JPS63255712A - 圧力調整器 - 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、高い圧力の流体を任意の圧力に減圧し、供給
圧力、使用量の変化に拘わらず一定の圧力に保詩調節す
る、圧力調整器に関する。

〔従来の技術〕

圧力調整器として、第７図に示すように、入口ｌと出口
２の間にノズル３を備えた本体４内に、圧力調整バネ５
によってノズル３側に付勢されたダイヤフラム６を張設
し、ノズル３の上記入口（−次）１側にバルブシート７
を配して押しバネ８で支えろとともに、上記ダイヤフラ
ム６にステム９て連結し、本体４に圧力調整ネジ１０を
設けたステム型下力調整器と、バルブシートを二次側に
配したノズル型の圧力調整器か知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、圧ツノ調整器においては、−次圧力の変動に
よる二次圧力の変化量、つまり圧力変動率か小さく、ま
た、例えば、出口側が閉じられて平衡を保っている状態
から、出口側を開放した時に低下する二次圧力の変化量
、つまり瞬時圧力降下率（逆に言えば、閉塞時圧力上昇
率）が小さい程よい。

ところか、ダイヤフラムを使用した上記従来の圧力調整
器では、圧力変動率と瞬間圧力降下率が小さい良好な性
能を得るためには、面積の大きいダイヤフラムを使用す
ることか不可欠で、構造が大形化し、重くなるとともに
、コスト高になるという問題点がある。また従来の圧力
調整器は、別個に製造された圧力計ＩＩを備えているが
、圧力計の分だけ高価になるという問題点もある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、流体の出口と放出口、及び内周面に開口させ
られた入口とを有するシリンダ内に、連通孔を有し第１
移動位置において上記連通孔によりシリンダの上記入口
と出口とを連通させ、また第２移動位置において連通孔
による入口と出口の連通を断ち、更にまた、第１移動位
置から第２移動位置を経た第３移動位置において連通孔
により出口と放出口とを連通させるピストンを、上記連
通孔に常時通ずる加圧室を第１移動位置側に形成して上
記シリンダ内に移動自在に装入し、上記ピストンに、該
ピストンを第３移動位置から加圧室に向けて移動させる
バネを付設し、上記シリンダに、調整ネジを軸支したガ
イド部材を取り付け、上記調整ネジに、該調整ネジの回
転によってガイド部材に沿って移動し上記バネを伸縮さ
せるバネ受けナットを螺合するとともに、調整ダイヤル
を上記ガイド部材を囲んで取り付け、上記ガイド部材と
調整ダイヤルとの間に、上記バネ受けナットの移動によ
って回転させられる回転筒を、上記バネ受けナットに設
けられた突起を傾斜孔に嵌め入れて設け、上記シリンダ
と回転筒との間にシリンダに対する回転筒の回転量を示
す指示機構を設け、まに上記出口に、圧力指示器を付設
した出口接手を取り付けることにより、上記従来の問題
点を解決したものである。

〔作用〕

流体を流さない通常状態においては、ピストンは、バネ
により加圧室側に移動させられて第１移動位置で停止し
、入口と出口を連通孔で連通している。この状態で入口
に流体を流すと、流体は連通孔を通って加圧室と出口に
流れ、ピストンをバネの弾力に抗して第２移動位置に向
けて押圧する。

出口側、つまり二次側の圧力かバネの押圧力より大きく
なってピストンか第２移動位置に動かされると、ピスト
ンによってシリンダの入口と出口か遮断されるため、流
体の流れが停止する。

上記の状態で二次側圧力が低下すると、ピストンはバネ
により第１移動位置に戻され、再び連通孔で入口と出口
を連通ずるため、流体は入口から連通孔を通って出口に
流れることになる。また、入口と出口が遮断されている
状態から二次側の流体圧力が高まると、ピストンはバネ
の弾力に抗して第３移動位置に移動し、連通孔で出口を
放出口に連絡する。このため、出口側の流体は連通孔か
ら放出口に抜け、大気に放出される。

上記において、調整ダイヤルを操作して調整ネジを回転
させると、バネ受けナットかガイド部材に沿って移動し
てバネの弾力を変化させるが、この際、回転筒は、バネ
受けナットに設けられた突起の移動を傾斜孔の斜縁に受
けて周方向に回転し、その回転量、つまりバネの弾力を
指示機構により表示する。また、出口接手に付設された
圧力指示器は二次圧力を表示する。

