JP2004116418A - ガス燃料用圧力レギュレータ - Google Patents

Abstract

【課題】バネ力及びダイヤフラムによって動作するレバーを用いてバルブを開閉動作する圧力レギュレータにおいて、レバーの回転動作を円滑にして、バルブ動作のヒステリシスをなくすとともに低い吸気負圧でバルブの開閉動作を可能とするガス燃料用圧力レギュレータを提供する。
【解決手段】ケース１０内に設けた１つ又は複数の圧力制御室（１７、１８、１９）と、各圧力制御室を形成する区画面に設けたダイヤフラム（２０，２１，２２）と、各圧力制御室に連通するガス流入側通路（１２、２８、３４）及びガス流出側通路（２８、３４、１３）と、各ダイヤフラムに連結され、ケースに設けた支軸２４、３０，３６廻りに回動してガス流入側通路を開閉する開閉バルブ（２３、３１、３９）と、この開閉バルブを開方向又は閉方向に付勢するケースに取付けられた付勢部材（２６、３２．３８）とを備え、付勢部材３８の付勢力の方向は前記支軸３６に対し直角方向である。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス燃料エンジンの燃料供給用圧力レギュレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＰＧ（液化石油ガス）や天然ガス等のガス燃料を使用するエンジンにおいては、高圧の燃料タンクからのガス燃料を圧力レギュレータで減圧し、これをミキサーで空気と混合してエンジンに供給する。このようなミキサーに接続する圧力レギュレータは例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
一方、従来よりレギュレータ内を複数室に分割し、各室にダイヤフラムとスプリングにより動作するバルブを備え、燃料圧力とエンジン吸気負圧及び各室内圧力に応じてガス燃料をエンジンに供給するレギュレータが用いられている。このような圧力レギュレータは、ガス連通路を開閉するバルブを有し、このバルブを駆動するために、スプリングにより一定方向に付勢されるとともにダイヤフラムに連結された支軸廻りに回転可能なレバーを備えている。
【０００４】
図８は、従来の圧力レギュレータのバルブ駆動用レバー部分の構成説明図である。
ダイヤフラム１０１に連結されたレバー１０２は支軸ピン１０３廻りに回転可能である。支軸ピン１０３は、レバー１０２の両側の屈曲片１０９の外側でケース１１０と一体に設けたボス１１１に支持される。レバー１０２の一方の端部にゴム製のバルブ１０４が固定される。このバルブ１０４が連通路１０５を開閉する。ダイヤフラム１０１の中心に連結部材１０６が固定される。連結部材１０６の端部の係止頭部１０６ａがレバー１０２のバルブと反対側の端部に設けた長孔１０７を挿通してレバー１０２と連結される。
【０００５】
レバー１０２のバルブ１０４側の端部に、このバルブ１０４に隣接してバネ受け片１０８が設けられる。バネ受け片１０８にコイルバネ１１２の端部が当接する。コイルバネ１１２は、ケース１１０に保持され、調整ネジ１１３によりバネ受け片１０８に対する付勢力（バネ力）を調整可能である。このコイルバネ１１２は、バネ受け片１０８を押圧してレバー１０２を支軸ピン１０３廻りに回転させ、バルブ１０４が連通路１０５を閉じる方向（（Ａ）で上側、（Ｃ）で下側）に付勢する。
【０００６】
