JP2022144007A - レギュレータ - Google Patents
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Abstract
【課題】調圧室内の圧力変動によりピストン部を介して調圧バルブを開閉し、高圧流体の流量を制御することで高圧の流体を所望の圧力に減圧する際に用いられるレギュレータにおいて、ピストン調圧弁を摺動（往復運動）させた際にピストン部および調圧弁体とこれらを保持するためのボディ本体に形成された通路の内壁との間で生じる摩擦抵抗をなくしてピストン調圧弁の傾斜による機能損失を防止する。【解決手段】調圧弁体５と前記ボディ本体１に形成した通路２の内壁２５との間に形成した隙間９の軸線方向における前記弁座３側位置に、少なくとも一対の硬質合成樹脂製の環状軸受１０ａ，１０ｂを前記調圧弁体５の長さ方向に沿って所定の距離を隔てて介在させたことを特徴とする。【選択図】図２
Description
本発明は、高圧の流体を所望の圧力に減圧する際に用いられるレギュレータに関する。
調圧室内の圧力変動によりピストン部を介して調圧バルブを開閉し、高圧流体の流量を制御するレギュレータは例えば実開昭５２－９２４３６号公報、特開２０１９－６７２１６号公報などに提示されており、例えば燃料タンクに貯留したＣＮＧなどの高圧燃料をエンジンに供給する際などの調圧器などに利用されている。
図５は前記従来のレギュレータの一例を示すものであり、ボディ本体１に貫通して形成した筒状の通路２における一方の開口端を高圧流体の導入口２１、他方の開口端を減圧流体の取出口２２とし、前記通路２における前記導入口２１の内方に弁座シート３１を内側に有するとともに前記通路２の軸線方向への貫通孔を形成した弁座シート保持部材３３からなる弁座３を介して調圧室４を配置し、前記通路２の前記調圧室４と前記取出口２２との間に前記弁座シート３１に密接可能な先端面を有するとともに両端を開放した筒状の連通通路を有する調圧弁体５と前記調圧弁体５の前記通路における取出口２２側の外周に包囲して固着されたピストン部６とからなるピストン調圧弁７が前記通路２の軸線方向に摺動可能に且つ前記ピストン部６の周囲において前記調圧室４と同軸上に並行して設けられた大気室内に配置された所定の荷重を有する調圧ばね８により前記通路２における取出口２２方向に付勢されており、前記導入口２１から導入される高圧流体が前記調圧弁体５の弁座シート３保持部材に形成した貫通孔３２を介して弁座シート３１と前記弁座シート３１に向かい合うように設けられた調圧室４へ導入されて連通通路５１が形成された調圧弁体５を通過して前記調圧弁体５と接合されたピストン部６に作用する流体の圧力による荷重と調圧室４とは逆側にピストン部６に作用する調圧ばね８による荷重が釣り合うことにより前記弁座シート３１と調圧弁体５の開口面積を変化させて前記調圧室４の流体圧力を制御することで所望の圧力に調整した流体を取出口２２から取り出すボディ本体１に貫通して形成した筒状の通路２における一方の開口端を高圧流体の導入口２１、他方の開口端を減圧流体の取出口２２としており、前記導入口２１および取出口２２には高圧流体を気密に導入するための入口カバー２３および調圧した調圧流体を気密に取り出すための出口カバー２４がそれぞれ配置されている。
また、内側に円筒形状の弁座シート３１がその外周端面に突設した外周突縁を嵌合凹部に嵌め込み設置されるとともに前記通路２の軸線方向への貫通孔３２を形成した隔壁であるシート保持部材３３を有する弁座３が前記通路２における前記導入口２１の内方に配置されており、前記通路２の前記弁座シート３１の導入口２１側方向に調圧室４が形成されている。
そして、前記通路２の前記調圧室４と前記取出口２２との間に前記弁座３の弁座シート３１に密接可能な先端面５１を有するとともに両端を開放した筒状の連通通路５２を有する調圧弁体５と前記調圧弁体５の前記通路２における取出口２２側の外周に設けられた前記調圧弁体５よりも大径のピストン部６とからなるピストン調圧弁７が前記通路２の軸線方向に摺動可能に設置されている。
