JP4952504B2 - 減圧弁 - Google Patents

Description

本発明は、減圧弁に関し、詳しくは、いわゆるピストン型の減圧弁に関するものである。

従来、供給された高圧（一次圧）の流体（気体や液体）を低圧（二次圧）に減圧して外部に供給する減圧弁が知られている。そして、このような減圧弁には、いわゆるピストン型の減圧弁がある（例えば、下記特許文献１，２参照）。このピストン型の減圧弁では、シリンダ内におけるピストンの往復動に連動させてバルブの開度を調整し、一次圧を二次圧に減圧する。そして、ピストン型の減圧弁では、ピストンとシリンダの内壁面との間の気密性を確保するために、ピストンの外周部にシール部材が備えられる。

特開２００６−１８５１０３号公報 特開２００６−１７２１２３号公報 特開２００６−６９２３７号公報

ところで、ピストン型の減圧弁では、シリンダ内において、ピストンが往復動の方向に対して傾いた状態で往復動した場合、ピストンの一部がシリンダの内壁面と衝突して、摩擦粉が生じる場合がある。そして、この摩擦粉がシール部材とシリンダの内壁面との間のシール部に付着すると、シール部材のシール性が低下し、ガス漏れが生じる場合がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、ピストン型の減圧弁において、上述した摩擦粉に起因したガス漏れを抑制することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］減圧弁であって、シリンダと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、前記ピストンの外周部に設けられ、該ピストンと前記シリンダの内壁面との間の気密性を確保するシール部材と、前記ピストンが前記往復動の方向に対して傾いた状態で前記シリンダ内を往復動した場合に、前記ピストンの一部と前記シリンダの内壁面との摩擦を抑制する摩擦抑制機構と、を備える減圧弁。

適用例１の減圧弁では、上記摩擦抑制機構を備えているので、ピストンがシリンダ内における往復動の方向に対して傾いた状態でシリンダ内を往復動した場合であっても、摩擦粉の発生を抑制することができる。したがって、上述した摩擦粉に起因したガス漏れを抑制することができる。

［適用例２］適用例１記載の減圧弁であって、前記摩擦抑制機構は、前記ピストンにおける、前記往復動の方向の少なくとも一方の端部の外周部に設けられる切り欠き部である、減圧弁。

適用例２の減圧弁では、ピストンに、上記切り欠き部が設けられるので、ピストンがシリンダ内における往復動の方向に対して傾いた状態でシリンダ内を往復動した場合であっても、ピストンの一部とシリンダの内壁面との衝突、および、摩擦を抑制することができる。

［適用例３］減圧弁であって、シリンダと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、前記ピストンの外周部に設けられ、該ピストンと前記シリンダの内壁面との間の気密性を確保するシール部材と、前記ピストンが前記往復動の方向に対して傾いた状態で前記シリンダ内を往復動するのを抑制する傾き抑制機構と、を備える減圧弁。

適用例３の減圧弁では、上記傾き抑制機構を備えるので、ピストンがシリンダ内における往復動の方向に対して傾いた状態でシリンダ内を往復動するのを抑制し、摩擦粉の発生を抑制することができる。したがって、上述した摩擦粉に起因したガス漏れを抑制することができる。

［適用例４］適用例３記載の減圧弁であって、前記傾き抑制機構は、前記ピストンの外周部に設けられ、前記シリンダの内壁面と摺接する凸部である、減圧弁。

適用例４の減圧弁では、ピストンの外周部に、上記凸部が設けられるので、この凸部によって、ピストンのシリンダ内における往復動をガイドすることができる。したがって、ピストンがシリンダ内における往復動の方向に対して傾いた状態でシリンダ内を往復動するのを抑制することができる。

［適用例５］適用例４記載の減圧弁であって、前記凸部は、前記ピストンの外周部に一体的に形成されている、減圧弁。

適用例５の減圧弁では、ピストンの成型時に、上記凸部を一体成型することができる。

［適用例６］適用例４記載の減圧弁であって、前記凸部は、前記ピストンとは別部材からなる、減圧弁。

適用例６の減圧弁では、上記凸部の材質を、ピストンのシリンダ内における往復動をガイドすることが可能な硬度を有する材質の中から、任意に選択することができる。

［適用例７］適用例６記載の減圧弁であって、前記凸部は、樹脂、または、ゴムからなる、減圧弁。

適用例７の減圧弁では、上記凸部が、樹脂、または、ゴムからなり、これらは、ある程度の弾性を有している。したがって、上記凸部をピストンとシリンダの内壁面との緩衝材として機能させることができる。

