JP2015210746A - 減圧弁 - Google Patents

Abstract

【課題】必要以上の加圧流体の排出を防ぐことができる減圧弁を提供する。
【解決手段】ガイド部材９における貫通孔９１の出力室７側の端部（以下、凹部と言う。）９１ａは、開口に向かってテーパ状に拡がるように形成されている。また、排気ポート１０の出力室７側の貫通孔１０ａの開口縁部、すなわち、弁座１０ｃの縁部には、出力室７に向かって突出した凸部１０ｄが形成されている。この凸部１０ｄは、外側面が先端に向かってテーパ状に細くなる円筒状に形成されている。この凸部１０ｄの外側面の傾斜は、ガイド部材９の凹部９１ａの傾斜に対応している、すなわち同等の角度となっている。凸部１０ｄが凹部９１ａに隙間なく当接した状態、すなわち、嵌合した状態のとき、弁座１０ｃとポペット弁１５の第２の弁体１５ｃとが対向配置されるように、凸部１０ｄと凹部９１ａは形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、減圧弁に関するものであり、特にダイアフラム型の減圧弁に関するものである。

従来より、流路を流れる流体の圧力を減圧して所定の圧力として出力する減圧弁が知られている。この減圧弁の一種に、可動式の圧力隔壁であり、ゴムなどの可撓性を有する材料からなる膜状のダイアフラムを有するダイアフラム型の減圧弁がある（例えば、特許文献１参照。）。このダイアフラム型の減圧弁について、図５を参照して説明する。

図５に示すダイアフラム型の減圧弁１００は、入力室１０１と出力室１０２との連通および遮断を行う第１の開閉弁と、出力室１０２と減圧弁１００の外部と接続された排気室１０３との連通および遮断を行う第２の開閉弁とが交互に逆の動作を行うようになっている。

第１の開閉弁は、入力室１０１と出力室１０２を隔てる隔壁１０４に設けられたポペット支持部材１０５に形成された弁孔１０６と、この弁孔１０６に挿通されたステム１０７ａの入力室側に位置する一端に設けられた傘型の第１の弁体１０７ｂとから構成されている。この第１の弁体１０７ａは、ポペット弁スプリング１０８によって弁孔１０６に向かって付勢されている。なお、棒状のステム１０７ａやこのステム１０７ａの一端に形成された第１の弁体１０７ｂを備えた部材をポペット弁１０７という。

一方、第２の開閉弁は、出力室１０２と排気室１０３とを隔てるダイアフラム１０９に結合された排気ポート１１０に形成された弁孔１１０ａと、この弁孔１１０ａに当接するステム１０７ａの他端（以下、「第２の弁体」と言う。）１０７ｃとから構成されている。
ここで、ダイアフラム１０９は、調圧スプリング１１１によって出力室１０２に向かって付勢されている。これにより、ダイアフラム１０９が出力室１０２に向かって移動するので、排気ポート１１０も出力室１０２に向かって移動することとなる。調圧ノブ１１２によって調圧スプリング１１１によるダイアフラム１０９への付勢の程度を調整することにより、出力室１０２から出力される加圧流体の圧力（以下、「設定圧」と言う。）が設定される。
また、ダイアフラム１０９は、出力室１０２側に押圧されたときに排気ポート１１０の弁孔１１０ａが第２の弁体１０７ｃで塞がれるよう、弁孔１１０ａの中心を第２の弁体１０７ｃの軸線が通るように位置決めされる。

排気ポート１１０が出力室１０２に向かって付勢されると、排気ポート１１０の弁孔１１０ａにポペット弁１０７の第２の弁体１０７ｃが付勢されることによりポペット弁１０７のステム１０７ａが入力室１０１に向かって移動し、ポペット弁１０７の第１の弁体１０７ｂが入力室１０１と出力室１０２を隔てる隔壁１０４に設けられたポペット弁支持部材１０５の弁孔１０５ａから離間する。このように第１の開閉弁が開いて第２の開閉弁が閉じた状態において、入力側の配管などから加圧流体が入力室１０１に入力されると、入力室１０１からポペット弁支持部材１０５の弁孔１０５ａを経て出力室１０２へと入り、この出力室１０２から出力側の配管などに加圧流体が出力されることとなる。

