JP2005214295A

JP2005214295A - バルブ

Info

Publication number: JP2005214295A
Application number: JP2004021746A
Authority: JP
Inventors: Fumiharu Ochiai; 史治落合
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】部品点数が少なく、簡便な構造で且つ安価なバルブを提供することを課題とする。
【解決手段】バルブ３０は、弁体としての圧縮つる巻きばね３１と、この圧縮つる巻きばね３１を収納する弁箱としてのバルブハウジング３２と、このバルブハウジング３２に入口出口として開けた一対のベントホール孔３３Ａ、３３Ｂと、圧縮つる巻きばね３１の一端に当てるばね押え３５と、圧縮つる巻きばね３１の他端を受けるばね受け３６と、このばね受け３６をバルブハウジング３２に固定する固定部材３７と、アクチュエータ５０とからなる。アクチュエータ５０は例えばソレノイド式アクチュエータ５１であり、固定鉄心５２と、この固定鉄心５２に埋込まれたコイル５３、５３と、圧縮つる巻きばね３１に作用するステム５４としての可動鉄心５５とからなる構造体である。
【効果】弁体をつる巻きばねで構成したので、安価なバルブを提供することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、バルブの構造に関するものである。

バルブは、水・空気・ガス等の流体の流れを制御することを目的として、配管や機器に付属させる機能部品である。

従来のバルブの一種として、インクジェットプリンタの弁装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−３０１９６５公報（第６頁、図２、３、４）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図７は従来の技術の基本構成を説明する図であり、圧力ダンパ１００は、流路形成部１０１、インク流入路１０２、針接続部１０３、インク室１０４、インク接続部１０５、インク室１０４に設けた圧力ダンパ１００の上面に貫通する略直方体状の貫通孔１０６、インク室１０４に連通する小孔１０７、この小孔１０７を開閉する弁部材１０８を支持する支持部材１０９、流路形成部１０１の外周でインク流路外に配置した電磁石１１０から構成される。

図８は図７の８−８線断面図であり、圧力ダンパ１００の断面構成と作用を説明するためのものである。なお、断面構成については（ａ）で説明する。
（ａ）において、圧力ダンパ１００は、流路形成部１０１の外に配置した電磁石１１０の上下に第１の磁性体１１２、第２の磁性体１１３を備え、支持部材１０９の吸引部１１１を貫通孔１０６内に配置される。この状態では、電磁石１１０は励磁されておらず、弁部材１０８が小孔１０７と離れた位置にあり、インク流路が開状態にある。

（ｂ）において、電磁石１１０が励磁すると、第１及び第２の磁性体１１２、１１３と支持部材１０９も励磁されて、支持部材１０９は弾性変形すると共に、吸引部１１１が第２の磁性体１１３方向に吸引される。また、支持部材１０９が吸引される結果、弁部材１０８も従動し小孔１０７を閉じ、インク流路が閉状態となる。

しかし、従来技術のバルブは、流路形成部１０１、インク流入路１０２、インク室１０４、インク接続部１０５、弁部材１０８、支持部材１０９、電磁石１１０など多種多数の部品を用いるため、必然的に複雑な構造になるという問題点がある。

また、従来技術のバルブは、小孔１０７に弁部材１０８を正確に当てることが不可欠であり、そのためには小孔１０７、弁部材１０８並びに支持部材１０９の加工精度が重要となる。特に支持部材１０９が経年変化などの変形すると、弁部材１０８が小孔１０７に正しく当たらなくなり、締め切り性能が低下するので、支持部材１０９の品質は重要となる。

すなわち、小孔１０７、弁部材１０８及び支持部材１０９が弁の性能を決める重要な要素となり、このような重要な要素が複数個（３個）あるため、バルブの製造コストが嵩む。

本発明は、部品点数が少なく、簡便な構造のバルブで且つ安価なバルブを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、流路を開閉する弁体と、この弁体を収納するバルブハウジングと、このバルブハウジングを貫通して弁体に作用するステムと、このステムを直線移動させるアクチュエータとからなるバルブにおいて、弁体は、密着時に流路を閉じ、非密着時に隙間で流路を形成する圧縮つる巻きばねで構成したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、バルブハウジングは、自動車用エアバックシステムのガス放出孔に付設することを特徴とする。

