(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次ポートと二次ポートとに繋がる弁通路を有するハウジングと、
前記ハウジング内に設けられ、前記弁通路を閉じる閉位置と前記弁通路を開く開位置との間で移動して前記弁通路の開度を調整する弁体と、
前記弁体を閉位置方向に付勢する復帰用ばねと、
印加される印加電圧又は印加電流に応じた駆動力を前記復帰用ばねの付勢に抗するように前記弁体に与えて前記弁体を前記開位置方向に移動させる弁体駆動手段とを備え、
前記一次ポートを介して前記弁通路に供給される高圧の燃料ガスの圧力を前記弁体駆動手段の駆動力に応じた圧力に調圧して前記二次ポートから出力するガス用調圧弁において、
前記ハウジング内に形成され、前記二次ポートに繋がる圧力帰還室と、
前記圧力帰還室の圧力を前記励磁力に抗する方向に受圧し、前記圧力帰還室の圧力に応じて前記弁体を前記閉位置へと移動させる第１シール部材と、
前記弁体と前記ハウジングとの間隙に介在し、前記弁体を摺動支持する軸受部材と、
前記軸受部材より前記弁通路側に設けられ、前記間隙を封止する第２シール部材と、
前記第２シール部材より更に前記弁通路側に設けられ、前記間隙を封止する第３シール部材と、を備え、
前記第３シール部材と前記第２シール部材との間には、前記二次ポートに繋がっているバッファ室が形成されている、ガス用調圧弁。
【請求項２】
前記二次ポートと前記圧力帰還室とは、圧力帰還通路よって繋がっており、
前記圧力帰還通路は、前記弁体に形成されている、請求項１に記載のガス用調圧弁。
【請求項３】
前記二次ポートと前記圧力帰還室とは、圧力帰還通路よって繋がっており、
前記圧力帰還通路は、前記ハウジングに形成されている、請求項１に記載のガス用調圧弁。
【請求項４】
前記圧力帰還通路は、前記バッファ室にも繋がっている、請求項３に記載のガス用調圧弁。
【請求項５】
前記ハウジングは、前記弁体が前記閉位置に位置する際に着座する弁座部であって、前記開位置方向に対して直交する弁座面を備える弁座部を有し、
前記弁体は、前記開位置方向に直交する弁体面で前記弁座面に着座するようになっている、請求項１乃至４の何れか１つに記載のガス用調圧弁。
【請求項６】
前記弁通路は、前記弁座部と前記弁体との間に形成されるオリフィスより下流側の二次ポートに繋がる二次側通路を有し、
前記弁体駆動手段は、前記二次側通路外であって前記弁体を挟んで前記弁座部と反対側の位置に設けられ、前記駆動力によって前記弁体を引き上げて前記開位置方向に移動させるようになっている、請求項５に記載のガス用調圧弁。
【請求項７】
前記弁座部は、前記二次側通路において前記一次ポート側の開口である弁口の外縁に沿って形成され、前記弁体に向かって前記開位置方向に突出しており、
前記弁体は、前記弁座部に対向する位置にシート部材を有しており、
前記シート部材は、その一表面が前記弁体面を成し、その弁体面で前記弁座部の頂部に着座するようになっている、請求項６に記載のガス用調圧弁。
【請求項８】
前記弁体は、前記一次ポートの一次圧を前記開位置の方に受圧する第１受圧面の受圧面積と前記一次圧を前記閉位置の方に受圧する第２受圧面の受圧面積とが同一になるように形成されている、請求項１乃至７の何れか１つに記載のガス用調圧弁。
【請求項９】
前記弁体は、前記一次ポートの一次圧を前記開位置の方に受圧する第１受圧面の受圧面積が前記一次圧を前記閉位置の方に受圧する第２受圧面の受圧面積よりも小さくなるように形成されている、請求項１乃至７の何れか１つに記載のガス用調圧弁。
【請求項１０】
前記圧力帰還室は、前記軸受部材に対して前記第２シール部材と反対側に位置しており、
前記第１シール部材は、前記軸受部材と前記圧力帰還室との間に位置してそれらの間を塞いでいる、請求項１乃至９の何れか１つに記載のガス用調圧弁。
【請求項１１】
前記圧力帰還室は、前記弁通路と前記弁体駆動手段との間に位置しており、
前記第１シール部材は、前記弁体駆動手段と前記圧力帰還室との間に位置してそれらの間を塞いでいる、請求項１乃至１０の何れか１つに記載のガス用調圧弁。
【請求項１２】
前記第１シール部材は、ダイアフラムシールであり、
前記第２シール部材は、前記弁体が滑らかに動くような摩擦抵抗が小さい低圧シールである、請求項１乃至１１の何れか１つに記載のガス用調圧弁。
【請求項１３】
第３シール部材は、始動時に前記弁体が滑らかに動くことができるような摩擦抵抗が小さく且つ始動抵抗と摺動抵抗との差が小さい高圧シールである、請求項１乃至１２の何れか１つに記載のガス用調圧弁。
【請求項１４】
前記弁体駆動手段に印加される印加電圧又は印加電流がゼロのときは、前記復帰用ばねにより前記弁体を前記閉位置にするノーマルクローズ形になっている、請求項１乃至１３の何れか１つに記載のガス用調圧弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧燃料ガスの圧力を印加される印加電圧又は印加電流に応じた圧力に調圧するガス用調圧弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池自動車、水素エンジン自動車、及び天然ガス自動車等、水素ガスや天然ガス等の燃料ガスを使用するクリーンエネルギー自動車が知られている。これらクリーンエネルギー自動車は、高圧タンク及びインジェクタ又は電磁式調圧弁を備えており、高圧タンクに貯蔵される燃料ガスをインジェクタ又は電磁式調圧弁により燃料電池やガスエンジンに供給することで動くようになっている。インジェクタ及び電磁式調圧弁は、燃料電池やガスエンジンに供給される燃料ガスの流量（又は圧力）を調整できるようになっており、インジェクタ又は電磁式調圧弁により燃料ガスの流量（又は圧力）を調整することで燃料電池やガスエンジンの出力が制御される。【０００３】
インジェクタは、その噴射孔を閉じたり開いたりすることで燃料ガスの流量を調整できるようになっており、噴射孔を開閉する時間の比、つまりデューティ比によって燃料ガスの流量を変えている。インジェクタの上流側圧力と出力側圧力の差圧が大きいと、インジェクタの噴射孔を開いた時に流れる燃料ガスの流量が極めて大きくなり、インジェクタのデューティ比の変化に対する燃料ガスの流量変化が大きくなる。特に、小流量領域（燃料電池又はガスエンジンが低負荷状態）では、流量ゲイン（燃料ガス流量をデューティ比で割った値）が大きくなり、制御が困難になる。また、インジェクタの上流側圧力が高くなると、小流量から大流量のデューティ制御スパンが極めて狭くなるという問題がある。【０００４】
また、電磁式調圧弁は、弁通路の開度（開口面積）を調整することで燃料ガスの流量を調整できるようになっている。それ故、電磁式調圧弁の上流側圧力が高くなると、当該電磁式調圧弁の前後の差圧が大きくなり、開度を僅かに広げるだけで流れる燃料ガスの流量が大きく変化し、弁通路の開度変化に対する燃料ガスの流量変化が大きくなる。従って、電磁式調圧弁もインジェクタと同様、小流量領域（低負荷状態）における燃料ガスの圧力制御が極めて困難になる。【０００５】
このような困難な課題を解決すべく特許文献１に開示される燃料電池システムでは、インジェクタの上流側に２つのレギュレータが設けられている。２つのレギュレータは、直列的に配置されており、高圧タンクから供給される水素ガスを２段階で減圧するようになっている。燃料電池システムでは、２つのレギュレータによりインジェクタの上流圧を低圧の一定圧力以下に維持してインジェクタ前後の差圧を小さくし、圧力制御性を確保している。なお、燃料電池システムでは、２つのレギュレータの上流側に遮断弁を備えており、遮断弁により水素タンクと燃料電池との間を遮断し、水素ガスの供給を止められるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８８８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の燃料電池システムでは、燃料ガスの圧力を多段階で減圧すべく複数のレギュレータが必要である。しかし、複数のレギュレータを設けると、構成要素が多くなり、またレギュレータを設けるためのスペースが必要である。そうすると、システム全体が大型化してコストが高くなったり、システム全体の重量が大きくなったりする。特に、構成要素のスペースが限られ、軽量化が望まれている自動車では、前述するシステムを搭載することは好ましくない。【０００８】
また、複数のレギュレータを設けることで、システム系の圧力損失が大きくなるので、燃料電池又はガスエンジンの最低作動圧力に対して高圧タンクの使用限界圧力を高めに設定しなければならない。そうすると、高圧タンク内において使用できる燃料ガスの量がレギュレータを設けない場合に比べて少なくなり、自動車の走行航続距離が縮まる。【０００９】
このように、複数のレギュレータを追加すると、様々な不都合が生じる。また、前述のように、従来のインジェクタ及び電磁式調圧弁単体では、それらの上流側圧力が高い時において、低負荷状態で燃料ガスの圧力制御することは困難である。【００１０】
更に、電磁式調圧弁等のシール方式としてダイアフラム方式を用いることがあるが、ダイアフラムシールは一般的に耐圧強度が低いため、高圧の燃料ガスを取り扱う際、ダイアフラムの破損により燃料ガスが大気中に漏れるおそれがある。これに対して、Ｏリング方式の場合、高圧時における予期しない外的要因により燃料ガスが大気中に漏れるおそれがある。【００１１】
そこで本発明は、高圧の燃料ガス環境下であっても、その二次圧をより正確に目標圧力に調圧可能で、且つ大気中への燃料ガス漏れを防止できるガス用調圧弁を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のガス用調圧弁は、一次ポートと二次ポートとに繋がる弁通路を有するハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、前記弁通路を閉じる閉位置と前記弁通路を開く開位置との間で移動して前記弁通路の開度を調整する弁体と、当該弁体を閉位置方向に付勢する復帰用ばねと、印加される印加電圧又は印加電流に応じた駆動力を前記復帰用ばねの付勢に抗するように前記弁体に与えて該弁体を前記開位置方向に移動させる弁体駆動手段とを備え、前記一次ポートを介して前記弁通路に供給される高圧の燃料ガスの圧力を前記弁体駆動手段の駆動力に応じた圧力に調圧して前記二次ポートから出力するガス用調圧弁において、前記ハウジング内に形成され、前記二次ポートに繋がる圧力帰還室と、前記圧力帰還室の圧力を前記駆動力に抗する方向に受圧し、前記圧力帰還室の圧力に応じて前記弁体を前記閉位置へと移動させる第１シール部材と、前記弁体と前記ハウジングとの間の間隙に介在し、前記弁体を摺動支持する軸受部材と、前記軸受部材より前記弁通路側に設けられ、前記間隙を封止する第２シール部材と、前記第２シール部材より更に前記弁通路側に設けられ、前記間隙を封止する第３シール部材と、を備え、前記第３シール部材と前記第２シール部材との間には、前記二次ポートに繋がっているバッファ室が形成されているものである。【００１３】
