JP2008267558A - 減圧弁 - Google Patents

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Abstract

【課題】弁ガイド部材と、該弁ガイド部材との間に弁室を形成して弁ガイド部材に結合されるとともに弁孔を中央部に開口させた弁座が設けられる弁座部材と、圧力受動部材に連結されるようにして弁孔を緩く貫通しつつ弁ガイド部材に摺動可能に嵌合される弁軸と、弁座に着座することを可能として弁軸に固設される弁体とを有する弁機構が、弁室に通じる高圧室ならびに弁孔に通じる減圧室間に介在するようにしてボディに取付けられる減圧弁において、弁室内への異物の侵入をフィルタで確実に阻止するようにした上で、フィルタの確実な装着を保証してボディに取付け可能とする。
【解決手段】弁体36、弁軸35、弁ガイド部材30および弁座部材31を有する弁機構20に、高圧室37および弁室32間に介在するようにして弁ガイド部材30および弁座部材31に装着、支持されるフィルタ46が予め組付けられて成る弁機構ユニット51がボディ16に取付けられる。
【選択図】 図2

Description

本発明は、ガイド孔を有する弁ガイド部材と、該弁ガイド部材との間に弁室を形成して前記弁ガイド部材に結合されるとともに前記ガイド孔と同軸の弁孔を中央部に開口させて前記弁室に臨む弁座が設けられる弁座部材と、圧力受動部材に連結されるようにして前記弁孔を緩く貫通しつつ前記ガイド孔に摺動可能に嵌合される弁軸と、前記弁座に着座することを可能として前記弁室内で前記弁軸に固設される弁体とを有する弁機構が、前記弁室に通じる高圧室ならびに前記弁孔に通じる減圧室間に介在するようにしてボディに取付けられる減圧弁に関する。
減圧室および高圧室間に介在するようにして弁機構がボディに取付けられ、高圧室への異物の侵入を防止するためのフィルタが弁機構とは離隔した位置でボディに取付けられるようにした減圧弁が、特許文献1によって知られており、また高圧室および弁室間に介在するフィルタが弁機構を囲むように配置される減圧弁が、特許文献2によって知られている。
特開2005−227860号公報 特開平8−334182号公報
ところで、上記特許文献1で開示されたものでは、予め組付けられた状態の弁機構をボディに取り付けるのであるが、組付けられた状態の弁機構の保管および移送時、ならびに弁機構のボディへの組付け時に弁機構の弁室内に異物が侵入し、異物が侵入した状態のままで弁機構がボディに組付けられてしまう虞がある。
一方、上記特許文献2で開示されたものでは、弁機構にフィルタを装着した状態のままとすることで保管したり、移送することでボディ組付け前に弁室内に異物が侵入することは防止し得るものの、フィルタが弁機構の弁ガイド部材およびボディ間に挟まれる構造であるので、部品精度および弁機構のボディへの組付け状態によってはフィルタの変形が生じたり、フィルタおよび弁ガイド部材間に隙間が生じたりする可能性があるが、その状態を確認することが不可能である。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、弁機構の弁室内への異物の侵入をフィルタで確実に阻止するようにした上で、フィルタの確実な装着を保証してボディに取付け得るようにした減圧弁を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、ガイド孔を有する弁ガイド部材と、該弁ガイド部材との間に弁室を形成して前記弁ガイド部材に結合されるとともに前記ガイド孔と同軸の弁孔を中央部に開口させて前記弁室に臨む弁座が設けられる弁座部材と、圧力受動部材に連結されるようにして前記弁孔を緩く貫通しつつ前記ガイド孔に摺動可能に嵌合される弁軸と、前記弁座に着座することを可能として前記弁室内で前記弁軸に固設される弁体とを有する弁機構が、前記弁室に通じる高圧室ならびに前記弁孔に通じる減圧室間に介在するようにしてボディに取付けられる減圧弁において、前記弁体、前記弁軸、前記弁ガイド部材および前記弁座部材を有する前記弁機構に、前記高圧室および前記弁室間に介在するようにして前記弁ガイド部材および前記弁座部材に装着、支持されるフィルタが予め組付けられて成る弁機構ユニットが前記ボディに取付けられることを特徴とする。
また請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記弁ガイド部材および前記弁座部材には前記ガイド孔および前記弁孔の軸線に沿う方向で相互に対向する環状の挟持面がそれぞれ形成され、両端を前記両挟持面にそれぞれ当接させるようにして円筒状に構成された前記フィルタが、前記両挟持面間に挟持されることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明の構成に加えて、前記弁ガイド部材および前記弁座部材が圧入により結合されることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記フィルタが合成樹脂から成ることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記フィルタが、通路窓が設けられて円筒状に形成される合成樹脂製のフィルタフレームに、前記通路窓を覆うフィルタエレメントが設けられて成ることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項5記載の発明の構成に加えて、前記弁ガイド部材および前記弁座部材の一部を囲繞する前記フィルタフレームの軸方向一端側内周に、前記弁ガイド部材または前記弁座部材の外周が軽圧入されることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項6記載の発明の構成に加えて、前記ガイド部材および前記弁座部材には、前記ガイド孔および前記弁孔の軸線に沿う方向で相互に対向する環状の挟持面が前記フィルタフレームの軸方向両端を当接させるようにしてそれぞれ形成され、前記フィルタフレームの軸方向一端に、前記両挟持面間で前記フィルタフレームを挟持するときに前記両挟持面の一方に当接して押し潰される突部が一体に突設されることを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項7記載の発明の構成に加えて、前記突部が、前記フィルタフレームの前記軸方向一端の周方向に間隔をあけた複数個所に突設されることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項5〜8のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記弁機構ユニットは、前記ボディに設けられた収容孔に前記弁座部材側から挿入されて前記ボディに取付けられ、前記フィルタフレームの前記弁座部材側端部の外径が、前記弁座部材の外径よりも大きく設定されることを特徴とする。
