(57)【要約】【課題】反応ガスを排気する電磁弁において低温下においても弁体を円滑に変位させる。【解決手段】水素が導入される第１ポート１２が第１バルブボディ２６の側部に形成され、前記第１ポート１２より上方には、温水を流通させることにより前記第１ポート１２の近傍を加温するための温水通路２４が形成されている。また、第１バルブボディ２６の内部には、弁機構部２２の弁体６０と対向する位置に上方に向かった窪み部４４を設け、前記弁体６０が着座部６４より離間した際に所定間隔のクリアランスが確保される。さらに、ソレノイド部２０の可動コア１２０には、シャフトガイド７２の凹部１４６と対向した凸部１２４に弾性材料からなる弾性部材１２６が装着されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池から反応ガスを排気する燃料電池用電磁弁において、
前記反応ガスが導入される第１ポートと、前記第１ポートから導入された反応ガスが排気される第２ポートとを有する本体部と、
前記本体部と連結されるケーシングの内部に配設され、電流により励磁作用を伴うソレノイド部と、
前記ソレノイド部の内部に設けられる固定コアと対向するように設けられ、前記ソレノイド部の励磁作用下に軸線方向に沿って変位する可動コアと、
前記可動コアに係合され、前記可動コアと共に軸線方向に沿って変位するシャフトと、
前記本体部の内部に配設され、前記シャフトの一端部に係合される弁体と、
前記弁体が前記シャフトの変位作用下に着座・離間する弁座と、
前記本体部と前記ケーシングとの間に設けられ、前記シャフトに係着されて該シャフトの変位動作に伴って撓曲するダイヤフラムと、
前記可動コアと前記固定コアとの間に設けられる弾性部材と、
を備えることを特徴とする燃料電池用電磁弁。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池用電磁弁において、
前記本体部には、前記弁体が前記弁座より離間して前記本体部の内壁面に向かって変位した弁開時において、前記本体部の内壁面と対向する前記弁体の側面と前記内壁面との間に所定間隔のクリアランスが設けられることを特徴とする燃料電池用電磁弁。
【請求項３】
請求項２記載の燃料電池用電磁弁において、
前記弁体は、前記本体部の内壁面に対向する側面に撥水処理が施されることを特徴とする燃料電池用電磁弁。
【請求項４】
請求項２記載の燃料電池用電磁弁において、
前記弁体は、前記本体部の内壁面と対向する上部が該本体部側に向かって徐々に縮径するテーパ状に形成されることを特徴とする燃料電池用電磁弁。
【請求項５】
請求項１記載の燃料電池用電磁弁において、
前記本体部には、該本体部の半径内方向に突出し、前記ダイヤフラムの周縁部を保持する保持部が形成されることを特徴とする燃料電池用電磁弁。
【請求項６】
請求項１記載の燃料電池用電磁弁において、
前記本体部には、前記第１ポートの近傍に温水を流通させる温水通路が形成されることを特徴とする燃料電池用電磁弁。
【請求項７】
請求項１又は６記載の燃料電池用電磁弁において、
前記本体部は、温水が流通する温水通路と、前記第１ポートとを有し、前記ケーシングに連結される弁ボディを備えることを特徴とする燃料電池用電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、燃料電池システムにおいて、燃料電池から反応ガスを排気する燃料電池用電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体高分子膜型燃料電池は、固体高分子電解質膜をアノードとカソードとで両側から挟み込んで形成されたセルを、複数積層して構成されたスタック（以下、燃料電池という）を備えており、アノードに燃料として水素が供給され、カソードに酸化剤としてエアーが供給されて、アノードで触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を通過してカソードまで移動して、カソードで電気化学反応を起こして発電するようになっている。
【０００３】
このような燃料電池は、例えば、そのカソード側に反応ガスとしてエアーを供給するためのエアーコンプレッサ等を備え、さらに、そのアノード側に反応ガスとして水素を供給する圧力制御弁を備え、前記カソード側に対するアノード側の反応ガスの圧力を所定圧に調圧して所定の発電効率を確保すると共に、供給される反応ガスの流量を制御することで所定の出力が得られるように設定されている。
【０００４】
ところで、本出願人は、この種の燃料電池に関し、低温状況下においても安定且つ円滑に開閉動作を遂行して反応ガスを外部へと好適に排気することが可能な燃料電池用電磁弁を提案している（特願２００２−３４７１５６号）。
【０００５】
なお、本発明に関連する文献により公知とされた発明としては、燃料電池システムを構成する水素戻しラインに対し、制御部によって開閉制御可能な逆止弁を設け、水素パージ中における余剰水素の再循環及び新規水素の外部放出を防止し、確実な水素パージの実施と新規水素の無駄発生回避を図ることが可能な燃料電池システムが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−９３４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記提案に関連してなされたものであり、反応ガスを外部に排気する電磁弁において、低温下においても弁体を円滑に変位させることが可能な燃料電池用電磁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】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、燃料電池から反応ガスを排気する燃料電池用電磁弁において、
前記反応ガスが導入される第１ポートと、前記第１ポートから導入された反応ガスが排気される第２ポートとを有する本体部と、
前記本体部と連結されるケーシングの内部に配設され、電流により励磁作用を伴うソレノイド部と、
前記ソレノイド部の内部に設けられる固定コアと対向するように設けられ、前記ソレノイド部の励磁作用下に軸線方向に沿って変位する可動コアと、
前記可動コアに係合され、前記可動コアと共に軸線方向に沿って変位するシャフトと、
前記本体部の内部に配設され、前記シャフトの一端部に係合される弁体と、
前記弁体が前記シャフトの変位作用下に着座・離間する弁座と、
前記本体部と前記ケーシングとの間に設けられ、前記シャフトに係着されて該シャフトの変位動作に伴って撓曲するダイヤフラムと、
前記可動コアと前記固定コアとの間に設けられる弾性部材と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、本体部とケーシングとの間にダイヤフラムを設けることにより、前記本体部とケーシング部とを分離し、前記ソレノイド部の内部における固定コアと可動コアとの間に弾性部材を設けている。従って、弾性部材がダイヤフラムによって本体部と分離されたケーシングの内部のソレノイド部に設けられているため、前記本体部の内部に反応ガス中に含まれる水分が進入した場合においても、前記弾性部材に水分が付着することがない。これにより、寒冷地等の低温状況下においても弾性部材と本体部とが凍結し、固着することがないため、前記可動コアを介して弁体を円滑に変位させることができる。
