本发明涉及调压阀，更详细而言，涉及将供给至外部的空压设备的气体的压力调节为规定值的调压阀。
背景技术：
在进行机械装置、电子设备等的组装的自动设备生产线等中，大量使用在气缸等中使用例示的空压设备的装置。这些空压设备分别设定为工作压力，因此，一直以来使用将供给的气体的压力调节为规定值的调压阀。
例如，作为以往的调压阀，已知专利文献1(日本专利特开2004-192462号公报)所记载的结构。上述调压阀构成为能通过操作操作表盘以在高压区域与低压区域之间任意设定压力。
另外，“调压阀”与“安全阀(溢流阀)”在目的、结构上不同，其中，所述“安全阀(溢流阀)”在因某种异常供给的气体的压力超过规定值的情况下释放压力以进行设备的保护。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2004-192462号公报
在此，在专利文献1所例示的以往的调压阀中，通过操作表盘的操作能任意地调节压力，与之相反，需要进行调节的工时数，且即使稍稍触碰到操作表盘也可能会产生意想不到的设定压力的变化。而且，由于包括调节机构，因而导致零件个数的增加、结构的复杂化。
此外，所连接的空压设备为了获得准确的工作而将供给气体的工作压力设定为规定值。因此，对于调压阀，能高精度地将供给的气体的压力调节成尽可能无变动的规定值。
技术实现要素：
本发明是鉴于上述情况完成的，其目的在于提供一种调压阀，能抑制供给的气体的压力变动从而实现高精度的调节，并且能实现调节工时数的削减和防止产生意想不到的设定压力的变化。
作为一个实施方式，通过以下公开的解决手段来解决所述技术问题。
公开的调压阀，将供给至外部空压设备的气体的压力调节为规定值，其特征是，包括：筒状的主体壳体；一次端口，所述一次端口设置于所述主体壳体的第一端部并具有与外部气体供给源连接的进气口；二次端口，所述二次端口设置于所述主体壳体的第二端部并具有与所述外部空压设备连接的排气口；第一流路，所述第一流路将所述进气口与所述排气口之间连通而使流体经过；开闭阀，所述开闭阀设置于所述第一流路的中途而将流路开闭；筒状的引导部件，所述引导部件设置于所述主体壳体的内部，所述引导部件的外径比所述主体壳体的内径小；以及筒状的流路构成部件，所述流路构成部件设置于所述引导部件的内部，所述流路构成部件的外径比所述引导部件的内径小，所述一次端口和所述二次端口配设成所述进气口的中心轴与所述排气口的中心位于同轴上，所述流路构成部件具有：第一空间，所述第一空间在径向中心构成所述第一流路；第一通孔，所述第一通孔将所述第一空间的内部与外部连通；以及座面，所述座面在所述二次端口附近的端部构成所述开闭阀的阀座，所述开闭阀具有阀芯，在所述阀芯中，在所述一次端口附近形成有外径相对较小的小径部，并且在所述二次端口附近形成有外径相对较大的大径部，且在所述小径部外嵌有第一密封件，并且在所述大径部外嵌有第二密封件，所述阀芯配设成具有：第二空间，所述第二空间在径向中心构成所述第一流路；以及第二通孔，所述第二通孔将所述第二空间的内部与外部连通，所述小径部能往复移动地内嵌于所述引导部件，并且所述大径部能往复移动地内嵌于所述主体壳体，所述一次端口侧的受压面积由供所述第一密封件抵接的位置处的所述座面的内径规定，所述二次端口侧的受压面积由供所述第二密封件抵接的位置处的所述主体壳体的内径规定，所述调压阀还包括施力部件，所述施力部件与所述进气口的中心轴及所述排气口的中心轴平行地沿从所述一次端口向所述二次端口的方向对所述阀芯施力，所述引导部件的周壁部内表面和所述流路构成部件的周壁部外表面之间的第三空间构成为第二流路，所述第二流路构成为经由所述流路构成部件的所述第一通孔及所述阀芯的所述第二通孔与所述第一流路连通，并且在中途设置有止回阀，所述止回阀仅允许从所述二次端口向所述一次端口的方向的通流。