請求項１に係る発明では、弁体を圧縮つる巻きばねで構成した。この圧縮つる巻きばねを伸縮することで流路の開閉が容易にできる。従来のバルブに備えた小孔、弁部材及び支持部材の３要素を、請求項１では１個の圧縮つる巻きばねで済ませることができるため、バルブのコストを抑えることができる。
したがって、請求項１によれば、部品点数が少なく、簡便な構造のバルブで且つ安価なバルブを提供することができる。

請求項２に係る発明では、バルブを自動車エアバックシステムに適用した。
請求項１のバルブをエアバックのベントホールの開口に適用することにより、簡単な構造でベントホールの開口を適切に制御することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るバルブを応用した自動車用エアバックシステムを搭載する自動車のインストルメントパネル近傍を示す図であり、車体１０のインストルメントパネル１１に、助手席側部材１２として、助手席エアバック用抑え部材本体１３と、この抑え部材本体１３の下方に配置するトレイ１４及びトレイマット１５と、このトレイ１４の下方に配置するパッド部１６と、このパッド部１６の下方に配置するグローブボックス１７とを備える。１９は運転席側部材１８としてのハンドル１９である。

図２は図１の２−２線断面図であり、インストルメントパネル１１の助手席側部材１２は、抑え部材本体１３と、抑え部材本体１３の破断部２０から破断した抑え部材本体１３を上方へ回転させる回転軸２１と、この抑え部材本体１３の直ぐ下方に配置したエアバック収納容器２２に収納されたエアバック２３と、このエアバック２３の基部２４を上方より固定する抑え部材２５と、バルブ３０及びガス発生器４０とからなる構造体である。

バルブ３０の詳細は後述する。
ガス発生器４０は、本体４１と、この本体４１を取付ける止めボルト４２と、この本体４１に開けたガス放出孔４３・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）と、本体４１を固定する固定板金４４、４５とからなる。

図３は本発明に係るバルブの断面図である。
バルブ３０は、弁体としての圧縮つる巻きばね３１と、この圧縮つる巻きばね３１を収納する弁箱としてのバルブハウジング３２と、このバルブハウジング３２に入口出口として開けた一対のベントホール孔３３Ａ、３３Ｂと、圧縮つる巻きばね３１の一端に当てるばね押え３５と、圧縮つる巻きばね３１の他端を受けるばね受け３６と、このばね受け３６をバルブハウジング３２に固定する固定部材３７と、次に述べるアクチュエータ５０とからなる。

アクチュエータ５０は例えばソレノイド式アクチュエータ５１であり、固定鉄心５２と、この固定鉄心５２に埋込まれたコイル５３、５３と、圧縮つる巻きばね３１に作用するステム５４としての可動鉄心５５とからなる構造体である。
ここで、アクチュエータ５０は一例としてソレノイド式アクチュエータ５１を用いたが、エアシリンダ、油圧シリンダ、電動シリンダ等、圧縮つる巻きばね３１を圧縮させることができるものであれば、種類、形式は問わない。

以上の構成からなるバルブ３０の作用を次に説明する。
図４は自動車用エアバック開放時のバルブの作用を示す図である。
（ａ）は図２の４ａー４ａ線断面図であり、バルブ３０が閉状態であることを示す。すなわち、可動鉄心５５は、ばね押え３５を介して圧縮つる巻きばね３１を密着させるようにばね受け３６に押し当て、ベントホール３４を密着した圧縮つる巻きばね３１により塞がせる。

（ｂ）において、バルブ３０が開状態であり、すなわち、可動鉄心５５が矢印Ａの如くばね押え３５に結合した圧縮つる巻きばね３１をばね受け３６から引離すと、圧縮つる巻きばね３１の隙間がベントホール３４となる。
この結果、膨らんだエアバック２３が萎む時に、エアバック２３の中のガスは矢印ＢからＣの如く外部に逃がすことができる。

図５は図２の作用図である。
（ａ）において、エアバック２３が抑え部材本体１３に収納されたままの状態を示し、バルブ３０は閉状態にある。

（ｂ）において、ガス発生器４０に点火し、内部のガス発生剤を燃焼させる。発生ガスが、ガス放出孔４３・・・から矢印Ｄの如く吹き出し、エアバック２３を広げる。

（ｃ）において、矢印Ｅの如く供給するガスの作用でエアバック２３は十分に広がる。ガス発生器４０へ点火した後、所定の時間が経過（理想的には、内圧が所定圧に到達）したら、バルブ３０を開く。この結果、矢印Ｆ、Ｇの如くガスを外部へ放出させることができ、エアバック２３を萎えさせることができる。

