JPH10122426A

JPH10122426A - 減圧弁

Info

Publication number: JPH10122426A
Application number: JP27597396A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Narishima; 郁夫成島
Original assignee: Sanwa Seiki Ltd
Current assignee: Sanwa Seiki Ltd
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 1998-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】容易に製作でき、且つ、一次側ポート２９部
分の圧力変動に拘らず、二次側ポート３０部分の圧力変
動を抑える構造を実現する。【解決手段】一次側ポート２９部分の圧力が変動する
と補助ピストン２０が変位し、第一の圧縮ばね４４の弾
性を変化させる。この結果、一次側ポート２９部分の圧
力と第一の圧縮ばね４４の弾性とにより、減圧ばね４５
の弾力に抗して減圧用ピストン１９を押圧する力を一定
にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る減圧弁は、例
えば、エアタンク等の圧縮空気源とこの圧縮空気源から
供給される圧縮空気により駆動される各種アクチュエー
タ等の空圧機器との間に設け、上記圧縮空気源から供給
される高圧の圧縮空気を適正な圧力に降下させてから、
上記空圧機器に送る為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】圧縮空気により駆動する、エアシリンダ
の如き各種アクチュエータ等の空圧機器が、従来から知
られている。この様な空圧機器を駆動する為の圧縮空気
は、コンプレッサにより造り、エアタンクに貯溜してお
く。このエアタンク内に貯溜している圧縮空気の圧力
は、上記空圧機器を駆動する為に必要とする圧力よりも
高くしている。この理由は、上記空圧機器を駆動する為
に必要とする圧縮空気を貯溜する為のエアタンクの容積
が徒に大きくなる事を防止する為である。従って、上記
空圧機器を駆動すべく、上記エアタンク内に貯溜されて
いる圧縮空気をこの空圧機器に送る際には、上記エアタ
ンクから取り出した圧縮空気の圧力を低下させてから、
上記空圧機器に送る必要がある。

【０００３】この為従来から、上記エアタンクの吐出ポ
ートと空圧機器の給気ポートとを結ぶ給気配管の途中に
減圧弁を設け、上記吐出ポートより吐出された圧縮空気
の圧力を、この減圧弁により低下させてから、上記給気
ポートに送り込む様にしている。この様な目的で使用さ
れる減圧弁として従来から、図４〜５に示す様な構造の
ものが広く知られている。これら従来から知られている
減圧弁は、何れも、上記エアタンクの吐出ポートに通じ
る一次側ポート１と上記給気ポートに通じる二次側ポー
ト２との間に減圧機構３を設け、この減圧機構３によ
り、上記二次側ポート２部分の二次圧力ｐ₂ を上記一次
側ポート１部分の一次圧力ｐ₁ よりも低く（ｐ₂ ＜ｐ
₁ ）する。

【０００４】上記減圧機構３は、上記一次側ポート１と
二次側ポート２とを連通させる流路４の周囲に、この流
路４を囲む状態で設けた弁座５と、この弁座５に対向し
た状態で設けた弁体６との開閉状態により、上記二次圧
力ｐ₂ を調節自在としている。上記弁体６は、弁ばね７
により上記弁座５に、Ｆ₂ なる力で付勢しており、上記
弁体６の中心部にその基端部（図４〜５の下端部）を連
結固定したロッド８の先端部（図４〜５の上端部）は、
ダイヤフラム９の中央部に固定したプラグ１０に突き当
てている。又、このダイヤフラム９は上記弁体６に向け
減圧ばね１１により、Ｆ₁ なる力で押圧している。

【０００５】更に、図５に示した従来構造の第２例の場
合には、上記弁体６に、上記流路４の内径寸法と同じ外
径寸法を有する円筒部１２を一体形成し、この円筒部１
２をシリンダ孔１３内に、気密に嵌装している。この様
な第２例の場合に上記弁ばね７は、上記シリンダ孔１３
の奥端面と上記弁体６との間に設けている。この様な第
２例の場合には、上記弁体６の一部で上記流路４に対応
する部分に上記一次圧力ｐ₁ が加わるのを防止して、こ
の一次圧力ｐ₁ の変動が上記二次圧力ｐ₂ に及ぼす影響
を小さくしている。