根据公开的调压阀，能抑制向外部的空压设备供给的气体的压力变动，从而能实现高精度的调节。此外，由于未设置操作表盘的结构得以实现，因此，能实现调节工时数的削减和防止产生意想不到的设定压力的变化。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的调压阀的例子的示意图(正面剖视图)。
图2是表示本发明实施方式的调压阀的例子的示意图(正面剖视图)。
图3是图1、图2所示的调压阀的流路构成部件的放大图。
图4是图1、图2所示的调压阀的开闭阀的阀芯的放大图。
图5是本发明实施方式的调压阀和以往实施方式的调压阀的压力特性的测量数据。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1、图2均是表示本实施方式的调压阀1的例子的正面剖视图(示意图)，图1是开闭阀30为“开”的状态，图2是开闭阀30为“闭”的状态。此外，图3是调压阀1的流路构成部件50的放大图，图4是调压阀1中的开闭阀30的阀芯31的放大图。另外，在用于对实施方式进行说明的全部附图中，有时对于具有相同功能的部件标注相同的符号，并省略其重复说明。
本实施方式的调压阀1是对设置于进行机械装置、电子设备等的组装的自动设备生产线等的空压设备进行将压力调节为规定值的气体(空气)的供给的部件。作为所述空压设备的具体例，能列举气缸等致动器、真空发生器、鼓风机等。所述空压设备的为了进行准确的工作而接受供给的气体的压力(工作压力)均设定为规定值。此外，这些空压设备中，作为共同的特性，进行如下工作，即通过调压阀1的一次侧的减压来减轻二次侧、即所述空压设备的内部压力(工作压力)。
如图1、2所示，调压阀1包括筒状(作为一例，整体的示意形状呈圆筒状)的主体壳体10，在一个第一端部10a设置有一次端口12，在另一个第二端部10b设置有二次端口14。作为一例，一次端口12构成为在第一端部10a嵌设有第一管接头16，所述第一管接头16的开口部构成为直接与空气压缩机等外部气体供给源(未图示)连接、或经由配管与空气压缩机等外部气体供给源(未图示)连接的进气口16a(但是，在气体朝相反方向通流时为排气口)。此外，二次端口14构成为在第二端部10b嵌设有第二管接头18，所述第二管接头18的开口部构成为直接与所述外部空压设备连接、或经由配管与所述外部空压设备连接的排气口18a(但是，在气体朝相反方向通流时为进气口)。另外，在制造工序中，根据将开闭阀30的阀芯31(后述)装入到主体壳体10内的情况，第二管接头18构成为固定于在壳体主体10的第二端部10b处嵌设的罩部件22。此外，第一管接头16和第二管接头18使用公知的管接头，对其详细结构省略说明。
在所述主体壳体10的内部设置有第一流路20，所述第一流路20将进气口16a与排气口18a之间连通而使流体经过。此外，在第一流路20的流路中途设置有开闭阀30，所述开闭阀30的阀芯31沿与中心轴c平行的方向往复移动以将所述流路开闭(详细内容将在后文叙述)。
作为本实施方式的特征结构，一次端口12和二次端口14构成为进气口16a的中心轴和排气口18a的中心轴位于同轴上(在此，为c轴上)。由此，配合大致筒状的主体壳体10的结构，能实现将调压阀1形成为细长且紧凑的形状。尤其，能在径向上将整体收纳于主体壳体10的外径尺寸内，因此，与以往装置相比能设置于狭窄的场所。
