JP2004185122A - Diaphragm type actuator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the reduction in durable reliability of a diaphragm by the oil mist contained in a gas introduced into a pressure chamber in a diaphragm type actuator in which the peripheral part of the rubber-made diaphragm facing one side of the pressure chamber for introducing the gas containing the oil mist is nipped by a support case, and the diaphragm is spring-energized to the side of contracting the capacity of the pressure chamber. <P>SOLUTION: A diamond-like carbon layer 134 is formed on the surface of a portion facing at least the pressure chamber 94 of the diaphragm 93. Even if the gas introduced to the pressure chamber contains the oil mist, the swelling and softening of the diaphragm can be suppressed to improve the durable reliability. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイヤフラム式アクチュエータに関し、特に、オイルミストを含むガスが導入される圧力室に一面を臨ませるゴム製のダイヤフラムの周縁部が支持ケースに挟持され、前記ダイヤフラムが前記圧力室の容積を収縮する側にばね付勢されるダイヤフラム式アクチュエータの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
圧縮天然ガスを減圧する減圧弁にダイヤフラム式アクチュエータを用いたものが、たとえば下記特許文献1等で既に知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−270716号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような減圧弁にあっては圧縮機で圧縮された天然ガスが圧力室に導入されるのであるが、前記圧縮機内のオイルが混入することに起因して圧縮天然ガス中にオイルミストが含まれる可能性があり、そのオイルがダイヤフラムに付着すると、ゴム製のダイヤフラムが膨潤・軟化してしまい、隔壁機能を損なって作動不良となる可能性がある。
【0005】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、圧力室に導入されるガス中のオイルミストによってダイヤフラムの耐久信頼性が低下することを防止するようにしたダイヤフラム式アクチュエータを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、オイルミストを含むガスが導入される圧力室に一面を臨ませるゴム製のダイヤフラムの周縁部が支持ケースに挟持され、前記ダイヤフラムが前記圧力室の容積を収縮する側にばね付勢されるダイヤフラム式アクチュエータにおいて、前記ダイヤフラムの少なくとも前記圧力室に臨む部分の表面に、ダイヤモンド・ライク・カーボン層が形成されることを特徴とする。
【0007】
このような構成によれば、ダイヤモンド・ライク・カーボン層は、ダイヤモンドに類似したカーボン薄膜であって優れた耐油性を発揮するものであるので、圧力室に導入されるガスがオイルミストを含んでいてもダイヤフラムの膨潤・軟化を抑制して、耐久信頼性の向上を図ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【0009】
図1〜図8は本発明の一実施例を示すものであり、図1は燃料ガス供給装置の構成を概略的に示す図、図2は一次減圧弁の縦断面図、図3は一次減圧弁が備えるリーフばねの平面図、図4は図3の4ー4線断面図、図5は図2の要部拡大図、図6はダイヤフラムの膨潤率を従来のものと対比して示す図、図7はダイヤフラムの硬度変化率を従来のものと対比して示す図、図8はダイヤフラムの強度変化率を従来のものと対比して示す図である。
【0010】
先ず図1において、圧縮天然ガス(Compressed Natural Gas:以下、CNGと言う)が、1または複数のCNGタンク20…にたとえば25〜1MPaの高圧で貯溜されており、それらのCNGタンク20…がそれぞれ備える容器遮断弁21…が、充填口22に逆止弁23を介して共通に接続されるとともに、手動遮断弁24に共通に接続され、各容器遮断弁21…および手動遮断弁24間の管路25には、圧力センサ26および温度センサ27が付設される。
【0011】
