JP2007100768A

JP2007100768A - 圧力制御装置

Info

Publication number: JP2007100768A
Application number: JP2005289585A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Ono; 智弘小野; Takao Ikaruga; 孝夫鵤木; Masateru Shimokawa; 真輝下川
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2005-10-03
Filing date: 2005-10-03
Publication date: 2007-04-19

Abstract

【課題】圧力制御装置１は、燃料流入口２２と燃料流出口２３及びそれらを連通する燃料流路１４を備えるハウジング１１と、燃料流路１４内に配設された球状弁体１２と、ハウジング１１内に燃料流路１４に臨んで形成され、球状弁体１２が当接することにより燃料流路１４が閉鎖される弁部１５と、球状弁体１２を弁部１５に向けて付勢するバルブスプリング１３とを備える。弁部１５には、多段状に形成され、互いに開口径を異にする第１及び第２シール部１６,１７が設けられている。球状弁体１２は、両シール部１６,１７に当接する。燃料流入口２２から流入する燃料の圧力は、両シール部１６,１７にて多段階に減圧される。
【解決手段】ダストタフネス性と圧力勾配緩和の要求を良好にバランスし得る圧力制御装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体圧力の調整を行う圧力制御装置に関し、特に、エンジンの燃料供給系に使用される圧力制御装置に関する。

自動車の燃料供給システムや油圧回路などの流体送給系では、流体の圧力が過大になるのを防止するため種々の圧力制御装置が用いられている。このような圧力制御装置としては、ダイヤフラムを用いたプレッシャレギュレータやチェックバルブ等が知られており、例えば、特開平9-166059号公報（特許文献１）には、チェックバルブタイプのプレッシャレギュレータを備えた燃料供給装置が示されている。特許文献１のプレッシャレギュレータでは、圧縮コイルスプリングによって保持された弁体（スリーブ）の移動により、弁の開閉が制御され、燃料供給装置から吐出される燃料の圧力（燃圧）が調整される。

図３は、このような従来の圧力制御装置におけるバルブ機構の構成を示す説明図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は断面図である。図３のバルブ機構では、小径の流路５１と大径のバルブ室５２との間に球状弁体５３が配設されている。流路５１とバルブ室５２との境界部分はシール部５４となっており、そこに球状弁体５３が当接すると流路５１が閉鎖される。球状弁体５３は、図示しないバルブスプリングにてシール部５４に押接されている。流路５１側から流体圧が加わり流体圧がバルブスプリングの付勢力に勝ると、球状弁体５３が上方に移動してシール部５４から離脱し、流路５１が開放される。例えば、調整設定圧力が300kPaの装置では、流路５１側が300kPa以上となると球状弁体５３が上方移動して開弁し、バルブ室５２（0kPa）と連通して流路５１側が減圧される。
特開平9-166059号公報特開平6-117549号公報

ところが、図３のようなバルブ機構では、流体中のダストがシール部５４に引っ掛かるのを防止すべく、ダストタフネス性の観点から、球状弁体５３のリフト量は大きい方が望ましい。このため、バルブリフト量を稼ぐには、シール部５４の開口径は小さい方が好ましい。これに対し、圧力勾配（流量変化に対する制御圧力変化量）は小さい方が望ましく、そのためにはシール部開口径は大きい方が好ましい。つまり、このようなバルブ機構では、シール部開口径に関し相反する要求があり、ダストタフネス性と圧力勾配緩和の要求をバランスし得るバルブ構造が求められていた。

本発明の目的は、ダストタフネス性と圧力勾配緩和の要求を良好にバランスし得る圧力制御装置を提供することにある。

本発明の圧力制御装置は、流体流入口と前記流体流入口と流路を介して連通された流体流出口とを備えるハウジングと、前記流路内に配設された弁体と、前記ハウジング内に前記流路に臨んで形成され、前記弁体が当接することにより前記流路が閉鎖される弁部と、前記弁体を前記弁部に向けて付勢する弾性部材とを備えてなる圧力制御装置であって、前記弁部は、多段状に形成され互いに開口径を異にする複数のシール部を有することを特徴とする。

