JP4178395B2 - ゲージハンドル形減圧弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒部を有するハンドルの操作により二次側流体圧を設定し、ハンドル内に圧力計を配設したゲージハンドル形減圧弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１及び特許文献２には、一次側ポート（供給ポート）と二次側ポート（出力ポート）との間に弁室が配設され、弁室内の主弁体（供給弁体）がバルブスプリング（復帰ばね）によって主弁座（供給弁座）に近づく方向に付勢され、フィードバック部材（ダイヤフラム）と調圧スプリング受けとの間に装着された調圧スプリングによって主弁体が主弁座から離れる方向に付勢され、円筒部を有するハンドル内に圧力計が配設され、フィードバック部材と弁室との間のフィードバック室が導入連通路を介して圧力計に連通され、調圧スプリング受けの軸線方向の位置がハンドルによって調整されるゲージハンドル形減圧弁が記載されている。
【０００３】
特許文献１では、ハンドルを回動しても圧力計が弁本体のボンネットに対して殆ど相対回転しないようにするため、ボンネットに対して相対回転をしない調圧ナットの下端の多角形穴に、取付部材の下部の多角形のガイド棒を係合させ、取付部材と圧力計とが相対回転不能状態に連結されている。しかし、この、取付部材の多角形のガイド棒の加工コストはかなり高い。また、多角形のガイド棒と多角形穴との間には若干の隙間（遊び）があり、ハンドルの回転方向を反転させるときに、反転当初に前記の隙間により生ずる角度だけ、圧力計がハンドルの回転方向へ回転し、その後はハンドルが回転しても圧力計は回転しない。つまり、ハンドルの反転当初に圧力計がボンネットに対して若干相対回転し、この相対回転がハンドルに伝達され、手をとおしてガタつき感を与えていた。
【０００４】
特許文献１では、フィードバック室内の圧力を圧力計に導入させるための導入連通路が、フィードバック室から弁ボディ壁・ボンネット壁内の圧力導孔と、調圧ねじ（調圧スクリュー）・取付部材・圧力計ガイド内の通路から構成されている。ボンネット壁の圧力導孔から調圧ねじ（調圧スクリュー）の通路、取付部材通路を通って圧力計ガイドの入口に至る間の通路を気密状態とするために、ボンネットの内周面と調圧ねじの外周面との間に２個、調圧ねじの内周面と取付部材の外周面との間に２個のＯリングを配設する必要があり、圧力計ガイドの外周面と取付部材の孔の内周面との間にも１個のＯリングを配設する必要がある。そのため、ハンドルを回転させるときの摩擦が大きく、ハンドル操作のために相当の力を必要とする。
【０００５】
特許文献２では、明記はされていないが、圧力計には指針、目盛板及び圧力範囲表示針とが備えられており、圧力範囲表示針は移動可能で所望の位置に保持できるように装着されている。圧力計には圧力計カバーが固定され、指針、目盛板及び圧力範囲表示針は圧力計カバーによって覆われている。そして、圧力計カバーは圧力計に固定された状態でハンドル内に装着されているので、装着された状態で圧力計カバーを取り外すことができない。そのため、圧力範囲表示針は移動させるときには、圧力計をハンドルから取り出し、圧力計を分解して圧力計カバーを外さなければならなかった。
【特許文献１】
実公平４−４５０４３号公報
【特許文献２】
特開２００１−５５３４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ゲージハンドル形減圧弁において、圧力計と弁本体との相対回転をほぼ完全になくすことを第１課題とし、フィードバック室の圧力を圧力計に導入するための部材のうち、回転する部材に用いるＯリングの数を減らして、ハンドルを回転させるときのハンドル操作力を小さくすることを第２課題とし、取付部材の使用を止めてコストを低減することを第３課題とする。また、本発明は、ゲージハンドル形減圧弁において、圧力計をハンドル内から取り出すことなく、圧力計カバーを取り外して、圧力範囲表示針を移動できるようにすることを第４課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、本発明の課題を達成するために、弁本体内で、一次側ポートと二次側ポートとの間に弁室が配設され、弁室内の主弁体がバルブスプリングによって主弁座に近づく方向に付勢され、かつフィードバック部材と調圧スプリング受けとの間に装着された調圧スプリングによって主弁体が主弁座から離れる方向に付勢され、円筒部を有するハンドル内に圧力計が配設され、フィードバック部材と弁室との間に配設されたフィードバック室が、導入連通路を介して圧力計に連通されるゲージハンドル形減圧弁において、ハンドルの内側に調圧ガイドがハンドルと相対回転不能状態に連結され、調圧ガイドの底部中心孔に調圧スクリューの筒状部が嵌合されて調圧ガイドと調圧スクリューとが相対回転不能状態に連結され、調圧スクリューの雄ねじ部が調圧スプリング受けの雌ねじ部に螺合され、圧力計に連結された圧力計ガイドに歯車Ｄが固定され、歯車Ｄと同軸の歯車Ａが弁本体に固定され、調圧ガイドの底部の非中心位置の挿通孔に支持軸が回転自在に挿通され、支持軸の両端部に固定された歯車Ｃと歯車Ｂがそれぞれ歯車Ｄと歯車Ａに噛み合わされ、ハンドルを回転させたとき圧力計が弁本体に対して相対的な回転を行わないようにしたこと（第１構成）を特徴とするものである。
本発明では、第１構成において、歯車Ａ、歯車Ｂ、歯車Ｃ及び歯車Ｄの歯数をそれぞれＺＡ ，ＺＢ ，ＺＣ 及びＺＤ としたとき、ＺＡ ・ＺＣ ＝ＺＢ ・ＺＤ の条件を満たすものとすること（第２構成）ができる。
本発明では、第１構成及び第２構成において、調圧スクリューの挿入孔に圧力計ガイドのガイド部が回転自在に挿入され、ガイド部の外周面と挿入孔の内周面との間がＯリングにより気密状態にされ、圧力計ガイドの連通孔を介して圧力計内部と前記挿入孔とが連通され、調圧スクリューには前記挿入孔と外周とを連通する横孔が形成され、調圧スクリューの外周面と弁本体の小径孔の内周面との間には、調圧スクリューの長手方向に間隔をおいた位置に一対のシール部材が介装されて環状連通室が形成され、横孔によって前記挿入孔と環状連通室とが連通され、環状連通室がフィードバック室に連通されたものとすること（第３構成）ができる。