このとき、圧力が設定圧以上の加圧流体が入力されると、ダイアフラム１０９が排気室１０３に向かって移動する。すると、ダイアフラム１０９に固定された排気ポート１１０の弁孔１１０ａに付勢されていた第２の弁体１０７ｃも排気室１０３に向かって移動してゆき、第１の弁体１０７ａがポペット弁支持部材１０５に形成された弁孔１０５ａを塞ぐ。さらにダイアフラム１０９が排気室１０３に向かって移動すると、排気ポート１１０の弁孔１１０ａと第２の弁体１０７ｃも離間する。このように、第１の開閉弁が閉じて第２の開閉弁が開くと、出力室１０２内の加圧流体は、排気ポート１１０の弁孔１１０ａを通って排気室１０３へと入り排気孔１１３から減圧弁１００の外部に放出される。これにより、出力室１０２内の加圧流体が減圧されるので、結果として、設定圧以下に減圧された加圧流体が出力室１０２から出力側の配管などに出力されることとなる。

特開２０００−１２０８９６号公報

しかしながら、上述した従来のダイアフラム型の減圧弁では、次のような問題点があった。

ダイアフラム１０９が出力室１０２側に移動しているときに排気ポート１１０の弁孔１１０ａが第２の弁体１１０ｃで塞がれるように、弁孔１１０ａと第２の弁体１１０ｃとを対向配置する、より具体的には弁孔１１０ａの中心を第２の弁体１１０ｃの軸線が通るように減圧弁の組み立て時にダイアフラム１０９を位置決めする必要がある。しかしながら、ダイアラフラム１０９は、可撓性を有する材料からなるために変形しやすいので、弁孔１１０ａの中心を第２の弁体１１０ｃの軸線が通るように位置決めすることが困難であった。すると、第２の弁体１０７ｃが弁孔１１０ａを完全に塞ぐことができなくなるので、必要以上に加圧流体を排出してしまうことがあった。

また、そのようにダイアフラム１０９を位置決めする以上、ダイアフラム１０９は自身の法線方向に移動することが望ましいが、加圧流体の流れが均一ではない場合など、ダイアフラム１０９が加圧流体から受ける圧力が不均一なときには、ダイアフラム１０９が法線方向以外の方向に移動することがあった。すると、ダイアフラム１０９が入力室１０１側に移動したときに、ポペット弁１０７の第２の弁体１０７ｃが排気ポート１１０の弁孔１１０ａを完全に塞ぐことができず、必要以上に加圧流体を排出してしまう。

そこで、本発明は、必要以上の加圧流体の排出を防ぐことができる減圧弁を提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明に係る減圧弁は、隔壁により内部が入力室となる第１の空間と出力室および排気室となる第２の空間とに隔てられ、入力室と加圧ガスの入力先とを連通する入力流路および出力室と加圧ガスの出力先とを連通する出力流路が形成された容器と、第２の空間内に設けられ、この第２の空間を隔壁側の出力室と排気室とに隔てるダイアフラムと、このダイアフラムに結合され、出力室と排気室とを連通する弁孔が形成された排気ポートと、この排気ポートを出力室に向かって付勢する第１の付勢部材と、排気ポートと対向する隔壁に設けられ、入力室と出力室を連通する貫通孔を備えたガイド部材と、このガイド部材の貫通孔に挿通支持された軸部、この軸部の一端に形成され、貫通孔の入力室側に形成された弁座を閉じる第１の弁体、および、軸部の他端に形成され、弁孔に対向配置される第２の弁体を有するポペット弁と、第２の弁体を出力室に向かって付勢する第２の付勢部材とを備え、排気ポートおよびガイド部材は、排気ポートおよびガイド部材は、互いの位置を合わせる位置合わせ部を有することを特徴とするものである。

上記減圧弁において、位置合わせ部は、ガイド部材および排気ポートのうちの一方に形成され、排気ポートおよびガイド部材のうちの他方に向かって突出した凸部と、ガイド部材および排気ポートのうちの他方に形成され、ガイド部材における貫通孔の出力室側の開口縁部、または、排気ポートにおける弁孔の出力室側の開口縁部を構成し、凸部に嵌合する凹部とからなるようにしてもよい。

また、上記減圧弁において、位置合わせ部は、ガイド部材における貫通孔の出力室側の開口から離間した位置、および、排気ポートにおける弁孔の出力室側の開口から離間した位置のうちの少なくとも一方に形成された凸部と、ガイド部材における貫通孔の出力室側の開口から離間した位置、および、排気ポートにおける弁孔の出力室側の開口から離間した位置のうちの少なくとも一方に形成され、凸部と嵌合する凹部とからなるようにしてもよい。