本発明にあっては、流体の圧力が多段階に減圧されるため、１段で一気に減圧する場合に比して各段ごとの圧力降下量が小さくなり、その分、弁体のリフト量が大きくなる。従って、弁体リフト量を維持しつつ、シール部の開口径をより大きくすることが可能となり、圧力勾配の緩和が図られる。

前記圧力制御装置において、前記シール部に対し、前記弁体によってポンチング処理を施しても良く、これにより、シール部の精度が向上する。当該圧力制御装置では、多段状に形成された複数のシール部を１回の加工でポンチング処理することも可能であり、加工工数を増大させることなく、シール部の精度を向上させることができ、安価にてダストタフネス性の高いプレッシャレギュレータを提供できる。

本発明の圧力制御装置によれば、ハウジング内に形成され弁体が当接することにより流路が閉鎖される弁部を備える圧力制御装置にて、多段状に形成され互いに開口径を異にする複数のシール部を弁部に設けたので、流体の圧力を多段階に減圧し、各段ごとの圧力降下量を小さくして、弁体のリフト量を大きくすることが可能となる。従って、弁体リフト量を維持しつつ、シール部の開口径をより大きく取ることが可能となり、圧力勾配の緩和を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例であるプレッシャレギュレータ（圧力制御装置）の構成を示す断面図である。図１のプレッシャレギュレータ１は、例えば、特許文献１と同様に燃料供給装置の吐出口に配設され、エンジンに送給される燃料の圧力を所定レベルに調整する。

プレッシャレギュレータ１は、金属製のハウジング１１内に、鋼球からなる球状弁体１２とバルブスプリング（弾性部材）１３を収容した構成となっている。ハウジング１１内には燃料流路１４が貫通形成されており、燃料流路１４中には弁部１５が設けられている。弁部１５には、段状に形成され、互いに開口径を異にする第１シール部１６と第２シール部１７が形成されている。球状弁体１２が両シール部１６,１７に当接すると、プレッシャレギュレータ１は閉弁状態となり、燃料流路１４が閉鎖される。

燃料流路１４の燃料下流側には大径流路１８が形成されており、その内部に球状弁体１２とバルブスプリング１３が収容される。大径流路１８の上流側（図中下方側）端部には第１シール部１６が形成されている。両シール部１６,１７の間には中間バルブ室２１が形成され、第２シール部１７の上流側には小径流路１９が形成されている。小径流路１９の端部は燃料流入口２２となっている。

大径流路１８の下流側端部は燃料流出口２３となっており、そこにはストッパ２４が固定されている。ストッパ２４はリング状に形成されており、その上流側にはバルブスプリング１３の一端側が当接している。バルブスプリング１３は円錐コイルバネからなり、その他端側は球状弁体１２に当接している。球状弁体１２は、バルブスプリング１３の付勢力によって、通常時は両シール部１６,１７に押接されている。

このようなプレッシャレギュレータ１では、燃料流入口２２から燃料が供給されその圧力が高くなると、球状弁体１２がバルブスプリング１３の付勢力に抗して下流側へ移動する。これにより、球状弁体１２が第１及び第２シール部１６,１７から離脱し、小径流路１９と大径流路１８が連通して開弁状態となり、燃料流路１４が開通する。図２は、この際の弁部１５の動作を示す説明図であり、（ａ）は閉弁状態、（ｂ）は開弁状態をそれぞれ示している。

図２（ａ）に示すように、閉弁時は、球状弁体１２の下部が第１及び第２シール部１６,１７の双方に同時に密接する。これにより、小径流路１９が閉鎖されると共に、中間バルブ室２１も閉塞状態となり、燃料流路１４が閉鎖される。この状態では、燃料下流側の燃圧は０kPaである。図１のプレッシャレギュレータ１が、例えば、300kPaにて開弁する圧力制御装置であるとすると、図２（ａ）の状態で上流側から燃料が供給され、その圧力が300kPaに達すると、図２（ｂ）に示すように、球状弁体１２が移動して開弁状態となる。

