(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
一方、上記特許文献に記載の逃がし弁では、少ない力で弁体の強制開弁を実現するために、手動操作レバーに剛性の高い材料を用いることが考えられる。これによって、手動操作レバーの回転軸周辺を塑性変形させるために大きな外力が必要とされるので、取り付け作業が簡単ではないという問題があった。
【0007】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、手動操作レバーを簡単に弁本体に取り付けることができる逃がし弁及びその組立方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明に係る逃がし弁は、一次側接続口と二次側接続口を有する弁本体と、前記一次側接続口と前記二次側接続口の間に設けられ、一次側の圧力が設定圧以上になったときに開弁して一次側の圧力を二次側へ逃がす弁体とを備える逃がし弁であって、前記逃がし弁は、前記弁体を強制的に開弁する強制開弁機構を更に備え、該強制開弁機構は、前記弁本体に摺動自在に嵌挿された揚弁軸と、前記弁本体の外部に配置されると共に、前記揚弁軸を前記弁体に対し接離させるための手動操作レバーと、前記揚弁軸と連結されると共に、前記手動操作レバーと係合する係合部材と、前記係合部材を前記手動操作レバー側に付勢する付勢手段と、を有し、前記手動操作レバーは、前記弁本体に回転可能に支持される回転軸を有し、前記弁本体には、一端部が開放され他端部が前記手動操作レバーの前記回転軸を軸支する軸受部となる回転軸挿入路が設けられ、前記係合部材には、前記付勢手段によって前記手動操作レバー側に付勢されると共に、前記軸受部から前記回転軸が抜けることを防止する抜け止め部が
立設
され
、前記回転軸が前記軸受部に挿入された状態において、前記抜け止め部は、前記回転軸の挿入方向に沿って前記回転軸の後方に配置されていることを特徴としている。
また、本発明に係る逃がし弁は、一次側接続口と二次側接続口を有する弁本体と、前記一次側接続口と前記二次側接続口の間に設けられ、一次側の圧力が設定圧以上になったときに開弁して一次側の圧力を二次側へ逃がす弁体とを備える逃がし弁であって、前記逃がし弁は、前記弁体を強制的に開弁する強制開弁機構を更に備え、該強制開弁機構は、前記弁本体に摺動自在に嵌挿された揚弁軸と、前記弁本体の外部に配置されると共に、前記揚弁軸を前記弁体に対し接離させるための手動操作レバーと、前記揚弁軸と連結されると共に、前記手動操作レバーと係合する係合部材と、前記係合部材を前記手動操作レバー側に付勢する付勢手段と、を有し、前記手動操作レバーは、前記弁本体に回転可能に支持される回転軸を有し、前記弁本体には、一端部が開放され他端部が前記手動操作レバーの前記回転軸を軸支する軸受部となる回転軸挿入路が設けられ、前記回転軸挿入路は、前記揚弁軸の軸方向と直交する方向に延在し、前記回転軸は、前記回転軸挿入路の開放端部から前記軸受部まで前記揚弁軸の軸方向と直交する方向に向けて挿入され、前記係合部材には、前記付勢手段によって前記手動操作レバー側に付勢されると共に、前記軸受部から前記回転軸が抜けることを防止する抜け止め部が設けられていることを特徴としている。
【0009】
好ましい形態では、前記回転軸挿入路は、溝状又は切欠状に形成されている。
【0011】
他の好ましい形態では、前記回転軸は、前記手動操作レバーの左右両側面から外部に突出するように形成され、前記弁本体の上部には、前記回転軸挿入路がそれぞれ形成され、前記手動操作レバーを取り付ける一対の取付部が設けられている。
【0012】
他の好ましい形態では、前記揚弁軸は、一次側開弁の設定圧を調整するための調圧ネジ部を有し、前記係合部材は、前記調圧ネジ部の先端部に取り付けられている。
【0013】
