(57)【要約】【課題】大気圧室と外部との間で空気を適切に行き来させつつ、外部から大気圧室への異物や水の浸入を抑制することができる圧力調整弁を提供する。【解決手段】圧力調整弁は、ボディ２の内部を低圧側通路及び高圧側通路に連通する調圧室と大気に繋がる大気圧室とに区画する弁体を備える。この弁体が調圧室内の圧力に基づき同調圧室の容積を変化させる方向に変位することにより、調圧室と高圧側通路とが連通遮断される。圧力調整弁には、ボディ２における大気圧室が大気と繋がる部分を覆うようキャップ１３が設けられる。そして、このキャップ１３の内面とボディ２の外面との間には、大気圧室と大気とを連通するラビリンス構造の連通部１４が形成される。この連通部１４を通じて大気圧室と外部（大気）と間での空気の行き来が実現され、且つ、同連通部１４を介して外部から大気圧室内に吸い込まれる空気の流れがゆるやかにされる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディの内部を低圧側通路及び高圧側通路に連通する調圧室と大気に繋がる大気圧室とに区画し、且つ、前記調圧室内の圧力に基づき同調圧室の容積を変化させる方向に変位する弁体を備え、同弁体は、前記調圧室内の圧力の低下による前記調圧室の容積を縮小する方向への変位を通じて前記調圧室と前記高圧側通路とを連通する一方で、前記調圧室内の圧力の上昇による前記調圧室の容積を拡大する方向への変位を通じて前記調圧室と前記高圧側通路とを遮断する圧力調整弁において、
前記ボディにおける前記大気圧室が大気と繋がる部分を覆うようキャップを設け、そのキャップの内面と前記ボディの外面との間に前記大気圧室と大気とを連通するラビリンス構造の連通部を形成したことを特徴とする圧力調整弁。
【請求項２】
前記キャップの内面と前記ボディの外面との間には、同ボディの周囲全体に亘って環状に延びるビードが前記弁体の変位方向に複数段連なって形成されており、
前記連通部は、前記複数段のビードにそれぞれ切り欠き部を形成し、それら切り欠き部のビードの延びる方向についての形成位置を隣り合うビード同士で異ならせることにより、前記ラビリンス構造を実現している請求項１記載の圧力調整弁。
【請求項３】
前記連通部は、前記複数段のビードにそれぞれ形成された切り欠き部のビードの延びる方向についての形成位置をビード毎に異ならせることにより、前記ラビリンス構造を実現している請求項２記載の圧力調整弁。
【請求項４】
前記ボディ及び前記キャップにおける前記ビードに対応する部分は、ビードの環状に延びる方向について多角形の形状に形成されており、
前記切り欠き部は、ビード毎に前記多角形の異なる一辺に形成されている請求項３記載の圧力調整弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力調整弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体燃料を使用する内燃機関の燃料供給系では、燃料タンクに高圧の状態で蓄えられた燃料を圧力調整弁で減圧し、その減圧後の燃料を同機関の燃料噴射弁に供給するようにしている。
【０００３】
上記圧力調整弁は、例えば特許文献１に示されるように、ボディの内部を調圧室と大気圧室とに区画する弁体を備えている。ボディの内部の調圧室は燃料タンクと連通する高圧側通路及び燃料噴射弁と連通する低圧側通路に繋がっており、大気圧室は大気と繋がっている。また、弁体は、調圧室内の圧力に基づき同調圧室の容積を変化させる方向に変位することが可能となっている。
【０００４】
詳しくは、燃料噴射弁からの燃料の噴射により調圧室内の圧力が低下すると、弁体が調圧室の容積を縮小する方向に変位する。こうした弁体の変位により調圧室と高圧側通路とが連通し、燃料タンク内の燃料が高圧側通路を介して調圧室に供給される。このように燃料タンクから高圧側通路を介して調圧室に供給された燃料は減圧される一方、その燃料の供給を受ける調圧室内の圧力は上昇する。
【０００５】
