JP3833323B2 - 減圧弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一次側から供給された圧力流体を所望の圧力に減圧して二次側に導出する減圧弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、流体圧供給源から流体圧機器に所望の設定圧力で圧力流体を供給する場合、前記流体圧供給源と流体圧機器との間に減圧弁が介装される。この減圧弁は、流体圧供給源から供給された一次側の圧力流体を、二次側に接続される流体圧機器に対応するように所望の圧力に減圧して二次側に供給するものである。
【０００３】
ここで、本出願人が案出した従来技術に係る減圧弁を図１３に示す。
【０００４】
この減圧弁１は、流体圧供給源側に接続される一次側ポート２と流体圧機器側に接続される二次側ポート３とが形成された本体部４と、前記本体部４に一体的に連結され内部にばね部材５が設けられたボンネット６と、前記ボンネット６の上部に回動自在に設けられたハンドル７とを有する。
【０００５】
なお、前記本体部４の一側面には集中排気ポート８が形成され、前記集中排気ポート８は、一次側ポート２から供給された剰余の圧力流体を大気中に放出するブリードポートとして機能するとともに、設定圧力よりも上昇した二次側の圧力流体を大気中に放出する排気ポートとを併用するものである。
【０００６】
前記本体部４の内部には、第１ダイヤフラム９、第２ダイヤフラム１０および第３ダイヤフラム１１が張設され、前記第１ダイヤフラム９と第２ダイヤフラム１０との間には、第１通路１２ａを介して二次側ポート３に連通する第１ダイヤフラム室１２と、前記第１ダイヤフラム室１２と分離して形成されたノズル背圧室１３と、前記ノズル背圧室１３に導入される圧力流体の作用下に着座または離間するフラッパ１４およびノズル１５とが設けられる。
【０００７】
また、第２ダイヤフラム１０と第３ダイヤフラム１１との間には前記集中排気ポート８に連通する第２ダイヤフラム室１６が設けられ、一方、第３ダイヤフラム１１の下方には第３ダイヤフラム室１７が設けられる。前記第３ダイヤフラム１１には、第２ダイヤフラム室１６と第３ダイヤフラム室１７とを連通させる連通孔１８が形成され、前記連通孔１８には弁体１９の一端部が係合するように設けられる。前記弁体１９はばね部材２０の弾発力を介して上方に付勢された状態にあり、弁体１９が着座部に対して離間または着座することにより一次側ポート２と二次側ポート３との連通路２１が開閉される。なお、本体部４には、一次側ポート２とノズル背圧室１３とを連通させる第２通路２２が形成される。
【０００８】
次に、上記従来技術に係る減圧弁１の概略動作を説明する。
【０００９】
ばね部材５の弾発力を作用させることなくノズル１５とフラッパ１４とが所定間隔離間した状態において、一次側ポート２から供給された圧力流体は、第２通路２２を介してノズル背圧室１３に導入され、ノズル１５とフラッパ１４との間隙を通過して第１ダイヤフラム室１２に導入される。前記第１ダイヤフラム室１２に導入された圧力流体は、第１通路１２ａ、第３ダイヤフラム室１７および第３ダイヤフラム１１の連通孔１８を経由して集中排気ポート８から大気中にブリードされる。
【００１０】
このように二次側を経由したブリード状態において、ハンドル７を所定方向に回動させ、ばね部材５の弾発力によってフラッパ１４が下方側に押圧されることによりノズル１５（ノズル孔）が閉塞される。一次側ポート２から供給された圧力流体は第２通路２２を介してノズル背圧室１３に導入され、ノズル背圧室１３の圧力（ノズル背圧）が上昇する。このノズル背圧の作用下に第２ダイヤフラム１０が下方側に押圧され、前記第２ダイヤフラム１０、第３ダイヤフラム１１および弁体１９が一体的に下方側に変位し、前記弁体１９が着座部から離間することにより一次側ポート２と二次側ポート３とが連通する。
【００１１】
この結果、第３ダイヤフラム１１の調圧作用下に減圧された一次側圧力を二次側に接続された流体圧機器に供給される。
【００１２】
ところで、二次側圧力が設定圧力以上に上昇すると、第１ダイヤフラム９および第３ダイヤフラム１１が上方に押圧され、弁体１９が着座部に着座するとともに、弁体１９の一端部から第３ダイヤフラム１１が離間して連通孔１８が開口する。従って、上昇した二次側の圧力流体は、連通孔１８を介して集中排気ポート８から大気中に放出される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、本出願人が案出した前記減圧弁をさらに改良したものであり、二次側圧力が設定圧力よりも上昇した場合において、ノズル背圧を急速に低下させることにより、応答速度を上昇させるとともに、二次側の圧力流体の排気特性（リリーフ特性）をより一層向上させることが可能な減圧弁を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、直方体状に形成され、複数の圧力流体出入ポートを有するボデイ部と、
前記ボデイ部の上部に一体的に連結されるボンネット部と、
前記ボンネット部の上部に回動自在に設けられたハンドルを有する操作部と、
前記ボデイ部の内部に所定間隔離間して張設された第１ダイヤフラム、第２ダイヤフラム、第３ダイヤフラムおよび第４ダイヤフラムと、
