(57)【要約】【課題】応答性に優れ、かつ、主弁体の不測の動作を防止し得る弁装置を提供する。【解決手段】弁装置１は、主通路３の第１圧力室３２と第２圧力室５０の間に介在する主弁体４と、第２圧力室５０内に配置されたパイロット弁体６を備える。ハウジングの外側または一次通路３１からは、第１絞り５１を有する第１パイロット通路５が第２圧力室５０につながっており、主弁体４には、第２絞り４６を有する第２パイロット通路４５が形成されている。パイロット弁体６は、パイロット弁体用付勢部材７１により第１操作位置に維持され、ソレノイド部により第２操作位置に移動させられる。主弁体４は、パイロット弁体６が第２操作位置に位置するときに、第１圧力室３２と第２圧力室５０との圧力差によって開位置に移動させられる。【選択図】図２
2014163465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次通路、第１圧力室および二次通路を含む主通路ならびに第２圧力室が形成されたハウジングと、
前記第１圧力室と前記第２圧力室の間に介在する主弁体であって、前記第２圧力室の圧力が前記第１圧力室の圧力よりも低下したときに、前記第１圧力室を前記二次通路から遮断する閉位置から前記第１圧力室を前記二次通路と連通する開位置に移動するように構成された主弁体と、
前記ハウジングの外側または前記一次通路から前記第２圧力室につながる、第１絞りを有する第１パイロット通路と、
前記主弁体が前記閉位置に位置するときに前記第２圧力室と前記二次通路とをつなぐように前記主弁体に形成された、第２絞りを有する第２パイロット通路と、
前記第２圧力室内に配置された、前記第２圧力室を前記第２パイロット通路から遮断する第１操作位置とこの第１操作位置から前記主弁体と反対側に遠ざかる第２操作位置との間で移動するパイロット弁体と、
前記パイロット弁体を前記主弁体に向かって付勢することにより前記パイロット弁体を前記第１操作位置に維持するパイロット弁体用付勢部材と、
通電により前記パイロット弁体を前記第２操作位置に移動させる弁体駆動手段と、を備え、
前記第１圧力室と前記第２圧力室とは、前記主弁体によって仕切られ、
前記ハウジングと前記主弁体の間には、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを隔離するためのシール部材が設けられる、弁装置。
【請求項２】
前記主弁体を前記パイロット弁体に向かって付勢することにより前記パイロット弁体が前記第２操作位置に位置するときに前記主弁体を前記開位置に維持する主弁体用付勢部材と、
を備える、請求項１に記載の弁装置。
【請求項３】
前記パイロット弁体が前記第１操作位置と前記第２操作位置の間を移動するストロークは前記主弁体が前記閉位置と前記開位置の間を移動するストロークよりも大きく、前記パイロット弁体が前記第２操作位置に位置し、かつ、前記主弁体が前記開位置に位置したときには、前記パイロット弁体と前記主弁体の間に隙間が形成される、請求項１又は請求項２に記載の弁装置。
【請求項４】
圧力容器に、部分的に当該圧力容器から露出する状態で内蔵される請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の弁装置であって、
前記一次通路及び前記第１パイロット通路は前記圧力容器の内部と連通し、
前記弁体駆動手段は圧力容器の内部に配置される、弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空圧用の制御機器やガスタンクの閉栓などとして用いられる弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば高圧環境下で作動する弁装置としては、ハウジングに形成された主通路を開閉する主弁体と、主弁体の開閉動作を操作するパイロット弁体を備えたものが知られている。例えば、特許文献１には、主弁体とパイロット弁体が同軸上に配置された弁装置が開示されている。
【０００３】
図６に、特許文献１に開示された弁装置１００の一部を示す。この弁装置１００では、主弁体１２０が、ソレノイド部（図示せず）への通電により発生する電磁力により開動作し、バネ１５０の付勢力により閉動作する。パイロット弁体１３０は、主通路１１０の一次通路１１１の圧力である一次圧力Ｐ１と二次通路１１２の圧力である二次圧力Ｐ２の圧力差が大きくても、小さな電磁力で主弁体１２０を開動作可能にする役割を果たす。
