JP2022067189A - 減圧弁及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも低廉に製造することができる減圧弁及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の減圧弁１は、ハウジング２内に移動自在に収容された筒状の弁体３と、ハウジング２内に固定された弁座４と、弁体３を弁座４から離隔する方向に付勢する付勢部材５と、を備える。弁座４は、弁体３と当接可能な環状の弾性部材（Ｏリング４２）と、弾性部材の外周を覆う環状部（内環部４１ｂ）と、弾性部材の内周に配置される内周部４３ｂと、環状部と内周部４３ｂとを連結させる連結部（閉塞板部４３ａ）と、内周部４３ｂ又は環状部の少なくとも一方の弁体側に設けられ、環状部から弾性部材が脱落することを阻止する脱落防止部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、下流側の圧力を調整可能な減圧弁及びその製造方法に関する。

従来、下流側の圧力が上昇すると開度を減少させて下流側の圧力を減少させる減圧弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００－３２０７２３号公報

特許文献１のものでは、弁座は支持金具で支持されている。特許文献１のものでは、弁座部分がゴム製で、支持金具がプレス加工により形成された金属製の板状部材であり、ゴム部分が板状部材に焼付けにより一体化されている。しかしながら、弁座部材をゴム焼付品にすると、接着剤の塗布、ゴム焼付け、バリ処理と多大な工数が掛かり、製造コストが嵩んでしまう。

本発明は、以上の点に鑑み、従来よりも低廉に製造することができる減圧弁及びその製造方法を提供することを目的とする。

［１］上記目的を達成するため、本発明の減圧弁（例えば、実施形態の減圧弁１。以下同一。）は、
流入口と流出口とを有して、前記流入口から流入した流体が内部を通って前記流出口から流出可能なハウジング（例えば、実施形態のハウジング２。以下同一。）と、
前記ハウジング内に移動自在に収容された筒状の弁体（例えば、実施形態の弁体３。以下同一。）と、
前記ハウジング内に固定された弁座（例えば、実施形態の弁座４。以下同一。）と、
前記弁体を前記弁座から離隔する方向に付勢する付勢部材（例えば、実施形態の付勢部材５。以下同一。）と、
を備え、
前記流出口の流体の圧力が高まることにより前記弁体が前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁座に当接して前記ハウジング内の流体の流れを遮断可能な減圧弁であって、
前記弁座は、
前記弁体と当接可能な弾性体からなる環状の弾性部材（例えば、実施形態のＯリング４２。以下同一。）と、
前記弾性部材の外周を覆う環状部（例えば、実施形態の内環部４１ｂ。以下同一。）と、
前記環状部とは別体で構成され、前記弾性部材の内周に配置される内周部（例えば、実施形態の内周部４３ｂ。以下同一。）と、
前記環状部と前記内周部とを連結させる連結部（例えば、実施形態の内環部４１ｂに超音波溶着される閉塞板部４３ａ、図３の内環部４１ｂの天部４１ｅで内周部４３ｂの挿通部をＣリング４３ｄで固定する構造部分。以下同一。）と、
前記内周部の弁体側に設けられ、前記環状部から前記弾性部材が脱落することを阻止する脱落防止部（例えば、実施形態の第１脱落防止部４３ｃ、内環部４１ｂの第２脱落防止部４１ｆ、環状支持部７３。以下同一。）と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、環状の弾性部材を別体で構成された環状部と内周部とで挟み、且つ環状部と内周部とが連結部によって連結されているため、弁座をゴム焼付品にする必要がなく、接着剤の塗布、ゴム焼付け、バリ処理と多大な工数が掛かることもなく、製造コストを低廉に抑えることができる。

［２］また、本発明においては、前記脱落防止部は少なくとも前記内周部に一体形成されており、前記連結部は、前記環状部と前記内周部とを、前記弁体から離隔する側で連結していることが好ましい。

ここで、比較例として、環状部と内周部を接続部材（例えば、実施形態の閉塞板部。以下同一。）を介して一体成型し、内周部の下端に脱落防止部を超音波溶着した場合、超音波溶着による脱落防止部や内周部の弁体側の歪みの影響が弾性部材の弁体３の当接部分に出易くなってしまい、最悪の場合、弁体による流体の流れを阻止することができなくなってしまう虞がある。

この場合、上述した本発明のように、脱落防止部を一体に備える内周部と環状部とが弁体と離隔する側で固定されていれば、溶着による歪みの影響が弾性部材の弁体との当接部分に出ることがなく、下流側の圧力が所定値以上に上昇した場合に、弁体が弾性部材に適切に当接して、ハウジング内を流れる流体の流れを適切に遮断することができる。

