JP7685201B2 - 圧力調整弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、流量増加に伴う圧力上昇を最小限に抑える圧力調整弁装置における弁体の改良に関する。

例えば内燃式燃料噴射システムは、通常、インジェクタで適切な燃料圧力を維持するために、圧力調整弁装置を備えている。

特許文献１には、所定の筒形状を有するハウジング1内に、燃料流路領域Ａ１と、弁体９を配するシール領域Ａ２と、コイルスプリングなどの付勢手段２１を配する付勢手段領域Ａ３と、を備えて構成された圧力調整弁装置が開示されている（図５参照。）。
この圧力調整弁装置にあっては、コイルスプリング２１の付勢力によってシール領域Ａ２内にて弁体９が弁座１９に圧接されてシールしているが、燃料圧力がコイルスプリング２１の付勢力よりも強くなると弁体９が弁座１９から離れ、流入口３から流出口５まで燃料通路７が連通する（図５参照。）。

この種の圧力調整弁装置に用いられている弁体９は、金属製のベース部１１の一方の面部、すなわちコイルスプリング２１を受ける面部（受け面）１３ａと反対側で、弁座１９と対向する側の面部（固着面）１３ｂにゴム製のシール部１７を一体に備えて構成されている（図６参照。）。
特許文献１をはじめ、従来のこの種の圧力調整弁装置に用いられている弁体９は、弁座１９に対向する側のベース部１１の面部（固着面）１３ｂに向けてゲート部２３からゴム材を直接射出注入してシール部１７を一体成形している（図６（ａ）（ｂ）参照。）。

しかし、弁座１９と対向する側のベース部１１の面部（固着面）１３ｂに向けて、ダイレクトゲート方式によってゲート部２３からゴム材を射出注入してシール部１７を一体成形しているものであったため、ゲートカット後、シール部１７の表面、すなわちシール面１７ａ´側には、エグレ跡（凹み）Ｅ１やバリＢ１などが形成される（図６（ｂ）参照。）。
シール部１７と弁座１９との当接形態は、図５に示す形態以外も多々あり、例えば、シール面１７aの中心領域であったり、シール面１７aの全域であったりとするものもあったため、このエグレ跡Ｅ１やバリＢ１などをそのままにしておくとシール性を損なう虞があった。この不都合を解消するため、所定の治具を使用してカット仕上げ（仕上げ加工）などをする必要があった。
このように従来技術では、別途仕上げ加工などの作業が必要となり、手続が面倒かつ煩雑であるばかりか作業時間ロスをも招いていた。

また、仕上げ加工した後の除去ゴミ（カットゴミ）などがシール部１７の表面１７ａ´に多少でも付着していた場合には、弁体９のシール性を損なう虞を有していたため、仕上げ加工後のチェック作業が必要でさらなる作業時間のロスを招いていた。
さらに、金属製のベース部１１とゴム製のシール部１７とは、所定の接着剤を介して一体化していたが、金属とゴムとの接着性があまり良くないことからこの点の改良も望まれていた。

特表２０１３－５１１００８号公報

本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的とするところは、弁体におけるシール面側に、ゲートカット後のエグレやバリなどが生じず、かつベース部との良好な一体化を得ることができ、従来技術の抱えていた不具合を解消し得る圧力調整弁装置を提供することにある。