【００１０】
また、可動コアが励磁作用下に固定コアに接近する方向に変位し、該可動コアと固定コアとが当接した際に、前記弾性部材が前記可動コアと固定コアとの間に設けられているため、前記弾性部材によって当接時の衝撃が緩衝されると共に、当接時に発生する接触音を低減することができる。
【００１１】
さらに、本体部には、弁体が弁座より離間して本体部の内壁面に向かって変位した弁開時において、前記本体部の内壁面と対向する前記弁体の側面と前記内壁面との間に所定間隔のクリアランスを設けるとよい。これにより、前記本体部の内部に進入した水分が弁体の側面に付着し、前記水分が寒冷地等の低温状況下で凍結して前記側面に氷が生成された場合においても、前記弁体の側部と内壁面との間には所定間隔のクリアランスが確保されているため、前記弁体の弁開時に該弁体と本体部とが接触することがない。そのため、弁体の側面が凍結した場合でも、前記弁体を本体部の内部で確実且つ円滑に変位させることが可能となる。
【００１２】
さらにまた、弁体には、本体部の内壁面に対向する側面に撥水処理を施すことにより、前記本体部の内部に反応ガス中に含まれる水分が進入した場合においても、前記弁体の側面に水分が付着することを防止することができる。
【００１３】
またさらに、弁体は、本体部の内壁面と対向する上部を該本体部側に向かって徐々に縮径するテーパ状に形成することにより、前記本体部の内部に反応ガス中に含まれる水分が進入して弁体に付着した場合においても、前記水分をその重力作用下にテーパ状に形成された弁体の周面に沿って下方へと流し落とすことができる。そのため、前記弁体の上部に水分が留まることがなく、前記弁体に付着した水分を好適に除去することができる。
【００１４】
また、本体部に、該本体部の半径内方向に突出し、ダイヤフラムの周縁部を保持する保持部を形成することにより、前記ダイヤフラムの上方となる該ダイヤフラムが配設される空間を広げることができる。そのため、前記ダイヤフラムが配設されている空間に反応ガス中に含まれる水分が溜まった場合においても、前記溜まった水分の水面位置をより低くすることが可能となる。これにより、前記水分のダイヤフラムへの付着を抑制することができる。
【００１５】
さらに、本体部に、第１ポートの近傍に温水を流通させる温水通路を形成することにより、前記温水によって第１ポートの近傍を所定温度に加温することができるため、燃料電池用電磁弁を寒冷地等の低温状況下で使用する場合においても、前記第１ポート近傍が凍結することがなく、前記第１ポートを通じて反応ガスを確実且つ好適に第２ポートへと流通させることができる。
【００１６】
さらにまた、本体部には、温水が流通する温水通路と、第１ポートとを有し、ケーシングに連結される弁ボディを備えるとよい。これにより、単一の弁ボディで、ケーシングと連結してソレノイド部を該ケーシングの内部に閉塞し、且つ、第１ポートを通じて本体部の内部に反応ガスを導入することができ、それに加えて、温水通路を介して温水を流通させることができる。そのため、従来の燃料電池用電磁弁と比較して、部品点数及びコストの削減を図ることができ、それに伴って、生産効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１８】
すなわち、弾性部材をダイヤフラムによって本体部と分離されたソレノイド部に設けることができるため、前記本体部の内部に進入した水分が前記弾性部材に付着することがなく、寒冷地等の低温状況下においても弾性部材と本体部とが凍結し、固着することがないため、前記弾性部材の設けられた可動コアを介して弁体を円滑に変位させることができる。
【００１９】
また、可動コアが励磁作用下に固定コアと当接した際に、前記可動コアと固定コアとの間に設けられた弾性部材によって当接時の衝撃が緩衝されると共に、当接時に発生する接触音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る燃料電池用電磁弁１０が含まれる燃料電池システム２００の構成図である。なお、燃料電池システム２００は、例えば、自動車等の車両に搭載される。まず、前記燃料電池システム２００の構成について説明する。
【００２１】
図１に示すように、この燃料電池システム２００は、例えば、固体高分子電解質膜をアノードとカソードとで両側から挟み込んで形成されたセルを複数枚積層して設けた燃料電池スタック２０２を含む。前記燃料電池スタック２０２には、燃料として、例えば、水素が供給されるアノードと、酸化剤として、例えば、酸素を含むエアーが供給されるカソードとが設けられる。なお、本実施の形態で用いられる反応ガスは、水素、エアー、又は、水素、エアー中の余剰水素を総称するものとする。
【００２２】
前記カソードには、酸化剤供給部２０４からエアーが供給されるエアー供給口２０６と、前記カソード内のエアーを外部に排出するためのエアー排出部２０８が接続されたエアー排出口２１０とが設けられる。一方、アノードには、燃料供給部２１２から水素が供給される水素供給口２１４と、水素排出部２１６が接続された水素排出口２１８とが設けられる。
【００２３】
前記燃料電池スタック２０２では、アノードで触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を通過してカソードまで移動し、カソードで酸素と電気化学反応を起こして発電するように設定されている。
【００２４】
前記エアー供給口２０６には、エアー供給用通路を介して酸化剤供給部２０４、放熱部２２０、カソード加湿部２２２がそれぞれ接続され、また、前記エアー排出口２１０には、エアー排出用通路を介してエアー排出部２０８が接続される。
【００２５】
前記水素供給口２１４には、水素供給用通路を介して燃料供給部２１２、圧力制御部２２４、エゼクタ２２６、アノード加湿部２２８がそれぞれ接続され、また、前記水素排出口２１８には、循環用通路２３０を介して水素排出部２１６が接続される。
【００２６】
酸化剤供給部２０４は、例えば、図示しないエアーコンプレッサ（圧縮機）及びこれを駆動するモータ等から構成され、燃料電池スタック２０２で酸化剤ガスとして使用される供給エアーを断熱圧縮して燃料電池スタック２０２に圧送する。
【００２７】
また、前記酸化剤供給部２０４から供給されるエアーは、例えば、燃料電池スタック２０２の負荷や図示しないアクセルペダルの操作量等に応じて所定の圧力に設定されて燃料電池スタック２０２に導入される。
【００２８】
放熱部２２０は、例えば、図示しないインタークーラ等から構成され、流路に沿って流通する冷却水と熱交換することによって、燃料電池スタック２０２の通常運転時において前記酸化剤供給部２０４から供給される供給エアーを冷却する。このため、供給エアーは、所定温度に冷却された後、カソード加湿部２２２に導入される。