【０００６】上述の様に構成される従来の減圧弁は、二
次圧力ｐ₂ が上昇する程、上記ダイヤフラム９が上記減
圧ばね１１を押圧する力が増大し、この減圧ばね１１が
ロッド８を介して弁体６を押圧する力が減少する。そし
て、上記二次圧力ｐ₂ が或る程度以上上昇すると、上記
弁体６が弁座５に当接して上記流路４を閉じ、上記二次
圧力ｐ₂ がそれ以上上昇する事を防止する。従って、各
ばね７、１１が弁体６或はダイヤフラム９を押圧してい
る力Ｆ₂ 、Ｆ₁ 、減圧ばね１１のばね定数ｋ₁、弁ばね
７のばね定数ｋ₂ 、ダイヤフラム９の有効受圧面積Ｓ
₁ 、弁体６の有効受圧面積Ｓ₂ を適切に規制すれば、上
記二次圧力ｐ₂ の値を所望値に規制できる。

【０００７】例えば、図４に示した減圧弁では、各状態
で、次の様な釣り合いの式が成り立つ。先ず、弁体６が
弁座５に当接し、流路４を閉じた状態でこの弁体６の両
側の力が平衡した場合には、次の（１）式が成り立つ。Ｆ₁ ＋Ｓ₂ ｐ₂ ＝Ｓ₁ ｐ₂ ＋Ｓ₂ ｐ₁ ＋Ｆ₂ −−− （１）この状態から、二次圧力ｐ₂ が△ｐ₂ だけ下がり、弁体
６が弁座５からＬ（＝弁体６のリフト量）だけ離れた状
態で再び平衡すると、次の（２）式が成り立つ。Ｆ₁ −Ｌｋ₁ ＋Ｓ₂ （ｐ₂ −△ｐ₂ ）＝Ｓ₁ （ｐ₂ −△ｐ₂ ）＋Ｓ₂ ｐ₁ ＋Ｆ₂ ＋Ｌｋ₂ −−− （２）これら（１）（２）両式から、次の（３）式が導かれ
る。Ｌ／△ｐ₂ ＝（Ｓ₁ −Ｓ₂ ）／（ｋ₁ ＋ｋ₂ ） −−− （３）更に、上記（１）式で一次圧力ｐ₁ が△ｐ₁ だけ上昇す
る事に伴い、二次圧力ｐ₂ が△ｐ₂ だけ上昇して平衡状
態になった場合の釣り合いを考えると、次の（４）式が
成り立つ。Ｆ₁ ＋Ｓ₂ （ｐ₂ ＋△ｐ₂ ）＝Ｓ₁ （ｐ₂ ＋△ｐ₂ ）＋Ｓ₂ （ｐ₁ ＋△ｐ₁ ）＋Ｆ₂ −−− （４）この（４）式と上記（１）式とから、次の（５）式が導
かれる。 △ｐ₂ ／△ｐ₁ ＝−１／（Ｓ₁ ／Ｓ₂ −１）＜０ −−−（５）この（５）式から明らかな通り、図４に示した減圧弁の
場合には、一次圧力ｐ₁ が上昇すると二次圧力ｐ₂ が低
下する圧力特性を有する。