さらに請求項10記載の発明は、請求項5〜9のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記フィルタエレメントが、前記フィルタフレームの外周面から内方に後退した位置に外面を配置するようにして前記フィルタフレームに設けられることを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、弁機構にフィルタが予め組付けられてユニット化されて成る弁機構ユニットがボディに取付けられるので、弁機構ユニットの保管時、移送時ならびに弁機構ユニットのボディへの組付け時に、弁室内に異物が侵入してしまうことを防止することができる。しかもフィルタは、ボディへの組付け前に弁機構への装着状態を確認することができ、フィルタの確実な装着を保証してボディに取付けることができる。
また請求項2記載の発明によれば、フィルタが弁ガイド部材および弁座部材の挟持面間に挟持されるので、フィルタの弁機構に対する位置決め、固定を容易にかつ確実に行うことができる。
請求項3記載の発明によれば、弁ガイド部材および弁座部材を圧入によって結合するので、結合のために弁ガイド部材および弁座部材以外の部材を用いることなく、弁ガイド部材および弁座部材を簡単にかつ確実に結合することができる。
請求項4記載の発明によれば、フィルタを弁ガイド部材および弁座部材に装着する際に金属切粉が発生することがない。
請求項5記載の発明によれば、フィルタフレームによってフィルタの強度を確保しつつ、フィルタを弁ガイド部材および弁座部材に装着する際に金属切粉の発生を防止することができる。
請求項6記載の発明によれば、フィルタフレームの軸方向一端側内周に弁ガイド部材または弁座部材の外周が軽圧入されるので、フィルタフレームの軸方向一端側内周を弁ガイド部材または弁座部材に密着させることができ、フィルタフレームと、弁ガイド部材または弁座部材との間からの異物の侵入を防止することができる。
請求項7記載の発明によれば、フィルタフレームの軸方向一端に設けられる突部が押し潰されるようにしてフィルタフレームが弁ガイド部材および弁座部材の挟持面間に挟持されるので、押し潰される突部の弾発力によってフィルタフレームが軸方向他方側に付勢され、両挟持面のうちフィルタフレームの軸方向他端が当接する挟持面にフィルタフレームの軸方向他端が強く押しつけられて密着することになる。すなわちフィルタフレームの軸方向一端側内周が弁ガイド部材または弁座部材に密着するのに加えて、フィルタフレームの軸方向他端が両挟持面の一方に密着することになり、フィルタフレームと、弁ガイド部材および弁座部材との間からの異物侵入を効果的に防止することができる。
請求項8記載の発明によれば、突部の個数および配置を適宜選択することで、フィルタフレームの変形を回避しつつより適切な密着性を得ることができる。
請求項9記載の発明によれば、弁機構ユニットをボディに取り付けるべくボディの収容孔に挿入する際に、合成樹脂製のフィルタフレームが収容孔の内面に触れやすくなり、弁座部材およびボディの金属同士の接触を回避して、金属切粉の発生を抑えることができる。
さらに請求項10記載の発明によれば、フィルタフレームによってフィルタエレメントを保護することができ、特に弁機構ユニットのボディへの取付け時にフィルタエレメントのボディへの接触に対する保護効果が高くなる。
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
図1〜図11は本発明の一実施例を示すものであり、図1はガス用減圧弁の縦断面図、図2は図1の2矢示部拡大図、図3はフィルタの側面図、図4は図3の4矢視図、図5は図4の5−5線断面図、図6は第2ボディ部材の縦断面図であって図7の6−6線に沿う断面図、図7は図6の7−7線断面図、図8はガイド部材の側面図、図9は図8の9−9線断面図、図10は図8の10矢視図、図11は図10の11−11線断面図である。
先ず図1において、このガス用減圧弁は、燃料ガスである圧縮天然ガスを減圧してエンジン(図示せず)に供給するためのものであり、そのハウジング15は、第1および第2ボディ部材18,19が相互に結合されて成るボディ16と、該ボディ16に結合されるダイヤフラムカバー17とで構成され、前記ボディ16には、弁機構20が収容されるとともにリリーフ弁21が配設される。
ボディ16は、第1および第2ボディ部材18,19が上下に重なりつつ複数個所で締結されて成るものである。第1ボディ部材18の中央部には、半径方向内方に張り出す内向き鍔22を上端に有して上下に延びる収容孔23が設けられており、この収容孔23は、前記内向き鍔22側から順に、小径孔23aと、該小径孔23aよりも大径のねじ孔23bと、該ねじ孔23bよりも大径の大径孔23cとが同軸に連なって成り、大径孔23cの下端は第1ボディ部材18の下端面で下方に開放される。
第1ボディ部材18の下部側面には、減圧前の圧縮天然ガスを導入するための入口側接続孔24が設けられ、その入口側接続孔24に同軸に連なる高圧通路25が第1ボディ部材18に設けられる。また入口側接続孔24には、第1ボディ18との間に環状のシール部材26を介在させるようにして管継ぎ手27が螺合される。