［３］また、本発明においては、
前記弁座は、前記環状部の前記弁体から離隔する側を閉塞する閉塞板部（例えば、実施形態の閉塞板部４３ａ。以下同一。）を備え、
前記内周部は、前記閉塞板部と一体に成形され、
前記閉塞板部は前記環状部の前記弁体から離隔する側で溶着により固着されていてもよい。

［４］また、本発明においては、
前記環状部には、前記弁体から離隔する側を閉塞する天部が一体に形成されており、
前記環状部の前記弁体側の端部には、前記環状部とは別部材で構成された脱落防止部（例えば、実施形態の第２脱落防止部。以下同一。）が配置されていることが好ましい。

本発明によれば、環状部側の脱落防止部が邪魔することなく、弾性部材を環状部の中に弁体側から容易に挿入することができ、減圧弁を組立て易くすることができる。

［５］また、本発明の減圧弁の製造方法は、
流入口と流出口とを有して、前記流入口から流入した流体が内部を通って前記流出口から流出可能なハウジングと、
前記ハウジング内に移動自在に収容された筒形状の弁体と、
前記ハウジング内に固定された弁座と、
前記弁体を前記弁座から離隔する方向に付勢する付勢部材と、
を備え、
前記流出口の流体の圧力が高まることにより前記弁体が前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁座に当接して前記ハウジング内の流体の流れを遮断可能な減圧弁の製造方法であって、
前記弁座は、
前記弁体と当接可能な弾性体からなる環状の弾性部材と、
前記弾性部材の外周を覆う環状部と、
前記弾性部材の内周に配置される内周部と、
前記内周部の弁体側に設けられ、前記環状部から弾性部材が脱落することを阻止する脱落防止部と、
を備え、
前記環状部と前記内周部とを連結部で連結させる連結工程を有することを特徴とする。

本発明によれば、環状の弾性部材を別体で構成された環状部と内周部とで挟み、且つ環状部と内周部とが連結部によって連結されているため、弁座をゴム焼付品にする必要がなく、接着剤の塗布、ゴム焼付け、バリ処理と多大な工数が掛かることもなく、製造コストを低廉に抑えることができる。

本発明の減圧弁の実施形態を示す説明図。 本実施形態の減圧弁の閉弁状態を示す説明図。 本発明の減圧弁の他の実施形態を示す説明図。

図１及び図２を参照して、本発明の実施形態の減圧弁１は、合成樹脂製で円筒形状のハウジング２と、ハウジング２内に中心軸線方向に摺動自在に配置された合成樹脂製で円筒形状の弁体３と、弁体３が接触することで弁体３との間を液密に閉塞可能な弁座４と、弁体３を弁座４から離隔する方向に付勢する付勢部材５（例えば、コイルばね。）と、を備える。

ハウジング２は、天部が開口し底部に貫通孔２１ａを有する有底筒状のハウジング本体２１と、ハウジング本体２１の天部の開口に取り付けられて、この開口からハウジング２内に収容された弁座４が脱落するのを防ぐキャップ２２とで構成されている。キャップ２２には、開口が形成されていて、この開口を通じて流体がキャップ２２の図中上下に自由に移動できる。ハウジング本体２１の内周面には、底部側から小径部２１ｂと、大経部２１ｃと、が形成され、小径部２１ｂと大経部２１ｃとの間には、段部２１ｄが形成されている。キャップ２２は、ハウジング本体２１に超音波溶着されている。

段部２１ｄには、付勢部材５の一端が当接するバネ座６が当接されている。バネ座６の図面上方にはドーナツ形状のホルダ７が配置されている。

弁体３は、断面円形状の筒状部３１と、筒状部３１の中央部分から径方向外側に向かって張り出す張出部３２と、張出部３２の外周縁に設けられた嵌合溝に嵌め込まれ、且つハウジング２の小径部２１ｂと張出部３２との間を液密に閉塞する弾性体で環状の封止部材３２ａと、で構成されている。

弁座４は、合成樹脂製の弁座枠体４１と、弾性部材としてのＯリング４２と、合成樹脂製の固定部材４３と、で構成される。弁座枠体４１は、環状の外環部４１ａと、外環部４１ａの内側に間隔を存して配置された内環部４１ｂと、外環部４１ａと内環部４１ｂとを間隔を存して接続するブリッジ部４１ｃと、で構成されている。