【０００８】これに対して、図５に記載した従来構造の
第２例の場合には、次の（６）（７）式が成り立つ。Ｆ₁ ＝Ｓ₁ ｐ₂ ＋Ｆ₂ −−− （６）Ｆ₁ −Ｌｋ₁ =S₁ （ｐ₂ −△ｐ₂ ）＋Ｆ₂ ＋Ｌｋ₂ −−− （７）そして、これら（６）（７）式から、次の（８）式が成
り立つ。Ｌ／△ｐ₂ ＝Ｓ₁ ／（ｋ₁ ＋ｋ₂ ） −−− （８）この（８）式と前記（３）式とを比較すれば明らかな通
り、図５に示した従来構造の第２例の場合には、図４に
示した従来構造の第１例の場合に比べて、弁体６の受圧
面積Ｓ₂ 分だけ流量特性が優れている。即ち、図５に示
した第２例の構造の方が、二次圧力の低下分△ｐ₂ が小
さい場合でも、より迅速にこの低下分△ｐ₂ を補償す
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述の図４〜５に示し
た従来の減圧弁のうち、図４に示した第１例の構造の場
合は、一次圧力ｐ₁ の変動が直ちに二次圧力ｐ₂ の変動
に結び付く為、一次圧力ｐ₁ を安定させない限り、二次
圧力ｐ₂ を安定させる事ができない。又、図５に示した
第２例の構造の場合には、二次圧力ｐ₂ を比較的安定さ
せられる代わりに、製作が面倒である。又、一次圧力ｐ
₁ が大きく変動した場合にも弁ばね７の弾性が変化しな
い為、弁体６が動的に不安定な状態となり、二次側ポー
ト２部分の圧力特性及び流量特性まで向上させる事はで
きない。更に、減圧ばね１１を収納した空間が密閉され
ているので、この空間に封入された空気の圧力が変動す
る事が避けられず、変動した場合には上記弁体６が開閉
する際の圧力が影響されて、上記圧力特性及び流量特性
が不安定になる。本発明はこの様な事情に鑑み、製作が
容易で、しかも二次側ポート部分の圧力特性及び流量特
性を向上させる事が可能な減圧弁を実現すべく考えたも
のである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の減圧弁は、一端
に抑え部を設けた筒状のバルブケースと、このバルブケ
ースの抑え部寄り部分の内側に設けた第一のシリンダ部
と、上記バルブケースの他端寄り部分の内側に設けた第
二のシリンダ部と、上記第一のシリンダ部に対応する部
分で上記バルブケースの側面中間部に設け、上記バルブ
ケースの外側と上記第一のシリンダ部の内側とを連通さ
せる一次側ポートと、上記第二のシリンダ部に対応する
部分で上記バルブケースの側面中間部に設け、上記バル
ブケースの外側と上記第二のシリンダ部の内側とを連通
させる二次側ポートと、上記バルブケースの内側で上記
第一のシリンダ部と第二のシリンダ部との間部分に、こ
のバルブケースの内周面から直径方向内方に突出する状
態で設けた弁座と、上記第二のシリンダ部に上記バルブ
ケースの軸方向に亙る摺動自在に、密に内嵌した減圧用
ピストンと、上記第一のシリンダ部の軸方向に亙る流体
の流れを確保した状態でこの第一のシリンダ部の内側
に、上記バルブケースの軸方向に亙る変位自在に設け、
上記減圧用ピストンと共に変位する事により上記弁座の
内側の流路を開閉する弁体と、これら弁座と弁体とを離
隔させる方向に上記減圧用ピストンを付勢する減圧ばね
と、上記第一のシリンダ部の軸方向中間部で上記一次側
ポートに関し上記弁座と反対側部分に、上記バルブケー
スの軸方向に亙る変位自在に設けた変位部材と、この変
位部材と上記弁体との間に設けた第一の圧縮ばねと、こ
の変位部材と上記抑え部との間に設けた、上記第一の圧
縮ばねよりも大きな弾力を有する第二の圧縮ばねと、上
記変位部材と上記抑え部との間の空間を大気に連通させ
る大気連通部とを備える。

【００１１】

【作用】上述の様に構成される本発明の減圧弁の場合に
は、一次側ポートの圧力が二次側ポートにまで伝わり、
バルブケースの内側でこの二次側ポートに通じる部分の
圧力が上昇すると、減圧用ピストン及び弁体が、減圧ば
ねの弾力に抗して変位する。この結果、上記バルブケー
スの内側でこの二次側ポートに通じる部分の圧力が、そ
れ以上上昇する事はなくなる。従って、上記二次側ポー
ト部分の圧力は、上記減圧用ピストンの受圧面積と上記
減圧ばね及び第一の圧縮ばねの弾力とにより定まる所定
値分だけ、上記一次側ポート部分の圧力よりも低くな
る。

【００１２】又、一次側ポートに通じる部分の圧力が変
動した場合には変位部材が、上記減圧用ピストンに対し
て遠近動する。例えば、上記一次側ポートに通じる部分
の圧力が上昇した場合には上記変位部材が、上記減圧用
ピストンから退避する方向に、第二の圧縮ばねの弾力に
抗して変位する。この変位に伴って、上記変位部材と弁
体との距離が離れ、上記第一の圧縮ばねが上記弁体を押
圧する弾力が小さくなる。反対に、上記一次側ポートに
通じる部分の圧力が低下した場合には上記変位部材が、
上記弁体に近づく方向に、第二の圧縮ばねの弾力に基づ
いて変位する。この変位に伴って、上記変位部材と弁体
との距離が短くなり、上記第一の圧縮ばねが上記弁体を
押圧する弾力が大きくなる。

