JP7237969B2 - 減圧弁 - Google Patents

Description

本発明は、２次ポート側の２次圧を調整する減圧弁に関する。

従来、各種流体配管において２次ポートから下流側に供給される流体の圧力を一定とするために、２次ポート側の２次圧を調整する減圧弁が知られており、産業設備のみならず、一般の住宅設備向け等の各設備に広く適用されている。減圧弁の内部構造としては、例えば特許文献１のように、１次ポート側の１次圧室と２次ポート側の２次圧室とが壁部により区画されたハウジングを備え、壁部には、１次圧室と２次圧室とを連通する貫通孔が形成され、該貫通孔には、当該貫通孔の周縁部である弁座部との弁開度を調整可能な弁体部を備えるシャフトが挿入されて構成されている。２次圧室について詳しくは、ハウジングと、シャフトと直交する方向に配置されたダイアフラムとによって区画されている。ダイアフラムは、２次圧室内の圧力を受圧するための受圧面を有しており、シャフトの端部と、ダイアフラム及びシャフトを介して弁体部を開放方向に付勢する調圧スプリングとが接続されている。２次圧室が高圧となった際には、ダイアフラムが調圧スプリングの付勢力に抗して変形し、これに伴ってシャフトが移動し、貫通孔の周縁部と弁体部との弁開度が減少して流体の流量を絞ることで２次圧室内の圧力を減圧する。

特開２００７－１４８４６５号公報（第６頁、第１図）

この特許文献１のように、受圧面としてダイアフラムを利用している減圧弁は、ハウジング内においてシャフトの軸方向に１次圧室、２次圧室、ダイアフラム、調圧スプリングの順で配置する必要があるため、調圧スプリングを配置する空間を確保するべくハウジングが中心軸に直交する方向に張り出した形状となっていた。よって、このような減圧弁にあっては、特に小型化が望まれる住宅設備向けの温水洗浄弁座等に適用し難いという問題があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、小型化を可能とし適用範囲を広げることのできる減圧弁を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の減圧弁は、
流体が流通するハウジングと、該ハウジングの１次ポート側の１次圧室と２次ポート側の２次圧室との境界に設けられる弁座部と、前記弁座部との弁開度を調整可能な弁体部と、前記弁体部を開放方向に付勢する付勢手段と、前記２次圧室の流体の圧力を受ける受圧部と、を有し、前記２次圧室の流体の圧力が高いときに前記弁体部を閉鎖方向に移動させる減圧弁であって、
前記２次圧室の一方側に設けられた前記弁体部と前記２次圧室の他方側に設けられた前記受圧部とを有し、前記２次圧室の一方側と他方側とに連通する２次流路が形成されたピストンが前記ハウジング内に配置され、
前記付勢手段は、前記ピストンの外周側に配置されている。
これによれば、ピストン自体が一体に有する受圧部によって２次圧室の圧力を弁体部の閉塞方向に受けるとともに、１次圧室と２次圧室との間に位置するピストンの外周側に、弁体部を開放方向に付勢する付勢手段を配置することで、弁座部と弁体部との弁開度を調整する構造を得ることができる。これにより、ハウジングは、２次流路を備えるピストンの軸方向に１次圧室と２次圧室とが形成される構成であればよいことから、小型の減圧弁を提供することができる。

好適には、前記１次圧室は、前記ピストンの外周側に設けられている。
これによれば、弁体部と弁座部とが閉塞した際に、１次圧室によって、１次ポートから流入した流体が弁体部の外周側に流入し、弁体部に対して流体の圧力が開放方向に作用しにくいことから、弁体部が受ける１次圧の変動による影響を緩和することができる。

好適には、前記付勢手段の軸方向両端には、前記ピストンの外周を密封する一対のシール部材が配置されている。
これによれば、ピストンの外周に付勢手段とシール部材が配置されることから、減圧弁を小型化することができる。

好適には、前記ハウジングは、前記１次ポートが前記２次流路と同軸上に形成され、前記１次ポートから放射方向に広がり前記１次圧室に連通する１次流路を備えている。
これによれば、１次ポートから１次圧室に流入する流体の衝撃を緩和することができる。

好適には、前記弁座部は、前記ハウジングに組付けられて前記１次流路を構成するブッシュに設けられている。
これによれば、ハウジングにブッシュを組付けることで弁座部と１次流路とが同時に構成されるため、弁座部及び１次流路の形成が容易である。

好適には、前記ブッシュには、前記２次圧室を構成する凹部が形成されている。
これによれば、弁座部と弁体部との隙間を通過した流体は、凹部に流入することで流れが緩衝されるため、２次圧室側の流れがスムーズになる。

好適には、前記ハウジングは、開放された収容凹部を備えた本体と、該収納凹部を閉塞する蓋部材とから少なくとも構成され、前記収容凹部に、前記ブッシュと、前記付勢手段と、前記ピストンとが挿入され、前記本体に前記蓋部材が組付けられる。
これによれば、減圧弁の組立や分解が簡便である。

好適には、前記ハウジングの前記本体は、前記ハウジングの前記蓋部材と異なる位置に、前記１次ポートを開閉可能な電磁弁が組付けられる。
これによれば、蓋部材の着脱にかかわらずハウジングの本体への電磁弁の着脱が可能であるため、減圧弁への電磁弁の着脱が簡便である。

