JP4027176B2 - 調圧弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力噴霧機等に用いられる調圧弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば農薬等の液体を噴霧するための動力噴霧機では、通常、ポンプから吐出される液体の圧力を調整するための調圧弁が設けられている。かかる調圧弁は、液体の流入圧が設定圧を越えた場合に、調圧弁本体内の流路中に設けられた弁座から弁体を分離させ、液体の一部を逃すよう構成されている。調圧弁の設定圧は、弁体を弁座に押し付けるばねの付勢力を変更することで調整することができ、ばねの付勢力は、ばねの端部を支持しているばね押えの位置を調整することで変更することができる。
【０００３】
ところで、農業用動力噴霧機における調圧弁では、例えば高圧・低圧の２段階、高圧・中間圧・低圧の３段階のように段階的な調圧が行えることが求められることがある。かかる要請に対して、従来においては、例えば実公平６−７２３８号公報や実公平７−２３５８７号公報に記載されているような調圧弁が知られている。
【０００４】
実公平６−７２３８号公報に記載の調圧弁においては、ばね端部を支持しているばね押えにダイヤル（ノブないしはハンドル）が同軸に結合されている。このダイヤルは調圧弁本体に螺合されており、ダイヤルを回すことによりばね押えの位置を調整し、もって設定圧を調整することが可能となっている。ダイヤルの内周面には周方向に適当な間隔で溝が複数形成されている。また、ダイヤルの内周面により囲まれた調圧弁本体の外周面には、ばねにより外方に付勢された小球が設けられている。この小球は、ダイヤルを回すと、溝のいずれかに嵌合してダイヤルの動きを制限するため、その位置が段階的な調圧の目安となる。
【０００５】
実公平７−２３５８７号公報に記載の調圧弁は、ばね押えの位置を調整するダイヤルが、ばね押えの中心軸線に対して偏心した状態で調圧弁本体に回転可能に取り付けられている。ダイヤルの内面には、当該ダイヤルを回した際にばね押えの外端部に摺動可能に接してこれを押動するカム面が形成されている。このような調圧弁においては、段階的な調圧を可能とするために、カム面に複数の凹部が適当な間隔で形成されており、これらの凹部のいずれかにばね押えの外端部が嵌合することで、ダイヤルの動きを制限するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の調圧弁には、次のような問題点がある。
【０００７】
まず、実公平６−７２３８号公報に記載の調圧弁では、小球と、この小球を外方に付勢するばねとが必要となるため、部品点数が増え、製造に手間がかかり、コストも増大するという問題点がる。
【０００８】
実公平７−２３５８７号公報に記載の調圧弁の場合、ダイヤルに対してばね押えからばね力が作用するが、その作用点がダイヤルの回転軸線から偏心した位置となるので、ダイヤルの調圧弁本体への取付部に負荷がかかる。このため、取付部の強度を増さなければならず、調圧弁本体の形状・構成を複雑化している。また、ダイヤルを調圧弁に取り付けるために、ボルトやナット等の取付具が必要であって、部品点数も多くなっている。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数が少なく簡易な構成である段階的調圧可能な調圧弁を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、弁座（４４）に弁体（４８）を付勢するためのばね（５０）を一端が支持するよう調圧弁本体（２６）に摺動可能に取り付けられ、他端が調圧弁本体（２６）から突出しているばね押え（５２）を有する調圧弁（２４）において、ばね押え（５２）の前記他端に円筒状のダイヤル（５６）を同軸に一体化し、ダイヤル（５６）又は調圧弁本体（２６）のいずれか一方に突起（６４）を形成し、ダイヤル（５６）又は調圧弁本体（２６）の他方に、突起（６４）と係合されるカム溝（６６）であって、ダイヤル（５６）の回転運動を該ダイヤル（５６）の軸線方向への直線運動に変換する前記カム溝（６６）を形成し、且つ、ダイヤル（５６）が所定の回転位置にある場合に突起（６４）が嵌合する凹部（７０，７２）を複数、カム溝（６６）の側面（６８）に形成したことを特徴としている。
