JP6161356B2

JP6161356B2 - 減圧弁

Info

Publication number: JP6161356B2
Application number: JP2013065427A
Authority: JP
Inventors: 石川　和記; 和記石川; 種昭三浦; 高久　晃一; 晃一高久
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Keihin Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Keihin Corp
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: US9377787B2; US20140290759A1; JP2014191528A

Description

本発明は、減圧室の圧力に応じてピストンが変位する減圧弁に関する。

減圧弁は、周知の通り、高圧の流体を所定の圧力まで減圧する機能を営む。この種の減圧弁に関し、本出願人は、特許文献１にてダイヤフラム式のものを提案している。

特許文献１記載の減圧弁では、弁棒に対して弁体部材が外嵌され、この弁体部材が弁座に対して着座又は離間する。これに伴って減圧弁が閉止状態又は開放状態となる。

ここで、弁棒と弁体部材との間に高圧の流体が進入すると、弁体部材が内部から流体に押圧されることで弁棒から離脱したり、変形したりする一因となる。これを回避するべく、弁棒と弁体部材との間にシール部材（Ｏリング等）を介装し、両部材の間をシールするようにしている。

特開２００５−２２７８６０号公報

シール部材によって弁棒と弁体部材との間のシールがなされるものの、例えば、通過を遮断すべき流体が水素等のように透過し易いものである場合には、シール部材を設けているにも関わらず、両部材の間に流体が進入する可能性がある。このような場合であっても弁体部材の弁棒からの離脱や変形を回避するべく、強固な保持構造を設けたり、弁体部材として大型のものを用いたりするようにしている。

すなわち、この場合、弁体部材の大型化を余儀なくされる。また、部品点数が増加したり、このために減圧弁の部品コストが高騰したりするという不具合がある。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、弁体部材として小型のものを採用し得、しかも、部品点数が増加することを回避することが可能であることから部品コストを低廉化し得る減圧弁を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係る減圧弁は、流体を導入するための導入流路と、
前記導入流路に連通する弁室と、
前記弁室に設けられて弁体部材が着座又は離間する弁座と、
前記弁体部材が外嵌された弁棒が通される弁孔と、
前記弁孔を介して前記弁室に連通する減圧室と、
前記流体を前記減圧室から導出するための導出流路と、
が形成されたボディを備え、
前記ボディに、前記弁棒に連結されて前記減圧室内の圧力の変化に応じて変位するピストンが収容され、
さらに、前記弁棒を前記弁座側に指向して弾発付勢する第１弾発部材と、前記ピストンを前記弁座側に指向して弾発付勢する第２弾発部材とを有し、
前記弁棒の外壁、又は、前記弁棒の前記外壁を囲繞した前記弁体部材の内壁のいずれかに、前記弁室から前記弁棒と前記弁体部材の間に進入した流体を前記弁孔に排出するための流体排出構造が設けられ、
前記弁棒と前記弁体部材との間に介在し、前記弁室に導入された前記流体の前記流体排出構造側への流通を遮るためのシール部材が設けられていることを特徴とする。

本発明においては、流体排出構造が存在するため、仮に弁棒と弁体部材との間に流体が進入したとしても、該流体が前記流体排出構造を介して弁棒と弁体部材との間から速やかに排出される。このため、弁体部材が内部から流体によって押圧されることが防止されるので、弁体部材として大型のものを用いたり、保持構造を設けたりすることなく、弁体部材が弁棒から離脱したり、変形したりすることを回避することができる。

従って、弁体部材として小型のものを採用することができるとともに、保持構造を割愛することができる。これにより部品点数が増加することを回避することができるので、減圧弁の部品コストの低廉化を図ることができる。

流体排出構造は、例えば、溝として設けることができる。溝が形成されていない部位は弁孔を閉塞するので、弁体部材のシート性が十分に確保される。

本発明によれば、弁棒と弁体部材との間から流体を排出し得る流体排出構造を設けるようにしているので、仮に弁棒と弁体部材との間に流体が進入したとしても、該流体が前記流体排出構造を介して弁棒と弁体部材との間から速やかに排出される。このため、弁体部材が内部から流体によって押圧されることが防止されるので、弁体部材として大型のものを用いたり、保持構造を設けたりすることなく、弁体部材が弁棒から離脱したり、変形したりすることを回避することができる。

