特開 2024-135017 レギュレータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024135017

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】レギュレータ

(51)【国際特許分類】

   G05D 16/10 20060101AFI20240927BHJP

   F16K 17/30 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

G05D16/10 Z

F16K17/30 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023045505

(22)【出願日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000153122

【氏名又は名称】株式会社ニッキ

(74)【代理人】

【識別番号】110002354

【氏名又は名称】弁理士法人平和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】末永 直也

(72)【発明者】

【氏名】會澤 修太郎

(72)【発明者】

【氏名】末松 幸倫

【テーマコード（参考）】

3H060

5H316

【Ｆターム（参考）】

3H060AA02

3H060BB03

3H060CC04

3H060DA04

3H060DB03

3H060DB19

3H060DB20

3H060DC05

3H060DD05

3H060DD17

3H060EE06

3H060HH07

5H316AA09

5H316BB05

5H316DD13

5H316DD17

5H316EE02

5H316EE10

5H316EE12

5H316GG01

5H316JJ01

5H316KK02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】厳しい寸法精度の管理や、神経質な組み立てを要することなくリーク不良を防止することが可能なレギュレータを提供する。
【解決手段】弾性材料により形成されており、中心に中心孔１０１を有する環状の弁座１００と、軸方向に移動可能であり、前記弁座１００の内周縁または外周縁のうち一方に接触・離隔する弁体５１と、を備え、前記弁座１００は、内周面または外周面のうち前記弁体５１と接触する周縁が属する方の周面に環状溝１０６が形成されており、前記弁体５１は、前記弁座１００と接する面が前記軸方向に対して傾斜している。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

高圧の流体を減圧して所望の圧力に調整した流体を得るレギュレータであって、
弾性材料により形成されており、中心に中心孔を有する環状の弁座と、
軸方向に移動可能であり、前記弁座の内周縁または外周縁のうち一方に接触・離隔する弁体と、を備え、
前記弁座は、内周面または外周面のうち前記弁体と接触する周縁が属する方の周面に環状溝が形成されており、
前記弁体は、前記弁座と接する面が前記軸方向に対して傾斜している、
ことを特徴とするレギュレータ。

【請求項2】

前記弁体と接触する前記弁座の角部が丸みを帯びた形状であることを特徴とする請求項１記載のレギュレータ。

【請求項3】

前記環状溝の形状は、溝の両側面が平行かつ溝の底面が凹曲面である断面Ｕ字状のＵ字溝または溝の両側面が平行かつ溝の底面が平面である断面コ字状のコ字溝であることを特徴とする請求項１記載のレギュレータ。

【請求項4】

前記弁体は、先端側が小径なテーパー形状であることを特徴とする請求項１，２または３記載のレギュレータ。

【請求項5】

前記環状溝の溝径は、前記弁体のシール径以上であることを特徴とする請求項４記載のレギュレータ。

【請求項6】

前記弁体は、先端側が大径な逆テーパー形状であるとともに、内部を流体が通過可能な流体通路を有する筒状であることを特徴とする請求項１，２または３記載のレギュレータ。

【請求項7】

前記環状溝の溝径は、前記弁体のシール径以下であることを特徴とする請求項６記載のレギュレータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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し、より詳細には弁座の構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、高圧の流体を減圧し、所望の圧力に調整する装置であるレギュレータは広く知られており、例えば燃料タンクに貯留したＣＮＧ（圧縮天然ガス）などの高圧燃料をエンジンに供給する際の調圧装置として利用されているが、その方式はピストン式と、ダイヤフラム式の２種類に大別される。

【0003】

ピストン式のレギュレータは例えば特開２００７－１４６８７５号公報（特許文献１）、特開２０１３－４１３７５号公報（特許文献２）、および特開２０１９－６７２１６号公報（特許文献３）などに提示されており、ピストンに加わる１次圧と、これに抗する２次圧のバランスを調整し、吐出される燃料の圧力を所望の圧力（２次圧）に設定するものである。

【0004】

図１２はピストン式のレギュレータの一例を示すものであり、このレギュレータ４は、金属や硬質の合成樹脂などにより形成されるボディ１０Ａに貫通形成した筒状の通路２０における一方の開口端を高圧の流体の入力側２１、他方の開口端を調圧した流体の出力側２２としており、前記入力側２１および出力側２２には流体を気密に導入するための導入口３１を有する入口カバー３０および流体を気密に取り出すための取出口４１を有する出口カバー４０がそれぞれ止めねじなどの固着具３２，４２により固着されている。