図2において、弁機構20は、圧力応動部材であるダイヤフラム28によって駆動されるものであり、ガイド孔29を有する弁ガイド部材30と、該弁ガイド部材30との間に弁室32を形成して前記弁ガイド部材30に結合されるとともに前記ガイド孔29と同軸の弁孔33を中央部に開口させて前記弁室32に臨む弁座34が設けられる弁座部材31と、前記弁孔33を緩く貫通しつつ前記ガイド孔29に摺動可能に嵌合される弁軸35と、前記弁座34に着座することを可能として前記弁室32内で前記弁軸35に固設される弁体36とを有するものであり、該弁機構20は、前記弁室32に通じる高圧室37ならびに前記弁孔33に通じる減圧室38間に介在するようにしてボディ16の第1ボディ部材18に取付けられる。
前記弁ガイド部材30は、ガイド孔29を形成するようにして厚肉の円筒状に形成される金属製のものであり、この弁ガイド部材30の前記弁座部材31側の端部には、前記弁体36の一部を挿入せしめるようにしてガイド孔29に同軸に連なる挿入孔39を形成する円筒部30aが一体に突設され、前記弁座部材31側に臨む環状の挟持面41が前記円筒部30aの周囲で弁ガイド部材30の前記弁座部材31側の端部に形成される。
一方、前記弁座部材31は、前記弁孔33が中央部に設けられるリング部31aと、該リング部31aよりも小径に形成されてリング部31aに一端が同軸に連設されるとともに複数の連通孔40…が設けられる円筒部31bとを一体に有する金属製のものであり、弁ガイド部材30の挟持面41に同軸に対向する挟持面42が円筒部31bの一端を同軸に囲んで前記リング部31aの外周部に形成される。また前記円筒部31bの弁ガイド部材30側の端部には該弁ガイド部材30の前記円筒部30aを圧入するための圧入凹部43が設けられる。すなわち弁ガイド部材30および弁座部材31は、弁ガイド部材30の円筒部30aを弁座部材31の圧入凹部43に圧入することで相互に結合される。
前記弁体36は、前記弁室32内で前記弁軸35に装着されるものであり、該弁体36の内周に弾発的に接触する環状のシール部材44が前記弁軸35の外周に装着される。また弁軸35のうち前記ガイド孔29に摺動可能に嵌合される部分の外周にはガイド孔29の内周に摺接する環状のシール部材45が装着される。
ところで前記弁ガイド部材30および前記弁座部材31には、前記高圧室37および前記弁室32間に介在するフィルタ46が、装着、支持されるものであり、このフィルタ46は、前記弁ガイド部材30および前記弁座部材31にそれぞれ形成されて前記ガイド孔29および前記弁孔33の軸線に沿う方向で相互に対向する環状の挟持面41,42に両端をそれぞれ当接させるようにして円筒状に構成され、前記両挟持面41,42間に挟持される。
図3〜図5を併せて参照して、前記フィルタ46は、前記弁ガイド部材30および前記弁座部材31の一部を囲繞するようにして円筒状に形成されるとともに複数たとえば4つの通路窓49…が設けられる合成樹脂製のフィルタフレーム47に、前記通路窓49…を覆うフィルタエレメント48…が設けられて成る。
前記フィルタフレーム47は、通路窓49…が相互に等間隔をあけて設けられる円筒部47aと、該円筒部47aの一端から半径方向内方に張り出す内向き鍔部47bと、前記円筒部47aの他端から半径方向外方に張り出す外向き鍔部47cとを一体に有するようにして合成樹脂により形成される。
前記フィルタフレーム47の軸方向一端側内周すなわち円筒部47aの軸方向一端側内周には、弁ガイド部材30における円筒部30aの外周または前記弁座部材31における円筒部31bの外周が軽圧入されるものであり、この実施例では前記円筒部47aの下端側内周に弁座部材31における円筒部31aの外周が軽圧入され、フィルタフレーム47の円筒部47aの両端は前記両挟持面41,42に押しつけられる。
またフィルタフレーム47の軸方向一端には、前記両挟持面41,42間で前記フィルタフレーム47を挟持するときに前記両挟持面41,42のうち弁ガイド部材30に設けられた挟持面41に当接して押し潰される突部50…が一体に突設されるものであり、この実施例では、フィルタフレーム47の一端の周方向に等間隔をあけた複数個所たとえば5個所に、挟持面41に当接して押し潰される突部50…が突設される。而して押し潰される突部50…の弾発力によってフィルタフレーム47が軸方向他方側に付勢され、弁ガイド部材30および弁座部材31の挟持面41,42のうちフィルタフレーム47の軸方向他端に対向する弁座部材31の挟持面42に、フィルタフレーム47の軸方向他端が強く押しつけられて密着することになる。
一方、フィルタエレメント48…は合成樹脂もしくは金属製であり、この実施例では合成樹脂によってフィルタエレメント48…が形成されており、フィルタ46は全体として合成樹脂から成るものである。しかもフィルタエレメント48…は、前記フィルタフレーム47の外周面から内方に後退した位置に外面を配置するようにしてフィルタフレーム47に設けられるものであり、この実施例ではフィルタエレメント48…の外周面がフィルタフレーム47の内周面に面一に連なるようにしてフィルタエレメント48…がフィルタフレーム47に設けられる。
ところで前記弁体36、前記弁軸35、前記弁ガイド部材30および前記弁座部材31を有する弁機構20と、前記弁ガイド部材30および前記弁座部材31に装着、支持される前記フィルタ46とは、弁機構20にフィルタ46が予め組付けられることで弁機構ユニット51を構成するものであり、この弁機構ユニット51がボディ16の第1ボディ部材18に取付けられる。
而して前記弁機構ユニット51は、第1ボディ部材18に設けられた収容孔23の小径孔23に前記弁座部材31側から挿入されて前記ボディ16の第1ボディ部材18に取付けられるものであり、フィルタフレーム47の前記弁座部材31側端部すなわち外向き鍔部47cの外径が、前記弁座部材31の外径よりも大きく設定される。
前記弁機構ユニット51は、弁座部材31の内向き鍔22に対向する面に装着されて弁孔33を同軸に囲繞する環状のシール部材52を前記内向き鍔22に弾発接触させるようにして収容孔23の小径孔23aに挿入されるものであり、弁ガイド部材30の外周には小径孔23aの内周に弾発接触する環状のシール部材53が装着される。この弁機構ユニット51の前記小径孔23aへの挿入状態では、図1および図2で示すように、小径孔23aの内周および弁機構ユニット51間に環状の高圧室37が形成されることになり、該高圧室37は高圧通路25に連通する。
