特開 2024-21648 減圧弁

(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】P2024021648

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】減圧弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 17/18 20060101AFI20240208BHJP

   G05D 16/06 20060101ALI20240208BHJP

   F16K 31/365 20060101ALI20240208BHJP

【ＦＩ】

F16K17/18

G05D16/06 C

F16K31/365

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022124637

(22)【出願日】2022-08-04

(71)【出願人】

【識別番号】000005175

【氏名又は名称】藤倉コンポジット株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100121049

【弁理士】

【氏名又は名称】三輪 正義

(72)【発明者】

【氏名】山口 賢二

【テーマコード（参考）】

3H056

3H060

5H316

【Ｆターム（参考）】

3H056AA01

3H056BB32

3H056CA07

3H056CB03

3H056CB06

3H060AA05

3H060BB10

3H060CC22

3H060DC05

3H060DC12

3H060DD04

5H316DD02

5H316DD11

5H316EE02

5H316EE10

5H316EE18

5H316FF02

5H316JJ01

(57)【要約】

【課題】小型化を促進できる減圧弁を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の減圧弁（１）は、一次圧の流体の圧力を、二次圧に減圧する減圧弁であって、前記流体が流入する流入口（２ｄ）と、前記流体が流出する流出口（２ｅ）と、を有する筐体（２）と、前記流入口と前記流出口をつなぐ流路（１５）を開閉可能に移動するピントル（４）と、前記ピントルを前記流路が開く方向に押圧するダイヤフラム（８）と、内壁を摺動移動して、前記ダイヤフラムを押圧するピストン（１０）と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一次圧の流体の圧力を、二次圧に減圧する減圧弁であって、
前記流体が流入する流入口と、前記流体が流出する流出口と、を有する筐体と、
前記流入口と前記流出口をつなぐ流路を開閉可能に移動するピントルと、
前記ピントルを前記流路が開く方向に押圧するダイヤフラムと、
内壁を摺動移動して、前記ダイヤフラムを押圧するピストンと、を有することを特徴とする減圧弁。

【請求項2】

前記ダイヤフラムの外周縁部は、固定支持されており、
前記ダイヤフラムは、前記外周縁部よりも内側であって、前記ピストンと直接又は間接的に接する第１の面と、前記ピントルと直接又は間接的に接する第２の面と、を有することを特徴とする請求項１に記載の減圧弁。

【請求項3】

前記第１の面には、前記外周縁部よりも内側に環状凸部が形成されており、前記環状凸部の内側に、前記ピストンが直接又は間接的に接し、
前記第２の面には、前記外周縁部よりも内側に環状凹部が形成されており、前記環状凹部の内側に、前記ピントルが直接又は間接的に接する、ことを特徴とする請求項２に記載の減圧弁。

【請求項4】

前記ピストンは、前記ダイヤフラムの前記第１の面を押圧する押圧面を備えた押圧部と、前記押圧部と一体となり前記内壁に接する摺動面を備えた摺動部と、を有する、ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の減圧弁。

【請求項5】

前記ピントルは、前記ダイヤフラムの第２の面に、ピントル受けシートを介して間接的に接することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の減圧弁。

【請求項6】

前記筐体は、開口部を備え、
前記開口部の一方向から、前記ピントル、前記ダイヤフラム、及び、前記ピストンの順に組み立てられる、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の減圧弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、減圧弁に関する。

【背景技術】

【0002】

減圧弁は、一次圧の流体の圧力を、二次圧に減圧する機能を有し、特許文献１から特許文献３に示すように、ダイヤフラムを用いた構造では、ダイヤフラムを変形させ、ダイヤフラムの上下の圧力をつり合わせて圧力調整を行う。

【0003】

特許文献１から特許文献３に示すように、ダイヤフラムの上側には、調圧スプリングを介して調圧ネジが設けられ、ダイヤフラムの下側には、流体の流入口と流出口との間をつなぐ流路を開閉可能なピントルが設けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－２０５９９２号公報

【特許文献2】特開２０１３－１９６３９９号公報

【特許文献3】特開２０１３－９７７１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１から特許文献３のいずれの構成においても、ダイヤフラムの中央には、穴が設けられ、その穴を通して、センターピースが配置されている。したがって、ダイヤフラムの変形とともに、センターピースが上下方向に移動する。センターピースは、ダイヤフラムを下面側から受ける基台と、基台の中心から上方に突き出す凸部とを備え、凸部は、ダイヤフラムの穴を通してダイヤフラムの上面から上方に突出した形状とされる。例えば、特許文献１を例にとると、凸部は、特許文献１の上側凸部３１に該当し、基台は、特許文献１のダイヤフラム支承部３２に該当する。

