本發(fā)明涉及對氣體進行減壓的減壓閥。

背景技術(shù)：

以往，作為這種減壓閥，提出了例如專利文獻1所記載的閥。圖7中示出這樣的以往的減壓閥的一個例子。如圖7所示，以往的減壓閥具備劃分構(gòu)件110，該劃分構(gòu)件110對高壓的氣體從該減壓閥的上游側(cè)流入的閥室101和使該氣體減壓的調(diào)壓室102進行劃分。在該劃分構(gòu)件110設(shè)有使閥室101內(nèi)和調(diào)壓室102內(nèi)連通的連通孔111，劃分構(gòu)件110中的與閥室101相對的部位作為閥座112發(fā)揮功能。

另外，選擇性地向靠近閥座112的方向和向遠離該閥座112的方向進退移動的閥芯120的主體部121位于閥室101內(nèi)。桿部122從該主體部121穿過連通孔111而延伸到調(diào)壓室102內(nèi)。并且，連通孔111的周壁與閥芯120的桿部122之間成為使氣體從閥室101內(nèi)向調(diào)壓室102內(nèi)流動的連通路徑105。

在這樣的減壓閥中，在調(diào)壓室102內(nèi)的壓力過高時，桿部122朝向調(diào)壓室102拉入，閥芯120的主體部121落座于劃分構(gòu)件110的閥座112。在主體部121如此落座于閥座112時，連通路徑105被閥芯120封閉，氣體從閥室101內(nèi)向調(diào)壓室102內(nèi)的流動被限制。并且，通過連通路徑105如此被封閉，減壓后的氣體向減壓閥的下游側(cè)流動。

此外，若由于氣體從閥室101內(nèi)向調(diào)壓室102內(nèi)的流動被限制而調(diào)壓室102內(nèi)的壓力變得過低，則桿部122被從調(diào)壓室102內(nèi)朝向閥室101推回，閥芯120的主體部121與閥座112分開。在閥芯120的主體部121如此離開閥座112時，連通路徑105被開放，氣體經(jīng)由該連通路徑105從閥室101內(nèi)向調(diào)壓室102內(nèi)流入，壓力被調(diào)整。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-170432號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

不過，如圖8所示，在閥芯120的主體部121落座了之際載荷作用于劃分構(gòu)件110的閥座112。因此，如圖9所示，劃分構(gòu)件110的閥座112由于該載荷而塑性變形，隨著該閥座112的塑性變形而有時連通孔111的周壁的一部分向徑向內(nèi)側(cè)突出而連通路徑105中的閥座112的附近的通路截面積變窄。在該情況下，氣體的流動在連通路徑105內(nèi)產(chǎn)生紊亂，從而在該連通路徑105中流動的氣體的壓力損失變大，易于從減壓閥產(chǎn)生異常噪聲。

本發(fā)明的目的的在于提供一種能夠難以產(chǎn)生氣體在連通路徑中流動之際的異常噪聲的減壓閥。

用于解決問題的方案

用于達成上述目的的減壓閥具備：閥室，其供氣體流入；調(diào)壓室，其對該氣體的壓力進行調(diào)整；劃分構(gòu)件，其對所述閥室和所述調(diào)壓室進行劃分，具有使所述閥室內(nèi)和所述調(diào)壓室內(nèi)連通的連通孔；活塞，其隔著所述調(diào)壓室與所述劃分構(gòu)件相對地配置；閥芯，其具有中心軸線；主體部，其設(shè)于所述閥芯，位于所述閥室內(nèi)，其構(gòu)成為，選擇性地向靠近所述劃分構(gòu)件的方向和遠離該劃分構(gòu)件的方向移動；桿部，其設(shè)于所述閥芯，穿過所述連通孔而在所述活塞與所述主體部之間延伸；連通路徑，其形成于所述連通孔的周壁與所述桿部之間，使所述閥室與所述調(diào)壓室連通；閥座，其設(shè)于所述劃分構(gòu)件中的與所述主體部相對的位置。在所述主體部落座于所述閥座時所述連通路徑被封閉，在所述主體部離開所述閥座時所述連通路徑被開放。所述閥座具有相對于所述閥芯的中心軸線的傾斜角度不同的多個傾斜面。所述連通孔的周壁和所述閥座由連結(jié)部連結(jié)起來。所述閥座的傾斜角度階段性地變化，以使得所述閥座與所述閥芯在比所述連結(jié)部靠徑向外側(cè)的與所述閥芯的中心軸線分開的位置抵接。

