JP5915220B2 - 減圧弁 - Google Patents
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Description
ピストン12は、シリンダ11aに収納された状態で、上側に開口したばね収納穴12aを有する。コイルばね13は、シリンダ11aの内頂面及びばね収納穴12aの底面間に位置することでピストン12を下側に付勢する。シリンダ11aにおけるピストン12を収容する部分が円筒部に相当する。
減圧室15の圧力が一定値より低い場合、ピストン12はコイルばね13の付勢力に従い下側に移動する。このピストン12の移動に伴い、ピン20ひいてはポペット18が下側に移動する。よって、ポペット18のテーパ面18cが貫通孔14aのテーパ面14bと離間する。これにより、ポペット18及び区画部14の隙間から減圧室15内へ水素ガスが流入して、減圧室15内の圧力が上昇する。
請求項1に記載の発明は、シリンダ内を高圧側空間及び低圧側空間に区画し、前記低圧側空間から前記高圧側空間へ向けてコイルばねを通じて付勢され、前記高圧側空間内の圧力と付勢する力との差に応じて軸方向に往復移動するピストンと、前記ピストンの外周に嵌め込まれた状態で、前記ピストンの往復移動に伴い前記シリンダの内周面に摺動することで、前記シリンダ内における前記高圧側空間及び前記低圧側空間の間を密閉した状態で区切るシール部材と、を備えた減圧弁において、前記高圧側空間の圧力上昇に伴う前記ピストンの前記往復移動における一方向への移動を規制するとともに、前記高圧側空間の圧力が第1の所定値を超えたとき、前記ピストンの押圧力により変形するストッパ部材と、前記ピストンが前記ストッパ部材を変形させて第1の所定位置に達したとき、前記高圧側空間から圧力を開放する流路を形成する流路形成手段と、を備えたことをその要旨としている。
請求項8に記載の発明は、シリンダ内を高圧側空間及び低圧側空間に区画し、前記低圧側空間から前記高圧側空間へ向けてコイルばねを通じて付勢され、前記高圧側空間内の圧力と付勢する力との差に応じて軸方向に往復移動するピストンと、前記ピストンの外周に嵌め込まれた状態で、前記ピストンの往復移動に伴い前記シリンダの内周面に摺動することで、前記シリンダ内における前記高圧側空間及び前記低圧側空間の間を密閉した状態で区切るシール部材と、を備えた減圧弁において、前記高圧側空間の圧力上昇に伴う前記ピストンの前記往復移動における一方向への移動を規制するとともに、前記高圧側空間の圧力が第1の所定値を超えたとき、前記ピストンの押圧力により変形するストッパ部材と、前記ピストンが前記ストッパ部材を変形させて第1の所定位置に達したとき、前記高圧側空間から圧力を開放する流路を形成する流路形成手段と、を備え、前記ストッパ部材は、脆性材料で形成されるとともに、前記高圧側空間の圧力が前記第1の所定値を超えたとき前記押圧力により破断することをその要旨としている。
本実施形態の燃料供給システムは、上記背景技術における図5と同様の構成を有している。従って、ここでの燃料供給システムの構成の説明を割愛し、そのシステムにおける減圧弁30について説明する。
減圧室15の圧力が一定値(第2の所定値)より低くなった場合、ピストン12はコイルばね13の付勢力に従い下側に移動する。ピストン12の下端面がピンプラグ19の上面に当接することで、ピストン12の下方向へのストロークが制限される。このとき、ピストン12の上端面12bは、ストッパ部材21と離間する。このピストン12の移動に伴い、ピン20ひいてはポペット18が下側に移動する。従って、ポペット18のテーパ面18cが貫通孔14aのテーパ面14bと離間して減圧室15内へ水素ガスが流入する。よって、減圧室15内の圧力が上昇する。
(1)減圧室15の圧力がしきい値を超えたとき、ピストン12がストッパ部材21を変形(本例では破断の概念も含む)させることで特定の位置に達する。ピストン12が特定の位置になると、シール部材16がリーク溝26に達する。これにより、シール部材16によって減圧室15を完全に密閉できなくなって、いわゆるシール漏れが生じる。従って、減圧室15内における過度の圧力上昇が抑制される。よって、減圧室15がしきい値以上の圧力となったとき、その圧力を低下させるリリーフ機能を減圧弁30に備えることができる。本構成においては、減圧弁30に上記背景技術で説明したリリーフ弁を設けることが不要となるため、減圧弁30の小型化を図ることができる。また、ボデー11の加工も不要である。
・上記実施形態においては、減圧室15内の圧力がしきい値を超えたとき、リーク溝26を通じたシール漏れにより減圧室15内の過度の圧力上昇が抑制されていた。しかし、減圧室15内の圧力がしきい値を超えたとき、シール漏れを生じさせることができれば、例えば、リーク溝26に代えて、図3(a)に示すように、リーク突部40を設けてもよい。本構成において、ストッパ部材21が破断すると、ピストン12が上方向に移動することで、シール部材16がリーク突部40上を摺動して、同図の二点鎖線で示された位置となる。これにより、リーク突部40がシール部材16の一部をシリンダ11aの内側面から離間させることで、又はシール部材16の一部を傷付けることで、シール部材16及びシリンダ11aに隙間が生じてシール漏れを生じさせることができる。換言すると、リーク突部40は、その上をシール部材16が通過することで、上記過度の圧力上昇を抑制できる程度のシール漏れが生じるように、その大きさ及び形状、並びに数を設定する。
