JPS5825188B2 - valve - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧力測定器などの圧力機器を過大入力圧から保
護するための安全弁として使用される弁に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a valve used as a safety valve to protect pressure equipment such as a pressure measuring device from excessive input pressure.

第１図は従来例を示す説明図で原理的なものが示しであ
る。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a conventional example, and shows the principle.

第２図はその動作特性図である。第１図において、１は
導圧管、２は入力接続口、３は絞り、４は出力接続口、
５は弁である。FIG. 2 is a diagram showing its operating characteristics. In Figure 1, 1 is a pressure impulse pipe, 2 is an input connection port, 3 is a throttle, 4 is an output connection port,
5 is a valve.

弁５は圧力機器を過圧から保護するためのもので、弁座
５１、弁体５２およびバネ５３で構成されている。The valve 5 is for protecting pressure equipment from overpressure, and is composed of a valve seat 51, a valve body 52, and a spring 53.

弁座５１は弁体５２と係合して弁作用をするもので、中
央部に入力圧Ｐ１を大気に放出するための排気孔５４が
設けられている。The valve seat 51 engages with the valve body 52 to perform a valve action, and is provided with an exhaust hole 54 in the center for discharging the input pressure P1 to the atmosphere.

排気孔５４は絞り３より大なる開口断面積を有している
。The exhaust hole 54 has a larger opening cross-sectional area than the aperture 3.

弁体５２は通常は弁座５１の排気孔５４を閉じて弁５に
供給されている入力圧Ｐ１の放出を阻止するようになっ
ており、バネ５３によって常に弁座５１に押し付けられ
ている。The valve body 52 normally closes the exhaust hole 54 of the valve seat 51 to prevent the input pressure P1 being supplied to the valve 5 from being released, and is always pressed against the valve seat 51 by a spring 53.

したがって、弁体５２は入力圧Ｐ１がバネ５３によって
定まる設定圧Ｐｓ以上にならないと開かない。Therefore, the valve body 52 will not open unless the input pressure P1 becomes equal to or higher than the set pressure Ps determined by the spring 53.

このように構成された弁５の動作を説明すれば次の通り
である。The operation of the valve 5 configured as described above will be explained as follows.

いま、入力圧Ｐ１が設定圧Ｐｓ以下の場合には、弁５は
開かないで閉路状態になっているので、出力接続口４の
出力圧Ｐ。Now, when the input pressure P1 is below the set pressure Ps, the valve 5 does not open and is in a closed state, so the output pressure P of the output connection port 4.

は入力圧Ｐ１に対応した圧力が出力圧として取出される
。The pressure corresponding to the input pressure P1 is taken out as the output pressure.

次に、入力圧Ｐ１が設定圧Ｐｓ以上になった場合には、
弁体５２がバネ５３の圧縮力Ｆに抗して押し開かれるの
で弁５は開路状態となる。Next, when the input pressure P1 becomes equal to or higher than the set pressure Ps,
Since the valve body 52 is pushed open against the compressive force F of the spring 53, the valve 5 is in an open state.

開路状態となると、バネ５３は圧縮されて第２図ア線図
に示すような動作を行なう。When the circuit is opened, the spring 53 is compressed and operates as shown in the diagram in FIG.

また、出力圧Ｐ。は排気孔５１が絞り３より大なる開口
断面積を有しているので、減圧されて第２図イル二線図
のような垂下特性を示す。Also, the output pressure P. Since the exhaust hole 51 has a larger opening cross-sectional area than the aperture 3, the pressure is reduced and a drooping characteristic as shown in the two-line diagram of FIG. 2 is exhibited.

第２図において、横軸は弁開度Ｘを表わし縦軸は出力圧
Ｐｏおよびバネ５３の圧縮力Ｆを表わしている。In FIG. 2, the horizontal axis represents the valve opening degree X, and the vertical axis represents the output pressure Po and the compression force F of the spring 53.

第２図のイ線図は入力圧Ｐ１がｐＨの場合の出力Ｐ。The A diagram in FIG. 2 shows the output P when the input pressure P1 is pH.

の垂下特性、つ線図は入力圧Ｐ１□の場合の垂下特性、
二線図は入力圧ＰＩ３の場合の垂下特性である。The curve shows the drooping characteristic when the input pressure is P1□.
The two-line diagram shows the drooping characteristic when the input pressure is PI3.

第２図から明らかなように、弁体５２は出力圧Ｐ。As is clear from FIG. 2, the valve body 52 has an output pressure P.

の垂下特性、例えばイ線図がバネ５３の特性ア・線図よ
りも上方に位置している場合（Ｑ、点の左側領域）には
、出力圧Ｐ。For example, when the drooping characteristic of the spring 53, for example, the A-diagram, is located above the characteristic A-diagram of the spring 53 (the region to the left of the point Q), the output pressure P.

による右方向の力がバネ５３による左方向の力Ｆよりも
大きいので弁体５２は右方向に、すなわち弁開度Ｘを大
きくする方向にア線図に沿って移動する。Since the rightward force F by the spring 53 is larger than the leftward force F by the spring 53, the valve body 52 moves rightward, that is, in a direction that increases the valve opening degree X along the diagram.

