JP4194037B2 - リリーフバルブの組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、バルブスプリングの製造誤差を吸収し、リリーフ圧を精度良く設定することのできるリリーフバルブの組立方法に関する。

従来、ポンプから吐出された流体を供給する流体供給系には、供給する流体の圧力（以下「流体圧」と称する）を所定圧以下に保持するためにリリーフバルブを配設しているものが多い。例えば特開平８−３０３３２９号公報には、流体供給系としてガソリンエンジン用燃料供給装置が示されており、この燃料供給装置に配設したプレッシャレギュレータにリリーフバルブを適用した技術が開示されている。

すなわち、同公報に開示されているリリーフバルブは、燃料ポンプから圧送される燃料の圧力がバルブスプリングの付勢力よりも高い場合、バルブスプリングの付勢力に抗してバルブを開弁させて、余剰燃料を燃料タンクへ戻し、インジェクタが接続されている燃料ギャラリへ供給する燃料の圧力をほぼ一定に保持するようにしている。

ところで、流体圧は、リリーフバルブのリリーフ圧に依存しているので、例えばリリーフバルブをプレッシャレギュレータとして採用する場合、バルブスプリングよって設定されるリリーフ圧を高精度に調整する必要がある。

しかし、バルブスプリングの製造誤差を厳しくすることは、生産効率が悪く、製品コストが高くなる問題がある。

これに対処するに、リリーフバルブの組立て過程において、リリーフ圧を測定し、リリーフ圧が設定圧力以下の場合は、バルブスプリングと押え部材との間に薄いシムを介装し、或いは介装するシムの枚数を変更することでリリーフ圧を調整する技術が提案されている。
特開平８−３０３３２９号公報

しかし、シムを用いてリリーフ圧を調整することは、組付け工数が嵩み、コスト高となる不都合がある。

これに対処するに、リリーフバルブを板金製とし、組付けに際しては押え部材を所定ばね荷重で一つずつ押圧し、その状態でかしめることでリリーフ圧を調整することも考えられるが、バルブスプリング毎に、かしめ位置を逐次調整しなければならないため、生産効率か悪く、量産性に欠け、コスト高となる問題がある。

従って、本発明の目的は、バルブスプリングの製造誤差を厳しくする必要が無く、リリーフ圧を一定範囲に収めることができ、生産効率が良く、製品コストの低減を実現することができるばかりでなく、金属製、樹脂製の何れにも適用することのできるリリーフバルブの組立方法を提供することにある。

上記目的を達成するため第１発明は、流体を供給する流体通路に連通するバルブ収容部と、上記バルブ収容部と上記流体通路とを連通する開口部と、上記バルブ収容部に収容すると共に上記開口部を開閉するバルブと、上記バルブを閉方向へ付勢するバルブスプリングと、上記バルブスプリングを押圧する押え部材とを有するリリーフバルブの組立方法において、上記バルブスプリングに予め設定されているばね荷重を印加したときの変位量を記憶する第１工程と、上記変位量に対応する押込み量で上記押え部材を上記バルブ収容部に押し込む第２工程と、上記押え部材の上記押込み量が上記変位量に達した位置で該押え部材を上記バルブ収容部に固定する第３工程とを備えることを特徴とする。

このような構成では、バルブスプリングに対して予め設定されているばね荷重を印加し、そのときの変位量に相当する押込み量で、押え部材をバルブ収容部側へ押込み固定するようにしたので、バルブスプリングをバルブ収容部に収容した後に、リリーフ圧を一々調整、或いは確認する必要が無く、良好な生産性を得ることができる。

第２発明は、第１発明において、上記押え部材と上記バルブ収容部とに互いに螺合するねじ部を各々螺設し、上記第２工程では上記押え部材に螺設したねじ部を上記バルブ収容部に螺設したねじ部に螺合させ上記変位量に対応する押込み量で上記押え部材を上記バルブ収容部にねじ込み、上記第３工程では上記押え部材の上記押込み量が上記変位量に達した位置で該押え部材と上記バルブ収容部との互いに当接している少なくとも一部を固定させることを特徴とする。

このような構成では、押え部材とバルブ収容部とを互いにねじ部で螺合させているので、外力を解除してもバルブスプリングに対する押圧力は保持され、押え部材をバルブ収容部に容易に固定させることができる。

