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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022082315
(43)【公開日】2022-06-01
(54)【発明の名称】減圧弁
(51)【国際特許分類】
G05D 16/06 20060101AFI20220525BHJP
F16K 17/30 20060101ALI20220525BHJP
【ＦＩ】
G05D16/06 R
F16K17/30 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020193804
(22)【出願日】2020-11-20
(71)【出願人】
【識別番号】391060029
【氏名又は名称】株式会社ダンレイ
(74)【代理人】
【識別番号】100095245
【弁理士】
【氏名又は名称】坂口 嘉彦
(72)【発明者】
【氏名】岩元 勇樹
(72)【発明者】
【氏名】上村 高弘
【テーマコード（参考）】
3H060
5H316
【Ｆターム（参考）】
3H060AA04
3H060BB10
3H060CC03
3H060DC05
3H060DC12
3H060DD02
5H316BB08
5H316DD01
5H316DD02
5H316EE12
5H316GG01
5H316JJ01
5H316KK02
5H316KK05
(57)【要約】
【課題】 一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する止水機能を有する減圧弁機構と、二次側通路の内圧に応じて開閉する逃し弁機構とを備え、減圧弁機構と逃し弁機構とは中心軸線を共有するリフト弁機構である減圧弁であって、逃がし弁機構の開弁圧のばらつきが抑制された減圧弁を提供する。
【解決手段】 一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する止水機能を有する減圧弁機構と、二次側通路の内圧に応じて開閉する逃し弁機構とを備え、減圧弁機構と逃し弁機構とは中心軸線を共有するリフト弁機構である減圧弁であって、逃がし弁機構が備えるバネの付勢力調整機構を備える。
【選択図】 図１
【解決手段】 一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する止水機能を有する減圧弁機構と、二次側通路の内圧に応じて開閉する逃し弁機構とを備え、減圧弁機構と逃し弁機構とは中心軸線を共有するリフト弁機構である減圧弁であって、逃がし弁機構が備えるバネの付勢力調整機構を備える。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する止水機能を有する減圧弁機構と、二次側通路の内圧に応じて開閉する逃し弁機構とを備え、減圧弁機構と逃し弁機構とは中心軸線を共有するリフト弁機構である減圧弁であって、ボディと、ボディの一部によって形成されたシリンダと、シリンダ内で往復摺動するピストンヘッドと、ピストンヘッドとシリンダ内周面との摺接部をシールするシール部材と、ピストンヘッドの一端部から延びてシリンダの一端部からシリンダ外の二次側通路へ突出するピストンロッドと、シリンダの前記一端部が形成する第１弁座と、ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端部に固定されて第１弁座と対峙する第１弁体と、シリンダ周壁のピストンロッドに対峙する部位に形成された開口と、ピストンヘッドを閉弁方向へ付勢する第１バネと、ピストンヘッドの他端部に一端部が対峙する筒体と、前記筒体に中心部が固定されたダイアフラムと、ボディの一部により形成されダイアフラムに対峙しダイアフラムとシリンダとピストンヘッドと協働して二次側通路に連通する感圧室を形成するダイアフラムケースと、ダイアフラムを感圧室側へ押圧する第２バネと、第２バネと前記筒体の他端部とを収容すると共にダイアフラムケースと協働してダイアフラムの周縁部を挟持するバネケースと、前記筒体の前記一端部に配設された第２弁座又は第２弁体と、ピストンヘッドの他端部に配設され前記筒体の前記一端部に配設された第２弁座又は第２弁体に対峙する第２弁体又は第２弁座を備え、第１弁体と第１弁座とが減圧弁機構の弁体と弁座とを形成し、第２弁座と第２弁体とが逃し弁機構の弁座と弁体を形成し、更に第１バネ付勢力調整機構を備えることを特徴とする減圧弁。
【請求項2】
第２バネ付勢力調整機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の減圧弁。
【請求項3】
第１バネ付勢力調整機構は、第１バネに係合する調節ネジであることを特徴とする請求項１又は２に記載の減圧弁。
【請求項4】
工具を用いて調節ネジを回動駆動して第１バネ付勢力を調整することを特徴とする請求項３に記載の減圧弁。
【請求項5】
手動で調節ネジを回動駆動して第１バネ付勢力を調整することを特徴とする請求項３に記載の減圧弁。
