JP2008308988A - ベーパライザ - Google Patents

Abstract

【課題】レバー式調圧弁を備えたベーパライザについて、弁体の弁レバーへの取付け構造をシール性の低下を伴わずに簡略化して、より低コストなものとする。
【解決手段】主としてゴム材からなり下面側に弁シート８２へのシール部８０ｂを備え上面側から突設した取付け軸８０ａを弁レバー８４の取付け孔８４ｂに挿入して所定範囲で揺動可能な状態に取り付けられた弁体８０に、先端から基端側に向かってテーパー状に太くなった大径部から段差を介して基端側の小径部に続くゴム製の抜け止め部８００を設け、取付け軸８０ａ弾性的に縮径させて弁レバー８４の取付け孔８４ｂに嵌通することにより、反対側に突出した大径部が開き取付け孔８４ｂにおける開口部に掛止して取り付けることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガスエンジンに用いられるベーパライザに関し、殊に、レバー式調圧弁を用いて液状のガス燃料を所定圧力の気化ガスにしてガスエンジンに送出するベーパライザに関する。

ガスエンジンのベーパライザは、燃料貯留容器から供給されたＬＰＧなどの高圧で液状のガス燃料を加熱して気化させ、所定の制御圧力に減圧・調整してインジェクタに供給するものであり、例えば特開２００３―２３２２６５公報などに提示されている。記載され、具体的には図４の分解斜視図に示すような構造を有している。

前記従来のベーパライザは、具体的には図４の分解斜視図に示すように、略円柱状の温水容器２の側面に燃料入口２１が設けられ、これがその上層の燃料容器３の調圧層７内にある図示しない調圧室に連通しており、調圧室では調圧弁を構成する図示しない弁機構を介してガス燃料を使用圧力に減圧・調整し、所定圧力の気体となったガス燃料を燃料出口４１からインジェクタ（図示せず）に向かって送出するようになっている。

また、前記弁機構は、図５の縦断面部分図、及びその弁体部分を中心として拡大した平面図である図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、弁シート８２に密着して塞ぐ弁体８１が、揺動可能（首振り可能）な状態で弁レバー８４の一端側に設けられ、この弁レバー８４の他端側が調圧室４と背圧室６とを区画するダイヤフラム５の中央に連結されてレバー式調圧弁を構成しており、そのダイヤフラム５が調圧バネ６１により調圧室４側に付勢され、調圧室４側との釣り合い荷重を付与されている。

そして、エンジンの駆動により調圧室４内のガス燃料が送出されて下流側の圧力が低下すると、ダイヤフラム５が調圧室４側に変位し弁レバー８４の他端側を押して弁体８１をリフトさせて開弁し、高圧のガス燃料を調圧室４内に導入して内部圧力を上げるようになっており、圧力を一定に維持する調圧弁として機能するようになっている。

この弁機構８Ｂにおいて、弁レバー８４に取り付けられる弁体８１は、図６（Ａ）に示すように金属製の本体金具８１ａ下面側に薄板状のゴム板を焼き付けて固定され、弁シート８２に密着するシール部８１ｂを形成している。また、本体金具８１ａ上面側の弁レバー８４との接触部分が球面状となっており、且つ、厚さ方向に弾性のあるウェーブワッシャー８６を弁レバー８４上面側との間に介装したことにより、弁レバー８４との間でガタ付きの生じにくい構造とされている。このような弁体８１の取付け構造を採用したことにより、弁シート８２に対する弁体８１の平行度が多少ずれても、シール部８１ｂのシート面への密着性を確保できるようになっている。

ところが、この弁体８１を弁レバー８４の取付け孔８４ｂに取付けるためには、ウェーブワッシャー８６、平ワッシャー８７、だるまピン８８、の３種類の取付け用部品が必要となり、また、これらを組み付ける手間も必要となる。そのため、この構造部分がベーパライザ１Ｂの製造コストを高騰させる要因の一つとなっていた。
特開２００３―２３２２６５公報