本発明では、第１構成及び第２構成において、調圧スクリューの挿入孔に圧力計ガイドのガイド部が回転自在に挿入され、圧力計ガイドの連通孔を介して圧力計内部と前記挿入孔とが連通され、調圧スクリューには前記挿入孔と外周とを連通する横孔が形成され、調圧スクリューの外周面と弁本体の小径孔の内周面との間には、調圧スクリューの長手方向に間隔をおいた位置に一対のシール部材が介装されて環状連通室が形成され、横孔によって前記挿入孔と環状連通室とが連通され、環状連通室がフィードバック室に連通されたものとすること（第４構成）ができる。
本発明では、第１〜４構成において、圧力計には指針、目盛板及び圧力範囲表示針が配設され、圧力範囲表示針は移動可能で所望の位置に保持できるように装着され、ハンドルの上端部に窓孔が形成され、ハンドルの窓孔に圧力計カバーが着脱自在に取り付けられ、圧力計カバーの離脱時に圧力範囲表示針を移動可能とすること（第５構成）ができる。
また、本発明では、第５構成において、圧力計カバーの透明板の両端に所定幅の係止部材及び摘まみ部が固定され、ハンドルの上端部の窓孔には透明板が嵌合する穴と、係止部材及び摘まみ部が嵌合する所定幅の切欠が隣接して形成され、切欠の外方位置には係止用突出部が形成され、ハンドルの係止用突出部の上方部内側には係止用段差が形成され、圧力計カバーの係止部材の上方部外側には係止用段差部が形成されたものとすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は、本発明のゲージハンドル形減圧弁の実施の形態を示す。図１〜図３の説明において、上下という用語を用いるが、減圧弁の姿勢が変化すれば、その姿勢の変化に応じて上下について変化させて考えることとする。
弁本体は金属製又は合成樹脂製の弁ボディ11及びボンネット10から構成されている。
【０００９】
弁ボディ11の側面に開口した一次側ポート12及び二次側ポート13が形成され、一次側ポート12と二次側ポート13との間に弁室（一次圧室）14及び二次圧室15が形成されている。弁ボディ11の中心部には下方から順に大径孔16、中径孔17、小径孔18、挿通孔19、フィードバック室孔78が形成され、大径孔16内の上方部は弁室14となり、弁室14は一次側ポート12に連通されている。中径孔17の下端部に主弁座22が形成され、中径孔17の内部は二次圧室15となり、二次圧室15は連通孔23を介して二次側ポート13に連通されている。大径孔16には保持器24が下側から装着されており、保持器24は抜止具25により抜け出しが防止されている。主弁座22と保持器24との間に主弁体26が介装され、主弁体26と保持器24との間にバルブスプリング27が装着され、バルブスプリング27により主弁体16が主弁座22に近づく方向に付勢されている。なお、フィードバック室孔78内のフィードバック室20は連通孔21により連通孔23に連通されている。
【００１０】
主弁体26には下方に伸びる筒状体28が連結され、筒状体28の下端部は保持器24の段付円筒状有底孔の下部外周壁に摺動自在に係合している。筒状体28と保持器24との間、及び保持器24と大径孔16との間には、それぞれＯリングが装着されて気密状態が維持されている。主弁体26の中央孔にはステム30の下端が挿入され、ステム30は中径孔17、小径孔18、挿通孔19内に延び、ステム30の上端部はフィードバック室20内に突出している。小径孔18とステム30との間にはＯリング31が装着され、小径孔18の内周面とステム30の外周面との間が気密状態にされている。ステム30の上端部は截頭円錐体の先細部分があり、先細部分の上端に球面状部分が形成されている。弁ボディ11の上端面にボンネット10の下端面が当接され、ボルト80等により弁ボディ11とボンネット10とが連結されている。弁ボディ11の上端面とボンネット10の下端面との当接面の内周部にフィードバック部材（ダイヤフラム）32の外周部が挟持され、フィードバック部材32の下側がフィードバック室20となり、フィードバック部材32の上側がスプリング室33となっている。
【００１１】
ボンネット10の中央部には下側から順に大径孔34、中径孔35、小径孔36、軸受孔37が形成され、ボンネット10の上端部には大径の薄肉円筒部38が形成され、薄肉円筒部38の下端部の内側は上端面39となっている。フィードバック部材32の中央孔にはシェル41の上方突出部が下側から挿通され、上方突出部にはフィードバック部材32の上側の位置のスプリング受け42が固定されている。シェル41の段付中央孔には下側から弁座体43が装着され、この段付中央孔と弁座体43との間はＯリングにより気密状態とされている。弁座体43の中央部には下側から順に筒状のガイド部45、弁座44、ばね室、連通孔46が形成され、ガイド部45には球弁体47が保持され、球弁体47と弁座44とにより排出弁が構成されている。弁座体43のばね室にはバネが挿入され、球弁体47はこのバネにより弁座44から離れる方向に付勢されている。球弁体47の下側にはステム30の上端の球面状部分が当接され、バルブスプリング27が球弁体47を弁座44に近づける方向に付勢している。
【００１２】
スプリング室33内に調圧スプリング受け49が上下動可能で回転不能の状態に維持され、調圧スプリング受け49とスプリング受け42との間に調圧スプリング50が介装されている。ボンネット10の中径孔35、小径孔36、軸受孔37には調圧スクリュー51が挿入され、調圧スクリュー51の下方位置には雄ねじ部52が形成され、雄ねじ部52の上側にフランジ部53が形成されている。調圧スプリング受け49には雌ねじ部48が形成され、雌ねじ部48に調圧スクリュー51の雄ねじ部52が螺合されている。従って、調圧スクリュー51が調圧スプリング50の弾発力により上方に付勢され、フランジ部53が中径孔35と小径孔36との間の段差部に押圧されている。雄ねじ部52の下端部には環状溝が形成され、環状溝にストッパー54が嵌合され、調圧スプリング受け49の抜け出しを防止している。調圧スクリュー51には、上方部に段付筒状部56が形成され、段付筒状部56の内部が挿入孔57となり、挿入孔57は上半分の内径が下半分の内径よりもやや大きい。
