(57)【要約】【課題】電動開閉弁において、弁体の開閉状態を確実に保持しつつ、消費電力のさらなる低減を図る。【解決手段】電動開閉弁１０は、ボディ１２の流路１６に設けられた弁体１８を含む弁機構部２０を有し、前記弁機構部２０には駆動部１４の駆動力が付勢される。このボディ１２の下端部には、弁体１８の全閉状態で保持可能なロック機構２４が着脱自在に設けられる。このロック機構２４は、弁機構部２０の弁軸３６に接続されるローター５２と、前記ローター５２の回転動作を規制するためのロックレバー５４とを備える。そして、弁体１８が全閉状態となった際に、ローター５２に形成された段付部７４に前記ロックレバー５４の回転ローラ９０が係合されることで、トルクスプリング５６の弾発力によって回転動作が規制され、駆動部１４に対する通電を停止した状態で保持される。【選択図】図２
2014196800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁軸に支持された弁体を開閉動作させることで流路の連通状態を切り換える電動開閉弁において、
前記流路の形成されるボディと、
通電作用下に回転し、前記弁体を開閉動作させる駆動部と、
前記弁体を前記駆動部の駆動力の付勢方向と反対方向に付勢する付勢部材と、
前記弁体を挟んで前記駆動部とは反対側に設けられ、前記駆動部に対する非通電時において、前記付勢部材の付勢力に対抗して前記弁体を全閉又は全開位置で保持するロック機構と、
を備え、
前記ロック機構は、外周面に段付部を有し前記弁軸と同軸上に接続されるローターと、前記段付部に係合される係合部を有し該係合部を前記ローター側に向かって押圧する押圧部材とを備え、前記ローターは、前記段付部に向けて拡径した拡径部を有し、前記拡径部に隣接して前記段付部が設けられることを特徴とする電動開閉弁。
【請求項２】
請求項１記載の電動開閉弁において、
前記押圧部材は、前記係合部を有し該係合部が前記ローターの外周面側に向かって回転自在に設けられたレバーと、
前記係合部が前記外周面側に向かって回転するように前記レバーを付勢するスプリングと、
を備え、
前記係合部は、前記レバーに回転自在に設けられた回転ローラからなることを特徴とする電動開閉弁。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電動開閉弁において、
前記駆動部の作動範囲内における前記レバーの前記ローター側への回転を規制するストッパを有することを特徴とする電動開閉弁。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動開閉弁において、
前記ロック機構は、前記ボディに対して着脱自在に設けられることを特徴とする電動開閉弁。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動開閉弁において、
前記電動開閉弁は、燃料電池システムに用いられることを特徴とする電動開閉弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動部に対する通電作用下に弁体を開閉動作させることで、流体の流通状態を切り換える電動開閉弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、モータの駆動作用下にシャフトを介して弁体を開閉させることで、流体の流通状態を切換可能な電動式の開閉弁を提案している（特許文献１参照）。この開閉弁は、例えば、燃料電池システムに用いられ、駆動源であるモータと、該モータの駆動軸に設けられるギアに噛合されるギア機構と、該ギア機構に接続されるシャフトと、該シャフトの端部に設けられる円盤状の弁体と、前記弁体の弁開又は弁閉状態を保持するために付勢するスプリングとを備える。そして、モータへ通電することにより駆動軸の回転に伴ってギア機構が所定方向へと回転し、それに伴って、シャフトと共に弁体が回転することで、該弁体に臨むように設けられた流路を閉塞し、一方、前記モータへの通電を停止することでスプリングの弾発力によって前記弁体を回転させて流路の連通した弁開状態へと切り換えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８５８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような電動式の開閉弁では、例えば、弁体の弁開状態を保持する際には、スプリング等の推力によって行っているため、駆動部は非通電状態となり、電力を消費することはないが、弁閉状態を保持する場合には、駆動部に対して通電し続けることで駆動力を発生させ保持する構成としている。近年、省エネルギー化の観点から、上述したような電動式の開閉弁の駆動部で使用される消費電力をさらに低減させたいという要請がある。