附圖說明

圖1是具備一實施方式的減壓閥的壓力調(diào)整器的剖視圖。

圖2是放大地表示該實施方式的減壓閥的一部分的剖視圖。

圖3是表示該實施方式的減壓閥的閥座塑性變形的狀態(tài)的剖視圖。

圖4的(a)是表示在比較例的減壓閥中氣體燃料在連通路徑內(nèi)流動之際產(chǎn)生的壓力振動的振幅即壓力振幅與頻率之間的關(guān)系的圖表，(b)是表示在一實施方式的減壓閥中氣體燃料在連通路徑內(nèi)流動之際產(chǎn)生的壓力振動的振幅即壓力振幅與頻率之間的關(guān)系的圖表。

圖5是表示另一實施方式的減壓閥的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖6是表示又一實施方式的減壓閥的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖7是表示以往的減壓閥的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖8是放大地表示以往的減壓閥的一部分的剖視圖。

圖9是表示在以往的減壓閥中閥座塑性變形的狀態(tài)的剖視圖。

具體實施方式

以下，根據(jù)附圖說明將對氣體進行減壓的減壓閥具體化成設(shè)于用于將作為氣體燃料的一個例子的cng(壓縮天然氣體)向內(nèi)燃機供給的燃料供給裝置的減壓閥的一實施方式。

在圖1中圖示了具備本實施方式的減壓閥30的壓力調(diào)整器10。

如圖1所示，壓力調(diào)整器10具備：主體11；筒體12，其配置于主體11的圖中上部；蓋構(gòu)件13，其對筒體12的圖中的上部開口進行封閉。并且，在主體11的圖中下部設(shè)有使油等異物從被減壓閥30減壓成規(guī)定壓力的cng分離的油分離器20。并且，從油分離器20流出來的cng向位于比壓力調(diào)整器10靠下游側(cè)的位置的內(nèi)燃機供給。

在筒體12內(nèi)設(shè)有活塞31和對活塞31朝向主體11、即朝向圖中下方施力的調(diào)壓用彈簧32。并且，活塞31與主體11之間的空間成為使高壓的cng減壓成規(guī)定壓力的調(diào)壓室33。

在主體11內(nèi)設(shè)有供從燃料箱供給的高壓的cng流入的閥室34。另外，在主體11的比閥室34靠圖中上側(cè)的位置設(shè)有在主體11的圖中上表面開口且直徑比閥室34的直徑大的中間部35。在該中間部35內(nèi)配設(shè)有對閥室34和調(diào)壓室33進行劃分的劃分構(gòu)件38。

在劃分構(gòu)件38設(shè)有沿著軸向貫通、并且使閥室34內(nèi)和調(diào)壓室33內(nèi)連通的連通孔381。并且，該劃分構(gòu)件38隔著調(diào)壓室33與活塞31相對地配置。

減壓閥30的閥芯40具有位于閥室34內(nèi)的主體部41和從主體部41穿過連通孔381而延伸到調(diào)壓室33內(nèi)的桿部42。即、主體部41和桿部42設(shè)于閥芯40。桿部42在活塞31與主體部41之間延伸。并且，在主體部41所位于的閥室34內(nèi)設(shè)有對主體部41朝向劃分構(gòu)件38施力的閥室彈簧45。主體部41構(gòu)成為，選擇性地向靠近劃分構(gòu)件38的方向和遠離該劃分構(gòu)件38的方向移動。

如圖2所示，劃分構(gòu)件38由在從作為圖中上下方向的軸向觀察的情況下俯視呈圓形狀的底座36和限制底座36從中間部35內(nèi)脫離的襯套37構(gòu)成。并且，連通孔381由設(shè)于底座36和襯套37的貫通孔構(gòu)成。此外，劃分構(gòu)件38中的與閥芯40的主體部41相對的部位成為供閥芯40的主體部41落座的閥座382。即、底座36中的與閥芯40的主體部41相對的部位成為閥座382。

在桿部42與劃分構(gòu)件38的連通孔381的周壁之間設(shè)有使cng從閥室34內(nèi)向調(diào)壓室33內(nèi)流動的連通路徑50。在閥芯40的主體部41落座于閥座382時，連通路徑50被閥芯40的主體部41封閉，cng不從閥室34內(nèi)向調(diào)壓室33內(nèi)流動。另一方面，在閥芯40的主體部41離開閥座382時，cng經(jīng)由連通路徑50從閥室34內(nèi)向調(diào)壓室33內(nèi)流動。