【００１３】
ボンネット10の上端部の薄肉円筒部38の外側に円筒部を有するハンドル59が回転自在に嵌合され、ハンドル59及び薄肉円筒部38の内側に調圧ガイド60が配置され、調圧ガイド60はハンドル59と相対回転不能状態に連結されている。調圧ガイド60は有底円筒状で円筒部60Ａと底部60Ｂとを有し、円筒部60Ａの上端部の第１外方突出係合部81（多数個）が薄肉円筒部38の上端を越えて半径方向の外側に突出し、第１外方突出係合部81がハンドル59の上部内周に突出した係合子82（多数個、図３参照）と常に係合している。図１，図２のハンドル非回転位置（下位置）では、ハンドル59の係合子82はボンネット10の薄肉円筒部38の上端部の第２外方突出係合部83（図３参照）とも係合しているので、ハンドル59を回転させることはできない。ハンドル59を回転させるときは、ハンドル59を下位置から上位置のハンドル回転位置へ移動させ、ハンドル59の係合子82と第２外方突出係合部83との係合を解除する。ボンネット10の上端面39の中央部は上方に突出し、その外周面に歯が形成されて歯車Ａとなっている。図１〜図３ではボンネット10と一体に歯車Ａが構成（成形）されているが、別体の歯車Ａをボンネット10に固定してもよい。
【００１４】
調圧スクリュー51の段付筒状部56の上半分は段の付かない筒状部58であり、この筒状部58は歯車Ａよりも上方へ突出しており、筒状部58に調圧ガイド60の底部60Ｂの中心孔が嵌合されている。調圧ガイド60の底部60Ｂには２個の横長の挿入孔61が図１の紙面に垂直な平面上に形成され、また筒状部58の外周には環状溝（又は平行な二面）が形成されている。そして、Ｕ字状のクリップ62の２本の脚部が２個の挿入孔61に挿入され、２本の脚部が前記環状溝に係合し、こうして調圧ガイド60と調圧スクリュー51とが相対回転不能状態に連結されている。この点について、図１，図２は簡略に表示されており、クリップ62が後述の圧力計ガイド66に接触することはない。圧力計64の下側に圧力計ガイド66が連結され、圧力計ガイド66の基端部（上端部）には径の大きなフランジ部66Ａがあり、フランジ部66Ａの下側には隣接した径の小さいガイド部66Ｂがある。圧力計ガイド66のガイド部66Ｂは調圧スクリュー51の挿入孔57に回転自在に挿入され、ガイド部66Ｂの下半分の外径は上半分の外径よりも小さく、ガイド部66Ｂの外周面と挿入孔57の内周面との間はＯリング67により気密状態に維持されている。
【００１５】
圧力計64に連結された圧力計ガイド66のフランジ部66Ａに歯車Ｄが固定され、歯車Ｄの中心線は歯車Ａの中心線と同一線上に位置している。図１〜図３では、圧力計ガイド66と別体の歯車Ｄが圧力計ガイド66のフランジ部66Ａの外周に固定されているが、歯車Ｄと圧力計ガイド66とを一体に構成（成形）してもよい。調圧ガイド60の底部60Ｂの非中心位置（中心から所定距離だけ離れた位置）に挿通孔68が形成され、挿通孔68に支持軸69が回転自在に挿通されている。支持軸69の上下の両端部に歯車Ｃと歯車Ｂがそれぞれ固定され、歯車Ｃと歯車Ｂは歯車Ｄと歯車Ａにそれぞれ噛み合わされ、遊星歯車機構を構成している。なお、図１〜図３では、歯車Ｃが支持軸69と一体に構成され、支持軸69の下端部が歯車Ｂのスナップフィット用の穴に相対回転不能状態に嵌合されている。この遊星歯車機構は、図２，図４に示すように調圧ガイド60の底部60Ｂが腕Ｍとなり、腕Ｍの先端部に支持された支持軸69に固定された歯車Ｃと歯車Ｂが、歯車Ｄと歯車Ａと噛み合い自転しながら、歯車Ｄと歯車Ａの周囲を公転する。歯車Ａは弁本体（ボンネット10）に固定されて相対的に静止し、腕Ｍ（ハンドル側）に固定された軸１（調圧スクリュー51側）は駆動軸となり、歯車Ｄに固定された軸２（圧力計側）は被動軸となる。
【００１６】
ここで、歯車Ａ、歯車Ｂ、歯車Ｃ及び歯車Ｄの各歯車の歯数をそれぞれＺA ，ＺB ，ＺC 及びＺD とし、軸１及び軸２の回転数をそれぞれｎ1 及びｎ2 とする。このとき、軸２の回転数ｎ2 と軸１の回転数ｎ1 との間には次式の関係があることが機構学の知識からみて明白である。
ｎ2 ＝（１−ＺA ・ＺC ／ＺB ・ＺD ）ｎ1
この式から、ＺA ・ＺC ／ＺB ・ＺD ＝１の場合、すなわちＺA ・ＺC ＝ＺB ・ＺD の場合は、回転数ｎ1 とは無関係に常に回転数ｎ2 がゼロであり、歯車Ａ（ボンネット10）と回転軸２（圧力計ガイド66・圧力計64）との間の相対的な回転はゼロとなる。つまり、前記条件を満たす場合は、ハンドル59・調圧ガイド60（腕Ｍ）を回転させたとき、圧力計64・圧力計ガイド66（軸２・歯車Ｄ）は弁本体・ボンネット10・歯車Ａに対して相対的な回転を行わない。
なお、図１〜図３では、ＺA ＝ＺD かつＺB ＝ＺC とした。
【００１７】
調圧スクリュー51には挿入孔57の下端部と調圧スクリュー51の外周面とを連通する横孔70が形成されている。調圧スクリュー51の外周面とボンネット10の小径孔36の内周面との間は、調圧スクリュー51の長手方向に間隔をおいた位置に一対のシール部材71、72が介装されて気密状態が維持されている。具体的には、調圧スクリュー51の外周面には横孔70の開口から所定距離だけ長手方向（上下方向）に離れた位置に２個の環状溝が形成され、この環状溝にシール部材71、72がそれぞれ介装されている。このように、調圧スクリュー51の外周面とボンネット10の小径孔36の内周面と一対のシール部材71、72で囲まれた環状連通室73が形成されている。圧力計ガイド66には連通孔74が形成され、この連通孔74を介して圧力計64の内部と挿入孔57の下端部とが連通されている。横孔70によって挿入孔57と環状連通室73とが連通され、環状連通室73はボンネット10の連通路76と弁ボディ11の連通路75によってフィードバック室20に連通されている。フィードバック室20は、連通路75、76、環状連通室73、横孔70、挿入孔57、連通孔74から構成される導入連通路を介して圧力計64の内部に連通されている。