容器遮断弁21…および手動遮断弁24の開弁時に前記CNGタンク20…からのCNGは、CNGタンク20…へのコンプレッサによるCNGの充填時に混入する可能性のあるオイルを除去するためのオイルフィルタ29を備える高圧管路28を介してレギュレータRAに導かれ、該レギュレータRAでたとえば0.6〜0.7MPaに減圧されたCNGが、低圧フィルタ30を経て二次減圧弁31に導かれ、二次減圧弁31でたとえば0.2〜0.3MPaに減圧されたCNGが、エンジンEのインジェクタ32に管路33を介して導かれ、管路33には、温度センサ34および圧力センサ35が付設される。
【0012】
レギュレータRAは、温水通路37を有する共通のレギュレータボディ38に、高圧フィルタ39、電磁遮断弁40および一次減圧弁41が配設されて成るものであり、圧力スイッチ42が該レギュレータRAに付設される。
【0013】
高圧フィルタ39は、手動遮断弁24から高圧管路28を介して導かれるCNGに含まれる不純物を除去するものである。また一次減圧弁41は、高圧フィルタ39で不純物が除去された25〜1MPaの高圧のCNGを、たとえば0.6〜0.7MPaに減圧するように作動し、電磁遮断弁40は、エンジンEの運転停止時や圧力スイッチ42からの信号出力に伴って遮断すべく高圧フィルタ39および一次減圧弁41間に介設される。さらに圧力スイッチ42は、一次減圧弁41で減圧されたCNGが、たとえば予め設定された設定圧たとえば1.65MPa以上となるのに応じてスイッチング態様を変化させ、前記電磁遮断弁40を遮断させる信号を出力する。
【0014】
レギュレータボディ38の温水通路37には、一次減圧弁41での減圧作用に伴ってレギュレータボディ38の温度が低下し過ぎないようにするために、エンジンEからエンジン冷却水が導入されるのであるが、レギュレータボディ38とは別に配置されたサーモスタット43が、温水通路37を流通するエンジン冷却水がたとえば70℃を超えたときに閉弁するようにしてレギュレータボディ38の温度が上昇しすぎないようにする。
【0015】
図2において、一次減圧弁41は、ダイヤフラム式アクチュエータAと、該ダイヤフラム式アクチュエータAで駆動される弁部Vとで構成される。ダイヤフラム式アクチュエータAは、支持ケース90で周縁部が挟持されるゴム製のダイヤフラム93と、支持ケース90およびダイヤフラム93間に介装されるコイルばね116と、一部を支持ケース90に摺接させるようにしてダイヤフラム93の中央部に保持されるリーフばね132とを備える。また弁部Vは、レギュレータボディ38に固定される弁座部材98と、該弁座部材98に着座可能な弁体106と、弁体106を弁座部材98の弁座105に着座させる方向に付勢するばね112とを備える。
【0016】
支持ケース90は、アルミニウム合金から成るレギュレータボディ38と、該レギュレータボディ38の一端面50に複数のボルト92…で締結されるアルミニウム合金製のカバー91とで構成されるものであり、レギュレータボディ38の一端面50と、円筒部91aを有するカバー91との間にゴム製のダイヤフラム93の周縁部が挟持される。
【0017】
レギュレータボディ38の一端面50には、ダイヤフラム93の一面との間に圧力室としての減圧室94を形成する凹部95が設けられており、レギュレータボディ38には、減圧室94の中心部に一端を開口せしめる取付け孔97が設けられる。この取付け孔97は、凹部95の閉塞端中央部に一端を開口する第1孔部97aと、第1孔部97aよりも小径にして第1孔部97aの他端に一端が同軸に連なる第2孔部97bと、第2孔部97bよりも小径にして第2孔部97bの他端に一端が同軸に連なる第3孔部97cと、第3孔部97cよりも小径にして第3孔部97cの他端に一端が同軸に連なる第4孔部97dとで構成され、一次減圧弁41の出力側の圧力を圧力スイッチ42で検出するための検出孔136が第4孔部97dに同軸に連なるようにしてレギュレータボディ38に設けられ、また電磁遮断弁40からCNGを導く通路80が第2孔部97bの内面に開口するようにしてレギュレータボディ38に設けられる。
【0018】
取付け孔97における第1孔部97aには、円筒状である弁座部材98が、第1および第2孔部97a,97b間の段部との間に環状のシール部材99を挟むようにして螺合される。すなわち取付け孔97における第1孔部97aの一端側内面には雌ねじ100が刻設されており、該雌ねじ100に弁座部材98が螺合される。
【0019】
弁座部材98の減圧室94側の端面には、取付け孔97の軸線に直交する平面内で弁座部材98の半径方向に延びる複数たとえば4つの溝101…を相互間に形成する複数たとえば4つの突部102…が突設されており、それらの溝101…は十字状に配置される。而して弁座部材98の雌ねじ100への螺合時には、十字状に配置された溝101…に図示しない工具を係合して弁座部材98を回転操作することが可能であり、弁座部材98をレギュレータボディ38に容易に取付けることができる。
【0020】
弁座部材98と、取付け孔97における第2および第3孔部97b,97c間の段部との間には前記通路80に通じる弁室103が形成される。また弁座部材98は、その減圧室94側の端部で半径方向内方に張出す内向き鍔98aを一体に備えるものであり、該内向き鍔98aの内周で減圧室94に通じる弁孔104が形成され、内向き鍔98aの内面には、前記弁孔104を中央部に開口させて弁室103に臨むテーパ状の弁座105が形成される。
【0021】
弁室103内には前記弁座105に着座可能な合成樹脂製の弁体106が収納され、該弁体106は、弁孔104と同軸に配置される弁軸107に固定される。
