(57)【要約】【課題】過流防止弁の小型化を図ることができ、且つ主通路の圧力損失を小さくすることができる過流防止機能付き弁装置を提供する。【解決手段】弁装置１は、ハウジング２の弁体空間２６を第１圧力室３２と第２圧力室５０とに仕切るように配置された主弁体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２の外側または一次通路３２から第２圧力室へは、第１絞り５１を有する第１パイロット通路５が延びており、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、付勢部材６５に付勢されて第２パイロット通路４５の上流端を閉じ、駆動ユニット７が通電されると第２パイロット通路４５の上流端を開く。第２パイロット通路４５における第２絞り４６よりも下流側には、第３絞りを有する過流防止弁８が設けられている。【選択図】図１
2014214805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主通路を構成する一次通路および二次通路が形成された、前記一次通路と前記二次通路の間に弁体空間を有するハウジングと、
前記ハウジング内に前記弁体空間を前記一次通路および前記二次通路と連通する第１圧力室と第２圧力室とに仕切るように配置された主弁体であって、前記第１圧力室と前記第２圧力室の差圧に応じて前記主通路を開閉する主弁体と、
前記ハウジングと前記主弁体の間で前記第１圧力室と前記第２圧力室を隔離するためのシール部材と、
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圧力室へ至る、第１絞りを有する第１パイロット通路と、
前記第２圧力室から前記二次通路へ至る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パイロット通路の上流端を開閉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して前記パイロット弁体を前記主弁体に接触させ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パイロット弁体用付勢部材の付勢力に抗して前記主弁体から離間させる駆動ユニットと、
前記第２パイロット通路における前記第２絞りよりも下流側に設けられた、第３絞りを有する過流防止弁であって、前記第３絞りの上流側の圧力と下流側の圧力との差に応じて前記第２パイロット通路を開閉する過流防止弁と、
を備える、過流防止機能付き弁装置。
【請求項２】
前記主弁体が前記主通路を閉じる方向に前記主弁体を付勢する主弁体用付勢部材をさらに備える、請求項１に記載の過流防止機能付き弁装置。
【請求項３】
前記主弁体は、直動型軸受部材を介して前記ハウジングに支持されている、請求項１または２に記載の過流防止機能付き弁装置。
【請求項４】
前記弁装置は、一部が露出する状態で圧力容器内に挿入されるものであり、
前記一次通路は前記圧力容器の内部空間に開口し、前記駆動ユニットは前記圧力容器内に配置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の過流防止機能付き弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主通路に大量の流体が流れた際に主通路を閉じることができる過流防止機能付き弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスエンジンや燃料電池等のようにガスを消費して駆動力や電力を発生するガス消費器が知られている。ガス消費器は、そこに供給するガスが貯蔵される圧力容器と弁装置を介して繋がっており、弁装置は、圧力容器からガス消費器へのガスの供給及び停止を切替えることができるようになっている。このような弁装置として、例えば特許文献１のようなものがある。
【０００３】
特許文献１の弁装置は、エンジンとガス容器とを繋ぐ燃料供給路に主止弁と過流防止弁とが直列に接続されている。主止弁は、エンジンスイッチのオン及びオフの動作に応じて燃料供給路を開閉し、過流防止弁は、その前後の圧力差が大きくなると燃料供給路を閉じてガス容器からエンジンへのガスの供給を止めるようになっている。それ故、燃料供給路の配管が破損してガスが大量に流出した際に主止弁が閉じられてなくても、過流防止弁によって燃料供給路が閉じられるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１５７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の弁装置では、過流防止弁が燃料供給路に配置されているので、過流防止弁には、主止弁と同じ流量のガスが流れる。そのため、過流防止弁は、そのような大流量のガスに耐え得る大きさのものを使用する必要がある。しかし、このような大流量のガスに耐え得る大きさの過流防止弁の外形寸法は大きく、また耐圧性能を高める必要があるためコストが高くなる。更に、ガス消費器とガス容器とを繋ぐ主通路（燃料供給路）に過流防止弁を介在させるので、主通路における圧力損失が大きくなる。