好適には、前記受圧部には、溝が形成されている。
これによれば、受圧部の溝に流体が流入するため、受圧部は２次室内の圧力を受け易い。

好適には、前記ハウジング及び前記ピストンは、樹脂で形成されている。
これによれば、減圧弁を軽量かつ簡単に製造できる。

本発明の実施例１における減圧弁を示す斜視図である。 減圧弁を示す分解斜視図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 （ａ）はブッシュを上方から見た斜視図、（ｂ）はブッシュを下方から見た斜視図である。 インナーカラーを示す側面図である。 ピストンの受圧部を下方から見た平面図である。 減圧弁内に流入した流体の調圧態様を模式的に示す断面図である。 図７に引き続き、減圧弁内に流入した流体の調圧態様を模式的に示す断面図である。 本発明の実施例２における減圧弁を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明の実施例３における減圧弁を示す断面図であり、（ｂ）は、該減圧弁のハウジングを下方から見た平面図である。

本発明に係る減圧弁を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例１に係る減圧弁につき、図１から図８を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例１の減圧弁１である。この減圧弁１は、本実施例１では温水洗浄便座装置に適用され、その給水配管に設けられるものである。本実施例１では、減圧弁１は、図示しない上流側の給水配管に流入管部３Ａが接続されるとともに、図示しない下流側の配管に流出管部８Ｂが接続されるものであり、給水配管から供給される水の水圧を調圧するものである。減圧弁１は、上流側から水が供給される１次ポート２２（図３参照）と、調圧された水を下流側に流出する２次ポート２８（図３参照）とを備えており、減圧弁１の上部には、止水弁９が取付けられている。尚、本実施例のように温水洗浄便座装置に適用される場合、特に図示しないが、減圧弁１の上流側にはストレーナ、逆止弁が配設され、また減圧弁１の下流側には熱交換器、流量調整弁、及び吐出ノズル等が配設されている。

図２，図３に示されるように、減圧弁１は、ハウジング２と、このハウジング２内に配置されるブッシュ４と、インナーカラー５と、調圧スプリング６と、ピストン７と、ハウジング２の上端に組み付けられる止水弁９とから主に構成されている。尚、図２で示す減圧弁１の上側が上流側、下側が下流側を成すように流路が形成されている。

先ず、ハウジング２の構成について説明する。図１，図２に示されるように、ハウジング２は、本体３と、蓋部材８とから主に構成されており、流体を流通させる内空構造を有している。本体３は、樹脂成型品であり、１次ポート２２と連通する連通路２０が形成された流入管部３Ａ（図１参照）と、１次ポート２２が形成された基部３Ｂ（図３参照）とを備えている。

図２，図３を参照して、基部３Ｂは、段付き円筒状に形成されており、その周壁の内径側には、止水弁９の端部を挿入可能に上方に開放する段付き円筒状の空間を成す上収納凹部２１と、ブッシュ４、インナーカラー５、調圧スプリング６及びピストン７を挿入可能な下方に開放する段付き円筒状の空間を成す下収納凹部２３とが形成されており、上収納凹部２１及び下収納凹部２３は同軸心上に位置している。これら上収納凹部２１及び下収納凹部２３との間には、それぞれの内底部を構成する壁部３１と、壁部３１の中央部から上方へ延出し１次ポート２２が内部に形成された円筒状の延出部とが配置されており、該延出部の端部に弁座部３０が形成されている。尚、弁座部３０は、止水弁９の弁体部９１が接離する弁座を構成している。

図３を参照して、基部３Ｂの上収納凹部２１は、壁部３１側に向けて順に、収納部２１ａ及び上向き窪部２１ｂを有し、流入管部３Ａの連通路２０及び１次ポート２２にかけて連続した空間を形成している。また、収納部２１ａは、その内径が上向き窪部２１ｂの内径より大きい空間を形成し、収納部２１ａ及び上向き窪部２１ｂは同軸心上に位置している。

基部３Ｂの下収納凹部２３は、壁部３１側から順に、下向き窪部２３ａ、上収納部２３ｂ、中収納部２３ｃ及び下収納部２３ｄを有し、１次ポート２２にかけて連続した空間を形成している。また下向き窪部２３ａ、上収納部２３ｂ、中収納部２３ｃ及び下収納部２３ｄは、この順に内径が段階的に大きくなるように、かつ連続した空間を形成しており、またこれらは同軸心上に位置している。

また、図２に示されるように、基部３Ｂの外径側には、上下方向の中央から上端にかけて延出し、かつ外径方向に突出する上突出部３４と、上下方向の中央から下端にかけて延出し、かつ外径方向に突出する下突出部３６とを備えている。２個の上突出部３４は、平面視直線状に配置されており、上端部に雌ネジ孔が形成されている。４個の下突出部３６は、平面視Ｘ字状に配置されており下端部に雌ネジ孔が形成されている。

図３に示されるように、基部３Ｂの周壁の外径側には、下収納部２３ｄの外径側右側端部に位置し、外径側へ延出し径方向に貫通する大気ポート２９ａが内部に形成された通気管部３５が形成されている。尚、大気ポート２９ａは、下収納凹部２３の下収納部２３ｄと連通している。

図３を参照して、蓋部材８は、樹脂成型品であり、段付き円筒状に形成されたカバー部８Ａと、カバー部８Ａの底部８０の中央から垂直下方に延設され２次ポート２８が内部に形成された流出管部８Ｂとを備え、カバー部８Ａには、上方に開放する段付き円柱状の空間を成す収納凹部８１が形成されている。

収納凹部８１は、底部８０側から上方にかけて順に、窪部８１ａ及び収納部８１ｂを有し、窪部８１ａは２次ポート２８と連通する円柱状の空間を形成しており、収納部８１ｂは、その内径が窪部８１ａの内径より大きい円柱状の空間を形成している。窪部８１ａ及び収納部８１ｂは同軸心上に位置している。

また、図２に示されるように、蓋部材８には、カバー部８Ａ上下方向中央から上端にかけて延出し、かつ外周面から外径方向に突出する４つの突出部８２が平面視Ｘ字状に配置されており、突出部８２には、上下方向に貫通する貫通孔が形成されている。

