JP2018072871A

JP2018072871A - 減圧弁

Info

Publication number: JP2018072871A
Application number: JP2016207638A
Authority: JP
Inventors: 丈浩羽間; Takehiro Hama
Original assignee: Time Engineering Co Ltd
Current assignee: Time Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2018-05-10

Abstract

【課題】小型化を図りつつ弁機構が傾かないようにする。
【解決手段】弁機構Ｍを、弁口６を移動可能に貫通する弁棒１６と、弁棒１６の一端部に設けられたダイヤフラム１７と、弁棒１６の他端部に設けられ弁口６の一方の開口縁に形成された弁座７と対向可能な弁体９とを備えて構成し、二次室５と弁座７との間には弁体９およびそのホルダー２５を収容する弁体移動空間１０が形成されるとともに、ホルダー２５には弁体移動空間１０の内壁に沿って摺動して弁機構Ｍの変位を案内可能な案内突部３０が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、減圧弁に関するものである。

下記特許文献１に開示された減圧弁は、弁ケーシングに一次室と、弁口を介して連通可能な二次室とが形成されている。弁口には弁機構の弁棒が貫通し、弁口の軸線に沿って移動可能となっている。弁棒の一端側には弁体が設けられ、弁口の開口縁に形成された弁座と対峙している。弁棒の他端側にはダイヤフラムが設けられている。ダイヤフラムは、弁ケーシング内に形成されてダイヤフラムに二次室内の圧力を作用させて閉弁方向に付勢する感圧室とバネケースの内部空間とを区画している。バネケースの内部には開弁方向に付勢する調整ばねが収容されている。

特開２０１５−１４１５５８号公報

ところで、調整ばねにおける巻き始めと巻き終わりの部分にはそれぞれ段差ができていることがあり、弁棒に対して中心軸を傾けるようなモーメントが作用することがある。そうなると弁体が弁座に対して片当たりとなって、所期の流量が得られなくなってしまうことがあり得る。

そこで、弁棒の傾きを抑制するべく、上記従来技術では、弁棒の他端部からバネケース内に向けて筒部を立ち上げるとともに、筒部の先端を外側へ屈曲させこの屈曲部をバネケースの内壁に摺接させるようにしている。

しかしながら、従来のものでは、上記のように、筒部を立ち上げて形成する必要があることから、その分、バネケースが径方向に拡張してしまい、結果として減圧弁全体が大型化してしまう、といった問題点を生じていた。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、減圧弁全体の小型化を図ることを目的とする。

本発明の減圧弁は、一次室と、弁口を介して前記一次室と連通可能な二次室と、前記弁口の開度を調整するよう前記弁口の軸線に沿って変位可能な弁機構とを備えた減圧弁であって、前記弁機構は、前記弁口を移動可能に貫通する弁棒と、前記弁棒の一端部に設けられたダイヤフラムと、前記弁棒の他端部に設けられ前記弁口の一方の開口縁に形成された弁座と対向可能な弁体とを備えてなり、前記ダイヤフラムは前記二次室の圧力によって閉弁方向に付勢するようになっている一方、前記ダイヤフラムには開弁方向に付勢する調整ばねが接続されており、前記二次室と前記弁座との間には前記弁体およびそのホルダーを収容する弁体移動空間が形成されるとともに、前記ホルダー及び前記弁体移動空間の内壁のいずれかには前記弁機構の変位を案内可能な案内部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、弁機構が移動するときには、ホルダーあるいは弁体移動空間の内壁のいずれかに設けられた案内部が相手側に沿って摺動するため、弁機構は傾斜姿勢となることなく、弁口の軸線に沿って移動することができる。

また、弁体移動空間はもともと弁体周りに十分なスペースが確保されていた空間であるため、ホルダーあるいは弁体移動空間の内壁に案内部を形成しても、既存スペースの拡張になることはないため、弁機構の傾きを抑制しつつ減圧弁の小型化を達成することができる。

本実施例に係る減圧弁の断面図図１のＡ−Ａ線断面図弁ホルダーの平面図同じく側面図

本発明における好ましい実施の形態を説明する。
（１）本発明の減圧弁の前記案内部は、前記ホルダーの外周面から周方向に沿って放射状に突出し、前記弁体移動空間の内壁に沿って摺動する複数の突部によって形成される構成とすることが好ましい。
このような構成によれば、全周に亘って放射状に突出する複数の突部によって弁機構の移動案内が確実になり、かつ摺動抵抗の低減にも寄与することができる。
（２）また、前記弁体移動空間のうち前記ホルダーと軸方向に対向する側には閉止プラグによって閉止される作業用開口が形成される構成としてもよい。
このような構成によれば、閉止プラグが開放した状態では、作業用開口が開放されるため、同開口を通して弁棒に対する弁体及びホルダーの取付け作業を容易かつ円滑に行うことができる。