これに反して、出力圧Ｐ。のイ線図がバネ５３のア線図
よりも下方に位置している場合（Ｑ、点の右側領域）に
は、出力圧Ｐ。On the other hand, the output pressure P. When the A diagram of the spring 53 is located below the A diagram of the spring 53 (the region to the right of point Q), the output pressure P.

による右方向の力よりもバネ５３による左方向の力Ｆが
大さくなるので弁体５２は左方向、すなわち弁開度Ｘを
小さくする方向にア線図に沿って移動する。Since the leftward force F by the spring 53 is greater than the rightward force by the spring 53, the valve body 52 moves to the left, that is, in a direction that reduces the valve opening X along the diagram.

そして、９１点では出力圧Ｐｏによる右向きの力とバネ
５３による左向きの力Ｆとが等しくなってつり合い安定
する。At the 91st point, the rightward force due to the output pressure Po and the leftward force F due to the spring 53 become equal and are balanced and stabilized.

このときの出力圧ＰｏはＰ。、となる。The output pressure Po at this time is P. , becomes.

次に、入力圧Ｐ１が増力口してＰ１□、ＰＩ３となった
場合には、前記と同様な動作を行なってそれぞれ垂下特
性つ、工１線図とア・線図との交点Ｑ２ ＋Ｑ３でつり
合い安定する。Next, when the input pressure P1 increases and becomes P1 The balance becomes stable.

そしてそのときの出力圧Ｐ。And the output pressure P at that time.

はＰ。２１ ＰＯ３となる。このように従来の弁５は、
弁５が開路状態になっても入力圧Ｐ１がＰ１□からＰＩ
３ ｙ ＰＩ３へと上昇を続けるとつり合い点がＱｌか
らＱ２．Ｑ３へと移動して出力圧Ｐ。is P. 21 becomes PO3. In this way, the conventional valve 5
Even if the valve 5 is open, the input pressure P1 will change from P1□ to PI.
If the increase continues to 3y PI3, the balance point will change from Ql to Q2. Move to Q3 and output pressure P.

がＰ。１からＰ。２ＰＰＯ３へと上昇を続ける。is P. 1 to P. It continues to rise to 2PPO3.

このため、入力圧Ｐ１が設定圧Ｐｓよりも相当大きくな
った場合には圧力機器に過大な圧力が加わる恐れがあり
、特に圧力機器が圧力測定器等の場合には破壊しないで
も圧力素子を不良にする恐れがある等の欠点があった。Therefore, if the input pressure P1 becomes considerably larger than the set pressure Ps, there is a risk that excessive pressure will be applied to the pressure equipment, and especially if the pressure equipment is a pressure measuring device, the pressure element may become defective even if it does not break. There were drawbacks such as the risk of damage.

また、従来例として、実開昭４８−３８４２８号公報及
び実開昭５０−１３２７３１号公報に開示されたものが
あるが、これらのものは、入力出が設定圧以上になると
弁列にブリード動作を行うもので、高価なガスや有毒な
ガス等が使用された場合に、弁列にガスが放出される欠
点を有する。In addition, as conventional examples, there are those disclosed in Japanese Utility Model Application No. 48-38428 and Japanese Utility Model Application No. 50-132731, but these systems perform a bleed operation on the valve train when the input and output exceed the set pressure. However, when expensive or toxic gases are used, the disadvantage is that the gas is released into the valve train.

本発明はこの点にかんがみてなされたもので、皿バネを
用いて弁体を制御するように構成することによって上記
のような欠点を除去しようとするものである。The present invention has been made in view of this point, and attempts to eliminate the above-mentioned drawbacks by configuring the valve body to be controlled using a disc spring.

本発明の目的は、弾性体よりなる板状の弁座体と、弁座
体の一面側を覆って設けられ弁座体の一面側と外気と連
通ずる排気室を構成するカバーと弁座体の他面側に設け
られ導圧孔を介して入力圧の導入される入力室と弁座体
を貫通して排気室と入力室とを連通ずる損気孔と、排気
孔の途中に連通され出力圧の出力される出力孔と、排気
室に設けられ弁座体に対向して配置され排気孔を開閉す
る弁体と、弁体に一端が固定され排気孔に挿入された弁
棒と、弁棒の他端に固定され入力室に設けられたボール
と、カバーに一端が固定され他端が弁体を排気孔に押圧
する比例特性を有するばねと、弁座体とカバーとに外縁
部分が挾持され内縁部分ンが弁体を排気孔に押圧する皿
ばねとを具備し、比例特性ばねと皿ばねとを組み合わせ
て使用したので、非直線状ばねのみの場合に比し、所要
の特性に容易に合わすことができ、また、種々の特性曲
線を有するものを容易に実現することができる。An object of the present invention is to provide a plate-shaped valve seat body made of an elastic body, a cover that is provided to cover one side of the valve seat body and constitutes an exhaust chamber communicating with the one side of the valve seat body, and the valve seat body. An input chamber provided on the other side and into which input pressure is introduced via a pressure guiding hole, an air loss hole that passes through the valve seat body and communicates the exhaust chamber and the input chamber, and an output that communicates with the exhaust hole midway. An output hole through which pressure is output, a valve element provided in the exhaust chamber and placed opposite the valve seat body to open and close the exhaust hole, a valve stem with one end fixed to the valve element and inserted into the exhaust hole, and the valve. A ball fixed to the other end of the rod and provided in the input chamber, a spring having one end fixed to the cover and the other end having a proportional characteristic to press the valve body into the exhaust hole, and an outer edge portion between the valve seat body and the cover. The clamped inner edge portion is equipped with a disc spring that presses the valve body into the exhaust hole, and since a proportional characteristic spring and a disc spring are used in combination, it is possible to achieve the required characteristics compared to a case where only a non-linear spring is used. They can be easily matched and those with various characteristic curves can be easily realized.