また、上記減圧弁において、凸部は、先端に向かってテーパ状に突出し、凹部は、開口に向かってテーパ状に広がるようにしてもよい。

本発明によれば、位置合わせ部により排気ポートとガイド部材の位置を合わせると、ポペット弁の第２の弁体と排気ポートの弁孔とが対向配置されるので、第２の弁体が排気ポートの弁孔を確実に塞ぐようにすることができ、結果として、必要以上の加圧流体の排出を防ぐことができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る減圧弁の構成を示す断面図である。 図２は、図１の要部拡大図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る減圧弁の変形例の構成を示す要部拡大図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る減圧弁の変形例の構成を示す要部拡大図である。 図５は、従来の減圧弁の構成を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

［減圧弁の構成］
図１，図２に示すように、本実施の形態の形態に係る減圧弁１は、有底筒状のフィルターカバー２と、このフィルターカバー２上に配置され、内部に隔壁３１が形成された筒状のセンターボディ３と、このセンターボディ３上にセンターボディ３の上部開口を覆うように配設されたダイアフラム４と、このダイアフラム４上に配置された有天筒状のボンネット５とを備えている。ここで、フィルターカバー２、センターボディ３およびボンネット５は、容器を構成している。この容器の内部空間は、隔壁３１により入力室６となる第１の空間と出力室７および排気室８となる第２の空間とに隔てられている。外部から加圧流体が入力される入力室６は、フィルターカバー２と隔壁３１との間に形成されている。また、出力室７は、隔壁３１とダイアフラム４との間に形成されている。その隔壁３１には、入力室６と出力室７を連通する貫通孔９１を有するガイド部材９が設けられている。その貫通孔９１を介して入力室６から入力された加圧流体は、出力室７から外部の制御装置等に出力される。さらに、排気室８は、ダイアフラム４とボンネット５との間に形成され、ダイアフラム４に固定された排気ポート１０の貫通孔１０ａを介して出力室７から入力された加圧流体を減圧弁１の外部に排気する。

フィルターカバー２は、有底円筒状の部材であり、例えばアルミニウムなどで形成されている。このフィルターカバー２の底部には、ドレン用ボルト１１が螺着されている。

このようなフィルターカバー２は、天部側の端部に形成されたフランジ２ａがガスケット１２を介してセンターボディ３の入力室６側の外縁部に当接させた状態で、そのフランジ２ａに挿通されるボルト１３によりセンターボディ３に固定される。このとき、センターボディ３のフィルターカバー２側の開口とフィルターカバー２の天部側の開口との間には、塵埃除去用のスポンジやステンレスメッシュなどからなるフィルタ１４が設けられている。

センターボディ３は、円筒状の部材であり、例えばアルミニウムなどで形成されている。センターボディ３の内部は、軸線に直交する方向に沿った隔壁３１により２つの空間に隔てられている。この隔壁３１の中央部には、センターボディ３の軸線に沿った貫通孔３２が形成されており、この貫通孔３２の出力室７側には、ガイド部材９が埋設されている。

このガイド部材９は、柱状の部材であり、例えばステンレスなどで形成されている。このガイド部材９には、軸線に沿った貫通孔９１が形成されている。このガイド部材９における貫通孔９１の出力室７側の端部（以下、凹部と言う。）９１ａは、開口に向かってテーパ状に拡がるように形成されている。一方、貫通孔９１の入力室６側の端部には、弁座９１ｂが形成されている。この弁座９１ｂには、後述するポペット弁１５の第１の弁体１５ｂが当接する。

ガイド部材９の貫通孔９１には、例えば黄銅やステンレスからなるポペット弁１５が挿通支持されている。このポペット弁１５は、円柱状のステム１５ａと、このステム１５ａの入力室６側の一端に形成され、その端部に向かってラッパ状に拡がった円錐台状の第１の弁体１５ｂ、ステム１５ａの出力室７側の他端（以下、「第２の弁体」と言う。）１５ｃとを有している。
ここで、ステム１５ａの外径は、ステム１５ａとガイド部材９の貫通孔９１との間を加圧流体が流通するように、貫通孔９１の内径よりも小さく形成されている。第１の弁体１５ｂの外径は、上述した貫通孔９１の弁座９１ｂに当接するよう、貫通孔９１の内径よりも大きく形成されている。

隔壁３１の入力室６側の面における貫通孔３２の周囲には、円筒状の支持部３３が立設されており、この支持部３３の下端には、ポペットスプリング受け１６が支持されている。ポペットスプリング受け１６とポペット弁１５の第１の弁体１５ｂとの間には、ポペットスプリング１７が配設されている。このポペットスプリング１７は、例えばステンレスのコイルスプリングなどからなり、ポペット弁１５を出力室７向かって付勢する。これにより、ポペット弁１５の第２の弁体１５ｃは、ガイド部材９の貫通孔９１における出力室７側の端部、すなわち凹部９１ａから突出することとなる。

