(57)【要約】【課題】流体用制御弁において、支持プレートのこじれを抑制すること。【解決手段】流体用制御弁であって、筒状で、かつ一端部に流体噴射孔を有し、流体を流通させるための流体流通空間を形成するバルブボディと、バルブボディ内で移動して流体噴射孔を開閉する弁体と、流体流通空間に配置され、弁体を支持する支持プレートと、支持プレートの略中央に形成され弁体が挿入される中央貫通孔と、中央貫通孔と支持プレートの外周部との間に形成され流体流通空間で圧力分布が生じることを抑制するための圧力抑制貫通孔と、中央貫通孔に沿って配置されると共に、圧力抑制貫通孔間に形成される連通部に対応する部分で弁体の側面に当接しないように配置され、連通部に対応する部分以外の部分で弁体の側面に当接するように配置されるプレート弾性部材と、を備える。【選択図】図２
2010261495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体用制御弁であって、
筒状で、かつ一端部に流体噴射孔を有し、流体を流通させるための流体流通空間を形成するバルブボディと、
前記バルブボディ内で移動して前記流体噴射孔を開閉する弁体と、
前記流体流通空間に配置され、前記弁体を支持する支持プレートであって、前記支持プレートの略中央に形成され前記弁体が挿入される中央貫通孔と、前記中央貫通孔と前記支持プレートの外周部との間に形成され前記流体流通空間で圧力分布が生じることを抑制するための圧力抑制貫通孔と、前記中央貫通孔に沿って配置されると共に、前記圧力抑制貫通孔間に形成される連通部に対応する部分で前記弁体の側面に当接しないように配置され、前記連通部に対応する部分以外の部分で前記弁体の側面に当接するように配置されるプレート弾性部材と、
を備えることを特徴とする流体用制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体、例えば水素ガスを供給する流体供給系に用いられる流体用制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体用制御弁は、筒状のバルブボディ内を移動することにより、流体噴射孔を開閉する弁体を備えている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８２３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記流体用制御弁において、弁体が常時支持ばねに接触しているため、弁体の移動の際に支持ばねの移動量の違いにより、こじれを起こすおそれがあった。弁体がこじれを起こすと、弾性体の磨耗が生じるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、流体用制御弁において、支持プレート（支持ばね）のこじれを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
[適用例１]
流体用制御弁であって、筒状で、かつ一端部に流体噴射孔を有し、流体を流通させるための流体流通空間を形成するバルブボディと、前記バルブボディ内で移動して前記流体噴射孔を開閉する弁体と、前記流体流通空間に配置され、前記弁体を支持する支持プレートであって、前記支持プレートの略中央に形成され前記弁体が挿入される中央貫通孔と、前記中央貫通孔と前記支持プレートの外周部との間に形成され前記流体流通空間で圧力分布が生じることを抑制するための圧力抑制貫通孔と、前記中央貫通孔に沿って配置されると共に、前記圧力抑制貫通孔間に形成される連通部に対応する部分で前記弁体の側面に当接しないように配置され、前記連通部に対応する部分以外の部分で前記弁体の側面に当接するように配置されるプレート弾性部材と、を備えることを要旨とする。
【０００８】
上記構成の流体用制御弁によれば、流体用制御弁において、支持プレートのこじれを抑制することができる。また、プレート弾性部材の局所的な摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】流体用制御弁１００の中央付近の断面図である。
【図２】支持プレート１２７の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施例：
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照しつつ、詳細に説明する。本実施の形態に係る流体用制御弁は、燃料電池自動車に搭載されている燃料電池に水素ガスを供給する流体供給系に備えられる流体用制御弁として用いている。
【００１１】
