JPH01238781A - 安全弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、圧力源から導かれた流体の圧力が、大きく
なり過ぎないように、設定圧力以上の流体を外部へ開放
する安全弁に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は、例えば実公昭５９−３１４６号公報に示され
た従来の安全弁を示す断面図である。この安全弁は、過
給機付内燃機関に用いられるもので、過給機によって加
圧された吸入空気（以下吸気と言う）が、異常に高くな
ると、吸気の通路に設けられたこの安全弁によって、過
剰となった吸気圧力（以下吸気圧と言う）が大気へ開放
されるものである。図において、（１）は、吸気通路側
に面した受圧面積小の第１弁体、（２）はこの第１弁体
（１）を収納するケース、（３）はこのケース（２）の
内部の空室（５）を隔ててケース（２）の頂端開口面（
２ａ）を覆って配設された大気側に面した受圧面積大の
第２弁体、（４）はこの第２弁体（３）と第１弁体（１
）とを軸結する弁軸であり、第１及び第２弁体（１）及
び（３）とにより、弁体（５）を構成している。（６）
は第１弁体（１）を閉弁方向に付勢するセットスプリン
グ、（７）は、このセントスプリング（６）を衝止する
座金、（８）はこの座金（７）の中心部に設けられ、弁
軸（４）が嵌装されたガイドブツシュである。

このように構成された従来の安全弁においては、吸気過
給圧が所定値以上になると第１弁体（１）が開き、吸気
が空室（ハ）と第２弁体（３）との全周に亘る開口部（
ト）から大気に排出されるとき、第２弁体（３）により
第１弁体（１）の開弁を増大するように作用する。

従って、過剰となった吸気は第６図の矢印（Ｃｌ（ＩＬ
）（ハ）で示す経路を経て大気へ排出されるので、内燃
機関の燃焼室へは適正な圧力の吸気が導入され、内燃機
関の異常燃焼等の不具合がなくなるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の安全弁は、以上のように構成されているので、第
１弁体（１）が開弁すると、第２弁体（３）の外縁とケ
ース（２）の頂端開口面（２ａ）との開口面積が、弁体
（５）の開弁に応じて増大するため、空室（９）は吸気
の一時的な貯留部とはならずに、吸気は直ちに大気へ排
出される。従って、空室（ハ）は、それ程吸気圧が高ま
らないため、第２弁体（３）の開弁作用にそれ程寄与で
きず、第２弁体（３）は第１弁体（１）の開弁を増大す
る作用が小さいという２［がある。

また、第１弁体（１）と第２弁体（３）とは弁軸（４）
で軸結され、弁軸（４）がガイドブツシュ（８）内を摺
動することによって弁体（５）が開閉するため、弁体（
５）の開閉動作が円滑に行なわれに＜＜、第１弁体（１
）と弁座に相当するケース（２）の底部及び第２弁体（
３）とケース（２）の頂端開口面（２ａ）、とのそれぞ
れの閉弁時における密着性が精密には保ちにくいという
課題もある。

この発明は上記の課題を解消するためになされたもので
、過剰となった流体の圧力を速やかに外部へ放出できる
安全弁を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、椀状の弁体に、弁座に当接する開閉部と、
外周に設けられて流体の流れを制御する制御部と、流体
を貯留して動圧を発生する動圧発生部とを設け、一方、
上記弁体を収容する容器は、上記弁体の閉弁時に上記弁
座と上記弁体との間で空室が形成されるようにするとと
もに、上記弁体の制御部に対向してその間隙で上記弁座
から外部へ流出した流体の流量を制御する内壁面を有し
、上記弁体の開弁位置によって上記弁体の制御部と上記
容器の内壁面との間隙幅を異ならせるよう構成したもの
である。

〔作用〕

この発明においては、弁体の受ける流体の圧力が上昇し
て所定値以上になると、上記弁体が開弁し、それによっ
て上記弁座から流出した流体が上記空室に貯留されて、
上記弁体の受圧力が増大する。さらに、上記弁体の制御
部と上記容器の内壁面との間隙幅が上記弁体の開弁位置
によって異なることから、上記弁体の開弁状態に応じて
流量が増大し、これによって発生した動圧成分の力を上
記弁体が受けて急峻に開弁する。−旦、開弁すると、流
体の圧力が上記所定値よりも所定分小さくなっても開弁
状態を保持し、流体圧力の微小変動による弁体の自助振
動を抑制する。