【００１８】
図１〜図３に明示されているように、圧力計64には指針86及び目盛板85が配設され、目盛板85の外周に沿って２個の圧力範囲表示針87が移動可能状態で所望の位置に保持できるように装着されている。円筒部を有するハンドル59の上端部に窓孔90が形成され、窓孔90に圧力計カバー91が着脱自在に取り付けられ、圧力計カバー91は略円形の透明板92の両端に、所定幅の係止部材94・摘まみ部88が固定されている。係止部材94は側面視でＵ字形であり、係止部材94の内側には透明板92に連結され、係止部材94の外側には摘まみ部88の上壁が連結され、摘まみ部88の上壁の外側には側壁が連設されている。ハンドル59の上端部の窓孔90は、圧力計カバー91の嵌合に適合しており、透明板92が嵌合する略円形の穴と、係止部材94・摘まみ部88が嵌合する所定幅の切欠があり、切欠の外方位置には係止用突出部93（ハンドル59の円筒部の上端の一部）が形成されている。ハンドル59の係止用突出部93の上方部内側には係止用段差が形成され、圧力計カバー91の係止部材94のＵ字形の外側部の上方部外側には係止用段差部が形成されている。
【００１９】
圧力計カバー91の摘まみ部88の外壁を指で摘まみ、摘まみ部88を窓穴90の切欠に挿入し、圧力計カバー91の係止部材94とハンドル59の係止用突出部93とを係止させる。指を離すと、係止部材94の係止用段差部と係止用突出部93の係止用段差部とが係止し、圧力計カバー91は装着位置に維持される。圧力範囲表示針87を移動させたいときは、圧力計カバー91の摘まみ部88の外壁を指で摘まんで押圧し、圧力計カバー91の係止部材94とハンドル59の係止用突出部93との係止を解除させ、摘まみ部88を窓穴90の切欠から取り出し、圧力計カバー91を窓穴90から離脱させる。圧力範囲表示針87が露出されるので、圧力範囲表示針87をドライバー等の先端で所望位置に移動させることができ、移動後に圧力計カバー91を窓穴90に装着させる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明においては、遊星歯車機構によってハンドルと圧力計と弁本体とが連結され、ハンドルを回転させたとき圧力計が弁本体に対して相対的な回転を行わないようにされている。歯車と歯車とは常時噛み合っているので、遊星機構の歯車の歯数を選定することにより、圧力計と弁本体との相対回転をほぼ完全になくすことができ、ガタつきが発生しなくなった。そして、従来例の取付部材を用いることがなく、またこれらの歯車に作用する力はきわめて小さいので、安価な歯車を用いて遊星歯車機構を作ることができ、従来例の機構よりもコストを低減させることができる。
また、本発明においては、ハンドルの上端部に窓孔が形成され、ハンドルの窓孔に圧力カバーが着脱自在に取り付けられ、圧力カバーの離脱時に圧力範囲表示針を移動可能とされているので、圧力計をハンドル内から取り出すことなく、圧力計カバーを取り外して、圧力範囲表示針を移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のゲージハンドル形減圧弁の実施の形態の縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明のゲージハンドル形減圧弁の実施の形態の分解斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に用いられる遊星歯車機構を示す図である。
【符号の説明】
49：調圧スプリング受け
51：調圧スクリュー
59：ハンドル
60：調圧ガイド
66：圧力計ガイド
68：挿通孔
69：支持軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒部を有するハンドルの操作により二次側流体圧を設定し、ハンドル内に圧力計を配設したゲージハンドル形減圧弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１及び特許文献２には、一次側ポート（供給ポート）と二次側ポート（出力ポート）との間に弁室が配設され、弁室内の主弁体（供給弁体）がバルブスプリング（復帰ばね）によって主弁座（供給弁座）に近づく方向に付勢され、フィードバック部材（ダイヤフラム）と調圧スプリング受けとの間に装着された調圧スプリングによって主弁体が主弁座から離れる方向に付勢され、円筒部を有するハンドル内に圧力計が配設され、フィードバック部材と弁室との間のフィードバック室が導入連通路を介して圧力計に連通され、調圧スプリング受けの軸線方向の位置がハンドルによって調整されるゲージハンドル形減圧弁が記載されている。
【０００３】
特許文献１では、ハンドルを回動しても圧力計が弁本体のボンネットに対して殆ど相対回転しないようにするため、ボンネットに対して相対回転をしない調圧ナットの下端の多角形穴に、取付部材の下部の多角形のガイド棒を係合させ、取付部材と圧力計とが相対回転不能状態に連結されている。しかし、この、取付部材の多角形のガイド棒の加工コストはかなり高い。また、多角形のガイド棒と多角形穴との間には若干の隙間（遊び）があり、ハンドルの回転方向を反転させるときに、反転当初に前記の隙間により生ずる角度だけ、圧力計がハンドルの回転方向へ回転し、その後はハンドルが回転しても圧力計は回転しない。つまり、ハンドルの反転当初に圧力計がボンネットに対して若干相対回転し、この相対回転がハンドルに伝達され、手をとおしてガタつき感を与えていた。
【０００４】
