特許 7493244 圧力制御弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-23

(45)【発行日】2024-05-31

(54)【発明の名称】圧力制御弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 17/30 20060101AFI20240524BHJP

【ＦＩ】

F16K17/30 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021171289

(22)【出願日】2021-10-20

(65)【公開番号】P2023061420

(43)【公開日】2023-05-02

【審査請求日】2023-05-23

(73)【特許権者】

【識別番号】591023974

【氏名又は名称】日本精器株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141586

【弁理士】

【氏名又は名称】沖中 仁

(74)【代理人】

【識別番号】100102211

【弁理士】

【氏名又は名称】森 治

(72)【発明者】

【氏名】伊達 則行

【審査官】橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２５９９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０９４５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０２６５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０７－０２０６０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表２０１０－５３９５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２４２９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭５０－０１６５３３（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｆ １／００－５／０２

Ｆ１６Ｋ １７／００－１７／３４

Ｇ０５Ｄ １６／００－１６／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧力調整ハンドルを回転操作することによって、１次側圧力を所望の２次側圧力に減圧調整するようにした圧力制御弁において、
ケーシングの内部に第１シリンダ部及び第２シリンダ部を形成し、
第１シリンダ部に摺動可能に配設した、２次側にエアーを流す通路及び２次側圧力を大気に放出するリリーフ通路を有するピストンと、
ピストンの先端部が挿入される弁室と、
弁体が弁座から離隔する方向にピストンを付勢する圧力調整ばねと、
ケーシング外側に配設された、回転可能な圧力調整ハンドルと、
圧力調整ハンドルの回転によって軸方向に移動し、圧力調整ばねを圧縮するスライドプレートと、
第２シリンダ部に摺動可能に配設した、スライドプレートに接して大気圧と２次側圧力を離隔するとともに、２次側圧力を受けてスライドプレートを押圧することで、圧力調整ばねを圧縮する方向に付勢するアシストピストンとを備えてなる
ことを特徴とする圧力制御弁。

【請求項2】

前記ケーシングの外周に回転可能に配設した規制リングと、
規制リングの外周から内周に貫通したねじ穴に配設した止めネジと、
止めネジによって圧力調整ハンドルの回転を規制するストッパとを備えてなり、
圧力制御弁が設定できる最高圧力となる圧力調整ハンドルの位置で、規制リングをケーシングに止めネジで固定するようにしてなる
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気圧工具等に使用される圧力制御弁に関し、特に、圧力調整ハンドルにかかる荷重を小さくすることにより、圧力調整やリリーフ時の設定を軽いハンドル操作で行うことができるようにした圧力制御弁に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば、エアーコンプレッサと空気圧工具との間に介在させることにより、エアーコンプレッサから空気圧工具に供給される空気圧を所望の空気圧に減圧調整するようにした圧力制御弁が知られている。
このような圧力制御弁として、例えば、図４に示すような圧力制御弁がある（特許文献１参照）。

【0003】

この圧力制御弁は、ケーシング１の内部に形成された流体通路と、この流体通路に弁ばね３１を備えて介装され、流体通路を１次側２ａの通路と２次側２ｂの通路とに区画する弁体３と、ケーシング１の内部に形成されたシリンダ部４と、シリンダ部４に摺動可能に配設されたピストン５と、このピストン５から弁体３側に延設され、先端部を弁座６１として内部にエアーを流す通路６を形成したピストン小径部５１と、弁体３を配置するとともに、ピストン小径部５１が摺動可能に挿入される弁室１２と、弁座６１が弁体３から離隔する方向にピストン５を付勢する圧力調整ばね７と、先端部が弁体３に当接するようにピストン小径部５１に挿入された中空のロッド８’と、ロッド８’の先端部が弁体３から離隔したときにロッド８’を介して２次側２ｂの通路を大気に開放するリリーフ通路９’とを備えている。ロッド８’はケーシング１と一体に形成されており、その先端部からケーシング１の外に通じるリリーフ通路９’を形成している。