本発明の実施の形態に係る減圧弁が開放状態にあるときの全体概略縦断面図である。図１の減圧弁を構成する弁棒の要部拡大正面図である。図１の減圧弁を構成するピストンの要部拡大縦断面図である。図１の減圧弁が閉止している状態を示す全体概略縦断面図である。

以下、本発明に係る減圧弁につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明における「下方」、「上方」、「左方」及び「右方」は、図１中の下方、上方、左方及び右方を指称するものとする。「下端部」や「上端部」等も同様である。

図１は、本実施の形態に係る減圧弁１０が開放状態にあるときの全体概略縦断面図である。この減圧弁１０は、下方及び上方が開口したボディ１２と、該ボディ１２の下方に冠着される下カバー１４と、上方に冠着される上カバー１６とを有する。

ボディ１２には、流体が導入される入口ポート１８と、導入流路２０を介して前記入口ポート１８に連通する収容孔２２と、上方に開口したピストン摺動孔２４と、後述する減圧室２６内の流体を導出するための導出流路２８と、該導出流路２８に連通する出口ポート３０とが形成される。

収容孔２２は、下方から、内径が最大であり開口した大径孔３２、該大径孔３２から若干縮径されて等径な中径孔３４、上方に向かうに従ってテーパー状に縮径するテーパー孔３６、内径が最小で且つ等径な小径孔３８からなる。前記下カバー１４は、ボディ１２の下端部に螺合されることにより、大径孔３２を閉塞する。

中径孔３４には、略円柱体形状の第１押さえ部材４０が圧入される。該第１押さえ部材４０の径方向略中心部には、下方から上方に指向して延在する挿入孔４２が貫通形成されている。この挿入孔４２には、カラー部材４４が変位可能に挿入される。該カラー部材４４は下カバー１４で押圧されており、これにより該カラー部材４４の挿入孔４２からの抜け止めがなされている。カラー部材４４の上端面には、環状凹部４６が陥没形成される。

挿入孔４２内には段部４８が形成され、この段部４８により、第２押さえ部材５０が係止される。第２押さえ部材５０の外周壁の一部は、小径孔３８の内周壁に当接する。

第２押さえ部材５０には、上方に向かうにつれて段階的に縮径される第１挿通孔５２が貫通形成される。第１挿通孔５２の幅広な下方には、リテーナ押さえ部材５４と、第１リテーナ５６とが収容される。すなわち、リテーナ押さえ部材５４はカップ形状に形成されるとともに、下方から上方に向かうに従って縮径する第２挿通孔５８が形成される。第１リテーナ５６は、この第２挿通孔５８の幅広で且つ等径な下方に圧入されている。

前記カラー部材４４と第１リテーナ５６との間には、第１コイルスプリング（第１弾発部材）６０が介在する。すなわち、第１リテーナ５６の上端部には、直径方向外方に突出するようにしてフランジ部６２が設けられる。第１コイルスプリング６０の下端部は前記カラー部材４４に形成された前記環状凹部４６の底面に着座し、上端部は第１リテーナ５６のフランジ部６２の下端面に着座する。

小径孔３８には、さらに、略円筒形状のガイド部材６４が収容される。ガイド部材６４には、外周壁から内周壁まで貫通した流通孔６６が放射状に複数形成される。このため、入口ポート１８から導入されて小径孔３８（収容孔２２）に到達した流体は、流通孔６６を通過してガイド部材６４の内部、具体的には、後述する弁体６８（弁体部）の外壁と、ガイド部材６４の内壁とで形成される弁室７０に進入することが可能である。

ガイド部材６４の天井壁には、弁孔７２が貫通形成される。弁孔７２の弁室７０側の開口近傍は、下方から上方に向かうに従ってテーパー状に収縮している。この開口には、弁体６８が離間又は着座する。すなわち、該開口は弁座７４である。

ボディ１２には、収容孔２２とピストン摺動孔２４を区画するための区画壁７６が直径方向内方に向かうようにして環状に突出形成される。区画壁７６には、収容孔２２とピストン摺動孔２４を連通する連通孔７８が形成される。なお、区画壁７６の下端面には、ガイド部材６４の上端面が当接する。

以上の構成において、第１挿通孔５２、第２挿通孔５８、弁孔７２及び連通孔７８には、長尺な弁棒８０が通される。弁棒８０の下端部は、前記第１リテーナ５６に支持される。従って、弁棒８０は、第１リテーナ５６のフランジ部６２に着座した前記第１コイルスプリング６０によって上方、換言すれば、弁座７４側に弾発付勢される。

