JPS5933057Y2 - 減圧弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、フィルタ付き減圧弁に関し、入力圧力が出力
圧力より低下したとき、チェック弁として作用する、チ
ェック弁機能付きのフィルタ付き減圧弁を提供するもの
である。

従来のフィルタ付き減圧弁は、順方向にしか流体が流通
できないので、逆流させる必要がある場合には、減圧弁
と並列にチェック弁を特別に設けたりしなければならず
、回路が複雑で、コスト高になるという欠点があった。

またバランスピストン部にドレンが溜った場合に、弁体
の動きが悪くなって流量特性を阻害したり、錆が発生し
た場合には誤動作（圧力制御不能）を引起こす等欠点が
あった。

次に、本考案によるチェック弁機能付きのフィルタ付き
減圧弁の理解を助けるために、第１図と第２図に基づい
て、従来のフィルタ付き減圧弁を詳説する。

第１図は、一般的に使用されている減圧弁の全体構成を
示す縦断面図である。

同図において、１は入力ポート、２は出力ポート、３は
弁座４と圧接密封可能な弁体、５は弁体３を弁座４側に
押圧している閉止ばね、γはダイヤフラム組立体、６は
該ダイヤフラム組立体７と弁体３間に介在している弁棒
、８はダイヤフラム組立体７を押し下げる設定ばね、９
は調整ねじである。

入力ポート１からの流入流体は、フィルタエレメント１
１を通過し、弁座４と弁体３との間から出力ポート２内
に流れ、その流体の一部はサイフオンチューブ１０を通
して圧力作用室Ｃ内に流れる。

そして、出力ポート２および圧力作用室Ｃ内の圧力が、
設定ばね８によって設定された一定圧力以上になると、
ダイヤフラム組立体Ｉが設定ばね８の力に抗して押し上
げられる。

その結果、弁体３および弁棒６が閉止ばね５の力で押し
上げられて、弁体３が弁座４に圧接して閉弁され、入力
ポート１から出力ポート２への流体の流れが阻止される
。

図のように閉弁したときの各部の力の釣合は、弁体３を
降下させる力を正、上昇させる力を負とすると、 Ｆｌ−Ｆ２Ｓ１−Ｆ２−（ＰＩ〜Ｐ２）Ｓ２＝０ ・
・・ （１）ただし、Ｆｌ：設定ばね８の圧縮力 Ｆ２：閉止ばね５の圧縮力 Ｐｌ：入力圧力 Ｆ２：出力圧力 Ｓｌ：ダイヤフラム組立体７の受圧面 積 Ｓ２：第２図の弁体３の圧力不平衡部 ここで、フィルタ付き減圧弁の出力ポート２の圧力が、
シリンダ等により消費されて、圧力降下すると、フィル
タ付き減圧弁の圧力制御系の釣合がくずれて不平衡力ｆ
が生じる。

この不平衡力ｆの大きさは、釣合時の出力設定圧力Ｐ２
より下降した圧力をＡＰとすると、 ｆ＝Ｆ１−（Ｆ２−ＪＰ） Ｓ １−Ｆ２−（ＰＩ−（
、Ｐ２刊Ｐ））Ｓ２＝Ｆ］−Ｆ２Ｓ２−Ｆ２−（ＰＩ−
Ｆ２）Ｓ２＋（Ｓ １−８２ＭＰ（１）式より Ｆｌ−Ｆ２Ｓ２−Ｆ２−（ＰＩ−Ｆ２）Ｓ２＝０したが
って、ｆ ＝ （Ｓ １−８２ ＭＰ一般のフィルタ付
き減圧弁では、Ｓｌ〉Ｓ２であるから、 ｆ＝８１．（Ｐ ・・・・・・・・・ （２）で、
ｆ＞Ｏとなり、弁体３が降下されて、入力ポート１から
出力ポート２へ流体の補充が行なわれる０ ところで、フィルタ付き減圧弁の出力ポート２において
、シリンダ等の負荷側から、出力設定圧力Ｐ２に対して
背圧ＪＰが加わり、しかも入力ポート１の供給圧力Ｐ１
が零になった場合、フィルタ付き減圧弁の圧力制御系の
釣合がくずれ、不平衡力ｆ′が発生する。

