(57)【要約】      （修正有）【課題】流体用制御弁において、弁体が回転することを抑制すること。【解決手段】流体用制御弁１００であって、筒状で、かつ一端部に流体噴射孔１３７を有し、流体を流通させるための流体流通空間１５１を形成するバルブボディ１０１と、内部に流体が通過する中空部１２９ｄと、中空部１２９ｄを通る流体を、流体流通空間１５１に導出させることで回転力を発生させる回転発生孔１２９ｈとを備え、バルブボディ１０１内で移動して流体噴射孔１３７を開閉する弁体１２９と、弁体１２９に止着され、流体噴射孔１３７を閉じる方向に弁体１２９を付勢するスプリング１４１と、弁体１２９とスプリング１４１との止着部分に設けられ、回転力が生じる回転方向に対向し、スプリング１４１の端部と当接する平面部と、スプリングピン１４７とスプリング１４１の端部に当接する平面部を有する一対のノッチと、を備える。【選択図】図１
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【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、
内部に前記流体が通過する中空部と、前記中空部を通る前記流体を、前記流体流通空間に導出させることで回転力を発生させる回転発生孔とを備え、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、
前記弁体に止着され、前記流体噴射孔を閉じる方向に前記弁体を付勢するスプリングと、
前記弁体と前記スプリングとの止着部分に設けられ、前記回転力が生じる回転方向に対向し、前記スプリングの端部と当接する平面部を有する止着部と、
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に配置された弁体と、弁体に支持され、流体噴射孔を閉じる方向に弁体を付勢するスプリングと、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−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、スプリングの伸縮による回転力またはバルブ横孔のばらつきにより回転するおそれがあった。その結果、弁体とスプリングとの接触面で摩耗または、プレートゴムの磨耗といった現象が発生し、流体用制御弁が劣化するおそれがあった。
【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、弁体が回転すること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、内部に前記流体が通過する中空部と、前記中空部を通る前記流体を、前記流体流通空間に導出させることで回転力を発生させる回転発生孔とを備え、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、前記弁体に止着され、前記流体噴射孔を閉じる方向に前記弁体を付勢するスプリングと、前記弁体と前記スプリングとの止着部分に設けられ、前記回転力が生じる回転方向に対向し、前記スプリングの端部と当接する平面部を有するノッチと、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、弁体が回転すること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】バルブ部１２９ｃの図１におけるＡ−Ａ断面を示す図である。
【図３】図１におけるｘ領域の拡大図である。
【図４】支持プレート１２７の平面図である。
【図５】第２の実施例におけるバルブ部１２９ｃの図１におけるＡ−Ａ断面を示す図である。
【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の下端部には、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をシート１３５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を、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が押圧される。これにより、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の下流の外周に弁体１２９の移動方向と直交方向に突出するフランジ部１２９ｂと、主部１２９ａの先端に突出する円柱形状のバルブ部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。ガス噴射孔１３７は本発明における「流体噴射孔」に対応する。
【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。なお、スプリング１４１についての詳細は、後述する。
【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を有する。
【００２０】
図２は、バルブ部１２９ｃの図１におけるＡ−Ａ断面を示す図である。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、図２に示すように、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。また、各貫通孔１２９ｈは、バルブ部１２９ｃの中心軸Ｔｔを通る中心線より平行移動して配置される。すなわち、各貫通孔１２９ｈにおいて各貫通孔１２９ｈの中心を通り側壁に平行な軸線ｈｔが、互いに重ならないように、各貫通孔１２９ｈは、配置される。これにより、バルブ部１２９ｃ（弁体１２９）には、周方向に回転力が生じる（図２参照）。この回転力の方向を以下では、回転方向ｋとも呼ぶ。
【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、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。空間部１５１は、本発明における「流体流通空間」に対応する。また、貫通孔１２９ｈは、本発明における「回転発生孔」に対応する。
【００２２】
図３は、図１におけるｘ部分の拡大図である。図３は、具体的には、スプリング１４１と弁体１２９との止着部（接続部）を模式的に示した拡大図である。スプリング１４１は、一端がコア１０７の中空部１０７ａに圧入されるスプリングピン１４７に、他端が弁体１２９に止着（接続）される。スプリング１４１と弁体１２９との止着部には、図３に示すように、ノッチ１４９が設けられている。具体的には、ノッチ１４９は、平面Ｑを有し、その平面Ｑが回転方向ｋに対向するように配置される。平面Ｑは、スプリング１４１の端面と当接する。言い換えれば、スプリング１４１は、弁体１２９に生じる回転方向ｋにおける回転力で平面Ｑに押圧されるようにして、止着される。スプリング１４１とスプリングピン１４７との止着部においても、同様に、ノッチ１４９が設けられている。ノッチ１４９が本発明における「止着部分」に対応する。
【００２３】
図４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。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、複数の流体用貫通孔２０１ｂ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。
【００２４】
支持プレート１２７は、上述したように、その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。そして、支持プレート１２７のプレートゴム２０３は、弁体１２９の下面に当接される。プレートゴム２０３は、弁体１２９がバルブシート１３１のガス噴射孔１３７を開閉するべく軸方向に移動されるとき、同方向に支持プレート本体２０１が弾性変形することで弁体１２９をガイドしつつ、弁体１２９の開閉動作を許容する。
【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、弁体１２９の移動方向（開弁方向）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によれば、弁体１２９の各貫通孔１２９ｈを、バルブ部１２９ｃの中心軸Ｔｔを通る線から、周方向にずらして配置することで、弁体１２９に回転方向ｋの回転力を生じさせると共に、スプリング１４１と弁体１２９との止着部において、スプリング１４１の端部と当接し、回転方向ｋに対向した平面Ｑを有するノッチ１４９を設けるようにしている。このようにすれば、ノッチ１４９で、スプリング１４１を止着することができると共に、弁体１２９が回転方向ｋに回転することを抑制することができる。その結果、弁体１２９とスプリング１４１との接触面で摩耗が生じたり、支持プレート１２７のプレートゴム２０３が摩耗したりして、流体用制御弁１００が劣化することを抑制することができる。
【００２７】
次に、第２の実施形態について、説明する。図５に示すように、バルブ部１２９ｃに設けた貫通孔１２９ｉの中心線は中心軸Ｔｔと交差し所定角度をもって配置されている。その結果、第１の実施形態と同様の作用・効果を発揮する。
【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
１４７…スプリングピン
１４９…ノッチ
１５１…空間部
２０１…プレート本体
２０１ａ…貫通孔
２０１ｂ…流体用貫通孔
２０３…プレートゴム
ｋ…回転方向
Ｑ…平面
Ｔｔ…中心軸
ｈｔ…軸線
【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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