【0005】

前記通路２０は、減圧室２３，大気圧室２４，調圧室２５に区画され、前記導入口３１から導入された高圧の流体は前記減圧室２３において減圧された後、前記調圧室２５において所定の圧力に調整されて前記取出口４１から排出される。

【0006】

前記通路２０の入力側２１には環状保持片２７を有する嵌合凹部２６が形成されているとともに、前記入口カバー３０における前記導入口３１と反対側には筒状の嵌合凸部３３が突出形成されており、前記嵌合凹部２６と前記嵌合凸部３３とから弁座保持部が構成され、前記嵌合凹部２６と前記嵌合凸部３３の間には樹脂やゴムなどの弾性材料により形成された環状の弁座１００が嵌め込まれて軸線方向に押圧されつつ保持されている。

【0007】

前記通路２０の出力側２２には、前記弁座１００に接触または離隔する弁体５１を含み、前記通路２０内を軸線方向に摺動可能に配置されるとともに前記減圧室２３，前記大気圧室２４，前記調圧室２５を区画するピストン５０と、前記ピストン５０を前記出力側２２に付勢する調圧ばね６０とが設けられている。

【0008】

不良を起こさずに設計通りの性能を発揮するために、このようなレギュレータ４においては、部品精度や組付け精度がともに高く求められ、仮に弁体の軸ズレや傾きなどによって弁座と弁体との接触が不均一となった場合、リーク不良等による機能損失に発展するおそれがあった。

【0009】

また、図１３はピストン式のレギュレータの異なる一例を示すものであり、弁座を保持する弁座保持部およびピストンの構成が異なるものである。

【0010】

すなわち、このレギュレータ５において、弁座１１０は、前記入口カバー３０とボディ１０Ｂとの間に装着される円盤状の弁座保持部材７０に保持されており、ピストン８０は、前記弁座１１０に接触することで流体通路８３の開閉を行う筒状の弁体８１を含む構成である。

【0011】

不良を起こさずに設計通りの性能を発揮するために、このようなレギュレータ５においては、部品精度や組付け精度がともに高く求められ、仮に前記弁体のブレや傾きなどによって弁座と弁体との接触が不均一となった場合、リーク不良等による機能損失に発展するおそれがあった。

【0012】

ダイヤフラム式のレギュレータは例えば特開２０１２－７４８１号公報（特許文献４）や特開２０１４－１６９７０３号公報（特許文献５）などに開示されている。

【0013】

図１４はダイヤフラム式のレギュレータの一例を示すものであり、このレギュレータ６は、中央に弁孔を貫通して形成したドーナツ状の弁座１２０と、先端側に傾斜面を有する弁体９１と、前記弁体９１を同軸的に有して調圧室内の圧力変動に応じて軸線方向に往復摺動する弁軸９２とを備え、弁孔開口部に形成したシート面１２２に前記傾斜面を密着・離隔させて弁の開閉を行いながら前記調圧室の圧力を一定に維持する調圧機構を構成しており、導入した気体を減圧・調整して下流側に送出するレギュレータにおいて、前記弁座１２０は、スプリング１３１により所定の押圧力で付勢されたプレート１３２によって軸方向に押圧された状態で配置されているとともに、外周側に隙間を有して軸直方向に所定範囲で摺動可能とされており、前記弁体９１が閉弁側に動作することにより、前記傾斜面が前記シート面１２２側に当接しながら前記弁体９１の軸芯に前記弁座の軸芯が一致する方向に摺動・案内して閉弁状態で前記弁体９１の軸芯と前記弁座１２０の軸芯とが一致する構造のものである。

【0014】

前記レギュレータ６によれば、単純な調圧機能に加えて、弁座が軸直方向に摺動することで組付けが容易かつ調芯作用を発揮するものであるが、軸方向の調整機能については特に触れられておらず、弁体の軸ズレや傾きなどへの対策が十分であるとは言えなかった。

【0015】

前記レギュレータ４、前記レギュレータ５および前記レギュレータ６において、部品構成を変更せずにリーク不良問題を回避しようとすると、各部品の寸法精度を厳しく管理するとともに、時間と手間をかけて組み立てなければならず、コスト増となる問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0016】

