JP4832363B2

JP4832363B2 - 減圧弁

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Publication number: JP4832363B2
Application number: JP2007149338A
Authority: JP
Inventors: 武志山内
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 2007-06-05
Filing date: 2007-06-05
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2027-06-05
Also published as: WO2008149565A1; JP2008305000A

Description

本発明は流体供給源から供給される圧力流体を所定の設定圧力に調圧して流体圧作動機器に導出する減圧弁に関する。

流体供給源である空気圧源から供給される圧縮空気を所定の設定圧力に調圧して空気圧シリンダ等の空気圧作動機器に導出するためにレギュレータとも言われる減圧弁が使用されている。この減圧弁は、例えば、特許文献１に記載されるように、圧縮空気が供給される一次側ポートと空気圧作動機器が接続される二次側ポートとが形成されたハウジング本体と、ハウジング本体に取り付けられるキャップと、キャップに対向してハウジング本体に取り付けられるボンネットとからなるハウジングを有している。ハウジング内には一次側ポートと二次側ポートとを連通させる弁孔を開閉する弁体が装着されるとともに、二次側ポートに連通するダイヤフラム室とばね室とを仕切るダイヤフラムが弁体に対向して取り付けられている。ダイヤフラムには弁体に取り付けられたステムの先端が当接しており、二次側ポートの圧力に応じてダイヤフラムにより弁体の開度が調整されて二次側の流体が設定圧に調圧される。

ハウジング内にはダイヤフラムに対向してばね受け部材が設けられており、このばね受け部材とダイヤフラムとの間には調圧ばねが配置されている。ばね受け部材にねじ結合された調整ねじ軸をハンドルにより回転させて調圧ばねのばね力を変化させると、二次側ポートに流出する流体の設定圧を変化させることができる。
特開平１０−２６８９４３号公報

減圧弁が使用されるときには、減圧弁はハウジングの部分にねじ止めされる環状ナットによりブラケット等の取付部材に締結されるようになっている。取付部材には環状ナットがねじ結合するようにハウジングに形成された雌ねじの外径に対応した貫通孔が形成されており、減圧弁を取付部材に取り付けるときには貫通孔内にハウジングを挿入した状態で環状ナットがハンドル側からハウジングに装着され、減圧弁を取付部材から外す際には環状ナットを緩めてハンドル側から取り外される。このように環状ナットのハウジングに対する装着操作と取り外し操作つまり着脱操作を行う際には、環状ナットはハンドル側からハウジングに着脱されるようになっており、ハンドルの外径は環状ナットの内径よりも小さく設定されている。

したがって、ハウジング内に外径の大きな調圧ばねを組み込むために、ハウジングの外径を大きくすると、これに取り付けられるハンドルの外径を取付部材の貫通孔の内径よりも大きくしなければならなくなる。ハンドルの外径を貫通孔の内径よりも大きくし、環状ナットの内径よりも大きくすると、減圧弁に取付部材を着脱する際には、ハンドルをハウジングから取り外す必要がある。ハンドルを取り外す際には、ハンドルがハウジングから簡単には外れない強度でハウジングに固定されているので、手作業により強い外力をハンドルに加える必要がある。このため、ハンドルの取り外しを慎重に行う必要があるとともに、取り外し時にハンドルを強く引きすぎて飛ばしてしまうことがあり、ハンドルの着脱操作は容易ではない。

