JP6591270B2

JP6591270B2 - 圧力調整弁

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Publication number: JP6591270B2
Application number: JP2015233613A
Authority: JP
Inventors: 利昭赤松
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2035-11-30
Also published as: JP2017101715A; DE102016122781B4; DE102016122781A1; US20170152958A1; US10184576B2

Description

本発明は、圧力調整弁に関する。

従来、圧力調整弁は、ハウジングとバルブ体とスプリングとを備えている。ハウジングは、流体通路とバルブシートとを有している。バルブ体は、バルブシートを開閉する。スプリングは、バルブ体を閉方向に付勢する。バルブ体は、支持部材とシール部材とを備えている。シール部材は、バルブシートに着座可能なシール部を有しかつゴム状弾性を有している。支持部材には、シール部材が接着剤を用いて接着されている。また、特許文献１の圧力調整弁においては、支持部材にシール部材がオーバーモールド成形によって一体形成されている。

特表２０１３−５１１００８号公報

従来の圧力調整弁によると、支持部材にシール部材が接着剤により接着されているため、コストが高くつくという問題があった。また、場合によっては、シール部材を補強する補強部材を必要とする場合には、シール部材に補強部材が接着剤により接着していたため、コストが高くつくという問題があった。また、特許文献１の圧力調整弁によると、金属製の支持部材にシール部材がオーバーモールド成形されているため、接着剤は不要である。また、支持部材に形成された環状部（補強金属）によってシール部材を補強している。このような構成では、支持部材とは別部品の補強部材によってシール部材を補強することは難しいと考えられる。本発明の目的は、支持部材とは別部品の補強部材によってシール部材を補強しつつコストアップを抑制することのできる圧力調整弁を提供することにある。

前記課題は、本発明の圧力調整弁により解決することができる。第１の発明は、流体通路とバルブシートとを有するハウジングと、前記バルブシートを開閉するバルブ体と、前記バルブ体を閉方向に付勢するスプリングと、を備える圧力調整弁であって、前記バルブ体は、支持部材とバルブ部材とを備えており、前記バルブ部材は、前記バルブシートに着座可能なシール部を有しかつゴム状弾性を有するシール部材と、該シール部材を補強する補強部材とを備える一体成形品であり、前記支持部材には、前記補強部材が接着剤を用いることなく結合されている、圧力調整弁である。この構成によると、バルブ部材がシール部材と補強部材とを備える一体成形品であるため、シール部材に補強部材を接着剤により接着する場合に比べて、コストアップを抑制することができる。また、支持部材に補強部材が接着剤を用いることなく結合されているため、支持部材にシール部材を結合する接着剤が不要になり、コストアップを抑制することができる。よって、支持部材とは別部品の補強部材によってシール部材を補強しつつコストアップを抑制することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記シール部材は、前記シール部に連続しかつ前記支持部材と前記補強部材との間に挟持される裏側被覆部を有している、圧力調整弁である。この構成によると、シール部材のシール部と裏側被覆部とにより補強部材が取り囲まれることによって、補強部材に対するシール部材の接合強度を向上することができる。また、シール部材の裏側被覆部が支持部材と補強部材との間に挟持されることによって、長期使用にともなう裏側被覆部の位置ずれを抑制することができる。

第３の発明は、第２の発明において、前記補強部材は、前記シール部と前記裏側被覆部との間に位置する貫通孔を有している、圧力調整弁である。この構成によると、補強部材の貫通孔を通じてシール部と裏側被覆部とが連続されることによって、補強部材に対するシール部材の接合強度を向上することができる。

第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記補強部材は、前記バルブ体の開閉方向に交差する方向に延在する板状に形成されており、前記補強部材は、前記シール部材のシール部側に突出する突出部を有している、圧力調整弁である。この構成によると、補強部材の突出部によって、ハウジングのバルブシートに対するシール部材のシール部の面圧が増大される。このため、閉弁時のシール性を向上することができる。