【特許文献1】特開２００７－１４６８７５号公報

【特許文献2】特開２０１３－４１３７５号公報

【特許文献3】特開２０１９－６７２１６号公報

【特許文献4】特開２０１２－７４８１号公報

【特許文献5】特開２０１４－１６９７０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

本発明は前記従来のレギュレータが有する問題点を解決するためになされたものであり、厳しい寸法精度の管理や、神経質な組み立てを要することなくリーク不良を防止することが可能なレギュレータを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

前記課題を解決するためになされた本発明は、高圧の流体を減圧して所望の圧力に調整した流体を得るレギュレータであって、弾性材料により形成されており、中心に中心孔を有する環状の弁座と、軸方向に移動可能であり、前記弁座の内周縁または外周縁のうち一方に接触・離隔する弁体と、を備え、前記弁座は、内周面または外周面のうち前記弁体と接触する周縁が属する方の周面に環状溝が形成されており、前記弁体は、前記弁座と接する面が前記軸方向に対して傾斜している、ことを特徴とする。

【0019】

上記発明によれば、弁体からの押圧力に応じて、環状溝を有する弁座が自ら変形することで、弁体と接触する内周縁または外周縁を弁体に密着させられるため、厳しい寸法精度の管理や、神経質な組み立てを要することなくリーク不良を防止することが可能となり、特に弁体の軸ズレや傾きに対して強く、優れたシール性を発揮することができる。

【0020】

本発明において、前記弁体と接触する前記弁座の角部が丸みを帯びた形状である場合、弁座と弁体との接触面積を増加させる効果や、案内する効果が期待でき、より確実にリーク不良の防止が可能であるため特に望ましい。

【0021】

本発明において、前記環状溝の形状は、溝の両側面が平行かつ溝の底面が凹曲面である断面Ｕ字状のＵ字溝または溝の両側面が平行かつ溝の底面が平面である断面コ字状のコ字溝である場合、成形や加工が容易であるとともに、変形を生じやすくして、より確実にリーク不良の防止が可能であるため特に望ましい。

【0022】

本発明において、前記弁体は、先端側が小径なテーパー形状であることが望ましい。加えて、前記環状溝の溝径は、前記弁体のシール径以上である場合、より変形を生じやすくなり、更に確実にリーク不良の防止が可能である。

【0023】

あるいは、本発明において、前記弁体は、先端側が大径な逆テーパー形状であるとともに、内部を流体が通過可能な流体通路を有する筒状であることが望ましい。加えて、前記環状溝の溝径は、前記弁体のシール径以下である場合、より変形を生じやすくなり、更に確実にリーク不良の防止が可能である。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、弁座に形成された環状溝によって弁座を意図的に弾性変形させることでリーク不良を防止し、より優れたシール性を発揮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の第１の実施の形態の閉弁状態を示す断面図。

【図2】図１に示した実施の形態の開弁状態を示す断面図。

【図3】図１に示した実施の形態における弁座を示す（ａ）斜視図および（ｂ）一部を切り欠いた斜視図。

【図4】図１に示した実施の形態における弁座の変形過程を示す、（ａ）弁体と弁座が接触した状態を示す図、（ｂ）弁体が更に弁座方向に移動した状態を示す図。

【図5】本発明の第２の実施の形態の閉弁状態を示す断面図。

【図6】図５に示した実施の形態の開弁状態を示す断面図。

【図7】図５に示した実施の形態における弁座を示す（ａ）斜視図および（ｂ）一部を切り欠いた斜視図。

【図8】図５に示した実施の形態における弁座の変形過程を示す、（ａ）弁体と弁座が接触した状態を示す図、（ｂ）弁体が更に弁座方向に移動した状態を示す図。

【図9】本発明の第３の実施の形態の閉弁状態を示す断面図。

【図10】図９に示した実施の形態における弁座を示す（ａ）斜視図および（ｂ）一部を切り欠いた斜視図。

【図11】図９に示した実施の形態における弁座の変形過程を示す、（ａ）弁体と弁座が接触した状態を示す図、（ｂ）弁体が更に弁座方向に移動した状態を示す図。

【図12】従来のピストン式のレギュレータの一例を示す断面図。

【図13】従来のピストン式のレギュレータの異なる一例を示す断面図。

【図14】従来のダイヤフラム式のレギュレータの一例を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0026】

