WO2015080038A1 - 圧力調整弁における弁ハウジングの製造方法、及びその製造方法に使用される金型装置 - Google Patents

Abstract

圧力調整弁における弁ハウジングの製造方法において、円筒部（３６ａ）及び端壁部（３６ｂ）よりなる弁ハウジング（３６）に対応するキャビティ（６４）を画成する金型装置（６１）に、端壁部（３６ｂ）に対応するキャビティ（６４）の外端面（６４ａ）に開口すると共に、同内端面（６４ｂ）に指向する環状ゲート（６７）を設け、この環状ゲート（６７）からキャビティ（６４）に短繊維（６９）を複合させた合成樹脂（７０）を射出することにより、その合成樹脂（７０）を内端面（６４ｂ）に衝突させてからキャビティ（６４）の各部に充填する。これにより弁ハウジングを射出成形する際、ウエルドラインが発生せず、しかも短繊維により弁ハウジングを効果的に強化し得るようにした製造方法を提供することができる。

Description

圧力調整弁における弁ハウジングの製造方法、及びその製造方法に使用される金型装置

　本発明は、中空の円筒部、及びこの円筒部の一端に一体に形成される端壁部よりなる弁ハウジングと、高圧ポート、及びこの高圧ポートに連なる弁座を有して、前記円筒部の開放端部に圧入される弁座部材と、前記円筒部内で前記弁座と協働して前記高圧ポートを開閉する弁体と、前記端壁部及び前記弁体間に縮設されて該弁体を前記弁座との着座方向に所定のセット荷重で付勢する調圧ばねとで構成される圧力調圧弁における弁ハウジングの製造方法、及びその製造方法に使用される金型装置に関する。

　かゝる圧力調整弁において、弁ハウジングを合成樹脂で成形することが下記特許文献１に開示されている。

国際出願公開第ＷＯ２０１０／１０４０５８号公報

　ところで、弁ハウジングが中空円筒形であることから、これをピンポイントゲートより射出成形した場合には、その円筒部に軸方向のウエルドライン（溶融樹脂の合流部に発生する接合跡）が発生し、これが弁ハウジングの拡径方向の強度を低下させて、弁座部材の圧入不良を生じる原因となることが本発明者等によって究明された。

　本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、弁ハウジングを射出成形する際、ウエルドラインが発生しないようにした、圧力調整弁における弁ハウジングの製造方法、及びその製造方法に使用される金型装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明は、中空の円筒部、及びこの円筒部の一端に一体に形成される端壁部よりなる弁ハウジングと、高圧ポート、及びこの高圧ポートに連なる弁座を有して、前記円筒部の開放端部に圧入される弁座部材と、前記円筒部内で前記弁座と協働して前記高圧ポートを開閉する弁体と、前記端壁部及び前記弁体間に縮設されて該弁体を前記弁座との着座方向に所定のセット荷重で付勢する調圧ばねとで構成される圧力調圧弁において、前記弁ハウジングを製造するに当たり、前記弁ハウジングに対応するキャビティを画成する金型装置に、前記端壁部に対応するキャビティの外端面に開口すると共に、同内端面に指向する環状ゲートを設け、この環状ゲートからキャビティに短繊維を複合させた合成樹脂を射出することにより、その合成樹脂を前記内端面に衝突させてからキャビティの各部に充填することを第１の特徴とする。

　上記目的を達成するために、本発明は、前記弁ハウジングの製造方法に使用される金型装置であって、前記弁ハウジングに対応するキャビティと、前記弁ハウジングの端壁部に対応するキャビティの外端面に開口すると共に、同内端面に指向する環状ゲートとを備えており、前記環状ゲートから前記キャビティに、短繊維を複合させた合成樹脂を射出することにより、その合成樹脂を前記内端面に衝突させてからキャビティの各部に充填することにより、前記弁ハウジングを製造することを第２の特徴とする。