下カバー１４をボディ１２に装着する方向に螺回すると、カラー部材４４が挿入孔４２の上方に指向して変位し、その結果、第１コイルスプリング６０が収縮する。逆に、下カバー１４をボディ１２から離脱する方向に螺回すると、カラー部材４４が挿入孔４２の下方に指向して変位することに伴って第１コイルスプリング６０が伸張する。以上のようにして第１コイルスプリング６０の圧縮・伸張の度合いを変更することにより、第１コイルスプリング６０が弁棒８０に付与する弾発付勢力が調整される。

弁棒８０の高さ方向略中腹部には、肉薄な大径部８２が直径方向外方に向かうようにして突出形成される。この大径部８２から上方に若干離間した位置には、上方に向かうにつれてテーパー状に縮径する傘部８４が設けられ、この傘部８４の上端部には、等径部８６が連なる。要部を拡大した図２に示すように、傘部８４の下端から等径部８６の上端にかけては、流体排出構造である複数個（例えば、４本）の逃がし溝８８が互いに略等間隔で離間するように形成される。また、弁棒８０において、大径部８２と傘部８４の間の小径な部位には、環状のシールリング９０が装着される。

大径部８２から等径部８６に至るまでは、弁体部材としての弁体６８が外嵌される。従って、弁体６８は、弁棒８０がその長手方向に沿って変位する際、弁棒８０と一体的に変位する。また、弁体６８と弁棒８０の間には、前記シールリング９０が介在する。

弁体６８の上端部には、テーパー状に収縮する弁座７４の形状に対応するべく、下方から上方に向かうにつれてテーパー状に緩やかに縮径した縮径部９２と、該縮径部９２の収斂した上端から円環状に突出した環状凸部９４とが設けられる。弁体６８が上方に変位したときには、該弁体６８の縮径部９２が弁座７４に着座する（図４参照）。これにより、弁座７４及び弁孔７２が閉塞される。この際、環状凸部９４は弁孔７２に進入する。

なお、弁棒８０の等径部８６は、環状凸部９４に形成された係合孔９６に係合されている。減圧弁１０が閉止状態にあるときには、上記したように環状凸部９４が弁孔７２に進入するため、弁棒８０に形成された前記逃がし溝８８は、弁孔７２に臨む。

図１に示すように、ピストン摺動孔２４には、略円盤形状のピストン１００が収容される。ここで、ピストン摺動孔２４の内周壁には環状ストッパ部１０２が直径方向内方に突出するように形成されており、ピストン１００は、環状ストッパ部１０２によって堰止されることで下死点となる。

連通孔７８と、下死点に位置するピストン１００の下端面との間にはクリアランスが形成される。このクリアランスが、減圧室２６となる。弁孔７２と連通孔７８が連通しているため、減圧室２６は、弁孔７２が開放されているときには弁孔７２及び連通孔７８を介して弁室７０に連通する。また、前記導出流路２８の一端は、この減圧室２６内で開口している。

ピストン１００の直径方向略中心には、係止孔１０４が厚み方向に沿って貫通形成される。前記係止孔１０４には係止部材１０６が嵌合され、弁棒８０の上端部は、この係止部材１０６に係止されている。すなわち、係止部材１０６の下端部には挿入室１０８が形成され、弁棒８０の上端部はこの挿入室１０８に挿入されている。さらに、弁棒８０の上端部にはＣ字状クリップ１１０が外嵌され、このＣ字状クリップ１１０が、挿入室１０８の室内壁に形成された係合溝１１２に係合される。結局、弁棒８０と係止部材１０６は、Ｃ字状クリップ１１０を介して連結される。

係止孔１０４から突出した係止部材１０６の上端には、ワッシャ１１４を介してナット１１６が螺合される。この螺合により係止部材１０６の係止孔１０４からの抜け止めがなされるとともに、係止部材１０６の幅広な下端部とナット１１６によってピストン１００が挟持される。その結果、弁棒８０が係止部材１０６を介してピストン１００に堅牢に連結される。

このようにして弁棒８０がピストン１００に連結されたとき、弁棒８０の幅広上端面１１８は、挿入室１０８の天井面に接触した状態で、ピストン１００の厚み方向の略中腹、且つ直径方向の略中心に位置する。すなわち、弁棒８０の上端部は、ピストン１００の中心部まで進入している。