再び図1において、前記収容孔23のねじ孔23bには、前記弁ガイド部材30に当接して弁ガイド部材30および弁座部材31を前記内向き鍔22との間に挟持するリング状の押さえ部材55が螺合される。而して弁機構ユニット51における弁軸35の一端部は弁ガイド部材30のガイド孔29から突出するものであり、前記押さえ部材55には、前記弁軸35よりも大径であるねじ孔56が、弁軸35の一端部を挿入するようにして該弁軸35と同軸に設けられる。しかも押さえ部材55の前記弁機構ユニット51とは反対側の端面には、前記ねじ孔23cに螺合すべく前記押さえ部材55を回転操作するための工具(図示せず)を係脱可能に係合するための有底の係合孔57が設けられる。
前記収容孔23の開口端は調節部材58で気密に閉じられる。この調節部材58は、前記収容孔23における大径孔23cの内面に弾発的に接触する環状のシール部材59が外周に装着されて前記大径孔23cに嵌合される大径部58aと、該大径部58aよりも小径に形成されるとともに前記押さえ部材55のねじ孔56に螺合する雄ねじ60が外周に刻設されるようにして前記大径部58aに同軸にかつ一体に連設される小径部58bと、図示しない工具を係合することを可能としてたとえば六角形状に形成されるとともに前記大径部58aの一端から同軸に突設される工具係合部58cとを一体に有する。而して雄ねじ60を押さえ部材55のねじ孔57に螺合した状態で工具係合部58cに工具を係合して回転操作することにより、前記調節部材58は、弁機構ユニット51の弁軸35と同軸の軸線に沿う方向の進退が可能となる。
また前記調節部材55には、前記弁軸35側に開放した有底の収容凹部61が弁軸35と同軸に設けられており、弁軸35の一端に装着されたばね受け部材62と、前記収容凹部61の閉塞端との間に背面コイルばね63が縮設される。この背面コイルばね63のばね荷重は、前記調節部材55の軸方向に沿う進退位置を該調節部材55の回転操作によって調節することにより調節可能である。
図6および図7を併せて参照して、第2ボディ部材19には、前記第1ボディ部材18側に配設される弁機構20の軸線に沿う中間部に位置する隔壁64が設けられ、その隔壁64よりも第1ボディ部材18側で第2ボディ部材19には、隔壁64側から順に減圧室形成孔65と、該減圧室形成孔65よりも大径である嵌合孔66とが、第1ボディ部材18に設けられる収容孔23と同軸にして相互に連なるように設けられ、前記隔壁64に関して第1ボディ部材18とは反対側で前記第2ボディ部材19には、圧力作用室形成孔67が、前記減圧室形成孔65および前記嵌合孔66と同軸に設けられる。
一方、第1ボディ部材18には、図2で示すように、前記収容孔23と同軸である横断面円形の嵌合突部18aが一体に突設されており、この嵌合突部18aは前記嵌合孔66に嵌合される。而して嵌合突部18aの外周には嵌合孔66の内周に弾発的に接触する環状のシール部材68が装着されており、嵌合突部18aは嵌合孔66に気密に嵌合されることになる。
前記嵌合突部18aを嵌合孔66に嵌合した状態で、第1および第2ボディ部材18,19は、嵌合突部18aを囲繞して第1ボディ部材18に装着された環状のシール部材69(図1参照)を相互間に介在せしめるようにして図示しないボルトで結合されるものであり、第1および第2ボディ部材18,19の結合状態では、嵌合突部18aの先端および隔壁64間には、前記減圧室形成孔65で外周が規定される減圧室38が形成されることになり、この減圧室38は前記弁機構20の弁孔33に連通する。
ところで調節部材58で開口端が気密に閉じられた前記収容孔23内には、前記弁機構20における弁軸35の一端側を背圧室70が形成されており、この背圧室70は、弁ガイド部材30の外周に装着されるシール部材53が収容孔23における小径孔23aの内面に弾発的に接触し、また弁軸35の外周に装着されるシール部材45がガイド孔29の内周に弾発的に接触していることにより、前記小径孔23a内で弁ガイド部材30および弁座部材31と第1ボディ部材18との間に形成されている環状の高圧室37とは気密に隔絶されている。しかも第1ボディ部材18には、前記減圧室38を前記背圧室70に連通せしめる小径連通路71が設けられており、背圧室70は減圧室38に連通している。
第2ボディ部材19には、減圧室形成孔65の内面に内端を開口させる出口通路72が、減圧室形成孔65の半径方向に軸線を沿わせるようにして設けられる。すなわち出口通路72は減圧室38に通じるものであり、出口通路72に同軸に連なって第2ボディ部材19に設けられた出口側接続孔73に、減圧された圧縮天然ガスを導出する出口側接続管(図示せず)が圧入等によって気密に接続される。
図1に注目して、前記リリーフ弁21は、減圧室38内の圧力が設定圧以上となるのに応じて開弁するものであり、ボディ16の第2ボディ部材19と、第2ボディ部材19に固定される弁ハウジング75と、弁ハウジング75でガイドされる弁体76と、弁ハウジング75および弁体76間に縮設されるばね77とで構成される。
第2ボディ部材19には、前記出口通路72と同軸上に軸線を配置して前記減圧室38に通じる弁孔78と、該弁孔78を中央部に臨ませた環状の弁座80を内端に有して前記弁孔78よりも大径に形成される取付け孔79とが同軸に連なって設けられ、取付け孔79の外端は外部に開放される。
前記弁ハウジング75は、一端側を小径として段付き円筒状に形成されるガイド筒81と、該ガイド筒81の他端側に圧入、固定されるキャップ82とから成るものであり、ガイド筒81の一端部が前記取付け孔79に圧入され、前記キャップ82には外部開放孔83が設けられる。
前記弁体76は、弁ハウジング75におけるガイド筒81の一端側に摺動可能に嵌合されるものであり、弁ハウジング75および弁体76と、第2ボディ部材19との間には、弁室84が形成される。しかも弁体76は、前記弁孔78側を閉塞端として有底円筒状に形成されており、この弁体76の側壁には、前記弁室84に通じる複数の連通孔85…が設けられ、前記弁室84は、連通孔85…、弁体76の内部および外部開放孔83を介して外部に開放される。