１而して、一定の設定圧以上の入力圧に対して、弁体を
開閉して、出力圧は常に設定圧以下に、正確に、確実に
保持すると共に、入力圧が設定圧以上になった場合にお
いても、本装置に入力された入力流体は、弁体に連動さ
れたボールが排気孔を急ン速に閉鎖するので、入力流体
を弁列に、はとんど排出することがなく、流体が高価な
ガスや有毒なガス等の場合には大量にガスが放出される
ことがないので、コスト的に、また、安全衛生上からも
好適である。1.The valve body opens and closes when the input pressure exceeds a certain set pressure, so that the output pressure is always maintained accurately and reliably below the set pressure, and when the input pressure exceeds the set pressure. Even when the input fluid is input to this device, the ball connected to the valve body quickly closes the exhaust hole, so the input fluid is rarely discharged to the valve train. In the case where the fluid is an expensive gas or a toxic gas, a large amount of gas is not released, which is preferable from the viewpoint of cost and health and safety.

１ 更に、皿ばねは、弾性体よりなる弁座体とカバーと
により外縁部が支持状態に挾持されているので、皿ばね
の動作位置を再現性よく確実に決定し得ると共に、皿ば
ねの機能を減することなく、装置全体を小型化し得る弁
を提供するにある。1 Furthermore, since the outer edge of the disc spring is supported by the valve seat body and the cover made of an elastic body, the operating position of the disc spring can be reliably determined with good reproducibility, and the function of the disc spring can be determined. An object of the present invention is to provide a valve that can downsize the entire device without reducing the size.

； 第３図は本発明の一実施例を示す構成説明図で縦断
面図が示しである。; FIG. 3 is a structural explanatory diagram showing one embodiment of the present invention, and a vertical cross-sectional view is shown.

第４図はその動作特性図、第５図は皿バネおよびコイル
バネの特性図である。FIG. 4 is a diagram showing its operating characteristics, and FIG. 5 is a diagram showing characteristics of the disc spring and the coil spring.

第３図において、１０はカバー、１は導圧孔、２は入力
接続口、３はボール、３１は弁棒、４は弁１座体、５は
弁体、６は皿バネ、γはコイルバネ、８は調整ネジ、９
は出力接続口、９１は排気室、９２は入力室である。In Fig. 3, 10 is a cover, 1 is a pressure guiding hole, 2 is an input connection port, 3 is a ball, 31 is a valve stem, 4 is a valve 1 seat body, 5 is a valve body, 6 is a disc spring, and γ is a coil spring. , 8 is an adjustment screw, 9
is an output connection port, 91 is an exhaust chamber, and 92 is an input chamber.

ボール３は排気孔４１と係合して絞りを構成するもので
、弁体５に弁棒３１を介して取付けられて弁体５と連動
するようにな：つている。The ball 3 engages with the exhaust hole 41 to form a throttle, and is attached to the valve body 5 via a valve stem 31 so as to interlock with the valve body 5.

弁座体４は弁体５と係合して弁作用をするもので、排気
孔４１と排気孔４１の途中に設けられた連通路４２とを
有している。The valve seat body 4 engages with the valve body 5 to perform a valve action, and has an exhaust hole 41 and a communication passage 42 provided in the middle of the exhaust hole 41.

排気孔４１は弁体５が開くと開路状態となって、弁体５
とボール３に、はさまれた部分のガス体を大気に放出す
るようになっている。The exhaust hole 41 is in an open state when the valve body 5 opens, and the exhaust hole 41 is in an open state when the valve body 5 opens.
The gas body sandwiched between the ball 3 and the ball 3 is released into the atmosphere.

連通路４２は排気孔４１と出力接続口９とを連通してい
る。The communication passage 42 communicates the exhaust hole 41 and the output connection port 9.

また、弁座体４は合成樹脂等の弾性材で作られていて、
カバー１０と共に皿バネ６の外縁部を挾持する。Further, the valve seat body 4 is made of an elastic material such as synthetic resin,
The outer edge of the disc spring 6 is held together with the cover 10.

而して、入力圧Ｐ１カ切日わるとわずかに上方向に変形
してバネに初荷重を加えるようになっている。Thus, when the input pressure P1 reaches the limit, the spring deforms slightly upward to apply an initial load to the spring.

したがって、弁体５とのシールも確実にすることができ
る。Therefore, sealing with the valve body 5 can also be ensured.

弁体５は弁座体４の排気孔４１を閉じて入力圧Ｐ１の放
出を阻止するためのもので、通常は皿バネ６およびコイ
ルバネ７の圧縮力Ｆで弁座体４に押し付けられて弁を閉
路している。The valve element 5 is used to close the exhaust hole 41 of the valve seat body 4 and prevent the release of the input pressure P1, and is normally pressed against the valve seat body 4 by the compression force F of the disc spring 6 and the coil spring 7. is closed.