本発明の目的は、減圧弁のハンドルの着脱操作を容易に行い得るようにすることにある。

本発明の減圧弁は、一次側ポートから流入し二次側ポートに流出する流体の圧力を設定圧に調圧するダイヤフラムが設けられた減圧弁であって、前記ダイヤフラムに対向して組み込まれたばね受け部材と前記二次側ポートから流出する流体の圧力を設定する調圧ばねとが組み込まれるハウジングと、前記ばね受け部材にねじ結合され、前記ばね受け部材を介して前記調圧ばねのばね力を調整する調整ねじ軸と、前記調整ねじ軸に着脱自在に設けられる端壁部および当該端壁部と一体となった円筒部を有し、前記調整ねじ軸を回転させるハンドルと、前記ハウジングに形成された雄ねじ部にねじ結合され、前記ハウジングに形成された突き当て面との間で取付部材を締結する環状ナットと、前記ハンドルに設けられ、前記ハウジングの外周面に環状に形成された抜け止め溝に係合して前記ハンドルの取り外し時における前記ハンドルの抜けを規制する爪片と、前記環状ナットに設けられ、前記環状ナットを前記ハウジングから外すときに前記爪片を径方向外方に押し広げて前記爪片と前記抜け止め溝との係合を解除する解放スリーブとを有することを特徴とする。

本発明の減圧弁において、前記ハンドルは前記調整ねじ軸に着脱自在に装着される端壁部と、前記ハウジングの外周面に対向する円筒部とを有し、当該円筒部の内側に前記爪片を設けることを特徴とする。

本発明の減圧弁において、前記ハンドルは前記調整ねじ軸に着脱自在に装着される端壁部と、前記ハウジングの外周面に対向する円筒部とを有し、当該円筒部に切り欠き部を設けて前記円筒部に前記爪片を形成することを特徴とする。

本発明の減圧弁は、前記ハンドルを前記調整ねじ軸に対して装着した状態のもとで前記爪片が係合する位置決め溝を前記抜け止め溝と前記雄ねじ部との間に形成することを特徴とする。

本発明によれば、減圧弁により調圧される流体の圧力を調整するためのハンドルをハウジングから取り外す際には、減圧弁を取付部材に固定するための環状ナットを緩めて環状ナットに設けられた解放スリーブにより爪片と抜け止め溝との係合を解除することができるので、ハンドルに対して強い力を加えることなく、容易にハンドルを減圧弁から取り外すことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である減圧弁を示す正面図であり、図２は図１の拡大断面図であり、図３〜図５は減圧弁のハンドルの取り外し手順を示す一部省略断面図である。

図１および図２に示すように、減圧弁はハウジング１１を有しており、ハウジング１１はハウジング本体１２と、これに取り付けられるキャップ１３と、キャップ１３に対向してハウジング本体１２に取り付けられる段付き円筒形状のボンネット１４とにより構成されている。ハウジング本体１２には流体圧供給源としての圧縮空気供給源に連通される一次側ポート１５と、空気圧シリンダ等の流体圧作動機器に連通される二次側ポート１６とが図２に示すように同軸状となって形成されており、一次側ポート１５と二次側ポート１６とを連通させる弁孔１７が両ポート１５，１６の中心軸に対して直角方向を向いてハウジング本体１２に形成されている。弁孔１７はキャップ１３に対向する開口部を有しており、ハウジング本体１２には弁孔１７の開口部側に弁座１８が形成されている。

弁孔１７内に軸方向に移動自在に装着されたステム２０には、キャップ１３内に軸方向に往復動自在に装着される弁体２１が取り付けられており、弁体２１は弁座１８に接触してこれを閉じる状態と、弁座１８から離れてこれを開く状態とに作動する。弁体２１はステム２０が取り付けられる円筒部２１ａとこの円筒部２１ａと一体になったフランジ部２１ｂとを有しており、フランジ部２１ｂには弁座１８に接触するゴム製のシール部材２２が設けられている。キャップ１３はハウジング本体１２に形成された雌ねじにねじ結合する雄ねじが設けられた円筒形状の取付部１３ａと、これと一体になり弁体２１の円筒部２１ａが摺動自在に嵌合するガイド孔が形成されたガイド筒部１３ｂとを有し、取付部１３ａとガイド筒部１３ｂは端壁部１３ｃにより一体となっており、ガイド筒部１３ｂは端壁部１３ｃにより外部から閉じられている。ガイド筒部１３ｂの内周面には、弁体２１の円筒部２１ａに形成された環状溝に組み込まれるシール部材２３が接触しており、円筒部２１ａの内面と一次側ポート１５および二次側ポート１６との間はシール部材２３によりシールされている。キャップ１３の取付部１３ａとガイド筒部１３ｂとの間のスペースには圧縮コイルばねからなる弁ばね２４が組み込まれている。この弁ばね２４は一方の端面が弁体２１のフランジ部２１ｂの外面に当接し、他方の端面がキャップ１３の端壁部１３ｃに当接しており、弁体２１に対して弁座１８を閉じる方向のばね力を加えるようになっている。弁体２１と弁ばね２４とにより弁組立体２５が構成されている。