本発明に従えば、弁体駆動手段の駆動力を変えることで弁通路の開度を変えて二次圧を調圧することができる。この二次圧は、圧力帰還室に導かれており、第１シール部材は、圧力帰還室の二次圧を受圧して弁体を閉位置へと移動させるようになっている。二次圧、駆動力、及び復帰用ばねによる付勢力等、弁体に作用する力が釣り合った状態から二次圧が低下すると、第１シール部材は、弁体を開位置の方に移動させて弁通路の開度を広げて二次圧を昇圧させる。これにより、弁体に作用する力が釣り合う状態に戻る。このように釣り合った状態に戻すことで二次圧が元の圧力に戻される。つまり、二次圧は、弁体駆動手段の駆動力に応じた一定圧力に戻され、一次圧の変動に関わらず前記一定圧力で保持される。従って、ガス用調圧弁は、圧力制御性が高く、高圧の燃料ガスをより正確に目標圧力に可変調圧することができる。【００１４】
また、本発明では、第３シール部材より軸受部材側に第２シール部材が配置されているので、第３シール部材から燃料ガスが漏れても、第２シール部材によって軸受部材側に燃料ガスが漏れることがない。更に、第３シール部材と第２シール部材との間にバッファ室が形成され、このバッファ室が二次ポートに繋がっている。それ故、第３シール部材から燃料ガスが漏れても、バッファ室に入り二次側に導くことができる。このように、ガス用調圧弁は、第３シール部材から漏れた燃料ガスを二次側に導く安全構造となっており、軸受け部材が収容される空間が外部と繋がっていても燃料ガスが外部に放出されることを防ぐことができる。【００１５】
更に、本発明では、軸受部材を設けることで、弁体を円滑に移動させることが可能になり、目標圧力に対する追従性を向上させることができる。そして、間隙において、軸受部材より弁通路側に第２シール部材が設けられているので、燃料ガスが軸受部材の方に流入することがなく、軸受部材が燃料ガスに曝されることがない。これにより、燃料ガスに対する腐食耐性がない材料を軸受部材に使用することが可能になり、選択できる材料が増える。また、例えば軸受部材をグリス潤滑したときに、使用したグリスが燃料ガスと共に二次ポート側に流出することを防ぐことができる。これにより、弁体の円滑な移動を実現するとともに、燃料ガスへのグリスの混入を防ぐことができる。【００１６】
上記発明において、前記二次ポートと前記圧力帰還室とは、圧力帰還通路よって繋がっており、前記圧力帰還通路は、前記弁体に形成されていることが好ましい。【００１７】
上記構成に従えば、ハウジングに圧力帰還通路を形成する必要がなくなり、ハウジングの剛性を向上させ、また燃料ガスが大気に漏れでることを抑えることができる。【００１８】
また、本発明の別形態として、前記二次ポートと前記圧力帰還室とは、圧力帰還通路よって繋がっており、前記圧力帰還通路は、前記ハウジングに形成されていることが好ましい。【００１９】
上記構成に従えば、弁体に通路を形成する必要がなくなるので、弁体の径を小さくすることができる。これにより、ガス用調圧弁自体を小形化することができる。【００２０】
上記発明において、前記圧力帰還通路は、前記バッファ室にも繋がっていることが好ましい。【００２１】
上記構成に従えば、バッファ室に漏れた燃料ガスを圧力帰還通路によって二次側に導くことができる。これにより、圧力帰還通路とは別の通路を形成する必要がなくなり、弁体及びハウジングの小形化を図ることができる。つまり、ガス用調圧弁の小形化を図ることができる。【００２２】
上記発明において、前記ハウジングは、前記弁体が前記閉位置に位置する際に着座する弁座部であって、前記開位置方向に対して直交する弁座面を備える弁座部を有し、前記弁体は、前記開位置方向に直交する弁体面で前記弁座面に着座するようになっていることが好ましい。【００２３】
上記構成に従えば、弁座部の弁座面及び弁体の弁体面がともに開位置方向に直交しているので、繰り返し使用して弁座部又は弁体が経年的に変形しても開位置方向に塑性変形する。それ故、繰り返して使用してもシート径が殆ど変わることがなく、調圧特性が変化しない。それ故、信頼性、及び調圧特性の安定性を向上させることができる。【００２４】
上記発明において、前記弁通路は、前記弁座部と前記弁体との間に形成されるオリフィスより下流側の二次ポートに繋がる二次側通路を有し、前記弁体駆動手段は、前記二次側通路外であって前記弁体を挟んで前記弁座部と反対側の位置に設けられ、前記駆動力によって前記弁体を引き上げて前記開位置方向に移動させるようになっていることが好ましい。【００２５】
上記構成に従えば、弁体駆動手段により前記弁体を挟んで弁体面と反対側から前記弁体を引いて開位置方向に移動させることができるプル型構造でガス用電磁式調圧弁が構成されているので、弁体の弁体面側にある二次側通路外に弁体駆動手段を配置することができる。これにより、弁体駆動手段を二次側通路に配置して弁体を開位置方向に押すようなプッシュ型構造の電磁式調圧弁と同じ二次側通路の流路面積を確保しつつ、プッシュ型構造の電磁式調圧弁よりもオリフィスの径（即ち、シート径）を小さくすることができる。このようにシート径を小さくすることで弁体のストロークに対する弁通路開度の変化を小さくできる。それ故、プッシュ型構造のガス用電磁式調圧弁よりも弁通路開度の微調整ができるようになり、ガス用電磁式調圧弁の調圧精度の安定性を向上させることができる。【００２６】
上記発明において、前記弁座部は、前記二次側通路において前記一次ポート側の開口である弁口の外縁に沿って形成され、前記弁体に向かって前記開位置方向に突出しており、前記弁体は、前記弁座部に対向する位置にシート部材を有しており、前記シート部材は、その一表面が前記弁体面を成し、その弁体面で前記弁座部の頂部に着座するようになっていることが好ましい。【００２７】
上記構成に従えば、弁体は移動部材であるため着座位置にバラツキがあるが、弁座部を突出させているので、弁体の弁体面を広くすることで多少のバラツキがあっても弁体を弁座部に確実に着座させることができる。また、弁口の外縁に沿って弁座部が形成されているので、弁口の内径寸法と弁座部の内径寸法とを略一致させることができる。これにより、必要な流路面積を確保しつつシート径を小さくすることができ、ガス用電磁式調圧弁の調圧精度の安定性を向上させることができる。【００２８】
上記発明において、前記弁体は、前記一次ポートの一次圧を前記開位置の方に受圧する第１受圧面の受圧面積と前記一次圧を前記閉方向の方に受圧する第２受圧面の受圧面積とが同一になるように形成されていることが好ましい。【００２９】
上記構成に従えば、弁体が一次圧から受ける作用力を相殺することができる。これにより、一次圧の変動に起因する二次圧の変動を無くすことができ、二次圧の圧力制御性を更に向上させることができる。また、弁体駆動手段の駆動力を小さくすることができる。それ故、ガス用調圧弁を小形化することができる。【００３０】
上記発明において、前記弁体は、前記一次ポートの一次圧を前記開位置の方に受圧する第１受圧面の受圧面積が前記一次圧を前記閉方向の方に受圧する第２受圧面の受圧面積よりも小さくなるように形成されていることが好ましい。【００３１】
上記構成に従えば、弁体が一次圧から閉位置方向への作用力を受けるようになる。これにより、一次圧が急激に変動して高くなっても、弁体が開位置の方に移動して弁通路が開くようなことがない。また、弁体が一次圧から閉位置方向への作用力を受けることで、弁体駆動手段が作動しないとき、弁体が閉位置にて保持される。それ故、弁通路をしっかり閉じることができ、弁体駆動手段が作動していないときに燃料ガスが一次側から二次側に漏れることを防ぐことができる。【００３２】
上記発明において、前記圧力帰還室は、前記軸受部材に対して前記第２シール部材と反対側に位置しており、前記第１シール部材は、前記軸受部材と前記圧力帰還室との間に位置してそれらの間を塞いでいることが好ましい。【００３３】
上記構成に従えば、圧力帰還室に導かれた燃料ガスが軸受部材の方に流入することを第1シール部材によって防ぐことができる。これにより、軸受部材に使用する材料の選択が増加し、軸受部材をグリス潤滑してもグリスが燃料ガスに混入することがない。【００３４】
また、本発明の別形態として、前記圧力帰還室は、前記弁通路と前記弁体駆動手段との間に位置しており、前記第１シール部材は、前記弁体駆動手段と前記圧力帰還室との間に位置してそれらの間を塞いでいることが好ましい。【００３５】
上記構成に従えば、弁体駆動手段側に燃料ガスが流れることを防ぐことができる。これにより、弁体駆動手段が燃料ガスに曝されることを防ぐことができ、燃料ガスが腐食性流体の場合、弁体駆動手段の構成部材が腐食することを防ぐことができる。また、弁体駆動手段を大気中に配しても、燃料ガスが弁体駆動手段を介して大気に流出することを防ぐことができる。【００３６】
上記発明において、前記第１シール部材は、ダイアフラムシールであり、
前記第２シール部材は、摩擦抵抗が小さい低圧シールであることが好ましい。【００３７】
上記構成に従えば、第１シール部材にダイアフラムシールを採用することで、第１シール部材による摺動摩擦を無くすことができる。また、第２シール部材に摩擦抵抗の小さい低圧シールを採用することで、摺動摩擦を抑えることができる。これにより、弁体を滑らかに動かすことができ、一次圧が変動したときや駆動力を変更した時等、駆動力に応じた一定圧に二次圧を素早く調圧することができる。従って、二次圧の応答性を向上することができる。【００３８】
上記発明において、第３シール部材は、摩擦抵抗が小さく、さらに始動抵抗と摺動抵抗との差が小さい高圧シールであることが好ましい。【００３９】