【００２９】
前記カソード加湿部２２２は、例えば、水透過膜を備えて構成され、水分を水透過膜の一方側から他方側へと透過させることにより、前記放熱部２２０によって所定の温度に冷却されたエアーを所定の湿度に加湿して燃料電池スタック２０２のエアー供給口２０６へと供給している。前記加湿されたエアーは燃料電池スタック２０２に供給され、該燃料電池スタック２０２の固体高分子電解質膜のイオン導電性が所定の状態に確保される。
【００３０】
なお、燃料電池スタック２０２のエアー排出口２１０に接続されるエアー排出部２０８は、図示しない排出弁を備え、前記排出弁を通じてエアーが大気中に排気される。
【００３１】
燃料供給部２１２は、例えば、燃料電池に対する燃料として水素を供給する図示しない水素ガスボンベからなり、燃料電池スタック２０２のアノード側に供給される水素が貯蔵される。
【００３２】
圧力制御部２２４は、例えば、空気式の比例圧力制御弁からなり、前記圧力制御部２２４の出口側圧力である２次側圧力を所定範囲の圧力に設定している。
【００３３】
エゼクタ２２６は、図示しないノズル部とディフューザ部とから構成され、圧力制御部２２４から供給された燃料（水素）はノズル部を通過する際に加速されてディフューザ部に向かって噴射される。前記ノズル部からディフューザ部に向かって燃料が高速で流通する際、ノズル部とディフューザ部との間に設けられた副流室内で負圧が発生し、循環用通路２３０を介してアノード側の排出燃料が吸引される。前記エゼクタ２２６で混合された燃料及び排出燃料はアノード加湿部２２８へと供給され、燃料電池スタック２０２から排出された排出燃料は、前記エゼクタ２２６を介して循環するように設けられている。
【００３４】
従って、燃料電池スタック２０２の水素排出口２１８から排出された未反応の排出ガスは、循環用通路２３０を介してエゼクタ２２６に導入され、圧力制御部２２４から供給された水素と、燃料電池スタック２０２から排出された排出ガスとが混合されて燃料電池スタック２０２に再び供給されるように設けられている。
【００３５】
アノード加湿部２２８は、例えば、水透過膜を備えて構成され、水分を水透過膜の一方側から他方側へと透過させることにより、エゼクタ２２６から導出された燃料を所定の湿度に加湿して燃料電池スタック２０２の水素供給口２１４へと供給している。前記加湿された水素は燃料電池スタック２０２に供給され、該燃料電池スタック２０２の固体高分子電解質膜のイオン導電性が所定の状態に確保される。
【００３６】
燃料電池スタック２０２の水素排出口２１８には、循環用通路２３０を介して前記燃料電池スタック２０２の内部で余剰した水素を外部へと排気する水素排出部２１６が接続される。前記水素排出部２１６には、燃料電池スタック２０２の運転状態に応じて開閉動作が制御され、前記燃料電池スタック２０２の内部の水素を外部へと排気する燃料電池用電磁弁１０が設けられ、前記燃料電池用電磁弁１０より反応ガスが排気される。
【００３７】
次に、前記燃料電池システム２００に組み込まれた燃料電池用電磁弁１０について好適な実施の形態を挙げ、図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００３８】
この燃料電池用電磁弁１０は、図２〜図５に示されるように、水素（反応ガス）が導入される第１ポート１２と、前記水素が導出される第２ポート１４とを有する本体部１６と、前記本体部１６の下部に一体的に連結され、金属製材料からなる薄板材によって形成されるケーシング１８と、前記ケーシング１８の内部に配設されるソレノイド部２０と、前記ソレノイド部２０の励磁作用下に第１ポート１２と第２ポート１４との連通状態を切り換える弁機構部２２とを有する。
【００３９】
本体部１６は、前記ケーシング１８の上部に一体的に連結され、水素が導入される第１ポート１２が側面に形成されると共に、温水が流通する温水通路２４を上部に有する第１バルブボディ（弁ボディ）２６と、前記第１ポート１２より内部に導入された水素を導出する第２ポート１４を有する第２バルブボディ２８とから構成される。
【００４０】
第１バルブボディ２６は、略中央部に形成され、水素が導入される第１連通室３０と、前記第１バルブボディ２６の側面に形成され、前記第１連通室３０の内部に水素を導入する第１ポート１２とを有する。
【００４１】
また、第１バルブボディ２６の上部には、図示しない温水配管を通じて温水が供給される温水通路２４が略水平方向に形成されている。この温水通路２４は、図６に示されるように、第１バルブボディ２６の両側面の間を一直線状に貫通するように形成され、前記温水通路２４が開口する第１バルブボディ２６の側面には、ボルト３２を介して一組の継手部材３４ａ、３４ｂがそれぞれ連結されている。このように、温水通路２４を、第１バルブボディ２６の上部に一直線状に形成することにより、該温水通路２４を形成する際の加工が容易となるため、製造工程の短縮化とコストの削減を図ることが可能となる。
【００４２】
この継手部材３４ａ、３４ｂは、金属製材料（例えば、ステンレス鋼）から形成され、第１バルブボディ２６の側面に取り付けられる略平面状の取付部３６と、前記取付部３６に略直交するように形成され、温水通路２４の内部に挿入される挿入部３８と、前記取付部３６を境として前記挿入部３８の反対側に形成され、図示しない温水配管（例えば、ホース）が接続される接続部４０とからなる。
【００４３】
そして、継手部材３４ａ、３４ｂの挿入部３８を温水通路２４の内部に挿入し、取付部３６をボルト３２を介して第１バルブボディ２６の側面に連結することにより、第１バルブボディ２６の温水通路２４と継手部材３４ａ、３４ｂにおける接続部４０の内部とが連通した状態となる。そのため、図示しない温水配管から供給される温水が継手部材３４ａ、３４ｂを介して温水通路２４へと流通する。なお、挿入部３８の外周面には、環状溝を介してＯリング４２が装着されているため、前記挿入部３８と温水通路２４との間から温水が漏出することがない。
【００４４】
このように、水素が導入される第１ポート１２の近傍に温水通路２４を設け、該温水通路２４に温水を流通させることにより、前記温水通路２４を中心として第１バルブボディ２６が所定温度に加温されるため、寒冷地等の低温状況下においても前記第１ポート１２及び第１通路４８内に設けられた絞り部材５４及びフィルタ５０が凍結することがなく、前記第１ポート１２及び第１通路４８を通じて水素を確実且つ好適に第１連通室３０へと導入することができる。
【００４５】
一方、第１バルブボディ２６の内部には、弁機構部２２の弁体６０と対向する位置に上方に向かって所定深さで窪んだ窪み部４４が形成され、環状に形成された窪み部４４と前記弁体６０との間にはリターンスプリング４６が介装されている。この窪み部４４の深さは、図５に示される弁体６０が弁座６２部より離間した際に、前記弁体６０の上面と前記窪み部４４との間に軸線方向に沿った所定間隔のクリアランスが確保できるように設定される。