【００１３】この様に、一次側ポートに通じる部分の圧
力に応じて第一の圧縮ばねの弾力を変え、一次側ポート
に通じる部分の圧力が変動した場合でも、この変動を相
殺する方向に上記第一の圧縮ばねの弾力を変化させる。
従って、一次側ポートに通じる部分の圧力が変動した場
合でも二次側ポートに通じる部分の圧力が変動しない構
造を実現できる。言い換えれば、優れた圧力特性及び流
量特性を有する減圧弁を得られる。又、本発明の減圧弁
の場合には、組立作業が容易で、圧力特性及び流量特性
を改善する事によるコスト上昇を最小限に抑える事がで
きる。更に、第二の圧縮ばねを収納している空間が大気
に連通しているので、この空間内の圧力が変動する事が
なく、上記圧力特性及び流量特性をより向上させる事が
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の第
１例を示している。本発明の減圧弁１４を構成するバル
ブケース１５は、一端（図１の上端）に抑え部である端
板１６を設けた、有底円筒状に形成している。このバル
ブケース１５は、バルブケース本体１７とライナ１８と
を組み合わせて成る。このうちのバルブケース本体１７
は、アルミニウム合金、鋼等の金属をダイキャスト成形
或は鋳造する事により造り、円筒状の内周面に機械加工
を施す事で、この内周面を所定の内径を有する平滑面と
している。又、ライナ１８は、このバルブケース本体１
７と同材質の金属材に切削加工を施す事により円筒状に
造り、円筒状の外周面を上記バルブケース本体１７の内
周面とがたつきなく内嵌する平滑面とし、内周面を、後
述する減圧用ピストン１９及び変位部材である補助ピス
トン２０を嵌合させる為の平滑面としている。又、上記
バルブケース本体１７とライナ１８との嵌合部複数個所
（図示の例では軸方向に離隔した３個所位置）にはＯリ
ング２１、２１を装着し、これら両部材１７、１８の嵌
合部のシール性保持を図っている。

【００１５】又、上記ライナ１８の内周面中間部には、
内向フランジ状の弁座２２を、このライナ１８の内周面
から直径方向内方に突出する状態で設けている。上記弁
座２２の中央部には、この弁座２２の軸方向両側を連通
させる流路２３を設けている。又、上記ライナ１８の内
周面には、上記弁座２２を挟んで、第一のシリンダ部で
ある小径部２４と第二のシリンダ部である大径部２５と
を設けている。このうちの小径部２４は、上記端板１６
と弁座２２との間に設けている。又、上記大径部２５
は、上記弁座２２と上記ライナ１８の端部開口との間に
設けている。上記小径部２４側に対向する上記弁座２２
の片面で、上記流路２３の周縁部には、全周に亙って高
さが変化しない突条２６を、この流路２３の全周を囲む
状態で形成している。これに対して、上記大径部２５側
に対向する上記弁座２２の他面で上記流路２３の周縁部
には第二の突条２７を、この流路２３の全周を囲む状態
で形成している。そして、この第二の突条２７には、１
乃至複数の切り欠き２８、２８を形成している。

【００１６】又、前記バルブケース本体１７の外側面で
軸方向に離隔した２個所位置には、一次側ポート２９と
二次側ポート３０とを設けている。このうちの一次側ポ
ート２９は、上記バルブケース本体１７の外側面のう
ち、上記小径部２４に対応する部分に設けている。そし
て、この一次側ポート２９を、上記ライナ１８の中間部
外周面に形成した凹溝３１と、この凹溝３１と上記ライ
ナ１８の内周面とにその両端部を開口させた通孔３２と
を介して、上記小径部２４の内側に通じさせている。
又、上記二次側ポート３０は、上記バルブケース本体１
７の外側面のうち、上記大径部２５に対応する部分に設
けている。そして、この二次側ポート３０を、上記バル
ブケース本体１７の中間部内周面に形成した凹溝３３
と、この凹溝３３に整合する部分で上記ライナ１８の中
間部に、このライナ１８の外周面と内周面とを連通させ
る状態で形成した通孔３４とを介して、上記大径部２５
の内側に通じさせている。

【００１７】又、上記大径部２５には減圧用ピストン１
９を、上記ライナ１８の軸方向に亙る摺動自在に内嵌し
ている。この減圧用ピストン１９の一端部（図１の下端
部）外周面に形成した係止凹溝３５にはＯリング３６を
係止し、このＯリング３６の外周縁を上記ライナ１８の
内周面に摺接させる事により、上記減圧用ピストン１９
の外周面と上記ライナ１８の内周面との間の気密保持を
図っている。又、上記減圧用ピストン１９の他端部（図
１の上端部）に形成した係止凹溝３７にはウェアリング
３８を係止し、このウェアリング３８の内周面と上記ラ
イナ１８の内周面との摺接に基づき、上記減圧用ピスト
ン１９の倒れ防止を図っている。更に、この減圧用ピス
トン１９の一端面（図１の上端面）中央部には、円管状
の連通部３９を設けており、この連通部３９により、上
記減圧用ピストン１９の軸方向両側を連通自在としてい
る。上記減圧用ピストン１９を上記大径部２５に内嵌し
た状態で上記連通部３９は、前記弁座２２の中央部に形
成した流路２３を緩く挿通して、前記小径部２４側に突
出自在である。

