JPH03265912A - パイロット式減圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は流体配管系に取り付けて一次側の流体圧力を減
じて、二次側の流体圧力を所定の設定圧力に保つ減圧弁
に関し、特にパイロット式減圧弁に関するものである。

〈従来の技術〉 従来の一般的なのパイロット式減圧弁として実開昭６３
−４８２１１号公報に開示されているものかめる。

これは−次側につながる入口から供給される高圧の流体
が、出口に接続する二次側の圧力低下により主弁が下方
へ移動せしめられて開くことにより二次側へ流出して二
次側の圧力の低下を補うようになっている。その主弁は
上部のパイロット弁や、そのパイロット弁に関連したダ
イヤフラム、圧力設定用のばね等によって制御されるピ
ストンの下降によって開動作し、ピストンの上昇によっ
て閉動作する。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記の減圧弁は、−次側圧力に対して設定圧力（二次側
圧力）が小さい時、つまり減圧比が大きい時や、主弁の
開度が小ざい小流量時に著しいチャタリング現象を起こ
す。

その減圧比は例えば、−次側圧力１０に！ｊ／ｃＩｉを
二次側圧力２随／ｃ＋ｙｆ程度以下に減圧する場合であ
り、主弁及びピストン等の可動部が振動してチャタリン
グ現象を起こす。これ１二次側圧力が低下してその圧力
変化がダイヤフラムを介してパイロット弁を開弁じ、ピ
ストンが主弁を押し下げ弁口を開弁させて一次側流体を
二次側へ供給して圧力上昇をはかる。しかし、この時−
次側と二次側の圧力差が大きく、しかも主弁の開度と流
量の関係を第２図の曲線Ａに示すように、開弁初期には
少しの主弁の開度で大くの流量が出るという関係がある
ので二次側圧力は瞬時にして上昇し、その圧力はダイヤ
フラムを介してパイロット弁を急閉させる。

パイロット弁が急閉すればピストンの上部への流体も急
所され、ピストンは急上昇して主弁は急閉弁する。主弁
が急閉弁すれば二次圧も急低下してダイヤフラムを介し
て再びパイロット弁を急閉する。以上の過程が加速度的
に行なわれて大きな振動状態を呈する。

また、振動は主弁の急激な開弁によって二次側へ向かう
流体の噴流がピストンの下面に作用してピストンを急激
に押し上げてその上壁に衝突し、このピストンの上昇に
主弁が追従できず、再びピストンが下降してきた時に衝
突するからであると考えられる。再接触は衝撃的であり
、この様な主弁とピストンの作動はピストンの破損や、
主弁の損傷等を生じる問題がある。これらの部材の損傷
により、二次側圧力が設定不能になったり、減圧弁とし
ての寿命が短くなる。

従って、本発明の技術的課題はチャタリング現象を起こ
さずに、小流量から大流量まで対応が可能な減圧弁を提
供することである。

く課題を解決するための手段〉 上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技術
的手段は、入口と出口の間に設けられた複数の弁口と、
それぞれの弁口を開閉するように閉弁作用のばねで付勢
された複数の弁体と、それぞれの弁体を開弁するように
設けられた複数のピストンと、二次側圧力の低下に基い
て開弁するように設けられたパイロット弁と、パイロッ
ト弁の開弁により一次側圧力流体を複数のピストンの中
で第１のピストンのみの上部へ導入する通路と、第１の
ピストンの上部空間と他のピストンの上部空間を連通す
る細孔とを具備するものである。

く作用〉 パイロット弁が開弁じて一次側の高圧流体が最初に第１
のピストンの上部に導入されて第１のピストンへ駆動力
を与える。この第１のピストンの駆動力はその下方に対
応する主弁を開弁せしめ、−次側の流体を二次側へ流出
する。パイロット弁から第１のピストンの上部に一次側
の流体が導入されれば、その流体の一部は細孔を通じて
他のピストンの上部空間へ導入されるが、その流量は少
量でおり、ピストンとシリンダーの間隙から流出してし
まうためにこのピストンには下方に位置する主弁を開弁
するだけの駆動力は発生せず、従って第１のビスピスト
ンに対応する主弁以外の主弁は閉弁を維持する。