为了实现上述结构，调压阀1具有以下这种内部结构。首先，具有筒状(作为一例，示意形状呈圆筒状)的引导部件40，所述引导部件40设置于主体壳体10的内部、具有外径比主体壳体10的内径小的规定部位、且具有与主体壳体10的中心轴c同轴的中心轴。在本实施方式中，引导部件40的一次端口12侧的端部设置成与主体壳体10的内部连续的一体结构。然而，并不局限于上述结构，也可以将引导部件40设置为与主体壳体10分体的结构。另外，构成主体壳体10、引导部件40的材料只要从金属材料或树脂材料中适当选定即可。
此外，具有筒状(作为一例，示意形状呈直径不同的圆筒状)的流路构成部件50，所述流路构成部件50设置于引导部件40的内部、具有外径比引导部件40的内径小的规定部位、且具有与主体壳体10的中心轴c同轴的中心轴。在此，在径向中心设置有构成第一流路20(20a)的第一空间52，而且，在比后述的止回阀60更靠一次端口12附近的位置设置有第一通孔54，所述第一通孔54将第一空间52的内部与外部连通。另外，在本实施方式中，流路构成部件50设置为与引导部件40分体的结构。此外，构成流路构成部件50的材料只要从金属材料或树脂材料中适当选定即可。
接着，对本实施方式的开闭阀30进行说明。开闭阀30的阀芯31在一次端口12附近形成有外径相对较小的小径部31a，并且在二次端口14附近形成有外径相对较大的大径部31b。在此，构成为在小径部31a(作为一例，在小径部31a的前端形成为更小径的前端小径部31c)外嵌有与开闭阀30的阀座36(后述)抵接的第一密封件34，并且在大径部31b外嵌有与主体壳体10的周壁部11(内表面11a)抵接(滑动接触)的第二密封件35。此外，在径向中心设置有构成第一流路20(20b)的第二空间32，而且，在小径部31a的前端附近位置设置有第二通孔33，所述第二通孔33将第二空间32的内部与外部连通。另外，构成阀芯31的材料只要从金属材料或树脂材料中适当选定即可。
包括上述结构的阀芯31配设成小径部31a能往复移动地内嵌于引导部件40的筒内，并且大径部31b能往复移动地内嵌于主体壳体10的筒内。
另一方面，供开闭阀30的阀芯31接触、离开的阀座36设置于流路构成部件50。具体而言，在流路构成部件50的二次端口14附近的端部50a形成有阀座36的座面36a。所述座面36a形成为直径从周壁部56的内表面56a向端面58扩大的倾斜面(倒角状)。在本实施方式中，通过设置于阀芯31的小径部31a的一次端口12附近的端部的第一密封件34与设置于流路构成部件50的座面36a接触、离开，以进行第一流路20的开闭(即、第一流路20a与第一流路20b的连通、非连通的切换)。
而且，本实施方式的调压阀1还包括施力部件62，所述施力部件62与进气口16a的中心轴及排气口18a的中心轴平行(即、与主体壳体10的中心轴c平行)地沿从一次端口12向二次端口14的方向对开闭阀30的阀芯31施力。所述施力部件62配设成该施力部件62的局部或全部收纳于主体壳体10的周壁部11的内表面11a与引导部件40的周壁部42的外表面42b之间的第四空间44内。在此，在主体壳体10的周壁部11的规定位置(比第二密封件35更靠一次端口12附近的位置)设置有第三通孔19，所述第三通孔19将内表面11a与外表面11b连通。所述第三通孔19是为了防止因收纳施力部件62的空间密闭而使阀芯31不动的情况而设置的。另外，作为一例，施力部件62使用由金属材料形成的螺旋弹簧，但并不局限于此。
由此，能将开闭阀30设定为所谓的常开的状态(图1所示的状态)。在此基础上，能通过施力部件62(在此为螺旋弹簧)的弹簧系数的设定将从二次端口14的排气口18a送出的气体的压力、即外部空压设备的工作压力设定为规定值。
如此，本实施方式的调压阀1是如下机构：不包括设置操作表盘的压力调节机构，而通过在制造时预先装入的施力部件62(螺旋弹簧)的选定来进行二次端口14侧的压力设定。因此，能解决如下技术问题：在专利文献1所例示的以往的调压阀中，即使稍稍触碰到操作表盘也会产生意想不到的设定压力的变化。而且，还能实现调节工时数的削减、零件个数的削减以及结构的简化。