【００１８】又、上記小径部２４の内側には弁体４０
を、上記ライナ１８の軸方向に亙る変位自在に設けてい
る。この弁体４０は、円板状の支持板４１と、この支持
板４１の片面（図１の下面）で前記突条２６と対向する
部分に添設した、ゴム等のシール板４２とから成る。こ
のうち、上記支持板４１の外周縁部には、１乃至複数の
切り欠き４３、４３を形成し、上記弁体４０の存在に拘
らず、上記小径部２４の軸方向に亙る流体の流れを確保
している。この様な弁体４０のシール板４２は、後述す
る第一の圧縮ばね４４と次述する減圧ばね４５との弾力
に基づき、通常時（二次側ポート３０に通じる部分の圧
力が異常に高くなった時以外）は、上記連通部３９の先
端（図１の上端）開口部に押し付けられたままとなる。
従って、通常時、上記減圧用ピストン１９と弁体４０と
は、上記連通部３９の先端開口部を塞いだまま上記ライ
ナ１８の内側で、互いに同期して一体的に変位する。

【００１９】上記ライナ１８の大径部２５側開口端部に
は、受板４６を突き当て、前記バルブケース本体１７の
開口端部内周面に係止した止め輪４７により、上記ライ
ナ１８及び受板４６が、上記バルブケース本体１７から
抜け出る事を防止している。そして、上記受板４６と上
記減圧用ピストン１９との間に、上記減圧ばね４５を設
けている。従って、この減圧用ピストン１９は、前記二
次側ポート３０に通じる部分の圧力が上昇しない限り、
上記減圧ばね４５の弾力により、前記第二の突条２７に
突き当たるまで、上記小径部２４に向けて変位する。
尚、この様に上記減圧用ピストン１９が上記第二の突条
２７に突き当たり、上記弁体４０のシール板４２が上記
連通部３９の先端開口部に突き当たった状態では、前記
一次側ポート２９と上記二次側ポート３０とは、凹溝３
１、通孔３２、小径部２４、切り欠き４３、４３、流路
２３、切り欠き２８、２８、大径部２５、通孔３４、凹
溝３３を介して互いに連通する。

【００２０】更に、上記小径部２４の軸方向中間部で、
上記一次側ポート２９に関し前記弁座２２と反対側部分
には、補助ピストン２０を、上記ライナ１８の軸方向に
亙る摺動自在に嵌装している。この補助ピストン２０の
外周面に形成した係止凹溝４９にはＯリング５０を装着
し、このＯリング５０の外周縁を上記小径部２４の内周
面に摺接させて、上記補助ピストン２０の外周面と上記
小径部２４の内周面との間の気密保持を図っている。そ
して、この補助ピストン２０の片面（図１の下面）と前
記弁体４０との間に、前記第一の圧縮ばね４４を設けて
いる。尚、前記減圧ばね４５の弾力は、この第一の圧縮
ばね４４の弾力よりも十分に大きい。更に、上記補助ピ
ストン２０の他面（図１の上面）と前記端板１６との間
には、第二の圧縮ばね５１を設けている。この第二の圧
縮ばね５１の弾力は、上記減圧ばね４５の弾力よりも十
分に大きい。又、上記端板１６の中央部には大気連通孔
５２を形成して、上記補助ピストン２０と上記端板１６
との間の空間５３を大気に連通させている。

