JP2005030553A - Fluid pressure operated body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はダイヤフラムを用いて流体の圧力を制御するレギュレータ、流体の圧力の脈動を減衰させるダンパ等の流体圧力作動体に関し、特に内燃機関の燃料用レギュレータ、燃料脈動ダンパ、更には飲料容器からサーバに供給するビールの温度に応じて容器への炭酸ガス圧力を制御するビール用レギュレータ等に使用する流体圧力作動体に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fluid pressure operating body such as a regulator for controlling fluid pressure using a diaphragm and a damper for damping fluid pressure pulsation, and more particularly to a fuel regulator for an internal combustion engine, a fuel pulsation damper, and a beverage container to a server. The present invention relates to a fluid pressure operating body used for a beer regulator or the like that controls the pressure of carbon dioxide gas to a container according to the temperature of beer supplied to the container.
従来より流体を取り扱う種々の分野において、流体の圧力に応じて各種部材を作動させるためにダイヤフラムが用いられている。例えば内燃機関の燃料供給系統においても正確な燃料噴射を行うことができるように、燃料ポンプから燃料噴射装置に供給する燃料を所定の圧力に調節するため、例えば特開2000−38969号公報に示されるような燃料用レギュレータが用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, diaphragms are used in various fields for handling fluids to operate various members according to the pressure of the fluid. For example, in order to adjust the fuel supplied from the fuel pump to the fuel injection device to a predetermined pressure so that accurate fuel injection can be performed also in the fuel supply system of the internal combustion engine, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-38969. Such a fuel regulator is used.
この燃料用レギュレータにおいては図13に示すように、ボデー131に対してその側壁に燃料流入部材132を設け、バルブ室133内に突出した支持部134にバルブ受け135を突出固定している。また、ボデー131のフランジ136上にゴム製のダイヤフラム137を載置し、その上からカバー138を被せ、外周かしめ140によってカバー138とボデー131間にダイヤフラム137を挟み込んで固定し一体化している。また、ダイヤフラム137の中心開口部には図中下方から下プレート142の突出部143を上方に突出させ、ダイヤフラム137を挟むようにその上方から上プレート144を当て、下プレート142の突出部143を拡径方向にかしめることにより、ダイヤフラム137を挟み込んで固定している。
In this fuel regulator, as shown in FIG. 13, a
図示の燃料用レギュレータ130においては下プレート142の下方中心部に弁体145を設けており、この弁体145は下プレート142の支持プレート146に回動自在に支持された球体147に固定される。それにより、ダイヤフラム137の下方に作用する燃料流入部材132からの燃料の圧力と、ダイヤフラム137の上方に作用するカバー138内に導入される吸気管内圧力とスプリング148の押圧力との差圧に応じてダイヤフラムは図中上下し、弁体145が開口149の開閉及び開度調節を行う。その際、前記球体147を用いた調心機構によってダイヤフラム137作動時の傾きの状態にかかわらず、弁体145が開口149を閉鎖する際には、平板上の弁体145が開口149に密着できるようにしている。
In the illustrated
内燃機関の燃料供給装置においては、上記のような燃料用レギュレータ以外に、例えば図14に示すような燃料脈動ダンパ150も用いられる。この燃料脈動ダンパ150は燃料供給管路に接続する連通口151を備えたボデー152のフランジ153上に、ダイヤフラム154を挟むようにカバー154を被せ、外周かしめ156によってカバー155とボデー152間にゴム製のダイヤフラム154を挟み込んで固定し一体化している。また、ダイヤフラム154の中心開口部には図中下方から下プレート156の突出部157を上方に突出させ、ダイヤフラム154を挟むようにその上方から上プレート158を当て、下プレート156の突出部157を拡径方向にかしめることにより、ダイヤフラム155を挟み込んで固定している。
In a fuel supply device for an internal combustion engine, a
この燃料脈動ダンパ150においては、カバー155の中心開口160からボルト161を挿入し、そのボルト161の先端を下プレート156の突出部157に螺合させ、またダイヤフラム154を図中下方に押圧するスプリング162を設け、それによりボデー152の燃料圧室163が低圧時にはダイヤフラム154がスプリング162によって下方に付勢され、そのときボルト161の頭部164がカバー155の開口160の周縁に引っかかることによってダイヤフラム154がその位置で吊り下げられている。
In the
その後、燃料供給管路に脈動が発生し、燃料圧室163が高圧になるとスプリング162の押圧力に抗してダイヤフラム154を上昇させる。この力によって燃料の急激な圧力変化は減少する。逆に燃料圧室163の燃料の圧力が低下すると、それに追従してダイヤフラム154が降下する。このときダイヤフラム154の背後の背圧室165は中心開口160により外部と連通しており、この中心開口により呼吸作用をなすことができる。なお、前記燃料脈動ダンパ150においては、脈動吸収用のダイヤフラム154をボルト161によって上方のカバー155から吊り下げる吊り下げ形式のものを示しているが、ボルト161を用いることなく、下プレート156の下方にその下方のボデー152の底壁に当接可能な受け部材を設け、或いはボデー152側から上方突出してダイヤフラム154を下方から支持する受け部材を設けた受け部材形式のものも存在する。
After that, when pulsation occurs in the fuel supply line and the
上記のような燃料用レギュレータ130及び燃料脈動ダンパ150においては、その基本構成として前記のようにダイヤフラムの中心開口に下プレートの突出部を突出させ、上プレートと下プレートとの間にゴム製のダイヤフラムを挟んで下プレートの突出部をかしめて液密に固定し、更にボデーとカバーのフランジ間にこのダイヤフラム周縁を挟み、ボデーとカバーのいずれかのフランジを内側に曲げてかしめ、液密に固定する構造をなしている。
In the
このような構造の流体圧力作動部材の実際の製造に際しては、例えば図15及び図16に示すように行われる。即ち最初図15(a)に示すように、金型172に形成した凹部171に下プレート173を載置し、その上に前記下プレート173の突出部174を貫通させダイヤフラム175と上プレート176を載置する。
The actual production of the fluid pressure actuating member having such a structure is performed as shown in FIGS. 15 and 16, for example. That is, as shown in FIG. 15A, a
