JP2015075930A - Pressure-reducing valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガス用の減圧弁の構造に関する。 The present invention relates to a structure of a pressure reducing valve for gas.
従来、一次側から二次側へ流体が流れる流路に配置されて、二次側の流体圧力を一側の流体圧力より低い所定の設定圧力に保持するように構成された調整弁である減圧弁が知られている。例えば、特許文献1に記載の減圧弁には、一次側流路と二次側流路の境界部に設けられた金属製の環状突起と、この環状突起と対向するように設けられた樹脂製のシート部材とが備えられている。そして、このシート部材と環状突起との間に形成されたオリフィスの流路面積が可変調整されることによって、減圧弁の二次側の流体圧力が設定圧力に保持される。 Conventionally, a pressure reducing valve that is an adjustment valve that is arranged in a flow path through which fluid flows from the primary side to the secondary side and is configured to maintain the fluid pressure on the secondary side at a predetermined set pressure lower than the fluid pressure on the one side. A valve is known. For example, in the pressure reducing valve described in Patent Document 1, a metal annular protrusion provided at a boundary portion between a primary side flow path and a secondary side flow path, and a resin made to be opposed to the annular protrusion. The sheet member is provided. Then, the fluid pressure on the secondary side of the pressure reducing valve is held at the set pressure by variably adjusting the flow passage area of the orifice formed between the seat member and the annular protrusion.
上記特許文献1に記載の減圧弁では、シート部材の弁体側シート面は円形であり、環状突起の突端の弁座側シート面は円環形である。弁体側シート面と弁座側シート面とが平行であれば、弁体側シート面と弁座側シート面とが接触したときに、弁体側シート面と弁座側シート面との接触部の接触面圧はほぼ均一である。しかし、組み付け誤差や各部品の製造誤差などにより、弁体側シート面と弁座側シート面とが平行とならないことがある。弁体側シート面と弁座側シート面とが平行でなければ、弁体側シート面と弁座側シート面とが片当たりし、弁体側シート面と弁座側シート面との接触部に接触面圧が高い部分と低い部分とが生じる。このように弁体側シート面と弁座側シート面との接触部の接触面圧に高低が生じている場合に、流体の漏出を防止するためには、この接触部のうち接触面圧の低い部分が封止されるような圧力で、弁体側シート面と弁座側シート面とが圧接されなければならない。つまり、弁体側シート面と弁座側シート面とが平行でない場合は、これらが平行である場合と比較して、弁を締め切るための二次側圧力(「締切圧力」ともいう)が大きくなり、締切昇圧(締切圧力と設定圧力の差)が増大する。 In the pressure reducing valve described in Patent Document 1, the valve body side seat surface of the seat member is circular, and the valve seat side seat surface of the protruding end of the annular protrusion is annular. If the valve body side seat surface and the valve seat side seat surface are parallel, when the valve body side seat surface and the valve seat side seat surface come into contact, contact of the contact portion between the valve body side seat surface and the valve seat side seat surface The surface pressure is almost uniform. However, the valve body side seat surface and the valve seat side seat surface may not be parallel due to an assembly error, a manufacturing error of each component, or the like. If the valve-body-side seat surface and the valve-seat-side seat surface are not parallel, the valve-body-side seat surface and the valve-seat-side seat surface come into contact with each other, and the contact surface is in contact with the contact portion between the valve-body-side seat surface and the valve-seat-side seat surface A high pressure part and a low pressure part occur. Thus, when the contact surface pressure of the contact portion between the valve body side seat surface and the valve seat side seat surface is high or low, in order to prevent fluid leakage, the contact surface pressure of the contact portion is low. The valve-body-side seat surface and the valve-seat-side seat surface must be brought into pressure contact with such pressure that the portion is sealed. In other words, when the valve body side seat surface and the valve seat side seat surface are not parallel, the secondary pressure for closing the valve (also referred to as “closing pressure”) becomes larger than when they are parallel. The deadline boost (the difference between the deadline pressure and the set pressure) increases.
上記のように締切昇圧が増大すると、減圧弁の二次側の流体圧力が設定圧力以上となってもオリフィスから一次側流体が漏出して、二次側の流体圧力が設定圧力よりも高くなるという事態が生じる。このように減圧弁が正しく機能しなくなり、二次側の流体圧力が流入する各種装置を損傷してしまう等の不都合が生じる。また、弁体側シート面と弁座側シート面との接触部のうち接触面圧の高い部分は、接触面圧の低い部分と比較して、樹脂シート部の劣化が激しいので、弁の耐久性が損なわれる。 When the cutoff pressure increase increases as described above, even if the fluid pressure on the secondary side of the pressure reducing valve exceeds the set pressure, the primary fluid leaks from the orifice and the fluid pressure on the secondary side becomes higher than the set pressure. This happens. In this way, the pressure reducing valve does not function correctly, and inconveniences such as damage to various devices into which the secondary fluid pressure flows are caused. In addition, of the contact portion between the valve element side seat surface and the valve seat side seat surface, the portion with high contact surface pressure is more severely deteriorated than the portion with low contact surface pressure. Is damaged.
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、減圧弁において、弁体側シート面と弁座側シート面とが平行な状態で接触するものを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a pressure reducing valve in which a valve body side seat surface and a valve seat side seat surface are in contact with each other in parallel.