次に、ブッシュ４について説明する。図４（ａ）に示されるように、ブッシュ４は、上端面４ａの周縁から下方に周壁が延びる冠状の樹脂成型品であり、その外周面から内径側に上面視Ｕ字状に凹み上下方向に連通する連通溝４５が、ブッシュ４の周方向において３等配に設けられている。また、ブッシュ４の上端面４ａは、略同一平面を成している。尚、連通溝４５は、その上面視形状が半円状や他の多角形状に形成されていてもよく、ブッシュの周方向において２つまたは４つ以上設けられていてもよく、その配置が非等配であってもよく、限定されるものではない。

図４（ｂ）を参照して、ブッシュ４には、下方に開放する円筒状の空間を成す凹部４１が形成されており、この凹部４１が内部に形成される円筒部の端縁が後述する弁体部７０に対する弁座部４０を構成している。

次に、インナーカラー５について説明する。図３，図５を参照して、インナーカラー５は、樹脂成型品であり、段付き円筒状に形成されている（図３参照）。インナーカラー５の周壁の内径側には、リップパッキンＰ１を挿入可能に上方に開放する空間を成す上収納凹部５１と、調圧スプリング６及びピストン７を挿入可能に下方に開放する段付きの空間を成す下収納凹部５３が形成されており、上収納凹部５１及び下収納凹部５３は同軸心上に位置している。これら上収納凹部５１及び下収納凹部５３の間には、それぞれの内底部を構成する壁部５２と、壁部５２の中央部を貫通し上収納凹部５１及び下収納凹部５３に連通する連通孔５２ａとが形成されている。

下収納凹部５３は、壁部５２側から順に、同軸心状に配設された窪部５３ａ及び収納部５３ｂを有し、窪部５３ａは連通孔５２ａと連通する空間を形成し、収納部５３ｂは、その内径が窪部５３ａの内径より大きく形成されている。

窪部５３ａには、上下方向に延び、内径側へ突出するリブ５７が複数等配に設けられており、リブ５７の下端部は、上方に向かうほどに漸次内径側へ傾斜するテーパ部５７ａとなっている。各リブ５７の内径側端面は同一円上に配置されている。

また、インナーカラー５の周壁には、径方向に貫通し窪部５３ａの下端部に連通する貫通孔５０，５０が形成されている。また、インナーカラー５の周壁の外径側には、窪部５３ａの外径側に位置し上下方向に離間し互いに略平行に配置されたフランジ部５５，５５と、収納部５３ｂの外径側に位置し上下方向に離間し互いに略平行に配置されたシール部５６，５６が形成されている。

また、図５を参照して、インナーカラー５の周壁の下端部には、一方の貫通孔５０から周方向に離間した位置に少なくとも一つ以上、下端面から上方に凹設された溝部５９が形成されており、溝部５９は、インナーカラー５の周壁の外周側から下収納凹部５３に連通している。

次に、図３を参照して、ピストン７について説明する。ピストン７は、上下に貫通した筒状に一体成形された樹脂成型品であり、その上端側から順に、弁体部７０、上直筒部７１、上フランジ部７２、下直筒部７３及び下フランジ部７４を備えた段付き円筒状に形成されている。弁体部７０の外周面は、下方に向かうほどに漸次拡径するテーパ状であり、上直筒部７１は弁体部７０の下端部７０ａより縮径して下方に直線状に延び、上フランジ部７２は上直筒部７１の下端部から外径側へ突出し、下直筒部７３は上フランジ部７２の下端部より縮径して直線状に延び、またピストン７の下端部を構成する受圧部としての下フランジ部７４は下直筒部７３の下端から外径側へ突出している。

弁体部７０の下端部７０ａは、その外径がブッシュ４の凹部４１の内径よりも大きく、かつインナーカラー５の連通孔５２ａの内径よりも僅かに小さく形成されている。

また、ピストン７の内径側は、２次流路２６及び下流側２次圧室２７（図７，図８参照）を構成する凹部７６により上下方向に貫通している。２次流路２６はピストン７の上方側に開放され、また凹部７６はピストン７の下方側に開放されている。凹部７６の内径は２次流路２６の内径より大きく、２次流路２６及び凹部７６は同軸心上に位置している。さらに、凹部７６の内径はブッシュ４の凹部４１の内径と略同一である。尚、ピストン７は、凹部７６を有さず２次流路のみを有する態様であってもよい。

また、図３及び図６を参照して、下フランジ部７４にはその最下端である下端面７４ａから上方に凹設され、かつ凹部７６から下フランジ部７４の外径側にかけて放射状に連通する連通溝７５が形成されている。この連通溝７５は平面視Ｘ字状に４等配に設けられている。尚、連通溝７５の側壁と連なる下端面７４ａの角部は面取り加工がなされている。

また、下フランジ部７４の下端面７４ａと、連通溝７５の底面７５ａと、凹部７６の底面７６ａによって、ピストン７の受圧面７７が構成されている。

次に、止水弁９について説明する。図３を参照して、止水弁９は、ソレノイドへの通電または非通電に応じて上下方向に移動可能な可動軸９０と、可動軸９０の先端に取付けられた弁体部９１とを有する電磁弁である。弁体部９１が上下に移動して弁座部３０の上端面に離接することで、１次ポート２２の開放状態及び閉塞状態を切り換えることができるようになっている（図３，図７参照）。