このような目的を達成するために、第１の本発明は、ハウジング内に、燃料流路領域と、弁体を配するシール領域と、付勢手段を配する付勢手段領域と、を備えて構成され、燃料圧力が付勢手段の付勢力よりも強くなると弁体が弁座から離れ、燃料通路が連通して適切な燃料圧力を維持する圧力調整弁装置であって、かつ、前記弁体は、硬質材からなり、
一方の面が付勢手段を受ける受け面で、前記受け面と背中合わせ状に位置する他方の面部がシール部を固着する固着面である薄肉円筒状に形成されたベース部と、軟質材からなり、前記ベース部の固着面に固着される薄肉の平坦円板状に形成されたシール部と、で構成されているものにおいて、
前記ベース部は、その板中心領域に、ベース部の板径に比して小径の連通路が、前記受け面から前記固着面にわたって貫通して形成されるとともに、前記連通路は、前記受け面側に位置する開口が、前記シール部を構成する軟質材を射出するゲート部が当接する流入口として機能し、
前記シール部は、前記ベース部の固着面に平坦円板状に固着されるシール部本体と、前記連通路内に充填されて配設されるとともに前記シール部本体と一体成形されてなる連結強化部と、を含んで構成され、
前記ハウジングの前記弁座と当接する前記シール部本体の対向領域には、環状に突出するリップ部が形成され、
前記連通路は、前記受け面側に位置する開口から前記固着面に位置する開口に行くに従って径を小さくして、前記連結強化部が前記連通路内から抜け落ちてしまわないように円錐状に形成されていることを特徴とする圧力調整弁装置としたことである。

第２の本発明は、ハウジング内に、燃料流路領域と、弁体を配するシール領域と、付勢手段を配する付勢手段領域と、を備えて構成され、燃料圧力が付勢手段の付勢力よりも強くなると弁体が弁座から離れ、燃料通路が連通して適切な燃料圧力を維持する圧力調整弁装置であって、かつ、前記弁体は、硬質材からなり、一方の面が付勢手段を受ける受け面で、前記受け面と背中合わせ状に位置する他方の面部がシール部を固着する固着面である薄肉円筒状に形成されたベース部と、軟質材からなり、前記ベース部の固着面に固着される薄肉の平坦円板状に形成されたシール部と、で構成されているものにおいて、
前記ベース部は、その板中心領域に、ベース部の板径に比して小径の連通路が、前記受け面から前記固着面にわたって貫通して形成されるとともに、前記連通路は、前記受け面側に位置する開口が、前記シール部を構成する軟質材を射出するゲート部が当接する流入口として機能し、
前記シール部は、前記ベース部の固着面に平坦円板状に固着されるシール部本体と、前記連通路内に充填されて配設されるとともに前記シール部本体と一体成形されてなる連結強化部と、を含んで構成され、
前記ハウジングの前記弁座と当接する前記シール部本体の対向領域には、環状に突出するリップ部が形成され、
前記連通路は、前記連結強化部が前記連通路内から抜け落ちてしまわないように蛇行状に形成されていることを特徴とする圧力調整弁装置としたことである。

本発明によれば、弁体におけるシール面側に、ゲートカット後のエグレやバリなどが生じず、従来技術の抱えていた不具合を解消し得る圧力調整弁装置を提供することができる。すなわち、本発明によれば、ベース部の受け面側に位置する開口にゲート部を当接するとともに、ベース部内を貫通して形成した連通路を介してベース部の固着面側にシール部を射出成形するものであるため、シール部のシール面（弁座対向面）側に、ゲートカット後のエグレやバリなどが生じてしまう不都合もない。また、そのエグレやバリなどを処理する仕上げ工程も不要となるため、作業者の労力軽減及び作業コストの軽減に寄与する。
また、仕上げ工程が不要であるため、バリなどの除去くずがシール面に残ってしまうこともない。従って、シール性を損なうといった不都合も解消される。また、仕上げ加工後のチェック作業も不要となり作業時間の軽減ともなる。
さらに、ベース部の受け面側から固着面側にわたって貫通成形されている連通路内に、シール部本体と一体成形される連結強化部が形成されているため、金属などの硬質材からなるベース部とゴムなどの軟質材からなるシール部との良好な一体化を図ることができた。

本発明圧力調整弁装置の一実施形態を示す概略断面図で、弁体による燃料流路のシール状態を示す。 本発明の一実施形態を示す概略断面図で、燃料流路の連通状態を示す。 （ａ）は本発明を構成する弁体の一実施形態を示す概略断面図で、（ｂ）は弁体の他の実施の一形態を示す概略断面図である。 本実施形態の弁体の製造方法の一例を示す概略断面図である。 従来の圧力調整弁装置の概略断面図である。 従来の圧力調整弁装置を構成する弁体の製造方法の一例を示す概略断面図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。
なお、本実施形態は本発明の一例にすぎずなんらこれに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。