このような構成の圧力レギュレータにおいて、入口（不図示）から燃料ガスを導入し、エンジンが始動してその吸気負圧がダイヤフラム１０１に作用すると、（Ｃ）図の連結部材１０６が下方に移動し、レバー１０２を支持ピン１０３廻りに回転させてバルブ１０４を吸気負圧に応じた開度だけ開く。これにより吸気負圧に応じた量のガス燃料が出口（負図示）からエンジンに供給される。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１３０２６４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の圧力レギュレータでは、コイルバネ１１２の付勢方向がレバー１０２の支軸ピン１０３に対し傾斜しているため、支軸ピン１０３に対し支軸方向に分力を生じてレバー１０２を片側（（Ｂ）図で下側）に移動させる力が作用する。したがって、レバー１０２の屈曲片１０９がボス１１１に押し付けられて摩擦力を発生し、レバー１０２の円滑な回転動作を阻害する。このため、バルブの開き始めの吸気負圧が高くなり、極低い吸気負圧での高精度の燃料供給制御ができなくなる。
【０００９】
また、ダイヤフラム１０１の変位に伴って連結部材１０６の係止頭部１０６ａでレバー１０２を挟持した状態で下方に押圧する際、レバー１０２の傾斜角度によって，連結部材１０６とレバー１０２との当接位置が片当り状態となって長孔１０７に沿ってずれるため、摩擦力が大きくなり円滑なレバーの動きを阻害する。このため、バルブ動作にヒステリシスを生じ、同じ吸気負圧でもバルブが開く方向の場合と閉じる方向の場合とで流量が変わり安定した燃料供給ができず運転感覚が低下する。
【００１０】
さらに、組立て誤差等により、バルブ１０４が連通路１０５の開口面に対し斜めに組立てられると、バルブ１０４の開閉位置がずれて精度の高い燃料制御ができず、低い吸気負圧でバルブを開くことができなくなる。
【００１１】
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、バネ力及びダイヤフラムによって動作する例えばレバーを介してバルブを支軸廻りに回動させて開閉動作する圧力レギュレータにおいて、レバーの回転動作を円滑にして、バルブ動作のヒステリシスをなくすとともに小さな圧力でダイヤフラムを動作させて、例えば低いエンジンの吸気負圧でバルブの開閉動作を可能とするガス燃料用圧力レギュレータの提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、高圧ガスの入口及び圧力制御されたガスの出口を有するケースと、このケース内に設けた１つ又は複数の圧力制御室と、各圧力制御室を形成する区画面に設けたダイヤフラムと、各圧力制御室に連通するガス流入側通路及びガス流出側通路と、前記ダイヤフラムに連結され、前記ケースに設けた支軸廻りに回動して前記ガス流入側通路を開閉する開閉バルブと、この開閉バルブを開方向又は閉方向に付勢する前記ケースに取付けられた付勢部材とを備え、前記付勢部材の付勢力の方向は前記支軸に対し直角方向であることを特徴とするガス燃料用圧力レギュレータを提供する。
【００１３】
この構成によれば、開閉バルブを一定方向に付勢する付勢部材（例えばバネ）の付勢力の方向が、この開閉バルブの回動支軸と直角な方向であるため、支軸に沿って開閉バルブを位置ずれさせる不要な分力は発生せず、付勢部材のもつ付勢力が有効にバルブ開閉動作に用いられる。したがってバルブ自体又はこれを保持する部材（例えばレバー）が支軸に沿って移動する方向の力が作用しなくなる。このため、バルブ自体又はその保持部材が支軸の一方の端部の支持部材側に偏ってこの支持部材に押圧されることがなくなり、円滑な回転動作ができ、ヒステリシスの抑制とともに、ダイヤフラムの両面に作用する圧力差が小さくても精度よくバルブ開閉動作が達成でき、高精度な燃料供給制御が可能になる。
【００１４】