図１は流体用制御弁１００の中央付近の断面図である。図示するように、流体用制御弁１００は、円筒状のバルブボディ１０１を有する。バルブボディ１０１は、互いに嵌め合い接合された筒状部材からなるアッパボディ１０３とロアボディ１０５とから構成される。アッパボディ１０３内の中央部には、ほぼ円筒状のコア１０７が挿入配置されている。コア１０７は磁性材からなり、ロアボディ１０５との間に非磁性材からなる鍔付リング１０９が配置されている。またロアボディ１０５の先端部（コア１０７と反対側）には、バルブシート１３１が配置されている。
【００１２】
アッパボディ１０３とコア１０７の間には、ほぼ円筒状のボビン１１１が配置されている。ボビン１１１は合成樹脂等の電気絶縁材からなり、ソレノイドコイル１１３が多層状に巻かれている。ソレノイドコイル１１３は、通電によって電磁力を生じ、弁体１２９をバルブシート１３１の座面１３５ａから離間させる。言い換えれば、ソレノイドコイル１１３は、電磁力によって、弁体１２９が、ガス噴射孔１３７から離間する方向に移動させる。
【００１３】
ロアボディ１０５の円形断面の筒孔１０５ｃ内には、ストッパ１２１、カラー１２３、支持プレート１２７、リング１２５およびバルブシート１３１が配置されている。
【００１４】
ストッパ１２１は、リング状に形成され、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃに嵌め込まれ、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃの内径方向に突出された内側フランジ部１０５ａに当接される。カラー１２３は、例えばリング状に形成されており、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃに嵌め込まれ、一端がストッパ１２１の外周部の側面と当接され、他端が支持プレート１２７に当接される。リング１２５は、例えばリング状に形成され、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃに嵌め込まれ、支持プレート１２７の外周部の側面と当接される。
【００１５】
バルブシート１３１は、シートボディ１３３と、軸中心部にガス噴射孔１３７を有するシート１３５とから構成されている。シート１３５の上面に上記座面１３５ａが形成される。
【００１６】
シートボディ１３３がロアボディ１０５の筒孔１０５ｃ内に圧入嵌合される際、リング１２５、カラー１２３、支持プレート１２７の外周側およびストッパ１２１は、順次押圧され、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃの内径方向に突出する内側フランジ部１０５ａに加圧される。すなわち、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃに配置されるリング１２５、カラー１２３、支持プレート１２７およびストッパ１２１は、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃ内に圧入されたシートボディ１３３によってロアボディ１０５に固定される構成とされる。
【００１７】
弁体１２９は、磁性材からなり、コア１０７とほぼ同様の断面形状をなす円筒形状の主部１２９ａと、その主部１２９ａの下側の弁体１２９の移動方向と直交する方向に突出するフランジ部１２９ｂと、主部１２９ａ先端に突出する円柱状のバルブ部１２９ｃとを有する。弁体１２９は、ソレノイドコイル１１３による電磁力によってガス噴射孔１３７から離間する方向へと移動されたとき、ストッパ１２１がフランジ部１２９ｂの背面と当接することで、それ以上の移動が規制される。
【００１８】
弁体１２９は、コア１０７内に配置されたスプリング１４１によってガス噴射孔１３７を閉じる方向に付勢され、ソレノイドコイル１１３の通電が解除されているときには、スプリング１４１による付勢力によって、バルブ部１２９ｃがシート１３５の座面１３５ａに押し付けられた閉弁状態となる。
【００１９】
バルブ部１２９ｃとシート１３５の座面１３５ａとが接触する接触面には、弾性を有する環状のシール部材１４０が嵌着されている。
【００２０】
バルブ部１２９ｃは、主部１２９ａの中空部１２９ｄと連通するとともに径方向に放射状に延びる貫通孔１２９ｈが形成されている。貫通孔１２９ｈは、バルブ部１２９ｃにおいて、４つ形成されており、それぞれが周方向に９０度の等間隔で形成されている。
【００２１】
流体（水素ガス）は、コア１０７の中空部１０７ａを経て弁体１２９の中空部１２９ｄへと導かれる。弁体１２９が閉弁状態に置かれているとき、水素ガスは、弁体１２９の中空部１２９ｄから貫通孔１２９ｈを通り、弁体１２９の外周領域とロアボディ１０５の内周面との間の空間部１５１に導入される。上記の各中空部１０７ａ，１２９ｄ、貫通孔１２９ｈおよび空間部１５１によって水素ガスの流路が構成される。空間部１５１に導入された水素ガスは、ソレノイドコイル１１３への通電により弁体１２９が開弁状態となると、ガス噴射孔１３７を介して、流体用制御弁１００外部に噴射される。