【0006】

ところで、既存の減圧弁は、大型化しており、小型化のニーズに適切に対応できない問題があった。例えば、減圧弁を酸素濃縮器に用いる場合、流量が小さく、小型化の要求があった。

【0007】

しかしながら、既存の減圧弁では、特許文献１から特許文献３に記載のように、ダイヤフラムの中央に穴を設け、この穴にセンターピースを通す形態であるため、構造的に小型化が困難であった。すなわち、部品点数が増えること、更には、センターピースは高さ方向に突き出す比較的大きな部品であるため、ダイヤフラム近辺の構造が複雑化し、大型化する傾向にあった。このため、既存の減圧弁の構造では、小型化に支障をきたした。

【0008】

そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、小型化を促進できる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】

【0009】

本発明における減圧弁は、一次圧の流体の圧力を、二次圧に減圧する減圧弁であって、前記流体が流入する流入口と、前記流体が流出する流出口と、を有する筐体と、前記流入口と前記流出口をつなぐ流路を開閉可能に移動するピントルと、前記ピントルを前記流路が開く方向に押圧するダイヤフラムと、内壁を摺動移動して、前記ダイヤフラムを押圧するピストンと、を有することを特徴とする。

【0010】

本発明の減圧弁の一態様は、前記ダイヤフラムの外周縁部は、固定支持されており、前記ダイヤフラムは、前記外周縁部よりも内側であって、前記ピストンと直接又は間接的に接する第１の面と、前記ピントルと直接又は間接的に接する第２の面と、を有することを特徴とする。

【0011】

本発明の減圧弁の一態様は、前記第１の面には、前記外周縁部よりも内側に環状凸部が形成されており、前記環状凸部の内側に、前記ピストンが直接又は間接的に接し、前記第２の面には、前記外周縁部よりも内側に環状凹部が形成されており、前記環状凹部の内側に、前記ピントルが直接又は間接的に接する、ことを特徴とする。

【0012】

本発明の減圧弁の一態様は、前記ピストンは、前記ダイヤフラムの前記第１の面を押圧する押圧面を備えた押圧部と、前記押圧部と一体となり前記内壁に接する摺動面を備えた摺動部と、を有する、ことを特徴とする。

【0013】

本発明の減圧弁の一態様は、前記ピントルは、前記ダイヤフラムの第２の面に、ピントル受けシートを介して間接的に接することを特徴とする。

【0014】

本発明の減圧弁の一態様は、前記筐体は、開口部を備え、前記開口部の一方向から、前記ピントル、前記ダイヤフラム、及び、前記ピストンの順に組み立てられる、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明の減圧弁によれば、センターピースをなくし、ダイヤフラムを含む周辺の構造を簡素化でき、小型化を促進できる。これにより、本発明の減圧弁を、酸素濃縮器などの用途に効果的に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施の形態における減圧弁の断面図である。

【図2】本実施の形態における減圧弁の分解斜視図である。

【図3】本実施の形態における減圧弁の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施の形態（以下、「実施の形態」と略記する。）について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。

【0018】

＜本実施の形態の減圧弁１の概要＞
図１は、本実施の形態における減圧弁１の断面図であり、図２は、本実施の形態における減圧弁１の分解斜視図であり、図３は、本実施の形態における減圧弁１の斜視図（完成図）である。

【0019】

図１及び図２に示すように、本実施の形態の減圧弁１は、筐体２、主弁スプリング３、ピントル４、各Ｏリング５ａ、５ｂ、５ｃ、ブッシュ６、ピントル受けシート７、ダイヤフラム８、ワッシャ９、ピストン１０、調圧スプリング１１、ボンネット１２、調圧ネジ１３、及び、ナット１４を有して構成される。

【0020】

以下、主要部品について説明する。各図におけるＸ１－Ｘ２方向及びＹ１－Ｙ２方向は、平面内にて直交する２方向を指し、Ｚ１－Ｚ２方向は、Ｘ１－Ｘ２方向及びＹ１－Ｙ２方向に直交する高さ方向を指す。Ｚ１方向は、上方向を示し、Ｚ２方向は、下方向を示す。