また、本発明に係る逃がし弁の組立方法は、前記揚弁軸と前記係合部材と前記付勢手段を有する組立体を作製する工程と、前記組立体を前記弁本体の内部に挿入し、前記抜け止め部の高さが前記弁本体に設けられた前記回転軸挿入路の高さよりも低くなるように、前記係合部材を前記付勢手段の付勢力に抗して押し下げ、前記手動操作レバーの前記回転軸を前記回転軸挿入路の開放端部から前記軸受部まで挿入した後に、前記係合部材の押し下げを解除する工程と、を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係る逃がし弁によれば、係合部材に軸受部から回転軸が抜けることを防止する抜け止め部が設けられ、しかも該抜け止め部が係合部材と共に付勢手段によって手動操作レバー側に付勢されているので、該付勢手段の付勢力に抗して係合部材の抜け止め部を押し下げたり、復帰させたりすることができる。また、弁本体に一端部が開放され他端部が手動操作レバーの回転軸を軸支する軸受部となる回転軸挿入路が設けられているので、手動操作レバーの回転軸を回転軸挿入路の開放端部から軸受部に容易に挿入することができる。このため、付勢手段の付勢力に抗して抜け止め部を押し下げた状態で手動操作レバーの回転軸を回転軸挿入路に挿入し、その後に抜け止め部を復帰させ、該抜け止め部で軸受部から回転軸が抜けることを防止することで、手動操作レバーを弁本体に簡単に取り付けることができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面を参照して本発明に係る逃がし弁及びその組立方法の実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複説明は省略する。
【0017】
図1は実施形態に係る逃がし弁を示す分解斜視図であり、
図2は逃がし弁の閉弁状態を示す部分断面斜視図であり、
図3は逃がし弁の閉弁状態を示す縦断面図である。図示する逃がし弁1は、主に、合成樹脂製の弁本体10と、該弁本体10の内部に配置されて一次側の圧力に応じて開閉作動する圧力応答弁20と、ダイアフラム弁体30と、揚弁軸41及び手動操作レバー60等からなる強制開弁機構40とを備えている。
【0018】
弁本体10は、下ケース10Aと上ケース10Bとで分割構成されている。下ケース10Aは上段側ほど大径の概略段付きの円筒状とされ、上ケース10Bは下段側ほど大径の概略段付きの円筒状とされている。下ケース10Aと上ケース10Bは、例えばタッピンねじ39によって互いに締結固定されている。
【0019】
下ケース10Aの上段部から中段部にわたって、圧力応答弁20を収容するための収容穴13が略逆円錐台状に形成されている。下ケース10Aの下段部には、一次側(貯湯タンクの上部)に配管等で接続される一次側接続口7が設けられている。一次側接続口7は円筒状に形成され、収容穴13と連通している。
図2及び
図3に示すように、一次側接続口7は、その直径が収容穴13の最小径より小さく形成されており、このため、収容穴13と連通する場所に段差部11が形成されている。
【0020】
段差部11は、円環状に形成され、圧力応答弁20を上方(閉弁方向)に付勢する第1閉弁ばね12の下端を受けるばね受けとして役目を果たしている。また、段差部11には、第1閉弁ばね12の円周に沿って所定の間隔で棒状の突起部14が複数立設されている。第1閉弁ばね12は、その下端部が突起部14に内挿されており、該突起部14によってその移動が制限されている。なお、この突起部14は円筒状に形成されても良い。
【0021】
圧力応答弁20は、特許請求の範囲に記載の「弁体」に相当するものであり、上端が閉塞された段付きの円筒状を呈し、直径が比較的に小さく形成された小径部21と、該小径部21と一体化されて、直径が比較的に大きく形成された大径部22を有する。小径部21は、揚弁軸41に近い側に位置しており、揚弁軸41からの押圧力を効率よく受けるために、その上面が平面状に形成されている。小径部21の略中腹位置には、小径部21の外周壁に沿って円環状のフランジ部23が突設されている。
【0022】
大径部22は、小径部21の下端部と連結された天井部22aと、該天井部22aから下方に延びる内スカート部22bと、該内スカート部22bの外側に配置されると共に天井部22aから下方に延びる外スカート部22cとからなる。内スカート部22bと外スカート部22cの間には、第1閉弁ばね12の上端部を納める空間が形成されている。すなわち、第1閉弁ばね12は、大径部22の天井部22aと上述の段差部11における突起部14の内側との間に縮装されている。