その大きさは、ｆ’＝Ｆ１−（Ｐ２＋、、（Ｐ）Ｓｌ−
Ｆ２−（０−（Ｐ２刊Ｐ））Ｓ２＝Ｆ１−Ｆ２Ｓ１−Ｆ
２−（Ｐｉ−Ｆ２）８２−（８１−８２）＃Ｉ−ＰＩＳ
２（１）式より、Ｆｌ−Ｆ２Ｓ１−Ｆ２−（ＰＩ−Ｆ２
）Ｓ２＝０したがって、 ｒ’＝−（Ｓ １−８２ ） ＪＰ＋Ｐ Ｉ Ｓ ２一
般にフィルタ付き減圧弁では、Ｓｌ〉Ｓ２であるから、 ｆ’＝−８ＩＪＰ＋ＰＩＳ１ ・・・・・・・・・
（３）となる。

ここで、弁体３を押し下げて出力圧力が入力ポート１側
に逆流し抜けるためには、ｆ＞Ｏの条件が必要で、背圧
、（Ｐに制限が生じる。

すなわち、ｆ′〉０であるから となる。

したがって、（４）式を満足する程度の背圧であれば良
い。

しかし、（４）式で示される背圧より大きな背圧が加わ
ると、（３）式にてｆ＜０となり、弁体３を押し上げる
ような不平衡力が働き、入力圧力が零になっても、出力
圧力は保持されたままになる。

そのため、大きな背圧が加わっても、出力圧力を容易に
入力ポート側に逆流させ、出力ポート内の圧力を抜くに
は、（４）式より、Ｓ２／Ｓ１が大きいことが必要とな
る。

ところが、フィルタ付き減圧弁の制御特性（すなわち入
力圧力の変動に対する出力設定圧の変動特性）を良くす
るには、Ｓ２／Ｓ１の値が小さいほど良く、前記の特性
と相反することになる。

すなわち、フィルタ付き減圧弁の圧力制御特性の良いも
のほど、入力圧力が零になっても出力圧力は保持された
まま抜けにくくなる傾向にあるので、従来のフィルタ付
き減圧弁自体では、出力ポート側から入力ポート側への
逆流は不可能である。

ところで、フィルタ付き減圧弁の使い方として、例えば
第３図のような回路で、非常時に切換弁３１を切り換え
ることにより、フィルタ付き減圧弁３２の出力圧力、即
ちアクチェータ３３等に供給される二次圧を零にしたい
場合等が考えられる。

ところが従来のフィルタ付き減圧弁では、それ自身チェ
ック弁としての機能を有していないので、上記の使用例
のような場合には、フィルタ付き減圧弁と並列にチェッ
ク弁を設けなければならず、配管系が複雑になる欠点が
ある。

したがって本考案の目的は、フィルタ付き減圧弁として
の圧力制御特性を損うことなく、フィルタ付き減圧弁自
身でチェック弁としても作用し得る、チェック弁機能付
きのフィルタ付き減圧弁を提供することにある。

この目的を達成するために、本考案によるチェック弁機
能付きのフィルタ付き減圧弁は、入力ポートと圧力作用
室との間を、弁棒に設けられた筒状孔と、逆流時に開く
補助チェック弁を介して連通した構成にしている。

以下、本考案によるチェック弁機能付きのフィルタ付き
減圧弁の実施例を第４図に基づいて説明する。

この図において、第１図のフィルタ付き減圧弁と同じ部
分については同じ符号を付け、構造および本来の減圧弁
作用の説明を省略する。

本考案の場合は、第１図と違って、弁体３とダイヤフラ
ム組立体７との間に介在している弁棒６′に、筒状の連
通孔１２をあけ、その一端（下端）は、弁体３のバラン
スピストン部３ｐの下側のバランスシリンダ１３の圧力
室１３ｃに連通させ、他端（上端）は圧力作用室Ｃに連
通させである。

また、バランスシリンダ１３には、その圧力室１３ｃと
その外側即ち入力ポート１とを連通させる連通孔１４・
１５を備えていて、両速通孔１４１５間に、ボールから
成る補助チェック弁１６を備えている。