上記構成に従えば、弁体を滑らかに動かすことができると共に、弁体の応答性を向上させることができる。また、高圧シールであるので、一次圧に対する耐圧性能が向上し、一次ポートから供給される一次圧の限界圧力を向上させることができる。【００４０】
上記発明において、前記弁体駆動手段に印加される印加電圧又は印加電流がゼロのときは、前記復帰用ばねにより前記弁体を前記閉位置にするノーマルクローズ形になっていることが好ましい。【００４１】
上記構成に従えば、弁体駆動手段に印加される印加電圧又は印加電流を遮断することで、弁通路を緊急遮断することができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、高圧の燃料ガス環境下であっても、その二次圧をより正確に目標圧力に調圧可能で、且つ大気中への燃料ガス漏れを防止できるガス用調圧弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態の電磁式調圧弁を備えた燃料ガス供給システムの構成を示す回路図である。
【図２】第１実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図３】第２実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図４】第３実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図５】第４実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図６】第５実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図７】第６実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図８】第７実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図９】第８実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図１０】第９実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図１１】第１０実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図１２】第１１実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図１３】第１２実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図１４】第１３実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図１５】第１４実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図１６】第１５実施形態の電磁式調圧弁の構成を部分的に示す断面図である。
【図１７】第１６実施形態の電磁式調圧弁の構成を部分的に示す断面図である。
【図１８】第１７実施形態の電磁式調圧弁の構成を部分的に示す断面図である。
【図１９】第１８実施形態の電磁式調圧弁の構成を部分的に示す断面図である。
【図２０】第１９実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図２１】第２０実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図２２】第２１実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【図２３】第２２実施形態の電磁式調圧弁の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下では、前述する図面を参照しながら、本発明の第１〜第２２実施形態に係る調圧弁１，１Ａ〜１Ｖ、及びそれを備える燃料ガス供給システム２を説明する。なお、実施形態における上下、左右、及び前後等の方向の概念は、説明の便宜上使用するものであって、調圧弁１，１Ａ〜１Ｖ及び燃料ガス供給システム２に関して、それらの構成の配置及び向き等をその方向に限定することを示唆するものではない。また、以下に説明する調圧弁１，１Ａ〜１Ｖ及び燃料ガス供給システム２は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明は実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
【００４５】
［燃料ガス供給システム］
燃料ガス供給システム２は、水素ガスや圧縮天然ガス等の燃料ガスが高圧で貯蔵される高圧タンク３に設けられている。燃料ガス供給システム２は、燃料電池やガスエンジン等の燃料ガス消費器に繋がっており、高圧の燃料ガスを所望の低圧に調圧して燃料ガス消費器に供給するようになっている。このように構成される燃料ガス供給システム２は、容器元弁４、圧力センサ５、及び演算制御器６を備えている。容器元弁４は、オンタンク型で構成され、高圧タンク３の開口部に設けられている。なお、容器元弁４は、オンタンク型に限られず、インタンク形であってもよい。容器元弁４は、電磁式調圧弁１と電磁式遮断弁７とを有している。
【００４６】
電磁式遮断弁７は、高圧タンク３から燃料ガス消費器に繋がる供給路２ａに設けられている。電磁式遮断弁７は、いわゆる電磁開閉弁であり、そこに送信される信号に応じて供給路２ａを開閉する機能を有している。また、供給路２ａには、電磁式遮断弁７の下流側に電磁式調圧弁１が設けられている。電磁式調圧弁１は、高圧の燃料ガスを調圧する機能を有している。更に、供給路２ａには、電磁式調圧弁１より下流側に圧力センサ５が設けられている。圧力センサ５は、供給路２ａに流れる燃料ガスの圧力を検出するようになっている。圧力センサ５は、信号線８を介して演算制御器６に繋がっており、検出された圧力に応じた検出圧力信号が演算制御器６に入力されるようになっている。また、演算制御器６には、目標圧力に応じた目標圧力指令信号が図示しない入力手段や制御装置等から入力されるようになっている。
【００４７】
演算制御器６は、目標圧力指令信号と検出圧力信号との差分を演算し、この差分に応じた大きさの電流を電磁式調圧弁１に流すようになっている。電磁式調圧弁１は、流された電流に応じた一定圧力に高圧の燃料ガスを調圧するようになっている。以下では、燃料ガス供給システム２に設けられる電磁式調圧弁１について詳述する。なお、第１実施形態の電磁式調圧弁１は、燃料ガス供給システム２に設けられる電磁式調圧弁の一例に過ぎず、他に様々な実施形態がある。以下では、第1実施形態の電磁式調圧弁１に続けて、幾つかの代表的な実施形態について詳述する。
【００４８】
［第１実施形態］
＜電磁式調圧弁の構成＞
図２に示す第１実施形態の電磁式調圧弁１は、ハウジング１２を備えている。ハウジング１２は、高圧タンク３（図１参照）の開口部にシールを達成した状態で取付けられている。ハウジング１２には、一次ポート１２ａ、弁体孔１２ｂ、及び二次ポート１２ｃが形成されている。一次ポート１２ａは、電磁式遮断弁７（図１参照）に繋がっており、ハウジング１２に形成されている一次側通路１２ｄを介して弁体孔１２ｂに繋がっている。
【００４９】
弁体孔１２ｂは、上下に延在する軸線Ｌ１に沿って延在しており、下側が塞がり、上側が開口している。弁体孔１２ｂは、その断面が円形状になっており、その中間部分に残余部より大径に形成された弁空間１２ｅを有している。一次側通路１２ｄは、この弁空間１２ｅに繋がっている。また、弁体孔１２ｂは、ハウジング１２に形成されている二次側通路１２ｆを介して二次ポート１２ｃに繋がっている。二次側通路１２ｆは、前記弁空間１２ｅより上側の二次側領域１２ｇにて前記弁体孔１２ｂと繋がっている。そして、二次ポート１２ｃは、供給路２ａ（図１参照）を介して燃料ガス消費器と繋がっている。このように一次ポート１２ａと二次ポート１２ｃとは、一次側通路１２ｄ、弁空間１２ｅ、二次側領域１２ｇ及び二次側通路１２ｆを介して繋がっている。これら一次側通路１２ｄ、弁空間１２ｅ、二次側領域１２ｇ及び二次側通路１２ｆによって、一次ポート１２ａと二次ポート１２ｃとを繋ぐ弁通路１３が構成されている。
【００５０】
このように構成されているハウジング１２は、座部１５を有している。座部１５は、二次側領域１２ｇと弁空間１２ｅとを繋ぐ開口付近に位置しており、この開口の周りを外囲するように形成されている。また、ハウジング１２には、弁体孔１２ｂの軸線Ｌ１に沿って弁体１４が挿入されており、弁体１４は、その先端部（つまり、上端部）１４ａを二次側領域１２ｇに挿入した状態で座部１５に着座している。弁体１４は、大略的に円柱状になっており、先端部１４ａ側にテーパ部１４ｂを有している。テーパ部１４ｂは、上側に向かって先細りのテーパ形状になっており、弁体１４が図２に示すような閉位置に位置しているときに座部１５に着座し、弁通路１３を塞いでいる。弁体１４のテーパ部１４ｂより下端１４ｄ側は、二次側領域１２ｇの内径と略同じの外径を有している。
【００５１】
また、ハウジング１２は、弁空間１２ｅの下側にシール取付部１６を有している。シール取付部１６は、ハウジング１２の内面に周方向全周にわたって形成されている。シール取付部１６の内径は、二次側領域１２ｇの孔径及び弁体１４の外径と略一致している。また、ハウジング１２のシール取付部１６より下側の内径は、シール取付部１６の内径より大径になっている。これにより、ハウジング１２と弁体１４との間には、大略円環状の軸受部材収容空間１７が形成され、この軸受部材収容空間１７には、軸受部材１８が収容されている。
【００５２】
軸受部材１８は、大略的に円筒状に形成されており、例えばボールガイド、ボール軸受、又はすべり軸受によって構成されている。軸受部材１８は、弁体１４に外装されて弁体１４とハウジング１２との間に介在し、弁体１４を支持している。この軸受部材１８により、弁体１４は、ハウジング１２内を軸線Ｌ１に沿って上下方向に円滑に移動できるようになっている。なお、軸受部材１８は、弁体１４の動きを更に滑らかにし、且つ耐久性を向上させるべくグリス潤滑されている。
【００５３】
