压力调节阀的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种压力调节阀。该压力调节阀能够抑制调压室内的流体压力的调整精度的偏差。在压力调节阀中设有第1流体通路(42)和第2流体通路(43)作为用于将阀室(25)的CNG引导到调压室(23)的流体通路。第1流体通路(42)和第2流体通路(43)具有互不相同的通路截面积。在阀芯(40)离开阀座构件(30)而第1开口(301)开放时，第1流体通路(42)通过第1开口(301)与调压室(23)相连通。在活塞(45)向离开阀芯(40)的方向移动时，设于阀芯(40)的第2开口(431)开放，第2流体通路(43)与调压室(23)相连通。
【专利说明】压力调节阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于使流体的压力减小的压力调节阀。
【背景技术】
[0002]在用于向内燃机供给作为流体的一例子的气体燃料的供给系统中设有这样的压力调节阀:使来自储存罐的高压的气体燃料减压至规定压力，将减压后的气体燃料供给到燃料喷射阀(参照专利文献I)。
[0003]专利文献I所述的压力调节阀包括:阀座构件，其划分出与供气体燃料流入的流入部连通的阀室和与使气体燃料流出的流出部连通的调压室；阀芯，其配置在阀室内，向接近阀座构件的方向和离开该阀座构件的方向相对地移动；以及施力构件，其用于对阀芯向接近阀座构件的方向施加作用力。阀芯具有经由设于阀座构件的开口而突出到调压室的突出部。
[0004]此外，在压力调节阀中设有划分出调压室和背压室且由磁性材料构成的活塞和为了使该活塞向接近阀座构件的方向和离开该阀座构件的方向移动而进行驱动的电磁式的驱动器。该活塞抵接于阀芯的突出部的顶端，能够与上述驱动器的驱动方式相应地调整活塞推动阀芯的力。
[0005]具体地讲，像怠速运转时等那样来自燃料喷射阀的燃料喷射量较少，临时储存向该喷射阀供给的气体燃料的输送管内的设定压力被设定为比较低的压力时，不向驱动器供电。由此，活塞推动阀芯的力变小，上述开口的开度难以变大。另一方面，在来自燃料喷射阀的燃料喷射量较多、输送管内的设定压力被设定为比较高的压力时，向驱动器供电。由此，活塞推动阀芯的力变大，上述开口的开度易于变大。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2012 - 73886号公报
【发明内容】
_9] 发明要解决的问题
[0010]但是，在上述压力调节阀中，为了增大阀座构件的开口的开度，会克服来自施力构件的作用力使阀芯向离开阀座构件的方向移动。因此，通过减小施力构件的作用力，能够使阀芯易于向离开阀座构件的方向移动。在这种情况下，像设定压力较高的情况、储存罐内的流体压力较低且阀室内的流体压力较低的情况等那样欲使大量的气体燃料从阀室流入到调压室时，与开口的开度易于变大相应能够高精度地控制调压室内的流体压力、即比压力调节阀靠下游侧的流体压力。另一方面，像设定压力较低的情况、储存罐内的流体压力较高且阀室内的流体压力较高的情况等那样欲将气体燃料从阀室到调压室的流量设为少量时，与难以微调开口的开度相应地会导致调压室内的流体压力的控制性降低。
[0011]相反，在增大施力构件的作用力时，开口的开度难以变大，易于微调开口的开度，因此，在像上述那样欲将气体燃料从阀室到调压室的流量设为少量时，能够高精度地控制调压室内的流体压力。另一方面，在像上述那样欲使大量的气体燃料从阀室流入到调压室时，与开口的开度难以变大相应地会导致调压室内的流体压力的控制性降低。
[0012]本发明的目的在于，提供一种能够抑制调压室内的流体压力的调整精度的偏差的压力调节阀。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]用于解决上述课题的压力调节阀在装置主体内设有:阀座构件，其用于划分出连通于流入部的阀室和连通于流出部的调压室；阀芯，其配置在阀室内，能够闭塞阀座构件的第I开口 ；施力构件，其用于对阀芯施加向接近阀座构件的方向的作用力；以及活塞，其配置在隔着阀座构件而与阀芯相反的一侧，根据向驱动器的供电状态来调整活塞的位置。此夕卜，压力调节阀设有用于将阀室的流体引导到调压室的第I流体通路，该第I流体通路在阀芯离开阀座构件的状态下通过第I开口与调压室相连通。此外，在阀芯内设有第2流体通路，该第2流体通路具有与第I流体通路的通路截面积不同的通路截面积，而且用于将阀室的流体引导到调压室。而且，在活塞和阀芯中的至少一者上设有经由第I开口朝向另一者突出的突出部，在该突出部的顶端抵接于上述另一者时，作为第2流体通路的开口的第2开口被闭塞。此外，在突出部的顶端不抵接于上述另一者、而第2开口开放时，第2流体通路与调压室相连通。