【0021】

［筐体２］
図１から図３に示すように、筐体２は、底面２ａと、底面２ａを囲む側壁面２ｂとを備えており、筐体２の内部には、上面側が開口した収納空間２ｃが形成されている。側壁面２ｂには、収納空間２ｃに通じる流入口２ｄと、流出口２ｅとが形成されている。流入口２ｄと流出口２ｅは、例えば、Ｘ１－Ｘ２方向に対向して配置される。また、側壁面２ｂのＹ１－Ｙ２方向の両側には、取り付け部２ｆが外部に突出して設けられている。取り付け部２ｆにより、本実施の形態の減圧弁１を、所定の装置や任意の場所に設置することができる。なお、側壁面２ｂに対する流入口２ｄ、流出口２ｅ及び取り付け部２ｆの配置は、一例であり、図１から図３の配置に限定されるものではない。

【0022】

図１に示すように、収納空間２ｃは、下方側から上方に向けて（Ｚ１方向に向けて）段階的に空間の広さが大きくなるように形成される。

【0023】

［ピントル４］
ピントル４は、流入口２ｄと流出口２ｅをつなぐ流路１５を開閉可能に、上下方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に移動する部材である。

【0024】

図１及び図２に示すように、ピントル４は、台座４ａと、台座４ａの中心から上方（Ｚ１方向）に平行に伸びる棒状の弁棒４ｂと、を有して構成される。

【0025】

図１に示すように、台座４ａの底面には凹部４ｃが形成されており、この凹部４ｃと、筐体２の収納空間２ｃの底面との間に、主弁スプリング３が介在している。主弁スプリング３は、圧縮コイルばねである。凹部４ｃの幅は、ちょうど主弁スプリング３の幅と同程度であり、主弁スプリング３が凹部４ｃに挟まり固定支持される。

【0026】

台座４ａの側面は、高さ方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に平行に延出する垂直面であり、この垂直面は、後述するブッシュ６の内壁面を摺動する摺動面４ｄを構成する。また、摺動面４ｄに連続して上方には傾斜面４ｅが形成されており、これにより、組み立ての際、台座４ａをブッシュ６の内壁面内にスムースに組み込むことができる。

【0027】

台座４ａと弁棒４ｂとの間（弁棒４ｂの付け根部分）には、凹み４ｆが形成されており、この凹み４ｆに、Ｏリング５ａが嵌り込み、固定される。図１の状態では、ピントル４がＯリング５ａを介してブッシュ６に突き当たるように上方に移動しており、Ｏリング５ａにより、流路１５が塞がれている。図１の状態からピントル４が、後述のダイヤフラム８からの押圧力を受けて下方（図示Ｚ２方向）に移動すると、流路１５が開放される。

【0028】

図１に示すように、弁棒４ｂは、台座４ａから直線状に上方（図示Ｚ１方向）に延びており、弁棒４ｂの先端が、ダイヤフラム８にピントル受けシート７を介して接している。

【0029】

図２に示すように、弁棒４ｂは、所定の径からなる細長い円柱状である。流路１５の一部には、高さ方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に延びる箇所があり、この箇所に、弁棒４ｂが入り込んでいるため、弁棒４ｂの径は、流路１５の幅よりも小さく形成されており、流路１５が弁棒４ｂにより完全に塞がれることはない。

【0030】

［ブッシュ６］
ブッシュ６は、筐体２の収納空間２ｃ内に、各Ｏリング５ｂ、５ｃを介して固定支持されている。図１及び図２に示すように、ブッシュ６の外面は、収納空間２ｃの内壁面に形成された段差に対向するように、上方に向かうほど幅寸法（径）が大きくなるように多段階で形成される。したがって、ブッシュ６を、Ｏリング５ｂ、５ｃを介在させて収納空間２ｃ内に組み込んだ際に、主弁スプリング３の収容空間がブッシュの６の下方に残るように、ブッシュ６は、収納空間２ｃの段差に係り、収納空間２ｃの途中位置で固定される。

【0031】

ブッシュ６が、収納空間２ｃ内に組み込まれた際、ブッシュ６は、流入口２ｄから流出口２ｅに至る流路１５を構成する。さらに、図１に示すように、ブッシュ６の上面には、凹み部６ａが形成されており、凹み部６ａとダイヤフラム８との間に、感圧室１６が設けられている。感圧室１６と流路１５との間は、連通孔６ｂを介して、つながっている。

【0032】

ブッシュ６の中心には、高さ方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に平行に弁棒４ｂを通す細い貫通孔６ｃが形成されている。貫通孔６ｃは、流路１５にまで至っている。貫通孔６ｃと弁棒４ｂの径は、ほぼ同じ大きさである。

