JP2554389Y2 - 安全弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本考案は安全弁の改善と関連があ
り、更に詳しく云うと安全弁の構造改善の一種である。

【従来の技術】一般の高圧流体の使用に於いて、それの
安全性を確保するため、通常は配管中に安全弁が設置さ
れ、圧力が越えた場合、圧力排出の保護機能を提供し、
特に高圧ポンプでの使用は極めて一般的であり、それは
使用圧力に設定することができ、配管の末端に於いて水
圧が高すぎた場合、内部の水を完全に排出して０圧力の
状態にさせることができる。

【考案が解決しようとする課題】現在市販されている安
全弁は１０数種あるが、それらは共に次の問題がある。 （１）排圧の効果が不確実である。設計の理念から言え
ば、設定された圧力が３０kg／cm²である場合、圧力が
到達しただけで排圧の動作がなければならなく、従来の
排圧弁のほとんどはそれの設定圧力に於いて確実に作動
しなく、往々に設定圧力よりも一定比例を超えてから排
圧を開始し、効果が確実でない。 （２）組合せの配管があまりにも複雑である。安全弁の
使用に際して、既有の配管は往々にして安全弁に折り合
わせられ、並びに配管内に於いて組合せの弁座を設置す
るので、困りごとが増える。 （３）損耗が早くなり、効力が失い易くなる。既存の安
全排圧弁の一般的設計は配管内の閉塞時の圧力をもって
予め設定された圧力で閉塞された排圧弁を押すので、知
らない内に内部の各部品が接触して衝撃の回数が増え、
部品が損害を受けて効力を失ってしまい、使用寿命が低
くなる。このことに鑑み、本考案の考案者はこの業種に
長年従事した技術経験を生かして積極的に研究開発し、
遂にこの考案を完成させた。すなわち、本考案の主な目
的は、確実な排圧効果が得られ、かつ配管が簡単化され
る安全弁の構造改善を提供することである。

【課題を解決するための手段】請求項１記載の考案は、
内部は空洞室に形成され、最少一箇その空洞室と連通す
る流体入口及び排出口が設けられ、一端は軸方向に殼座
と固定連接されているシリンダーと、圧力調節ねじ、ば
ね上座、圧力ばね及び内部と連通する最少一箇の出水口
が設けられている殼座と、シリンダーと殼座の間に固定
され、貫通孔が設けられ、この貫通孔の内壁にはＯリン
グが取り付けられ、外周にもＯリングが取り付けられて
シリンダーと殼座の内壁との密閉状態を保つ固定分隔片
と、この固定分隔片に通された中空の杆体で、中空部分
でシリンダーと殼座とを連通させ、外周面でシリンダー
と殻座との間を隔離し、一端に排出口を制御するプラグ
を有し、他端の外部は予め定められた面積を有する環肩
部に形成され、プラグに接近する部分には流体入口と連
通する孔が設けられている弁杆と、殼座の内部に設けら
れ、外側にはＯリングが設けられて殼座の内壁と密接な
移動を行うことができ、内部にはボールバルブ及び複数
箇の出水口が設けられ、そのボールバルブは弁杆の中空
通し孔を押し塞ぎ、ボールバルブによって弁杆の中空通
し孔と排出孔の連通を制御し、頂端には圧力ばねと配合
されるプランジャーヘッドが形成され、そのプランジャ
ーヘッドによって圧力ばねの弾性力が伝達される可動プ
ランジャーとを有する。請求項２記載の考案は、請求項
１記載の考案において、可動プランジャーと弁杆とが互
いに嵌め合わされ、内部水圧によって両者の結合が保た
れる。請求項３記載の考案は、請求項２記載の考案にお
いて、弁杆のプラグは錐形であり、排出口にはそのプラ
グと合わされるバルブシートが嵌め付けられている。請
求項４記載の考案は、請求項３記載の考案において、可
動プランジャーが対応する殼座の内壁には耐磨耗材料に
よって作られたスリーブが嵌め付けられている。請求項
５記載の考案は、請求項４記載の考案において、弁杆は
ダイキャストによって一体成型されている。請求項６記
載の考案は、請求項５記載の考案において、可動プラン
ジャー内のボールバルブはバルブシート及び錐形バルブ
プラグによって互いに固接され、同時にＯリングが嵌め
付けられ、ボールバルブと可動プランジャーとの間には
ボールバルブの固定座が設けられている。