【0023】
また、圧力応答弁20はゴム製のシール部材15を有する。シール部材15は、略円板状に形成され、大径部22の天井部22aとフランジ部23の間に配置されている。シール部材15の中央部には、小径部21を通り抜けるための貫通穴が設けられている。このシール部材15は、天井部22aの上面に載置されると共に、フランジ部23によって押さえられている。また、シール部材15の上面の外周端部には、後述する円筒状の弁体構成部材32に接離する円環状の弁口16a付き弁座16が形成されている。
【0024】
下ケース10Aの最上段部は、断面横倒しL形で鍔状のダイアフラム受け部10aとなっている。このダイアフラム受け部10aの内周端部には、円環状突部10bが上方(ダイアフラム31側に)に突設されている。
【0025】
上ケース10Bには、互いに直交する縦筒部18と横筒部17が設けられている。縦筒部18は、段付きの円筒状に形成され、その内部に揚弁軸41が摺動自在に嵌挿されている。この縦筒部18は、上述の下ケース10Aの収容穴13と同軸上に位置し、後述のダイアフラム作動室24を介して互いに連通している。また、この縦筒部18と上ケース10Bの外壁10cとの間には、第2閉弁ばね38を収容する収容空間19が設けられている。
【0026】
収容空間19は、縦筒部18を取り囲むように円環状に形成されている。収容空間19は、上下方向(揚弁軸41の軸方向)に延びており、その上端は上ケース10Bの天井部10dによって塞がれており、その下端はダイアフラム作動室24と連通している。なお、ダイアフラム作動室24は、ダイアフラム弁体30を納める空間であり、下ケース10Aの収容穴13と上ケース10Bの縦筒部18及び収容空間19とを連通するための空間でもある。
【0027】
横筒部17は、ダイアフラム作動室24を挟んで、直径が相対的に大きくされた大筒部17aと、直径が相対的に小さく形成された小筒部17bに分けられている。大筒部17aの内端部は、ダイアフラム作動室24と連通し、外端部は、例えば図示されないホースが接続される二次側接続口8となっている。一方、小筒部17bの内端部はダイアフラム作動室24と連通しており、外端部には後述の吸気弁50が取り付けられている。
【0028】
ダイアフラム弁体30は、ゴム製のダイアフラム31と、段付き円筒状の弁体構成部材32と、第2閉弁ばね38の下端を受ける中央穴付き有底短円筒状のばね受け33を有する。ばね受け33は、ステンレス材料により形成され、ダイアフラム31の上昇限界位置を定めるストッパの役目を果たしている。
【0029】
ダイアフラム31の外周部は、上ケース10Bの下端部に設けられた鍔状部10eと下ケース10Aの最上段部のダイアフラム受け部10aとで挟圧保持されている。ダイアフラム31の内周部は、弁体構成部材32とばね受け33とで挟圧保持されている。詳しくは、弁体構成部材32とばね受け33との間にダイアフラム31の内周部を介在させた状態でかしめることにより、ダイアフラム31と弁体構成部材32とばね受け33の三者が一体化されている。
【0030】
吸気弁50は、ゴム製のボール弁体51と、内部にボール弁体51を移動可能に収容する収容室54と、収容室54と外部とを連通する吸気通路52と、小筒部17bの外端部と接続する接続具53とからなる。接続具53は、小筒部17bの外端部に外嵌され、例えば超音波溶着により小筒部17bの外端部に固着されている。
【0031】
収容室54は、円筒部と、該円筒部から吸気通路52側に向かって直径が徐々に縮小する縮径部とからなる。ボール弁体51は、その直径が小筒部17bの内径及び吸気通路52の内径のいずれの直径よりも大きく形成されている。このため、ボール弁体51は、逃がし弁1内部の圧力変化等によって小筒部17bの外端部側に吸い込まれたり、吸気通路52側に押し付けられたりすることが可能である。
【0032】