在此，在进行压力调节的调压阀1的开闭阀30中，一次端口12侧的受压面积由第一密封件34所抵接的位置处的座面36a的内径规定，且二次端口14侧的受压面积由第二密封件35所抵接的位置处的主体壳体10的内径规定。
关于上述结构，本申请发明人进行了仔细研究之后结果发现，通过以阀芯31的所述一次端口12侧的受压面积与所述二次端口14侧的受压面积之比为1：25以上(更理想的为1：28以上)的方式构成，在流入到一次端口12侧的气体发生压力变动的情况下能抑制从二次端口14侧送出的气体的压力变动，从而能实现高精度的压力调节。在此，将相对于以往的调压阀的压力特性的比较实验中的测量数据表示在图5中(作为一例，1：28的情况)。横轴是流入到一次端口12侧的气体的压力，纵轴是从二次端口14侧送出的气体的压力。用实线表示本实施方式的调压阀1的数据，用虚线表示以往的调压阀(申请人的以往产品rvu6-6型)的数据。如该图所示，能获得如下结果：与以往的调压阀相比，能抑制从二次端口14侧送出的气体的压力变动以使其相对于流入到一次端口12侧的气体的压力变动极为稳定。另外，虽然比上述特性稍差，但即使根据所连接的空压设备的要求规格构成为以使所述受压面积比为1：20以上的方式使比率相对于所述比率下降，也能充分获得压力变动抑制效果，且也能实现进一步的小型化。另一方面，在试图将小型化(尤其是径向的小型化)优先于压力变动抑制效果的情况下，通过构成为以使所述受压面积比为1：10以上的方式使比率相对于所述比率进一步下降，还能显著地获得小型化的效果。
如此，与二次端口14侧连接的空压设备为了获得准确的工作而将供给气体的工作压力设定为规定值，根据本实施方式的调压阀1，能高精度地调节以使从二次端口14供给的气体的压力变成尽可能无变动的规定值，因此，能实现所连接的空压设备的准确且稳定的动作。
另一方面，供本实施方式的调压阀1供给气体的空压设备具有如下特性：根据一次端口12侧的气体的压力的减小来进行减小二次端口14侧的气体的压力、即空压设备的内部压力(工作压力)的工作。作为用于实现所述工作的结构，在本实施方式中，引导部件40的周壁部42的内表面42a与流路构成部件50的周壁部56的外表面56b之间的第三空间46包括第二流路48。更详细而言，所述第二流路48构成为，在开闭阀30处于关闭的状态(即、通过使二次端口14侧的气体的压力达到规定值等，以使一次端口12侧的气体的压力为二次端口14侧的气体的压力以下的状态)时，经由流路构成部件50的第一通孔54及阀芯31的第二通孔33与第一流路20连通而变成流路，并且在所述第二流路48的流路中途设置有止回阀60，所述止回阀60仅允许从二次端口14向一次端口12的方向的通流。
通过上述这种结构，能使用调压阀1以用于将供给至气缸等致动器、真空发生器、鼓风机之类的空压设备的气体的压力调节为规定值。
接着，参照图1、图2对包括所述结构的调压阀1的动作进行说明。
首先，在开始使用时，开闭阀30如图1所示为“开”的状态。接着，从外部气体供给源(未图示)将气体(作为一例为压缩空气)送入到一次端口12的第一管接头16的进气口16a，该气体如箭头a所示在流路构成部件50内的第一流路20a、阀芯31内的第一流路20b中通流，并从二次端口14的第二管接头18的排气口18a向外部空压设备(未图示)供给。
接着，继续进行从排气口18a向外部空压设备的气体供给，所述外部空压设备的内部压力(工作压力)通过施力部件62上升至预先设定的规定值。由此，进行外部空压设备以规定的内部压力(工作压力)工作的工序。