また、センターボディ３には、一端がセンターボディ３の外側面に開口し、他端が隔壁３１の入力室６側の面に開口した入力流路３４と、一端が出力室７内に開口し、他端がセンターボディ３の外側面に開口した出力流路３５とが形成されている。
また、入力流路３４におけるセンターボディ３の外側面の開口には、外部から加圧流体を入力するための配管（図示せず）などが接続される。また、出力流路３５におけるセンターボディ３の外側面の開口には、制御装置等に加圧流体を送出するための配管（図示せず）などが接続される。

ダイアフラム４は、平面視略円形の膜状の部材であり、例えばニトリルゴムなどの可撓性を有する材料で形成されている。ダイアフラム４の外径は、センターボディ３上面の外径と同等に形成されている。このようなダイアフラム４は、センターボディ３の出力室７側の端部とボンネット５の底部側の開口縁部とにより外縁部が挟持された状態で、センターボディ３とボンネット５との間に配設される。これにより、ダイアフラム４は、出力室７と排気室８とを隔てることとなる。

ダイアフラム４の出力室側の面には、排気ポート１０が配設されている。この排気ポート１０は、円盤状の部材であり、例えば黄銅から形成されている。排気ポート１０の外径は、ダイアフラム４の外径およびセンターボディ３の出力室７側の開口よりも小さく形成されている。排気ポート１０のダイアフラム４に当接する側の面の中央部には、円柱状の突出部１０ｂが形成されており、この突出部１０ｂは、ダイアフラム４の中央部に形成された貫通孔に挿通されており、ダイアフラム４の排気室８側の面から突出している。また、排気ポート１０の中央部には、軸線に沿って延在する貫通孔１０ａが形成されている。これにより、ダイアフラム４によって隔てられた出力室７と排気室８とは、貫通孔１０ａによって連通される。この貫通孔１０ａの出力室７側の端部には、ポペット弁１５の第２の弁体１５ｃと当接する弁座１０ｃが形成されている。この弁座１０ｃは、その第２の弁体１５ｃと対向配置され、ダイアフラム４が出力室７側に移動することにより第２の弁体１５ｃに当接することとなる。

また、排気ポート１０の出力室７側の貫通孔１０ａの開口縁部、すなわち、弁座１０ｃの縁部には、出力室７に向かって突出した凸部１０ｄが形成されている。具体的には、凸部１０ｄは、外側面が先端に向かってテーパー状に細くなる円筒状に形成されている。この凸部１０ｄの外側面の傾斜は、ガイド部材９の凹部９１ａの傾斜に対応している、すなわち同等の角度となっている。これにより、ガイド部材９の凹部９１ａに排気ポート１０の凸部１０ｄが挿入されると、これらは隙間なく当接することとなる。このように、凸部１０ｄが凹部９１ａに隙間なく当接した状態、すなわち、嵌合した状態のとき、弁座１０ｃとポペット弁１５の第２の弁体１５ｃとが対向配置されるように、凸部１０ｄと凹部９１ａは形成されている。

ダイアフラム４の排気室８側の面には、面積板１８が配設されている。この面積板１８は、円盤状の部材であり、例えば黄銅で形成されている。面積板１８の外径は、ダイアフラム４の外径および後述するボンネット５の底部開口よりも小さく形成されている。このような面積板１８は、中央部に形成された貫通孔に排気ポート１０の突出部１０ｂが挿通された状態で、ダイアフラム４の上面に固定される。また、面積板１８の上面には、後述する調圧スプリング２３が当接している。

ボンネット５は、例えばアルミニウムからなる有天円筒状の部材である。このボンネット５は、センターボディ３の上部に載置されたダイアフラム４上に、ボンネット５の下端部に形成されたフランジ５ａを載せた状態で、このフランジ５ａに挿通されるボルト１９によりダイアフラム４を介してセンターボディ３に固定される。これにより、ダイアフラム４とボンネット５との間には排気室８が形成される。この排気室８は、ボンネット５の側壁に形成された排気孔５ｂを介して外部と連通している。