［適用例８］適用例４ないし６のいずれかに記載の減圧弁であって、前記凸部は、前記ピストンの外周部に、環状に備えられている、減圧弁。

適用例８の減圧弁では、上記凸部が、ピストンの外周部に、環状に備えられているので、ピストンの外周部の一部に、上記凸部が備えられる場合と比較して、より確実にピストンの傾きを抑制することができる。また、このような凸部を、樹脂、または、ゴムによって構成すれば、この凸部を第２のシール部材として機能させることもできる。

［適用例９］適用例７記載の減圧弁であって、前記凸部は、前記ピストンの外周部に、環状に備えられており、前記ピストンには、該ピストンと前記シリンダの内壁面と前記シール部材と前記凸部とによって形成される空間と、前記シリンダ内における大気圧よりも高圧のガスが導入される空間とを連通する連通ポートが設けられている、減圧弁。

適用例９の減圧弁では、ピストンに、上記連通ポートが設けられているので、ピストンとシリンダの内壁面とシール部材と上記凸部とによって形成される空間と、シリンダ内における大気圧よりも高圧のガスが導入される空間との圧力をほぼ同一にすることができる。したがって、両空間内の圧力差による上記凸部の変形を抑制することができる。

［適用例１０］適用例４ないし９のいずれかに記載の減圧弁であって、前記凸部は、前記ピストンの外周部において、前記ピストンの前記往復動の方向に、複数備えられている、減圧弁。

適用例１０の減圧弁では、ピストンが、上記凸部を複数備えているので、ピストンが、上記凸部を１つしか備えていない場合と比較して、より確実にピストンの傾きを抑制することができる。

［適用例１１］適用例１０記載の減圧弁であって、前記複数の凸部は、前記ピストンにおける前記往復動の方向の少なくとも両端部の外周部に備えられている、減圧弁。

ピストン型の減圧弁では、ピストンは、シリンダ内において、シール部材とシリンダの内壁面との接触点を支点として、シリンダ内におけるピストンの往復駆動の方向に対して傾きやすい。適用例１１の減圧弁では、複数の上記凸部が、ピストンにおける往復動の方向の少なくとも両端部の外周部に備えられているので、より確実にピストンの傾きを抑制することができる。

［適用例１２］適用例４ないし１１のいずれかに記載の減圧弁であって、前記凸部は、前記ピストンの外周部において、前記シール部材から、前記ピストンの往復動の可動距離よりも離れた位置に備えられている、減圧弁。

適用例１２の減圧弁では、上記凸部が、ピストンの外周部において、シール部材から、ピストンの往復動の可動距離よりも離れた位置に備えられているので、例え、上記凸部とシリンダの内壁面との衝突によって、シリンダの内壁面に傷が生じたとしても、シリンダの内壁面におけるシール部材との接触面（シール面）に傷が生じることはない。したがって、シール部材のシール性を確保することができる。

［適用例１３］減圧弁であって、シリンダと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、前記ピストンの外周部に設けられ、該ピストンと前記シリンダの内壁面との間の気密性を確保するシール部材と、前記ピストンが前記往復動の方向に対して傾いた状態で前記シリンダ内を往復動し、前記ピストンの一部と前記シリンダの内壁面との摩擦によって摩擦粉が生じた場合に、該摩擦粉が前記シール部材の前記シリンダの内壁面とのシール部に付着するのを抑制する摩擦粉付着抑制機構と、を備える減圧弁。

適用例１３の減圧弁では、上記摩擦粉付着機構を備えるので、ピストンがシリンダ内における往復動の方向に対して傾いた状態でシリンダ内を往復動し、ピストンの一部とシリンダの内壁面との摩擦によって摩擦粉が生じた場合であっても、上記シール部への摩擦粉の付着を抑制することができる。したがって、上述した摩擦粉に起因したガス漏れを抑制することができる。

［適用例１４］適用例１３記載の減圧弁であって、前記摩擦粉付着抑制機構は、前記ピストンと前記シリンダとの間の空隙に注入され、前記摩擦粉を捕捉するためのペーストである、減圧弁。

適用例１４の減圧弁では、上記ペーストによって、摩擦粉を捕捉することができるので、ピストンがシリンダ内における往復動の方向に対して傾いた状態でシリンダ内を往復動し、ピストンの一部とシリンダの内壁面との摩擦によって摩擦粉が生じた場合であっても、上記シール部への摩擦粉の付着を抑制することができる。

なお、上記ペーストとしては、例えば、潤滑剤であるグリスを用いることが好適である。上記ペーストとして、グリスを用いることによって、摩擦粉を捕捉するとともに、ピストンのシリンダ内における往復動を滑らかにすることができる。

［適用例１５］適用例１４記載の減圧弁であって、前記ペーストは、前記ピストンの往復動の方向について、前記シール部材の両側の前記空隙に、それぞれ注入されている、減圧弁。

