JP6824534B2 - リリーフ弁 - Google Patents

Description

この発明は、リリーフ弁に関する。

リリーフ弁として、上向きに開口する凹所、凹所底面に開口する流体流入通路および凹所側面に開口する流体流出通路が設けられたボディと、流体流入通路の開口部に設けられた環状の弁座と、付勢部材で下方に付勢されて弁座の開口を閉鎖する弁体と、ボディの凹所に嵌め入れられて弁座と弁体との間をシールするＯリングとを備えており、流体流入通路内の流体圧力が所定値以下の場合に、弁体が弁座に押圧されることで流体流入通路が閉鎖されており、流体圧力が所定値を超えた場合に、弁体が流体圧力によって上方に移動させられることで、流体流入通路が開放されているものが知られている（特許文献１）。

実開昭６３−１５４８７４号公報

上記特許文献１のリリーフ弁では、流体流入通路内の流体圧力が所定値未満であっても、流体流入通路内の流体がＯリングと弁体の間から漏れるおそれがあり、シール性のより一層の向上が求められている。

この発明の目的は、シール性を向上したリリーフ弁を提供することにある。

この発明によるリリーフ弁は、上向きに開口する凹所、前記凹所底面に開口する流体流入通路および前記凹所側面に開口する流体流出通路が設けられたボディと、前記流体流入通路の開口部に設けられた環状の弁座と、付勢部材で下方に付勢されて前記弁座の開口を閉鎖する弁体と、前記ボディの前記凹所に嵌め入れられて前記弁座と前記弁体との間をシールするＯリングとを備えており、前記流体流入通路内の流体圧力が所定値以下の場合に、前記弁体が前記弁座に押圧されることで前記流体流入通路が閉鎖されており、前記流体圧力が所定値を超えた場合に、前記弁体が前記流体圧力によって上方に移動させられることで、前記流体流入通路が開放されているリリーフ弁であって、前記弁座は、前記ボディの前記凹所に着脱可能に嵌め入れられており、前記ボディに、前記Ｏリングを前記弁座との間で挟持するＯリング押さえが固定されており、前記弁体の下端部は、前記弁座の上端面および前記Ｏリングの一部に当接させられており、前記ボディと前記弁座と前記Ｏリングとによって囲まれた空間と前記流体流入通路とを連通する連通路が設けられており、前記連通路は、前記弁座の底面に設けられた溝を含んでいるものである。

この種のリリーフ弁では、弁座と弁体との間をシールするＯリングによって、シール性が確保されており、Ｏリングが経時変化などによって劣化した場合、漏れが生じるおそれがある。この発明のリリーフ弁によると、連通路を介してボディと弁座とＯリングとによって形成された空間に流体流入通路内の流体が流入するので、該空間の圧力が上昇し、Ｏリングを弁座と弁体との間に押圧する圧力（背圧）が付与される。これにより、流体流入通路の開口部のシール性が向上する。

連通路を設けるには、適宜な溝や貫通孔を弁座または／およびボディに形成すればよく、連通路は、例えば、弁座の底面に設けられた溝を含んでいるものとすればよい。弁座は、ボディとは別部材とされていて、加工が容易であり、弁座に溝を形成することで、加工の手間を少なくして、前記連通路を得ることができる。

なお、この明細書において、上下は図１の上下をいう（リリーフ弁の流体流入通路側を下、これの反対側を上という）ものとするが、この上下は、便宜的なものであり、上下が逆になったり、上下が左右になったりして使用されることもある。

この発明のリリーフ弁によると、連通路を介してボディと弁座とＯリングとによって形成された空間に流体流入通路内の流体が流入して、該空間の圧力が上昇し、Ｏリングを弁座と弁体との間に押圧する圧力（背圧）が付与されるので、流体流入通路の開口部のシール性が向上する。

図１は、この発明によるリリーフ弁の１実施形態を示す縦断面図である。 図２は、図１の要部拡大図である。 図３は、弁座の拡大斜視図である。

(1) ：リリーフ弁
(2) ：ボディ
(2a)：流体流入通路
(2b)：流体流出通路
(2c)：凹所
(3) ：弁座
(4) ：弁体
(7) ：圧縮コイルばね（付勢部材）
(8) ：Ｏリング
(9) ：Ｏリング押さえ
(22)：溝（連通路）
(S) ：空間