【００４６】
図４に示されるように、第１ポート１２と第１連通室３０とを連通する第１通路４８には、網目状の有底円筒体からなるフィルタ５０が装着され、前記フィルタ５０の上流側の第１ポート１２には、第１連通室３０に向かって供給される水素の流量を絞るオリフィス５２が形成された絞り部材５４が装着されている。フィルタ５０及び絞り部材５４は、第１通路４８を形成する管体の内周面に沿って圧入され、それぞれ同軸状に直列に配設される。なお、フィルタ５０の網目の開口径は、例えば、１００μｍ以下、好ましくは８０μｍ以下とするとよい。
【００４７】
すなわち、前記第１ポート１２にオリフィス５２を有する絞り部材５４を設けることにより、第１ポート１２から第２ポート１４側に向かって流通する水素の流量が制限され、第２バルブボディ２８における第２連通室５６に設けられたダイヤフラム５８に付与される荷重を低減することができる。これにより、前記第２連通室５６を流通する圧力流体（水素）が減圧されることにより、前記ダイヤフラム５８が許容範囲以上に変形することが阻止され、該ダイヤフラム５８の耐久性を向上させることができる。
【００４８】
また、第１通路４８の内部にフィルタ５０を装着することにより、第１ポート１２から導入された流体に含有される塵埃等が、第１連通室３０の内部に進入することを阻止することができる。そのため、前記第１ポート１２より燃料電池用電磁弁１０の内部に進入した塵埃等が、第１連通室３０に配設される弁体６０（後述する）の当接面もしくは後述する弁座６２の着座部６４に付着して弁体６０が着座部６４に着座した際の気密性が低下することが防止される。
【００４９】
さらに、フィルタ５０の上流側にオリフィス５２を有する絞り部材５４を設けることにより、前記フィルタ５０側に余分な加湿用水分が導入されることが抑制され、加湿用水分の凝結による液滴や該液滴の凍結によって生じた氷による前記フィルタ５０の目詰まりを防止することができる。
【００５０】
第１ポート１２の外周面には、環状溝を介してシール部材６６ａが装着されている。そのため、前記第１ポート１２に図示しないチューブ１０２を装着した際に、前記シール部材６６ａが前記チューブ１０２の内周面との間に挟持され、前記チューブ１０２の内部を流通する水素の気密性が保持される。
【００５１】
第２バルブボディ２８は、図２及び図３に示されるように、第１バルブボディ２６の下部にねじ部材６８を介して一体的に連結される。また、図４及び図５に示されるように、第２バルブボディ２８には、略中央部に形成され、第１連通室３０を介して水素が導入される第２連通室５６と、前記第２バルブボディ２８の側面に形成され、前記第２連通室５６の内部に導入された前記水素が導出される第２ポート１４とが設けられている。
【００５２】
第２ポート１４は、第２バルブボディ２８の側面から半径外方向へと突出するように形成され、その内部に形成される第２通路７０を介して第２連通室５６と連通している。
【００５３】
第２連通室５６には、第２バルブボディ２８とソレノイド部２０のシャフトガイド７２（後述する）との間に挟持されたダイヤフラム５８が設けられる。詳細には、ダイヤフラム５８の半径外方向に拡径した周縁部７４が、第２連通室５６の内壁面より半径内方向に突出した保持部７６とシャフトガイド７２との間に挟持されている。これにより、第２バルブボディ２８の端面とシャフトガイド７２の端面との間でダイヤフラム５８を挟持していた従来の燃料電池用電磁弁と比較して、第２連通室５６の内部空間を半径方向に広げることができる。
【００５４】
そのため、燃料電池スタック２０２（図１参照）から導入される加湿された水素によって第２連通室５６の内部に水分が進入した場合に、第２連通室５６内に溜まった前記水分の水面位置を低く抑えることができる。これにより、溜まった水分がダイヤフラム５８に付着することを抑制できる。
【００５５】
また、第２連通室５６における内壁面と保持部７６との間には、シャフトガイド７２側に所定深さで窪んだ環状溝部７８が形成されている。この環状溝部７８には、第２連通室５６に水分が進入した場合に該水分が溜まるように設けられている。これにより、水分がダイヤフラム５８に対して付着することを防止することができ、前記ダイヤフラム５８に付着した水分が低温下で凍結することにより動作不良を生じることがない。
【００５６】
前記第２連通室５６に設けられるダイヤフラム５８は、例えば、高強度の基布をニトリルゴム（ＮＢＲ）からなる薄肉のゴム状弾性体によって被覆した二層一体構造とすることにより、耐圧性を向上させることができる。これにより、第２連通室５６に導入される圧力流体の減圧作用と伴ってダイヤフラム５８の耐久性をより一層向上させることができる。
【００５７】
ダイヤフラム５８は、シャフト１３０（後述する）の段差部８０と該シャフト１３０の拡径部８２に圧入される圧入固定部材８４とによって挟持される略中央の挟持部８６と、前記挟持部８６より半径外方向へと延在し該シャフト１３０の変位作用下に撓曲自在に形成された屈曲部８８と、前記屈曲部８８の外周端に形成される周縁部７４とから構成される。
【００５８】
シャフト１３０に形成された段差部８０と、該シャフト１３０の拡径部８２に圧入される圧入固定部材８４の端部とによって前記ダイヤフラム５８の略中央を挟持することによりシール機能が発揮され、第２連通室５６の気密性を好適に保持し、水素がソレノイド部２０側に漏出することが阻止される。
【００５９】
また、第２連通室５６の内部に水分が進入した場合においても、前記水分が前記ダイヤフラム５８によってソレノイド部２０の内部へ進入することが防止されるため、シャフトガイド７２とシャフト１３０との間に付着した水分が寒冷地等の低温状況下において凍結することがなく、また前記水分が凍結することによってシャフト１３０の円滑な動作が妨げられることがない。
【００６０】
さらに、第２連通室５６の内部の水分が、ダイヤフラム５８によってソレノイド部２０の内部へと進入することを確実に防止できるため、磁性体からなる金属製材料によって形成された可動コア１２０と非磁性金属製材料からなるシャフト１３０とに錆び等が生じることがなく耐久性を向上させることができる。
【００６１】
さらにまた、シャフト１３０がシャフトガイド７２のガイド孔１４０の内部を摺動して摩耗粉が発生した際、ダイヤフラム５８によって前記摩耗粉等の塵埃が第２連通室５６の内部へと進入することが防止される。その結果、前記摩耗粉が第２連通室５６から第２ポート１４を介して燃料電池システム２００（図１参照）の下流側へ流出することがない。
【００６２】
一方、第２バルブボディ２８の上部には、断面略ハ字状の弁座６２が装着され、その周縁部が第１バルブボディ２６の下面との間に挟持されている。その際、弁座６２の上面の環状溝に装着されたシール部材６６ｂによって第１バルブボディ２６の内部の気密が保持される。
【００６３】
弁座６２は、上方に向かって段階的に縮径するように形成され、その上端面には、前記弁体６０が着座する着座部６４が略水平に形成されている。