ボール弁体51が吸気通路52側に押し付けられた場合、吸気通路52は閉塞される。一方、ボール弁体51が小筒部17bの外端部側に吸い込まれた場合、小筒部17bは閉塞されない。すなわち、小筒部17bの外端部(ボール弁体51との当接部分)には、小筒部17bの外端部にボール弁体51が当接した状態でも大気を弁本体10内に吸入することができるように、内周側が開口する拡張通路25が例えば90度間隔をあけて設けられている。
【0033】
縦筒部18には揚弁軸41が摺動自在に嵌挿されている。この揚弁軸41の上部はその外周に雄ねじが形成された調圧ネジ部43とされている。揚弁軸41は、圧力応答弁20と同軸上に配置され、該圧力応答弁20の上面から所定の距離t(
図3参照)をもって離れている。揚弁軸41の外周壁には環状溝が形成され、該環状溝にOリング46が装着されている。
【0034】
調圧ネジ部43の上端部(先端部)は、上ケース10Bの天井部10dの上面10fから外部に突出しており、その上端部には、手動操作レバー60と係合する係合部材44が螺合されている。係合部材44は、調圧ネジ部43の雄ねじに螺合する円筒状の雌ねじである螺合部44aと、該螺合部44aの上方に配置された平板状の台座部44bと、台座部44bの左右両側に固定された一対のL字状の抜け止め部44cとを有する。
【0035】
螺合部44aの内周面には雌ねじが形成され、それに対応し、調圧ネジ部43の上端部の外周面には雄ねじが形成されている。係合部材44は、螺合部44aの雌ねじと調圧ネジ部43の雄ねじの螺合によって、該調圧ネジ部43に取り付けられている。台座部44bの中央部には、図示されない六角レンチやネジ回しなどの工具を挿入するための貫通穴44dが形成されている。調圧ネジ部43の上端部には六角穴42が形成されており、この六角穴42に貫通穴44dを介して図示されない六角レンチを挿入・係合することにより、係合部材44に対して揚弁軸41を回すことが可能になる。
【0036】
そして、揚弁軸41を回すと、これに応じて揚弁軸41自体も上下し、揚弁軸41の底面から圧力応答弁20の上面までの距離tを変更することができる。距離tを大きくすることによって圧力応答弁20の開弁までの一次側の設定圧を高くすることができ、該距離tを小さくすることによって圧力応答弁20の開弁までの一次側の設定圧を小さくすることができる。
【0037】
また、螺合部44aの下端と縦筒部18の段差との間には、コイルばね45が縮装されている。係合部材44は、このコイルばね45によって、その上方に取り付けられた手動操作レバー60側に付勢されている。手動操作レバー60は、上ケース10Bの上面10fに立設された一対の取付部48に回転可能に取り付けられている。なお、揚弁軸41、係合部材44、コイルばね45及び手動操作レバー60は、強制開弁機構40を構成する。
【0038】
図5(a)及び(b)は手動操作レバー60を示す斜視図である。手動操作レバー60は、平板状の把手部61と、把手部61の前端から垂下する矩形状の前壁部62と、把手部61の前端部において左右両側縁から垂下する一対の側壁部63と、前壁部62と対向する後壁部64を有する。また、把手部61の前端部には、前述した六角レンチやネジ回しなどの工具を挿入するための貫通穴67が設けられている。把手部61の後端部は幅広く形成されている。
【0039】
前壁部62、一対の側壁部63及び後壁部64は、底部が開放された箱状になっている。また、把手部61の下面には、把手部61の強度を補強するための補強リブ65が設けられている。補強リブ65は、楔状に形成され、把手部61の前端側から後端側に向かって徐々に細くなっている。更に、左右の側壁部63には、外方に突出する一対の回転軸66が形成されている。
【0040】
このような構成を有する手動操作レバー60は、上ケース10Bの上面10fに立設された一対の取付部48に取り付けられている。
図1に示すように、一対の取付部48は、上ケース10Bの上面10fから立ち上がり、所定の間隔を持って平行に配置されている。取付部48には、手動操作レバー60の回転軸66を挿入し軸支するための回転軸挿入路48aが設けられている。
【0041】