【０００５】
本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、消費電力のさらなる低減を図りつつ、弁体の開閉状態を確実に保持することが可能な電動開閉弁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】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明は、弁軸に支持された弁体を開閉動作させることで流路の連通状態を切り換える電動開閉弁において、
前記流路の形成されるボディと、
通電作用下に回転し、前記弁体を開閉動作させる駆動部と、
前記弁体を前記駆動部の駆動力の付勢方向と反対方向に付勢する付勢部材と、  前記弁体を挟んで前記駆動部とは反対側に設けられ、前記駆動部に対する非通電時において、前記付勢部材の付勢力に対抗して前記弁体を全閉又は全開位置で保持するロック機構と、
を備え、
前記ロック機構は、外周面に段付部を有し前記弁軸と同軸上に接続されるローターと、前記段付部に係合される係合部を有し該係合部を前記ローター側に向かって押圧する押圧部材とを備え、前記ローターは、前記段付部に向けて拡径した拡径部を有し、前記拡径部に隣接して前記段付部が設けられることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、通電作用下に駆動部を回転させ弁体を開閉させる電動開閉弁において、前記弁体の全閉又は全開状態のいずれか一方を付勢部材の付勢力によって保持すると共に、前記弁体を挟んで前記駆動部とは反対側にロック機構を設けている。このロック機構は、弁体の支持された弁軸と同軸上に接続され外周面に段付部の形成されたローターと、前記段付部に係合される係合部を有した押圧部材とを備え、前記係合部を前記ローター側に向かって押圧した際、前記係合部が前記段付部に係合されることで駆動部に対する通電が停止された非通電状態において、弁体の全開又は全閉状態のいずれか他方で保持される。
【０００８】
従って、弁体の全閉又は全開状態のいずれか一方を付勢部材の付勢力によって保持し、一方、前記とは反対となる全開又は全閉状態をロック機構で保持できるため、駆動部の駆動力によって全閉状態を保持している従来技術の電動式の開閉弁と比較し、弁体の全閉又は全開状態の保持に用いられる電力消費をなくすことができる。その結果、駆動部での消費電力の大幅な低減を図ることが可能となり、しかも、弁体の全開又は全閉状態は、付勢部材及びロック機構によって確実に保持することができる。
【０００９】
また、弁体を挟んで駆動部の反対側にロック機構を設けることで、前記駆動部の構成を変更することなく、前記ロック機構のみを付加することができ、前記ロック機構の有無に関わらず前記駆動部を共用できるため、製造コストの抑制を図ることができる。
【００１０】
さらに、ローターの拡径部を押圧部材の係合部が乗り越えて回転する際にのみ、駆動部の駆動力を増加させればよく、それ以外の通常作動範囲では、乗り越え時の前記駆動力に対して出力を抑制できるため、通常作動範囲における消費電力の削減を図ることができる。
【００１１】
さらにまた、押圧部材は、係合部を有し該係合部がローターの外周面側に向かって回転自在に設けられたレバーと、前記係合部が前記外周面側に向かって回転するように前記レバーを付勢するスプリングと、を備え、前記係合部は、前記レバーに回転自在に設けられた回転ローラとするとよい。これにより、レバーの係合部がローターに対して押圧される場合でも、回転ローラが接触作用下に回転することで互いの接触抵抗が低減され、該レバーを円滑に回転させることができると共に、接触部位における摩耗が抑制され、その結果、耐久性の向上を図ることができる。
【００１２】
またさらに、駆動部の作動範囲内におけるレバーのローター側への回転を規制するストッパを備えることで、前記駆動部の作動範囲内においてレバーからローターへの荷重の付与が防止されるため、前記ローターに接続された前記駆動部に対する負荷が防止され、消費電力の増加が防止される。
【００１３】