此外，調(diào)壓用彈簧32對活塞31施力的作用力比閥室彈簧45對閥芯40施力的作用力大。在調(diào)壓室33內(nèi)的壓力是規(guī)定壓力以下時，與活塞31連結(jié)的桿部42被調(diào)壓用彈簧32的作用力朝向閥室34推回，成為閥芯40的主體部41離開了閥座382的狀態(tài)。

另一方面，若調(diào)壓室33內(nèi)的壓力高于規(guī)定壓力，則作用于活塞31的壓力和閥室彈簧45的作用力的合力比調(diào)壓用彈簧32的作用力大，桿部42朝向調(diào)壓室33移動而成為閥芯40的主體部41落座到閥座382的狀態(tài)。

如圖2所示，閥座382由第1傾斜面383和第2傾斜面384構(gòu)成。此外，cng流動的方向上的位于上游側(cè)的第1傾斜面383和位于下游側(cè)的第2傾斜面384相對于閥芯40的中心軸線c1的傾斜角度不同。

具體而言，第1傾斜面383相對于中心軸線c1的傾斜角度θ2比閥芯40的主體部41的與閥座382之間的抵接面相對于中心軸線c1的傾斜角度θ1小。另一方面，第2傾斜面384相對于中心軸線c1的傾斜角度θ3比傾斜角度θ1大。此外，為了表示傾斜角度θ3，在圖2中示出與中心軸線c1平行的雙點劃線c2。

如此本實施方式的減壓閥30的閥座382由傾斜角度不同的兩個傾斜面(383、384)構(gòu)成，成為傾斜角度在中途變化的兩段錐形狀。

接著，參照圖3和圖4對本實施方式的減壓閥30的作用進行說明。此外，圖4的(a)、(b)表示cng在連通路徑50內(nèi)流動之際產(chǎn)生的壓力振動的振幅(壓力振幅)與頻率之間的關(guān)系。

在減壓閥30中，在調(diào)壓室33內(nèi)的壓力比規(guī)定壓力高時桿部42被朝向調(diào)壓室33拉入，閥芯40的主體部41落座于劃分構(gòu)件38的閥座382。在主體部41如此落座于閥座382時，連通路徑50被閥芯40封閉，氣體從閥室34內(nèi)向調(diào)壓室33內(nèi)的流動被限制。并且，通過連通路徑50如此被封閉，減壓后的氣體向減壓閥30的下游側(cè)流動。

此外，若調(diào)壓室33內(nèi)的壓力由于氣體從閥室34內(nèi)向調(diào)壓室33內(nèi)的流動被限制而降低到規(guī)定壓力以下，則桿部42被從調(diào)壓室33內(nèi)朝向閥室34推回，閥芯40的主體部41與閥座382分開。在閥芯40的主體部41如此離開閥座382時，連通路徑50被開放，氣體經(jīng)由連通路徑50從閥室34內(nèi)向調(diào)壓室33內(nèi)流入，壓力被調(diào)整。

對于本實施方式的減壓閥30，由傾斜角度比主體部41的傾斜角度θ1小的第1傾斜面383和傾斜角度比主體部41的傾斜角度θ1大的第2傾斜面384構(gòu)成了閥座382。因此，在主體部41落座于閥座382之際，閥座382和主體部41在第1傾斜面383與第2傾斜面384之間的接合部x抵接。即、閥座382的傾斜角度階段性地變化，以使得閥座382和主體部41在比連通孔381的周壁與閥座382之間的連結(jié)部y靠徑向外側(cè)的與中心軸線c1分開的位置抵接。

此外，接合部x在閥座382的表面以包圍中心軸線c1的方式呈圓形存在，因此，在閥芯40的主體部41落座到閥座382時，主體部41與閥座382進行線接觸。

閥芯40的主體部41落座了之際載荷作用于底座36的閥座382，閥座382有時塑性變形。

在圖3中示出了閥座382由于主體部41落座了之際的載荷而塑性變形的狀態(tài)。只要如上所述那樣與閥芯40的主體部41抵接的部分位于比與連通孔381的周壁之間的連結(jié)部y靠徑向外側(cè)的位置，即使閥座382由于閥芯40的主體部41落座了時的載荷而塑性變形，如圖3所示，其影響也難以波及到連通路徑50內(nèi)，連通路徑50的通路截面積難以變窄。