本実施形態では、本発明の一例として、内燃式燃料噴射システムに備えられる圧力調整弁装置を想定する。

本実施形態の圧力調整弁装置は、所定の筒形状を有するハウジング1内に、燃料流路領域Ａ１と、弁体９を配するシール領域Ａ２と、コイルスプリングなどの付勢手段２１を配する付勢手段領域Ａ３と、を備えて構成され、燃料圧力がコイルスプリング２１の付勢力よりも強くなると弁体９が弁座１９から離れ、燃料通路７が連通して適切な燃料圧力を維持する圧力調整弁装置の一例を示す（図１及び図２参照。）。図中、符号３は流入口、５は流出口、７は燃料流路を示す。
図１は、コイルスプリング２１の付勢力によってシール領域Ａ２内にて弁体９が弁座１９に圧接されてシールしている状態を示し、図２は、燃料圧力がコイルスプリング２１の付勢力よりも強くなり、弁体９が弁座１９から離れ、流入口３から流出口５まで燃料通路７が連通している状態を示す。
なお、本発明は弁体９の構造に特徴を有するものであり、弁体９以外の構造にあっては図５に示す従来周知の構造がそのまま採用可能であるため、従来技術の構造をそのまま援用し、本明細書における詳細な説明は省略する。
また、付勢手段２１は、コイルスプリングに限定解釈されず、従来周知の付勢手段が本発明の範囲内で適宜設計変更可能である。

弁体９は、金属などの硬質材からなるベース部１１と、ゴムなどの軟質材からなるシール部１７と、で構成されており、本発明では、ベース部１１の受け面１３ａ側からゴム材を射出注入してベース部１１の固着面１３ｂ側にシール部１７を一体成形することに特徴を有している（図３（ａ）参照。）。

ベース部１１は、ハウジング１の付勢手段領域Ａ３を構成する円筒状のスプリング収納空間の内壁に、側面１３ｃの下端外周面が摺接可能な短尺円筒状に形成された本体１３と、本体１３の受け面１３ａから固着面１３ｂにわたって貫通する所定径の連通路１５と、で構成されている（図１乃至図３参照。）。本実施形態では、本体１３の軸中心位置に連通路１５が直管状に貫通成形されている。
ベース部１１は樹脂材を採用することも本発明の範囲内である。

シール部１７は、ゴム材からなり、ベース部１１の固着面１３ｂ側にて、所定厚みの平坦円板状に形成されるとともに、その外周縁に円環状にリップ部１７ｃが連続して突設されたシール部本体１７ａと、シール部本体１７ａのシール面１７ａ´側（弁座と対向する面側）と反対側の面部、すなわち、固着面対向側の面部１７ａ´´の軸中心位置から、ベース部１１の連通路１５内に連続して連結強化部１７ｂが形成されている（図１乃至図３参照。）。リップ部１７ｃは、弁座１９と対向する位置に突設されている。
本実施形態においてシール部本体１７ａは、図３（ａ）に示すように、ベース部１１の外径よりも小径に形成されている。また、シール部本体１７ａの厚みは任意である。
シール部１７は樹脂材を採用することも本発明の範囲内である。

連結強化部１７ｂは、連通路１５内に充填されて固着されたゴム材であってシール部本体１７ａと一体で円柱状に形成されている（図３（ａ）参照。）。
連結強化部１７ｂの長さ及び太さ（径）は任意であって本発明の範囲内で設計変更可能である。