【００１１】
この構成では、突起（６４）が凹部（７０，７２）のいずれかに嵌合することでダイヤル（５６）の回転が制限されるので、その位置を基準とした段階的調圧が可能となる。ダイヤル（５６）はばね押え（５２）と同軸に取り付けられるため、偏心して取り付ける場合に比して構造が簡易なものとなる。また、カム溝（６６）に突起（６４）が係合することで、ダイヤル（５６）は調圧弁本体（２６）に取り付けられるので、ダイヤル取付用のボルトやナット等は必要ない。
【００１２】
なお、突起（６４）をカム溝（６６）に導入するための溝（７４，７６，７８）をカム溝（６６）に連接して形成することが、ダイヤル取付けを容易にするのに有効である。
【００１３】
また、突起（６４）とカム溝（６６）との組合せを、ダイヤル（５６）の回転方向において等間隔にて複数組設けることが好ましい。バランス良くダイヤル（５６）を調圧弁本体（２６）に取り付け、ダイヤル（５６）を安定して回転させることができるからである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明による調圧弁が適用可能なバッテリ式動力噴霧機を示す背面図である。図示の動力噴霧機１０は、農薬等の薬液を貯留する薬液タンク１２を備えており、この薬液タンク１２の背面部に形成された凹部１４に、薬液タンク１２内の薬液を吸引して噴霧ノズル１６に圧送するポンプ１８と、ポンプ１８を駆動するための電動モータ２０と、電動モータ２０に電力を供給するバッテリ２２とが配置されている。ポンプ１８と噴霧ノズル１６との間には、ポンプ１８から吐出される薬液の吐出圧を調整するための調圧弁２４が介設されており、この調圧弁２４も薬液タンク１２の凹部１４に配置されている。なお、通常使用時には、薬液タンク１２の凹部１４は、図示しないカバーにより閉じられる。
【００１６】
調圧弁２４は、図２及び図３に明示するように、略円筒形の調圧弁本体２６を有している。調圧弁本体２６の一方の端部の側面には、ポンプ１８の吐出口２８とホース３０を介して接続される流入口３２が突設されている。また、同端部側の端面には、噴霧ノズル１６とホース３４を介して接続される流出口３６が、調圧弁本体２６と同軸に突設されている。流入口３２の内部流路３８ａ、及び流出口３６の内部流路３８ｂは、調圧弁本体２６の内部で交差し、１本の流路３８を構成している。この流路３８の一部を構成している調圧弁本体２６の内部空間３８ｃは、流出口３６と同軸であり、当該内部空間３８ｃを画している内周面は円筒形となっている。
【００１７】
調圧弁本体２６の他方の端面からは、流出口３６に向かって延びるばね室４０が、当該調圧弁本体２６と同軸に形成されており、流路３８と連通している。ばね室４０は円筒形であり、流路３８の一部を構成している調圧弁本体２６の円筒形の内部空間３８ｃよりも径が大きく、両者間には段差面４１が形成されている。また、ばね室４０に連通する余液口４２が、調圧弁本体２６の側面中央部に突設されている。図１に示すように、余液口４２にはホース４３の一端が接続され、ホース４４の他端は薬液タンク１２に接続されている。
【００１８】
ばね室４０には、円筒形の弁座４４が、外部から段差面４１に接するまで圧入され、そこで締まり嵌めによって固定されている。弁座４４と余液口４２の内部流路４６とは互いに干渉しない位置とされている。なお、弁座４４の挿入を容易にすると共に、締まり嵌めを確保するために、ばね室４０の流出口３６側の端部はその他の部分よりも僅かに縮径されていることが好ましい。
【００１９】