更にまた、前記ピストン部６にはその周囲において前記調圧室４と同軸上に並行して設けられた大気室６１内に配置された所定の荷重を有する調圧ばね８により前記通路２の取出口２２方向に付勢されている構成であり、前記導入口２１から導入される高圧流体が前記弁座３の弁座シート３１の保持部材３３に形成した貫通孔３２を介して前記弁座シート３１に向かい合うように設けられた調圧室４へ導入されて連通通路５２が形成された調圧弁体５を通過して前記調圧弁体５に固着されたピストン部６に作用する流体の圧力による荷重と調圧室４とは逆側にピストン部６に作用する調圧ばね８による荷重が釣り合うことにより前記弁座シート３１と調圧弁体５の開口面積を変化させて前記調圧室４の流体圧力を制御することで所望の圧力に調整した流体を取出口２２から取り出すものである。
しかしながら、前記従来のレギュレータにおいては、比較的長尺の前記ピストン調圧弁７のピストン部６および調圧弁体５がボディ本体１の通路２の内壁２５との間にそれぞれ形成されたクリアランスの中で傾斜しながら摺動（往復運動）することでそれぞれの接触箇所で摩擦抵抗が生じることになる。
そのため、ピストン調圧弁７の摺動（往復運動）が円滑でなく性能悪化が生じると言う問題があり、殊に、使用により生じる前記接触箇所での摩擦により接触箇所でのクリアランスが増加して性能悪化が進み機能損失に発展する問題があった。
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、ピストン調圧弁を摺動（往復運動）させた際にピストン部および調圧弁体とこれらを保持するためのボディ本体に形成された通路の内壁との間で生じる摩擦抵抗をなくしてピストン調圧弁の傾斜による機能損失のないレギュレータを提供することを課題とする。
前記課題を解決するためになされた本発明であるレギュレータは、ボディ本体に貫通して形成した筒状の通路における一方の開口端を高圧流体の導入口、他方の開口端を減圧流体の取出口とし、前記通路における前記導入口の内方に弁座シートを内側に有するとともに前記通路の軸線方向への貫通孔を形成した弁座シート保持部材からなる弁座を介して調圧室を配置し、前記通路の前記調圧室と前記取出口との間に前記弁座シートに密接可能な先端面を有するとともに両端を開放した筒状の連通通路を有する調圧弁体と前記調圧弁体の前記通路における取出口側の外周に包囲して固着されたピストン部とからなるピストン調圧弁が前記通路の軸線方向に摺動可能に且つ前記ピストン部の周囲において前記調圧室と同軸上に並行して設けられた大気室内に配置された所定の荷重を有する調圧ばねにより前記通路における取出口方向に付勢されており、前記導入口から導入される高圧流体が前記調圧弁体の弁座シート保持部材に形成した貫通孔を介して弁座シートと前記弁座シートに向かい合うように設けられた調圧室へ導入されて連通通路が形成された調圧弁体を通過して前記調圧弁体に固着されたピストン部に作用する流体の圧力による荷重と調圧室とは逆側にピストン部に作用する調圧ばねによる荷重が釣り合うことにより前記弁座シートと調圧弁体の開口面積を変化させて前記調圧室の流体圧力を制御することで所望の圧力に調整した流体を取出口から取り出すレギュレータにおいて、前記調圧弁体と前記ボディ本体に形成した通路の内壁との間に形成した隙間の軸線方向における前記弁座側位置に、少なくとも一対の硬質合成樹脂製の環状軸受を前記調圧弁体の長さ方向に沿って所定の距離を隔てて介在させたことを特徴とする。
また、本発明において、前記ピストン部と前記ボディ本体に形成した通路の内壁との隙間が、前記環状軸受間の距離と前記調圧弁体と前記ボディ本体に形成した通路の内壁との間に形成された隙間により許容される角度範囲において前記調圧弁体が軸線に沿って傾斜した際に前記ピストン部と前記ボディ本体の通路の内壁とが接触することのないように設定されていることにより、調圧弁体が傾斜してもピストン部と前記ボディ本体が接触して性能悪化や損傷する心配がない。
更に、本発明において、前記ボディ本体の通路から前記隙間に沿って所定の距離だけ延設されたボスのピストン部側の端面に、前記環状軸受の挿入溝が形成されていることにより、環状軸受を挿入溝に組み付けるだけで環状軸受を前記調圧弁体の所定の長さ方向の取付位置に設置することができる。
加えて、前記環状軸受は一部に切欠が形成されているとともに、ボスのピストン部側の端面における前記環状軸受の挿入溝の開口端に、挿入した前記環状軸受の抜脱防止用のフランジが内側に向けて拡設されている場合には、調圧弁体が往復動しても挿入溝に挿入した環状軸受が抜脱することが無い。