適用例１５の減圧弁では、上記ペーストが、ピストンの往復動の方向について、シール部材の両側の、ピストンとシリンダとの間の空隙に、それぞれ注入されているので、シリンダ内におけるピストンの往復動の方向についての両方から、摩擦粉がシール部材とシリンダの内壁面との間のシール部に付着することを抑制することができる。

［適用例１６］適用例１ないし１５のいずれかに記載の減圧弁であって、前記シール部材は、Ｕシールである、減圧弁。

ここで、「Ｕシール」とは、一般に、断面Ｕ字状の樹脂（例えば、比較的摩擦係数が低いフッ素系の樹脂）製のリングと耐屈曲疲労性に優れたＵ字状金属（例えば、ステンレス鋼）製の複数の板バネを組み合わせたシール部材である。そして、Ｕシールは、高圧環境下、摺動部分におけるシール性に優れている。このようなＵシールとしては、例えば、「サンフロンＵシール（サンフロンは登録商標）」が知られている。

適用例１６の減圧弁では、シール部材としてＵシールを用いているので、ピストンとシリンダの内壁面との間の気密性を、効果的に確保することができる。

［適用例１７］適用例１ないし１６のいずれかに記載の減圧弁であって、前記ピストンの外周部には、さらに、前記シリンダの内壁面と摺接するとともに、前記シール部材と前記シリンダの内壁面との摺動抵抗よりも高い摺動抵抗を有し、前記ピストンの前記シリンダ内における往復動時の過移動を抑制するダンパ部材が備えられている、減圧弁。

ピストン型の減圧弁では、周知の通り、シリンダ内におけるピストンの往復動によって、２次圧が調節される。したがって、シリンダ内において、ピストンが急激に過移動すると、２次圧が急激に変動して、いわゆるオーバーシュートを招いたり、２次圧が不安定になったりする問題が生じる。

適用例１７の減圧弁では、ピストンが、上記ダンパ部材を備えているので、シリンダ内におけるピストンの往復動時の急激な過移動を抑制、あるいは、減衰し、２次圧のオーバーシュートを抑制したり、変動を速やかに減衰させたりすることができる。

なお、本発明は、上述した種々の特徴の一部を、適宜、組み合わせて構成することもできる。そして、上述した種々の特徴の一部を、適宜、組み合わせて減圧弁を構成することによって、先に説明したガス漏れ抑制の効果を、より高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の第１実施例としての減圧弁１００の概略構成を示す説明図である。減圧弁１００の断面図を示した。なお、減圧弁１００は、任意の向きで使用可能であるが、本実施例では、減圧弁１００は、図示した向きで使用されるものとし、図示した向きで、上下方向を規定するものとする。これは、後述する他の実施例においても同様である。

この減圧弁１００は、いわゆるピストン型の減圧弁であり、シリンダ１０と、シリンダ１０内を往復動するピストン２０と、ピストン２０の下部に配置され、ピストン２０のシリンダ１０内における往復動に連動して往復動する弁体５０とを備えている。また、減圧弁１００は、図示するように、ピストン２０の上部に設けられ、ピストン２０を下方に付勢するスプリング２６と、弁体５０の下部に設けられ、弁体５０を上方に付勢するスプリング５２とを備えている。

ピストン２０の下方の外周部には、リング状の溝が形成されており、この溝には、シリンダ１０の内壁面と摺接し、ピストン２０とシリンダ１０の内壁面との間の気密性を確保するシール部材として、Ｕシール３０が嵌合されている。Ｕシール３０は、図示するように、断面Ｕ字状の樹脂（例えば、例えば、摩擦係数が比較的低いフッ素系樹脂）製のリング３２と、Ｕ字状金属（例えば、ステンレス鋼）製の複数の板バネ３４とを組み合わせものであり、高圧環境下、摺動部分におけるシール性に優れている。シール部材として、Ｕシールを用いることによって、ピストン２０とシリンダ１０の内壁面との間の気密性を、効果的に確保することができる。上記シール部材として、Ｕシール３０の代わりに、Ｏリングを用いるようにしてもよい。なお、本実施例では、Ｕシール３０は、図示するように、Ｕ字型の開口部が下向きになるように配置されている。こうすることによって、後述する二次圧室１０４内の圧力が、Ｕシール３０におけるＵ字型の板バネ３４を開けるように作用し、減圧弁１００の動作時のＵシール３０のシール性を向上させることができる。

そして、ピストン２０の下端部には、図示するように、雄ネジが形成されており、Ｕシール３０は、ナット２４によってピストン２０に固定されている。なお、本実施例において、ナット２４の下端の外周部には、図示するように、切り欠き部２４Ｒが形成されており、ナット２４は、ピストン２０の一部を構成している。つまり、ピストン２０の下部の一部は、円錐台形状を有している。ピストン２０の一部をこのような形状とした理由については、後述する。