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。

【0027】

図１乃至図４は、本発明であるレギュレータの第１の実施の形態を示す図である。

【0028】

レギュレータ１は、金属や硬質の合成樹脂などにより形成されるボディ１０Ａに貫通形成した筒状の通路２０における一方の開口端を高圧の流体の入力側２１、他方の開口端を調圧した流体の出力側２２としており、前記入力側２１には流体を気密に導入するための導入口３１を有する入口カバー３０が固定部３２により固着されており、出力側２２には流体を気密に取り出すための取出口４１が形成されている。

【0029】

前記通路２０は、前記入力側２１から前記出力側２２へと順に減圧室２３，大気圧室２４，調圧室２５に区画され、前記導入口３１から導入された高圧の流体は前記減圧室２３において減圧された後、前記調圧室２５において所定の圧力に調整されて前記取出口４１から排出される。なお、符号１１は前記大気圧室２４と前記ボディ１０Ａの外部空間とを連通して前記大気圧室２４内の圧力を大気圧と等しくするための連通孔である。

【0030】

前記入口カバー３０における前記導入口３１と反対側には、弁座保持穴３３と、内周に雌ねじが形成された弁座保持片装着部３４と、筒状体３５とが形成されている。

【0031】

前記弁座保持片装着部３４には、外周に雄ねじが形成された環状の弁座保持片３６が装着可能であり、環状の弁座１００が前記弁座保持穴３２に嵌め込まれた状態で前記弁座保持片３６を前記弁座保持片装着部３４に装着することで前記弁座１００が脱落不能に保持されている。

【0032】

前記弁座１００は、樹脂やゴムなどの弾性材料により形成されており、中心孔１０１が形成された環状を呈し、ピストン５０の弁体５１と接触するシート面１０２と、その反対側の裏面１０３を有する。前記弁体５１と接触する前記中心孔１０１の内周縁１０４はＲ面取り形状である（図３参照）。

【0033】

前記通路２の出力側２２には、前記通路２０内を軸線方向に摺動可能に配置されるとともに前記減圧室２３，前記大気圧室２４，前記調圧室２５を区画するピストン５０と、前記ピストン５０を前記出力２２側に付勢する調圧ばね６０とが設けられている。

【0034】

前記ピストン５０は、前記弁座１００に接触・離隔する弁体５１と、前記通路２０内を前記減圧室２３と前記大気圧室２４に区画する入口側ピストン部５２と、前記通路２０内を前記大気圧室２４と前記調圧室２５に区画する出口側ピストン部５３と、前記減圧室２３と前記調圧室２５を連通する流体通路５４と、を一体に形成してなる。なお、前記弁体５１は、前記弁座１００と接する面が軸方向に対して傾斜している。

【0035】

なお、符号５５は前記入口側ピストン部５２に外嵌されたシール部材、符号５６は前記出口側ピストン部５３に外嵌されたシール部材、符号５７は前記入口側ピストン部５２に外嵌されたカラーである。前記カラー５７は、滑り性の良い材料で、外径を前記筒状体３４の内径と略一致させて形成されており、前記ピストン５０が軸線方向に摺動する際にブレを生じさせずにスムーズに案内するための部品である。

【0036】

前記ピストン５０は、その中心軸と一致させて貫通形成された、内径が前記弁体５１のシール径ＳＤ１と同径の導通孔５８を有し、ロッド５９を前記導通孔５８に気密かつ軸方向に移動可能に挿入することで、ピストン５０に付加される燃料入口圧力による荷重を前記ロッド５９で受けることで相殺することを可能とし、燃料入口圧力によって燃料出口の圧力を安定させた構造となっている。

【0037】

前記調圧ばね６０は前記ピストン５０が受ける圧力荷重と釣り合うような強さに設定されており、前記大気圧室２４内に装着されて前記ピストン５０の前記出口側ピストン部５３と接触し、前記ボディ１０Ａと前記ピストン５０を互いに離れる方向に付勢する。

【0038】

上記構成を有するレギュレータの動作を以下に説明する。
まず、前記導入口３１から高圧の流体が導入されると、前記流体は前記弁座１００に形成された中心孔１０１を通過して前記減圧室２３に流入する。