【0022】
弁体106は、テーパ状である弁座105に着座すべく該弁座105に対向する一端面をテーパ状にして円筒状に形成されるものであり、弁軸107が弁体106に弾発的に嵌合されることにより、弁軸107に固定される。しかも弁軸107の外面には、弁体106の内面に弾発的に接触するOリング108が装着されている。
【0023】
弁軸107の一端部は、取付け孔97における第3孔部97cの内面との間に介装せしめたOリング109により軸方向の移動を可能としてレギュレータボディ38に支承される。また弁体106の外面は、弁座部材98の内面にその周方向に等間隔をあけた複数箇所で摺接しており、それらの摺接部相互間で弁体106および弁座部材98間には弁軸107の軸方向に沿って延びる流通路110…が形成される。
【0024】
取付け孔97における第3および第4孔部97c,97d間の段部との間に前記Oリング109を保持するための保持板111が、第2および第3孔部97b,97c間の段部に当接されており、この保持板111と弁体106との間に、弁体106を弁座105に着座させる方向のばね力を発揮するばね112が設けられる。
【0025】
カバー91およびダイヤフラム93間には、ダイヤフラム93の他面を臨ませるばね室115が形成され、該ばね室115には、ダイヤフラム93を減圧室94側に付勢するコイルばね116が収納される。
【0026】
カバー91の円筒部91a内には、弁孔104と同軸に延びる収納孔117が外端を開口するようにして設けられており、該収納孔117は、軸方向外方側のねじ孔部117aと、該ねじ孔部117aよりも大径としてねじ孔部117aに同軸に連なる軸方向内方側の摺動孔部117bとから成る。
【0027】
ダイヤフラム93の中央部の減圧室94側に臨む面には、ダイヤフラム93の中心部を貫通してばね室115側に突出する円筒部118aを一体に有する第1ダイヤフラムリテーナ118が当接され、ダイヤフラム93の中央部のばね室115側に臨む面には、前記円筒部118aの外面に設けられる環状段部119に内周を係合せしめてダイヤフラム93の中央部を第1ダイヤフラムリテーナ118との間に挟み込む第2ダイヤフラムリテーナ120が当接される。
【0028】
弁軸107の他端部すなわちダイヤフラム93側の端部にはダイヤフラムロッド121に同軸に締結されており、このダイヤフラムロッド121が、第1ダイヤフラムリテーナ118の中央部に減圧室94側から挿入される。第1ダイヤフラムリテーナ118における円筒部118aの内面には、減圧室94側に臨む環状段部122が設けられ、ダイヤフラムロッド121は該環状段部122に係合される。また第2ダイヤフラムリテーナ120は、ダイヤフラム93および補助リテーナ123間に挟まれており、円筒部118aからの突出部分でダイヤフラムロッド121に設けられたねじ軸部121aに、前記補助リテーナ123との間にワッシャ124…を介在させたナット125が螺合され、このナット125を締付けることにより、ダイヤフラム93の中央部を両ダイヤフラムリテーナ118,120で挟むとともに、ダイヤフラム93の中央部に弁軸107が固定されることになる。しかも減圧室94およびばね室115間をシールするために、ダイヤフラムロッド121の外周に装着されたOリング126が円筒部118aの内面に弾発的に接触する。
【0029】
収納孔117の外端開口部すなわちねじ孔部117aには、アルミニウム合金から成るアジャストボルト127が進退可能に螺合され、アジャストボルト127のカバー91からの突出部には、アジャストボルト127の進退位置を調節するためのロックナット128が螺合される。またアジャストボルト127には、ばね室115を大気に開放するための開放孔129が設けられる。
【0030】
ステンレス鋼たとえばSUS304(JIS)から成るコイルばね116は、前記アジャストボルト127の内面に当接されるステンレス鋼たとえばSUS304(JIS)製のばね受けワッシャ130と、ばね室115側でダイヤフラム93に装着される補助リテーナ123に当接されるリーフばね132との間に縮設される。したがってアジャストボルト127の進退位置を調節することにより、コイルばね116のばね荷重を調節することができる。
【0031】
図3および図4を併せて参照して、リーフばね132は、支持ケース90の一部である円筒部91aの内面に摩擦接触することでダイヤフラム93に摺動抵抗を付与するためのものであり、ばね室115側でダイヤフラム93の中央部に装着される補助リテーナ123およびコイルばね116間に閉塞端が挟まれる有底円筒状のカップ部132aと、前記円筒部91aにおける摺動孔117bの内面の周方向に等間隔をあけた複数箇所たとえば8箇所に弾発的に摺接するようにして前記カップ部132aの開口端に一体に連設される複数のリーフ部132b,132b…とを一体に有して、ステンレス鋼たとえばSUS304(JIS)により形成される。
【0032】
レギュレータボディ38には、減圧室94に一端を通じさせる複数の出口通路133…が取付け孔97と平行に穿設されており、これらの出口通路133…は低圧フィルタ30(図1参照)に接続される。
【0033】