本発明に係る減圧弁は、一次側流路、二次側流路、及び前記一次側流路と前記二次側流路の境界部に設けられた弁室が形成されたハウジングと、
前記ハウジングの前記一次側流路と前記弁室との境界部に設けられた弁座と、
前記弁室内に配置され、背圧を受けて前記一次側流路と前記弁室との境界部の流路面積を可変調整するピストンと、
二次側圧力が所定の設定圧力となるように、前記背圧に抗するバネ荷重を前記ピストンに付与するバネ部材とを備え、
前記ピストンが、前記ハウジングに支持されたピストン本体と、前記弁座と対向するように前記ピストン本体の端部に取り付けられたシート部材と、前記シート部材と前記ピストン本体の間に介装された弾性部材とを有するものである。
The pressure reducing valve according to the present invention includes a primary side flow path, a secondary side flow path, and a housing in which a valve chamber provided at a boundary portion between the primary side flow path and the secondary side flow path is formed;
A valve seat provided at a boundary between the primary flow path of the housing and the valve chamber;
A piston that is disposed in the valve chamber and receives a back pressure to variably adjust a flow passage area at a boundary portion between the primary flow passage and the valve chamber;
A spring member that applies a spring load against the back pressure to the piston so that the secondary pressure becomes a predetermined set pressure;
The piston is interposed between the piston body supported by the housing, a seat member attached to an end of the piston body so as to face the valve seat, and the seat member and the piston body. And an elastic member.
上記減圧弁において、前記弾性部材が、前記設定圧力で変形する樹脂製又はゴム製の部材であってよい。さらに、前記減圧弁において、前記シート部材が、前記弾性部材の弾性係数より高い弾性係数の樹脂又はゴムで構成されていてよい。 In the pressure reducing valve, the elastic member may be a resin or rubber member that deforms at the set pressure. Furthermore, in the pressure reducing valve, the seat member may be made of a resin or rubber having an elastic coefficient higher than that of the elastic member.
上記減圧弁において、前記シート部材が、前記弁体側シート面と前記弁体側シート面以外の取付面とを有し、前記弾性部材が少なくとも前記取付面と前記ピストン本体との間に設けられていてよい。 In the pressure reducing valve, the seat member includes the valve body side seat surface and an attachment surface other than the valve body side seat surface, and the elastic member is provided at least between the attachment surface and the piston body. Good.
上記構成の減圧弁では、シート部材と弁座の間に傾きがあっても、シート部材と弁座が接触して弁座によりシート部材が加圧されると、弾性部材が上記傾きを吸収するように弾性変形する。これにより、シート部材と弁座とが接触しているときには、弁体側シート面と弁座側シート面とは平行となる。よって、弁体側シート面と弁座側シート面との接触部の接触面圧は均一となり、弁体側シート面と弁座側シート面との片当たりが生じない。 In the pressure reducing valve configured as described above, even if there is an inclination between the seat member and the valve seat, the elastic member absorbs the inclination when the seat member contacts the valve seat and the seat member is pressurized by the valve seat. It is elastically deformed. Thereby, when the seat member and the valve seat are in contact, the valve body side seat surface and the valve seat side seat surface are parallel to each other. Therefore, the contact surface pressure at the contact portion between the valve body side seat surface and the valve seat side seat surface is uniform, and no contact between the valve body side seat surface and the valve seat side seat surface occurs.
さらに、上記減圧弁において、前記シート部材の前記取付面又は前記ピストン本体のシート部材保持部の内面に突起が形成されており、前記突起の突端において前記ピストン本体と前記シート部材とが直接的に接触していてよい。 Further, in the pressure reducing valve, a protrusion is formed on the mounting surface of the seat member or an inner surface of the seat member holding portion of the piston body, and the piston body and the seat member are directly connected to each other at the protruding end of the protrusion. You may be in contact.
上記構成の減圧弁では、突起の突端を揺動の中心として、弁体側シート面が揺動する。これによりシート部材の前記ピストン本体への沈み込みを防止することができる。 In the pressure reducing valve having the above-described configuration, the valve element side seat surface swings with the protruding end of the protrusion as the center of swinging. This can prevent the seat member from sinking into the piston main body.
また、本発明に係る減圧弁は、一次側流路、二次側流路、及び前記一次側流路と前記二次側流路の境界部に設けられた弁室が形成されたハウジングと、
前記ハウジングの前記一次側流路と前記弁室との境界部に設けられた弁座と、
前記弁室内に配置され、背圧を受けて前記一次側流路と前記弁室との境界部の流路面積を可変調整するピストンと、
二次側圧力が所定の設定圧力となるように、前記背圧に抗するバネ荷重を前記ピストンに付与するバネ部材とを備え、
前記ピストンが、前記ハウジングに支持されたピストン本体と、前記弁座と対向するように前記ピストン本体の端部に取り付けられたシート部材とを有し、
前記弁座が、前記シート部材と対向するように前記ハウジングに保持された弁座部材と、前記弁座部材と前記ハウジングとの間に介装された弾性部材とを有しているものである。
Further, the pressure reducing valve according to the present invention includes a primary channel, a secondary channel, and a housing in which a valve chamber provided at a boundary between the primary channel and the secondary channel is formed,
A valve seat provided at a boundary between the primary flow path of the housing and the valve chamber;
A piston that is disposed in the valve chamber and receives a back pressure to variably adjust a flow passage area at a boundary portion between the primary flow passage and the valve chamber;
A spring member that applies a spring load against the back pressure to the piston so that the secondary pressure becomes a predetermined set pressure;
The piston has a piston body supported by the housing, and a seat member attached to an end of the piston body so as to face the valve seat;
The valve seat includes a valve seat member held by the housing so as to face the seat member, and an elastic member interposed between the valve seat member and the housing. .