ハウジング本体１２とこれにねじ結合されるボンネット１４とによりゴム製のダイヤフラム２６が挟み付けられた状態となって装着されており、このダイヤフラム２６によりボンネット１４内部のばね室２７とハウジング本体１２側のダイヤフラム室２８とに区画されている。ダイヤフラム室２８はハウジング本体１２に設けられたパイロット孔３１により二次側ポート１６に連通している。ばね室２７はボンネット１４に形成されたブリードポート３２により外部に連通されており、ばね室２７は大気圧状態となっている。ダイヤフラム２６の中心部にはダイヤフラム室２８とばね室２７とを連通させるリリーフ孔３３が形成されており、ステム２０の当接面がダイヤフラム２６に接触するとリリーフ孔３３はステム２０により閉塞され、ダイヤフラム２６がステム２０から離れるとリリーフ孔３３は開放される。

ボンネット１４は、ハウジング本体１２の連結用の円筒部１２ａの内側にねじ結合される連結用の大径筒部１４ａと、この大径筒部１４ａと一体になりこれよりも小径の円筒形状の本体筒部１４ｂと、この本体筒部１４ｂの端部に一体となった端壁部１４ｃとを有しており、大径筒部１４ａの開口部側に形成された雄ねじを円筒部１２ａに形成された雌ねじにねじ結合することによりボンネット１４はハウジング本体１２に取り付けられる。

端壁部１４ｃには調整ねじ軸３４が回転自在に装着されており、この調整ねじ軸３４の雄ねじ３５にはばね受け部材３６がねじ結合されている。ダイヤフラム２６に固定された金属製のディスク３７とばね受け部材３６との間には圧縮コイルばねが調圧ばね３８として装着され、この調圧ばね３８によりダイヤフラム２６には弁体２１を弁座１８から開放する方向のばね力が加えられている。なお、ディスク３７の中心部にはリリーフ孔３３に対応して貫通孔が形成されている。

このような構造の減圧弁においては、二次側ポート１６の圧力が低下すると、これに連通するダイヤフラム室２８の圧力が低下し、調圧ばね３８によってダイヤフラム２６およびステム２０を介して弁体２１は弁座１８から離れる方向に駆動されて弁体２１は開いた状態になり、弁体２１の開度はダイヤフラム室２８の圧力に応じて変化する。したがって、二次側ポート１６の圧力が調圧ばね３８のばね力により設定される設定圧よりも低い圧力となると、弁孔１７を介して一次側ポート１５から二次側ポート１６に圧縮空気が流れて二次側ポート１６に導出される圧縮空気の圧力は高められる。

一方、二次側ポート１６に導出される圧縮空気の圧力が設定圧よりも高くなると、ダイヤフラム室２８の圧力により調圧ばね３８が収縮してダイヤフラム２６がステム２０の当接面から離れることになり、二次側ポート１６に導出された圧縮空気はダイヤフラム室２８からリリーフ孔３３を介してばね室２７内に流入しブリードポート３２から排出される。このように弁体２１の開閉と、リリーフ孔３３の開閉によって二次側ポート１６に導出される圧縮空気の圧力は、調圧ばね３８のばね力により設定された圧力に維持される。二次側ポート１６の圧力を検出するための圧力センサを取り付けるためのセンサポート３９が図１に示すように、ハウジング本体１２に二次側ポート１６に連通して形成されている。

