JPH0686105U - 減圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流量特性を阻害することなく、ダイヤフラム
の振動を防止しつつ、流量特性を向上させることのでき
る減圧弁を提供する。 【構成】 一次側ポート４と二次側ポート５とが形成さ
れた弁ハウジング１内の弁孔２に摺動自在に弁軸６を装
着し、弁軸６に弁孔２を開閉する弁体７を設けるととも
に弁体７に閉塞方向のばね力を付勢する弁ばね９を弁ハ
ウジング１に設け、弁軸６の他端に当接するダイヤフラ
ム１２とこのダイヤフラム１２を介して弁軸６に対して
弁体７を開放する方向のばね力を付勢する調圧ばね１９
とを弁ハウジング１に設け、ダイヤフラム１２により区
画形成されたダイヤフラム室１３と二次側ポート５とを
連通させるオリフィス２２を弁ハウジング１に設け、オ
リフィス２２の内部に、弾性体からなり、二次側ポート
内の流速に応じて開度を変化させるダンパ（可撓部材）
２３を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、空圧回路における一次側の流体の圧力を設定圧に減圧して二次側に 流出する減圧弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一次側ポートから流入した圧縮流体を二次側ポートに減圧して流出するように した減圧弁は、次のようなものである。

【０００３】 すなわち、弁ハウジングに形成された弁孔内に弁軸を軸方向に摺動自在に装着 し、この弁軸の一端部側に弁孔の開口部を開閉する弁体を取り付けている。弁ハ ウジングには、弁孔の開口部に連通する一次側ポートと、弁孔の内周壁に開口す る二次側ポートとを形成し、また、弁軸の他端部にはダイヤフラムを当接させて いる。そして、このダイヤフラムによりダイヤフラム室とばね室が区画形成され 、ばね室内に装着された調圧ばねの弾発力を調整することにより二次側ポートか ら流出する流体の圧力が設定圧に減圧されるものである。

【０００４】 ここで、二次側ポートから流出する流体の量が増加した場合に、弁体による弁 孔の開口部の開度を上げるために、ダイヤフラム室と二次側ポートとを連通させ るオリフィスが弁ハウジングに取り付けられている。

【０００５】 そして、減圧弁の流量特性を最大限に活かすには、ダイヤフラム室容積および ダイヤフラム受圧面積に対して大きな径のオリフィスを設ける必要がある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、オリフィスの径を大きくすると、流体の出力時における脈圧や脈流な どの外乱を直接的にダイヤフラム室へ伝播させてダイヤフラムを振動させること となり、このダイヤフラムと当接しているスプリングの固有振動数と合致すると 、減圧弁が大きな振動音を発生することとなる。

【０００７】 これは、ダイヤフラムの振動発生がダイヤフラム室容積およびダイヤフラム受 圧面積とオリフィス径の大小に依存するからであり、オリフィス径を大きく採る と流量特性は向上するがダイヤフラムの振動が発生しやすい不安定なものになる からである。

【０００８】 そこで、このダイヤフラムの振動を防止するためにオリフィス径を小さく採る と、確かに振動はなくなるものの、流体の出力時においてオリフィスによるベン チュリー効果が働かなくなり、ダイヤフラム室と二次側ポートとの間に殆ど差圧 が発生せず、流量特性が著しく低下してしまうこととなる。

【０００９】 すなわち、従来の減圧弁においては、オリフィス径を大きく採れば流量特性は 向上するがダイヤフラムの振動が発生し、オリフィス径を小さく採ればダイヤフ ラムの振動は防止できるが流量特性が低下するという相反する特性を有していた のである。

【００１０】 また、二次側ポートから流出する流体の圧力を減圧する場合などにおいて、オ リフィスの径がリリーフポートの径に比べて小さいと、リリーフポートからの流 体の流出量に呼応した流体をダイヤフラム室に速やかに取り込むことができず、 その結果ダイヤフラムが振動してチャタリングが発生することとなる。

【００１１】 そこで本考案の目的は、ダイヤフラムの振動を防止しつつ、流量特性を向上さ せることのできる減圧弁に関する技術を提供することにある。

【００１２】 本考案の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付 図面から明らかになるであろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】 本願において開示される考案のうち、代表的なものの概要を説明すれば、次の 通りである。

