JPH10167U - 流体制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ピストンとの摺動部又は弁座等における後加工
が無く、しかも耐食性に優れた減圧弁を提供する。 【解決手段】減圧弁１のボディ２は金属材料から構成さ
れている。ボディ２内には耐食性を有する合成樹脂から
なるピストンガイド８が配設されている。このピストン
ガイド８には同じく耐食性を有する合成樹脂からなるピ
ストン２３が摺動可能に配設されている。そして、ボデ
ィ２内に流入した流体はこのピストン２３の位置に基づ
いて制御される。以上のように、ボディ２を金属材料か
ら構成するとともに、高温高圧の気体にさらされるピス
トンガイド８及びピストン２３を耐食性を有する合成樹
脂にて構成したことにより、ボディ２の強度を保持した
まま減圧弁１の耐食性を向上させることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、流体の圧力、流量、方向等の出力状態を制御する流体制御弁に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、流体の圧力、流量、方向等を制御すべく、減圧弁等の圧力制御弁、 流量調整弁等の流量制御弁、方向切換弁等の方向制御弁といった各種流体制御弁 がある。この流体制御弁の一種である減圧弁の一例について以下に説明する。

【０００３】 図４に示すように、減圧弁５１のボディ５２には、流入口５３及流出口５４が 形成されている。このボディ５２には、流入口５３に連通する一次圧室５５、一 次圧室５５及び流出口５４に連通する二次圧室５６及びピストン収容室５７が形 成されている。このピストン収容室５７内にはピストン５８が当該ピストン収容 室５７の内周面を摺動可能に設けられている。ピストン５８の底面部略中央部に は棒状のステム５９が延出形成されている。

【０００４】 又、前記一次圧室５５内には弁体６０が設けられ、弁バネ６１により上方に付 勢されている。このとき、弁体６０は前記ピストン５８のステム５９の先端に当 接するようになっている。ボディ５２に設けられた先細状の弁座６２と当接可能 になっている。又、このボディ５２の底面には、一次圧室５５へ貫通する穴部６ ３が形成され、当該穴部６３から弁座６２を加工するようになっている。この穴 部６３はゴム等からなる蓋部６４にて閉塞されている。又、この蓋部６４にはパ ッキン６４ａが設けられ、穴部６３と蓋部６４との間をシールするようになって いる。

【０００５】 更に、前記ボディ５２の上部にはカバー６５が固着され、カバー６５には調整 ネジ６６が螺着されている。そして、調整ネジ６６の先端部はカバー６５内に突 出されている。この先端部とピストン５８との間には、バネ抑え６７を介して調 圧バネ６８が配設されている。即ち、この減圧弁５１は流入口５３から流入した 流体の圧力を、ピストン５８を押す調圧バネ６８の押圧力によって減圧するよう になっている。

【０００６】 このように構成された減圧弁５１をコンプレッサ等の圧力供給源から供給され る高圧気体を所定の圧力に減圧する場合、そのボディ５２は配管ネジ強度を保つ 必要からアルミダイカスト等の金属材料で形成されている。又、減圧弁５１のボ ディ５２は腐食しないように減圧弁５１の流入口５３、流出口５４、一次圧室５ ５、二次圧室５６及びピストン収容室５７の内周面には、クロム酸処理等の酸処 理による低コスト耐食処理を施している。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、コンプレッサ等の圧力供給源から供給される高圧気体が高温多 湿である場合、上記の減圧弁５１の流入口５３、流出口５４、一次圧室５５、二 次圧室５６及びピストン収容室５７の内周面や弁座等の腐食は著しく圧力調整不 良の原因となっていた。