＜実施例＞
次に、本発明の減圧弁を具体化した実施例について、図面を参照しつつ説明する。

本実施例の減圧弁Ａは、合成樹脂製の弁ケーシング１を有している。弁ケーシング１の側面には第１接続筒２と、第２接続筒３とがそれぞれ側方へ向け、かつ反対向きに突設されている。両接続筒２，３はほぼ同軸をなして横向きに配置されている。第１接続筒２の内部には流体の流入側となる一次室４が形成されている。一方、第２接続筒３の内部には流体の流出側となる二次室５の一部が形成されている。

一次室４は奥部に行くにつれて次第に窄まるようにして形成されている。一次室４の奥部の底面には弁口６が貫通して形成されており、一次室４と二次室５とはこの弁口６を介して連通可能となっている。弁口６は縦向きに形成されており、その中心軸は第１、第２の接続筒２，３の中心軸とは略直交する位置関係となっている。弁口６の開口縁のうち二次室５側には弁座７が形成されている。

弁ケーシング１の図示下面であって、第１、第２の接続筒２，３の中間部には下部筒体８が突設されている。下部筒体８の内部は二次室５に連通し、その内部空間は弁座７の図示下方に位置しており、後述する弁体９が移動可能に収容される弁体移動空間１０となっている。弁体移動空間１０は弁口６とほぼ同軸に形成されている。下部筒体８の突出端部は図示下方へ開口して作業用開口３１が形成されている。作業用開口３１は、閉止プラグ１１をねじ締めすることによって閉止可能となっている。閉止プラグ１１の側面にはＯリング１２が取り付けられ、シール状態を保持可能である。

一方、弁ケーシング１において、下部筒体８の反対側（図示上部側）には上部筒体１３，１４が内外二重構造をなしてそれぞれ同心でかつ弁口６とも同心で突設されている。そして、上部外側筒体１３は下部筒体８より内外径共に大径に形成されている。

上部内側筒体１４の突出高さは上部外側筒体１３より低めに形成されている。上部内側筒体１４と上部外側筒体１３との間に保有される環状の空間は、二次室５に連通し、後述するダイヤフラム１７に二次室５内の圧力を作用させる感圧室１５となっている。

前記した弁口６には弁機構Ｍが貫通して組み込まれ、弁機構Ｍは弁口６の軸線に沿って移動可能である。弁機構Ｍは弁口６の軸線に沿って延出する弁棒１６を有している。弁機構Ｍは、この弁棒１６、上記したダイヤフラム１７および弁体９とを備えて構成されている。

弁棒１６の上端部側は大径に形成されてヘッド部１８をなしている。このヘッド部１８は上部内側筒体１４内に差し込まれている。ヘッド部１８の周面にはＯリング１９が嵌め付けられていて、ヘッド部１８はシール状態を維持しつつ上部内側筒体１４内を移動可能である。ヘッド部１８の先端（図示上端）は全周に亘って鍔部２０が張り出し形成されている。鍔部２０は上部内側筒体１４の開口縁に載置される位置と離間する位置との間で変位可能である。このことによって、弁体９の開口量が変化することとなる。

ダイヤフラム１７の中央部は、弁棒１６の上端面、つまりヘッド部１８の上面と、このヘッド部１８にねじ締めによって固定されたばね受けシート２１との間で挟持されている。また、ダイヤフラム１７の周縁部は、上部外側筒体１３の突出端面とバネケース２２の下面との間で挟持されている。ダイヤフラム１７は、バネケース２２とばね受けシート２１との間に可撓部１７Ａが位置している。

バネケース２２は２段の円筒形状に形成され、基部側に大径部２２Ａが、図示上部側には同心で小径部２２Ｂが形成されている。小径部２２Ｂの内径はばね受けシート２１の外径より小さめに形成されている。小径部２２Ｂは上方に開放しており、開口部にはねじ部２２Ｃが形成され、ここには調整部材２３がねじ込み操作可能に組み込まれている。調整部材２３とばね受けシート２１との間にはコイルばねよりなる調整ばね２４が介在されており、弁機構Ｍに対し開弁方向に付勢力を作用させている。また、調整ばね２４の締め込み量を調整することで、弁機構Ｍの開弁量を調整することができる。