【００６４】
また、第２バルブボディ２８の上面には、環状溝を介してシール部材６６ｃが装着され、弁座６２の下面が当接することにより該弁座６２の内部と連通する第２連通室５６の内部の気密を保持している。
【００６５】
さらに、前記着座部６４は、その上面が第１ポート１２の第１通路４８における内周面の下側よりも上側となるように設けられている。すなわち、燃料電池スタック２０２（図１参照）から第１連通室３０の内部に導入される水素は、加湿されているため水分が含有されており、前記水分が第１連通室３０の内部に溜まるおそれがある。その場合においても、第１連通室３０の内部に溜まった前記水分の水面位置は、第１通路４８における下側の内周面と略同一高さとなる。換言すると、第１連通室３０の内部に溜まった水分が、着座部６４に着座する弁体６０と接触することがない。
【００６６】
そのため、寒冷地等の低温状況下に前記水分が第１連通室３０の内部で仮に凍結した場合であっても、前記弁体６０及び着座部６４が前記水分によって凍結することがなく、低温状況下においてもシャフト１３０の変位作用下に確実に弁体６０を変位させることができる。
【００６７】
ケーシング１８は、磁性体からなる金属製材料より断面略コ字状に形成され、第２バルブボディ２８の下部に一体的に連結されている。このケーシング１８の略中央部には、下方に向かって所定長だけ突出した円筒部９２が設けられている。そして、前記円筒部９２の内周径は、後述する可動コア１２０の外周径よりも大きく形成される。この場合、前記可動コア１２０がソレノイド部２０の励磁作用下に変位する際、前記可動コア１２０が円筒部９２の内部を軸線方向に沿って変位可能な直径に形成されている。
【００６８】
すなわち、ケーシング１８の内部を軸線方向に沿って変位する可動コア１２０の直径に対応した円筒部９２のみを下方に突出させることにより、前記ケーシング１８の全体を下方に突出させた場合と比較して小型化することができる。
【００６９】
また、円筒部９２の内部には、その略中央部に上方に向かって突出したスプリングガイド部９４が形成されている。前記スプリングガイド部９４には、後述するスプリング９６の一端部が係着される。
【００７０】
さらに、ケーシング１８における円筒部９２の側部には、該ケーシング１８の内部の流体を排気するエア抜きポート９８が設けられる。前記エア抜きポート９８には、略Ｌ字状に折曲された連結管１００が外部より装着されている。そして、連結管１００は、金属製材料（例えば、ステンレス鋼）から形成され、その一端部がエア抜きポート９８に装着された状態で他端部側が鉛直上方向に向かって指向し、前記連結管１００の他端部にはゴム等の弾性材料からなるチューブ１０２が接続されている。そして、前記連結管１００の他端部に接続されるチューブ１０２を介して大気開放されている。
【００７１】
また、チューブ１０２は、略鉛直上方向に延在した後に第１バルブボディ２６側に向かって折曲され、前記略水平方向に折曲された部位に固定クリップ１０４が装着されている。この固定クリップ１０４は、チューブ１０２の外周を囲繞する環状の支持部１０６と、前記支持部１０６より離間する方向に鋭角状に突出した突起部１０８とから形成され、前記突起部１０８が、一方の継手部材３４ａの取付部３６と第１バルブボディ２６との間に固定された板状の固定用ステー１１０の孔部（図示せず）に係合されることにより、前記チューブ１０２が固定用ステー１１０を介して第１バルブボディ２６に保持される。
【００７２】
すなわち、ソレノイド部２０のコイル１１６に電流が供給されて該コイル１１６が励磁状態になる際に、前記コイル１１６が発熱し、前記ソレノイド部２０が収納されるケーシング１８の内部に画成される空間内の流体が温度上昇して膨張するため、前記空間内の流体の体積が増大する。その場合に、前記空間は、エア抜きポート９８及び連結管１００を介して大気と連通しているため、前記空間の内部で膨張した流体が外部へと排気される。
【００７３】
その結果、空間の内部で膨張した流体の圧力作用下にダイヤフラム５８が上方へと変位し、それに伴ってシャフト１３０が上方へと変位することにより弁体６０が着座部６４から離間して弁開状態となることを防止することができる。
【００７４】
また、エア抜きポート９８は、可動コア１２０が軸線方向に沿って上下動した際、ソレノイド部２０の内部のエアが密閉されることによって前記可動コア１２０の変位抵抗となることがないように、前記エアを外部に逃がす呼吸孔としての機能も備えている。これにより、可動コア１２０を軸線方向に沿って迅速且つ円滑に変位させることが可能となる。
【００７５】
一方、ケーシング１８の側面には、図示しない電源よりソレノイド部２０に電流を供給するための図示しないリード線を接続するコネクタ部１１４（図２及び図３参照）が設けられている。
【００７６】
ソレノイド部２０は、前記ケーシング１８の内部に配設され、コイル１１６が巻回されたボビン１１８と、前記コイル１１６の励磁作用下に軸線方向に沿って変位自在に設けられる円筒状の可動コア１２０と、前記コイル１１６が巻回されたボビン１１８を囲繞するカバー部材１２２と、前記ケーシング１８の上端部を閉塞するように配設されるシャフトガイド７２と、前記可動コア１２０とケーシング１８のスプリングガイド部９４との間に介装され、前記可動コア１２０を前記円筒部９２から離間する方向に付勢するスプリング９６とからなる。
【００７７】
ボビン１１８の下面が、ケーシング１８の下部に載置されるように配設されると共に、前記ボビン１１８の内周径は、ケーシング１８における円筒部９２の内周径と略同等となるように形成されている。
【００７８】
また、ボビン１１８の内部には、磁性体からなる金属製材料より円筒状に形成される可動コア１２０が軸線方向に沿って挿通自在に設けられている。そして、可動コア１２０の外周面は、ボビン１１８の内周面と所定間隔離間するように設けられている。すなわち、可動コア１２０が軸線方向に沿って変位する際、該可動コア１２０の外周面がボビン１１８の内周面に接触することがなく摩耗が防止される。
【００７９】
一方、可動コア１２０の上部には、その略中央部に所定長だけ突出した凸部１２４が形成され、前記凸部１２４にはシャフトガイド７２と対向するように環状の弾性部材１２６が装着されている。この弾性部材１２６は、例えば、ゴム等の弾性材料から形成され、前記可動コア１２０の略中央部に挿通されているシャフト１３０を囲繞するように設けられている。この可動コア１２０の貫通孔１２８には、長尺なシャフト１３０の一端部が挿通されている。
【００８０】
また、可動コア１２０の貫通孔１２８の下方には、ケーシング１８のスプリングガイド部９４と対向する位置にスプリング受穴１３２が形成されている。前記スプリング受穴１３２は、貫通孔１２８より半径外方向に拡径し、下方に向かって徐々に拡径するテーパ状に形成される。前記スプリング受穴１３２には、ケーシング１８のスプリングガイド部９４に係着されるスプリング９６の他端部側が係着されている。
【００８１】