また、ロック機構は、ボディに対して着脱自在に設けることにより、必要に応じて選択的に前記ロック機構を容易に装着したり、取り外すことが可能となる。
【００１４】
さらに、電動開閉弁は、燃料電池システムに用いることにより、燃料電池の運転停止時における反応ガスの燃料電池スタックへの流通を弁体を全閉状態として遮断する際、ロック機構によって行うことで電力を消費することなく保持することができ、電力を消費することなく燃料電池スタックの劣化を防止できるため効果的である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１６】
すなわち、弁体を挟んで駆動部と反対側となる位置に、前記駆動部に対する非通電時において、付勢部材の付勢力に対抗して前記弁体を全閉又は全開位置で保持可能なロック機構を設けることで、前記弁体の全閉又は全開状態のいずれか一方を付勢部材の付勢力によって保持し、一方、前記とは反対となる全開又は全閉状態のいずれかをロック機構によって保持できるため、駆動部の駆動力によって全閉状態を保持している従来技術に係る電動式の開閉弁と比較し、弁体の全閉又は全開状態の保持に用いられる電力消費を削減することができる。その結果、電動開閉弁における消費電力の大幅な低減を図ることが可能となり、しかも、弁体の全開又は全閉状態を付勢部材及びロック機構によって確実に保持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動開閉弁の全体断面図である。
【図２】図１の電動開閉弁におけるロック機構近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図３Ａは、図２のロック機構を示す平面図であり、図３Ｂは、図３ＡのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿った断面図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｄは、ロック機構におけるローター及びロックレバーの動作説明図であり、図４Ａは弁体が全開状態である場合のアンロック状態を示す図であり、図４Ｂ及び図４Ｃは、図４Ａのローターが回転し始め、ロックレバーを回転させ始めた状態を示す図であり、図４Ｄは、弁体が全閉状態となってローターの回転がロックレバーによって規制されたロック状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る電動開閉弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る電動開閉弁を示す。
【００１９】
この電動開閉弁１０は、例えば、燃料電池システムに用いられ、反応ガスである水素又は酸素の流通する配管に接続されて使用される。この電動開閉弁１０は、図１に示されるように、ボディ１２と、該ボディ１２の内部に収納される駆動部１４と、前記ボディ１２の流路１６を開閉する弁体１８を有した弁機構部２０と、前記駆動部１４の駆動力を前記弁機構部２０へと伝達するギア機構２２と、前記弁機構部２０の開閉状態を保持するロック機構２４とを含む。なお、ここでは、駆動部１４の非通電時に弁体１８が全開となり、該弁体１８を挟んだ流路１６の上流側と下流側とが連通状態となるノーマルオープンタイプの電動開閉弁１０について説明する。
【００２０】
ボディ１２は、上述した配管に接続され流体（例えば、反応ガス）の流通する流路１６が形成され、該流路１６内に弁機構部２０を構成する弁体１８が設けられると共に、弁体１８を開閉動作させるための弁軸３６がボディ１２の鉛直方向に貫通した軸孔２６に挿通されている。また、ボディ１２には、軸孔２６と略平行で有底筒状の収納室２８が形成され、該収納室２８には駆動部１４が収納される。
【００２１】
駆動部１４は、例えば、ステッピングモータやＤＣサーボモータ等の回転駆動源３０からなり、その回転駆動源３０の駆動軸３２が上方となるようにボディ１２の収納室２８に設けられる。この駆動軸３２にはピニオンギア３４が装着され、ボディ１２の上部に軸支されたギア機構２２の第１ギア４０に噛合されている。
【００２２】
弁機構部２０は、円盤状の弁体１８と、該弁体１８の連結された弁軸３６とを含み、前記弁体１８が流路１６と略同一断面となる円形状に形成されると共に、前記弁軸３６の略中央部に対してねじ３７によって締結される。弁軸３６の一端部は、軸孔２６を介してボディ１２の下方へ突出し、後述するロック機構２４に接続され、他端部は軸孔２６を介してボディ１２の上方へ突出し、ギア機構２２を構成する第２ギア４２が装着される。