ボンネット５の天部には、調圧ノブ２１が螺着されている。この調圧ノブ２１は、つまみ２１ａと、一端がつまみ２１ａに固定され、他端がボンネット５内に位置する軸２１ｂとから構成されており、軸２１ｂがボンネット５の軸線方向に移動可能にボンネット５の天部に螺着されている。
ボンネット５内部には、調圧ノブ２１の軸２１ｂの他端近傍に例えば鋼材などからなる調圧スプリング受け２２が配設されおり、この調圧スプリング受け２２とダイアフラム４に固定された面積板１８との間には、例えばばね用鋼材で形成されたコイルバネなどからなる調圧スプリング２３が配設されている。

［減圧弁の組み立て方法］
次に、本実施の形態に係る減圧弁１の組み立て方法について説明する。

まず、センターボディ３およびダイアフラム４を用意する。
このとき、センターボディ３には、ガイド部材９，ポペット弁１５、ポペットスプリング受け１６およびポペットスプリング１７を所定の位置に配設しておく。これにより、ガイド部材９の貫通孔９１に挿通支持されたポペット弁１５がポペットスプリング１７により出力室７側に付勢されて、ポペット弁１５の第２の弁体１５ｃがガイド部材９の貫通孔９１の出力室７側の端部から突出した状態とされている。
また、ダイアフラム４には、排気ポート１０と面積板１８が取り付けておく。

次に、センターボディ３上にダイアフラム４を載置する。
このとき、減圧弁１の動作時に第２の弁体１５ｃが排気ポート１０の弁座１０ｃを塞ぐことができるように、第２の弁体１５ｃがダイアフラム４に取り付けられた排気ポート１０の貫通孔１０ａの軸線とが一致する、言い換えると、ポペット弁１５の第２の弁体１５ｃと排気ポート１０の弁座１０ｃとを対向配置する必要がある。ところが、ダイアフラム４は、ゴム等の変形しやすい材料で構成されているので、そのように配置することが困難であった。
そこで、本実施の形態では、センターボディ３に配設されたガイド部材９に形成された凹部９１ａと、ダイアフラム４に取り付けられた排気ポート１０に形成された凸部１０ｄとからなり、ガイド部材９と排気ポート１０の互いの位置を合わせる位置合わせ部を備えている。これにより、ガイド部材９の凹部９１ａ内に排気ポート１０の凸部１０ｄを挿入するようにセンターボディ３上にダイアフラム４を載置して、凹部９１ａと凸部１０ｄとを嵌合させてガイド部材９と排気ポート１０との位置を合わせると、第２の弁体１５ｃと弁座１０ｃとが自動的に対向配置される。このように、ガイド部材９の凹部９１ａ内に排気ポート１０の凸部１０ｄを挿入するようにセンターボディ３上にダイアフラム４を載置するだけで、ダイアフラム４を位置決めすることができる。
また、凸部１０ｄは外側面が先端に向かってテーパ状に細くなる円筒状に形成され、凹部９１ａは開口に向かってテーパ状に拡がるように形成されている。したがって、凸部１０ｄを凹部９１ａ内に挿入するときに位置ずれが生じても、そのテーパに沿って凸部１０ｄが凹部９１ａに嵌合する位置に円滑に移動させることができる。

次に、ボンネット５を用意し、ダイアフラム４が載置されたセンターボディ３上にボンネット５を固定する。
具体的には、まず、ボンネット５には、調圧ノブ２１，調圧スプリング受け２２および調圧スプリング２３を取り付けておく。そして、この調圧スプリング２３の出力室７側の端部がダイアフラム４に取り付けられた面積板１８上に位置させた上で、センターボディ３の上部に載置されたダイアフラム４上にボンネット５の下端部に形成されたフランジ５ａを載せる。次いで、このフランジ５ａに挿通されるボルト１９により、ボンネット５をダイアフラム４を介してセンターボディ３に固定する。

最後に、フィルターカバー２を用意し、センターボディ３のフィルターカバー２側の開口とフィルターカバー２の天部側の開口との間にフィルタ１４を配置した上で、フィルターカバー２の天部側の端部に形成されたフランジ２ａをガスケット１２を介してセンターボディ３の入力室６側の外縁部に当接させ。この状態から、フランジ２ａに挿通されるボルト１３により、フィルターカバー２をセンターボディ３に固定する。
これにより、減圧弁１が組み立てられることとなる。

なお、本実施の形態では、センターボディ３にフランジ４およびボンネット５を取り付けた後にフィルターカバー２をセンターボディ３に取り付ける場合を例に説明したが、フィルターカバー２をセンターボディ３に取り付けた後に、センターボディ３にフランジ４およびボンネット５を取り付けるようにしてもよいことは言うまでもない。