第５の発明は、第１〜４のいずれか１つの発明において、前記支持部材と前記補強部材とは、同一軸線上に配置されている、圧力調整弁である。この構成によると、支持部材と補強部材とが同一軸線上に配置された圧力調整弁を得ることができる。

第６の発明は、第１〜５のいずれか１つの発明において、前記支持部材と前記補強部材とは、中心部において結合されている、圧力調整弁である。この構成によると、支持部材と補強部材とが中心部において結合された圧力調整弁を得ることができる。

第７の発明は、第１〜５のいずれか１つの発明において、前記支持部材と前記補強部材とは、外周部において結合されている、圧力調整弁である。この構成によると、支持部材と補強部材とが外周部において結合された圧力調整弁を得ることができる。

実施形態１にかかる燃料供給システムを示す概念図である。圧力調整弁を示す断面図である。バルブ体を概念的に示す断面図である。バルブ体の構成部材を概念的にかつ分解して示す断面図である。実施形態２にかかるバルブ体を概念的に示す断面図である。実施形態３にかかるバルブ体を概念的に示す断面図である。バルブ体の構成部材を概念的にかつ分解して示す断面図である。実施形態４にかかるバルブ体を概念的に示す断面図である。実施形態５にかかるバルブ部材を概念的に示す断面図である。補強部材を示す平面図である。

以下、本発明を実施するための形態形態について図面を用いて説明する。

［実施形態１］本実施形態にかかる圧力調整弁は、例えば、自動車等の車両の燃料供給システムに用いられるものである。まず、燃料供給システムの概要から説明する。図１は燃料供給システムを示す概念図である。図１に示すように、燃料供給システム１０において、燃料タンク１２内には、燃料ポンプ１３が設けられている。燃料ポンプ１３は、燃料タンク１２内の燃料を吸入フィルタ１４を介して吸入しかつ吐出する。燃料ポンプ１３には、燃料供給通路１６を介して内燃機関としてのエンジン１８が接続されている。燃料タンク１２内において、燃料供給通路１６には圧力調整弁２０が設けられている。

燃料供給システム１０において、エンジン１８の運転にともない、燃料タンク１２内の燃料が、燃料ポンプ１３により吸入されかつ昇圧された後、燃料供給通路１６を介してエンジン１８（詳しくは、インジェクタを介して吸気通路）に供給される。圧力調整弁２０は、燃料供給通路１６内の燃料の圧力すなわちエンジン１８に供給される燃料の圧力を調整し、余剰燃料を燃料タンク１２内に排出する。

圧力調整弁２０について説明する。図２は圧力調整弁を示す断面図である。図２に示すように、圧力調整弁２０は、中空円筒状のハウジング２２を備えている。ハウジング２２は、上下に分割された第１ハウジング半体２３と第２ハウジング半体２５とにより構成されている。第１ハウジング半体２３は、鉄等の金属製のプレス成形品により形成されている。第１ハウジング半体２３は、側壁部２７と上壁部２８とを有し、下面を開口する有天円筒状に形成されている。第１ハウジング半体２３は、側壁部２７の下端部から径方向外方へ環状に張り出すフランジ部２９を有している。上壁部２８の中央部には、燃料排出口３０が形成されている。燃料排出口３０は、例えば丸孔状で、上壁部２８と同心状に配置されている。

第２ハウジング半体２５は、鉄等の金属製のプレス成形品により形成されている。第２ハウジング半体２５は、側壁部３２と下壁部３３とを有し、上面を開口する有底円筒状に形成されている。側壁部３２は、段付円筒状に形成されている。側壁部３２の下部には、半径方向に延在する円環板状のバルブシート部３７が形成されている。第２ハウジング半体２５は、側壁部３２の上端部から径方向外方へ環状に張り出すフランジ部３８を有している。下壁部３３の中央部には、燃料導入口４０が形成されている。燃料導入口４０は、例えば丸孔状で、下壁部３３と同心状に配置されている。なお、バルブシート部３７は本明細書でいう「バルブシート」に相当する。