上記の構造では、前記圧力変動率に関しては、−次圧力
（入口側圧力）はピストンの変位方向に直角な方向にし
か力を加えないので、理論的には零である。

すなわち、第７図の圧力調整器においては、入口１側の
一次圧力を　Ｐい出口２例の二次圧力をＰ２、ダイヤフ
ラム６の面積をＳ８、ノズル３の開口面積をＳ、圧力調
整バネ５の力をＦ、押しバネ８の力をｆとすると、次の
（１）式が成立する。

Ｐ　２−（−ｓ　／（Ｓ　ｅ−５））Ｐ　＋’（Ｆ−ｆ
　）／（Ｓ　ａ−３）−（１）ところが、本発明の圧力
調整器では、上記のＩｓ　／（Ｓ　６−５　））Ｐ　＋
が零であるから、−次圧力の変化による影響は零である
。

まノコ、瞬時圧力降下率に関しては、今、バネ定数：　
Ｋ　（Ｊｇ／Ｃ次）、ピストンの面積；　５（ｃｌ）　
、バネの自由長からの圧縮長さ；δＩ（Ｃ４）、二次圧
カニ　Ｐ　２　（ｋｇ／ｃＩＩ！’）　、とすると、（
下向きの力）／（上向きの力） であるから、 Ｋδ＋＝　Ｓ　Ｐ　２　　・・・・・・・・・　（２）
更に、二次側の弁を開き、流体をある流量を流して、二
次圧力がΔＰ２だけ下がり、ピストンが下の方にδ、た
け下がったときは、上記（２）式は次のようになる。

Ｋ（δ、−δｔ）−（ｐｔ−ΔＰ２）Ｓ　　・・・（３
）上記（３）式から（２）式を引いて整理すると、ΔＰ
、＝（Ｋ／Ｓ）δ、・・・・・・（４）となり、ピスト
ンの面積Ｓが小さくとも、バネ定数Ｋを小さくすること
によって、瞬時圧力降下率を小さくすることができる。

〔実施例〕

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示すもので、
図において符号２０はシリンダであり、このシリンダ２
０は、環状部材２１と筒状部材２２、及び内筒２３とか
ら成る。上記環状部材２１と筒状部材２２とはネジ２１
ａ、２２ａを相互に螺合して一体に組み立てられており
、環状部材２１には、流体の入口２１ｂが設けられると
ともに、環状部材２１の第１図において右側の口部は流
体の放出口２１ｃとされ、また筒状部材２２の第１図に
おいて左側の口部は流体の出口２２ｂとされている。ま
た、内筒２３は、その内周面に、３個のシールリング（
Ｏリング）用溝２３ａ、２３ｂ。

２３ｃと、２個の連通溝２３ｄ、２３ｅが、はぼ等間隔
で交互に形成され、また外周面に、シールリング用溝２
３ｆと、前記連通溝２３ｄに通ずる出口孔０３ｇと、他
の連通Ｍ　２３　ｅに通ずる入口孔２３ｈが形成される
とともに、第１図左側の底部に放射状の出口溝２３ｉか
形成される一方、上記溝２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３
ｆにそれぞれノールリング２４．２５．２６．２７を嵌
め入れて成り、上記出口孔２３ｇを筒状部材２２と自体
の間のスリット２８に、まｆ二人ロ孔２３ｈを環状部材
２１に設けられた入口２１ｂの位置にそれぞれ配して環
状部材２１と筒状部材２２の内部に装入されている。

上記のように構成されたシリンダ２０の内筒２３内に、
連通孔３０を有するピストン３１が、内筒２３の内底部
に、上記連通孔３０に常時通ずる加圧室３２を形成して
シリンダ２０の長さ方向に左右に移動自在に装入されて
いる。上記連通孔３０は、ピストン３１の周壁に環状の
穴３０ａを穿設して、その端部（第２図で下部）３０ｂ
をピストン３１の底面に開口させるとともに、上部にピ
ストン３１の周面に開口する口部３０ｃ、３０ｄを設け
たものである。