プレッシャレギュレータ１は、開弁状態となると、第１及び第２シール部１６,１７に隙間が空き、そこを燃料が流通する。この際、２段式の弁部１５では、第１シール部１６の前後と、第２シール部１７の前後でそれぞれ、150kPaずつの差圧が生じる。つまり、燃料流入口２２から燃料流路１４内に流入した燃料は、小径流路１９と中間バルブ室２１との間で150kPa減圧され、さらに、中間バルブ室２１と大径流路１８との間にて150kPa減圧される。

このように、プレッシャレギュレータ１では、燃料の圧力が２段階に減圧されるため、１段で一気に減圧する場合に比して各段ごとの圧力降下量が小さくなる。この場合、各段の圧力降下量（差圧）が小さくなっても１段減圧の装置と同じ流量を確保するためには、各シール部１６,１７の開口面積を増加させる必要がある。開口面積は、（弁体リフト量）×（開口部周長）と考えられるため、弁体リフト量が同じ場合、同流量を流すには開口部周長を大きくする必要がある。開口部周長は開口部の直径に比例しており、従って、同流量を流す場合、弁体リフト量を同じとすると、差圧が大きければ開口径は小さく、差圧が小さければ開口径が大きくなる。

このため、各段の差圧が小さくなる当該プレッシャレギュレータ１では、バルブリフト量を１段減圧の場合と同程度に維持しつつ、第１シール部１６の開口径をより大きくすることが可能となり、それに伴って圧力勾配も緩和される。このため、本発明によるプレッシャレギュレータ１によれば、リフト量を確保しつつ、圧力勾配を改善でき、ダストタフネス性と圧力勾配緩和の要求を良好にバランスさせた圧力制御装置を得ることが可能となる。

また、第１及び第２シール部１６,１７では、シール部の精度を向上するため球状弁体１２をシール部に押圧するポンチングも各段ごとに行う必要はなく、１回の加工でポンチング処理が可能である。従って、加工工数も増大することがなく、安価にてダストタフネス性の高いプレッシャレギュレータを制作することができる。さらに、第２シール部１７は、球状弁体１２の横方向のガイドとしても機能するため、弁体の振動も低減できる。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施の形態では、圧力制御装置としてプレッシャレギュレータを例にとって説明したが、チェックバルブなど、本発明は他の種類の圧力制御装置に対しても適用可能である。また、前述の実施の形態では、エンジンの燃料供給系に使用されるプレッシャレギュレータを例にとって説明したが、その用途はエンジンには限定されず、種々の油圧回路に適用可能である。また、調圧対象となる流体は、ガソリンや軽油などのエンジン燃料には限定されず、水や空気、油圧回路の作動油などにも適用可能である。

さらに、前述の実施例では、弁体として球状の鋼球を用いたプレッシャレギュレータについて述べたが、下端部を半球状としたスリーブ状の部材などを弁体として用いることも可能であり、プレッシャレギュレータ自体の構成も前述のものには限定されない。

本発明の一実施例であるプレッシャレギュレータの構成を示す断面図である。弁部の動作を示す説明図であり、（ａ）は閉弁状態、（ｂ）は開弁状態をそれぞれ示している。従来の圧力制御装置におけるバルブ機構の構成を示す説明図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は断面図である。

符号の説明

１プレッシャレギュレータ（圧力制御装置）
１１ハウジング
１２球状弁体
１３バルブスプリング（弾性部材）
１４燃料流路
１５弁部
１６第１シール部
１７第２シール部
１８大径流路
１９小径流路
２１中間バルブ室
２２燃料流入口（流体流入口）
２３燃料流出口（流体流出口）
２４ストッパ
５１流路
５２バルブ室
５３球状弁体
５４シール部

Claims

流体流入口と前記流体流入口と流路を介して連通された流体流出口とを備えるハウジングと、前記流路内に配設された弁体と、前記ハウジング内に前記流路に臨んで形成され、前記弁体が当接することにより前記流路が閉鎖される弁部と、前記弁体を前記弁部に向けて付勢する弾性部材とを備えてなる圧力制御装置であって、
前記弁部は、多段状に形成され互いに開口径を異にする複数のシール部を有することを特徴とする圧力制御装置。
請求項１記載の圧力制御装置において、前記シール部は前記弁体によってポンチング処理されてなることを特徴とする圧力制御装置。