また、リーク溝26に代えて、ボデー11のリーク溝26(その下端)に相当する位置から上側の部分の内周径をその位置から下側の部分の内周径より大きくしてもよい。本構成においても、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
・上記実施形態においては、ストッパ部材21はピストン12による押圧力により破断していたが、ピストン12による引張り力(負の押圧力)により破断してもよい。この場合、例えば、ストッパ部材21及び対応部22をピストン12の下面側に設け、ストッパ部材21の両端が対応部22及びピストン12の下面に固定される構成が考えられる。
Claims (8)
- シリンダ内を高圧側空間及び低圧側空間に区画し、前記低圧側空間から前記高圧側空間へ向けてコイルばねを通じて付勢され、前記高圧側空間内の圧力と付勢する力との差に応じて軸方向に往復移動するピストンと、
前記ピストンの外周に嵌め込まれた状態で、前記ピストンの往復移動に伴い前記シリンダの内周面に摺動することで、前記シリンダ内における前記高圧側空間及び前記低圧側空間の間を密閉した状態で区切るシール部材と、を備えた減圧弁において、
前記高圧側空間の圧力上昇に伴う前記ピストンの前記往復移動における一方向への移動を規制するとともに、前記高圧側空間の圧力が第1の所定値を超えたとき、前記ピストンの押圧力により変形するストッパ部材と、
前記ピストンが前記ストッパ部材を変形させて第1の所定位置に達したとき、前記高圧側空間から圧力を開放する流路を形成する流路形成手段と、を備え、
前記ストッパ部材は、前記低圧側空間に収容されるとともに、
前記高圧側空間の圧力が前記第1の所定値より小さい第2の所定値未満のときは、前記ピストンと一体移動する態様で前記ピストンと当接した状態、若しくは前記ピストンと相対移動する態様で前記シリンダと当接した状態とされ、
前記高圧側空間の圧力が前記第2の所定値に達したときは、当該圧力により前記ピストンが第2の所定位置まで移動することで、前記ピストン及び前記シリンダに挟まれた状態で当接する、ことを特徴とする減圧弁。 - 請求項1に記載の減圧弁において、
前記ストッパ部材は、
前記高圧側空間の圧力が前記第2の所定値に達したときに、前記ピストン及び前記シリンダに当接した状態で前記ピストンからの押圧力に抗することで、前記ピストンの往復移動における一方向の移動を規制し、
前記高圧側空間の圧力が前記第1の所定値を超えたときに、前記ピストンからの押圧力によって変形する、ことを特徴とする減圧弁。 - 請求項1又は2に記載の減圧弁において、
前記ストッパ部材は、脆性材料で形成されるとともに、前記高圧側空間の圧力が前記第1の所定値を超えたとき前記押圧力により破断することを特徴とする減圧弁。 - 請求項1又は2に記載の減圧弁において、
前記ストッパ部材は、弾性材料で形成されるとともに、前記高圧側空間の圧力が前記第1の所定値を超えたとき前記ピストンを通じた前記押圧力により弾性変形することを特徴とする減圧弁。 - 請求項1又は2に記載の減圧弁において、
前記流路形成手段は、前記シリンダの一部として前記ピストンを収容する円筒部の内側面に形成され、前記円筒部の周方向において少なくとも一部が拡径された凹部であって、
前記ピストンが前記第1の所定位置に達したとき、前記シール部材が前記凹部に達することでその凹形状を通じて前記高圧側空間から前記低圧側空間への流路が形成されることを特徴とする減圧弁。 - 請求項1又は2に記載の減圧弁において、
前記流路形成手段は、前記シリンダの一部として前記ピストンを収容する円筒部の内側面に形成され、前記円筒部の周方向における少なくとも一部を縮径する突部であって、
前記ピストンが前記第1の所定位置に達したとき、前記シール部材が前記突部に達することで形成される前記シール部材及び前記シリンダ間の隙間を通じて前記高圧側空間から前記低圧側空間への流路が形成されることを特徴とする減圧弁。 - 請求項1又は2に記載の減圧弁において、
前記流路形成手段は、
前記シリンダの一部として前記ピストンを収容する円筒部の内部から前記減圧弁の外部へと貫通する貫通孔であって、
前記ピストンが前記第1の所定位置に達したとき、前記シール部材が前記貫通孔に達することで前記貫通孔を通じて前記高圧側空間から前記減圧弁の外部への流路が形成されることを特徴とする減圧弁。 - シリンダ内を高圧側空間及び低圧側空間に区画し、前記低圧側空間から前記高圧側空間へ向けてコイルばねを通じて付勢され、前記高圧側空間内の圧力と付勢する力との差に応じて軸方向に往復移動するピストンと、
前記ピストンの外周に嵌め込まれた状態で、前記ピストンの往復移動に伴い前記シリンダの内周面に摺動することで、前記シリンダ内における前記高圧側空間及び前記低圧側空間の間を密閉した状態で区切るシール部材と、を備えた減圧弁において、
前記高圧側空間の圧力上昇に伴う前記ピストンの前記往復移動における一方向への移動を規制するとともに、前記高圧側空間の圧力が第1の所定値を超えたとき、前記ピストンの押圧力により変形するストッパ部材と、
前記ピストンが前記ストッパ部材を変形させて第1の所定位置に達したとき、前記高圧側空間から圧力を開放する流路を形成する流路形成手段と、を備え、
前記ストッパ部材は、脆性材料で形成されるとともに、前記高圧側空間の圧力が前記第1の所定値を超えたとき前記押圧力により破断することを特徴とする減圧弁。
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