好ましい構成例では、前記圧力制御室として第１〜第３室を有し、第１室は、第１ダイヤフラムを有するとともに、前記ガス流入側通路として高圧ガス源に連通する前記ケースの入口を有し、前記開閉バルブとして前記入口を開閉する第１バルブを有し、前記付勢部材として第１バネを有し、前記ガス流出側通路として第２室に連通する第１連通路を有し、第２室は、第２ダイヤフラムを有するとともに、前記ガス流入通路として前記第１連通路を有し、前記開閉バルブとして前記第１連通路を開閉する第２バルブを有し、前記付勢部材として第２バネを有し、前記ガス流出側通路として第３室に連通する第２通路を有し、第３室は、第３ダイヤフラムを有するとともに、前記ガス流入通路として前記第２連通路を有し、前記開閉バルブとして前記第２連通路を開閉する第３バルブを有し、前記付勢部材として第３バネを有し、前記ガス流出側通路としてエンジンに連通する前記ケースの出口を有し、前記第３バネの付勢方向が前記第３バルブの開閉動作の回動支軸と直角であることを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、それぞれダイヤフラム及びバネを有する第１〜第３室を備え、エンジンに連通する出口を有する第３室と第２室との間の連通路に設けた例えばバルブ開閉用レバーを、その回転支軸がこのレバーを押圧するバネの付勢方向と直交するように配置したため、支軸に対するバネの分力が発生せず、したがってレバーを支軸に沿って移動させようとする力が作用しなくなる。このため、レバーが支軸の一方の端部の支持部材側に偏ってこの支持部材に押圧されることがなくなり、円滑な回転動作ができ、ヒステリシスの抑制とともに、エンジン側からの低い吸気負圧で精度よくバルブ開閉動作が達成でき、高精度な燃料供給制御が可能になる。
【００１６】
さらに好ましい構成例では、前記第３バルブは、前記支軸に枢着されたレバーに設けられ、該レバーに対し前記第３ダイヤフラムを半球状の曲面を介して係合させたことを特徴としている。
【００１７】
この構成によれば、ダイヤフラムがレバーを押圧する際、半球状の曲面を介して押圧するため、レバーの角度にかかわらず一定の圧接力でレバーに沿って変位することができ、特にヒステリシスの低減に寄与する。
【００１８】
さらに好ましい構成例では、前記第３バルブは、自在回転可能な継手を介して前記レバーに取付けられたことを特徴としている。
【００１９】
この構成によれば、レバーの取付角度にかかわらずバルブが自在回転して最適状態で連通路を閉じることができ、バルブ動作の信頼性が高まるとともに低い吸気負圧においても安定した高精度のバルブ開閉動作が得られる。
【００２０】
好ましい適用例は、本発明の圧力レギュレータを吸気通路に接続したガス燃料エンジンである。
本発明の圧力レギュレータを介して燃料を供給することにより、燃料供給の流量ヒステリシスが抑制され安定した燃料供給できるとともに、低い吸気負圧で精度よくバルブ開閉動作が達成でき、高精度な燃料供給制御が可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るガス燃料エンジンの構成図である。
エンジン１の燃焼室２に臨んで点火プラグ３が備わる。燃焼室２に吸気通路４及び排気通路５が連通する。吸気通路４上にミキサー６が備わる。ミキサー６にエアクリーナ９を通して空気が導入されるとともに、圧力レギュレータ７を介して例えば２０ＭＰａのＣＮＧ（圧縮天然ガス）が充填された燃料タンク８が接続される。
【００２２】
図２は本発明に係る圧力レギュレータの外観構成図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は底面図である。
圧力レギュレータ７の上面（配設位置によっては底面）側のケース１０内に、ダイヤフラム室１１が形成され後述の第３ダイヤフラムが装着される。ダイヤフラム室１１の下側に、高圧燃料タンク側に接続される入口１２及びミキサー側に接続される出口１３が設けられる。１４、１５はそれぞれ別のダイヤフラム室を示し、その内部に後述の第１及び第２ダイヤフラムが装着される。１６は、後述の第３バネ調整ネジである。
【００２３】
図３は、本発明に係る圧力レギュレータの内部構成図である。