ここで、ピストン３１の上記口部３０ｃ、３０ｄと、シ
リンダ２０の連通溝２３ｅ、２３ｄとの関係を説明する
と、ピストン３１がシリンダ２０の内筒２３内に深く入
り込んでいる第１図の第１移動位置においては、第６図
（イ）、（ロ）に示すように、口部３０ｃ、３０ｄが連
通溝２３ｅ、２３ｄの部分にそれぞれあって入口２１ｂ
と出口２２ｂとを連通させ、またピストン３１が第１移
動位置より第１図で右に少し移動した第２移動位置にお
いては、第６図（ハ）に示すように、口部３０ｃが連通
溝２３ｅから離れて入口２１ｂと出口２２ｂの連通を断
つとともに、ピストン３Ｉか第２移動位置から更に右に
移動した第３移動位置においては、第６図（ニ）に示す
ように、口部３０ｃがシールリング２６の上（第１図で
右）に位置し、出口２２ｂを隙間Ｇを介して放出口２１
ｃに連通させる構成とされている。

また、上記シリンダ２０の環状部材２１の第１図で右方
には、調整ネジ３３を軸支したガイド部材３４がビス３
５で固定され、上記ガイド部材３４に係止して自由回転
を止められた状態で調整ネジ３３に螺合されたバネ受け
ナット３６とピストン３１との間に、バネ３７が装着さ
れている。また、調整ネジ３３の第１図で右端に、該調
整ネジ３３を操作する筒状の調整ダイヤル３８が上記ガ
イド部材３４を覆って取り付けられている。上記調整ダ
イヤル３８とガイド部材３４の間に、傾斜孔３９ａを有
する回転筒３９が、上記傾斜孔３９＆に上記バネ受けナ
ット３６に設けられた突起４０を嵌め入れて周方向に回
転自在に設けられ、調整ダイヤル３８による調整ネジ３
３の回転でバネ受けナット３６と一緒に突起４０が移動
すると、その突起４０の移動を傾斜孔３９ａの斜縁に受
けて周方向に回転する構成とされている。環状部材２１
と調整ダイヤル３８との間に、指針４１ａを設けた透明
リング４１か前記ビス３５で環状部材２１に固定して設
けられ、回転筒３９に表示された目盛り３９ｂを上記指
針４１ａによって表示する。なお、指針４１ａと目盛り
３９ｂとは指示機構２９を構成するが、回転筒３９に指
針を、また透明リング４１に目盛りを設けて実施するこ
ともできる。

また、符号４３は、シリンダ２０の筒状部材２２の出口
２２ｂに螺合された出口接手である。この出口接手４３
の部分に圧力指示器４２が設けられている。ふなわち、
筒状部材２２の軸筒部２２Ｃと上記出口接手４３との間
に、内筒２３の底面に形成された出口ｉ＊　２３　ｉに
小孔２２ｄによって連絡された環状の空室４４が設けら
れ、該空室４４内には、小孔２２ｄ側の圧力により出口
接手４３に沿って移動する可動リング部材４５と、この
可動リング部材４５を小孔２２ｄ側に付勢するコイルバ
ネ４６とが装入されている。可動リング部材４５は、例
えば第４図に示すように、互いに磁力で吸着するように
組まれた磁石４５ａ、４５ｂと、それらの磁石４５ａ、
４５ｂの間に挟み込まれたシールリング４５ｃとから成
る。そして、上記軸筒部２２ｃの外側に、上記可動リン
グ部材４５の磁石４５ａ、４５ｂに磁力で吸着される磁
性体よりなる指示リング４７か移動自在に嵌められ、更
に、その外側に透明パイプ４８が設けられている。透明
パイプ４８は指示リング４７の動きを見るためのもので
、目盛り４８２Ｌを有する。この構成においては、内筒
２３の底面に形成された出口溝２３ｉ側の流体圧力、つ
まり、二次圧力が変動すると、その二次圧力に応じて可
動リング部材４５が磁力で指示リング４７を追従させて
、第１図で左右に移動する。したがって、透明パイプ４
８を透かして指示リング４７の移動位置を目盛り４８ａ
で読み取ることにより二次圧力を知ることができる。

なお、可動リング部材４５は第５図に示すように、金属
やプラスチック等の材料からなる部材４５ｄにシールリ
ング４５ｅ、４５ｆを付設したもの、あるいは、第４図
の一方の磁石４５ｂを磁性体にしたものなどその変形例
は種々あるが、本発明においてはいずれも採用すること
ができる。可動リング部材４５を第５図のようにした場
合は、軸筒部２２ｃは透明に構成される。ガイド部材３
４は、１個でもよいが、通常、２〜４個等間隔て設けら
れ、これと同数のバネ受けナット３６を案内する。