第３発明は、第１発明、或いは第２発明において、上記押え部材と上記バルブ収容部とは、溶着或いは接着にて固定されることを特徴とする。

このような構成では、押え部材とバルブ収容部とを、溶着或いは接着にて固定させることで、固定作業を簡素化することができる。

本発明によれば、バルブスプリングの製造誤差を厳しくする必要が無く、リリーフ圧を一定範囲に収めることができ、生産効率が良く、製品コストの低減を実現することができるばかりでなく、金属製、樹脂製の何れにも適用することができる。

以下、図面に基づいて本発明の一形態を説明する。図１〜図８に本発明の第１形態を示す。図１にリリーフバルブの分解斜視図を示す。

同図に示すリリーフバルブ１は、エンジンに設けた電子制御式燃料噴射装置の燃料供給システムに配設されており、燃料ポンプの吐出圧がリリーフ圧を超えたとき開弁して燃料圧力の一部を逃がすことで、燃料供給系に供給する燃料圧力を所定圧力以下に保持する安全弁として機能する。リリーフバルブ１は、バルブボディ２とバルブ３とバルブガイド４とバルブスプリング５と押え部材６とを備えている。尚、バルブボディ２、バルブ３、バルブガイド４、押え部材６は、ポリアセタール、ナイロン等を素材とする樹脂成型品である。

図２に示すように、バルブボディ２に燃料通路２ａと、この燃料通路２ａに対して直交する方向へ延出するバルブ収容部２ｂとが形成され、更に、バルブ収容部２ｂと燃料通路２ａとが開口部２ｃを介して連通されている。尚、燃料通路２ａは、例えば燃料ポンプ（図示せず）から延出する燃料デリバリパイプ７に介装される。

バルブ収容部２ｂの開口部２ｃが開口する側にシート面２ｄが形成され、このシート面２ｄに略半球状に形成されたバルブ３が面当接することで、燃料通路２ａとバルブ収容部２ｂとがシールされる。又、バルブ３の背面中央に支持軸３ａが一体形成されている。このバルブ３の背面にバルブガイド４が当接されている。バルブガイド４は円筒状に形成され、その先端中央に嵌合孔４ａが穿設されている。この嵌合孔４ａに支持軸３ａが嵌合されて、バルブ３とバルブガイド４とが位置決めされる。更に、バルブ３の背面とバルブガイド４の先端面とを溶着或いは接着させることでバルブ３とバルブガイド４とが一体に結合される。

又、バルブ収容部２ｂの開口部２ｅに押え部材６が装着される。この押え部材６は円筒状に形成されており、その外周がバルブ収容部２ｂの内壁に溶着或いは接着により固設される。更に、押え部材６の内面にシート部６ａが形成され、このシート部６ａの中央にリリーフポート６ｂが形成され、このリリーフポート６ｂが燃料タンク（図示せず）に連通されている。又、シート部６ａとバルブガイド４の外周に形成された段部４ｂとの間にバルブスプリング５が介装される。

図示しない燃料ポンプが駆動すると、燃料タンクに貯留されている燃料が燃料デリバリパイプ、リリーフバルブ１のバルブボディ２に形成されている燃料通路２ａを通り、燃料供給系に供給される。その際、燃料通路２ａを通過する燃料の圧力が、バルブスプリング５にて設定されるリリーフ圧を超えた場合、バルブ３がバルブスプリング５の付勢力に抗して開弁し、燃料圧力の一部をバルブ収容部２ｂを通り、押え部材６に開口されているリリーフポート６ｂを経て燃料タンク側へ戻される。その結果、燃料供給系に供給する燃料圧力が所定圧力以下に保持される。

ところで、リリーフバルブ１を、燃料圧力を調圧するプレッシャレギュレータとして使用する場合、バルブスプリング５によって設定されるリリーフ圧はより厳密に設定する必要がある。

図４にリリーフバルブ組立装置の概略構成図を示す。リリーフバルブ組立装置１１では、バルブスプリング５をリリーフバルブ１に組付ける前に、先ず、バルブスプリング５に対し、設定リリーフ圧を発生させるばね荷重を印加し、そのときの変位量を測定する。そして、組立の際に、測定した変位量となるように押え部材６の押込み量を調整する。