　本発明の第１及び第２の特徴によれば、短繊維を複合させた合成樹脂を環状ゲートからキャビティに射出するので、その合成樹脂は、環状の流れを形成しながら前記端壁部に対応するキャビティの内端面に衝突して、円盤状に広がり、次いで円筒状の流れを形成しながら、キャビティに充填されることになり、成形される弁ハウジングにウエルドラインが発生することを防ぐことができる。したがって、この弁ハウジングの開口端部の内周面への弁座部材の圧入代を充分に設定して、その圧入荷重を高めることが可能となり、弁ハウジングに弁座部材を強固に圧入結合することができ、これにより、一旦調整した調圧ばねのセット荷重が外乱等により狂わされるのを防ぐことができる。

図１は本発明の圧力調整弁を備える燃料供給モジュールを、自動二輪車の燃料タンクへの取り付け状態で示す縦断面図である。（第１の実施の形態） 図２は図１の２部拡大図である。（第１の実施の形態） 図３は弁ハウジングの射出成形説明図である。（第１の実施の形態）

Ｒ・・・・・圧力調整弁
３６・・・・弁ハウジング
３６ａ・・・円筒部
３６ｂ・・・端壁部
３７・・・・高圧ポート
３８・・・・弁座
３９・・・・弁座部材
４０・・・・調圧ばね
４１・・・・弁体
６１・・・・金型装置
６４・・・・キャビティ
６７・・・・環状ゲート
６９・・・・短繊維
７０・・・・合成樹脂

　本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

第１の実施の形態

　先ず、図１において、自動二輪車に搭載される燃料タンクＴの天井壁１には、燃料タンクＴ内の燃料をエンジンの燃料噴射弁Ｉに供給する燃料供給モジュールＭが取り付けられる。この燃料供給モジュールＭは、取り付けベース部材２と、この取り付けベース部材２の直下に、軸方向を上下に向けて配置される電動ポンプＥｐと、取り付けベース部材２に一体に形成される上部ポンプホルダ３Ａと、この上部ポンプホルダ３Ａに着脱可能に結合されると共に、この取り付けベース部材２と協働して電動ポンプＥｐを収容、保持する下部ポンプホルダ３Ｂと、電動ポンプＥｐの下端に取り付けられる燃料ストレーナ４とを備えている。

　燃料タンクＴの天井壁１には、その内部に電動ポンプＥｐを挿入するための開口部５が設けられると共に、この開口部５を囲繞する取り付けリング６が固設される。この取り付けリング６には、その上面から突出する複数本の取り付けボルト７が固設されている。

　前記取り付けベース部材２は、上記開口部５を塞ぐように取り付けリング６の上面に重ねられ、そして複数の取り付けボルト７と、これらに螺締される複数のナット８とにより取り付けリング６に固定される。その際、取り付けベース部材２と燃料タンクＴの天井壁１との間には、開口部５をシールする環状のシール部材９が介装される。

　この取り付けベース部材２は合成樹脂製であり、取り付けベース部材２の上部には、燃料タンクＴ外で水平方向に突出する燃料取り出し管１２が一体成形され、この燃料取り出し管１２の外端部には、エンジンの燃料噴射弁Ｉに連なる燃料供給導管３３が接続されるようになっている。

　また取り付けベース部材２の下面に一体に成形される上部ポンプホルダ３Ａは、燃料タンクＴ内に突出して電動ポンプＥｐの上半部外周面に嵌合するよう円筒状をなしている。下部ポンプホルダ３Ｂは、電動ポンプＥｐの下半部を収容、保持するよう、合成樹脂により円筒状に成形される。これら上部及び下部ポンプホルダ３Ａ、３Ｂの対向端部には、係止爪（図示せず）が形成されており、これら係止爪の係合により両ポンプホルダ３Ａ、３Ｂは相互に分離可能に結合され、電動ポンプＥｐは上部ポンプホルダ３Ａ及び下部ポンプホルダ３Ｂ間に収容保持されることになる。

　電動ポンプＥｐは、ロータ２０を鉛直方向に向けた電動モータＥと、この電動モータＥにより駆動される燃料ポンプＰとからなっている。電動モータＥは、内周面に周方向に並ぶ複数の磁石１７ａを固設した円筒状のステータ１７と、このステータ１７の上端にカシメ結合される上部軸受ブラケット１８と、同下端部に結合される下部軸受ブラケット１９と、上部及び下部軸受ブラケット１８、１９によりロータ軸２０ａが支承されるロータ２０とから構成される。