前記弁体76の前記弁孔78側の閉塞端外面には、たとえばゴムから成る環状のシート部86が設けられており、このシート部86を前記弁座80に着座させる方向のばね力を発揮するばね77が、前記弁ハウジング75におけるキャップ82および前記弁体76間に縮設される。
前記ダイヤフラム28の周縁部は、前記ボディ16における第2ボディ部材19と、第2ボディ部材19に取付けられるダイヤフラムカバー17との間に挟持されるものであり、第2ボディ部材19およびダイヤフラム28間には、第2ボディ部材19の圧力作用室形成孔67で外周が規定される圧力作用室88がダイヤフラム28の一面を臨ませるようにして形成され、ダイヤフラム28およびダイヤフラムカバー17間にはダイヤフラム28の他面を臨ませるばね室89が形成され、該ばね室89に収容されるコイルばね90がダイヤフラムカバー17およびダイヤフラム28間に縮設される。
前記ダイヤフラムカバー17は、ダイヤフラム28とは反対側の端部を閉塞端とした有底円筒部17aと、該有底円筒部17aの開口端から半径方向外方に張り出す鍔部17bと、該鍔部17bの外周縁からボディ16側に延びる円筒部17cを一体に有するようにして、薄肉金属のプレス成形により形成される。
ダイヤフラム28の周縁部は、前記ダイヤフラムカバー17の鍔部17bおよび第2ボディ部材19間に挟まれるものであり、ダイヤフラムカバー17における円筒部17cの一部を内方側にかしめて第2ボディ部材19に係合することにより、ダイヤフラムカバー17が第2ボディ部材19との間にダイヤフラム28の周縁部を挟持して第2ボディ部材19に結合される。
前記ダイヤフラム28の圧力作用室88に臨む面の中央部にはリング状の第1リテーナ91が当接され、前記ダイヤフラム28のばね室89に臨む面の中央部にはリング状の第2リテーナ92が当接される。
一方、弁機構20の弁軸35に一端が連結される連結部材93の他端が前記ダイヤフラム28の中央部に連結されるものであり、この連結部材93の他端部には、第1リテーナ91、ダイヤフラム28および第2リテーナ92の中央部に挿通される軸部93aが同軸に設けられており、軸部93aの外周には雄ねじ94が刻設される。而して第1リテーナ91との間にOリング122を介在させて第1リテーナ91、ダイヤフラム28および第2リテーナ92の中央部に挿通される軸部93aの前記雄ねじ94には、第2リテーナ92との間にワッシャ95を挟むようにしてナット96が螺合され、ナット96を締めつけることにより、ダイヤフラム28の中央部に連結部材93の他端部が同軸に連結されることになる。
前記コイルばね90は、ダイヤフラムカバー17における有底円筒部17aの閉塞端および第2リテーナ92間に縮設される。このコイルばね90のばね荷重は、前記弁機構20における弁軸35および弁体36に開弁方向に作用するが、弁軸35および調節部材58間に縮設される背面コイルばね63のばね荷重は、前記弁体36に閉弁方向に作用するものであり、背面コイルばね63のばね荷重を調節することにより前記コイルばね90のばね荷重も実質的に調節されることになる。
またダイヤフラムカバー17における有底円筒部17aの閉塞端には、ばね室89に通じる負圧導入管98が、たとえば圧入、ろう付けによって接続されており、この負圧導入管98はエンジンに接続され、前記ばね室89にはエンジンの吸気負圧が導入される。
前記連結部材93は第2ボディ部材19における隔壁64の中央部を軸方向移動可能に貫通するものであり、該連結部材93の軸方向移動を案内する合成樹脂製のガイド部材99が前記隔壁64に装着される。
図8〜図11において、前記ガイド部材99は、前記連結部材93を摺動自在に嵌合せしめるガイド孔106を形成して円筒状に形成されるガイド部99aと、該ガイド部99aから半径方向外方に延出される延出部99bと、前記ガイド部99aから離隔した位置で前記延出部99bから突出する係合部99c…とを一体に有するものであり、前記ガイド部99aの少なくとも一部、この実施例ではガイド部99aの一端側を前記隔壁64の中央部に設けられる貫通孔100に嵌入するとともに、前記係合部99c…をハウジング15、この実施例ではハウジング15におけるボディ16の前記隔壁64に弾発係合せしめるようにして前記隔壁64に装着される。
前記延出部99bは、圧力作用室88側から前記隔壁64に対向するようにして前記ガイド部99aの軸方向中間部の外周全周から半径方向外方に張り出すとともに前記隔壁64への対向面を平坦面として鍔状に形成される。
前記係合部99c…は、前記ガイド部99aを囲むようにして周方向に等間隔をあけた複数個所たとえば3個所で前記延出部99bに一体に突設されるものであり、前記隔壁64に設けられた係合孔102…に該隔壁64の一面側から撓みつつ挿通されるとともに前記隔壁64の他面に弾発係合するように形成される。しかも前記各係合部99c…は、前記ガイド部99aの軸線に直交する平面での断面形状を矩形状として形成されており、前記各係合孔102…も矩形状に形成される。
前記ガイド部材99には、前記減圧室38および前記圧力作用室88間を連通するアスピレータ通路103が、前記隔壁64を貫通するようにして形成されるものであり、このアスピレータ通路103は、前記延出部99bに一端が一体に連設されるアスピレータチューブ104内に形成される。而して前記隔壁64には、アスピレータチューブ104を嵌入せしめるアスピレータ孔105が設けられており、前記ガイド部材99が前記隔壁64に装着された状態で前記アスピレータチューブ104の他端は前記減圧室38内に突入される。しかも前記アスピレータ通路103が、前記ガイド部材99の型成形時に同時に形成されるものである。
前記延出部99bの前記隔壁64への対向面には、前記係合部99c…の前記隔壁64への弾発係合時には前記隔壁64に押しつけられるようにして前記ガイド部99aを同軸に囲むリング状の突部101が一体に突設されており、前記係合部99c…、前記アスピレータチューブ104が前記突部101よりも内方に配置される。