次いで図15(b)に示すように、円筒状のプリセット部材177で下プレート173上にダイヤフラム175と上プレート176を押さえ付ける。このプリセット部材177の中空部178にかしめ金型179を上下動自在に配置する。このかしめ金型179の下端周縁には円環状のかしめ突部180を形成している。その後、同図(c)に示すようにかしめ金型179を降下させて、円環状のかしめ突部180によって下プレート173の突出部174における上端部周縁を外方向に広げつつかしめ、下プレート173とダイヤフラム175と上プレート176とを一体的に、且つダイヤフラム175の中心開口から燃料が漏れないように固定している。
Next, as shown in FIG. 15B, the
次いで図16(a)に示すように、金型181にボデー182のフランジ部183を載置し、その上に前記のようにして下プレート173と上プレート176とを固定したダイヤフラム175の周縁を載置した状態で、カバー184のフランジ部185を載置して、ダイヤフラム185の周縁をボデー182のフランジ部183とカバー184のフランジ185とで挟む。図示の例においてはボデー182のフランジ部183にはかしめ用円筒部186を形成している。
Next, as shown in FIG. 16 (a), the
その後、図16(b)に示すように、円筒状のプリセット部材187によりボデー182のフランジ部183上にダイヤフラム175とカバー184のフランジ部185を押さえ付ける。このプリセット部材187はかしめ金型188の中空部189内に配置されており、その後同図(c)に示すようにかしめ金型188を降下させ、その下端に形成したかしめ凹部190を前記ボデー182のフランジ部183に形成したかしめ用円筒部186に押しつけ、かしめ用円筒部186を内側に折り曲げつつ押し潰す。それにより、最終的に前記のように下プレート173と上プレート176によって中心開口部がシールされたダイヤフラム175の外周を、ボデー182とカバー184のフランジで挟持して外周縁部もシールされた流体圧力作動体が製造される。
Thereafter, as shown in FIG. 16B, the
流体圧力作動体としては更に種々のものが用いられており、例えば特開平2−89872号公報に示すようなベローズを使用したものも用いられている。このベローズを用いた流体圧力作動体の要部は同公報に従来技術として記載している図17に示すようなものであり、樹脂製のベローズ191の端壁192にロッド193を取り付けて、図示されない外部の部材により図中矢印方向に移動自在としており、通常はその弾性力により端壁192が第1部材194の弁座195に当接するようにしている。このベローズ191は、その基端部196を第2部材197に固定している。なお、この流体圧力作動体は、内燃機関の燃料供給系統のほか、種々の用途に用いるものとして示されている。
Various types of fluid pressure actuating bodies are used, and for example, those using bellows as disclosed in JP-A-2-89872 are also used. The main part of the fluid pressure actuating body using the bellows is as shown in FIG. 17 described as the prior art in the publication, and a
更に、ダイヤフラムを用いた流体圧力作動体は、例えば図18にダイヤフラム周辺部分を示すような発泡飲料供給装置用温度圧力調節装置にも用いられている。図示する発泡飲料供給装置用温度圧力調節装置においては、ケーシング201の端部開口に弁収納部材202の取付部203を螺合し、その際にダイヤフラム204の周縁を両者間に挟み込んで固定している。弁収納部材202には炭酸ガスボンベに連通する第1開口205と、生ビールの樽等の発泡飲料の容器内に連通する第2開口206とを備え、第1開口205側の一次圧力室207と第2開口206側の二次圧力室209との間に弁座体210を設け、弁座体210の弁座211を、スプリング213によって付勢される弁体212により閉鎖可能としている。
Furthermore, the fluid pressure operating body using a diaphragm is also used in a temperature and pressure adjusting device for a sparkling beverage supply apparatus, for example, as shown in FIG. In the temperature / pressure adjusting apparatus for a sparkling beverage supply apparatus shown in the figure, the
弁座体210の中心部には通孔214を形成し、弁体212から突出する弁ロッド215が通孔214の内周と間隙をもって貫通している。ダイヤフラム204の中心部はロッド受け216とスプリング受け217とによって挟持され、ロッド受け216の突出部218の先端をかしめることによりダイヤフラム204の中心開口のシール性を確保しつつ一体化している。ロッド受け216には弁ロッド215の先端が当接し、スプリング受け217には樽からサーバーに供給される生ビール等の発泡飲料の温度によって膨張するサーモワックスにより設定圧力が変化するスプリング219が当接し、このスプリング219の力とダイヤフラム204に作用する二次圧力室209の圧力と、弁体212を付勢するスプリング213の力のバランスによって弁座211に対する弁体212の位置を調節し、発泡飲料容器に供給する炭酸ガスの圧力を発泡飲料容器からサーバーに供給する発泡飲料の温度に応じて調節している。
A through
流体圧力作動体は上記のように種々の分野において使用されるが、例えば前記図13に示す燃料用レギュレータ、及び図14に示すような燃料脈動ダンパにおいては、ゴム製ダイヤフラムの中心開口部分のシールは、前記図15に示すように金型、プリセット部材、かしめ金型を用いて突出部先端のかしめ加工を行うとき、そのかしめ力を調節しつつ行っており、ゴム製ダイヤフラムの周縁部分のシールは同様に、金型、プリセット部材、かしめ金型を用いてボデーまたはカバー周縁のかしめ用円筒部を巻き込みつつかしめ加工を行うとき、そのかしめ力を調節しつつ行っている。このようなかしめ加工は、前記図18に示すような発泡飲料供給装置用温度圧力調節装置のダイヤフラムにおいても、その中心開口部分で行われこととなる。 The fluid pressure operating body is used in various fields as described above. For example, in the fuel regulator shown in FIG. 13 and the fuel pulsation damper shown in FIG. 14, the seal of the central opening portion of the rubber diaphragm is used. As shown in FIG. 15, when the caulking process of the tip of the protruding portion is performed using a die, a preset member, and a caulking die, the caulking force is adjusted, and the seal of the peripheral portion of the rubber diaphragm is performed. Similarly, when a caulking process is performed using a die, a preset member, and a caulking die while the caulking cylindrical portion around the body or the cover is wound, the caulking force is adjusted. Such a caulking process is performed at the center opening portion of the diaphragm of the temperature and pressure adjusting device for the sparkling beverage supply device as shown in FIG.