段部２１ｄとキャップ２２との間には、段部２１ｄ側からバネ座６、ホルダ７、外環部４１ａの順に配置され、段部２１ｄとキャップ２２との間に挟まれて固定されている。

固定部材４３は、内環部４１ｂの上縁を閉塞する閉塞板部４３ａと、閉塞板部４３ａの中心から垂下し、Ｏリング４２の中心の孔を通過して伸びる内周部４３ｂと、内周部４３ｂの下端に設けられ、Ｏリング４２の内環部４１ｂからの脱落を阻止するように内周部４３ｂよりも拡径された第１脱落防止部４３ｃと、を備える。第１脱落防止部４３ｃは、Ｏリング４２を内周部４３に装着し易くすべく図面下方側に向かって先細り形状となっている。

閉塞板部４３ａは、内環部４１ｂの上縁に超音波溶着されている（連結工程）。この閉塞板部４３ａ及び閉塞板部４３ａが内環部４１ｂに超音波溶着されている構成が本実施形態における連結部に相当する。なお、閉塞板部４３ａと内環部４１ｂとを連結する連結工程では超音波溶着に限らず、例えばレーザ溶着や振動溶着でもよい。また、溶着以外の他の連結方法、例えば、溶接、接着、螺合、挟み込みであってもよい。

Ｏリング４２は、内環部４１ｂの内周面に接触して沿うように配置されている。内環部４１ｂの下端には、Ｏリング４２の脱落を阻止すべく径方向内側に向かって突出した第２脱落防止部４１ｆが設けられている。

次に、本実施形態の減圧弁１の作動について説明する。本実施形態の減圧弁１は、図１に一点鎖線で示すように図面上方から下方に向かって減圧弁１内を流体（例えば、冷却水やオイルなど）が通過する。弁体３には下流側の圧力によって図面上方へ押し上げられる力が作用する。そして、図面下方の下流側の圧力が高まると、弁体３が付勢部材５の付勢力に抗して図面上方へ移動し、弁体３と弁座４との間の大きさに応じた圧力損失が生じ、図面下方側の圧力が低下して、減圧弁１内を流れる流体の流量が減少する。弁体３は、図面下方の下流側の圧力によって押し上げられる力と、付勢部材５の押し下げる力とが釣り合う位置で静止する。なお、図面下方の圧力が所定値を超えると、図２に示すように、弁体３の上端縁がＯリング４２に当接して、減圧弁１内の流体の流れが阻止される。

本実施形態の減圧弁１によれば、環状の弾性部材としてのＯリング４２を別体で構成された環状部としての内環部４１ｂと内周部４３ｂとで挟み、且つ内環部４１ｂと内周部４３ｂとが閉塞板部４３ａを介して連結されているため、弁座４をゴム焼付品にする必要がなく、接着剤の塗布、ゴム焼付け、バリ処理と多大な工数が掛かることもなく、製造コストを低廉に抑えることができる。

また、第１脱落防止部４３ｃを備える閉塞板部４３ａと内環部４１ｂの上縁とが溶着されている。このため、溶着による内環部４１ｂや閉塞板部４３ａの歪みの影響が弾性部材としてのＯリング４２の弁体３との当接部分に出難くすることができる。比較例として、内環部４１ｂと閉塞板部４３ａと内周部４３ｂを一体に成形し、内周部４３ｂの下端に第１脱落防止部４３ｃを溶着した場合、超音波溶着による第１脱落防止部４３ｃや内周部４３ｂの弁体３側の歪みの影響が弾性部材としてのＯリング４２の弁体３との当接部分に出易くなってしまい、弁体３による流体の流れを阻止することができなくなってしまう虞がある。ここで、一体に成形とは、樹脂を型に流して一緒に成形されることと定義する。

なお、本実施形態においては、ハウジング２、弁体３、弁座枠体４１、固定部材４３、バネ座６、ホルダ７、が合成樹脂製のものを説明しているが、本発明の減圧弁は合成樹脂製に限らず、他の材料、例えば金属や鋳物などを用いても同様に本発明の作用効果を奏することができる。