前記ガイド部材99には、前記ガイド部99aの前記ダイヤフラム28側の端部から半径方向外方に張り出すストッパ部99dが、前記圧力作用室88の容積を縮小する側への前記ダイヤフラム28の変位を規制するようにして一体に設けられる。また前記延出部99bおよび前記ストッパ部99d間を結んで前記ガイド部99aの外周から放射状に延びる複数たとえば4個のリブ99e…がガイド部材99に一体に設けられる。
前記連結部材93は、前記ガイド部材99のガイド孔106に摺動可能に嵌合され、連結部材93の外周にはガイド孔106の内周に摺接する環状のシール部材116が装着される。而して前記連結部材89の一端部はガイド孔106から減圧室38に突入されるものであり、減圧室38内で連結部材93の一端部に前記弁機構20における弁軸35の他端部が連結される。
図2に注目して、前記連結部材93の一端部には、該連結部材93の軸線と直交する平面に沿うとともに連結部材93の側面に開口する係合溝107が設けられるとともに、前記連結部材93の前記弁機構20側の端面および前記係合溝107間にわたるスリット108が前記係合溝107と同方向で連結部材93の側面に開口するようにして設けられる。
一方、前記弁軸35には、前記弁孔33を緩く貫通するととも前記スリット108に挿通可能な小径軸部35aが同軸に設けられており、小径軸部35aの先端に設けられた拡径係合部35bを前記係合溝107に係合せしめるようにして前記軸部35aが前記スリット108に挿通されることにより、弁機構20の弁軸35の他端部が連結部材93の一端部に連結される。
このようなガス用減圧弁においては、ダイヤフラム28が、圧力作用室88の圧力によりコイルばね90のばね力に抗してばね室89側に撓むと、弁機構20は閉弁し、また前記圧力作用室88の圧力低下によってダイヤフラム28が圧力作用室88側に撓むと、弁機構20は開弁し、このような弁機構20の開閉が繰り返されることにより、高圧の圧縮天然ガスが減圧されて出口側接続管89から出力される。
再び図6および図7において、第1および第2ボディ部材18,19の結合状態で、加熱媒体であるエンジン冷却水を流通させる加熱媒体通路109が第1および第2ボディ部材18,19間に形成される。
この加熱媒体通路109は、弁機構20における弁軸35の軸線に沿う方向で見て弁体36および弁座34を囲む円弧状に形成されるとともに、前記弁軸35の軸線に沿う方向で前記弁座34と略同一位置に配置されるものであり、第1および第2ボディ部材18,19間に介装される環状のシール部材69よりも内方で第1ボディ部材18の嵌合突部18aを囲むように配置される。
しかも第1および第2ボディ部材18,19の結合面の少なくとも一方、この実施例では第2ボディ部材19の第1ボディ部材18への結合面に、前記加熱媒体通109を第1および第2ボディ部材18,19間に形成するための溝110が設けられる。
前記溝110は、出口側接続孔73に対応する部分に周方向両端を配置して嵌合孔66を同軸に囲繞する円弧状に形成されるものであり、この溝110の周方向両端部で出口通路72および前記出口側接続孔73に対応する部分には、出口通路72および出口側接続孔73と干渉しないように溝110の深さを浅くした浅溝部110a,110bが形成され、前記溝110の周方向中間部でリリーフ弁21の弁孔78および取付け孔79に対応する部分には、弁孔78および取付け孔79と干渉しないように溝110の深さを浅くした浅溝部110cが形成される。
一方、第1ボディ部材18には、前記加熱媒体通路109の周方向一端に通じる媒体入口通路111と、前記加熱媒体通路109の周方向他端に通じる媒体出口通路112とが上下に延びるようにして設けられ、媒体入口通路111に通じる導入管(図示せず)ならびに媒体出口通路112に通じる導出管114(図1参照)が下方に延びるようにして第1ボディ部材18の下端に接続される。
次にこの実施例の作用について説明すると、弁機構20は、高圧室37および減圧室38間に介在するようにしてボディ16の第1ボディ部材18に取付けられるのであるが、弁体36、弁軸35、弁ガイド部材30および弁座部材31を有する前記弁機構20に、高圧室37および弁室32間に介在するようにして弁ガイド部材30および弁座部材31に装着、支持されるフィルタ46が予め組付けられて成る弁機構ユニット51が、ボディ16の第1ボディ部材18に取付けられるので、弁機構ユニット51の保管時、移送時ならびに弁機構ユニット51のボディ16への組付け時に、弁室32内に異物が侵入してしまうことを防止することができる。しかもフィルタ46は、ボディ16への組付け前に弁機構20への装着状態を確認することができ、フィルタ46の確実な装着を保証してボディ16に取付けることができる。
またガイド孔29を有する弁ガイド部材30ならびに弁孔33を有する弁座部材31にはガイド孔29および弁孔33の軸線に沿う方向で相互に対向する環状の挟持面41,42がそれぞれ形成されており、両端を両挟持面41,42にそれぞれ当接させるようにして円筒状に構成されたフィルタ46が、前記両挟持面41,42間に挟持されるので、フィルタ46の弁機構20に対する位置決め、固定を容易にかつ確実に行うことができる。
しかも弁ガイド部材30および弁座部材31は圧入により結合されるものであるので、結合のために弁ガイド部材30および弁座部材31以外の部材を用いることなく、弁ガイド部材30および弁座部材31を簡単にかつ確実に結合することができる。
またフィルタ46が合成樹脂から成るものであることにより、フィルタ36を弁ガイド部材30および弁座部材31に装着する際に金属切粉が発生することがなく、しかもフィルタ46が、通路窓49…が設けられて円筒状に形成される合成樹脂製のフィルタフレーム47に、通路窓49…を覆うフィルタエレメント48…が設けられて成るものであるので、フィルタフレーム47によってフィルタ46の強度を確保することができる。
また弁ガイド部材30および弁座部材31の一部を囲繞するフィルタフレーム47の一端側内周に、弁座部材31の外周が軽圧入されるので、フィルタ46の一端側内周を弁座部材31に密着させることができ、フィルタ46の一端側と、弁座部材31との間からの異物の侵入を防止することができる。
