(57)【要約】【課題】弁体部を軸線方向に沿って円滑にガイドさせると共に、所望の流量のガスを安定して流通させる。【解決手段】ガス用遮断弁１０は、前記ガイドボディ２０の内部にソレノイド部２６の励磁作用下に軸線方向に沿って変位自在な可動部材１８が設けられ、前記可動部材１８の保持部１０４には、弁体部３２のパイロット弁部１０２が挿入されている。そして、弁体部３２の主弁部１２８がバルブボディ１６の内部に形成されたガイド部４２によって軸線方向に変位自在にガイドされると共に、前記主弁部１２８の外周面１２８ａと前記ガイド部４２との間には複数の流体通路４４が形成され、バルブボディ１６の内部に導入されたガスは、前記流体通路４４を通じて前記主弁部１２８とバルブボディ１６との間の空間１２６に流通している。【選択図】図７
2006153099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが導入される導入ポートと、前記導入ポートから導入された前記ガスが排出される導出ポートとを有するバルブボディと、
前記バルブボディに連結されるハウジングの内部に設けられ、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配設された固定部材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部材と、
前記可動部材の内部に形成される弁室に設けられ、該弁室に装着される第１弁座部に対して着座・離間自在な第１弁部と、前記バルブボディに形成される第２弁座部に対して着座・離間自在な第２弁部とを有し、前記可動部材に保持される弁体部と、
前記バルブボディの内部に前記第２弁部の外周面と対向して形成され、前記第２弁部を軸線方向に沿って変位自在にガイドする複数のガイド部と、
前記複数のガイド部の間に軸線方向に沿って設けられ、前記導入ポートと前記第２弁座部との間を連通する連通路と、
を備えることを特徴とするガス用遮断弁。
【請求項２】
請求項１記載のガス用遮断弁において、
前記第２弁部には、前記ガイド部と摺動する外周面を覆う被膜が形成されることを特徴とするガス用遮断弁。
【請求項３】
請求項１記載のガス用遮断弁において、
前記第２弁部には、該第２弁部の外周面を囲繞する樹脂製材料からなるリング部材が装着されることを特徴とするガス用遮断弁。
【請求項４】
請求項３記載のガス用遮断弁において、
前記リング部材には、前記第２弁部と対向する内周面に半径内方向に突出した凸部が形成され、前記第２弁部の外周面には、前記凸部が係合される凹部が形成されることを特徴とするガス用遮断弁。
【請求項５】
請求項１記載のガス用遮断弁において、
前記バルブボディに導入・導出されるガスは、圧縮天然ガスであることを特徴とするガス用遮断弁。
【請求項６】
請求項１記載のガス用遮断弁において、
前記バルブボディに導入・導出されるガスは、水素又は酸素からなる燃料電池用燃料ガスであることを特徴とするガス用遮断弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルの励磁作用下に変位する可動鉄心を有し、流体通路を流通するガスの連通状態を切り換えるガス用遮断弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、流体通路に接続され、前記流体通路を流通するガス等の流体の連通状態をソレノイドの励磁作用下に切り換える遮断弁を提案している（特許文献１参照）。
【０００３】
この遮断弁は、ハウジングに固定鉄心が固定されると共に、前記固定鉄心と同軸にソレノイド部の励磁作用下に固定鉄心側に向かって変位するプランジャが設けられている。プランジャの一端部には弁体が連結され、前記弁体がばね部材のばね力によってボディの弁座に着座することにより弁閉状態となる。前記弁体は、前記プランジャの下端部に変位自在に保持されて第１弁座に着座可能な第１弁と、ボディの第２弁座に着座可能な第２弁とを備え、前記第１弁が略Ｃ字状のクリップを介してプランジャに対して加締められることにより、前記弁体がプランジャの下端部に保持されている。
【０００４】
そして、最初に、第１弁がプランジャの内部に設けられた第１弁座より離間することにより、前記第１弁の内部を通じて流体がポートへと導出され、その後に、前記第２弁が第２弁座より離間することにより、さらに大流量の流体がポートへと導出される。
【０００５】
また、本出願人は、特許文献２において、ソレノイド部の励磁作用下に弁体が変位する際に、該弁体をボディに形成される円筒状の内壁面によって軸線方向に沿ってガイドしているソレノイド装置を提案している。このソレノイド装置では、ボディの内部に弁体の外周面と略同一径からなる円筒状の小径孔を形成し、前記弁体が変位する際に前記小径孔によって軸線方向に沿ってガイドしている。そのため、前記弁体の半径方向への変位が規制され、前記弁体の半径方向へのずれや傾きを防止されるため、前記弁体の弁座部に対するシート性が確保される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１８５８３１号公報
【特許文献２】特開平１１−２７０７３０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、前記の提案に関連してなされたものであり、弁体部を軸線方向に沿って円滑にガイドさせると共に、ガスの所望の流量を安定して流通させることが可能なガス用遮断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、ガスが導入される導入ポートと、前記導入ポートから導入された前記ガスが排出される導出ポートとを有するバルブボディと、