この圧力レギュレータ７は、ケース１０内に第１室１７、第２室１８及び第３室１９を有し、各室１７〜１９にそれぞれ第１ダイヤフラム２０、第２ダイヤフラム２１及び第３ダイヤフラム２２が装着され、各ダイヤフラム２０〜２２はそれぞれ各室１７〜１９の仕切りの一部（区画面）を構成する。
【００２４】
第１室１７は、高圧ガス源である燃料タンク８（図１）に連通する入口１２を有し、この入口１２を開閉する第１バルブ２３が備わる。第１バルブ２３は、回転支軸２４廻りに回転可能な第１レバー２５により駆動される。第１レバー２５は、第１ダイヤフラム２０及びその中心に作用する第１バネ２６により、第１室１７内の圧力に応じて回転駆動される。第１ダイヤフラム２０の外側にはポート２７を通して大気圧が作用する。第１バネ２６は、バルブ２３を開く方向に付勢する。
【００２５】
第１室１７と第２室１８は第１連通路２８を介して連通する。第１連通路２８は、第２室１８に設けた回転支軸３０廻りに回転可能な第２レバー２９により開閉される。第２レバー２９の一方の端部が、第１連通路２８を開閉する第２バルブ３１を構成する。第２レバー２９の他方の端部にトーションバネからなる第２バネ３２が係合する。第２バネ３２は、軸３３廻りに矢印方向に回転して第２レバー２９を第２バルブ３１が開く方向に付勢する。第２ダイヤフラム２１の両側にはそれぞれ第２室１８内の圧力及び第３室１９内の圧力が作用する。第２ダイヤフラム２１は、第２バネ３２とともに第２室１８内の圧力に応じて第２レバー２９を回転動作させて第２バルブ３１を開閉する。
【００２６】
第３室１９は、第２連通路３４を通して第２室１８と連通する。この第２連通路３４は、回転支軸３６廻りに回転可能な第３レバー３５により開閉される。第３レバー３５の端部に第２連通路３４を開閉する第３バルブ３９が設けられる。第３レバー３５にはバネ受け片３７が一体的に備わる。このバネ受け片３７に第３バネ３８が当接する。第３バネ３８は、ケース１０に設けた調整ネジ１６によりバネ力を調整可能である。この第３バネ３８は、バネ受け片３７を押圧して第３バルブ３９が閉じる方向に第３レバー３５を回転させる。
【００２７】
第３レバー３５のバルブ３９と反対側の端部は、連結部材４０を介して第３ダイヤフラム２２の中心に連結される。この第３ダイヤフラム２２の一方の側に出口１３を介してエンジン側の吸気負圧が作用し、他方の側にポート４１を介して大気圧が作用する。この第３ダイヤフラム２２は、第３バネ３８とともに第３室１９内の圧力に応じて第３レバー３５を回転動作させて第３バルブ３９を開閉する。
【００２８】
図３の状態は、圧力レギュレータ７の入口１２に連通する不図示の燃料供給管のバルブ（不図示）が閉じられて燃料が供給されていない状態で、エンジンの始動前の状態である。したがって、第１室１７、第２室１８及び第３室１９は、ともに大気圧状態であって、第１〜第３ダイヤフラム２０，２１．２２の両側は同圧となる。したがって、第１バルブ２３は第１バネ２６によって開かれ、第２バルブ３１は第２バネ３２によって開かれる。また、第３バルブ３９は第３バネ３８によって閉じられる。
【００２９】
図４は、図３の状態からガス燃料を導入した状態で且つエンジン始動前の状態である。
この状態では、入口１２から高圧のガス燃料が導入されるため、第１室１７及び第２室１８が高圧になる。したがって、第１室１７では、第１ダイヤフラム２０が第１バネ２６に抗して上昇し、第１レバー２５を回転させて第１バルブ２３を閉じる。これにより、ガス燃料はレギュレータ７の入口１２で停止され内部には流入されない状態になる。
【００３０】
第２室１８では、室内の圧力が高くなるため第２ダイヤフラム２１が第２バネ３２に抗して第２レバー２９を回転させて第２バルブ３１を閉じる。また、第３室１９は、エンジン始動前であって大気圧のため、第３ダイヤフラム２２に作用する力はダイヤフラム両側がいずれも大気圧で変わらないため、第３バルブ３９は閉じたままである。
【００３１】