シャフト１３０は、その一端部側に形成され、可動コア１２０の内部に挿通される第１軸部１３４と、他端部側に形成され、弁体６０に係合される第２軸部１３６と、前記第１軸部１３４と第２軸部１３６との間に形成され、シャフトガイド７２の内部を挿通する第３軸部１３８とからなる。そして、第２軸部１３６と第３軸部１３８との間には、段差部８０を介して拡径部８２が形成されている。なお、シャフト１３０の直径は、第２軸部１３６、第１軸部１３４、第３軸部１３８の順番に大きくなるように形成されている。
【００８２】
また、シャフト１３０が挿通される貫通孔１２８の内周径は、該貫通孔１２８の内部に挿通される第１軸部１３４の軸径よりも若干大きく形成されている。そこで、シャフト１３０に対して可動コア１２０を組み付ける際、前記可動コア１２０の貫通孔１２８を第１軸部１３４へと挿通し、該可動コア１２０の上端面を第３軸部１３８の下面に当接させる。そして、スプリング受穴１３２とスプリングガイド部９４との間にスプリング９６を介装することにより、前記可動コア１２０の上端面がスプリング９６の弾発力によってシャフト１３０の第３軸部１３８の下面へと押圧された状態で組み付けられる。すなわち、可動コア１２０をシャフト１３０に対して簡便に組み付けることができる。
【００８３】
また、シャフト１３０の外周面には、フッ素コーティングが施されている。これにより、前記シャフト１３０が変位する際、前記第３軸部１３８が摺動するシャフトガイド７２のガイド孔１４０との摺動抵抗が低減するため、シャフト１３０及びシャフトガイド７２の摩耗が低減し、耐久性を向上させることができる。また同時に、シャフト１３０が前記ガイド孔１４０の内部を摺動する際に発生する摩耗粉の発生を抑制することができる。
【００８４】
さらに、シャフト１３０の外周面に施されたフッ素コーティングには、水分をはじく撥水効果があるため、シャフト１３０の外周面に水分が付着することがなくシャフト１３０の錆びを防止し、前記シャフト１３０の耐久性を向上させることができる。
【００８５】
カバー部材１２２は樹脂製材料からなり、その上部側がボビン１１８の上部とシャフトガイド７２との間に挟持され、その下部側がケーシング１８とボビン１１８の下部との間に挟持されている。そして、カバー部材１２２の外周側が、ボビン１１８とケーシング１８の内周面との間に挟持されているため、前記カバー部材１２２によってコイル１１６が巻回されたボビン１１８が囲繞される。
【００８６】
また、カバー部材１２２の下面には、環状溝を介してシール部材６６ｄが装着され、そのシール部材６６ｄがケーシング１８に当接することにより、前記ケーシング１８の内部の気密が保持されると共に、前記カバー部材１２２の上部側の内周側端部とシャフトガイド７２のフランジ部１４２との間に装着されるシール部材６６ｅによってケーシング１８の内部の気密を保持している。
【００８７】
シャフトガイド７２は、磁性体からなる金属製材料により断面略Ｔ字状に形成され、その上部側に半径外方向に拡径して形成されるフランジ部１４２によってケーシング１８の上部を閉塞するように配設されている。また、前記フランジ部１４２の下方側には、前記フランジ部１４２より半径内方向に縮径したガイド部１４４が形成され、前記ガイド部１４４はボビン１１８の内部に挿入されている。なお、フランジ部１４２の上面に環状溝を介して装着されるシール部材６６ｆによって第２連通室５６の内部の気密が保持されている。
【００８８】
前記シャフトガイド７２の略中央部には、軸線方向に沿って形成されるガイド孔１４０を介してシャフト１３０の第３軸部１３８が変位自在に案内されている。その際、第３軸部１３８の外周面とガイド孔１４０の内周面との間に画成されるクリアランスを微小（例えば、１０〜５０μｍの範囲内とする。なお、１０μｍ未満でシャフト１３０の作動限界となる。）とすることにより、一層確実にシャフト１３０を軸線方向に沿って変位させることができる。
【００８９】
そのため、弁体６０を着座部６４に対してより一層確実に着座させることができると共に、前記弁体６０の着座部６４への着座位置を安定させることができる。これにより、弁体６０の低温状況下における再着座性を良好とすることができる。
【００９０】
また、前記シャフトガイド７２の下面には、前記可動コア１２０の凸部１２４に対向する位置に凹部１４６が形成されている。前記凹部１４６の軸線方向に沿った高さは、前記凸部１２４の軸線方向に沿った高さと略同等もしくは若干高くなるように形成されている。そして、前記凹部１４６の直径を凸部１２４の直径よりも大きく形成することにより、可動コア１２０の上方への変位作用下に凸部１２４が凹部１４６へと挿入される。
【００９１】
その際、可動コア１２０の凸部１２４には、環状の弾性部材１２６が装着されているため、前記凸部１２４と凹部１４６とが接触することにより発生する接触音を低減することができると共に、前記凸部１２４と凹部１４６とが接触した際の衝撃を緩衝することが可能となる。換言すると、弾性部材１２６は、可動コア１２０の凸部１２４がシャフトガイド７２の凹部１４６に当接した際の衝撃を吸収するアブソーバ機能を有している。
【００９２】
弁機構部２２は、第１バルブボディ２６の第１連通室３０の内部に配設され、シャフト１３０の軸線方向に沿った変位作用下に変位する弁体６０と、前記弁体６０の上面と前記第１バルブボディ２６の窪み部４４との間に介装されるリターンスプリング４６を含む。なお、リターンスプリング４６は、その弾発力が弁体６０を着座部６４に向かって接近する方向に付勢すると共に、前記窪み部４４から弁体６０に向かって徐々に縮径するテーパ状に形成されている。
【００９３】
弁体６０には、その下面の着座部６４と対向する位置に所定深さだけ窪んだ第１溝部１５０が形成され、前記第１溝部１５０には弾性材料からなり環状に形成された第１シート部材１５２が装着されている。第１シート部材１５２に採用される弾性材料は、低温状況下（例えば、氷点下２０℃）においてもその弾性特性が保持される。
【００９４】
そして、弁体６０がシャフト１３０の変位作用下に下方へと変位し、第１シート部材１５２が着座部６４に着座した際、前記第１シート部材１５２が弾性材料で形成されているため、着座部６４に着座して確実にシールすることができる。なお、前記第１シート部材１５２は、寒冷地等の低温状況下においてもその弾性機能が低下することがないため、低温状況下においても確実にシールすることができる。
【００９５】
弁体６０の上面の略中央部には、所定深さだけ窪んだ第２溝部１５４を介して弾性材料からなる第２シート部材１５６が装着されると共に、前記上面には撥水処理（例えば、フッ素コーティング）が施されている。これにより、弁体６０の上面に施された撥水処理によって前記弁体６０に水分が付着することを防止することができるため、燃料電池用電磁弁１０を寒冷地等の低温状況下で使用した場合においても、弁体６０の上面に水分が付着して凍結することがないため、凍結によって弁体６０の円滑な動作が妨げられることがない。なお、弁体６０の上面に施される撥水処理は、フッ素コーティングに限定されるものではなく、前記第２シート部材１５６の表面に化成処理を施すことにより水分の付着を防止するようにしてもよい。
