JP4378621B2 - フィルタ内蔵形レギュレータ - Google Patents

Description

本発明は、圧縮空気等の圧力流体を調圧するためのレギュレータに関するものであり、更に具体的には、比較的低圧で小流量の圧縮空気供給システムに用いるのに適したフィルタ内蔵形レギュレータに関するものである。

従来から、圧縮空気などの圧力流体を調圧するためのレギュレータは、広く知られていて、圧縮空気を駆動源とするアクチュエータの駆動系等に介装して用いられ、圧縮空気の圧力を一定にして該アクチュエータ等の動きを安定化させている。
そして、この種レギュレータでは、出力側に接続されるアクチュエータにおいて、供給される圧力流体中に塵埃その他の異物が混入しているのを嫌う場合には、該レギュレータの出力側の配管にフィルタが直列的に接続され、それによって圧力流体供給源から流れてくる異物粒子やレギュレータ内部で発生した粒子を捕捉するようにしている。

しかしながら、このようにレギュレータとフィルタとを直列に設けると、アクチュエータの駆動用圧力流体の配管系が長大化するばかりでなく、該配管系が煩雑化してその設計の自由度が制限される。そのため、該フィルタをレギュレータと一体化することも考えられるが、単純にそれらを組み合わせただけでは、レギュレータとフィルタとの直列配管の手数が省けるとしても、レギュレータが大型になることから新たな問題点が発生することになる。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その技術的課題は、圧力流体を調圧するレギュレータの２次側にフィルタを組み込みながらもそれを可及的にコンパクトなものとして構成することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、圧力流体を導入する入力ポートおよび減圧された圧力流体を出力する出力ポートを備えた弁ボディに、上記入力ポートからの圧力流体を減圧して２次側圧力流体として出力ポート側に送る減圧機構を内蔵してなるレギュレータにおいて、上記減圧機構は、２次側流体圧力と圧力設定バネの付勢力とが両面に逆向きに作用するダイヤフラムと、該ダイヤフラムの変位に応じた弁開度の調整によって上記２次側流体圧力を上記圧力設定バネで設定された一定圧力に保持する弁機構とを備え、上記圧力設定バネは、上記ダイヤフラムに平行する板バネにより形成され、この板ばねが、上記ダイヤフラムに取り付けられたセンターディスクに係合し、該板ばねの中央部に圧力調整ネジの先端部が当接しており、上記弁ボディの一面はフィルタカバーが装着されたカバー装着面であり、上記フィルタカバー内にはフィルタが収容され、該フィルタは平板状をしていて、上記カバー装着面に沿って該カバー装着面と平行に配設されると共に、該カバー装着面と上記フィルタカバーとの間にフィルタケースを介して保持され、上記弁ボディとフィルタカバーとに、上記減圧機構を経た２次側圧力流体を上記フィルタに導く連通路と、該フィルタで除塵された２次側圧力流体を出力ポートに導く連通路とが形成されていることを特徴とするものである。
このような構成を有する本発明のレギュレータによれば、ダイヤフラムを付勢する圧力設定バネを板バネにより形成し、また、平板状のフィルタを弁ボディの一面のカバー装着面に沿って該カバー装着面と平行に配設し、このフィルタを上記カバー装着面に装着したフィルタカバーで被うようにしているので、圧力流体を調圧するレギュレータにフィルタを組み込みながらも、それを可及的にコンパクトなものとして構成することができる。

本発明のレギュレータの好ましい実施形態においては、上記圧力設定バネが、放射方向に延伸するばね凸片を有し、このばね凸片の先端部が、上記センターディスクの外周壁に形成された切欠き部に係合している。

上記本発明のレギュレータにおいては、ダイアフラムにリリーフ孔を設け、上記ダイヤフラムに作用する２次側流体圧力により弁機構がその流路を閉鎖した状態で更に上記２次側流体圧力の上昇によりダイヤフラムが変位したときに上記リリーフ孔を開放するリリーフ弁を弁ボディ内に設けることができる。
また、上記フィルタカバーは、その外周部をボルトによって上記弁ボディに着脱自在に取り付けるのが、フィルタ交換のために望ましい。

上述した本発明のフィルタ内蔵形レギュレータによれば、圧力流体を調圧するレギュレータの２次側にフィルタを組み込みながらも、それを可及的にコンパクトなものとして構成することができる。