【０００８】 又、ボディ５２はアルミダイカストにて成形されているため、例えば設計図通 りに正確な部品に仕上げるためには後加工が必要となる。そして、この後加工に より、後加工を施した各面には当該ボディ内に形成された巣が露出することとな り加工面の面粗度の悪化を招いていた。特に、ピストン収容室５７の摺動部や弁 座に前記巣が露出し、面粗度が悪化した場合にはピストン５８や弁体６０の動作 時に前記巣から流体が漏れる現象（巣漏れ）が発生し、シール性を悪化させると いう問題がある。

【０００９】 以上の問題とほぼ同様の問題や類似した問題は、上記減圧弁５１に限らず、ピ ストン５８等の移動体をボディ５２等の弁本体内に収容した他の流体制御弁にお いてもほぼ同様に見受けられる。

【００１０】 本考案は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、弁 本体の移動調節体との接触部位における後加工が低減され、しかも弁本体の強度 を保持したまま耐食性を向上させることができる流体制御弁を提供することにあ る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記問題点を解決するため、本考案では、弁本体に流体の出入口を複数形成す るとともに、弁本体内に各出入口を連通する通路を形成し、前記弁本体内には前 記通路途中において少なくとも一部が流体に晒される移動体を外部操作により移 動調節可能に収納し、同移動調節体の移動に基づいて流体の出力状態を制御する 流体制御弁において、弁本体を金属材料により形成するとともに、移動調節体を 耐食性を有する合成樹脂にて形成し、更に移動体をガイドするガイド部材を弁本 体とは別に設けて当該ガイド部材を耐食性を有する合成樹脂にて形成した。

【００１２】 ここで、上記流体制御弁としては、ピストンの位置に応じて流体の出力圧が入 力圧に対し所定圧に減圧される圧力制御弁、針弁の位置に応じて流体の出力流量 が所定流量に調節される流量制御弁、スプールの位置に応じて流体の方向が切り 換えられる方向切換弁などに用いることができる。

【００１３】

【作用】

弁本体内に収納された移動調節体が調節されると、その移動調節体の調節状態 に応じて、流体の圧力、流量、方向等の出力状態が制御される。ここで、本考案 では、弁本体内に収納された移動調節体をガイドするガイド部材を弁本体とは別 個に設けており、しかも移動調節体及びガイド部材を耐食性を有する合成樹脂に より形成している。そのため、弁本体を金属材料によって形成して出入口を含む 弁本体の強度を保持したままであるにもかかわらず、移動調節体の腐食が確実に 阻止される。又、耐食性を有するガイド部材の存在により、移動調節体に対応す る弁本体の内面に特別な耐食処理や後加工を施さなくても、移動調節体の円滑な 移動が確保される。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案を減圧弁に具体化した一実施例を図１〜図３に従って説明する。 図１は、流体制御弁としての減圧弁１の断面図を示している。

【００１５】 この減圧弁１には、アルミダイカスト等の金属材料からなるとともに、その内 面をクロム酸処理等の低コスト表面処理により耐食処理を施した弁本体としての ボディ２が設けられている。このボディ２には流入口３及び流出口４が形成され ている。このボディ２には、流入口３と連通する一次圧室５が形成されるととも に、当該一次圧室５はボディ２上部に形成された断面略円形状の収納凹部６に連 通されている。この凹部６の底面一側は、前記流出口４と連通する連通路７が形 成されている。そして、前記収納凹部６には、高温高湿等の腐食性環境下におい ても、耐食性に優れた例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂製の断 面円形状のガイド部材としてのピストンガイド８が装着されている。そして、こ のピストンガイド８の外周部の角部には、当該ピストンガイド８と収納凹部６と をシールするためのＯリング９が嵌着されている。