[0015]采用上述结构，在作为流体通路选择第I流体通路的情况下，通过向驱动器的供电，活塞被按压在阀芯上，能够维持第2开口被活塞闭塞的状态。而且，在阀芯通过被活塞推动而克服来自施力构件的作用力向离开阀座构件的方向移动时，第I开口开放。于是，从流入部流入到阀室的流体通过第I流体通路和第I开口流入到调压室，从该调压室通过流出部流出。此时，通过调整第I开口的开度，能够调整通过该第I开口流入到调压室的流体的量，能够调整调压室内的流体压力、即比流出部靠下游侧的流体压力。另外，在这样流体从阀室通过第I流体通路流动到调压室的情况下，第2开口被活塞闭塞，因此，能够限制阀室的流体通过第2流体通路流入到调压室。
[0016]另一方面，在作为流体通路选择第2流体通路的情况下，通过向驱动器的供电而使活塞向离开阀芯的方向移动时，设于活塞和阀芯中的至少一者的突出部的顶端不与另一者抵接，第2开口开放。于是，通过流入部流入到阀室的流体通过第2流体通路流入到调压室，从该调压室通过流出部流出。此时，通过调整第2开口的开度，能够调整通过该第2开口流入到调压室的流体的量，能够调整调压室内的流体压力、即比流出部靠下游侧的流体压力。另外，在这样流体从阀室通过第2流体通路流动到调压室的情况下，利用来自施力构件的作用力使阀芯落位于阀座构件，因此，能够阻断第I流体通路和调压室通过第I开口相连通。因而，能够限制阀室的流体通过第I流体通路流入到调压室。
[0017]但是，像比压力调节阀靠下游侧的设定压力较高的情况、比压力调节阀靠上游侧的流体压力较低且阀室内的流体压力较低的情况等那样欲使大量的气体燃料从阀室流入到调压室时，优选的是选择第I流体通路和第2流体通路中的通路截面积较大的通路。通过这样欲使流体从阀室通过通路截面积较大的流体通路流入到调压室，易于控制流体从阀室到调压室的流量，进而能够高精度地调整调压室内的流体压力。
[0018]另一方面，像比压力调节阀靠下游侧的设定压力较低的情况、比压力调节阀靠上游侧的流体压力较高且阀室内的流体压力较高的情况等那样欲将流体从阀室到调压室的流量设为少量时，优选的是选择第I流体通路和第2流体通路中的通路截面积较小的通路。通过这样欲使流体从阀室通过通路截面积较小的流体通路流入到调压室，易于控制流体从阀室到调压室的流量，进而能够高精度地调整调压室内的流体压力。
[0019]通过这样与状况相应地分别使用第I流体通路和第2流体通路，能够抑制调压室内的流体压力的调整精度的偏差。
[0020]此外，上述压力调节阀也可以在装置主体内设有位于隔着阀室而与调压室相反的一侧的背压室、使阀室和背压室连通的连通部、以及使背压室和调压室连通的背压通路。在这种情况下，优选的是阀芯具有位于阀室内的主体和自该主体延伸至连通部内且划分出阀室和背压室的抵消部。
[0021]采用上述结构，由于背压室通过背压通路与调压室相连通，因此，背压室内的流体压力成为与调压室内的流体压力相同程度。因此，能够利用基于背压室内的流体压力作用于阀芯的力来抵消基于调压室内的流体压力作用于阀芯的力。其结果，在调整第I开口的开度、调整调压室内的流体压力的情况下，无论该时刻的调压室内的流体压力的大小如何，都能够抑制第I开口的开度的调整精度的偏差。即，在作为流体从阀室到调压室的流通路径选择第I流体通路的情况下，无论调压室内的流体压力的大小如何，都能够高精度地控制调压室内的流体压力。
[0022]此外，上述压力调节阀也可以在装置主体内设有位于隔着调压室而与阀室相反的一侧的收容室和使该收容室与调压室之间连通的收容通路。在这种情况下，优选的是利用活塞将收容室和调压室之间划分开。
[0023]采用上述结构，由于收容室通过收容通路与调压室相连通，因此，收容室内的流体压力成为与调压室内的流体压力相同程度。因此，能够利用基于收容室内的流体压力作用于活塞的力来抵消基于调压室内的流体压力作用于活塞的力。其结果，在调整第2开口的开度、调整调压室内的流体压力的情况下，无论该时刻的调压室内的流体压力的大小如何，都能够抑制第2开口的开度的调整精度的偏差。即，在作为流体从阀室到调压室的流通路径选择第2流体通路的情况下，能够高精度地控制调压室内的流体压力。
[0024]此外，也可以将第I开口和第2开口同轴地配置。采用该结构，与第I开口的轴线中心和第2开口的轴线中心偏心的情况相比，能够抑制压力调节阀在径方向上的大型化。
[0025]此外，上述压力调节阀也可以在活塞和阀芯中的一者上设置突出部，在上述活塞和阀芯中的另一者设置供突出部进入的引导孔。在这种情况下，优选的是在突出部的顶端抵接于引导孔的底面时，第2开口被闭塞，即使活塞相对地离开阀芯，突出部的顶端也位于引导孔内。