したがって、弁体５は入力圧Ｐ１が皿バネ６およびコイ
ルバネ７の圧縮力Ｆによって定まる設定圧Ｐｓ以上にな
らないと開かない。Therefore, the valve body 5 does not open unless the input pressure P1 becomes equal to or higher than the set pressure Ps determined by the compression force F of the disc spring 6 and the coil spring 7.

皿バネ６およびコイルバネ７は第５図のオ、力１線図に
示すような特性を持っている。The disc spring 6 and the coil spring 7 have characteristics as shown in the force line diagram (E) in FIG.

第５図において、横軸はたわみδを表わし縦軸は荷重Ｗ
を表わしている。In Figure 5, the horizontal axis represents the deflection δ, and the vertical axis represents the load W.
It represents.

皿バネ６はその自由高さと板厚との比を適当に選ぶこと
によって第５図才・線図に示すようなバネ定数が負にな
る負圧特性を持たせることができる。By appropriately selecting the ratio between the free height and the plate thickness, the disc spring 6 can be given negative pressure characteristics such that the spring constant is negative as shown in the diagram in FIG.

また、コイルバネ７は第５図力線図に示すような比例特
性を持っている。Further, the coil spring 7 has a proportional characteristic as shown in the force diagram in Figure 5.

そして二つのバネ６．７は弁体５に対して並列的に取付
けられているので、弁体５に加わるバネの合成特性は第
５図キ線図に示すようになる。Since the two springs 6 and 7 are attached in parallel to the valve body 5, the combined characteristics of the springs applied to the valve body 5 are as shown in the graph in FIG.

調整ネジ８は弁の設定圧Ｐｓを調整するためのもので、
コイルスプリング７の初荷重を調整して行なうようにな
っている。The adjustment screw 8 is for adjusting the set pressure Ps of the valve.
This is done by adjusting the initial load of the coil spring 7.

排気室９１は弁座体４の一面側に設けられ外気と連通ず
る。The exhaust chamber 91 is provided on one side of the valve seat body 4 and communicates with the outside air.

入力室９２は弁座体４の他面側に設けられ導圧孔１を介
して入力圧Ｐ１が導入される。The input chamber 92 is provided on the other side of the valve seat body 4, and input pressure P1 is introduced through the pressure guiding hole 1.

このように構成された本発明の弁は次のような動作を行
なう。The valve of the present invention constructed in this manner performs the following operations.

いま、入力圧Ｐ１が導圧孔１を介して弁座体４に力［え
られると、弁座体４は上方向に変形して皿バネ６および
コイルバネ７に初荷重を加える。Now, when the input pressure P1 is applied to the valve seat body 4 through the pressure guiding hole 1, the valve seat body 4 deforms upward and applies an initial load to the disc spring 6 and the coil spring 7.

初荷重をカロえるとバネ６．７は第５図０１点を基準に
してＲ点から動作しはじめるので、Ｒ点のバネの荷重Ｗ
ｓが設定圧Ｐｓの力に相当することになる。When the initial load is increased, the spring 6.7 starts operating from point R based on point 01 in Figure 5, so the spring load W at point R is
s corresponds to the force of the set pressure Ps.

また、この荷重Ｗｓはコイルバネ７のバネ定数を変える
ことにより容易に変えることができる。Further, this load Ws can be easily changed by changing the spring constant of the coil spring 7.

そして入力圧Ｐ１が設定圧Ｐｓ以下の場合には、従来例
と同様に弁体５は開かないで閉路状態になっているので
、出力接続口９には入力圧Ｐ１に対応した圧力が圧力圧
Ｐ。When the input pressure P1 is lower than the set pressure Ps, the valve body 5 does not open and is in a closed state as in the conventional example, so the output connection port 9 has a pressure corresponding to the input pressure P1. P.

とじて取出される。次に、入力圧Ｐ１が設定圧Ｐｓ以上
になった場合には、弁体５がバネ６．７の圧縮力Ｆに抗
して押し開かれるので弁は開路状態となる。Closed and taken out. Next, when the input pressure P1 becomes equal to or higher than the set pressure Ps, the valve body 5 is pushed open against the compressive force F of the spring 6.7, so that the valve becomes open.

しかしながら、弁体５に連動するボール３が排気孔３１
を閉にするので、入力圧Ｐ１が出力口９側にほとんど供
給されず、出力圧Ｐ。However, the ball 3 interlocking with the valve body 5 is not connected to the exhaust hole 31.
Since the input pressure P1 is closed, almost no input pressure P1 is supplied to the output port 9 side, and the output pressure P.

は圧力降下率が大きくなって第４図のイ〜工１線図のよ
うな急峻な垂下特性になる。The pressure drop rate becomes large, resulting in a steep drooping characteristic as shown in the 1-line diagram of Fig. 4.

一方、バネ６．７は弁開度との間に第４図のキ線図に示
すような動作を行なう。On the other hand, the spring 6.7 operates as shown in the graph of FIG. 4 during the valve opening.

