JP4308823B2 - プレッシャレギュレータ - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式のプレッシャレギュレータ、つまり液体圧を調節するための、特に内燃機関の燃料供給装置に用いられるプレッシャレギュレータであって、弁が設けられており、該弁が、山形に成形された弁板ばねの作用により弁座に押し付けられて閉鎖位置をとる弁閉鎖部材を有しており、該弁閉鎖部材に弁板ばねの一方のアームが支持されており、弁板ばねの他方のアームが、レギュレータハウジングに設けられた支持部材に支持されており、弁板ばねの折曲げ部の範囲が、レギュレータハウジング内に支承されたピンにカウンタ支持もしくは対向支持されており、レギュレータハウジングにおける該ピンの支承部が、レギュレータハウジングの、弁板ばねを平行間隔を置いて取り囲みかつ前記ピンに対してほぼ直角に延びる側壁に設けられた支承孔を有している形式のものに関する。

このような形式のプレッシャレギュレータは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１０７２２３号明細書に記載されている。この場合、弁板ばねは、この弁板ばねにトルク平衡が生ぜしめられるようにピンによって枢着式に支承されている。レギュレータハウジングに設けられた支持部材に支持された弁板ばねは、予荷重もしくはプレロードをかけられており、この場合、この予荷重力もしくはプレロード力は弁閉鎖部材に閉鎖力として作用する。このときにピンは支承部として働き、この支承部は弁板ばねに作用する力をレギュレータハウジングへ伝達する。プレッシャレギュレータの圧力入口に、弁球体に作用する閉鎖力に比べてより大きな押圧力を発生させるために十分な大きさの燃料圧が形成されると、弁閉鎖部材は弁座から持ち上げられて、規定の通過横断面を開放するので、液体、特に燃料はプレッシャレギュレータの圧力出口へ流れることができる。

発明の利点
本発明によれば、支持部材の舌片状のラグが側壁とオーバラップしていることに基づき、レギュレータハウジングの壁厚さを増大させる必要なしにレギュレータハウジングの補剛が得られる。特に、ラグとピンとによって、レギュレータハウジングの、弁板ばねを用いて曲げモーメントにより負荷された支持部材は側壁に結合され、これにより負荷方向に補剛される。側壁は支持部材のラグと一緒に「補剛三角形体」を形成する。実際には弁板ばねの保持もしくは板ばね力の変向のために設けられているピンは、別の機能によれば、支持部材のラグと側壁とを、たとえば溶接またはリベット締結により互いに付加的に結合させる必要なしに、支持部材のラグと側壁との間の形状接続的な力伝達結合、つまり嵌合に基づいた係合による力伝達結合を形成する。たとえば溶接またはリベット締結により支持部材のラグと側壁とを互いに付加的に結合することは、一層高い製作コストを招いてしまう。

全体的には、弁閉鎖部材に対して相対的なピンの極めて剛性的でかつ寸法安定的な支承が得られる。このことは、プレッシャレギュレータの信頼性および機能確実性を高めるので有利である。本発明による手段の代わりに、たとえば支持部材または側壁の範囲に補剛のためのエンボス加工部（Sicken）を設けた場合には、これによって材料変形が生ぜしめられ、このような材料変形により弁閉鎖部材に関するピンの正確な位置決めが困難にされてしまう。

請求項２以下に記載の手段により、請求項１に記載の発明の有利な改良および改善が可能となる。

本発明の有利な構成では、前記支持部材に結合された前記ラグが、前記側壁に接触していて、該側壁に外側または内側からオーバラップしている。付加的に、弁板ばねの支持部材はレギュレータハウジングの横方向壁または後壁によって形成され、前記ラグはこの横方向壁と一体に形成されていて、該横方向壁から直角に折り曲げられている。さらに、レギュレータハウジングの側壁は、底部分から折り曲げられかつ自由に突出した２つの別の突起状のラグによって形成されると有利である。その場合、レギュレータハウジングは、単一部分から成る一体の、好都合に製作され得る打抜き曲げ成形部として形成され得る。このような打抜き曲げ成形部では、平坦な成形部分の打抜き加工後に孔が設けられ、次いで４つのラグが直角に縁曲げされるだけでよい。