[0026]采用上述结构，即使活塞向相对地离开阀芯的方向移动，突出部的顶端也位于引导孔内。因此，在使活塞相对地接近阀芯时，能够将突出部的顶端沿着引导孔的侧壁朝向底面引导。因而，能够适当地使突出部的顶端抵接于引导孔的底面，能够利用突出部闭塞第2开口。
[0027]此外，在由磁性材料构成活塞中的至少一部分的情况下，驱动器也可以包括配置在活塞的外周侧的电磁线圈和配置在位于隔着调压室而与阀室相反的一侧的收容室中且用于对活塞施加向接近阀芯的方向的作用力的另一施力构件。
[0028]采用上述结构，在不向电磁线圈供电时，利用另一施力构件的作用力对活塞向接近阀芯的方向施力，因此，能够利用阀芯和活塞的抵接来闭塞设于阀芯的第2开口。另一方面，利用基于向电磁线圈供电而产生的电磁力使活塞克服另一施力构件的作用力向离开阀芯的方向移动，从而能够使第2开口开放。
[0029]而且，在这样采用包括另一施力构件的驱动器的情况下，优选的是使另一施力构件的作用力小于施力构件的作用力。采用该结构，比通过活塞施加的“另一施力构件的作用力”大的“施力构件的作用力”作用于阀芯。因此，在不向驱动器的电磁线圈供电的状态下，易于使阀芯克服另一施力构件的作用力向接近阀座构件的方向移动。因而，在不向电磁线圈供电时，利用活塞和阀芯的抵接，不仅能够闭塞第2开口，也能够使阀芯落位于阀座构件。其结果，在不向电磁线圈供电时，能够限制流体从阀室通过第I流体通路向调压室流入和流体从阀室通过第2流体通路向调压室流入这两者。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是表示压力调节阀的一实施方式的概略结构的剖视图。
[0031]图2是将该压力调节阀的一部分放大的剖视图。
[0032]图3是图2中的3 — 3线向视剖视图。
[0033]图4是图2中的4 — 4线向视剖视图。
[0034]图5是针对该压力调节阀表示第I开口开放的状态的作用图。
[0035]图6是针对该压力调节阀表示第2开口开放的状态的作用图。
[0036]图7是表示另一实施方式的压力调节阀的概略结构的剖视图。
[0037]图8是表示又一实施方式的压力调节阀的概略结构的剖视图。
【具体实施方式】
[0038]下面，按照图1?图6说明将用于使流体的压力减小的压力调节阀具体化的一实施方式。另外，将图1中的上下方向称作“轴线方向”。
[0039]图1所示的压力调节阀11是设于供给系统的阀，该供给系统用于向内燃机供给作为流体的一例子的CNG(压缩天然气)，该压力调节阀11用于将从罐12供给的高压的CNG减压而供给到输送管13内。然后，从喷射器喷射临时储存在输送管13内的CNG。
[0040]在设有本实施方式的压力调节阀11的内燃机中，能够根据输出轴的旋转速度变更输送管13内的设定压力。例如，在像操作加速踏板的情况那样输出轴高速旋转的情况下，来自喷射器的燃料喷射量较多，因此，将设定压力设定为高压。另一方面，在像不操作加速踏板的情况下的怠速运转时等那样输出轴低速旋转的情况下，来自喷射器的燃料喷射量较少，因此，将设定压力设定为低压。
[0041]如图1所示，压力调节阀11的装置主体20包括位于图中下方的第I主体21和位于图中上方的第2主体22。第2主体22呈有底大致圆筒形状，在第2主体22的开口端(图中下端)设有凸缘221。此外，在第I主体21的图中上部设有筒状部211。而且，通过第2主体22的凸缘221嵌入到第I主体21的筒状部211内，形成调压室23。而且，该调压室23通过设于装置主体20的作为流出部的流出路径24与输送管13内相连通。
[0042]如图1和图2所示，在第I主体21内设有阀室25。该阀室25通过作为流入部的流入路径26与罐12内相连通。此外，在第I主体21内的、轴线方向上的阀室25和调压室23之间的位置设有直径比阀室25的直径大的中间部27。在该中间部27内设有在从轴线方向看的情况下呈大致圆盘形状的座28和用于限制该座28自中间部27内脱离的插塞29。SP，利用座28和插塞29来划分出调压室23和阀室25。在这一点上，利用座28和插塞29构成“阀座构件30”的一例子。
[0043]在该阀座构件30中设有用于使调压室23和阀室25之间连通的第I开口 301。该第I开口 301的轴线中心与沿轴线方向延伸的轴线100 —致。而且，在第I开口 301开放的情况下，阀室25内的CNG通过第I开口 301流入到调压室23内。