ピストン２０の上方の外周部には、図示しないリング状の溝が形成されており、この溝には、シリンダ１０の内壁面と摺接するＯリング４０が嵌合されている。なお、このＯリング４０は、ゴム等の弾性部材からなり、Ｏリング４０とシリンダ１０の内壁面との摺接抵抗は、Ｕシール３０とシリンダ１０の内壁面との摺接抵抗よりも高く設定されている。そして、Ｏリング４０は、シリンダ１０内におけるピストン２０の往復動時の急激な過移動を抑制、あるいは、減衰する機能を有している。Ｏリング４０は、本発明におけるダンパ部材に相当する。なお、本実施例では、Ｏリング４０は、ピストン２０とシリンダ１０の内壁面との間の気密性を確保するシール部材としての機能も有している。

シリンダ１０内におけるピストン２０の上部の空間は、圧力調整室１０６を構成している。この圧力調整室１０６には、外部（大気）と連通する大気ポート１６が設けられており、圧力調整室１０６内の圧力は、常時、大気圧に維持される。なお、ピストン２０には、シリンダ１０とピストン２０とＵシール３０とＯリング４０とによって構成される空間と、圧力調整室１０６とを連通する連通ポート２２が設けられており、シリンダ１０とピストン２０とＵシール３０とＯリング４０とによって構成される空間内の圧力も、常時、ほぼ大気圧に維持される。この連通ポート２２によって、上記空間内と圧力調整室１０６内との圧力差によるＯリング４０の変形を抑制することができる。

また、シリンダ１０内におけるピストン２０の下部の空間は、仕切板１８によって、一次圧室１０２と、二次圧室１０４とに仕切られている。一次圧室１０２には、一次ポート１２が設けられており、例えば、高圧ガスを貯蔵したタンクから、一次ポート１２を介して、高圧ガスが供給される。また、二次圧室１０４には、二次ポート１４が設けられており、この二次ポート１４を介して、減圧された低圧ガスが、外部に供給される。なお、仕切板１８には、弁体５０のバルブステムが挿入されるとともに、一次圧室１０２から二次圧室１０４へガスが流れる流路となる貫通孔１８ｈが設けられている。この貫通孔１８ｈの一次圧室１０２側には、弁体５０の弁座（符号省略）が形成されている。また、図示は省略しているが、一次圧室１０２内には、弁体５０の往復動をガイドするためのガイド部材が備えられている。

この減圧弁１００は、以下に説明するように動作する。なお、減圧弁１００が動作していないときには、スプリング２６の付勢力と、スプリング５２の付勢力とのバランスによって、弁体５０は、図１に示したように、開弁した状態となっている。

まず、高圧ガスが、一次ポート１２を介して、一次圧室１０２に流入すると、この高圧ガスは、仕切板１８に形成された貫通孔１８ｈとバルブステムとの間の隙間を通って、二次圧室１０４に流入する。このとき、二次圧室１０４内の圧力が上昇し、ピストン２０は、二次圧室１０４内の圧力によって、上方に押し上げられる。これに連動して、弁体５０もスプリング５２の付勢力によって上方に押し上げられる。そして、二次圧室１０４から、二次ポート１４を介して、ガスが流出して消費される。なお、二次圧室１０４内の圧力が十分に高い場合には、弁体５０は、弁座に着座して閉弁し、一次圧室１０２から二次圧室１０４への高圧ガスの供給は停止される。

そして、二次圧室１０４内のガスが、二次ポート１４を介して、外部に流出して消費されると、二次圧室１０４内の圧力は低下し、スプリング２６の付勢力によって、ピストン２０、および、弁体５０が下方に押し下げられる。つまり、減圧弁１００では、以上説明した動作が繰り返し行われ、二次圧室１０４内の圧力は、スプリング２６の付勢力に応じて、一次圧室１０２内の圧力よりも低圧に調整される。

ところで、一般に、ピストン型の減圧弁では、シリンダ内において、ピストンが往復動の方向に対して傾いて往復動した場合、ピストンの一部がシリンダの内壁面と衝突して、摩擦粉が生じる場合がある。そして、この摩擦粉がシール部材とシリンダの内壁面との間のシール部に付着すると、シール部材のシール性が低下し、二次圧室から圧力調整室へ、ガス漏れが生じる場合がある。