特許文献１では、フィードバック室内の圧力を圧力計に導入させるための導入連通路が、フィードバック室から弁ボディ壁・ボンネット壁内の圧力導孔と、調圧ねじ（調圧スクリュー）・取付部材・圧力計ガイド内の通路から構成されている。ボンネット壁の圧力導孔から調圧ねじ（調圧スクリュー）の通路、取付部材通路を通って圧力計ガイドの入口に至る間の通路を気密状態とするために、ボンネットの内周面と調圧ねじの外周面との間に２個、調圧ねじの内周面と取付部材の外周面との間に２個のＯリングを配設する必要があり、圧力計ガイドの外周面と取付部材の孔の内周面との間にも１個のＯリングを配設する必要がある。そのため、ハンドルを回転させるときの摩擦が大きく、ハンドル操作のために相当の力を必要とする。
【０００５】
特許文献２では、明記はされていないが、圧力計には指針、目盛板及び圧力範囲表示針とが備えられており、圧力範囲表示針は移動可能で所望の位置に保持できるように装着されている。圧力計には圧力計カバーが固定され、指針、目盛板及び圧力範囲表示針は圧力計カバーによって覆われている。そして、圧力計カバーは圧力計に固定された状態でハンドル内に装着されているので、装着された状態で圧力計カバーを取り外すことができない。そのため、圧力範囲表示針は移動させるときには、圧力計をハンドルから取り出し、圧力計を分解して圧力計カバーを外さなければならなかった。
【特許文献１】
実公平４−４５０４３号公報
【特許文献２】
特開２００１−５５３４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ゲージハンドル形減圧弁において、圧力計と弁本体との相対回転をほぼ完全になくすことを第１課題とし、フィードバック室の圧力を圧力計に導入するための部材のうち、回転する部材に用いるＯリングの数を減らして、ハンドルを回転させるときのハンドル操作力を小さくすることを第２課題とし、取付部材の使用を止めてコストを低減することを第３課題とする。また、本発明は、ゲージハンドル形減圧弁において、圧力計をハンドル内から取り出すことなく、圧力計カバーを取り外して、圧力範囲表示針を移動できるようにすることを第４課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、本発明の課題を達成するために、弁本体内で、一次側ポートと二次側ポートとの間に弁室が配設され、弁室内の主弁体がバルブスプリングによって主弁座に近づく方向に付勢され、かつフィードバック部材と調圧スプリング受けとの間に装着された調圧スプリングによって主弁体が主弁座から離れる方向に付勢され、円筒部を有するハンドル内に圧力計が配設され、フィードバック部材と弁室との間に配設されたフィードバック室が、導入連通路を介して圧力計に連通されるゲージハンドル形減圧弁において、ハンドルの内側に調圧ガイドがハンドルと相対回転不能状態に連結され、調圧ガイドの底部中心孔に調圧スクリューの筒状部が嵌合されて調圧ガイドと調圧スクリューとが相対回転不能状態に連結され、調圧スクリューの雄ねじ部が調圧スプリング受けの雌ねじ部に螺合され、圧力計に連結された圧力計ガイドに歯車Ｄが固定され、歯車Ｄと同軸の歯車Ａが弁本体に固定され、調圧ガイドの底部の非中心位置の挿通孔に支持軸が回転自在に挿通され、支持軸の両端部に固定された歯車Ｃと歯車Ｂがそれぞれ歯車Ｄと歯車Ａに噛み合わされ、ハンドルを回転させたとき圧力計が弁本体に対して相対的な回転を行わないようにしたこと（第１構成）を特徴とするものである。
本発明では、第１構成において、歯車Ａ、歯車Ｂ、歯車Ｃ及び歯車Ｄの歯数をそれぞれＺＡ ，ＺＢ ，ＺＣ 及びＺＤ としたとき、ＺＡ ・ＺＣ ＝ＺＢ ・ＺＤ の条件を満たすものとすること（第２構成）ができる。
本発明では、第１構成及び第２構成において、調圧スクリューの挿入孔に圧力計ガイドのガイド部が回転自在に挿入され、ガイド部の外周面と挿入孔の内周面との間がＯリングにより気密状態にされ、圧力計ガイドの連通孔を介して圧力計内部と前記挿入孔とが連通され、調圧スクリューには前記挿入孔と外周とを連通する横孔が形成され、調圧スクリューの外周面と弁本体の小径孔の内周面との間には、調圧スクリューの長手方向に間隔をおいた位置に一対のシール部材が介装されて環状連通室が形成され、横孔によって前記挿入孔と環状連通室とが連通され、環状連通室がフィードバック室に連通されたものとすること（第３構成）ができる。
本発明では、第１構成及び第２構成において、調圧スクリューの挿入孔に圧力計ガイドのガイド部が回転自在に挿入され、圧力計ガイドの連通孔を介して圧力計内部と前記挿入孔とが連通され、調圧スクリューには前記挿入孔と外周とを連通する横孔が形成され、調圧スクリューの外周面と弁本体の小径孔の内周面との間には、調圧スクリューの長手方向に間隔をおいた位置に一対のシール部材が介装されて環状連通室が形成され、横孔によって前記挿入孔と環状連通室とが連通され、環状連通室がフィードバック室に連通されたものとすること（第４構成）ができる。
本発明では、第１〜４構成において、圧力計には指針、目盛板及び圧力範囲表示針が配設され、圧力範囲表示針は移動可能で所望の位置に保持できるように装着され、ハンドルの上端部に窓孔が形成され、ハンドルの窓孔に圧力計カバーが着脱自在に取り付けられ、圧力計カバーの離脱時に圧力範囲表示針を移動可能とすること（第５構成）ができる。
また、本発明では、第５構成において、圧力計カバーの透明板の両端に所定幅の係止部材及び摘まみ部が固定され、ハンドルの上端部の窓孔には透明板が嵌合する穴と、係止部材及び摘まみ部が嵌合する所定幅の切欠が隣接して形成され、切欠の外方位置には係止用突出部が形成され、ハンドルの係止用突出部の上方部内側には係止用段差が形成され、圧力計カバーの係止部材の上方部外側には係止用段差部が形成されたものとすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は、本発明のゲージハンドル形減圧弁の実施の形態を示す。図１〜図３の説明において、上下という用語を用いるが、減圧弁の姿勢が変化すれば、その姿勢の変化に応じて上下について変化させて考えることとする。