本実施の形態では、ピストン１００の中心部を重心に一致させている。従って、弁棒８０の上端部は、ピストン１００の重心に位置する。

ピストン１００の側壁中、ピストン摺動孔２４の内壁に摺接する摺接部位１１９には、第１環状溝１２０、第２環状溝１２２、第３環状溝１２４が下方からこの順序で、且つ互いに若干離間した位置に形成される。第１環状溝１２０及び第３環状溝１２４は、それぞれ、摺接部位１１９の下端、上端に位置する。

図１及び図３に示すように、第２環状溝１２２にはシール部材としてのＯリング１２６が収容され、第１環状溝１２０及び第３環状溝１２４には、第１リング体１２８、第２リング体１３０がそれぞれ収容される。すなわち、Ｏリング１２６は、第１リング体１２８と第２リング体１３０の間で且つこれら第１リング体１２８及び第２リング体１３０から離間した位置に設けられ、一方、第１リング体１２８、第２リング体１３０は、それぞれ、摺接部位１１９の下端、上端に位置する。

第１リング体１２８、Ｏリング１２６及び第２リング体１３０の各外周壁は、第１環状溝１２０、第２環状溝１２２、第３環状溝１２４から若干突出する。この突出した部位が、ピストン１００が変位する際にピストン摺動孔２４の内壁に摺接する（図３参照）。

弁棒８０の幅広上端面１１８の高さ位置は、Ｏリング１２６の高さ位置に略一致するように設定されている。従って、弁棒８０の上端部は、摺接部位１１９の直径方向内方に位置する。このため、本実施の形態では、弁棒８０と係止部材１０６との接触箇所（弁棒８０とピストン１００との連結箇所）は、ピストン１００の重心であり、且つ摺接部位１１９の直径方向内方である。また、上記から諒解されるように、Ｏリング１２６は、その中心がピストン１００の重心を通るようにして第２環状溝１２２に装着されている。

ピストン１００の側壁（摺接部位１１９）とピストン摺動孔２４の内周壁との間のシールは、主にＯリング１２６によってなされるが、第１リング体１２８及び第２リング体１３０もまたシール機能を営む。

この場合、Ｏリング１２６は合成ゴム（弾性体）からなり、従って、該Ｏリング１２６は、ピストン摺動孔２４の内壁に対して弾発的に摺接する。一方、第１リング体１２８及び第２リング体１３０は、Ｏリング１２６に比して摩擦係数が小さな樹脂からなる。

合成ゴム及び樹脂は、摩擦係数の大小が上記した関係を満たす組み合わせであればよく、特に限定されるものではないが、Ｏリング１２６がウレタンゴムからなる場合、第１リング体１２８及び第２リング体１３０の素材としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂又はポリエーテルエーテルケトン樹脂等を選定すればよい。第１リング体１２８及び第２リング体１３０がこのように摩擦抵抗が小さい樹脂からなる場合、後述するように、ピストン１００が変位する際の摺動抵抗が上昇することを回避することができる。

出口ポート３０の近傍には、ガス出口側継手１３２が連結される。減圧室２６及び導出流路２８を経由して出口ポート３０に到達したガスは、ガス出口側継手１３２内に形成された出口流路１３４を流通して減圧弁１０の外部に導出される。

図１から諒解されるように、ピストン摺動孔２４は、中空の上カバー１６がボディ１２に螺合されることによって閉塞される。上カバー１６内には、下端部がピストン１００に着座し、且つ上端部が第２リテーナ１３６の鍔部１３８に着座した第２コイルスプリング１４０（第２弾発部材）が収容される。ピストン１００は、この第２コイルスプリング１４０により、弁座７４側に指向して弾発付勢されている。

上カバー１６の天井面から内部に垂下するように設けられた円柱状突出部１４２には、その長手方向に沿って調整孔１４４が貫通形成される。調整孔１４４には調整ネジ１４６が螺回可能に挿入されており、この調整ネジ１４６が螺回されることに伴って第２リテーナ１３６の位置が変化する。これにより第２コイルスプリング１４０の圧縮・伸張の度合いを変更することができ、その結果として、第２コイルスプリング１４０がピストン１００に付与する弾発付勢力を調整できるようになっている。

本実施の形態に係る減圧弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、該減圧弁１０の動作との関係で説明する。

