JP3170034B2 - 圧力制御弁の制御圧力調整方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧力制御弁の制御圧力
調整方法および装置に関し、特に、圧力制御弁における
スプリングの弾発力を調整することにより、圧力制御弁
が制御すべき圧力を調整する技術に係り、例えば、燃料
圧力に応じて燃料供給量を制御するための燃料圧力制御
弁を製造する技術に利用して有効なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等の車両においては、燃
料タンク内の燃料をエンジンへ送給するための燃料供給
路に、燃料の圧力に応じて燃料供給量を制御する燃料圧
力制御弁が介設されている。

【０００３】このような燃料圧力制御弁は、ハウジング
と、ハウジング内を制御弁室と大気室とに分割するダイ
ヤフラムと、このハウジングの制御弁室にそれぞれ連通
する燃料導入路および燃料排出路と、燃料排出路の入口
側に装着されている弁体と、大気室に設けられてダイヤ
フラムを制御弁室の方向に付勢するリターンスプリング
とを備えており、弁体が燃料排出路を開閉することによ
り、燃料圧力に応じて燃料供給量が制御されるようにな
っている。

【０００４】このような燃料圧力制御弁の製造工程にお
いては、燃料圧力制御弁が組み立てられた後、燃料圧力
制御弁が予め設定された制御圧力によって作動するよう
にリターンスプリングの弾発力を調整する作業が実施さ
れている。

【０００５】従来、この燃料圧力制御弁の制御圧力調整
作業を実施する方法としては、組み立てられた燃料圧力
制御弁に燃料を実際に流通させ、実際の使用状態に近似
した状況を疑似的に作り出して実施する方法、が採用さ
れている。

【０００６】しかし、従来の圧力制御弁の制御圧力調整
方法においては、次のような不都合がある。

【０００７】 燃料が用いられるため、耐薬品仕様の
設備が必要となり、設備がコストアップになる。さら
に、燃料を使用するため、建物等も消防法を満足したも
のとしなければならない。

【０００８】 燃料圧力制御弁内に燃料の一部が残っ
たときには、この残液に塵埃等が付着するため、塵埃等
によって燃料圧力制御弁の誤作動が発生する。

【０００９】 このような燃料圧力制御弁において
は、燃料排出路の出口側にパイプが接続されるが、この
パイプを接続する際、燃料排出路に紫外線硬化樹脂が塗
布されることがある。この場合、樹脂の未硬化時に、燃
料が使用された圧力調整方法が実施されると、燃料（ガ
ソリン、シェルロース）に樹脂の一部が溶け出してしま
うため、調整後の圧力制御弁が洩れ不良となることがあ
る。

【００１０】 そこで、樹脂を使用せずに、燃料排出
路にパイプを圧入する構造が考えられる。しかし、この
ようにパイプが圧入される構造においては、パイプの仕
様が変更されたときには、制御弁製造工程における全て
の工程の治具の変更が予儀無くされる。

【００１１】 圧力制御弁の圧力調整作業が実施され
る際に、燃料としてシェルロースが使用されると、作業
者の手が荒れたり、刺激臭がしたりするため、人体に影
響を与えることがある。

【００１２】本発明の目的は、燃料を用いることなくエ
アによって調整作業を実行することができる圧力制御弁
の制御圧力調整方法および装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る圧力制御弁
の制御圧力調整方法は、ハウジング内がダイヤフラムに
より制御弁室と大気室とに分割され、このハウジングに
制御弁室に連通する流体導入路と流体排出路とが形成さ
れており、前記ダイヤフラムが前記大気室内に装着され
たスプリングにより前記制御弁室側に付勢されている圧
力制御弁の制御圧力調整方法において、前記圧力制御弁
の前記流体導入路から前記制御弁室へエアを導入して前
記制御弁室内の圧力を検出しながら、前記ハウジングの
前記大気室を形成した天井壁を押し潰して前記スプリン
グおよび前記ダイヤフラムの弾発力を調整し、前記検出
圧力値が設定圧力値に達したときに前記スプリングおよ
び前記ダイヤフラムの弾発力の調整を停止することを特
徴とする。

【００１４】

【作用】前記した手段によれば、圧力制御弁を保持する
とともに、流体導入路から制御弁室へエアを導入して制
御弁室内の圧力を監視しながら、スプリングの弾発力を
調整し、制御弁室内の圧力値が予め設定された圧力値に
達したときに、スプリングの調整作業を停止する。した
がって、燃料等の液体を使用することなくエアによって
制御弁室内の圧力調整作業を行うことができる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の一実施例である燃料圧力制御
弁の制御圧力調整装置を示す回路図、図２はその一部省
略正面図、図３はその一部省略側面図、図４は燃料圧力
制御弁を示す縦断面図である。