第４図において、横軸は弁開度Ｘを表わし縦軸は出力圧
Ｐｏおよびバネ６．７の合成力Ｆを表わしている。In FIG. 4, the horizontal axis represents the valve opening degree X, and the vertical axis represents the output pressure Po and the resultant force F of the spring 6.7.

第４図から明らかなように、弁体５は出力圧Ｐ。As is clear from FIG. 4, the output pressure of the valve body 5 is P.

による垂下特性イル二線図とバネ６．７による合成特性
キ線図との交点９１〜９３点で次のような動作を行なっ
てつり合う。The following operation is performed at the intersection points 91 to 93 of the drooping characteristic curve diagram according to the equation and the composite characteristic curve diagram according to the spring 6.7 to achieve balance.

ここでは入力圧Ｐ１はｐＨとする。Here, input pressure P1 is assumed to be pH.

いま、入力圧Ｐ１□の出力圧特性イ線図がバネ６．７の
合成特性キ線図よりも上方に位置している場合（Ｑ、点
より左側領域）には、出力圧Ｐ。Now, if the output pressure characteristic curve A of the input pressure P1□ is located above the composite characteristic curve of the spring 6.7 (in the area to the left of point Q), the output pressure P.

による上向きの力はバネ６．７による下向きの力よりも
大きくなるので弁体５は上方向に、すなわち弁開度Ｘが
大きくなる方向にキ線図に沿って移動する。Since the upward force exerted by the spring 6.7 is greater than the downward force exerted by the spring 6.7, the valve body 5 moves upward, that is, in the direction in which the valve opening degree X increases, along the line diagram.

これに反して、出力圧Ｐ。のイ線図がバネのキ線図より
も下方に位置している場合（９１点より右側領域）には
、出力圧Ｐ。On the other hand, the output pressure P. When the A-line diagram of the spring is located below the G-line diagram of the spring (the area to the right of point 91), the output pressure P.

による上向きの力よりもバネによる下向きの力が大きく
なるので弁体５は下方向に、すなわち弁開度Ｘが小さく
なる方向にキ線図に沿って移動する。Since the downward force caused by the spring is larger than the upward force caused by the force, the valve body 5 moves downward, that is, in the direction in which the valve opening degree X becomes smaller, along the line diagram.

そして９１点では両刀向の力が等しくなってつり合い安
定する。At 91 points, the forces on both sides become equal and are balanced and stable.

このことはバネ定数が負になる負性部分でもいえるので
、入力圧Ｐ１がＰ１□のときは９１点でつり合い、また
入力点Ｐ１がＰ１□、Ｐ１３のときはそれぞれＱ２，９
３点でつり合う。This also applies to the negative part where the spring constant is negative, so when the input pressure P1 is P1□, it is balanced at 91 points, and when the input point P1 is P1□ and P13, it is balanced at Q2 and 9, respectively.
Balanced by 3 points.

そしてそのときの出力圧Ｐ。And the output pressure P at that time.

はＰ。１ ｊ ＰＯ２１ＰＯ３となって入力圧Ｐ１の増
加にもかかわらず減少する。is P. 1 j PO21PO3, which decreases despite the increase in input pressure P1.

したがって、圧力機器が圧力測定器等の場合であっても
過圧から十分保護される。Therefore, even if the pressure device is a pressure measuring device or the like, it is sufficiently protected from overpressure.

而して、この場合、排気孔４１はボール３により瞬間的
に閉じられるので、流体が、たとえば、入力流体が高価
なガスや有毒なガス等の場合には、はとんど、ガスが弁
列に放出されることがないので、入力流体が高価なガス
の場合には経済的で、有毒なガスに対しては、安全衛生
上からも大変都合がよい。In this case, the exhaust hole 41 is instantaneously closed by the ball 3, so if the input fluid is, for example, an expensive gas or a poisonous gas, the gas is usually closed by the valve. Since it is not discharged into the column, it is economical when the input fluid is an expensive gas, and is very convenient from a safety and health standpoint when it comes to toxic gases.

また、皿バネは、コイルバネに比して、耐震性を有し、
動作時の応答も早く、動作直前まで安定である利点を有
し、安全弁に用いて好適である。In addition, disc springs have better earthquake resistance than coil springs.
It has the advantage of quick response during operation and stability until immediately before operation, and is suitable for use in safety valves.

しかしながら、動作位置を再現性よく確実にするために
、皿バネの、たとえば、外縁部分を固定取付けしようと
すると、皿バネとして機能し得るためには、固定位置を
、皿バネの中心軸より充分離さねばならない。However, if you try to fix the outer edge of a disc spring, for example, in order to ensure its operating position with good reproducibility, the fixing position must be far enough away from the center axis of the disc spring to function as a disc spring. I have to let go.

したがって、装置は小型化し得ない。Therefore, the device cannot be miniaturized.

本発明においては、皿バネ６の外縁部分を、弾性体より
なる板状の弁座体４とカバー１０とによって、挾持し皿
バネ６の外縁部分を支持端状態にして固定した。In the present invention, the outer edge portion of the clamping disk spring 6 is fixed by the plate-shaped valve seat body 4 made of an elastic body and the cover 10 with the outer edge portion of the clamping disk spring 6 in a supported end state.