上記構成の改良形では、レギュレータハウジングの側壁を形成する前記ラグおよび／または前記横方向壁に設けられた前記ラグが、弁板ばねのためのガイド通路を形成している。この手段により、弁板ばねの剛性的なガイドが可能となり、このことはプレッシャレギュレータの信頼性および機能確実性に有利に作用する。

同じく、弁板ばねの剛性的でかつ信頼性の良い支承を得るためには、付加的にレギュレータハウジングの横方向壁が端部側で弁板ばねに向かって曲げられていて、弁板ばねに設けられた溝状の縁曲げ部内に係合している。

弁閉鎖部材が、弁座と弁板ばねの一方のアームとの間に配置された弁球体により形成されると特に有利である。この場合、弁球体と、弁板ばねの一方のアームとの間に、減衰リングが配置されている。この減衰リングは円形の横断面を有するプラスチックから成るリングにより形成されていてよい。減衰リングは弁球体の、運転時に発生する振動を減衰させる。このことはプレッシャレギュレータの機能確実性および騒音特性に有利に作用する。特に減衰リングは切削加工または射出成形により製造されたプラスチック成形体から成っていてよい。両者の場合とも、減衰リングの製造および組付けは極めて簡単である。なぜならば、このような減衰リングは単純な円形の構成部分を成しており、弁板ばねまたは弁球体に何らかの変更を加える必要なしに、弁板ばねと弁球体との間に挿入されるだけで済むからである。

図面
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１は、本発明によるプレッシャレギュレータの有利な構成を示す横断面図であり；
図２は、図１に示したプレッシャレギュレータの平面図である。

実施例の説明
図１には全体を符号１で示されたプレッシャレギュレータが閉鎖位置で図示されている。このプレッシャレギュレータ１は有利な構成では、自動車のタンク組込みユニットまたはフィルタユニット（図面の縮尺の理由から図示されていない）に組み付けられていて、自己着火式の内燃機関の燃料システムにおける燃料圧を調節するために働く。

プレッシャレギュレータ１はＬ字形の横断面を有する開いたレギュレータハウジング２を有している。このレギュレータハウジング２には、フード（図面を見易くするという理由から図示しない）が装着されている。このフードには、圧力出口４（矢印でのみ示す）が形成されており、この圧力出口４はレギュレータハウジング２の内室６を燃料タンクに接続している。レギュレータハウジング２内には、底部側で、圧力入口８を形成する接続部材１０が突入している。この接続部材１０は燃料システムの圧力管路（図示しない）に接続されている。レギュレータハウジング２は単一部分から成る一体の打抜き曲げ成形部分であると有利であり、この打抜き曲げ成形部分に接続部材１０が挿入されている。択一的には、レギュレータハウジング２が射出成形部分として製作されていてもよい。

接続部材１０の端部側には、弁球体１８をセンタリングするための円錐面を備えた弁座１２が配置されている。弁座１２は直接に接続部材１０に形成される代わりに、レギュレータハウジング２に形成されていてもよい。その場合には、レギュレータハウジング２と弁座１２とが、たとえば切削加工により加工された単一部分から成る一体の射出成形部品として形成されている。円錐面の円錐頂角は、たとえば６０度である。弁座１２には、弁板ばね１６の作用に基づいて、弁球体１８が押し付けられている。弁板ばね１６と弁球体１８と弁座１２とは、一緒になってプレッシャレギュレータ１のオーバフロー弁２０を形成している。弁球体１８は鋼、セラミックまたはプラスチックから成っていてよく、弁球体１８の直径は３〜１２ｍｍであると有利である。