図２に示すように、調整ねじ軸３４には樹脂製のハンドル４１が着脱自在に装着されており、ハンドル４１は調整ねじ軸３４に取り付けられる端壁部４１ａと、これに一体に設けられボンネット１４の本体筒部１４ｂよりも大径の円筒部４１ｂとを有している。したがって、ハンドル４１を介して調整ねじ軸３４を回転させてばね受け部材３６を軸方向に移動させると、調圧ばね３８の伸縮量が調整される。これにより、この伸縮量に応じてダイヤフラム２６に加えられるばね力が調整され、二次側ポート１６から導出される二次側圧力の設定圧が調整される。

ボンネット１４の大径筒部１４ａには減圧弁を据え付け部材に取り付けるために取付部材としてのブラケット４２が取り付けられるようになっている。ブラケット４２は本体筒部１４ｂに嵌合する貫通孔４３が形成された水平部４２ａと、これに対して直角に折り曲げられた垂直部４２ｂとを有している。ブラケット４２の水平部４２ａは大径筒部１４ａの突き当て面４４に突き当てられ、ボンネット１４の本体筒部１４ｂの外周面に形成された雄ねじ４５にねじ結合される雌ねじを有する環状ナット４６と突き当て面４４との間で水平部４２ａが締め付けられてブラケット４２はボンネット１４に取り付けられるようになっている。環状ナット４６がねじ結合される雄ねじ４５は、ボンネット１４の本体筒部１４ｂに形成されており、ハンドル４１の円筒部４１ｂは本体筒部１４ｂよりも大径となっているので、環状ナット４６の内径はハンドル４１の円筒部４１ｂよりも小径となっている。

ハンドル４１の端壁部４１ａには調整ねじ軸３４の突出端部３４ａに着脱自在に嵌合されるボス部４７が設けられている。突出端部３４ａはその横断面形状が四角形となっており、ボス部４７も突出端部３４ａに対応して四角形となっている。これにより、ハンドル４１を回転させると調整ねじ軸３４が回転されることになるとともに、ハンドル４１を外方に向けて引っ張り力を加えるとハンドル４１を調整ねじ軸３４から取り外すことができる。ただし、突出端部３４ａの外周面の形状としては四角形に限られず、六角形等の多角形としても良く、突出端部３４ａを断面円形としてその外周面にスプラインを形成するようにしても良く、ハンドル４１と一体に回転するとともにハンドル４１が調整ねじ軸３４から取り外すことができるのであれば、突出端部３４ａとボス部４７の構造はどのような結合構造としても良い。

ボンネット１４の本体筒部１４ｂの外周面には抜け止め溝５１が環状に形成されており、この抜け止め溝５１はボンネット１４の閉塞端側の径方向の係合面５１ａと、この係合面５１ａに対向しボンネット１４の開口端に向けて径が大きくなるように傾斜したテーパ面５１ｂとにより形成されている。この抜け止め溝５１に隣り合ってこの抜け止め溝５１と雄ねじ４５の間には位置決め溝５２が形成されており、この位置決め溝５２は相互に対向するとともにそれぞれ径方向外方に向かうに従って広がるように傾斜したテーパ面５２ａ，５２ｂにより形成されている。

ハンドル４１の端壁部４１ａにはハンドル４１の円周方向に等間隔となって４本の爪片５３が一体に設けられており、それぞれの爪片５３は円筒部４１ｂの内側を円筒部４１ｂとの間に隙間を隔てて軸方向に伸びている。それぞれの爪片５３は棒状部５３ａとその先端に設けられた爪部５３ｂとを有し、爪部５３ｂの先端面には傾斜面５５が設けられ、この傾斜面５５の反対側には端壁部４１ａに対向して径方向を向いた係合面５６が設けられている。爪片５３の本数は４本に限られず、任意の本数とすることができる。

環状ナット４６にはその端面からハンドル４１に向けて突出して解放スリーブ５７が環状に設けられており、解放スリーブ５７の先端面は爪部５３ｂの傾斜面５５と対向するようになっている。