この結果、皿バネの動作位置を再現性よく確実にし得る
と共に、皿バネの機能を減することなく、装置全体を小
型化し得るものが得られる。As a result, the operating position of the disc spring can be ensured with good reproducibility, and the entire device can be downsized without reducing the function of the disc spring.

第６図および第７図は本発明の他の実施例を示す説明図
で、皿バネ６およびコイルバネ７を適当に組合わせるこ
とによって一定圧力の出力を得ることができる定圧弁を
実現しようとするものである。6 and 7 are explanatory diagrams showing other embodiments of the present invention, in which a constant pressure valve capable of obtaining a constant pressure output is realized by appropriately combining a disc spring 6 and a coil spring 7. It is something.

第６図はその動作説明図、第７図は皿バネおよびコイル
バネの特性図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of its operation, and FIG. 7 is a characteristic diagram of the disc spring and the coil spring.

第６図および第７図において、第３図ないし第５図と同
・−素子または同一スケールを表わすものは同一符号を
付して示しである。In FIGS. 6 and 7, elements representing the same elements or the same scale as those in FIGS. 3 to 5 are designated by the same reference numerals.

皿バネ６は前記のようにその自由高さと板厚との比を適
当に選ぶことによって第７図のり；線図に示すような負
性特性を持たせることができる。The disc spring 6 can be made to have negative characteristics as shown in the graph of FIG. 7 by appropriately selecting the ratio between its free height and plate thickness as described above.

また、コイルバネ７はその巻数や線径を適当に選ぶこと
によって第７図のケ線図に示すような比例特性を持たせ
ることができる。Further, by appropriately selecting the number of turns and the wire diameter, the coil spring 7 can be given a proportional characteristic as shown in the diagram in FIG.

そして、両者は弁体５に対して並列的に取付けられてい
るので合成特性は第７図のコ線図に示すような特性にな
り一部にバネ定数が零になる定荷重特性を持たせること
ができる。Since both are attached in parallel to the valve body 5, the combined characteristics are as shown in the C diagram in Figure 7, and some parts have constant load characteristics where the spring constant is zero. be able to.

そして、この定荷重特性ヲ有する部分でつり合わせると
次のような動作を行なって定圧出力が得られる。When the parts having this constant load characteristic are balanced, the following operation is performed to obtain a constant pressure output.

いま、入力圧Ｐ１が設定圧Ｐｓを越すと、弁体５は開路
状態となりその出力圧特性は第６図のイ〜工線図のよう
になる。Now, when the input pressure P1 exceeds the set pressure Ps, the valve body 5 becomes an open circuit state, and its output pressure characteristics become as shown in the line diagram A to A in FIG. 6.

一刀、バネ６．７は第６図のコ線図のような定荷重特性
を示すので、弁体５は前記実施例と同様に両特性線図の
交点Ｑ１〜Ｑ３でつり合い安定する。Since the spring 6.7 exhibits a constant load characteristic as shown in the C diagram in FIG. 6, the valve body 5 is balanced and stabilized at the intersection points Q1 to Q3 of both characteristic diagrams, as in the previous embodiment.

そして、そのときの出力圧Ｐｏはいずれの場合もＰ。The output pressure Po at that time is P in either case.

１となり一定圧力となる。第８図は本発明の他の実施例
を示す構成説明図で、他の皿バネ６１でボール３に排気
孔４１を閉じる方向の力を加えて入力圧Ｐ１が所定値以
上になるとボール３が排気孔４１を閉じるようにしたも
のである。1, resulting in constant pressure. FIG. 8 is a configuration explanatory diagram showing another embodiment of the present invention, in which a force is applied to the ball 3 in the direction of closing the exhaust hole 41 using another disc spring 61, and when the input pressure P1 exceeds a predetermined value, the ball 3 The exhaust hole 41 is closed.

第９図はその動作特性図、第１０図は皿バネおよびコイ
ルバネの特性図である。FIG. 9 is a diagram showing its operating characteristics, and FIG. 10 is a diagram showing characteristics of the disc spring and the coil spring.

第８図ないし第１０図において、第３図ないし第５図と
同一素子または同一スケールを表わすものは同一符号を
付して示しである。In FIGS. 8 to 10, the same elements or the same scale as those in FIGS. 3 to 5 are designated by the same reference numerals.

皿バネ６１はボール３に常に上方向の復元力が働くよう
にサプレスした状態で取付けられていて、第１０図の１
シ線図のようになる。The disc spring 61 is installed in a suppressed state so that an upward restoring force always acts on the ball 3, and is shown in 1 in FIG.
It will look like a line diagram.

これらのバネ６ 、６’ 、γは弁体５に対して並列的
に取付けられているので、合成特性は第１０図のセ・線
図のようになって負性特性を示すとともに横軸を横切っ
て荷重Ｗが負の領域になる特性を示す。Since these springs 6, 6', and γ are attached in parallel to the valve body 5, the composite characteristic is as shown in the C-diagram in FIG. 10, showing a negative characteristic, and the horizontal axis is It shows a characteristic in which the load W is in a negative region across the range.

これはたわみδがδ１以上になると荷重Ｗを除去しても
元に戻らず変形を続けることを意味する。This means that when the deflection δ exceeds δ1, even if the load W is removed, the deformation will not return to its original state and will continue to deform.