【００１４】 すなわち、本考案の減圧弁は、弁ハウジングに形成された弁孔に軸方向に摺動 自在に弁軸を装着し、弁軸の突出部の開口部に連通する一次側ポートと、弁孔の 側壁に連通する二次側ポートとを弁ハウジングに形成し、弁軸に弁孔を開閉する 弁体を設けるとともに弁体に閉塞方向のばね力を付勢する弁ばねを弁ハウジング に設け、弁軸の他端部に当接するダイヤフラムとダイヤフラムを介して弁軸に対 して弁体を開放する方向のばね力を付勢する調圧ばねとを弁ハウジングに設け、 ダイヤフラムにより区画形成されたダイヤフラム室と二次側ポートとを連通させ るオリフィスを弁ハウジングに設け、オリフィスの内部に、弾性体からなり、二 次側ポート内の流速に応じて開度を変化させる可撓部材を設けたものである。

【００１５】

【作用】

上記のような構成の減圧弁によれば、ベンチュリー効果の発生時において、ダ イヤフラム室内の圧力が二次側ポートの圧力よりも低くなった場合における二次 側ポートからの脈圧や脈流は、この可撓部材が屈撓することによって吸収され、 ダイヤフラム室へは伝播されない。したがって、ベンチュリー効果発生時におけ るダイヤフラムの振動が防止され、減圧弁から振動音が発生することがなくなる ので、大径のオリフィスを設けてベンチュリー効果をより大きく積極的に発生さ せ、流量特性を最大限に活かすことが可能となる。

【００１６】 また、二次側ポートの流体の流量が小さいときには、可撓部材によってオリフ ィスが実質的に小径になることで二次側ポートを流れる流体の脈圧や脈流が吸収 され、ダイヤフラム室への伝播が防止される。

【００１７】 すなわち、可撓部材が屈撓することで、オリフィスの径が流量に応じて適正に 変化するのと同様の作用がもたらされるので、ダイヤフラムの振動を防止しつつ 、大径のオリフィスを設けてベンチュリー効果を大きく発生させ、流量特性を向 上させることが可能になる。

【００１８】 また、このように大径のオリフィスを設けることができるので、二次側ポート の圧力が設定値を越えたり、二次側ポートから流出する流体圧を減圧する際にお いて、流体を速やかにダイヤフラム室に取り込むことが可能となり、チャタリン グの発生も防止することができる。

【００１９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を、図面に基づいてさらに詳細に説明する。

【００２０】 図１は本考案の一実施例による減圧弁を示す断面図、図２はその減圧弁の要部 断面図、図３はその減圧弁のオリフィスに設けられた可撓部材を示す斜視図、そ して図４はその減圧弁による流量特性を示す説明図である。

【００２１】 まず、本実施例の減圧弁の構成について説明する。

【００２２】 弁ハウジング１には弁孔２が形成されており、この弁孔２の開口部側には弁座 ３が形成されている。さらに弁ハウジング１には、弁孔２に対して弁座３側から 連通する一次側ポート４が開設され、さらに弁孔２の側壁に開口された開口部に 連通させて二次側ポート５が開設されている。

【００２３】 弁孔２内に軸方向に摺動自在に装着された弁軸６には、弁座３に圧接および離 反して弁孔２を開閉する弁体７が取り付けられている。この弁体７を弁座３に圧 接するために、弁ハウジング１にねじ結合されるキャップ８と弁体７との間には 弁ばね９が装着されている。弁軸６の一端部に突出して形成された突出部６ａは 、キャップ８に形成されたガイド筒１０に摺動自在に嵌合しており、ガイド筒１ ０の外側に前記の弁ばね９が位置している。

【００２４】 弁ハウジング１には弁軸６の他端部６ｂ側に位置させて円筒形状のボンネット １１がねじ結合されており、このボンネット１１と弁ハウジング１にその外周縁 が挟まれるようにしてダイヤフラム１２が設けられている。そして、このダイヤ フラム１２によって、ボンネット１１内は弁ハウジング１側のダイヤフラム室１ ３とこれと反対側のばね室１４とに区画されている。