図２は減圧弁にブラケット４２が取り付けられた状態を示している。ブラケット４２を減圧弁から取り外すには、環状ナット４６をボンネット１４から取り外すことになる。環状ナット４６の内径はハンドル４１の円筒部４１ｂの外径よりも小さいので、ブラケット４２を減圧弁から取り外すには、環状ナット４６を外すために、ハンドル４１をボンネット１４から取り外す必要がある。ハンドル４１をボンネット１４から取り外すために、ハンドル４１を外方に向けて引っ張ると、ボス部４７が突出端部３４ａに対して摺動するとともに、爪片５３の爪部５３ｂが位置決め溝５２のテーパ面５２ａに沿って滑りながら位置決め溝５２から外れた後に、爪部５３ｂは抜け止め溝５１に入り込む。この引っ張り移動に際しては、爪部５３ｂがテーパ面５２ａに接触するので、作業者は比較的小さな引っ張り力を加えるだけでハンドル４１を軸方向にずらすことができる。

図３はこのようにして爪片５３の爪部５３ｂが抜け止め溝５１に入り込んだ状態を示す。爪部５３ｂが抜け止め溝５１に入り込んだ状態のもとでは、ハンドル４１をさらに引っ張っても、爪部５３ｂの係合面５６が抜け止め溝５１の係合面５１ａに突き当たるので、ハンドル４１を強く引っ張ってもボンネット１４から取り外すことはできない。そこで、図４に示すように、環状ナット４６の雄ねじ４５に対するねじ結合を解いた状態のもとで、環状ナット４６をハンドル４１に向けて移動させると、環状ナット４６の解放スリーブ５７が爪部５３ｂの傾斜面５５に接触して爪片５３の棒状部５３ａを径方向外方に弾性変形させて爪部５３ｂと抜け止め溝５１との係合が解除される。したがって、この状態のもとでハンドル４１に比較的弱い引っ張り力を加えれば、ハンドル４１を調整ねじ軸３４から取り外すことができる。

図５はこのようにしてハンドル４１を調整ねじ軸３４から取り外すとともに、環状ナット４６をボンネット１４から取り外した状態を示し、これらを取り外すと、ブラケット４２をボンネット１４から取り外すことができる。

図６は本発明の他の実施の形態である減圧弁を示す正面図であり、図７〜図９は図６に示す減圧弁のハンドルの取り外し手順を示す一部省略断面図である。これらの図においては、前述した減圧弁と共通する部材には同一の符号が付されている。

図６〜図９に示す減圧弁はハンドル４１の構造が前述した減圧弁と相違しているが、他の部分の構造は前述した減圧弁と同一である。

ハンドル４１にはその開口端側から端壁部４１ａに向けて伸びる切り欠き部５８が形成されており、ハンドル４１の円筒部４１ｂのうち２つの切り欠き部５８の間の部分が爪片５３となっている。それぞれの爪片５３は切り欠き部５８の間の円筒部４１ｂにより形成される棒状部５３ａと爪部５３ｂとを有し、爪部５３ｂの先端面には傾斜面５５が形成され、その反対側には係合面５６が形成されている。

したがって、図６に示すように、減圧弁にブラケット４２が取り付けられた状態のもとでは、ブラケット４２は環状ナット４６と突き当て面４４との間で締め付けられており、ブラケット４２を減圧弁から取り外す際には、まず、ハンドル４１をボンネット１４から取り外すことになる。このために、ハンドル４１を外方に向けて引っ張ると、図７に示すように、ボス部４７が突出端部３４ａに対して摺動するとともに、爪片５３の爪部５３ｂが位置決め溝５２のテーパ面５２ａに沿って滑りながら位置決め溝５２から外れ、爪部５３ｂは抜け止め溝５１に入り込む。

爪部５３ｂが抜け止め溝５１に入り込んだ状態のもとでは、ハンドル４１をさらに引っ張っても、爪部５３ｂの係合面５６が抜け止め溝５１の係合面５１ａに突き当たるので、ハンドル４１を強く引っ張ってもボンネット１４から取り外すことはできない。そこで、図８に示すように、環状ナット４６の雄ねじ４５に対するねじ結合を解くことにより環状ナット４６をハンドル４１に向けて移動させたり、ねじ結合を解いた状態のもとで環状ナット４６をハンドル４１に向けて移動させると、環状ナット４６の解放スリーブ５７が爪部５３ｂの傾斜面５５に接触して爪片５３の棒状部５３ａを径方向外方に弾性変形させて爪部５３ｂと抜け止め溝５１との係合が解除される。したがって、この状態のもとでハンドル４１に比較的弱い引っ張り力を加えれば、ハンドル４１を調整ねじ軸３４から取り外すことができる。