前記バルブボディに連結されるハウジングの内部に設けられ、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配設された固定部材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部材と、
前記可動部材の内部に形成される弁室に設けられ、該弁室に装着される第１弁座部に対して着座・離間自在な第１弁部と、前記バルブボディに形成される第２弁座部に対して着座・離間自在な第２弁部とを有し、前記可動部材に保持される弁体部と、
前記バルブボディの内部に前記第２弁部の外周面と対向して形成され、前記第２弁部を軸線方向に沿って変位自在にガイドする複数のガイド部と、
前記複数のガイド部の間に軸線方向に沿って設けられ、前記導入ポートと前記第２弁座部との間を連通する連通路と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、バルブボディの内部に、弁体部における第２弁部の外周面と対向し、該第２弁部を軸線方向に沿ってガイドする複数のガイド部を設けると共に、前記ガイド部の間に導入ポートと第２弁座部との間を連通する流体通路を軸線方向に沿って設けている。
【００１０】
従って、ソレノイド部の励磁作用下に弁体部が軸線方向に沿って変位する際に、第２弁部が複数のガイド部によって軸線方向に沿ってガイドされるため、前記第２弁部の半径方向へのずれや傾き等を防止することができ、前記第２弁部による第２弁座部に対する着座効果が得られる。
【００１１】
また、導入ポートからバルブボディの内部に導入されたガスを、前記弁体部の変位動作に関わらず常に流体通路を通じて前記第２弁座部へと流通させることが可能となるため、前記ガスが流通する流路面積を大きく確保することができ、所望の流量のガスを安定して流通させることができる。
【００１２】
さらに、第２弁部をガイドするためのガイド部と、ガスを常に導入ポートから第２弁座部へと流通させるための流体通路とをバルブボディに設けることにより、低コストで弁体部の第２弁座部に対する着座効果とガスの所望の流量を確保することが可能である。
【００１３】
さらにまた、第２弁部に、ガイド部と摺動する外周面を覆う被膜を形成することにより、前記第２弁部がガイド部のガイド作用下に軸線方向に沿って変位する際に、第２弁部の外周面に形成された被膜によって前記第２弁部とガイド部との間に生じる摺動抵抗を低減することができる。そのため、第２弁部を含む弁体部を軸線方向に沿って円滑に変位させることができると共に、前記第２弁部及びガイド部の摩耗を防止することができる。
【００１４】
またさらに、第２弁部に、該第２弁部の外周面を囲繞する樹脂製材料からなるリング部材を装着することにより、前記第２弁部が可動部材と一体的に軸線方向に沿って変位してガイド部でガイドされる際に、前記リング部材によって第２弁部とガイド部との間に生じる摺動抵抗を低減することができる。そのため、第２弁部を含む弁体部を軸線方向に沿って円滑に変位させることができると共に、前記第２弁部及びガイド部の摩耗を防止することができる。
【００１５】
また、リング部材に、第２弁部と対向する内周面に半径内方向に突出した凸部を形成し、前記第２弁部の外周面に、前記凸部が係合される凹部を形成するとよい。これにより、リング部材を第２弁部に対して簡便に装着することができると共に、前記リング部材の凸部は、第２弁部の凹部に対向する位置に形成されているため、前記第２弁部にリング部材を装着することにより簡便に相対的な位置決めがなされる。
【００１６】
さらに、バルブボディに導入・導出されるガスを、圧縮天然ガスとすることにより、前記圧縮天然ガスをより一層安定して流通させることができて好適である。
【００１７】
さらにまた、バルブボディに導入・導出されるガスを、水素又は酸素からなる燃料電池用燃料ガスとすることにより、前記燃料電池用燃料ガスをより一層安定して流通させることができて好適である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１９】
すなわち、バルブボディの内部に、第２弁部の外周面と対向する複数のガイド部を設けると共に、前記ガイド部の間に導入ポートと第２弁座部との間を連通する流体通路を設けることにより、弁体部が軸線方向に沿って変位する際に、第２弁部を複数のガイド部によって軸線方向に沿ってガイドすることができるため、、前記第２弁部による第２弁座部へのさらなる着座効果を得ることができる。同時に、流体通路によってガスの流通する流路面積を大きく確保することができるため、導入ポートからバルブボディの内部に導入されたガスを、常に所望の流量で安定して流通させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係るガス用遮断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。
【００２１】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るガス用遮断弁を示す。
【００２２】