このように開弁じている主弁は複数の主弁の中の一つだ
けであるから、流出する流量は減圧弁仝体の流量から見
れば小量である。従って一つの主弁が開弁じただけでは
二次側圧力は瞬間的には上昇せず、それに伴うパイロッ
ト弁の急閉弁もなくなるので、前述したようなチャタリ
ング現象は発生しない。

流量をそれほど多く必要としない場合には第１のピスト
ンと対応する主弁のみの開弁で対応できるが、この状態
より多くの流量を必要として二次側圧力が低下すれば、
パイロット弁は更に大きく開弁して第１のピストンの上
部へ供給量が多くなる。供給量が多くなれば細孔を通し
て他のピストンの上部への供給量も増加し、そのピスト
ンの駆動力が発生して対応する主弁を開弁せしめ二次側
への流量増加をはかる。二次側の圧力が高くなればパイ
ロット弁は閉弁方向に作用して第１のピストンへの流体
供給量が減少し、それに順じて細孔を通じて第１ピスト
ン以外のピストンへの流体供給も減少し、そして駆動力
を失い対応する主弁は閉弁を始める。

〈実施例〉 上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明する。（
第１図及び第２図参照） 以下に示す実施例はピストン及び主弁が２組内蔵された
例であるが、それ以上でも良いことは勿論である。本体
２で八日４．第１弁ロ６．第２弁口８出口１０を形成し
、入口４は一次側の高圧流体源に出口１０は二次側低圧
域に接続する。第１弁口６及び第２弁口８は弁座部材１
２．１４により形成され、それぞれの入口側端に主弁ば
ね１Ｂ、　１８で弾性的に付勢して第１主弁２０、第２
主弁２２を配置し、それぞれの主弁軸２０ａ、　２２ａ
を底部材２４の開動孔に挿入する。

第１主弁２０、第２主弁２２に対応する第１ピストン２
６、第２ピストン２８をそれぞれのシリンダー３０．３
２内に摺動自在に配置し、ピストンの下部に形成された
ピストン棒２６ｂ、　２８ｂをそれぞれの弁口６．８を
通して各主弁の中央突起部に当接せしめる。

部材番号３４ａ、　ｂ、　３６ａ、　ｂはピストンとシ
リンダーとの気密を保持する為のピストンリングでおり
、フッ化エチレン樹脂等の樹脂で製作する。参照番号２
６Ｃ，２８Ｃはピストンの上面と下面を連通するオリフ
ィスである。第１ピストン２６の上部空間、即ちピスト
ン室２６ａと第２ピストン２８のピストン室２８ａを細
孔２９で連通し、その大きさは第２ピストン２８のオリ
フィス２８ｃと同等か若干大きな径を有するものである
。上述した２組のピストン径、弁口内径、及び主弁ばね
のばね定数は同一として設計する。また、ここに挙げた
技術ではピストンとシリンダーの間の気密を保ち、オリ
フィスにより流体を一定量逃がすようにしているが、他
の一般的な技術手段としてはオリフィスを形成せず、ピ
ストンの周側面に設けたラビリンス構造によるものでも
よい。

入口４と第１ピストン２６の上部空間、即ちピストン室
２６ａを連通する一次圧通路３８に付勢ばね４０により
閉弁方向に付勢されたパイロット弁４２を配置する。ダ
イヤフラム４４をその外周縁をフランジ４６、４８の間
に挟んで取り付け、ダイヤフラム４４の下方空間は二次
圧検出通路５０を通して出口１０に連通し、また、ダイ
ヤフラム４４の下面はパイロット弁４２の弁棒５２の頭
部端面に当接する。