　燃料ポンプＰは、下部軸受ブラケット１９下面との間にポンプ室２２を画成すべく下部軸受ブラケット１９と共にステータ１７にカシメ結合されるポンプケース２３と、ポンプ室２２に回転自在に収容されてロータ軸２０ａの下端部に連結されるポンプインペラ２４とで、ウエスコ型に構成される。

　ポンプケース２３には、ポンプ室２２に開口する吸入ポート２５が設けられ、この吸入ポート２５に、燃料タンクＴ内の底部に配置される前記燃料ストレーナ４が接続され、この燃料ストレーナ４は、ポンプケース２３の下面に突設された支軸２６に取り付けられる。また前記下部軸受ブラケット１９には、ポンプ室２２及びステータ１７内を連通する吐出ポート２７が設けられる。

　前記上部軸受ブラケット１８には、その上方に突出すると共に、ステータ１７内と連通した最終吐出ポート３４を有する燃料吐出管３０が一体に形成され、その内部には最終吐出ポート３４への燃料の逆流を阻止する逆止弁３１が設けられる。この燃料吐出管３０は、取り付けベース部材２の下面に開口する嵌合孔２９にシール部材３２を介して嵌合される。

　取り付けベース部材２には、燃料取り出し管１２及び燃料吐出管３０の内部を走る一連のＬ字状の燃料通路２８と、この燃料通路２８の途中から分岐する調圧路３５とが形成される。その調圧路３５には、燃料通路２８内の圧力を、前記燃料噴射弁Ｉからの燃料噴射に適した所定圧力に調整するための圧力調整弁Ｒが接続される。

　図２において、取り付けベース部材２には、中空部を保持孔４４とする保持筒４３が一体に形成され、保持孔４４の天井面４４ａには前記調圧路３５に連なる開口部３５ａが設けられる。圧力調整弁Ｒは、保持孔４４に圧入される合成樹脂製の弁ハウジング３６と、前記開口部３５ａに連通する高圧ポート３７、及びこの高圧ポート３７に連なる円錐状の弁座３８を有して、弁ハウジング３６に圧入される金属製の弁座部材３９と、弁ハウジング３６内で弁座３８と協働して高圧ポート３７を開閉する、鋼球よりなる弁体４１と、この弁体４１を弁座３８と反対側で支承する傘形の弁リテーナ４５と、この弁リテーナ４５を介して弁体４１を弁座３８との着座方向に所定のセット荷重をもって付勢する調圧ばね４０とで構成される。弁ハウジング３６の下端壁には、弁リテーナ４５の杆部４５ａを摺動自在に支持するガイド孔５８と、弁ハウジング３６内を低圧部、即ち燃料タンクＴ内に開放する開放ポート５７とが設けられる。

　弁ハウジング３６は合成樹脂製であって、射出成形により形成される成形品である。この弁ハウジング３６は、中空の円筒部３６ａ、及びこの円筒部３６ａの一端に一体に形成される端壁部３６ｂよりなっており、その端壁部３６ｂに前記ガイド孔５８及び開放ポート５７が設けられる。そして円筒部３６ａ内に調圧ばね４０、弁リテーナ４５及び弁体４１を収容した後、円筒部３６ａの開口端部内周に弁座部材３９を圧入し、その圧入量を調節することにより、調圧ばね４０のセット荷重が所定値に調整される。

　弁座部材３９は、弁ハウジング３６から上方へ突出する突出部３９ａを有しており、この突出部３９ａの外周に、前記保持孔４４の内周面に密接するシール部材４２が装着される。

　保持筒４３及び弁ハウジング３６間には、弁ハウジング３６の保持孔４４への嵌合深さを規制する嵌合規制手段５２が設けられる。この嵌合規制手段５２は、弁ハウジング３６の、保持孔４４への嵌合方向後方側の端部、即ち下端部の外周に形成されて等間隔に並ぶ複数（図示例では一対）の鍔部５３と、保持筒４３の下端部に形成され、上記鍔部５３が当接することで弁ハウジング３６の保持孔４４への嵌合深さを規制するストッパ面５４とで構成され、上記規制によれば、前記天井面４４ａ及び弁ハウジング３６間を、そこに間隙ｇが存在する非当接状態とするようになっている。

