CN109595369A - 调节器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种调节器，能够消除因调压弹簧的载荷所作用的因阀座座体保持构件、阀座座体、活塞调压阀、主体部的各尺寸公差以及调压弹簧的设置点的载荷偏差而产生的制品间的个体差异，且不会因存在因阀座座体的破损以及泄漏缺陷等而产生功能损失。形成活塞调压阀(7)的与阀座座体(31)紧密接触的调压阀体(5)和以包围该调压阀体(5)的外周的方式形成的使调压弹簧(8)发挥作用的活塞部(6)分体形成，在使从导入口(21)插入通道(2)中的调压阀体(5)以及从取出口(22)插入通道(2)中的活塞部(6)在期望的轴线方向位置相互嵌合之后，通过压入或焊接中的至少一种方法进行固定。

Description

调节器
技术领域
本发明涉及一种在使高压流体减压至所需的压力时使用的调节器。
背景技术
很久以前便公知有例如实开昭52-92436号公报所记载的那样的调节器，该调节器借助调压室内的压力变动经由活塞来使调压阀门开闭从而控制高压流体的流量，被用作例如将储存在燃料箱中的CNG(compressed natural gas：压缩天然气)等的高压燃料向发动机供给时等的调压器等。
图5至图8示出以往的所述调节器的一个例子，在主体部1上贯穿形成的筒状的通道2中，将一侧的开口端作为高压流体的导入口21，将另一侧的开口端作为减压流体的取出口22，在所述导入口21以及取出口22分别配置有用于气密地导入高压流体的入口盖23以及用于气密地取出被调压的调压流体的出口盖24。
另外，在所述通道2中的所述导入口21的内侧配置有阀座3，所述阀座3具有座体保持构件33，在所述座体保持构件33的内侧设置有圆筒状的阀座座体31，在其外周端面突出设置的外周突缘嵌入嵌合凹部，所述座体保持构件33是在所述通道2的轴线方向上形成通孔32的隔壁，在所述通道2的所述阀座座体31的取出口22侧形成调压室4。
而且，在所述通道2的所述调压室4与所述取出口22之间，以能够在所述通道2的轴线方向上滑动的方式配置有活塞调压阀7，所述活塞调压阀7具有调压阀体5和活塞部6，所述调压阀体5具有能够与所述阀座3的阀座座体31紧密接触的前端面51且具有两端开放的筒状的连通通道52，所述活塞部6比所述调压阀体5的直径大且包围所述调压阀体5的所述通道2在取出口22侧的外周。
而且，另外，在所述活塞部6的周围，通过调压弹簧8向所述通道2的取出口22方向施力，该调压弹簧8设置在与所述调压室4同轴并排设置的大气室61内并具有规定载荷，从所述导入口21导入的高压流体，经由形成在所述阀座3的阀座座体保持构件33中的通孔32，被导入以面对所述阀座座体31的方式设置的调压室4内，并流过形成有连通通道52的调压阀体5作用于与所述调压阀体5接合的活塞部6，通过使作用于所述活塞的该流体的压力所产生的载荷与向调压室4相反侧作用于活塞部6上的因调压弹簧8而产生的载荷相平衡，使所述阀座座体31与调压阀体5的开口面积变化，来控制所述调压室4的流体压力，由此从取出口22取出已调整为所需的压力的流体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开昭52-92436号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，对于以往的所述调节器的减压结构来说，在组装时，从安装所述出口盖24之前的取出口22插入调压弹簧8，之后插入活塞调压阀7，因调压弹簧8的载荷所作用的阀座座体保持构件33、阀座座体31、活塞调压阀7、主体部1的各尺寸公差以及调压弹簧8的设置点的载荷偏差，制品间的个体差异大。
另外，如图7以及图8所示，因为从主体部1的取出口22插入调压弹簧8，之后插入活塞调压阀7，所以需要将调压阀体5的与阀座座体31接触的座体直径(ds)设定为比调压阀体5的外周部的高压燃料气密密封件91的直径(db)小。
在此，若将导入口21的导入压力设定为Pin，将调压弹簧8在打开方向上对活塞调压阀7施加的载荷设定为Fsp，将取出口22的取出压力设定为Pout，将活塞调压阀7的调压阀体5的连通通道52的内径设定为d，将活塞部6的受压直径设定为dp，则施加在活塞调压阀7上的载荷的平衡式如下面的公式(1)所示。