[0044]此外，在第I主体21内设有:背压室31，其位于隔着阀室25而与调压室23相反的一侧、即比阀室25靠图中下侧的位置；连通部32，其使阀室25和背压室31连通。该连通部32的直径与第I开口 301的直径相等。此外，背压室31通过背压通路33与调压室23相连通。因此，背压室31内的燃料压力(流体压力)成为与调压室23内的燃料压力(流体压力)相同程度。
[0045]在这样的第I主体21内设有闭塞阀座构件30的第I开口 301的阀芯40和配置在阀室25内且作为对阀芯40施加朝向接近阀座构件30的方向的作用力的施力构件的第I弹黃41。
[0046]阀芯40能够沿着阀室25的内壁在轴线方向上滑动。这样的阀芯40具有位于阀室25内的主体401和从该主体401朝向连通部32突出的杆状的抵消部402。主体401的上部构成为随着朝向上方去而直径逐渐变小。抵消部402的直径小于主体401的直径，而且与连通部32的直径相等。即，抵消部402能够相对于连通部32的内壁滑动。而且，利用这样的抵消部402划分出阀室25内和背压室31。
[0047]像上述那样，连通部32的直径和第I开口 301的直径相等，而且调压室23内的燃料压力和背压室31内的燃料压力相等。因此，能够利用抵消部402所承受的背压室31内的燃料压力即“向上方推动阀芯40的力”来抵消阀芯40的顶端(即图中上端)所承受的调压室23内的燃料压力即“向下方推动阀芯40的力”。
[0048]此外，如图2和图3所示，通过在阀芯40的主体401的侧壁形成沿图中上方延伸的缺口，在阀芯40的主体401和第I主体21的内壁之间设有用于将阀室25内的CNG引导到调压室23内的第I流体通路42。在阀芯40离开阀座构件30的情况下，第I流体通路42通过第I开口 301而与调压室23内相连通，而在阀芯40落位于阀座构件30的情况下，第I开口 301被阀芯40闭塞，因此，第I流体通路42和调压室23的连通被阻断。
[0049]此外，在阀芯40的主体401的顶端设有引导孔4011。此外，除了第I流体通路42以外，在阀芯40内还设有用于将阀室25内的CNG引导到调压室23内的第2流体通路43。该第2流体通路43的通路截面积小于第I流体通路42的通路截面积。此外，第2流体通路43开口于引导孔4011的底面4012。将设于该底面4012的开口称作“第2开口 431”。该第2开口 431的轴线中心与轴线100—致，与第I开口 301同轴地配置。而且，在第2开口 431开放的情况下，第2流体通路43与调压室23内相连通，在第2开口 431被闭塞的情况下，第2流体通路43和调压室23内的连通被阻断。
[0050]此外，如图1所示，压力调节阀11包括与阀芯40同轴且配置在隔着阀座构件30而与阀芯40相反的一侧的活塞45。该活塞45由磁性材料构成，其具有呈圆柱形状的活塞主体451和自活塞主体451的下端向下方突出的突出部452。活塞主体451的直径与第2主体22的筒状部222的内径相等，活塞45能够相对于第2主体22的筒状部222的内壁在轴线方向上滑动。
[0051]突出部452的直径小于第I开口 301的直径，而且与设于阀芯40的引导孔4011的直径相等或者稍稍小于引导孔4011的直径。此外，突出部452的长度尺寸大于引导孔4011的深度尺寸。这样的突出部452贯穿第I开口 301，进入到阀芯40的引导孔4011内。而且，在使突出部452的顶端4521抵接于引导孔4011的底面4012时，设于底面4012的第2开口 431被突出部452的顶端4521闭塞。即，在本实施方式的压力调节阀11中，具有突出部452的活塞45构成“一侧构件”的一例子，具有引导孔4011的阀芯40构成“另一侧构件”的一例子。另外，突出部452的顶端4521成为其直径随着朝向下方去而逐渐变小的锥形状。
[0052]另外，如图2和图4所示，通过在活塞45的突出部452的侧壁形成沿图中上下方向延伸的缺口，在突出部452和阀芯40的内壁之间设有使第2流体通路43和调压室23之间连通的连通通路46。
[0053]此外，如图1所示，在第2主体22内，在其底壁和活塞45之间设有收容室47。SP，收容室47位于隔着调压室23而与阀室25相反的一侧的位置，利用活塞45的活塞主体451将该收容室47和调压室23之间划分开。这样的收容室47通过设于活塞主体451的收容通路48与调压室23内相连通。因此，收容室47内的燃料压力与调压室23内的燃料压力相等。
[0054]呈大致圆柱形状的活塞主体451的上表面面向收容室47，并且活塞主体451的下表面面向调压室23，活塞主体451的上端的直径和下端的直径相等。因此，能够利用活塞主体451的下表面所承受的调压室23内的燃料压力即“向上方推动活塞45的力”来抵消活塞主体451的上表面所承受的收容室47内的燃料压力即“向下方推动活塞45的力”。