即、根據(jù)本實施方式的減壓閥30，在閥座382由于塑性變形而變形了時連通路徑50的通路截面積變窄的情況受到抑制。其結(jié)果，即使閥座382塑性變形，氣體的流動在連通路徑50內(nèi)也難以產(chǎn)生紊亂，氣體在連通路徑50中流動之際的壓力損失也難以變大。

在此，例如，如圖8所示，對于閥座112僅由傾斜角度比閥芯120的主體部121的抵接面的傾斜角度小的傾斜面構(gòu)成的比較例的減壓閥，如圖9所示，連通孔111的周壁的一部分向徑向內(nèi)側(cè)突出，連通路徑105的通路截面積變窄。其結(jié)果，在連通路徑105中流動的cng的流動易于產(chǎn)生紊亂，cng在連通路徑105中流動之際的壓力損失易于變大，易于產(chǎn)生異常噪聲。

例如，如圖4的(a)所示，在比較例的減壓閥中，在頻率p1呈現(xiàn)壓力振幅較大的峰值。并且，該頻率p1的異常噪聲從減壓閥產(chǎn)生。

與此相對，如圖3所示，對于本實施方式的減壓閥30，即使閥座382塑性變形，連通孔381的周壁也不向徑向內(nèi)側(cè)突出，連通路徑50的通路截面積不會變窄。因此，因閥座382的塑性變形而產(chǎn)生的cng的流動的紊亂難以在連通路徑50內(nèi)產(chǎn)生。其結(jié)果，如圖4的(b)所示，與比較例的情況相比，壓力振幅整體上變小。尤其是，在該情況下，可知：頻率p1下的峰值變小，頻率p1的異常噪聲被有效地抑制。

在此，對接合部x的配設(shè)位置的決定方法進行說明。

越將接合部x的位置設(shè)于比連結(jié)部y靠徑向外側(cè)的位置，閥座382塑性變形時的影響越難以波及連通路徑50。在本實施方式的減壓閥30中，與主體部41抵接的接合部x設(shè)于如下位置：即使閥座382由于主體部41落座了時的載荷而塑性變形，連通路徑50的通路截面積也不變窄。換言之，接合部x設(shè)于如下位置：即使閥座382由于主體部41落座了時的載荷而塑性變形，也維持連通路徑50的通路截面積。

通過對第1傾斜面383的傾斜角度θ2、長度、第2傾斜面384的傾斜角度θ3、長度進行調(diào)整，能夠變更接合部x的位置。在設(shè)計減壓閥30時，分別變更第1傾斜面383的傾斜角度θ2、長度、第2傾斜面384的傾斜角度θ3、長度，反復(fù)實驗，從而算出閥座382即使塑性變形、連通路徑50的通路截面積也不變窄的位置。

通過如此決定接合部x的配設(shè)位置，如圖3所示，能夠不產(chǎn)生由閥座382的塑性變形導(dǎo)致的連通路徑50的通路截面積的減少。

根據(jù)上述實施方式的減壓閥30，能夠獲得以下所示的效果。

(1)在閥座382由于塑性變形變形了時連通路徑50的通路截面積變窄的情況受到抑制。其結(jié)果，即使閥座382塑性變形，氣體的流動在連通路徑50內(nèi)也產(chǎn)生難以紊亂，氣體在連通路徑50流動之際的壓力損失也難以變大。因而，能夠難以產(chǎn)生氣體在連通路徑50中流動之際的異常噪聲。

(2)閥芯40的主體部41與閥座382進行線接觸。在使閥芯的主體部與閥座面接觸而密封的情況下，即使主體部的接觸面與閥座的接觸面稍微偏離，就無法確保密封面的面積，無法確保所期望的密封性。因此，需要以極高的精度對閥座與主體部抵接的部分進行加工。

與此相對，在使閥芯的主體部與閥座進行線接觸而密封的情況下，與面接觸的情況相比較，能夠容易地確保密封性。因而，根據(jù)上述的減壓閥30，能夠容易地確保密封性。

(3)在上述的減壓閥30中，閥芯40的主體部41反復(fù)與閥座382抵接，閥座382通過如圖3所示那樣塑性變形，密封面的接觸面積增大。其結(jié)果，密封性進一步變得良好。即、在減壓閥30中，在使用過程中，由于閥座382塑性變形，閥芯40和閥座382相磨合而更加提高密封性。