【０００４】
具体的には、パイロット弁体１３０の一端部が可動鉄心に連結されており、パイロット弁体１３０の他端部がピン１４０により主弁体１２０に連結されている。ピン１４０は、パイロット弁体１３０の他端部に形成された遊嵌穴１３１内に挿入されている。そして、ソレノイド部に通電されると、まずパイロット弁体１３０が遊嵌穴１３１とピン１４０の余裕分だけ主弁体１２０から離間する。これにより、主弁体１２０に形成された連通路１４０が開き、一次通路１１１と二次通路１１２が連通する。その後、一次圧力Ｐ１と二次圧力Ｐ２の圧力差が小さくなると、ソレノイド部の電磁力によって主弁体１２０が開動作する。
【０００５】
ところが、上記のような一次圧力Ｐ１と二次圧力Ｐ２の圧力差を小さくしてから主弁体１２０を開動作させる方式では、弁装置１００の下流側の圧縮ボリュームが大きいと、ソレノイド部への通電開始から主弁体１２０の開動作までにかかる時間（すなわち、応答時間）が長くなることがある。これに対し、特許文献２に開示された図７に示すような、主弁体２２０に作用する圧力差により主弁体２２０を開動作させる、いわゆる差圧駆動式の弁装置２００は、優れた応答性を有する。
【０００６】
具体的に、弁装置２００では、主弁体２２０を閉動作方向に付勢するバネ２４０が配置されたバネ室２３０が、主通路２１０の一次通路２１１が開口するタンク内空間に第１パイロット通路２５１を通じて連通しているとともに、第２パイロット通路２５２に連通している。パイロット通路２５１には絞りが設けられている。また、第２パイロット通路２５２は、パイロット弁体２６５により開閉される。パイロット弁体２６５が開弁すると、第２パイロット通路２５２は主通路２１０の二次通路２１２に連通する。パイロット弁体２６５が第２パイロット通路２５２を閉じているときには、バネ室２３０の圧力Ｐ３は一次圧力Ｐ１と同じである。一方、ソレノイド部２６０への通電によってパイロット弁体２６５が開動作させられると、圧力関係は一次圧力Ｐ１＞バネ室２３０の圧力Ｐ３＞二次圧力Ｐ２となり、主弁体２２０が開動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２３２４４０号公報
【特許文献２】米国特許第７３０９１１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に開示された弁装置２００では、一次圧力Ｐ１と二次圧力Ｐ２の圧力差によっては、ソレノイド部２６０が通電されていても（第２パイロット通路２５２が開かれていても）、主弁体２２０が閉動作することがある。例えば、弁装置２００の下流側でガスの流れが遮断されたときには、二次圧力Ｐ２が一次圧力Ｐ１と同じになり、また、主弁体２２０がバネ２４０によって閉弁側へと付勢されているため、ソレノイド部２６０が通電されていても、主弁体２２０が閉動作する。
【０００９】
そこで、本発明は、応答性に優れ、かつ、主弁体の不測の動作を防止し得る弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明の弁装置は、一次通路、第１圧力室および二次通路を含む主通路ならびに第２圧力室が形成されたハウジングと、前記第１圧力室と前記第２圧力室の間に介在する主弁体であって、前記第２圧力室の圧力が前記第１圧力室の圧力よりも低下したときに、前記第１圧力室を前記二次通路から遮断する閉位置から前記第１圧力室を前記二次通路と連通する開位置に移動するように構成された主弁体と、前記ハウジングの外側または前記一次通路から前記第２圧力室につながる、第１絞りを有する第１パイロット通路と、前記主弁体が前記閉位置に位置するときに前記第２圧力室と前記二次通路とをつなぐように前記主弁体に形成された、第２絞りを有する第２パイロット通路と、前記第２圧力室内に配置された、前記第２圧力室を前記第２パイロット通路から遮断する第１操作位置とこの第１操作位置から前記主弁体と反対側に遠ざかる第２操作位置との間で移動するパイロット弁体と、前記パイロット弁体を前記主弁体に向かって付勢することにより前記パイロット弁体を前記第１操