[0055]此外，在收容室47内设有作为对活塞45施加向接近阀芯40的方向(即下方)的作用力的另一个施力构件的第2弹簧49。该第2弹簧49对活塞45施加的作用力小于第I弹簧41对阀芯40施加的作用力。因此，在未对活塞45作用除了来自第2弹簧49的作用力之外的力的情况下，第I弹簧41向图中上方推动阀芯40的力大于活塞45向图中下方推动阀芯40的力，因此，第I开口 301和第2开口 431均被闭塞。
[0056]此外，在第2主体22的筒状部的外周侧设有电磁线圈50。而且，在从控制装置60向电磁线圈50供电时，利用产生的电磁力使活塞45在轴线方向上移动。例如在活塞45向图中下方移动的情况下，阀芯40被活塞45推向图中下方。在这种情况下，阀芯40克服来自第I弹簧41的作用力向下方移动时，第I开口 301开放。因而，在本实施方式的压力调节阀11中，利用第2弹簧49和电磁线圈50构成通过供电来调整活塞45的轴线方向位置的“驱动器51”的一例子。
[0057]另外，用于检测比压力调节阀11靠上游的、即罐12侧的燃料压力的压力传感器SE电连接于控制装置60。而且，控制装置60根据由压力传感器SE检测出的燃料压力(以下也称作“上游侧压力”。)和上述输送管13内的设定压力来控制供电状态。
[0058]例如在设定压力被设定为高压的情况下，欲增多CNG从阀室25到调压室23的流量，因此，控制装置60选择通路截面积比第2流体通路43大的第I流体通路42作为流体通路。即，控制装置60通过向电磁线圈50的供电而使活塞45向下方移动，在维持着闭塞第2开口 431的状态下使第I开口 301开放。此时，控制装置60通过调整第I开口 301的开度来调整CNG从阀室25内通过第I流体通路42到调压室23内的流量。
[0059]另一方面，在设定压力被设定为低压的情况下，欲将CNG从阀室25到调压室23的流量设为较少的量，因此，控制装置60选择通路截面积比第I流体通路42的通路截面积小的第2流体通路43作为流体通路。即，控制装置60通过向电磁线圈50的供电而使活塞45向上方移动，在维持着闭塞第I开口 301的状态下使第2开口 431开放。此时，控制装置60通过调整第2开口 431的开度来调整CNG从阀室25内通过第2流体通路43到调压室23内的流量。
[0060]接着，参照图5和图6说明压力调节阀11的作用。
[0061]在输送管13内的设定压力较高、作为流体通路选择第I流体通路42的情况下，调整向电磁线圈50的供电状态，使活塞45向接近阀座构件30的方向移动。于是，如图5所示，阀芯40被活塞45推动，克服来自第I弹簧41的作用力向离开阀座构件30的方向移动。于是，在阀芯40离开阀座构件30时，阀座构件30的第I开口 301开放。由此，第I流体通路42通过第I开口 301与调压室23内相连通。
[0062]于是，从流入路径26流入到阀室25内的CNG通过第I流体通路42和第I开口 301流入到调压室23内。此时，通过调整第I开口 301的开度，能够调整通过第I流体通路42流入到调压室23内的CNG的流量、即调压室23内的燃料压力。于是，这样减压后的CNG从调压室23内通过流出路径24流出到输送管13侧。
[0063]另外，在这样选择第I流体通路42的情况下，形成在阀芯40的引导孔4011的底面4012中的第2开口 431被活塞45的突出部452的顶端4521闭塞。因此，能够限制CNG从阀室25内通过第2流体通路43流入到调压室23内。
[0064]另一方面，在输送管13内的设定压力较低、作为流体通路选择第2流体通路43的情况下，调整向电磁线圈50的供电状态，使活塞45向离开阀座构件30的方向移动。于是，如图6所示，活塞45的突出部452的顶端4521离开阀芯40的引导孔4011的底面4012，第2开口 431开放。由此，第2流体通路43与调压室23内相连通。
[0065]于是，从流入路径26流入到阀室25内的CNG通过第2流体通路43和连通通路46流入到调压室23内。此时，通过调整第2开口 431的开度，能够调整通过第2流体通路43流入到调压室23内的CNG的流量、即调压室23内的燃料压力。于是，这样减压后的CNG从调压室23内通过流出路径24流出到输送管13侧。
[0066]另外，在这样选择第2流体通路43的情况下，不会自第2弹簧49通过活塞45对阀芯40施加作用力。其结果，阀芯40利用来自第I弹簧41的作用力落位于阀座构件30，第I开口 301被闭塞。因此，能够限制CNG从阀室25内通过第I流体通路42流入到调压室23内。