第１ハウジング半体２３と第２ハウジング半体２５とが同心状に配置されかつ相互のフランジ部２９，３８が重ねられた状態で、フランジ部３８がフランジ部２９上に折り返すようにしてかしめ付けられている。これによって、内部に燃料通路４２を有するハウジング２２が構成されている。なお、燃料通路４２は本明細書でいう「流体通路」に相当する。

ハウジング２２内には、バルブシート部３７を開閉するバルブ体４５が軸方向（図２において上下方向）に移動可能に配置されている。第１ハウジング半体２３の上壁部２８とバルブ体４５との間には、コイルスプリングからなるスプリング４７が同心状に介在されている。スプリング４７は、バルブ体４５をハウジング２２のバルブシート部３７に着座する方向いわゆる閉弁方向（図２において下方）に付勢している。バルブ体４５の閉弁時において、燃料通路４２は、バルブ体４５によって下側の調圧室４９と上側の背圧室５０とに区画されている。なお、バルブ体４５については後で詳しく説明する。

前記圧力調整弁２０において、調圧室４９には、圧力を調整する燃料が第２ハウジング半体２５の燃料導入口４０から導入される。スプリング４７の付勢力に比べて、調圧室４９内の燃料の圧力が低いときは、スプリング４７の付勢力によってバルブ体４５がハウジング２２のバルブシート部３７に着座すなわち閉弁される。また、調圧室４９内の燃料の圧力がスプリング４７の付勢力よりも高くなるときは、バルブ体４５がバルブシート部３７から離座すなわち開弁される。これにより、調圧室４９内の燃料の一部いわゆる余剰燃料が背圧室５０に流出し、さらに背圧室５０から燃料排出口３０から排出される。したがって、調圧室４９内の燃料の圧力が設定値になるまで低下される。また、調圧室４９内の燃料の圧力が設定値に低下すると、バルブ体４５はスプリング４７の付勢力により閉弁される。このように、圧力調整弁２０は、調圧室４９内の燃料の圧力を調整しかつ余剰となった燃料を排出する。

次に、バルブ体４５について詳しく説明する。図３はバルブ体を概念的に示す断面図、図４はバルブ体の構成部材を概念的にかつ分解して示す断面図である。図４に示すように、バルブ体４５は、支持部材５２とバルブ部材５４とを備えている。支持部材５２は、金属製で、主板部５６と嵌合部５７と支持軸部５８とを同心状に有している。主板部５６は、円板状に形成されている。主板部５６は、スプリング４７の下端部の外径と略同一の外径で形成されている。嵌合部５７は、主板部５６の上面に突出する環状突起状に形成されている。嵌合部５７は、主板部５６の外径よりも小さい外径で、スプリング４７の下端部を外嵌状に嵌合可能な外径で形成されている。支持軸部５８は、主板部５６の中央部の下面に突出する円柱軸状に形成されている。

バルブ部材５４は、シール部材６０と補強部材６２とを備える一体成形品である。シール部材６０は、ゴム状弾性材いわゆるゴム材料により形成されたゴム製である。補強部材６２は、金属材料により形成された金属製である。シール部材６０と補強部材６２とは、インサート成形により一体成形されている。

補強部材６２は、補強板部６４と突出部６５と取付軸部６６とを有している。補強板部６４は、バルブ体４５の開閉方向に交差する方向すなわち半径方向に延在する円環板状に形成されている。突出部６５は、補強板部６４の外周部の下面に突出する環状突起状に形成されている。突出部６５は、補強板部６４の外径と同一外径で形成されている。突出部６５は、ハウジング２２のバルブシート部３７に対面可能に形成されている。取付軸部６６は、補強板部６４の内周部の下面に突出する中空円筒状に形成されている。なお、本明細書では、補強部材６２の突出部６５側（図４において下側）を表側と称し、その反対側（図４において上側）を裏側と称する。