上記減圧弁において、前記弾性部材が、前記設定圧力で変形する樹脂製又はゴム製の部材であってよい。さらに、上記減圧弁において、前記弾性部材が、前記弁座部材と前記ハウジングとの間に設けられていてよい。 In the pressure reducing valve, the elastic member may be a resin or rubber member that deforms at the set pressure. Furthermore, in the pressure reducing valve, the elastic member may be provided between the valve seat member and the housing.
上記構成の減圧弁では、シート部材と弁座の間に傾きが生じていても、シート部材と弁座が接触してシート部材により弁座が加圧されると、弾性部材が上記傾きを吸収するように弾性変形する。これにより、シート部材と弁座とが接触しているときには、弁体側シート面と弁座側シート面とは平行となる。よって、弁体側シート面と弁座側シート面との接触部の接触面圧は均一となり、弁体側シート面と弁座側シート面との片当たりが生じない。 In the pressure reducing valve configured as described above, even if there is an inclination between the seat member and the valve seat, the elastic member absorbs the inclination when the seat member comes into contact with the valve seat and the valve seat is pressurized by the seat member. It will be elastically deformed. Thereby, when the seat member and the valve seat are in contact, the valve body side seat surface and the valve seat side seat surface are parallel to each other. Therefore, the contact surface pressure at the contact portion between the valve body side seat surface and the valve seat side seat surface is uniform, and no contact between the valve body side seat surface and the valve seat side seat surface occurs.
本発明によれば、減圧弁の弁体側シート面と弁座側シート面とが接触するときに、これらの間の傾きは弾性部材の変形によって吸収される。よって、弁体側シート面と弁座側シート面とは平行な状態で接触する。 According to the present invention, when the valve body side seat surface and the valve seat side seat surface of the pressure reducing valve come into contact with each other, the inclination between them is absorbed by the deformation of the elastic member. Therefore, the valve body side seat surface and the valve seat side seat surface are in contact with each other in a parallel state.
本発明の一実施形態に係る減圧弁は、作動流体、主に高圧ガスを減圧するために用いられる弁である。この減圧弁は、例えば、高圧タンク等のガス供給源に繋がる供給流路や、大気に繋がる排出流路等に介在させて使用される。以下、本実施形態に係る減圧弁1の構成及び動作について、図面を参照して説明する。 A pressure reducing valve according to an embodiment of the present invention is a valve used to depressurize a working fluid, mainly high-pressure gas. The pressure reducing valve is used, for example, by interposing it in a supply channel connected to a gas supply source such as a high-pressure tank, a discharge channel connected to the atmosphere, or the like. Hereinafter, the configuration and operation of the pressure reducing valve 1 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
〔減圧弁1の構成〕
図1は、本発明の一実施形態に係る減圧弁の全体的な構成を示す断面図であり、図2は、図1の減圧弁のオリフィス部周辺の拡大図である。図1及び図2に示されるように、減圧弁1には、ハウジング2と、ピストン3と、弁座体4と、バネ部材16と、軸受15とが備えられている。
[Configuration of pressure reducing valve 1]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a pressure reducing valve according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the periphery of the orifice portion of the pressure reducing valve of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the pressure reducing valve 1 includes a housing 2, a
ハウジング2は、ハウジングブロック8、支持体5及びカバー13の3つの部材によって概略構成されている。ハウジングブロック8には、一次側流路81と、二次側流路82と、二段の底を有する凹部84が形成されている。この凹部84を覆うように、ハウジングブロック8にカバー13が取り付けられている。カバー13は、減圧弁1の軸線方向(以下、単に軸線方向という)の一端が閉塞され且つ他端が開放された円筒状に形作られている。カバー13は、開放された端部にフランジを有し、このフランジがハウジングブロック8と締結されている。また、カバー13には、カバー13の内外を連通する大気連通孔38が設けられている。
The housing 2 is roughly constituted by three members, that is, a housing block 8, a support 5, and a cover 13. The housing block 8 is formed with a primary side flow path 81, a secondary