このガス用遮断弁１０は、図１及び図２に示されるように、図示しない通路を介して、例えば、水素、圧縮天然ガス等のガス（以下、単に流体という）が導入される導入ポート１２と、前記流体が外部へと導出される導出ポート１４とを有するバルブボディ１６と、前記バルブボディ１６の上部に連結され、その内部に可動部材１８が軸線方向に沿って変位自在に設けられるガイドボディ２０と、前記ガイドボディ２０の上部にエンドプレート２２を介して連結されるハウジング２４と、前記ハウジング２４の内部に配設されるソレノイド部２６と、前記ハウジング２４の外部を覆うように装着されるカバー部材２８と、前記バルブボディ１６の弁座部（第２弁座部）３０に着座・離間することにより流体の流通状態を切り換える弁体部３２とからなる。
【００２３】
バルブボディ１６は金属製材料（例えば、アルミニウム）から形成され、側面から突出するように導入ポート１２が形成されると共に、前記導入ポート１２と反対側に側面に導出ポート１４が形成されている。また、バルブボディの内部には、前記導入ポート１２と連通し、弁体部３２が軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に向かって変位自在に設けられる連通室３４が形成されている。前記連通室３４と導出ポート１４との間には第１通路３６が形成されると共に、前記連通室３４と導出ポート１４との間には、第２通路３８が形成されている。そして、前記連通室３４の略中央部には、弁体部３２側に向かって突出し、前記弁体部３２が着座する弁座部３０が形成されている。
【００２４】
導入ポート１２は、バルブボディ１６の軸線に対して略直交した状態からさらに所定角度だけ上方に向かって傾斜して形成され、前記導入ポート１２の端部には、配管等が接続された継手部材（図示せず）が接続され、前記継手部材の内部に形成される通路を通じて導入ポート１２の内部と連通している。
【００２５】
第１通路３６の内部には、断面略Ｕ字状のフィルタ４０が装着されている。すなわち、導入ポート１２から導入される流体に塵埃等が含まれていた場合、網目状に形成されるフィルタ４０の有底部位を連通室３４側となるように装着することにより前記塵埃等が除去され、前記塵埃等が連通室３４の内部へと進入することを防止できる。
【００２６】
一方、導出ポート１４は、連通室３４の下部に形成され、バルブボディ１６の軸線に対して略直交した状態より所定角度だけ下方に向かって傾斜している。
【００２７】
弁座部３０は、連通室３４の下面より弁体部３２側（矢印Ａ方向）に向かって所定長だけ環状に突出するように形成され、その略中央部を介して前記第２通路３８と連通している。
【００２８】
バルブボディ１６の内部には、弁体部３２における主弁部（第２弁部）１２８（後述する）の外周面１２８ａと対向する位置に該弁体部３２をガイドするためのガイド部４２が形成されている。
【００２９】
このガイド部４２は、図３に示されるように、バルブボディ１６の内周面より半径内方向に突出するように形成され、前記ガイド部４２の内周径は、前記主弁部１２８の外周径と略同等若しくは若干大きく形成されている。前記ガイド部４２は、バルブボディ１６の内周面に沿って等角度毎に離間して複数（例えば、６箇所）設けられている。そして、弁体部３２の主弁部１２８がガイド部４２によってガイドされた際に、隣接する一組のガイド部４２と前記主弁部１２８の外周面１２８ａとの間に囲まれた流体通路４４が軸線方向に沿って形成される。
【００３０】
すなわち、この流体通路４４は、図２に示されるように、バルブボディ１６の連通室３４と、弁座部３０と対向する弁体部３２の着座面４６とバルブボディ１６の間の空間１２６とを常に連通した状態としている。なお、前記流体通路４４は、隣接するガイド部４２の間にそれぞれ複数形成されている。
【００３１】
また、複数のガイド部４２において内周面４２ａの周方向に沿った長さの合計Ｇｒを、前記主弁部１２８の外周径Ｖｒに対してその４０％以上となるように設定するとよい（Ｇｒ≧０．４Ｖｒ）。
【００３２】
さらに、流体通路４４の流路断面積を、導入ポート１２又は導出ポート１４の流路断面積より大きく設定するとよい。
【００３３】
ガイドボディ２０は金属製材料（例えば、ステンレス鋼）から形成され、図１に示されるように、バルブボディ１６の上部に一体的に連結されている。このガイドボディ２０は、該ガイドボディ２０の上部に軸線方向に沿って円筒状に延在し、後述するボビン８０の内部に挿入される円筒部４８と、前記円筒部４８の下部に半径外方向に拡径して形成され、前記バルブボディ１６の端部に装着されるフランジ部５０と、前記フランジ部５０からバルブボディ１６側に向かって円筒状に延在し、前記連通室３４の内部に配設される挿入部５２と、前記挿入部５２よりさらに弁座部３０側に突出して形成されるストッパ部５４とからなる。
【００３４】
円筒部４８は薄板円筒状に形成され、その内部には可動部材１８が軸線方向に沿って変位自在にガイドされるガイド孔５６が形成されている。そして、前記円筒部４８がボビン８０の挿入孔９４及びエンドプレート２２の後述する貫通孔６４に当接するように挿入されると共に、前記円筒部４８の上端部は、例えば、レーザ溶接等によって固定部材８４（後述する）に固定されている。
【００３５】
また、円筒部４８の外周面、前記円筒部４８が挿通されるハウジング２４の挿通孔５８及びエンドプレート２２の上面とによって囲繞される空間には、環状のシール部材６０が装着されている。すなわち、前記シール部材６０によってソレノイド部２６の内部の気密を保持している。