また、本実施形態においては、脱落防止部として、内周部４３ｂに設けられた第１脱落防止部４３ｃと内環部４１ｂに設けられた第２脱落防止部４１ｆとの両者を備えるものを説明した。本実施形態のように、弾性部材が断面円形のＯリング４２の場合には、内周側と外周側の両方に脱落防止部材（４３ｃ、４１ｆ）を設けることで弁体３がＯリング４２に当接した時のシール性を確保しつつ、Ｏリング４２の確実な脱落防止が可能となる。また、両脱落防止部材（４３ｃ、４１ｆ）のＯリング４２を押さえる面がテーパ形状となっている。このため、Ｏリング４２の一層確実な脱落防止が可能となる。しかしながら、本発明の脱落防止部は、弾性部材は必ずしも断面円形でなくてもよく、例えば断面四角形上であってもよい。この場合には、第１脱落防止部４３ｃと第２脱落防止部４１ｆの少なくとも一方が設けられていればよい。これによっても、製造コストを低廉に抑えることができるという本発明の作用効果を奏することができる。

図３は、本発明の他の実施形態の減圧弁１を示している。図３の実施形態の減圧弁１は、図１のものと比較して、弁座４の構成が異なる以外は同一の構成であり、同一の符号を付して説明を省略する。

図３の減圧弁１の弁座４には、内環部４１ｂの図中上部を閉塞するように天部４１ｅが設けられており、その天部４１ｅには、貫通孔が設けられている。図３の内周部４３ｂは、内環部４１ｂの天部４１ｅの貫通孔に挿通される挿通部を備え、天部４１ｅよりも上方に突き出した挿通部の上端部分に設けられた環状溝にＣリング４３ｄを嵌合させて、内周部４３ｂを内環部４１ｂの天部に連結している（連結工程）。図３の実施形態においては、内環部４１ｂの天部４１ｅ、内周部４３ｂの挿通部、Ｃリング４３ｄが、本発明の連結部に相当する。

ホルダ７は、バネ座６と外環部４１ａとに挟まれて固定される環状板部７１と、環状板部７１から弁体３の図面上下方向の移動を妨げることのないようにＯリング４２に向かって延びる複数の脚部７２と、脚部７２の先端に連接し、Ｏリング４２の外周縁を押さえてＯリング４２が内環部４１ｂから脱落することを阻止する環状支持部７３と、が設けられている。この環状支持部７３が図１の実施形態の内環部４１ｂの下端に設けられた第２脱落防止部４１ｆの役割を果たしている。図３の実施形態の減圧弁１においては、弁座４とホルダ７とで本発明の弁座を構成している。

図３の他の実施形態の減圧弁１によっても、図１の減圧弁１と同様に、環状の弾性部材としてのＯリング４２を別体で構成された環状部としての内環部４１ｂと内周部４３ｂとで挟み、且つ内環部４１ｂと内周部４３ｂとが閉塞板部４３ａを介して連結されているため、弁座４をゴム焼付品にする必要がなく、接着剤の塗布、ゴム焼付け、バリ処理と多大な工数が掛かることもなく、製造コストを低廉に抑えることができる。

ここで、比較例として、内環部４１ｂと閉塞板部４３ａと内周部４３ｂを一体成形し、内周部４３ｂの下端に第１脱落防止部４３ｃを超音波溶着した場合、超音波溶着による第１脱落防止部４３ｃや内周部４３ｂの弁体３側の歪みの影響が弾性部材としてのＯリング４２の弁体３との当接部分に出易くなってしまい、最悪の場合、弁体３による流体の流れを阻止することができなくなってしまう虞がある。しかしながら、図３の他の実施形態においては、第１脱落防止部４３ｃを備える内周部４３ｂと閉塞板部４３ａとがＣリング４３ｄで固定されている。このため、超音波溶着による歪みの影響が弾性部材としてのＯリング４２の弁体３との当接部分に出ることがなく、弁体３がＯリング４２に適切に当接して、流体の流れを遮断することもできる。

ここで、内環部４１ｂと天部４１ｅとを一体成形する場合、菅幹部４１ｂに第２脱落防止部４１ｆも一体成形してしまうと、内環部４１ｂ内に弾性部材としてのＯリング４２を挿入し難くなってしまう。そこで、図３の実施形態においては、ホルダ７の環状板部７１からＯリング４２に向かって延びる脚部７２を介して環状支持部７３で第２脱落防止部４１ｆの機能を果たしている。これにより、内環部４１ｂと脱落防止部としての環状支持部７３とは別部材となり、Ｏリング４２を容易に内環部４１ｂ内に挿入することができる。

なお、図３の実施形態の説明においては、閉塞板部４３ａと内周部４３ｂとをＣリングで固定したものを説明したが、本発明の減圧弁においては、閉塞板部４３ａと内周部４３ｂとを溶着によって固定させてもよい。これによっても、同様に、製造コストを抑え、弁体３と弾性部材としてのＯリング４２とを適切に当接させて閉弁できるという本発明の作用効果を得ることができる。