この状態からエンジンが始動すると、出口１３を通してエンジンの吸気負圧が第３室１９に作用する。これにより、第３ダイヤフラム２２が連結部材４０を介して第３レバー３５を押上げ、回転支軸３６廻りに半時計方向に回転させる。これにより、第３バルブ３９が開いて第２室１８に吸気負圧が作用する。これにより、高圧だったとき（図４）の第２ダイヤフラム２１による第２バルブ３１を閉じる方向の力が弱まり、第２バネ３２により第２バルブ３１が開く。これにより、吸気負圧がさらに第１室１７に作用し、第１ダイヤフラム２０による第１バルブ２３を閉じる方向の力が弱まる。これにより第１バルブ２３が開いて入口１２からガス燃料が流入する。このガス燃料の流量は出口１３側に作用するエンジンの吸気負圧に対応する。これにより、エンジン負荷に応じた吸気負圧に対応してガス燃料を供給することができる。
【００３２】
図５は、上記実施形態における第３レバーの詳細構成説明図である。
第３レバー３５の回転支軸３６は、例えばピアノ線その他鋼製の線材等からなるピン状の軸部材（ピン支軸）である。この回転支軸３６はその両端でケース１０と一体のボス４２に支持される。第３レバー３５は、これと一体のバネ受け片３７を有し、その端部にバネ受け突起４３が備わる。このバネ受け突起４３はそのバネ受け側の端部が半球状の凸曲面である。このバネ受け突起４３に対し、第３バネ３８の端部に設けた押圧係止部材４４の半球状凹部が被さって係合する。このような半球状の曲面同士の接触を介して第３バネ３８が第３レバー３５のバネ受け片３７を押圧する。これにより、第３レバー３５が傾いた場合であっても、傾きに追従して第３バネ３８が確実にバネ受け片３７を押圧してバネ力を有効に付勢方向に付与できる。
【００３３】
本実施形態では、（Ｂ）に示すように、回転支軸３６の軸方向に対し、第３バネ３８の付勢方向が直交するように各部材が配設される。これにより、第３バネ３８のバネ力は全て有効に第３レバー３５を回転支軸３６廻りに回転するために用いられ、従来（図８）のように回転支軸方向に沿ってレバーをずらせるような分力は発生しない。これにより、第３レバー３５の回転に対する摩擦抵抗力を低減して小さな吸気負圧により高感度で第３バルブ３９を動作させることができ、低負荷時における高精度な燃料供給制御が達成される。
【００３４】
第３ダイヤフラム２２の中心に設けた連結部材４０は、その先端が半球状の凸曲面４０ａである。この半球状凸曲面４０ａが第３レバー３５に形成した半球状凹部４５内に係入して曲面同士の接触を介して連結部材４０が第３レバー３５を第３室１９内の負圧状態に応じて押圧する。これにより、第３レバー３５の傾斜角度が変わっても、ほぼ一定の圧接力で第３レバーを押圧することができ、安定した滑らかなレバー回転動作が得られ、低い吸気負圧でのバルブ動作を可能とするとともに、特にヒステリシス抑制の効果を高めることができる。
【００３５】
なお、連結部材４０は、図では押圧時にのみ第３レバー３５に当接してこれを下降（（Ｃ）図）させるが、上昇動作についても適当な手段（結合手段や復帰バネ等）で連結又は係合状態に保持しておくことが望ましい。
【００３６】
第３ダイヤフラム２２の厚さについてみると、前記第１及び第２ダイヤフラム２０，２２とともに、各ダイヤフラム２０〜２２の厚さは、従来０．２３ｍｍ程度であったものを０．１５ｍｍ程度まで薄型化している。
【００３７】
ダイヤフラムは、布材に軟化したゴム材を練り込み、これを成型し加硫することにより形成される。このダイヤフラムは通常円形であり、例えば図５（Ｃ）の第３ダイヤフラム２２のように、その周縁部をケース１０の本体１０ａとその蓋１０ｂとの間に挟んでガスケット５０でシールして固定される。本発明では、このダイヤフラムの受圧部分の厚さを従来に比べ薄くして、約０．１５ｍｍ〜０．２ｍｍである。この場合、０．１５ｍｍより薄くすることは製造上困難であり又できたとしても強度上好ましくない。また、０．２ｍｍより厚くすると感度が鈍くなり、低い吸気負圧の微妙な変化に追従できなくなる。