次に、図２，図３を参照して、減圧弁１の組立について説明する。先ず、ブッシュ４を本体３の下方から上収納部２３ｂに挿嵌する。その際、上収納部２３ｂの上端面にブッシュ４の上端面４ａの外周部が当接することで上下方向の位置決めがなされる。また、ブッシュ４は、外周面が本体３の上収納部２３ｂの内周面に当接するように略同径に形成されていることから、上収納部２３ｂに挿嵌することで軸心の位置合わせを成すことができる。このように、挿嵌における上収納部２３ｂとブッシュ４との上下方向及び軸心の位置合わせが容易となっている。

ブッシュ４を上収納部２３ｂに挿嵌することで、上収納部２３ｂの内周面とブッシュ４の連通溝４５とによって上下方向に連通する連通路２３ｅを構成することができる（図７，図８参照）。下向き窪部２３ａ及び各連通路２３ｅによって１次流路が形成されている。すなわち、本体３にブッシュ４を組付けることで弁座部４０と１次流路とが同時に構成されるため、弁座部４０及び１次流路の形成が容易である。

次いで、予め上収納凹部５１にリップパッキンＰ１を挿嵌し、フランジ部５５，５５の間の環状凹部にＯリングＲ２を外嵌したインナーカラー５を、本体３の下収納凹部２３に挿嵌する。尚、リップパッキンＰ１の底部は、接着剤によってインナーカラー５の壁部５２に固定してもよい。

インナーカラー５を下収納凹部２３に挿嵌する際、中収納部２３ｃの上端面にインナーカラー５の上方側のフランジ部５５が当接することで上下方向の位置決めがなされる。また、インナーカラー５は、上収納凹部５１が形成された円筒部の外径側に位置する周壁が上収納部２３ｂの内周面に当接するように形成され、該円筒部の上面がブッシュ４の下面に当接するように形成され、フランジ部５５が中収納部２３ｃの内周面に当接するように形成され、またシール部５６が下収納部２３ｄの内周面に密接するように形成されている。これによれば、インナーカラー５を下収納凹部２３に挿嵌することで基部３Ｂと軸心の位置合わせを成すことができる。このように、挿嵌により下収納凹部２３とインナーカラー５との上下方向及び軸心の位置合わせが容易となっている。

インナーカラー５を下収納凹部２３に挿嵌することで、インナーカラー５と基部３Ｂ（中収納部２３ｃ）の内周面との間がＯリングＲ２によってシールされ、シール部５６，５６が基部３Ｂ（下収納部２３ｄ）の内周面に密接する。これにより、インナーカラー５と基部３Ｂの内周面との間に、大気ポート２９ａに連通する環状の大気圧室２９ｂ（図７，図８参照）が構成される。

次いで、予め上直筒部７１に調圧スプリング６を外嵌し、上フランジ部７２と下フランジ部７４の間の環状凹部にリップパッキンＰ２を外嵌したピストン７を、本体３の下収納凹部２３に挿嵌されたインナーカラー５内に挿入し、ピストン７の弁体部７０をリップパッキンＰ１よりも上方側に、ピストン７の上フランジ部７２及び下フランジ部７４をインナーカラー５の収納部５３ｂに配置する。尚、リップパッキンＰ２の底部を、接着剤によってピストン７の上フランジ部７２の下端面に固定してもよい。

弁体部７０及び上直筒部７１を連通孔５２ａに挿入する際、インナーカラー５の連通孔５２ａの内周面に弁体部７０の外周面が当接してピストン７の挿入が案内されるため、弁体部７０の連通孔５２ａへの挿入が容易である。また、同様にリップパッキンＰ１の連通孔に弁体部７０及び上直筒部７１が挿入され、リップパッキンＰ１に対する位置合わせがなされる。また、弁体部７０の先端が先細りした形状であることから挿嵌が容易である。

また、弁体部７０の下端部７０ａの下端面は、上直筒部７１の外周面と直交していることから、リップパッキンＰ１を通過した後、返しとして機能するため、リップパッキンＰ１の意図しない抜け出しを防止することができる。

また、インナーカラー５の各リブ５７は、テーパ部５７ａによって、調圧スプリング６をインナーカラー５の下収納凹部５３内に挿入する際に、径方向の取付位置を案内するようになっている。さらに、各リブ５７の内径は調圧スプリング６の外径よりも僅かに大きく形成されていることから、各リブ５７の内径側に挿入された調圧スプリング６が径方向に位置ずれすることを防止することができる。

ピストン７を下収納凹部２３内に挿入することで、ピストン７の弁体部７０及び上直筒部７１の外周側に連通路２３ｅと連通する１次圧室２４（図７，図８参照）が構成される。また、ブッシュ４の凹部４１と、凹部４１の内径側に位置するピストン７の弁体部７０との間に１次圧室２４及び２次流路２６に連通する上流側２次圧室２５（図７，図８参照）が構成される。

また、リップパッキンＰ１，Ｐ２の間かつピストン７の上直筒部７１の外周側にインナーカラー５の貫通孔５０，５０によって大気圧室２９ｂと連通するスプリング室２９ｃが構成される（図７，図８参照）。このような構造により、スプリング室が受圧部より下流側に設けられた態様と比較して、減圧弁１を小型化することができる。

次いで、蓋部材８のカバー部８Ａを、ＯリングＲ３を外嵌した本体３の下端部に外嵌させて、蓋部材８の各突出部８２と本体３の各下突出部３６とを位置合わせし、ネジＮ２（図２参照）を用いて密封状態で連結する。

蓋部材８を本体３の下端部に外嵌する際、カバー部８Ａの各突出部８２が本体３の各下突出部３６に当接することで上下方向の位置決めがなされる。さらに、上下方向の位置合わせを成した状態で蓋部材８を本体３に対して相対的に周方向に回動させることで、各突出部８２の貫通孔と各下突出部３６の雌ネジとの位置合わせが可能であることから、これらの周方向の位置合わせが容易である。