このような一次減圧弁41において、弁室103に高圧のCNGが流入していない状態では、コイルばね116のばね力によりダイヤフラム93が減圧室94側に撓んでおり、弁体106は弁座105から離反して弁孔104を開口せしめている。而して弁室103に流入した高圧のCNGが弁孔104から減圧室94側に流入し、減圧室94の圧力が、コイルばね116のばね力に抗してダイヤフラム93をばね室115側に撓ませる程度に増大すると、弁体106が弁座105に着座して弁孔104が閉鎖されることになり、そのような弁孔104の開放・閉鎖が繰り返されることにより、たとえば25〜1MPaの高圧で弁室103に流入したCNGが、たとえば0.6〜0.7MPaに減圧されて減圧室94から出口通路133…へと流れることになる。
【0034】
ところで、CNGタンク20…からのCNGはオイルフィルタ29を備える高圧管路28を介してレギュレータRAに導かれるものであり、CNGタンク20…へのコンプレッサによるCNGの充填時に混入する可能性のあるオイルは前記オイルフィルタ29で除去されるのであるが、何らかの原因によってオイルフィルタ29が不調となったときに、オイルミストを含むCNGが一次減圧弁41における減圧室94に導入される可能性があり、その場合、オイルがゴム製のダイヤフラム93に接触すると、ダイヤフラム93が膨潤・軟化してしまい、隔壁機能を損なって作動不良を生じる可能性がある。そこでダイヤフラム93の少なくとも減圧室94に臨む部分の表面、この実施例ではダイヤフラム93の全表面に、図5で示すように、ダイヤモンド・ライク・カーボン層134が形成される。このダイヤモンド・ライク・カーボン層134は、ダイヤモンドに類似したカーボン薄膜であり、たとえば0.2〜5μmの厚さを有するように形成される。但し、図5ではわかり易くするためにダイヤモンド・ライク・カーボン層134が、その厚みを誇張して描かれている。
【0035】
次にこの実施例の作用について説明すると、一次減圧弁41のダイヤフラム式アクチュエータAにおいて、ダイヤフラム93の少なくとも減圧室94に臨む部分の表面にダイヤモンド・ライク・カーボン層134が形成されている。
【0036】
このダイヤモンド・ライク・カーボン層134は、ダイヤモンドに類似したカーボン薄膜であって優れた耐油性を発揮するものであるので、減圧室94に導入されたCNGがオイルミストを含むものであっても、ダイヤフラム93の膨潤・軟化を抑制して、耐久信頼性の向上を図ることができる。
【0037】
すなわちダイヤフラム93を形成するゴム材料のダンベル試験片によるコンプレッサオイルへの浸漬テストを行なって、図6〜図8で示す結果が得られており、膨潤率については図6で示すように、なんらの表面処理も行なっていない従来のものでは膨潤率が25〜45%と大きくなったのに対し、本発明のものでは2%程度と膨潤率を小さく抑えることができ、硬度変化率では図7で示すように、従来のものでは硬度変化が−15〜−12%と大きくなったのに対し、本発明のものでは硬度変化を「0」に抑えることができ、さらに強度変化率については図8で示すように、従来のものでは引っ張り強度の変化が−60〜−40%と大きくなったのに対し、本発明のものでは引っ張り強度の変化を「0」に抑えることができた。
【0038】
またダイヤフラム式アクチュエータAをたとえば300万回作動せしめた後では、従来のもののダイヤフラムが破損したのに対し、本発明のものでは一次減圧弁41での流量変化を10%程度に抑え得ることが実験により確認されている。
【0039】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【0040】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、圧力室に導入されるガスがオイルミストを含んでいてもダイヤフラムの膨潤・軟化を抑制して、耐久信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】燃料ガス供給装置の構成を概略的に示す図である。
【図2】一次減圧弁の縦断面図である。
【図3】一次減圧弁が備えるリーフばねの平面図である。
【図4】図3の4ー4線断面図である。
【図5】図2の要部拡大図である。
【図6】ダイヤフラムの膨潤率を従来のものと対比して示す図である。
【図7】ダイヤフラムの硬度変化率を従来のものと対比して示す図である。
【図8】ダイヤフラムの強度変化率を従来のものと対比して示す図である。
【符号の説明】
94・・・圧力室としての減圧室
93・・・ダイヤフラム
90・・・支持ケース
115・・・ばね室
116・・・コイルばね
91a・・・円筒部
130・・・ばね受けワッシャ
127・・・アジャストボルト
134・・・ダイヤモンド・ライク・カーボン層
A・・・ダイヤフラム式アクチュエータ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a diaphragm-type actuator, in particular, a peripheral portion of a rubber diaphragm that faces one surface of a pressure chamber into which a gas containing oil mist is introduced is sandwiched by a support case, and the diaphragm reduces the volume of the pressure chamber. The present invention relates to an improvement of a diaphragm type actuator which is spring-biased to a contracting side.