　再び図１において、前記燃料吐出管３０は上部軸受ブラケット１８の上端面片側に配置され、他方の片側には、電動モータＥの給電端子４７が突設される。一方、取り付けベース部材２には、その上面から突出する給電用カプラ４８が一体に形成され、このカプラ４８内の接続端子４９と前記給電端子４７とが中継導線５０を介して接続される。

　前記圧力調整弁Ｒの下面は、前記給電端子４７が突設される上部軸受ブラケット１８の上面１８ａ、即ち電動ポンプＥｐの上面に対向するように配置され、開放ポート５７から排出される燃料が、給電端子４７周りの上部軸受ブラケット１８の上面１８ａに落下するようになっている。その落下した燃料を、燃料タンクＴ内に還流させるために、前記上部ポンプホルダ３Ａの周壁に切欠き窓５１が設けられる。

　而して、電動モータＥを作動すれば、そのロータ軸２０ａによりポンプインペラ２４が回転駆動される。これに伴い燃料タンクＴ内の燃料が燃料ストレーナ４で濾過されながら吸入ポート２５からポンプ室２２に吸入され、ポンプインペラ２４により昇圧されて吐出ポート２７からステータ１７内へ圧送され、最終吐出ポート３４から燃料吐出管３０及び燃料取り出し管１２、即ち燃料通路２８を経て燃料噴射弁Ｉに供給される。

　その間、燃料通路２８の圧力、即ち電動ポンプＥｐの吐出圧力は調圧路３５を経て圧力調整弁Ｒの弁体４１に作用するので、電動ポンプＥｐの吐出圧力が所定値を超えると、弁体４１が調圧ばね４０のセット荷重に抗して開弁し、燃料通路２８内の燃料の一部が調圧路３５、高圧ポート３７及び弁座３８を経て弁ハウジング３６内に流出し、さらに開放ポート５７から燃料タンクＴ内へと排出され、これに伴ない燃料通路２８の圧力が所定値に戻ると、弁体４１は調圧ばね４０のセット荷重により再び閉弁する。こうして燃料通路２８の圧力は所定値に自動的に調整されるので、燃料噴射弁Ｉからの燃料の噴射圧力が適正に制御される。

　さて、図３を参照しながら、前記弁ハウジング３６の製造方法について説明する。

　弁ハウジング３６の射出成形に使用する金型装置６１は、上型６２及び下型６３よりなっており、これら上、下型６２、６３を閉じたとき、上、下型６２、６３間に、端壁部３６ｂを上向きにした弁ハウジング３６に対応するキャビティ６４が画成されるようになっている。また上型６２は、下型６３に対向する第１型６２ａと、その上方にあって第１型６２ａと開閉する第２型６２ｂとよりなっており、これら第１及び第２型６２ａ、６２ｂ間には、ランナ通路６５、及びこのランナ通路６５の下流端に連なる分配室６６が画成され、この分配室６６から下方に延びて前記キャビティ６４に開口する環状ゲート６７が第１型６２ａに設けられる。その際、環状ゲート６７は、弁ハウジング３６の環状配列の前記開放ポート５７の外側において、前記端壁部３６ｂに対応するキャビティ６４の外端面６４ａに開口すると共に、同内端面６４ｂに指向するように配置される。

　而して、第１及び第２型６２ａ、６２ｂを閉じると共に、上、下型６２、６３を閉じて、ガラス等の強化短繊維６９を複合させた溶融樹脂７０をランナ通路６５に注入し、分配室６６を通して環状ゲート６７からキャビティ６４に射出すると、その溶融樹脂７０は、環状の流れＡを形成しながら前記端壁部３６ｂに対応するキャビティ６４の内端面６４ｂに衝突して、溶融樹脂７０の流動方向が、環状ゲート６７からの溶融樹脂７０の射出方向に対して直交する方向に変換されるとともに、溶融樹脂７０の速度が調整されることにより、溶融樹脂７０の流動面先端部が同心円を描くように円盤状に広がる。この円盤状に広がる溶融樹脂７０は、その流動面先端部が、キャビティ６４における円筒部３６ａを画成する部位に到達すると、キャビティ６４に沿って下方（環状ゲート６７からの溶融樹脂７０の射出方向と同一の方向）に向かう円筒状の流れＢを形成し、キャビティ６４に充填される。この円筒状の流れＢにより、キャビティ６４に溶融樹脂７０が全て充填されることにより、弁ハウジング３６の円筒部３６ａが形成される。