【0033】

図１に示すように、弁棒４ｂは、ブッシュ６の下側から流路１５を通って貫通孔６ｃに挿入され、更に、弁棒４ｂの先端は、感圧室１６に突出し、ピントル受けシート７に当接している。ダイヤフラム８が下方向に変形すると、弁棒４ｂが下方向に押圧され、このとき、ブッシュ６の貫通孔６ｃの内壁面を摺動移動し、ピントル４全体が、ブッシュ６に対して下方向に移動する。

【0034】

［ダイヤフラム８］
ダイヤフラム８は、後述する調圧ネジ１３からの圧力を受けて図示下方向に変形可能な薄板部材である。ダイヤフラム８は、図２に示すように円形状であり、例えば、ダイヤフラム８の外周縁部８ａよりも内側の上面側（第１の面：後述するピストン１０が接する側）に環状凸部８ｂが形成されている。また、環状凸部８ｂと対向するダイヤフラム８の下面側（第２の面：ピントル４が対向する側）に環状凹部８ｃが形成されている。したがって、ダイヤフラム８は、全体的に、ほぼ一定の板厚で形成されている。

【0035】

ダイヤフラム８の材質を限定するものではないが、例えば、ダイヤフラム８は、ゴムの内部に基布が埋設された構造である。

【0036】

また、環状凸部８ｂの上面からの突出高さにより、ダイヤフラム８の下方向への変形量を変えることができる。本実施の形態では、突出高さを限定するものではないが、本実施の形態の減圧弁１を、例えば、流量の少ない酸素濃縮器に適用した場合、上面からの突出高さを１ｍｍ以下、具体的には、０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下の範囲内に設定できる。
なお、図１に示すダイヤフラム８の形態は、一例であり、例えば、ダイヤフラム８には、図１に示す環状凸部８ｂ及び環状凹部８ｃが形成されず、全体的にフラットな形状であってもよい。

【0037】

図１に示すように、ダイヤフラム８の外周縁部８ａから環状凸部８ｂ及び環状凹部８ｃまでの端部領域８ｄが、ブッシュ６と後述するボンネット１２との間に、ワッシャ９を介して挟持されて固定支持される。

【0038】

ダイヤフラム８は、環状凸部８ｂ及び環状凹部８ｃより内側の領域が、高さ方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に変位する可動領域８ｅである。

【0039】

本実施の形態では、ダイヤフラム８の可動領域８ｅに、穴や凹部は形成されておらず、可動領域８ｅ全体が平坦面で形成されている。すなわち、従来では、ダイヤフラム８の中央に穴を設け、この穴にセンターピースを通す構成が主流であったが、本実施の形態では、センターピースを用いる構成でないため、構成部品の低減を図ることができる。したがって、本実施の形態では、ダイヤフラム８の可動領域８ｅの下面に、ピントル受けシート７を介して、ピントル４の弁棒４ｂの先端が当接しており、変形したダイヤフラム８自体が、弁棒４ｂを下方向（Ｚ２方向）に押圧する。なお、ピントル受けシート７は設けられていなくてもよく、この場合、ダイヤフラム８の下面にピントル４の弁棒４ｂの先端が直接接する。ただし、ピントル受けシート７を介して間接的に接する形態とすることで、ダイヤフラム８の耐久性の向上ができて好ましい。

【0040】

［ピストン１０］
図１に示すように、ダイヤフラム８の上面に、ピストン１０が接して配置される。ピストン１０は、ダイヤフラム８を下方向（図示Ｚ２方向）に押圧するためのサポート部材である。

【0041】

図１に示すように、ピストン１０の側端面（摺動面１０ｃ）は、後述するボンネット１２の内壁面１２ｃに接しており、この内壁面１２ｃを上下方向（図示Ｚ１－Ｚ２方向）に摺動可能に支持されている。したがって、ピストン１０を安定して上下方向に摺動させることができる。ピストン１０の摺動面１０ｃ及び、ボンネット１２の内壁面１２ｃは、いずれも高さ方向に平行な垂直面で形成される。