また、調圧室内の圧力が上昇すると、弁体が調圧室の容積を拡大する方向に変位する。こうした弁体の変位により調圧室と高圧側通路とが遮断される。そして、調圧室内の減圧された燃料は、低圧側通路を介して内燃機関の燃料噴射弁に供給される。従って、燃料噴射弁には、燃料タンクに蓄えられた高圧の燃料を圧力調整弁で減圧した後の燃料が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２８２１９２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、圧力調整弁の弁体が調圧室の容積を変化させる方向に変位するときには、その変位に合わせて大気圧室の容積も変化するため、大気圧室と外部（大気）との間で空気を行き来させないと、大気圧室の容積変化（弁体の変位）を速やかに行うことができなくなる。ただし、外部から大気圧室内に吸い込まれる空気の勢いが強すぎると、その空気と共に異物や水が大気圧室に入り込んでしまい、それらが原因となって圧力調整弁に動作不良が生じるおそれがある。
【０００８】
なお、こうした問題は、内燃機関の燃料供給系に設けられる圧力調整弁に限らず、内燃機関の燃料供給系以外の場所であって流体の減圧が行われる場所に設けられる圧力調整弁でも概ね共通したものとなっている。
【０００９】
本発明の目的は、大気圧室と外部との間で空気を適切に行き来させつつ、外部から大気圧室への異物や水の浸入を抑制することができる圧力調整弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する圧力調整弁は、ボディの内部を低圧側通路及び高圧側通路に連通する調圧室と大気に繋がる大気圧室とに区画し、且つ、上記調圧室内の圧力に基づき同調圧室の容積を変化させる方向に変位する弁体を備える。そして、弁体は、調圧室内の圧力の低下による同調圧室の容積を縮小する方向への変位を通じて調圧室と高圧側通路とを連通する一方で、調圧室内の圧力の上昇による同調圧室の容積を拡大する方向への変位を通じて調圧室と高圧側通路とを遮断する。また、圧力調整弁には、ボディにおける大気圧室が大気と繋がる部分を覆うようキャップが設けられる。そして、このキャップの内面とボディの外面との間には、大気圧室と大気とを連通するラビリンス構造の連通部が形成される。この連通部を通じて大気圧室と外部（大気）との間での空気の行き来が実現されるため、弁体の変位及び大気圧室の容積の変化が速やかに行われるようになる。一方、上記連通部はラビリンス構造となっているため、その連通部を介して外部から大気圧室内に吸い込まれる空気の流れをゆるやかにすることができ、その空気と共に異物や水が大気圧室内に浸入することを抑制できる。
【００１１】
上記連通部のラビリンス構造については、次のように実現することが考えられる。すなわち、キャップの内面とボディの外面との間に同ボディの周囲全体に亘って環状に延びるビードを弁体の変位方向に複数段連なるように形成する。更に、それら複数段のビードにそれぞれ切り欠き部を形成し、それら切り欠き部のビードの延びる方向についての形成位置を隣り合うビード同士で異ならせる。これら複数段のビード及び切り欠き部により、上記連通部のラビリンス構造を実現する。
【００１２】
また、上記連通部のラビリンス構造については、次のように実現することも可能である。すなわち、複数段のビードにそれぞれ形成された切り欠き部のビードの延びる方向についての形成位置をビード毎に異ならせる。これら複数段のビード及び切り欠き部により、上記連通部のラビリンス構造を実現する。
【００１３】
なお、ボディ及びキャップにおけるビードに対応する部分は、ビードの環状に延びる方向について多角形の形状に形成される場合がある。この場合、切り欠き部をビード毎に多角形の異なる一辺に形成することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】圧力調整弁の構造を示す断面図。
【図２】同圧力調整弁のキャップの構造を示す断面図。
【図３】同キャップを示す平面図。
【図４】同キャップを示す底面図。
【図５】図２のキャップを矢印Ｃ−Ｃ方向から見た断面図。
【図６】図３のキャップを矢印Ｂ−Ｂ方向から見た断面図。
【図７】図３のキャップを矢印Ｄ−Ｄ方向から見た断面図。
【図８】図３のキャップを矢印Ｆ−Ｆ方向から見た断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、圧力調整弁の一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