【０００６】
そこで、本発明は、過流防止弁の小型化を図ることができ、且つ主通路の圧力損失を小さくすることができる過流防止機能付き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】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の過流防止機能付き弁装置は、主通路を構成する一次通路および二次通路が形成された、前記一次通路と前記二次通路の間に弁体空間を有するハウジングと、前記ハウジング内に前記弁体空間を前記一次通路および前記二次通路と連通する第１圧力室と第２圧力室とに仕切るように配置された主弁体であって、前記第１圧力室と前記第２圧力室の差圧に応じて前記主通路を開閉する主弁体と、前記ハウジングと前記主弁体の間で前記第１圧力室と前記第２圧力室を隔離するためのシール部材と、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圧力室へ至る、第１絞りを有する第１パイロット通路と、前記第２圧力室から前記二次通路へ至る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パイロット通路の上流端を開閉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して前記パイロット弁体を前記主弁体に接触させ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パイロット弁体用付勢部材の付勢力に抗して前記主弁体から離間させる駆動ユニットと、前記第２パイロット通路における前記第２絞りよりも下流側に設けられた、第３絞りを有する過流防止弁であって、前記第３絞りの上流側の圧力と下流側の圧力との差に応じて前記第２パイロット通路を開閉する過流防止弁と、を備える、ことを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、駆動ユニットが通電されると、パイロット弁体が第２パイロット通路の上流端を開く。これにより、第１パイロット通路、第２圧力室および第２パイロット通路に流体が流れ、第１〜第３絞りの作用で第２圧力室の圧力が第１圧力室の圧力よりも小さくなる。その結果、主弁体が主通路を開き、主通路に流体が流れる。
【０００９】
主通路の流量が過大になると、第２パイロット通路の流量も過大になり、第３絞りの上流側の圧力と下流側の圧力との差が大きくなって過流防止弁が第２バイパス通路を閉じる。これにより、第２圧力室の圧力が第１圧力室の圧力まで上昇し、主弁が主通路を閉じる。すなわち、第２パイロット通路に設けられた過流防止弁によって主通路の過流防止機能を達成することができる。そして、第２パイロット通路の流量は主通路の流量よりも少ないので、小流量型の過流防止弁を採用することができる。従って、弁装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、過流防止弁が第２パイロット通路に設けられるので、従来のように主通路に過流防止弁を設ける場合よりも主通路の圧力損失を小さくすることができる。
【００１０】
上記の弁装置は、前記主弁体が前記主通路を閉じる方向に前記主弁体を付勢する主弁体用付勢部材をさらに備えてもよい。この構成によれば、例えば弁装置の下流側で流体の供給が停止されたときに、主弁体によって主通路を閉じることができる。
【００１１】
前記主弁体は、直動型軸受部材を介して前記ハウジングに支持されていてもよい。この構成によれば、主弁体の摺動抵抗および摩耗を低減することができ、主弁体の応答性及び耐久性を向上させることができる。
【００１２】
前記弁装置は、一部が露出する状態で圧力容器内に挿入されるものであり、前記一次通路は前記圧力容器の内部空間に開口し、前記駆動ユニットは前記圧力容器内に配置されてもよい。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、弁装置の主要部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を防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、過流防止弁の小型化を図ることができ、且つ主通路の圧力損失を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る過流防止機能付き弁装置の断面図である。
【図２】図１の要部の拡大図である。
【図３】図１に示す弁装置の模式図であり、過流防止弁の開状態を示す。
【図４】図１に示す弁装置の模式図であり、過流防止弁の閉状態を示す。
【図５】主流量と差圧およびパイロット流量の関係を示すグラフである。
【図６】変形例の弁装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１および図２に、本発明の一実施形態に係る過流防止機能付き弁装置１を示す。本実施形態の弁装置１は、一部が露出する状態で圧力容器１０内に挿入されるインタンク型の電磁弁である。圧力容器１０は、例えばガスタンクである。