【請求項6】
調節ネジの緩み止め機構を備えることを特徴とする請求項３に記載の減圧弁。
【請求項7】
第１バネは円錐台形状のコイルバネであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の減圧弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する止水機能を有する減圧弁機構と、二次側通路の内圧に応じて開閉する逃し弁機構とを備え、減圧弁機構と逃し弁機構とは中心軸線を共有するリフト弁機構である減圧弁に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する止水機能を有する減圧弁機構と、二次側通路の内圧に応じて開閉する逃し弁機構とを備え、減圧弁機構と逃し弁機構とは中心軸線を共有するリフト弁機構である減圧弁であって、ボディと、ボディの一部によって形成されたシリンダと、シリンダ内で往復摺動するピストンヘッドと、ピストンヘッドとシリンダ内周面との摺接部をシールするシール部材と、ピストンヘッドの一端部から延びてシリンダの一端部からシリンダ外の二次側通路へ突出するピストンロッドと、シリンダの前記一端部が形成する第１弁座と、ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端部に固定されて第１弁座と対峙する第１弁体と、シリンダ周壁のピストンロッドに対峙する部位に形成された開口と、ピストンヘッドを閉弁方向へ付勢する第１バネと、ピストンヘッドの他端部に一端部が対峙する筒体と、前記筒体に中心部が固定されたダイアフラムと、ボディの一部により形成されダイアフラムに対峙しダイアフラムとシリンダとピストンヘッドと協働して二次側通路に連通する感圧室を形成するダイアフラムケースと、ダイアフラムを感圧室側へ押圧する第２バネと、第２バネと前記筒体の他端部とを収容すると共にダイアフラムケースと協働してダイアフラムの周縁部を挟持するバネケースと、前記筒体の前記一端部に配設された第２弁座又は第２弁体と、ピストンヘッドの他端部に配設され前記筒体の前記一端部に配設された第２弁座又は第２弁体に対峙する第２弁体又は第２弁座を備え、第１弁体と第１弁座とが減圧弁機構の弁体と弁座とを形成し、第２弁座と第２弁体とが逃し弁機構の弁座と弁体を形成した減圧弁が、特許文献１に開示されている。
特許文献１の減圧弁には、減圧弁機構と逃し弁機構とを一体化できるという利点がある。
特許文献１の減圧弁には、減圧弁機構と逃し弁機構とを一体化できるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１０１９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に開示された減圧弁において、減圧弁機構の作動時には、ピストンヘッドの他端部に配設された第２弁体又は第２弁座とその周囲のピストンヘッド他端部が、筒体の一端部に配設された第２弁座又は第２弁体とその周囲の筒体一端部に、第１バネの付勢力で当接してピストンヘッドと筒体とが一体となって往復動するので、第１バネと第２バネの付勢力の合力によって減圧弁機構の設定圧が決定される。
二次側通路の内圧である二次圧が減圧弁機構の閉弁圧まで上昇すると、第１弁体が第１弁座に当接して減圧弁機構は閉弁状態になる。この時、第２弁体とその周囲のピストンヘッド他端部と、第２弁座とその周囲の筒体一端部、との当接部には減圧弁機構閉弁時の第１バネの付勢力から第１弁体と第１弁座の当接部に働く押圧力を差し引いた押圧力が作用している。
二次圧が更に上昇して、第２弁体とその周囲のピストンヘッド他端部と、第２弁座とその周囲の筒体一端部、との当接部に働く押圧力が零になると、逃がし弁機構が開弁する。従って、逃し弁機構の開弁圧は、減圧弁機構閉弁時の第１バネの付勢力から第１弁体と第１弁座の当接部に働く押圧力を差し引いた押圧力により決定される。
第１弁体の形状や物性、第１弁座の形状、ピストンヘッドとシリンダの同軸性等には製品毎のばらつきがあるので、減圧弁閉弁時の第１バネの付勢力や第１弁体と第１弁座の当接部に働く押圧力がばらつき、ひいては逃がし弁機構の開弁圧が製品毎にばらつく。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する止水機能を有する減圧弁機構と、二次側通路の内圧に応じて開閉する逃し弁機構とを備え、減圧弁機構と逃し弁機構とは中心軸線を共有するリフト弁機構である減圧弁であって、製品毎の逃がし弁機構の開弁圧のばらつきが抑制された減圧弁を提供することを目的とする。
二次側通路の内圧である二次圧が減圧弁機構の閉弁圧まで上昇すると、第１弁体が第１弁座に当接して減圧弁機構は閉弁状態になる。この時、第２弁体とその周囲のピストンヘッド他端部と、第２弁座とその周囲の筒体一端部、との当接部には減圧弁機構閉弁時の第１バネの付勢力から第１弁体と第１弁座の当接部に働く押圧力を差し引いた押圧力が作用している。