また、図３の実施形態においては、ハウジング２、弁体３、弁座枠体４１、固定部材４３、バネ座６、ホルダ７、が合成樹脂製のものを説明しているが、本発明の減圧弁は合成樹脂製に限らず、他の材料、例えば金属や鋳物などを用いても同様に本発明の作用効果を奏することができる。

また、図３の実施形態においては、脱落防止部として、内周部４３ｂに設けられた第１脱落防止部４３ｃと環状支持部７３との両者を備えるものを説明した。しかしながら、本発明の脱落防止部は、第１脱落防止部４３ｃと環状支持部７３の少なくとも一方が設けられていればよい。これによっても、製造コストを低廉に抑えることができるという本発明の作用効果を奏することができる。

１ 減圧弁
２ ハウジング
２１ ハウジング本体
２１ａ 貫通孔
２１ｂ 小径部
２１ｃ 大経部
２１ｄ 段部
２２ キャップ
３ 弁体
３１ 筒状部
３２ 張出部
３２ａ 封止部材
４ 弁座
４１ 弁座枠体
４１ａ 外環部
４１ｂ 内環部
４１ｃ ブリッジ部
４１ｅ 天部
４１ｆ 第２脱落防止部
４２ Ｏリング
４３ 固定部材
４３ａ 閉塞板部
４３ｂ 内周部
４３ｃ 第１脱落防止部
４３ｄ Ｃリング
５ 付勢部材
６ バネ座
７ ホルダ
７１ 環状板部
７２ 脚部
７３ 環状支持部

Claims (5)

1. 流入口と流出口とを有して、前記流入口から流入した流体が内部を通って前記流出口から流出可能なハウジングと、
   前記ハウジング内に移動自在に収容された筒状の弁体と、
   前記ハウジング内に固定された弁座と、
   前記弁体を前記弁座から離隔する方向に付勢する付勢部材と、
   を備え、
   前記流出口の流体の圧力が高まることにより前記弁体が前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁座に当接して前記ハウジング内の流体の流れを遮断可能な減圧弁であって、
   前記弁座は、
   前記弁体と当接可能な環状の弾性部材と、
   前記弾性部材の外周を覆う環状部と、
   前記環状部とは別体で構成され、前記弾性部材の内周に配置される内周部と、
   前記環状部と前記内周部とを連結させる連結部と、
   前記内周部又は前記環状部の少なくとも一方の弁体側に配置され、前記環状部から前記弾性部材が脱落することを阻止する脱落防止部と、
   を備えることを特徴とする減圧弁。
2. 請求項１記載の減圧弁であって、
   前記脱落防止部は少なくとも前記内周部に一体形成されており、
   前記連結部は、前記環状部と前記内周部とを、前記弁体から離隔する側で連結していることを特徴とする減圧弁。
3. 請求項２記載の減圧弁であって、
   前記弁座は、前記環状部の前記弁体から離隔する側を閉塞する閉塞板部を備え、
   前記内周部は、前記閉塞板部と一体に成形され、
   前記閉塞板部は前記環状部の前記弁体から離隔する側で溶着により固着されていることを特徴とする減圧弁。
4. 請求項１又は請求項２に記載の減圧弁であって、
   前記環状部には、前記弁体から離隔する側を閉塞する天部が一体に形成されており、
   前記環状部の前記弁体側の端部には、前記環状部とは別部材で構成された脱落防止部が配置されていることを特徴とする減圧弁。
5. 流入口と流出口とを有して、前記流入口から流入した流体が内部を通って前記流出口から流出可能なハウジングと、
   前記ハウジング内に移動自在に収容された筒形状の弁体と、
   前記ハウジング内に固定された弁座と、
   前記弁体を前記弁座から離隔する方向に付勢する付勢部材と、
   を備え、
   前記流出口の流体の圧力が高まることにより前記弁体が前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁座に当接して前記ハウジング内の流体の流れを遮断可能な減圧弁の製造方法であって、
   前記弁座は、
   前記弁体と当接可能な弾性体からなる環状の弾性部材と、
   前記弾性部材の外周を覆う環状部と、
   前記環状部とは別体で構成され、前記弾性部材の内周に配置される内周部と、
   前記内周部の弁体側に設けられ、前記環状部から弾性部材が脱落することを阻止する脱落防止部と、
   を備え、
   前記環状部と前記内周部とを連結部で連結させる連結工程を有することを特徴とする減圧弁の製造方法。

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