このようなかしめ加工を行う必要のある流体圧力作動体は、その製作に際して金型等の設備を必要とし、多くの工程を必要とするため、その製作に費用がかかると共に、流体圧力作動体の部品にかしめ部分を予め形成しておかなければならず、部品点数の増加、及び材料使用量の増加の原因ともなる。 Such a fluid pressure actuating body that needs to be caulked requires equipment such as a mold for its production and requires many steps. A caulking portion must be formed in advance on the part, which causes an increase in the number of parts and an increase in the amount of material used.
特に、かしめ荷重の管理が重要であり、ダイヤフラムがゴム製のため、かしめ時のゴム素材の圧縮率が過大の時にはゴム切れが発生し、耐久性の低下やシール不良の原因となる。また、その圧縮率が過小の時にはダイヤフラムの作動によって次第にかしめ部からダイヤフラムの抜けが生じ、ダイヤフラムの作動不良及びシール不良の原因となる。特に取り扱う流体が前記のような燃料の場合には、上記のようなシール不良が発生すると燃料が外部に漏れることとなり、火災の危険もある。 In particular, the management of the caulking load is important, and the diaphragm is made of rubber. Therefore, when the compression rate of the rubber material at the time of caulking is excessive, the rubber breakage occurs, resulting in deterioration of durability and poor sealing. In addition, when the compression ratio is too small, the diaphragm is gradually removed from the caulking portion due to the operation of the diaphragm, which causes malfunction of the diaphragm and defective sealing. In particular, when the fluid to be handled is the fuel as described above, if the above-described seal failure occurs, the fuel leaks to the outside and there is a risk of fire.
更に、シール性向上及び抜け防止のためにかしめ力を大きくしてもダイヤフラムに損傷を与えないように、耐圧強度を高めるため、基布の両面をゴム層で挟んだ構造のダイヤフラムを用いることも考えられるが、そのようなダイヤフラムは高価なものとならざるを得ず、製品がコスト高となる。 Furthermore, in order to increase the pressure resistance so that the diaphragm is not damaged even if the caulking force is increased to improve sealing performance and prevent slipping, it is also possible to use a diaphragm having a structure in which both sides of the base fabric are sandwiched between rubber layers. Though conceivable, such a diaphragm must be expensive and the product is expensive.
また、ダイヤフラムの素材がゴムであって、それを前記のように車両の燃料供給系統に用いる際には、燃料のHCがこのゴム層を透過し外部に漏洩するため、環境汚染の原因ともなり、車両全体から外部に放出するHCの制限対策が別途必要となる問題もある。更に、このようなダイヤフラムを使用する流体圧力作動体においては、前記種々の従来例に示しているように下プレートや上プレート等の種々の金属製の部材を必要とすることが多いが、このような金属製の部材を用いる際には、使用中において流体と接触しているうちに次第に腐食を生じる恐れがあり、その対策としてメッキ等の表面処理を行う必要があり、製品か高価なものとなる問題もある。 In addition, when the diaphragm is made of rubber and used in the fuel supply system of the vehicle as described above, the fuel HC permeates the rubber layer and leaks to the outside, causing environmental pollution. In addition, there is a problem that a countermeasure for limiting HC discharged from the entire vehicle to the outside is required separately. Further, in a fluid pressure operating body using such a diaphragm, various metal members such as a lower plate and an upper plate are often required as shown in the various conventional examples. When using such metal parts, corrosion may occur gradually while in contact with the fluid during use, and surface treatment such as plating is required as a countermeasure, and the product is expensive. There is also a problem.
また、前記図13に示す燃料用レギュレータ130のように精密な調整の必要な装置においては、ダイヤフラムの作動によるバルブの開閉に際して、球体付きバルブを用いる等の調心機構を必要とし、そのための各種の部材の製作加工による費用増大、及びそれらの組み立て時における組み立て工数の増加による費用増大の原因ともなる。
In addition, the device that requires precise adjustment, such as the
一方、前記図17に示すような合成樹脂製のベローズを用いるものにおいては、図中水平方向に凹凸を交互に形成して蛇腹を作る必要があるが、その製作に際して金型を用いて射出成形を行うとき、型抜きとは直角方向に凹凸形状が存在するため、この部分の型抜きが困難となり、切削加工による製作工数が増大し、コスト高となる問題がある。
従来の流体圧力作動体においては前記のように、かしめのための余計な部品や部材が必要となり、組み立て工数が増加すると共にかしめ金型も必要となり、特にかしめ荷重の管理が重要になる。またゴム製のダイヤフラムを用いると燃料のHCが透過して外部に漏れる問題もあり、金属部品を使用するときにはメッキ等の耐食用表面処理が必要となる。更に精密なバルブ制御のためには調心機構を必要とし、また樹脂製ベローズを用いると製造工数が増加する等の問題がある。 In the conventional fluid pressure operating body, as described above, extra parts and members for caulking are required, the number of assembling steps is increased, and caulking dies are also required. In particular, management of caulking load is important. Further, when a rubber diaphragm is used, there is a problem that the fuel HC permeates and leaks to the outside. When metal parts are used, a corrosion-resistant surface treatment such as plating is required. In addition, there is a problem that a centering mechanism is required for precise valve control, and the use of resin bellows increases the number of manufacturing steps.