殊に、環状軸受は一部に切欠が形成されているので、調圧弁体の組立前に環状軸受を内方に押圧して小径化することでフランジにより狭くなっている開口端から環状軸受を挿入溝内に容易に挿入することができる。
更にまた、本発明において、前記ボディ本体の通路から前記隙間に沿って所定の距離だけ延設されたボスの弁座側の端面に前記環状軸受の挿入溝が形成されているとともに前記端面に前記調圧弁体と前記ボディ本体に形成した通路の内壁との隙間を塞ぐシール部材が隣接して設けられている場合には、挿入溝に挿入された環状軸受が抜脱することがないばかりか、圧力が印加された際に環状軸受がシール部材に圧縮されて、前記調圧弁体とボディ本体との隙間を埋めることでシール部材のはみ出しを防止するバックアップリング機能を発揮させることができる。
本発明によれば、ピストン調圧弁を摺動（往復運動）させた際にピストン部および調圧弁体とこれらを保持するためのボディ本体に形成された通路の内壁との間で生じる摩擦抵抗をなくしてピストン調圧弁の傾斜による機能損失のないレギュレータを提供することができる。
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。
図１乃至図４は、本発明における好ましい実施の形態の断面図を示すものであり、全体の構成は前記図５に示した従来例とほぼ同様であり、それらの部分については詳細な説明を省略する。また、前記従来例と同一構成部には同一符号を付して説明する。
そして、本発明における実施の形態が前記従来例と特に異なる点は、前記調圧弁体５と前記ボディ本体１に形成した通路２の内壁２５との間に形成した隙間９の軸線方向における前記弁座３側位置に、少なくとも一対の例えば硬質塩化ビニル樹脂やポリプロピレン樹脂のような強靭で摩擦抵抗の少ない硬質合成樹脂製の環状軸受１０ａ，１０ｂを前記調圧弁体５の長さ方向に沿って所定の距離を隔てて介在させたことである。
また、本実施の形態における、前記ピストン部６と前記ボディ本体に形成した通路２の内壁２５との前記隙間９が、前記一対の環状軸受１０ａ，１０ｂ間の距離（図３に示した距離Ａ）と前記隙間９により許容される角度範囲において前記調圧弁体５が軸線に沿って傾斜した際にピストン部６とボディ本体１の通路２の内壁２５とが接触することのないように設定されている。
その結果、調圧弁体５が傾斜してもピストン部６が前記ボディ本体１の通路２の内壁２５に接触しないので使用により性能悪化や損傷する心配がない。
更に、本実施の形態は、前記ボディ本体１の通路２から隙間９に沿って所定の距離（図３に示した距離Ｂ）だけボス１１が延設されているとともにこのボス１１のピストン部６側の端面１２ａに前記環状軸受１０ａを挿入するための環状の挿入溝１３ａが形成されている。
従って、環状軸受１２ａを挿入溝１３ａに挿入して組み付けるだけで環状軸受１２ａを前記調圧弁体５の所定の長さ方向の取付位置に簡単且つ確実に設置することができる。
加えて、本実施の形態では、前記ボス１１の挿入溝１３ａの開口端に、挿入した前記環状軸受１０ａの抜脱防止用のフランジ１４ａが内側に向けて拡設されているので、調圧弁体５が軸線方向に往復動しても挿入溝１３ａに挿入した環状軸受１０ａが抜脱することが無い。
殊に、本実施の形態では、図４に示したように、環状軸受１０ａには一部に切欠１０１ａが形成されているので、調圧弁体５の組立前に環状軸受１０ａを外周面から内方に押圧して小径化することでフランジ１４ａにより狭くなっている開口端から環状軸受１０ａを挿入溝１３ａに容易に挿入することができる。
尚、図４に示したような切欠１０１ａが形成されて縮径可能な本実施の形態である環状軸受１０ａは前述のように強靭で摩擦が小さい性質に加えて適宜の可撓性や弾性を併有する硬質合成樹脂により形成されることが好ましい。
更にまた、本実施の形態は、前記ボディ本体１の通路２から前記隙間９に沿って所定の距離だけ延設された前記ボス１１の弁座３側の端面１２ｂに前記環状軸受１０ｂの挿入溝１３ｂが形成されているとともに前記端面１２ｂに前記調圧弁体５と前記ボディ本体１に形成した通路２の内壁２５との隙間９を塞ぐシール部材９１が隣接して設けられている。