[0067]以上，根据上述结构和作用，能够获得以下所示的效果。
[0068](I)第2流体通路43的通路截面积小于第I流体通路42的通路截面积。因此，在像输送管13内的设定压力较低的情况等那样欲将CNG从阀室25到调压室23的流量设为较少的量的情况下，作为流体通路选择第2流体通路43，阀室25内的CNG通过第2流体通路43流入到调压室23内。在这样设定压力较低的情况下，通过选择第2流体通路43，与选择第I流体通路42的情况相比较，能够抑制CNG从阀室25内过量地流入到调压室23内。其结果，能够将调压室23内的燃料压力调整为与设定压力相应的燃料压力。
[0069]另一方面，在像输送管13内的设定压力较高的情况等那样欲增多CNG从阀室25到调压室23的流量的情况下，作为流体通路选择第I流体通路42，阀室25内的CNG通过第I流体通路42流入到调压室23内。在这样设定压力较高的情况下，通过选择第I流体通路42，与选择第2流体通路43的情况相比较，能够使CNG易于从阀室25内流入到调压室23内。其结果，能够抑制产生调压室23内的燃料压力大幅度地小于设定压力的现象。
[0070]这样与设定压力的高低相应地控制驱动器的驱动方式，作为CNG从阀室25到调压室23的流通路径选择第I流体通路42和第2流体通路43中的任一者，易于将调压室23内的燃料压力调整为与此时的设定压力相应的燃料压力。因而，能够抑制由输送管13内的设定压力改变所引起的调压室23内的燃料压力的调整精度的偏差。
[0071](2)由于背压室31通过背压通路33与调压室23相连通，因此，能够将背压室31内的燃料压力设为与调压室23内的燃料压力相同程度。因此，能够利用基于背压室31内的燃料压力作用于阀芯40的力来抵消基于调压室23内的燃料压力作用于阀芯40的力。其结果，在调整第I开口 301的开度、调整调压室23内的燃料压力的情况下，无论该时刻的调压室23内的燃料压力的大小如何，都能够适当地调整第I开口 301的开度。因而，在作为流通路径选择第I流体通路42的情况下，能够高精度地控制调压室23内的燃料压力。
[0072](3)此外，由于收容室47通过收容通路48与调压室23相连通，因此，能够将收容室47内的燃料压力设为与调压室23内的燃料压力相同程度。因此，能够利用基于收容室47内的燃料压力作用于活塞45的力来抵消基于调压室23内的燃料压力作用于活塞45的力。其结果，在调整第2开口 431的开度、调整调压室23内的燃料压力的情况下，无论该时刻的调压室23内的燃料压力的大小如何，都能够适当地调整第2开口 431的开度。因而，在作为流通路径选择第2流体通路43的情况下，能够高精度地控制调压室23内的燃料压力。
[0073](4)由于第I开口 301和第2开口 431同轴地配置，因此，与第I开口 301的轴线中心和第2开口 431的轴线中心偏心的情况相比较，能够抑制压力调节阀11在径向上的大型化。
[0074](5)即使活塞45向离开阀芯40的方向相对地移动，活塞45的突出部452的顶端4521也位于引导孔4011内。因此，在使活塞45相对地接近阀芯40时，能够适当地将突出部452的顶端4521沿着引导孔4011的侧壁引导到底面4012。因而，能够适当地使突出部452的顶端4521抵接于引导孔4011的底面4012，能够利用突出部452闭塞第2开口 431。
[0075](6)活塞45被第2弹簧49向接近阀芯40的方向施力。因此，在不向电磁线圈50供电时，能够利用第2弹簧49的作用力使活塞45的突出部452的顶端4521抵接于阀芯40的引导孔4011的底面4012。即，能够利用活塞45的突出部452闭塞第2开口 431。
[0076]此外,利用基于向电磁线圈50供电而产生的电磁力来使活塞45克服第2弹簧49的作用力向离开阀芯40的方向移动，由此能够使第2开口 431开放。此外，此时，通过调整流动到电磁线圈50的电流的值，能够调整突出部452的轴线方向位置，进而能够适当地调整第2开口 431的开度。
[0077](7)另外，第2弹簧49的作用力小于第I弹簧41的作用力。因此，在不向电磁线圈50供电时，除了闭塞第2开口 431之外，也能够闭塞第I开口 301。
[0078]而且，在这样能够充分地确保被闭塞的第2开口 431的气密程度和被闭塞的第I开口 301的气密程度的情况下，也可以不在CNG的供给系统中设置为了允许或者阻断向输送管13内供给CNG而动作的截止阀。在这种情况下，也能够有助于减少CNG的供给系统中的部件件数。但是，在上述气密程度不充分的情况等时，优选在供给系统中设置截止阀。