【0039】

このとき、初期段階としては前記ピストン５０が前記調圧ばね６０に押され、前記弁座１００と前記弁体５１が離隔した開弁状態となっており、前記流体は前記流体通路５４を介して前記調圧室２５に流入する。

【0040】

その後、前記調圧室２５側に流入した前記流体により前記調圧室２５内の圧力が高まるにつれ、前記ピストン５０が前記入口側２１に向けて押されることとなり、前記調圧室２５内の圧力が所定の圧力に達した時点で前記弁座１００と前記弁体５１が接触する閉弁状態となり、前記流体の流入が遮断される。

【0041】

そして、前記調圧室２５内の前記流体が前記取出口４１から排出されて前記調圧室２５内の圧力が低下すると、前記ピストン５０が前記調圧ばね６０に押され、前記弁座１００と前記弁体５１が離隔した開弁状態に復帰する。

【0042】

以上の動作を繰り返し、前記弁座１００と前記弁体５１の隙間面積を変化させることで排出される流体の圧力を一定に保つものである。

【0043】

ここで、前記図１２に示した従来のレギュレータ４と異なる点は、樹脂やゴムなどの弾性材料で形成された前記弁座１００において、前記弁体５１と接触する内周縁１０４が属する方の周面である内周面１０５に、中心に向けて所定の深さと幅を有する環状溝１０６が形成されている点である。

【0044】

前記環状溝１０６が形成されていることによって、前記弁座１００は変形しやすい構造であり、前記弁体５１が前記弁座１００に接触するとともに前記弁座１００を軸線方向に押圧した際に、その押圧力によって前記弁座１００は弾性変形し、前記弁体５１と密着する閉弁状態となり、優れたシール性を発揮して、シール不良を防止することができる。

【0045】

このとき、前記環状溝１０６の溝径ＧＤ１が、前記弁体のシール径ＳＤ１以上であることによって、変形しやすさを向上させて柔軟に変形することができ、シール不良をより確実に防止することができる。

【0046】

また、前記環状溝１０６の形状について、本実施の形態では溝の両側面１０７，１０８が平行かつ溝の底面１０９が凹曲面である断面Ｕ字状のＵ字溝となっており、成形や加工が容易であるとともに、変形を生じさせやすい形状である。

【0047】

以下、弁座１００の変形過程について図４に基づいて説明する。
まず、図４（ａ）は前記弁体が前記弁座１００の内周縁に接触するまで移動した状態を示す図であり、ここから前記弁体５１が更に前記弁座１００方向に移動することで、前記弁体によって前記弁座１００に押圧力が加えられる。

【0048】

図４（ｂ）は前記弁体が更に前記弁座１００方向に移動した状態を示す図であり、この図に示すように、前記弁座１００の前記シート面１０２側が前記環状溝１１６の隙間を狭めるように、前記裏面１０３側に近づくように屈曲する弾性変形を生じることによって、確実に前記弁体と密着して閉弁することができる。

【0049】

その後、前記調圧室２５内の前記流体が前記取出口４１から排出されて前記調圧室２５内の圧力が低下すると、前記ピストン５０が前記調圧ばね６０に押され、前記弁座１００と前記弁体５１が離隔した開弁状態に復帰する際に、前記弁座も、変形した状態から、図４（ａ）に示した変形前の元の状態に復帰する。

【0050】

図５乃至図８は、本発明であるレギュレータの第２の実施の形態を示す断面図であり、前記図１３に示した従来のレギュレータ５と同一構成部には同一符号を付して説明する。

【0051】

レギュレータ２は、金属や硬質の合成樹脂などにより形成されるボディ１０Ｂに貫通形成した筒状の通路２０における一方の開口端を高圧の流体の入力側２１、他方の開口端を調圧した流体の出力側２２としており、前記入力側２１および出力側２２には流体を気密に導入するための導入口３１を有する入口カバー３０および流体を気密に取り出すための取出口４１を有する出口カバー４０がそれぞれ止めねじなどの固着具３７，４２により固着されている。