ハウジングブロック8の凹部84の二段目の底84cには、一次側流路81と二次側流路82とが開口している。そして、一次側流路81と二次側流路82との境界部に弁室19が設けられている。一次側流路81は図示しない一次側ポートと接続され、二次側流路82は図示しない二次側ポートと接続され、一次側流路81から二次側流路82へ流体が流れる。
A primary-side flow path 81 and a secondary-
ハウジング2に形成された弁室19には、支持体5に支持されたピストン3が設けられている。支持体5は、軸線方向中途部にフランジ52を有する厚肉円筒状に形作られている。支持体5のフランジ52よりも先端側の外周面に、雄ネジ部51が設けられている。支持体5のフランジ52よりも先端部分、すなわち、外周面に雄ネジ部51が設けられた部分がハウジングブロック8の凹部84に螺入されており、フランジ52とハウジングブロック8の凹部84の一段目の底84aとが接触している。支持体5の雄ネジ部51は、ハウジングブロック8の凹部84の二段目の内周壁に設けられた雌ネジ部84bと螺合されている。このようにして、支持体5は、フランジ52から後端側がハウジングブロック8から軸線方向へ突出する態様で、ハウジングブロック8に一体的に設けられている。
The
ピストン3は、ハウジング2に支持されたピストン本体30と、シート部材9とを備えている。ピストン本体30は、軸線方向に延びる形状を有し、ピストン本体30の軸線方向の一端にシート部材9が設けられている。以下、ピストン3のうちシート部材9が設けられた軸線方向の一側の端部を「先端」といい、他側の端部を「後端」という。
The
ピストン本体30は、ハウジング2に軸線方向に移動可能に支持されるロッド部材31と、ロッド部材31の軸線方向の先端部に設けられたヘッド部材32とから構成されている。ロッド部材31は、全体として筒状に形作られており、先端側に設けられた小径部31aと、後端側に設けられた大径部31bと、小径部31aと大径部31bとを繋ぐように形成された受圧部31cとを有している。大径部31bは、小径部31aよりも大きな内径及び外径を有している。受圧部31cは軸線方向の面を有しており、そのうち先端向きの面にバネ座31dが設けられている。
The piston
ピストン本体30のロッド部材31の小径部31aが支持体5の内周に挿入されており、ロッド部材31の小径部31aと支持体5の内周との間には、直動型軸受15が介装されている。本実施形態において、直動型軸受15はボール又はローラを有する転がり軸受であって、支持体5の内周に形成された軸受収容部55に保持されている。このようにして、ピストン3は、支持体5によって軸線方向に移動するように案内されるとともに支持されている。
A small diameter portion 31 a of the
ピストン本体30のロッド部材31の小径部31aに、ヘッド部材32が先端側から挿入されている。ヘッド部材32は、ロッド部材31に挿入される基部32aと、基部32aの先端側に一体的に設けられた頭部32bとを有している。ヘッド部材32には、ヘッド部材32の外側とロッド部材31の内周側とを連通させる内部流路32cが形成されている。また、ヘッド部材32の先端には、シート部材9を保持するシート部材保持部32dが凹設されており、このシート部材保持部32dにシート部材9が配置されている。上記構成のヘッド部材32及びその先端に設けられたシート部材9並びにピストン本体30により減圧弁1の弁体が形成されており、シート部材9の先端側の面が「弁体側シート面90」となっている。
A
弁座体4は、ハウジング2の一次側流路81と弁室19との境界部に設けられている。より詳細には、弁座体4は、ハウジングブロック8の凹部84の二段目の底84cに設けられた一次側流路81の開口部に挿入されている。
The
弁座体4は、軸線方向に延びる厚肉円筒状に形作られている。弁座体4は、円筒内に形成された流路42と、円筒の一方の端面において流路42の開口を囲むように形成された環状突起41と、円筒の外周面に形成された雄ネジ部43とを、一体的に有している。弁座体4の雄ネジ部43は、一次側流路81の周壁に設けられた雌ネジ部83と螺合されている。そして、弁座体4の外周と一次側流路81の内周との間には、一次側流路81と弁室19との間を封止するシール部材46が設けられている。弁座体4の環状突起41の突端面が「弁座側シート面40」となっている。弁座側シート面40は、一次側流路81と弁室19との境界部に配置されている。
The
上記の通りハウジング2に支持されたピストン3と弁座体4は、弁座体4の弁座側シート面40とピストン3の弁体側シート面90とが軸線方向に対向するように配置されている。この弁座側シート面40と弁体側シート面90との間に、一次側の流体を減圧するためのオリフィス22が形成されている。ピストン3は、弁体側シート面90が弁座側シート面40に近づく向き(即ち、オリフィスを縮小する向き)と、弁体側シート面90が弁座側シート面40から離れる向き(即ち、オリフィスを拡大する向き)とに、軸線方向に移動することができる。
As described above, the
ピストン3は、バネ部材16によって弁体側シート面90が弁座側シート面40から離れる向きに付勢されている。バネ部材16は、ピストン3に設けられたバネ座31dと、支持体5のフランジ52に設けられたバネ座53との間に設けられている。
The
上記のようにピストン3が配置された弁室19内は、ピストン3によってバネ室18と背圧室17とに区画されている。バネ室18は、カバー13の内周面と、支持体5の外周面と、ピストン本体30の外周面とにより区画された空間であって、バネ部材16が配置されている。バネ室18は、カバー13に設けられた大気連通孔38により大気開放されている。一方、背圧室17は、ロッド部材31の内周面と、ヘッド部材32の内部流路と、支持体5の内周面と、ハウジングブロック8の凹部84とにより区画された空間である。背圧室17は二次側流路82と連通しており、背圧室17内の流体圧力(即ち、背圧)は二次側圧力と等しい。ピストン3の外周面とカバー13の内周面を封止しているシール部材48、ピストン3の外周面と支持体5の内周面を封止しているシール部材47、及び、ハウジングブロック8の凹部84の内周面と支持体5の外周面を封止しているシール部材49により、バネ室18と背圧室17が隔離されている。
The inside of the
〔減圧弁の動作〕
続いて、一次側流路81に導かれた作動流体、例えば高圧ガスを減圧するときの減圧弁1の動作について、図1及び図2を参照しながら説明する。なお、作動流体としては、硫黄ガス等の腐食性流体や高圧の空気などの非腐食性流体が用いられてよい。
[Operation of pressure reducing valve]
Next, the operation of the pressure reducing valve 1 when the working fluid led to the primary flow path 81, for example, high pressure gas is decompressed will be described with reference to FIGS. As the working fluid, a corrosive fluid such as sulfur gas or a non-corrosive fluid such as high-pressure air may be used.