【００１６】本実施例において、本発明に係る制御圧力
調整装置は、自動車の燃料供給路に介設される燃料圧力
制御弁が作動すべき制御圧力についての調整作業を実施
するものとして構成されている。

【００１７】本実施例において、制御圧力調整方法の実
施対象物である燃料圧力制御弁１０は、ダイカスト製の
ハウジング１１、ダイヤフラム１２、球状弁体１３を備
えており、ハウジング１１には燃料導入路１４および燃
料排出路１５が開設されているとともに、両通路１４と
１５との間に制御弁室１６が形成されている。燃料排出
路１５の出口側にはパイプ接続口１５ａが形成されてお
り、このパイプ接続口１５ａには燃料タンクに連結され
るリターンパイプ１７が接続されるようになっている。

【００１８】そして、燃料排出路１５の中間部にはコイ
ルスプリングから成るバルブスプリング１８が嵌挿さ
れ、入口側には球状弁体１３が装入されている。この球
状弁体１３は鋼球（ボールということがある。）を用い
られて構成されており、凹状球面の弁座面２６に離着座
されるようになっている。

【００１９】ダイヤフラム１２は制御弁室１６の壁面の
一部を構成し、ハウジング１１のフランジ部１９に、大
気室２０を構成するケース２１と共に固着されている。
このダイヤフラム１２の中央部には保持孔２２が開設さ
れており、この保持孔２２内には受け具２３が装着され
ている。受け具２３の一端は球状弁体１３に当接されて
おり、受け具２３の他端側はダイヤフラム１２に当接さ
れた支持板２４に固着されている。

【００２０】支持板２４とケース２１の端面壁との間に
はコイルスプリングから成るリターンスプリング２５が
蓄力状態で介設されており、ダイヤフラム１２はリター
ンスプリング２５の付勢力により球状弁体１３側に常時
付勢され、リターンスプリング２５の付勢力により球状
弁体１３を燃料排出路１５の入口側を閉塞する方向へ常
時押すようになっている。

【００２１】そして、制御弁室１６内に燃料が供給され
て、制御弁室１６内の圧力が高くなると、ダイヤフラム
１２がリターンスプリング２５の付勢力に抗して大気室
２０側へ移動するようになっている。このとき、球状弁
体１３はバルブスプリング１８の付勢力によってダイヤ
フラム１２側に移動されて弁座面２６から離れるため、
燃料排出路１５の入口側が開かれる。すなわち、燃料導
入路１４と燃料排出路１５とが制御弁室１６を介して連
通された開弁状態になる。この開弁作動によって燃料圧
力が一定に制御される。

【００２２】次に、このように構成された燃料圧力制御
弁１０の制御圧力を調整するのに使用される本実施例に
係る制御圧力調整装置の構成について説明する。

【００２３】本実施例に係る燃料圧力制御弁の制御圧力
調整装置３０は、箱形に形成された本体３１（一部のみ
が図示されている。）を備えており、本体３１はその底
部に車輪（図示せず）が装着されて移動可能に構成され
ている。この本体３１内には各種測定器具等（図示せ
ず）が収納されている。

【００２４】本体３１の上部には平板状のベース３２が
設けられており、ベース３２上には保持装置３３が設置
されている。この保持装置３３は燃料圧力制御弁（以
下、制御弁という。）１０を着脱自在に保持し得るよう
に構成されている。すなわち、保持装置３３はエアシリ
ンダ装置等から構成されているクランピング装置３４を
備えており、このクランピング装置３４によりワークと
しての制御弁１０をクランピングするようになってい
る。

【００２５】保持装置３３の近傍にはエア送給路として
のパイプ３５の一端が配管されており、このパイプ３５
は保持装置３３に保持された制御弁１０の燃料導入路１
４に着脱自在に流体連結されるように構成されている。
このパイプ３５により、制御弁１０の制御弁室１６には
燃料導入路１４からパイプ３５を介してエアが導入され
るようになっている。

【００２６】パイプ３５は比較的長いゴムホースが用い
られて構成されており、そのゴムホースの弾性力によっ
て、後記するエアによる圧力調整作業中に発生する特定
周波数帯域の脈動を吸収するようになっている。