以下に、本発明のフィルタ内蔵形レギュレータについて、図面を参照して詳細に説明する。
図面は本発明に係るフィルタ内蔵形レギュレータの実施例を示すもので、図１に示すように、このレギュレータは、概略的には、外観が四角柱状を呈しており、その外殻は、弁ボディ１とその下面に位置するフィルタカバー４とからなり、上記弁ボディ１は、ボディ部２と上蓋３とによって構成されている。
また、上記弁ボディ１のボディ部２には、図２に示すように、圧力流体である圧縮空気を導入する入力ポート１１と、該圧縮空気を減圧して出力する出力ポート１２とが設けられている。そして、上記弁ボディ１内には、以下に説明するように、入力ポート１１からの圧力流体を減圧して出力ポート側に送る減圧機構を内蔵している。

上記ボディ部２の中央部に形成している内部空間１３は、上蓋３側が開口しており、この開口を覆うように配設したダイアフラム１５が、その周辺をボディ部２と上蓋３との間に挟持させて取り付けられている。
上記内部空間１３は、図２に示すように、その開口側から大径部１３Ａ、中径部１３Ｂおよび小径部１３Ｃを有し、小径部１３Ｃ内の空間を入力ポート１１に連通させている。また、上記中径部１３Ｂの内底には、Ｏリング２５を介して弁座板２１を配置し、この弁座板２１に流路部材２３を介して仕切板２２を重設し、それらを止め輪２４によって中径部１３Ｂの内底に押し付けて固定している。

上記弁座板２１は、その中央部に上記入力ポート１１を弁座板２１と仕切板２２との間の空間に連通させる導通孔２６を有し、該導通孔２６の周りに弁部材３０が接離する弁シート部２７を形成して、減圧のための弁機構を構成させ、該導通孔２６に上記弁部材３０を保持するロッド３１を挿通している。該弁部材３０は、復帰バネ３２によって弁シート部２７側に付勢されたものである。
また、上記流路部材２３は、図３から分かるように、弁座板２１と仕切板２２との間の空間をボディ部２の下面に開口する連通路３５に連通させるための開口を有するものである。
更に、上記仕切板２２は、弁座板２１と仕切板２２との間の空間を、上記内部空間１３における大径部１３Ａ内における仕切板２２とダイヤフラム１５との間に形成している圧力室４０と区画するもので、上記ロッド３１を支持してそれを摺動自在に貫通させる支持孔２８を有している。

一方、上記減圧機構の主要部を構成するところの上記ダイヤフラム１５の一面側に形成している上記圧力室４０は、流路３６により出力ポート１２側と連通させて前記弁機構の下流の２次側流体圧力を導入するようにし、また、上記ダイヤフラム１５における圧力室４０とは反対側の面には、該ダイヤフラム１５と一体化されたセンターディスク１６を当接し、このセンターディスク１６の周辺の外周壁１７における複数個所の切欠き部１７ａに、上記ダイヤフラム１５に平行する板バネにより形成したところの圧力設定バネ１８の放射方向に伸びるバネ凸片１８ａの先端部を係合させ、該圧力設定バネ１８の中央部に、前記上蓋３に螺挿して外部から調節可能にした圧力調整ネジ１９の先端部を当接させている。このダイヤフラム１５に平行する板バネからなる圧力設定バネ１８の使用により、従来のコイルバネを用いたレギュレータに比して全体的に著しく小型化することができる。

また、上記ダイアフラム１５およびそれに当接したセンターディスク１６には、中心部にリリーフ孔３７を設け、前記弁機構のロッド３１における上記支持孔２８を貫通した上端に、該リリーフ孔３７を開閉するリリーフ弁３８を設けている。更に、前記上蓋３には、該上蓋３内を外部に連通させる通気孔３９を設けている。上記リリーフ弁３８は、ロッド３１の上端に設ける必要はなく、他の位置に設けることもできる。
上記リリーフ孔３７を開閉するリリーフ弁３８は、圧力室４０において上記ダイヤフラム１５に作用する２次側流体圧力により弁機構がその流路を閉鎖した状態で、更に上記２次側流体圧力の上昇によりダイヤフラム１５が変位したとき、すなわち、２次側流体圧力が過大に昇圧したときに、該圧力室４０を上蓋３の通気口３９を通して外部に開放し、２次側流体圧力を設定値に戻すためのものである。