【００２３】
また、弁軸３６は、軸孔２６に臨むように設けられた一対の第１軸受３８によって回転自在に支持されている。
【００２４】
ギア機構２２は、ボディ１２の上部に軸支される第１ギア４０と、弁軸３６の他端部に連結される第２ギア４２とを有し、前記第１ギア４０の大径ギア部４４が回転駆動源３０のピニオンギア３４に噛合され、小径ギア部４６が第２ギア４２に噛合される。そして、回転駆動源３０の駆動力が駆動軸３２からピニオンギア３４を介して第１ギア４０へ伝達され、その小径ギア部４６を介して第２ギア４２へと伝達されることで減速され、弁軸３６へと伝達されることで該弁軸３６及び弁体１８が所定角度だけ回転する。
【００２５】
また、第２ギア４２とボディ１２との間には、該第２ギア４２を介して弁軸３６を所定の回転方向に付勢する弾発力（付勢力）を有したリターンスプリング（付勢部材）４８が介装される。このリターンスプリング４８は、例えば、螺旋状に形成されたコイルスプリングからなり、その弾発作用下に弁機構部２０の弁体１８が弁開する方向（図３Ａ中、矢印Ｂ１方向）に付勢される。
【００２６】
ロック機構２４は、ボディ１２に連結されるハウジング５０と、該ハウジング５０の内部に回転自在に設けられるローター５２と、前記ローター５２の回転作用下に回転するロックレバー（レバー）５４と、前記ロックレバー５４を付勢するトルクスプリング（スプリング）５６とを含む。本実施の形態においては、ロックレバー５４とトルクスプリング５６が本発明の押圧部材に相当する。
【００２７】
ハウジング５０は、本実施の形態においてはボディ１２の下端部に設けられるカバー部材６２を有し、前記カバー部材６２の内部に形成された空間にローター５２及びロックレバー５４等が収納される。
【００２８】
ローター５２は、カム部６４と、該カム部６４の両端面から軸方向に突出した第１及び第２軸部６６、６８とを備え、前記第１及び第２軸部６６、６８が、弁機構部２０の弁軸３６と同軸上となるように設けられる。
【００２９】
カム部６４は、第１及び第２軸部６６、６８と同心上となる円形部７０と、前記円形部７０から半径外方向に突出したノーズ部（拡径部）７２を有する。また、ノーズ部７２には、ノーズ部７２の中心と円形部７０の中心を通る中心線Ｌ（図３Ａ参照）に対して一方側が切り欠かれた段付部７４を備える。段付部７４は、前記中心線Ｌに沿った側面と、該中心線Ｌに対して直交した側面とからなる断面略Ｌ字状に形成される。換言すれば、カム部６４は、ノーズ部７２の一部が半径内方向に窪んだ形状で形成されている。
【００３０】
第１軸部６６は、カバー部材６２に形成された孔部７６に挿入され回転自在に支持される。一方、第２軸部６８の端部には、第１軸部６６から離間する方向に突出し、且つ、第２軸部６８の軸方向と直交方向に延在した凸部７８が形成され、弁軸３６の一端部に形成された凹部８０に挿入され係合される。これにより、弁軸３６と第２軸部６８との相対的な回転変位が規制され、該弁軸３６の回転作用下にローター５２がカバー部材６２に支持された状態で一体的に回転することとなる。
【００３１】
ロックレバー５４は、有底筒状に形成され、第２軸受８２を介して軸支されたロッド８４を介して回転自在に設けられた回転体であり、前記ロッド８４の端部にナット８６を介して連結されると共に、その外周面から半径外方向に突出したアーム８８の先端に回転ローラ（係合部）９０が軸支される。この回転ローラ９０は、例えば、ボールベアリングやカムフォロワから構成される。
【００３２】
また、ロックレバー５４は、ローター５２に対して所定間隔離間して設けられると共に（図３Ａ参照）、該ローター５２の軸線とロッド８４とが略平行となるように設けられる（図３Ｂ参照）。
【００３３】
トルクスプリング５６は、例えば、螺旋状に形成されたコイルスプリングからなり、ロックレバー５４とハウジング５０との間、且つ、ロッド８４と略同軸上に配置される。そして、トルクスプリング５６の一端部が、ロックレバー５４の外周面から突出した保持部９２に保持される。これにより、ロックレバー５４には、トルクスプリング５６の弾発作用下に所定の回転方向（図３Ａ中、矢印Ａ１方向、反時計回り）への回転力が付勢され、ロックレバー５４は、その回転ローラ９０が常にカム部６４の外周面に当接した状態となる。
【００３４】