[0002]
[Prior art]
A device using a diaphragm type actuator as a pressure reducing valve for reducing the pressure of compressed natural gas is already known, for example, from Patent Document 1 below.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-270716
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described pressure reducing valve, the natural gas compressed by the compressor is introduced into the pressure chamber. However, due to the mixing of the oil in the compressor, the oil is contained in the compressed natural gas. Mist may be contained, and when the oil adheres to the diaphragm, the rubber diaphragm swells and softens, which may impair the function of the partition wall and cause malfunction.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a diaphragm-type actuator that prevents the durability reliability of the diaphragm from being reduced by oil mist in gas introduced into a pressure chamber. Aim.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a peripheral portion of a rubber diaphragm that faces one side of a pressure chamber into which a gas containing oil mist is introduced is sandwiched by a support case, and the diaphragm has a volume of the pressure chamber. In the diaphragm type actuator which is spring-biased to the side where the pressure is reduced, a diamond-like carbon layer is formed on a surface of at least a portion of the diaphragm facing the pressure chamber.
[0007]
According to such a configuration, since the diamond-like carbon layer is a carbon thin film similar to diamond and exhibits excellent oil resistance, the gas introduced into the pressure chamber contains oil mist. However, swelling and softening of the diaphragm can be suppressed to improve durability reliability.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on an embodiment of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0009]
1 to 8 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a fuel gas supply device, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a primary pressure reducing valve, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3, FIG. 5 is an enlarged view of a main part of FIG. 2, and FIG. 6 is a diagram showing a swelling ratio of a diaphragm in comparison with a conventional one. FIG. 7 is a diagram showing the hardness change rate of the diaphragm in comparison with the conventional one, and FIG. 8 is a diagram showing the strength change rate of the diaphragm in comparison with the conventional one.
[0010]
First, in FIG. 1, compressed natural gas (hereinafter, referred to as CNG) is stored in one or a plurality of CNG tanks 20 at a high pressure of, for example, 25 to 1 MPa, and the CNG tanks 20 are respectively stored. Are connected to the filling port 22 in common via a check valve 23 and are also connected in common to a manual shut-off valve 24, and a pipe between each container shut-off valve 21 and the manual shut-off valve 24 is provided. The path 25 is provided with a pressure sensor 26 and a temperature sensor 27.
[0011]
CNG from the CNG tanks 20 when the container shut-off valves 21 and the manual shut-off valves 24 are opened is an oil filter for removing oil that may be mixed when the CNG tanks 20 are filled with CNG by the compressor. CNG, which is led to a regulator RA via a high-pressure pipe 28 provided with a pressure regulator 29 and reduced to, for example, 0.6 to 0.7 MPa by the regulator RA, is led to a secondary pressure reducing valve 31 through a low-pressure filter 30, and The CNG pressure reduced to, for example, 0.2 to 0.3 MPa by the next pressure reducing valve 31 is led to the injector 32 of the engine E via the pipe 33, and the pipe 33 is provided with a temperature sensor 34 and a pressure sensor 35. Is done.
[0012]
The regulator RA includes a common regulator body 38 having a hot water passage 37, a high-pressure filter 39, an electromagnetic shut-off valve 40, and a primary pressure reducing valve 41, and a pressure switch 42 is attached to the regulator RA. .
[0013]
The high-pressure filter 39 removes impurities contained in CNG that is guided from the manual shut-off valve 24 via the high-pressure pipe 28. Further, the primary pressure reducing valve 41 operates to reduce the pressure of the high-pressure CNG of 25 to 1 MPa from which impurities have been removed by the high-pressure filter 39 to, for example, 0.6 to 0.7 MPa. It is interposed between the high-pressure filter 39 and the primary pressure-reducing valve 41 to shut off when the operation is stopped or when a signal is output from the pressure switch 42. Further, the pressure switch 42 changes the switching mode according to the pressure of the CNG depressurized by the primary pressure reducing valve 41 becoming, for example, a preset pressure, for example, 1.65 MPa or more, and a signal for shutting off the electromagnetic shutoff valve 40. Is output.
[0014]
Engine cooling water is introduced from the engine E into the hot water passage 37 of the regulator body 38 in order to prevent the temperature of the regulator body 38 from excessively lowering due to the pressure reducing operation of the primary pressure reducing valve 41. The thermostat 43 arranged separately from the regulator body 38 closes when the engine cooling water flowing through the hot water passage 37 exceeds, for example, 70 ° C., so that the temperature of the regulator body 38 does not rise excessively. I do.