　ここで、円筒状の流れＢは、環状の流動面先端の位置（高さ）が、全周にわたって同一となっている。そして、この円筒状の流れＢの流動面先端は、円筒部３６ａの開口端部を画成するキャビティ６４の最終充填面（部）に、その全周にわたって同時に到達する。これにより、弁ハウジング３６を画成するキャビティ６４に、溶融樹脂７０をウエルドラインを形成することなく、充填することができ。

　また、溶融樹脂７０が、キャビティ６４内の空気をまきこむこともないので、ボイドの発生を確実に防ぐことができる。さらに、円筒部３６の開口端部内周面などの寸法精度の向上にも寄与する。

　上記溶融樹脂７０が凝固した後、上、下型６２、６３を開けば、成形された弁ハウジング３６を取り出すことができ、また上型６２を構成する第１及び第２型６２ａ、６２ｂを開けば、環状ゲート６７、分配室６６及びランナ通路６５を埋めた樹脂を取り出すことができる。

　かくして、合成樹脂７０より成形された弁ハウジング３６には、ウエルドラインが発生せず、弁ハウジング３６の、特に拡径方向の強度を効果的に強化することができる。したがって、この弁ハウジング３６の開口端部の内周面への前記弁座部材３９の圧入代を充分に設定して、その圧入荷重を高めることが可能となり、弁ハウジング３６に弁座部材３９を強固に圧入結合することができる。これにより、一旦調整した調圧ばね４０のセット荷重が外乱等により狂わされることを防ぐことができる。

　本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

Claims (2)

1.   中空の円筒部（３６ａ）、及びこの円筒部（３６ａ）の一端に一体に形成される端壁部（３６ｂ）よりなる弁ハウジング（３６）と、高圧ポート（３７）、及びこの高圧ポート（３７）に連なる弁座（３８）を有して、前記円筒部（３６ａ）の開放端部に圧入される弁座部材（３９）と、前記円筒部（３６ａ）内で前記弁座（３８）と協働して前記高圧ポート（３７）を開閉する弁体（４１）と、前記端壁部（３６ｂ）及び前記弁体（４１）間に縮設されて該弁体（４１）を前記弁座（３８）との着座方向に所定のセット荷重で付勢する調圧ばね（４０）とで構成される圧力調圧弁（Ｒ）において、前記弁ハウジング（３６）を製造するに当たり、
   　前記弁ハウジング（３６）に対応するキャビティ（６４）を画成する金型装置（６１）に、前記端壁部（３６ｂ）に対応するキャビティ（６４）の外端面（６４ａ）に開口すると共に、同内端面（６４ｂ）に指向する環状ゲート（６７）を設け、この環状ゲート（６７）からキャビティ（６４）に短繊維（６９）を複合させた合成樹脂（７０）を射出することにより、その合成樹脂（７０）を前記内端面（６４ｂ）に衝突させてからキャビティ（６４）の各部に充填することを特徴とする、弁ハウジングの製造方法。
2. 　前記弁ハウジングの製造方法に使用される金型装置（６１）であって、
   　前記弁ハウジング（３６）に対応するキャビティ（６４）と、前記弁ハウジング（３６）の端壁部（３６ｂ）に対応するキャビティ（６４）の外端面（６４ａ）に開口すると共に、同内端面（６４ｂ）に指向する環状ゲート（６７）とを備えており、
   　前記環状ゲート（６７）から前記キャビティ（６４）に、短繊維（６９）を複合させた合成樹脂（７０）を射出することにより、その合成樹脂（７０）を前記内端面（６４ｂ）に衝突させてからキャビティ（６４）の各部に充填することにより、前記弁ハウジング（３６）を製造することを特徴とする、弁ハウジングの金型装置。

Images