ここで本実施形態の圧力調整弁装置における弁体の製造方法の一例を図４に示す概略図をもって説明する。

まず、射出成形金型のキャビティ（空洞）内にベース部１１をインサートする（図４（ａ））。
そして、ベース部１１の受け面１３ａ側に位置する連通路１５の開口１５ａにゲート部２３を当接させる（図４（ａ））。
このとき、受け面１３ａ側に位置する連通路１５の開口１５ａがゴム流入口として機能する。
そして、ゲート部２３から開口１５ａを介して連通路１５内にゴム材を射出注入する（図４（ｂ））。
このとき、連通路１５ａ自体がランナとして機能する。
連通路１５内に射出注入されたゴム材は、ベース部１１の固着面１３ｂ側に位置する開口（ゴム流出口）１５ｂから、ベース部１１の固着面１３ｂ側に形成されている所定形状のキャビティ（空洞）に注入されてシール部本体１７ａ及びリップ部１７ｃを固着面１３ｂ側に一体成形する（図４（ｂ））。このとき、連通路１５内に充填されたゴム材はシール部本体１７ａと一体に成形されて連結強化部１７ｂが形成される。
そして、ゲートカット後、ベース部１１の受け面１３ａ側に位置する連通路１５の開口１５ａには、連結強化部１７ｂの端部にエグレ部Ｅ１が形成される場合もある（図４（ｃ））が、シール面側ではないため本装置のシール性には影響がない。また、エグレ部Ｅ１が形成されたとしても、エグレ部Ｅ１に対するカット仕上げをする必要もない。

本実施形態によれば、ベース部１１の受け面１３ａ側に位置する開口１５ａにゲート部２３を当接するとともに、ベース部１１内を貫通して形成した連通路１５を介してベース部１１の固着面１３ｂ側にシール部１７を射出成形するものであるため、シール部１７のシール面（弁座対向面）１７ａ´側に、ゲートカット後のエグレ跡やバリなどが生じてしまう不都合もない。
また、そのエグレ跡やバリなどを処理する仕上げ工程も不要となるため、作業者の労力軽減及び作業コストの軽減に寄与する。
また、仕上げ工程が不要であるため、バリなどの除去くずがシール面１７ａ´に残ってしまうこともない。従って、シール性を損なうといった不都合も解消される。
さらに、ベース部１１の受け面１３ａ側から固着面１３ｂ側にわたって貫通成形されている連通路１５内に、シール部本体１７ａと一体成形される連結強化部１７ｂが形成されているため、金属などの硬質材からなるベース部１１とゴムなどの軟質材からなるシール部１７との良好な一体化を図ることができた。

本実施形態においてベース部１１は固着面１３ｂを平坦な面部としているが、シール部本体１７ａとの強固な固着（接着）を図るために所定の凹凸面とすることも本発明の範囲内である。例えば、固着面１３ａに多数の凹部を設けたり、梨地面形状としたりすることが想定可能である。

本実施形態において連結強化部１７ｂは単数でもって説明したが、これに何等限定解釈されるものではなく、ベース部１１の強度を低下させない範囲において連通路１５を複数設けることによって、連結強化部１７ｂを複数形成することも可能で本発明の範囲内である。連結強化部１７ｂを複数設けることとすれば、ベース部１１とシール部１７との一体化を向上させることもできる。

連結強化部１７ｂは、錐状に形成される場合も本発明の範囲内である。
例えば、受け面１３ａ側から固着面１３ｂ側に行くにしたがって径が小さくなる円錐状に形成する。この場合、ベース部１１の連通路１５を、受け面１３ａ側の開口（ゴム流入口）１５ａから固着面１３ｂ側の開口（ゴム流出口）１５ｂに行くにしたがって径が小さくなる円錐状に形成すれば上記した円錐状の連結強化部１７ｂが形成される（図３（ｂ）参照）。
このような形態に連結強化部１７ｂを形成することにより、連結強化部１７ｂが連通路１５内から抜け落ちてしまう虞もないため、シール部１７とベース部１１の一体化（接着性）を向上することとなる。
また、ベース部１１の連通路１５を蛇行状に形成することにより蛇行状の連結強化部１７ｂを提供することも可能で、これによってもベース部１１とシール部１７との一体化に寄与する。