また、窪部８１ａまたは収納部８１ｂは、本体３の下端部の外周面に当接するように略同径に形成されていることから、蓋部材８を本体３の下端部に外嵌することで軸心の位置合わせを成すことができる。

蓋部材８を本体３の下端部に外嵌することで、ピストン７の下フランジ部７４及び凹部７６と蓋部材８の底部８０との間に、２次流路２６及び２次ポート２８に連通する下流側２次圧室２７（図７，図８参照）を構成することができる。

また、蓋部材８を本体３の下端部に外嵌することで、インナーカラー５の壁部５２とピストン７の上フランジ部７２との間で調圧スプリング６が軸方向に圧縮され、その付勢力によって、ピストン７の下フランジ部７４の下端面７４ａが蓋部材８の底部８０に押圧される。これによって、ピストン７の弁体部７０がブッシュ４の弁座部４０に対して離間した開放状態となる。

次に、本体３への止水弁９の組付けについて説明する。段付き円筒状に形成された下端部にＯリングＲ１が外嵌された止水弁９を、蓋部材８を取付けた反対側から本体３の上収納凹部２１に挿嵌し、止水弁９の各突出部９２と本体３の各上突出部３４とを位置合わせし、ネジＮ１（図２参照）を用いて密封状態で連結する。

止水弁９は、各突出部９２が本体３の各上突出部３４と当接することで上下方向の位置合わせ成すことができる。また、上下方向の位置合わせを成した状態で止水弁９を本体３に対して相対的に周方向に回動させることで、各突出部９２の貫通孔と各上突出部３４の雌ネジとの位置合わせが可能であることから、これらの周方向の位置合わせが容易である。

また、止水弁９は、その下端部が上収納凹部２１の収納部２１ａまたは上向き窪部２１ｂそれぞれの内周面に当接するように略同径に形成されていることから、止水弁９の下端部を上収納凹部２１に挿嵌することで互いの軸心の位置合わせを成すことができる。

また、止水弁９は、蓋部材８を取付けた反対側から本体３の上収納凹部２１に挿嵌されることから、蓋部材８の着脱にかかわらず本体３への止水弁９の着脱が可能であるため、減圧弁１への止水弁９の着脱が簡便である。そのため、本体３の下収納凹部２３にブッシュ４、インナーカラー５、調圧スプリング６及びピストン７を挿入するよりも先に、本体３に連結されてもよい。

このように、減圧弁１は、本体３に対し下方から、ブッシュ４、インナーカラー５、調圧スプリング６、及びピストン７を挿入し、蓋部材８を組付け、また蓋部材８とは反対側である上方から止水弁９を組付けることで構成できることから、減圧弁１の組立や分解が簡便である。加えて、可動軸９０、弁体部９１、１次ポート２２、下向き窪部２３ａ、上流側２次圧室２５、２次流路２６、下流側２次圧室２７、及び２次ポート２８を同軸心上に配置することができる。これにより、減圧弁１を構成するために必要な組立工数が少ない。

また、構成された減圧弁１は、上流側から順に、連通路２０、上向き窪部２１ｂ、１次ポート２２、下向き窪部２３ａ、連通路２３ｅ、１次圧室２４、上流側２次圧室２５、２次流路２６、下流側２次圧室２７、及び２次ポート２８が連通可能となり、流体の圧力を調圧可能となる。

本体３、ブッシュ４、インナーカラー５、ピストン７、及び蓋部材８は樹脂成型品であり、すなわち調圧スプリング６及び止水弁９以外を樹脂により成形できることから、減圧弁１を軽量かつ簡単に製造できる。

次に、減圧弁１による調圧について説明する。図７を参照して、止水弁９のソレノイドに通電がなされると止水弁９の弁体部９１が本体３の弁座部３０から離間し、１次ポート２２が開放され、１次ポート２２に水が流入する。尚、止水弁９は、ソレノイドの非通電時に１次ポート２２を開放し、通電時に閉塞する態様であってもよい。

１次ポート２２を通過して下向き窪部２３ａ内に水が流入すると、１次ポート２２と同軸上かつ略直交方向に配置され、弁座部４０よりも外径側へ延出したブッシュ４の上端面４ａによって水の流れが放射方向に拡散される。また、ブッシュ４の上端面４ａは、１次ポート２２と弁座部４０及び弁体部７０との間に配置されていることから、１次ポート２２から流入した水が、弁座部４０及び弁体部７０に対して直接作用することを防止している。

下向き窪部２３ａと上端面４ａの中央部との間を流れ拡散された水は、上端面４ａの中央部の外周側の連通溝４５により構成される各連通路２３ｅに３方向に分流される。このように、１次流路を構成する下向き窪部２３ａ及び各連通路２３ｅは、水の流れを拡散させることで、１次ポート２２から流入した水の衝撃を緩和することができる。

１次圧室２４は、リップパッキンＰ１よりも上方かつピストン７の弁体部７０及び上直筒部７１の外周側に形成されているため、各連通路２３ｅから１次圧室２４に流入した水は、３方向からそれぞれ弁体部７０及び上直筒部７１の外周側へと回り込み、１次圧室２４から上流側２次圧室２５の一部である弁座部４０と弁体部７０との隙間を通過する。この弁座部４０と弁体部７０との隙間の大きさを弁開度として調整することによって、該隙間を通過する水の流量を絞ることができる。

また、上述したように、水は３方向に分散された後、弁体部７０の外周側に回り込み弁座部４０と弁体部７０との隙間を通過する。したがって、該隙間の周方向における水の圧力差は小さく、その流れがスムーズであるとともに、ピストン７に対してねじれ方向に力が作用しにくい。