このように構成された弁は次のような動作を行なう。The valve thus constructed operates as follows.

いま、入力圧Ｐ１が番９図の設定圧Ｐｓを越えＰ１４以
下の状態にある場合には、前記実施例と同様に弁は開路
状態となって入力圧Ｐ１が例えばＰ１□の場合には９１
点でつり合いＰ１□の場合には９２点につり合う。Now, when the input pressure P1 exceeds the set pressure Ps shown in Figure 9 and is below P14, the valve is in an open state as in the previous embodiment, and when the input pressure P1 is, for example, P1□, the valve becomes 91
If the points are balanced P1□, the points are balanced at 92 points.

そして、そのときの出力圧Ｐ。はＰ。And the output pressure P at that time. is P.

□ｌ ＰＯ２となって入力圧Ｐ１の増加に反して減少す
る。□l becomes PO2 and decreases against the increase in input pressure P1.

また、この状態では入力圧Ｐ１が減少して設定圧Ｐｓ以
下に戻った場合には、弁は元の状態になって閉路状態と
なる。Further, in this state, when the input pressure P1 decreases and returns to the set pressure Ps or less, the valve returns to its original state and becomes a closed circuit state.

次に、入力圧Ｐ１がＰＩ３となってその出力圧特性ソ線
図が０３点でバネの特性セ線図と交わったような場合に
は、弁体５は０３点でつり合うことになるがこの位置は
非常に不安定で多少でも出力圧Ｐ。Next, when the input pressure P1 becomes PI3 and its output pressure characteristic curve intersects the spring characteristic curve at point 03, the valve body 5 will be balanced at point 03, but this The position is very unstable and the output pressure is P even if it is a little.

が大きくなると七線図に沿ってｑ点に移動しようとする
。When becomes larger, it tries to move to point q along the seven-line diagram.

そして０３点を越すと負の荷重、すなわち上向きの力が
バネに作用してボール３は自動的に排気孔４１に押し当
てられて閉路する。When the point 03 is exceeded, a negative load, that is, an upward force acts on the spring, and the ball 3 is automatically pressed against the exhaust hole 41 to close the circuit.

このときボール３に最大の閉路力が作用するのに弁開度
Ｘがｘｌになったとき閉じるように作られている。At this time, the ball 3 is designed to close when the valve opening degree X reaches xl, although the maximum closing force acts on the ball 3.

次に、入力圧Ｐ１がＰＩ３を越してＰＩ３となった場合
には、夕線図で示す出力圧Ｐ。Next, when the input pressure P1 exceeds PI3 and becomes PI3, the output pressure P is shown in the evening chart.

による力もバネによる力もすべて上向きとなるので、ボ
ール３は勢いよく排気孔４１を閉じて閉路する。Since both the force caused by this and the force caused by the spring are directed upward, the ball 3 forcefully closes the exhaust hole 41 and closes the circuit.

このように入力圧Ｐ１が設定圧Ｐｓより相当大きくなっ
てＰＩ３を越したような場合には、ボール３で排気孔４
１を閉じるので圧力機器を過圧から完全に保護できるこ
とはもちろんのこと、流体が高価なガスや有毒なガス等
の場合には大量に放出されることがないのでコスト的に
また安全衛生上からも大変都合がよい。In this way, when the input pressure P1 becomes considerably larger than the set pressure Ps and exceeds PI3, the ball 3 closes the exhaust hole 4.
1 is closed, which not only completely protects the pressure equipment from overpressure, but also prevents large amounts of fluid from being released in the case of expensive or toxic gases, which is advantageous in terms of cost and health and safety. It's also very convenient.

本実施例においては、一定値以上の過大圧が加わった場
合、出力圧Ｐ。In this embodiment, when an excessive pressure of a certain value or more is applied, the output pressure P.

は設定圧以上の圧力が出力されないと共に、一定値以上
の過大圧が加わった場合には、第１０図に示す如く荷重
が負領域になるので、ボール３は排気孔をとじたままの
状態になり、外部より逆の力をカロえなければ、排気孔
４１と弁体５が閉じた状態に戻らない。If the pressure above the set pressure is not output and excessive pressure above a certain value is applied, the load will be in the negative region as shown in Figure 10, so the ball 3 will remain in the state where the exhaust hole is closed. Therefore, unless a reverse force is applied from the outside, the exhaust hole 41 and the valve body 5 will not return to the closed state.

したがって、ボール３、あるいは、弁体５の位置を検出
するようにすれば、一定値以上の過大圧が加わった事を
チェックできる。Therefore, by detecting the position of the ball 3 or the valve body 5, it is possible to check whether excessive pressure exceeding a certain value is applied.

あるいは、アラーム信号として使用することができる。Alternatively, it can be used as an alarm signal.

なお、上記の実施例において、バネに弁座体を変形させ
て初荷重をカロえるようにしたものについて説明したが
、コイルバネを引張り状態で使用するようにすれば弁座
体は変形しなくてもよい。In the above embodiment, the valve seat body is deformed by a spring to absorb the initial load, but if the coil spring is used in a tensioned state, the valve seat body will not deform. Good too.