【００３６】
挿入部５２は、前記円筒部４８よりも若干拡径して形成され、前記挿入部５２は、バルブボディ１６の内部に挿入されて該バルブボディ１６と一体的に連結されている。その際、前記挿入部５２の外周面には、環状溝を介してシール部材６２が装着されているため、前記シール部材６２がバルブボディ１６の内壁面に当接することにより、前記バルブボディ１６とガイドボディ２０との間の気密が保持される。
【００３７】
エンドプレート２２は、磁性体からなる金属製材料によって環状に形成され、ガイドボディ２０におけるフランジ部５０の上部に一体的に連結されている。そして、前記エンドプレート２２の略中央部には、軸線方向に沿って貫通した貫通孔６４が形成され、ガイドボディ２０の円筒部４８が挿通されている。
【００３８】
ハウジング２４は、樹脂製材料から一体成形によって形成され、エンドプレート２２の上部に連結されている。このハウジング２４の側面には、ソレノイド部２６に電流を供給するための図示しない電源に接続されるコネクタ部６６が設けられ、前記コネクタ部６６には、その内部に一端部が露呈するように金属製材料からなる端子６８が設けられている。そして、前記端子６８はハウジング２４の内部を介してソレノイド部２６のボビン８０（後述する）へと接続されている。なお、端子６８は、図示しないリード線を介して前記電源と接続されている。
【００３９】
また、前記ハウジング２４の上面には、半径内方向に張り出した張出部７０が形成され、前記張出部７０の上面に形成された環状溝を介してシール部材７２が装着されている。そして、前記シール部材７２がハウジング２４と後述するカバー部材２８との間に挟持されることにより、ハウジング２４とカバー部材２８との間の気密が保持される。
【００４０】
カバー部材２８は、磁性体からなる金属製材料より断面略Ｕ字状に形成され、ハウジング２４を上部から囲繞するように装着されている。前記カバー部材２８の上部には、略中央部に孔部７４が形成され、前記孔部７４には固定部材８４（後述する）の上面に設けられるねじ部７６が挿通されている。
【００４１】
ソレノイド部２６は、ハウジング２４の内部に囲繞されるように配設され、外周面にコイル７８が巻回されたボビン８０と、前記ボビン８０の内部を軸線方向に沿って変位自在に設けられる可動部材１８と、前記ハウジング２４の上部にキャップナット８２を介して一体的に連結され、可動部材１８と対向するように配設される固定部材８４とからなる。
【００４２】
ボビン８０は、前記ハウジング２４の内周面に当接するように設けられ、その上端部及び下端部には半径外方向へと拡径した第１及び第２拡径部８６、８８がそれぞれ形成されている。そして、第１拡径部８６と第２拡径部８８との間にコイル７８が巻回された状態でハウジング２４と一体成形されている。
【００４３】
第１拡径部８６は、ハウジング２４の張出部７０の下面側に当接するように設けられ、第２拡径部８８の下面は、環状の溝部９０を介してハウジング２４の凸部９２と係合している。すなわち、ハウジング２４の内部には、コイル７８が巻回されたボビン８０が一体的に係合され、ボビン８０の全体が囲繞されている状態にある。
【００４４】
また、ボビン８０の略中央部には軸線方向に沿って貫通した挿入孔９４が形成され、前記挿入孔９４の上部には磁性体からなる金属製材料によって円筒状に形成される固定部材８４が挿入されると共に、前記固定部材８４の下方には、ガイドボディ２０の円筒部４８を介して可動部材１８が挿入されている。
【００４５】
前記固定部材８４の上部に形成されたねじ部７６が、カバー部材２８の孔部７４に挿通された後に、ワッシャ８１が挿通されてキャップナット８２が螺合されることにより、前記固定部材８４がハウジング２４に一体的に連結される。
【００４６】
固定部材８４の下面には、可動部材１８から離間する上方に向かって所定深さだけ窪んだ凹部９６が形成されている。
【００４７】
可動部材１８は磁性体からなる金属製材料によって形成され、円筒部４８の内部を変位自在に設けられる略円柱状の本体部９８と、前記本体部９８の固定部材８４側に突出して形成される突出部１００と、前記本体部９８の弁座部３０側に形成され、弁体部３２におけるパイロット弁部（第１弁部）１０２を保持する保持部１０４とからなる。
【００４８】
突出部１００は、本体部９８よりも縮径して形成されると共に、可動部材１８が上方へ変位した際、固定部材８４の凹部９６の内部に挿入される。なお、前記突出部１００の軸線方向に沿った高さは、前記凹部９６の軸線方向に沿った深さと略同等もしくは若干小さくなるように形成されている。
【００４９】
保持部１０４は、図２に示されるように、固定部材８４側に向かって窪んで形成される装着穴１０６と、前記装着穴１０６に臨むように弁座部３０側（矢印Ｂ方向）に形成され、半径外方向に拡径して弁体部３２のパイロット弁部１０２が挿入されるパイロット弁室（弁室）１０８と、前記パイロット弁室１０８より半径外方向に拡径し、係止リング１１０が配設される係止孔１１２が形成されている。装着穴１０６には、ゴム等の弾性材料からなるパイロット弁座（第１弁座部）１１４が装着されている。
【００５０】
そして、前記パイロット弁室１０８にパイロット弁部１０２が挿入され、該パイロット弁部１０２の下部となる軸部１１６に係止リング１１０が挿通された後に、前記保持部１０４の下端部が半径内方向に加締められている。これにより、パイロット弁部１０２は、保持部１０４に加締められた係止リング１１０によってパイロット弁室１０８より下方へと変位することが規制されるため、前記パイロット弁部１０２が保持部１０４に保持されて脱抜することがない。前記パイロット弁室１０８の内周径は、パイロット弁部１０２の外周径より若干大きく形成され、前記パイロット弁部１０２は、パイロット弁室１０８の内部において軸線方向に所定量だけ変位自在に設けられている。