【００９６】
さらに、前記第１及び第２シート部材１５２、１５６は、それぞれ弁体６０の下面及び上面から軸線方向に若干突出するように設けられている。このように、第１シート部材１５２を所定長だけ下面から突出させることにより、前記第１シート部材１５２を一層確実に着座部６４に着座させてシールすることができる。なお、第１シート部材１５２を予め下面から突出するように成形した後、切削等の後加工によって着座部６４に着座する第１シート部材１５２の当接面を略平面状となるように加工してもよい。
【００９７】
すなわち、弾性材料により成形された第１シート部材１５２の当接面の状態にかかわらず、後加工によって前記当接面を略平面状とすることにより、一層確実にシールすることができる。そのため、第１シート部材１５２の当接面が着座部６４に確実に着座し、第１連通室３０の内部を流通する水素の漏出を防止することができる。
【００９８】
一方、第１シート部材１５２の着座部６４との当接面には、フッ素コーティング等の撥水処理が施されている。すなわち、弾性材料からなる第１シート部材１５２の表面に撥水処理を施すことにより、その変位作用下に第１シート部材１５２の当接面が着座部６４に当接した際に貼着することを防止することができる。
【００９９】
また、第１シート部材１５２に施された撥水処理は、水分をはじく効果を有するため、第１シート部材１５２に水分が付着することを防止することができる。すなわち、燃料電池用電磁弁１０を寒冷地等の低温状況下で使用した場合においても、第１及び第２シート部材１５２、１５６に水分が付着して凍結することがないため、弁体６０の円滑な動作が妨げられることがない。
【０１００】
なお、このフッ素コーティング等の撥水処理は、第１シート部材１５２の当接面にのみ施される場合に限定されるものではなく、前記第１及び第２シート部材１５２、１５６の表面全体に施してもよいし、第１及び第２シート部材１５２、１５６の全体をフッ素系のゴム材料で形成するようにしてもよい。
【０１０１】
さらに、弁体６０の下面に形成される第１溝部１５０と、前記弁体６０の上面に形成される第２溝部１５４とは、図４及び図５に示されるように、前記弁体６０の軸線方向に沿って形成される成形通路１５８を介して連通している。すなわち、第１及び第２シート部材１５２、１５６を成形する際、第１溝部１５０又は第２溝部１５４のいずれか一方に弾性材料を充填することにより、前記弾性材料が成形通路１５８を介して第２溝部１５４又は第１溝部１５０にも充填される。
【０１０２】
その結果、第１及び第２シート部材１５２、１５６を成形通路１５８を介して一体的に成形することができるため、コストを低減することができると共に、第１及び第２シート部材１５２、１５６の成形工程を短縮化することができる。
【０１０３】
そして、第１及び第２シート部材１５２、１５６は、成形通路１５８の内部に充填された弾性材料によって連結された状態にあるため、前記連結部位によって第１及び第２シート部材１５２、１５６がそれぞれ第１溝部１５０及び第２溝部１５４から脱落することが防止される。
【０１０４】
一方、弁体６０の下面には、その略中央部に係合孔１６０が形成され、前記係合孔１６０には、シャフト１３０の他端部側に形成される第２軸部１３６が挿入されている。なお、係合孔１６０の直径は、前記第２軸部１３６の軸径よりも大きく形成されているため、前記第２軸部１３６の外周面と係合孔１６０の内周面との間に半径方向のクリアランスを有する状態で係合されている。
【０１０５】
その際、リターンスプリング４６が、第１バルブボディ２６の窪み部４４から弁体６０に向かって縮径するテーパ状に形成されているため、前記リターンスプリング４６の弾発力は、弁体６０をシャフト１３０の上部へと押圧する方向と、前記弁体６０を外周側から半径内方向へと押圧する方向とが合わされた状態で付勢されている。
【０１０６】
そして、弁体６０には、リターンスプリング４６によって係合孔１６０を介して常にシャフト１３０の上部に押圧力が付勢されると共に、常に半径内方向へと押圧されているため略中央部に係合されたシャフト１３０の上部が係合孔１６０の内部に好適に保持される。そのため、係合孔１６０の内部に係合されたシャフト１３０の上部が該係合孔１６０より脱抜することがない。
【０１０７】
その結果、シャフト１３０が、ソレノイド部２０の励磁作用下に変位する際に何らかの原因により軸線に対して傾斜した場合においても、前記弁体６０は係合孔１６０とシャフト１３０との間に画成されたクリアランスによって前記シャフト１３０の傾きを吸収することができる。そのため、シャフト１３０が傾斜した際、該シャフト１３０の傾斜の影響を受けることなくリターンスプリング４６の弾発力によって弁体６０を着座部６４に対して確実に着座させることができる。
【０１０８】
また同様に、弁体６０が何らかの原因により軸線に対して傾斜した場合においても、係合孔１６０とシャフト１３０との間に画成されたクリアランスによって弁体６０の傾きを吸収することができる。これにより、シャフト１３０が軸線方向に変位する際に、前記弁体６０の傾斜の影響を受けることなく軸線方向に沿って円滑に変位させることができる。
【０１０９】
本発明の実施の形態に係る燃料電池用電磁弁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。
【０１１０】
図１に示されるように、燃料電池システム２００において、燃料電池用電磁弁１０の第１ポート１２は、図示しないチューブ１０２を介して燃料電池スタック２０２の内部の水素を排気するための水素排出口２１８（図１参照）に接続される。
【０１１１】
図４は、コイル１１６に対してコネクタ部１１４より電流を供給していない非励磁状態にあり、弁体６０の第１シート部材１５２が着座部６４に着座して第１ポート１２と第２ポート１４との連通が遮断されたオフ状態（弁閉状態）を示している。
【０１１２】
このようなオフ状態において、図示しない電源を付勢してコイル１１６に通電することにより前記コイル１１６が励磁され、その励磁作用下に磁束がコイル１１６から可動コア１２０へと向かい、再びコイル１１６に復帰して周回するように発生する。
【０１１３】
そして、図５に示されるように、可動コア１２０が軸線方向に沿った上方へと変位し、前記可動コア１２０に挿通されたシャフト１３０を介して弁体６０がリターンスプリング４６の弾発力に抗して着座部６４から離間する。
【０１１４】
その際、弁体６０が上方へ変位して可動コア１２０の凸部１２４に設けられた弾性部材１２６がシャフトガイド７２の凹部１４６に当接することにより、前記弾性部材１２６によって衝撃が緩衝されると共に、当接時に発生する接触音が低減される。
【０１１５】