【００１６】
具体的に、弁装置１は、ハウジング２と、ハウジング２内に配置された主弁体４およびパイロット弁体６と、パイロット弁体６を駆動するソレノイドユニット（駆動ユニット）７を備える。ソレノイドユニット７とハウジング２との間にはスペーサ１２が配置されており、ソレノイドユニット７はケース１３で覆われている。
【００１７】
弁装置１は、ハウジング２の一部を除いてソレノイドユニット７を含む大部分が圧力容器１０内に配置されるように構成されている。このため、事故等により圧力容器１０に外部からの衝撃が加わった場合に、弁装置１の主要部（特にソレノイドユニット７）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。すなわち、圧力容器１０内の流体（ガス）が外部に流出することを防止することができる。
【００１８】
ただし、弁装置１は、駆動ユニットとしてソレノイドユニット７が採用された電磁弁に限定されるものではない。例えば、駆動ユニットとしては、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）を含み、印加される電圧に応じた駆動力を発生する。あるいは、駆動ユニットとしては、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。
【００１９】
ハウジング２は、圧力容器１０の口部を閉塞するように構成されている。より詳しくは、ハウジング２は、圧力容器１０の外側に位置する基部２１と、この基部２１から圧力容器１０の内側へと突出する大軸部２２と、大軸部２２の先端からさらに圧力容器１０の内側へと突出する小軸部２３を含む。大軸部２２および小軸部２３は共に円筒状をなしており、それらの中心軸は同一直線上に位置している。なお、以下では、説明の便宜上、軸部２２，２３の中心軸に沿う方向のうち圧力容器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。
【００２０】
大軸部２２の外周面には、圧力容器１０の口部と螺合するネジ山が形成されている。また、大軸部２２には、ネジ山の上方に、圧力容器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。小軸部２３の根本には、上面および下面がフラットなリング状の上述したスペーサ１２が嵌合している。また、上述したケース１３は、スペーサ１２の上面の周縁部から上方に延びる周壁と、周壁の上側の開口を塞ぐ主壁とを有する。
【００２１】
ハウジング２には、主通路３を構成する一次通路３１および二次通路３３が形成されている。本実施形態では、大軸部２２に一次通路３１が形成され、大軸部２２および基部２１に二次通路３３が形成されている。一次通路３１の上流端は、大軸部２２の外周面上で圧力容器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の下流端は、基部２１の端面上で外部に向かって開口する二次ポート３ｂ（図３参照）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。
【００２２】
また、ハウジング２は、一次通路３１と二次通路３３の間に弁体空間２６を有する。本実施形態では、弁体空間２６が大軸部２２および小軸部２３に跨って延びている。
【００２３】
より詳しくは、大軸部２２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２６ａが形成されており、小軸部２３には、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２６ｂが形成されている。また、第１摺動室２６ａと第２摺動室２６ｂの間には、それらをつなぐ中間室２６ｃが形成されている。さらに、大軸部２２内には、第１摺動室２６ａの下方に、上下方向に延びる管状部材２５が配置されている。この管状部材２５は、ハウジング２の一部である。
【００２４】
管状部材２５は、内径が相対的に小さな厚肉部２５Ｂを下側に有し、内径が相対的に大きな薄肉部２５Ａを上側に有する。そして、厚肉部２５Ｂと薄肉部２５Ａの段差部に主弁体４用の第１弁座２５ａが形成されている。
【００２５】
上述した弁体空間２６は、第２摺動室２６ｂ、中間室２６ｃおよび第１摺動室２６ａを規定する壁面ならびに管状部材２５の薄肉部２５Ａの内周面で囲まれる連続した空間である。
【００２６】
一方、大軸部２２には、管状部材２５の薄肉部２５Ａを取り巻くように環状溝３１ｂが形成されているとともに、一次ポート３ａから環状溝３１ｂへ至るように通路３１ａが形成されている。また、管状部材２５の薄肉部２５Ａには、当該薄肉部２５Ａを貫通する複数の貫通穴３１ｃが形成されている。これらの通路３１ａ、環状溝３１ｂおよび貫通穴３１ｃは、一次通路３１を構成する。
【００２７】