この減圧弁１０は、例えば、燃料電池を運転するための反応ガス（例えば、水素含有ガス）の流通ラインに組み込まれる。流通ラインは、燃料電池に反応ガスを供給する供給ラインであってもよいし、燃料電池から反応ガスを排出する排出ラインであってもよい。

以下、流体が反応ガスである場合を例示して説明すると、反応ガスは、入口ポート１８から導入されて導入流路２０を通過し、収容孔２２（小径孔３８）内に到達する。反応ガスは、さらに、ガイド部材６４に形成された流通孔６６を介してガイド部材６４の内部、すなわち、弁室７０に進入する。弁棒８０が図１に示す初期位置にあり、弁体６８が弁座７４に着座していないときには、反応ガスは、弁室７０から弁孔７２及び連通孔７８を経て減圧室２６に至る。

減圧室２６内の反応ガスが所定の圧力以下であり、反応ガスのピストン１００に対する押圧力と、第１コイルスプリング６０による第１リテーナ５６を介しての弁棒８０に対する弾発付勢力の合計が、第２コイルスプリング１４０によるピストン１００に対する弾発付勢力よりも小さいときには、ピストン１００が変位することはない。この場合、反応ガスは、減圧室２６から導出経路に向かい、出口ポート３０から、ガス出口側継手１３２内の出口流路１３４を流通して減圧弁１０の外部に導出される。

これに対し、減圧室２６内の反応ガスが十分に高圧であり、このために減圧室２６に到達した反応ガスのピストン１００に対する押圧力と、第１コイルスプリング６０による第１リテーナ５６を介しての弁棒８０に対する弾発付勢力の合計が、第２コイルスプリング１４０によるピストン１００に対する弾発付勢力を上回ると、ピストン１００が上方に変位する。上記したようにピストン１００には係止部材１０６を介して弁棒８０が連結されているため、弁棒８０もピストン１００に追従して上方に変位する。この際、弁棒８０の側周壁が、主には第２挿通孔５８の内周壁に摺接する。また、第１コイルスプリング６０が伸張する一方で、第２コイルスプリング１４０が収縮する。

その結果、図４に示すように、弁棒８０に外嵌された弁体６８の縮径部９２が弁座７４に着座し、これにより弁座７４が閉塞される。従って、弁室７０と減圧室２６が互いに遮断され、結局、減圧弁１０が閉止状態となる。このため、減圧弁１０の外部に導出される反応ガスは、減圧室２６に既に進入した分のみである。なお、弁体６８の環状凸部９４は、上記したように弁孔７２に進入する。

減圧室２６に進入した反応ガスが導出流路２８、出口ポート３０及び出口流路１３４を介して減圧弁１０の外部に導出されると、減圧室２６内の圧力（換言すれば、ピストン１００に対する押圧力）が低下する。そして、第２コイルスプリング１４０による弾発付勢力が、減圧室２６内の反応ガスのピストン１００に対する押圧力と、第１コイルスプリング６０による弁棒８０に対する弾発付勢力の合計を上回ると、ピストン１００が下方に変位する。これに追従し、該ピストン１００に連結された弁棒８０も下方に変位するとともに、第１コイルスプリング６０が収縮する。さらに、第２コイルスプリング１４０が伸張する。

これにより弁体６８の縮径部９２が弁座７４から離間し、図１に示す状態に戻る。すなわち、弁室７０と減圧室２６が連通して減圧弁１０が開放状態となる。

必要に応じて以上の動作が繰り返されることにより、導入流路２０では高圧であった反応ガスが減圧された状態で導出流路２８から導出される。すなわち、反応ガスが高圧である場合、減圧弁１０内を通過させることでその圧力を低減することができる。

ピストン１００が上記のようにして変位を繰り返す過程では、その側壁中の摺接部位１１９が、ピストン摺動孔２４の内周壁に継続して摺接する。このため、摺接部位１１９の側壁又はピストン摺動孔２４の内周壁の少なくともいずれかが摩耗し、摩耗粉が発生する懸念がある。

ここで、本実施の形態では、ピストン１００の側壁中の摺接部位１１９に、Ｏリング１２６を挟むようにして第１リング体１２８、第２リング体１３０を配設している。従って、第１リング体１２８及び第２リング体１３０は、Ｏリング１２６に対し、変位方向の上流側又は下流側に位置する。