[0015]
In FIG. 2, the primary pressure reducing valve 41 includes a diaphragm type actuator A and a valve unit V driven by the diaphragm type actuator A. The diaphragm type actuator A is configured such that a rubber diaphragm 93 whose peripheral portion is sandwiched by the support case 90, a coil spring 116 interposed between the support case 90 and the diaphragm 93, and a part of the diaphragm type actuator A slides on the support case 90. In this manner, a leaf spring 132 held at the center of the diaphragm 93 is provided. Further, the valve portion V includes a valve seat member 98 fixed to the regulator body 38, a valve body 106 that can be seated on the valve seat member 98, and a valve body 106 that is seated on the valve seat 105 of the valve seat member 98. A biasing spring 112.
[0016]
The support case 90 is composed of a regulator body 38 made of an aluminum alloy and an aluminum alloy cover 91 fastened to one end face 50 of the regulator body 38 with a plurality of bolts 92. A peripheral portion of a rubber diaphragm 93 is sandwiched between one end surface 50 and a cover 91 having a cylindrical portion 91a.
[0017]
On one end face 50 of the regulator body 38, a concave portion 95 is formed to form a decompression chamber 94 as a pressure chamber between itself and one face of the diaphragm 93. Is provided. The mounting hole 97 has a first hole 97a having one end opened at the center of the closed end of the concave portion 95, and a first hole 97a having a diameter smaller than that of the first hole 97a and one end coaxially connected to the other end of the first hole 97a. A second hole 97b, a third hole 97c having a diameter smaller than that of the second hole 97b and one end coaxially connected to the other end of the second hole 97b, and a third hole 97 having a diameter smaller than the third hole 97c. A fourth hole 97d having one end coaxially connected to the other end of the portion 97c, and a detection hole 136 for detecting the pressure on the output side of the primary pressure reducing valve 41 with the pressure switch 42 is coaxial with the fourth hole 97d. Are provided in the regulator body 38 in such a manner as to communicate with the regulator body 38. The passage 80 for guiding CNG from the electromagnetic shutoff valve 40 is provided in the regulator body 38 so as to open to the inner surface of the second hole 97b.
[0018]
A cylindrical valve seat member 98 is screwed into the first hole 97a of the mounting hole 97 so as to sandwich an annular seal member 99 between the first hole 97a and the step between the first and second holes 97a and 97b. Is done. That is, a female screw 100 is engraved on the inner surface on one end side of the first hole portion 97 a in the mounting hole 97, and the valve seat member 98 is screwed to the female screw 100.
[0019]
On the end face of the valve seat member 98 on the side of the decompression chamber 94, a plurality of, for example, four grooves 101 extending in the radial direction of the valve seat member 98 in a plane perpendicular to the axis of the mounting hole 97 are formed. Are formed so as to protrude, and the grooves 101 are arranged in a cross shape. When the valve seat member 98 is screwed into the female screw 100, a tool (not shown) can be engaged with the grooves 101 arranged in a cross shape to rotate the valve seat member 98. The member 98 can be easily attached to the regulator body 38.
[0020]
A valve chamber 103 communicating with the passage 80 is formed between the valve seat member 98 and a step between the second and third holes 97b and 97c in the mounting hole 97. Further, the valve seat member 98 integrally includes an inward flange 98a that protrudes inward in the radial direction at the end on the decompression chamber 94 side, and a valve that communicates with the decompression chamber 94 on the inner periphery of the inward flange 98a. A hole 104 is formed, and a tapered valve seat 105 facing the valve chamber 103 with the valve hole 104 opened at the center is formed on the inner surface of the inward flange 98a.
[0021]
A valve body 106 made of synthetic resin that can be seated on the valve seat 105 is housed in the valve chamber 103, and the valve body 106 is fixed to a valve shaft 107 arranged coaxially with the valve hole 104.
[0022]
The valve body 106 is formed in a cylindrical shape with one end face opposed to the valve seat 105 tapered so as to be seated on the tapered valve seat 105. By fixedly fitting, it is fixed to the valve shaft 107. Moreover, an O-ring 108 is mounted on the outer surface of the valve shaft 107 so as to resiliently contact the inner surface of the valve body 106.
[0023]
One end of the valve shaft 107 is axially movable by an O-ring 109 interposed between the mounting hole 97 and the inner surface of the third hole 97c, and is supported by the regulator body 38. Further, the outer surface of the valve body 106 is in sliding contact with the inner surface of the valve seat member 98 at a plurality of locations spaced at equal intervals in the circumferential direction, and between the sliding contact portions between the valve body 106 and the valve seat member 98. Are formed with flow passages 110 extending along the axial direction of the valve shaft 107.
[0024]
A holding plate 111 for holding the O-ring 109 between the mounting hole 97 and the step between the third and fourth holes 97c and 97d is provided between the second and third holes 97b and 97c. A spring 112 is provided between the holding plate 111 and the valve element 106 to exert a spring force in a direction in which the valve element 106 is seated on the valve seat 105.
[0025]
A spring chamber 115 that faces the other surface of the diaphragm 93 is formed between the cover 91 and the diaphragm 93, and a coil spring 116 that urges the diaphragm 93 toward the decompression chamber 94 is housed in the spring chamber 115.