【００３８】
なお、ダイヤフラムの周縁部を厚く形成して、厚くなった周縁部をケース本体１０ａと蓋１０ｂとの間に挟んで固定し、ガスケット５０を省略してもよい。
【００３９】
図６は、第３レバーの別の例の構成説明図である。
この例では、第３レバー４６（図３〜５の第３レバー３５に相当）は、その端部に折返し片４６ａが形成される。この折返し片４６ａに、一方の端部が拡大された長孔４７が形成される。第３ダイヤフラム２２の中心に固定された連結部材４０の端部に拡大した連結頭部４０ａが設けられる。この連結頭部４０ａは、半球状の凸曲面を先端部側に有する。この連結頭部４０ａは、第３レバー４６の長孔４７の拡大された端部を通してこの長孔４７に挿入し、横にずらせてこの長孔４７に係止する。第３室１９に吸気負圧が作用して第３ダイヤフラム２２が変位すると、（Ｃ）に示すように、連結頭部４０ａが第３レバー４６を押圧してこれを回転支軸３６廻りに回転させる。このとき、連結頭部４０ａの半球状凸曲面が第３レバーに当接して押圧するため、第３レバー４６の傾斜角度が変わっても、ほぼ一定の圧接力で第３レバーを押圧することができ、安定した滑らかなレバー回転動作が得られ、低い吸気負圧でのバルブ動作を可能とするとともに、特にヒステリシス抑制の効果を高めることができる。
【００４０】
吸気負圧が小さくなって第３ダイヤフラム２２が戻る場合には、このダイヤフラムに固定された連結部材４０の拡大径の連結頭部４０ａが、第３レバー４６の長孔４６ａに挿入されて係止しているため、ダイヤフラムの動作に伴いこの連結部材４０が第３レバー４６を引き戻す。これにより、吸気負圧に応じて、円滑なレバー回転動作が得られ、吸気負圧に対する応答感度の向上及びヒステリシス低減の効果が得られる。
【００４１】
また、この実施形態の例においては、第３バルブ３９が自在継手４８を介して第３レバー４６の下面側に取付けられる。第３バルブ３９は金属等の剛性の大きい材料で形成する。第２連通路３４の端部の内縁に弾性シール材４９が装着される。この自在継手４８は、例えば、レバー端部に突出する球状部材をバルブ側から摺動可能に包む構成である。これにより、第３バルブ３９が、第３レバー４６に対し全方向に傾斜可能に取付けられる。したがって、（Ｂ）に示すように、第３バルブ３９で第２連通路３４を閉じたときに、組立て誤差等により第３レバー４６が傾斜していても、その傾きを吸収して連通路開口面の周縁に対し均一な圧接力で第３バルブ３９を押圧してシール材４９を介して閉状態とすることができる。これにより、シール性が向上して閉状態の信頼性が高まるとともに、微妙な吸気負圧の変化に応じて第３レバー４６が回転したときに、レバー動作に高感度で対応して開閉動作させることができ、低い吸気負圧でバルブ開閉動作を確実に行うことができる。その他の構成及び作用効果は、前記図５の実施形態と同様である。
【００４２】
図７は、吸気負圧に対する第３バルブのバルブ特性のグラフである。横軸は吸気負圧、縦軸は流量を示す。×印は従来のバルブを示し、△印は第３レバーを押圧する連結部材の押圧面を凸曲面とした一部改良型のバルブを示し、○印は第３バネを第３レバー支軸に直交させるとともに第３レバーを押圧する連結部材の押圧面を凸曲面とした本発明のバルブを示すグラフである。すなわち、上記本発明の実施形態で説明した改良点
【００４３】
▲１▼：第３バネ３８端部の曲面受け構造（図５のバネ受け突起４３）、
▲２▼：支軸ピン３６と第３バネ３８の直交配置構造（図５）、
▲３▼：第３レバー４６の折返し片４６ａと、この折返し片４６ａに係止する連結頭部４０ａの半球状曲面でレバーを押圧する構造（図６）、
▲４▼：第３バルブ３９を自在継手４８を介して取付けた構造（図６）、
▲５▼：ダイヤフラムを薄くした構造、
のうち△印は▲１▼、▲３▼及び▲５▼の改良を行なったものであり、○印は▲１▼〜▲５▼の全ての改良を行なったものである。
【００４４】