また、ロックレバー５４の近傍には、ロッド８４と平行なストッパ９４（図３Ａ参照）が設けられ、前記ストッパ９４は、駆動部１４の回転作動範囲において、ロックレバー５４がトルクスプリング５６の弾発力によって反時計回り（矢印Ａ１方向）にさらに回転変位することを規制している。
【００３５】
本発明の実施の形態に係る電動開閉弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図１及び図３Ａに示すように、弁体１８が弁開状態となり、該弁体１８の上流側となる流路１６と下流側となる流路１６が連通した全開状態を初期状態として説明する。
【００３６】
この初期状態では、図示しないコントローラから駆動部１４に通電が行われていない非通電状態にあり、リターンスプリング４８の弾発力によって弁軸３６を介して弁体１８が回転し、該弁体１８が流路１６の延在方向と略平行に配置されると共に（図３Ａ参照）、ロック機構２４のローター５２は、図３Ａに示されるように弁軸３６と共に時計回り（矢印Ｂ１方向）に回転し、ロックレバー５４のローラが段付部７４から離脱して円形部７０の外周面に当接している状態にある。この弁体１８の全開状態は、リターンスプリング４８の弾発力によって保持されるため、電力が消費されることはない。
【００３７】
次に、弁体１８を回転させ、流路１６の連通状態が遮断された全閉状態とする場合には、図示しないコントローラからの制御信号に基づいて、駆動部１４に対して制御信号を入力することで駆動軸３２が所定方向に回転する。この回転に伴って駆動力がピニオンギア３４からギア機構２２を介して弁軸３６へと伝達され、該弁軸３６はリターンスプリング４８の弾発力に抗して所定角度だけ回転する（図３Ａ中、矢印Ｂ２方向）。これにより、弁軸３６と共に回転する弁体１８が流路１６内で回転し、前記流路１６と直交することで該流路１６の上流側と下流側との連通が遮断された全閉状態となる。
【００３８】
また、この場合、ロック機構２４は、弁軸３６の回転と共にローター５２が反時計回り（矢印Ｂ２方向）に回転し始め、それに伴って、ロックレバー５４の回転ローラ９０が前記ローター５２の外周面に沿って移動することでトルクスプリング５６の弾発力に抗してロックレバー５４が時計回り（矢印Ａ２方向）に回転する。
【００３９】
詳細には、ロックレバー５４の回転ローラ９０は、ローター５２が回転することで、弁体１８の全開状態において当接している円形部７０の外周面からノーズ部７２の外周面へと徐々に移動する。これにより、ローター５２の第２軸部６８からの離間距離が徐々に大きくなる外周面によって、回転ローラ９０を介してロックレバー５４が反時計回り（矢印Ａ２方向）に回転するように押圧され始め、該ノーズ部７２の頂部９６によって押圧されることでさらに反時計回り（矢印Ａ２方向）に回転する。
【００４０】
そして、ローター５２のさらなる回転作用下に回転ローラ９０がノーズ部７２の先端を乗り越えた後、すなわち、弁体１８が全閉状態から約９０°回転して全閉状態となった後、前記回転ローラ９０が段付部７４に係合される。なお、段付部７４は、図４Ｄに示されるように、回転ローラ９０の半径よりわずかに小さい深さで形成されており、該回転ローラ９０の外周面が前記段付部７４における２つの壁面端部近傍に当接する。これにより、回転ローラ９０を介して段付部７４に付与されるトルクスプリング５６の弾発力が、ローター５２の駆動力に対して上回ることで、該回転ローラ９０を含むロックレバー５４によって前記ローター５２の時計回り（矢印Ｂ１方向）の回転が規制されたロック状態となる。同時に、ロックレバー５４も、段付部７４との係合作用下に反時計回り（矢印Ａ１方向）のさらなる回転が停止する。なお、段付部７４の深さは、トルクスプリング５６の弾発力等に応じて適宜設定すればよい。
【００４１】
これにより、ローター５２は、弁体１８が流路１６を閉塞した全閉状態において、ロックレバー５４の回転ローラ９０が段付部７４に係合されることで回転動作の規制されたロック状態となり、このロック状態は、ロックレバー５４に付勢されるトルクスプリング５６の弾発力がアーム８８、回転ローラ９０を介してローター５２へ付勢されることで確実且つ強固に保持される。その結果、弁体１８を全閉状態とした後、駆動部１４に対する通電を停止させた場合でも、ロック機構２４によって前記弁体１８の全閉状態が保持され、しかも、電力を消費することがないため、消費電力の削減に大いに貢献することができる。
【００４２】