[0079]另外，上述实施方式也可以变更为以下那样的其他实施方式。
[0080]第2弹簧49的作用力也可以与第I弹簧41的作用力相等，也可以大于第I弹簧41的作用力。
[0081]活塞只要能够通过向电磁线圈50供电来产生电磁力而在轴线方向上移动，就也可以采用不由磁性材料构成活塞整体、而由磁性材料仅构成其一部分的活塞。例如，活塞也可以是，由磁性材料构成活塞主体451，由除了磁性材料之外的其他材料构成突出部452。
[0082]驱动器只要能够调整活塞45的轴线方向位置，就也可以是除了上述驱动器51之外的其他结构。例如，驱动器既可以是直动式的马达，也可以包括旋转式的马达和用于将自该马达输出的旋转力转换为直行的力的转换机构。
[0083]也可以不在阀芯40中设置引导孔4011。在这种情况下，如图7所示，第2流体通路43延伸至阀芯40的图中上端，在该阀芯40的上端形成有第2开口 431。在这样的结构中，通过使活塞45的突出部452的顶端抵接于阀芯40的上端，能够闭塞第2开口 431。
[0084]如图8所示，也可以不在活塞45上设置突出部，而在阀芯40上设置通过第I开口301突出至活塞45侧的突出部403。在这种情况下，第2流体通路43延伸至阀芯40的突出部403的顶端，在该阀芯40的顶端面(即图中上表面)形成有第2开口 431。在这样的结构中，通过使阀芯40的突出部403的顶端抵接于活塞45 (即活塞主体451)的图中下端，能够闭塞第2开口 431。
[0085]此外，在这样在阀芯40上设置突出部403的情况下，也可以在活塞45中设置能够供突出部403进入的引导孔。在这种情况下，阀芯40构成“一侧构件”的一例子，活塞45构成“另一侧构件”的一例子。
[0086]此外，在这样在阀芯40上设置突出部403的情况下，也可以在与活塞主体451的轴线中心不同的位置设置收容通路48。此外，也可以在活塞主体451的周壁设置沿轴线方向延伸的槽，在该槽和第2主体22的内周面之间形成收容通路48。
[0087]也可以在阀芯40上设置朝向活塞45突出的第I突出部，在活塞45上设置朝向阀芯40突出的第2突出部。而且，优选将第I突出部和第2突出部的顶端配置在第I开口301内。S卩，第I突出部只要突出至第I开口 301内，就也可以不经由第I开口 301贯穿至调压室23内。同样，第2突出部只要突出至第I开口 301内，就也可以不经由第I开口 301贯穿至阀室25内。在这样在阀芯40和活塞45这两者上设置经由第I开口 301朝向另一侧构件突出的突出部的情况下，若第I突出部的顶端和第2突出部的顶端抵接，则第2开口被闭塞。
[0088]也可以使第2开口 431的轴线中心自第I开口 301的轴线中心偏心。在这种情况下，虽然存在压力调节阀在径向上一定程度地大型化的可能性，但是也可以将活塞45以其轴线中心自阀芯40的轴线中心偏心的方式配置。
[0089]第I流体通路只要在阀芯40离开阀座构件30时通过第I开口 301与调压室23内相连通，就也可以设置在除了阀芯40和第I主体21的内壁之间之外的其他位置。例如也可以在阀芯40内除了设置第2流体通路43之外还设置第I流体通路。
[0090]也可以使第I流体通路的通路截面积小于第2流体通路的通路截面积。在这种情况下，在设定压力是低压的情况下，优选使阀室25内的CNG通过第I流体通路流入到调压室23内。另一方面，在设定压力是高压的情况下，优选使阀室25内的CNG通过第2流体通路流入到调压室23内。
[0091]也可以利用除了输送管13内的设定压力的大小之外的其他参数来判断作为流体通路是选择第I流体通路42还是选择第2流体通路43。例如，也可以基于由压力传感器SE检测出的上游侧压力(即比压力调节阀11靠上游侧的燃料压力)选择第I流体通路42和第2流体通路43中的任一者。
[0092]S卩，由压力传感器SE检测出的上游侧压力越高，阀室25内的燃料压力越高，因此，大量的CNG易于从阀室25内流入到调压室23内。因此，为了高精度地控制调压室23内的燃料压力，也可以作为流体通路选择通路截面积比第I流体通路42的通路截面积小的第2流体通路43。在这种情况下，与使CNG从阀室25通过第I流体通路42流入到调压室23内的情况相比较，大量的CNG难以流入到调压室23，与此相对应地能够抑制调压室23内的燃料压力变得过高的现象。
[0093]相反，由压力传感器SE检测出的上游侧压力越低，阀室25内的燃料压力越低，因此，CNG难以从阀室25流入内到调压室23内。因此，为了减小调压室23内的燃料压力和输送管13内的设定压力的偏差量，也可以作为流体通路选择通路截面积比第2流体通路43的通路截面积大的第I流体通路42。在这种情况下，与使CNG从阀室25通过第2流体通路43流入到调压室23内的情况相比较，CNG易于流入到调压室23内，与此相对应地能够使调压室23内的燃料压力接近输送管13内的设定压力。