シール部材６０は、補強部材６２の外周側半部を覆うように形成されている。シール部材６０は、シール部６８と内周側被覆部６９と表側被覆部７０と外周側被覆部７１と裏側被覆部７２とを有している。シール部６８は、補強部材６２の突出部６５の下面を覆うよう円環板状に形成されている。シール部６８は、ハウジング２２のバルブシート部３７に対して着座可能に形成されている。

内周側被覆部６９は、シール部６８の内周端部に連続し、かつ、補強部材６２の突出部６５の内周面を覆う円筒状に形成されている。表側被覆部７０は、内周側被覆部６９の上端部に連続し、かつ、補強部材６２の補強板部６４における外周側半部の下面を覆う円環板状に形成されている。外周側被覆部７１は、シール部６８の外周端部に連続し、かつ、補強部材６２の突出部６５の外周面を覆う円筒状に形成されている。裏側被覆部７２は、外周側被覆部７１の上端部に連続し、かつ、補強部材６２の補強板部６４における外周側半部の上面を覆う円環板状に形成されている。

図３に示すように、支持部材５２とバルブ部材５４とは、支持部材５２の支持軸部５８をバルブ部材５４の補強部材６２の取付軸部６６に圧入することによって結合されている。すなわち、支持部材５２には、補強部材６２が接着剤を用いることなく結合されている。また、支持部材５２とバルブ部材５４の補強部材６２とは、中心部において結合されている。また、支持部材５２とバルブ部材５４の補強部材６２とは、同一軸線上に配置されている。また、シール部材６０の外周側被覆部７１の外径は、支持部材５２の主板部５６の外径と略同一径に設定されている。また、シール部材６０の裏側被覆部７２は、支持部材５２の主板部５６と補強部材６２の補強板部６４との間に挟持されている。なお、外周側被覆部７１は本明細書でいう「接続部」に相当する。

図２に示すように、ハウジング２２内にバルブ体４５が配置された際、支持部材５２の嵌合部５７にスプリング４７の下端部が外嵌状に嵌合され、かつ、主板部５６の外周部にスプリング４７の下端面が受け止められている。すなわち、支持部材５２は、スプリング受け部材として機能する。

前記した圧力調整弁２０によると、バルブ部材５４がシール部材６０と補強部材６２とを備える一体成形品であるため、シール部材６０に補強部材６２を接着剤により接着する場合に比べて、コストアップを抑制することができる。また、支持部材５２に補強部材６２が接着剤を用いることなく結合されているため、支持部材５２にシール部材６０を結合する接着剤が不要になり、コストアップを抑制することができる。よって、支持部材５２とは別部品の補強部材６２によってシール部材６０を補強しつつコストアップを抑制することができる。

また、補強部材６２によってシール部材６０を補強するため、支持部材５２にシール部材６０を補強部材を用いることなく組付ける場合に比べて、支持部材５２に対するシール部材６０の組付性を向上することができる。

また、シール部材６０は、シール部６８に連続しかつ支持部材５２と補強部材６２との間に挟持される裏側被覆部７２を有している。このため、シール部材６０のシール部６８と裏側被覆部７２とにより補強部材６２が取り囲まれることによって、補強部材６２に対するシール部材６０の接合強度を向上することができる。また、シール部材６０の裏側被覆部７２が支持部材５２と補強部材６２との間に挟持されることによって、長期使用にともなう裏側被覆部７２の位置ずれを抑制することができる。

また、補強部材６２は、バルブ体４５の開閉方向に交差する方向すなわち半径方向に延在する板状に形成されており、さらに、補強部材６２は、シール部材６０のシール部６８側に突出する突出部６５を有している。このため、補強部材６２の突出部６５によって、ハウジング２２のバルブシート部３７に対するシール部材６０のシール部６８の面圧が増大される。このため、閉弁時のシール性を向上することができる。

また、支持部材５２と補強部材６２とは、同一軸線上に配置されている。このため、支持部材５２と補強部材６２とが同一軸線上に配置された圧力調整弁２０を得ることができる。

また、支持部材５２と補強部材６２とは、中心部において結合されている。このため、支持部材５２と補強部材６２とが中心部において結合された圧力調整弁２０を得ることができる。