[式1]
进一步整理，得到以下的公式(2)。
[式2]
其中，因为ds<db，所以燃料入口压力(Pin)越大，打开方向上的载荷就变得越大，因此存在因导入压力(Pin)而取出压力(Pout)偏差大的问题。
另外，在切断流量时，因为调压阀体5的圆筒前端按压阀座座体31的平面，所以存在以下问题：因阀座座体31的接触面的平面度、阀座座体31的与调压阀体5的接触面相对于活塞调压阀7的轴的垂直度、调压阀体5与阀座座体31的轴错位，而产生局部应力，从而阀座座体31产生破损以及泄漏缺陷等，由此功能损失加剧。
本发明是为了解决所述问题点而做出的，其课题在于，提供一种调节器，能够消除因调压弹簧8的载荷所作用的阀座座体保持构件33、阀座座体31、活塞调压阀7、主体部1的各尺寸公差以及调压弹簧8的设置点的载荷偏差而产生的制品间的个体差异，并且不存在因阀座座体31的破损以及泄漏缺陷等导致的功能损失。
用于解决问题的手段
为了解决所述课题而做出的本发明的调节器，在主体部上贯穿形成的筒状的通道中，将一侧的开口端设定为高压流体的导入口，将另一侧的开口端设定为减压流体的取出口，在所述通道中的所述导入口的内侧隔着阀座配置有调压室，所述阀座具有阀座座体保持构件，在所述阀座座体保持构件的内侧具有阀座座体且在所述阀座座体保持构件上形成有在所述通道的轴线方向上贯通的通孔，在所述通道的所述调压室与所述取出口之间，活塞调压阀能够在所述通道的轴线方向上滑动，其中，所述活塞调压阀具有调压阀体和活塞部，所述调压阀体具有能够与所述阀座座体紧密接触的前端面且具有两端开放的筒状的连通通道，所述活塞部以包围所述调压阀体的所述通道的取出口侧的外周的方式而形成，并且，所述活塞调压阀在所述活塞部的周围被调压弹簧向所述通道的取出口方向施力，所述调压弹簧设置在与所述调压室同轴并排设置的大气室内并具有规定载荷，从所述导入口导入的高压流体，经由形成在所述阀座的阀座座体保持构件中的通孔，被导入阀座座体和以面对所述阀座座体的方式设置的调压室内，并流过形成有连通通道的调压阀体作用于与所述调压阀体接合的活塞，通过使作用于所述活塞部的流体的压力所产生的载荷与向调压室的相反侧作用于活塞部的因调压弹簧而产生的载荷相平衡，使所述阀座座体与调压阀体的开口面积变化，来控制所述调压室的流体压力，由此从取出口取出已调整为所需的压力的流体，其特征在于，形成所述活塞调压阀的调压阀体和活塞部分体形成，其中，所述调压阀体与所述阀座座体紧密接触，所述活塞部以包围所述调压阀体的外周的方式而形成并使所述调压弹簧发挥作用，在使从所述导入口插入通道中的所述调压阀体和从所述取出口插入通道中的活塞部在期望的轴线方向位置相互嵌合后，通过压入或焊接中的至少一种方式将所述调压阀体与所述活塞部固定。
根据本发明，因为能够在组装时将调压弹簧设置在指定载荷位置，所以能够防止因调压弹簧的载荷所作用的阀座座体保持构件、阀座座体、活塞调压阀、主体部的各尺寸公差以及调压弹簧的设置点的载荷偏差而产生制品间的个体差异生，从而能够保证均一的品质。
特别是，在本发明中，在使从所述导入口插入通道中的所述调压阀体和从所述取出口插入通道中的活塞部在期望的轴线方向位置相互嵌合时，对弹簧载荷进行监测，在变为指定载荷的状态下将所述调压阀体与所述活塞部固定，由此能够容易且可靠地使调压弹簧设置在指定载荷位置。
而且，在本发明中，所述阀座座体的直径与高压燃料气密密封件的直径相同，所述高压燃料气密密封件插嵌在与所述阀座座体相对配置的所述通道的内周面和所述调压阀体的外周之间，因此能够将施加在调压阀体上的来自导入口侧的高压流体的压力载荷抵消，从而能够稳定取出口侧压力。
此外，在所述调压阀体的阀座座体侧的内周前端形成为朝向前端方向张开的锥形时，所述阀座座体隔着由具有弹性的高分子材料形成的缓冲件，以能够在所述通道的轴线方向上滑动的方式，设置于在所述阀座座体保持构件上形成的凹部中，使得调压阀体与阀座座体能够均匀地接触，在此情况下，能够在封闭时使阀座座体与调压阀体可靠地紧密接触并使其封闭。
发明的效果
根据本发明，能够消除因个体差异而产生的偏差，并能够在封闭时使阀座座体与调压阀体可靠地紧密接触并使其封闭。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式在闭阀时的剖视图。
图2是示出图1所示的实施方式在开阀时的剖视图。