[0026]
In the cylindrical portion 91a of the cover 91, a storage hole 117 extending coaxially with the valve hole 104 is provided so as to open the outer end, and the storage hole 117 is a screw hole portion 117a on the axially outward side. And a sliding hole 117b on the axially inward side coaxially connected to the screw hole 117a and having a diameter larger than that of the screw hole 117a.
[0027]
A first diaphragm retainer 118 having an integral cylindrical portion 118a penetrating the center of the diaphragm 93 and protruding toward the spring chamber 115 is in contact with a surface facing the decompression chamber 94 at the center of the diaphragm 93. On the surface facing the spring chamber 115 side of the central portion of 93, the inner periphery is engaged with an annular step portion 119 provided on the outer surface of the cylindrical portion 118a so that the central portion of the diaphragm 93 is located between the first diaphragm retainer 118 and the center portion. The sandwiched second diaphragm retainer 120 abuts.
[0028]
The other end of the valve shaft 107, that is, the end on the side of the diaphragm 93, is coaxially fastened to the diaphragm rod 121, and the diaphragm rod 121 is inserted into the center of the first diaphragm retainer 118 from the decompression chamber 94 side. . An annular step 122 facing the decompression chamber 94 is provided on the inner surface of the cylindrical section 118a of the first diaphragm retainer 118, and the diaphragm rod 121 is engaged with the annular step 122. The second diaphragm retainer 120 is sandwiched between the diaphragm 93 and the auxiliary retainer 123, and is provided between the auxiliary retainer 123 and a screw shaft portion 121a provided on the diaphragm rod 121 at a portion protruding from the cylindrical portion 118a. A nut 125 with a washer 124 interposed therebetween is screwed into the nut 125. By tightening the nut 125, the central portion of the diaphragm 93 is sandwiched between the two diaphragm retainers 118 and 120, and the valve shaft 107 is fixed to the central portion of the diaphragm 93. Will be. Moreover, in order to seal between the decompression chamber 94 and the spring chamber 115, the O-ring 126 mounted on the outer periphery of the diaphragm rod 121 resiliently contacts the inner surface of the cylindrical portion 118a.
[0029]
An adjustment bolt 127 made of an aluminum alloy is screwed into the opening at the outer end of the storage hole 117, that is, the screw hole 117 a so as to be able to advance and retreat, and a position where the adjustment bolt 127 advances and retreats is fitted to a projecting portion of the adjustment bolt 127 from the cover 91. A lock nut 128 for adjusting the pressure is screwed. The adjusting bolt 127 is provided with an opening 129 for opening the spring chamber 115 to the atmosphere.
[0030]
A coil spring 116 made of stainless steel, for example, SUS304 (JIS) is attached to the diaphragm 93 on the spring chamber 115 side with a spring receiving washer 130 made of stainless steel, for example, SUS304 (JIS), which comes into contact with the inner surface of the adjustment bolt 127. And a leaf spring 132 which is in contact with the auxiliary retainer 123. Therefore, the spring load of the coil spring 116 can be adjusted by adjusting the advance / retreat position of the adjustment bolt 127.
[0031]
Referring to FIGS. 3 and 4 together, the leaf spring 132 is for applying sliding resistance to the diaphragm 93 by making frictional contact with the inner surface of the cylindrical portion 91 a which is a part of the support case 90. A bottomed cylindrical cup portion 132a having a closed end sandwiched between an auxiliary retainer 123 and a coil spring 116 mounted on the center of the diaphragm 93 on the side of the spring chamber 115, and an inner surface of a sliding hole 117b in the cylindrical portion 91a. Are resiliently slidably contacted at a plurality of places, for example, eight places at equal intervals in the circumferential direction, and are integrally formed with a plurality of leaf parts 132b, 132b,. It is formed of stainless steel, for example, SUS304 (JIS).
[0032]
In the regulator body 38, a plurality of outlet passages 133, which allow one end to pass through the decompression chamber 94, are formed in parallel with the mounting holes 97. These outlet passages 133 are connected to the low-pressure filter 30 (see FIG. 1). You.
[0033]
In such a primary pressure reducing valve 41, when high-pressure CNG does not flow into the valve chamber 103, the diaphragm 93 is bent toward the pressure reducing chamber 94 by the spring force of the coil spring 116, and the valve body 106 is moved to the valve seat 105. And the valve hole 104 is opened. Thus, the high-pressure CNG flowing into the valve chamber 103 flows into the pressure reducing chamber 94 through the valve hole 104, and the pressure in the pressure reducing chamber 94 causes the diaphragm 93 to move toward the spring chamber 115 against the spring force of the coil spring 116. If it increases to the extent that it bends, the valve body 106 will sit on the valve seat 105 and the valve hole 104 will be closed. By repeatedly opening and closing such a valve hole 104, for example, 25 to 1 MPa The CNG that has flowed into the valve chamber 103 at a high pressure is reduced in pressure to, for example, 0.6 to 0.7 MPa, and flows from the decompression chamber 94 to the outlet passages 133.