減圧弁1のピストン3には、背圧(即ち、二次側圧力)と、この背圧に抗するバネ荷重とが作用している。一次側流路81に導かれた作動流体は、オリフィス22を通って背圧室17に流入し、更に二次側流路82を通って下流側の機器に供給される。作動流体は、オリフィス22を通る際に一次側圧力P1から二次側圧力P2に減圧される。
The
ピストン3の背圧室17側には背圧が作用しており、この背圧の作用によりピストン3はオリフィス22が縮小される向きに押圧されている。そして、ピストン3は、背圧の作用力、バネ部材16による付勢力、及び、その他のピストン3に作用する力(摺動抵抗力など)が釣り合う位置まで軸線方向に移動する。このようにして、減圧弁1は、作動流体の流量や一次側圧力P1が変化しても二次側圧力P2が所定の設定圧力から変動しないように、自動的且つ自力でオリフィス22の開度を調節する。
A back pressure acts on the
例えば、二次側圧力P2が設定圧力よりも低い場合、ピストンに作用するバネ部材16による付勢力が背圧による作用力を上回る。すると、背圧による作用力とバネ部材16による付勢力との力の釣り合いを保つべく、ピストン3がオリフィス22を拡大する向きに移動する。これにより、オリフィス22が拡大されて背圧が増加し、二次側圧力P2が設定圧力に維持される。
For example, when the secondary pressure P2 is lower than the set pressure, the biasing force by the spring member 16 acting on the piston exceeds the acting force by the back pressure. Then, the
また、例えば、二次側圧力P2が設定圧力よりも高い場合、ピストンに作用するバネ部材16による付勢力が背圧による作用力を下回る。すると、背圧による作用力とバネ部材16による付勢力との力の釣り合いを保つべく、ピストン3がオリフィス22を縮小する向きに移動する。これにより、オリフィス22が縮小されて背圧が減少し、二次側圧力P2が設定圧力に維持される。
Further, for example, when the secondary side pressure P2 is higher than the set pressure, the biasing force by the spring member 16 acting on the piston is lower than the acting force by the back pressure. Then, the
減圧弁1は、作動流体の流れが止まると閉止される。詳細には、一次側流路81から二次側流路82への作動流体の流れが止まると、二次側圧力P2が設定圧力を上回ってピストン3が閉向きに移動し、オリフィス22が閉じられる。減圧弁1が閉止された状態では、図3に示されるように、シート部材9の弁体側シート面90と弁座体4の弁座側シート面40とが、作動流体を封止するために十分な面圧で接触している。なお、図3は弁の閉止時のオリフィス部構造を示す断面図である。
The pressure reducing valve 1 is closed when the flow of the working fluid stops. Specifically, when the flow of the working fluid from the primary side flow path 81 to the secondary
ピストン3の軸線と弁座体4の軸線とは基本的に一致しており、シート部材9の弁体側シート面90と弁座体4の弁座側シート面40は原則として平行である。しかし、ピストン3、支持体5、ハウジングブロック8等の組み付け誤差、及び部品の製造誤差などにより、弁体側シート面90と弁座側シート面40との間に僅かな傾きが生じ、弁体側シート面90と弁座側シート面40との平行が確保されないことがある。そこで、本実施形態に係る減圧弁1には、弁の閉止時において、弁体側シート面90と弁座側シート面40とが平行であり、弁体側シート面90と弁座側シート面40の全周とが十分な封止面圧で接触するための機構が備えられている。この機構を備えた減圧弁1のオリフィス部構造(オリフィス22周辺の構造)について、以下に詳細に説明する。
The axis of the
〔オリフィス部構造〕
図2に示されるように、シート部材9は、円盤状に形成された、樹脂製又はゴム製の一体成形品である。シート部材9は、先端側に弁体側シート面90を有し、弁座側シート面40と軸線方向の反対側に取付面98を有している。このシート部材9は、ピストン3に形成されたシート部材保持部32dに保持されている。シート部材保持部32dは、ピストン3のヘッド部材32の先端面に形成された、シート部材9の外径と対応する径を有する円形の凹部である。このシート部材保持部32dにシート部材9が嵌め込まれ、シート部材保持部32dの開口部に落脱防止のための止め輪92が圧入されている。シート部材保持部32dとシート部材9との間には、樹脂製又はゴム製のエラストマーである弾性部材91が介装されている。
[Orifice structure]
As shown in FIG. 2, the
図2及び図3において、弾性部材91は、シート部材保持部32dの軸線方向の面とシート部材9の取付面98との間に設けられている。そして、シート部材9の周面とシート部材保持部32dとの間には、変形した弾性部材91や移動したシート部材9が逃げるための僅かな空隙が設けられている。但し、図4に示されるように、弾性部材91は、シート部材保持部32dの全面とシート部材9との間に設けられてもよい。
2 and 3, the
シート部材9は、設定圧力が加えられたときに弾性変形しない樹脂又はゴムで構成されている。一方、弾性部材91は、設定圧力が加えられたときに弾性変形する樹脂又はゴムで構成されている。つまり、弾性部材91の弾性係数はシート部材9の弾性係数よりも低く、弾性部材91はシート部材9よりも弾性変形しやすい。なお、弾性係数は弾性変形における(応力/ひずみ)と定義され、弾性変形のしにくさを表している。例えば、シート部材9の構成材料として、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン,polyetheretherketone)樹脂などの、耐圧縮性に優れ且つ設定圧力で弾性変形しない硬い樹脂を採用することができる。この場合、弾性部材91の構成材料として、EPDM(エチレン-プロピレンゴム)などの、PEEK樹脂よりも弾性係数が低く且つ設定圧力で弾性変形するゴム等のエラストマーを採用することができる。