ばね室４０内には球形の弁体４８が配置されており、同じくばね室４０内に配置されたばね５０によって、弁体４８は弁座４４に弾性的に押し付けられるようになっている。弁体４８が弁座４４に押し付けられている状態においては、流路３８はばね室４０内に対して閉じられた状態となる。ばね５０の一端は、ばね室４０の開放端部を閉じるよう配置されたばね押え５２により支持されている。ばね５０の他端は、球形の弁体４８に直接接するため、弁体４８の直径よりも小径となっており、図示実施形態においては円錐圧縮コイルばねが用いられている。
【００２０】
ばね押え５２は、ばね室４０を画している調圧弁本体２６の内周面と実質的に同じ直径を有する略円柱形であり、ばね室４０内で軸線方向に摺動可能となっている。ばね室４０の内部に位置するばね押え５２の側面には周溝が形成され、そこに薬液の漏洩を防止するためのＯリング５４が配置されている。
【００２１】
図４にも示すように、ばね押え５２には、調圧弁本体２６から突出している部分にダイヤル５６と称されるノブないしはハンドルが同軸に結合されている。図示実施形態では、ばね押え５２は金属から製造され、ダイヤル５６は合成樹脂から製造されており、ダイヤル５６を製造時、インサート成形法によってばね押え５２がダイヤル５６に一体化されるが、ばね押え５２をダイヤル５６と同じ合成樹脂材料から一体成形してもよい。
【００２２】
ダイヤル５６は、天板部５８と、天板部５８から調圧弁本体２６側に延びる円筒形の側板部６０とからなるカップ形状である。側板部６０の外周面には、軸線方向に延びる突条６２が、周方向に適宜間隔で複数本形成されている。これらの突条６２が滑り止めとなり、手でダイヤル５６を把持して回転操作することが容易となる。
【００２３】
ダイヤル５６の側板部６０の内周面には、互いにダイヤル５６の中心軸線を中心とした点対称となる位置、すなわち１８０度の間隔で、１対の突起６４が一体的に形成されている。これらの突起６４は、調圧弁本体２６の、流出口３６とは反対側の端部の外周面に形成された１対のカム溝６６にそれぞれ係合されている。ダイヤル５６にはばね押え５２を介してばね５０からばね力が作用するため、突起６４はカム溝６６の一方の側面（流出口３６とは反対側の側面）６８に押し付けられる状態となる。これらのカム溝６６は、互いに同一形状であり、調圧弁本体２６の中心軸線を中心とした点対称に形成されている。なお、カム溝６６が形成される調圧弁本体２６の部分は厚肉とされ、他の部分よりも外径が大きくされている。
【００２４】
図３から理解される通り、各カム溝６６は、右ねじのねじ溝の一部として形成されている。流出口３６に近い側となるカム溝６６の端部は閉じられている。また、この端部にて、カム溝６６の側面６８には流出口３６から離れる方向にへこむ凹部７０が形成されている。また、カム溝６６の他方の端部にても、カム溝６６の側面６８から凹部７２が流出口３６から離れる方向に延びている。これらの凹部７０，７２は、ダイヤル５６の突起６４が嵌合可能な大きさとされている。
【００２５】
カム溝６６の端部からは、直線溝７４が流出口３６の方向に向かって調圧弁本体２６の軸線方向と平行に延びている。また、カム溝６６の端部から所定の距離をおいて、直線溝７４と平行に直線溝７６が形成されている。この直線溝７６の一端は調圧弁本体２６の端面まで延びて開放され、他端は直線溝７４の流出口３６側の端部に、周方向に延びる直線溝７８によって連通されている。
【００２６】
このような構成において、調圧弁本体２６へのばね押え５２及びダイヤル５６の組付けは、調圧弁本体２６のばね室４０内に弁座４４、弁体４８及びばね５０を配置した状態で、まずばね押え５２の先端部をばね室４０内に挿入する。次いで、ダイヤル５６の突起６４を直線溝７６の開放端部に合わせ、ばね５０のばね力に抗してダイヤル５６を直線溝７６に沿って流出口３６側に押し込む。突起６４が直線溝７６の他端に達したならば、ダイヤル５６を時計回りに回転させ、突起６４を周方向に延びる直線溝７８に沿って移動させる。この際、ダイヤル５６の押付け力を軽減してダイヤル５６を回すと、突起６４が直線溝７８のカム溝６６側の端部に達した時点で、ばね５０の復元力によって、突起６４は直線溝７４を経てカム溝６６に侵入し、凹部７２に嵌合する。以上の手順のみで、ダイヤル５６の取付けのためにボルトやナット等の取付具を用いることなく、調圧弁本体２６へのばね押え５２及びダイヤル５６の組付け作業が完了する。