またフィルタフレーム47の軸方向一端に、両挟持面41,42間でフィルタフレーム47を挟持するときに両挟持面41,42の一方(この実施例では挟持面41)に当接して押し潰される突部50…が一体に突設されるので、押し潰される突部50…の弾発力によってフィルタフレーム47が軸方向他方側に付勢され、両挟持面41,42のうちフィルタフレーム47の軸方向他端が当接する挟持面42にフィルタフレーム47の軸方向他端が強く押しつけられて密着することになる。すなわちフィルタフレーム47の軸方向一端側内周が弁座部材31に密着するのに加えて、フィルタフレーム347の軸方向他端が弁座部材31の挟持面42に密着することになり、フィルタフレーム47と、弁ガイド部材30および弁座部材31との間からの異物侵入を効果的に防止することができる。しかも突部50…が、フィルタフレーム47の周方向に間隔をあけた複数個所に突設されるので、突部50…の個数および配置を適宜選択することで、フィルタフレーム47の変形を回避しつつより適切な密着性を得ることができる。
ところで、弁機構ユニット51は、ボディ16の第1ボディ部材18に設けられた収容孔23に弁座部材31側から挿入されて第1ボディ部材18に取付けられるものであり、フィルタフレーム47の弁座部材31側端部の外径が、弁座部材31の外径よりも大きく設定されるので、弁機構ユニット51をボディ16に取り付けるべくボディ16の収容孔23に挿入する際に、合成樹脂製のフィルタフレーム47が収容孔23の内面に触れやすくなり、弁座部材31およびボディ16の金属同士の接触を回避して、金属切粉の発生を抑えることができる。
さらにフィルタエレメント48…が、フィルタフレーム47の外周面から内方に後退した位置に外面を配置するようにしてフィルタフレーム47に設けられるので、フィルタフレーム47によってフィルタエレメント48…を保護することができ、特に弁機構ユニット51のボディ16への取付け時にフィルタエレメント48…のボディ16への接触に対する保護効果が高くなる。
ところでハウジング15におけるボディ16の第2ボディ部材19には、ダイヤフラム28の一面を臨ませる圧力作用室88ならびに該圧力作用室88に通じる減圧室38間に配置される隔壁64が設けられており、弁機構20における弁軸35に連結されるとともに前記ダイヤフラム28の中央部に同軸に連結される連結部材93の軸方向移動を案内する合成樹脂製のガイド部材99が前記隔壁64に装着されるのであるが、前記ガイド部材99は、前記連結部材93を摺動自在に嵌合せしめるガイド孔106を形成して円筒状に形成されるとともに前記隔壁64に設けられる貫通孔100に少なくとも一部が嵌入されるガイド部99aと、該ガイド部99aから半径方向外方に延出される延出部99bと、前記ガイド部99aから離隔した位置で前記延出部99bから突出する係合部99c…とを一体に有して合成樹脂により形成され、前記係合部99c…をハウジング15のうちボディ16の隔壁64に弾発係合せしめるようにして前記ガイド部材99が前記隔壁64に装着される。
すなわち連結部材93を摺動可能に嵌合せしめるガイド孔106を形成する円筒状のガイド部99が隔壁64の貫通孔100に嵌入され、ガイド部99aから離隔した位置で延出部99bから突出する係合部99c…を隔壁64に弾発係合せしめるようにしてガイド部材99が隔壁64に装着されるので、ガイド部材99の隔壁64への装着時に生じる係合部99c…の変形がガイド部99aには伝達され難く、ガイド孔106の内径の変化が抑制されるので、連結部材93およびガイド部材99間の隙間管理精度が向上する。
しかも延出部99bが、前記ガイド部99aの外周全周から半径方向外方に張り出すとともに前記隔壁64への対向面を平坦面として鍔状に形成され、該延出部99bの前記隔壁64への対向面に、前記係合部99cの前記隔壁64への弾発係合時には前記隔壁64に押しつけられるようにして前記ガイド部99aを同軸に囲むリング状の突部101が一体に突設されるので、ガイド部材99および隔壁64間のシール性を確保することができる。
また係合部99c…が、前記隔壁64に設けられた係合孔102…に該隔壁64の一面側から撓みつつ挿通されるとともに前記隔壁64の他面に弾発係合するように形成されるので、ガイド部材99の隔壁64への確実な装着が可能となり、ガイド部99aの軸線に直交する平面での断面形状を矩形状とした複数の係合部99c…が、複数の前記係合孔102…にそれぞれ弾発係合するので、係合孔102…への挿通時に係合部99c…を撓ませ易く、ガイド部材99の組付け性を高めることができる。
またガイド部材99には、減圧室38および圧力作用室88間を連通するアスピレータ通路103が、隔壁64を貫通するようにして形成されるので、小径とすることが要求されるアスピレータ通路103を合成樹脂から成るガイド部材99に形成するようにして加工を容易とすることができる。しかも延出部99bに、アスピレータ通路103を形成するとともに隔壁64に設けられたアスピレータ孔105に嵌入されるアスピレータチューブ104の一端が一体に連設され、延出部99bを圧力作用室88側に配置して前記ガイド部材99が隔壁64に装着された状態でアスピレータチューブ104の他端が減圧室38内に突入するので、減圧室38内でのガス流速が速い部分にアスピレータチューブ104の他端を臨ませることができ、減圧弁の流量−圧力特性が向上する。しかもアスピレータチューブ104は合成樹脂から成るガイド部材99の成形時に同時に成形されるので、アスピレータチューブ104を容易にガイド部材99に設けることができる。さらにアスピレータ通路103が、ガイド部材99の型成形時に同時に形成されるので、加工コストおよび加工時間の短縮が可能となる。
また延出部99bに突設されるリング状の前記突部101は、前記延出部99bの複数個所に突設される係合部99cを包囲するものであり、前記アスピレータ孔105が、前記突部101よりも内方に位置するようにして前記隔壁64に設けられるので、複数の係合部99c…の隔壁64への係合個所、ならびにアスピレータ孔105へのアスピレータチューブ104の嵌入部のシール性をそれぞれ確保することができる。