二次圧が更に上昇して、第２弁体とその周囲のピストンヘッド他端部と、第２弁座とその周囲の筒体一端部、との当接部に働く押圧力が零になると、逃がし弁機構が開弁する。従って、逃し弁機構の開弁圧は、減圧弁機構閉弁時の第１バネの付勢力から第１弁体と第１弁座の当接部に働く押圧力を差し引いた押圧力により決定される。
第１弁体の形状や物性、第１弁座の形状、ピストンヘッドとシリンダの同軸性等には製品毎のばらつきがあるので、減圧弁閉弁時の第１バネの付勢力や第１弁体と第１弁座の当接部に働く押圧力がばらつき、ひいては逃がし弁機構の開弁圧が製品毎にばらつく。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する止水機能を有する減圧弁機構と、二次側通路の内圧に応じて開閉する逃し弁機構とを備え、減圧弁機構と逃し弁機構とは中心軸線を共有するリフト弁機構である減圧弁であって、製品毎の逃がし弁機構の開弁圧のばらつきが抑制された減圧弁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】
【0005】
上記課題を解決するために、本発明においては、一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する止水機能を有する減圧弁機構と、二次側通路の内圧に応じて開閉する逃し弁機構とを備え、減圧弁機構と逃し弁機構とは中心軸線を共有するリフト弁機構である減圧弁であって、ボディと、ボディの一部によって形成されたシリンダと、シリンダ内で往復摺動するピストンヘッドと、ピストンヘッドとシリンダ内周面との摺接部をシールするシール部材と、ピストンヘッドの一端部から延びてシリンダの一端部からシリンダ外の二次側通路へ突出するピストンロッドと、シリンダの前記一端部が形成する第１弁座と、ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端部に固定されて第１弁座と対峙する第１弁体と、シリンダ周壁のピストンロッドに対峙する部位に形成された開口と、ピストンヘッドを閉弁方向へ付勢する第１バネと、ピストンヘッドの他端部に一端部が対峙する筒体と、前記筒体に中心部が固定されたダイアフラムと、ボディの一部により形成されダイアフラムに対峙しダイアフラムとシリンダとピストンヘッドと協働して二次側通路に連通する感圧室を形成するダイアフラムケースと、ダイアフラムを感圧室側へ押圧する第２バネと、第２バネと前記筒体の他端部とを収容すると共にダイアフラムケースと協働してダイアフラムの周縁部を挟持するバネケースと、前記筒体の前記一端部に配設された第２弁座又は第２弁体と、ピストンヘッドの他端部に配設され前記筒体の前記一端部に配設された第２弁座又は第２弁体に対峙する第２弁体又は第２弁座を備え、第１弁体と第１弁座とが減圧弁機構の弁体と弁座とを形成し、第２弁座と第２弁体とが逃し弁機構の弁座と弁体を形成し、更に第１バネ付勢力調整機構を備えることを特徴とする減圧弁を提供する。
第１バネ付勢力調整機構を用いて第１バネの付勢力を製品毎に調整することにより、逃し弁機構開弁圧を直接調整し、逃し弁機構開弁圧の製品毎のばらつきを抑制することができる。第１バネの付勢力の調整量は小さく、また第２バネの付勢力は第１バネの付勢力に比べて遥かに大きいので、第１バネの付勢力の調整による第２バネの付勢力への影響は微少であり、減圧弁の設定圧への影響は微少である。
本発明の好ましい態様においては、減圧弁は、第２バネ付勢力調整機構を備える。
第２バネ付勢力調整機構を用いて第２バネの付勢力を微調整して、第１バネと第２バネの付勢力の合力に対する第１バネの付勢力の調整による影響を除去することができる。
本発明の好ましい態様においては、第１バネ付勢力調整機構は、第１バネに係合する調節ネジである。
調節ネジを進退させて第１バネの付勢力を調整することができる。
本発明の好ましい態様においては、工具を用いて調節ネジを回動駆動して第１バネ付勢力を調整する。
本発明の好ましい態様においては、手動で調節ネジを回動駆動して第１バネ付勢力を調整する
工具を用いて、或いは手動で調節ネジを回動駆動できる。
本発明の好ましい態様においては、減圧弁は調節ネジの緩み止め機構を備える。
調節ネジの緩みを防止し、ひいては逃し弁開弁圧の経時変化を防止できる。
本発明の好ましい態様においては、第１バネは円錐台形状のコイルバネである。
第１バネを、座金に当接する一端部を他端部に比べて大径にした円錐台形状のコイルバネとすることにより、座金と第１バネとの当接面積が増加して、第１バネの作動が安定する
第１バネ付勢力調整機構を用いて第１バネの付勢力を製品毎に調整することにより、逃し弁機構開弁圧を直接調整し、逃し弁機構開弁圧の製品毎のばらつきを抑制することができる。第１バネの付勢力の調整量は小さく、また第２バネの付勢力は第１バネの付勢力に比べて遥かに大きいので、第１バネの付勢力の調整による第２バネの付勢力への影響は微少であり、減圧弁の設定圧への影響は微少である。