前記第２ダイヤフラムと第３ダイヤフラムとの間のダイヤフラム室に配設されたノズルおよびフラッパを有し、ノズル背圧室のノズル背圧の作用下にノズル孔を開閉するノズルフラッパ機構と、
を備え、前記ダイヤフラム室は、第３ダイヤフラムによって二次側圧力から遮断されるとともに、ブリードポートを通じて大気に連通するように形成され、二次側の圧力流体が設定圧力よりも上昇した際、前記ノズル背圧室内の圧力流体は、ノズルフラッパ機構およびブリードポートを通じて直接大気中に排気されることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、二次側圧力が設定圧力以上に上昇した場合、ノズル背圧室内の圧力流体を、ノズルおよびフラッパの間隙を通過しさらにプリードポートを通じて大気中に直接放出させることにより、ノズル背圧室のノズル背圧を急速に低下させることができる。
【００１６】
前記ノズル背圧が急速に低下することにより、第１ダイヤフラムおよび第２ダイヤフラムの変位量を大きく設定することができるとともに、応答速度を上昇させることができ、しかも二次側圧力の排気特性（リリーフ特性）がより一層向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る減圧弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１８】
図１並びに図２において、参照数字３０は、本発明の実施の形態に係る減圧弁を示す。
【００１９】
この減圧弁３０は、基本的には、略直方体状を呈するボデイ部３２と、前記ボデイ部３２の下部に気密に連結されるカバー部３４と、前記ボデイ部３２の上部に一体的に連結されるボンネット部３６と、前記ボンネット部３６の上部に回動自在に設けられる操作部３８とから構成される。
【００２０】
カバー部３４は、Ｏリング４０を介してボデイ部３２の下部に形成された孔部を気密に閉塞する閉塞部材４２と、前記閉塞部材４２の一端部に形成された環状溝４４に支持される円筒状のダンパ部材４６と、前記ダンパ部材４６に係合する座金４８が外嵌された弁体５０とを有する。この場合、前記弁体５０は、天然ゴムまたは合成ゴム等のゴム材料で形成されたダンパ部材４６の弾性力によって上下方向に沿って変位自在に設けられる。
【００２１】
図３に示されるように、ボデイ部３２は、ブロック状に形成された第１ボデイ５２、第２ボデイ５４および第３ボデイ５６からなり、前記第１ボデイ５２、第２ボデイ５４および第３ボデイ５６は、四隅角部に形成されたねじ孔５８にそれぞれ螺入される４本のねじ部材６０ａ〜６０ｄによって一体的に組み付けられる。また、第２ボデイ５４には排気ポート６２が形成され、第３ボデイ５６にはブリードポート６４が形成され、前記排気ポート６２およびブリードポート６４は、それぞれ分離して設けられる。
【００２２】
第１ボデイ５２の相互に対向する両側面には、流体圧供給源に接続される一次側ポート６６と流体圧機器に接続される二次側ポート６８とが所定間隔離間して同軸状に形成され、前記一次側ポート６６と二次側ポート６８との間には、該一次側ポート６６と二次側ポート６８とを連通させる連通路７０が形成される。前記連通路７０は、弁体５０が着座部７２に着座することにより連通状態が遮断され、一方、弁体５０が着座部７２から離間することにより連通状態となる。また、一次側ポート６６に近接する部位には、フィルタ７４が装着される。
【００２３】
なお、前記一次側ポート６６と二次側ポート６８とを結ぶ軸線に直交して一組のポート７６が形成され、前記一組のポート７６のいずれか一方に圧力計７８を螺入して連通路を流通する圧力流体の圧力を検知することができる（図６参照）。圧力計７８を用いない場合には、前記一組のポート７６にプラグ部材８０をそれぞれ螺入することにより、一組のポート７６が気密に閉塞される（図３並びに図４参照）。
【００２４】
第１ボデイ５２と第２ボデイ５４との間には、第１ばね部材８２を介して第１ダイヤフラム８４が介装され、前記第１ダイヤフラム８４は、第１ボデイ５２および第２ボデイ５４にそれぞれ形成された環状のエッジによって挟持される。同様にして、第２ボデイ５４と第３ボデイ５６との間には第２ダイヤフラム８６が介装され、前記第２ダイヤフラム８６は第２ボデイ５４および第３ボデイ５６に形成された環状のエッジによって挟持される。
【００２５】
第１ダイヤフラム８４の下部には、二次側ポート６８に連通する第１ダイヤフラム室８８が設けられ、第１ダイヤフラム８４と第２ダイヤフラム８６との間には排気ポート６２に連通する第２ダイヤフラム室９０が設けられる。また、第１ダイヤフラム８４の中心部には、弁体５０の頭部に係合する保持金具９２が設けられ、前記保持金具９２には第１ダイヤフラム室８８と第２ダイヤフラム室９０とを連通させる貫通孔９４が形成される。前記第１ダイヤフラム室８８には、その弾発力を介して該第１ダイヤフラム８４を上方に押圧する第１ばね部材８２が設けられ、前記第１ばね部材８２に近接する第１ボデイ５２の上面には、前記保持金具９２の変位を規制するストッパ部９５が突出して形成される。
【００２６】
第３ボデイ５６とボンネット部３６との間には、リング状のダイヤフラム押さえ部材９６と、一組のディスク部材９８ａ、９８ｂによって所定間隔離間して挟持され大小異なる直径を有する第３ダイヤフラム１００および第４ダイヤフラム１０２と、ディスク部材９８ａの上面部に係合してその弾発力によって第３ダイヤフラム１００および第４ダイヤフラム１０２を下方に向かって押圧する第２ばね部材１０４とが設けられる。