そこで、本実施例の減圧弁１００では、先に説明したように、ナット２４の下端部に切り欠き部２４Ｒを設けることによって、ピストン２０がシリンダ１０内における往復動の方向に対して傾いた状態でシリンダ１０内を往復動した場合であっても、ピストン２０（ナット２４）とシリンダ１０の内壁面との摩擦が生じないようにしているのである。この切り欠き部２４Ｒは、本発明における摩擦抑制機構に相当する。

以上説明した第１実施例の減圧弁１００によれば、ピストン２０の一部を構成するナット２４に切り欠き部２４Ｒが設けられているので、ピストン２０がシリンダ１０内における往復動の方向に対して傾いた状態でシリンダ１０内を往復動した場合であっても、ピストン２０の一部とシリンダ１０の内壁面との衝突、および、摩擦を抑制することができる。したがって、ピストン２０の一部とシリンダ１０の内壁面との摩擦によって、摩擦粉が発生することを抑制することができる。この結果、上述した摩擦粉に起因したガス漏れを抑制することができる。

また、本実施例の減圧弁１００では、ナット２４の下端部に切り欠き部２４Ｒを設けることによって、二次圧室１０４内におけるガスの流れを整流し、ピストン２０の傾きを抑制することができるという効果も得られる。

Ｂ．第２実施例：
図２は、本発明の第２実施例としての減圧弁１００Ａの概略構成を示す説明図である。減圧弁１００Ａの断面図を示した。

図示するように、この減圧弁１００Ａの構成は、先に説明した第１実施例の減圧弁１００の構成とほぼ同じである。また、減圧弁１００Ａの動作は、減圧弁１００の動作と同じである。したがって、本実施例では、減圧弁１００Ａについて、第１実施例の減圧弁１００と異なる部分についてのみ説明する。

第２実施例の減圧弁１００Ａでは、第１実施例の減圧弁１００におけるナット２４の代わりに、ナット２４とは形状が異なるナット２４Ａを備えている。すなわち、このナット２４Ａには、ナット２４とは異なり、切り欠き部２４Ｒが設けられていない。その代わりに、ナット２４Ａの下方の外周部に、図示しないリング状の溝が形成されており、この溝には、シリンダ１０の内壁面と摺接するＯリング４２が嵌合されている。

そして、このＯリング４２は、ピストン２０のシリンダ１０内における往復動をガイドし、ピストン２０が、シリンダ１０内における往復動の方向に対して傾いた状態でシリンダ１０内を往復動するのを抑制する機能を有している。このＯリング４２は、本発明における傾き抑制機構、および、凸部に相当する。Ｏリング４２の材質は、ピストン２０のシリンダ１０内における往復動をガイドすることが可能な硬度を有する材質の中から、任意に選択可能である。

なお、本実施例では、Ｏリング４２は、ゴム等の弾性部材からなり、ピストン２０とシリンダ１０の内壁面との間の気密性を確保するシール部材としての機能や、ピストン２０とシリンダ１０の内壁面との緩衝材としての機能や、シリンダ１０内におけるピストン２０の往復動時の急激な過移動を抑制、あるいは、減衰するダンパ部材としての機能も有している。

また、ナット２４Ａには、シリンダ１０とピストン２０の一部を構成するナット２４ＡとＵシール３０とＯリング４２とによって構成される空間と、二次圧室１０４とを連通する連通ポート２４Ａｐが設けられており、シリンダ１０とナット２４とＵシール３０とＯリング４２とによって構成される空間内の圧力は、二次圧室１０４内の圧力とほぼ等しく維持される。この連通ポート２４Ａｐによって、上記空間内と二次圧室１０４内との圧力差によるＯリング４２の変形を抑制することができる。

以上説明した第２実施例の減圧弁１００Ａによれば、ピストン２０の一部を構成するナット２４Ａに、Ｏリング４２が備えられているので、ピストン２０のシリンダ１０内における往復動をガイドし、ピストン２０が、シリンダ１０内における往復動の方向に対して傾いた状態でシリンダ１０内を往復動するのを抑制することができる。したがって、ピストン２０の一部とシリンダ１０の内壁面との摩擦によって、摩擦粉が発生することを抑制することができる。この結果、先に説明した摩擦粉に起因したガス漏れを抑制することができる。

Ｃ．第３実施例：
図３は、本発明の第３実施例としての減圧弁１００Ｂの概略構成を示す説明図である。減圧弁１００Ｂの断面図を示した。

図示するように、この減圧弁１００Ｂの構成は、先に説明した第１実施例の減圧弁１００の構成とほぼ同じである。また、減圧弁１００Ｂの動作は、減圧弁１００の動作と同じである。したがって、本実施例では、減圧弁１００Ｂについて、第１実施例の減圧弁１００と異なる部分についてのみ説明する。