【００２７】このパイプ３５には圧力検出器としての圧
力計３６が接続されており、この圧力計３６はパイプ３
５の圧力を計測することにより、制御弁１０の制御弁室
１６内の圧力を実質的に検出するようになっている。

【００２８】圧力計３６の出力端には後記するコントロ
ーラが接続されており、圧力計３６は計測した制御弁室
１６内の圧力値をコントローラ６６にリアルタイムに送
信するようになっている。

【００２９】他方、パイプ３５の他端部はエア送給装置
としてのエア送給回路３７に接続されている。エア送給
回路３７はエア配管３８を備えており、このエア配管３
８の管路途中には、可変流量制御弁３９、超微量可変流
量制御弁４０、エア圧パイロット式切換弁４１、マイク
ロミストフィルタ４２、エアフィルタ４３、デジタル圧
力センサ４４、精密圧力制御弁４５、エアタンク４６、
圧力計４７、圧力制御弁４８、フィルタ４９が設けられ
ている。そして、エア配管３８は工場のエア供給源に接
続されるようになっている。

【００３０】エア圧パイロット式切換弁４１は常時閉じ
られており、パイロットエア回路５０が切り換えられた
時に開くように構成されている。この切換弁４１のパイ
ロットエア回路５０は、配管５１、電磁弁５２、圧力計
５３、圧力調整弁５４およびフィルタ５５を備えてお
り、工場のエア供給源に接続されるようになっている。
そして、電磁弁５２は、通常時に前記切換弁４１をＯＦ
Ｆさせ、後記するコントローラからの指令または作業者
のスイッチ操作によってソレノイドが励磁された時に切
換作動して、前記切換弁４１をＯＮさせるように構成さ
れている。

【００３１】このパイロットエア回路５０からは、保持
装置３３における前記クランピング装置３４を駆動する
ためのエア回路５６が分岐されている。このエア回路５
６は前記クランピング装置３４としてのシリンダ装置に
接続されており、その途中には電磁弁５７が介設されて
いる。この電磁弁５７は通常時にクランピング装置３４
を後退作動させ、後記するコントローラからの指令また
は作業者のスイッチ操作によってソレノイドが励磁され
た時に切換作動して、クランピング装置３４をクランピ
ング作動させるように構成されている。

【００３２】他方、本体３１にはスプリング力調整装置
６０が装備されている。スプリング力調整装置６０はス
テッピングモータ等から成るサーボモータ６１を備えて
おり、サーボモータ６１は保持装置３３の真上に垂直方
向下向きに配されて本体３１に支持されている。詳細な
説明および図示は省略するが、サーボモータ６１は回転
運動を直線運動に変換する変換装置６２を介してプッシ
ュロッド６３を上下動させるように構成されている。

【００３３】プッシュロッド６３の下端には潰しヘッド
６４が連結されており、この潰しヘッド６４はプッシュ
ロッド６３の下降に伴ってワークである制御弁１０を潰
し治具６５を介して潰すように構成されている。これに
よって、制御弁１０はケース２１の天井壁が潰される。
天井壁が潰されると、リターンスプリング２５の軸方向
長さが短縮されるため、リターンスプリング２５の弾発
力が高められることになる。つまり、スプリング力調整
装置６０は制御弁１０のケース２１を潰すことによっ
て、リターンスプリング２５の弾発力を実質的に調整す
るようになっている。

【００３４】サーボモータ６１の駆動制御回路（図示せ
ず）にはコントローラ６６が接続されている。コントロ
ーラ６６はマイクロコンピュータ等から構成されてお
り、コントローラ６６には後述するようなシーケンスや
作動を実現するようにソフトウエアがプログラミングさ
れている。また、コントローラ６６はメモリー等から成
る基準値設定部６７、比較部６８および指令部６９を備
えており、これらによって後述するような作動が実現さ
れるようになっている。

【００３５】なお、サーボモータ６１にはエンコーダ７
０が設備されており、エンコーダ７０はサーボモータ６
１による作動ストロークを検出してコントローラ６６に
送信するようになっている。

【００３６】次に、前記構成に係る圧力制御弁の制御圧
力調整装置を使用した場合について、本発明の一実施例
である圧力制御弁の制御圧力調整方法を説明する。

【００３７】まず、調整対象物である制御弁１０が保持
装置３３にセットされ、クランピング装置３４によって
保持される。このとき、電磁弁５７が切り換えられ、エ
アがエア回路５６によりクランピング装置３４に供給さ
れる。