このように軸受部材１８が配置された軸受部材収容空間１７の下側には、そこを塞ぐべく、ダイアフラムシール１９が設けられている。第１シール部材であるダイアフラムシール１９は、いわゆるダイアフラムであり、大略的に円環状になっている。ダイアフラムシール１９の外縁部がハウジング１２に取付けられ、内縁部が弁体１４に取付けられている。詳述すると、ハウジング１２は、上下に２つに分割可能に構成されており、それら２つの部分の間にダイアフラムシール１９の外縁部が挟まれることでハウジング１２に取付けられている。また、ダイアフラムシール１９の内縁部は、弁体１４の下端部とそこに取り付けられた取付け部材１４ｃとで挟むことで、弁体１４に取付けられている。そして、ハウジング１２のシール取付部１６には、軸受部材収容空間１７の上側を塞ぐべく高圧シール部材２０が設けられている。
【００５４】
第３シール部材である高圧シール部材２０は、摩擦抵抗が少なく、始動抵抗と摺動抵抗との差が小さい高圧シールであり、例えば、フッ素樹脂等により表面処理されたＯリングである。高圧シール部材２０は、シール取付部１６の内周部に嵌め込むように取付けられ、弁体１４とシール取付部１６との間の間隙を封止している。また、シール取付部１６には、低圧シール部材２１が設けられている。
【００５５】
第２シール部材である低圧シール部材２１は、大略円環状のＯリングであり、摩擦抵抗を小さくすべく樹脂等により表面処理がされている。低圧シール部材２１は、高圧シール部材２０より軸受部材１８側に位置しており、シール取付部１６の内周部に嵌め込むように取付けられている。低圧シール部材２１は、シール取付部１６と弁体１４との間の間隙を封止し、高圧シール部材２０と低圧シール部材２１との間にバッファ室２２を形成している。
【００５６】
バッファ室２２は、高圧シール部材２０の上側と下側の圧力差を小さくして高圧シール部材２０周辺からの漏れを抑制するとともに、弁体１４の移動時に高圧シール部材２０の周辺から漏れ出た燃料ガスを捕捉するようになっている。また、捕捉された燃料ガスは、バッファ室２２と軸受収容空間１７との間が低圧シール部材２１によって封止されているため、軸受収容空間１７の方へと漏れ出ることないようになっている。なお、高圧シール部材２０及び低圧シール部材２１は、弁体１４の外周部に嵌め込むように取り付けてもよい。
【００５７】
このように上下両側がダイアフラムシール１９、及び低圧シール部材２１により塞がれた軸受部材収容空間１７は、ハウジング１２内に形成されている他の空間（例えば、弁空間１２ｅや二次側領域１２ｇ等）から遮断されて隔てられている。このように隔てられている軸受部材収容空間１７は、ハウジング１２に形成された大気連通路２３により大気に開放されている。それ故、軸受部材１８を潤滑するグリスは、燃料ガスに曝されることがなく、また、ハウジング１２内の他の空間、例えば弁空間１２ｅや二次ポート１２ｃに漏れることがない。従って、グリスの枯渇を抑制し、軸受部材１８の潤滑状態を良好に維持することができる。これにより、軸受部材１８の耐久性を向上させ得ると共に、弁体１４を円滑に移動させることができる。また、グリスが燃料ガスに混入することも防ぐことができる。
【００５８】
また、弁体孔１２ｂのダイアフラムシール１９より下側には、圧力帰還室２４が形成されている。圧力帰還室２４は、ハウジング１２の底部、ダイアフラムシール１９及び弁体１４の下端部によって囲まれた大略円板状の空間である。圧力帰還室２４と軸受部材収容空間１７との間にダイアフラムシール１９が位置しており、それらの間がダイアフラムシール１９によって塞がれている。また、圧力帰還室２４は、均圧通路２５によって弁通路１３の二次側領域１２ｇに繋がっている。
【００５９】
均圧通路２５は、弁体１４内に形成されており、帰還室側連通部２５ａと、二次側連通部２５ｂと、帰還部２５ｃとを有している。帰還室側連通部２５ａは、圧力帰還室２４に開口しており、そこから弁体１４の軸線（本実施形態では、軸線Ｌ１に略一致）に沿って先端部１４ａまで延在している。そして、帰還室側連通部２５ａは、弁体１４の先端部１４ａに形成されている二次側連通路２５ｂに繋がっている。二次側連通部２５ｂは、弁体１４を半径方向に貫通するように延在しており、その両端が二次側領域１２ｇに開放されている。帰還部２５ｃは、弁体１４を半径方向に貫通しており、内側で帰還室側連通部２５ａに繋がり、その両端がバッファ室２２に開口している。これによりバッファ室２２は、均圧通路２５を介して圧力帰還室２４や二次側領域１２ｇに繋がっている。
【００６０】
このように、均圧通路２５は、二次ポート１２ｃと圧力帰還室２４とを繋ぎ、圧力帰還室２４に二次圧ｐ２を供給する。また、均圧通路２５は、二次ポート１２ｃとバッファ室２２とを繋ぎ、バッファ室２２に漏れ出た燃料ガスを圧力帰還室２４や二次ポート１２ｃに導くようになっている。即ち、バッファ室２２に捕捉された燃料ガスは、均圧通路２５を介して二次側領域１２ｇに戻るようになっている。つまり、電磁式調圧弁１は、弁空間１２ｅ等の一次側の領域から漏れた燃料ガスを外側へ漏れさせることなく二次側の領域へと戻すことができる安全構造の弁となっている。なお、二次圧ｐ２は大気圧との差圧が小さいため、低圧シール部材２１周辺から軸受収容空間１７への漏れは殆どない。それ故、バッファ室２２の二次圧ｐ２が大気へと漏れ出ることを防ぐことができる。
【００６１】
また、弁体１４は、フランジ１４ｅを有している。フランジ１４ｅは、テーパ部１４ｂより下側に周方向全周にわたって形成されており、テーパ部１４ｂから更に半径方向外方に向かって突出している。フランジ１４ｅは、シール取付部１６の上端に対向するように位置している。フランジ１４ｅとシール取付部１６の上端との間には、復帰用ばね２６が配置されている。復帰用ばね２６は、いわゆる圧縮コイルばねであり、圧縮された状態で弁体１４に外装され、弁体１４を閉位置方向（弁体１４が閉位置に向かう方向）に付勢している。付勢された弁体１４は、座部１５に着座し、弁通路１３を塞いでいる。ハウジング１２の開口端部（即ち、上端部）には、復帰用ばね２６の付勢に抗する力を弁体１４に与えるべく、電磁比例ソレノイド２７が設けられている。
【００６２】
弁体駆動手段である電磁比例ソレノイド２７は、ハウジング１２の開口端部の外周に螺合して固定されている。電磁比例ソレノイド２７は、ソレノイドコイル２８を有している。ソレノイドコイル２８は、大略的に円筒状に形成され、その下端側にハウジング１２が嵌挿されている。ソレノイドコイル２８は、大略円筒状のケース２８ａを有し、その中にボビン２８ｂとコイル線２８ｃとが設けられている。ボビン２８ｂもまた大略円筒状に形成され、このボビン２８ｂにコイル線２８ｃに巻きつけることによってソレノイドコイル２８が構成されている。このソレノイドコイル２８内には、下端部にヨーク２９が設けられ、上端部がカバー３０によって塞がれている。そして、ヨーク２９とカバー３０との間に可動部材３１が設けられている。
【００６３】
可動部材３１は、磁性材料か成り、大略円柱状に形成されている。可動部材３１は、軸線Ｌ１に沿って配置されている。可動部材３１の外径は、ソレノイドコイル２８の内径より小さくなっており、可動部材３１とソレノイドコイル２８との間には、円環状のガイド部材３２が介在している。ガイド部材３２は、非磁性体から成り、可動部材３１を軸線Ｌ１に沿って上下方向に摺動可能に支持している。ヨーク２９は、この可動部材３１の下端部と間隔をあけた状態で上下に対向している。ヨーク２９は、磁性材料、例えば電磁ステンレス鋼から成り、大略円環状に形成されている。ヨーク２９は、ソレノイドコイル２８に電流を流すことで磁化し、可動部材３１を吸引するようになっている。
【００６４】
また、可動部材３１の上端部とカバー３０との間には、圧縮コイルばね３４が設けられており、圧縮コイルばね３４により可動部材３１が弁体１４側へと付勢されている。可動部材３１の下端部には、押圧部材３３が設けられている。押圧部材３３は、軸線Ｌ１に沿って延在し、ヨーク２９内に挿通されている。押圧部材３３の基端部は、可動部材３１に固定されている。押圧部材３３の先端は、部分球面状に形成されている。押圧部材３３は、可動部材３１を介して圧縮コイルばね３４により付勢され、その先端が弁体１４の先端部１４ａに押し付けられて当接している。このように配置されている押圧部材３３は、ソレノイドコイル２８に電流を流して可動部材３１をヨーク２９の方に吸引させることで電流に応じた力で弁体１４を開位置方向に押して弁通路１３を開くようになっている。
【００６５】
このように構成されている電磁式調圧弁１は、弁体１４のテーパ部１４ｂ及びフランジ１４ｅの上面（第１受圧面に相当する受圧面Ｐ１）で高圧タンク３から弁空間１２ｅに導かれた一次圧ｐ１を開位置方向に受圧し、フランジ１４ｅの下面（第２受圧面に相当する受圧面Ｐ２）において、前記一次圧ｐ１を閉位置方向に受圧している。なお、受圧面Ｐ１は、平面視でテーパ面において二次側領域１２ｇより半径方向外側の領域である。各受圧面Ｐ１，Ｐ２において、一次圧ｐ１は、互いに抗する方向に作用しており、互いに打ち消し合っている。受圧面Ｐ１，Ｐ２の受圧面積は、弁体１４のフランジ１４ｅより下端１４ｄ側と二次側領域１２ｇの内径（つまり、シート径）とが略同じ外径を有しているので、略同一になっている。それ故、受圧面Ｐ１で受ける一次圧ｐ１による作用力と、受圧面Ｐ２で受ける一次圧ｐ１による作用力とが互いに相殺され、弁体１４における一次圧ｐ１の変動による影響を防ぐことができる。
【００６６】
また、電磁式調圧弁１は、弁体１４の先端及びテーパ部１４ｂのテーパ面（受圧面Ｐ３）において二次側領域１２ｇを流れる二次圧ｐ２を開位置方向に受圧し、ダイアフラムシール１９及び弁体１４の下端１４ｄ（受圧面Ｐ４）において圧力帰還室２４に導かれた二次圧ｐ２を閉位置方向に受圧する。なお、受圧面Ｐ４は、平面視で二次側領域１２ｇに重なる領域である。また、受圧面Ｐ３，Ｐ４でにおいて、二次圧ｐ２は、互いに抗する方向に作用している。しかし、弁体１４は、シート径ｒ１と略同じ外径ｒ２を有し、ダイアフラムシール１９の有効径ｒ３が前記シート径ｒ１及び弁体１４の外径ｒ２より大きくなっている。その故、二次圧ｐ２を開位置方向に受圧する受圧面Ｐ３に比べて二次圧ｐ２を閉位置方向に受圧する受圧面Ｐ４の方がダイアフラムシール１９の有効面積の分だけ受圧面積が大きくなっている。これにより、弁体１４には、各受圧面Ｐ３，Ｐ４で受ける二次圧ｐ２による作用力が完全に相殺されず、各受圧面Ｐ３，Ｐ４における受圧面積の差に応じた作用力が閉位置方向に作用している。また、弁体１４は、復帰用ばね２６に閉位置方向に付勢されて座部１５に着座している。このように弁体１４が二次圧ｐ２による作用力及び復帰用ばね２６によって閉位置方向に付勢されており、電磁式調圧弁１は、ノーマルクローズ形の弁として構成されている。これにより、ソレノイドコイル２８流す電流を遮断することで弁通路１３を緊急遮断することができるようになっている。