〔考案の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。第
１図及至第３図はそＢそれこの実施例を示す断面図であ
り、第１図は閉弁状態、第２図は開弁動作中、第３図は
開弁状態をそれぞれ示すものである。各図において、０
υは内燃機関の過給機等の流体圧力源（図示せず）から
の通路となる流体管、＠はこの流体管αυの関口部（ｌ
ｌａ）に装着され流体を図示矢印［Ｆ］の方向へ導く円
筒状の流体導入部、Ｑ２ａ）は、この流体導入部（２）
の端部に形成され開口を有する弁座、０は、この弁座Ｑ
２ａ）の開口を開閉する椀状の弁体であり、底部（１３
ａ）と、弁座（（財）に当接する円板状のゴムシートか
ら成る開閉部（１３ｂ）と、この開閉部（１３ｂ）を底
部（１３ａ）に固着させる円板状の固着部材（１３Ｃ）
と、外周に設けられて流体の流れを制御する円筒状の制
御部（１３ｄ）と、流体を貯留して動圧を発生する動圧
発生部（１３ｅ）とから構成されている。０◆は、流体
導入部（ロ）の外周から延在した壁部（１４ａ）と、コ
ノ壁部（１４ａ）ニ開ロ端（１４ｂ）が装着された有底
円筒状の蓋体（１４ｃ）とから成り、弁座（１２ａ）及
び弁体α］を収容する容器であり、弁体α■の閉弁時に
は（第１図参照）、弁座（１２ａ）及び弁体Ｑ３との間
で空室０が形成されるとともに、弁体の制御部（１３ｄ
）と対向してその間隙０で弁座（１２ａ）から外部へ流
出した流体の流量を制御する内壁面（１４ｄ）を有して
いる。この内壁面（ｉ４ｄ）は、弁体α→の制御部（１
３ｄ）の外周面に対し、一定の間隙を隔てて対向した円
筒面（１４ｅ）と、この円筒面（１４ｅ）の上端部に連
続する円錐面（１４ｆ）とから成り、弁体←→の開弁位
置によって弁体曽の制御部（１３ｄ）と内壁面（１４ｄ
）との間隙幅が異なるように構成されている。（１４ｇ
）は蓋体（１４ｃ）の底面央部に設けられ、弁体Ｑ３が
開弁状態（第３図参照）のときに、固着部材（１３Ｃ）
の突部（１３ｆ）が収容される穴部、（１４ｈ）は蓋体
（１４Ｃ）の周壁に複数個設けられた流体の排出口であ
る１゜αＱは容器ａ＜の内部に縮設され、一端が蓋体（
１４ｃ）の底部に、他端が弁体ｑ３の動圧発生部（１３
ｅ）に当接され、弁体α唾を閉弁方向に付勢する弾性体
である。０Ｑは、底部が蓋体（１４Ｃ）の底部に固着さ
れ、外周円筒部が排出口（１４ｈ）に対向するよう形成
され、排出口（１４ｈ）から異物等が入らないよう保護
する保護カバーである。

次に動作について説明する。第１図において、流体の圧
力が所定の圧力Ｐ１を超えると、弁体ｑ３がわずかに開
弁し、流体は空室０を経て内壁面（１４ｄ）と弁体（至
）の制御部（１ａｄ）との間隙（ハ）及び排出口（４４
ｈ）を経て大気へ排出される。さらに、流体の圧力が上
昇し、弁体Ｃ１３がさらに開弁すると、第２図のように
、弁体（１３が図の上方へ移動しても、内壁面（１４ｄ
）と弁体α騰の制御部（１３ｄ）との間隙（財）が一定
であるため、この間隙（ハ）が通気抵抗となって、流体
の一部は空室に）に貯溜されることになる。これにより
、弁体α葎は、それまで、弁座（１２ａ）に対向する開
閉部（１３ｂ）のみが受圧面となっていたものが、今度
は、弁体α１の内側全面が受圧面となり、開弁方向への
大きな圧力を受けることになる。

このようにして、弁体（ト）がさらに開弁し、制御部（
１３ｄ）の頂端の位置が円筒面（１４ｅ）から円錐面（
１４ｆ）に移ると、制御部（１３ｄ）と内壁面（１４ｄ
）との間隙（ハ）が弁体（至）の開弁に応じて大きくな
り、この間隙（ハ）を流れる流体の流量が増加するよう
になる。このような状態になると、弁体α］は、それま
で受けていた流体の静圧成分による受圧力の他に、第３
図に示すように、流体が矢印（Ｊ）のような経路で流れ
るときに生じる動圧成分による開弁方向の力を受ける。