しかして、符号４９は、調整ネジ３３に調整ダイヤル３
８を固定している固定ナツト、５０は環状部材２１と筒
状部材２２との間に挟み込まれてそれらの間を気密にし
ているシールリング、５１は止め輪５２によって出口接
手４３に固定された蓋部材である。

次に上記のように構成された本発明に係る圧力調整器の
作用を説明する。

ピストン３１は通常状態においては、バネ３７により加
圧室３２側に移動して第１移動位置で停止している。こ
の状態では、第６図（イ）に示すように、連通孔３０の
口部３０ｃ、３０ｄは、シリンダ２０の内筒２３に設け
られた連通溝２３ｅ。

２３ｄの部分にあって入口２１ｂを出口２２ｂに連通し
ている。したがって、入口２１ｂから流体を流すと、流
体は、入口孔２３ｈ→連通ｐ　２３　ｅ−ピストン３Ｉ
の連通孔３０の口部３０ｃ−穴３０ａ−ロ部３０ｄ一連
通溝２３ｄ−出口孔２３ｇ−スリシト２８−出口ｐ　２
３　＋の順にそれらを通って出口２２ｂに流れるととも
に、その一部の流体は、連通孔３０の端部３０ｂから加
圧室３２に入り、ピストン３１の底面をピストン３１が
第１図で右に動くようにバネ３７の弾力に抗して加圧す
る。

流体の出口側圧力がバネ３７の押圧力より高まると、そ
の度合に応じてピストン３１が右に移動オろが、ピスト
ン３１が第６図（ロ）の状態を経て第２移動位置に達す
ると、第６図（ハ）に示すように、連通孔３０の口部３
０ｃが連通溝２３　ｅから離れ、入口２１ｂと出口２２
ｂの連通を遮断するので、流体の流れが停止する。

第６図（ハ）の状態において、流体の使用等により二次
側圧力が低下すると、ピストン３１はバネ３７により移
動仕しめられ、再び連通孔３０で入口２１ｂと出口２２
ｂを連通ずる。また第６図（ハ）の状態において、二次
側の流体圧力が更に高まると、ピストン３１は第６図（
ニ）のように第３移動位置に移動し、口部３０ｃを隙間
Ｇの部分に動かして連通孔３０を放出口２１ｃに連絡す
る。このため、出口側の流体は連通孔３０を通って放出
口２１ｃから大気に放出されることになる。

流体の放出口２１ｃからの放出により二次側圧力が低下
すると、ピストン３１はバネ３７の作用により、バネ３
７の力と流体圧力が平衡するまで左に移動する。

二次側の流体圧力を調整するには、調整ダイヤル３８を
操作して調整ネジ３３を回転させ、バネ受けナット３６
を上下させてバネの力を増減させる。この際、回転筒３
９は、バネ受けナット３６と一緒に移動する突起４０の
動きを傾斜孔３９ａの斜縁に受けて調整ネジ３３を中心
に回動し、指針４１ａの位置に目盛り３９ｂを動かして
、バネ受はナンド３６の移動位置を表示する。

一方、圧力指示器４２の可動リング部材４５は、流体の
二次側圧力に応じて空室４４内を移動し、指示リング４
７により二次圧力を示す。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の圧力調整器は、流体の出
口と放出口、及び内周面に開口させられた入口とを有す
るシリンダ内に、連通孔を有し第１移動位置において上
記連通孔によりシリンダの上記入口と出口とを連通させ
、また第２移動位置において連通孔による入口と出口の
連通を断ち、更にまた、第１移動位置から第２移動位置
を経た第３移動位置において連通孔により出口と放出口
とを連通させるピストンが、上記連通孔に常時通ずる加
圧室を第１移動位置側に形成して上記シリンダ内に移動
自在に装入され、上記ピストンには、該ピストンを第３
移動位置から加圧室に向けて移動させるバネが付設され
、上記シリンダに、調整ネジを軸支したガイド部材が取
り付けられ、上記調整ネジに、該調整ネジの回転によっ
てガイド部材に沿って移動し上記バネを伸縮させるバネ
受けナットが螺合されるとともに、調整ダイヤルが上記
ガイド部材を囲んで取り付けられ、上記ガイド部材と調
整ダイヤルとの間に、上記バネ受けナットの移動によっ
て回転させられる回転筒が、上記バネ受けナットに設け
られた突起を傾斜孔に嵌め入れて設けられ、上記シリン
ダと回転筒との間にシリンダに対する回転筒の回転量を
示す指示機構が設けられ、また上記出口に、圧力指示器
を付設した出口接手が取り付けられた構成とされ、入口
の一次側圧力がピストンの変位方向に直角な方向にしか
力を加えないので、圧力変動率を理論的に零とすること
ができる。またピストンの面積が小さくても、バネ定数
を小さくすることによって、瞬時圧力降下率を小さくす
ることができる。その上、従来の圧力調整器のようにダ
イヤフラムを用いないので、全体構造を小形にまとめる
ことが容易であり、軽量でしかもコスト安の圧力調整器
を提供することができる。