【００２７】
第３ボデイ５６の中心部にはノズル孔が形成されたノズル１０６が配設され、前記ノズル孔は第２ダイヤフラム８６によって閉塞されたノズル背圧室１０８に連通するように形成される。この場合、図８に示されるように、前記ノズル１０６には板ばね１０９に保持された球状のフラッパ１１０が係合し、前記板ばね１０９の弾性力の作用下にフラッパ１１０がノズル孔を閉塞しまたは所定間隔離間するように設けられる。すなわち、前記板ばね１０９には、等角度の間隔をおいて離間する３本の爪部１１２ａ〜１１２ｃが形成され、前記３本の爪部１１２ａ〜１１２ｃが第３ボデイ５６の環状段部１１４によって３点支持される。
【００２８】
ノズル１０６およびフラッパ１１０の周囲には、第３ダイヤフラム１００によって閉塞された第３ダイヤフラム室（ダイヤフラム室）１１６が形成され、前記第３ダイヤフラム室１１６は、ブリードポート６４と連通するように設けられる。また、第３ダイヤフラム１００と第４ダイヤフラム１０２との間には、第４ダイヤフラム室１１８が形成され、前記第４ダイヤフラム室１１８は、第１通路１１９（図６参照）を介して二次側ポート６８に連通するように形成される。
【００２９】
また、第３ボデイ５６の底面部と第２ダイヤフラム８６とによって閉塞されたノズル背圧室１０８は、第２通路１２０（図７参照）を介して一次側ポート６６に連通するように形成される。この場合、前記第２通路１２０には、図１０に示されるように、円盤状を呈し中央部に小孔１２２が形成された絞り部材１２４が設けられる。
【００３０】
操作部３８は、ボンネット部３６の上部に回動自在に設けられたハンドル１２６と、前記ハンドル１２６を固定するロックナット１２８と、断面Ｌ字状に折曲して形成されたブラケット１３０（図９参照）の一組の端部１３２ａ、１３２ｂを挟持するリング状のナット１３４およびワッシャ１３６とを有する。前記ハンドル１２６の一端部には、第２ばね部材１０４に係合して該第２ばね部材１０４を下方側に押圧する受け部材１３８が設けられる。
【００３１】
本発明の実施の形態に係る減圧弁３０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３２】
まず、チューブ等を介して一次側ポート６６に圧力流体供給源（図示せず）を接続し、一方、二次側ポート６８に、例えば、シリンダ等の所望の流体圧機器を接続しておく。
【００３３】
このような準備作業を終了した後、ハンドル１２６を回動させることなくノズル１０６とフラッパ１１０との間に間隙を形成した状態に設定する。すなわち、第２ばね部材１０４の弾発力を作用させることなくノズル１０６とフラッパ１１０とが所定間隔離間した状態において、一次側ポート６６から供給された圧力流体は、第２通路１２０を介してノズル背圧室１０８に導入され、ノズル１０６とフラッパ１１０との間隙を通過して第３ダイヤフラム室１１６に導入される。前記第３ダイヤフラム室１１６に導入された圧力流体は、ブリードポート６４から大気中に放出される。
【００３４】
このようなブリード状態において、ハンドル１２６を所定方向に回動させ、ばね部材１０４の弾発力によってフラッパ１１０が下方側に押圧されることによりノズル（ノズル孔）１０６が閉塞される。従って、一次側ポート６６から供給された圧力流体は第２通路１２０を介してノズル背圧室１０８に導入され、ノズル背圧室１０８の圧力（ノズル背圧）が上昇する。前記ノズル背圧の作用下に第２ダイヤフラム８６が下方側に押圧され、前記第２ダイヤフラム８６、第１ダイヤフラム８４および弁体５０が一体的に下方側に変位し、前記弁体５０が着座部７２から離間することにより連通路７０が開成され、一次側ポート６６と二次側ポート６８とが連通する。
【００３５】
この結果、第１ダイヤフラム８４の調圧作用下に減圧された一次側圧力を二次側に接続された流体圧機器に安定して供給することができる。
【００３６】
ところで、二次側圧力が設定圧力以上に上昇すると、前記上昇した二次側圧力は、第１ダイヤフラム８４を上方に押圧するとともに、第１通路１１９を介して第４ダイヤフラム室１１８に導入された二次側の圧力流体が第４ダイヤフラム１０２を第２ばね部材１０４の弾発力に抗して上方に押圧する。その際、ノズル背圧室１０８の圧力流体は、ノズル１０６とフラッパ１１０との間隙を通過し、ブリードポート６４を介して大気中に放出されるため、ノズル背圧室１０８のノズル背圧を瞬時に低下させることができる。
【００３７】
前記ノズル背圧を瞬時に低下させることにより、第１ダイヤフラム８４および第２ダイヤフラム８６が上昇し、弁体５０の頭部が第１ダイヤフラム８４の保持金具９２から離間する。そして、ダンパ部材４６の弾性力によって弁体５０が上方に変位して着座部７２に着座する。従って、弁体５０の頭部によって閉塞されていた保持金具９２の貫通孔９４が開口し、上昇した二次側圧力は、前記貫通孔９４を介して第２ダイヤフラム室９０に供給され、終局的には排気ポート６２から大気中に放出される。
【００３８】
このように、本実施の形態では、ブリードポート６４と排気ポート６２とを分離して形成するとともに、剰余の圧力流体を二次側を経由させることなく大気中に直接放出するように構成している。このため、本実施の形態では、従来技術と比較して、二次側の圧力流体が大気中に放出される際の応答速度を上昇させ、且つ排気特性（リリーフ特性）をより一層向上させることができる。
【００３９】