作位置に維持するパイロット弁体用付勢部材と、通電により前記パイロット弁体を前記第２操作位置に移動させる弁体駆動手段と、を備え、前記第１圧力室と前記第２圧力室とは、前記主弁体によって仕切られ、前記ハウジングと前記主弁体の間には、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを隔離するためのシール部材が設けられることを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、弁体駆動手段への通電を行わないときは、パイロット弁体が第１操作位置に位置するため、第２圧力室の圧力が一次通路の圧力である一次圧力と同じとなり、主弁体が閉位置に位置する。一方、弁体駆動手段への通電を行うと、パイロット弁体が第２操作位置に移動するため、第１絞りおよび第２絞りの作用で第２圧力室の圧力が一次通路の圧力である一次圧力よりも低くかつ二次通路の圧力である二次圧力よりも高い関係になる。これにより、主弁体が開動作する。すなわち、弁体駆動手段への通電を行うと、主弁体が当該主弁体に作用する第１圧力室および第２圧力室の圧力差によって開動作し、主弁体を閉方向へと付勢する他の力は働かないので、優れた応答性を実現することができる。さらに、パイロット弁体と主弁体をそれぞれ着座させる（パイロット弁体を第１操作位置に維持し、且つ、主弁体を閉位置に維持する）ためのパイロット弁体用付勢部材の付勢力を小さくすることができるため、弁体駆動手段での必要推力を小さくできる。その結果、弁体駆動手段がコンパクトになるという利点がある。しかも、弁体駆動手段への通電中は、パイロット弁体が第２操作位置に維持され、主弁体にパイロット弁体用付勢部材の付勢力が作用しないので、主弁体が閉動作することが防止される。
【００１２】
また、本発明の弁装置は、前記主弁体を前記パイロット弁体に向かって付勢することにより前記パイロット弁体が前記第２操作位置に位置するときに前記主弁体を前記開位置に維持する主弁体用付勢部材と、を備えてもよい。
【００１３】
この構成によれば、弁体駆動手段への通電を行いパイロット弁体が第２操作位置に位置するときは、第２付勢部材により主弁体が開位置方向に付勢されるため、更に優れた応答性を実現することができる。また、このとき、第２付勢部材により主弁体が開位置に維持されるため、たとえ第２圧力室の圧力が一次圧力と同じになったとしても、主弁体の開状態が確実に保持される。
【００１４】
また、本発明の弁装置は、前記パイロット弁体が前記第１操作位置と前記第２操作位置の間を移動するストロークは前記主弁体が前記閉位置と前記開位置の間を移動するストロークよりも大きく、前記パイロット弁体が前記第２操作位置に位置し、かつ、前記主弁体が前記開位置に位置したときには、前記パイロット弁体と前記主弁体の間に隙間が形成されてもよい。この構成によれば、主弁体を開位置に安定的に維持することができる。
【００１５】
また、本発明の弁装置は、圧力容器に、部分的に当該圧力容器から露出する状態で内蔵される弁装置であって、前記一次通路及び前記第１パイロット通路は前記圧力容器の内部と連通し、前記弁体駆動手段は圧力容器の内部に配置されてもよい。
【００１６】
この構成によれば、事故等により圧力容器に外部からの衝撃が加わった場合に、弁装置本体が直接外力を受け弁装置が開状態となるような損傷を受けることがないため、圧力容器内の流体が外部に流出することがない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、応答性に優れ、かつ、主弁体の不測の動作を防止し得る弁装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る弁装置の断面図である。
【図２】図１に示す弁装置の模式図である。
【図３】一次圧力と圧力差の関係を示すグラフである。
【図４】変形例の弁装置の模式図である。
【図５】別の変形例の弁装置の模式図である。
【図６】従来の弁装置の部分的な断面図である。