図１に示す圧力調整弁１は、気体燃料を使用する内燃機関の燃料供給系に設けられている。圧力調整弁１のボディ２は、遮断弁３を固定した本体ブロック４と、その本体ブロックに一方の端部を固定した筒体５と、その筒体５のもう一方の端部に取り付けられる蓋６と、を備えている。ボディ２の内部、すなわち本体ブロック４、筒体５、及び蓋６によって囲まれた部分は、弁体７のピストン８によって本体ブロック４側に位置する調圧室９と蓋６側に位置する大気圧室１０とに区画されている。弁体７は、調圧室９の容積を変化させる方向（図中の上下方向）に変位可能となっている。
【００１６】
大気圧室１０内には、ピストン８（弁体７）を調圧室９側に付勢するスプリング１１が設けられている。また、大気圧室１０は、筒体５と蓋６との隙間や蓋６の中心部に形成された連通孔１２を介して、外部（大気）との間で空気を行き来させることが可能となっている。圧力調整弁１には、ボディ２（筒体５及び蓋６）における大気圧室１０と大気とが繋がる部分、すなわち筒体５と蓋６との隙間及び蓋６の連通孔１２を覆うよう、キャップ１３が設けられている。更に、圧力調整弁１におけるキャップ１３の内面とボディ２（筒体５）の外面との間には、大気圧室１０（直接的には筒体５と蓋６との隙間及び蓋６の連通孔１２）と大気とを連通するラビリンス構造の連通部１４が形成されている。
【００１７】
本体ブロック４には、内燃機関の気体燃料を蓄えておくための燃料タンクと連通する高圧側通路１５が形成されている。更に、本体ブロック４には、調圧室９に繋がるとともに内燃機関の燃料噴射弁と連通する低圧側通路２１も形成されている。上記高圧側通路１５には上記遮断弁３が組み付けられており、同遮断弁３の開閉動作を通じて高圧側通路１５と燃料タンクとが連通されたり遮断されたりする。また、高圧側通路１５は、弁体７の変位方向に延びる収容室１６を介して調圧室９と連通している。弁体７のピストン８の中心部には、収容室１６に向けて突出することにより、同収容室１６における調圧室９に対する開口部分に取り付けられたシート部材１７を貫通するロッド１８が固定されている。このロッド１８における収容室１６内に位置する部分には、同ロッド１８よりも大径の弁軸１９が形成されている。また、収容室１６内には、弁軸１９をシート部材１７側に付勢するスプリング２０が設けられている。
【００１８】
弁体７は、上述したピストン８と弁軸１９を備えたロッド１８とによって形成されている。弁体７は、調圧室９内の圧力に基づき、その調圧室９の容積を変化させる方向に変位する。そして、調圧室９の容積を拡大する方向への弁体７の変位により、弁軸１９がシート部材１７に押し付けられると、調圧室９と高圧側通路１５（直接的には収容室１６）とが遮断される。一方、調圧室９の容積を縮小する方向への弁体７の変位により、弁軸１９がシート部材１７から離れると、調圧室９と高圧側通路１５（収容室１６）とが連通する。このように調圧室９と高圧側通路１５とが連通した状態であり、且つ、上記遮断弁３が開いた状態であれば、燃料タンク内の高圧の燃料が高圧側通路１５及び収容室１６を介して調圧室９に供給される。このように調圧室９に供給された燃料は減圧され、その減圧後の燃料が低圧側通路２１を介して内燃機関の燃料噴射弁に供給される。
【００１９】
圧力調整弁１では、内燃機関の運転に伴う燃料噴射弁からの燃料噴射により調圧室９内の圧力が規定値未満に低下すると、弁体７が調圧室９の容積を縮小する方向に変位して弁軸１９がシート部材１７から離間し、それによって調圧室９と高圧側通路１５とが連通する。このとき、遮断弁３が開いていれば、燃料タンクからの高圧の燃料が高圧側通路１５及び収容室１６を介して調圧室９に供給される。このように調圧室９に供給された燃料は減圧される一方、その燃料の供給を受ける調圧室９内の圧力は上昇する。そして、調圧室９内の圧力が上記規定値以上に上昇すると、弁体７が調圧室９の容積を拡大する方向に変位して弁軸１９がシート部材１７に押し付けられ、それによって調圧室９と高圧側通路１５とが遮断される。なお、上記規定値に関しては、調圧室９の圧力に対するピストン８の受圧面積、スプリング１１の弾性係数、及びスプリング２０の弾性係数を変えることによって適宜設定することが可能である。また、上記規定値に関しては、設置状態にあるスプリング１１への荷重、及び、設置状態にあるスプリング２０への荷重を変えることによって適宜設定することも可能である。