本発明の好ましい態様においては、減圧弁は、第２バネ付勢力調整機構を備える。
第２バネ付勢力調整機構を用いて第２バネの付勢力を微調整して、第１バネと第２バネの付勢力の合力に対する第１バネの付勢力の調整による影響を除去することができる。
本発明の好ましい態様においては、第１バネ付勢力調整機構は、第１バネに係合する調節ネジである。
調節ネジを進退させて第１バネの付勢力を調整することができる。
本発明の好ましい態様においては、工具を用いて調節ネジを回動駆動して第１バネ付勢力を調整する。
本発明の好ましい態様においては、手動で調節ネジを回動駆動して第１バネ付勢力を調整する
工具を用いて、或いは手動で調節ネジを回動駆動できる。
本発明の好ましい態様においては、減圧弁は調節ネジの緩み止め機構を備える。
調節ネジの緩みを防止し、ひいては逃し弁開弁圧の経時変化を防止できる。
本発明の好ましい態様においては、第１バネは円錐台形状のコイルバネである。
第１バネを、座金に当接する一端部を他端部に比べて大径にした円錐台形状のコイルバネとすることにより、座金と第１バネとの当接面積が増加して、第１バネの作動が安定する
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本発明の実施例に係る減圧弁の減圧弁機構開弁時且つ逃し弁機構閉弁時の断面図である。（ａ）は全体断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図2】本発明の実施例に係る減圧弁の減圧弁機構閉弁時且つ逃し弁機構閉弁時の断面図である。（ａ）は全体断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図3】本発明の実施例に係る減圧弁の減圧弁機構閉弁時且つ逃し弁機構開弁時の断面図である。（ａ）は全体断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図4】本発明の実施例に係る減圧弁のピストンヘッドに係合する逃し弁機構の構成部材である第２弁体の構造図である。（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ－ｂ断面図であり、（ｃ）は（ａ）のｃ－ｃ矢視図であり、（ｄ）は（ａ）のｄ－ｄ矢視図であり、（ｅ）は（ｃ）のｅ－ｅ断面図である。
【図5】本発明の実施例に係る減圧弁のピストンヘッドの構造図である。（ａ）は逃し弁機構の構成部材が係合する側の端面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ－ｂ矢視図であり、（ｃ）は（ａ）のｃ－ｃ断面図であり、（ｄ）は（ａ）のｄ－ｄ断面図であり、（ｅ）は（ａ）のｅ－ｅ断面図である。
【図6】本発明の実施例に係る減圧弁の逃し弁機構を構成する第２弁体のピストンヘッドへの組み付け手順を示す図である。
【図7】本発明の他の実施例に係る減圧弁の部分拡大断面図である。
【図8】本発明の他の実施例に係る減圧弁の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明の実施例に係る減圧弁を説明する。
図１に示すように、減圧弁１はボディ２を備えている。ボディ２は、一次側通路２ａと二次側通路２ｂとが内部に形成されると共に、シリンダ２ｃとダイアフラムケース２ｄとを有している。
減圧弁１は、シリンダ２ｃ内で往復摺動するピストンヘッド３と、ピストンヘッド３とシリンダ２ｃ内周面との摺接部をシールするオーリング４と、ピストンヘッド３の一端部から延びてシリンダ２ｃの一端部からシリンダ２ｃ外の二次側通路２ｂへ突出するピストンロッド５と、シリンダ２ｃの前記一端部が形成する第１弁座６と、ピストンロッド５のシリンダ２ｃ外へ突出した一端部に固定されて第１弁座６と対峙する第１弁体７と、第１弁体７に係合してピストンヘッド３を閉弁方向へ付勢するコイルバネである第１バネ８と、座金８ａ'を介して第１バネに係合する第１バネ調節ネジ８ａと、ボディ２の二次側通路２ｂを形成する部位に水密に圧入固定されて第１弁体７、第１バネ８、座金８ａ'、第１バネ調節ネジ８ａを収容すると共に第１バネ調節ネジ８ａと螺合するバネ押さえ９と、シリンダ２ｃ周壁のピストンロッド５に対峙する部位に形成された開口１０と、ピストンヘッド３の他端部に一端部が対峙する筒体１１と、筒体１１の前記一端部の近傍部に中心部が固定されたダイアフラム１２と、ボディ２の一部により形成されダイアフラム１２に対峙しダイアフラム１２とシリンダ２ｃとピストンヘッド３と協働して二次側通路２ｂに連通する感圧室１３を形成する前述のダイアフラムケース２ｄと、ダイアフラム１２を感圧室１３側へ押圧するコイルバネである第２バネ１４と、