【００２７】
組立完了した調圧弁２４を動力噴霧機１０の薬液タンク１２に取り付ける場合には、調圧弁本体２６の外周面に形成されたフランジ部８０と厚肉部分との間の溝８２に支持板８４の切欠き部を嵌合し、この支持板８４を薬液タンク１２の凹部１４に装着するだけでよい。図示実施形態では、溝８２は横断面が長方形となっているため、支持板８４の切欠き部に嵌合させた状態では回転が防止されるようになっている。
【００２８】
次に、バッテリ式動力噴霧機１０を駆動した場合における上記の調圧弁２４の作用について説明する。
【００２９】
まず、動力噴霧機１０の起動前、調圧弁２４のダイヤル５６の位置は、突起６４が凹部７２に嵌合した位置にあるとする。この状態では、ダイヤル５６がばね５０により流出口３６から離れる方向に付勢されることから、突起６４の凹部７２への嵌合は保たれ、ダイヤル５６の回転は制限される。そして、ばね押え５２は、図２の実線で示す位置にて保たれることから、ばね５０のばね力もばね押え５２の位置に応じた値に保持され、吐出圧が所定値に設定される。この設定吐出圧を第１吐出圧という。また、動力噴霧機１０の起動前にあっては、薬液は調圧弁２４に供給されず、ばね５０により弁体４８が弁座４４に着座した状態となっている。
【００３０】
この状態から動力噴霧機１０のスイッチをオンとし、電動モータ２０を起動しポンプ１８を駆動すると、薬液タンク１２内の薬液はポンプ１８により吸引され、吐出口２８から吐出される。そして、この薬液は、ホース３０を経て調圧弁２４の流入口３２から流路３８に流入する。この際、調圧弁２４の流入口３２内での圧力が、突起６４と凹部７２との嵌合によりダイヤル５６が保持された位置に応じた第１吐出圧以下である場合には、弁体４８は弁座４４にそのまま着座した状態を維持し、薬液の全量が流路３８を進み、流出口３６から吐出される。この吐出された薬液はホース３４を流れ、噴霧ノズル１６から噴霧される。
【００３１】
また、ポンプ１８からの薬液の圧力が高く、調圧弁２４の流入口３２内での圧力が第１吐出圧を超えると、流路３８から弁座４４の中空部分を介して弁体４８に作用する薬液からの力がばね５０のばね力を上回り、弁体４８をばね押え５２側に移動させる。これによって、弁体４８が弁座４４から離れて流路３８内の薬液の一部が弁座４４と弁体４８との隙間からばね室４０内に流入し、その後、余液口４２から余液として流出する。余液はホース４３を通って薬液タンク１２に戻される。この余液の流出により流路３８内の圧力は低下し、第１吐出圧に維持され、その圧力の元、噴霧ノズル１６から薬液が安定的に噴霧される。
【００３２】
薬液の吐出圧を変更する場合には、ダイヤル５６を時計回りに回転させる。一定以上の力をダイヤル５６に加えて回した場合には、突起６４は凹部７２から抜け出る。そして、突起６４がカム溝６６に沿って移動するするにつれて、ダイヤル５６及びばね押え５２は回転運動の一部が直線運動に変換されて、流出口３６の側へと変位する。この際、ダイヤル５６はばね押え５２と同軸であり、ばね押え５２は調圧弁本体２６のばね室４０とも同軸であるので、安定した回転動作が得られる。突起６４がカム溝６６の他端に達するまでダイヤル５６を回した後、ダイヤル５６への押付け力を弱めると、ダイヤル５６はばね５０により流出口３６とは反対方向に押動されて突起６４が凹部７０に嵌合し、その位置で保持される。この状態が図２の二点鎖線で示す状態であり、ばね押え５２の位置が、突起６４が凹部７２に嵌合している場合に比して流出口３６側であることが理解されよう。この位置においては、ばね５０はより圧縮されてばね力が増大されているため、設定吐出圧（第２吐出圧）は先の第１吐出圧よりも大きくなっている。
【００３３】
かかる状態にて動力噴霧機１０を運転した場合も、調圧弁２４の作用については設定吐出圧が第１吐出圧である場合と全く同様であり、調圧弁２４から吐出される薬液の吐出圧は第２吐出圧以下に維持される。
【００３４】