【図７】従来の他の弁装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に、本発明の一実施形態に係る弁装置１を示し、その模式図を図２に示す。本実施形態の弁装置１は、圧力容器であるガスタンク１０内に挿入されるインタンク型の電磁弁である。具体的には、弁装置１は、ガスタンク１０に、部分的にガスタンク１０から露出する状態で内蔵されている。ただし、本発明は、インタンク型の電磁弁以外の弁装置にも広く適用可能である。
【００２０】
弁装置１は、ハウジング２を備えるとともに、ハウジング２内に配置された、弁体駆動手段としてのソレノイド部８、主弁体４およびパイロット弁体６を備える。ハウジング２のガスタンク１０内に挿入される部分はほぼ円筒状をなしており、主弁体４およびパイロット弁体６は、ハウジング２の中心線上に配置されている。なお、以下では、説明の便宜上、ハウジング２の中心線に沿う方向のうちガスタンク１０の内側を向く方向を上方、外側を向く方向を下方という。
【００２１】
なお、弁体駆動手段として、ソレノイド部８に代えて圧電アクチュエータを使用してもよい。圧電アクチュエータは、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する。また、ソレノイド部８に代えてフォースモータを使用してもよい。フォースモータは、円筒状の永久磁石の中に可動コイルが挿入されており、可動コイル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が動くようになっている。
【００２２】
また、本実施形態の弁装置１は、弁体駆動手段としてのソレノイド部８を含め、ガスタンク１０内に挿入されるインタンク型の電磁弁であるため、事故等によりガスタンク１０に外部からの衝撃が加わった場合に、弁装置１本体（特にソレノイド部８）が直接外力を受け弁装置１が開状態となるような損傷を受けることがないため、ガスタンク１０内の流体が外部に流出することがない。
【００２３】
ハウジング２は、ガスタンク１０の口部を閉塞する主ブロック２１と、主ブロック２１の上方に配置されたソレノイド部８を周囲および上方から覆うケース２３と、主ブロック２１とケース２３の間に挟み込まれたスペーサ２２を含む。また、ソレノイド部８は、ボビン部材２５、磁極部材２６および継鉄部材２４を含む。
【００２４】
主ブロック２１は、ガスタンク１０の外側に位置する基部と、この基部からガスタンク１０の内側へと突出する軸部とを含む。軸部は、ガスタンク１０の口部と螺合する大径部と、その上方の小径部を有する。軸部の大径部には、ガスタンク１０との隙間をシールするシール部材９１が装着されている。
【００２５】
主ブロック２１には、一次通路３１、第１圧力室３２および二次通路３３を含む主通路３が形成されている。一次通路３１の一端（上流端）は、軸部の大径部の外周面上でガスタンク１０の内部空間に開口する一次ポート３ａを構成し、二次通路３３の一端（下流端）は、基部の端面上で外部に向かって開口する二次ポート３ｂ（図２参照）を構成する。一次ポート３ａには、フィルター１１が設けられている。
【００２６】
より詳しくは、主ブロック２１の軸部には、主弁体４を上下方向に摺動可能に保持する第１摺動室２８が形成されている。また、主ブロック２１の軸部内には、第１摺動室２８の下方に、上下方向に延びる管状部材２７が配置されている。管状部材２７の内径は、上方が相対的に大きく、下方が相対的に小さくなっており、その段差部に主弁体４用の弁座が形成されている。つまり、管状部材２７の内部に主弁体４が挿入されるため、管状部材２７の内周面と主弁体４の外周面との間に、第１圧力室３２が形成される。すなわち、管状部材２７の上側部分と、主弁体４の下側部分とにより、第１圧力室３２が構成されている。
【００２７】
さらに、主ブロック２１の軸部には、管状部材２７の上部を取り巻くように円形空間３１ｂが形成されているとともに、一次ポート３ａから円形空間３１ｂにつながるように通路３１ａが形成されている。また、管状部材２７の上部には、第１圧力室３２と円形空間３１ｂとを連通する複数の貫通穴３１ｃが形成されている。すなわち、通路３１ａ、円形空間３１ｂおよび貫通穴３１ｃにより、一次通路３１が構成されている。
【００２８】
また、主ブロック２１には、管状部材２７の下側開口から二次ポート３ｂにつながるように通路３３ｂが形成されている。すなわち、管状部材２７の内部の弁座よりも下側部分３３ａと、通路３３ｂとにより、二次通路３３が構成されている。なお、管状部材２７には、円形空間３１ｂから通路３３ｂへのガスの漏れを防止するためのシール部材９２が装着されている。