一方、弁棒１６の図示下端部にはホルダー２５を介して弁体９が取り付けられている。ホルダー２５及び弁体９は弁体移動空間１０内に収容されている。ホルダー２５は合成樹脂製であるとともに、図１等に示すように、弁棒１６側に向けて開口する略円筒形状に形成されている。弁体９はこのホルダー２５の内部に収容されている。

弁体９はゴム製であり、リング状に形成されている。ホルダー２５及び弁体９を弁棒１６に組み付ける際には、閉止プラグ１１が取り外された状態で、作業用開口３１を通して組付け作業がなされる。

弁棒１６の下端部は小径の軸端部１６Ａとなり、続いてやや大きめの中間軸部１６Ｂが段差状に形成され、さらにその上部にはフランジ縁１６Ｃが張り出し形成されている。フランジ縁１６Ｃの外径は弁座７の内径より小さめに形成されている。ホルダー２５及び弁体９が組み付けられる際には、弁体９はフランジ縁１６Ｃに突き当てられた状態で中間軸部１６Ｂに嵌め入れられている。ホルダー２５は弁体９をほぼ面一状態で収容しつつ、軸端部１６Ａに嵌め入れられている。
弁体９は弁座７に着座して閉弁状態とし、図１に示すように、弁座７から離間することで開弁状態となる。

ホルダー２５は、図３に示すように、底面に差し込み孔２６が開口しており、ここから弁棒１６の軸端に穿孔されたねじ孔２７へ固定ねじ２８を締め込むことで、弁体９及びホルダー２５を弁棒１６に固定することができる。

図３、図４に示すように、ホルダー２５の外面には複数のリブ２９が放射状にかつ一体に突出形成されている。各リブ２９は等角度間隔毎に配され、本実施例では略４５度の間隔で、計８条が配されている。各リブ２９はホルダー２５の底面における固定ねじの外側に位置する部位から、側面を通って上縁（開口縁）に至る範囲に亘って形成されている。図１、図３及び図４に示すように、各リブ２９のうちホルダー２５の底面と側面とのコーナに位置する部分は局部的に径方向外方へ突出し、案内突部３０となっている。各案内突部３０は略半球状に形成されている。各案内突部３０は弁体移動空間１０の内壁全周に亘って全部がそれぞれ点当たり状態で当接する。そして、弁機構Ｍが移動するときには、各案内突部３０は弁体移動空間１０の内壁に摺接することで、弁機構Ｍ全体を傾斜姿勢とさせることなく、弁口６の軸線に沿った正規姿勢で移動ガイドすることができる。

次に、上記のように構成された本実施例の作用効果を説明する。第２接続筒３には、下流側流路（図示しない）を介して図示しない機器（例えば、給湯器の吐水装置）が接続されているが、この機器が閉じられ、下流側流路における流体（例えば、水や湯）の流動が停止しているときには、減圧弁Ａは閉弁状態に保たれている。何故ならば、前述したように、調整ばね２４はダイヤフラム１７に対して開弁方向に付勢しているが、二次室５内の圧力はダイヤフラム１７およびホルダー２５に対して閉弁方向の付勢力として作用する。ここで、調整ばね２４のばね力は、下流側流路の流れが停止しているときに、閉弁方向の力よりも小さくなるように設定されているので、減圧弁Ａは閉弁状態に保持されているのである。

一方、機器の流路が開放されて下流側流路に流体が流れ、二次室５内の圧力が低下すると、ホルダー２５及びダイヤフラム１７に作用する閉弁方向の付勢力が弱まるため、ダイヤフラム１７と共に弁体９及びホルダー２５が図示下方へ移動する。このことにより、弁体９が弁座７から離間し減圧弁Ａが開弁状態となる（図１の状態）。これに伴い、一次室４内の流体が弁口６を通って二次室５へと流入する。

減圧弁Ａが開弁している状態において、何らかの原因で二次室５内の圧力が上昇すると、ダイヤフラム１７とともに弁体９が図示上方へ移動するため、弁口６の開度が小さくなる。すると、流体が弁口６を通過する際の圧力損失が増大するので、二次室５内の圧力が低下する。このような減圧弁Ａの作用により、二次室５側の圧力は所定値以下に維持される。

機器が流路を開放している状態から閉鎖する状態に切り替わると、減圧弁Ａ（一次室４と二次室５）内における流体の流動が停止し、二次室５内の圧力が上昇する。すると、二次室５内の圧力によりダイヤフラム１７が上昇し、ダイヤフラム１７と一体となって弁体９及びホルダー２５が上昇するので、減圧弁Ａが開弁状態から閉弁状態に切り替わる。