【００５１】
係止リング１１０は、図４及び図５に示されるように、例えば、ステンレス鋼等の金属製材料から所定幅で切り欠かれた開口部１１８を有する略Ｃ字状に形成され、その内部には前記開口部１１８を介して弁体部３２の軸部１１６が挿通される。前記開口部１１８の幅寸法は、弁体部３２における軸部１１６の直径と略同等に形成されている。また、係止リング１１０のパイロット弁部１０２と対向する面には、所定深さで窪んだ連通溝１２０が形成されている。この連通溝１２０は、係止リング１１０の形状に対応して略Ｃ字状に形成されている。すなわち、連通溝１２０は、係止リング１１０の形状に沿って延在し、それぞれの端部が開口部１１８に連通している。
【００５２】
また、図２に示されるように、連通溝１２０の直径は、弁体部３２におけるパイロット弁部１０２の外周径と略同等若しくは若干大きく形成されている。これにより、前記係止リング１１０とパイロット弁部１０２とが当接した際においても、前記パイロット弁部１０２の端面によって連通溝１２０が覆われてしまうことはない。
【００５３】
一方、保持部１０４の外周面には、半径外方向に向かって突出したスプリング受部１２２が形成され、前記スプリング受部１２２とガイドボディ２０のフランジ部５０との間にスプリング１２４が介装されている。このスプリング１２４の弾発力は、可動部材１８をガイドボディ２０から離間させる方向（矢印Ｂ方向）に付勢している。すなわち、スプリング１２４は、その弾発力によって可動部材１８に保持された弁体部３２を弁座部３０に着座させる方向に付勢している。
【００５４】
弁体部３２は、例えば、ステンレス鋼等の金属製材料から形成され、可動部材１８の保持部１０４に保持されるパイロット弁部１０２と、前記パイロット弁部１０２よりバルブボディ１６の弁座部３０側に形成される主弁部１２８と、前記パイロット弁部１０２と主弁部１２８とを接続する軸部１１６とからなる。
【００５５】
パイロット弁部１０２は、保持部１０４のパイロット弁室１０８の内部に挿入され、前記パイロット弁部１０２の略中央部には軸線方向に沿って貫通したパイロット通路１３０が形成されている。パイロット弁部１０２は、軸線方向に沿った変位作用下に保持部１０４に装着されたパイロット弁座１１４に対して着座・離間自在に設けられ、前記パイロット弁座１１４に対向する上面が、略中央部から半径外方向に向かって徐々に下方に傾斜している。
【００５６】
軸部１１６は、パイロット弁部１０２より半径内方向に縮径して形成されると共に、その内部には軸線方向に沿って連通路１３２が形成されている。前記連通路１３２は、主弁部１２８の内部に延在してバルブボディ１６の第２通路３８に臨むように開口すると共に、前記連通路１３２がパイロット弁部１０２のパイロット通路１３０と連通している。
【００５７】
また、連通路１３２の通路径は、パイロット通路１３０の通路径より大きく形成されているため、流量が絞られることがなく好適に流通させることが可能である。
【００５８】
主弁部１２８は、パイロット弁部１０２より半径外方向に拡径して形成され、バルブボディ１６における連通室３４の内部に配設されると共に、前記主弁部１２８の外周面１２８ａがバルブボディ１６に形成されるガイド部４２によって保持されている。
【００５９】
主弁部１２８の外周面１２８ａには、ガイド部４２との摺動抵抗を低減するために被膜層１３４が形成されている。この被膜層１３４は、例えば、フッ素樹脂を被覆することにより所定厚さで形成されている。なお、バルブボディ１６におけるガイド部４２の内周面にも同様に被膜層１３４を形成するようにしてもよい。また、前記被膜層１３４は、前記フッ素コーティングに限定されず、前記主弁部１２８の外周面１２８ａとガイド部４２の内周面４２ａとの間に生じる摺動抵抗を抑制可能なものであればよい。
【００６０】
また、主弁部１２８の下面となる着座面４６には、該着座面４６から所定深さだけ窪んだ環状の第１装着溝１３６を介して第１シート部１３８が装着されている。一方、主弁部１２８の上面には、該上面より所定深さだけ窪んだ環状の第２装着溝１４０を介して第２シート部１４２が装着されている。前記第１及び第２シート部１３８、１４２は弾性材料（例えば、ゴム）から形成されている。
【００６１】
この第１シート部１３８は、主弁部１２８が弁座部３０側（矢印Ｂ方向）に変位した際に、前記弁座部３０に当接する位置に装着され、第２シート部１４２は主弁部１２８が固定部材８４側（矢印Ａ方向）に変位した際に、ガイドボディ２０のストッパ部５４に当接する位置に装着されている。
【００６２】
さらに、前記第１及び第２装着溝１３６、１４０は、弁体部３２の内部に軸線方向に沿って形成される連通孔１４４を介して連通している。そして、第１及び第２シート部１３８、１４２は、前記連通孔１４４の内部に装填される弾性材料からなる連結部１４６によって一体的に連結されている。すなわち、第１及び第２シート部１３８、１４２は、弾性材料を第１及び第２装着溝１３６、１４０に充填して固化させることにより形成されている。その際、例えば、第１装着溝１３６に弾性材料を充填することにより前記弾性材料が連通孔１４４を介して第２装着溝１４０にも充填されるため、第１及び第２シート部１３８、１４２を容易に一体成形して簡便かつ効率的に装着することができる。