【００３８】制御弁１０の作動圧力を予め設定された圧
力に調整するに際して、電磁弁５２が励磁されて切り換
えられる。この切換作動によって、パイロット式切換弁
４１が切り換えられる。このとき、パイプ３５から制御
弁１０に送給されるエアの流量は流量制御弁３９、４０
により一定になるように制御される。

【００３９】図４に破線矢印で示されているように、制
御弁１０に流入したエアは燃料排出路１５から大気中に
放出される。そして、この制御弁１０内のエア圧が圧力
計３６によって計測され、その計測値がリアルタイムに
コントローラ６６に送信される。

【００４０】他方、ワークとしての制御弁１０が保持装
置３３に保持されると、例えば、コントローラ６６によ
るシーケンス制御によってサーボモータ６１が運転さ
れ、プッシュロッド６３が予め設定されたストロークだ
け前進された後、再び後退される。このとき、サーボモ
ータ６１によるストロークがエンコーダ７０によって監
視され、サーボモータ６１のフィードバック制御が実施
される。

【００４１】この前進後退作動により、制御弁１０にお
けるケース２１の天井壁が潰しヘッド６４によって適度
に押さえられる。この作業によって、制御弁１０におけ
る球状弁体１３が正規の位置にセットされる。

【００４２】次に、サーボモータ６１が再び運転され
て、プッシュロッド６３が徐々に前進作動される。この
前進作動に伴って、制御弁１０におけるケース２１の天
井壁が潰しヘッド６４により潰し治具６５を介して徐々
に押し潰されて行く。

【００４３】ケース２１が押し潰されて行くと、リター
ンスプリング２５が短縮されるため、リターンスプリン
グ２５の弾発力が高められて行く。リターンスプリング
２５の弾発力が高められると、制御弁室１６のエア圧力
に抗してダイヤフラム１２を押し返す力が高くなる。そ
の結果、制御弁室１６のエア圧力が相対的に上昇して行
き、その上昇して行くエア圧力は圧力計３６によって計
測される。この圧力計３６の計測値はコントローラ６６
にリアルタイムに送信される。

【００４４】コントローラ６６は比較部６８において、
圧力計３６から送信されて来る現在のエア圧力値と、基
準値設定部６７に予め設定されている所定の制御圧力値
とを比較し、現在のエア圧力値が制御圧力値に一致した
時点で、所定の制御信号を発生する。

【００４５】比較部６８から所定の制御信号が発生され
ると、指令部６９はサーボモータ６１に後退作動指令を
送信する。サーボモータ６１はこの指令により、前進作
動を停止し、後退作動する。

【００４６】以上の作動により、リターンスプリング２
５の弾発力は、その制御弁室１６のエア圧力値との関係
が予め設定された関係になるように設定される。そし
て、この制御弁室１６のエア圧力値を制御弁１０の制御
圧力値と関連するように予め設定しておくことにより、
制御弁１０の制御圧力値を設定することができる。

【００４７】前記実施例によれば次の効果が得られる。 燃料圧力制御弁の圧力調整作業を燃料を使用せず
に、エアを使用して調整することができるため、圧力制
御弁の制御圧力調整装置を耐薬品仕様に構成しなくて済
むとともに、消防法を考慮する必要がなく、一般の設備
と同様に構成することができる。

【００４８】 燃料を使用しないため、燃料圧力制御
弁の制御圧力調整方法の実施に際して人体への悪影響な
く圧力調整作業を行うことができる。

【００４９】 燃料圧力制御弁に残液による塵埃等が
付着することがないため、塵埃等による燃料圧力制御の
誤作動が発生するのを防止することができる。

【００５０】 燃料排出路１５にリターンパイプ１７
を最後に圧入するように制御弁１０を構成することがで
きるため、リターンパイプ１７の仕様が変更された場合
でも、パイプ圧入時の治具のみの変更で済ませることが
できる。

【００５１】 燃料導入路１４に接続されるパイプ３
５をゴムチューブによって構成することにより、このパ
イプ３５によってボール１３の振動に伴う吸動周波数、
例えば、４００Ｈｚの周波数に従った脈動を吸収するこ
とができるため、エアが制御弁１０に圧送される際に、
ボール１３が振動しても、この振動に伴う脈動がパイプ
３５によって吸収させることができ、脈動によって音が
発生するのを防止することができる。

【００５２】なお、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において、種々
変更可能であることはいうまでもない。