したがって本発明は、上記の課題を解決するため、かしめ加工を行うことなく製造することができ、金属部品を初めとする各種部品を必要とせず、製作が容易で安価であり、HCの透過もない流体圧力作動体を提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the present invention can be manufactured without performing caulking, does not require various parts such as metal parts, is easy to manufacture, is inexpensive, and allows HC to pass therethrough. An object is to provide a fluid pressure actuating body that does not.
本発明に係る流体圧力作動体は上記課題を解決するため、外殻部材と、スプリングと、流体圧力受動部材と、流体入出管とを有する流体圧力作動体において、前記流体圧力受動部材は樹脂製であり、流体圧力による作動軸線方向に作動用凹凸を形成したものである。 In order to solve the above problems, a fluid pressure operating body according to the present invention includes a shell member, a spring, a fluid pressure passive member, and a fluid inlet / outlet pipe, wherein the fluid pressure passive member is made of resin. That is, the unevenness for operation is formed in the operation axis direction by the fluid pressure.
また、本発明に係る他の流体圧力作動体は、前記流体圧力作動体において、前記作動用凹凸を同心円状としたものである。 In another fluid pressure operating body according to the present invention, the operation unevenness is a concentric circle in the fluid pressure operating body.
また、本発明に係る他の流体圧力作動体は、前記流体圧力作動体において、前記流体圧力受動部材を流体圧力受動側の外殻部材と一体化したものである。 Another fluid pressure operating body according to the present invention is the fluid pressure operating body in which the fluid pressure passive member is integrated with an outer shell member on the fluid pressure passive side.
また、本発明に係る他の流体圧力作動体は、前記流体圧力作動体において、前記流体圧力受動部材が弁体であり、弁座に対向し開閉自在に配置したものである。 In another fluid pressure operating body according to the present invention, in the fluid pressure operating body, the fluid pressure passive member is a valve body and is disposed so as to be openable and closable facing the valve seat.
また、本発明に係る他の流体圧力作動体は、前記流体圧力作動体において、前記流体圧力受動部材の流体圧力受動側は、前記流体入出管と常時連通するようにしたものである。 In another fluid pressure operating body according to the present invention, the fluid pressure passive member of the fluid pressure passive member is always in communication with the fluid inlet / outlet pipe.
また、本発明に係る他の流体圧力作動体は、前記流体圧力作動体において、前記常時連通にする手段は、前記流体圧力受動部材を背圧側から吊り下げる構造としたものである。 In another fluid pressure operating body according to the present invention, in the fluid pressure operating body, the means for always communicating is a structure in which the fluid pressure passive member is suspended from the back pressure side.
また、本発明に係る他の流体圧力作動体は、前記流体圧力作動体において、前記常時連通にする手段は、前記流体入出管の端部に当接し、該流体入出管に流体圧力受動側と連通する開口を設けたものである。 In the fluid pressure operating body according to the present invention, in the fluid pressure operating body, the means for always communicating is in contact with an end of the fluid inlet / outlet pipe, and the fluid inlet / outlet pipe is connected to the fluid pressure passive side. An opening for communication is provided.
本発明は上記のように構成したため、従来の流体圧力作動体のようなかしめ加工が必要なくなり、かしめのための余計な部品や部材を必要とせず、組み立て工数も減少させることができると共に、かしめ金型も必要無く、困難なかしめ荷重の管理も必要なくなる。またゴム製のダイヤフラムを用いるときのような燃料のHCが透過して外部に漏れる問題も解消することができ、金属部品を使用しないで流体圧力作動体を構成することができるので、金属部品を使用するときのようなメッキ等の耐食用表面処理が必要なくなる。更に精密なバルブ制御に際しても調心機構を必要とせず、また流体圧力作動体の凹凸の向きがその作動体の作動方向の軸線と平行であるので製造用の型の構成が単純化し、樹脂製ベローズを用いてその作動方向の軸線と直角方向の凹凸を形成するもののような製造工数の増加も防止することができる。 Since the present invention is configured as described above, it is not necessary to perform caulking processing as in the conventional fluid pressure operating body, no extra parts or members for caulking are required, the assembly man-hour can be reduced, and caulking is performed. There is no need for a mold, and the need for difficult caulking load management is eliminated. Also, the problem of fuel HC permeating through the rubber diaphragm and leaking to the outside can be solved, and a fluid pressure operating body can be constructed without using metal parts. Corrosion-resistant surface treatment such as plating when used is not necessary. In addition, it does not require an alignment mechanism for precise valve control, and the direction of the unevenness of the fluid pressure operating body is parallel to the axis of the operating direction of the operating body, simplifying the construction of the manufacturing mold and making it from resin It is also possible to prevent an increase in the number of manufacturing steps such as those using a bellows to form irregularities in a direction perpendicular to the axis of the operation direction.