【００２１】上述の様に構成される本発明の減圧弁１４
の使用時に、図示しないエアタンク等の圧縮空気源から
一次側ポート２９に高圧の圧縮空気を送り込むと、この
一次側ポート２９部分の圧力が上昇する。そして、この
一次側ポート２９部分の圧力が、凹溝３１、通孔３２、
小径部２４、切り欠き４３、４３、流路２３、切り欠き
２８、２８、大径部２５、通孔３４、凹溝３３を介して
二次側ポート３０にまで伝わる。この様にして、バルブ
ケース１５の内側でこの二次側ポート３０に通じる部分
の圧力、即ち、前記大径部２５の一部で前記減圧用ピス
トン１９と前記弁座２２との間部分の圧力が上昇する
と、上記減圧用ピストン１９が、前記減圧ばね４５の弾
力に抗して、上記弁座２２から離れる方向に変位する。
この変位に基づき前記弁体４０が、前記第一の圧縮ばね
４４の弾力に基づいて前記突条２６に押し付けられる。
この結果、上記バルブケース１５の内側でこの二次側ポ
ート３０に通じる部分、即ち、上記大径部２５の一部
で、前記減圧用ピストン１９と前記弁座２２との間部分
の圧力が、それ以上上昇しなくなる。従って、上記二次
側ポート３０部分の圧力は、上記減圧用ピストン１９の
受圧面積と上記減圧ばね４５並びに第一の圧縮ばね４４
の弾力とにより定まる所定値分だけ、上記一次側ポート
２９部分の圧力よりも低くなる。

【００２２】又、上記圧縮空気源から上記一次側ポート
２９を通じて上記小径部２４の一部で前記補助ピストン
２０と上記弁座２２との間部分に送り込まれる圧縮空気
の圧力が変動した場合には、上記補助ピストン２０が、
上記減圧用ピストン１９に対して遠近動する。例えば、
上記小径部２４の一部で前記補助ピストン２０と上記弁
座２２との間部分の圧力が上昇した場合には、上記補助
ピストン２０が、上記減圧用ピストン１９から退避する
方向に、上記第二の圧縮ばね５１の弾力に抗して変位
（図１で上昇）する。この変位に伴って、上記補助ピス
トン２０と減圧用ピストン１９との距離が離れ、上記減
圧ばね４５が上記減圧用ピストン１９を押圧する弾力が
小さくなる。そして、上記第一の圧縮ばね４４が上記減
圧用ピストン１９を押圧する弾力が低下する。

【００２３】これに対して、上記一次側ポート２９に通
じる部分の圧力が低下した場合には、上記補助ピストン
２０が、上記減圧用ピストン１９に近づく方向に、第二
の圧縮ばね５１の弾力に基づいて変位する。この変位に
伴って、上記補助ピストン２０と弁体４０との距離が短
くなり、上記第一の圧縮ばね４４が上記弁体４０を押圧
する弾力が大きくなる。

【００２４】上記大径部２５の一部で上記減圧用ピスト
ン１９と上記弁座２２との間部分の圧力上昇に伴って、
上記減圧用ピストン１９を弁座２２から離す方向に変位
させようとする力は、上記間部分に存在する圧縮空気の
圧力と、上記第一の圧縮ばね４４の弾力との合計であ
る。本発明の減圧弁１４の場合には、上記間部分に存在
する圧縮空気の圧力が上昇すると、上記第一の圧縮ばね
４４の弾力が低下する。従って、前記小径部２４の内径
により定まる上記補助ピストン２０の受圧面積、並びに
上記第一、第二の圧縮ばね４４、５１のばね定数を適切
に規制する事により、上記大径部２５の一部で上記減圧
用ピストン１９と上記弁座２２との間部分の圧力の圧力
変動に拘らず、上記減圧用ピストン１９を弁座２２から
離す方向に変位させようとする力を均一にできる。そし
て、この力を均一にする事により、一次側ポート２９に
通じる部分の圧力が変動した場合でも、二次側ポート３
０に通じる部分の圧力が変動しない構造を実現できる。
言い換えれば、優れた圧力特性及び流量特性を有する減
圧弁１４を得られる。

【００２５】更に、例えば上記二次側ポート３０を通じ
て、減圧された圧縮空気の供給を受けるアクチュエータ
に過大な荷重が加わる等により、上記二次側ポート３０
に通じる部分の圧力が過度に上昇した場合には、上記減
圧用ピストン１９が上記減圧ばね４５の弾力に抗して変
位（図１で下降）する事により、この圧力を大気中に放
出する。即ち、アクチュエータを、減圧した圧縮空気の
供給に基づいて変位させた状態で、何らかの事情でこの
アクチュエータに過大な荷重が加わったりすると、上記
二次側ポート３０に通じる部分の圧力が過度に上昇する
可能性がある。この様な場合には、上記減圧用ピストン
１９が上記減圧ばね４５の弾力に抗して変位し、前記連
通部３９の先端開口が上記弁体４０のシール板４２から
離れる。この結果、上記二次側ポート３０に通じる部分
と外部とが、上記連通部３９、減圧用ピストン１９の内
部空間、前記受板４６の中央部に形成した通孔５４を介
して連通する。そして、上記二次側ポート３０に通じる
部分の圧力を大気中に放出する。