すなわち、第１通路１１９を介して第４ダイヤフラム室１１８は二次側圧力と同圧に保持されているが、ノズル１０６およびフラッパ１１０が設けられた第３ダイヤフラム室１１６は、第３ダイヤフラム１００によって二次側圧力から遮断され、しかも、ブリードポート６４を介して大気に連通するように形成されている。従って、二次側圧力が設定圧力以上に上昇した場合、ノズル背圧室１０８内の圧力流体を、ノズル１０６およびフラッパ１１０の間隙を通過しさらにブリードポート６４を通じて大気中に直接放出させることにより、ノズル背圧室１０８のノズル背圧を急速に低下させることができる。
【００４０】
前記ノズル背圧が急速に低下することにより、第１ダイヤフラム８４および第２ダイヤフラム８６の変位量を大きく設定することができるとともに、応答速度を上昇させることが可能となる。この結果、弁体５０の頭部から離間する第１ダイヤフラム８４の貫通孔９４および排気ポート６２を通じて、二次側の圧力流体が大気中に放出される。
【００４１】
なお、図１１の変形例に示されるように、第４ダイヤフラム室１１８を形成する第３ダイヤフラム１００ａと第４ダイヤフラム１０２ａの受圧面積を略同一に形成することにより、第２ばね部材１０４のばね力を通常の場合と比較してより小さく設定することができる。この結果、製造コストの低減化を図ることができる。
【００４２】
また、図１２の変形例に示されるように、弁体５０ａに断面Ｌ字状の通路１４０を形成して第１ダイヤフラム室８８と第２ダイヤフラム室９０とを常時連通状態に設定するとともに、弁体５０ａと着座部７２との間に予め間隙１４２を形成しておくことにより、弁体５０ａが迅速に始動してより一層応答速度を上昇させることができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係る減圧弁によれば、以下の効果が得られる。
【００４４】
すなわち、ブリードポートと排気ポートとを分離して形成するとともに、剰余の圧力流体を二次側を経由させることなく大気中に直接放出するように構成することにより、従来技術と比較して、二次側の圧力流体が大気中に放出される際の応答速度を上昇させ、且つ排気特性（リリーフ特性）をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る減圧弁の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図３】図１に示す減圧弁の分解斜視図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】図３の部分拡大図である。
【図６】図１に示す減圧弁の一部切欠断面図である。
【図７】図１に示す減圧弁の部分断面図である。
【図８】図１に示す減圧弁を構成するフラッパの保持状態を説明する図である。
【図９】図１に示す減圧弁にブラケットを取り付けた状態を説明する図である。
【図１０】図７に示す絞り部材の拡大斜視図である。
【図１１】図１に示す減圧弁を構成する第３ダイヤフラムおよび第４ダイヤフラムの変形例の一部断面図である。
【図１２】図１に示す減圧弁を構成する弁体の変形例の一部断面図である。
【図１３】本出願人が案出した従来技術に係る減圧弁の縦断面図である。
【符号の説明】
３０…減圧弁 ３２…ボデイ部
３４…カバー部 ３６…ボンネット部
３８…操作部 ５０、５０ａ…弁体
６２…排気ポート ６４…ブリードポート
６６…一次側ポート ６８…二次側ポート
８４、８６、１００、１０２…ダイヤフラム
８８、９０、１１６、１１８…ダイヤフラム室
１０８…ノズル背圧室
【発明の属する技術分野】
本発明は、一次側から供給された圧力流体を所望の圧力に減圧して二次側に導出する減圧弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、流体圧供給源から流体圧機器に所望の設定圧力で圧力流体を供給する場合、前記流体圧供給源と流体圧機器との間に減圧弁が介装される。この減圧弁は、流体圧供給源から供給された一次側の圧力流体を、二次側に接続される流体圧機器に対応するように所望の圧力に減圧して二次側に供給するものである。
【０００３】
ここで、本出願人が案出した従来技術に係る減圧弁を図１３に示す。
【０００４】
この減圧弁１は、流体圧供給源側に接続される一次側ポート２と流体圧機器側に接続される二次側ポート３とが形成された本体部４と、前記本体部４に一体的に連結され内部にばね部材５が設けられたボンネット６と、前記ボンネット６の上部に回動自在に設けられたハンドル７とを有する。
【０００５】
なお、前記本体部４の一側面には集中排気ポート８が形成され、前記集中排気ポート８は、一次側ポート２から供給された剰余の圧力流体を大気中に放出するブリードポートとして機能するとともに、設定圧力よりも上昇した二次側の圧力流体を大気中に放出する排気ポートとを併用するものである。
【０００６】
前記本体部４の内部には、第１ダイヤフラム９、第２ダイヤフラム１０および第３ダイヤフラム１１が張設され、前記第１ダイヤフラム９と第２ダイヤフラム１０との間には、第１通路１２ａを介して二次側ポート３に連通する第１ダイヤフラム室１２と、前記第１ダイヤフラム室１２と分離して形成されたノズル背圧室１３と、前記ノズル背圧室１３に導入される圧力流体の作用下に着座または離間するフラッパ１４およびノズル１５とが設けられる。
【０００７】