［実施形態２］実施形態２は、実施形態１（図３及び図４参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図５はバルブ体を概念的に示す断面図である。図５に示すように、本実施形態では、実施形態１（図３参照）における支持部材５２の支持軸部５８の先端部（図５中、二点鎖線５８ａ参照）をその外径が大きくなるようにかしめることによって、支持部材５２とバルブ部材５４とが結合されている。支持軸部５８の先端部５８ａがかしめられることにより、かしめ部５９が形成されている。これにより、支持部材５２にバルブ部材５４を強固に抜け止めすることができる。なお、本実施形態の場合、支持部材５２の支持軸部５８は、バルブ部材５４の補強部材６２の取付軸部６６に圧入してもよいし、圧入しなくてもよい。

［実施形態３］実施形態３は、実施形態１（図３及び図４参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図６はバルブ体を概念的に示す断面図、図７はバルブ体の構成部材を概念的にかつ分解して示す断面図である。図７に示すように、本実施形態は、実施形態１（図４参照）における支持部材５２の支持軸部５８が、支持軸部７６に変更されている。支持軸部７６は、主板部５６の外周部の下面に円筒状にかつ同心状に形成されている。支持軸部７６は、主板部５６の外径と同一外径で形成されている。

また、実施形態１（図４参照）における補強部材６２の補強板部６４が補強板部（符号、７８を付す）に変更されている。同じく、取付軸部６６が取付軸部（符号、８０を付す）に変更されている。補強板部７８は、突出部６５の上端部から半径方向外方に延在する円環板状に形成されている。補強板部７８は、突出部６５の内径と同一内径で形成されている。取付軸部８０は、補強板部７８の外周部の下面に突出する円筒状に形成されている。取付軸部８０は、補強板部７８の外径と同一外径で形成されている。

また、実施形態１（図４参照）におけるシール部材６０の内周側被覆部６９が内周側被覆部（符号、８２を付す）に変更されている。同じく、外周側被覆部７１が外周側被覆部（符号、８３を付す）に変更されている。同じく、裏側被覆部７２が裏側被覆部（符号、８４を付す）に変更されている。同じく、表側被覆部７０が省略されている。内周側被覆部８２は、シール部６８の内周端部に連続し、かつ、補強部材６２の突出部６５の内周面を覆う円筒状に形成されている。外周側被覆部８３は、シール部６８の外周端部に連続し、かつ、補強部材６２の突出部６５の外周面を覆う円筒状に形成されている。裏側被覆部８４は、内周側被覆部８２の上端部に連続し、かつ、補強部材６２の補強板部７８における内周側半部の上面を覆う円環板状に形成されている。なお、内周側被覆部８２は本明細書でいう「接続部」に相当する。

図６に示すように、支持部材５２とバルブ部材５４とは、バルブ部材５４の補強部材６２の取付軸部８０を支持部材５２の支持軸部７６に圧入することによって結合されている。すなわち、支持部材５２には、補強部材６２が接着剤を用いることなく結合されている。また、支持部材５２とバルブ部材５４の補強部材６２とは、外周部において結合されている。また、支持部材５２とバルブ部材５４の補強部材６２とは、同一軸線上に配置されている。また、シール部材６０の裏側被覆部８４は、支持部材５２の主板部５６と補強部材６２の補強板部７８との間に挟持されている。本実施形態によると、支持部材５２と補強部材６２とが外周部において結合された圧力調整弁２０を得ることができる。

［実施形態４］実施形態４は、実施形態３（図６及び図７参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図８はバルブ体を概念的に示す断面図である。図８に示すように、本実施形態では、実施形態３（図６参照）における支持部材５２の支持軸部７６の先端部（図８中、二点鎖線７６ａ参照）をその外径が小さくなるようにかしめることによって、支持部材５２とバルブ部材５４とが結合されている。支持軸部５８の先端部７６ａがかしめられることにより、かしめ部７７が形成されている。これにより、支持部材５２にバルブ部材５４を強固に抜け止めすることができる。なお、本実施形態の場合、バルブ部材５４の補強部材６２の取付軸部８０は、支持部材５２の支持軸部７６に圧入してもよいし、圧入しなくてもよい。