座金１４ａ'に螺合し、座金１４ａ'を介して第２バネ１４に係合する第２バネ調節ネジ１４ａと、第２バネ１４と座金１４ａ'と第２バネ調節ネジ１４ａと筒体１１の長手方向中央部と他端部とを収容し、第２バネ調節ネジ１４ａが中心軸線回りに回転可能に且つ水密に且つ抜け止めされて挿通されると共にダイアフラムケース２ｄと協働してダイアフラム１２の周縁部を挟持するバネケース１５と、筒体１１の前記一端部に配設された第２弁座１６と、ピストンヘッド３の他端部に配設された第２弁体１８、より具体的には第３バネ１７を介してピストンヘッド３の他端部に係合し第２弁座１６に対峙する第２弁体１８と、を備えている。
第１バネ８のバネ定数は第２バネ１４のバネ定数よりも小さな値に設定され、第３バネ１７のバネ定数は第１バネ８のバネ定数よりも小さな値に設定されている。
図１に示すように、減圧弁１はボディ２を備えている。ボディ２は、一次側通路２ａと二次側通路２ｂとが内部に形成されると共に、シリンダ２ｃとダイアフラムケース２ｄとを有している。
減圧弁１は、シリンダ２ｃ内で往復摺動するピストンヘッド３と、ピストンヘッド３とシリンダ２ｃ内周面との摺接部をシールするオーリング４と、ピストンヘッド３の一端部から延びてシリンダ２ｃの一端部からシリンダ２ｃ外の二次側通路２ｂへ突出するピストンロッド５と、シリンダ２ｃの前記一端部が形成する第１弁座６と、ピストンロッド５のシリンダ２ｃ外へ突出した一端部に固定されて第１弁座６と対峙する第１弁体７と、第１弁体７に係合してピストンヘッド３を閉弁方向へ付勢するコイルバネである第１バネ８と、座金８ａ'を介して第１バネに係合する第１バネ調節ネジ８ａと、ボディ２の二次側通路２ｂを形成する部位に水密に圧入固定されて第１弁体７、第１バネ８、座金８ａ'、第１バネ調節ネジ８ａを収容すると共に第１バネ調節ネジ８ａと螺合するバネ押さえ９と、シリンダ２ｃ周壁のピストンロッド５に対峙する部位に形成された開口１０と、ピストンヘッド３の他端部に一端部が対峙する筒体１１と、筒体１１の前記一端部の近傍部に中心部が固定されたダイアフラム１２と、ボディ２の一部により形成されダイアフラム１２に対峙しダイアフラム１２とシリンダ２ｃとピストンヘッド３と協働して二次側通路２ｂに連通する感圧室１３を形成する前述のダイアフラムケース２ｄと、ダイアフラム１２を感圧室１３側へ押圧するコイルバネである第２バネ１４と、
座金１４ａ'に螺合し、座金１４ａ'を介して第２バネ１４に係合する第２バネ調節ネジ１４ａと、第２バネ１４と座金１４ａ'と第２バネ調節ネジ１４ａと筒体１１の長手方向中央部と他端部とを収容し、第２バネ調節ネジ１４ａが中心軸線回りに回転可能に且つ水密に且つ抜け止めされて挿通されると共にダイアフラムケース２ｄと協働してダイアフラム１２の周縁部を挟持するバネケース１５と、筒体１１の前記一端部に配設された第２弁座１６と、ピストンヘッド３の他端部に配設された第２弁体１８、より具体的には第３バネ１７を介してピストンヘッド３の他端部に係合し第２弁座１６に対峙する第２弁体１８と、を備えている。
第１バネ８のバネ定数は第２バネ１４のバネ定数よりも小さな値に設定され、第３バネ１７のバネ定数は第１バネ８のバネ定数よりも小さな値に設定されている。
【0008】
筒体１１は、感圧室１３内に配設された一端部を有する第１部分１１ａと、バネケース１５内に配設されて第１部分１１ａに連結固定された第２部分１１ｂとを備えている。第１部分１１ａと第２部分１１ｂとが協働してダイアフラム１２の中心部を挟持している。第１部分１１ａの感圧室１３内に配設された一端部には前述のごとく第２弁座１６が配設されると共に、前記一端部はシリンダ２ｃに往復摺動可能に外嵌合しており、当該嵌合部位に複数の開口１１ａ’が形成されている。第２部分１１ｂの第１部分１１ａ寄りの端部は第２バネ１４用のバネ押さえを形成し、第１部分１１ａから離隔した端部はバネケースの筒部１５ａに往復摺動可能に内嵌合している。
バネケース１５から排水筒１９が延びている。
バネケース１５から排水筒１９が延びている。
【0009】
シリンダ２ｃ、ピストンヘッド３、第１弁座６、第１弁体７、第１バネ８、ダイアフラム１２、第２バネ１４等によって減圧弁機構αが形成されている。
筒体１１、第２弁座１６、第２弁体１８、第３バネ１７、ピストンヘッド３、第１バネ８等により逃し弁機構βが形成されている。減圧弁機構αと逃し弁機構βとは中心軸線Ｘを共有するリフト弁機構である
筒体１１、第２弁座１６、第２弁体１８、第３バネ１７、ピストンヘッド３、第１バネ８等により逃し弁機構βが形成されている。減圧弁機構αと逃し弁機構βとは中心軸線Ｘを共有するリフト弁機構である
【0010】
図４に示すように、第２弁体１８は、有底筒状のケース１８ａとケース１８ａに嵌合固定されたシール部材１８ｂとを有している。ケース１８ａの開放端部の外周側面に径方向への環状膨出部１８ｃが形成されている。互いに周方向に１８０度の間隔を隔ててケース１８ａの外周側面から一対の腕部１８ｄが径方向外方へ延びている。ケース１８ａの底壁に第３バネ１７の一端部を収容する環状溝１８ｅが形成されている。