一方、再び弁体１８を回転させて全開状態とする場合には、図示しないコントローラから弁閉させる場合とは逆の極性を有した制御信号を駆動部１４に対して出力する。これに伴って、回転駆動源３０を反対方向に回転させ、ギア機構２２を介して弁軸３６に伝達された駆動力によって弁体１８が弁軸３６と共に開弁方向に回転し始めると共に、ローター５２が時計回り（矢印Ｂ１方向）に回転し始める。この際、弁軸３６及びローター５２に付与される駆動力を、ロックレバー５４を付勢するトルクスプリング５６の弾発力より大きくすることにより、前記弾発力に打ち勝って前記ローター５２が回転し始める。
【００４３】
そして、ローター５２が回転することで、図４Ｃに示されるように、そのノーズ部７２の頂部９６が回転ローラ９０側へと移動し、該頂部９６によって前記回転ローラ９０を押し上げられることで段付部７４から離脱し、トルクスプリング５６の弾発力に抗して時計回り（矢印Ａ２方向）に回転する。
【００４４】
次に、この回転ローラ９０が段付部７４から離脱し、さらにローター５２が回転して前記回転ローラ９０がノーズ部７２の外周面に到達した時点（図４Ｂ参照）で、駆動部１４に対する通電を停止する。これにより、ロックレバー５４は、回転ローラ９０がローター５２の外周面に当接した状態で、トルクスプリング５６の弾発力によって反時計回り（矢印Ａ１方向）に回転し始め、それに伴って、ローター５２の外周面が前記回転ローラ９０及びアーム８８で押圧されると共に、ローター５２は、弁軸３６に付勢されるリターンスプリング４８の弾発力によって時計回り（矢印Ｂ１方向）に回転する。
【００４５】
その結果、ローター５２の回転作用下に弁軸３６と共に弁体１８が全開状態となる位置まで回転して停止し、その全開状態がリターンスプリング４８の弾発力によって保持される。
【００４６】
次に、上述したロック機構２４をボディ１２に対して着脱する場合について簡単に説明する。
【００４７】
先ず、ボディ１２の下端部に連結されたロック機構２４を取り外す場合には、そのハウジング５０を固定している、例えば、ボルト等を外し、前記ボディ１２から離間させる方向に移動させることで、前記ハウジング５０、該ハウジング５０に収納されたローター５２、ロックレバー５４を前記ボディ１２から一体的に取り外すことができる。すなわち、ロック機構２４が必要とされない場合には、電動開閉弁１０を単体として使用することが可能となる。
【００４８】
次に、上述した電動開閉弁１０に対してロック機構２４を装着する場合には、ハウジング５０内の所定位置にローター５２やロックレバー５４が予め設置された状態で、前記ハウジング５０を電動開閉弁１０におけるボディ１２の下端部側に接近させ、ローター５２の第２軸部６８と弁軸３６とを一直線上とし、該第２軸部６８の凸部７８を前記弁軸３６の凹部８０に挿入して係合させる。そして、例えば、ボルト等を介してハウジング５０をボディ１２の下端部に固定することで、弁軸３６とローター５２とが相対的に回転することなく接続された状態となる。
【００４９】
このように、ボディ１２の下端部に対してロック機構２４を着脱自在に設け、ローター５２の凸部７８と弁軸３６の凹部８０とを係合させることで容易に接続可能な構成としているため、必要に応じて選択的にロック機構２４を装着したり、取り外すことが可能となる。この場合、電動開閉弁１０のボディ１２、駆動部１４を交換する必要がなく共用できるため、安価にロック機構２４を後付けすることができる。
【００５０】
なお、上述した説明では、ローター５２の第２軸部６８に凸部７８を設け、弁軸３６の端部に該凸部７８の係合される凹部８０を形成する構成としているが、この構成に限定されるものではなく、例えば、凸部７８を弁軸３６側、凹部８０をローター５２側に設けるようにしてもよい。
【００５１】
以上のように、本実施の形態では、駆動部１４に対して通電することで弁体１８を回転動作させる電動開閉弁１０において、前記弁体１８の全開状態をリターンスプリング４８の弾発力によって保持し、一方、弁体１８の全閉状態をロック機構２４のみで保持できるため、駆動部１４へ通電し続けることで駆動力によって全閉状態を保持している従来技術に係る電動式の開閉弁と比較し、前記全閉状態における電力の消費をなくすことができるため、消費電力の大幅な低減を図ることができる。
【００５２】
換言すれば、電力を利用することなく、ロック機構２４によって機械的に弁体１８の全閉状態を保持することができる。
【００５３】