【0042】

図１に示すように、ピストン１０は、ダイヤフラム８の環状凸部８ｂより内側に位置する可動領域８ｅの上面に接し、該可動領域８ｅを押圧する押圧面１０ａを備えた押圧部１０ｂと、該押圧部１０ｂと一体となりボンネット１２の内壁面１２ｃに接する摺動面１０ｃを備えた摺動部１０ｄと、を有して構成される。これにより、ピストン１０を下方向に摺動移動させながら、ダイヤフラム８の可動領域８ｅを下方向に押圧することができる。図１に示すように、ピストン１０の押圧面１０ａの図示Ｘ１－Ｘ２方向への幅は、可動領域８ｅの幅とほぼ同じ大きさであり、可動領域８ｅ全体がピストン１０の押圧面１０ａから押圧力を受けて下方向に変形できるようになっている。

【0043】

［調圧スプリング１１］
図１に示すように、ピストン１０と後述する調圧ネジ１３との間に、付勢部材としての調圧スプリング１１が配置される。調圧スプリング１１は、圧縮コイルばねである。調圧スプリング１１の外径は、ｄ１である。なお、付勢部材としては、調圧スプリング１１に限定されるものではないが、製造コストや耐久性の観点などから、調圧スプリング１１を選択することが好ましい。

【0044】

図１に示すように、ピストン１０の上面には、押圧部１０ｂと摺動部１０ｄとの間に段差１０ｅが設けられており、この段差１０ｅに調圧スプリング１１の下端部が位置決めされている。これにより、調圧スプリング１１を安定して配置することができる。

【0045】

［ボンネット１２］
ボンネット１２は、筐体２の開口した上面側に位置する蓋体として機能する。図１から図３に示すように、ボンネット１２は、蓋体１２ａと、蓋体１２ａの上面に位置して蓋体１２ａよりも小径の円筒部１２ｂとを、有して構成される。蓋体１２ａの内部は、円筒部１２ｂの貫通孔に通じる空洞になっている。蓋体１２ａに形成された空洞は、円筒部１２ｂに形成された貫通孔よりも広い空間となっている。

【0046】

図１に示すように、ボンネット１２が、筐体２の開口側に組み込まれた状態では、ダイヤフラム８がブッシュ６との間で挟持され、また、ダイヤフラム８の上面に配置されたピストン１０の摺動面１０ｃが、ボンネット１２の蓋体１２ａに形成された内壁面１２ｃに接する。

【0047】

図１及び図２に示すように、ボンネット１２の円筒部１２ｂに形成された雌ネジ面としての内壁面１２ｄに調圧ネジ１３が挿入されている。これにより、調圧ネジ１３のネジを回しながら調圧ネジ１３を円筒部１２ｂの下方向（図示Ｚ２方向）に向けて所定量だけ押し込むことができる。これにより、図１に示す、ピストン１０と調圧ネジ１３との間に介在する調圧スプリング１１が圧縮されるとともに、ダイヤフラム８を下方向に変形させることができる。実際には、ナット１４を回すことで、同時に調圧ネジ１３を回転させながら、円筒部１２ｂ内に所定量押し込むことができる。

【0048】

［調圧ネジ１３］
調圧ネジ１３は、調圧スプリング１１を介して、ピストン１０に圧力を加える。図１及び図２に示すように、調圧ネジ１３は、略円柱形であり、該調圧ネジ１３の調圧スプリング１１に向く先端部１３ａ（下方向（図示Ｚ２方向）の端部）は、軸中心Ｏに向けて先細るように断面両端が傾斜している。「軸中心Ｏ」とは、長手方向（図示Ｚ１－Ｚ２方向）に向けての幅中心を意味する。傾斜面１３ｄは、断面両端において同じ傾斜角で形成される。

【0049】

図１に示すように、調圧ネジ１３は、一定の径で形成された円柱部１３ｂと、円柱部１３ｂの先端に位置して略切頭錐体状を成す先端部１３ａと、を有して構成される。円柱部１３ｂの外周面１３ｃと先端部１３ａの傾斜面１３ｄとが連続して形成されている。先端部１３ａの最大幅（円柱部１３ｂの外径）は、ｄ２である。