【００６７】
＜電磁式調圧弁の動作＞
以下では、図２を参照しながら電磁式調圧弁１の動作について説明する。ソレノイドコイル２８に電流を流すと、可動部材３１に励磁力（駆動力）が作用し、可動部材３１がヨーク２９の方へ吸引される。これにより、弁体１４が押圧部材３３によって開位置方向に押されて座部１５から離れる。そうすると、弁通路１３が開かれ、弁空間１２ｅの燃料ガスが二次側領域１２ｇへと流れる。この際、弁体１４と座部１５との間に形成されるオリフィス（図示せず）により弁空間１２ｅから二次側領域１２ｇに流れる燃料ガスが二次圧ｐ２に減圧される。このように、電磁式調圧弁１は、ソレノイドコイル２８に電流を流すと、弁体１４が押圧部材３３によって押されて弁通路が開くように構成されている（つまり、プッシュ型の電磁式調圧弁である）。
【００６８】
二次側領域１２ｇの燃料ガスは、二次側通路１２ｆを通って二次ポート１２ｃから排出されると共に、均圧通路２５を通って圧力帰還室２４に導かれる。ダイアフラムシール１９は、圧力帰還室２４に導かれた燃料ガスの二次圧ｐ２を受圧する。弁体１４は、可動部材３１が受ける励磁力、受圧面Ｐ３，Ｐ４で夫々受ける二次圧ｐ２による作用力、及び復帰用ばね２６のばね力が釣り合う位置まで移動する。つまり、前記力が釣り合うように弁通路１３の開度（つまり、オリフィスの開度）を調整して二次側領域１２ｇに流れる燃料ガスの二次圧ｐ２を調整する。これにより、二次圧ｐ２がソレノイドコイル２８に流す電流に応じた圧力（つまり、目標圧力）になる。
【００６９】
例えば、二次圧ｐ２が目標圧力より低い場合、励磁力が二次圧ｐ２による作用力より大きくなり、弁体１４が座部１５から離れるように開位置方向に移動する。弁体１４は、二次圧ｐ２による作用力、励磁力、及び復帰用ばね２６のばね力が釣り合う位置まで移動し、それに伴って弁通路１３の開度が広がって二次圧ｐ２が上昇する。これにより、二次圧ｐ２が目標圧力に調圧される。それ故、電磁式調圧弁１は、一次圧ｐ１が変動してもそれに合わせて弁通路１３の開度を制御し、二次圧ｐ２を目標圧力に調圧することができる。そのため、一次圧ｐ１を予め一定圧に減圧しなくても電磁式調圧弁１単体で、高圧の燃料ガスを低圧の目標圧力まで減圧して調圧することができる。従って、電磁式調圧弁１は、圧力制御性が高い。
【００７０】
また、電磁式調圧弁１では、受圧面Ｐ１及び受圧面Ｐ２の受圧面積を略同一にしているので、弁体１４が一次圧ｐ１から受ける作用力を相殺されている。これにより、一次圧ｐ１の変動に起因する二次圧ｐ２の変動を抑えることができる。それ故、高圧の燃料ガスに対する圧力制御性を向上させることができ、二次圧ｐ２を従来の電磁式調圧弁より正確に制御することができる。また、一次圧ｐ１から受ける作用力を相殺することで、電磁比例ソレノイド２７の励磁力を小さくすることができ、電磁式調圧弁１を小形化することができる。
【００７１】
また、電磁式調圧弁１では、一次圧ｐ１と二次圧ｐ２との差圧が大きいので、弁体１４が移動したときに、高圧シール部材２０において弁空間１２ｅからバッファ室２２に燃料ガスに僅かに漏れ出ることがある。しかし、電磁式調圧弁１は、高圧シール部材２０より軸受部材収容空間１７側に低圧シール部材２１が配置されているので、高圧シール部材２０から燃料ガスが漏れても、低圧シール部材２１によって軸受部材収容空間１７に燃料ガスが漏れることがない。更に、バッファ室２２が均圧通路２５を介して圧力帰還室２４や二次側領域１２ｇ等に繋がっており、高圧シール部材２０で漏れ出た燃料ガスを二次側へと戻す安全構造となっている。それ故、高圧シール部材２０から漏れ出た燃料ガスが電磁式調圧弁１の外部に放出されることがない。つまり、大気中に燃料ガスが漏れ出ることがない。
【００７２】
また、ダイアフラムシール１９を採用することで、弁体１４移動時の摺動摩擦を無くすことができる。また、摩擦抵抗の少ない低圧シール部材２１を採用することで、極力、摺動摩擦を抑えることができる。このように弁体１４に作用する摺動摩擦を抑えることで弁体１４を滑らかに動かすことができる。これにより、目標圧力に二次圧を素早く調圧することができるようになり、二次圧の応答性が向上する。更に、高圧シール部材２０を採用することで、電磁式調圧弁１の一次圧ｐ１に対する耐圧性能が向上し、一次ポート１２ａから供給される一次圧の限界圧力を向上させることができる。
【００７３】
また、燃料ガス供給システム２では、電磁式調圧弁１の上流側に電磁式遮断弁７を設けることで、遮断機能を有する２つの弁１，７によって高圧タンク３と燃料ガス消費器との間を遮断することができる。これにより、燃料ガス供給システム２の安全性が向上する。また、高圧タンク３の開口部に電磁式調圧弁１を配置することで、高圧タンク３からの出力圧力レベルが低圧になり、燃料ガス供給システム２の安全性が大幅に向上する。
【００７４】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る電磁式調圧弁１Ａは、第１実施形態に係る電磁式調圧弁１と構成が類似している。そこで、第２実施形態に係る電磁式調圧弁１Ａの構成に関して第１実施形態の電磁式調圧弁１と異なる構成についてだけ説明し、同一の構成については、同一の符合を付して説明を省略する。第３実施形態以降についても同様である。
【００７５】
本発明の第２実施形態に係る電磁式調圧弁１Ａは、図３に示すようにハウジング１２Ａに圧力帰還通路３５を有している。圧力帰還通路３５は、弁通路１３の二次側通路１２ｆと圧力帰還室２４とを繋ぐように形成されており、圧力帰還室２４に二次圧ｐ２を導くようになっている。また、弁体１４Ａでは、均圧通路２５Ａの帰還室側連通部２５ａの下側（即ち、圧力帰還室側）の開口が閉じられており、バッファ室２２が二次側領域１２ｇだけに繋がっている。
【００７６】
このように構成される第２実施形態に係る電磁式調圧弁１Ａは、第１実施形態に係る電磁式調圧弁１と同様の作用効果を奏する。
【００７７】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｂは、図４に示すように弁体１４Ｂを有している。弁体１４Ｂは、高圧シール部材２０及び低圧シール部材２１との間に半径方向内方に凹む周回溝３６が形成されている。周回溝３６は、弁体１４Ｂの外周に全周にわたって形成されており、ハウジング１２Ｂの内周面と共に高圧シール部材２０及び低圧シール部材２１との間にバッファ室２２Ｂを形成している。
【００７８】
また、ハウジング１２Ｂには、圧力帰還通路３５Ｂが形成されている。圧力帰還通路３５Ｂは、二次側通路１２ｆと圧力帰還室２４とを繋ぐと共に、二次側通路１２ｆとバッファ室２２Ｂとも繋いでいる。これにより、圧力帰還通路３５Ｂにより圧力帰還室２４に二次圧ｐ２を導くことができると共に、バッファ室２２に漏れ出た燃料ガスを二次側に戻すことができる。
【００７９】
このように構成される第３実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｂは、第１実施形態に係る電磁式調圧弁１と同様の作用効果を奏する。
【００８０】
［第４〜第６実施形態］
本発明の第４〜第６実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｃ〜１Ｅは、第１〜第３実施形態に係る電磁式調圧弁１，１Ａ，１Ｂに夫々類似している。第４〜第６実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｃ〜１Ｅは、第１〜第３実施形態に係る電磁式調圧弁１，１Ａ，１Ｂと同じ点で夫々異なっている。以下では、その異なる点についてだけ説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００８１】
第４〜第６実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｃ〜１Ｅは、図５〜図７に示すように、弁体１４Ｃ〜１４Ｅを夫々有している。弁体１４Ｃ〜１４Ｅは、先端部１４ａがハウジング１２，１２Ａ、１２Ｂの開口付近まで延在している。弁体１４Ｃ〜１４Ｅの先端部１４ａには、軸受部材３７が外装されている。軸受部材３７は、大略円筒状になっており、例えばボールガイド、ボール軸受、又はすべり軸受によって構成されている。軸受部材３７は、先端部１４ａとハウジング１２との間に介在して弁体１４Ｃ〜Ｅを支持している。これにより、弁体１４Ｃ〜Ｅが上下方向に円滑に移動できるようになっている。
【００８２】
このように構成される第４〜第６実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｃ〜１Ｅでは、弁体１４Ｃ〜１４Ｅの上下両端部が軸受部材１８，３７によって夫々支持されるので、弁体１４Ｃ〜１４Ｅを精度よく動かすことができるので、より圧力制御性を向上させることができる。
【００８３】
その他、第４〜第６実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｃ〜１Ｅは、第４〜第６実施形態に係る電磁式調圧弁１，１Ａ，１Ｂと同様の作用効果を夫々奏する。
【００８４】
［第７実施形態］