またガイド部材99には、ガイド部99aのダイヤフラム28側の端部から半径方向外方に張り出すストッパ部99dが、圧力作用室88の容積を縮小する側への前記ダイヤフラム28の変位を規制するようにして一体に設けられるので、ダイヤフラム28の変位を、合成樹脂製のガイド部材99に一体に設けられるとともに比較的広い面積を有するストッパ部99dで規制するようにし、規制時の衝撃を緩和することができるとともに、ストッパ部99dの形成を容易とすることができる。
さらにガイド部材99には、延出部99bおよびストッパ部99d間を結んでガイド部99aの外周から放射状に延びる複数のリブ99e…が一体に設けられるので、ガイド部99a自体ならびにガイド部99aへの延出部99bおよびストッパ部99dの連設部の剛性を高め、ガイド部材99による連結部材93の案内精度を高めることができる。
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。
ガス用減圧弁の縦断面図である。 図1の2矢示部拡大図である。 フィルタの側面図である。 図3の4矢視図である。 図4の5−5線断面図である。 第2ボディ部材の縦断面図であって図7の6−6線に沿う断面図である。 図6の7−7線断面図である。 ガイド部材の側面図である。 図8の9−9線断面図である。 図8の10矢視図である。 図10の11−11線断面図である。
符号の説明
16・・・ボディ
20・・・弁機構
23・・・収容孔
28・・・圧力受動部材であるダイヤフラム
29・・・ガイド孔
30・・・弁ガイド部材
31・・・弁座部材
32・・・弁室
33・・・弁孔
34・・・弁座
35・・・弁軸
36・・・弁体
37・・・高圧室
38・・・減圧室
41,42・・・挟持面
46・・・フィルタ
47・・・フィルタフレーム
48・・・フィルタエレメント
49・・・通路窓
50・・・突部
51・・・弁機構ユニット

Claims (10)

  1. ガイド孔(29)を有する弁ガイド部材(30)と、該弁ガイド部材(30)との間に弁室(32)を形成して前記弁ガイド部材(30)に結合されるとともに前記ガイド孔(29)と同軸の弁孔(33)を中央部に開口させて前記弁室(32)に臨む弁座(34)が設けられる弁座部材(31)と、圧力受動部材(28)に連結されるようにして前記弁孔(33)を緩く貫通しつつ前記ガイド孔(29)に摺動可能に嵌合される弁軸(35)と、前記弁座(34)に着座することを可能として前記弁室(32)内で前記弁軸(35)に固設される弁体(36)とを有する弁機構(20)が、前記弁室(32)に通じる高圧室(37)ならびに前記弁孔(33)に通じる減圧室(38)間に介在するようにしてボディ(16)に取付けられる減圧弁において、前記弁体(36)、前記弁軸(35)、前記弁ガイド部材(30)および前記弁座部材(31)を有する前記弁機構(20)に、前記弁ガイド部材(30)および前記弁座部材(31)に装着、支持されて前記高圧室(37)および前記弁室(32)間に介在するフィルタ(46)が予め組付けられて成る弁機構ユニット(51)が前記ボディ(16)に取付けられることを特徴とする減圧弁。
  2. 前記弁ガイド部材(30)および前記弁座部材(31)には前記ガイド孔(29)および前記弁孔(33)の軸線に沿う方向で相互に対向する環状の挟持面(41,42)がそれぞれ形成され、両端を前記両挟持面(41,42)にそれぞれ当接させるようにして円筒状に構成された前記フィルタ(46)が、前記両挟持面(41,42)間に挟持されることを特徴とする請求項1記載の減圧弁。
  3. 前記弁ガイド部材(30)および前記弁座部材(31)が圧入により結合されることを特徴とする請求項1または2記載の減圧弁。
  4. 前記フィルタ(46)が合成樹脂から成ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の減圧弁。
  5. 前記フィルタ(46)が、通路窓(49)が設けられて円筒状に形成される合成樹脂製のフィルタフレーム(47)に、前記通路窓(49)を覆うフィルタエレメント(48)が設けられて成ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の減圧弁。
  6. 前記弁ガイド部材(30)および前記弁座部材(31)の一部を囲繞する前記フィルタフレーム(47)の軸方向一端側内周に、前記弁ガイド部材(30)または前記弁座部材(31)の外周が軽圧入されることを特徴とする請求項5記載の減圧弁。
  7. 前記弁ガイド部材(30)および前記弁座部材(31)には、前記ガイド孔(29)および前記弁孔(33)の軸線に沿う方向で相互に対向する環状の挟持面(41,42)が前記フィルタフレーム(47)の軸方向両端を当接させるようにしてそれぞれ形成され、前記フィルタフレーム(47)の軸方向一端に、前記両挟持面(41,42)間で前記フィルタフレーム(47)を挟持するときに前記両挟持面(41,42)の一方に当接して押し潰される突部(50)が一体に突設されることを特徴とする請求項6記載の減圧弁。
  8. 前記突部(50)が、前記フィルタフレーム(47)の前記軸方向一端の周方向に間隔をあけた複数個所に突設されることを特徴とする請求項7記載の減圧弁。
  9. 前記弁機構ユニット(51)は、前記ボディ(16)に設けられた収容孔(23)に前記弁座部材(31)側から挿入されて前記ボディ(16)に取付けられ、前記フィルタフレーム(47)の前記弁座部材(31)側端部の外径が、前記弁座部材(31)の外径よりも大きく設定されることを特徴とする請求項5〜8のいずれかに記載の減圧弁。
  10. 前記フィルタエレメント(48)が、前記フィルタフレーム(47)の外周面から内方に後退した位置に外面を配置するようにして前記フィルタフレーム(47)に設けられることを特徴とする請求項5〜9のいずれかに記載の減圧弁。
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