また、初荷重はコイルバネで調整するようにしたものに
ついて説明したが、コイルバネの代りに他の板バネや皿
バネ等を用いて調整するようにしてもよい。Furthermore, although the initial load has been described as being adjusted using a coil spring, it may be adjusted using other leaf springs, disc springs, etc. instead of the coil spring.

また、微小な設定を要しない場合には調整用バネはなく
てもよい。Furthermore, if minute settings are not required, the adjustment spring may not be provided.

また、ボールは球形でなく半球形や円錐形等であっても
よい。Further, the ball may not be spherical but may be hemispherical, conical, or the like.

さらには第三の実施例においては、皿バネ６と６１とを
合成して荷重が負の領域になるようにしたものについて
説明したが、ボールに大きな閉路力を要しない場合には
皿バネ６１は必すしも必要ではない。Furthermore, in the third embodiment, the disc springs 6 and 61 are combined so that the load is in the negative region, but when the ball does not require a large closing force, the disc spring 61 is neither necessary nor necessary.

以上説明したように、本発明によれば、皿バネを第１用
して一定の設定圧以上の入力圧に対し出力圧は、常に設
定圧以下に正確に、確実に保持でき、入力圧が設定圧以
上になった場合においても、入力された入力流体を弁列
に、はとんど、排気することがなく、かつ、小型化のは
かれる弁を実現することができる。As explained above, according to the present invention, the output pressure can always be accurately and reliably maintained below the set pressure when the input pressure exceeds a certain set pressure by first using the disc spring, and the input pressure Even when the pressure exceeds the set pressure, it is possible to realize a valve that hardly exhausts the input fluid to the valve array and that can be made smaller.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は従来例を示す構成説明図、第２図はその動作説
明図である。 第３図は本発明の一実施例を示す構成説明図、第４図は
その動作特性図、第５図は皿バネおよびコイルバネの特
性図である。 第６図は本発明の他の実施例を示す動作裏明図、第７図
は皿バネおよびコイルバネの特性図である。 第８図は本発明の他の実施例を示す構成説明図、第９図
はその動作説明図、第１０図は皿バネおよびコイルバネ
の特性図である。 １・・・・・・導圧孔、１０・・・・・・カバー、２・
・・・・・入力接続口、３・・・・・・ボール、３１・
・・・・・弁棒、４・・・・・・弁座体、４１・・・・
・・排気孔、４２・・・・・・連通般、５・・・・・・
弁体、６，６１・・・・・・皿バネ、７・・・・・・コ
イルバネ、８・・・・・・調整ネジ、９・・・・・・出
力接続口、９１・・・・・・排気室、９２・・・・・・
入力室。FIG. 1 is a configuration explanatory diagram showing a conventional example, and FIG. 2 is an explanatory diagram of its operation. FIG. 3 is a configuration explanatory diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram of its operating characteristics, and FIG. 5 is a diagram of characteristics of a disc spring and a coil spring. FIG. 6 is an operational diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a characteristic diagram of a disc spring and a coil spring. FIG. 8 is a configuration explanatory diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 9 is an explanatory diagram of its operation, and FIG. 10 is a characteristic diagram of a disc spring and a coil spring. 1...Pressure hole, 10...Cover, 2.
...Input connection port, 3...Ball, 31.
... Valve stem, 4... Valve seat body, 41...
...Exhaust hole, 42...Communication, 5...
Valve body, 6, 61... Belleville spring, 7... Coil spring, 8... Adjustment screw, 9... Output connection port, 91...・・Exhaust chamber, 92・・・・・
input room.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 弾性体よりなる板状の弁座体と、該弁座体の一面側
を覆って設けられ該弁座体の一面側と外気と連通ずる排
気室を構成するカバーと、前記弁座体の他面側（こ設け
られ導圧孔を介して入力圧の導入される入力室と、前記
弁座体を貫通して前記排気室と入力室とを連通ずる排気
孔と、該排気孔の途中に連通され出力圧の出力される出
力孔と、前記排気室に設けられ前記弁座体に対向して配
置され前記排気孔を開閉する弁体と、該弁体に一端が固
定され前記排気孔に挿入された弁棒と、該弁棒の他端に
固定され前記入力室に設けられたボールと、前記カバー
に一端が固定され他端が該弁体を前記排気孔に押圧する
比例特性を有するばねと、前記弁座体と前記カバーとに
外縁部分が挾持され内縁部分が前記弁体を前記排気孔に
押圧する皿ばねとを具備してなる弁。1. A plate-shaped valve seat body made of an elastic body, a cover that is provided to cover one side of the valve seat body and constitutes an exhaust chamber communicating with the one side of the valve seat body and the outside air, and On the other side (an input chamber where input pressure is introduced through a pressure guiding hole, an exhaust hole that passes through the valve seat body and communicates the exhaust chamber and the input chamber, and an intermediate part of the exhaust hole) an output hole through which output pressure is output, a valve body provided in the exhaust chamber and arranged opposite to the valve seat body to open and close the exhaust hole, and one end of which is fixed to the valve body and the exhaust hole. a valve stem inserted into the valve stem, a ball fixed to the other end of the valve stem and provided in the input chamber, and one end fixed to the cover and the other end having a proportional characteristic that presses the valve body into the exhaust hole. and a disc spring whose outer edge portion is held between the valve seat body and the cover and whose inner edge portion presses the valve body into the exhaust hole.