[0034]
The CNG from the CNG tanks 20 is guided to the regulator RA through the high-pressure pipe 28 having the oil filter 29, and oil that may be mixed in the CNG tanks 20 when the compressor fills the CNG. Is removed by the oil filter 29, but when the oil filter 29 malfunctions for some reason, CNG containing oil mist may be introduced into the pressure reducing chamber 94 of the primary pressure reducing valve 41, In this case, when the oil comes into contact with the rubber diaphragm 93, the diaphragm 93 swells and softens, which may impair the partition wall function and cause malfunction. Therefore, as shown in FIG. 5, a diamond-like carbon layer 134 is formed on at least the surface of the diaphragm 93 facing the decompression chamber 94, in this embodiment, on the entire surface of the diaphragm 93. The diamond-like carbon layer 134 is a carbon thin film similar to diamond and has a thickness of, for example, 0.2 to 5 μm. However, in FIG. 5, the diamond-like carbon layer 134 is exaggerated for the sake of simplicity.
[0035]
Next, the operation of this embodiment will be described. In the diaphragm type actuator A of the primary pressure reducing valve 41, a diamond-like carbon layer 134 is formed on the surface of at least the portion of the diaphragm 93 facing the pressure reducing chamber 94.
[0036]
Since the diamond-like carbon layer 134 is a carbon thin film similar to diamond and exhibits excellent oil resistance, even if CNG introduced into the decompression chamber 94 contains oil mist, Swelling and softening of the diaphragm 93 can be suppressed, and durability durability can be improved.
[0037]
That is, an immersion test of the rubber material forming the diaphragm 93 in compressor oil using a dumbbell test piece was performed, and the results shown in FIGS. 6 to 8 were obtained. The swelling ratio was determined as shown in FIG. The swelling ratio was as large as 25 to 45% in the conventional case where no surface treatment was performed, whereas the swelling ratio in the case of the present invention could be suppressed to about 2%. As shown, the hardness change was as large as -15 to -12% in the conventional one, whereas the hardness change could be suppressed to "0" in the present invention, and the strength change rate was as shown in FIG. As shown by, the change in the tensile strength was as large as -60 to -40% in the conventional one, whereas the change in the tensile strength could be suppressed to "0" in the present invention.
[0038]
Also, after the diaphragm type actuator A was operated, for example, three million times, the conventional diaphragm was damaged, whereas the present invention was able to suppress the flow rate change in the primary pressure reducing valve 41 to about 10%. Has been confirmed by
[0039]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the claims. It is.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if the gas introduced into the pressure chamber contains oil mist, swelling and softening of the diaphragm can be suppressed, and durability durability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a fuel gas supply device.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a primary pressure reducing valve.
FIG. 3 is a plan view of a leaf spring provided in the primary pressure reducing valve.
FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3;
FIG. 5 is an enlarged view of a main part of FIG. 2;
FIG. 6 is a diagram showing a swelling ratio of a diaphragm in comparison with a conventional one.
FIG. 7 is a diagram showing a hardness change rate of a diaphragm in comparison with a conventional one.
FIG. 8 is a diagram showing a rate of change in the strength of a diaphragm in comparison with a conventional one.
[Explanation of symbols]
94 ... decompression chamber 93 as a pressure chamber 93 ... diaphragm 90 ... support case 115 ... spring chamber 116 ... coil spring 91a ... cylindrical part 130 ... spring receiving washer 127 ... Adjusting bolt 134: diamond-like carbon layer A: diaphragm actuator

Claims (1)

  1. オイルミストを含むガスが導入される圧力室(94)に一面を臨ませるゴム製のダイヤフラム(93)の周縁部が支持ケース(90)に挟持され、前記ダイヤフラム(93)が前記圧力室(94)の容積を収縮する側にばね付勢されるダイヤフラム式アクチュエータにおいて、前記ダイヤフラム(93)の少なくとも前記圧力室(94)に臨む部分の表面に、ダイヤモンド・ライク・カーボン層(134)が形成されることを特徴とするダイヤフラム式アクチュエータ。A peripheral portion of a rubber diaphragm (93) facing one surface to a pressure chamber (94) into which gas containing oil mist is introduced is sandwiched by a support case (90), and the diaphragm (93) is connected to the pressure chamber (94). A) a diaphragm-type actuator which is spring-biased to the side of contracting the volume, wherein a diamond-like carbon layer (134) is formed on at least a surface of the diaphragm (93) facing the pressure chamber (94). A diaphragm-type actuator.
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