また、弁座部４０と弁体部７０との隙間を通過した水は、上流側２次圧室２５を構成するブッシュ４の凹部４１に流入することで流れが緩衝されるため、凹部４１より下流側の、２次流路２６、下流側２次圧室２７、及び２次ポート２８側の流れがスムーズになる。

上流側２次圧室２５から２次流路２６を通じて下流側２次圧室２７に流入した水は、その圧力が所定の２次圧以下であれば、ピストン７を調圧スプリング６の付勢力に抗して動作させることなく、２次圧に調整された水として２次ポート２８を通じて下流側へと流出する。

一方、下流側２次圧室２７に流入した水の圧力が所定の２次圧より高い状態であれば、下流側２次圧室２７内の圧力によってピストン７の受圧面７７がブッシュ４の弁座部４０側へと押圧され、調圧スプリング６の付勢力に抗してピストン７が弁座部４０側へと移動し、弁体部７０の上端部が凹部４１内に挿入されることで弁座部４０と弁体部７０の隙間、すなわち弁開度を狭める。また、下流側２次圧室２７内の圧力が高すぎる場合には、図８に示されるように、弁座部４０に弁体部７０が着座し、該隙間を閉塞する。これらのように、弁座部４０と弁体部７０との弁開度を狭め、または閉塞することによって、上流側２次圧室２５、２次流路２６、下流側２次圧室２７、及び２次ポート２８内の圧力が低下するため、２次ポート２８から流出される流体の圧力を所定の２次圧に調整することができる。

ピストン７の動作について詳しくは、上述したように、下フランジ部７４には連通溝７５が形成されているため、下フランジ部７４の下端面７４ａが蓋部材８の底部８０に当接している状態であっても、連通溝７５内に水が流入していることから、下流側２次圧室２７の圧力を受け易い。また、下フランジ部７４の連通溝７５の側壁と連なる下端面７４ａの角部は面取り加工がなされているため（図６参照）、下フランジ部７４の下端面７４ａに水が流入し易い。

また、凹部４１よりも外径側すなわち１次圧室２４側に位置する弁体部７０はわずかな部分であるため、弁体部７０が弁座部４０に当接して隙間を閉塞している状態では、弁体部７０に作用する１次圧室２４の圧力によりピストン７を下方に移動せしめる力は非常に小さいものである。さらに、ブッシュ４の凹部４１の内径がリップパッキンＰ１や上直筒部７１の内径と略同一同じになっているので、ピストン７に対する１次圧変動の影響が抑制されている。これらにより、１次圧室２４内の圧力によって意図せずピストン７が開放方向すなわち下方へ移動しにくくなっている。

また、１次圧室２４は、ピストン７の外径側に設けられていることから、図８に示されるように、弁体部７０と弁座部４０とが当接し隙間を閉塞した際に、１次圧室２４によって、１次ポート２２から流入した水が弁体部７０の外周側に流入するため、弁体部７０に対して軸方向に水の圧力が作用しにくいことから、意図しない弁体部７０の移動が抑制され、弁体部７０が受ける１次圧の変動による影響を緩和することができる。

これらのように、ピストン７は、意図せず開放方向へ移動しにくいとともに、１次圧室２４内の圧力の変動を受けにくいため、調圧の精度が高い。

また、インナーカラー５の収納部５３ｂの内周面は、弁座部４０の軸心すなわちピストン７の移動方向に対して略平行に形成されているため、ピストン７が移動する際に、ピストン７の上フランジ部７２及び下フランジ部７４がインナーカラー５の収納部５３ｂが形成された部位の内周面に当接することでその移動を案内するとともに、ピストン７が弁座部４０の軸心に対して傾くことを防止することができる。これにより、ピストン７は、安定して略直線状に移動することができる。

また、ピストン７が移動する際に、リップパッキンＰ１の内径側リップにピストン７の上直筒部７１の外周面が摺接しながら移動し、リップパッキンＰ２の外径側リップがインナーカラー５の収納部５３ｂが形成された部位の内周面に摺接しながら移動するため、スプリング室２９ｃに対する１次圧室２４及び下流側２次圧室２７との密封性が保持されている。

また、ピストン７の移動に伴ってピストン７の上フランジ部７２も移動することから、スプリング室２９ｃは、上フランジ部７２の移動に伴って上下方向に伸縮する。スプリング室２９ｃは、インナーカラー５の貫通孔５０，５０、大気圧室２９ｂ、及び大気ポート２９ａによって大気側と連通しているため、スプリング室２９ｃの高さ寸法が小さくなることに伴って内部から空気が排気され、スプリング室２９ｃの高さ寸法が大きくなることに伴って内部に空気が吸気されることから、大気圧と略同一に保持されている。これにより、ピストン７は、下流側２次圧室２７内の圧力に対する応答性が安定している。

また、ピストン７の移動に伴って圧縮または復帰する調圧スプリング６は、インナーカラー５のリブ５７によって軸方向に案内されることから、径方向に位置ずれしたり、傾いたりすることが防止されている。さらに、調圧スプリング６に対する各リブ５７の接触面積が小さいことから、調圧スプリング６との摺接による摩擦力が小さいため、調圧スプリング６の伸縮がスムーズである。

他方、下流側２次圧室２７内の圧力が異常に高まった際には、インナーカラー５の溝部５９（図５参照）を通じてインナーカラー５と本体３の下収納部２３ｄが形成された部位との間の空間に水が流出し、インナーカラー５の環状のシール部５６，５６と本体３の下収納部２３ｄが形成された部位の内周面との間を通過して、大気ポート２９ａを通じて水を排出可能となっている。これにより、減圧弁１が破損することが防止されている。