【0004】

この圧力制御弁は、図４（ａ）に示すように、ケーシング１の外周部に螺合した圧力調整ハンドル１０’を締め込むことにより、圧力調整ばね７を圧縮し、ピストン５を後退させて弁座６１を弁体３から離隔させることにより、１次側２ａの通路の圧縮空気を２次側２ｂの通路に導入する。
そして、２次側２ｂの通路が設定圧になると、図４（ｂ）に示すように、２次側２ｂの通路の空気圧を受けたピストン５が圧力調整ばね７に抗して弁体３側に移動し、弁座６１を弁体３に圧接することにより１次側２ａの通路と２次側２ｂの通路を遮断し、２次側２ｂの通路の圧力上昇を阻止する。
次いで、空気圧工具等の使用により２次側２ｂの通路の空気圧が低下すると、図４（ａ）に示すように、ピストン５が圧力調整ばね７により再び後退し、弁座６１を弁体３から離隔させることにより、１次側２ａの通路の圧縮空気を２次側２ｂの通路に導入する。
また、２次側圧力が設定圧を越えて上昇した場合や、圧力調整ハンドル１０’を緩め、圧力調整ばね７の圧縮量を減少させて設定圧を下げた場合は、図４（ｃ）に示すように、ばね力に対する２次側圧力の圧力比率の上昇により、ピストン５が前進して弁体３をさらに押し、１次側２ａの通路と２次側２ｂの通路を遮断した状態で弁体３をケーシング１のロッド８’から離し、２次側２ｂの通路の圧力空気をロッド８’のリリーフ通路９’を通じて大気へ排出する。
そして、２次側圧力の低下に伴ってピストン５が後退し、２次側圧力と設定圧とが平衡したときは、図４（ｂ）に示す状態に戻る。

【0005】

ところで、この従来の圧力制御弁は、設定圧の調整を、圧力調整ハンドル１０’の回転により圧力調整ばね７の圧縮量を増減することによって行っているが、圧力調整ばね７はばね定数が大きいことから、圧力調整ハンドル１０’には大きな荷重がかかり、ハンドル
操作が重くなって圧力調整やリリーフ時の設定が行いにくいという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平１１－３０５８４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上記従来の圧力制御弁が有する問題点に鑑み、圧力調整ハンドルにかかる荷重を小さくすることにより、圧力調整やリリーフ時の設定を軽いハンドル操作で行うことができるようにした圧力制御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】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の圧力制御弁は、圧力調整ハンドルを回転操作することによって、１次側圧力を所望の２次側圧力に減圧調整するようにした圧力制御弁において、ケーシングの内部に第１シリンダ部及び第２シリンダ部を形成し、第１シリンダ部に摺動可能に配設した、２次側にエアーを流す通路及び２次側圧力を大気に放出するリリーフ通路を有するピストンと、ピストンの先端部が挿入される弁室と、弁体が弁座から離隔する方向にピストンを付勢する圧力調整ばねと、ケーシング外側に配設された、回転可能な圧力調整ハンドルと、圧力調整ハンドルの回転によって軸方向に移動し、圧力調整ばねを圧縮するスライドプレートと、第２シリンダ部に摺動可能に配設した、スライドプレートに接して大気圧と２次側圧力を離隔するとともに、２次側圧力を受けてスライドプレートを押圧することで、圧力調整ばねを圧縮する方向に付勢するアシストピストンとを備えてなることを特徴とする。

【0009】

この場合において、前記ケーシングの外周に回転可能に配設した規制リングと、規制リングの外周から内周に貫通したねじ穴に配設した止めネジと、止めネジによって圧力調整ハンドルの回転を規制するストッパとを備えてなり、圧力制御弁が設定できる最高圧力となる圧力調整ハンドルの位置で、規制リングをケーシングに止めネジで固定するようにしてなるようにすることができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明の圧力制御弁によれば、回転可能な圧力調整ハンドルと、圧力調整ハンドルの回転によって軸方向に移動し、圧力調整ばねを圧縮するスライドプレートと、第２シリンダ部に摺動可能に配設した、スライドプレートに接して大気圧と２次側圧力を離隔するとともに、２次側圧力を受けてスライドプレートを押圧することで、圧力調整ばねを圧縮する方向に付勢するアシストピストンとを備えることにより、圧力調整ハンドルにかかる荷重を小さくすることができ、圧力調整やリリーフ時の設定を軽いハンドル操作で行うことができる。