本発明は前記目的を、外殻部材と、スプリングと、流体圧力受動部材と、流体入出管とを有する流体圧力作動体において、前記流体圧力受動部材は樹脂製であり、流体圧力による作動軸線方向に作動用凹凸を形成し、また、前記流体圧力受動部材を流体圧力受動側の外殻部材と一体化することにより実現した。 The present invention is directed to a fluid pressure operating body having an outer shell member, a spring, a fluid pressure passive member, and a fluid inlet / outlet pipe, wherein the fluid pressure passive member is made of resin, and an operation axis direction due to fluid pressure This is realized by forming the unevenness for operation on the outer surface and integrating the fluid pressure passive member with the outer shell member on the fluid pressure passive side.
本発明の実施例を図面に沿って説明する。図1は本発明を燃料用レギュレータに適用した例を示しており、図示実施例の燃料用レギュレータ1においては、樹脂製の円筒状の外殻部材2の図中側部下方には流体導入ポート3を備えており、外殻部材2の内側中間部には外殻部材2と一体的に形成された流体圧力作動部材としての樹脂製のダイヤフラム4を備えている。図示のダイヤフラム4においては、外殻部材2の中間部から水平に突出する支持部5を基部として、図中上方に折り曲げられた第1折曲部6と、以降引き続き第2折曲部7、第3折曲部8、第4折曲部9と順に折曲部を形成し中心に平板部10を形成している。それによりこれらの折曲部は、円筒状の外殻部材2の中心線を中心とした同心状に凹凸を形成することとなる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a fuel regulator. In the fuel regulator 1 of the illustrated embodiment, a fluid introduction port is provided below the side of the cylindrical
円筒状の外殻部材2の図中上部には、中心に呼吸孔11を備えた上蓋部材12を固定し、外殻部材2の図中下部には、流体排出ポート13を備えた下蓋部材14を固定している。上蓋部材12及び下蓋部材14を外殻部材2に固定するには種々の手段を採用することができるが、これらの部材が樹脂製の時には溶着、或いは接着により固定することができ、またスナップ結合としてもよい。スナップ結合により固定する際には、上蓋部材12及び下蓋部材14は金属材料を含め任意の材質によって形成することができる。
An
図示の流体排出ポート13の先端15は外殻部材2の略中間部まで延び、その先端部にはダイヤフラム4の平板部10が、上蓋部材12とダイヤフラム4の平板部10との間に縮設したスプリング16によって当接し、流体排出ポートの先端15の開口17を閉鎖可能としている。それにより、ダイヤフラムに形成した平板部10自体が、開口17を開閉する弁体として機能可能とする。
The leading
流体圧力作動体を図1に示すような内燃機関の燃料供給系統における燃料用レギュレータ1として用いる際には、燃料配管中に流体導入ポート3を接続し、流体の戻し管路または燃料タンク内に直接通じる流体排出ポート13を配置して、この流体圧力作動体1を介して流体の流入とその排出を可能としている。それにより、流体導入ポート3から導入される燃料配管中の燃料圧力が高いときには、ダイヤフラム4を図中上昇させてダイヤフラム4の平板部10を開口17から離間させ、開口17の開口面積を大きくすることによって燃料排出量を増大し、燃料供給管内の燃料の圧力を低下させる。逆に、流体導入ポート3から導入される燃料配管中の燃料圧力が低くなると、ダイヤフラム4がスプリング16によって図中下方に移動し、ダイヤフラム4の平板部10を開口17に近づける。それにより開口17の開口面積を小さくすることによって燃料排出量を減少させ、燃料供給管内の燃料の圧力を高める。
When the fluid pressure operating body is used as the fuel regulator 1 in the fuel supply system of the internal combustion engine as shown in FIG. 1, the fluid introduction port 3 is connected in the fuel pipe, and the fluid return port or the fuel tank is provided. A
上記のようにこの流体圧力作動体は、ダイヤフラムが樹脂製であり、特に外殻部材と一体的に樹脂成形しているので、弁作動をなす平板部10を含め全て一体的に形成することができ、従来の流体圧力作動体のようなゴム製ダイヤフラムの内外周縁部分に他の部材を用いてかしめ加工を行う必要がなくなる。またゴム製のダイヤフラムを用いるときのような燃料のHCが透過して外部に漏れる問題も解消することができるとともに、金属部品を使用することなく流体圧力作動体を構成することもできるようになるので、メッキ等の耐食用表面処理を行う必要がなくなる。更に精密な圧力調節を必要とする際にもゴム製ダイヤフラムと比較して、その中心部分に位置し弁作用をなす平板部が、そのダイヤフラムの作動方向である軸線方向に平行に移動するため、従来のもののような調心機構を必要としない。また樹脂製ベローズを用いる場合のような、軸線と直角方向の凹凸の形成を必要とするものと比較して、製造工数の増加も防止することができる。
As described above, the fluid pressure operating body has a diaphragm made of resin, and is particularly molded integrally with the outer shell member. Therefore, all of the fluid pressure operating body including the
本発明による流体圧力作動体は、例えば図2に示すような脈動減衰装置に使用することもできる。図2に示す例は本発明による流体圧力作動体を内燃機関の燃料供給系統に設ける燃料用ダンパ21に適用した例を示しており、ダイヤフラム24は前記図1に示すダイヤフラム4とほぼ同様の構成をなしている。図2に示す燃料用ダンパのダイヤフラム24は、樹脂製の円筒状の外殻部材22の図中側部下方に流体導入ポート23を備え、外殻部材22の内側中間部には外殻部材22と一体的に形成された流体圧力作動部材としての樹脂製のダイヤフラム24を備えている。