The
図3に示されるように、ピストン3の移動により弁体側シート面90と弁座側シート面40とが接触すると、弁座側シート面40により弁体側シート面90が押圧される。すると、弁体側シート面90と弁座側シート面40とが平行となるように、シート部材9が変位するとともに、このシート部材9の変位に追従して弾性部材91が弾性変形する。このようにして、非接触時の弁体側シート面90と弁座側シート面40との間(即ち、シート部材9と弁座体4との間)に傾きがあったとしても、この傾きは弁体側シート面90と弁座側シート面40の接触時に弾性部材91で吸収される。この結果、弁体側シート面90と弁座側シート面40とが接触しているときには、弁体側シート面90と弁座側シート面40は平行であり、弁体側シート面90に対し弁座側シート面40が全周に亘り均一な面圧で接触している。
As shown in FIG. 3, when the valve body
上記の通り、接触時の弁体側シート面90と弁座側シート面40は平行であるので、弁体側シート面90と弁座側シート面40との片当たりが生じない。このため、弁体側シート面90と弁座側シート面40の片当たりに起因して弁体側シート面90が部分的に著しく劣化することがなく、オリフィス部の耐久性が向上する。また、非接触時の弁体側シート面90と弁座側シート面40との傾きが許容されるので、要求される弁の組立精度や部品の加工精度が緩和される。よって、弁の製造コストの削減に寄与することができる。
As described above, since the valve body
次に、上記実施形態に係る減圧弁1のオリフィス部構造の変形例を説明する。なお、以下に示すオリフィス部構造の変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。 Next, a modification of the orifice part structure of the pressure reducing valve 1 according to the above embodiment will be described. In the following description of the modification of the orifice portion structure, the same or similar members as those in the above-described embodiment may be denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof may be omitted.
〔変形例1〕
変形例1に係るオリフィス部構造は、第1実施形態に係る減圧弁1のオリフィス部構造のうちシート部材9及び弾性部材91の形状を変形させたものである。図5(A)は変形例1−aに係るオリフィス部構造のヘッド部材32の先端部分の断面図であり、図5(B)は変形例1−aに係るオリフィス部構造において弁体側シート面90が弁座側シート面(図示せず)により押圧された状態のヘッド部材32の先端部分の断面図であり、図5(C)は変形例1−bに係るオリフィス部構造のヘッド部材32の先端部分の断面図である。
[Modification 1]
The orifice part structure according to Modification 1 is obtained by changing the shapes of the
図5(A)に示されるように、変形例1−aに係るオリフィス部構造のシート部材9は、円盤状に形成された、樹脂製又はゴム製の一体成形品である。シート部材9は、先端側に弁体側シート面90を有し、弁体側シート面90と軸線方向の反対側に取付面98を有している。取付面98の中央には半球状の突起9bが設けられている。
As shown in FIG. 5A, the
上記シート部材9は、ピストン3のピストン本体30(ヘッド部材32)の先端に設けられたシート部材保持部32dに嵌め込まれ、シート部材保持部32dの開口部に圧入された止め輪92によりシート部材保持部32dに保持されている。シート部材保持部32dの軸線方向の面とシート部材9の取付面98との間には、弾性部材91が介装されている。シート部材9の周面とシート部材保持部32dとの間には僅かな空隙が設けられている。但し、図5(C)に示される変形例1−bに係るオリフィス部構造のように、シート部材保持部32dの全面とシート部材9との間に、弾性部材91が介装されていてもよい。なお、シート部材保持部32dとシート部材9の突起9bの突端の間には弾性部材91が介装されていない。シート部材9の突起9bの突端とシート部材保持部32dとは、接触点Pで直接的に接触している。
The
上記構成において、図5(B)に示されるように、弁体側シート面90が弁座側シート面により押圧されると、弁体側シート面90が接触点Pを中心として傾くとともに、弾性部材91がシート部材9の変位に追従して弾性変形することによって、弁体側シート面90と弁座側シート面40とが平行となる。このように、シート部材9が接触点Pを中心として揺動することによって、シート部材9の動きが安定し、また、シート部材9のシート部材保持部32d内への沈み込みが防止される。
5B, when the valve body
〔変形例2〕
変形例2に係るオリフィス部構造は、第1実施形態に係る減圧弁1のオリフィス部構造のうち、ヘッド部材32に設けられたシート部材保持部32d及び弾性部材91の形状を変形させたものである。図6(A)は変形例2−aに係るオリフィス部構造のヘッド部材32の先端部分の断面図であり、図6(B)は変形例2−aに係るオリフィス部構造において弁体側シート面90が弁座側シート面(図示せず)により押圧された状態のヘッド部材32の先端部分の断面図であり、図6(C)は変形例2−bに係るオリフィス部構造のヘッド部材32の先端部分の断面図である。
[Modification 2]
The orifice part structure according to Modification 2 is obtained by changing the shape of the sheet
図6(A)に示されるように、変形例2−aに係るオリフィス部構造において、ピストン3のピストン本体30は、その先端のヘッド部材32にシート部材保持部32dを有している。このシート部材保持部32dは、シート部材9の外径と対応する径を有する円形の凹部である。シート部材保持部32dの軸線方向の面の中央には、先端側へ突出する半球状の突起32eが設けられている。