【００２６】尚、図示の例では小径部２４を第一のシリ
ンダ部とし、大径部２５を第二のシリンダ部としたが、
本発明はこれら第一、第二のシリンダ部の内径の大小関
係を制限するものではない。即ち、図示の例とは逆に、
一次側ポート２９に通じる第一のシリンダ部を大径部と
し、二次側ポートに通じる第二のシリンダ部を小径部と
しても良いし、これら第一、第二のシリンダ部の内径を
等しくしても良い。但し、この場合には、各ばね４４、
４５、５１の弾力を、一次圧力、二次圧力、減圧用ピス
トン１９の受圧面積、及び第一のシリンダ部の内径に対
応した値に設定し直す必要がある。

【００２７】上述の様に構成され作用する本発明の減圧
弁１４の場合には、組立作業が容易で、圧力特性及び流
量特性を改善する事によるコスト上昇を最小限に抑える
事ができる。即ち、構成各部材の形状が比較的簡単で、
容易に製作でき、しかも組み付け作業も容易である為、
減圧弁１４の製造コストが嵩む事がない。更に、圧力特
性及び流量特性を安定させる為の第二の圧縮ばね５１を
収納している空間５３が、大気連通孔５２を介して大気
に連通しているので、前記補助ピストン２０の変位に拘
らず、この空間５３内の圧力が変動する事がない。従っ
て、上記圧力特性及び流量特性をより向上させる事がで
きる。

【００２８】次に、図２は本発明の実施の形態の第２例
を示している。本例の場合は、第二の圧縮ばね５１の一
端（図２の上端）を突き当てる為の抑え部として、端坂
１６（図１）の代りに、小径部２４の端部内周面に係止
した止め輪５５を使用している。又、ライナ１８（図
１）を省略し、小径部２４、弁座２２、大径部２５（図
１参照）を、それぞれバルブケース１５の内周面に直接
形成している。そして、上記小径部２４は、そのままバ
ルブケース１５の一端（図２の上端）で、大気に開放し
ている。尚、この小径部２４の開口部内周面には、欠円
環状に形成した上記止め輪５５を係止自在な係止凹溝５
６を、全周に亙り設けている。この様に構成される本例
の減圧弁１４ａを組立てる際には、弁体４０、第一の圧
縮ばね４４、補助ピストン２０、第二の圧縮ばね５１
を、上記小径部２４に挿入した後、上記止め輪５５を上
記係止凹溝５６に係止する。そして、この止め輪５５の
内側面に、第二の圧縮ばね５１の一端（図２の上端）を
突き当てる。その他の構成及び作用に就いては、上述し
た第１例と同様である為、同等部分には同一符号を付し
て、重複する説明を省略する。

【００２９】又、図３に示す本発明の実施の形態の第３
例の場合も、上述した第２例と同様にライナ１８（図
１）を省略している。本例の減圧弁１４ｂの場合は、バ
ルブケース１５に設けた小径部２４の開口部に、小径部
２４よりも僅かに大きな内径を有し、大気に連通する段
部５８を設けている。そして、第二の受板６０の片面
（図３の下面）外周より部分をこの段部５８の奥面に突
き当て、第二の圧縮ばね５１の一端を、この第二の受板
６０の片面に突き当てている。この第二の受板６０の中
央部には、大気連通孔５９を設けている。この第二の受
板６０は、上記段部５８の奥面と止め輪５５とで、その
外周縁部を挟持する事により、上記バルブケース１５に
固定している。その他の構成及び作用に就いては、上述
した第２例と同様である為、同等部分には同一符号を付
して、重複する説明を省略する。

【００３０】又、図示は省略するが、本発明の実施の形
態の第４例として、上述した第１〜３例の減圧弁を構成
する補助ピストン２０（図１〜３）の代りに、変位部材
としてダイヤフラムを使用する事もできる。即ち、小径
部２４の一部にダイヤフラムの外周縁部を密に固定す
る。そして、このダイヤフラムの中央部を、バルブケー
ス１５の軸方向に変位自在とする。本例の場合は、上記
補助ピストン２０の様に、ダイヤフラムが上記バルブケ
ース１５の軸方向に沿って摺動する事はないが、上記ダ
イヤフラムの中央部が上記バルブケース１５の軸方向に
沿って変位する。この変位範囲を適切に規制すれば、上
述した第１〜３例と同様の作用・効果を得られる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の減圧弁は、以上に述べた通り構
成され作用するが、製作が容易で、しかも二次側ポート
部分の圧力特性及び流量特性を向上させる事が可能であ
る為、高性能でしかも安価な減圧弁を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。