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、上下・左右は、図１の上下・左右をいうものとする。

図１は、この発明のリリーフ弁の１実施形態の全体を示している。

リリーフ弁(1)は、流体流入通路(2a)内の流体の圧力が所定値を超えた場合に、流体の一部を流出させることで、流体の圧力を所定値以下に維持するためのもので、図１に示すように、流体流入通路(2a)、流体流出通路(2b)および凹所(2c)を有しているボディ(2)と、流体流入通路(2a)の上向き開口の周縁に設けられた環状の弁座(3)と、弁座(3)に押圧（閉方向に移動）または弁座(3)から離間（開方向に移動）させられて流体流入通路(2a)を開閉する棒状の弁体(4)と、ボディ(2)の凹所(2c)の上部に下部が挿入されて上方にのびる円筒状のボンネット(5)と、ボンネット(5)上端部に下端部が固定された円筒状のキャップ(6)と、弁体(4)を下向きに付勢する圧縮コイルばね（付勢部材）(7)と、弁座(3)に嵌められたＯリング(8)と、ボディ(2)に固定されてＯリング(8)を上方から押さえる円筒状のＯリング押さえ(9)とを備えている。

流体流入通路(2a)は下方に開口して上下にのびており、その上端は、ボディ(2)の凹所(2c)の底面に開口している。流体流出通路(2b)は、ボディ(2)の右方に開口して左右にのびており、その左端は、凹所(2c)の右側面に開口している。

弁座(3)は、ボディ(2)と別部材とされて、ボディ(2)の凹所(2c)に着脱可能に嵌め入れられて、凹所(2c)の底面で受けられている。弁座(3)の内径は、流体流入通路(2a)の径よりも若干小さくなされている。

弁座(3)は、ボディ(2)の凹所(2c)の底面に下面が当接する当接部(11)と、当接部(11)の上側に一体に設けられてＯリング(8)を支持する支持部(12)とを備えている。

弁体(4)は、大径部(13)と、大径部(13)の上側にあって大径部(13)よりも外径が小さい小径部(14)とからなる。大径部(13)の外径は、弁座(3)の内径よりも若干大きくなされている。

ボンネット(5)は、その下部に設けられた雄ねじ部がボディ(2)の凹所(2c)の上部に設けられた雌ねじ部にねじ合わされることで、ボディ(2)の上部に固定されている。ボンネット(5)の内周には、弁体(4)の小径部(14)を摺動可能に案内する小径内周部(16)と、弁体(4)の大径部(13)の上部を摺動可能に案内する大径内周部(17)とが設けられている。

ボンネット(5)の大径内周部(17)の下端部には、環状の凹所(17a)が設けられており、この凹所(17a)に、リテーナ(18)に支持されたＸリング(19)が配置されている。

キャップ(6)は、プラグ(15)で閉鎖された頂壁(6a)を有している。キャップ(6)は、その内周に設けられた雌ねじ部の下端部がボンネット(5)の上部に設けられた雄ねじ部の上端部にねじ合わされることで、ボンネット(5)の上端部に固定されている。ボンネット(5)の雄ねじ部の中程には、キャップ(6)とボンネット(5)とのねじ合わせの緩みを防止するロックナット(20)がねじ合わされている。

圧縮コイルばね(7)は、キャップ(6)の頂壁(6a)下面とボンネット(5)内に配置されたばね受け(21)上面との間に挟持されている。ばね受け(21)下面は、弁体(4)の小径部(14)の上端部で受け止められている。

キャップ(6)とボディ(2)とは、ワイヤ(10)によって連結されており、これにより、キャップ(6)がボンネット(5)だけに対して固定されているのではなく、ボディ(2)に対しても固定されている。

Ｏリング押さえ(9)は、その上部に設けられた雄ねじ部がボディ(2)の凹所(2c)の下部に設けられた雌ねじ部にねじ合わされることで、ボディ(2)の下部に固定されている。

このリリーフ弁(1)によると、流体流入通路(2a)内の流体の圧力が上昇して、弁体(4)を付勢している圧縮コイルばね(7)の弾性力を超えると、弁体(4)が上方に移動し、これにより、流体流入通路(2a)が開放され、流体の一部（または全部）がボディ(2)の凹所(2c)内を経て流体流出通路(2b)から外部に排出される。これにより、流体流入通路(2a)内の流体の圧力は低下し、圧縮コイルばね(7)の弾性力が流体の圧力を超えることによって、流体流入通路(2a)が閉鎖されている状態に復帰する。キャップ(6)とボンネット(5)とのねじ合わせ量は、調整可能であり、キャップ(6)をボンネット(5)に対してより多く締め付けることで、圧縮コイルばね(7)の弾性力を大きくすることができる。したがって、この圧縮コイルばね(7)の弾性力を調整することにより、流体流入通路(2a)が開放される流体の圧力の設定値を任意に設定することができる。