本発明は、上記のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、レバー式調圧弁を有したベーパライザについて、弁レバーへの弁体の取付け構造をシール性の低下を伴わずに簡略化して、より低コストで製造できるようにするものである。

前記課題を解決するためになされた本発明は、調圧室の入口に設けた調圧弁を弁レバーの動作で開閉してガス燃料を調圧室に導入し所定圧力に調整して送出するベーパライザにおいて、主としてゴム材からなり下面側に弁シートへのシール部を備え上面側から突設した取付け軸を弁レバーの取付け孔に挿入されて所定範囲で揺動可能に弁レバーに取り付けられた弁体が、先端から基端側に向かってテーパー状に太くなった大径部から段差を介して基端側の小径部に続くゴム材からなる抜け止め構造を取付け軸に有しており、この取付け軸を弾性的に縮径させて弁レバーの取付け孔に嵌通することにより、反対側に突出した大径部が開き取付け孔における開口部に掛止して取り付けられる、ことを特徴とするものとした。

このように、ベーパライザの弁体の殆どをゴム材で成型したことで金具の下面に薄板状のゴム板を貼り付けた従来例の弁体と比べて耐久性に優れたものとなることに加え、取付け軸にゴム材により形成された抜け留め構造を設けたことにより、ウェーブワッシャー、平ワッシャー、だるまピン等の部品を介装する必要なく、またシール性を低下させることなく弁レバーに容易に取り付けられる。

また、弁体は、弁レバーの取付け孔開口部下面側に当接する部分が、ゴム材で球面状に形成されてる場合には、弁レバーの旋回動作により弁体シール部の当接面の角度が変動した場合に取付け角度を変動させて対応することに加え、取付け孔開口部下面側への当接部分が弾性変形して弁シートへの密着性をより確保しやすいものとなる。

さらに、上述したベーパライザにおいて、前記弁体は、芯金具が略中心部に配置されその大部分を覆ってゴム材により一体的に成型されたものとすれば、変形による精度低下の少ないものとなり、その芯金具がシール部の当接面に対し略平行な下面を有する略円盤状の抑え板部と、この抑え板部の上面中央位置から垂直に突設され取付け軸の中心を通る軸棒部とを有する金具からなる場合には、シール部の当接面形状及び軸棒形状を維持しやすくなって、より耐久性に優れたものとなる。

さらにまた、その抑え板部には上下に貫通する貫通孔が複数個設けられてゴム材が複数箇所で上下に連通しているものとすれば、ゴム材部分が芯金具と分離しにくくなることに加え、弁体を構成するゴム材が全体的に変形して圧力や衝撃を吸収しやすいものとなって、一層耐久性に優れたものとなる。

本発明は、弁体が主としてゴム材で成型され取付け軸にフック状の抜け止め構造を備えた本発明のベーパライザによると、弁体の弁レバーへの取付け構造をシール性の低下を伴わずに簡略化することができ、より低コストで製造可能なものとした。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。尚、本発明において、レバー式調圧弁の弁体のシール部側を下側、取付け軸を設けた側を上側と表現することにより説明する。

図４は、本発明の実施の形態であるベーパライザ１Ａの基本的な構成を説明するための分解斜視図である。このベーパライザ１Ａは、従来例のベーパライザと同じく貯留容器（燃料ボンベ）に充填したＬＰＧ等のガス燃料を導入して気化させ、所定の使用圧力に減圧・調整してガスエンジンに送出して供給するためのものであり、そのガス燃料供給システムにおいて配設される。

ベーパライザ１Ａの本体部分は機能別の部品に分かれており、最下層から、エンジン冷却水を導入する温水層２２を備えた温水容器２、その上に薄板状の仕切板３０、更にその上にガス燃料が導入され図示しない高圧燃料室と調圧弁とを介して高圧燃料室に接続する調圧室を有してなる調圧層７を備えた燃料容器３、そして最上層に調圧バネを内蔵するカバー体６が重ねられている。