第３実施例の減圧弁１００Ｂでは、第１実施例の減圧弁１００におけるピストン２０の代わりに、ピストン２０とは形状が異なるピストン２０Ｂを備えている。そして、このピストン２０Ｂには、その上端部の外周部に、シリンダ１０の内壁面と摺接する凸部２０Ｂｄが一体的に形成されている。本実施例では、凸部２０Ｂｄは、ピストン２０Ｂの外周部に、環状に形成されているものとした。なお、ピストン２０Ｂの外周部には、第１実施例の減圧弁１００における２０と同様に、Ｕシール３０、および、Ｏリング４０が嵌合されている。そして、ピストン２０Ｂにおいて、凸部２０Ｂｄは、Ｏリング４０の上側に配置されている。

また、減圧弁１００Ｂでは、第１実施例の減圧弁１００におけるナット２４の代わりに、ナット２４とは形状が異なるナット２４Ｂを備えている。すなわち、このナット２４Ｂには、ナット２４とは異なり、切り欠き部２４Ｒが設けられていない。その代わりに、ナット２４Ｂの下端部の外周部に、シリンダ１０の内壁面と摺接する凸部２４Ｂｄが一体的に形成されている。本実施例では、凸部２４Ｂｄは、ナット２４Ｂの外周部に、環状に形成されているものとした。

そして、ピストン２０Ｂに形成された凸部２０Ｂｄ、および、ナット２４Ｂに形成された凸部２４Ｂｄは、ピストン２０Ｂのシリンダ１０内における往復動をガイドし、ピストン２０Ｂが、シリンダ１０内における往復動の方向に対して傾いた状態でシリンダ１０内を往復動するのを抑制する機能を有している。上述した凸部２０Ｂｄ、および、凸部２４Ｂｄは、本発明における傾き抑制機構、および、凸部に相当する。

以上説明した第３実施例の減圧弁１００Ｂによれば、ピストン２０Ｂ（ナット２４Ｂを含む）が、２つの凸部２０Ｂｄ，２０４Ｂｄを備えており、また、２つの凸部２０Ｂｄ，２４Ｂｄは、ピストン２０Ｂの往復動方向の両端部に配置されているので、これらの双方によって、２箇所で、ピストン２０Ｂのシリンダ１０内における往復動をガイドすることができる。したがって、ピストン２０Ｂがシリンダ１０内における往復動の方向に対して傾いた状態でシリンダ内を往復動するのを、先に説明した第２実施例の減圧弁１００Ａよりも確実に抑制することができる。この結果、先に説明した摩擦粉に起因したガス漏れを抑制することができる。

また、本実施例の減圧弁１００Ｂでは、上述した凸部２０Ｂｄ、および、凸部２４Ｂｄは、それぞれ、ピストン２０Ｂの上端部、および、ナット２４Ｂの下端部、すなわち、ピストン２０Ｂの往復動の方向の両端部であって、Ｕシール３０から、ピストン２０Ｂの往復動の可動距離よりも離れた位置に備えられている。したがって、例え、上述した凸部２０Ｂｄ、または、凸部２４Ｂｄとシリンダ１０の内壁面との衝突によって、シリンダ１０の内壁面に傷が生じたとしても、シリンダ１０の内壁面におけるＵシール３０との接触面（シール面）に傷が生じることはない。したがって、Ｕシール３０のシール性を確保することができるという効果も得られる。

また、本実施例の１００Ｂでは、ピストン２０Ｂにおいて、凸部２０Ｂｄは、Ｏリング４０の上側、すなわち、凸部２０ＢｄとＵシール３０との間にＯリング４０が存在する位置に配置されているので、上述した凸部２０Ｂｄとシリンダ１０の内壁面との衝突によって、摩擦粉が生じた場合であっても、Ｏリング４０によって、シリンダ１０の内壁面とＵシール３０との間のシール部に入り込むことを抑制することができる。つまり、Ｏリング４０は、本発明における摩擦粉付着抑制機構としての機能も有している。

Ｄ．第４実施例：
図４は、本発明の第４実施例としての減圧弁１００Ｃの概略構成を示す説明図である。減圧弁１００Ｃの断面図を示した。

図示するように、この減圧弁１００Ｃの構成は、先に説明した第３実施例の減圧弁１００Ｂの構成とほぼ同じである。また、減圧弁１００Ｃの動作は、第３実施例の減圧弁１００Ｂの動作と同じである。したがって、本実施例では、減圧弁１００Ｃについて、第３実施例の減圧弁１００Ｃと異なる部分についてのみ説明する。