このため、例えば、ピストン１００が上方に変位するときに第２リング体１３０よりも上方で摩耗粉が発生した場合、この摩耗粉は、第２リング体１３０によって掃拭される。逆に、ピストン１００が下方に変位するときに第１リング体１２８よりも下方で摩耗粉が発生した場合、この摩耗粉は、第１リング体１２８によって掃拭される。

なお、第１リング体１２８及び第２リング体１３０は、ゴムに比して剛性が高く弾性変形し難い樹脂からなる。従って、第１リング体１２８及び第２リング体１３０が摩耗粉に接触した際に弾性変形を起こして該摩耗粉に乗り上げること、換言すれば、摩耗粉が第１リング体１２８又は第２リング体１３０を通過することは困難である。

すなわち、摩耗粉は第１リング体１２８ないし第２リング体１３０によってブロックされ、Ｏリング１２６まで到達することが阻害される。このため、Ｏリング１２６とピストン摺動孔２４の内壁との間に摩耗粉が進入することや、ピストン１００が変位する際に摩耗粉によってＯリング１２６に傷が付くことが回避される。これにより、Ｏリング１２６のシール性能が低下することを回避することができる。

加えて、第１リング体１２８及び第２リング体１３０の各々が摺接部位１１９の下端、上端に配設されてピストン摺動孔２４の内周壁に接しているので、ピストン１００の摺接部位１１９の下端及び上端と、ピストン摺動孔２４の内壁との間に間隙が形成されることが回避される。このためにピストン１００が傾くことが回避されるので、第１リング体１２８ないし第２リング体１３０、又は摺接部位１１９の一部がピストン摺動孔２４の内周壁に必要以上に接近して該内周壁に押接したり、その結果としてピストン１００の摺動抵抗が上昇したりすることを回避することができる。

しかも、第１リング体１２８及び第２リング体１３０は摩擦係数が小さい樹脂、好適には、ポリテトラフルオロエチレン樹脂やポリエーテルエーテルケトン樹脂等からなるので、摩擦抵抗が十分に小さい。このため、ピストン１００の摺動抵抗が大きくなることを回避することができるので、反応ガスからの押圧に対するピストン１００の変位速度が確保される。従って、減圧弁１０の応答速度も確保される。

また、摩擦抵抗が小さい第１リング体１２８及び第２リング体１３０は、ピストン１００が変位する際のガイドとしても機能する。すなわち、第１リング体１２８及び第２リング体１３０を設けることにより潤滑性が向上し、ピストン１００が変位することが一層容易となる。

さらに、第１リング体１２８及び第２リング体１３０はシール部材としても機能するので、摺動抵抗が上昇することを回避しながら、ピストン１００の側壁（摺接部位１１９）とピストン摺動孔２４の内壁との間のシール性を一層向上させることができる。

以上のようにしてピストン１００が変位を繰り返す間、弁棒８０の側周壁が第２挿通孔５８の内周壁に繰り返し摺接する。

上記したように、弁棒８０と係止部材１０６の接触箇所、換言すれば、弁棒８０とピストン１００との連結箇所がピストン１００の中心、すなわち、摺接部位１１９の直径方向（変位方向に対して直交する方向）内方であるので、ピストン１００に対して該ピストン１００を傾けるような力が作用したとしても、弁棒８０が当該力の影響を受け難い。このため、弁棒８０とピストン１００との間で芯ズレが生じ難い。本実施の形態では、弁棒８０とピストン１００との連結箇所がピストン１００の重心に位置しているので、ピストン１００がピストン摺動孔２４内で仮に傾斜したとしても、芯ズレが起こることが一層困難である。

このため、芯ズレに起因して弁棒８０の側周壁と第２挿通孔５８の内周壁との間に荷重の偏りが生じることが回避される。従って、弁棒８０の側周壁に偏摩耗が生じることが防止され、これにより弁棒８０を長寿命化することができる。すなわち、弁棒８０の耐久性が向上する。

なお、本実施の形態では、上記したようにピストン１００の摺接部位１１９の下端、上端に第１リング体１２８、第２リング体１３０が設けられており、しかも、Ｏリング１２６の中心がピストン１００の重心を通っているので、ピストン１００が傾くこと自体が困難である。このことも相俟って、芯ズレが起こることが十分に抑制される。このため、弁棒８０の耐久性を一層向上することができる。