図５に示すように、ピストンヘッド３の他端部に、第２弁体１８を収容する大径凹部３ａと、大径凹部３ａに連続して第３バネ１７の他端部を収容する小径凹部３ｂとが形成されている。大径凹部３ａには、中心軸線Ｘを間に挟んで対向してピストンヘッド３の他端から延びる一対の第１縦溝３ａ１と、縦溝３ａ１の終端部から延びる周溝３ａ２と、周溝３ａ２の途上で中心軸線Ｘを間に挟んで対向し周溝３ａ２からピストンヘッド３の他端へ向けて延びる一対の第２縦溝３ａ３とが形成されている。第２縦溝３ａ３はピストンヘッド３の他端に達することなく終端している。周溝３ａ２の一部は大径凹部３ａの周壁を貫通してスリットを形成している。
第２弁体１８の腕部１８ｄと、一端部が第２弁体１８に係合し他端部がピストンヘッド３の小径凹部３ｂに係合する第３バネ１７と、ピストンヘッド３の第１縦溝３ａ１、周溝３ａ２、第２縦溝３ａ３とで、第２弁体１８とピストンヘッド３他端部との間の押して捩じるバヨネット式接続機構が構成されている。
図５に示すように、ピストンヘッド３の他端部に、第２弁体１８を収容する大径凹部３ａと、大径凹部３ａに連続して第３バネ１７の他端部を収容する小径凹部３ｂとが形成されている。大径凹部３ａには、中心軸線Ｘを間に挟んで対向してピストンヘッド３の他端から延びる一対の第１縦溝３ａ１と、縦溝３ａ１の終端部から延びる周溝３ａ２と、周溝３ａ２の途上で中心軸線Ｘを間に挟んで対向し周溝３ａ２からピストンヘッド３の他端へ向けて延びる一対の第２縦溝３ａ３とが形成されている。第２縦溝３ａ３はピストンヘッド３の他端に達することなく終端している。周溝３ａ２の一部は大径凹部３ａの周壁を貫通してスリットを形成している。
第２弁体１８の腕部１８ｄと、一端部が第２弁体１８に係合し他端部がピストンヘッド３の小径凹部３ｂに係合する第３バネ１７と、ピストンヘッド３の第１縦溝３ａ１、周溝３ａ２、第２縦溝３ａ３とで、第２弁体１８とピストンヘッド３他端部との間の押して捩じるバヨネット式接続機構が構成されている。
【0011】
第２弁体１８をピストンヘッド３の他端部に取り付ける際には、図６（ａ）に示すように小径凹部３ｂに第３バネ１７を挿入し、一対の腕部１８ｄを一対の第１縦溝３ａ１に正対させ、環状膨出部１８ｃを大径凹部３ａの周側面に摺接させつつ、第２弁体１８を大径凹部３ａに挿入し、環状溝１８ｅを第３バネ１７に当接させ、第３バネ１７を押圧しつつ更に第２弁体１８を大径凹部３ａに押し込み、腕部１８ｄが周溝３ａ２の一方の側壁に当接すると押し込みを止め、図６（ｂ）に示すように、第２弁体１８を捩じって周溝３ａ２に沿って中止軸線Ｘ周りに回転させる。回転時には、第２弁体１８は第３バネ１７の付勢力を受け、腕部１８ｄが周溝３ａ２の他方の側壁に押しつけられる。第２弁体１８が回転を続けて図６（ｃ）に示すように腕部１８ｄが第２縦溝３ａ３に対峙する回転位置に到達すると、第３バネ１７の付勢力を受けた第２弁体１８は、図６（ｄ）に示すように、腕部１８ｄを第２縦溝３ａ３に係合させつつ、ピストンヘッド３の他端へ向けて移動し、腕部１８ｄが第２縦溝３ａ３の終端部に当接して停止する。前記手順で第２弁体１８がピストンヘッド３の他端部に取り付けられる。
【0012】
減圧弁１の作動を説明する。
二次側通路２ｂに図示しない配管を介して接続された図示しない吐水装置が閉鎖され、前記配管内の水流が停止している時は、図２に示すように、第１弁体７が第１弁座６に当接して減圧弁機構αは閉弁している。逃し弁機構βも二次側通路２ｂの内圧（以下二次圧と呼ぶ）が開弁圧に達していないかぎり、第１バネ８の付勢力を受けた第２弁体１８のシール部材１８ｂが第２弁座１６に当接して閉弁している。第２弁体１８のシール部材１８ｂが第２弁座１６に当接して逃し弁機構βが閉弁している時、第２弁体１８の腕部１８ｄは第２縦溝３ａ３の延在途上に在り第２縦溝３ａ３の終端部には当接していない。
二次側通路２ｂと感圧室１３とは連通しているので、二次圧がダイアフラム１２に印加される。一次圧はオーリング４がピストンヘッド３とシリンダ２ｃとの摺接部をシールすることにより、感圧室１３には伝達されず、ダイアフラム１２には印加されない。
二次側通路２ｂに図示しない配管を介して接続された図示しない吐水装置が閉鎖され、前記配管内の水流が停止している時は、図２に示すように、第１弁体７が第１弁座６に当接して減圧弁機構αは閉弁している。逃し弁機構βも二次側通路２ｂの内圧（以下二次圧と呼ぶ）が開弁圧に達していないかぎり、第１バネ８の付勢力を受けた第２弁体１８のシール部材１８ｂが第２弁座１６に当接して閉弁している。第２弁体１８のシール部材１８ｂが第２弁座１６に当接して逃し弁機構βが閉弁している時、第２弁体１８の腕部１８ｄは第２縦溝３ａ３の延在途上に在り第２縦溝３ａ３の終端部には当接していない。
二次側通路２ｂと感圧室１３とは連通しているので、二次圧がダイアフラム１２に印加される。一次圧はオーリング４がピストンヘッド３とシリンダ２ｃとの摺接部をシールすることにより、感圧室１３には伝達されず、ダイアフラム１２には印加されない。
【0013】
前記吐水装置が開放されると、二次圧が低下し、ダイアフラム１２に印加される二次圧による閉弁方向の付勢力が減少して、図１に示すように、第１弁体７が第１弁座６から離れ、減圧弁機構αは開弁する。第１弁体７と第１弁座６との間に形成された環状隙間を水道水が流れる際に圧力損失が発生し、水道水は減圧される。