【００２２】
図２は、支持プレート１２７の平面図である。支持プレート１２７は、円板状のプレート本体２０１と、プレート本体２０１の内周部に嵌着されたプレートゴム２０３とを備える。支持プレート１２７において、プレートゴム２０３の内側には、弁体１２９のバルブ部１２９ｃが挿入・配置される。プレート本体２０１は、例えば析出硬化系ステンレスからなり、中央部に設けられる円形の貫通孔２０１ａと、貫通孔２０１ａとプレート本体２０１の外周部との間に設けられる複数の流体用貫通孔２０１ｂと、流体用貫通孔２０１ｂ間に形成される連通部２０１ｃとを有する。流体用貫通孔２０１ｂは、空間部１５１内において水素ガスの圧力分布が生じることを抑制するための貫通孔である。本実施例の支持プレート１２７（プレート本体２０１）において、連通部２０１ｃは、図２に示すように、３箇所に形成されている。なお、図２には、プレート本体２０１の中心軸Ｔｔが示されている。プレート本体２０１において、流体用貫通孔２０１ｂを形成する内周部から中心軸Ｔｔに向かう方向を径方向とも呼ぶ。
【００２３】
支持プレート１２７（プレート本体２０１）は、上述したように、外周部の側面がカラー１２３とリング１２５に挟持されてロアボディ１０５側に止着されている。すなわち、支持プレート１２７の外周部がバルブボディ１０１の内壁に止着される構成となっている。
【００２４】
支持プレート１２７のプレートゴム２０３は、弾性力を有するゴムから成り、プレート本体２０１の貫通孔２０１ａに沿って形成される。具体的には、プレートゴム２０３は、図２に示すように、プレート本体２０１の連通部２０１ｃに対応する部分（以下では、対応部分Ｊ１とも呼ぶ）における径方向の長さＬ１が、連通部２０１ｃ以外に対応する部分（以下では、対応部分Ｊ２とも呼ぶ）における径方向の長さＬ２よりも、短く凹状に形成されている。プレート本体２０１の径方向の剛性は長さＬ１が長さＬ１に比べ大きい。そのため、プレート本体２０１の軸方向の移動量は長さＬ２が長さＬ１より大きくなる。そして、プレートゴム２０３は、対応部分Ｊ２が弁体１２９（二点鎖線で示す）の側面に当接される。これにより、弁体１２９がバルブシート１３１のガス噴射孔１３７を開閉するべく中心軸方向に移動されるとき、プレートゴム２０３の対応部分Ｊ２は、同方向に弾性変形し、弁体１２９をガイドしつつ、同じ移動量を移動するため弁体１２９の開閉動作を許容する。また、プレートゴム２０３において、対応部分Ｊ１は、対応部分Ｊ２よりも径方向に短く形成されているので、移動量が小さくても弁体１２９に当接することがないため、弁体１２９の開閉動作を許容する。プレートゴム２０３は、本発明における「プレート弾性部材」に対応する。
【００２５】
弁体１２９がスプリング１４１によって閉弁状態に置かれる場合において、支持プレート１２７には、ガス噴射孔１３７の開き方向（弁体１２９の上方向）に付勢力が作用する。これにより弁体１２９と支持プレート１２７とは接触状態が維持される。支持プレート１２７の付勢力は、スプリング１４１の付勢力に比べてはるかに小さく、スプリング１４１による弁体１２９の閉弁動作を損なうものではない。
【００２６】
以上のように、本実施例の流体用制御弁１００では、支持プレート１２７を設けているので、支持プレート１２７のこじれを抑制することができる。その結果、プレートゴムの磨耗を防止することができる。
【００２７】
本実施例の流体用制御弁１００におけるプレートゴム２０３は、対応部分Ｊ１で、弁体１２９の側面に当接しないように配置され、対応部分Ｊ２で、弁体１２９の側面に当接するように配置されている。このようにすれば、径方向に大きな応力がかかる対応部分Ｊ１が弁体１２９に当接しないので、支持プレート１２７のこじれがなくなり、プレートゴム２０３が局所的に摩耗することを抑制することができる。
【００２８】
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１００…流体用制御弁
１０１…バルブボディ
１０３…アッパボディ
１０５…ロアボディ
１０５ａ…内側フランジ部
１０５ｃ…筒孔
１０５側…ロアボディ
１０７…コア
１０７ａ…中空部
１０９…鍔付リング
１１１…ボビン
１１３…ソレノイドコイル
１２１…ストッパ
１２３…カラー
１２５…リング
１２７…支持プレート
１２９…弁体
１２９ａ…主部
１２９ｂ…フランジ部
１２９ｃ…バルブ部
１２９ｄ…中空部
１２９ｈ…貫通孔
１３１…バルブシート
１３３…シートボディ
１３５…シート
１３５ａ…座面
１３７…ガス噴射孔
１４０…シール部材
１４１…スプリング
１５１…空間部
２０１…プレート本体
２０１ａ…貫通孔
２０１ｂ…流体用貫通孔
２０１ｃ…連通部
２０３…プレートゴム
Ｊ１…対応部分
Ｊ２…対応部分
Ｔｔ…中心軸
【図１】
2010261495.tif 000003
【図２】
2010261495.tif 000004