【0011】

また、前記ケーシングの外周に回転可能に配設した規制リングと、規制リングの外周から内周に貫通したねじ穴に配設した止めネジと、止めネジによって圧力調整ハンドルの回転を規制するストッパとを備えてなり、圧力制御弁が設定できる最高圧力となる圧力調整ハンドルの位置で、規制リングをケーシングに止めネジで固定するようにしてなるようにすることにより、簡単な構造及び作業で、２次側最大圧力以上に圧力調整ハンドルが回転しないように設定することができ、２次側に接続される工具等の機器の破損を防止できるとともに、生産における調整作業性を大きく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の圧力制御弁の一実施例を示し、（ａ）は外観図、（ｂ）は断面図である。

【図2】同圧力制御弁の構成部材の説明図で、（ａ）はケーシングの外観図、（ｂ）はスライドプレートの外観図、（ｃ１）は圧力調整ハンドルの右側面図、（ｃ２）は同内部構造の断面図、（ｄ１）は規制リングの左側面図、（ｄ２）は同内部構造の断面図である。

【図3】同圧力制御弁の動作説明図である。

【図4】従来の圧力制御弁の動作説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の圧力制御弁の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

【実施例1】

【0014】

図１～図３に、本発明の圧力制御弁の一実施例を示す。
この圧力制御弁は、圧力調整ハンドル１０を回転操作することによって、１次側２ａの圧力を所望の２次側２ｂの圧力に減圧調整するもので、ケーシング１の内部に第１シリンダ部４ａ及び第２シリンダ部４ｂを形成し、第１シリンダ部４ａに摺動可能に配設した、２次側２ｂにエアーを流す通路６及び２次側２ｂの圧力を大気に放出するリリーフ通路９を有するピストン５と、このピストン５の中空の先端部８が挿入される弁室１２と、弁体３が弁座１１から離隔する方向にピストン５を付勢する圧力調整ばね７と、ケーシング１の外側に配設された、回転可能な圧力調整ハンドル１０と、圧力調整ハンドル１０の回転によって軸方向に移動し、圧力調整ばね７を圧縮するスライドプレート１３と、第２シリンダ部４ｂに摺動可能に配設した、スライドプレート１３に接して大気圧と２次側２ｂの圧力を離隔するとともに、２次側２ｂの圧力を受けてスライドプレート１３を押圧することで、圧力調整ばね７を圧縮する方向に付勢するアシストピストン１４とを備えるようにしている。

【0015】

ケーシング１には、中空の軸部１ａに対向して２個の長孔形状の透孔１ｂを形成し、この透孔１ｂに、連結部１３ａを介して連結したスライドプレート１３を挿通するようにする。

【0016】

圧力調整ハンドル１０は筒体からなり、その内周面にスライドプレート１３の先端部が係合する２重螺旋溝１０ａを周設し、圧力調整ハンドル１０をケーシング１に回転可能に外嵌するとともに、圧力調整ハンドル１０を回転操作することにより、２重螺旋溝１０ａに係合するスライドプレート１３を軸方向に移動させるようにしている。

【0017】

圧力調整ハンドル１０には、２次側２ｂの圧力を大気に放出するリリーフ通路９に連通し、エアーを大気に放出するための通路１０ｂを形成するようにしている。

【0018】

ケーシング１の外周に回転可能に配設する規制リング１５には、規制リング１５の外周から内周に貫通するねじ穴１５ａを形成し、このねじ穴１５ａに、圧力調整ハンドル１０に形成した透孔１０ｃから操作される止めネジ１６を配設するとともに、この止めネジ１６に当接することによって圧力調整ハンドル１０の回転を規制するストッパ１０ｄを圧力調整ハンドル１０に形成し、圧力制御弁が設定できる最高圧力となる圧力調整ハンドル１０の位置で、規制リング１５をケーシング１に止めネジ１６で固定するようにしている。
この圧力調整ハンドル１０の回転を規制する機構は、圧力調整ハンドル１０の回転を１回転未満に規制するもので、圧力調整ハンドル１０の１回転以内の回転で設定圧力が０から最高圧力まで上がるようにされている。
そして、圧力調整ハンドル１０には、圧力目盛り１０ｅを設けるようにしている。
これにより、簡単な構造及び作業で、２次側最大圧力以上に圧力調整ハンドル１０が回転しないように設定することができ、２次側に接続される工具等の機器の破損を防止でき
るとともに、生産における調整作業性を大きく向上させることができる。

【0019】

２次側２ｂは、ケーシング１に螺合されるエアーカプラ１７で構成され、シール部材１８を介して、工具側のソケット（図示省略）が差し込まれることにより開放されるバルブ１９が設けられる。
バルブ１９を閉じる方向に付勢するばね２０は、他端側をアシストピストン１４に当接することにより、同時に、アシストピストン１４を付勢するようにしている。