そして、前記各部品が同一ピッチで貫通する複数の通しボルト５０で固定され、温水層２２と仕切板３０、及び仕切板３０と調圧層７の外周部との間にはそれぞれＯ―リング７０，７０が介装されて、内外の気・液密性を確保している。

次に、このベーパライザ１Ａの作用を説明すると、エンジン冷却水は温水層２２に連通する入口パイプ９ａから流入し、その対局位置に設けた出口パイプ９ｂから流出してエンジン側に戻る。また、温水層２２と仕切板３０を挟んで調圧層７の高圧燃料室があり、その高圧燃料室にはガス燃料が高圧の状態で流入する。そして、この高圧燃料室内のガス燃料は下方の温水層２２のエンジン冷却水との間で仕切板３０を介して熱交換が行われ、加熱・気化される。

高圧燃料室内で気体となったガス燃料は、図１の拡大した縦断面部分図に示す弁機構８Ａにおける弁体８０の開閉により、高圧のガス燃料を減圧・調整して保持する調圧室４内に流入する。調圧室４内では、燃料の使用により減圧して圧力が所定の値よりも低下すると、これをダイヤフラム５が感知して弁レバー８４を介し弁体８０をリフトして開弁させ、反対に圧力が所定の値よりも上昇すると弁体８０を下げて閉弁させ、所定圧力を維持するようになっている。

図２は、この弁体８０の詳細な構造及び弁レバー８４への取付け状態を示す拡大した縦断面部分図を示している。図６（Ａ）に示した従来例において弁レバー８４との接触面が球面状とされてシート面との平行度が多少ずれても補正可能な首振り構造を採用しているが、弁レバー８４にウェーブワッシャー８６、平ワッシャー８７、だるまピン８８を介して取付けられることから、部品点数が多く手間とコストの嵩む構造となっていた。また、本体８１ａ下面に焼き付けられた薄いゴム板に強いシート力が加わることでゴム板が割れる等、耐久性も問題となっていた。

これに対し、本実施の形態のベーパライザ１Ａにおけるレバー式調圧弁に用いる弁体８０は、芯金具８０ｃを中心にほぼ全体をゴム材で覆うように一体成型により作成されており、弁レバー８４に接触する上面側はゴム材からなる球面状とされ、且つ、取付け孔８４ｂに挿入する取付け軸８０ａは、先端の差し込み側が細く中央部に行くにしたがって太くなるテーパー形状を有して取付け孔８４ｂの内径よりも太い大径部から小径部に続く段差部分を形成してなる、フック状の抜け止め部８００が設けられている点を特徴としている。

弁体８０はこのような構成であり、弁レバー８４の取付け孔８４ｂに取付け軸８０ａを挿入して取り付ける際に、ゴム材からなる大径部側が弾性的に縮径することにより差し込み方向に比較的容易に差し込めるのに対し、大径部が反対側に突出することで弾性復元力により開くため、引き抜き方向には抜け止め部８００による段差部分のフック形状が引っ掛かるため、容易に抜けないようになっている。

また、このような機能を有する取付け軸８０ａを採用したことで、従来用いられていたウェーブワッシャー、平ワッシャー、だるまピンなど、複数の取付け用部品が不要となり、弁体８０の弁レバー８４への取付け作業が大きく簡略化されることから、製造における手間とコストを大きく削減できるものとなる。さらに、シール部８０ｂと弁シート８２との間で強いシート力が作用した場合でも、弁体８０が全体的に変形して力を吸収するため、シール部８０ｂが破損しにくく極めて耐久性に優れたものとなっている。