この増加した動圧成分による力によって、弁体α■は一
気に開弁し、第３図のような完全に開弁した状態になっ
て平衡が保たれる。この第３図の状態で弁体α騰が受け
る力は、第１図及び第２図の状態で受ける力よりも大き
いため、流体の圧力が減少して開弁開始の圧力Ｐ１以下
になっても、弁体Ｑ３は閉じることなく、開弁状態を保
持する。流体の圧力がＰｌよりさらに減少し、所定の圧
力Ｐ２　（Ｐ２＜Ｐｌ）に達すると弁体α４は閉弁動作
を開始し、弾性体αつに付勢されて、漁ちに、第１図の
ように完全に閉じた状態に戻る。

このように、弁体（至）の制御部（１３のの外周面と円
筒面（１４ｅ）との間隙顛は、弁体Ｑ剣が、第１図の閉
弁位置から、制御部（１３ｄ）の頂端が円筒面（１４ｅ
）と円錐面（１４ｆ）との稜線に至るまでの区間は所定
の一定間隔を保ち、弁体曽がそれ以上に開弁した位置に
あるときには、弁体（ト）の制御部（１３ｄ）と内壁面
（１４ｄ）との間隙（財）が、弁体α罎の開弁に伴い、
増大するように内壁面（１４ｄ）の円錐面（１４ｆ）が
形成されていることにより、上述のように、弁体位３が
、圧力が２１以上になると急峻に開弁するというスイッ
チング特性を有し、いったん開弁すると、圧力Ｐ１より
少し小さい圧力になっても閉弁せず、圧力Ｐ２に至って
ようやく閉弁するというヒステリシス特性を有するので
ある。このスイッチング特性により、流体の圧力が所定
値に達したときに、それ以上の圧力とならないように、
流体の圧力上昇を速やかに抑制する。また、ヒステリシ
ス特性があるために、開弁後の圧力の微小変動による安
体曹の開閉弁、すなわち自励振動を防ぐ効果がある。

さらに、この実施例のものは第６図の従来の安全弁とは
異なり、弁体ｑ３は１つであり、弁軸やガイドブツシュ
もないため、構造が極めて簡単であり、製造し易く、し
かも、弁体Ｑ３の取付精度が向上するものである。

ところで、上記実施例では、内壁面（１４ｄ）は円筒面
（１４ｅ）と円錐面（１４ｆ）とを有しているが、この
円錐面（１４ｆ）に代えて、第４図のような円筒面（１
４ｇ）としても同様の作用効果が得られる。

また、上記実施例では、内壁面（１４ｄ）の円筒面（１
４ｅ）は、弁体α］の制御部（１３ｄ）の外周面に対向
するよう形成したが、第５図の（１４ｈ）のように制御
部（１３ｄ）の内周面に対向するように形成してもよい
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、椀状の弁体に、弁座
に当接する開閉部と、外周に設けられて流体の流れを制
御する制御部と、流体を貯留して動圧を発生する動圧発
生部とを設け、一方、上記弁体を収容する容器は、上記
弁体の閉弁時に上記弁座及び上記弁体との間で空室が形
成されるようにするとともに、上記弁体の制御部と対向
してその間隙で上記弁座から外部へ流出した流体の流量
を制御する内壁面を有し、上記弁体の開弁位置によって
上記弁体の制御部と上記容器の内壁面との間隙幅を異な
らせることによって、上記弁体の開弁状態に応じて流量
を増大させるようにしたため、上記弁体の開弁動作にお
けるスイッチング特性及びヒステリシス特性が向上する
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及至第３図は、それぞれこの発明の一実施例を示
すもので、第１図は閉弁状態を示す断面図、第２因は開
弁動作中を示す要部断面図、第３図は開弁状態を示す要
部断面図である。第４図及び第５図はそれぞれこの発明
の他の実施例を示す要部断面図、第６図ｑ従来の安全弁
を示す断面図である。 図において、（１２ａ）は弁座、α］は弁体、（１３ｂ
）は開閉部、（１３ｄ）は制御部、（ｔ３ｅ）は動圧発
生部、Ｑ４１は容器、（１４ｄ）は内壁面、ａ！１９は
弾性体である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示すも
のである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 流体が導かれる開口を有した弁座、 この弁座に当接する開閉部と、外周に設けられて流体の
   流れを制御する制御部と、上記流体を貯留して動圧を発
   生する動圧発生部とを有した椀状の弁体、 上記弁座及び上記弁体を収容し、上記弁体の閉弁時に上
   記弁座と上記弁体との間で空室を形成するとともに、上
   記弁体の制御部に対向してその間隙で上記弁座から外部
   へ流出した流体の流量を制御する内壁面を有する容器、 この容器内に縮設され、上記弁体を閉弁方向に付勢する
   弾性体を備え、 上記弁体の開弁位置によって上記弁体の制御部と上記容
   器の内壁面との間隙幅を異ならせることによって、上記
   弁体の開弁状態に応じて流量を増大させるようにしたこ
   とを特徴とする安全弁。