【００２９】
主ブロック２１の軸部の上方には、磁極部材２６が設けられ、主ブロック２１と磁極部材２６との間に、パイロット弁体６を上下方向に摺動可能に保持する第２摺動室２９が形成されている。なお、主ブロック２１の軸部の小径部および磁極部材２６の周囲には、上述したスペーサ２２、継鉄部材２４およびボビン部材２５が下から上に向かってこの順に配置されている。また、パイロット弁体６の下側の小径部は主弁体４の上側部分の内部に挿入されるため、主弁体４の上側部分の内周面とパイロット弁体６の下側の小径部の外周面との間に、空間が形成される。この空間と第２摺動室２９によって第２圧力室５０を構成している。換言すれば、主弁体４は第１圧力室３２と第２圧力室５０の間に仕切りとして介在しており、パイロット弁体６は第２圧力室５０内に配置されている。
【００３０】
パイロット弁体６には、当該パイロット弁体６によって第２圧力室５０が上下に隔離されることを回避するために、中心線上の縦穴６１と、この縦穴６１の下端と交わる横穴６２が形成されている。これらの縦穴６１および横穴６２により、第２圧力室５０においてパイロット弁体６の下側空間と上側空間とが連通している。主弁体４には、第１圧力室３２と第２圧力室５０の間でのガスの漏れを防止し、第１圧力室３２と第２圧力室５０とを隔離するためのシール部材９３が装着されている。
【００３１】
主弁体４は、管状部材２７内の弁座に着座して第１圧力室３２を二次通路３３から遮断する閉位置と、弁座から上方に離間して第１圧力室３２を二次通路３３と連通する開位置との間で移動する。主ブロック２１の軸部には、第２圧力室５０内に突出して主弁体４の上方向への移動を規制するストッパー２１ａが形成されている。すなわち、ストッパー２１ａは、主弁体４の開位置を規定する。
【００３２】
パイロット弁体６は、ソレノイド部８により駆動される可動鉄心としても機能する。上述したボビン部材２５にはコイル８１が巻き付けられている。コイル８１、ボビン部材２５、磁極部材２６および継鉄部材２４は、ソレノイド部８の構成要素である。ソレノイド部８からは、ケーブル８５がスペーサ２２および主ブロック２１を貫通して外部まで延びている。
【００３３】
ハウジング２には、ガスタンク１０の内部空間であるハウジング２の外側から第２圧力室５０につながるように第１パイロット通路５が形成されている。本実施形態では、第１パイロット通路５が、ケース２３および磁極部材２６を貫通して上下方向に延びている。第１パイロット通路５におけるガスタンク１０の内部空間に開口する上端は、パイロットポート５ａを構成している。第１パイロット通路５には、第２圧力室５０側の端部に、細い流路からなる第１絞り５１が設けられている。また、第１パイロット通路５には、第１絞り５１よりも上方にフィルター１１が設けられている。
【００３４】
一方、主弁体４には、第２パイロット通路４５が形成されている。第２パイロット通路４５は、主弁体４の中心線上で当該主弁体を貫通して上下方向に延びている。このため、主弁体４が閉位置に位置する場合でも、ソレノイド部８の電磁力によってパイロット弁体６が磁極部材２６に吸着されているときには、第２パイロット通路４５により、第２圧力室５０が二次通路３３とつながる。第２パイロット通路４５には、第２圧力室５０側の端部に、オリフィスからなる第２絞り４６が設けられている。
【００３５】
主弁体４には、第２パイロット通路４５の上端（第２絞り４６の第２圧力室５０への開口）の周囲に、パイロット弁体６用の弁座が形成されている。パイロット弁体６は、その弁座に着座して第２圧力室５０を第２パイロット通路４５から遮断する第１操作位置と、この第１操作位置から主弁体４と反対側に遠ざかる第２操作位置との間で移動する。すなわち、第２パイロット通路４５の上端は、パイロット弁体６により開閉される。
【００３６】
第２圧力室５０内には、パイロット弁体６と磁極部材２６の間に、パイロット弁体６を主弁体４に向かって付勢するパイロット弁体用付勢部材（以下、「第１付勢部材」という。）７１が配置されている。この第１付勢部材７１の付勢力Ｆｐにより、パイロット弁体６は第１操作位置に維持される。一方、ソレノイド部８は、通電により電磁力を発生させてパイロット弁体６を第１付勢部材７１の付勢力Ｆｐに抗して第２操作位置に移動させる。なお、第２操作位置とは、パイロット弁体６が磁極部材２６に吸着される位置である。