【0052】

前記通路２０は、減圧室２３，大気圧室２４，調圧室２５に区画され、前記導入口３１から導入された高圧の流体は前記減圧室２３において減圧された後、前記調圧室２４において所定の圧力に調整されて前記取出口４１から排出される。なお、符号１１は前記大気圧室２４と前記ボディ１０Ｂの外部空間とを連通して前記大気圧室２４内の圧力を大気圧と等しくするための連通孔である。

【0053】

前記通路２０の入力側２１には、前記入口カバー３０と前記ボディ１０Ｂとの間に円盤状の弁座保持部材７０が装着されており、弁座１１０は弁座保持部である前記弁座保持部材７０に保持されている。

【0054】

前記弁座保持部７０は、前記弁座１１０の外径と略一致する内径を有する弁座保持穴７１と、前記弁座保持穴７１と連続して形成されたねじ穴７２と、前記弁座１１０の中心孔１１１の径よりも大径の頭部７４が形成されており前記ねじ穴７２に螺着される固定ねじ７３と、流体が通過する通孔７５と、を備える。

【0055】

前記弁座１１０の前記弁座保持部材７０への取り付けについては、弁座保持穴７１に前記弁座１１０を挿入し、前記弁座１１０の中心孔１１１の径よりも大径の頭部７４を有する固定ねじ７３をねじ穴７２に螺着することで、前記弁座１１０が脱落不能に保持されている。

【0056】

前記弁座１１０は、中心孔１１１が形成された環状を呈し、弁体８１と接触するシート面１１２と、その反対側の裏面１１３を有する。前記弁体８１と接触する外周縁１１４はＲ面取り形状である（図７参照）。

【0057】

前記通路２の出力側２２には、前記通路２０内を軸線方向に摺動可能に配置されるとともに前記減圧室２３，前記大気圧室２４，前記調圧室２５を区画するピストン８０と、前記ピストン８０を前記出力側２２方向に付勢する調圧ばね６０とが設けられている。

【0058】

前記ピストン８０は、前記弁座１１０に接触または離隔するとともに前記通路２０内を前記減圧室２３と前記大気圧室２４に区画する弁体８１と、前記通路２０内を前記大気圧室２４と前記調圧室２５に区画するピストン部８２と、前記弁体８１に貫通形成されており前記減圧室２３と前記調圧室２５を連通する流体通路８３と、からなる。なお、符号８４は前記弁体８１に外嵌されたシール部材、符号８５は前記ピストン部８２に外嵌されたシール部材である。また、前記弁体８１は、前記弁座１１０と接する面が軸方向に対して傾斜している。

【0059】

前記調圧ばね６０は前記ピストン８０が受ける圧力荷重と釣り合うような強さに設定されており、前記大気圧室２４内に装着されて前記ピストン８０の前記ピストン部８２と接触し、前記ボディ１０Ｂと前記ピストン８０を互いに離れる方向に付勢する。

【0060】

ここで、前記図１３に示した従来のレギュレータ５と異なる点は、樹脂やゴムなどの弾性材料で作られた前記弁座１１０において、前記弁体８１と接触する外周縁１１４が属する方の周面である外周面１１５に、中心に向けて所定の深さと幅を有する環状溝１１６が形成されている点である。

【0061】

前記環状溝１１６が形成されていることによって、前記弁座１１０は変形しやすい構造であり、前記弁体３３が前記弁座１１０に接触するとともに前記弁座１１０を軸線方向に押圧した際に、その押圧力によって前記弁座１１０は弾性変形し、前記弁体８１と密着する閉弁状態となり、優れたシール性を発揮して、シール不良を防止することができる。

【0062】

このとき、前記環状溝１１６の溝径ＧＤ２が、前記弁体のシール径ＳＤ２以下であることによって、変形しやすさを向上させて柔軟に変形することができ、シール不良をより確実に防止することができる。

【0063】

また、前記環状溝１１６の形状について、本実施の形態では溝の両側面１１７，１１８が平行かつ溝の底面１１９が平面である断面コ字状のコ字溝となっており、成形や加工が容易であるとともに、変形を生じさせやすい形状である。

【0064】

以下、弁座１１０の変形過程について図８に基づいて説明する。
まず、図８（ａ）は前記弁体が前記弁座１１０の外周縁に接触するまで移動した状態を示す図であり、ここから前記弁体８１が更に前記弁座１１０方向に移動することで、前記弁体８１によって前記弁座１１０に押圧力が加えられる。