また、連通路１５は、本実施形態では、ベース部１１の受け面１３ａ側から固着面１３ｂ側にわたって貫通して形成されているが、これに限定解釈されるものではなく、ベース部１１の受け面１３ａ以外の面部からベース部１１の固着面１３ｂにわたって貫通して形成されるものであれば本発明の範囲内である。
例えば、ベース部１１の側面１３ｃの所定位置から固着面１３ｂにわたって貫通する連通路１５とすることも可能である。この場合にあっては、側面１３ｃに位置する連通路１５の開口がゲート部２３の当接するゴム流入口として機能することとなる。また、これらの連通路を複数組み合わせることも可能である。

本発明は、種々の圧力調整弁装置に利用可能である。

１ ハウジング
３ 流入口
５ 流出口
７ 燃料流路
９ 弁体
１１ ベース部
１３ 本体
１３ａ 受け面
１３ｂ 固着面
１５ 連通路
１７ シール部
１７ａ シール部本体
１７ａ´ シール面
１７ｂ 連結強化部
１９ 弁座
２１ 付勢手段（コイルスプリング）
２３ ゲート部

Claims (2)

1. ハウジング内に、燃料流路領域と、弁体を配するシール領域と、付勢手段を配する付勢手段領域と、を備えて構成され、燃料圧力が付勢手段の付勢力よりも強くなると弁体が弁座から離れ、燃料通路が連通して適切な燃料圧力を維持する圧力調整弁装置であって、かつ、前記弁体は、硬質材からなり、一方の面が付勢手段を受ける受け面で、前記受け面と背中合わせ状に位置する他方の面部がシール部を固着する固着面である薄肉の円筒状に形成されたベース部と、軟質材からなり、前記ベース部の固着面に固着される薄肉の平坦円板状に形成されたシール部と、で構成されているものにおいて、
   前記ベース部は、その板中心領域に、ベース部の板径に比して小径の連通路が、前記受け面から前記固着面にわたって貫通して形成されるとともに、前記連通路は、前記受け面側に位置する開口が、前記シール部を構成する軟質材を射出するゲート部が当接する流入口として機能し、
   前記シール部は、前記ベース部の固着面に、平坦円板状に固着されるシール部本体と、前記連通路内に充填されて配設されるとともに前記シール部本体と一体成形されてなる連結強化部と、を含んで構成され、
   前記ハウジングの前記弁座と当接する前記シール部本体の対向領域には、環状に突出するリップ部が形成され、
   前記連通路は、前記受け面側に位置する開口から前記固着面に位置する開口に行くに従って径を小さくして、前記連結強化部が前記連通路内から抜け落ちてしまわないように円錐状に形成されていることを特徴とする圧力調整弁装置。
2. ハウジング内に、燃料流路領域と、弁体を配するシール領域と、付勢手段を配する付勢手段領域と、を備えて構成され、燃料圧力が付勢手段の付勢力よりも強くなると弁体が弁座から離れ、燃料通路が連通して適切な燃料圧力を維持する圧力調整弁装置であって、かつ、前記弁体は、硬質材からなり、一方の面が付勢手段を受ける受け面で、前記受け面と背中合わせ状に位置する他方の面部がシール部を固着する固着面である薄肉の円筒状に形成されたベース部と、軟質材からなり、前記ベース部の固着面に固着される薄肉の平坦円板状に形成されたシール部と、で構成されているものにおいて、
   前記ベース部は、その板中心領域に、ベース部の板径に比して小径の連通路が、前記受け面から前記固着面にわたって貫通して形成されるとともに、前記連通路は、前記受け面側に位置する開口が、前記シール部を構成する軟質材を射出するゲート部が当接する流入口として機能し、
   前記シール部は、前記ベース部の固着面に、平坦円板状に固着されるシール部本体と、前記連通路内に充填されて配設されるとともに前記シール部本体と一体成形されてなる連結強化部と、を含んで構成され、
   前記ハウジングの前記弁座と当接する前記シール部本体の対向領域には、環状に突出するリップ部が形成され、
   前記連通路は、前記連結強化部が前記連通路内から抜け落ちてしまわないように蛇行状に形成されていることを特徴とする圧力調整弁装置。

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