さらに、ハウジング２の大軸部２２および基部２１には、管状部材２５の下側開口から二次ポート３ｂへ至るように通路３３ｂが形成されている。この通路３３ｂと管状部材２５の厚肉部２５Ｂの内部３３ａは、二次通路３３を構成する。なお、管状部材２５の厚肉部２５Ｂには、環状溝３１ｂから通路３３ｂへの流体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。
【００２８】
主弁体４は、ハウジング２内に、弁体空間２６を一次通路３１および二次通路３３と連通する第１圧力室３２と第２圧力室５０とに仕切るように配置されている。第１圧力室３２は、一次通路３１および二次通路３３と共に主通路３を構成する。主弁体４は、第１圧力室３２と第２圧力室５０の差圧に応じて主通路３を開閉する。
【００２９】
より詳しくは、主弁体４は、管状部材２５の薄肉部２５Ａ内に挿入される軸部４１と、軸部４１の上側の周縁部から上向きに延びる、軸部４１の直径よりも大きな外径の筒状部４２とを有する。筒状部４２は第１摺動室２６ａに摺動可能に保持される部分であり、軸部４１は管状部材２５の薄肉部２５Ａから離間している。すなわち、第１摺動室２６ａを規定する壁面のうちの筒状部４２よりも下側の部分および管状部材２５の薄肉部２５Ａの内周面と、軸部４１の外周面との間に、第１圧力室３２が形成される。一方、第２圧力室５０は、軸部４１の上面および筒状部４２の内周面に面する空間、第１摺動室２６ａのうちの主弁体４よりも上側の部分、中間室２６ｃならびに第２摺動室２６ｂにより構成される。筒状部４２には、ハウジング２と主弁体４の間で第１圧力室３２と第２圧力室５０を隔離するためのシール部材９３が装着されている。なお、シール部材９３の数は１つであってもよい。
【００３０】
軸部４１が管状部材２５内の第１弁座２５ａに着座すると、第１圧力室３２が二次通路３３から遮断されて主通路３が閉じられ、軸部４１が第１弁座２５ａから離間すると、第１圧力室３２が二次通路３３と接続されて主通路３が開かれる。
【００３１】
第１摺動室２６ａの上方に位置する中間室２６ｃには、第２圧力室５０内に突出するストッパー２ａが設けられている。主弁体４は、軸部４１が第１弁座２５ａに着座する閉位置と、筒状部４２がストッパー２ａに当接する開位置との間で移動する。
【００３２】
パイロット弁体６は、第２圧力室５０内に配置されている。また、第２圧力室５０内には、パイロット弁体６を主弁体４に向かって付勢してパイロット弁体６を主弁体４に接触させる第１付勢部材（パイロット弁体用付勢部材）６５が配置されている。第１付勢部材６５は、例えば圧縮コイルばねである。上述したソレノイドユニット７は、通電によりパイロット弁体６を第１付勢部材６５の付勢力に抗して主弁体４から離間させる。すなわち、パイロット弁体６は、ソレノイドユニット７により駆動される可動鉄心としても機能する。
【００３３】
ソレノイドユニット７は、コイル７１、ボビン部材７２、磁極部材７３および継鉄部材７４を含む。磁極部材７３は、ハウジング２の小軸部２３の上方に設けられた、弁体空間２６に面する略円柱状の部材である。上述した第１付勢部材６５は、パイロット弁体６と磁極部材７３の間に配置されている。ボビン部材７２は、磁極部材７３および小軸部２３の周囲に配置されており、このボビン部材７２にコイル７１が巻き付けられている。継鉄部材７４は、スペーサ１２とボビン部材７２に挟まれるリング状の部材である。ソレノイドユニット７からは、ケーブル７５がスペーサ１２ならびにハウジング２の大軸部２２および基部２１を貫通して外部まで延びている。
【００３４】
磁極部材７３およびケース１３の主壁には、圧力容器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へ至るように第１パイロット通路５が形成されている。第１パイロット通路５における圧力容器１０の内部空間に開口する上流端は、パイロットポートを構成している。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。
【００３５】
一方、主弁体４には、第２圧力室５０から二次通路３３（正確には、管状部材２５の厚肉部２５Ｂの内部３３ａ）へ至るように第２パイロット通路４５が形成されている。本実施形態では、第２パイロット通路４５は軸部４１の中心線上で上下方向に延びており、大２パイロット通路４５の上流端は軸部４１の上面上で開口し、下流端は軸部４１の先端面上で開口している。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。
【００３６】
パイロット弁体６は、第２パイロット通路４５の上流端を開閉する。より詳しくは、パイロット弁体６は、第２摺動室２６ｂに摺動可能に保持される本体部６１であって下部が中間室２６ｃ内に入り込む本体部６１と、本体部６１から下方に突出して主弁体４の筒状部４２内に挿入される軸部６２とを有している。
【００３７】
パイロット弁体６の本体部６１には、パイロット弁体６によって第２圧力室５０が上下に分断されることを回避するために、中心線上の縦穴６３と、この縦穴６３の下端と交わる横穴６４が形成されている。これらの縦穴６３および横穴６４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。