このように構成したレギュレータにおいては、ダイヤフラム１５の一面側の圧力室４０に作用する２次側流体圧力による力と、それとは逆方向に作用する圧力設定バネ１８の付勢力とが拮抗し、それらの力のバランスによってダイヤフラム１５が上下に変位し、その変位に応じて、復帰バネ３２によりダイヤフラム１５側に付勢されている弁部材３０がロッド３１と共に移動し、弁部材３０が弁シート部２７に接離して弁開度が調整される。その結果、入力ポート側から出力ポート側に上記圧力設定バネ１８で設定された一定圧力の減圧圧縮空気が連通路３５および前記フィルタカバー４内の連通路を通して出力される。

また、上記弁ボディ１には、ボディ部２における上記上蓋３とは反対側の一面に、該面に沿う方向に向けてフィルタ４５を収容するための空間を内部に形成したフィルタカバー４を装着し、該フィルタカバー４内に前記減圧機構を経た２次側流体圧力を送出する連通路３５を開口させている。
上記フィルタ４５は、フィルタケース４６に収容して、上記２次側圧力流体の連通路３５を覆うように配設され、フィルタカバー４には、フィルタ４５を通して除塵した２次側圧力流体を上記弁ボディ１の出力ポート１２に導く連通路４７が設けられている（図３参照）。

上記フィルタカバー４は、その外周部をボルト４８によって上記弁ボディ１のボディ部２に着脱自在に取り付け、しかも、このフィルタカバー４の取り付けによって、フィルタケース４６によりボディ部２との間にフィルタ４５を保持できるようにしている。そのため、フィルタ４５は簡単に交換することができる。

上記構成を有するレギュレータにおいては、フィルタ４５を収容するフィルタカバー４を、フィルタ４５が弁ボディ１の一面に平行配置されるように取り付けると共に、減圧機構において圧力設定するための圧力設定バネ１８として、ダイヤフラムと平行する板バネを用い、弁ボディ１の高さを低くしているので、フィルタをレギュレータと一体化しながらも、全体を小型化し、配管の手数を省略することができる。

実施例の全体を示した外観斜視図である。 図１のＡ‐Ａ線における断面図である。 図１のＢ‐Ｂ線における断面図である。

符号の説明

１ 弁ボディ
４ フィルタカバー
１１ 入力ポート
１２ 出力ポート
１５ ダイアフラム
１６ センターディスク
１８ 圧力設定バネ
１９ 圧力調整ネジ
３７ リリーフ孔
４５ フィルタ
４８ ボルト

Claims (4)

1. 圧力流体を導入する入力ポートおよび減圧された圧力流体を出力する出力ポートを備えた弁ボディに、上記入力ポートからの圧力流体を減圧して２次側圧力流体として出力ポート側に送る減圧機構を内蔵してなるレギュレータにおいて、
   上記減圧機構は、２次側流体圧力と圧力設定バネの付勢力とが両面に逆向きに作用するダイヤフラムと、該ダイヤフラムの変位に応じた弁開度の調整によって上記２次側流体圧力を上記圧力設定バネで設定された一定圧力に保持する弁機構とを備え、
   上記圧力設定バネは、上記ダイヤフラムに平行する板バネにより形成され、この板ばねが、上記ダイヤフラムに取り付けられたセンターディスクに係合し、該板ばねの中央部に圧力調整ネジの先端部が当接しており、
   上記弁ボディの一面はフィルタカバーが装着されたカバー装着面であり、上記フィルタカバー内にはフィルタが収容され、該フィルタは平板状をしていて、上記カバー装着面に沿って該カバー装着面と平行に配設されると共に、該カバー装着面と上記フィルタカバーとの間にフィルタケースを介して保持され、上記弁ボディとフィルタカバーとに、上記減圧機構を経た２次側圧力流体を上記フィルタに導く連通路と、該フィルタで除塵された２次側圧力流体を出力ポートに導く連通路とが形成されている、
   ことを特徴とするフィルタ内蔵形レギュレータ。
2. 上記圧力設定バネが、放射方向に延伸するばね凸片を有し、このばね凸片の先端部が、上記センターディスクの外周壁に形成された切欠き部に係合していることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ内蔵形レギュレータ。
3. 上記ダイアフラムにリリーフ孔を設け、
   上記ダイヤフラムに作用する２次側流体圧力により弁機構がその流路を閉鎖した状態で更に上記２次側流体圧力の上昇によりダイヤフラムが変位したときに上記リリーフ孔を開放するリリーフ弁を設けた、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ内蔵形レギュレータ。
4. 上記フィルタカバーが、その外周部をボルトによって上記弁ボディに着脱自在に取り付けられている、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のフィルタ内蔵形レギュレータ。

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