第７実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｆでは、図８に示すように、弁体１４Ｆの先端部１４ａがハウジング１２の開口付近まで延在しており、この先端部１４ａに押圧部材３３Ｆの先端部が螺合により接合されている。また、ハウジング１２Ｆの開口付近には、ダイアフラムシール１９Ｆが設けられている。ダイアフラムシール１９Ｆの外縁部は、ハウジング１２Ｆに取付けられ、内縁部が弁体１４Ｆに取付けられている。詳述すると、ダイアフラムシール１９Ｆの外縁部は、上下に２つに分割されるハウジング１２Ｆの各部位の間に挟まれ、また内縁部は、押圧部材３３Ｆと弁体１４との間に挟まれている。ダイアフラムシール１９Ｆが設けられているハウジング１２Ｆの開口付近は、二次側領域１２ｇの内径より大きい内径を有しており、圧力帰還室２４Ｆを形成している。この圧力帰還室２４Ｆは、二次側領域１２ｇと電磁比例ソレノイド２７の内空間２７ａとの間に位置している。また、圧力帰還室２４Ｆと電磁比例ソレノイド２７の内空間（電磁比例ソレノイド２７内の空間）２７ａとの間には、ダイアフラムシール１９Ｆが位置しており、それらの間がダイアフラムシール１９Ｆによって塞がれている。なお、圧力帰還室２４Ｆが電磁比例ソレノイド２７側にあるので、均圧通路２５Ｆは、二次側領域１２ｇとバッファ室２２とを繋ぐように構成されている。
【００８５】
このように構成される第７実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｆは、他の実施形態に係る電磁式調圧弁１，１Ａ〜１Ｅと同様に、ダイアフラムシール１９Ｆにおいて二次圧ｐ２を閉位置方向に受けている。ダイアフラムシール１９Ｆの有効受圧面積が弁体１４Ｆの受圧面Ｐ４の受圧面積よりも大きくなっている。それ故、二次圧ｐ２に応じて弁通路１３の開度を調整、二次圧ｐ２を目標圧力に制御することができる。
【００８６】
また、第７実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｆは、圧力帰還室２４Ｆと電磁比例ソレノイド２７の内空間２７ａとの間がダイアフラムシール１９Ｆにより塞がれているので、燃料ガスがハウジング１２から電磁比例ソレノイド２７の内空間２７ａに流れ出ることがない。それ故、燃料ガスが電磁比例ソレノイド２７の内空間２７ａを介して大気中に放出されることが無いので、電磁比例ソレノイド２７を大気に配置することができる。このように電磁比例ソレノイド２７を大気に配置できるので、燃料ガスに水素ガス等の腐食性流体を使用した時に、その腐食性流体に電磁比例ソレノイド２７の各構成部材が曝露されることを防ぐことができる。それ故、各構成部材が腐食することを防ぐことができる。
【００８７】
その他、第７実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｆは、第７実施形態に係る電磁式調圧弁１と同様の作用効果を奏する。
【００８８】
［第８実施形態］
第８実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｇは、図９に示すように、ハウジング１２Ｇには、軸線Ｌ１に沿って弁体孔１２ｂが形成され、弁空間１２ｅの下側に二次側領域１２ｇがある。また、ハウジング１２Ｇは、二次側領域１２ｇにおける弁空間１２ｅ側の開口付近に座部１５Ｇを有しており、座部１５Ｇは、その開口の周りを外囲するように形成されている。更に、ハウジング１２Ｇの弁体孔１２ｂには、軸線Ｌ１に沿って弁体１４Ｇが挿入されている。弁体１４Ｇは、その下端側に下方に向うにつれて先細りになっているテーパ部１４ｂを有しており、テーパ部１４ｂの先端部分を二次側領域１２ｇに突っ込んだ状態で座部１５Ｇに着座している。
【００８９】
ハウジング１２Ｇは、弁空間１２ｅより上側に軸受部材収容空間１７を有し、それらの間にシール取付部１６を有している。シール取付部１６には、第１実施形態の場合と同様に、弁空間１２ｅ側に高圧シール部材２０が設けられ、軸受部材収容空間１７側に低圧シール部材２１が設けられている。そして、高圧シール部材２０と低圧シール部材２１との間には、バッファ室２２が形成されている。また、軸受部材収容空間１７には、大略円筒状の軸受部材１８が弁体１４Ｇに外装された状態で収容されている。軸受部材１８は、ハウジング１２Ｇと弁体１４Ｇとの間に介在して弁体１４Ｇを支持している。これにより、弁体１４Ｇが上下方向に円滑に移動できるようになっている。
【００９０】
また、ハウジング１２Ｇの開口端部の外周には、電磁比例ソレノイド２７Ｇが螺合して固定されている。電磁比例ソレノイド２７Ｇは、ソレノイドコイル２８と固定磁極２９Ｇを有している。固定磁極２９Ｇは、ソレノイドコイル２８の上側開口部にそこを塞ぐように設けられている。また、ソレノイドコイル２８内には、可動部材３１Ｇが設けられている。可動部材３１Ｇは、磁性材料か成る大略円柱状の部材である。可動部材３１Ｇは、その上端が固定磁極２９Ｇに対向し、その下端側がハウジング１２Ｇの弁体孔１２ｂに挿入されている。可動部材３１Ｇとソレノイドコイル２８との間には、非磁性体から成る円環状のガイド部材３２が介在している。可動部材３１Ｇの下端は、弁体１４Ｇの上端部まで達しており、その下端に弁体１４Ｇの上端部が螺合されて固定されている。
【００９１】
また、ハウジング１２Ｇの弁体孔１２ｂでは、その開口端部と軸受部材収容空間１７との間が弁空間１２ｅと同様に大径になっており、そこには、ダイアフラムシール１９Ｇが設けられている。ダイアフラムシール１９Ｇは、軸受部材収容空間１７の上側に位置しており、その外縁部がハウジング１２Ｇに取付けられ、内縁部が弁体１４Ｇに取付けられている。詳述すると、ダイアフラムシール１９Ｇの外縁部は、上下に２つに分割されるハウジング１２Ｇの各部位の間に挟まれ、また内縁部は、可動部材３１Ｇと弁体１４Ｇとの間に挟まれている。
【００９２】
これによりハウジング１２Ｇの弁体孔１２ｂにおいてダイアフラムシール１９Ｇより上側の領域が圧力帰還室２４Ｇになる。また、ハウジング１２Ｇには、圧力帰還通路３５Ｇが形成されており、この圧力帰還通路３５Ｇによって圧力帰還室２４Ｇと二次側領域１２ｇとが繋がっている。これにより、圧力帰還室２４Ｇに二次圧ｐ２が導かれる。
【００９３】
また、可動部材３１Ｇは、その下端側の外周面にフランジ３１ａを有している。フランジ３１ａは、半径方向外方に突出しており、周方向全周にわたって形成されている。ハウジング１２Ｇは、フランジ３１ａの上面に対向する位置に受け部１２ｈを有している。この受け部１２ｈとフランジ３１ａとの間には、復帰用ばね２６Ｇが配置されている。復帰用ばね２６Ｇは、いわゆる圧縮コイルばねであり、圧縮された状態で可動部材３１Ｇに外装され、可動部材３１Ｇを介して弁体１４Ｇを閉位置方向に付勢している。他方、電磁比例ソレノイド２７に電流を流すと、復帰用ばね２６Ｇのばね力に抗する方向（即ち、開位置方向）の励磁力が可動部材３１に作用する。
【００９４】
第８実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｇでは、弁体１４Ｇのテーパ部１４ｂより上側（但し、可動部材３１Ｇに螺合されている部分を除く）がシート径と略同一の外形を有している。それ故、受圧面Ｐ１（フランジ１４ｅの上面）及び受圧面Ｐ２（テーパ部１４ｂのテーパ面）の受圧面積が略同一になっている。それ故、弁体１４Ｇが受圧面Ｐ１及び受圧面Ｐ２で夫々受ける一次圧ｐ１による作用力が相殺され、弁体１４における一次圧ｐ１の変動による影響を防ぐことができる。
【００９５】
他方、受圧面Ｐ３の受圧面積は、受圧面Ｐ４の受圧面積に対してダイアフラムシール１９Ｇの有効受圧面積の分だけ大きくなっている。受圧面Ｐ３及び受圧面Ｐ４では、閉位置方向及び閉位置方向の互いに抗する方向に二次圧ｐ２による作用力を夫々受けており、各作用力が互いに打ち消し合うように作用しているが、各受圧面Ｐ３，Ｐ４の受圧面積の差に応じた作用力が弁体１４Ｇに作用する。このように二次圧ｐ２による作用力が弁体１４Ｇに閉位置方向に作用し、弁体１４が復帰用ばね２６Ｇに閉位置方向に付勢されている。それ故、電磁式調圧弁１Ｇは、ノーマルクローズ形の弁として構成されている。
【００９６】
このように構成される第８実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｇは、ソレノイドコイル２８に電流を流すと、弁体１４Ｇを閉位置方向に動かすべく弁体１４Ｇを上方に引き上げるように構成されている（つまり、プル型の電磁式調圧弁である）点を除き、第１実施形態の電磁式調圧弁１と同じ動作で二次圧ｐ２を目標圧力に調圧することができる。また、第８実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｇは、第１実施形態の電磁式調圧弁１と同様の作用効果を奏する。
【００９７】
［第９実施形態］
本発明の第９実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｈは、第８実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｇと構成が類似している。そこで、第９実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｇの構成に関して第１実施形態の電磁式調圧弁１と異なる構成についてだけ説明し、同一の構成については、同一の符合を付して説明を省略する。第１０実施形態についても同様である。
【００９８】
第９実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｈは、図１０に示すように弁体１４Ｈを有している。弁体１４Ｈは、高圧シール部材２０及び低圧シール部材２１との間に半径方向内方に凹む周回溝３６Ｈが形成されている。周回溝３６Ｈは、弁体１４Ｈの外周に全周にわたって形成されており、ハウジング１２Ｈの内周面と共に高圧シール部材２０及び低圧シール部材２１との間にバッファ室２２Ｈを形成している。バッファ室２２Ｈは、圧力帰還通路３５Ｈに繋がっており、バッファ室２２に漏れ出た燃料ガスは、圧力帰還通路３５Ｈを介して圧力帰還室２４Ｇや二次側領域１２ｇ等の二次側に戻される。
【００９９】
このように構成される第９実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｈは、第８実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｇと同様の作用効果を奏する。
【０１００】
［第１０実施形態］
第１０実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｊは、図１１に示すように弁体１４Ｊに均圧通路２５Ｊが形成されている。均圧通路２５Ｊは、連通部２５ｄと、帰還部２５ｅとを有している。連通部２５ｄは、弁体１４Ｊの軸線Ｌ１に沿って下端から上端まで貫通しており、帰還部２５ｅは、半径方向に延在し、バッファ室２２と連通部２５ｄとを繋いでいる。また、可動部材３１Ｊ内には、連絡室３１ｂが形成されている。連絡室３１ｂは、均圧通路２５Ｊと連通しており、可動部材３１Ｊに形成される連絡通路３１ｃによって圧力帰還室２４Ｇに繋がっている。