また、第２ダイヤフラム１０と第３ダイヤフラム１１との間には前記集中排気ポート８に連通する第２ダイヤフラム室１６が設けられ、一方、第３ダイヤフラム１１の下方には第３ダイヤフラム室１７が設けられる。前記第３ダイヤフラム１１には、第２ダイヤフラム室１６と第３ダイヤフラム室１７とを連通させる連通孔１８が形成され、前記連通孔１８には弁体１９の一端部が係合するように設けられる。前記弁体１９はばね部材２０の弾発力を介して上方に付勢された状態にあり、弁体１９が着座部に対して離間または着座することにより一次側ポート２と二次側ポート３との連通路２１が開閉される。なお、本体部４には、一次側ポート２とノズル背圧室１３とを連通させる第２通路２２が形成される。
【０００８】
次に、上記従来技術に係る減圧弁１の概略動作を説明する。
【０００９】
ばね部材５の弾発力を作用させることなくノズル１５とフラッパ１４とが所定間隔離間した状態において、一次側ポート２から供給された圧力流体は、第２通路２２を介してノズル背圧室１３に導入され、ノズル１５とフラッパ１４との間隙を通過して第１ダイヤフラム室１２に導入される。前記第１ダイヤフラム室１２に導入された圧力流体は、第１通路１２ａ、第３ダイヤフラム室１７および第３ダイヤフラム１１の連通孔１８を経由して集中排気ポート８から大気中にブリードされる。
【００１０】
このように二次側を経由したブリード状態において、ハンドル７を所定方向に回動させ、ばね部材５の弾発力によってフラッパ１４が下方側に押圧されることによりノズル１５（ノズル孔）が閉塞される。一次側ポート２から供給された圧力流体は第２通路２２を介してノズル背圧室１３に導入され、ノズル背圧室１３の圧力（ノズル背圧）が上昇する。このノズル背圧の作用下に第２ダイヤフラム１０が下方側に押圧され、前記第２ダイヤフラム１０、第３ダイヤフラム１１および弁体１９が一体的に下方側に変位し、前記弁体１９が着座部から離間することにより一次側ポート２と二次側ポート３とが連通する。
【００１１】
この結果、第３ダイヤフラム１１の調圧作用下に減圧された一次側圧力を二次側に接続された流体圧機器に供給される。
【００１２】
ところで、二次側圧力が設定圧力以上に上昇すると、第１ダイヤフラム９および第３ダイヤフラム１１が上方に押圧され、弁体１９が着座部に着座するとともに、弁体１９の一端部から第３ダイヤフラム１１が離間して連通孔１８が開口する。従って、上昇した二次側の圧力流体は、連通孔１８を介して集中排気ポート８から大気中に放出される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、本出願人が案出した前記減圧弁をさらに改良したものであり、二次側圧力が設定圧力よりも上昇した場合において、ノズル背圧を急速に低下させることにより、応答速度を上昇させるとともに、二次側の圧力流体の排気特性（リリーフ特性）をより一層向上させることが可能な減圧弁を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、直方体状に形成され、複数の圧力流体出入ポートを有するボデイ部と、
前記ボデイ部の上部に一体的に連結されるボンネット部と、
前記ボンネット部の上部に回動自在に設けられたハンドルを有する操作部と、
前記ボデイ部の内部に所定間隔離間して張設された第１ダイヤフラム、第２ダイヤフラム、第３ダイヤフラムおよび第４ダイヤフラムと、
前記第２ダイヤフラムと第３ダイヤフラムとの間のダイヤフラム室に配設されたノズルおよびフラッパを有し、ノズル背圧室のノズル背圧の作用下にノズル孔を開閉するノズルフラッパ機構と、
を備え、前記ダイヤフラム室は、第３ダイヤフラムによって二次側圧力から遮断されるとともに、ブリードポートを通じて大気に連通するように形成され、二次側の圧力流体が設定圧力よりも上昇した際、前記ノズル背圧室内の圧力流体は、ノズルフラッパ機構およびブリードポートを通じて直接大気中に排気されることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、二次側圧力が設定圧力以上に上昇した場合、ノズル背圧室内の圧力流体を、ノズルおよびフラッパの間隙を通過しさらにプリードポートを通じて大気中に直接放出させることにより、ノズル背圧室のノズル背圧を急速に低下させることができる。
【００１６】
前記ノズル背圧が急速に低下することにより、第１ダイヤフラムおよび第２ダイヤフラムの変位量を大きく設定することができるとともに、応答速度を上昇させることができ、しかも二次側圧力の排気特性（リリーフ特性）がより一層向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る減圧弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１８】
図１並びに図２において、参照数字３０は、本発明の実施の形態に係る減圧弁を示す。
【００１９】
この減圧弁３０は、基本的には、略直方体状を呈するボデイ部３２と、前記ボデイ部３２の下部に気密に連結されるカバー部３４と、前記ボデイ部３２の上部に一体的に連結されるボンネット部３６と、前記ボンネット部３６の上部に回動自在に設けられる操作部３８とから構成される。
【００２０】