エアバック２３の乗員のエネルギー吸収性能は、排気特性（ベントホール３４の開口）を変化させることで調整可能である。したがって、本願の構成により乗員の体格や衝突の大きさに応じて、最適なエネルギー吸収性能を与えることができる。

図６は図３の別実施例を示す図である。
（ａ）において、バルブ６０は、形状記憶合金ばね６１と、この形状記憶合金ばね６１を収納するバルブハウジング６２と、このバルブハウジング６２に入口出口として開けた一対の流路孔６３Ａ、６３Ｂと、形状記憶合金ばね６１の一端６５に備えた仕切り板６６と、形状記憶合金ばね６１の他端６７をバルブハウジング６２に結合し、仕切り板６６の片側に備えたバイアスばね６８と、これら形状記憶合金ばね６１、仕切り板６６、バイアスばね６８の中心を貫いた中心軸７０と、中心軸７０の一端７１及び他端７２を各々バルブハウジング６２に結合することにより構成されたものである。形状記憶合金ばね６１には、スイッチ手段７３及び電源７４を含む回路７５を結線する。

（ｂ）において、スイッチ手段７３をオンにして形状記憶合金ばね６１に通電する。形状記憶合金ばね６１の内部抵抗と通電と発熱し、形状記憶合金ばね６１の温度が変態点温度以上に高まる。この結果、形状記憶合金ばね６１は予め記憶させた形状、すなわち延びた状態になり、バルブ６０は開状態になる。通電を停止すれば、（ａ）に戻り、弁閉状態になる。

なお、形状記憶合金ばね６１の材質は、Ｎｉ−Ｔｉ系、Ｎｉ−Ａｌ系などの２成分系と、Ｃｕ−Ａｌ−Ｚｎ系、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系などの３成分系のものが考えられるが、これらの他でも、形状記憶効果を示しばね加工のできるものであれば種類は問わない。

一方、バイアスばね６８の材質は、ＪＩＳのばね用ステンレス鋼線、ピアノ線材、ばね用オイルテンパー線などが適当であるが、これらの他でも、ばね性を有してばね加工できるものであれば種類は問わない。

尚、本発明のバルブ３０、６０は、圧縮つる巻きばね３１とアクチュエータ５０の組合せ、あるいはアクチュエータ５０を用いないで形状記憶合金ばね６１とバイアスばね６８の組合せを用いたもので、流路を形成する圧縮つる巻きばね３１あるいは形状記憶合金ばね６１があれば良く、その他の細かな構造は自由とする。

本発明は、完全密閉を厳密に要求しないシステム、例えば自動車用エアバック装置、空調システム、その他一般の流用制御に好適である。

本発明に係るバルブを応用した自動車用エアバックシステムを搭載する自動車のインストルメントパネル近傍を示す図である。図１の２−２線断面図である。本発明に係るバルブの断面図である。自動車用エアバック開放時のバルブの作用を示す図である。図２の作用図である。図３の別実施例を示す図である。従来の技術の基本構成を説明する図である。図７の８−８線断面図である。

符号の説明

１１…インストルメントパネル、１２…助手席側部材、２３…エアバック、３０…バルブ、３１…圧縮つる巻きばね、３２…バルブハウジング、３４…ベントホール、４０…ガス発生器、４３…ガス放出孔、５０…アクチュエータ、５１…ソレノイド式アクチュエータ、５４…ステム、５５…可動鉄心、６０…バルブ、６１…形状記憶合金ばね、６２…バルブハウジング、６６…仕切り板、６８…バイアスばね。

Claims

流路を開閉する弁体と、この弁体を収納するバルブハウジングと、このバルブハウジングを貫通して前記弁体に作用するステムと、このステムを直線移動させるアクチュエータとからなるバルブにおいて、
前記弁体は、密着時に流路を閉じ、非密着時に隙間で流路を形成する圧縮つる巻きばねで構成したことを特徴とするバルブ。
前記バルブハウジングは、自動車用エアバックシステムのガス放出孔に付設することを特徴とする請求項１記載のバルブ。