The fluid pressure operating body according to the present invention can also be used in, for example, a pulsation damping device as shown in FIG. The example shown in FIG. 2 shows an example in which the fluid pressure actuating body according to the present invention is applied to a
図示のダイヤフラム24においては前記図1に示すダイヤフラム4と同様に、外殻部材22の中間部から水平に突出する支持部25から図中上方に折り曲げられた第1折曲部26と、以降引き続き第2折曲部27、第3折曲部28、第4折曲部29と順に折曲部を形成し中心に平板部30を形成している。それによりこれらの折曲部は、円筒状の外殻部材22の中心線を中心とした同心状んほ凹凸に形成される点も図1に示すものとと同様である。但し、図2に示す燃料用ダンパ21のダイヤフラム24は、平板部30の図中上面にねじ螺合部35を形成し、後述するようにねじ37を螺合している。
In the illustrated
円筒状の外殻部材22の図中上部には中心に開口31を備えた上蓋部材32を固定し、外殻部材22の図中下部には流体排出ポート33を備えた下蓋部材34を固定している。上蓋部材32及び下蓋部材34を外殻部材22に固定するには前記図1の説明において述べたように、これらの部材が樹脂製の時には溶着、或いは接着により固定することができ、またスナップ結合してもよい。
An
ダイヤフラム24の図中上面と上蓋部材32の下面との間にはスプリング36を縮接しており、また、上蓋部材32の開口31にはねじ37が充分な間隙をもって貫通し、その先端は前記のようにダイヤフラム24の平板部30に形成したねじ螺合部35に螺合している。また、ねじ37の頭部38は上蓋部材32の図中上面に係止可能となっており、それによりダイヤフラム24が自由状態においてプリング36によって図中下方に付勢されるとき、ねじ37の頭部38が図示するように上蓋部材32の上面に係止するので、ダイヤフラムは吊り下げられた状態で支持される。
A
このような構成により、燃料配管中に流体導入ポート23と流体排出ポート33とを接続すると、流体導入ポート23から導入される燃料配管中の燃料圧力が脈動により高くなる時、ダイヤフラム24をスプリング36の押圧力に抗して図中上昇させ、燃料配管内の容積を増大することによって脈動の高圧変化を吸収する。また逆に、流体導入ポート23から導入される燃料配管中の脈動燃料圧力が低くなると、ダイヤフラム24がスプリング36及び自重等によって図中下方に移動し、燃料配管内の容積を減少することによって脈動の低圧変化を吸収する。
With such a configuration, when the
この燃料用ダンパ21においても前記図1に示す燃料用レギュレータと同様に、その流体圧力作動体としてのダイヤフラム24が樹脂製であり、特に外殻部材22と一体的に樹脂成形しているので、弁作動をなす平板部30を含め全て一体的に形成することができ、従来の流体圧力作動体のようなゴム製ダイヤフラムの内外周縁部分に他の部材を用いてかしめ加工を行う必要がなくなる。またゴム製のダイヤフラムを用いるときのような燃料のHCが透過して外部に漏れる問題も解消することができるとともに、金属部品を使用することなく流体圧力作動体を構成することもできるようになるので、メッキ等の耐食用表面処理を行う必要がなくなる点、及び脂製ベローズを用いる場合のような製造工数の増加も防止することができる点も前記実施例と同様である。
In the
前記図2に示す燃料用ダンパは燃料配管系統に対して出入り口を備えた2ポートタイプの例を示したが、そのほか図3に示すような1ポートタイプの燃料用ダンパに適用することもできる。図3に示す燃料用ダンパ41は、その内部構造については前記図1に示す燃料用レギュレータ1と類似の構成をなした例を示しており、図1に示す燃料用レギュレータ1と比較して燃料導入ポート3を備えておらず、燃料排出パイプ13の代わりに燃料流出入ポート43を用い、その燃料流出入ポート43の先端44には切り込み形状の開口45を複数形成している点で相違する。また、樹脂製で円筒状の外殻部材42に一体的にダイヤフラム46を形成し、その中心部の平板部48をスプリング47により燃料流出入ポート43の先端に係止する構成をなす等の他の点は前記図1に示すものと同様であるので、その構造の詳細な説明は省略する。
The fuel damper shown in FIG. 2 is an example of a two-port type provided with an inlet / outlet with respect to the fuel piping system. However, the fuel damper can also be applied to a one-port type fuel damper as shown in FIG. The
このような燃料用ダンパ41の作動に際して、内燃機関の燃料配管に接続する燃料流出入ポート43からの燃料圧力が脈動により増大するときには、ダイヤフラム46がスプリング47に抗して上昇し、前記図2の燃料用ダンパ41と同様に燃料配管内の容積を実質的に増大し、圧力上昇を抑えると共に、逆に燃料圧力が脈動により低下するときには、燃料配管内の容積を実質的に減少して圧力低下を押さえ、これを繰り返して燃料の脈動を減衰することができる。
When such a
上記のような燃料用ダンパ41においても、前記図1に示す燃料用レギュレータ、及び図2に示す燃料用ダンパ21と同様に従来の技術の課題を解決することができ、所用の効果を奏する点は同様であるので、その説明は省略する。
Also in the
図3に示す燃料用ダンパ41は1ポートタイプであったが、これを2ポートタイプとし、更に開口45部分を変形した例を図4に示している。即ち、図3に示す燃料流出入ポート43には先端側から切り込み形状の開口45を形成した例を示したが、図4に示す燃料用ダンパ51の燃料排出ポート52の先端には、その側壁を貫通する複数の開口53を形成した例を示している。この燃料用ダンパ51においても前記図2及び図3に示す燃料用ダンパと同様に、樹脂製で円筒状の外殻部材54に一体的にダイヤフラム55を形成し、その中心部の平板部58をスプリング56により燃料流出入ポート52の先端に係止する構成をなし、それ以外の点は前記図2及び図3に示すものと同様の構成をなす。この燃料用ダンパ51においても前記燃料用ダンパと同様の作動をなし、また同様の作用効果を奏するのでその説明は省略する。
The