図３（Ａ）は、弁体８０における芯金具８０ｃの好ましい形状の一例を示す正面図を示したものである。この場合、芯金具８０ｃは鉄等の金属を例えば略画鋲状に形成した堅牢なものとされ、円盤状の抑え板部８２０とその上面中央位置から垂直に突設された柱状の軸棒部８１０を有しており、抑え板部８２０の下面側にはシート部８０ｂを形成させるための受部となる凹み８２０ａが設けてある。

そして、前記芯金具８０ｃの場合、図３（Ｂ）の平面図に示すようにその抑え板部８２０に、これを上下に貫通する平面視楕円形の４つの貫通孔８２１が等間隔で設けてある。このようにしたことで、抑え板部８２０を挟んだ上下のゴム材が貫通孔８２１を介して連通するため、弁体８０が堅固な一体物となり圧力や衝撃を全体的に吸収することで耐久性に優れたものとなり、また一体成型にも都合のよいものとなっている。

尚、上述した本実施の形態において弁体８０に金属製の芯金具を中心に配置した場合を説明したが、所定の耐久性・形態維持性を確保できる場合には、芯金具は金属以外の素材で作成してもよく、或いは、芯金具を有さずにゴム材のみで作成しても実施することができる。

以上、述べたように、レバー式調圧弁を有したベーパライザについて、本発明により弁レバーへの弁体の取付け構造をシール性の低下を伴わずに簡略化して、より低コストなものとなった。

本発明における実施の形態のベーパライザの弁機構部分を中心とした縦断面部分図。 図１のベーパライザにおける弁体の詳細及びその取付け状態を示す拡大した縦断面部分図。 （Ａ）は図３の弁体の芯金具の一例を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図。 本発明の実施の形態及び従来例に共通したベーパライザの分解斜視図。 従来例のベーパライザを示す縦断面部分図。 （Ａ）は図５のベーパライザの弁体部分を中心として拡大した縦断面部分図、（Ｂ）はその平面図。

符号の説明

１Ａ ベーパライザ、２ 温水容器、３ 燃料容器、４ 調圧室、５ ダイヤフラム、７ 調圧層、８Ａ 弁機構、２２ 温水層、８０ 弁体、８０ａ 取付け軸、８０ｂ シール部、８０ｃ 芯金具、８２ 弁シート、８４ 弁レバー、８４ｂ 取付け孔、８００ 抜け止め部、８０１ 球面部、８２１ 貫通孔

Claims (5)

1. 調圧室の入口に設けた調圧弁を弁レバーの動作で開閉してガス燃料を調圧室に導入し所定圧力に調整して送出するベーパライザにおいて、主としてゴム材からなり下面側に弁シートへのシール部を備え上面側から突設した取付け軸を前記弁レバーの取付け孔に挿入されて所定範囲で揺動可能に取り付けられた弁体が、先端から基端側に向かってテーパー状に太くなった大径部から段差を介して基端側の小径部に続くゴム材からなる抜け止め構造を前記取付け軸に有しており、この取付け軸を弾性的に縮径させて前記弁レバーの取付け孔に嵌通することにより、反対側に突出した大径部が開き前記取付け孔における開口部に掛止して取り付けられることを特徴とするベーパライザ。
2. 前記弁体は、前記弁レバーの取付け孔における開口部下面側に当接する部分がゴム材で球面状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載したベーパライザ。
3. 前記弁体は、芯金具が略中心部に配置され、この芯金具の大部分を覆ってゴム材により一体的に成型されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載したベーパライザ。
4. 前記芯金具は、前記シール部の当接面に対し略平行な下面を有する略円盤状の抑え板部と、該抑え板部の上面中央位置から垂直に突設され前記取付け軸の中心軸を通る軸棒部とを有する金具からなることを特徴とする請求項３に記載したベーパライザ。
5. 前記抑え板部に、上下に貫通する貫通孔が複数個設けられてゴム材が複数箇所で上下に連通していることを特徴とする請求項４に記載したベーパライザ。
   

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