減圧弁機構αの作動時には、ピストンヘッド３の他端部に配設された第２弁体１８とその周囲のピストンヘッド３他端部が、筒体１１の一端部に配設された第２弁座１６とその周囲の筒体１１一端部に、第１バネ８の付勢力で当接してピストンヘッド３と筒体１１とが一体となって往復動するので、第１バネ８と第２バネ１４の付勢力の合力によって減圧弁機構αの設定圧が決定される。第３バネ１７は内部バネであり、一体化したピストンヘッド３と筒体１１に外力を及ぼさないので、減圧弁機構の設定圧には影響を与えない。
減圧弁機構αの作動中に、何らかの原因で二次圧が上昇すると、第２バネ１４の付勢力に抗してダイアフラム１２が第１弁座６から遠ざかる方向へ弾性変形し、ダイアフラム１２に固定された筒体１１がピストンヘッド３から遠ざかる方向へ移動し、第１バネ８の付勢力を受けたピストンヘッド３が、ひいては第１弁体７が筒体１１に追随して移動し、第１弁体７が第１弁座６に接近する。この結果、第１弁座７と第１弁体６との間の環状隙間が狭まり、前記環状隙間を水道水が通過する際の圧力損失が増加する。この結果、二次圧が下降する。従って、減圧弁機構αにより、二次圧は所定の設定圧に維持される。
減圧弁機構αの作動時には、ピストンヘッド３の他端部に配設された第２弁体１８とその周囲のピストンヘッド３他端部が、筒体１１の一端部に配設された第２弁座１６とその周囲の筒体１１一端部に、第１バネ８の付勢力で当接してピストンヘッド３と筒体１１とが一体となって往復動するので、第１バネ８と第２バネ１４の付勢力の合力によって減圧弁機構αの設定圧が決定される。第３バネ１７は内部バネであり、一体化したピストンヘッド３と筒体１１に外力を及ぼさないので、減圧弁機構の設定圧には影響を与えない。
減圧弁機構αの作動中に、何らかの原因で二次圧が上昇すると、第２バネ１４の付勢力に抗してダイアフラム１２が第１弁座６から遠ざかる方向へ弾性変形し、ダイアフラム１２に固定された筒体１１がピストンヘッド３から遠ざかる方向へ移動し、第１バネ８の付勢力を受けたピストンヘッド３が、ひいては第１弁体７が筒体１１に追随して移動し、第１弁体７が第１弁座６に接近する。この結果、第１弁座７と第１弁体６との間の環状隙間が狭まり、前記環状隙間を水道水が通過する際の圧力損失が増加する。この結果、二次圧が下降する。従って、減圧弁機構αにより、二次圧は所定の設定圧に維持される。
【0014】
減圧弁機構αの作動中に、二次圧が減圧弁機構αの閉弁圧まで上昇すると、第１弁体７が第１弁座６に当接して減圧弁機構αは図２の閉弁状態になる。この時、第２弁体１８とその周囲のピストンヘッド３他端部と、第２弁座１６とその周囲の筒体１１一端部、との当接部には減圧弁機構α閉弁時の第１バネ８の付勢力から第１弁体７と第１弁座６の当接部に働く押圧力を差し引いた押圧力が作用している。
二次圧が減圧弁機構αの閉弁圧を超えて更に上昇すると、ダイアフラム１２が第１弁座６から遠ざかる方向へ更に弾性変形し、筒体１１がピストンヘッド３から更に遠ざかる方向へ移動する。筒体１１がピストンヘッド３から更に遠ざかる方向へ移動すると、第２弁体１８周囲のピストンヘッド３他端部と第２弁座１６周囲の筒体１１一端部との当接部に働いていた押圧力が零になる一方、第１バネ８の残存付勢力である第３バネ１７の付勢力を受けた第２弁体１８は、第２弁座１６との間の押圧力を減少させつつ第２弁座１６との当接状態を維持して筒体１１の移動に追随する。弱い第３バネ１７に支持された第２弁体１８が第２弁座１６に当接することにより、筒体１１とピストンヘッド３の同軸性のばらつき等による第２弁体１８と第２弁座１６の片当たりが防止され、弁機構βの閉弁状態が支障なく維持される。その後、腕部１８ｄが第２縦溝３ａ３の終端部に当接して第２弁体１８の逃し弁機構βの閉弁方向の移動が規制される。
二次圧が減圧弁機構αの閉弁圧を超えて更に上昇すると、ダイアフラム１２が第１弁座６から遠ざかる方向へ更に弾性変形し、筒体１１がピストンヘッド３から更に遠ざかる方向へ移動する。筒体１１がピストンヘッド３から更に遠ざかる方向へ移動すると、第２弁体１８周囲のピストンヘッド３他端部と第２弁座１６周囲の筒体１１一端部との当接部に働いていた押圧力が零になる一方、第１バネ８の残存付勢力である第３バネ１７の付勢力を受けた第２弁体１８は、第２弁座１６との間の押圧力を減少させつつ第２弁座１６との当接状態を維持して筒体１１の移動に追随する。弱い第３バネ１７に支持された第２弁体１８が第２弁座１６に当接することにより、筒体１１とピストンヘッド３の同軸性のばらつき等による第２弁体１８と第２弁座１６の片当たりが防止され、弁機構βの閉弁状態が支障なく維持される。その後、腕部１８ｄが第２縦溝３ａ３の終端部に当接して第２弁体１８の逃し弁機構βの閉弁方向の移動が規制される。
【0015】