【００２５】 弁軸６のうちダイヤフラム室１３内に突出した大径の他端部６ｂの先端面はダ イヤフラム１２の中心部に当接して、ダイヤフラム室１３とばね室１４とを連通 するリリーフポート１５を閉塞している。ボンネット１１の底部に回動自在に取 り付けられた調整ねじ１６にはリテーナ１７がねじ結合されており、このリテー ナ１７とダイヤフラム１２に密着されたダイヤフラムシート１８との間には、調 圧ばね１９が装着されている。したがって、この調圧ばね１９により、弁軸６に はダイヤフラム１２を介して弁体７が弁孔２を開く方向の弾発力つまりばね力が 付勢されるようになっている。

【００２６】 この方向の弾発力を調整するために、調整ねじ１６と一体的にハンドルガイド ２０が取り付けられ、このハンドルガイド２０にはハンドル２１が固着されてい る。したがって、このハンドル２１を介して調整ねじ１６を回動することにより リテーナ１７を軸方向に移動させると、調圧ばね１９の伸縮量が調整されること になり、この伸縮量に応じてダイヤフラム１２に向かう弾発力が調整されるよう になっている。

【００２７】 弁ハウジング１には、ダイヤフラム室１３と二次側ポート５とを連通させるオ リフィス２２が取り付けられている。このオリフィス２２は、先端部が下流側に 対向した傾斜面となっており、内部には弾性体からなるダンパ（可撓部材）２３ が設けられている。

【００２８】 ダンパ２３は一端がオリフィス２２の周壁に固定され、このオリフィス２２の 周壁に対して略垂直に取り付けられており、オリフィス２２を流れる流体によっ て屈撓されるようになっている。このダンパ２３には、平常状態においてダンパ ２３がオリフィス２２を閉塞することなく、二次側ポート５とダイヤフラム室１ ３との間を連通状態とする連通孔２３ａが設けられている。

【００２９】 二次側ポート５内を流体が流れているときには、オリフィス２２によるベンチ ュリー効果によってダイヤフラム室１３内の圧力は弁孔２の圧力に比べて低下す ることになり、これによってダイヤフラム１２は調圧ばね１９の弾発力によって 弁軸６方向に変位することになる。これによって、弁体７が弁孔２の開度をより 大きくすることになる。

【００３０】 ボンネット１１には、ばね室１４と外部とを連通するブリードポート２４が開 設されている。そして、二次側ポート５の圧力が設定値を越えた場合に、弁軸６ の他端部６ｂがダイヤフラム１２から離反して前記リリーフポート１５を開放し 、ダイヤフラム室１３内の流体がばね室１４からこのブリードポート２４を通っ て外部に排出されることにより、設定値において安定するようになっている。

【００３１】 次に、本実施例の減圧弁の作用について説明する。

【００３２】 まず、一次側ポート４から供給された後に二次側ポート５から流出する流体の 圧力を設定するには、ハンドル２１を回転させることにより弁ばね９の弾発力に 抗して弁体７を開く方向に付勢する調圧ばね１９の弾発力を設定する。これによ り、弁体７と弁孔２との間に流体通路が形成される。そして、一次側ポート４か ら圧縮流体を流入すると、所定の圧力に減圧されて二次側ポート５へ流出し、こ の二次側ポート５に接続されたアクチュエータ（図示せず）等に対してこの減圧 された圧縮流体が供給されることとなる。

【００３３】 このとき、二次側ポート５から流出する流体圧と、先端部が下流側に対向した 傾斜面とされたオリフィス２２によって、ダイヤフラム室１３内の圧力は相対的 に二次側ポート５の圧力よりも低くなるというベンチュリー効果が発生する。

【００３４】 したがって、このベンチュリー効果によって、弁軸６には弁体７を弁座３から さらに離反させる方向の負荷が加わることになり、弁孔２の開度が増加して、調 圧ばね１９の弾発力と釣り合う位置で安定して、設定圧に保持される。

【００３５】 二次側ポート５の圧力が設定値を越えた場合には、前記のベンチュリー効果が 無くなりダイヤフラム室１３内の圧力が上昇してダイヤフラム１２が弁軸６から 離れ、リリーフポート１５が開かれて、ダイヤフラム室１３内の流体がばね室１ ４内からブリードポート２４を通って外部に排出される。