リリーフバルブ組立装置１１は、ステージ１２上に変位量測定部１３とリリーフバルブ組立部１４とを備えている。図５に示すように、変位量測定部１３は、ステージ１２上にバルブスプリング５を圧縮したときの電圧変位によってばね荷重Ｗを測定する荷重測定用ロードセル１５が配設されていると共に、バルブスプリング５を位置決めする位置決め用枠体１６が固設されている。又、荷重測定用ロードセル１５の上方に、バルブスプリング５を圧縮するリニアソレノイド等の第１圧縮用アクチュエータ１７が対設されており、この第１圧縮用アクチュエータ１７がフレーム１８に保持されている。又、第１圧縮用アクチュエータ１７を構成するプランジャ１７ａの先端に押圧プレート１７ｂが固設されている。

一方、リリーフバルブ組立部１４には、押え部材６を介してバルブスプリング５を圧縮するリニアソレノイド等の第２圧縮用アクチュエータ１９が対設されており、この第２圧縮用アクチュエータ１９がフレーム（図示せず）に保持されている。更に、第２圧縮用アクチュエータ１９を構成するプランジャ１９ａの先端に押圧プレート１９ｂが固設されている。

又、各圧縮用アクチュエータ１７，１９には、プランジャ１７ａ，１９ａの移動量からバルブスプリング５の変位量を検出する第１、第２変位量計測センサ２０，２１が各々併設されている。各変位量計測センサ２０，２１、及び荷重測定用ロードセル１５の計測値は制御装置２２に出力される。

制御装置２２は、マイクロコンピュータ等のコンピュータを主体に構成されており、荷重測定用ロードセル１５で計測したばね荷重Ｗが設定荷重ｋＷ（例えば４ｋｇ）に達したときの、バルブスプリング５の変位量ｈを第１変位量計測センサ２０で計測し記憶する。そして、リリーフバルブ組立部１４でリリーフバルブ１を組立てるに際し、押え部材６を介してバルブスプリング５を圧縮し、そのときの押え部材６の押込み量Ｌを、第２変位量計測センサ２１で計測し、押込み量Ｌが変位量ｈとなる位置で、押え部材６をバルブボディ２に固定する。

制御装置２２におけるバルブスプリング５の変位量計測は、具体的には、図７に示す変位量計測ルーチンに従って処理される。

このルーチンでは、先ず、ステップＳ１で、ステージ１２上に設けた変位量測定部１３の位置決め用枠体１６にバルブスプリング５をセットし、第１圧縮用アクチュエータ１７のプランジャ１７ａを下降させて、先端に固設されている押圧プレート１７ｂをバルブスプリング５の上端に当接し、このときの変位量ｈを０として第１変位量計測センサ２０を初期設定する。

次いで、ステップＳ２で、第１圧縮用アクチュエータ１７を駆動させ、プランジャ１７ａにてバルブスプリング５の押圧を開始する。

その後、ステップＳ３へ進み、荷重測定用ロードセル１５で検出したばね荷重Ｗを読み込み、ステップＳ４でばね荷重Ｗと設定荷重ｋＷとを比較し、Ｗ＝ｋＷとなるまで、ステップＳ３，Ｓ４を繰り返す。

そして、Ｗ＝ｋＷとなったとき、ステップＳ５へ進み、第１変位量計測センサ２０で計測した変位量ｈを読込み、ステップＳ６で、変位量ｈを設定変位量ｋｈとして、メモリに記憶させて、ルーチンを終了する。

又、制御装置２２におけるバルブスプリング５のばね荷重設定は、具体的には、図８に示すリリーフ圧設定ルーチンに従って処理される。

このルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で、リリーフバルブ組立部１４のステージ１２上に、リリーフバルブ１を構成する各部品をセットする。すなわち、図６に示すように、ステージ１２上にバルブボディ２をセットし、次いで、バルブボディ２に形成されているバルブ収容部２ｂに、バルブ３及びバルブ３と一体のバルブガイド４を装着する。その後、バルブガイド４の段部４ｂに、変位量ｈを計測済みのバルブスプリング５の一端を装着する。そして、バルブ収容部２ｂの開口部２ｅに押え部材６を装着し、バルブスプリング５の他端を押え部材６のシート部６ａに当接する。その後、第２圧縮用アクチュエータ１９のプランジャ１９ａを下降させて、先端に固設されている押圧プレート１９ｂを押え部材６の上端に当接し、このときの押込み量Ｌを０として第２変位量計測センサ２１を初期設定する。