【００３７】
さらに、本実施形態では、第１圧力室３２の主弁体４と管状部材２７の間に、主弁体４をパイロット弁体６に向かって付勢する主弁体用付勢部材（以下、「第２付勢部材」という。）７２が配置されている。この第２付勢部材７２の付勢力Ｆｓにより、主弁体４はパイロット弁体６が第２操作位置に位置するときに開位置に維持される。ただし、第２付勢部材７２の付勢力Ｆｓは第１付勢部材７１の付勢力Ｆｐよりも小さい（Ｆｐ＞Ｆｓ）。
【００３８】
ソレノイド部８が通電されておらず、パイロット弁体６が第１操作位置に位置するときには、第１パイロット通路５および第２パイロット通路４５にガスが流れず、第２圧力室５０の圧力である内部圧力Ｐ３は一次通路３１の圧力である一次圧力Ｐ１と等しい（Ｐ３＝Ｐ１）。一次圧力Ｐ１は、二次通路３３の圧力である二次圧力Ｐ２よりも大きい。ここで、主弁体４用の弁座の面積をＡ１とすると、主弁体４には、下向きにＡ１×（Ｐ１−Ｐ２）＋（Ｆｐ−Ｆｓ）の力が作用する。従って、主弁体４は、閉位置に維持される。
【００３９】
ソレノイド部８が通電されてパイロット弁体６が第２操作位置に移動すると、第１パイロット通路５および第２パイロット通路４５にガスが流れるために、内部圧力Ｐ３が一次圧力Ｐ１よりも低く、かつ、二次圧力Ｐ２よりも高い関係になる（Ｐ１＞Ｐ３＞Ｐ２）。ここで、第１摺動室２８の断面積Ａ０からＡ１を引いた環状面積をＡ２（Ａ２＝Ａ０−Ａ１）とすると、圧力関係が一次圧力Ｐ１＞内部圧力Ｐ３＞二次圧力Ｐ２のときには、閉位置に位置する主弁体４には、下向きにＡ１×（Ｐ３−Ｐ２）の力Ｆ１が作用するとともに、上向きにＡ２×（Ｐ１−Ｐ３）の力Ｆ２および第２付勢部材７２の付勢力Ｆｓが作用する。面積Ａ１，Ａ２、内部圧力Ｐ３を規定する第１絞り５１および第２絞り４６、ならびに付勢力Ｆｓは、Ｆ２＋Ｆｓ＞Ｆ１となるように設計されている。このため、主弁体４は、パイロット弁体６が第２操作位置に移動すると同時に、開位置から閉位置に移動する。
【００４０】
本実施形態では、パイロット弁体６が第１操作位置と第２操作位置の間を移動するストロークΔＬ１は、主弁体４が閉位置と開位置の間を移動するストロークΔＬ２よりも大きく設定されている。このため、パイロット弁体６が第２操作位置に位置し、かつ、主弁体４が開位置に位置したときには、パイロット弁体６と主弁体４の間に隙間が形成される。すなわち、主弁体４が主通路３を開いているときには、第２パイロット通路４５の上端も開かれている。
【００４１】
ソレノイド部８への通電が切られると、まず第１付勢部材７１の付勢力Ｆｐによりパイロット弁体６が第２パイロット通路４５の上端を閉じる。これにより、内部圧力Ｐ３が一次圧力Ｐ１と等しくなり、主弁体４が開位置から閉位置に移動して主通路３が閉じられる。
【００４２】
以上説明した本実施形態の弁装置１では、主弁体４が当該主弁体４に作用する圧力差によって開動作するので、優れた応答性を実現することができる。特に、圧力差Ｐ１−Ｐ３が作用する環状面積Ａ２を大きくすれば、二次圧力Ｐ２の影響を小さくすることができ、より高い応答性を得ることができる。また、パイロット弁体６が第２操作位置に位置するときは第２付勢部材７２により主弁体４が開位置に維持されるため、たとえ内部圧力Ｐ３が一次圧力Ｐ１と同じになったとしても、主弁体４が閉動作することが防止される。
【００４３】
例えば、燃料電池自動車に用いられる水素を貯蔵するガスタンクでは、近年、貯蔵圧力が高くなりつつあり、一次圧力は７０ＭＰａから２ＭＰａまで大きく変化する。主弁体４を開閉動作させる圧力差であるＰ１−Ｐ２、Ｐ１−Ｐ３、Ｐ３−Ｐ２は、図３に示すように、一次圧力Ｐ１と逆の相関を示す。従って、図７に示すような従来の弁装置２００では、一次圧力Ｐ１が高いときに二次圧力Ｐ２が変動すると、主弁体２２０がバネ２４０により閉弁方向に付勢されているため、主弁体２２０が主通路２１０を開いているときに閉動作することがある。換言すれば、開弁保持が不安定である。これに対し、本実施形態の弁装置１では、主通路３が開かれているときに二次圧力Ｐ２が変動しても、第２付勢部材７２により主弁体４が開位置に維持されるため、主弁体４は開位置に保たれる。従って、優れた開弁保持性を得ることができる。また、このとき、第２付勢部材により主弁体が開位置に維持されるため、たとえ第２圧力室の圧力が一次圧力と同じになったとしても、主弁体の開状態が確実に保持され、主弁体が閉動作することが防止される。