图3是示出将图1所示的实施方式的在闭阀时的活塞调压阀部分放大的剖视图。
图4是示出将图1所示的实施方式在闭阀时的阀座部分进一步放大的剖视图。
图5是示出现有例子的实施方式在闭阀时的剖视图。
图6是示出图5所示的现有例子在开阀时的剖视图。
图7是示出将图5所示的现有例子在闭阀时的活塞调压阀部分放大的剖视图。
图8是示出将图5所示的现有例子在闭阀时的阀座部分进一步放大的剖视图。
附图标记说明
1主体部、2通道、3阀座、4调压室、5调压阀体、6活塞部、7活塞调压阀、8调压弹簧、21导入口、22取出口、23入口盖、24出口盖、31阀座座体、32通孔、33阀座座体保持构件、51前端面、52连通通道、61大气室、62连结孔、91高压燃料气密密封件、92密封构件、93缓冲件
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1至图4是示出本发明的优选实施方式的剖视图，整体的结构与所述图5至图8所示的现有例子几乎相同，因而省略对这些部分的详细说明。另外，对与所述现有例子相同结构的部分标注相同的附图标记来进行说明。
另外，尤其与所述现有例子不同的点，首先是，形成活塞调压阀7的圆筒状的调压阀体5与由圆筒体构成的活塞部6分体形成，其中，所述调压阀体5与阀座座体31紧密接触，活塞部6以包围该调压阀体5的外周的方式形成，且使调压弹簧8发挥作用。
本实施方式优选分体形成的形成所述活塞调压阀7的调压阀体5以及以包围所述调压阀体5的外周的方式形成的活塞部6被形成为能够以紧密接触的状态插入能够压接的孔径中。并且，优选，在组装时，将与活塞部6分离的所述调压阀体5从导入口21插入通道2中，将活塞部6从取出口22插入通道2中，通过在通道2内的轴线方向上的规定位置相互嵌合，而能够将两者临时固定。
而且，在本实施方式中，呈圆筒状且内部具有连通通道52的所述调压阀体5的与阀座座体31接触的接触侧前端呈朝向前端张大的锥形，相反侧的前端形成通过所述活塞部6的中央部的连结孔62能够接合的形状，外周部隔着高压燃料气密密封件91被主体部1引导。另外，活塞部6的外周部隔着密封构件92被主体部1引导。
尤其，在本实施方式中，调压阀体5的与阀座座体31接触的接触部的座体直径(Ds)与设置在调压阀体5的外周部的高压燃料气密密封件91与调压阀体5间的座体直径(Db)相同。
而且，另外，形成阀座3的阀座座体保持构件33，隔着缓冲件93，被夹在入口盖23与主体部1内部的阶梯11之间，且仅通过所述缓冲件93的弹性力而被半固定，从而阀座3的阀座座体保持构件33能够在与轴垂直的方向上滑动，其中，所述缓冲件93位于燃料气密保持用的入口盖23与阀座座体保持构件33之间，且由使用了例如滑动性高且具有弹性的高分子材料的O型圈构成。
以上的本实施方式，基本上整体的结构以及减压的方法与所述图5至图8所示的现有例子几乎相同，但形成所述活塞调压阀7的圆筒状的调压阀体5以及由圆筒体构成的活塞部6分体形成，其中，所述调压阀体5与阀座座体31紧密接触，所述活塞部6以包围该调压阀体5的外周的方式形成且使调压弹簧8发挥作用，在组装时，使从导入口21插入通道2中的调压阀体5与从取出口22插入通道2中的活塞部6在期望的轴线方向位置相互嵌合，在调压弹簧8的载荷变为指定载荷的位置通过例如焊接等方式将调压阀体5和活塞部6固定，从而构成活塞调压阀7。
因此，即使存在作为相关部件的阀座座体保持构件33、阀座座体31、活塞部6、调压阀体5、主体部1的各尺寸以及调压弹簧8的载荷偏差等，也能够设定为规定载荷，并能够尽可能地减小制品间的个体差异。
而且，如图3以及图4所示，对于作用于活塞调压阀7的各载荷，若将燃料入口压力设定为Pin，将调压弹簧8向打开方向对调压阀体5施加的载荷设定为Fsp，将燃料出口压力设定为Pout，将调压阀体5的连通通道52的内径设定为D，将活塞部6的受压直径设定为Dp，则活塞调压阀7所负载的载荷的平衡式与所述公式(1)相同，若进一步整理则与所述公式(2)相同。
其中，因为Ds≈Db，所以进一步整理上述公式(1)以及公式(2)并成为以下的公式(3)。
[式3]