［実施形態５］実施形態５は、実施形態１（図３及び図４参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図９バルブ部材を概念的に示す断面図、図１０は補強部材を示す平面図である。図９及び図１０に示すように、本実施形態では、実施形態１（図４参照）の補強部材６２の補強板部６４に、シール部６８と裏側被覆部７２との間に位置する適数個（図１０では３個を示す）の貫通孔８６が周方向に等間隔で形成されている。貫通孔８６は、例えば、丸孔状である。

本実施形態によると、補強部材６２が、シール部６８と裏側被覆部７２との間に位置する貫通孔８６を有している。このため、図９に示すように、シール部材６０と補強部材６２とをインサート成形により一体成形した際、貫通孔８６にゴム材料が充填される。これにより、シール部６８と裏側被覆部７２とが、貫通孔８６内に充填された連結部８８を介して連続される。したがって、補強部材６２に対するシール部材６０の接合強度を向上することができる。

［他の実施形態］本発明は実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明は、内燃機関の燃料供給システム１０に限らず、種々の流体の圧力を調整する圧力調整弁２０として適用することができる。また、本発明の圧力調整弁２０は、リリーフ弁、逆止弁等としても適用してもよい。また、支持部材５２及び補強部材６２は、金属製に限らず、シール部材６０よりも高い強度を有する材料で形成してもよい。また、シール部材６０は、少なくともシール部６８を有しておればよい。また、補強部材６２の補強板部６４，７８がハウジング２２のバルブシート部３７に対面可能に形成されていれば、突出部６５は省略してもよい。また、補強部材６２の貫通孔８６の形状、個数、配置は任意である。

２０…圧力調整弁
２２…ハウジング
３７…バルブシート部（バルブシート）
４２…燃料通路（流体通路）
４５…バルブ体
４７…スプリング
５２…支持部材
５４…バルブ部材
６０…シール部材
６２…補強部材
６５…突出部
６８…シール部
７１…外周側被覆部（接続部）
７２…裏側被覆部
８２…内周側被覆部（接続部）
８４…裏側被覆部
８６…貫通孔

Claims

流体通路とバルブシートとを有するハウジングと、
前記バルブシートを開閉するバルブ体と、
前記バルブ体を閉方向に付勢するスプリングと、
を備える圧力調整弁であって、
前記バルブ体は、支持部材とバルブ部材とを備えており、
前記バルブ部材は、前記バルブシートに着座可能なシール部を有しかつゴム状弾性を有するシール部材と、該シール部材を補強する補強部材とを備える一体成形品であり、
前記支持部材には、前記補強部材が接着剤を用いることなく結合されている、圧力調整弁。
請求項１に記載の圧力調整弁であって、
前記シール部材は、前記シール部に連続しかつ前記支持部材と前記補強部材との間に挟持される裏側被覆部を有している、圧力調整弁。
請求項２に記載の圧力調整弁であって、
前記補強部材は、前記シール部と前記裏側被覆部との間に位置する貫通孔を有している、圧力調整弁。
請求項１〜３のいずれか１つに記載の圧力調整弁であって、
前記補強部材は、前記バルブ体の開閉方向に交差する方向に延在する板状に形成されており、
前記補強部材は、前記シール部材のシール部側に突出する突出部を有している、圧力調整弁。
請求項１〜４のいずれか１つに記載の圧力調整弁であって、
前記支持部材と前記補強部材とは、同一軸線上に配置されている、圧力調整弁。
請求項１〜５のいずれか１つに記載の圧力調整弁であって、
前記支持部材と前記補強部材とは、中心部において結合されている、圧力調整弁。
請求項１〜５のいずれか１つに記載の圧力調整弁であって、
前記支持部材と前記補強部材とは、外周部において結合されている、圧力調整弁。