[0094]因而，通过基于比压力调节阀11靠上游侧的燃料压力的大小来分别使用第I流体通路42和第2流体通路43，能够抑制由比压力调节阀11靠上游侧的燃料压力的大小所引起的调压室23内的燃料压力的调整精度的偏差。
[0095]也可以考虑输送管13内的设定压力和由压力传感器SE检测出的上游侧压力这两者来选择第I流体通路42和第2流体通路43中的任一者。
[0096]在上述实施方式中，具体化为用于使向内燃机供给的CNG减压的压力调节阀，但也可以具体化为用于使除了 CNG之外的其他气体、油等液体减压的压力调节阀。
[0097]附图标记说明
[0098]11、压力调节阀；20、装置主体；23、调压室；24、作为流出部的流出路径；25、阀室；26、作为流入部的流入路径；30、阀座构件；301、第I开口 ；31、背压室；32、连通部；33、背压通路;40、阀;401、主体;4011、引导孔；4012、底面;402、抵消部;403、突出部;41、作为施力构件的一例子的第I弹簧；42、第I流体通路；43、第2流体通路；431、第2开口 ；45、活塞；452、突出部；4521、突出部的顶端；47、收容室；48、收容通路；49、作为另一施力构件的一例子的第2弹簧；50、电磁线圈；51、驱动器。
【权利要求】
1.一种压力调节阀，其中， 在该压力调节阀的装置主体内设有:阀座构件，其用于划分出连通于流入部的阀室和连通于流出部的调压室；阀芯，其配置在上述阀室内，能够闭塞上述阀座构件的第I开口 ；施力构件，其用于对上述阀芯施加向接近上述阀座构件的方向的作用力；以及活塞，其配置在隔着上述阀座构件而与上述阀芯相反的一侧， 根据向驱动器的供电状态来调整上述活塞的位置， 该压力调节阀设有用于将上述阀室的流体引导到上述调压室的第I流体通路，该第I流体通路在上述阀芯离开上述阀座构件的状态下通过上述第I开口与上述调压室相连通，在上述阀芯内设有第2流体通路，该第2流体通路具有与上述第I流体通路的通路截面积不同的通路截面积，而且用于将上述阀室的流体引导到上述调压室， 在上述活塞和上述阀芯中的至少一者上设有经由上述第I开口朝向另一者突出的突出部，在该突出部的顶端抵接于上述另一者时，作为上述第2流体通路的开口的第2开口被闭塞， 在上述突出部的顶端不抵接于上述另一者而上述第2开口开放时，上述第2流体通路与上述调压室相连通。
2.根据权利要求1所述的压力调节阀，其中， 在该压力调节阀的装置主体内设有位于隔着上述阀室而与上述调压室相反的一侧的背压室、使上述阀室和上述背压室连通的连通部、以及使上述背压室和上述调压室连通的背压通路， 上述阀芯具有位于上述阀室内的主体和自该主体延伸至上述连通部内且划分出上述阀室和上述背压室的抵消部。
3.根据权利要求1或2所述的压力调节阀，其中， 在上述装置主体内设有位于隔着上述调压室而与上述阀室相反的一侧的收容室和使该收容室与上述调压室之间连通的收容通路， 利用上述活塞将上述收容室和上述调压室之间划分开。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的压力调节阀，其中， 上述第I开口和上述第2开口同轴地配置。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的压力调节阀，其中， 在上述活塞和上述阀芯中的一者上设有突出部，在上述活塞和上述阀芯中的另一者设有供上述突出部进入的引导孔， 在上述突出部的顶端抵接于该引导孔的底面时，上述第2开口被闭塞， 即使上述活塞相对地离开上述阀芯，上述突出部的顶端也位于上述引导孔内。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的压力调节阀，其中， 由磁性材料构成上述活塞中的至少一部分， 上述驱动器包括: 电磁线圈，其配置在上述活塞的外周侧；以及 另一施力构件，其配置在位于隔着上述调压室而与上述阀室相反的一侧的收容室中，而且用于对上述活塞施加向接近上述阀芯的方向的作用力。
7.根据权利要求6所述的压力调节阀，其中，上述另一施力构件的作用力小于上述施力构件的作用力。
【文档编号】G05D16/20GK104421468SQ201410429014
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】小林昌弘, 畑胜之, 多贺尊孝 申请人:爱三工业株式会社