また、調整ダイヤルに回転筒が設けられ、バネ受けナッ
トの移動量を表示する構成とされているので、バネの弾
力を正確に微調整して二次圧力を希望する圧力にするこ
とが容易であるとともに、出口接手に圧力指示器が組み
込み式に付設された構成となっているので、コストを大
幅に低下させることができる。しかも、圧力計等の突出
部品を使用していないので、扱いやすいことも長所とい
える。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は本発明に係る圧力調整器の半断面図、第２図は
ピストンの断面図、第３図は回転筒の傾斜孔と突起の関
係を示す展開図、第４図は可動リング部材をコイルバネ
、及び指示リングの関係を示す断面図、第５図は可動リ
ング部材の他の例を示す断面図、第６図の（イ）〜（ニ
）は連・通孔の口部とシリンダの連通溝との関係の種々
相を示す略図である。第７図は従来のステム型圧力調整
器の断面図である。 ２０・・・シリンダ、２１ｂ・・・入口、２１ｃ・・放
出口、２２ｂ・・・出口、２２ｄ・・小孔、２９・・指
示機構、３０・・・連通孔、３１・・・ピストン、３２
・・加圧室、３３・・・調整ネジ、３４・・・ガイド部
材、３６・・・バネ受けナット、３７・・・バネ、３８
・・調整ダイヤル、３９・・・回転筒、３９ａ・・・傾
斜孔、３９ｂ　　・目盛り、４２・・・圧力指示器、４
３・・出口接手、・１４・・・空室、４５・・・可動リ
ング部材、４６・・・コイルバネ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体の出口と放出口、及び内周面に開口させられ
   た入口とを有するシリンダ内に、連通孔を有し第１移動
   位置において上記連通孔によりシリンダの上記入口と出
   口とを連通させ、また第２移動位置において連通孔によ
   る入口と出口の連通を断ち、更にまた、第１移動位置か
   ら第２移動位置を経た第３移動位置において連通孔によ
   り出口と放出口とを連通させるピストンが、上記連通孔
   に常時通ずる加圧室を第１移動位置側に形成して上記シ
   リンダ内に移動自在に装入され、上記ピストンには、該
   ピストンを第３移動位置から加圧室に向けて移動させる
   バネが付設され、上記シリンダに、調整ネジを軸支した
   ガイド部材が取り付けられ、上記調整ネジに、該調整ネ
   ジの回転によってガイド部材に沿って移動し上記バネを
   伸縮させるバネ受けナットが螺合されるとともに、調整
   ダイヤルが上記ガイド部材を囲んで取り付けられ、上記
   ガイド部材と調整ダイヤルとの間に、上記バネ受けナッ
   トの移動によって回転させられる回転筒が、上記バネ受
   けナットに設けられた突起を傾斜孔に嵌め入れて設けら
   れ、上記シリンダと回転筒との間にシリンダに対する回
   転筒の回転量を示す指示機構が設けられ、また上記出口
   に、圧力指示器を付設した出口接手が取り付けられたこ
   とを特徴とする圧力調整器。
2. （２）圧力指示器は、出口接手の外周に軸筒部により設
   けられ、かつ小孔によって出口側に連絡された空室内に
   、可動リング部材と、該可動リング部材を付勢するコイ
   ルバネとが装入されて成ることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の圧力調整器。