【００２０】
次に、圧力調整弁１におけるキャップ１３の内面とボディ２（筒体５）の外面との間に形成された連通部１４について詳しく説明する。
図２〜図５にはキャップ１３の詳細な形状が示されている。なお、図３はキャップ１３の平面図であり、図４はキャップ１３の底面図である。また、図２は図３のキャップ１３を矢印Ａ−Ａ方向から見た断面図であり、図５は図２のキャップ１３を矢印Ｃ−Ｃ方向から見た断面図である。
【００２１】
図２に示すように、キャップ１３の内面とボディ２の外面との間にはビード２２が形成されている。このビード２２は、キャップ１３の内面から突出してボディ２の外面に接触しており、且つ、図中の上下方向（図１の弁体７の変位方向）に所定間隔をおいて複数段連なって形成されている。なお、この例では、ビード２２は合計四つ、すなわち四段となるように形成されている。各ビード２２はそれぞれボディ２の周囲全体に亘って環状に延びている。また、図３〜図５に示すように、ボディ２の外面及びキャップ１３の内面、言い換えればボディ２及びキャップ１３におけるビード２２に対応する部分は、ビード２２の環状に延びる方向について多角形（この例では四角形）の形状に形成されている。
【００２２】
図６〜図８はそれぞれ、図３のキャップ１３を矢印Ｂ−Ｂ方向から見た断面図、同キャップ１３を矢印Ｄ−Ｄ方向から見た断面図、及び、同キャップ１３を矢印Ｆ−Ｆ方向から見た断面図である。図６〜図８及び図２に示す各ビード２２にはそれぞれ切り欠き部２３が形成されている。それら切り欠き部２３のビード２２の延びる方向についての形成位置は、隣り合うビード同士で異なっており、それだけでなくビード２２毎に異なってもいる。より詳しくは、切り欠き部２３は、ビード２２毎に上記多角形（四角形）の異なる一辺に形成されている。そして、隣り合うビード２２間の隙間、及び、各ビード２２に形成された切り欠き部２３により、キャップ１３の内面とボディ２（筒体５）の外面との間に図１の大気圧室１０（直接的には筒体５と蓋６との隙間及び蓋６の連通孔１２）と大気とを連通するラビリンス構造の連通部１４が形成される。
【００２３】
次に、圧力調整弁１の作用について説明する。
圧力調整弁１では、調圧室９内の圧力の規定値未満への低下による弁体７（ピストン８）の調圧室９の容積を縮小する方向への変位を通じて調圧室９と高圧側通路１５とが連通する一方で、調圧室９内の圧力の規定値以上への上昇による弁体７の調圧室９の容積を拡大する方向への変位を通じて調圧室９と高圧側通路１５とが遮断される。弁体７が調圧室９の容積を変化させる方向に変位するときには、その変位に合わせて大気圧室１０の容積も変化するため、大気圧室１０と外部（大気）との間で空気を行き来させないと、大気圧室１０の容積変化（弁体７の変位）を速やかに行うことができなくなる。
【００２４】
このため、大気圧室１０は、筒体５と蓋６との隙間や蓋６の連通孔１２を介して、外部（大気）との間で空気を行き来させることが可能となっている。更に、それら筒体５と蓋６との隙間及び蓋６の連通孔１２を覆うようボディ２に設けられたキャップ１３の内面と同ボディ２の外面との間には、それら筒体５と蓋６との隙間及び蓋６の連通孔１２と大気とを連通する連通部１４が形成されている。この連通部１４等を介して大気圧室１０と大気との間で空気を行き来させることができ、それによって大気圧室１０の容積変化（弁体７の変位）を速やかに行うことが可能になる。
【００２５】
ただし、外部（大気）から大気圧室１０内に吸い込まれる空気の勢いが強すぎると、その空気と共に異物や水が大気圧室１０に入り込んでしまい、それが原因となって圧力調整弁１に動作不良が生じるおそれがある。こうしたことに対処するため、大気圧室１０と外部とを連通する上記連通部１４はラビリンス構造となっている。
【００２６】