【００１６】 図１〜図３に示すように、ピストンガイド８には、断面円形状に形成された凹 状のピストン収容室１０が設けられている。ピストン収容室１０における底面１ １の略中央部には、当該底面１１から一次圧室５側に貫通される貫通孔１２が形 成されている。この貫通孔１２の底面１１側には、貫通孔１２よりも大径の溝部 １３が形成されるとともに、当該溝部１３と貫通孔１２を結ぶテーパ部１４が形 成されている。又、貫通孔１２の一次圧室５側には、当該貫通孔１２よりも小径 の弁口１５が形成されるとともに、当該弁口１５と貫通孔１２とを結ぶテーパ部 １６が形成されている。そして、この弁口１５の先端部には当該弁口１５に沿っ て弁座１７が形成されている。即ち、弁座１７はピストンガイド８と一体成形さ れている。更に、この弁座１７を覆うように、弁座１７の外周縁に沿って複数個 （本実施例では、四個）の弁体ガイド１８が等間隔に一次圧室５側に向かって延 びている。これら各弁体ガイド１８の内周面は貫通孔１２の軸線を中心とする同 一の円弧が形成されている。

【００１７】 又、前記ピストンガイド８の底面１１の一側には、前記連通路７と連通する円 弧状の長孔１９が形成されている。この長孔１９は、底面１１において、切欠凹 部２０により前記貫通孔１２（溝部１３）と連通されている。

【００１８】 前記一次圧室５に延びる弁体ガイド１８間には、耐食性に優れた断面円形状の ゴム等の各種合成樹脂からなる弁体２１が、当該弁体ガイド１８に沿って移動可 能に設けられている。この弁体２１は一次圧室５内に設けられた弁バネ２２によ って、弁座１７側に付勢され、この弁バネ２２の付勢力により弁体２１と弁座１ ７とが当接可能となっている。

【００１９】 又、前記ピストン収容室１０内には、耐食性に優れた断面円形状のポリアセタ ール樹脂等からなる移動調節体としてのピストン２３が摺動可能に収容されてい る。このピストン２３の外周面にはピストンパッキン２４が嵌着され、当該ピス トン２３の外周面とピストン収容室１０の内周面とをシールするようになってい る。

【００２０】 ピストン２３の底面部２５の略中央部には、断面円形状に形成された棒状のス テム２６が前記弁体２１と当接可能に設けられている。又、ピストン２３の上面 にはバネ収容凹部２７が形成され、当該バネ収容凹部２７の底面略中央部からス テム２６の先端部へと貫通する挿通孔２８が形成されている。尚、長孔１９、切 欠凹部２０及び連通路７等の流出口４へ連通する空間部によって二次圧室２９が 形成されている。

【００２１】 図１に示すように、前記ボディ２の上面にはカバー３０が固着され、カバー３ ０には調整ネジ３１が螺着されている。そして、調整ネジ３１の先端部はカバー ３０内に突出されている。この先端部と接触するように収容されたバネ抑え３２ とピストン２３に形成されたバネ収容凹部２７との間には調圧バネ３３が介在さ れており、調整ネジ３１の螺合位置に応じた調圧バネ３３の付勢力がピストン２ ３に作用する。このバネ作用によるピストン２３の変位はステム２６を介して弁 体２１へと伝達される。又、前記カバー３０には貫孔３４が形成されている。

【００２２】 このように構成された減圧弁１を使用して、流入口３から減圧弁１内に流入し た流体としてのエア等の高圧気体を所定の圧力に減圧して流出口４から流出する 場合について簡単に説明する。

【００２３】 まず、予め調整ネジ３１を回転させ、調圧バネ３３にてピストン２３に、前記 所定の付勢力をかける。このとき、ピストン２３は調圧バネ３３にて押し下げら れることによって、弁体２１はステム２６により押し下げられ、弁座１７との当 接状態が解除される。即ち、一次圧室５と二次圧室２９とが連通される。

【００２４】 この状態において、流入口３から一次圧室５に流入した流体としての高圧気体 はピストン収容室１０内へと流入し、ピストン２３の底面部２５を前記調圧バネ ３３の付勢力に抗して押して、当該ピストン２３を押し上げる。すると、弁体２ １の開度が小さくなり、ピストン収容室１０内に流入する高圧気体の流量が減少 する。そして、前記弁体１７の開度はピストン収容室１０内の気体の圧力と調圧 バネ３３の前記所定の圧力とが釣り合った状態に調整される。即ち、弁体２１の 開度は一次圧室５からピストン収容室１０に流入する高圧気体の圧力に応じて設 定され、所定の圧力に減圧され、流出口４から流出される。