弁板ばね１６は有利には山形の形状を有している。すなわち、弁板ばね１６は、ほぼ互いに直角を成して延びる２つのアーム２２，２４から成っている。弁板ばね１６はレギュレータハウジング２に支承されたピン２６の形の枢着軸を中心にして旋回可能である。このピン２６は弁板ばね１６の長手方向延在長さに対して直交する横方向でかつ、弁座１２の中心軸線２８を含む平面に対して直角に配置されている。ピン２６は弁板ばね１６に上方から乗りかかるように係合していて、ほぼ弁板ばね１６の折曲げ部の範囲に、つまり弁板ばね１６の両アーム２２，２４の仮想突合わせ線の範囲に延びている。展開された状態の弁板ばね１６の全長は、たとえば１０〜４０ｍｍであり、その幅は約５〜２０ｍｍである。弁座１２の中心軸線２８とピン２６との間隔は有利には８〜３５ｍｍである。

弁板ばね１６の、有利には弁座１２の中心軸線２８に対して直角に延びる弁座側のアーム２２と、球頂点で弁板ばね１６に接触している弁球体１８との間には、減衰リング２７が配置されている。より正確に言えば、弁球体１８の、弁板ばね１６に向けられた球半部の球セグメントが減衰リング２７の環状開口内に突入しており、これにより減衰リング２７を弁板ばね１６に当付け保持している。減衰リング２７は有利には円形の横断面を有していて、プラスチックから成っている。特に減衰リング２７は、切削加工または射出成形により製造されたプラスチック成形体により形成され得る。このプラスチック成形体の、弁球体１８に向けられた内縁部は、たとえば面取り部を備えているか、または弁球体１８に対して相補的に形成された球台形状の座面を有している。減衰リング２７はプラスチックから製作される代わりに、別の材料、たとえば鋼またはエラストマから製作されていてもよい。重要となるのは、運転時に減衰リング２７と弁板ばね１６と弁球体１８との間に、一方では弁球体１８の振動運動を減衰するために十分に大きいが、しかし他方では当該オーバフロー弁２０が閉弁する際に弁座１２における弁球体１８のセンタリングが妨げられてしまう程には大きくない摩擦力が形成されることである。

弁板ばね１６のアーム２４がレギュレータハウジング２の底部プレート２９から鉛直方向上方へ向かって突出した、横方向壁３０の形の支持部材に支持され、他方のアーム２２が弁球体１８に支持され、かつ弁板ばね１６の折曲げ部の範囲で弁板ばね１６がピン２６によって上方から係合されることに基づき、弁板ばね１６には、弁座側のアーム２２に、弁球体１８を弁座１２に押し付ける力を発生させる予荷重力もしくはプレロード力が生ぜしめられる。この場合には、横方向壁３０および弁球体１８の支持力に抗して弁板ばね１６を対向支持するピン２６の位置も重要となる。さらに、弁板ばね１６の予荷重力もしくはプレロード力に基づいて弁球体１８のヘッド側に反動力として作用する閉鎖力の大きさは、設定された両アーム２２，２４のてこ比に基づき決定される。弁板ばね１６には、その場合、トルク平衡が生ぜしめられる。

弁板ばね１６のアーム２４の安定的な支持を達成し、かつ支持力を弁板ばね１６のアーム２４にほぼ直角に導入するためには、横方向壁３０が、たとえば端部側で弁板ばね１６へ向かって曲げられていて、弁板ばね１６のアーム２４に設けられた、同じく端部側の、横方向に延びる溝状の縁曲げ部３２内へ係合している。レギュレータハウジング２が単一部分から成る一体の構成部分を成しているので、横方向壁３０も底部プレート２９と一体に形成されている。