【００３８】
主弁体４の軸部４１の上面には、第２パイロット通路４５の上流端の周囲にパイロット弁体６用の第２弁座４３が形成されている。一方、パイロット弁体６の軸部６２の先端面にはシート部材６６が埋め込まれている。軸部６２が第２弁座４３に着座すると第２パイロット通路４５の上流端が閉じられ、軸部６２が第２弁座４３から離間すると第２パイロット通路４５の上流端が開かれる。パイロット弁体６は、主弁体４が閉位置に位置するときに軸部６２が第２弁座４３に着座する第１操作位置と、本体部６１が磁極部材７３に吸着される第２操作位置との間で移動する。
【００３９】
なお、第２圧力室５０内では、パイロット弁体６の軸部６２が第２弁座４３から離間すると、主弁体４の筒状部４２の内周面とパイロット弁体６の軸部６２の外周面との間の隙間、および主弁体４の軸部４１の上面とパイロット弁体６の軸部６２の先端面との間の隙間を通じて、流体が第２パイロット通路４５の上流端に導かれる。
【００４０】
ここで、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（図３参照）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（図３参照）よりも大きく設定される。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の上流端も開かれる。
【００４１】
さらに、本実施形態では、第２パイロット通路４５における第２絞り４６よりも下流側に、過流防止弁８が設けられている。過流防止弁８は、第３絞り８２を有し、第３絞り８２の上流側の圧力（すなわち、第２絞り４６通過後の圧力）と下流側の圧力（すなわち、二次通路３３の圧力）との差に応じて第２パイロット通路４５を開閉する。
【００４２】
具体的に、過流防止弁８は、過流防止弁体８１と、第２付勢部材８８を含む。第２パイロット通路４５には、第２絞り４６と下流端の間に、大径部４７および中径部４８が設けられている。大径部４７は中径部４８の上流側に位置している。そして、大径部４７と中径部４８の段差部に、過流防止弁体８１用の第３弁座４９が形成されている。
【００４３】
過流防止弁体８１は、中径部４８に摺動可能に保持される軸部８５と、大径部４７内に位置する、軸部８５よりも大径の頭部８３を有する。頭部８３の下面は、テーパー面となっている。そして、頭部８３が第３弁座４９に着座すると第２パイロット通路４５が閉じられ、頭部８３が第３弁座４９から離間すると第２パイロット通路４５が開かれる。
【００４４】
頭部８３の外周面と大径部４７の内周面との間には隙間が形成されている。頭部８３には、当該頭部８３の上面および外周面に開口する第１通路８４が形成されている。軸部８５の上部には横穴８６が形成されており、この横穴８６から軸部８５の先端面（下面）まで軸部８５の中心線に沿って縦穴８７が延びている。そして、縦穴８７の中間位置に第３絞り８２が形成されている。
【００４５】
第２付勢部材８８は、過流防止弁体８１を上向きに付勢する。これにより、常時は、頭部８３が大径部４７の上側の段差部４７ａに押し付けられる。一方、第３絞り８２の上流側の圧力と下流側の圧力との差が所定値αを超える、換言すればその差圧によって過流防止弁体１に与えられる下向きの力が第２付勢部材８８の付勢力を超えると、過流防止弁体８１が第２付勢部材８８の付勢力に抗して下方に移動する。これにより、頭部８３が第３弁座４９に着座して、第２バイパス通路４５が閉じられる。第２付勢部材８８は、例えば圧縮コイルばねである。
【００４６】
次に、図３〜図５を参照して、弁装置１の動作を説明する。なお、以下の説明では、圧力容器１０、一次通路３１、第１圧力室３２および第１パイロット通路５における第１絞り５１よりも上流側の圧力（すなわち、一次圧力）をＰ１、二次通路３３および第２パイロット通路４５における過流防止弁４５の第３絞り４９よりも下流側の圧力（すなわち、二次圧力）をＰ２、第２圧力室５０の圧力をＰ３、第２パイロット通路４５における第２絞り４５から過流防止弁８の第３絞り４７までの圧力をＰ４という。よって、第１圧力３２と第２圧力室５０の差圧はＰ４−Ｐ３、過流防止弁８の第３絞り８２の上流側の圧力と下流側の圧力との差はＰ４−Ｐ２になる。
【００４７】
まず、図３に示すように、主弁体４が閉位置に位置する状態から説明する。ソレノイドユニット７が通電されていないときは、第１付勢部材６５の付勢力によってパイロット弁体６が、軸部６２が第２弁座４３に着座する第１操作位置に維持される。このとき、第１バイパス通路５に流体が流れないため、Ｐ３＝Ｐ１＞Ｐ２となり、主弁体４が閉位置に維持される。一方、第２バイパス通路４５にも流体が流れないため、Ｐ４＝Ｐ２であり、過流防止弁８は第２付勢部材８８の付勢力によって第２バイパス通路４５を開いた状態に維持される。
【００４８】
ソレノイドユニット７が通電されると、パイロット弁体６が、本体部６１が磁極部材７３に吸着される第２操作位置に移動する。このとき、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、Ｐ１＞Ｐ３＞Ｐ４＞Ｐ２となる。