ダイヤフラム４４の上面にばね座５４を介して、圧力設
定ばね５６を当接せしめ、その上端はスプリングケース
５８にねじ結合された調節ねじ６０で付勢される。

調節ねじ６０を左右に回すと、圧力設定ばね５６のダイ
ヤフラム４４を押し下げる弾性力が変る。この圧力設定
ばね５６の弾性力を基準値として、ダイヤフラム４４は
その下面に作用する二次側圧力に応じて湾曲し、弁棒５
２を変位せしめてパイロット弁４２を開弁せしめる。こ
の結果、−次側流体圧力がピストン室２６ａに導入され
、第１ピストン２６へ駆動力を与える。第１ピストンの
駆動力はその下方に対応する第１主弁２０を開弁するこ
とにより、第１弁口６を通して一次側の流体を二次側へ
流出する。

パイロット弁４２から第１ピストン２６のピストン室２
６ａに一次側の流体が導入されれば、その流体の一部は
細孔２９を通じて第２ピストンのピストン１２８ａに流
入するが、この時減圧比が大きがったり、流量が少ない
時のパイロット弁の開度は小ざいためにその流量は少量
であり、細孔から流出する量も少なく第２ピストン２８
のオリフィス２８Ｃから流出してしまう。そのために第
２ピストンには第２主弁２２を開弁するだけの駆動力は
発生しない。

従って第２主弁２２は閉弁を維持する。

このように開弁している主弁は第１主弁２０だけである
から、流出する流量は減圧弁全体の流量から見れば少量
である。この状態を表示したものが第２図のグラフ中の
曲線Ｂであり、特にＢ１の領域が第１主弁２０が開弁じ
た時の主弁の変位と流量の関係を示す。従って一つの主
弁が開弁じただけでは二次側圧力は瞬間的には上昇せず
徐々に上昇し、それに伴うパイロット弁の急閉弁もなく
なるので、前述したようなチャタリング現象は発生しな
い。

装置をそれほど多く必要としない場合には第１ピストン
２６と対応する第２主弁２０のみの作動でその流量を賄
うことができるが、この状態より多くの流量を必要とし
て二次側圧力が低下すれば、ダイヤフラム４４の作用に
よりパイロット弁４２は更に大きく開弁して第１ピスト
ンのピストン室２６ａへ供給量が多くなる。供給量が多
くなれば第１ピストン２６は更に降下して第１主弁２０
を開弁すると同時に細孔２９を通して第２ピストン２８
のピストン室２８ａへの供給量も増加し、第２ピストン
の駆動力が発生する。そして第２主弁２２を開弁せしめ
二次側への流量増加をはかる。この状態を第２図のグラ
フで示せば曲線Ｂ２の領域になる。流量の増加に伴い二
次側の圧力が高くなればパイロット弁４２は閉弁方向に
作用して第１ピストン２６への流体供給量が減少し、第
２ピストン２８のピストン室２８ａへの供給量も減少す
ることになり、第２ピストンは駆動力を失い第２主弁２
２は閉弁を始める。しかし第１主弁２０はこの時も開弁
動作を続けている。このように常時第１ピストンが優先
的に駆動して第１主弁を開弁せしめて減圧作用を行う。

〈発明の効果〉 本発明の技術手段によればチャタリング現象が解消され
るので、ピストンヤ主弁等の部材が損傷せず、安定した
状態で減圧作用を行うことができる。また、チャタリン
グ現象が解消されることにより、最小調整可能流量を小
さく設定でき、使用範囲が広い減圧弁を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例を示す減圧弁の断面図、第２図
は減圧弁の主弁の変位と流量の関係を表示したグラフで
ある。 ２；本体 ８；第２弁口 ２２：第２主弁 ２８；第２ピストン ４２：パイロット弁 ５６：圧力設定ばね ４；入口　　　　６：第１弁口 １０：出口　　　２０；第１主弁 ２６：第１ピストン ２９：細孔 ４４：ダイヤフラム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、入口と出口の間に設けられた複数の弁口と、それぞ
   れの弁口を開閉するように閉弁作用のばねで付勢された
   複数の弁体と、それぞれの弁体を開弁するように設けら
   れた複数のピストンと、二次側圧力の低下に基いて開弁
   するように設けられたパイロット弁と、パイロット弁の
   開弁により一次側圧力流体を複数のピストンの中で第１
   のピストンのみの上部へ導入する通路と、第１のピスト
   ンの上部空間と他のピストンの上部空間を連通する細孔
   とを具備するパイロット式減圧弁。