次いで、ステップＳ１２で、第２圧縮用アクチュエータ１９を駆動させ、プランジャ１９ａにて、押え部材６を介してバルブスプリング５の押圧を開始する。

そして、ステップＳ１３へ進み、第２変位量計測センサ２１にて押込み量Ｌを計測し、ステップＳ１４で、押込み量Ｌと設定変位量ｋｈとを比較する。そして、Ｌ＝ｋｈとなるまで待機し、Ｌ＝ｋｈとなったとき、ステップＳ１５へ進み、第２圧縮用アクチュエータ１９を停止させて、バルブスプリング５の押圧を停止する。

その後、ステップＳ１６へ進み、押え部材６をバルブ収容部２ｂに固定してルーチンを終了する。押え部材６をバルブ収容部２ｂに固定する手段としては、押え部材６の外周とバルブ収容部２ｂの内壁との間を超音波溶着する。或いは、紫外線硬化型接着剤や熱硬化型接着剤等の接着剤を充填し、紫外線或いは熱を照射し、硬化させて固定する手段等が考えられる。固定箇所は、押え部材６とバルブ収容部２ｂとの互いに当接している少なくとも一部であればよく、例えば、互いに螺合しているねじ部６ｃ，２ｆや、開口部２ｅの周縁などが挙げられる。

このように、本形態によれば、リリーフバルブ１に装着するバルブスプリング５に対して一定のばね荷重Ｗを印加して圧縮させたときの変位量ｈを記憶しておき、リリーフバルブ１を組付ける際に、バルブスプリング５を変位量ｈとなるまで押圧し、その位置で固定するようにしたので、全ての製品においてほぼ一定のリリーフ圧を得ることができ、製品の品質を均質化することができる。

更に、押え部材６をバルブ収容部２ｂの内壁に溶着或いは接着により固着するようにしたので、かしめ等の作業が不要となり、作業効率の向上が実現できるばかりでなく、樹脂製、金属製を問わず、あらゆる材質のリリーフバルブに適用することができる。

尚、図７に示す変位量計測ルーチンのステップＳ５において、バルブスプリング５の変位量ｈを複数の段階（５段階、１０段階、１６段階等）とし、何れの段階に収まっているかを判定し、ステップＳ６では、今回のバルブスプリング５の変位量を段階で記憶させるようにしても良い。この場合、図８に示すリリーフ圧設定ルーチンのステップＳ１４では、区分した段階に対応する設定変位量とバルブスプリング５の変位量とを比較するようにする。

又、図９〜図１１に本発明の第２形態を示す。尚、第１形態と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。第１形態に示すリリーフバルブ１は、押え部材６をバルブ収容部２ｂに押込み、その状態で押え部材６をバルブ収容部２ｂの内壁に固定するようにしたが、本形態によるリリーフバルブ１’は、押え部材６の外周に雄ねじ部６ｃを螺設し、バルブ収容部２ｂの内壁に、雄ねじ部６ｃに螺合する雌ねじ部２ｆを螺設したものである。

尚、図１０に示すように、押え部材６の外径はバルブ収容部２ｂの内壁に螺設されている雌ねじ部２ｆの内径よりもやや小さく形成されている。

本形態によれば、上述した図８のリリーフ圧設定ルーチンにおけるステップＳ１１で、押え部材６をバルブ収容部２ｂに装着する場合、押え部材６を回転させ、外周に螺設されている雄ねじ部６ｃを、バルブ収容部２ｂの内周に螺設されている雌ねじ部２ｆに螺合させて、バルブスプリング５の端部を押え部材６のシート部６ａに当接する。

又、ステップＳ１２で、押え部材６を介してバルブスプリング５の押圧を開始するに際しては、押え部材６を回転させて押し込み、ステップＳ１３で、そのときの押込み量Ｌを計測する。尚、押込み量Ｌの計測は、押え部材６の回転数から割り出すようにしても良い。

そして、押込み量Ｌが設定変位量ｋｈとなり、ステップＳ１５で第２圧縮用アクチュエータ１９の回転を停止させる。このとき、押え部材６の外周に螺設した雄ねじ部６ｃが、バルブ収容部２ｂの内壁に螺設した雌ねじ部２ｆに螺合されているので、押え部材６に対する押圧力を解除しても、バルブスプリング５に対する押圧力は保持される。