カバー部３４は、Ｏリング４０を介してボデイ部３２の下部に形成された孔部を気密に閉塞する閉塞部材４２と、前記閉塞部材４２の一端部に形成された環状溝４４に支持される円筒状のダンパ部材４６と、前記ダンパ部材４６に係合する座金４８が外嵌された弁体５０とを有する。この場合、前記弁体５０は、天然ゴムまたは合成ゴム等のゴム材料で形成されたダンパ部材４６の弾性力によって上下方向に沿って変位自在に設けられる。
【００２１】
図３に示されるように、ボデイ部３２は、ブロック状に形成された第１ボデイ５２、第２ボデイ５４および第３ボデイ５６からなり、前記第１ボデイ５２、第２ボデイ５４および第３ボデイ５６は、四隅角部に形成されたねじ孔５８にそれぞれ螺入される４本のねじ部材６０ａ〜６０ｄによって一体的に組み付けられる。また、第２ボデイ５４には排気ポート６２が形成され、第３ボデイ５６にはブリードポート６４が形成され、前記排気ポート６２およびブリードポート６４は、それぞれ分離して設けられる。
【００２２】
第１ボデイ５２の相互に対向する両側面には、流体圧供給源に接続される一次側ポート６６と流体圧機器に接続される二次側ポート６８とが所定間隔離間して同軸状に形成され、前記一次側ポート６６と二次側ポート６８との間には、該一次側ポート６６と二次側ポート６８とを連通させる連通路７０が形成される。前記連通路７０は、弁体５０が着座部７２に着座することにより連通状態が遮断され、一方、弁体５０が着座部７２から離間することにより連通状態となる。また、一次側ポート６６に近接する部位には、フィルタ７４が装着される。
【００２３】
なお、前記一次側ポート６６と二次側ポート６８とを結ぶ軸線に直交して一組のポート７６が形成され、前記一組のポート７６のいずれか一方に圧力計７８を螺入して連通路を流通する圧力流体の圧力を検知することができる（図６参照）。圧力計７８を用いない場合には、前記一組のポート７６にプラグ部材８０をそれぞれ螺入することにより、一組のポート７６が気密に閉塞される（図３並びに図４参照）。
【００２４】
第１ボデイ５２と第２ボデイ５４との間には、第１ばね部材８２を介して第１ダイヤフラム８４が介装され、前記第１ダイヤフラム８４は、第１ボデイ５２および第２ボデイ５４にそれぞれ形成された環状のエッジによって挟持される。同様にして、第２ボデイ５４と第３ボデイ５６との間には第２ダイヤフラム８６が介装され、前記第２ダイヤフラム８６は第２ボデイ５４および第３ボデイ５６に形成された環状のエッジによって挟持される。
【００２５】
第１ダイヤフラム８４の下部には、二次側ポート６８に連通する第１ダイヤフラム室８８が設けられ、第１ダイヤフラム８４と第２ダイヤフラム８６との間には排気ポート６２に連通する第２ダイヤフラム室９０が設けられる。また、第１ダイヤフラム８４の中心部には、弁体５０の頭部に係合する保持金具９２が設けられ、前記保持金具９２には第１ダイヤフラム室８８と第２ダイヤフラム室９０とを連通させる貫通孔９４が形成される。前記第１ダイヤフラム室８８には、その弾発力を介して該第１ダイヤフラム８４を上方に押圧する第１ばね部材８２が設けられ、前記第１ばね部材８２に近接する第１ボデイ５２の上面には、前記保持金具９２の変位を規制するストッパ部９５が突出して形成される。
【００２６】
第３ボデイ５６とボンネット部３６との間には、リング状のダイヤフラム押さえ部材９６と、一組のディスク部材９８ａ、９８ｂによって所定間隔離間して挟持され大小異なる直径を有する第３ダイヤフラム１００および第４ダイヤフラム１０２と、ディスク部材９８ａの上面部に係合してその弾発力によって第３ダイヤフラム１００および第４ダイヤフラム１０２を下方に向かって押圧する第２ばね部材１０４とが設けられる。
【００２７】
第３ボデイ５６の中心部にはノズル孔が形成されたノズル１０６が配設され、前記ノズル孔は第２ダイヤフラム８６によって閉塞されたノズル背圧室１０８に連通するように形成される。この場合、図８に示されるように、前記ノズル１０６には板ばね１０９に保持された球状のフラッパ１１０が係合し、前記板ばね１０９の弾性力の作用下にフラッパ１１０がノズル孔を閉塞しまたは所定間隔離間するように設けられる。すなわち、前記板ばね１０９には、等角度の間隔をおいて離間する３本の爪部１１２ａ〜１１２ｃが形成され、前記３本の爪部１１２ａ〜１１２ｃが第３ボデイ５６の環状段部１１４によって３点支持される。
【００２８】
ノズル１０６およびフラッパ１１０の周囲には、第３ダイヤフラム１００によって閉塞された第３ダイヤフラム室（ダイヤフラム室）１１６が形成され、前記第３ダイヤフラム室１１６は、ブリードポート６４と連通するように設けられる。また、第３ダイヤフラム１００と第４ダイヤフラム１０２との間には、第４ダイヤフラム室１１８が形成され、前記第４ダイヤフラム室１１８は、第１通路１１９（図６参照）を介して二次側ポート６８に連通するように形成される。
【００２９】
また、第３ボデイ５６の底面部と第２ダイヤフラム８６とによって閉塞されたノズル背圧室１０８は、第２通路１２０（図７参照）を介して一次側ポート６６に連通するように形成される。この場合、前記第２通路１２０には、図１０に示されるように、円盤状を呈し中央部に小孔１２２が形成された絞り部材１２４が設けられる。
【００３０】
操作部３８は、ボンネット部３６の上部に回動自在に設けられたハンドル１２６と、前記ハンドル１２６を固定するロックナット１２８と、断面Ｌ字状に折曲して形成されたブラケット１３０（図９参照）の一組の端部１３２ａ、１３２ｂを挟持するリング状のナット１３４およびワッシャ１３６とを有する。前記ハンドル１２６の一端部には、第２ばね部材１０４に係合して該第２ばね部材１０４を下方側に押圧する受け部材１３８が設けられる。