【0050】

調圧スプリング１１の外径ｄ１＜調圧ネジ１３の先端部１３ａの最大幅ｄ２であるため、図１に示すように、調圧スプリング１１の上端部は、調圧ネジ１３の傾斜面１３ｄに当接している。そして、調圧ネジ１３の先端部１３ａの最小幅ｄ３＜調圧スプリング１１の外径ｄ１であるため、調圧ネジ１３の先端部１３ａの一部は、調圧スプリング１１の内側に配置される（入り込んでいる）。このため、調圧スプリング１１をピストン１０と調圧ネジ１３との間に組み込んだ際、調圧スプリング１１の上端部が、調圧ネジ１３の先端部１３ａの傾斜面１３ｄ上を、調圧スプリング１１の軸中心Ｏと、調圧ネジ１３の軸中心Ｏとが一致するように移動しながら位置合わせされる。したがって、調圧スプリング１１と調圧ネジ１３との間の中心位置合わせを容易にでき、位置ずれを抑制できる。このとき、調圧ネジ１３の先端部１３ａの一部が、調圧スプリング１１の内側に入り込むことで、調圧スプリング１１と調圧ネジ１３との位置関係が安定化する。この結果、調圧ネジ１３が下方向に押し込まれたときに、調圧スプリング１１を介してピストン１０に軸中心Ｏから均等な位置に圧力を加えることができ、したがって、ピストン１０を高さ方向に安定して移動させることができ、ダイヤフラム８の可動領域８ｅを、調圧ネジ１３の押し込み量に合わせて、適切に変形させることができる。

【0051】

＜本実施の形態の減圧弁１の動作について＞
減圧弁１は、一次圧である高い圧力を、二次圧としての低い圧力に下げるための装置である。ダイヤフラム８を境として調圧スプリング１１側からの押圧力と、二次圧の力との、上下の力のバランスが調整されることで、二次圧が設定される。

【0052】

図１は、調圧ネジ１３を下方向（図示Ｚ２方向）に押し込む前の状態を示しており、調圧スプリング１１からダイヤフラム８に作用する押圧力は、ゼロである。この結果、ピントル４が最上位置に上がった状態にあり、ピントル４により、流入口２ｄと流出口２ｅ間をつなぐ流路１５が塞がれた状態である。

【0053】

図１の初期状態から、調圧ネジ１３を下方向に押し込むと、調圧スプリング１１が圧縮されてピストン１０が押圧力を受ける。このとき、ピストン１０は、ボンネット１２に摺動面１０ｃを介して接しており、したがって、ピストン１０は、ボンネット１２の内壁面１２ｃ上を下方向に摺動移動する。ピストン１０の摺動移動に伴い、ダイヤフラム８の可動領域８ｅが下方向（図示Ｚ２方向）に押圧力を受けて変形する。ダイヤフラム８の変形に伴い、ダイヤフラム８にピントル受けシート７を介して接するピントル４の弁棒４ｂが図示下方向に押され、これにより、流入口２ｄと流出口２ｅ間をつなぐ流路１５が開いた状態になる。

【0054】

流入口２ｄからガス（流体）を流すと、流路１５を通って、流出口２ｅから排出される。ピントル４の存在により、流路１５が狭くなっているため、流入口２ｄからの一次圧は、流出口２ｅから減圧された二次圧として流出する。このとき、ガスは、感圧室１６にも流入し、ダイヤフラム８を上方（図示Ｚ１方向）に押し上げる方向に作用する。ダイヤフラム８が押し上げられることで、ピントル４が上方に移動し、ダイヤフラム８の上下の力のバランスがつり合い、流出口２ｅからの二次圧が安定する。二次圧を測定しながら、調圧ネジ１３の押し込み量を調整することで、必要とする二次圧を安定して得ることができる。

【0055】

＜本実施の形態における減圧弁１の特徴的構成について＞
従来における減圧弁１において、ダイヤフラム８の中央に穴を設け、この穴にセンターピースを通し、センターピースにより、ピントル４を押圧する形態が主流であった。

【0056】

しかしながら、センターピースを設けることで部品点数が増え、またセンターピースは、ダイヤフラム８よりも高さ方向（図示Ｚ１－Ｚ２方向）に厚みを有する構成であり、この結果、減圧弁１の小型化を効果的に促進できない問題があった。また、従来の構成では、ダイヤフラム８に穴を設けなければならず、しかも、この穴をセンターピースにより確実にふさぐ必要があり、構造が複雑化し、また製造コストも高くなった。

【0057】

そこで、本実施の形態の減圧弁１は、ダイヤフラム８の中央に、センターピースを通す穴が形成されておらず、ダイヤフラム８が変形した際、ダイヤフラム８の可動領域８ｅ自体が、ピントル４の弁棒４ｂを下方向に押圧する。このように、本実施の形態では、従来のようにセンターピースが設けられておらず、部品点数を減らすことができる。また、本実施の形態では、センターピースが不要となることで、高さ方向への厚みを小さくできる。さらに、本実施の形態では、ダイヤフラム８に穴を形成することが不要となり、ダイヤフラムの製造を容易化できる。またダイヤフラム８を筐体内部で固定支持するシンプルな構造により、ダイヤフラム８の上下の空間を確実に分離することができる。