【００６３】
本発明の第１の実施の形態に係るガス用遮断弁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は、ソレノイド部２６のコイル７８に電流が供給されていない非励磁状態にあり、弁体部３２のパイロット弁部１０２がパイロット弁座１１４に着座し、且つ、主弁部１２８が弁座部３０に着座して導入ポート１２と導出ポート１４との間の流体の流通を遮断しているオフ状態を示している。
【００６４】
先ず、このようなオフ状態において、導入ポート１２より流体を導入することにより、前記流体が第１通路３６を通じて連通室３４の内部に導入される。その際、前記流体が第１通路３６に装着されたフィルタ４０を通過することにより、前記流体に含有されている塵埃等がフィルタ４０によって確実に除去され、前記連通室３４の内部に塵埃等が進入することを防止できる。
【００６５】
そして、この連通室３４に導入された流体の一部が、バルブボディ１６のガイド部４２に形成された流体通路４４を通じて弁体部３２における主弁部１２８の着座面４６とバルブボディ１６との間の空間１２６に流通している。
【００６６】
次に、図示しない電源よりコネクタ部６６の端子６８を介してコイル７８に通電することにより前記コイル７８が励磁され、該コイル７８の励磁作用下に磁束が前記コイル７８から可動部材１８の本体部９８へと向かい、再びコイル７８へと復帰して周回するように発生する。
【００６７】
そして、可動部材１８が、コイル７８の励磁作用下にスプリング１２４の弾発力に抗して固定部材８４側（矢印Ａ方向）に向かって変位し、前記可動部材１８の保持部１０４に装着されたパイロット弁座１１４がパイロット弁部１０２の端面より離間する（図６参照）。その際、可動部材１８は、パイロット弁部１０２と係止リング１１０との間に形成されたクリアランスの分だけ軸線方向に沿って変位する。なお、この場合、弁体部３２の主弁部１２８は、弁座部３０に着座している状態にある。
【００６８】
これにより、導入ポート１２から連通室３４へと導入されていた流体が、保持部１０４に係止されている係止リング１１０の開口部１１８を通じてパイロット弁部１０２の外周面とパイロット弁室１０８の内周面との間に流通すると共に、前記開口部１１８から連通溝１２０に沿って周方向に流通し、前記パイロット弁部１０２とパイロット弁座１１４との間へと流通する。
【００６９】
その結果、前記流体が、パイロット弁部１０２に形成されたパイロット通路１３０から弁体部３２の内部に導入され、軸部１１６に形成された連通路１３２を通じて第２通路３８へと流通した後に導出ポート１４から外部へと導出される。
【００７０】
その際、パイロット通路１３０は、連通路１３２に対して通路径が小径に形成されたオリフィス構造となっているため、パイロット弁部１０２がパイロット弁座１１４より離間し、連通室３４に導入されている流体がパイロット通路１３０を通じて第２通路３８及び導出ポート１４へと流通することにより、パイロット弁室１０８及び連通室３４の内部の圧力が低下する。また、反対に、ガイド部４２に形成される流体通路４４を通じて主弁部１２８の着座面４６とバルブボディ１６の間の空間１２６に導入された流体は、その圧力が低下することがない。すなわち、前記連通室３４の圧力が、前記空間１２６の圧力に対して低下している。
【００７１】
そのため、連通室３４の圧力と空間１２６の圧力との間に圧力差が生じ、この圧力差によって主弁部１２８の着座面４６に対して上方への押圧力が付与され、これにより、主弁部１２８に付与される押圧力が、スプリング１２４の弾発力に打ち勝って弁体部３２が可動部材１８側（矢印Ａ方向）に向かって変位して前記主弁部１２８が弁座部３０より離間する。その際、主弁部１２８に設けられた第２シート部１４２がガイドボディ２０のストッパ部５４に当接し、弁体部３２の軸線方向に沿った変位が規制される。
【００７２】
その結果、導入ポート１２から連通室３４に導入されていた流体が、前記連通室３４から流体通路４４を通じて第２通路３８及び導出ポート１４へと流通して外部へと導出されるオン状態（弁開状態）となる。
【００７３】
また、このようなオン状態において、前記流体の流通を停止する場合には、図示しない電源よりコイル７８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７８が非励磁状態となり、可動部材１８の本体部９８に付勢されていた固定部材８４側への変位力が滅勢される。そのため、可動部材１８がスプリング１２４の弾発力によって弁座部３０側（矢印Ｂ方向）に押圧され、弁体部３２の主弁部１２８が第１シート部１３８を介して弁座部３０に着座する。これにより、連通室３４と導出ポート１４との連通状態が遮断されたオフ状態となる。その結果、導入ポート１２から導入されていた流体の導出ポート１４からの導出が停止される。
【００７４】
以上のように、第１の実施の形態に係るガス用遮断弁１０では、バルブボディ１６の内部に、弁体部３２における主弁部１２８の外周面１２８ａと対向し、該主弁部１２８を軸線方向に沿ってガイドするガイド部４２を設けている。このガイド部４２は、前記主弁部１２８を囲むようにバルブボディ１６の内周面に対して所定間隔離間して複数形成され、前記複数のガイド部４２の間にはそれぞれ軸線方向に沿って連通した流体通路４４が形成されている。