図２に拡大して示すように、弁座(3)の支持部(12)は、底壁(12a)および周壁(12b)からなる断面Ｌ字状に形成されている。Ｏリング(8)は、ボディ(2)の凹所(2c)に密に嵌め入れられるとともに、弁座(3)の支持部(12)の周壁(12b)外周に密に嵌められて、弁座(3)の支持部(12)の底壁(12a)上面で受けられている。支持部(12)の底壁(12a)の外径は、当接部(11)の外径よりも若干小さくなされており、支持部(12)の底壁(12a)の外周面とボディ(2)の凹所(2c)の周面との間には、空間(S)が形成されている。弁座(3)の当接部(11)の外周面とボディ(2)の凹所(2c)の周面との間には、弁座(3)をボディ(2)の凹所(2c)に着脱可能に嵌め入れることができる程度のわずかな隙間が設けられている。

Ｏリング(8)は、弁座(3)の支持部(12)とＯリング押さえ(9)の下端面とによって挟持されている。Ｏリング押さえ(9)は、ボディ(2)の凹所(2c)に設けられた段差面(2d)で受け止められた状態で、Ｏリング(8)を下方に押圧している。

弁体(4)の大径部(13)の下端部は、その下端面が弁座(3)の支持部(12)の周壁(12b)の上端面に当接させられ、その下端の角部がＯリング(8)の一部に当接させられている。これにより、流体流入通路(2a)の開口部のシール性が確実なものとされている。

この実施形態では、流体流入通路(2a)内の流体がＯリング(8)と弁体(4)の大径部(13)の下端部との間から漏れるおそれがないものとするために、図３にも示すように、弁座(3)の当接部(11)の下面に、４本の溝(22)が十字状に設けられている。

弁座(3)の当接部(11)の下面に溝（連通路）(22)が設けられていることにより、図２において、流体流入通路(2a)内からこの溝(22)を通り、弁座(3)の当接部(11)の外周に至る通路が形成されている。弁座(3)とボディ(2)との嵌め合わせは、上述のように、着脱可能（弁座(3)の当接部(11)の外周面とボディ(2)の凹所(2c)の周面との間にわずかな隙間がある）とされており、したがって、流体流入通路(2a)内の流体は、弁座(3)の当接部(11)の外周を経て、弁座(3)の支持部(12)の底壁(12a)の外周に形成された空間(S)内に流入する。これにより、Ｏリング(8)は、空間(S)内流体の圧力（背圧）を受けて、弁体(4)の大径部(13)の下端部に強く押圧されることになり、流体流入通路(2a)内の流体が弁座(3)の支持部(12)の上端面と弁体(4)の大径部(13)の下端面との間から漏れることがより確実に防止される。

なお、上記溝(22)の数および形状は、図示したものに限定されるものではない。また、同様の溝(22)をボディ(2)の凹所(2c)の底面に設けるようにしてもよい。上記溝(22)は、流体流入通路(2a)内と弁座(3)の支持部(12)の底壁(12a)の外周に形成された空間(S)とを連通するためのものであるので、連通路として、上記溝(22)に代えて、弁座(3)を径方向に貫通する貫通孔を設けてもよい。

この発明によると、流体の制御を行う分野においてよく利用されているリリーフ弁のシール性を向上させることができるので、各種の流体制御装置の性能向上に寄与できる。

Claims (1)

1. 上向きに開口する凹所、前記凹所底面に開口する流体流入通路および前記凹所側面に開口する流体流出通路が設けられたボディと、前記流体流入通路の開口部に設けられた環状の弁座と、付勢部材で下方に付勢されて前記弁座の開口を閉鎖する弁体と、前記ボディの前記凹所に嵌め入れられて前記弁座と前記弁体との間をシールするＯリングとを備えており、前記流体流入通路内の流体圧力が所定値以下の場合に、前記弁体が前記弁座に押圧されることで前記流体流入通路が閉鎖されており、前記流体圧力が所定値を超えた場合に、前記弁体が前記流体圧力によって上方に移動させられることで、前記流体流入通路が開放されているリリーフ弁であって、
   前記弁座は、前記ボディの前記凹所に着脱可能に嵌め入れられており、前記ボディに、前記Ｏリングを前記弁座との間で挟持するＯリング押さえが固定されており、前記弁体の下端部は、前記弁座の上端面および前記Ｏリングの一部に当接させられており、
   前記ボディと前記弁座と前記Ｏリングとによって囲まれた空間と前記流体流入通路とを連通する連通路が設けられており、
   前記連通路は、前記弁座の底面に設けられた溝を含んでいるリリーフ弁。

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