【0058】

さらに、本実施の形態では、ダイヤフラム８を押圧し変形させるピストン１０がダイヤフラム８の上面に接して配置される。ピストン１０には、ダイヤフラム８の可動領域８ｅの全域に接する押圧面１０ａを備えた押圧部１０ｂが設けられる。そして、ピストン１０は、ボンネット１２の内壁面１２ｃと接する摺動面１０ｃを備えており、ピストン１０は、ボンネット１２の内壁面１２ｃ上を摺動移動し、ダイヤフラム８を図示下方向（図示Ｚ２方向）に安定して押圧することができる。このため、本実施の形態では、ダイヤフラム８を精度良く安定して変形させることができる。

【0059】

以上により、本実施の形態の減圧弁１によれば、部品点数を少なくでき、小型化を促進できる。本実施の形態では、ダイヤフラム近辺の構造をシンプルな構造にできるが、摺動移動するピストン１０により、ダイヤフラム８を押圧する構造とすることで、ダイヤフラム８を安定して変形させることができ、小型化とともに、流量調整を精度よく且つ安定して行うことができる。

【0060】

本実施の形態におけるダイヤフラム８は、外周縁部８ａが、固定支持されており、外周縁部８ａよりも内側であって、ピストン１０と接する上面（第１の面）と、ピントル４と直接又は間接的に接する下面（第２の面）と、を有する。これにより、ピストン１０からの押圧力を適切にダイヤフラム８で受けることができ、そして、ダイヤフラム８の変形により、ピントル４を適切に下方向へ移動させることができ、このような動作を少ない部品点数で且つシンプルな構造で精度よく実行できる。

【0061】

また、本実施の形態におけるダイヤフラム８は、例えば、外周縁部８ａよりも内側であって、ピストン１０と対向する上面に形成された環状凸部８ｂ、及びピントル４と対向する下面に形成された環状凹部８ｃを有する。図１に示すように、ダイヤフラム８の外周縁部８ａは、ブッシュ６とボンネット１２の間に固定支持されており、環状凸部８ｂ及び環状凹部８ｃより内側の可動領域８ｅの上下面がそれぞれ、ピストン１０及びピントル４と接している。これにより、ダイヤフラム８の変形をより安定化でき、ピストン１０の押圧によるダイヤフラム８の変形と、ダイヤフラム８の変形によるピントル４の下方向への移動とを、より精度よく実行できる。

【0062】

また、本実施の形態では、ピストン１０は、ダイヤフラム８の可動領域８ｅを押圧する押圧面１０ａを備えた押圧部１０ｂと、該押圧部１０ｂと一体となり、ボンネット１２の内壁面１２ｃに接する摺動面１０ｃを備えた摺動部１０ｄと、を有する。これにより、ピストン１０は、調圧ネジ１３からの圧力を受けて下方向（図示Ｚ２方向）に移動する際、摺動移動しながらダイヤフラム８の可動領域８ｅの全域を一定圧で押圧できる。したがって、ダイヤフラム８の可動領域８ｅを安定して変形させることができ、流量調整を高精度に且つ安定して行うことが可能である。

【0063】

＜本実施の形態の減圧弁１の組み立て＞
図２に示すように、筐体２は上面が開口しており、筐体２の上面側から、順に各構成部材を組み立てることができる。例えば、各構成部材を、図２に示す並び順に筐体２内に組み込んでいくことで、簡単にかつ迅速に、図３に示す減圧弁１を完成することができる。このように、本実施の形態では、減圧弁１を一方向から組み立てることができ、これにより組み立て工数を減らすことができ、生産効率を向上させることができる。特に、本実施の形態では、減圧弁１を小型化できるが、一方向からの組み立てにより、サイズの小さい各構成部材を効率よく組み立てることができ、小型化に寄与できる。

【0064】

＜本実施の形態の減圧弁１のそのほかの特徴的構成＞
本実施の形態では、調圧スプリング１１が接する調圧ネジ１３の先端部１３ａは、軸中心Ｏに向けて先細るように傾斜する傾斜面１３ｄを有している。そして、調圧スプリング１１及び調圧ネジ１３を組み立てた際に、図１に示すように、調圧ネジ１３の先端部１３ａの一部が、調圧スプリング１１の上端部の内側に入り込みながら、調圧スプリング１１が傾斜面１３ｄに接して位置決めされる。このとき、調圧スプリング１１は、傾斜面１３ｄに倣って、調圧スプリング１１の断面上端の双方が、各傾斜面１３ｄに当接するように位置決めされるため、ずれを補正でき、したがって、調圧スプリング１１の軸中心Ｏと、調圧ネジ１３の軸中心Ｏとが一致するように位置決めを容易に行うことができる。