【００７５】
これにより、ソレノイド部２６の励磁作用下に弁体部３２が軸線方向に沿って変位する際に、前記弁体部３２の主弁部１２８が複数のガイド部４２の内周面４２ａによって軸線方向にガイドされるため、前記弁体部３２の半径方向へのずれや傾き等を防止することができ、前記弁体部３２による弁座部３０に対する一層の着座効果が得られる。
【００７６】
また、複数のガイド部４２の内周面４２ａは、その周方向に沿った長さの合計Ｇｒを前記主弁部１２８の外周径Ｖｒに対して４０％以上（Ｇｒ≧０．４Ｖｒ）となるように設定することにより、前記主弁部１２８の外周面に対するガイド部４２のガイド機能を確実且つ好適に得ることが可能となる。そのため、前記主弁部１２８を含む弁体部３２の半径方向へのずれや傾き等を防止することができ、前記弁体部３２による弁座部３０に対する一層の着座効果が得られると共に、前記ガイド部４２の内周面４２ａと主弁部１２８の外周面との片当りによって生じる偏摩耗を防止することが可能となる。
【００７７】
さらに、流体通路４４は、バルブボディ１６の連通室３４と、弁体部３２における主弁部１２８と前記バルブボディ１６との間に形成される空間１２６とを連通させているため、前記バルブボディ１６の内部に導入されたガスを、前記弁体部３２の変位動作に関わらず常に流体通路４４を通じて前記空間１２６へと流通させることが可能となる。
【００７８】
そのため、弁体の外周面がボディの円筒状の小径孔で覆われていた従来技術のソレノイド装置と比較して、バルブボディ１６の内部を通じて外部へと導出されるガスの流路面積を大きく確保することができるため、ガスを所望の流量（例えば、大流量）を安定して流通させることができる。また、従来技術のソレノイド装置のような流路面積が小さい場合には、例えば、ガスの所望の流量を確保するために複数の導入ポートを設けることが考えられるが、装置の製造時間が増大すると共にコストが増大してしまうという問題がある。これに対して、本発明のガス用遮断弁１０では、ガイド部４２と流体通路４４とを隣接させてバルブボディ１６に形成することにより、低コストで弁体部３２の弁座部３０に対する着座効果と、ガスの所望の流量を確保することが可能である。
【００７９】
さらにまた、流体通路４４の流路断面積を、導入ポート１２又は導出ポート１４の流路断面積より大きく設定することにより、例えば、複数の流体通路４４を単一とすると共に、前記流体通路４４に隣接する複数のガイド部４２を連続した単一のガイド部とすることが可能となる。これにより、導入ポート１２から導入される流体又は導出ポート１４より導出される流体を、前記流体通路４４の内部を通じて円滑に流通させることができる。
【００８０】
換言すると、流体通路４４の流路断面積が、導入ポート１２及び導出ポート１４の流路断面積より小さくなり、前記流体通路４４を流通する流体の流量が絞られることがなければよい。
【００８１】
またさらに、主弁部１２８の外周面１２８ａ及びガイド部４２の内周面４２ａの少なくとも一方に摺動抵抗を抑制するための被膜層１３４を所定厚さで形成することにより、前記主弁部１２８を含む弁体部３２がガイド部４２に沿って変位する際に生じる摺動抵抗を低減して、前記弁体部３２を軸線方向に沿って円滑に変位させることが可能となる。また、同時に、主弁部１２８とガイド部４２の摩耗を抑制することができる。
【００８２】
また、パイロット弁部１０２をパイロット弁座１１４より離間させることにより、バルブボディ１６における連通室３４内の圧力と、主弁部１２８の着座面４６とバルブボディ１６との間の空間１２６の圧力との間に圧力差を生じさせ、前記圧力差を利用して弁体部３２の主弁部１２８を弁座部３０より離間させて弁開状態とすることができる。これにより、ソレノイド部２６の励磁作用下に可動部材１８を上方へと変位させて弁体部３２の開閉動作を行う遮断弁と比較して、前記ソレノイド部２６をパイロット弁座１１４をパイロット弁部１０２より離間させる際にのみ励磁させればよいため、前記ソレノイド部２６のコイル７８に通電される電流量を低減させることができると共に、前記ソレノイド部２６を小型化することができる。
【００８３】
さらに、上述した被膜層１３４は、主弁部１２８の外周面１２８ａに形成される場合に限定されるものではなく、該主弁部１２８の外周面１２８ａと摺動するガイド部４２の内周面４２ａに形成するようにしてもよいし、前記主弁部１２８の外周面１２８ａとガイド部４２の内周面４２ａの両方に形成するようにしてもよい。
【００８４】
次に、第２の実施の形態に係るガス用遮断弁２００を図８に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係るガス用遮断弁１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８５】
この第２の実施の形態に係るガス用遮断弁２００では、弁体部２０２における主弁部２０４の外周面２０４ａに環状溝（凹部）２０６が形成され、前記環状溝２０６を介して前記外周面２０４ａを囲繞するリング体（リング部材）２０８（図９参照）が設けられている点で、第１の実施の形態に係るガス用遮断弁１０と相違している。
【００８６】