ここで、弁室７０に導入された反応ガスの圧力によっては、反応ガスがシールリング９０を超え、弁棒８０と弁体６８の間に進入することがある。この反応ガスは、弁棒８０の傘部８４及び等径部８６に形成された逃がし溝８８を流通し、弁孔７２から連通孔７８、減圧室２６、導出流路２８、出口ポート３０及び出口流路１３４を介して減圧弁１０の外部に排出される。

図１及び図４からも諒解されるように、逃がし溝８８は、弁体６８の縮径部９２が弁座７４に着座しているか否かに関わらず、弁孔７２と連通状態にある。このため、弁棒８０と弁体６８の間に反応ガスが進入したときには、この反応ガスを、減圧弁１０が開放状態であるか閉止状態であるかに関わらず、逃がし溝８８及び弁孔７２を介して減圧室２６、さらには、減圧弁１０の外部に排出することが可能である。

弁棒８０と弁体６８の間に進入した反応ガスをこのようにして排出することにより、弁棒８０と弁体６８の間の圧力が大きくなることを回避することができる。このため、弁体６８がガスからの圧力を受けて変形することが回避される（換言すれば、弁体６８の形状が維持される）。従って、例えば、弁体６８の縮径部９２が弁座７４に着座する際、縮径部９２と弁座７４の間に隙間が生じることが回避される。すなわち、弁体６８によるシール性能が保たれる。

加えて、弁体６８が弁棒８０から離脱することが回避される。従って、弁体６８が離脱することを防止するべく、該弁体６８として大重量で大型のものを用いたり、離脱防止のための部品を設けたりする必要がない。換言すれば、弁体６８の軽量化・小型化や、減圧弁１０の部品点数の低減を図ることができ、これにより減圧弁１０の構成に要するコストの低減を図ることもできる。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、この実施の形態では、逃がし溝８８を弁棒８０に形成するようにしているが、これに代替し、弁体６８の内壁に逃し溝を形成するようにしてもよい。要するに、弁棒８０の外壁と、これを囲繞する弁体６８の内壁との間から流体を排出し得るような通路を、弁棒８０の外壁か、又は、弁体６８の内壁のいずれかに形成すればよい。

また、流体排出構造は逃がし溝８８に特に限定されるものではなく、例えば、孔であってもよい。

さらに、反応ガス以外のガスや液体を流体として流通させるようにしてもよいことは勿論である。

１０…減圧弁１２…ボディ
１４…下カバー１６…上カバー
１８…入口ポート２０…導入流路
２２…収容孔２４…ピストン摺動孔
２６…減圧室２８…導出流路
３０…出口ポート５６…第１リテーナ
６０…第１コイルスプリング６４…ガイド部材
６６…流通孔６８…弁体
７０…弁室７２…弁孔
７４…弁座７６…区画壁
７８…連通孔８０…弁棒
８４…傘部８６…等径部
８８…逃がし溝９０…シールリング
９２…縮径部９４…環状凸部
１００…ピストン１０２…環状ストッパ部
１０４…係止孔１０６…係止部材
１０８…挿入室１１０…Ｃ字状クリップ
１１９…摺接部位１２０…第１環状溝
１２２…第２環状溝１２４…第３環状溝
１２６…Ｏリング１２８…第１リング体
１３０…第２リング体１３２…ガス出口側継手
１３４…出口流路１３６…第２リテーナ
１４０…第２コイルスプリング１４６…調整ネジ

Claims

流体を導入するための導入流路と、
前記導入流路に連通する弁室と、
前記弁室に設けられて弁体部材が着座又は離間する弁座と、
前記弁体部材が外嵌された弁棒が通される弁孔と、
前記弁孔を介して前記弁室に連通する減圧室と、
前記流体を前記減圧室から導出するための導出流路と、
が形成されたボディを備え、
前記ボディに、前記弁棒に連結されて前記減圧室内の圧力の変化に応じて変位するピストンが収容され、
さらに、前記弁棒を前記弁座側に指向して弾発付勢する第１弾発部材と、前記ピストンを前記弁座側に指向して弾発付勢する第２弾発部材とを有し、
前記弁棒の外壁、又は、前記弁棒の前記外壁を囲繞した前記弁体部材の内壁のいずれかに、前記弁室から前記弁棒と前記弁体部材の間に進入した流体を前記弁孔に排出するための流体排出構造が設けられ、
前記弁棒と前記弁体部材との間に介在し、前記弁室に導入された前記流体の前記流体排出構造側への流通を遮るためのシール部材が設けられてい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、前記流体排出構造が溝であることを特徴とする減圧弁。