【００３１】
本発明の実施の形態に係る減圧弁３０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３２】
まず、チューブ等を介して一次側ポート６６に圧力流体供給源（図示せず）を接続し、一方、二次側ポート６８に、例えば、シリンダ等の所望の流体圧機器を接続しておく。
【００３３】
このような準備作業を終了した後、ハンドル１２６を回動させることなくノズル１０６とフラッパ１１０との間に間隙を形成した状態に設定する。すなわち、第２ばね部材１０４の弾発力を作用させることなくノズル１０６とフラッパ１１０とが所定間隔離間した状態において、一次側ポート６６から供給された圧力流体は、第２通路１２０を介してノズル背圧室１０８に導入され、ノズル１０６とフラッパ１１０との間隙を通過して第３ダイヤフラム室１１６に導入される。前記第３ダイヤフラム室１１６に導入された圧力流体は、ブリードポート６４から大気中に放出される。
【００３４】
このようなブリード状態において、ハンドル１２６を所定方向に回動させ、ばね部材１０４の弾発力によってフラッパ１１０が下方側に押圧されることによりノズル（ノズル孔）１０６が閉塞される。従って、一次側ポート６６から供給された圧力流体は第２通路１２０を介してノズル背圧室１０８に導入され、ノズル背圧室１０８の圧力（ノズル背圧）が上昇する。前記ノズル背圧の作用下に第２ダイヤフラム８６が下方側に押圧され、前記第２ダイヤフラム８６、第１ダイヤフラム８４および弁体５０が一体的に下方側に変位し、前記弁体５０が着座部７２から離間することにより連通路７０が開成され、一次側ポート６６と二次側ポート６８とが連通する。
【００３５】
この結果、第１ダイヤフラム８４の調圧作用下に減圧された一次側圧力を二次側に接続された流体圧機器に安定して供給することができる。
【００３６】
ところで、二次側圧力が設定圧力以上に上昇すると、前記上昇した二次側圧力は、第１ダイヤフラム８４を上方に押圧するとともに、第１通路１１９を介して第４ダイヤフラム室１１８に導入された二次側の圧力流体が第４ダイヤフラム１０２を第２ばね部材１０４の弾発力に抗して上方に押圧する。その際、ノズル背圧室１０８の圧力流体は、ノズル１０６とフラッパ１１０との間隙を通過し、ブリードポート６４を介して大気中に放出されるため、ノズル背圧室１０８のノズル背圧を瞬時に低下させることができる。
【００３７】
前記ノズル背圧を瞬時に低下させることにより、第１ダイヤフラム８４および第２ダイヤフラム８６が上昇し、弁体５０の頭部が第１ダイヤフラム８４の保持金具９２から離間する。そして、ダンパ部材４６の弾性力によって弁体５０が上方に変位して着座部７２に着座する。従って、弁体５０の頭部によって閉塞されていた保持金具９２の貫通孔９４が開口し、上昇した二次側圧力は、前記貫通孔９４を介して第２ダイヤフラム室９０に供給され、終局的には排気ポート６２から大気中に放出される。
【００３８】
このように、本実施の形態では、ブリードポート６４と排気ポート６２とを分離して形成するとともに、剰余の圧力流体を二次側を経由させることなく大気中に直接放出するように構成している。このため、本実施の形態では、従来技術と比較して、二次側の圧力流体が大気中に放出される際の応答速度を上昇させ、且つ排気特性（リリーフ特性）をより一層向上させることができる。
【００３９】
すなわち、第１通路１１９を介して第４ダイヤフラム室１１８は二次側圧力と同圧に保持されているが、ノズル１０６およびフラッパ１１０が設けられた第３ダイヤフラム室１１６は、第３ダイヤフラム１００によって二次側圧力から遮断され、しかも、ブリードポート６４を介して大気に連通するように形成されている。従って、二次側圧力が設定圧力以上に上昇した場合、ノズル背圧室１０８内の圧力流体を、ノズル１０６およびフラッパ１１０の間隙を通過しさらにブリードポート６４を通じて大気中に直接放出させることにより、ノズル背圧室１０８のノズル背圧を急速に低下させることができる。
【００４０】
前記ノズル背圧が急速に低下することにより、第１ダイヤフラム８４および第２ダイヤフラム８６の変位量を大きく設定することができるとともに、応答速度を上昇させることが可能となる。この結果、弁体５０の頭部から離間する第１ダイヤフラム８４の貫通孔９４および排気ポート６２を通じて、二次側の圧力流体が大気中に放出される。
【００４１】
なお、図１１の変形例に示されるように、第４ダイヤフラム室１１８を形成する第３ダイヤフラム１００ａと第４ダイヤフラム１０２ａの受圧面積を略同一に形成することにより、第２ばね部材１０４のばね力を通常の場合と比較してより小さく設定することができる。この結果、製造コストの低減化を図ることができる。
【００４２】
また、図１２の変形例に示されるように、弁体５０ａに断面Ｌ字状の通路１４０を形成して第１ダイヤフラム室８８と第２ダイヤフラム室９０とを常時連通状態に設定するとともに、弁体５０ａと着座部７２との間に予め間隙１４２を形成しておくことにより、弁体５０ａが迅速に始動してより一層応答速度を上昇させることができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係る減圧弁によれば、以下の効果が得られる。
【００４４】