図5には本発明による流体圧力作動体を他の形式の燃料用レギュレータ61に適用した実施例を示しており、この燃料用レギュレータ61においては樹脂製で円筒状の外殻部材62に対して前記各実施例と同様にダイヤフラム63を一体的に形成しており、その中心部分の平板部64には中心開口65を形成している。外殻部材62の内部には弁座部材66を溶着や接着、或いはスナップ係止等によって固定しており、その弁座部68に対してダイヤフラム63の平板部64をスプリング73により当接し、開口65を閉鎖可能としている。外殻部材62の図中上方には燃料流入ポート70を備えた上蓋部材69を固定し、外殻部材62の図中下方には燃料流出ポート72を備えた下蓋部材71を固定している。
FIG. 5 shows an embodiment in which the fluid pressure actuating body according to the present invention is applied to another type of
このような燃料用レギュレータ61においては、燃料流入ポート70の燃料圧力が高いときにはスプリング73に抗してダイヤフラム63を図中下方に押し下げ、平板部64の中心開口65を弁座部68から離間させることにより燃料圧力に応じて開口する。それにより、燃料配管中の余剰燃料は燃料入ポート70から弁座部材66の開口67、ダイヤフラム66の中心開口65、燃料排出ポート72を各々介して燃料タンク等に戻される。この燃料用レギュレータにおいても、前記と同様に従来技術の課題を解決することは明らかであるので、その説明は省略する。
In such a
上記のような樹脂製のダイヤフラムは種々の形状とすることができ、例えば図6(a)に示すように、外殻部材75の内部においてダイヤフラム80を水平に突出する支持部76から図中上方に折り曲げられた第1折曲部77以降中心部の平板部78迄、全ての折曲が支持部76より図中上方に位置するように形成すしてもよく、また、図6(b)のダイヤフラム81に示すように、これとは逆に支持部76から図中下方に折り曲げられた第1折曲部79以降中心部の平板部78迄、全ての折曲部が支持部76より図中下方に位置するように形成してもよい。
The resin diaphragm as described above can have various shapes. For example, as shown in FIG. 6A, an upper portion of the
樹脂製のダイヤフラムにおいてその凹凸形状についても、例えば図7に示すように種々の形状に設定することができる。図7(a)に示す例は、ダイヤフラム82の凹凸の断面を前記各実施例と同様に三角形状に形成した例を示している。このような断面形状において、各折曲部のなす角θを任意に設定することができる。、同図(b)はダイヤフラム83の凹凸の断面形状を台形とした例を示し、ここにおいても各折曲部のなす角θを任意に設定することができる。また、同図(c)はダイヤフラム84の折曲部を曲線で形成して全体として凹凸の断面が波形になるようにした例を示しており、この例においても隣接する凹凸のなす角θを任意に設定することができ、また隣接する凹凸の交わる曲率も任意に設定することができる。また同図(d)はダイヤフラム85の凹凸形状を全て直角にジグザグ状に折曲して断面が長方形になるように形成した例を示しており、この長方形の形状も任意に設定することができる。本発明においては更に、前記のような各種の形状を任意に組み合わせて用いることもできるとともに、前記のような各折曲部のなす角θは全てが均等でなく、適宜変化させても良い。
The uneven shape of the resin diaphragm can also be set to various shapes as shown in FIG. 7, for example. The example shown in FIG. 7A shows an example in which the concave and convex cross section of the
ダイヤフラムの形成に際して、前記実施例は全て通常の設定状態において、ダイヤフラムの中心の平板部を、その周辺の支持部と同じ高さになるようにした例を示したが、そのほか図8(a)に示すようにダイヤフラム86の中心の平板部78を周辺の支持部76より図中上方に位置するように、ダイヤフラムの折曲部を形成してもよく、同図(b)のダイヤフラム87に示すように、前記とは逆に中心の平板部78を周辺の支持部76より図中下方に位置するように形成しても良い。
In forming the diaphragm, the above-described embodiments all show examples in which the flat plate portion at the center of the diaphragm is set to the same height as the supporting portion in the periphery in a normal setting state. As shown in FIG. 6, the bent portion of the diaphragm may be formed so that the
また、例えば図9に示すように、折曲部の高さを周辺から中心に向けて変化するように形成してもよく、同図(a)に示すダイヤフラム88は折曲部の高さを周辺から中心に向けて次第に低くなるように形成した例を示し、同図(b)のダイヤフラム89は折曲部の高さを周辺から中心に向けて次第に高くなるように形成した例を示している。本発明によるダイヤフラムは樹脂製であるので、上記のような種々の形状のダイヤフラムを容易に製造することができる。
Further, for example, as shown in FIG. 9, the height of the bent portion may be formed so as to change from the periphery to the center, and the
ダイヤフラムを付勢するスプリングは前記のようなコイルスプリング以外に、例えば図10(a)に示すような皿状のスプリング91を用いても良い。図10(a)に示す皿状のスプリング91においては、その周辺部を図中下方に折り曲げ、更にその下端部を半径方向内側に曲折して弾性係止部92を形成している。またこれに対応して前記各実施例と同様の外殻部材93と一体成形されたダイヤフラム94において、その外殻部材93の上端部に外周に張り出す環状の突起部95を形成している。それにより、皿状のスプリング91を外殻部材93の上に被せることによって弾性係止部92が突起部95を乗り上げ、更に押し込むことによって、図示するように弾性係止部92が突起部95に対して係止する。その結果、皿状のスプリング91はその中心部に形成した押圧部96が、ダイヤフラム94を図中上方に押し上げているコイルスプリング97に対向して、ダイヤフラム94を図中下方に押さえる作用をなす。このように構成することにより、ダイヤフラム94を下方に押圧するスプリングと上蓋部材を兼用することができるため部品点数を減らすことができ、且つスナップフィットによって両者を結合することができるので製造工程を簡素化することもできる。