【００２５】 又、逆に、二次圧室２９内が高圧になった場合には、弁体２１が弁座１７と当 接するとともに、ピストン２３の底面部２５が更に押し上げられ、ステム２６と 弁体２１との当接状態が解除される。そして、前記二次圧室２９内に充満した気 体の一部がステム２６に形成された挿通孔２８から二次圧室２９外に抜け、貫孔 ３４から大気中に放出されることにより、速やかに二次圧室２９内の気体の圧力 を所定の圧力まで減圧する。

【００２６】 次に、上記のように構成した減圧弁１の作用及び効果について説明する。 例えば、エアドライヤ等の除湿機を設置することなく、コンプレッサ等に直接 減圧弁１の流入口３を接続すると、当該減圧弁１内には高温高湿の高圧気体が流 入する。すると、一次圧室５及び二次圧室２９等に気体が充満し、前記ピストン ガイド８及びピストン１５等は高温高湿の前記気体にさらされる。しかしながら 、これらピストンガイド８及びピストン１５等は耐食性に優れた樹脂より形成さ れているため、この高温高湿の腐食性環境下であっても、腐食等の発生を防止す ることができる。特に、ピストンガイド８及びピストン１５の各摺動面の腐食が 抑えられるため、ピストンガイド８とピストン１５との間からの気体の漏れ及び ピストン１５の摺動不良等を防止できるため、当該減圧弁１の性能の低下、更に 圧力調整不良等を防止することができる。

【００２７】 又、耐食性の樹脂にてピストンガイド８及びピストン１５等を構成することに より、従来技術に示すアルミダイカスト品を使用した場合に比して、クロム酸処 理等の耐食処理を行う必要がなく、当該処理コストの低減を図ることが可能とな る。

【００２８】 更に、ピストンガイド８及びピストン１５は、それぞれ樹脂を金型等により成 形した成形品を後加工することなく使用している。このため、後加工時に巣等が 加工面に露出することにより生じる当該加工面の面粗度の悪化を防止できる。特 にピストンガイド８とピストン１５の各摺動面の面粗度の悪化を防止できるため 、摺動時において巣等から流体が漏れる現象（巣漏れ）を防止でき、各摺動面の 面粗度を向上させ、摺動性及びシール性を向上できるとともに、後加工の加工コ スト及び巣漏れ等の不良コストを節減することができる。

【００２９】 同様に、前記ピストンガイド８において、弁座１７を当該ピストンガイド８と 一体成形したことにより、弁座１７の後加工が不要となり、この弁座１７の巣漏 れ等を防止することができる。又、弁座１７を当該ピストンガイド８と一体成形 したことにより、部品点数を低減することができる。更に、弁座１７の後加工が 不要なことから、従来技術に示すように、ボディ５２底面に穴部６３を形成し、 その穴部６３から弁座６２を加工する必要がないため、穴部６３及び蓋部６４等 を形成するための加工にかかるコスト、手間及び時間等を節減できる。

【００３０】 加えて、強度が必要な流入口３及び流出口４を有するボディ２を金属製とし、 低コストの耐食処理を施し、耐食性を必要とするピストンガイド８及びピストン １５を樹脂製としたことにより、強度及び耐食性に優れた減圧弁１を提供するこ とができる。

【００３１】 尚、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない 範囲で構成の一部を適宜に変更して次のように実施してもよい。 （１）上記実施例では、流体制御弁として減圧弁１を使用したが、各種の圧力 制御弁に適用してもよい。