弁本体は金属製又は合成樹脂製の弁ボディ11及びボンネット10から構成されている。
【０００９】
弁ボディ11の側面に開口した一次側ポート12及び二次側ポート13が形成され、一次側ポート12と二次側ポート13との間に弁室（一次圧室）14及び二次圧室15が形成されている。弁ボディ11の中心部には下方から順に大径孔16、中径孔17、小径孔18、挿通孔19、フィードバック室孔78が形成され、大径孔16内の上方部は弁室14となり、弁室14は一次側ポート12に連通されている。中径孔17の下端部に主弁座22が形成され、中径孔17の内部は二次圧室15となり、二次圧室15は連通孔23を介して二次側ポート13に連通されている。大径孔16には保持器24が下側から装着されており、保持器24は抜止具25により抜け出しが防止されている。主弁座22と保持器24との間に主弁体26が介装され、主弁体26と保持器24との間にバルブスプリング27が装着され、バルブスプリング27により主弁体16が主弁座22に近づく方向に付勢されている。なお、フィードバック室孔78内のフィードバック室20は連通孔21により連通孔23に連通されている。
【００１０】
主弁体26には下方に伸びる筒状体28が連結され、筒状体28の下端部は保持器24の段付円筒状有底孔の下部外周壁に摺動自在に係合している。筒状体28と保持器24との間、及び保持器24と大径孔16との間には、それぞれＯリングが装着されて気密状態が維持されている。主弁体26の中央孔にはステム30の下端が挿入され、ステム30は中径孔17、小径孔18、挿通孔19内に延び、ステム30の上端部はフィードバック室20内に突出している。小径孔18とステム30との間にはＯリング31が装着され、小径孔18の内周面とステム30の外周面との間が気密状態にされている。ステム30の上端部は截頭円錐体の先細部分があり、先細部分の上端に球面状部分が形成されている。弁ボディ11の上端面にボンネット10の下端面が当接され、ボルト80等により弁ボディ11とボンネット10とが連結されている。弁ボディ11の上端面とボンネット10の下端面との当接面の内周部にフィードバック部材（ダイヤフラム）32の外周部が挟持され、フィードバック部材32の下側がフィードバック室20となり、フィードバック部材32の上側がスプリング室33となっている。
【００１１】
ボンネット10の中央部には下側から順に大径孔34、中径孔35、小径孔36、軸受孔37が形成され、ボンネット10の上端部には大径の薄肉円筒部38が形成され、薄肉円筒部38の下端部の内側は上端面39となっている。フィードバック部材32の中央孔にはシェル41の上方突出部が下側から挿通され、上方突出部にはフィードバック部材32の上側の位置のスプリング受け42が固定されている。シェル41の段付中央孔には下側から弁座体43が装着され、この段付中央孔と弁座体43との間はＯリングにより気密状態とされている。弁座体43の中央部には下側から順に筒状のガイド部45、弁座44、ばね室、連通孔46が形成され、ガイド部45には球弁体47が保持され、球弁体47と弁座44とにより排出弁が構成されている。弁座体43のばね室にはバネが挿入され、球弁体47はこのバネにより弁座44から離れる方向に付勢されている。球弁体47の下側にはステム30の上端の球面状部分が当接され、バルブスプリング27が球弁体47を弁座44に近づける方向に付勢している。
【００１２】
スプリング室33内に調圧スプリング受け49が上下動可能で回転不能の状態に維持され、調圧スプリング受け49とスプリング受け42との間に調圧スプリング50が介装されている。ボンネット10の中径孔35、小径孔36、軸受孔37には調圧スクリュー51が挿入され、調圧スクリュー51の下方位置には雄ねじ部52が形成され、雄ねじ部52の上側にフランジ部53が形成されている。調圧スプリング受け49には雌ねじ部48が形成され、雌ねじ部48に調圧スクリュー51の雄ねじ部52が螺合されている。従って、調圧スクリュー51が調圧スプリング50の弾発力により上方に付勢され、フランジ部53が中径孔35と小径孔36との間の段差部に押圧されている。雄ねじ部52の下端部には環状溝が形成され、環状溝にストッパー54が嵌合され、調圧スプリング受け49の抜け出しを防止している。調圧スクリュー51には、上方部に段付筒状部56が形成され、段付筒状部56の内部が挿入孔57となり、挿入孔57は上半分の内径が下半分の内径よりもやや大きい。
【００１３】
ボンネット10の上端部の薄肉円筒部38の外側に円筒部を有するハンドル59が回転自在に嵌合され、ハンドル59及び薄肉円筒部38の内側に調圧ガイド60が配置され、調圧ガイド60はハンドル59と相対回転不能状態に連結されている。調圧ガイド60は有底円筒状で円筒部60Ａと底部60Ｂとを有し、円筒部60Ａの上端部の第１外方突出係合部81（多数個）が薄肉円筒部38の上端を越えて半径方向の外側に突出し、第１外方突出係合部81がハンドル59の上部内周に突出した係合子82（多数個、図３参照）と常に係合している。図１，図２のハンドル非回転位置（下位置）では、ハンドル59の係合子82はボンネット10の薄肉円筒部38の上端部の第２外方突出係合部83（図３参照）とも係合しているので、ハンドル59を回転させることはできない。ハンドル59を回転させるときは、ハンドル59を下位置から上位置のハンドル回転位置へ移動させ、ハンドル59の係合子82と第２外方突出係合部83との係合を解除する。ボンネット10の上端面39の中央部は上方に突出し、その外周面に歯が形成されて歯車Ａとなっている。図１〜図３ではボンネット10と一体に歯車Ａが構成（成形）されているが、別体の歯車Ａをボンネット10に固定してもよい。
【００１４】