【0065】

図８（ｂ）は前記弁体８１が更に前記弁座１１０方向に移動した状態を示す図であり、この図に示すように、前記弁座１１０の前記シート面１１２側が前記環状溝１１６の隙間を狭めるように、前記裏面１１３側に近づくように屈曲する弾性変形を生じることによって、前記弁体８１と密着しつつ押圧力を吸収することができる。

【0066】

その後、前記調圧室２５内の前記流体が前記取出口４１から排出されて前記調圧室２５内の圧力が低下すると、前記ピストン５０が前記調圧ばね６０に押され、前記弁座１１０と前記弁体５１が離隔した開弁状態に復帰する際に、前記弁座も、変形した状態から、図８（ａ）に示した変形前の元の状態に復帰する。

【0067】

図９乃至図１１は、本発明の第３の実施の形態を示す断面図であり、前記図１４に示した従来のレギュレータ６と同一構成部には同一符号を付して説明する。なお、図９は本発明に関係のない構造についての記載を一部省略している。

【0068】

レギュレータ３は、金属や硬質の合成樹脂などにより形成されて流体の導入口３１と取出口４１を有するボディ１０Ｃの内部に、中央に中心孔１２１を貫通して形成したドーナツ状の弁座１２０と、先端側に傾斜面を有する弁体９１と、前記弁体９１を同軸的に有して軸線方向に往復摺動する弁軸９２とを備え、前記弁座１２０に前記弁体９１を密着・離隔させて弁の開閉を行うことで圧力を一定に維持する調圧機構を構成しており、導入した流体を減圧・調整して下流側に送出するレギュレータである。

【0069】

レギュレータ３は、高圧の流体が導入されて前記弁体９１および前記弁座１２０を通過するまでの、破線で囲まれた高圧部Ａと、前記高圧部Ａを通過した減圧後の流体が調圧されて吐出されるまでの、破線で囲まれた低圧部Ｂとを備えている。なお、前記高圧部Ａはシリンダ状に形成されたカートリッジ容器１２内に気密的に挿入された状態で、ボディ１０Ｃに対し着脱可能に装着されている。

【0070】

前記弁座１２０は、樹脂やゴムなどの弾性材料により形成されており、中心孔１２１が形成された環状を呈し、前記弁体９１と接触するシート面１２２と、その反対側の裏面１２３を有する。前記弁体９１と接触する前記中心孔１２１の内周縁１２４はＲ面取り形状である（図１０参照）。

【0071】

前記弁座１２０は、スプリング１３１により所定の押圧力で付勢されたプレート１３２によって軸方向に押圧された状態で配置されているとともに、外周側に隙間を有して軸直方向に所定範囲で摺動可能とされており、前記弁体９１が閉弁側に動作することにより、前記弁体９１が前記弁座１２０のシート面１２２側に接触しながら前記弁体９１の軸芯に前記弁座１２０の軸芯が一致する方向に摺動・案内して閉弁状態で前記弁体９１の軸芯と前記弁座１２０の軸芯とを一致させる構造である。

【0072】

上記構成を有するレギュレータ３は、流体入口から導入された高圧の流体の圧力により、前記弁体が前記弁座から離隔して開弁し、前記流体は減圧されつつ前記弁座の中心孔を通過する。その後、前記流体はダイヤフラム１３によって大気圧室１４と区画された調圧室１５に導入され、調圧ばね６０と釣り合う圧力となるように調圧されたのち、流体出口から吐出される。調圧時に、前記ダイヤフラム１３の変位に応じて、前記弁軸９２は軸方向にストロークする。なお、符号１１は前記大気圧室１４と前記ボディ１０Ｃの外部空間とを連通して前記大気圧室１５内の圧力を大気圧と等しくするための連通孔である。

【0073】

ここで、前記図１４に示した従来のレギュレータ６と異なる点は、樹脂やゴムなどの弾性材料で作られた前記弁座１２０において、前記弁体９１と接触する内周縁１２４が属する方の周面である内周面１２５に、中心に向けて所定の深さと幅を有する環状溝１２６が形成されている点である。

【0074】

前記環状溝１２６が形成されていることによって、前記弁座１２０は変形しやすい構造であり、前記弁体９１が前記弁座１００に接触するとともに前記弁座１２０を軸線方向に押圧した際に、その押圧力によって前記弁座１２０は弾性変形し、前記弁体９１と密着する閉弁状態となり、優れたシール性を発揮して、シール不良を防止することができる。