［減圧弁の動作］
次に、本実施の形態に係る減圧弁１の動作について説明する。

まず、予め減圧弁１から出力する流体の圧力を設定する。この設定は、調圧ノブ２１を操作することにより行われる。
調圧ノブ２１をボンネット５に向かってねじ込むと、軸２１ｂの他端が調圧スプリング受け２２を介して調圧スプリング２３をダイアフラム４に向かって押圧する。このとき、上述したように、センターボディ３に配設されたガイド部材９に形成された凹部９１ａとダイアフラム４に取り付けられた排気ポート１０に形成された凸部１０ｄによってダイアフラム４が位置合わせされ、排気ポート１０の弁座１０ｃとポペット弁１５の第２の弁体１５ｃとが対向配置されている。したがって、調圧ノブ２１をねじ込むことによりダイアフラム４が出力室７に向かって移動すると、排気ポート１０の弁座１０ｃがポペット弁１５の第２の弁体１５ｃに当接する。さらに調圧ノブ２１をねじ込むと、ポペット弁１５が入力室６に向かって移動し、第１の弁体１５ｂが貫通孔９１の入力室６側の端部に形成された弁座９１ｂから離間する。これにより、貫通孔９１を介して入力室６と出力流路３５とが連通する。

このとき、ダイアフラム４および排気ポート１０は、調圧スプリング２３から受ける圧力を超える圧力を底面側から受けないと、排気室８側に移動しない。その圧力は、調圧ノブ２１をねじ込んで調圧スプリング２３が圧縮方向の力を受けるほど大きくなる。このように調圧ノブ２１のねじ込み量、すなわち、調圧スプリング２３によるダイアフラム４および排気ポート１０への付勢の程度を調整することにより、出力室７から出力される加圧流体の圧力（以下、「設定圧」と言う。）が設定される。

第１の弁体１５ｂと弁座９１ｂとが離間した状態とされると、入力流路３４に接続された配管などから入力室６内に供給された加圧流体は、第１の弁体１５ｂと弁座９１ｂの間から貫通孔９１を通って出力室７に到達し、この出力室７に一端が開口した出力流路３５から配管等に出力される。

ここで、出力室７内の圧力（以下、「出力圧」と言う。）が設定圧を超えない場合、ダイアフラム４が移動しないので、このダイアフラム４に固定された排気ポート１０の弁座１０ｃがポペット弁１５の第１の弁体１５ｂに当接した状態が維持される。したがって、出力室７に到達した加圧流体は、そのまま出力流路３５から出力される。

一方、出力圧が設定圧を超える場合、まず、ダイアフラム４が排気室８側に移動し、この移動に伴ってポペット弁１５も出力室７側に移動し、ポペット弁１５の第１の弁体１５ｂが貫通孔９１の弁座９１ｂを塞ぐ。すると、入力室６と出力室７との間が塞がれるので、出力室７には入力室６側から加圧流体が供給されない。これにより、出力圧のさらなる上昇が防がれることとなる。

このとき、出力圧が高いが故にさらにダイアフラム４が排気室８側に移動すると、排気ポート１０の弁座１０ｃとポペット弁１５の第２の弁体１５ｃとが離間して、出力室７と排気室８とが排気ポート１０の貫通孔１０ａにより連通する。すると、排気室８の内部圧力の方が出力室７内の圧力よりも低いので、出力室７内の加圧流体は、貫通孔１０ａを介して排気室８内に流入し、ボンネット５の排気孔５ｂから外部に排出される。この結果、出力圧が低下することとなる。

加圧流体が排気孔５ｂから排出されることにより出力圧が設定圧よりも低くなると、調圧スプリング２３によってダイアフラム４が出力室７側に移動して、排気ポート１０の弁座１０ｃがポペット弁１５の第２の弁体１５ｃに当接し、排気ポート１０の貫通孔１０ａが塞がれる。これにより、排気孔５ｂからの加圧流体の排出が停止する。さらに、出力圧が低くなると、上述したように、排気ポート１０の弁座１０ｃにより第２の弁体１５ｃが押圧されたポペット弁１５が入力室６に向かって移動し、第１の弁体１５ｂが貫通孔９１の入力室６側の端部に形成された弁座９１ｂから離間する。