因此，能够抵消对活塞调压阀7施加的燃料入口压力(Pin)的载荷，另外，在本实施方式中，形成所述阀座3的阀座座体31的直径与高压燃料气密密封件91的直径相同，其中，所述高压燃料气密密封件91插嵌在与阀座座体31相对配置的通道2的内周面与所述调压阀体5的外周之间，从而能够将施加在调压阀体5上的来自导入口21侧的高压流体的压力载荷抵消，由此能够稳定取出口侧22的减压压力。
此外，调压阀体5的阀座座体31侧的内周前端形成为朝向前端方向张开的锥形，且阀座座体31隔着通过例如弹性件而形成的气密构件，以能够在通道2的轴线方向上滑动的方式设置于在阀座座体保持构件33上形成的凹部中。
因此，在将阀座座体31与调压阀体5的连通通道关闭来切断燃料时，保持阀座座体31的阀座座体保持构件33与阀座座体31和调压阀体5接触的接触部联动，而滑动移动，以此确保调压阀体5与阀座座体31同轴，使阀座座体31与调压阀体5的接触面均匀，从而使开阀时的开口面积均匀，由此在封闭时能够使调压阀体5与阀座座体31可靠地紧密接触并进行封闭。而且，与调压阀体5的阀座座体31侧的内周前端形成为朝向前端方向张开的锥形配合，能够自动得到防止阀泄漏，稳定调压性能，抑制制品间偏差的效果。
特别是，在本实施方式中，在组装时能够一边测定调压弹簧8的载荷一边在指定载荷位置固定调压阀体5和活塞部6，通常通过焊接等固定，但是，在调压阀体5与活塞部6能够相互压接并嵌合的情况下，只要使用的流体的压力不是高压，就能够在以压入状态嵌合的临时固定的状态下确保强度和气密性，通过取消焊接处理来降低成本。

Claims (5)

1.一种调节器，
在主体部上贯穿形成的筒状的通道中，将一侧的开口端设定为高压流体的导入口，将另一侧的开口端设定为减压流体的取出口，
在所述通道中的所述导入口的内侧隔着阀座配置有调压室，所述阀座具有阀座座体保持构件，在所述阀座座体保持构件的内侧具有阀座座体且在所述阀座座体保持构件上形成有在所述通道的轴线方向上贯通的通孔，
在所述通道的所述调压室与所述取出口之间，活塞调压阀能够在所述通道的轴线方向上滑动，其中，所述活塞调压阀具有调压阀体和活塞部，所述调压阀体具有能够与所述阀座座体紧密接触的前端面且具有两端开放的筒状的连通通道，所述活塞部以包围所述调压阀体的所述通道的取出口侧的外周的方式而形成，
并且，所述活塞调压阀在所述活塞部的周围被调压弹簧向所述通道的取出口方向施力，所述调压弹簧设置在与所述调压室同轴并排设置的大气室内并具有规定载荷，
从所述导入口导入的高压流体，经由形成在所述阀座的阀座座体保持构件中的通孔，被导入阀座座体和以面对所述阀座座体的方式设置的调压室内，并流过形成有连通通道的调压阀体作用于与所述调压阀体接合的活塞，通过使作用于所述活塞部的流体的压力所产生的载荷与向调压室的相反侧作用于活塞部的因调压弹簧而产生的载荷相平衡，使所述阀座座体与调压阀体的开口面积变化，来控制所述调压室的流体压力，由此从取出口取出已调整为所需的压力的流体，其特征在于，
形成所述活塞调压阀的调压阀体和活塞部分体形成，其中，所述调压阀体与所述阀座座体紧密接触，所述活塞部以包围所述调压阀体的外周的方式而形成并使所述调压弹簧发挥作用，
在使从所述导入口插入通道中的所述调压阀体和从所述取出口插入通道中的活塞部在期望的轴线方向位置相互嵌合后，通过压入或焊接中的至少一种方式将所述调压阀体与所述活塞部固定。
2.根据权利要求1所述的调节器，其特征在于，
在使从所述导入口插入通道中的所述调压阀体和从所述取出口插入通道插入中的活塞部在期望的轴线方向位置相互嵌合时，对弹簧载荷进行监测，在变为指定载荷的状态下将所述调压阀体与所述活塞部固定。
3.根据权利要求1或2所述的调节器，其特征在于，
所述阀座座体的直径与高压燃料气密密封件的直径相同，所述高压燃料气密密封件插嵌在与所述阀座座体相对配置的所述通道的内周面和所述调压阀体的外周之间。
4.根据权利要求1至3任一项所述调节器，其特征在于，
所述调压阀体的阀座座体侧的内周前端形成为朝向前端方向张开的锥形。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的调节器，其特征在于，
所述阀座座体隔着由具有弹性的高分子材料形成的缓冲件，以能够在所述通道的轴线方向上滑动的方式，设置于在所述阀座座体保持构件上形成的凹部中，使得调压阀体与阀座座体能够均匀地接触。
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