調圧スクリュー51の段付筒状部56の上半分は段の付かない筒状部58であり、この筒状部58は歯車Ａよりも上方へ突出しており、筒状部58に調圧ガイド60の底部60Ｂの中心孔が嵌合されている。調圧ガイド60の底部60Ｂには２個の横長の挿入孔61が図１の紙面に垂直な平面上に形成され、また筒状部58の外周には環状溝（又は平行な二面）が形成されている。そして、Ｕ字状のクリップ62の２本の脚部が２個の挿入孔61に挿入され、２本の脚部が前記環状溝に係合し、こうして調圧ガイド60と調圧スクリュー51とが相対回転不能状態に連結されている。この点について、図１，図２は簡略に表示されており、クリップ62が後述の圧力計ガイド66に接触することはない。圧力計64の下側に圧力計ガイド66が連結され、圧力計ガイド66の基端部（上端部）には径の大きなフランジ部66Ａがあり、フランジ部66Ａの下側には隣接した径の小さいガイド部66Ｂがある。圧力計ガイド66のガイド部66Ｂは調圧スクリュー51の挿入孔57に回転自在に挿入され、ガイド部66Ｂの下半分の外径は上半分の外径よりも小さく、ガイド部66Ｂの外周面と挿入孔57の内周面との間はＯリング67により気密状態に維持されている。
【００１５】
圧力計64に連結された圧力計ガイド66のフランジ部66Ａに歯車Ｄが固定され、歯車Ｄの中心線は歯車Ａの中心線と同一線上に位置している。図１〜図３では、圧力計ガイド66と別体の歯車Ｄが圧力計ガイド66のフランジ部66Ａの外周に固定されているが、歯車Ｄと圧力計ガイド66とを一体に構成（成形）してもよい。調圧ガイド60の底部60Ｂの非中心位置（中心から所定距離だけ離れた位置）に挿通孔68が形成され、挿通孔68に支持軸69が回転自在に挿通されている。支持軸69の上下の両端部に歯車Ｃと歯車Ｂがそれぞれ固定され、歯車Ｃと歯車Ｂは歯車Ｄと歯車Ａにそれぞれ噛み合わされ、遊星歯車機構を構成している。なお、図１〜図３では、歯車Ｃが支持軸69と一体に構成され、支持軸69の下端部が歯車Ｂのスナップフィット用の穴に相対回転不能状態に嵌合されている。この遊星歯車機構は、図２，図４に示すように調圧ガイド60の底部60Ｂが腕Ｍとなり、腕Ｍの先端部に支持された支持軸69に固定された歯車Ｃと歯車Ｂが、歯車Ｄと歯車Ａと噛み合い自転しながら、歯車Ｄと歯車Ａの周囲を公転する。歯車Ａは弁本体（ボンネット10）に固定されて相対的に静止し、腕Ｍ（ハンドル側）に固定された軸１（調圧スクリュー51側）は駆動軸となり、歯車Ｄに固定された軸２（圧力計側）は被動軸となる。
【００１６】
ここで、歯車Ａ、歯車Ｂ、歯車Ｃ及び歯車Ｄの各歯車の歯数をそれぞれＺA ，ＺB ，ＺC 及びＺD とし、軸１及び軸２の回転数をそれぞれｎ1 及びｎ2 とする。このとき、軸２の回転数ｎ2 と軸１の回転数ｎ1 との間には次式の関係があることが機構学の知識からみて明白である。
ｎ2 ＝（１−ＺA ・ＺC ／ＺB ・ＺD ）ｎ1
この式から、ＺA ・ＺC ／ＺB ・ＺD ＝１の場合、すなわちＺA ・ＺC ＝ＺB ・ＺD の場合は、回転数ｎ1 とは無関係に常に回転数ｎ2 がゼロであり、歯車Ａ（ボンネット10）と回転軸２（圧力計ガイド66・圧力計64）との間の相対的な回転はゼロとなる。つまり、前記条件を満たす場合は、ハンドル59・調圧ガイド60（腕Ｍ）を回転させたとき、圧力計64・圧力計ガイド66（軸２・歯車Ｄ）は弁本体・ボンネット10・歯車Ａに対して相対的な回転を行わない。
なお、図１〜図３では、ＺA ＝ＺD かつＺB ＝ＺC とした。
【００１７】
調圧スクリュー51には挿入孔57の下端部と調圧スクリュー51の外周面とを連通する横孔70が形成されている。調圧スクリュー51の外周面とボンネット10の小径孔36の内周面との間は、調圧スクリュー51の長手方向に間隔をおいた位置に一対のシール部材71、72が介装されて気密状態が維持されている。具体的には、調圧スクリュー51の外周面には横孔70の開口から所定距離だけ長手方向（上下方向）に離れた位置に２個の環状溝が形成され、この環状溝にシール部材71、72がそれぞれ介装されている。このように、調圧スクリュー51の外周面とボンネット10の小径孔36の内周面と一対のシール部材71、72で囲まれた環状連通室73が形成されている。圧力計ガイド66には連通孔74が形成され、この連通孔74を介して圧力計64の内部と挿入孔57の下端部とが連通されている。横孔70によって挿入孔57と環状連通室73とが連通され、環状連通室73はボンネット10の連通路76と弁ボディ11の連通路75によってフィードバック室20に連通されている。フィードバック室20は、連通路75、76、環状連通室73、横孔70、挿入孔57、連通孔74から構成される導入連通路を介して圧力計64の内部に連通されている。
【００１８】
図１〜図３に明示されているように、圧力計64には指針86及び目盛板85が配設され、目盛板85の外周に沿って２個の圧力範囲表示針87が移動可能状態で所望の位置に保持できるように装着されている。円筒部を有するハンドル59の上端部に窓孔90が形成され、窓孔90に圧力計カバー91が着脱自在に取り付けられ、圧力計カバー91は略円形の透明板92の両端に、所定幅の係止部材94・摘まみ部88が固定されている。係止部材94は側面視でＵ字形であり、係止部材94の内側には透明板92に連結され、係止部材94の外側には摘まみ部88の上壁が連結され、摘まみ部88の上壁の外側には側壁が連設されている。ハンドル59の上端部の窓孔90は、圧力計カバー91の嵌合に適合しており、透明板92が嵌合する略円形の穴と、係止部材94・摘まみ部88が嵌合する所定幅の切欠があり、切欠の外方位置には係止用突出部93（ハンドル59の円筒部の上端の一部）が形成されている。ハンドル59の係止用突出部93の上方部内側には係止用段差が形成され、圧力計カバー91の係止部材94のＵ字形の外側部の上方部外側には係止用段差部が形成されている。
【００１９】