【００５３】例えば、前記実施例では、圧力調整方法が
コントローラによって自動的に実施される場合について
説明したが、作業者が圧力計の圧力値を監視し、スプリ
ング力の調整作業を実施してもよい。

【００５４】スプリング力の調整は、制御弁１０のケー
ス２１を変形させて実行するに限らず、調整ボルトを進
退させて実行してもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧力制御弁の制御圧力の調整作業を燃料を用いることな
く、エアを用いて調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である燃料圧力制御弁の制御
圧力調整装置を示す回路図である。

【図２】その一部省略正面図である。

【図３】その一部省略側面図である。

【図４】燃料圧力制御弁を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０…燃料圧力制御弁、１１…ハウジング、１２…ダイ
ヤフラム、１３…球状弁体（鋼球、ボール）、１４…燃
料導入路、１５…燃料排出路、１５ａ…パイプ接続口、
１６…制御弁室、１７…リターンパイプ、１８…バルブ
スプリング、１９…フランジ部、２０…大気室、２１…
ケース、２２…保持孔、２３…受け具、２４…支持板、
２５…リターンスプリング、２６…弁座面、３０…燃料
圧力制御弁の制御圧力調整装置、３１…本体、３２…ベ
ース、３３…保持装置、３４…クランピング装置、３５
…パイプ、３６…圧力計、３７…エア送給回路（エア送
給装置）、３８…エア配管、３９…可変流量制御弁、４
０…超微量可変流量制御弁、４１…エア圧パイロット式
切換弁、４２…マイクロミストフィルタ、４３…エアフ
ィルタ、４４…デジタル圧力センサ、４５…精密圧力制
御弁、４６…エアタンク、４７…圧力計、４８…圧力制
御弁、４９…フィルタ、５０…パイロットエア回路、５
１…配管、５２…電磁弁、５３…圧力計、５４…圧力調
整弁、５５…フィルタ、５６…エア回路、５７…電磁
弁、６０…スプリング力調整装置、６１…サーボモー
タ、６２…運動変換装置、６３…プッシュロッド、６４
…潰しヘッド、６５…潰し治具、６６…コントローラ、
６７…基準値設定部、６８…比較部、６９…指令部、７
０…エンコーダ。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−263266（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−67160（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 17/04 F16K 17/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内がダイヤフラムにより制御
   弁室と大気室とに分割され、このハウジングに制御弁室
   に連通する流体導入路と流体排出路とが形成されてお
   り、前記ダイヤフラムが前記大気室内に装着されたスプ
   リングにより前記制御弁室側に付勢されている圧力制御
   弁の制御圧力調整方法において、 前記圧力制御弁の前記流体導入路から前記制御弁室へエ
   アを導入して前記制御弁室内の圧力を検出しながら、前
   記ハウジングの前記大気室を形成した天井壁を押し潰し
   て前記スプリングおよび前記ダイヤフラムの弾発力を調
   整し、前記検出圧力値が設定圧力値に達したときに前記
   スプリングおよび前記ダイヤフラムの弾発力の調整を停
   止することを特徴とする圧力制御弁の制御圧力調整方
   法。
2. 【請求項２】 ハウジング内がダイヤフラムにより制御
   弁室と大気室とに分割され、このハウジングに制御弁室
   に連通する流体導入路と流体排出路とが形成されてお
   り、前記ダイヤフラムが前記大気室内に装着されたスプ
   リングにより前記制御弁室側に付勢されている圧力制御
   弁の制御圧力調整装置において、 前記流体導入路から前記制御弁室へエアを送給するエア
   送給装置と、前記制御弁室内のエアの圧力を検出する圧
   力検出器と、前記圧力制御弁を保持する保持装置と、こ
   の保持装置に保持された前記圧力制御弁の前記スプリン
   グおよび前記ダイヤフラムの弾発力を前記ハウジングの
   前記大気室を形成した天井壁を押し潰して調整するスプ
   リング力調整装置と、前記圧力検出器の検出圧力値と設
   定値とを比較し、検出圧力値が設定値に達したときに前
   記スプリング力調整装置の調整を停止させるコントロー
   ラとを備えていることを特徴とする圧力制御弁の制御圧
   力調整装置。
3. 【請求項３】 前記流体導入路と前記エア送給装置との
   間に、特定の周波数成分の脈動を吸収する脈動吸収手段
   が挿入されていることを特徴とする請求項２に記載の圧
   力制御弁の制御圧力調整装置。