グラフから分るように、従来のバルブ（×印）ではバルブ開の立上り位置（バルブが開き始める吸気負圧の位置）が高く、ほぼ１０ｍｍＡｑにならないと反応しない。また、ヒステリシスが大きく、開き方向の流量と閉じる方向の流量との間に大きな差が生じている。これに対し、一部改良型のバルブ（△印）では、ヒステリシスが改善されている。さらに本発明のバルブ（○印）ではバルブの開き始め位置の吸気負圧が低くなってほぼ２〜３ｍｍＡｑで開くとともにヒステリシスが改善され、開き方向の流量と閉じる方向の流量との間にほとんど差が生じていない。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、開閉バルブを一定方向に付勢する付勢部材（例えばバネ）の付勢力の方向が、この開閉バルブの回動支軸と直角な方向であるため、支軸に沿って開閉バルブを位置ずれさせる不要な分力は発生せず、付勢部材のもつ付勢力が有効にバルブ開閉動作に用いられる。したがってバルブ自体又はこれを保持する部材（例えばレバー）が支軸に沿って移動する方向の力が作用しなくなる。このため、バルブ自体又はその保持部材が支軸の一方の端部の支持部材側に偏ってこの支持部材に押圧されることがなくなり、円滑な回転動作ができ、ヒステリシスの抑制とともに、ダイヤフラムの両面に作用する圧力差が小さくても精度よくバルブ開閉動作が達成でき、高精度な燃料供給制御が可能になる。
【００４６】
また、それぞれダイヤフラム及びバネを有する第１〜第３室を備え、エンジンに連通する出口を有する第３室と第２室との間の連通路に設けた例えばバルブ開閉用レバーを、その回転支軸がこのレバーを押圧するバネの付勢方向と直交するように配置した構成とすれば、支軸に対するバネの分力が発生せず、したがってレバーを支軸に沿って移動させようとする力が作用しなくなる。このため、レバーが支軸の一方の端部の支持部材側に偏ってこの支持部材に押圧されることがなくなり、円滑な回転動作ができ、ヒステリシスの抑制とともに、エンジン側からの低い吸気負圧で精度よくバルブ開閉動作が達成でき、高精度な燃料供給制御が可能になる。
【００４７】
すなわち、それぞれダイヤフラム及びバネを有する第１〜第３室を備え、エンジンに連通する出口を有する第３室と第２室との間の連通路（実施例の第２連通路３４）に設けたバルブ開閉用レバー（実施例の第３レバー３５，４６）を、その回転支軸３６がこのレバーを押圧するバネ（実施例の第３バネ３８）の付勢方向と直交するように配置することにより、支軸３６に対するバネ３８の分力が発生せず、したがってレバー３５，４６を支軸３６に沿って移動させようとする力が作用しなくなり、レバーが支軸の一方の端部の支持部材に対し押圧されることがなくなり、円滑な回転動作ができ、ヒステリシスの抑制とともに、エンジンからの低い吸気負圧でバルブ開閉動作が達成でき、高精度な燃料供給制御が可能になる。
【００４８】
また、前記レバーと第３ダイヤフラムとを半球状の曲面を介して係合させた構成とすれば、ダイヤフラムがレバーを押圧する際、半球状の曲面を介して押圧するため、レバーの角度にかかわらず一定の圧接力でレバーに沿って変位することができ、特にヒステリシスの低減に寄与する。
【００４９】
さらに、前記第３バルブは、自在回転可能な継手を介して前記レバー（第３レバー）に取付けられた構成とすれば、レバーの取付角度にかかわらずバルブが自在回転して最適状態で連通路を閉じることができ、バルブ動作の信頼性が高まるとともに低い吸気負圧においても安定した高精度のバルブ開閉動作が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガス燃料エンジンの構成図。
【図２】圧力レギュレータの外観図。
【図３】本発明に係る圧力レギュレータのガス燃料を供給していない状態の内部構成図。
【図４】図３の圧力レギュレータにガス燃料を供給した状態の内部構成図。