このとき、大気ポート２９ａは、インナーカラー５の貫通孔５０，５０よりも下方に位置していることから、大気ポート２９ａを通じて水を排出する際に、スプリング室２９ｃ内に水が浸入しにくくなっている。尚、下流側２次圧室２７内の圧力が通常であれば、水はインナーカラー５のシール部５６，５６と本体３の下収納部２３ｄの内周面との間を通過しないため、意図せず大気ポート２９ａを通じて水が排出されることが防止されている。

また、１次ポート２２及び２次ポート２８は、同軸上に配置されていることから、１次ポート２２と２次ポート２８による水の流出入が同軸上で行われるため、水の流出入によって１次ポート２２または２次ポート２８に作用する水の圧力が、ハウジング２に対してねじれ方向に作用しにくいことから、ハウジング２の耐久性が高められている。

また、止水弁９の可動軸９０は、１次ポート２２と同軸上に配置されていることから、止水弁９の弁体部９１を本体３の弁座部３０に着座させる際に、径方向に位置ずれしにくく、上向き窪部２１ｂ内の圧力によって弁座部３０に対して弁体部９１が相対的に傾きにくいため、１次ポート２２を閉塞する精度が高い。

以上説明してきたように、本実施例の減圧弁１は、ピストン７自体が一体に有する下フランジ部７４によって下流側２次圧室２７の圧力を弁体部７０の閉塞方向に受けるとともに、１次圧室２４と上流側２次圧室２５との間に位置するピストン７の外周側に、弁体部７０を開放方向に付勢する調圧スプリング６を配置することで、弁座部４０と弁体部７０とによる弁開度を調整する構造を得ることができる。これにより、ハウジング２は、２次流路２６を備えるピストン７の軸方向に１次圧室２４と上流側２次圧室２５とを備える構成であればよいことから、小型の減圧弁１を提供することができる。

次に、実施例２に係る減圧弁１０１につき、図９を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

前記実施例１のハウジング２は、ネジＮ２によって本体３と蓋部材８とが密封状態で連結されている態様として説明したが、本実施例２の減圧弁１０１は、図９に示されるように、ネジを用いることなく本体１０３と蓋部材１０８とが密封状態で連結されてハウジング１０２が構成されている。

本体１０３には、下端部外径側の外周面から外径方向に突出するリブ１３６が、平面視直線状に配置されている。蓋部材１０８には、カバー部８Ａの上方側へ突出するとともに、径方向に板厚を有する延出部１８２が、平面視直線状に配置されている。また、延出部１８２には、延出部１８２の上端側から垂直下方に延び、その下端部と略直交して周方向に延びるＬ字状の溝１８２ａが内周面側に形成されており、溝１８２ａの突き当りにリブ１３６を挿嵌可能となっている。

これにより、各溝１８２ａの上端部にリブ１３６を挿嵌し、リブ１３６に当接する溝１８２ａに沿って蓋部材１０８を垂直方向へ移動し、周方向へ回動させることによって、本体１０３と蓋部材１０８とを密封状態に連結することができる。また、延出部１８２には、溝１８２ａの突き当りに挿嵌されたリブ１３６の抜出し方向外側に、上方に突出する係止片１８２ｂが形成されているため、意図せず蓋部材１０８が回動することで本体１０３から離脱することが防止されている。

尚、本体と蓋部材との連結については、カシメや接着剤を用いて連結する態様であってもよく、本体及び蓋部材の一方に雄ネジを他方に雌ネジを形成し、互いに螺合させることによって連結する態様であってもよく、限定されるものではない。

次に、実施例３に係る減圧弁２０１につき、図１０（ａ），（ｂ）を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

前記実施例１の減圧弁１は、１次ポート２２、２次流路２６及び２次ポート２８が同軸心上に配置されている態様として説明したが、本実施例３の減圧弁２０１は、１次ポート１２２の軸心が２次流路２６及び２次ポート２８の軸心と異なる位置に形成されている。また、前記実施例１のブッシュ４を用いることなく、本体２０３に弁体部７０に対する弁座部１４０が形成されている。尚、ハウジング２０２は、前記実施例２と同様に、ネジを用いることなく本体２０３と蓋部材１０８とを密封状態に連結することができる。

すなわち、本体２０３は、下収納凹部１２３の軸心が上収納凹部２１の軸心と異なる位置に形成されている。また、弁座部１４０は、壁部１３１の中央部から下方へ延出した有底円筒状の内周壁部１０４に形成された凹部１４１の端縁である。内周壁部１０４の弁座部１４０の外径側には、内周壁部１０４の外周面及び軸方向に沿って下方に延出した弧状のリブ１４４が周方向において３等配に設けられており、隣り合うリブ１４４，１４４間に内周壁部１０４の外径側から凹部１４１側に連通する連通溝１４５が、各リブ１４４の内周面と凹部１４１との間に当該凹部１４１と連通する環状空間１４６（図１０（ｂ）参照）がそれぞれ形成されている。

内周壁部１０４の外周面に沿って環状に形成された下向き窪部１２３ａは１次流路を構成するとともに、各連通溝１４５及び環状空間１４６は１次圧室１２４を構成している。

１次ポート１２２を通過して下向き窪部１２３ａ内に水が流入すると、下向き窪部１２３ａに沿って弁座部１４０及び弁体部７０の外周側に回り込み、すなわち１次ポート１２２から放射方向に広がる。次いで、下向き窪部１２３ａから１次圧室１２４を構成する各連通溝１４５へと流入する。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例１，２では、１次ポート２２及び２次ポート２８は同軸心上に配置されている態様として説明したが、これに限らず、前記実施例３と同様に径方向の異なる位置にそれぞれ配置されていてもよく、側面視Ｌ字状に配置されていてもよく、１次ポートと２次ポートとが同一端部側に配置されていてもよく、限定されるものではない。これにより、本体または蓋部材に１次ポート及び２次ポートが形成されている態様であってもよい。また、止水弁９についても同様である。さらに、止水弁９を備えていなくともよい。