As shown in FIG. 6A, in the orifice part structure according to the modified example 2-a, the piston
上記シート部材保持部32dに、シート部材9が嵌め込まれている。シート部材保持部32dの開口部には止め輪92が圧入されており、この止め輪92によってシート部材9がシート部材保持部32dから落脱しないようにシート部材保持部32dに保持されている。シート部材保持部32dとシート部材9との間には、弾性部材91が介装されている。シート部材9の周面とシート部材保持部32dとの間には僅かな空隙が設けられている。但し、図6(C)に示される変形例2−bに係るオリフィス部構造のように、シート部材保持部32dの全面とシート部材9との間に、弾性部材91が介装されていてもよい。なお、シート部材保持部32dの突起32eの突端とシート部材9との間には弾性部材91が介装されていない。シート部材保持部32dの突起32eの突端とシート部材9とは、接触点Pで直接的に接触している。
The
上記構成において、図6(B)に示されるように、弁体側シート面90が弁座側シート面により押圧されると、弁体側シート面90が接触点Pを中心として傾くとともに、弾性部材91がシート部材9の変位に追従して弾性変形することによって、弁体側シート面90と弁座側シート面40とが平行となる。このように、シート部材9が接触点Pを中心として揺動することによって、シート部材9の動きが安定し、また、シート部材9のシート部材保持部32d内への沈み込みが防止される。
In the above configuration, as shown in FIG. 6B, when the valve body
〔変形例3〕
変形例3に係るオリフィス部構造は、第1実施形態に係る減圧弁1のオリフィス部構造のうち、ヘッド部材32に設けられたシート部材保持部32d、シート部材9、及び、弾性部材91の形状を変形させたものである。図7(A)は、変形例3に係るオリフィス部構造のヘッド部材32の先端部分の断面図であり、図7(B)は変形例3に係るオリフィス部構造において弁体側シート面90が弁座側シート面(図示せず)により押圧された状態のヘッド部材32の先端部分の断面図である。
[Modification 3]
The orifice part structure according to
図7(A)に示されるように、ピストン3のピストン本体30の先端(ヘッド部材32)に形成されたシート部材保持部32dは、半球状の凹部に形作られている。シート部材9は、シート部材保持部32dよりも一回り小さい半球状に形作られている。そして、シート部材保持部32dにシート部材9が嵌め込まれて、シート部材保持部32dの開口部に止め輪92が圧入されている。シート部材保持部32dの全面とシート部材9との間には、弾性部材91が介装されている。シート部材9の半球状の凸面は、シート部材保持部32dの半球状の凹面と、弾性部材91を介して対峙している。
As shown in FIG. 7A, the sheet
上記構成において、図7(B)に示されるように、弁体側シート面90が弁座側シート面により押圧されると、弁体側シート面90が傾くとともに、弾性部材91がシート部材9の変位に追従して弾性変形することによって、弁体側シート面90と弁座側シート面40とが平行となる。
7B, when the valve body
〔変形例4〕
変形例4に係るオリフィス部構造は、第1実施形態に係る減圧弁1のオリフィス部構造のうち、ヘッド部材32に設けられたシート部材保持部32d、シート部材9、及び、弾性部材91の形状を変形させたものである。図8(A)は、変形例4に係るオリフィス部構造のヘッド部材32の先端部分の断面図であり、図8(B)は変形例4に係るオリフィス部構造において弁体側シート面90が弁座側シート面(図示せず)により押圧された状態のヘッド部材32の先端部分の断面図である。
[Modification 4]
The orifice part structure according to the
図8(A)に示されるように、ピストン3のピストン本体30の先端(ヘッド部材32)に形成されたシート部材保持部32dは、半球状の凹部に形作られている。シート部材9は、シート部材保持部32dよりも一回り小さい半球状に形作られている。そして、シート部材保持部32dにシート部材9が嵌め込まれて、シート部材保持部32dの開口部に止め輪92が圧入されている。止め輪92は、ピストン本体30の一部分としてシート部材9を保持している。止め輪92とシート部材9との間には、弾性部材91が介装されている。シート部材9の半球状の凸面と、シート部材保持部32dの半球状の凹面とは、凹凸の無い滑らかな表面であるとともに、摺動摩擦が軽減されるような表面加工が施されている。
As shown in FIG. 8A, the sheet
上記構成において、図8(B)に示されるように、弁体側シート面90が弁座側シート面40により押圧されると、シート部材9がシート部材保持部32dを摺動するとともに、弾性部材91がシート部材9の変位に追従して弾性変形することによって、弁体側シート面90と弁座側シート面40とが平行となる。
8B, when the valve body
〔変形例5〕
変形例5に係るオリフィス部構造は、第1実施形態に係る減圧弁1のオリフィス部構造においてヘッド部材32側に設けられていた弾性部材91が、弁座体4側に設けられているものである。図9は、変形例5に係るオリフィス部構造の断面図である。
[Modification 5]
In the orifice part structure according to the modification example 5, the
図9に示されるように、ピストン3のピストン本体30の先端部(ヘッド部材32)には、シート部材保持部32dが形成されている。このシート部材保持部32dに、円盤状に形成されたシート部材9が嵌め込まれている。シート部材保持部32dの開口部には、シート部材9を保持するための止め輪92が圧入されている。一方、弁座体4の流路42の開口部には、環状部材保持部95が設けられており、ここに環状部材94が嵌め込まれている。環状部材94の先端は、弁座側シート面40となっている。環状部材保持部95と環状部材94との間には、弾性部材96が介装されている。弾性部材96は、設定圧力が加えられたときに弾性変形する樹脂又はゴムで構成されている。
As shown in FIG. 9, a sheet