回転軸挿入路48aは、溝状を呈し、揚弁軸41の軸方向と直交する方向(すなわち、取付部48の長さ方向)に延在している。なお、回転軸挿入路48aは、取付部48の全長にわたって形成されておらず、その一端部は外方に開放されており、他端部は長さ方向途中に留まっている。この他端部は手動操作レバー60の回転軸66を軸支する軸受部49となっている。上ケース10B(取付部48)に対する手動操作レバー60の組み付け方法については後述する。
【0042】
手動操作レバー60が取付部48に取り付けられた状態においては、手動操作レバー60は、コイルばね45の付勢力に抗する方向に係合部材44を押し下げながら、その回転軸66を介して該取付部48に回転可能に支持されている。このとき、
図4に示すように、係合部材44の左右一対の抜け止め部44cは、左右両側において、それぞれ手動操作レバー60の側壁部63と取付部48との間の隙間に入り込み、回転軸66の挿入方向(すなわち、取付部48の長さ方向)に沿って該回転軸66の後方に配置されている。すなわち、この抜け止め部44cは、該回転軸66の後方から回転軸66の抜け出しを防止する。
【0043】
以上のように構成された逃がし弁1は、二次側接続口8が下側(換言すれば、吸気弁50が上側)になる姿勢で給湯装置に組み込まれ、一次側接続口7は配管などで貯湯タンクと接続される。
図3に示すように、定常状態(閉弁時)ではボール弁体51が自重により上ケース10Bの小筒部17bの端部と当接するが、外部の大気は上述の拡張通路25に沿ってダイアフラム作動室24に入り込むことができる。
【0044】
図6は逃がし弁の開弁状態を示す縦断面図である。
図6に示すように、一次側の圧力が設定圧以上になったときには、ダイアフラム弁体30は、圧力によって第2閉弁ばね38の付勢力に抗して押し上げられる。一方、圧力応答弁20も圧力によって押し上げられるが、圧力応答弁20の小径部21の上面が揚弁軸41の底面と当接すると、該圧力応答弁20は更に上方に移動することができない。従って、弁座16が弁体構成部材32から離れ、圧力応答弁20が開く。
【0045】
これによって、一次側からの蒸気や湯水は、矢印に示すように、一次側接続口7→収容穴13→弁座16と弁体構成部材32の間の隙間→小径部21と弁体構成部材32の間の隙間→ダイアフラム作動室24→大筒部17a→二次側接続口8を経て外部に放出される。なお、このとき、ボール弁体51が吸気通路52側に押し付けられ、吸気弁50が閉じられている。
【0046】
図7及び8は共に実施形態の逃がし弁の強制開弁状態を説明するための図である。
図7は一時的に手動操作レバー60を操作している場合にのみ強制開弁となる状態を示す縦断面図であり、
図8は手動操作レバー60を操作した後に手を放しても強制開弁が保持(ホールド)される状態を示す縦断面図である。以下、
図7及び
図8を参照して強制開弁状態について説明する。
例えば、緊急時や保守点検時等に、圧力応答弁20を一時的に強制的に開弁させるには、
図7に示すように、利用者が手動操作レバー60の把手部61を持って図中、時計回りに回すと、把手部61が力点、回転軸66が支点、後壁部64の下端部が作用点となり、係合部材44が押し下げられる。これによって、調圧ネジ部43を介し係合部材44と連結された揚弁軸41も押し下げられ、揚弁軸41の底面が圧力応答弁20の小径部21の上面に当接し、圧力応答弁20を降下させる。
【0047】
これによって、弁座16が弁体構成部材32から離れ、圧力応答弁20が強制的に開弁される。従って、一次側からの蒸気や湯水は、
図6に関して説明したのと同様に、
図7中矢印に示すように、一次側接続口7→収容穴13→弁座16と弁体構成部材32の間の隙間→小径部21と弁体構成部材32の間の隙間→ダイアフラム作動室24→大筒部17a→二次側接続口8を経て外部に放出される。なお、一次側が負圧である場合において二次側接続口8が大気と接続されているときは、外部から大気が、上記とは逆に二次側接続口8から一次側接続口7を経て貯湯タンクに吸入され、また二次側接続口8が大気と接続されていないときは、吸気通路52→拡張通路25→ダイアフラム作動室24→小径部21と弁体構成部材32との間の隙間→弁座16と弁体構成部材32との間の隙間→収容穴13→一次側接続口7を経て貯湯タンクに吸入される。