その後、ステップＳ１６で押え部材６とバルブ収容部２ｂとの互いに当接している少なくとも一部、例えば互いに螺合しているねじ部６ｃ，２ｆや、開口部２ｅの周縁などを、溶着或いは接着により固着する。このとき、押え部材６とバルブ収容部２ｂとが互いに螺合されているので、比較的容易に固着させることができる。

尚、図１０は燃料通路２ａを流れる燃料圧力が、バルブスプリング５によって設定されたリリーフ圧以下の状態を示しており、バルブ３はバルブスプリング５の付勢力を受けて、バルブ収容部２ｂに形成したシート面２ｄに密着されている。又、図１１は燃料圧力がリリーフ圧を超えた状態を示しており、バルブ３はバルブスプリング５の付勢力に抗して、バルブ収容部２ｂに形成したシート面２ｄから離間し燃料圧力が減圧される。

本発明はリリーフバルブをプレッシャレギュレータとして採用する場合に限らず、通常のリリーフバルブに対しても適用できる。又、流体は燃料供給系に供給する燃料に限らず、油圧制御系に供給するオイルであっても良い。油圧制御系にリリーフバルブ１を介装した場合、リリーフ圧は比較的高い圧力に設定される。

第１形態によるリリーフバルブの分解斜視図 同、リリーフバルブの側面断面図 同、リリーフ状態のリリーフバルブの側面断面図 同、リリーフバルブ組立装置の概略構成図 同、変位量測定部の要部拡大図 同、リリーフバルブ組立部の要部拡大断面図 同、変位量計測ルーチンを示すフローチャート 同、リリーフ圧設定ルーチンを示すフローチャート 第２形態によるリリーフバルブの分解斜視図 リリーフバルブの側面断面図 リリーフ状態のリリーフバルブの側面断面図

符号の説明

１ リリーフバルブ
２ バルブボディ
２ａ 燃料通路
２ｂ バルブ収容部
２ｆ 雌ねじ部
３ バルブ
４ バルブガイド
５ バルブスプリング
６ 押え部材
６ｃ 雄ねじ部
１１ リリーフバルブ組立装置
１２ ステージ
１３ 変位量測定部
１４ リリーフバルブ組立部
１５ 荷重測定用ロードセル
１６ 位置決め用枠体
１７ 第１圧縮用アクチュエータ
１９ 第２圧縮用アクチュエータ
２０ 第１変位量計測センサ
２１ 第２変位量計測センサ
２２ 制御装置
ｈ 変位量
ｋＷ 設定荷重
ｋｈ 設定変位量
Ｌ 変位量
Ｗ ばね荷重

Claims (3)

1. 流体を供給する流体通路に連通するバルブ収容部と、上記バルブ収容部と上記流体通路とを連通する開口部と、上記バルブ収容部に収容すると共に上記開口部を開閉するバルブと、上記バルブを閉方向へ付勢するバルブスプリングと、上記バルブスプリングを押圧する押え部材とを有するリリーフバルブの組立方法において、
   上記バルブスプリングに予め設定されているばね荷重を印加したときの変位量を記憶する第１工程と、
   上記変位量に対応する押込み量で上記押え部材を上記バルブ収容部に押し込む第２工程と、
   上記押え部材の上記押込み量が上記変位量に達した位置で該押え部材を上記バルブ収容部に固定する第３工程と
   を備えることを特徴とするリリーフバルブの組立方法。
2. 上記押え部材と上記バルブ収容部とに互いに螺合するねじ部を各々螺設し、
   上記第２工程では上記押え部材に螺設したねじ部を上記バルブ収容部に螺設したねじ部に螺合させ上記変位量に対応する押込み量で上記押え部材を上記バルブ収容部にねじ込み、
   上記第３工程では上記押え部材の上記押込み量が上記変位量に達した位置で該押え部材と上記バルブ収容部との互いに当接している少なくとも一部を固定させる
   ことを特徴とする請求項１記載のリリーフバルブの組立方法。
3. 上記押え部材と上記バルブ収容部とは、溶着或いは接着にて固定されることを特徴とする請求項１或いは２記載のリリーフバルブの組立方法。

Images