このように、ダイアフラム４は出力圧と設定圧の上下関係に応じて移動する。このとき、排気ポート１０の貫通孔１０ａの軸線とポペット弁１５の軸線とが一致し、排気ポート１０の弁座１０ｃとポペット弁１５の第２の弁体１５ｃとが対向配置されるようにダイアフラム４が位置決めされているので、このダイアフラム４は自身の法線方向に移動することが望ましい。ところが、加圧流体の流れが均一ではない場合など、ダイアフラム４が加圧流体から受ける圧力が不均一なときには、ダイアフラム４が法線方向以外の方向に移動することがあった。すると、ダイアフラム４が出力室７側から入力室６側に移動したときに、ポペット弁１５の第２の弁体１５ｃが排気ポート１０の弁孔１０ａを完全に塞ぐことができず、必要以上に加圧流体を排出してしまうことがあった。
そこで、本実施の形態では、センターボディ３に配設されたガイド部材９に形成された凹部９１ａと、ダイアフラム４に取り付けられた排気ポート１０に形成された凸部１０ｄとからなる位置合わせ部を設けている。これにより、ダイアフラム４が出力室７側から入力室６側に移動すると、排気ポート１０の凸部１０ｄがガイド部材９の凹部９１ａ内に挿入されて排気ポート１０とガイド部材９の位置合わせが行われ、第２の弁体１５ｃと弁座１０ｃとが自動的に対向配置される。結果として、第２の弁体１５ｃが弁孔１０ａを完全に塞ぐことができるので、必要以上の加圧流体の排出を防ぐことができる。
また、凸部１０ｄは外側面が先端に向かってテーパ状に細くなる円筒状に形成され、凹部９１ａは開口に向かってテーパ状に拡がるように形成されている。したがって、ダイアフラム４が出力室７側から入力室６側に移動するときに法線方向以外の方向に移動しても、そのテーパによって凸部１０ｄが凹部９１ａに嵌合する位置に円滑に移動する。この結果、第２の弁体１５ｃが弁孔１０ａを完全に塞ぐことが可能となり、必要以上の加圧流体の排出を防ぐことができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、排気ポート９に形成された凹部９１ａとガイド部材１０に形成された凸部１０ｄとからなる位置合わせ部を設けることにより、ポペット弁１５の第２の弁体１５ｃと排気ポート９の弁座９１ｃとが対向配置されるので、第２の弁体１５ｃが排気ポート９の弁座９１ｃを確実に塞ぐようにすることができ、結果として、必要以上の加圧流体の排出を防ぐことができる。

なお、本実施の形態では、ガイド部材９に凹部９１ａを形成し、ダイアフラム４に取り付けられた排気ポート１０に凸部１０ｄを形成する場合を例に説明したが、凹部と凸部を形成する部材はこれに限定されず、適宜自由に設定することができる。例えば、図３に示すように、ガイド部材９における貫通孔９１の出力室７側の端部には先端に向かってテーパー状に細くなる円筒状の凸部９１ｃを形成し、排気ポート１０の出力室７側の貫通孔１０ａの開口縁部、すなわち、弁座１０ｃの縁部には、出力室７に向かってテーパ状に拡がる凹部１０ｅを形成するようにしてもよい。ここで、凹部１０ｅのテーパの傾斜は凸部９１ｃの傾斜に対応して同等とするようにしてもよい。
このようにしても、必要以上の加圧流体の排出を防ぐことができる。

また、位置合わせ部を設ける位置は、ガイド部材９の貫通孔９１の出力室７側の端部や排気ポート１０の貫通孔１０ａの出力室７側の端部に限定されず、ガイド部材９と排気ポート１０とが対向する部分であれば、適宜自由に設けることができる。
例えば、図４に示すように、ガイド部材９の出力室７側の底面における貫通孔９１から離間した位置に凸部９２および凹部９３を設け、排気ポート１０の出力室７側の面における貫通孔１０ａから離間した位置に凹部１０ｅおよび凸部１０ｆを設けるようにしてもよい。

ここで、ガイド部材９に形成された凸部９２は、出力室７側に突出した円錐状に形成され、ガイド部材９に形成された凹部９３は、入力室６側に向かって円錐状に凹んだ状態に形成されている。そして、凸部９２と凹部９３とは、ガイド部材９の軸線に対して点対称な位置に形成されている。
一方、排気ポート１０に形成された凹部１０ｅは、排気室８側に向かって円錐状に凹んだ状態に形成され、凸部１０ｆは、出力室７側に突出した円錐状に形成されている。ここで、凹部１０ｅは、ガイド部材９の凸部９２と対向する位置に形成されている。同様に、凸部１０ｆは、ガイド部材９の凹部９３と対向する位置に形成されている。
このようにしても、必要以上の加圧流体の排出を防ぐことができる。