その結果、燃料電池用電磁弁１０がオフ状態からオン状態（弁開状態）に切り換わる。従って、燃料電池スタック２０２の内部において余剰した水素が前記燃料電池スタック２０２の水素排出口２１８から導出され、前記水素が図示しないチューブ１０２を介して第１ポート１２から導入される。前記第１ポート１２から導入された水素は、絞り部材５４のオリフィス５２によって所定の流量に絞られて減圧された後、第１連通室３０から弁座６２の内部を介して第２連通室５６へと流通して第２ポート１４から導出される。
【０１１６】
また、このようなオン状態において、再び弁体６０が着座部６４に着座して第１ポート１２と第２ポート１４との連通が遮断されたオフ状態とする場合には、図示しない電源からコイル１１６に通電されていた電流を停止することにより前記コイル１１６が非励磁状態となり、可動コア１２０が軸線方向に沿って下方へと変位する。また略同時に、前記弁体６０がリターンスプリング４６の弾発力によって下方へと押圧され、前記リターンスプリング４６の弾発力によって弁体６０が着座部６４へと着座する。これにより、第１連通室３０と第２連通室５６との連通が遮断され、第１ポート１２と第２ポート１４との連通が遮断されたオフ状態となる。
【０１１７】
このように、本実施の形態では、可動コア１２０の凸部１２４を介して弾性部材１２６をソレノイド部２０の内部に設けているため、第１及び第２連通室３０、５６の内部に水分が進入した場合においても、ダイヤフラム５８によって前記弾性部材１２６に前記水分が付着することがない。そのため、寒冷地等の低温状況下においても前記弾性部材１２６が凍結することがなく、常に弁体６０が上方へ変位して可動コア１２０の凸部１２４がシャフトガイド７２の凹部１４６に当接する際に生じる衝撃を緩衝すると共に、当接時に発生する接触音を低減することができる。
【０１１８】
また、第１バルブボディ２６によって第２バルブボディ２８を介してケーシング１８を閉塞し、且つ、前記第１バルブボディ２６の上部には、第１ポート１２近傍を加温する温水を流通させるための温水通路２４と水素が導入される第１ポート１２とを設けている。
【０１１９】
このように、単一の第１バルブボディ２６で、ケーシング１８の閉塞、水素の第１連通室３０への導入及び温水を流通させることができるため、従来の燃料電池用電磁弁に設けられていた第１バルブボディ２６の開口した上部を閉塞するための蓋部を別個に設ける必要がなく、部品点数及びコストの削減を図ることができる。また、それに伴って、燃料電池用電磁弁の生産効率を向上させることが可能となる。
【０１２０】
さらに、第１バルブボディ２６の内部に、弁体６０と対向するように上方に向かって所定深さで窪んだ窪み部４４を形成し、前記弁体６０が着座部６４より離間した際に、前記弁体６０の上面と前記窪み部４４との間に軸線方向に沿って所定間隔のクリアランスが確保される。これにより、第１ポート１２から第１連通室３０の内部に導入された加湿水素に含有された水分が弁体６０の上面に付着し、寒冷地等の低温状況下において前記水分が凍結した場合においても、前記弁体６０が着座部６４より離間して上方に変位した際に、前記弁体６０の上面で凍結した氷が窪み部４４に接触することがない。そのため、水分が弁体６０の上面で凍結することにより前記弁体６０の軸線方向に沿った円滑な動作が妨げられることがない。
【０１２１】
次に、図７に弁機構部１６２における弁体１６４の変形例を示す。この弁体１６４は、第１バルブボディ２６の窪み部４４に対向する上部側が該窪み部４４側に向かって徐々に縮径するテーパ状に形成されている点で上述した弁体６０とは相違している。
【０１２２】
すなわち、弁体１６４の上部に第１連通室３０の内部に進入した水分が付着した場合でも、該水分が前記弁体１６４の上部に留まることがなく、前記水分が重力作用下に前記弁体１６４のテーパ状に形成された外周面１６６に沿って下方へと流れ落ちる。その結果、寒冷地等の低温状況下において水分が凍結した場合においても、前記弁体１６４と第１バルブボディ２６の窪み部４４との間に凍結した氷が生成されることがなく、前記弁体１６４の軸線方向に沿った円滑な動作が妨げられることがない。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料電池用電磁弁が組み込まれた燃料電池システムのブロック説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る燃料電池用電磁弁の平面図である。
【図３】図２の燃料電池用電磁弁の側面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。
【図５】図４の燃料電池用電磁弁における弁開状態を示す縦断面図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿った縦断面図である。
【図７】図４において上面が第１バルブボディ側に向かって徐々に縮径するテーパ状に形成される弁体の変形例を示す拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０…燃料電池用電磁弁              １２…第１ポート
１４…第２ポート                    １６…本体部
１８…ケーシング                    ２０…ソレノイド部
２２、１６２…弁機構部              ２４…温水通路
２６…第１バルブボディ              ２８…第２バルブボディ
３０…第１連通室                    ３４ａ、３４ｂ…継手部材
４４…窪み部                        ４６…リターンスプリング
５０…フィルタ                      ５２…オリフィス
５４…絞り部材                      ５６…第２連通室
５８…ダイヤフラム                  ６０、１６４…弁体
６２…弁座                          ６４…着座部
７２…シャフトガイド                ７４…周縁部
７６…保持部                        ７８…環状溝部
９６…スプリング                    ９８…エア抜きポート
１００…連結管                      １０４…固定クリップ
１１４…コネクタ部                  １１６…コイル
１１８…ボビン                      １２０…可動コア
１２２…カバー部材                  １２４…凸部
１２６…弾性部材                    １３０…シャフト
１４２…フランジ部                  １４４…ガイド部
１４６…凹部                        １５２…第１シート部材
１５６…第２シート部材              １６０…係合孔
【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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