【００４４】
また、図７に示す従来の弁装置２００ではソレノイド部２６０がガスタンクの外側に配置されているため、例えば燃料電池自動車が衝突したときに、ソレノイド部２６０が破損するおそれがある。これに対し、本実施形態ではソレノイド部８がガスタンク１０内に配置されているので、衝突時のソレノイド部の破損を避けることができる。従って、従来の弁装置２００に比べて、安全性を大幅に向上させることができる。
【００４５】
しかも、本実施形態の弁装置１では、主通路３にガスを逆に流すことも可能であり、燃料ガスの供給および充填を実現する双方向システムに用いることもできる。
【００４６】
（変形例）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００４７】
例えば、図４に示すように、第１パイロット通路５は、ハウジング２に一次通路３１から第２圧力室５０につながるように形成されていてもよい。この構成は、弁装置１を空圧回路中に組み込む場合に好適である。
【００４８】
図４に示す例では、第１パイロット通路５の下流端がストッパー２１ａの直ぐ下に開口している。このため、主弁体４が閉位置に位置したときでも第１パイロット通路５から第２パイロット通路４５にガスが流れることを許容するために、主弁体４には貫通穴４７が形成されている。
【００４９】
また、上述した実施形態では、第１圧力室３２の主弁体４と管状部材２７の間に、主弁体４をパイロット弁体６に向かって付勢する第２付勢部材７２が配置されているが、図５に示すように、第２付勢部材７２を設けなくてもよい。この場合、弁装置１自体の応答性は若干低下するが、パイロット弁体６と主弁体４をそれぞれ着座させる（パイロット弁体６を第１操作位置に維持し、且つ、主弁体４を閉位置に維持する）ための第１付勢部材７１の付勢力を小さくすることができるため、ソレノイド部８での必要推力を小さくできる。その結果、ソレノイド部８がコンパクトになるという利点がある。しかも、ソレノイド部８への通電中は、パイロット弁体６が第２操作位置に維持され、主弁体４に第１付勢部材７１の付勢力が作用しないので、主弁体４が閉動作することが防止される。なお、図４に示す変形例においても同様に、第２付勢部材７２を設けなくてもよく、同様の利点が得られる。
【００５０】
また、パイロット弁体６のストロークΔＬ１は主弁体４のストロークΔＬ２と等しくてもよい。ただし、この場合には、主弁体４が開位置に位置したときには第２パイロット通路４５の上端が閉じられて内部圧力Ｐ３が一次圧力Ｐ１と同じになるため、主弁体４を開位置に維持するための力は第２付勢部材３２の付勢力Ｆｓのみになる。これに対し、ΔＬ１＞ΔＬ２であれば、内部圧力Ｐ３が一次圧力Ｐ１よりも小さくなるため、主弁体４を開位置に維持するための力としては、第２付勢部材３２の付勢力Ｆｓに加え、一次圧力Ｐ１と内部圧力Ｐ３の圧力差に応じた力が利用可能になる。従って、主弁体を開位置に安定的に維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、種々の用途の弁装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１    弁装置
２    ハウジング
３    主通路
３１  一次通路
３２  第１圧力室
３３  二次通路
４    主弁体
４５  第２パイロット通路
４６  第２絞り
５    第１パイロット通路
５０  第２圧力室
５１  第１絞り
６    パイロット弁体
７１  第１付勢部材（パイロット弁体用付勢部材）
７２  第２付勢部材（主弁体用付勢部材）
８    ソレノイド部（弁体駆動手段）
９１〜９３  シール部材
【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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