【００３６】 二次側ポート５から流出する流体圧を減圧する場合には、調圧ばね１９の弾発 力を弱める方向にハンドル２１を回転させる。すると、弁体７が閉じる方向に変 位して弁孔２との間の流体通路が縮径される。これによって、二次側ポート５内 の流体がダイヤフラム室１３内に流入してダイヤフラム１２を押圧し、結果的に 調圧ばね１９が収縮することになり、弁体７が弁孔２を閉塞した状態のもとでダ イヤフラム１２が弁軸６から離れるように変位する。

【００３７】 これにより、ダイヤフラム室１３内の圧力上昇によりリリーフポート１５が開 かれ、ダイヤフラム室１３内の流体がばね室１４内を通ってブリードポート２４ から外部に排出される。

【００３８】 二次側ポート５における流体の流れが停止した場合には、二次側ポート５内の 圧力とダイヤフラム室１３内の圧力はオリフィス２２を介して同一のものとなり 、このときの二次側ポート５内の流体の圧力は、調圧ばね１９の弾発力により設 定された所定の圧力となる。

【００３９】 ここで、本実施例の減圧弁においては、前記のように、オリフィス２２の内部 に、弾性体からなり、オリフィス２２を流れる流体の流量に応じて開度が変化さ れるダンパ２３が設けられている。

【００４０】 そして、ダイヤフラム室１３内の圧力が相対的に二次側ポート５の圧力よりも 低くなるベンチュリー効果の発生時における二次側ポート５の流体の脈圧や脈流 は、このダンパ２３が撓むことによって吸収され、ダイヤフラム室１３へは伝播 されない。よって、ベンチュリー効果発生時におけるダイヤフラム１２の振動が 防止され、減圧弁から振動音が発生することがない。

【００４１】 したがって、大径のオリフィス２２を設けてベンチュリー効果をより大きく積 極的に発生させることが可能となり、流量特性を向上させることがができる。

【００４２】 また、二次側ポート５の流体の流量が小さいときには、ダンパ２３に開設され た連通孔２３ａによって二次側ポート５とダイヤフラム室１３とが連通されるの で、これによって二次側ポート５を流れる流体の脈圧や脈流が吸収され、ダイヤ フラム室１３への伝播が防止される。

【００４３】 本実施例の減圧弁の流量特性曲線を示したものが図４である。

【００４４】 この図４から明らかなように、本減圧弁によれば、ダンパ２３および連通孔２ ３ａの作用により振動音が防止され、流量特性が著しく向上していることがわか る。

【００４５】 すなわち、ダンパ２３が設けられておらずオリフィス２２の径が固定された従 来の減圧弁の場合には、径を小さくすると、ベンチュリー効果が十分に発生しな くなることにより、二次側ポート５から流出する流体の流量増加に伴って二次側 ポート５の圧力は設定値よりもかなり低下することになる。

【００４６】 一方、オリフィス２２の径を大きくすると、流量が増加しても二次側ポート５ の圧力の低下は小さくなり、設定値に近い圧力が得られることになる。しかしな がら、このようにオリフィス２２の径を大きくしたために、特定の流量範囲では 、ダイヤフラム１２の振動が発生することになる。

【００４７】 これに対して、本考案の減圧弁にあっては、オリフィス２２の内部にダンパ２ ３が設けられているので、二次側ポート５内の流量に応じてオリフィス２２の開 度が変化することになる。したがって、流量が変化しても従来に比べてより設定 値に近い圧力が得られることになり、二次側ポート５の流体圧の変動は、ダンパ ２３が設けられていない従来の減圧弁と比較してより小さな範囲にとどめられ、 流量特性が大幅に向上した。

【００４８】 また、オリフィス２２の内径を従来の大径のオリフィスの場合より大きくして も、オリフィス２２の内部にはダンパ２３が設けられているので、二次側ポート ５の圧力変動をダンパ２３が吸収することになり、流量が変化しても振動発生領 域は存在しなくなる。

【００４９】 なお、このように大径のオリフィス２２を設けることができるので、二次側ポ ート５の圧力が設定値を越えたり、二次側ポート５から流出する流体圧を減圧す る際において、大径のオリフィス２２によって流体を速やかにダイヤフラム室１ ３に取り込むことが可能となり、これらリリーフ時におけるダイヤフラム１２の 振動も防止され、チャタリングの発生も阻止することができる。