なお、図４においては、ガイド部材９と排気ポート１０の両方に凹部と凸部を設ける場合を例に説明したが、この凹部と凸部を設ける部材および凹部と凸部の数量についてはこれに限定されず、適宜自由に設定することができる。例えば、ガイド部材９および排気ポート１０の一方には凹部または凸部のみ、ガイド部材９および排気ポート１０の他方には凹部または凸部のみを設けるようにしてもよい。このとき、凹部または凸部を複数設けるようにしてもよい。さらに、ガイド部材９および排気ポート１０の両方に複数の凹部および凸部を設けるようにしてもよい。
さらに、ガイド部材９と排気ポート１０に形成する凹部と凸部の形状についても、図４に示すような円錐状に突出または凹んだ形状に限定されず、例えば、円筒状や半円筒状などに突出または凹んだ形状など、適宜自由に設定することができる。

また、本実施の形態において、減圧弁１に入出力される加圧流体は、液体および気体の何れも用いることができることは言うまでもない。

本発明は、空気などの気体を減圧する減圧弁に適用することができる。

１…減圧弁、２…フィルターカバー、３…センターボディ、４…ダイアフラム、５…ボンネット、５ａ…フランジ、５ｂ…排気孔、６…入力室、７…出力室、８…排気室、９…ガイド部材、１０…排気ポート、１０ａ…貫通孔、１０ｂ…突出部、１０ｃ…弁座、１０ｄ…凸部、１１…ドレン用ボルト、１２…ガスケット、１３…ボルト、１４…フィルタ、１５…ポペット弁、１５ａ…ステム、１５ｂ…第１の弁体、１５ｃ…第２の弁体、１６…ポペットスプリング受け、１７…ポペットスプリング、１８…面積板、２０…ボルト、２１…調圧ノブ、２１ａ…つまみ、２１ｂ…軸、２２…調圧スプリング受け、２３…調圧スプリング、３１…隔壁、３２…貫通孔、３２ａ…弁座、３３…支持部、３４…入力流路、３５…出力流路、９１…貫通孔、９１ａ…凹部、９１ｂ…弁座。

Claims (4)

1. 隔壁により内部が入力室となる第１の空間と出力室および排気室となる第２の空間とに隔てられ、前記入力室と加圧ガスの入力先とを連通する入力流路および前記出力室と前記加圧ガスの出力先とを連通する出力流路が形成された容器と、
   前記第２の空間内に設けられ、この前記第２の空間を前記隔壁側の前記出力室と前記排気室とに隔てるダイアフラムと、
   このダイアフラムに結合され、前記出力室と前記排気室とを連通する弁孔が形成された排気ポートと、
   この排気ポートを前記出力室に向かって付勢する第１の付勢部材と、
   前記排気ポートと対向する前記隔壁に設けられ、前記入力室と前記出力室を連通する貫通孔を備えたガイド部材と、
   このガイド部材の前記貫通孔に挿通支持された軸部、この軸部の一端に形成され、前記貫通孔の前記入力室側に形成された弁座を閉じる第１の弁体、および、前記軸部の他端に形成され、前記弁孔と対向配置される第２の弁体を有するポペット弁と、
   前記第２の弁体を前記出力室に向かって付勢する第２の付勢部材と
   を備え、
   前記排気ポートおよび前記ガイド部材は、互いの位置を合わせる位置合わせ部を有する
   ことを特徴とする減圧弁。
2. 請求項１記載の減圧弁において、
   前記位置合わせ部は、
   前記ガイド部材および前記排気ポートのうちの一方に形成され、前記排気ポートおよび前記ガイド部材のうちの他方に向かって突出した凸部と、
   前記ガイド部材および前記排気ポートのうちの他方に形成され、前記ガイド部材における前記貫通孔の前記出力室側の開口縁部、または、前記排気ポートにおける前記弁孔の前記出力室側の開口縁部を構成し、前記凸部に嵌合する凹部と
   からなることを特徴とする減圧弁。
3. 請求項１記載の減圧弁において、
   前記位置合わせ部は、
   前記ガイド部材における前記貫通孔の前記出力室側の開口から離間した位置、および、前記排気ポートにおける前記弁孔の前記出力室側の開口から離間した位置のうちの少なくとも一方に形成された凸部と、
   前記ガイド部材における前記貫通孔の前記出力室側の開口から離間した位置、および、前記排気ポートにおける前記弁孔の前記出力室側の開口から離間した位置のうちの少なくとも一方に形成され、前記凸部と嵌合する凹部と
   からなることを特徴とする減圧弁。
4. 請求項２または３記載の減圧弁において、
   前記凸部は、先端に向かってテーパ状に突出し、
   前記凹部は、開口に向かってテーパ状に広がる
   ことを特徴とする減圧弁。

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