第４実施例の減圧弁１００Ｃでは、第３実施例の減圧弁１００Ｂにおけるピストン２０Ｂ（ナット２４Ｂを含む）とシリンダ１０の内壁面との間の空隙であって、Ｕシール３０の上側、および、下側にグリス６０が注入されている。こうすることによって、ピストン２０Ｂがシリンダ１０内における往復動の方向に対して傾いた状態でシリンダ１０内を往復動し、ピストン２０Ｂに設けられた凸部２０Ｂｄ、または、凸部２４Ｂｄとシリンダ１０の内壁面との摩擦によって摩擦粉が生じた場合に、グリス６０によって、この摩擦粉を捕捉することができる。グリス６０は、本発明における摩擦粉捕捉機構、および、ペーストに相当する。

以上説明した第４実施例の１００Ｃによれば、ピストン２０Ｂ（ナット２４Ｂを含む）がシリンダ１０内における往復動の方向に対して傾いた状態でシリンダ１０内を往復動し、ピストン２０Ｂに設けられた凸部２０Ｂｄ、または、凸部２４Ｂｄとシリンダ１０の内壁面との摩擦によって摩擦粉が生じた場合であっても、ピストン２０Ｂとシリンダ１０の内壁面との間に注入されたグリス６０によって、摩擦粉を捕捉することができる。したがって、シリンダ１０の内壁面とＵシール３０とのシール部への摩擦粉の付着を抑制することができる。この結果、上述した摩擦粉に起因したガス漏れを抑制することができる。

また、本実施例の減圧弁１００Ｃでは、グリス６０が、ピストン２０Ｂの往復動の方向について、Ｕシール３０の上側、および、下側の双方に両側の、ピストン２０Ｂとシリンダ１０との間の空隙に、それぞれ注入されているので、シリンダ１０内におけるピストン２０Ｂの往復動の方向についての両方から、摩擦粉がＵシール３０とシリンダ１０の内壁面との間のシール部に付着することを抑制することができる。

Ｅ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。

Ｅ１．変形例１：
上記第１実施例の減圧弁１００では、本発明における摩擦抑制機構として、ピストン２０の下部の形状、すなわち、ナット２４の形状を略円錐台としたが、本発明は、これに限られない。ナット２４の形状を他の形状としてもよい。また、本発明における摩擦抑制機構として、ナット２４に摩擦係数が比較的低い材料を用いるようにしてもよい。

また、上記第１実施例の減圧弁１００では、ピストン２０の下部に、本発明における摩擦抑制機構を備えるものとしたが、ピストン２０の下部と同様に、ピストン２０の上部にも、本発明における摩擦抑制機構を備えるようにしてもよい。

Ｅ２．変形例２：
上記第２実施例の減圧弁１００Ａでは、本発明における傾き抑制機構として、Ｏリング４２を用いるものとしたが、本発明は、これに限られない。Ｏリング４２の代わりに、樹脂製の部材を用いるようにしてもよい。また、これらの形状は、環状に限られず、例えば、複数の小片を用いるようにしてもよい。

Ｅ３．変形例３：
上記第２実施例の減圧弁１００Ａでは、ナット２４Ａに連通ポート２４Ａｐを備えるようにしたが、本発明は、これに限られず、これを省略するようにしてもよい。

Ｅ４．変形例４：
上記第３，４実施例の１００Ｂ，１００Ｃでは、本発明における傾き抑制機構として、ピストン２０Ｂに２つの凸部（凸部２０Ｂｄ、および、凸部２４Ｂｄ）を設けるものとしたが、本発明は、これに限られない。さらに多くの凸部を設けるものとしてもよい。また、上記第３，４実施例の減圧弁１００Ｂ，１００Ｃでは、凸部２０Ｂｄ、および、凸部２４Ｂｄの形状は、環状であるものとしたが、本発明は、これに限られず、例えば、島状としてもよい。また、上記第３，４実施例では、ピストン２０Ｂに２つの凸部（凸部２０Ｂｄ、および、凸部２４Ｂｄ）を設けるものとしたが、この代わりに、シリンダ１０の内壁面に凸部を設けるようにしてもよい。

Ｅ５．変形例５：
上記第４実施例の減圧弁１００Ｃでは、第３実施例の減圧弁１００Ｂと同様に、ピストン２０Ｂに凸部２０Ｂｄ、および、２４Ｂに凸部２４Ｂｄを設けるものとしたが、これらを省略するようにしてもよい。ただし、ピストン２０Ｂに凸部２０Ｂｄ、および、２４Ｂに凸部２４Ｂｄを設けることによって、グリス６０が広がりにくくすることができる。

Ｅ６．変形例６：
上記第４実施例の減圧弁１００Ｃでは、本発明におけるペースト（摩擦粉捕捉機構）として、グリス６０を用いるものとしたが、本発明は、これに限られない。グリス６０の代わりに、別の材料からなるペーストを用いるようにしてもよい。ただし、上記ペーストとして、潤滑剤であるグリス６０を用いることによって、摩擦粉を捕捉するとともに、ピストン２０Ｂのシリンダ１０内における往復動を滑らかにすることができる。