【００５０】 以上、本考案者によってなされた考案を実施例に基づき具体的に説明したが、 本考案は前記実施例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 々変更が可能であることは言うまでもない。

【００５１】 たとえば、本実施例においては可撓部材であるダンパ２３に連通孔２３ａを開 設することによって二次側ポート５とダイヤフラム室１３との連通状態を確保し ているが、ダンパ２３の長さをオリフィス２２の側壁との間に間隙ができる長さ とすることにより、この間隙によって両者の連通状態を確保することも可能であ る。

【００５２】

【考案の効果】

本願において開示される考案のうち、代表的なものによって得られる効果を簡 単に説明すれば、下記の通りである。

【００５３】 (1).すなわち、本考案の減圧弁によれば、オリフィスに弾性体よりなる可撓部材 が設けられているので、ベンチュリー効果の発生時における二次側ポートからの 脈圧や脈流がこの可撓部材の屈撓によって吸収され、ダイヤフラム室へは伝播さ れることがない。

【００５４】 (2).また、二次側ポートの流体の流量が小さいときには、可撓部材によってオリ フィスが実質的に小径になることで二次側ポートを流れる流体の脈圧や脈流が吸 収され、ダイヤフラム室への伝播が防止される。

【００５５】 (3).したがって、ダイヤフラムの振動が有効に防止され、減圧弁から振動音が発 生することがない。これによって、従来より大径のオリフィスを設けてベンチュ リー効果を積極的に発生させることが可能になり、流量特性を大幅に向上させる ことができる。

【００５６】 (4).さらに、可撓部材を設けることによって大径のオリフィスとすることが可能 となるので、二次側ポートの圧力が設定値を越えたり、二次側ポートから流出す る流体圧を減圧する際において、流体を速やかにダイヤフラム室に取り込むこと ができ、チャタリングの発生も防止することができる。

【００５７】 (5).そして、このオリフィスに設けられる可撓部材は高い加工精度は要求されな いので、製造が簡単であり、前記した効果を容易に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による減圧弁を示す断面図で
ある。

【図２】その減圧弁の要部断面図である。

【図３】その減圧弁のオリフィスに設けられた可撓部材
を示す斜視図である。

【図４】その減圧弁による流量特性を示す説明図であ
る。

【符号の説明】 １ 弁ハウジング ２ 弁孔 ３ 弁座 ４ 一次側ポート ５ 二次側ポート ６ 弁軸 ６ａ 突出部 ６ｂ 他端部 ７ 弁体 ８ キャップ ９ 弁ばね １０ ガイド筒 １１ ボンネット １２ ダイヤフラム １３ ダイヤフラム室 １４ ばね室 １５ リリーフポート １６ 調整ねじ １７ リテーナ １８ ダイヤフラムシート １９ 調圧ばね ２０ ハンドルガイド ２１ ハンドル ２２ オリフィス ２３ ダンパ（可撓部材） ２３ａ 連通孔 ２４ ブリードポート

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁ハウジングに形成された弁孔に軸方向
   に摺動自在に弁軸を装着し、前記弁軸の突出部の開口部
   に連通する一次側ポートと、前記弁孔の側壁に連通する
   二次側ポートとを前記弁ハウジングに形成し、前記弁軸
   に前記弁孔を開閉する弁体を設けるとともに当該弁体に
   閉塞方向のばね力を付勢する弁ばねを前記弁ハウジング
   に設け、前記弁軸の他端部に当接するダイヤフラムと当
   該ダイヤフラムを介して前記弁軸に対して前記弁体を開
   放する方向のばね力を付勢する調圧ばねとを前記弁ハウ
   ジングに設け、前記ダイヤフラムにより区画形成された
   ダイヤフラム室と前記二次側ポートとを連通させるオリ
   フィスを前記弁ハウジングに設け、前記オリフィスの内
   部に、弾性体からなり、前記二次側ポート内の流速に応
   じて開度を変化させる可撓部材を設けたことを特徴とす
   る減圧弁。
2. 【請求項２】 前記可撓部材に連通孔が開設されている
   ことを特徴とする請求項１記載の減圧弁。