このリング体２０８は、図８及び図９に示されるように、例えば、テフロン（登録商標）等の樹脂製材料から開口部２０９を有する略Ｃ字状に形成され、その内周面には半径内方向に突出した係合部（凸部）２１０が形成されている。また、リング体２０８の外周径は、バルブボディ１６に形成されるガイド部４２の内周径と略同等若しくは若干小さく形成されている。そして、主弁部２０４の外周面２０４ａを覆うようにリング体２０８を装着し、該リング体２０８の係合部２１０を主弁部２０４の環状溝２０６に係合させることにより、前記リング体２０８が主弁部２０４に対して一体的に装着される。なお、リング体２０８の高さ寸法は、主弁部２０４の高さ寸法と略同等に形成される。
【００８７】
このように主弁部２０４の外周面２０４ａにリング体２０８を設けることにより、弁体部２０２が可動部材１８と一体的に軸線方向に沿って変位する際に、前記リング体２０８を介して弁体部２０２とガイド部４２との間に生じる摺動抵抗を低減して前記弁体部２０２を円滑に変位させることができ、且つ、前記主弁部２０４及び該主弁部２０４が摺動するガイド部４２の摩耗を防止することができる。
【００８８】
また、リング体２０８は、開口部２０９を介して拡径させた後に該リング体２０８の内周面に形成された係合部２１０を主弁部２０４の環状溝２０６に対して係合させるだけで簡便に装着することができる。さらに、リング体２０８の係合部２１０は、主弁部２０４の環状溝２０６に対向する位置に形成されているため、前記主弁部２０４にリング体２０８を装着することにより簡便に相対的な位置決めがなされる。
【００８９】
さらにまた、樹脂製材料からなるリング体２０８の内周面に沿って係合部２１０を形成することにより、前記リング体２０８の剛性を向上することができ、それに伴って、前記リング体２０８の耐久性を向上させることが可能となる。
【００９０】
またさらに、主弁部２０４に装着されたリング体２０８と対向するガイド部４２の内周面に、フッ素樹脂によって被覆された被膜層（図示せず）を形成するようにしてもよい。これにより、主弁部２０４に装着されたリング体２０８と、ガイド部４２に形成された被膜層とによって前記主弁部２０４とガイド部４２との間に生じる摺動抵抗をより一層低減することができ、前記主弁部２０４を含む弁体部２０２をより円滑に軸線方向に沿って変位させることが可能となる。それに伴って、ガイド部４２の摩耗をさらに防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るガス用遮断弁の縦断面図である。
【図２】図１のガス用遮断弁の弁体部近傍の拡大縦断面図である。
【図３】図１の弁体部における主弁部及びガイド部を示す一部省略横断面図である。
【図４】図１の係止リングの単体斜視図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】図２のガス用遮断弁において可動部材が上方に変位し、パイロット弁部がパイロット弁座より離間した状態を示す拡大縦断面図である。
【図７】図６のガス用遮断弁において弁体部が上方に変位し、該弁体部の主弁部がバルブボディの弁座部より離間した状態を示す拡大縦断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るガス用遮断弁における弁体部近傍の拡大縦断面図である。
【図９】図８の弁体部からリング体を脱着した状態を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０、２００…ガス用遮断弁          １２…導入ポート
１４…導出ポート                    １６…バルブボディ
１８…可動部材                      ２０…ガイドボディ
２２…エンドプレート                ２４…ハウジング
２６…ソレノイド部                  ２８…カバー部材
３０…弁座部                        ３２、２０２…弁体部
３４…連通室                        ３６…第１通路
３８…第２通路                      ４２…ガイド部
４４…流体通路                      ４６…着座面
５０…フランジ部                    ５２…挿入部
５４…ストッパ部                    ６６…コネクタ部
７８…コイル                        ８０…ボビン
８４…固定部材                      ９８…本体部
１０２…パイロット弁部              １０４…保持部
１０８…パイロット弁室              １１０…係止リング
１１２…係止孔                      １１４…パイロット弁座
１１８…開口部                      １２０…連通溝
１２４…スプリング                  １２８、２０４…主弁部
１３０…パイロット通路              １３２…連通路
１３４…被膜層                      ２０６…環状溝
２０８…リング体
【図１】
2006153099.tif 000003
【図２】
2006153099.tif 000004
【図３】
2006153099.tif 000005
【図４】
2006153099.tif 000006
【図５】
2006153099.tif 000007
【図６】
2006153099.tif 000008
【図７】
2006153099.tif 000009
【図８】
2006153099.tif 000010
【図９】
2006153099.tif 000011