なお、例えば、この電動開閉弁１０が用いられる燃料電池システムでは、燃料電池の運転停止時における反応ガスの燃料電池スタックへの流通を遮断して自己発電を防止する必要があるが、このような場合でも電力を消費することなくロック機構２４によって弁体１８による流路１６の遮断状態（全閉状態）を保持することができるため、電力を消費することなく燃料電池スタックの劣化を防止でき効果的である。
【００５４】
また、ロック機構２４による弁体１８の開閉動作のロック状態を解除する場合には、トルクスプリング５６の弾発力を上回る駆動力をローター５２に対して付与することで、該駆動力のみで容易且つ確実に弁体１８及び弁軸３６の回転が規制されたロック状態を解除することができる。
【００５５】
さらに、ローター５２の段付部７４の位置や数量を自在に設定することにより、弁体１８及び弁軸３６を３６０°未満で回転させる場合には、上述した弁体１８の全閉時のみでなく任意の位置で前記弁体１８及び弁軸３６の回転状態を規制してロックすることが可能となる。
【００５６】
さらにまた、ロックレバー５４には、ローター５２の外周面に摺接する回転ローラ９０を設けているため、前記ローター５２の回転作用下に前記ロックレバー５４が押圧される場合でも、互いの接触抵抗が低減され、該ロックレバー５４を円滑に回転させることができると共に、接触部位における摩耗が抑制され、その結果、耐久性の向上を図ることが可能となる。
【００５７】
またさらに、ローター５２の回転を規制するロックレバー５４による保持力（ロック力）は、トルクスプリング５６の弾発力によって設定されるため、例えば、弾発力の異なる別のトルクスプリング５６に交換することで、容易に保持力の異なるロックレバーを有したロック機構として用いることが可能となる。
【００５８】
また、ロック機構２４は、弁体１８を含む弁機構部２０を挟んで駆動部１４の反対側に配置されているため、前記ロック機構２４を後付けする場合でも、前記駆動部１４の構成を変更することなく該ロック機構２４のみで対応することが可能である。そのため、電動開閉弁１０において、ロック機構２４の有無に関わらず、駆動部１４を共用できるため、製造コストの抑制を図ることができる。
【００５９】
さらに、駆動部１４の駆動作用下にローター５２を回転させる際、該ローター５２のノーズ部７２をロックレバー５４の回転ローラ９０が乗り越えて回転する際にのみ、前記駆動部１４の駆動力を増加させればよいため、それ以外の駆動部１４の通常作動範囲では、乗り越え時の駆動力に対して出力を抑制できるため、通常作動範囲における消費電力の削減を図ることができる。
【００６０】
さらにまた、ロック機構２４は、弁軸３６に接続されたローター５２と、該ローター５２の回転動作を規制するロックレバー５４という簡素な構成としているため、小型化を図ることができ、ボディ１２の下端部に対して好適に装着できると共に、前記ローター５２の段付部７４とロックレバー５４の回転ローラ９０との係合作用下にロック可能な構成としているため、高精度な加工等が必要なく安価に形成することが可能である。
【００６１】
またさらに、段付部７４の深さは、トルクスプリング５６の弾発力等に応じて適宜設定すればよい。
【００６２】
なお、本発明に係る電動開閉弁は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６３】
１０…電動開閉弁                    １２…ボディ
１４…駆動部                        １６…流路
１８…弁体                          ２０…弁機構部
２２…ギア機構                      ２４…ロック機構
３６…弁軸                          ４８…リターンスプリング
５０…ハウジング                    ５２…ローター
５４…ロックレバー                  ５６…トルクスプリング
６４…カム部                        ７２…ノーズ部
７４…段付部                        ７８…凸部
８０…凹部                          ８８…アーム
９０…回転ローラ                    ９４…ストッパ
９６…頂部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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