【図２】同第２例を示す断面図。

【図３】本発明の実施の形態の第３例を示す、図２のＡ
部に相当する図。

【図４】従来構造の第１例を示す部分断面図。

【図５】同第２例を示す部分断面図。

【符号の説明】

１一次側ポート２二次側ポート３減圧機構４流路５弁座６弁体７弁ばね８ロッド９ダイヤフラム１０プラグ１１減圧ばね１２円筒部１３シリンダ孔１４、１４ａ、１４ｂ減圧弁１５バルブケース１６端板１７バルブケース本体１８ライナ１９減圧用ピストン２０補助ピストン２１Ｏリング２２弁座２３流路２４小径部２５大径部２６突条２７第二の突条２８切り欠き２９一次側ポート３０二次側ポート３１凹溝３２通孔３３凹溝３４通孔３５係止凹溝３６Ｏリング３７係止凹溝３８ウェアリング３９連通部４０弁体４１支持板４２シール板４３切り欠き４４第一の圧縮ばね４５減圧ばね４６受板４７止め輪４９係止凹溝５０Ｏリング５１第二の圧縮ばね５２大気連通孔５３空間５４通孔５５止め輪５６係止凹溝５７第二の小径部５８段部５９大気連通孔６０第二の受板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端に抑え部を設けた筒状のバルブケー
スと、このバルブケースの抑え部寄り部分の内側に設け
た第一のシリンダ部と、上記バルブケースの他端寄り部
分の内側に設けた第二のシリンダ部と、上記第一のシリ
ンダ部に対応する部分で上記バルブケースの側面中間部
に設け、上記バルブケースの外側と上記第一のシリンダ
部の内側とを連通させる一次側ポートと、上記第二のシ
リンダ部に対応する部分で上記バルブケースの側面中間
部に設け、上記バルブケースの外側と上記第二のシリン
ダ部の内側とを連通させる二次側ポートと、上記バルブ
ケースの内側で上記第一のシリンダ部と第二のシリンダ
部との間部分に、このバルブケースの内周面から直径方
向内方に突出する状態で設けた弁座と、上記第二のシリ
ンダ部に上記バルブケースの軸方向に亙る摺動自在に、
密に内嵌した減圧用ピストンと、上記第一のシリンダ部
の軸方向に亙る流体の流れを確保した状態でこの第一の
シリンダ部の内側に、上記バルブケースの軸方向に亙る
変位自在に設け、上記減圧用ピストンと共に変位する事
により上記弁座の内側の流路を開閉する弁体と、これら
弁座と弁体とを離隔させる方向に上記減圧用ピストンを
付勢する減圧ばねと、上記第一のシリンダ部の軸方向中
間部で上記一次側ポートに関し上記弁座と反対側部分
に、上記バルブケースの軸方向に亙る変位自在に設けた
変位部材と、この変位部材と上記弁体との間に設けた第
一の圧縮ばねと、この変位部材と上記抑え部との間に設
けた、上記第一の圧縮ばねよりも大きな弾力を有する第
二の圧縮ばねと、上記変位部材と上記抑え部との間の空
間を大気に連通させる大気連通部とを備えた減圧弁。
【請求項２】減圧用ピストンと弁体とが、この弁体が
弁座に当接した状態で上記減圧用ピストンが減圧ばねに
抗して変位する事により分離する構造であり、上記減圧
用ピストンの中央部には、上記弁座の内側の流路内に緩
く挿入自在な管状の連通部を設けており、この連通部の
先端開口は、上記弁座に突き当たった状態で密に塞がれ
るものであり、この連通部は先端開口と大気とを連通さ
せている、請求項１に記載した減圧弁。
【請求項３】バルブケースは、バルブケース本体と、
このバルブケース本体内に密に内嵌固定したライナとか
ら成り、このライナの外周面と上記バルブケースの内周
面とは、互いに密接する円筒面であり、第一のシリンダ
部と第二のシリンダ部と弁座とは上記ライナの内周面に
形成している、請求項１〜２の何れかに記載した減圧
弁。