【００３２】 又、流量制御弁に応用してもよい。例えば弁本体としての金属製のケースに流 入口、流出口及びオリフィス部を形成し、移動調節体としての針弁をケース内に て移動させることによりオリフィス部の断面積を変化させ、流入口から流入した 流体の流量を調整する流量制御弁に応用してもよい。この場合、前記ケース内に 、当該ケースとは別個に針弁が摺動可能なガイド部材を配設し、これら針弁及び ガイド部材を合成樹脂にて構成する。

【００３３】 更に、方向制御弁に応用してもよい。例えば弁本体としての金属製のケースに 流入口及び第１，第２の流出口を形成し、当該ケース内に配設された移動調節体 としてのスプールが移動することにより、流入口から流入した流体が第１，第２ の流出口いずれかの流出口から流出する方向制御弁に応用してもよい。この場合 、前記ケース内に、当該ケースとは別個に前記スプールが摺動可能なガイド部材 を配設し、これらスプール及びガイド部材を合成樹脂にて構成する。

【００３４】 （２）上記実施例では、ボディ２を形成する金属材料としてアルミダイカスト を使用したが、ステンレス等の各種金属材料を使用してもよい。 （３）上記実施例において、ボディ２の内面として流出口、一次圧室、流入口 のみに耐食処理を施してもよい。

【００３５】 （４）上記実施例では、流体としてエア等の気体を制御する流体制御弁として の減圧弁に適用したが、オイル等の液体を制御する流体制御弁に応用してもよい 。

【００３６】 （５）上記実施例において、弁体ガイド１８を二個又は三個使用して形成して もよい。勿論、五個以上使用してもよい。

【００３７】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によれば、弁本体の移動調節体との接触部位におけ る後加工が低減され、しかも弁本体の強度を保持したまま耐食性を向上させるこ とができる流体制御弁が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を具体化した一実施例における減圧弁の
断面図である。

【図２】一実施例において、ピストンガイドを示す斜視
図である。

【図３】一実施例において、ピストンガイドを示す斜視
図である。

【図４】従来例における減圧弁を示す断面図である。

【符号の説明】

１…流体制御弁としての減圧弁、２…弁本体としてのボ
ディ、３…出入口としての流入口、４…出入口としての
流出口、５…一次圧室、８…ガイド部材としてのピスト
ンガイド、１０…ピストン収容室、１７…弁座、２１…
弁体、２３…移動調節体としてのピストン、２９…二次
圧室。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体に流体の出入口を複数形成すると
   ともに、弁本体内に各出入口を連通する通路を形成し、
   前記弁本体内には前記通路途中において少なくとも一部
   が流体に晒される移動体を外部操作により移動調節可能
   に収納し、同移動調節体の移動に基づいて流体の出力状
   態を制御する流体制御弁において、 弁本体を金属材料により形成するとともに、移動調節体
   を耐食性を有する合成樹脂にて形成し、更に移動体をガ
   イドするガイド部材を弁本体とは別に設けて当該ガイド
   部材を耐食性を有する合成樹脂にて形成した流体制御
   弁。
2. 【請求項２】 請求項１記載の流体制御弁において、前
   記移動調節体はピストンであり、前記ガイド部材はピス
   トンを摺動可能に収納するピストンガイドであり、前記
   ピストンの位置に応じて流体の出力圧が入力圧に対し所
   定圧に減圧されるものである流体制御弁。
3. 【請求項３】 請求項１記載の流体制御弁において、前
   記通路中にオリフィス部を設け、前記移動調節体は前記
   オリフィス部に設けられた針弁であり、前記針弁の位置
   に応じてオリフィス部の断面積が変化されることにより
   流体の出力流量が入力流量に対し所定流量に調節される
   ものである流体制御弁。
4. 【請求項４】 請求項１記載の流体制御弁において、前
   記移動体はスプールであり、前記スプールの位置に応じ
   て流体の方向が切り換えられるものである流体制御弁。