ブッシュ４及びインナーカラー５は、本体３に着脱可能に挿入される態様として説明したが、これに限らず、接着剤、カシメ等を用いて本体３に組付け可能でかつ取外し不能な態様であってもよいし、あるいは実施例３と同様に本体に一体形成された態様であってもよく、限定されるものではない。

前記実施例１－３において、弁座部４０，１４０及び弁体部０，１７０は、弁座部４０，１４０の内径側に形成された凹部４１，１４１内に弁体部７０，１７０の先端部が挿入される態様として説明したが、これに限らず、弁座部が単に平坦面状に形成され、弁体部もこれと同様に平坦面状に形成されている態様であってもよく、その形状は適宜変更されてもよい。

前記実施例１，２において、１次流路は、下向き窪部２３ａと各連通路２３ｅから構成されている態様として説明したが、これに限らず、前記実施例３と同様に１次流路が環状に形成されていてもよく、１次ポート２２に直接連通する複数の流路から構成されている態様であってもよく、その構成が限定されるものではない。また、ブッシュを備えず、ハウジングに直接１次流路が形成されている態様であってもよい。

前記実施例１－３において、付勢手段は、コイル状の押しばねである調圧スプリング６である態様として説明したが、これに限らず、板バネ等の他のばねやベローズを用いてもよく、限定されるものではない。

前記実施例１－３において、ピストン７は、下フランジ部７４に連通溝７５が形成されている態様として説明したが、これに限らず、形成されていなくともよい。この態様であれば、受圧部と蓋部材の底部との間に隙間を形成するスペーサが設けられていることが好ましい。また、ピストン７は、本実施例で説明したように一体形成された樹脂成型品であるばかりでなく、それぞれ別体に形成された筒状部材とフランジ状部材とを接着、嵌合、螺合等によって一体のピストンとして形成されていてもよい。

前記実施例１－３において、本体、ブッシュ、インナーカラー、ピストン及び蓋部材は樹脂成型品である態様として説明したが、これに限らず、これらの一部またはすべてが金属により構成されていてもよく、限定されるものではない。

１ 減圧弁
２ ハウジング
３ 本体
４ ブッシュ
６ 調圧スプリング（付勢手段）
７ ピストン
８ 蓋部材
９ 止水弁（電磁弁）
２２ １次ポート
２３ａ 下向き窪部（１次流路）
２３ｅ 連通路（１次流路）
２４ １次圧室
２５ 上流側２次圧室
２６ ２次流路
２７ 下流側２次圧室
２８ ２次ポート
４１ 凹部
７０ 弁体部
７４ 下フランジ部（受圧部）
７５ 連通溝
７７ 受圧面
９０ 可動軸
１０１ 減圧弁
１０２ ハウジング
１０３ 本体
１０４ ブッシュ
１０７ ピストン
１０８ 蓋部材
１２２ １次ポート
１２３ａ 下向き窪部（１次流路）
１２４ １次圧室
１４０ 弁座部
１４１ 凹部
１７０ 弁体部
２０１ 減圧弁
２０２ ハウジング
２０３ 本体

Claims (9)

1. 流体が流通するハウジングと、該ハウジングの１次ポート側の１次圧室と２次ポート側の２次圧室との境界に設けられる弁座部と、前記弁座部との弁開度を調整可能な弁体部と、前記弁体部を開放方向に付勢する付勢手段と、前記２次圧室の流体の圧力を受ける受圧部と、を有し、前記２次圧室の流体の圧力が高いときに前記弁体部を閉塞方向に移動させる減圧弁であって、
   前記２次圧室の一方側に設けられた前記弁体部と前記２次圧室の他方側に設けられた前記受圧部とを有し、前記２次圧室の一方側と他方側とに連通する２次流路が形成されたピストンが前記ハウジング内に配置され、
   前記付勢手段は、前記ピストンの外周側に配置され、
   前記受圧部は、前記ハウジングと接離可能であり、
   前記受圧部には、前記ハウジングに接しているときに前記２次圧室の他方側と連通する溝が形成されている減圧弁。
2. 前記１次圧室は、前記ピストンの外周側に設けられている請求項１に記載の減圧弁。
3. 前記付勢手段の軸方向両端には、前記ピストンの外周を密封する一対のシール部材が配置されている請求項１または２に記載の減圧弁。
4. 前記ハウジングは、前記１次ポートが前記２次流路と同軸上に形成され、前記１次ポートから放射方向に広がり前記１次圧室に連通する１次流路を備えている請求項１ないし３のいずれかに記載の減圧弁。
5. 前記弁座部は、前記ハウジングに組付けられて前記１次流路を構成するブッシュに設けられている請求項４に記載の減圧弁。
6. 前記ブッシュには、前記２次圧室を構成する凹部が形成されている請求項５に記載の減圧弁。
7. 前記ハウジングは、開放された収容凹部を備えた本体と、該収容凹部を閉塞する蓋部材とから少なくとも構成され、前記収容凹部に、前記ブッシュと、前記付勢手段と、前記ピストンとが挿入され、前記本体に前記蓋部材が組付けられる請求項５または６に記載の減圧弁。
8. 前記ハウジングの前記本体は、前記ハウジングの前記蓋部材と異なる位置に、前記１次ポートを開閉可能な電磁弁が組付けられる請求項７に記載の減圧弁。
9. 前記ハウジング及び前記ピストンは、樹脂で形成されている請求項１ないし８のいずれかに記載の減圧弁。

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