【0075】

このとき、前記環状溝１２６の溝径ＧＤ３が、前記弁体９１のシール径ＳＤ３以上であることによって、変形しやすさを向上させて柔軟に変形することができ、シール不良をより確実に防止することができる。

【0076】

また、前記環状溝１２６の形状について、本実施の形態では溝の両側面１２７，１２８が平行かつ溝の底面１２９が平面である断面コ字状のコ字溝となっており、成形や加工が容易であるとともに、変形を生じさせやすい形状である。

【0077】

以下、弁座１２０の変形過程について図１１に基づいて説明する。
まず、図１１（ａ）は前記弁体９１が前記弁座１２０の内周縁１２４に接触するまで移動した状態を示す図であり、ここから前記弁体９１が更に前記弁座１２０方向に移動することで、前記弁体９１によって前記弁座１２０に押圧力が加えられる。

【0078】

図１１（ｂ）は前記弁体９１が更に前記弁座１２０方向に移動した状態を示す図であり、この図に示すように、前記弁座１２０の前記シート面１２２側が前記環状溝１２６の隙間を狭めるように、前記裏面１２３側に近づくように屈曲する弾性変形を生じることによって、確実に前記弁体９１と密着して閉弁することができる。

【0079】

その後、前記調圧室１７内の前記流体が排出されて前記調圧室１５内の圧力が低下すると、前記ダイヤフラム１３が前記調圧ばね６０に押され、前記弁座１２０と前記弁体９１が離隔した開弁状態に復帰する際に、前記弁座も、変形した状態から、図１１（ａ）に示した変形前の元の状態に復帰する。

【0080】

以上の通り、本発明によれば、弁座に形成された環状溝によって弁座を意図的に弾性変形させることでリーク不良を防止し、より優れたシール性を発揮することが可能となる。

【0081】

本発明であるレギュレータは、高圧の流体を所望の圧力に減圧する際に用いるものであり、特に、自動車において燃料タンクに貯留したＣＮＧ（圧縮天然ガス）などの高圧燃料をエンジンに供給する際のレギュレータとして好適である。

【符号の説明】

【0082】

１，２，３，４，５，６ レギュレータ、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ ボディ、１１ 連通孔、１２ カートリッジ容器、１３ ダイヤフラム、１４ 大気圧室、１５ 調圧室、２０ 通路、２１ 入力側、２２ 出力側、２３ 減圧室、２４ 大気圧室、２５ 調圧室、３０ 入口カバー、３１ 導入口、３２ 固定部、３３ 弁座保持穴、３４ 弁座保持片装着部、３５ 筒状体、３６ 弁座保持片、３７ 固着具、４０ 出口カバー、４１ 取出口、４２ 固着具、５０ ピストン、５１ 弁体、５２ 入口側ピストン部、５３ 出口側ピストン部、５４ 流体通路、５５ シール部材、５６ シール部材、５７ カラー、５８ 導通孔、５９ ピン、６０ 調圧ばね、７０ 弁座保持部材、７１ 弁座保持穴、７２ ねじ穴、７３ 固定ねじ、７４ 頭部、７５ 通孔、８０ ピストン、８１ 弁体、８２ ピストン部、８３ 流体通路、８４ シール部材、８５ シール部材、９１ 弁体、９２ 弁軸、１００ 弁座、１０１ 中心孔、１０２ シート面、１０３ 裏面、１０４ 内周縁、１０５ 内周面、１０６ 環状溝、１０７ 側面、１０８ 側面、１０９ 底面、１１０ 弁座、１１１ 中心孔、１１２ シート面、１１３ 裏面、１１４ 外周縁、１１５ 外周面、１１６ 環状溝、１１７ 側面、１１８ 側面、１１９ 底面、１２０ 弁座、１２１ 中心孔、１２２ シート面、１２３ 裏面、１２４ 内周縁、１２５ 内周面、１２６ 環状溝、１２７ 側面、１２８ 側面、１２９ 底面、１３１ スプリング、１３２ プレート、ＧＤ１，ＧＤ２，ＧＤ３ 環状溝の径、ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３ 弁体のシール径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】