【0020】

次に、この圧力制御弁の動作を説明する。
図３（ａ）に示す初期状態（停止状態）から、圧力調整ハンドル１０を回転操作すると、図３（ｂ）に示すように、２重螺旋溝１０ａに係合するスライドプレート１３が軸方向（図示左方向）に移動し、圧力調整ばね７を介して、ピストン５を軸方向（図示左方向）に移動させる。
移動したピストン５は、その先端部８が弁体３を押圧し、弁体３がケーシング１の定位置に配設された弁座１１から離隔することで、１次側２ａから、通路６を介して、２次側２ｂにエアーが流れる。
ここで、エアーカプラ１７に工具側のソケット（図示省略）が差し込まれ、工具側にエアーが供給される場合も、図３（ｂ）に示す状態が維持される。

【0021】

このとき、２次側２ｂに流れたエアーは、アシストピストン１４の背面に作用し、アシストピストン１４を介して、スライドプレート１３を圧力調整ばね７を圧縮する方向（図示左方向）に移動させる。
これにより、圧力調整ハンドル１０を回転操作する際の圧力調整ハンドル１０にかかる荷重を小さくすることができ、圧力調整やリリーフ時の設定を軽いハンドル操作で行うことができる。

【0022】

また、圧力調整ハンドル１０をさらに回転操作してスライドプレート１３で圧力調整ばね７を強く圧縮し、２次側２ｂの圧力を高くする場合、スライドプレート１３にかかる荷重が大きくなるが、２次側２ｂの圧力が高くなることでアシストピストン１４がスライドプレート１３を押す力も２次側２ｂの圧力の大きさに比例して強くなることから、スライドプレート１３を移動するために必要な力の変動が小さくなり、設定する２次側２ｂの圧力の大きさに関係なく常に軽いハンドル操作を維持することができる。

【0023】

２次側２ｂの圧力が、圧力調整ハンドル１０で設定した所定の圧力まで上昇すると、図３（ｃ）に示すように、ピストン５が軸方向の逆方向（図示右方向）に移動し、その先端部８による弁体３の押圧状態が解除され、離隔していた弁体３が弁座１１に着座することで、１次側２ａから２次側２ｂへのエアーの流れが停止される。

【0024】

この状態で、圧力調整ハンドル１０を逆方向に回転操作すると、図３（ｄ）に示すように、２重螺旋溝１０ａに係合するスライドプレート１３が軸方向の逆方向（図示右方向）に移動し、圧力調整ばね７の付勢力が小さくなって、ピストン５は軸方向の逆方向（図示右方向）に移動する。
移動したピストン５は、その先端部８が弁体３から離隔することで、２次側２ｂから、通路６、リリーフ通路９及び圧力調整ハンドル１０に形成した通路１０ｂを介して、エアーが大気に放出される。
２次側２ｂの圧力が大気圧まで低下すると、ピストン５は軸方向（図示左方向）に移動し、図３（ａ）に示す初期状態（停止状態）に復帰する。

【0025】

以上、本発明の圧力制御弁について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適
宜その構成を変更することができるものである。

【産業上の利用可能性】

【0026】

本発明の圧力制御弁は、圧力調整ハンドルにかかる荷重を小さくすることにより、圧力調整やリリーフ時の設定を軽いハンドル操作で行うことができるという特性を有していることから、空気圧工具等に使用される圧力制御弁の用途に広く用いることができる。

【符号の説明】

【0027】

１ ケーシング
１ａ 軸部
１ｂ 透孔
２ａ １次側
２ｂ ２次側
３ 弁体
４ａ 第１シリンダ部
４ｂ 第２シリンダ部
５ ピストン
６ 通路
７ 圧力調整ばね
８ ピストンの先端部
９ リリーフ通路
１１ 弁座
１０ 圧力調整ハンドル
１０ａ ２重螺旋溝
１０ｂ 通路
１０ｃ 透孔
１０ｄ ストッパ
１０ｅ 圧力目盛り
１２ 弁室
１３ スライドプレート
１３ａ 連結部
１４ アシストピストン
１５ 規制リング
１５ａ ねじ穴
１６ 止めネジ
１７ エアーカプラ
１８ シール部材
１９ バルブ
２０ ばね

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】