【０１０１】
このように構成される第１０実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｊは、均圧通路２５Ｊ、連絡室３１ｂ及び連絡通路３１ｃを介して二次側領域１２ｇの二次圧ｐ２が圧力帰還室２４Ｇに導かれる。また、バッファ室２２Ｇに漏れ出た燃料ガスは、均圧通路２５Ｊ等を介して圧力帰還室２４Ｇや二次側領域１２ｇ等の二次側に戻される。
【０１０２】
このように構成される第１０実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｊは、第８実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｇと同様の作用効果を奏する。
【０１０３】
［第１１〜１４実施形態］
第１１〜１４実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｋ〜１Ｎは、第１〜第４実施形態に係る電磁式調圧弁１，１Ａ〜１Ｃと夫々類似しているが、図１２〜図１５に示すように受圧面積Ａ１及び受圧面積Ａ２が異なっているという点で第１〜第４実施形態に係る電磁式調圧弁１，１Ａ〜１Ｃと異なっている。以下では、その点について詳述する。
【０１０４】
第１１〜１４実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｋ〜１Ｎでは、弁体１４の外径ｒ２がシート径ｒ１より小さくなっている。それ故、受圧面Ｐ１の受圧面積が受圧面Ｐ２の受圧面積より小さくなっている。それ故、弁体１４には、受圧面Ｐ１の受圧面積と受圧面Ｐ２の受圧面積との差に応じた一次圧ｐ１による作用力が閉位置に向かって作用する。それ故、ソレノイドコイル２８に流す電流を遮断した時の弁体１４Ｋ〜１４Ｎの閉位置に向かう速度が速くなり、遮断性能が向上する。
【０１０５】
また、一次圧ｐ１による作用力が閉位置に向かって作用しているので、弁体１４Ｋ〜１４Ｎと座部１５の着座部分のシール面圧が高くなる。それ故、電磁式調圧弁１Ｄ〜１Ｇは、一次側から二次側へと燃料ガスが漏れ出ないようにしっかりと弁通路１３を閉じることができる。
【０１０６】
その他、第１１〜１４実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｋ〜１Ｎは、第１実施形態に係る電磁式調圧弁１と同様の作用効果を奏する。
【０１０７】
［第１５実施形態］
第１５実施形態に係る調圧弁１Ｏは、第１実施形態の電磁式調圧弁１と類似しており、図１６に示すように電磁比例ソレノイド２７に代えて圧電アクチュエータ２７Ｏを備えている。弁体駆動手段である圧電アクチュエータ２７Ｏは、圧電素子（例えば、ピエゾ素子）から成り、印加される印加電圧に応じた駆動力を発生し、押圧部材３３を介して弁体１４を開位置方向に動かして弁通路１３を開くようになっている。この際、弁通路１３は、発生する駆動力に応じた開度で開き、電磁式調圧弁１Ｏもまた、圧電アクチュエータ２７Ｏに印加される印加電圧に応じた圧力に二次圧ｐ２を調圧できるようになっている。
【０１０８】
その他、第１５実施形態に係る調圧弁１Ｏは、第１実施形態に係る電磁式調圧弁１と同様の構成を有しており、同様の作用効果を奏する。
【０１０９】
［第１６実施形態］
第１６実施形態に係る調圧弁１Ｐは、第１実施形態の電磁式調圧弁１と類似しており、図１７に示すように電磁比例ソレノイド２７に代えてフォースモータ２７Ｐを備えている。フォースモータ２７Ｐは、円筒状の永久磁石６１の中に可動コイル６２が挿入されており、可動コイル６２に電流を流すと電流に応じた励磁力が発生し、この励磁力により可動コイル６２がヨーク６３内を下方に動くようになっている。可動コイル６２が下方に動くことでそれに一体的に設けられている押圧部材３３によって弁体１４が開位置方向に押されて弁通路１３が開く。この際、弁通路１３は、発生する励磁力に応じた開度で開き、調圧弁１Ｐもまたフォースモータ２７Ｐに流される電流に応じた圧力に二次圧ｐ２を調圧できるようになっている。
【０１１０】
その他、第１６実施形態に係る調圧弁１Ｐは、第１実施形態に係る電磁式調圧弁１と同様の構成を有しており、同様の作用効果を奏する。
【０１１１】
［第１７実施形態］
第１７実施形態の調圧弁１Ｑは、第８実施形態の電磁式調圧弁１Ｇと類似しており、図１８に示すように電磁比例ソレノイド２７Ｇに代えて圧電アクチュエータ２７Ｑを備えている。圧電アクチュエータ２７Ｑは、電圧を印加させて圧電素子２７ａ（例えば、ピエゾ素子）を収縮させることで、圧電素子２７ａに一体的に設けられている可動部材３１Ｑを介して弁体１４を開位置方向（上方向）に移動させて弁通路１３を開くようになっている。この際、弁通路１３は、発生する駆動力に応じた開度で開き、調圧弁１Ｑもまた、圧電アクチュエータ２７Ｑに印加される印加電圧に応じた圧力に二次圧ｐ２を調圧できるようになっている。
【０１１２】
その他、第１７実施形態に係る調圧弁１Ｑは、第８実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｇと同様の構成を有しており、同様の作用効果を奏する。
【０１１３】
［第１８実施形態］
第１８実施形態の調圧弁１Ｒは、第８実施形態の電磁式調圧弁１Ｇと類似しており、図１８に示すように電磁比例ソレノイド２７Ｇに代えてフォースモータ２７Ｒを備えている。フォースモータ２７Ｒの可動コイル６２には、可動部材３１Ｒが一体的に設けられており、可動コイル６２に電流を流して可動コイル６２を移動させることで弁体１４が開位置方向に移動して弁通路１３が開くようになっている。この際、弁通路１３は、発生する励磁力に応じた開度で開き、調圧弁１Ｒもまたフォースモータ２７Ｒに流される電流に応じた圧力に二次圧ｐ２を調圧できるようになっている。
【０１１４】
その他、第１８実施形態に係る調圧弁１Ｒは、第８実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｇと同様の構成を有しており、同様の作用効果を奏する。
【０１１５】
［第１９実施形態］
第１９実施形態の電磁式調圧弁１Ｓは、第８実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｇと類似しており、図２０に示すように主に弁座部１５Ｓの形状、弁体１４Ｓの先端部１４ａの形状、及び復帰用ばね２６Ｓの位置が異なっている。弁座部１５Ｓは、二次側通路１２ｆと弁空間１２ｅとを繋ぐ開口である弁口１０付近を囲むようにその外縁に沿って形成されている。弁座部１５Ｓは、上方に向かって突出しており、弁座部１５Ｓの頂部分で弁座面１５ａを形成している。この弁座面１５ａは、軸線Ｌ１に直交している。
【０１１６】
弁体１４Ｓは、その先端部１４ａを弁座部１５Ｓに対向させてハウジング１２Ｇの弁体孔１２ｂに位置しており、弁体１４Ｓが下方に移動して閉位置に位置することで先端部１４ａが弁座部１５Ｓに着座し、逆に弁体１４Ｓが上方に移動して開位置に位置することで図２０に示すように先端部１４ａが弁座部１５Ｓから離れるようになっている。また、弁体１４Ｓは、この先端部１４ａに調圧シート部材１１を有している。
【０１１７】
調圧シート部材１１は、ゴムや樹脂から成る大略円板状の部材であり、その外径は、弁座部１５Ｓの径、即ちシート径ｒ１より大径になっている。この調圧シート部材１１は、弁座部１５Ｓに対向するように配置されており、弁座部１５Ｓの弁座面１５ａに着座する弁体面１１ａが軸線Ｌ１に直交するように形成されている。即ち、弁体１４Ｓの調圧シート部材１１が弁座面１５ａに対して垂直に当たるようになっている。
【０１１８】
また、弁体１４Ｓの先端部１４ａは、残余部分に比べて大径に形成されており、先端部１４ａは、外周部にフランジ１４ｅを有している。フランジ１４ｅは、半径方向外側に突出しており、周方向全周にわたって延在している。フランジ１４ｅの上面は、弁空間１２ｅを規定する天井面に対向しており、フランジ１４ｅの上面と前記天井面との間に復帰用ばね２６Ｓが設けられている。復帰用ばね２６Ｓは、いわゆる圧縮コイルばねであり、圧縮された状態で弁体１４Ｓに外装され、弁体１４Ｓを閉位置方向である下方に付勢している。付勢されることで、弁体１４Ｓの先端部１４ａが弁座部１５Ｓに着座して弁通路１３を塞ぐようになっている。
【０１１９】
また、ハウジング１２Ｇに形成される圧力帰還通路３５は、バッファ室２２に漏れ出た燃料ガスが圧力帰還通路３５を介して圧力帰還室２４Ｇや二次側通路１２ｆ等の二次側の領域に戻すようになっている。つまり、電磁式調圧弁１Ｓは、弁空間１２ｅ等の一次側の領域から漏れた燃料ガスを外側へ漏れさせることなく二次側の領域へと戻すことができる安全構造の弁となっている。
【０１２０】
このように構成される電磁式調圧弁１Ｓでは、弁座部１５Ｓと弁体１４Ｓとの間に形成される円環状のオリフィス３８により一次圧ｐ１が二次圧ｐ２へと減圧され、この減圧された二次圧ｐ２が二次側通路１２ｆを介して二次ポート１２ｃに導かれている。なお、電磁式調圧弁１Ｓでは、弁体１４Ｓは、その先端部１４ａのオリフィス３８より内側の領域（受圧面Ｐ３）で二次圧ｐ２を開位置方向に受圧し、ダイアフラムシール１９Ｇの上面及び弁体１４Ｓの基端面（受圧面Ｐ４）に二次圧ｐ２を閉位置方向に受圧しており、これら２つの受圧面Ｐ３，Ｐ４において、二次圧ｐ２を互いに抗する方向で受圧している。
【０１２１】
電磁式調圧弁１Ｓでは、ダイアフラムシール１９Ｇの有効径ｒ３が前記シート径ｒ１（オリフィス３８の径と略一致）より大きくなっており、受圧面Ｐ３の受圧面積Ａ３に比べて受圧面Ｐ４の受圧面積Ａ４の方が大きくなっている。そのため、２つの受圧面Ｐ３，Ｐ４の受圧面積Ａ３，Ａ４の差に応じた作用力が弁体１４Ｓに対して閉位置方向に作用しており、電磁式調圧弁１Ｓは、第８実施形態の電磁式調圧弁１Ｇと同様、ノーマルクローズ形の弁として構成されている。なお、受圧面Ｐ１，Ｐ２の受圧面積は、略一致しており、弁体１４Ｓが受圧する一次圧ｐ１は相殺されている。電磁調圧弁１Ｓの動作は第８実施形態の電磁式調圧弁１Ｇと動作と略同じであるので、動作の説明については省略する。以下に説明する第２０〜２２実施形態についても同様である。