そして補助チェック弁１６は、入力ポート１と圧力作用
室Ｃとを連通させる連通孔１４に係合閉止されるように
なっていて、入力ポート１内の流体圧が一定値以下に低
下したとき、或いは圧力作用室Ｃ内の流体圧が入力ポー
ト１内の流体圧より高くなったときに開き、圧力作用室
Ｃから入力ポート１に向かって流体を流通させるように
なっている。

連通孔１４・１５および弁棒の連通孔１２は、サイフオ
ンチューブ１０よりも流路面積を大きく形成してあり、
出力ポート２から圧力作用室Ｃ内に流れる流量よりも、
圧力作用室Ｃから入力ポート１に流れる流量の方が大き
くなるようにしである。

このような構成において、通常は第１図のものと同様に
減圧弁作用をするが、いま出力ポート２側が、シリンダ
等の負荷からの背圧などにより、釣合い時の設定圧力に
対して圧力が上昇し、さらに入力圧力が零になると、背
圧による上昇圧力は、サイフオンチューブ１０を介して
圧力作用室Ｃ内に導入される。

そして入力圧力が零に近い値に降下すると、補助チェッ
ク弁１２が開き、連通孔１２・１４・１５を介して圧力
作用室内の流体圧は入力ポート内に排出される。

しかも、サイフオンチューブ１０からの流入量よりも、
圧力作用室Ｃから入力ポート１へ流れる流量の方が大き
いので、圧力作用室Ｃ内の圧力は、釣合時の設定圧力よ
りも小さくなる。

すなわち、圧力作用室Ｃの圧力変動、（Ｐは、負（−Ｊ
Ｐ）となる。

そのため、フィルタ付き減圧弁の圧力制御系に生じる不
平衡力は、（３）式より、 ｆ’＝−８１，（−、！（Ｐ）＋ＰＩＳ１８１ＡＰ＋Ｐ
ＩＳ２ となる。

すなわち、入力圧力が釣合時の出力設定圧力より低下し
た場合は常に、ｆ〉０となり、弁体３はこの不平衡力お
よび設定ばね８で押し下げられて、開弁する。

その結果、出力ポート２側の流体圧は、入力ポート１側
にスムーズに逆流して抜ける。

つまり、フィルタ付き減圧弁は、このときチェック弁の
働きをすることになる。

このように本考案によるフィルタ付き減圧弁では、入力
ポートと圧力作用室とが、弁棒の筒状連通孔および小さ
な補助チェック弁を介して連通可能になっているため、
フィルタ付き減圧弁の圧力制御特性を犠牲にしたりする
ことなく、一定条件の下でチェック弁としての機能を発
揮できる。

そのため、従来に比べて色々な使い方ができ、用途が広
くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフィルタ付き減圧弁の縦断面図、第２図
は第１図のフィルタ付き減圧弁の一部分の拡大図、第３
図はフィルタ付き減圧弁の使用例を示す回路図、第４図
は本考案によるチェック弁機能付きのフィルタ付き減圧
弁を例示する縦断面図である。 図において、１は入力ポート、２は出力ポート、３は弁
体、４は弁座、５は閉止ばね、ダは弁棒、７はダイヤフ
ラム組立体、８は圧力設定ばね、１１はフィルタエレメ
ント、１２・１４・１５は連通孔、１６は補助チェック
弁、Ｃは圧力作用室である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力圧力より低く減圧された出力圧力を圧力作用室に導
   き、該出力圧力が一定値になったとき、該圧力作用室内
   の流体の圧力でダイヤフラム組立体を作動させ、それに
   よって弁体を閉じる構成に成っており、しかも該弁体と
   入力ポートとの間にフィルターエレメントを備えている
   フィルタ付き減圧弁において、該圧力作用室と入力ポー
   ト間を、弁棒の筒状孔と比較的小さな補助チェック弁を
   介して連通させ、該圧力作用室から該入力ポートに流出
   す流体の流量が、出力ポートから該圧力作用室に流入す
   る流体の流量よりも多くなるように各部の流路の大きさ
   を設定したことを特徴とするチェック弁機能付き減圧弁
   。