【作用】請求項１記載の考案では、流体入口よりシリン
ダーに入り込んだ流体は孔より弁杆の中空通し孔に流れ
込む。流入した流体によって中空押し孔の内圧が高まる
と、ボールバルブが押し上げられて可動プランジャーの
出水口より流出し、殻座に設けられた出水口より排出さ
れる。これにより、圧力が開放される。この際、流体入
口よりシリンダーに入り込んむ流体の量が可動プランジ
ャーの出水口より流出する流体の量を上回ると、可動プ
ランジャーと固定分隔片とによって規制された殻座と弁
杆との間の空間部の内圧が高まり、弁杆の環肩部にかか
る圧力により圧力ばねの力に抗して弁杆及び可動プラン
ジャーが押し上げられ、弁杆の端部に設けられたプラグ
がシリンダーから離反して流体がシリンダーの排水口に
流出する。これにより、圧力が開放される。請求項２記
載の考案では、弁杆と可動プランジャーとが嵌合状態と
なり、両者を一組として組み立てることができ、また、
請求項３記載の考案では、錐形形状に形成された弁杆の
プラグがバルブシートに当接し、弁杆の変位時にプラグ
がバルブシートから離反してシリンダーの排水口に流出
し、また、請求項４記載の考案では、可動プランジャー
の変位時に可動プランジャーがスリーブに摺動し、各部
の摩耗が低減され、請求項５記載の考案では、弁杆がダ
イキャストで一体成型されるためにその製造が容易にな
り、さらに、請求項６記載の考案では、バルブシートと
錐形バルブプラグとの固着によりボールバルブが形成さ
れる。