図９はこのようにしてハンドル４１を調整ねじ軸３４から取り外すとともに、環状ナット４６をボンネット１４から取り外した状態を示し、これらを取り外すと、ブラケット４２をボンネット１４から取り外すことができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した減圧弁は圧縮空気を作動流体としてこれを空気圧作動機器に減圧して供給するために使用されているが、窒素ガス等の他の流体を作動媒体とする減圧弁に対しても本発明を適用することができる。

本発明の一実施の形態である減圧弁を示す正面図である。図１の拡大断面図である。ハンドルを取り外す際に爪部が抜け止め溝に係合した状態を示す一部省略断面図である。ハンドルを取り外す際に解放スリーブにより爪部と抜け止め溝との係合を解いた状態を示す一部省略断面図である。取付部材を減圧弁から取り外した状態を示す一部省略断面図である。本発明の他の実施の形態である減圧弁を示す正面図である。ハンドルを取り外す際に爪部が抜け止め溝に係合した状態を示す一部省略断面図である。ハンドルを取り外す際に解放スリーブにより爪部と抜け止め溝との係合を解いた状態を示す一部省略断面図である。取付部材を減圧弁から取り外した状態を示す一部省略断面図である。

符号の説明

１１ハウジング
１２ハウジング本体
１３キャップ
１４ボンネット
１５一次側ポート
１６二次側ポート
２６ダイヤフラム
２７ばね室
２８ダイヤフラム室
３４調整ねじ軸
３６ばね受け部材
３８調圧ばね
４１ハンドル
４２ブラケット（取付部材）
４６環状ナット
４７ボス部
５１抜け止め溝
５１ａ係合面
５１ｂテーパ面
５２位置決め溝
５２ａ，５２ｂテーパ面
５３爪片
５３ａ棒状部
５３ｂ爪部
５５傾斜面
５６係合面
５７解放スリーブ

Claims

一次側ポートから流入し二次側ポートに流出する流体の圧力を設定圧に調圧するダイヤフラムが設けられた減圧弁であって、
前記ダイヤフラムに対向して組み込まれたばね受け部材と前記二次側ポートから流出する流体の圧力を設定する調圧ばねとが組み込まれるハウジングと、
前記ばね受け部材にねじ結合され、前記ばね受け部材を介して前記調圧ばねのばね力を調整する調整ねじ軸と、
前記調整ねじ軸に着脱自在に設けられる端壁部および当該端壁部と一体となった円筒部を有し、前記調整ねじ軸を回転させるハンドルと、
前記ハウジングに形成された雄ねじ部にねじ結合され、前記ハウジングに形成された突き当て面との間で取付部材を締結する環状ナットと、
前記ハンドルに設けられ、前記ハウジングの外周面に環状に形成された抜け止め溝に係合して前記ハンドルの取り外し時における前記ハンドルの抜けを規制する爪片と、
前記環状ナットに設けられ、前記環状ナットを前記ハウジングから外すときに前記爪片を径方向外方に押し広げて前記爪片と前記抜け止め溝との係合を解除する解放スリーブとを有す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、前記ハンドルは前記調整ねじ軸に着脱自在に装着される端壁部と、前記ハウジングの外周面に対向する円筒部とを有し、当該円筒部の内側に前記爪片を設け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、前記ハンドルは前記調整ねじ軸に着脱自在に装着される端壁部と、前記ハウジングの外周面に対向する円筒部とを有し、当該円筒部に切り欠き部を設けて前記円筒部に前記爪片を形成することを特徴とする減圧弁。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の減圧弁において、前記ハンドルを前記調整ねじ軸に対して装着した状態のもとで前記爪片が係合する位置決め溝を前記抜け止め溝と前記雄ねじ部との間に形成することを特徴とする減圧弁。