向に移動して前記付勢部材の圧縮長さが変更されることにより流体の開放圧力が調節されることを特徴とするリリーフバルブ。
2. 前記ハウジングは、前記ハンドルキャップの下方に環状のロックナットが螺着されている請求項１に記載のリリーフバルブ。
3. 前記ハウジングは、上部の内周面にステムの軸方向の移動を規制する規制部材が設けられている請求項１または請求項２に記載のリリーフバルブ。
4. 前記ステムは、前記ハンドルキャップに回動自在に設けられている請求項１ないし請求項３に記載のリリーフバルブ。
5. 前記ステムは、外周面に弾性部材からなるＯリングが設けられ、該Ｏリングが前記ハウジングに摺動可能に当接している請求項１ないし請求項４に記載のリリーフバルブ。
6. 前記ステムは、下面に付勢部材を収容するための収容穴が形成されている請求項１ないし請求項５に記載のリリーフバルブ。
7. 前記弁体は、前記バルブ本体の流入孔の周縁部に当接する箇所に弾性部材からなるＯリングが設けられている請求項１ないし請求項６に記載のリリーフバルブ。