レギュレータハウジング２におけるピン２６の支承は、一方では孔３４によって行われ、他方では孔３４に対して同軸的な孔３８によって行われる。この場合、孔３４は弁板ばね１６を平行間隔を置いて取り囲みかつピン２６に対してほぼ直角に延びる、レギュレータハウジング２の側壁３６に設けられており（図２参照）、孔３８は前記側壁３６に有利には外側から接触してオーバラップしかつレギュレータハウジング２の横方向壁３０に結合された舌片状のラグ４０に設けられている。ラグ４０は横方向壁３０と有利には一体に、ひいてはレギュレータハウジング２と一体に形成されていて、横方向壁３０から直角に折り曲げられている。側壁３６に横方向壁３０に設けられたラグ４０を外側からオーバラップさせる代わりに、ラグ４０が側壁３６に内側からオーバラップして接触していてもよい。すなわち、この場合には、ラグ４０が側壁３６の内側に配置されていて、側壁３６によって外側から取り囲まれている。

レギュレータハウジング２の側壁は、図１から良く判るようにやはり、底部プレート２９から自由に突出しかつ折り曲げられた別の２つの舌片状のラグ３６により形成されると有利である。両ラグ３６の、横方向壁３０寄りの区分と、底部プレート２９との間には、それぞれ水平方向のギャップ４２が存在している。これにより前記ラグ３６を、該ラグ３６が弁板ばね１６のためのガイド通路４４を形成するように互いに向かって屈曲させることができる（図２）。より正確に言えば、ラグ３６は弁板ばね１６を少なくともその折曲げ部の範囲で小さな遊びを持って取り囲んでいる。ラグ３６，４０のオーバラップはラグ３６の屈曲部の範囲で行われると有利である。側壁として働くラグ３６はさらに、ピン２６のための孔３４を備えている。上で述べた択一的な構成、つまり横方向壁３０に結合されたラグ４０が内側に配置され、かつ側壁のラグ３６が外側に配置されるような構成のためには、弁板ばね１６が直接に横方向壁３０のラグ４０によって案内される。その場合、横方向壁３０のラグ４０が互いの間にガイド通路４４を形成する。さらに、ガイド通路４４をラグ４０によってもラグ３６によっても形成することが考えられる。その場合、各側でラグ３６，４０がガイド通路４４の長手方向延在長さに関連して区分毎にガイド機能を引き受ける。

したがって、弁板ばね１６の緊張に基づき横方向壁３０に作用する横方向力は、ラグ４０を介して、かつピン２６によって、側壁として働くラグ３６へ伝達され、かつこのラグ３６から底部プレート２９へ導入される。特に、自由に突出した横方向壁３０における弁板ばね１６の支持に基づき生じる横方向力は、側壁として働くラグ３６に引張力として伝達される。ピン２６は、伝達部材として横方向壁３０のラグ４０と、側壁として働くラグ３６との間の形状接続的な結合、つまり嵌合に基づく係合による結合を提供し、この場合、横方向壁３０のラグ４０と、側壁として働くラグ３６とをさらに互いに結合させる必要はない。

このような背景に基づき、プレッシャレギュレータ１の機能形式は以下のようになる：
圧力入口８に、弁球体１８に作用する閉鎖力に比べてより大きな押圧力を発生させるために十分な大きさである燃料圧が形成されると、弁球体１８が弁座１２から持ち上げられて、規定の通過横断面を開放するので、燃料はレギュレータハウジング２の内室６に流入し、さらにこの内室６から圧力出口４へ流れることができる。弁板ばね１６の弾性的な性質に基づき、燃料容量が大きくなるにつれて通過横断面が増大し、この場合、圧力入口８と圧力出口４との間の圧力差はそれに比べて極めて僅かであり、ほぼ線状に増大する。

しかし、本発明はこのようなプレッシャレギュレータに限定されるものではない。それどころか、本発明によるプレッシャレギュレータは、出口圧の大きさが入口圧の大きさとは異なっていて、かつ調節され得るようなプレッシャレギュレータであってもよい。

本発明によるプレッシャレギュレータの有利な構成を示す横断面図である。 図１に示したプレッシャレギュレータの平面図である。

Claims (11)