二次圧が更に上昇すると、筒体１１がピストンヘッド３から更に遠ざかる方向へ移動し、第１バネ８の残存付勢力である第３バネ１７の付勢力が零になり、第２弁体１８と第２弁座１６との間の押圧力が零になり、第２弁座１６が第２弁体１８のシール部材１８ｂから離れ、逃し弁機構βが開弁し、感圧室１３が、ひいては二次側通路２ｂが、筒状部材１１の第１部分１１ａに形成された開口１１ａ’と、第２弁座１６と第２弁体１８の間の隙間と、筒状部材１１の第１部分１１ａと第２部分１１ｂの中央穴と、バネケース１５の内部空間と、排水筒１９と、を介して外部環境に連通する。この結果、図３（ｂ）に多数の矢印で示すように、感圧室１３内、ひいては二次側通路２ｂ内の水がバネケース１５の内部空間へ流入し、排水筒１９を介して外部環境に放出され、二次圧が低下して、二次側通路２ｂに接続された水回り機器の損傷が防止される。
【0016】
上記説明から分かるように、逃し弁機構βの開弁圧は、減圧弁機構α閉弁時の第１バネ８の付勢力から第１弁体７と第１弁座６の当接部に働く押圧力を差し引いた押圧力によって決定される。第１弁体７の形状や物性、第１弁座６の形状、ピストンヘッド３とシリンダ２ｃの同軸性等には製品毎のばらつきがあるので、減圧弁機構αの閉弁時の第１バネ８の付勢力や第１弁体７と第１弁座６の当接部に働く押圧力がばらつき、ひいては逃がし弁機構βの開弁圧が製品毎にばらつく可能性がある。然しながら、本実施例に係る減圧弁１においては、工具を用いて第１バネ調節ネジ８ａを回動駆動することにより第１バネ８の付勢力を製品毎に調整して、逃がし弁機構βの開弁圧を直接調整できるので、逃がし弁機構βの開弁圧の製品毎のばらつきを抑制することができる。
第１バネ８の付勢力の調整量は小さく、また第２バネ１４の付勢力は第１バネ８の付勢力に比べて遥かに大きいので、第１バネ８と第２バネ１４の付勢力の合力に対する第１バネ８の付勢力の調整による影響は微少であり、減圧弁機構αの設定圧への影響は微少である。
尚、第２バネ調節ネジ１４ａは、第２バネ１４の付勢力を調整して減圧弁機構αの設定圧を調整するためのものであるが、第２バネ調節ネジ１４ａを用いて第１バネ１４の付勢力を微調整して、第１バネ８と第２バネ１４の付勢力の合力に対する第１バネ８の付勢力の調整による影響を除去しても良い。
第１バネ８の付勢力の調整量は小さく、また第２バネ１４の付勢力は第１バネ８の付勢力に比べて遥かに大きいので、第１バネ８と第２バネ１４の付勢力の合力に対する第１バネ８の付勢力の調整による影響は微少であり、減圧弁機構αの設定圧への影響は微少である。
尚、第２バネ調節ネジ１４ａは、第２バネ１４の付勢力を調整して減圧弁機構αの設定圧を調整するためのものであるが、第２バネ調節ネジ１４ａを用いて第１バネ１４の付勢力を微調整して、第１バネ８と第２バネ１４の付勢力の合力に対する第１バネ８の付勢力の調整による影響を除去しても良い。
【0017】
図７に示すように、第１バネ調節ネジ８ａにハンドル８ｂとロックナット８ｃとを取り付け、ハンドル８ｂを手動で回動駆動して第１バネ８の付勢力を調整し、ロックナット８ｃを用いて第１バネ調節ネジ８ａをロックしても良い。ハンドル８ｂを利用することにより第１バネ調節ネジ８ａの回動駆動が容易になり、ロックナット８ｃを利用することにより、第１バネ調節ネジ８ａの緩みを防止でき、ひいては逃し弁機構βの開弁圧の経時変化を防止できる。
上記実施例では図１に示すように、第１バネ８を円筒形状のコイルバネとしたが、第１バネ８を、図８に示すように、座金８ａ'に当接する一端部が弁体７に当接する他端部に比べて大径に形成され円錐台形状のコイルバネとしても良い。座金８ａ'との当接面積が増加して、第１バネ８の作動が安定する。
上記実施例では図１に示すように、第１バネ８を円筒形状のコイルバネとしたが、第１バネ８を、図８に示すように、座金８ａ'に当接する一端部が弁体７に当接する他端部に比べて大径に形成され円錐台形状のコイルバネとしても良い。座金８ａ'との当接面積が増加して、第１バネ８の作動が安定する。
【産業上の利用可能性】
【0018】
本発明は、逃し弁機構を備える減圧弁に広く利用可能である。
【符号の説明】
【0019】
１ 減圧弁
２ ボディ
２ａ 一次側通路
２ｂ 二次側通路
２ｃ シリンダ
２ｄ ダイアフラムケース
３ ピストンヘッド
６ 第１弁座
７ 第１弁体
８ 第１バネ
８ａ 第１バネ調節ネジ
８ｂ ハンドル
８ｃ ロックナット
１１ 筒体
１２ ダイアフラム
１３ 感圧室
１４ 第２バネ
１４ａ 第２バネ調節ネジ
１５ バネケース
１６ 第２弁座
１７ 第３バネ
１８ 第２弁体
１９ 排水筒
α 減圧弁機構
β 逃し弁機構
２ ボディ
２ａ 一次側通路
２ｂ 二次側通路
２ｃ シリンダ
２ｄ ダイアフラムケース
３ ピストンヘッド
６ 第１弁座
７ 第１弁体
８ 第１バネ
８ａ 第１バネ調節ネジ
８ｂ ハンドル
８ｃ ロックナット
１１ 筒体
１２ ダイアフラム
１３ 感圧室
１４ 第２バネ
１４ａ 第２バネ調節ネジ
１５ バネケース
１６ 第２弁座
１７ 第３バネ
１８ 第２弁体
１９ 排水筒
α 減圧弁機構
β 逃し弁機構
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】