圧力計カバー91の摘まみ部88の外壁を指で摘まみ、摘まみ部88を窓穴90の切欠に挿入し、圧力計カバー91の係止部材94とハンドル59の係止用突出部93とを係止させる。指を離すと、係止部材94の係止用段差部と係止用突出部93の係止用段差部とが係止し、圧力計カバー91は装着位置に維持される。圧力範囲表示針87を移動させたいときは、圧力計カバー91の摘まみ部88の外壁を指で摘まんで押圧し、圧力計カバー91の係止部材94とハンドル59の係止用突出部93との係止を解除させ、摘まみ部88を窓穴90の切欠から取り出し、圧力計カバー91を窓穴90から離脱させる。圧力範囲表示針87が露出されるので、圧力範囲表示針87をドライバー等の先端で所望位置に移動させることができ、移動後に圧力計カバー91を窓穴90に装着させる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明においては、遊星歯車機構によってハンドルと圧力計と弁本体とが連結され、ハンドルを回転させたとき圧力計が弁本体に対して相対的な回転を行わないようにされている。歯車と歯車とは常時噛み合っているので、遊星機構の歯車の歯数を選定することにより、圧力計と弁本体との相対回転をほぼ完全になくすことができ、ガタつきが発生しなくなった。そして、従来例の取付部材を用いることがなく、またこれらの歯車に作用する力はきわめて小さいので、安価な歯車を用いて遊星歯車機構を作ることができ、従来例の機構よりもコストを低減させることができる。
また、本発明においては、ハンドルの上端部に窓孔が形成され、ハンドルの窓孔に圧力カバーが着脱自在に取り付けられ、圧力カバーの離脱時に圧力範囲表示針を移動可能とされているので、圧力計をハンドル内から取り出すことなく、圧力計カバーを取り外して、圧力範囲表示針を移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のゲージハンドル形減圧弁の実施の形態の縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明のゲージハンドル形減圧弁の実施の形態の分解斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に用いられる遊星歯車機構を示す図である。
【符号の説明】
49：調圧スプリング受け
51：調圧スクリュー
59：ハンドル
60：調圧ガイド
66：圧力計ガイド
68：挿通孔
69：支持軸
Claims (6)
- 弁本体内で、一次側ポートと二次側ポートとの間に弁室が配設され、弁室内の主弁体がバルブスプリングによって主弁座に近づく方向に付勢され、かつフィードバック部材と調圧スプリング受けとの間に装着された調圧スプリングによって主弁体が主弁座から離れる方向に付勢され、円筒部を有するハンドル内に圧力計が配設され、フィードバック部材と弁室との間に配設されたフィードバック室が、導入連通路を介して圧力計に連通されるゲージハンドル形減圧弁において、
ハンドルの内側に調圧ガイドがハンドルと相対回転不能状態に連結され、調圧ガイドの底部中心孔に調圧スクリューの筒状部が嵌合されて調圧ガイドと調圧スクリューとが相対回転不能状態に連結され、調圧スクリューの雄ねじ部が調圧スプリング受けの雌ねじ部に螺合され、圧力計に連結された圧力計ガイドに歯車Ｄが固定され、歯車Ｄと同軸の歯車Ａが弁本体に固定され、調圧ガイドの底部の非中心位置の挿通孔に支持軸が回転自在に挿通され、支持軸の両端部に固定された歯車Ｃと歯車Ｂがそれぞれ歯車Ｄと歯車Ａに噛み合わされ、ハンドルを回転させたとき圧力計が弁本体に対して相対的な回転を行わないようにされたことを特徴とするゲージハンドル形減圧弁。 - 歯車Ａ、歯車Ｂ、歯車Ｃ及び歯車Ｄの歯数をそれぞれＺＡ ，ＺＢ ，ＺＣ 及びＺＤ としたとき、ＺＡ ・ＺＣ ＝ＺＢ ・ＺＤ の条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載のゲージハンドル形減圧弁。
- 調圧スクリューの挿入孔に圧力計ガイドのガイド部が回転自在に挿入され、ガイド部の外周面と挿入孔の内周面との間がＯリングにより気密状態にされ、圧力計ガイドの連通孔を介して圧力計内部と前記挿入孔とが連通され、調圧スクリューには前記挿入孔と外周とを連通する横孔が形成され、調圧スクリューの外周面と弁本体の小径孔の内周面との間には、調圧スクリューの長手方向に間隔をおいた位置に一対のシール部材が介装されて環状連通室が形成され、横孔によって前記挿入孔と環状連通室とが連通され、環状連通室がフィードバック室に連通されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のゲージハンドル形減圧弁。
- 調圧スクリューの挿入孔に圧力計ガイドのガイド部が回転自在に挿入され、圧力計ガイドの連通孔を介して圧力計内部と前記挿入孔とが連通され、調圧スクリューには前記挿入孔と外周とを連通する横孔が形成され、調圧スクリューの外周面と弁本体の小径孔の内周面との間には、調圧スクリューの長手方向に間隔をおいた位置に一対のシール部材が介装されて環状連通室が形成され、横孔によって前記挿入孔と環状連通室とが連通され、環状連通室がフィードバック室に連通されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のゲージハンドル形減圧弁。
- 圧力計には指針、目盛板及び圧力範囲表示針が配設され、圧力範囲表示針は移動可能で所望の位置に保持できるように装着され、ハンドルの上端部に窓孔が形成され、ハンドルの窓孔に圧力計カバーが着脱自在に取り付けられ、圧力計カバーの離脱時に圧力範囲表示針を移動可能としたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のゲージハンドル形減圧弁。
- 圧力計カバーの透明板の両端に所定幅の係止部材及び摘まみ部が固定され、ハンドルの上端部の窓孔には透明板が嵌合する穴と、係止部材及び摘まみ部が嵌合する所定幅の切欠が隣接して形成され、切欠の外方位置には係止用突出部が形成され、ハンドルの係止用突出部の上方部内側には係止用段差が形成され、圧力計カバーの係止部材の上方部外側には係止用段差部が形成されたことを特徴とする請求項５に記載のゲージハンドル形減圧弁。
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