突起６４が凹部７０又は凹部７２に嵌合している場合には、上述したようにダイヤル５６の回転位置は保たれる。従って、本実施形態における調圧弁２４は２段階の吐出圧を設定することが可能である。なお、突起６４が凹部７０と凹部７２との間に位置する所にてダイヤル５６を停止させることも可能であるが、位置ずれを生ずる可能性が高く、望ましくない。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００３６】
例えば、上記実施形態では、１本のカム溝に２つの凹部を形成することで２段階の調圧を可能としているが、カム溝の３つ以上の凹部を形成することで、３段以上の多段階調圧が可能となる。
【００３７】
また、上記実施形態では、カム溝が調圧弁本体に形成され、突起がダイヤルに形成されているが、逆に、カム溝がダイヤルに、突起が調圧弁本体に形成されてもよい。
【００３８】
更に、カム溝と突起との組み合わせは２組に限られず、３組以上としてもよい。その場合には、バランスをとるために、各組は周方向において等間隔に配置することが好ましい。
【００３９】
更にまた、本発明の調圧弁は、バッテリ式動力噴霧機に限られず、エンジン式の動力噴霧機やその他のポンプを用いた装置に適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、段階的調圧可能な調圧弁を容易に組み立てることができ、その組立の際、ダイヤルを取り付けるためのボルトやナット等の取付具は不要である。
【００４１】
また、ダイヤルは調圧弁本体に同軸に配置されるため、偏心して取り付ける場合のような過大な負荷はダイヤルや調圧弁本体等に作用せず、動作が円滑なものとなり、調圧弁全体の構成を簡易なものとすることができる。これは、コスト削減にも寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による調圧弁が適用可能なバッテリ式動力噴霧機を示す背面図である。
【図２】本発明による調圧弁の断面図である。
【図３】図２の調圧弁における調圧弁本体を示す斜視図である。
【図４】図２の調圧弁におけるダイヤルとばね押えを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…動力噴霧機、１２…薬液ノズル、１６…噴霧ノズル、１８…ポンプ、２４…調圧弁、２６…調圧弁本体、３８…流路、４０…ばね室、４４…弁座、４８…弁体、５０…ばね、５２…ばね押え、５６…ダイヤル、６４…突起、６６…カム溝、７０，７２…凹部、７４，７６，７８…直線溝。

Claims (3)

1. 弁座（４４）に弁体（４８）を付勢するためのばね（５０）を一端が支持するよう調圧弁本体（２６）に摺動可能に取り付けられ、他端が前記調圧弁本体（２６）から突出しているばね押え（５２）を有する調圧弁（２４）において、
   前記ばね押え（５２）の前記他端に円筒状のダイヤル（５６）が同軸に一体化されており、
   前記ダイヤル（５６）又は前記調圧弁本体（２６）のいずれか一方に突起（６４）が形成されており、
   前記ダイヤル（５６）又は前記調圧弁本体（２６）の他方に、前記突起（６４）と係合されるカム溝（６６）であって、ダイヤル（５６）の回転運動を該ダイヤル（５６）の軸線方向への直線運動に変換する前記カム溝（６６）が形成されており、且つ、
   前記ダイヤル（５６）が所定の回転位置にある場合に前記突起（６４）が嵌合する凹部（７０，７２）が複数、前記カム溝（６６）の側面（６８）に形成されていることを特徴とする調圧弁。
2. 前記突起（６４）を前記カム溝（６６）に導入するための溝（７４，７６，７８）が前記カム溝（６６）に連接されていることを特徴とする請求項１に記載の調圧弁。
3. 前記突起（６４）と前記カム溝（６６）との組合せが、前記ダイヤル（５６）の回転方向において等間隔にて複数組設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の調圧弁。

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