【0065】

また、本実施の形態では、調圧ネジ１３は、後端部（上端）１３ｅから先端部１３ａに向けて、一定幅で形成された外周面１３ｃと、外周面１３ｃと連続して形成された傾斜面１３ｄと、を備える形状で形成でき、調圧ネジ１３の両側に張り出したスプリング受けを設ける必要がない。このため、生産コストの低減を図ることができ、また小型化に寄与できる。特に、本実施の形態では、調圧ネジ１３として既存の市販ネジを用いることも可能であり、生産コストの低減及び小型化を効果的に促進できる。
なお、調圧ネジ１３の外周面１３ｃは、ネジ面であり、外周面１３ｃが「一定幅」とは、図１に示す断面両端においてＺ１－Ｚ２方向に連なる多数のネジ山頂部をつなげた仮想両側面間の幅を指す。

【0066】

＜減圧弁１の用途及び小型化について＞
本実施の形態の減圧弁１の用途を限定するものではないが、本実施の形態では、減圧弁１の小型化を促進でき、流量が小さい、例えば、在宅医療用の酸素濃縮器などに適用できる。

【0067】

本実施の形態では、減圧弁１の小型化のために、センターピースを設けずに、ダイヤフラムが直接あるいは間接的にピントル４の弁棒４ｂを押圧する構成としている。このとき、ダイヤフラム８の薄型化とともにダイヤフラム８の環状凸部８ｂの突出寸法を小さくする。あるいは、ダイヤフラム８に環状凸部８ｂを形成せず、ダイヤフラム８をフラット形状とする。このとき、ダイヤフラム８の耐久性向上のために、ゴムの内部に基布が埋設された構造とすることが好適である。

【0068】

さらに、減圧弁１の小型化のために、調圧ネジ１３に両側に張り出すスプリング受けを設けず、ストレート形状の調圧ネジの先端部１３ａの傾斜面１３ｄに調圧スプリング１１が当接する構造とした。これにより、調圧ネジ１３及び調圧スプリング１１を従来より小さくできる。さらに、このように、ダイヤフラム８近辺の構造、及び、調圧ネジ１３及び調圧スプリング１１を有する押圧機構、を改良することで、減圧弁１の小型化を効果的に促進できる。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明の減圧弁によれば、部品点数を少なくでき、小型化に寄与できる。したがって、流量が小さい、例えば、在宅医療用の酸素濃縮器などに適用できる。

【符号の説明】

【0070】

１ ：減圧弁
２ ：筐体
２ａ ：底面
２ｂ ：側壁面
２ｃ ：収納空間
２ｄ ：流入口
２ｅ ：流出口
３ ：主弁スプリング
４ ：ピントル
４ａ ：台座
４ｂ ：弁棒
４ｃ ：凹部
４ｄ ：摺動面
４ｅ ：傾斜面
４ｆ ：凹み
５ａ～５ｃ ：Ｏリング
６ ：ブッシュ
６ａ ：凹み部
６ｂ ：連通孔
６ｃ ：貫通孔
７ ：ピントル受けシート
８ ：ダイヤフラム
８ａ ：外周縁部
８ｂ ：環状凸部
８ｃ ：環状凹部
８ｄ ：端部領域
８ｅ ：可動領域
１０ ：ピストン
１０ａ ：押圧面
１０ｂ ：押圧部
１０ｃ ：摺動面
１０ｄ ：摺動部
１０ｅ ：段差
１１ ：調圧スプリング
１２ ：ボンネット
１２ａ ：蓋体
１２ｂ ：円筒部
１２ｃ、１２ｄ ：内壁面
１３ ：調圧ネジ
１３ａ ：先端部
１３ｂ ：円柱部
１３ｃ ：外周面
１３ｄ ：傾斜面
１３ｅ ：後端部
１４ ：ナット
１５ ：流路
１６ ：感圧室
Ｏ ：軸中心
ｄ１ ：外径
ｄ２ ：最大幅
ｄ３ ：最小幅

【図1】

【図2】

【図3】