【０１２２】
このように構成される電磁式調圧弁１Ｓは、弁座部１５Ｓの弁座面１５ａ及び弁体１４Ｓの弁体面１１ａがともに軸線Ｌ１に直交している、つまり開位置方向に直交しているので、繰り返し使用して弁座部１５Ｓ又は調圧シート部材１１が開位置方向に塑性変形する。それ故、塑性変形してもシート径ｒ１が変わることが殆どなく、繰り返し使用しても調圧特性が殆ど変化しない。それ故、電磁式調圧弁１Ｓの信頼性及び調圧特性の安定性を向上させることができる。
【０１２３】
また、電磁式調圧弁１Ｓは、第８実施形態の電磁式調圧弁１Ｇと同様に電磁比例ソレノイド２７Ｇにより弁体１４Ｓを引き上げて開位置方向に移動させることができるプル型構造で構成されているので、弁通路１３外に電磁比例ソレノイド２７Ｇを配置することができる。これにより、電磁式調圧弁１Ｓでは、電磁比例ソレノイド２７Ｇを二次側通路１２ｆに配置して弁体１４Ｓを開位置方向に押すようなプッシュ型構造の電磁式調圧弁と同じ二次側通路１１ｆの流路面積を確保しつつ、プッシュ型構造の電磁式調圧弁よりもオリフィス３８の径（即ち、シート径ｒ１）を小さくすることができる。このようにシート径ｒ１を小さくすることで弁体１４Ｓのストロークの変化に対する弁通路１３の開度変化量が小さくなるので、プッシュ型構造のガス用電磁式調圧弁よりも弁通路１３の開度の微調整ができるようになり、電磁式調圧弁１Ｓの安定性及び調圧精度を向上させることができる。
【０１２４】
更に、弁体１４Ｓは、移動部材であるため着座位置にバラツキがあるが、突出する弁座部１５Ｓに弁体面１１ａに着座させているので、弁体１４Ｓの弁体面１１ａを弁座部１５Ｓより広くすることで多少の着座位置のバラツキがあっても弁体１４Ｓを弁座部１５Ｓに確実に着座させることができる。また、弁口１０の外縁に沿って弁座部１５Ｓが形成されているので、弁口１０の内径寸法と弁座部１５Ｓの内径寸法が略一致しており、必要な流路面積を確保しつつシート径ｒ１を小さくすることができる。これにより、電磁式調圧弁１Ｓの調圧精度の安定性を向上させることができる。
【０１２５】
なお、電磁式調圧弁１Ｓの弁体１４Ｓの弁体面１１ａ側に突起を設ける、即ち弁体１４Ｓの先端に突起を設けてもよい。ただし、この場合、その突起部分の内径寸法を弁口１０の内径寸法と同一にすると、突起部分が所定の着座位置から外れた位置、例えば弁口１０上に着座したときに弁口１０が閉じられないことが想定される。それ故、突起部分の内径寸法を弁口１０の内径寸法より大きくして弁口１０が確実に閉じられるような寸法関係にする必要がある。
【０１２６】
その他、第１９実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｓは、第８実施形態の電磁式調圧弁１Ｇと同様の作用効果を奏する。
【０１２７】
［第２０実施形態］
本発明の第２０実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｔは、第１９実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｓと構成が類似しており、第１９実施形態の電磁式調圧弁１Ｓと異なる構成についてだけ説明する。そして、同一の構成については、同一の符合を付して説明を省略する。以下で説明する、第２１及び第２２実施形態についても同様である。
【０１２８】
本発明の第２０実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｔでは、図２１に示すように、第１０実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｊの弁体１４と同様に均圧通路２５Ｊが弁体１４Ｔに形成されている。この均圧通路２５Ｊによって二次側通路１２ｆと圧力帰還室２４Ｇとが繋がっており、圧力帰還室２４Ｇに二次圧ｐ２が導かれるようになっている。そして、電磁式調圧弁１Ｔは、第１９実施形態の電磁式調圧弁１Ｓと同様に、圧力帰還室２４Ｇの二次圧ｐ２をダイアフラムシール１９Ｇが受圧し、この二次圧ｐ２に応じて弁通路１３の開度が調整されて二次圧ｐ２が調圧される。なお、調圧シート部材１１Ｔは、大略円環状に形成され、均圧通路２５Ｊの下側の開口（即ち、二次側通路１２ｆに臨む開口）を囲み、且つ前記開口の外縁から少し離れて位置している。
【０１２９】
また、電磁式調圧弁１Ｔでは、バッファ室２２が均圧通路２５Ｊによって二次側通路１１ｆに繋がっており、バッファ室２２に漏れ出た燃料ガスを二次側通路１１ｆに戻すようになっている。これにより、電磁式調圧弁１Ｔもまた高圧シール部材２０から漏れ出た燃料ガスを二次側へと戻す安全構造の弁となっている。
【０１３０】
このように構成される第２０実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｔは、第１９実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｓと同様の作用効果を奏する。
【０１３１】
［第２１実施形態］
本発明の第２１実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｕでは、第８実施形態の電磁式調圧弁１Ｇと同様に可動部材３１Ｕがその外周面部にフランジ３１ａを有しており（図２２参照）、このフランジ３１ａとそれに対向する位置にあるハウジング１２のばね受け座１２ｈとの間に復帰用ばね２６Ｕが設けられている。復帰用ばね２６Ｕは、圧縮された状態でばね受け座１２ｈとフランジ３１ａとの間に介在し、可動部材３１Ｕを介して弁体１４Ｕを閉位置方向に付勢している。
【０１３２】
このように構成される第２１実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｕは、第１９実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｓと同様の作用効果を奏する。
【０１３３】
［第２２実施形態］
本発明の第２２実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｖでは、図２３に示すように、弁体１４Ｖの外径ｒ２がシート径ｒ１より小さくなっており、受圧面Ｐ１の受圧面積Ａ１が受圧面Ｐ２の受圧面積より大きくなっている。それ故、２つの受圧面積Ａ１，Ａ２の差に応じた一次圧ｐ１による作用力が閉位置に向かって作用する。
【０１３４】
また、一次圧ｐ１による作用力が閉位置に向かって作用しているので、弁体１４Ｖと弁座部１５Ｓとの間の着座部のシール面圧が高くなっており、電磁比例ソレノイド２７Ｇが作動しないときに弁体１４Ｖが閉位置にて保持される。それ故、弁通路１３をしっかり閉じることができ、着座したときの気密性が向上する。
【０１３５】
その他、第２２実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｖは、第１９実施形態に係る電磁式調圧弁１Ｓと同様の作用効果を奏する。
【０１３６】
［その他の実施形態］
本実施形態では、圧力帰還室２４の二次圧ｐ２をダイアフラムシール１９で受圧しているが、必ずしもダイアフラムシールでなくてもよく、Ｏリングなどの低圧シール部材であってもよい。
【０１３７】
第１９〜第２２実施形態の電磁式調圧弁１Ｓ〜１Ｖでは、各々の弁体１４Ｓ〜１４Ｖの外径ｒ２は、フランジ１４ｅ及び可動部材３１Ｇに螺合されている部分を除いて略均一になっているが、軸受部材１８に支持される部分の外径を外径ｒ２より大きくしてもよい。これにより、軸受部材１８の内径を大きくすることができるので、弁体１４Ｓ〜１４Ｖの直動性能を向上させることができ、弁体１４Ｓ〜１４Ｖにおける着座位置のバラツキを低減することができる。その他の実施形態も同様である。
【０１３８】
また、第１９〜第２２実施形態の電磁式調圧弁１Ｓ〜１Ｖでは、低圧シール部材２０と高圧シール部材２１のシール径が略同一になっているが、必ずしも同一シール径にする必要はない。低圧シール部材２１のシール径を高圧シール部材２０のシール径よりも大きくすることで、弁体１４Ｓ〜１４Ｖの基端部を太くすることができ、弁体１４Ｓ〜１４Ｖの剛性を向上させることができる。これにより、より外乱に強い構造体にすることができる。逆に、低圧シール部材２１のシール径を高圧シール部材２０のシール径よりも小さくすることで、バッファ室２２に導かれる二次圧ｐ２による閉位置方向の力を弁体１４Ｓ〜１４Ｖに作用させることができる。これにより、弁体１４Ｓ〜１４Ｖが閉位置に保持される際の着座部の気密性を、より向上させることができる。なお、その他の実施形態でも同様である。第１９〜第２２実施形態の電磁式調圧弁１Ｓ〜１Ｖでは、弁体駆動手段として電磁比例ソレノイド１７を例に挙げて説明しているが、第１６〜第１８実施形態と同様にで電磁比例ソレノイド２７Ｇに代えて圧電素子（ピエゾ素子）又はフォースモータを採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明は、高圧の燃料ガスの圧力を印加される印加電圧又は印加電流に応じた圧力に調圧するガス用調圧弁に適用することができる。
【符号の説明】
【０１４０】
１，１Ａ〜１Ｎ，１Ｓ〜１Ｖ  電磁式調圧弁
１Ｏ〜１Ｒ  調圧弁
２  燃料ガス供給システム
１２  ハウジング
１２ａ  一次ポート
１２ｃ  二次ポート
１３  弁通路
１４，１４Ａ〜１４Ｎ，１４Ｓ〜１４Ｖ  弁体
１７  軸受部材収容空間
１８  軸受部材
１９，１９Ｆ，１９Ｇ  ダイアフラムシール
２０  高圧シール部材
２１  低圧シール部材
２２，２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｈ  バッファ室
２４，２４Ｆ，２４Ｇ  圧力帰還室
２５，２５Ｆ，２５Ｊ  均圧通路
２６，２６Ｇ  復帰用ばね
２７，２７Ｇ  電磁比例ソレノイド
２７Ｏ，２７Ｑ  圧電アクチュエータ
２７Ｐ，２７Ｒ  フォースモータ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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