【実施例】本考案の最適実施例を図１ないし図４に基づ
き説明する。本考案安全弁の構造改善は主として次のも
のが含まれる。シリンダー１０、それの内部は空洞室１
１に形成され、並びに高圧水の流れ込みに供される連通
の２箇の流体入口としての入水口１２、及び高圧水の排
出に供される２箇の排出口としての排水口１３が設けら
れ、かつその排水口１３と空洞室１１が連通する箇所に
はバルブシートとしての弁座１４が設けられており、シ
リンダー１０の他端はボルト１５によって殼座２０と連
接されている。殼座２０には、それの外殼内に圧力調整
ねじとしての調圧ねじ２１とねじ合せられる雌ねじ２０
ａが設けられ、それによって調圧ねじ２１が廻されてば
ね上座２２に押し当てられ、そのばね上座２２と連接す
る圧力ばね２３を押し付けて圧力が設定され、かつその
殼座２０には別に内部と連通する２箇の出水口２４が設
けられている。固定分隔片３０、それはボルト１５によ
ってシリンダー１０と殼座２０を固定し、同時にシリン
ダー１０と殼座２０との間に固接され、その固定分隔片
３０には貫通孔３１が設けられており、貫通孔３１の内
壁には環溝をもって２箇のＯリング３２が嵌め付けら
れ、固定分隔片３０の外周とシリンダー１０及び殼座２
０が接合する箇所にもＯリング３３が取り付けられてシ
リンダー１０及び殼座２０の内壁との密接が保たれ、か
つ水漏れが防げる。弁杆４０、それは固定分隔片３０に
通された中空の杆体で、その弁杆４０の内部には中空の
中空通し孔４１が形成されている。弁杆４０の一端は排
水口１３の弁座１４と組み合わされるプラグとしての錐
形プラグ４２である。シリンダー１０の空洞室１１内の
弁杆４０には中空通し孔４１に連通する孔４３が設けら
れ、その弁杆４０の他端外縁には所定の面積を有する環
肩部４４が形成されており、かつその弁杆４０の環肩部
４４の上端には更に嵌縁４５が延伸されている。その弁
杆４０と固定分隔片３０は組み合わせられ、弁杆４０と
固定分隔片３０との間には水漏れしないようにＯリング
３３が設けられて密接状態が保たれ、固定分隔片３０に
はシリンダー１０と殼座２０を隔離する作用があるの
で、水の流れは弁杆４０の孔４３によって中空通し孔４
１へ流れ込み、殻座２０内に送られる。可動プランジャ
ー５０、それは概して筒形の滑動体に形成され、それの
密閉端は六角のプランジャーヘッド５１である。可動プ
ランジャー５０は、圧力ばね２３によって弁杆４０に押
し付けられ、圧力ばね２３の設定圧力を弁杆４０に伝達
するものである。可動プランジャー５０の開放端内に
は、その軸方向に順番に、返力ばね５２及びボールバル
ブ５３が嵌め付けられており、並びに開放端をもって弁
杆４０の嵌縁４５と嵌め合わされて密接している。ボー
ルバルブ５３はバルブシート５３１と錐形バルブプラグ
５３２とが固接され、かつ固接と同時にバルブシート５
３１とバルブプラグ５３２の間にはＯリング５３３が嵌
め付けられて形成されている。並びに、その錐形バルブ
プラグ５３２は弁杆４０の中空通し孔４１の開閉制御が
できるようにされ、可動プランジャー５０の側壁には複
数箇の出水口５４が設けられ、更に可動プランジャー５
０の外縁にはＯリング５５が設けられており、同時に可
動プランジャー５０と殼座２０の内壁との間には接着剤
をもってステンレス製の耐磨耗性を有するスリーブ５６
が殼座２０の内壁に接着され、それによって可動プラン
ジャー５０の滑り時の耐磨耗性を増強し、殼座２０の内
壁が直接磨耗されないようにされている。このような構
成において、本考案が使用される場合、先づ調圧ねじ２
１を調節して安全弁の圧力を設定する。この場合、バル
ブ内には水の流れがなく（図１の如く）、ボールバルブ
５３は返力ばね５２の作用を受けて弁杆４０の中空通し
孔４１に押し付けられ、弁杆４０の錐形プラグ４２は圧
力ばね２３の作動を受けて排水口１３を塞ぐ。入水口１
２に水が流れ込めば（図２の如く）、水の流れは弁杆４
０の孔４３を経て中空通し孔４１へ流れ込み、ボールバ
ルブ５３は押し開けられ、出水口５４を経て出水口２４
から水が流れ出すので、正常な使用状態では弁杆４０、
可動プランジャー５０等はともに移動せずにバルブであ
る錐形プラグ４２の位置が変化せず、排水口１３は閉じ
た状態を維持する。そして、若し出水口２４が閉められ
ている場合には水が流れ出さず、バルブ内の水圧はただ
ちに上昇する。本実施例ではその弁杆４０の環肩部４４
にやや大きな受力面積があり（図４参照）、若しその環
肩部４４の外径の面積をＡとし、弁杆４０の水圧がかか
らない面積をａｌ（すなわち弁杆４０の杆径のやや小さ
い方向の面積）とすれば、（Ａ−ａｌ）の面積はともに
やや高い水圧を受けており、かつそれの受力方向は圧力
ばね２３を圧縮する方向である。この場合、バルブ内の
水圧は固定分隔片３０に対しても圧力を発生するが、そ
の固定分隔片３０は弁体に固定されているので、水圧Ｐ
は弁杆４０だけに対しＰ×（Ａ−ａｌ）＝Ｆの張力を発
生する。若しＦの力が所定の圧力よりも大であれば、Ｆ
は弁杆４０を引き動かし、排水口１３を開けて排圧し
（図３の如く）、かつ排圧する前の瞬間、弁杆４０内の
圧力は弁杆４０外の圧力と同じ静圧である。この場合、
返力ばね５２はボールバルブ５３を押しつけ、弁杆４０
の中空通し孔４１は閉められるので、排圧動作が始まれ
ばボールバルブ５３はただちに弁杆４０の中空通し孔４
１を閉めてしまい、かつ排圧の過程に於いてバルブ内は
依然排圧を保ち、排圧の圧力は保持されているのでボー
ルバルブ５３は継続して閉め状態を維持し、本考案の排
圧動作は極めて確実である。このように、本考案は、
（Ａ−ａｌ）の面積を利用して排圧の張力を発生させて
いるので、設計時、圧力に合わせて面積Ａと面積ａｌと
の比率を設定すれば、本考案の排圧効果は確実である。
また、弁杆４０を調節することで面積ａｌを変えること
ができ、製造及び排圧の調節は極めて便利である。ま
た、本考案は水圧をもって弁杆４０を動かすので、弁杆
４０自身には押し合いや突き当ることがなく、弁杆４０
自身には磨擦がないので使用寿命が長くなる。更に説明
に値することは、本考案の実施例では弁杆４０の嵌縁４
５は可動プランジャー５０の開放端に嵌め付けているの
で（ねじ込みも可）、図１から図３の操作過程から分る
ように、バルブ内に水圧がない場合、圧力ばね２３の弾
性力は可動プランジャー５０を弁杆４０の上端に押しつ
け、可動プラテンジャー５０の開放端を弁杆４０の嵌縁
４５に嵌め合わせる。排圧時、弁杆４０はＦの力を受け
て反対方向に弁杆４０を引っ張り、同時に嵌縁４５と可
動プランジャー５０との間の密接を保つ。すなわち、い
かなる情況下に於いても弁杆４０の嵌縁４５は可動プラ
ンジャー５０との接合を保ち、本実施例中ではその二者
を嵌め合せるだけで良く、製造と加工の過程が節減でき
る。