【図５】本発明に係るバルブ駆動用レバーの詳細構成説明図。
【図６】本発明に係るバルブ駆動用レバーの別の例の詳細構成説明図。
【図７】吸気負圧に対するバルブ特性のグラフ。
【図８】従来の圧力レギュレータの要部構成図。
【符号の説明】
１：エンジン、２：燃焼室、３：点火プラグ、４：吸気通路、５：排気通路、
６：ミキサー、７：圧力レギュレータ、８：燃料タンク、９：エアクリーナ、
１０：ケース、１１：ダイヤフラム室、１２：入口、１３：出口、
１４，１５：ダイヤフラム室、１６：第３バネ調整ネジ、１７：第１室、
１８：第２室、１９：第３室、２０：第１ダイヤフラム、
２１：第２ダイヤフラム、２２：第３ダイヤフラム、２３：第１バルブ、
２４：回転支軸、２５：第１レバー、２６：第１バネ、２７：ポート、
２８：第１連通路、２９：第２レバー、３０：回転支軸、３１：第２バルブ、
３２：第２バネ、３３：軸、３４：第２連通路、３５：第３レバー、
３６：回転支軸、３７：バネ受け片、３８：第３バネ、３９：第３バルブ、
４０：連結部材、４０ａ：凸曲面、４１：ポート、４２：ボス、
４３：バネ受け突起、４４：押圧係止部材、４５：半球状凹部、
４６：第３レバー、４５ａ：折返し片、４７：長孔、４８：自在継手、
４９：シール材、５０：ガスケット、
１０１：ダイヤフラム、１０２：レバー、１０３：支軸ピン、１０４：バルブ、１０５：連通路、１０６：連結部材、１０６ａ：係止頭部、１０７：長孔、
１０８：バネ受け片、１０９：屈曲片、１１０：ケース、１１１：ボス。

Claims (5)

1. 高圧ガスの入口及び圧力制御されたガスの出口を有するケースと、
   このケース内に設けた１つ又は複数の圧力制御室と、
   各圧力制御室を形成する区画面に設けたダイヤフラムと、
   各圧力制御室に連通するガス流入側通路及びガス流出側通路と、
   前記ダイヤフラムに連結され、前記ケースに設けた支軸廻りに回動して前記ガス流入側通路を開閉する開閉バルブと、
   この開閉バルブを開方向又は閉方向に付勢する前記ケースに取付けられた付勢部材とを備え、
   前記付勢部材の付勢力の方向は前記支軸に対し直角方向であることを特徴とするガス燃料用圧力レギュレータ。
2. 前記圧力制御室として第１〜第３室を有し、
   第１室は、第１ダイヤフラムを有するとともに、前記ガス流入側通路として高圧ガス源に連通する前記ケースの入口を有し、前記開閉バルブとして前記入口を開閉する第１バルブを有し、前記付勢部材として第１バネを有し、前記ガス流出側通路として第２室に連通する第１連通路を有し、
   第２室は、第２ダイヤフラムを有するとともに、前記ガス流入通路として前記第１連通路を有し、前記開閉バルブとして前記第１連通路を開閉する第２バルブを有し、前記付勢部材として第２バネを有し、前記ガス流出側通路として第３室に連通する第２通路を有し、
   第３室は、第３ダイヤフラムを有するとともに、前記ガス流入通路として前記第２連通路を有し、前記開閉バルブとして前記第２連通路を開閉する第３バルブを有し、前記付勢部材として第３バネを有し、前記ガス流出側通路としてエンジンに連通する前記ケースの出口を有し、
   前記第３バネの付勢方向が前記第３バルブの開閉動作の回動支軸と直角であることを特徴とする請求項１に記載のガス燃料用圧力レギュレータ。
3. 前記第３バルブは、前記支軸に枢着されたレバーに設けられ、該レバーに対し前記第３ダイヤフラムを半球状の曲面を介して係合させたことを特徴とする請求項２に記載のガス燃料用圧力レギュレータ。
4. 前記第３バルブは、自在回転可能な継手を介して前記レバーに取付けられたことを特徴とする請求項３に記載のガス燃料用圧力レギュレータ。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の圧力レギュレータを吸気通路に接続したことを特徴とするガス燃料エンジン。

Images