ところで、弁機構Ｍが移動する際には、前述したように、弁棒１６の中心軸が傾く虞がある。しかし、本実施例においては、まず、弁棒１６のヘッド部１８が上部内側筒体１４の内周面に沿って嵌め入れられることで、弁機構Ｍは図示上部側での支持がなされている。これに加え、ホルダー２５に形成されたリブ２９のうち案内突部３０が弁体移動空間１０の内壁に摺接することで、弁機構Ｍは図示下部側でも支持がなされている。このように、弁機構Ｍは上下二箇所での支持がなされていることから、安定的に移動動作が案内されることとなる。

また、各案内突部３０はホルダー２５の全周に亘って等角度間隔に配されているため、弁機構Ｍは周方向に関して均一な案内作用を受けるため、弁機構Ｍが傾斜姿勢となることを確実に規制することができる。
かくして、弁体９を弁座７に対して正しく向き合わせることができるため、所期の設定流量を確保することができる。しかも、従来より、弁体移動空間１０はもともと弁体９周りに十分なスペースが確保されていたところであるため、ホルダー２５にリブ２９や案内突部３０を形成したとしても、弁体移動空間１０は何ら拡張せずに済む。すなわち、弁ケーシング１の大型化を回避することができ、ひいては弁機構Ｍの姿勢安定化構造を付加しても減圧弁Ａ自体を小型のままに維持することができる。

さらに、各案内突部３０と弁体移動空間１０の内壁とはそれぞれ合成樹脂同士が点接触し合う関係としたため、摺動抵抗が小さく、弁機構Ｍの円滑な動作を保証することができる。

さらにまた、姿勢安定のための構造は、専用の部材を追加するのではなく、既存のホルダー２５を利用して設けているため、部品点数の増加もなくコスト低減にも寄与する。

また、弁体移動空間１０のうちホルダー２５と軸方向に対向する側には閉止プラグ１１によって閉止される作業用開口３１が形成される構成を採用したため、作業用開口３１を通して弁棒１６に対する弁体９及びホルダー２５の取付け作業を容易かつ円滑に行うことができる、という効果も得られる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、案内突部３０をリブ２９の途中に形成したが、リブ２９を省略して案内突部３０のみを設けるようにしてもよい。
（２）上記実施例では、案内突部３０をホルダー２５側に形成したが、弁体移動空間１０の内壁側に形成するようにしてもよい。
（３）上記実施例では、各案内突部３０と弁体移動空間１０の内壁とが弁体移動空間１０の内壁の全周に亘って点接触し合う関係としたが、弁体移動空間１０の内壁は、例えば、二次室５側の一部が所定角度範囲だけ形成されないことがあり、そのような場合には、案内突部３０は点接触しない角度範囲を有することになる。
（４）上記実施例では、各案内突部３０をホルダー２５に一体に形成したが、別体であってもよい。すなわち、案内突部３０はホルダー２５あるいは弁体移動空間の内壁とは別体に設けられたものを、これらに組み付けるようにしてもよい。

４…一次室
５…二次室
６…弁口
７…弁座
９…弁体
１０…弁体移動空間
１１…閉止プラグ
１６…弁棒
１７…ダイヤフラム
２４…調整ばね
２５…ホルダー
３０…案内突部（案内部（突部））
３１…作業用開口
Ａ…減圧弁
Ｍ…弁機構

Claims

一次室と、
弁口を介して前記一次室と連通可能な二次室と、
前記弁口の開度を調整するよう前記弁口の軸線に沿って変位可能な弁機構とを備えた減圧弁であって、
前記弁機構は、
前記弁口を移動可能に貫通する弁棒と、前記弁棒の一端部に設けられたダイヤフラムと、前記弁棒の他端部に設けられ前記弁口の一方の開口縁に形成された弁座と対向可能な弁体とを備えてなり、
前記ダイヤフラムは前記二次室の圧力によって閉弁方向に付勢するようになっている一方、前記ダイヤフラムには開弁方向に付勢する調整ばねが接続されており、
前記二次室と前記弁座との間には前記弁体およびそのホルダーを収容する弁体移動空間が形成されるとともに、前記ホルダー及び前記弁体移動空間の内壁のいずれかには前記弁機構の変位を案内可能な案内部が形成されていることを特徴とする減圧弁。
前記案内部は、前記ホルダーの外周面から周方向に沿って放射状に突出し、前記弁体移動空間の内壁に沿って摺動する複数の突部によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の減圧弁。
前記弁体移動空間のうち前記ホルダーと軸方向に対向する側には閉止プラグによって閉止される作業用開口が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の減圧弁。