即、在減壓閥30中，如上所述，在閥座382不塑性變形時，閥芯40的主體部41與閥座382進行線接觸，因此，即使每個零部件存在制造公差，也從最初就易于確保密封。此外，若產(chǎn)生塑性變形而閥芯40和閥座382磨合，則接觸面積增大，成為密封性進一步良好的狀態(tài)。

(4)在使閥芯的主體部與相鄰的兩個傾斜面的接合部抵接的情況下，在閥座具有兩個傾斜面即可。因而，根據(jù)上述的減壓閥30，能夠以最簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)使閥芯的主體部與相鄰的兩個傾斜面的接合部抵接的結(jié)構(gòu)。

(5)接合部x設(shè)于如下位置：即使閥座382由于主體部41落座了時的載荷而塑性變形，連通路徑50的通路截面積也不變窄。因此，不產(chǎn)生由閥座382的塑性變形導(dǎo)致的連通路徑50的通路截面積的減少，能夠有效地抑制氣體在連通路徑50中流動之際的異常噪聲的產(chǎn)生。

此外，上述實施方式也能夠以將其適當變更而成的以下的形態(tài)實施。

·上述實施方式的減壓閥30是桿部42從閥芯40的主體部41穿過連通孔381而朝向活塞31延伸的結(jié)構(gòu)，但只要具有在連通孔381內(nèi)通過的桿部，也可以是其他結(jié)構(gòu)。例如，如圖5所示，減壓閥也可以是在活塞設(shè)有穿過連通孔381而朝向閥芯40的主體部41延伸的桿部311的結(jié)構(gòu)。在該情況下，桿部311的頂端與閥芯40的主體部41抵接。即使是這樣的結(jié)構(gòu)，通過閥座382由多個傾斜面形成，接合部x設(shè)于比連結(jié)部y靠徑向外側(cè)的位置，也能夠獲得與上述(1)的效果同等的效果。

另外，減壓閥也可以是在閥芯40的主體部41設(shè)有朝向活塞31延伸的桿部、并且在活塞31設(shè)有朝向主體部41的桿部延伸的桿部的結(jié)構(gòu)。在該情況下，雙方的桿部的頂端彼此在連通孔381內(nèi)抵接。即使是這樣的結(jié)構(gòu)，通過閥座382由多個傾斜面形成，接合部x設(shè)于比連結(jié)部y靠徑向外側(cè)的位置，也能夠獲得與上述(1)的效果同等的效果。

·例示了具有兩段錐形狀的閥座382的減壓閥30，但構(gòu)成閥座382的傾斜面的數(shù)量并不限于兩個。也能夠采用3段以上的多段錐形狀的閥座382。即使是采用了3段以上的多段錐形狀的閥座382的情況下，通過閥座382由多個傾斜面形成，在比連結(jié)部y靠徑向外側(cè)的位置與主體部41抵接，從而能夠獲得與上述(1)的效果同等的效果。

·在采用3段以上的多段錐形狀的情況下，也可以不是使閥芯40的主體部41抵接于相鄰的兩個傾斜面的接合部的結(jié)構(gòu)。例如，如圖6所示，也可以是，在第1傾斜面383與第2傾斜面384之間設(shè)置與閥芯40的主體部41中的抵接面平行的第3傾斜面385，使主體部41和閥座382面接觸。

即、在該結(jié)構(gòu)中，第3傾斜面385相對于中心軸線c1的傾斜角度θ4與傾斜角度θ1相等，閥芯40的主體部41與閥座382中的該第3傾斜面385抵接。在該情況下，主體部41與閥座382也在比連結(jié)部y靠徑向外側(cè)的位置抵接，因此，能夠獲得與上述(1)的效果同等的效果。

·也可以將減壓閥具體化成設(shè)于除了cng以外的其他氣體流動的路徑上。

·在上述實施方式中，示出了接合部x設(shè)于即使閥座382由于主體部41落座了時的載荷而塑性變形、連通路徑50的通路截面積也不變窄的位置的例子，但閥座382中的與閥芯40的主體部41抵接的部位的位置未必是這樣的位置。閥座382中的與閥芯40的主體部41抵接的部位的位置只要位于比連結(jié)部y靠徑向外側(cè)的位置，與閥座抵接于連結(jié)部y的比較例的結(jié)構(gòu)相比，能夠減小連通孔的周壁以向徑向內(nèi)側(cè)鼓出的方式變形的量，能夠抑制氣體在連通路徑中流動之際的異常噪聲的產(chǎn)生。