1. 液体圧を調節するための、特に内燃機関の燃料供給装置に用いられるプレッシャレギュレータであって、弁が設けられており、該弁が、山形に成形された弁板ばね（１６）の作用により弁座（１２）に押し付けられて閉鎖位置をとる弁閉鎖部材（１８）を有しており、該弁閉鎖部材（１８）に弁板ばね（１６）の一方のアーム（２２）が支持されており、弁板ばね（１６）の他方のアーム（２４）が、レギュレータハウジング（２）に設けられた支持部材（３０）に支持されており、弁板ばね（１６）の折曲げ部の範囲が、レギュレータハウジング（２）内に支承されたピン（２６）に対向支持されており、レギュレータハウジング（２）における該ピン（２６）の支承部が、レギュレータハウジング（２）の、弁板ばね（１６）を平行間隔を置いて取り囲みかつ前記ピン（２６）に対してほぼ直角に延びる側壁（３６）に設けられた支承孔（３４）を有している形式のものにおいて、前記側壁（３６）が、少なくとも部分的にラグ（４０）によりオーバラップされており、該ラグ（４０）が、レギュレータハウジング（２）に設けられた前記支持部材（３０）に結合されていて、前記側壁（３６）に設けられた前記支承孔（３４）に関して同軸的な、前記ピン（２６）のための支承孔（３８）を備えていることを特徴とする、液体圧を制御するためのプレッシャレギュレータ。
2. 前記支持部材（３０）に結合された前記ラグ（４０）が、前記側壁（３６）に接触していて、該側壁（３６）に外側または内側からオーバラップしている、請求項１記載のプレッシャレギュレータ。
3. 前記支持部材が、レギュレータハウジング（２）の底部プレート（２９）から折り曲げられた横方向壁（３０）または後壁によって形成されている、請求項１または２記載のプレッシャレギュレータ。
4. 前記ラグ（４０）が前記横方向壁（３０）と一体に形成されていて、該横方向壁（３０）から直角に折り曲げられている、請求項３記載のプレッシャレギュレータ。
5. レギュレータハウジング（２）の２つの側壁（３６）が、レギュレータハウジング（２）の底部プレート（２９）から折り曲げられていて、ラグ状に自由に突出している、請求項４記載のプレッシャレギュレータ。
6. レギュレータハウジング（２）が、単一部分から成る一体の打抜き曲げ成形部分により形成されている、請求項４または５記載のプレッシャレギュレータ。
7. 前記横方向壁（３０）に設けられた前記ラグ（４０）がレギュレータハウジング（２）の前記側壁（３６）に外側からオーバラップしている場合に、レギュレータハウジング（２）の前記側壁（３６）が、互いに向かって屈曲させられて、該側壁（３６）が弁板ばね（１６）のためのガイド通路（４４）を形成している、請求項５または６記載のプレッシャレギュレータ。
8. 前記横方向壁（３０）に設けられた前記ラグ（４０）がレギュレータハウジング（２）の前記側壁（３６）に内側からオーバラップしている場合に、該ラグ（４０）が、互いの間に弁板ばね（１６）のためのガイド通路（４４）を形成している、請求項５または６記載のプレッシャレギュレータ。
9. 前記横方向壁（３０）が端部側で弁板ばね（１６）に向かって曲げられていて、弁板ばね（１６）に設けられた溝状の縁曲げ部（３２）内に係合している、請求項３から８までのいずれか１項記載のプレッシャレギュレータ。
10. 弁閉鎖部材が、弁座（１２）と、弁板ばね（１６）の一方のアーム（２２）との間に配置された弁球体（１８）により形成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のプレッシャレギュレータ。
11. 前記弁球体（１８）と、弁板ばね（１６）の一方のアーム（２２）との間に、減衰リング（２７）が配置されている、請求項１０記載のプレッシャレギュレータ。

Images