すなわち、ブリードポートと排気ポートとを分離して形成するとともに、剰余の圧力流体を二次側を経由させることなく大気中に直接放出するように構成することにより、従来技術と比較して、二次側の圧力流体が大気中に放出される際の応答速度を上昇させ、且つ排気特性（リリーフ特性）をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る減圧弁の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図３】図１に示す減圧弁の分解斜視図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】図３の部分拡大図である。
【図６】図１に示す減圧弁の一部切欠断面図である。
【図７】図１に示す減圧弁の部分断面図である。
【図８】図１に示す減圧弁を構成するフラッパの保持状態を説明する図である。
【図９】図１に示す減圧弁にブラケットを取り付けた状態を説明する図である。
【図１０】図７に示す絞り部材の拡大斜視図である。
【図１１】図１に示す減圧弁を構成する第３ダイヤフラムおよび第４ダイヤフラムの変形例の一部断面図である。
【図１２】図１に示す減圧弁を構成する弁体の変形例の一部断面図である。
【図１３】本出願人が案出した従来技術に係る減圧弁の縦断面図である。
【符号の説明】
３０…減圧弁 ３２…ボデイ部
３４…カバー部 ３６…ボンネット部
３８…操作部 ５０、５０ａ…弁体
６２…排気ポート ６４…ブリードポート
６６…一次側ポート ６８…二次側ポート
８４、８６、１００、１０２…ダイヤフラム
８８、９０、１１６、１１８…ダイヤフラム室
１０８…ノズル背圧室
Claims (8)
- 直方体状に形成され、複数の圧力流体出入ポートを有するボデイ部と、
前記ボデイ部の上部に一体的に連結されるボンネット部と、
前記ボンネット部の上部に回動自在に設けられたハンドルを有する操作部と、
前記ボデイ部の内部に所定間隔離間して張設された第１ダイヤフラム、第２ダイヤフラム、第３ダイヤフラムおよび第４ダイヤフラムと、
前記第２ダイヤフラムと第３ダイヤフラムとの間のダイヤフラム室に配設されたノズルおよびフラッパを有し、ノズル背圧室のノズル背圧の作用下にノズル孔を開閉するノズルフラッパ機構と、
を備え、前記ダイヤフラム室は、第３ダイヤフラムによって二次側圧力から遮断されるとともに、ブリードポートを通じて大気に連通するように形成され、二次側の圧力流体が設定圧力よりも上昇した際、前記ノズル背圧室内の圧力流体は、ノズルフラッパ機構およびブリードポートを通じて直接大気中に排気されることを特徴とする減圧弁。 - 請求項１記載の減圧弁において、ボデイ部には、圧力流体供給源に接続される一次側ポートと、所定の圧力値に減圧された圧力流体を流体圧機器に供給する二次側ポートと、一次側ポートから供給された剰余の圧力流体を大気中に放出するブリードポートと、前記ブリードポートと分離独立して形成され、設定圧力よりも上昇した二次側の圧力流体を大気中に放出する排気ポートとが設けられることを特徴とする減圧弁。
- 請求項１または２記載の減圧弁において、ノズルフラッパ機構を構成する球状のフラッパは、円周方向に沿って等角度の間隔をおいて離間する複数の爪部を有する保持金具によって支持され、前記爪部の弾発力の作用下にフラッパはノズルから所定間隔離間することを特徴とする減圧弁。
- 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の減圧弁において、ボデイ部は、第１ボデイ、第２ボデイおよび第３ボデイを有し、前記第１ボデイ、第２ボデイおよび第３ボデイは、角部に形成されたねじ孔に螺入されるねじ部材を介して同軸状に一体的に組み付けられることを特徴とする減圧弁。
- 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の減圧弁において、ボンネットの内部には、ハンドルの螺回作用下にばね力が調整されるばね部材が設けられ、前記ばね部材は、通路を介して二次側の圧力流体が導入される第３ダイヤフラムと第４ダイヤフラムの受圧面積を略同一に形成することにより、前記ばね部材のばね力が小さく設定されることを特徴とする減圧弁。
- 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の減圧弁において、操作部を構成するハンドルにはリング状のナットおよびワッシャが設けられ、前記ナットとワッシャとの間にブラケットの端部が挟持されることを特徴とする減圧弁。
- 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の減圧弁において、ボデイ部には、一次側ポートとノズル背圧室とを連通させる通路が形成され、前記通路の所定部位には、中央部に所定の直径からなる小孔が形成された円盤状部材が介装され、前記小孔によって圧力流体の絞り機能が営まれることを特徴とする減圧弁。
- 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の減圧弁において、ボデイ部の内部には、一次側ポートと二次側ポートとを連通させる連通路を開閉する弁体が配設され、前記弁体は、該弁体に外嵌された円筒状の弾性部材によって変位自在に設けられることを特徴とする減圧弁。
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