Ｅ７．変形例７：
上記実施例の減圧弁１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃでは、本発明におけるダンパ部材として、ゴム等の弾性部材からなるＯリング４０を備えるものとしたが、これを省略するようにしてもよい。また、Ｏリング４０の代わりに、他の部材を用いるようにしてもよい。

Ｅ８．変形例８：
上記第１ないし第４実施例の減圧弁１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃの特徴を、適宜、組み合わせて、減圧弁を構成するものとしてもよい。こうすることによって、先に説明したガス漏れ抑制の効果を、より高めることができる。

本発明の第１実施例としての減圧弁１００の概略構成を示す説明図である。 本発明の第２実施例としての減圧弁１００Ａの概略構成を示す説明図である。 本発明の第３実施例としての減圧弁１００Ｂの概略構成を示す説明図である。 本発明の第４実施例としての減圧弁１００Ｃの概略構成を示す説明図である。

符号の説明

１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…減圧弁
１０…シリンダ
１２…一次ポート
１４…二次ポート
１６…大気ポート
１８…仕切板
１８ｈ…貫通孔
２０，２０Ｂ…ピストン
２０Ｂｄ…凸部
２２…連通ポート
２４，２４Ａ，２４Ｂ…ナット
２４Ｒ…切り欠き部
２４Ｂｄ…凸部
２４Ａｐ…連通ポート
２６…スプリング
３０…Ｕシール
３２…リング
３４…板バネ
４０，４２…Ｏリング
５０…弁体
５２…スプリング
６０…グリス
１０２…一次圧室
１０４…二次圧室
１０６…圧力調整室

Claims (10)

1. 減圧弁であって、
   シリンダと、
   前記シリンダ内を往復動するピストンと、
   前記ピストンの外周部に設けられ、該ピストンと前記シリンダの内壁面との間の気密性を確保するシール部材と、
   前記ピストンが前記往復動の方向に対して傾いた状態で前記シリンダ内を往復動した場合に、前記ピストンの一部と前記シリンダの内壁面との摩擦を抑制する摩擦抑制機構と、
   前記ピストンが前記往復動の方向に対して傾いた状態で前記シリンダ内を往復動するのを抑制する傾き抑制機構と、
   を備え、
   前記傾き抑制機構は、前記ピストンの外周部に設けられ、前記シリンダの内壁面と摺接する凸部であり、
   前記凸部は、島状の形状を有し、前記ピストンの外周部に一体的に形成されている、
   減圧弁。
2. 請求項１記載の減圧弁であって、
   前記摩擦抑制機構は、前記ピストンにおける、前記往復動の方向の少なくとも一方の端部の外周部に設けられる切り欠き部である、減圧弁。
3. 請求項１または２記載の減圧弁であって、
   前記凸部は、前記ピストンの外周部において、前記ピストンの前記往復動の方向に、複数備えられている、減圧弁。
4. 請求項３記載の減圧弁であって、
   前記複数の凸部は、前記ピストンにおける前記往復動の方向の少なくとも両端部の外周部に備えられている、減圧弁。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の減圧弁であって、
   前記凸部は、前記ピストンの外周部において、前記シール部材から、前記ピストンの往復動の可動距離よりも離れた位置に備えられている、減圧弁。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の減圧弁であって、さらに、
   前記ピストンが前記往復動の方向に対して傾いた状態で前記シリンダ内を往復動し、前記ピストンの一部と前記シリンダの内壁面との摩擦によって摩擦粉が生じた場合に、該摩擦粉が前記シール部材の前記シリンダの内壁面とのシール部に付着するのを抑制する摩擦粉付着抑制機構を備える減圧弁。
7. 請求項６記載の減圧弁であって、
   前記摩擦粉付着抑制機構は、前記ピストンと前記シリンダとの間の空隙に注入され、前記摩擦粉を捕捉するためのペーストである、減圧弁。
8. 請求項７記載の減圧弁であって、
   前記ペーストは、前記ピストンの往復動の方向について、前記シール部材の両側の前記空隙に、それぞれ注入されている、減圧弁。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の減圧弁であって、
   前記シール部材は、Ｕシールである、減圧弁。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の減圧弁であって、
    前記ピストンの外周部には、さらに、前記シリンダの内壁面と摺接するとともに、前記シール部材と前記シリンダの内壁面との摺動抵抗よりも高い摺動抵抗を有し、前記ピストンの前記シリンダ内における往復動時の過移動を抑制するダンパ部材が備えられている、減圧弁。

Images