上記構成において、弁座側シート面40が弁体側シート面90により押圧されると、弁体側シート面90と弁座側シート面40が平行となるように環状部材94が変位するとともに、環状部材94の変位に追従して弾性部材96が弾性変形する。このように、弁座側シート面40と弁体側シート面90との傾きが、弾性部材96で吸収される。この結果、接触時の弁体側シート面90と弁座側シート面40とは平行となり、弁体側シート面90に対し弁座側シート面40が全周にわたり均一な面圧で接触することができる。
In the above configuration, when the valve seat
1 減圧弁
2 ハウジング
3 ピストン
30 ピストン本体
31 ロッド部材
32 ヘッド部材
32d シート部材保持部
4 弁座体
40 弁座側シート面
41 環状突起
5 支持体
8 ハウジングブロック
9 シート部材
90 弁体側シート面
13 カバー
15 直動型軸受
16 バネ部材
17 背圧室
18 バネ室
19 弁室
81 一次側流路
82 二次側流路
91 弾性部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure reducing valve 2
Claims (8)
前記ハウジングの前記一次側流路と前記弁室との境界部に設けられた弁座と、
前記弁室内に配置され、背圧を受けて前記一次側流路と前記弁室との境界部の流路面積を可変調整するピストンと、
二次側圧力が所定の設定圧力となるように、前記背圧に抗するバネ荷重を前記ピストンに付与するバネ部材とを備え、
前記ピストンが、前記ハウジングに支持されたピストン本体と、前記弁座と対向するように前記ピストン本体の端部に取り付けられたシート部材と、前記シート部材と前記ピストン本体の間に介装された弾性部材とを有する、減圧弁。 A primary side flow path, a secondary side flow path, and a housing in which a valve chamber provided at a boundary between the primary side flow path and the secondary side flow path is formed;
A valve seat provided at a boundary between the primary flow path of the housing and the valve chamber;
A piston that is disposed in the valve chamber and receives a back pressure to variably adjust a flow passage area at a boundary portion between the primary flow passage and the valve chamber;
A spring member that applies a spring load against the back pressure to the piston so that the secondary pressure becomes a predetermined set pressure;
The piston is interposed between the piston body supported by the housing, a seat member attached to an end of the piston body so as to face the valve seat, and the seat member and the piston body. A pressure reducing valve having an elastic member.
前記ハウジングの前記一次側流路と前記弁室との境界部に設けられた弁座と、
前記弁室内に配置され、背圧を受けて前記一次側流路と前記弁室との境界部の流路面積を可変調整するピストンと、
二次側圧力が所定の設定圧力となるように、前記背圧に抗するバネ荷重を前記ピストンに付与するバネ部材とを備え、
前記ピストンが、前記ハウジングに支持されたピストン本体と、前記弁座と対向するように前記ピストン本体の端部に取り付けられたシート部材とを有し、
前記弁座が、前記シート部材と対向するように前記ハウジングに保持された弁座部材と、前記弁座部材と前記ハウジングとの間に介装された弾性部材とを有している、減圧弁。 A primary side flow path, a secondary side flow path, and a housing in which a valve chamber provided at a boundary between the primary side flow path and the secondary side flow path is formed;
A valve seat provided at a boundary between the primary flow path of the housing and the valve chamber;
A piston that is disposed in the valve chamber and receives a back pressure to variably adjust a flow passage area at a boundary portion between the primary flow passage and the valve chamber;
A spring member that applies a spring load against the back pressure to the piston so that the secondary pressure becomes a predetermined set pressure;
The piston has a piston body supported by the housing, and a seat member attached to an end of the piston body so as to face the valve seat;
The pressure-reducing valve, wherein the valve seat includes a valve seat member held by the housing so as to face the seat member, and an elastic member interposed between the valve seat member and the housing. .
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