【0048】
図8に示すように、手動操作レバー60を反時計回りに約90度回すと、手動操作レバー60の前壁部62は、その全面が係合部材44の台座部44bと重なるように該台座部44bと当接する。このとき、利用者が把手部61から手を放しても、手動操作レバー60が元の位置に戻らずに、その状態で保持される。すなわち、手動操作レバー60はホールドされた状態である。従って、圧力応答弁20が強制的に開弁され、一次側からの蒸気や湯水は、上述のルートと同じルートを経由して外部に放出される。
【0049】
本実施形態に係る逃がし弁1によれば、係合部材44に軸受部49から回転軸66が抜けることを防止する抜け止め部44cが設けられ、しかも該抜け止め部44cが係合部材44と共にコイルばね45によって手動操作レバー60側に付勢されているので、コイルばね45の付勢力に抗して抜け止め部44cを押し下げたり、復帰させたりすることができる。また、弁本体10の取付部48に、一端部が開放され他端部が手動操作レバー60の回転軸66を軸支する軸受部49となる回転軸挿入路48aが形成されているので、手動操作レバー60の回転軸66を回転軸挿入路48aの開放端部から軸受部49に容易に挿入することができる。
【0050】
このため、コイルばね45の付勢力に抗して抜け止め部44cを押し下げた状態で手動操作レバー60の回転軸66を回転軸挿入路48aに挿入し、その後に抜け止め部44cを復帰させることで、手動操作レバー60を取付部48に簡単に取り付けることができる。しかも、抜け止め部44cが回転軸66の挿入方向に沿って該回転軸66の後方に配置されているので、軸受部49から回転軸66が抜けることを確実に防止できる。
【0051】
本実施形態に係る逃がし弁1の組立方法として、例えば以下の方法が挙げられる。まず、揚弁軸41、係合部材44、コイルばね45及びOリング46からなる調圧組立体2と、該調圧組立体2及び手動操作レバー60を除いた他の部品を全て組み立ててなる弁組立体3とをそれぞれ作製する。次に、弁組立体3内の縦筒部18に調圧組立体2を挿入し、係合部材44の抜け止め部44cの上端面が上ケース10Bの取付部48に形成された回転軸挿入路48aの高さ(下側の段部)よりも低くなるように、所定の治具や適宜の手法を用いて係合部材44をコイルばね45の付勢力に抗して押し下げる。
【0052】
続いて、係合部材44を押し下げた状態で、回転軸挿入路48aの開放された端部から手動操作レバー60の回転軸66を入れて、更に軸受部49まで該回転軸66を挿入する。その後、係合部材44の押し下げを解除し、係合部材44を元の位置に復帰させる。これによって、抜け止め部44cが回転軸66の挿入方向に沿って該回転軸66の後方に配置され、回転軸66の抜け出しを防止する。次に、手動操作レバー60の貫通穴67及び係合部材44の貫通穴44dの内部に前述した六角レンチやネジ回しなどの工具を挿入し、揚弁軸41を回すことにより一次側の設定圧を調整する。これによって、逃がし弁1の組立作業が完了する。
【0053】
本実施形態に係る逃がし弁の組立方法によれば、従来のように手動操作レバーの回転軸周辺を塑性変形させるために大きな外力を加える必要がなく、係合部材44の押し下げ、回転軸66における回転軸挿入路48aの開放端部から軸受部49への挿入、係合部材44の復帰といった簡単な作業で手動操作レバー60を弁本体10に容易に取り付けることができる。その結果、組立作業の効率を向上することが可能になる。
【0054】
なお、逃がし弁1の組立方法として、弁組立体3を作製せずに、先に調圧組立体2及び手動操作レバー60を上述の方法で上ケース10Bに取り付けて、その後にダイアフラム弁体30、圧力応答弁20、下ケース10A等の部品の組み立てを行ってもよい。
【0055】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、上述の実施形態では、溝状の回転軸挿入路48aを説明したが、該回転軸挿入路48aを切欠状やその他の形状としてもよい。