【００４９】
ここで、第１摺動室２６ａの断面積Ａ０から第１弁座４３の面積Ａ１を引いた環状面積をＡ２（Ａ２＝Ａ０−Ａ１）とし、第３絞り８２を無視すると、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が作用する。面積Ａ１，Ａ２ならびに第１絞り５１および第２絞り４６は、Ｆ２＞Ｆ１となるように設計されている。このため、主弁体４は、図４に示すように、パイロット弁体６が第２操作位置に移動すると同時に、閉位置から開位置に移動する。
【００５０】
ソレノイドユニット７への通電が切られると、まず第１付勢部材６５の付勢力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、Ｐ３＝Ｐ１となり、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。
【００５１】
主通路３を流れる流体の流量である主流量Ｑが定常流量付近にある場合は、過流防止弁８は第２バイパス通路４５を開いた状態に維持される。主流量Ｑが多くなるにつれて、図５に示すように、差圧ΔＰｍ（＝Ｐ１−Ｐ２）が大きくなり、第１バイパス通路５および第２バイパス通路４５を流れる流体の流量であるパイロット流量ｑも多くなる。これに伴い、差圧ΔＰｐ（＝Ｐ４−Ｐ２）も大きくなる。
【００５２】
主流量Ｑが過大になり、差圧ΔＰｐが上述した所定値αを超えると、過流防止弁体８１が下方に移動して、過流防止弁８が第２パイロット通路４５を閉じる。その結果、Ｐ３＝Ｐ１＞Ｐ２となり、主弁体４が閉位置に移動し、主通路３が閉じられる。過流防止弁８が作動するときのパイロット流量ｑtripは、主流量Ｑtripよりも大幅に小さい。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態の弁装置１では、第２パイロット通路４５に設けられた過流防止弁８によって主通路３の過流防止機能を達成することができる。そして、第２パイロット通路４５の流量は主通路３の流量よりも少ないので、小流量型の過流防止弁を採用することができる。従って、弁装置１の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、過流防止弁８が第２パイロット通路４５に設けられるので、従来のように主通路に過流防止弁を設ける場合よりも主通路の圧力損失を小さくすることができる。
【００５４】
しかも、本実施形態の弁装置１では、主通路３に流体を逆流させることが可能であり、圧力容器１０への流体充填用の通路を別途設ける必要がなく、主通路３を利用して流体の充填を行うことができる。
【００５５】
（その他の実施形態）
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。
【００５６】
例えば、図６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へ至るように形成されていてもよい。この構成は、例えば、弁装置１を圧力容器１０の外に配置する場合に有用である。
【００５７】
図６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２ａの直ぐ下に開口している。このため、主弁体４が開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の周壁４２には貫通穴４２ａが形成されている。
【００５８】
また、第２圧力室５０には、図６に示すように、主弁体４が主通路３を閉じる方向に主弁体４を付勢する第３付勢部材（主弁体用付勢部材）１６が配置されていてもよい。この構成であれば、例えば弁装置１の下流側で流体の供給が停止されたときに、主弁体４によって主通路３を閉じることができる。
【００５９】
さらに、図６に示すように、主弁体４は直動型軸受部材１５を介してハウジング２に支持されていてもよい。直動型軸受部材１５は、ボールやコロを含む転がり軸受であってもよいし、ブッシュなどの滑り軸受であってもよい。この構成であれば、主弁体４の摺動抵抗および摩耗を低減することができ、主弁体４の応答性及び耐久性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、種々の用途の弁装置に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１    弁装置
１０  圧力容器
１５  直動型軸受部材
１６  第３付勢部材（主弁体用付勢部材）
２    ハウジング
２６  弁体空間
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
６５  第１付勢部材（パイロット弁体用付勢部材）
７    ソレノイドユニット（駆動ユニット）
８    過流防止弁
８１  過流防止弁体
８２  第３絞り
８８  第２付勢部材
【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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