【考案の効果】全体から見て、本考案の安全弁は少なく
ても次の効果を奏する。 （１）弁杆自身の面積を変えてやり、水圧が面積に対し
て発生する逆方向の力によって排圧の機能が達成され、
水圧によって直接弁杆に張力を発生させるので、媒介物
によって弁杆を押すことがなく、排圧効果は確実であ
る。 （２）設計する場合、実際の情況によって弁杆の杆径を
調節し、排圧の受力面積を調節することができる。若し
型式の違う安全弁であれば、違った弁杆を設計するだけ
で異った排圧効果のある安全弁になることができ、弁杆
は互換性のあるものになる。 （３）弁杆は一体成型によって作られる。かつ、二次加
工の必要がなく、直接嵌縁と可動プランジャーを嵌め合
せ、両者間の受力関係を利用するので、可動プランジャ
ーと弁杆の接合が保たれ、加工のコストが節減できる。 （４）本考案の安全弁は２箇の出水口及び排出口がある
ように設計され、かつ出水口及び排出口に配管を取付け
れば直ちに使えるので、本考案に取付ける配管は極めて
簡単になり、かつ、直ぐ横に取付けることもでき、各種
型式の高圧ポンプ、噴霧器及び高圧設備に適用できる。
以上をまとめると、本考案の安全弁は水圧を利用して直
接弁杆を引き動し、弁杆の排圧効果は確実であり、かつ
各種機能を増進することができ、その実用性は疑うべく
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の最適実施例の断面側面図である。

【図２】本考案の最適実施例における通常使用時の縦断
側面図である。

【図３】本考案の最適実施例における排圧作動時の縦断
側面図である。

【図４】本考案の最適実施例における弁杆受力時の弁杆
の側面図である。

【符号の説明】

１０ シリンダー １１ 空洞室 １２ 流体入口 １３ 排出口 １４ バルブシート ２０ 殼座 ２１ 圧力調節ねじ ２２ ばね上座 ２３ 圧力ばね ２４ 出水口 ３０ 固定分隔片 ３１ 貫通孔 ３２ Ｏリング ３３ Ｏリング ４０ 弁杆 ４１ 中空通し孔 ４２ プラグ ４３ 孔 ４４ 環肩部 ５０ 可動プランジャー ５１ プランジャーヘッド ５３ ボールバルブ ５４ 出水口 ５５ Ｏリング ５６ スリーブ ５３１ バルブシート ５３２ 錐形バルブプラグ ５３３ Ｏリング

Claims (6)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部は空洞室に形成され、最少一箇その
   空洞室と連通する流体入口及び排出口が設けられ、一端
   は軸方向に殼座と固定連接されているシリンダーと、 圧力調節ねじ、ばね上座、圧力ばね及び内部と連通する
   最少一箇の出水口が設けられている前記殼座と、 前記シリンダーと前記殼座の間に固定され、貫通孔が設
   けられ、この貫通孔の内壁にはＯリングが取り付けら
   れ、外周にもＯリングが取り付けられて前記シリンダー
   と前記殼座の内壁との密閉状態を保つ固定分隔片と、 この固定分隔片に通された中空の杆体で、中空部分で前
   記シリンダーと前記殼座とを連通させ、外周面で前記シ
   リンダーと前記殻座との間を隔離し、一端に前記排出口
   を制御するプラグを有し、他端の外部は予め定められた
   面積を有する環肩部に形成され、前記プラグに接近する
   部分には前記流体入口と連通する孔が設けられている弁
   杆と、 前記殼座の内部に設けられ、外側にはＯリングが設けら
   れて前記殼座の内壁と密接な移動を行うことができ、内
   部にはボールバルブ及び複数箇の出水口が設けられ、そ
   のボールバルブは前記弁杆の中空通し孔を押し塞ぎ、前
   記ボールバルブによって前記弁杆の前記中空通し孔と前
   記排出孔の連通を制御し、頂端には前記圧力ばねと配合
   されるプランジャーヘッドが形成され、そのプランジャ
   ーヘッドによって前記圧力ばねの弾性力が伝達される可
   動プランジャーとを有することを特徴とする安全弁。
2. 【請求項２】 可動プランジャーと弁杆とが互いに嵌め
   合わされ、内部水圧によって両者の結合が保たれること
   を特徴とする請求項１記載の安全弁。
3. 【請求項３】 弁杆のプラグは錐形であり、排出口には
   そのプラグと合わされるバルブシートが嵌め付けられて
   いることを特徴とする請求項２記載の安全弁。
4. 【請求項４】 可動プランジャーが対応する殼座の内壁
   には耐磨耗材料によって作られたスリーブが嵌め付けら
   れていることを特徴とする請求項３記載の安全弁。
5. 【請求項５】 弁杆はダイキャストによって一体成型さ
   れていることを特徴とする請求項４記載の安全弁。
6. 【請求項６】 可動プランジャー内のボールバルブはバ
   ルブシート及び錐形バルブプラグによって互いに固接さ
   れ、同時にＯリングが嵌め付けられ、前記ボールバルブ
   と前記可動プランジャーとの間には前記ボールバルブの
   固定座が設けられていることを特徴とする請求項５記載
   の安全弁。