そのため、シール部材９１が壁となって前記挿入溝１３ｂに挿入された環状軸受１０ｂを抜脱防止するばかりか、圧力が印加された際に環状軸受１０ｂがシール部材９１に圧縮されて、前記調圧弁体５とボディ本体１との隙間９を埋めることでシール部材９１のはみ出しを防止するバックアップリング機能を発揮させることができる。
尚、環状軸受１０ｂはシール部材９１により抜け止めがなされるのでこの環状軸受１０ｂを挿入する挿入溝１３ｂには前記環状軸受１０ａの挿入溝１３ａのようにフランジ１４ａを設けなくてもよいが、環状軸受１０ｂにも前記環状軸受１０ａのように切欠１０１ｂを設けることで（図４参照）調圧弁体５への組み付けを容易にすることができる。
１ ボディ本体、２ 通路、３ 弁座、４ 調圧室、５ 調圧弁体、６ ピストン部、７ ピストン調圧弁、８ 調圧ばね、９ 隙間、１０ａ，１０ｂ 環状軸受、１２ａ，１２ｂ 端面、１３ａ，１３ｂ 挿入溝、１４ａ フランジ、２１ 導入口、２２ 取出口、２３ 入力カバー、２４ 出口カバー、２５ 内壁、３１ 弁座シート、３２ 貫通孔、３３ 弁座シート保持部材、５１ 先端面、５２ 連通通路、６１ 大気室、６２ 連結孔、９１ シール部材、１０１ａ，１０１ｂ 切欠
Claims (5)
- ボディ本体に貫通して形成した筒状の通路における一方の開口端を高圧流体の導入口、他方の開口端を減圧流体の取出口とし、前記通路における前記導入口の内方に弁座シートを内側に有するとともに前記通路の軸線方向への貫通孔を形成した弁座シート保持部材からなる弁座を介して調圧室を配置し、前記通路の前記調圧室と前記取出口との間に前記弁座シートに密接可能な先端面を有するとともに両端を開放した筒状の連通通路を有する調圧弁体と前記調圧弁体の前記通路における取出口側の外周に包囲して固着されたピストン部とからなるピストン調圧弁が前記通路の軸線方向に摺動可能に且つ前記ピストン部の周囲において前記調圧室と同軸上に並行して設けられた大気室内に配置された所定の荷重を有する調圧ばねにより前記通路における取出口方向に付勢されており、前記導入口から導入される高圧流体が前記調圧弁体の弁座シート保持部材に形成した貫通孔を介して弁座シートと前記弁座シートに向かい合うように設けられた調圧室へ導入されて連通通路が形成された調圧弁体を通過して前記調圧弁体に固着されたピストン部に作用する流体の圧力による荷重と調圧室とは逆側にピストン部に作用する調圧ばねによる荷重が釣り合うことにより前記弁座シートと調圧弁体の開口面積を変化させて前記調圧室の流体圧力を制御することで所望の圧力に調整した流体を取出口から取り出すレギュレータにおいて、
前記調圧弁体と前記ボディ本体に形成した通路との間に形成した隙間の軸線方向における前記弁座側位置に、少なくとも一対の硬質合成樹脂製の環状軸受を前記調圧弁体の長さ方向に沿って所定の距離を隔てて介在させたことを特徴とするレギュレータ。 - 前記ピストン部と前記ボディ本体に形成した通路との隙間が、前記環状軸受間の距離と前記調圧弁体と前記ボディ本体に形成した通路との間に形成された隙間により許容される角度範囲において前記調圧弁体が軸線に沿って傾斜した際に前記ピストン部と前記ボディ本体の通路とが接触することのないように設定されていることを特徴とする請求項１記載のレギュレータ。
- 前記ボディ本体の通路から前記隙間に沿って所定の距離だけ延設されたボスのピストン部側の端面に、前記環状軸受の挿入溝が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のレギュレータ。
- 前記環状軸受は一部に切欠が形成されているとともに、前記環状軸受の挿入溝の開口端に、挿入した前記環状軸受の抜脱防止用のフランジが内側に向けて拡設されていることを特徴とする請求項３記載のレギュレータ。
- 前記ボディ本体の通路から前記隙間に沿って所定の距離だけ延設されたボスの弁座側の端面に前記環状軸受の挿入溝が形成されているとともに前記端面に前記調圧弁体と前記ボディ本体に形成した通路との隙間を塞ぐシール部材が隣接して設けられていること特徴とする請求項１，２，３または４記載のレギュレータ。
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