As a spring for urging the diaphragm, for example, a plate-shaped
図10(a)に示す例においては、前記図1〜図9に示す実施例と同様に、外殻部材93の内側に、外殻部材93に対して直角に支持部98を形成し、この支持部98から第1折曲部99を形成して、以降の折曲部を連ねることにより凹凸状のダイヤフラム94を形成した例を示したが、それ以外に、例えば図10(b)に示すように、外殻部材93から直接第1折曲部99を形成し、以降の折曲部を連ねることにより凹凸状のダイヤフラム94を形成することにより、前記支持部98を設けないようにすることもできる。このように、支持部98を設けないようにすることは、前記図1〜図9に示す各実施例においても同様に実施することができる。
In the example shown in FIG. 10A, as in the embodiment shown in FIGS. 1 to 9, a
上記実施例はいずれもダイヤフラムと外殻部材を一体化した例を示したが、本発明はそのようなものに限らず、例えば図11に示すようにダイヤフラム100と外殻部材101とを別体としてもよい。図11に示す例においては、内燃機関の燃料供給管路におけるデリバリパイプ102の端部に脈動ダンパの作用をなす流体圧力受動体103を装着した例を示しており、デリバリパイプ102の端部にフランジ104を形成し、フランジ104の端面にリング状のパイプ端部溝105を備え、これに対向して外周にフランジ106を備えたカバー107を配置している。また、カバー107のフランジ106にも前記パイプ端部溝105と対向する位置にカバー端部溝108を備えている。
In any of the above embodiments, the diaphragm and the outer shell member are integrated. However, the present invention is not limited to such an example. For example, as shown in FIG. 11, the
ダイヤフラム100は外周にリング状の係止突部111を備え、この係止突部111より外周に外周縁部112を形成している。図11に示すようにデリバリパイプ102の端部にカバー107のフランジ106を当接するとき、パイプ端部溝105とカバー端部溝108によって形成される環状凹部113に、ダイヤフラム110の係止突部111と外周縁部112とが嵌合するように取り付ける。その際、Oリング114と115とによりダイヤフラム100の外周縁部112を前記両溝内で挟持する。この状態で、パイプ端部溝105とカバー端部溝108とをその外周部においてねじ116により固定し、このようにして樹脂製のダイヤフラム110はデリバリパイプ102の端部に固定される。
The
デリバリパイプ102の端部には更にバルブ受け117を形成しており、このバルブ受け117の端部には前記図3と同様の切り込み形状の開口118を備えている。ダイヤフラム100の背面にはスプリング119を縮設しており、それによりダイヤフラム110の中心に形成した平板部120をバルブ受け117の端面に当接可能としている。なお、カバー107には呼吸孔121を備えており、ダイヤフラム作動時の背圧を外部に逃がしている。上記のような脈動ダンパとしての流体圧力受動体の作動は、前記図3に示すものと同様であるので、その説明は省略する。また、この実施例においてもダイヤフラムは弁体機能部分を一体成形した樹脂製であるので、弁体機能部材固定のためのかしめ加工は不要となるほか、前記各実施例とほぼ同様の作用効果をなすことができる。
A
前記の実施例においては、外殻部材とは別体に形成した樹脂製のダイヤフラムを取り付けるに際して、デリバリパイプ102のフランジ104とカバー107のフランジ106とを結合し、溝内でダイヤフラムの外周縁を保持するに際して、ねじ116を用いて固定した例を示したが、そのほか図12に示すようにクリップ122の弾性力によって、両フランジを挟持するように構成しても良い。
In the above-described embodiment, when the resin diaphragm formed separately from the outer shell member is attached, the
本発明は上記のような種々の態様で実施することができるものであるが、このような流体圧力作動体は図18に示すような発泡飲料供給装置用温度圧力調節装置にも同様の態様で実施することができ、そのほか、流体の圧力によって作動を行うものであるならば、あらゆる分野に利用することができる。 The present invention can be carried out in various modes as described above, but such a fluid pressure operating body is also applied to the temperature and pressure control device for a sparkling beverage supply device as shown in FIG. In addition, the present invention can be used in any field as long as the operation is performed by the pressure of the fluid.
1 燃料用レギュレータ
2 外殻部材
3 流体導入ポート
4 ダイヤフラム
5 支持部
6 第1折曲部
7 第2折曲部
8 第3折曲部
9 第4折曲部
10 平板部
11 呼吸孔
12 上蓋部材
13 流体排出ポート
14 下蓋部材
15 先端
16 スプリング
17 開口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記流体圧力受動部材は樹脂製であり、流体圧力による作動軸線方向に作動用凹凸を形成したことを特徴とする流体圧力作動体。 In a fluid pressure operating body having an outer shell member, a spring, a fluid pressure passive member, and a fluid inlet / outlet pipe,
The fluid pressure passive member according to claim 1, wherein the fluid pressure passive member is made of a resin and has operating irregularities formed in an operation axis direction due to the fluid pressure.
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