詳しくは、キャップ１３の内面から突出してボディ２の外面に接触するビード２２が、ボディ２の周囲全体に亘って多角形（この例では四角形）の環状に延びるように、且つ、弁体７の変位方向に複数段連なって形成される。更に、複数段のビード２２にはそれぞれ切り欠き部２３が形成されており、それら切り欠き部２３のビード２２の延びる方向についての形成位置をビード２２毎に異ならせる。すなわち、切り欠き部２３をビード２２毎に上記多角形（四角形）の異なる一辺に形成する。これら複数段のビード２２及び各ビード２２に形成された切り欠き部２３により、上記連通部１４におけるラビリンス構造が実現される。
【００２７】
このように大気圧室１０と外部とを連通する上記連通部１４をラビリンス構造とすることにより、弁体７の変位（大気圧室１０の容積変化）の際に上記連通部１４を介して外部から大気圧室１０内に吸い込まれる空気の流れがゆるやかになる。そして、外部から大気圧室１０に吸い込まれる空気の流れがゆるやかになることにより、その空気と共に異物や水が大気圧室１０内に浸入することは抑制される。更に、大気圧室１０に浸入した異物や水が原因となって圧力調整弁１に動作不良が生じることも抑制される。
【００２８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）弁体７の変位時に大気圧室１０と外部との間で空気を適切に行き来させつつ、その空気に伴う外部から大気圧室１０への異物や水の浸入を抑制することができる。
【００２９】
（２）大気圧室１０への異物や水の浸入を抑制することにより、それらの浸入による圧力調整弁１の動作不良を抑制することができる。
（３）大気圧室１０への水の浸入を抑制することができるため、その水の浸入に起因して圧力調整弁１における大気圧室１０周辺に存在する部品の腐食を抑制することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・ボディ２及びキャップ１３におけるビード２２に対応する部分は、ビード２２の環状に延びる方向について四角形の形状に形成されているが、四角形以外の多角形の形状、例えば五角形、六角形、及び八角形などの形状に形成されていてもよい。
【００３１】
・ボディ２及びキャップ１３におけるビード２２に対応する部分の形状は必ずしも上述したように多角形の形状に形成する必要はなく、円形や楕円形など他の形状に形成することも可能である。
【００３２】
・連通部１４のラビリンス構造を実現するためのビード２２の段数は四段以外であってもよい。なお、ビード２２の段数は上記多角形の画数と異なっていてもよい。
・切り欠き部２３のビード２２の延びる方向についての形成位置については、必ずしも全てのビード２２毎に異ならせる必要はなく、隣り合うビード２２同士で異ならせるだけでもよい。
【００３３】
・一つのビード２２に一つの切り欠き部２３を形成したが、一つのビード２２に複数の切り欠き部２３を形成してもよい。
・ビード２２は、必ずしもキャップ１３の内面から突出するものである必要はなく、ボディ２（筒体５）の外面から突出してキャップ１３の内面に接触するものであってもよい。
【００３４】
・連通部１４のラビリンス構造は、複数段のビード２２と各ビード２２の切り欠き部２３によって実現したが、それ以外の構成によって実現することも可能である。
・連通孔１２は、蓋６の中心部から外れた位置に形成されていてもよい。
【００３５】
・連通孔１２は、蓋６ではなく筒体５の側面部に形成されていてもよい。
・圧力調整弁１は、必ずしも内燃機関の燃料供給系に設けられるものである必要はなく、内燃機関の燃料供給系以外の場所であって流体の減圧が行われる場所に設けられるものであってもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１…圧力調整弁、２…ボディ、３…遮断弁、４…本体ブロック、５…筒体、６…蓋、７…弁体、８…ピストン、９…調圧室、１０…大気圧室、１１…スプリング、１２…連通孔、１３…キャップ、１４…連通部、１５…高圧側通路、１６…収容室、１７…シート部材、１８…ロッド、１９…弁軸、２０…スプリング、２１…低圧側通路、２２…ビード、２３…切り欠き部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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