此时，变成二次端口14侧的气体的压力达到规定值的状态，开闭阀30如图2所示向“闭”的状态转换。在这种状态下，不会发生调压阀1内的气体通流。
接着，一次端口12侧的气体的压力得到减小。由此，气体从外部空压设备送入到二次端口14的第二管接头18的排气口18a，所述气体如箭头b所示在阀芯31内的第一流路20b中通流，接着从第二通孔33向第二流路48通流，接着从第一通孔54向流路构成部件50内的第一流路20a通流，并从一次端口12的第一管接头16的进气口16a送出。由此，外部空压设备的内部压力(工作压力)减小，并进行接下来的工作所包括的准备工序。
如以上说明的那样，根据公开的调压阀，能抑制向外部的空压设备供给的气体的压力变动，从而能实现高精度的调节。此外，由于未设置操作表盘的结构得以实现，因此，能实现调节工时数的削减和防止产生意想不到的设定压力的变化。
另外，本发明并不局限于以上说明的实施方式，能在不脱离本发明的范围内进行各种改变，这一点是自不必言的。尤其，还能应用于向除了例示的空压设备以外的设备的气体供给中。
1.一种调压阀，将供给至外部空压设备的气体的压力调节为规定值，其特征在于，包括：
筒状的主体壳体；
一次端口，所述一次端口设置于所述主体壳体的第一端部并具有与外部气体供给源连接的进气口；
二次端口，所述二次端口设置于所述主体壳体的第二端部并具有与所述外部空压设备连接的排气口；
第一流路，所述第一流路将所述进气口与所述排气口之间连通而使流体经过；
开闭阀，所述开闭阀设置于所述第一流路的中途而将流路开闭；
筒状的引导部件，所述引导部件设置于所述主体壳体的内部，所述引导部件的外径比所述主体壳体的内径小；以及
筒状的流路构成部件，所述流路构成部件设置于所述引导部件的内部，所述流路构成部件的外径比所述引导部件的内径小，
所述一次端口和所述二次端口配设成所述进气口的中心轴与所述排气口的中心位于同轴上，
所述流路构成部件具有：第一空间，所述第一空间在径向中心构成所述第一流路；第一通孔，所述第一通孔将所述第一空间的内部与外部连通；以及座面，所述座面在所述二次端口附近的端部构成所述开闭阀的阀座，
所述开闭阀具有阀芯，在所述阀芯中，在所述一次端口附近形成有外径相对较小的小径部，并且在所述二次端口附近形成有外径相对较大的大径部，且在所述小径部外嵌有第一密封件，并且在所述大径部外嵌有第二密封件，
所述阀芯配设成具有：第二空间，所述第二空间在径向中心构成所述第一流路；以及第二通孔，所述第二通孔将所述第二空间的内部与外部连通，所述小径部能往复移动地内嵌于所述引导部件，并且所述大径部能往复移动地内嵌于所述主体壳体，所述一次端口侧的受压面积由供所述第一密封件抵接的位置处的所述座面的内径规定，所述二次端口侧的受压面积由供所述第二密封件抵接的位置处的所述主体壳体的内径规定，
所述调压阀还包括施力部件，所述施力部件与所述进气口的中心轴及所述排气口的中心轴平行地沿从所述一次端口向所述二次端口的方向对所述阀芯施力，
所述引导部件的周壁部内表面和所述流路构成部件的周壁部外表面之间的第三空间构成为第二流路，
所述第二流路构成为经由所述流路构成部件的所述第一通孔及所述阀芯的所述第二通孔与所述第一流路连通，并且在中途设置有止回阀，所述止回阀仅允许从所述二次端口向所述一次端口的方向的通流。
2.如权利要求1所述的调压阀，其特征在于，
所述阀芯构成为，所述一次端口侧的受压面积与所述二次端口侧的受压面积之比为1：10以上。
3.如权利要求1或2所述的调压阀，其特征在于，
所述施力部件配设于所述主体壳体的周壁部内表面与所述引导部件的周壁部外表面之间的第四空间。
4.如权利要求1至3中任一项所述的调压阀，其特征在于，
所述外部空压设备是通过所述一次端口侧的减压而使内部压力减小的致动器、真空发生器、鼓风机。
技术总结