(57)【要約】本発明の流体制御用ソレノイドバルブは、バルブボディーと、バルブボディーの下部に装着されるバルブシートと、前記バルブボディーの外周面に装着されて電源が印加されるコイルと、前記バルブボディーの内面に装着されるコアと、前記バルブボディーの内面に移動可能に配置されオリフィスが形成され、その下面にバルブシートに密着する密着部が一体に形成される下部プランジャーと、前記下部プランジャーの上側に直線移動可能に配置され下部プランジャーを連動して作動し、前記コイルに電源が印加されると直線移動し、前記オリフィスに密着する作動ロッドが形成される作動ユニットとを含み、前記下部プランジャーの外面には前記バルブボディーと下部プランジャーの間の隙間に移動する流体の流れを遅延させて前記下部プランジャーの上部と下部の間に圧力差を発生させる流体流れ遅延部が設けられて、下部プランジャーの上部と下部の間に圧力差を発生させて下部プランジャーを上昇させてバルブの作動を円滑に行うことができる。
2019515226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブボディーと、
前記バルブボディーの下部に装着されるバルブシートと、
前記バルブボディーの外周面に装着されて電源が印加されるコイルと、
前記バルブボディーの内面に装着されるコアと、
前記バルブボディーの内面に移動可能に配置されオリフィスが形成され、その下面に前記バルブシートに密着する密着部が一体に形成される下部プランジャーと、
前記下部プランジャーの上側に直線移動可能に配置され前記下部プランジャーを連動して作動し、前記コイルに電源が印加されると直線移動し、前記オリフィスに密着する作動ロッドが形成される作動ユニットとを含み、
前記下部プランジャーの外面には前記バルブボディーと前記下部プランジャーの間の隙間に移動する流体の流れを遅延させて前記下部プランジャーの上部と下部の間に圧力差を発生させる流体流れ遅延部が設けられることを特徴とする、流体制御用ソレノイドバルブ。
【請求項２】
前記バルブボディーの下部には原料ガスが出入する流入口が形成され、その上側には前記作動ユニットが装着される第１空間部が形成され、その下側には前記第１空間部に比べて大きな内径を有するように形成され前記下部プランジャーが装着される第２空間部が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の流体制御用ソレノイドバルブ。
【請求項３】
前記流体流れ遅延部は、前記下部プランジャーの外面に周り方向に凹んだ形状に形成されるグルーブと、
前記グルーブに挿入され前記バルブボディーの内壁面に接触して前記バルブボディーと前記下部プランジャーの間の隙間を防ぐ遅延リングとを含み、
前記遅延リングは、前記グルーブに流動可能に装着されて流体の流れが前記遅延リングによって遅延されてゆっくり移動することを特徴とする、請求項１に記載の流体制御用ソレノイドバルブ。
【請求項４】
前記作動ユニットは、前記バルブボディーに直線移動可能に設けられ前記コイルに電源が印加されると、直線運動する上部プランジャーと、
前記上部プランジャーの内面に直線移動可能に挿入される移動ロッドと、
前記移動ロッドと連動して作動し前記上部プランジャーの内面に直線移動可能に挿入されその端部に前記オリフィスの開閉作用をする前記作動ロッドが形成されるバルブ部材と、
前記移動ロッドと前記コアの間に設けられて前記作動ロッドが前記オリフィスに密着するように弾性力を提供するスプリングとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の流体制御用ソレノイドバルブ。
【請求項５】
前記移動部材はメタル材質で形成され、前記バルブ部材は、前記作動ロッドと前記オリフィスの間が合う時に衝撃を緩和できるように非メタル材質で形成されることを特徴とする、請求項４に記載の流体制御用ソレノイドバルブ。
【請求項６】
前記下部プランジャーは、その下面に前記バルブシートに密着して排出口の開閉作用をする密着部が形成され、その中央には貫通形成されて前記作動ロッドによって開閉される前記オリフィスが形成され、その上側には前記上部プランジャーが挿入される挿入溝部が形成されることを特徴とする、請求項４に記載の流体制御用ソレノイドバルブ。
【請求項７】
前記上部プランジャーの下側外面には係止ピンが取り付けられ、前記下部プランジャーの上側には前記係止ピンが設定された範囲内で上下方向に移動可能に係止される係止スロットが形成されることを特徴とする、請求項６に記載の流体制御用ソレノイドバルブ。
【請求項８】
前記上部プランジャーには前記上部プランジャーの外部と内部の圧力差を解消できるように流体が通過する圧力差解消用流体通路が形成されることを特徴とする、請求項６に記載の流体制御用ソレノイドバルブ。
【請求項９】
前記圧力差解消用流体通路は、前記上部プランジャーの内部と外部の間を連通する第１流体通路と、前記上部プランジャーと前記下部プランジャーの間に形成されるチャンバーと前記上部プランジャーの外部の間を連通する第２流体通路とを含むことを特徴とする、請求項８に記載の流体制御用ソレノイドバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧容器に貯蔵された原料ガスを高圧容器に充填したり、ガス使用部に供給したり、する時に原料ガスの流れを制御する流体制御用ソレノイドバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、水素燃料電池システムの場合、原料ガスが貯蔵された高圧容器に流体制御用バルブが設けられて高圧容器に原料ガスを充填する時に原料ガスの流れを制御し、高圧容器に貯蔵された原料ガスをガス使用部に供給する時に原料ガスの流れを制御する。
【０００３】
流体制御用バルブは、電気的な信号によって精密に原料ガスの流れを精密に制御しなければならないし、圧力容器に貯蔵された流体の圧力を一定に維持しなければならないし、水素燃料電池自動車の転覆や火災発生時に高圧容器の爆発を防止しなければならない。
【０００４】
従来のソレノイドバルブは、韓国特許出願第１０−０００２５８６号公報（２０１２年０１月３０日）に開示されているように、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられたバルブコアと、前記ハウジング内で進退可能に設けられたプランジャーと、プランジャーに装着されるパッキング部材と、前記パッキング部材によって開閉されるバルブシートとを含み、プランジャーは、前記パッキング部材を流動可能に収容する第１収容部を具備し、前記第１収容部は、前記パッキング部材が傾斜して安着するように設けられた傾斜部を含み、前記パッキング部材は、前記バルブシートを閉鎖している状態では、前記バルブシートの端部と平行に配置され、前記バルブシートを開放している状態では、前記バルブシートに対して所定角度傾斜して配置されるように、前記第１収容部内部で流動するように構成される。
【０００５】
しかし、このような従来のソレノイドバルブは、プランジャーの端部にバルブシートを開閉するためのパッキング部材が装着されるため、プランジャーにパッキング部材を装着する工程を必要とするので製造工程が複雑になり、パッキング部材がゴム材質で形成されるので、高圧によってパッキング部材が破れる問題が発生する。
【０００６】
他の従来の圧縮天然ガスの貯蔵タンクに設けられるソレノイドバルブは、韓国特許出願第１０−０４２８１８４号公報（２００４年０４月０９日）に開示されているように、ガス管と連結されるバルブハウジングと、このバルブハウジング内に巻かれるコイルと、このコイルに電源が印加されることによってバルブスプリング力に勝って、貯蔵タンクに連結されるガス管を選択的に開放させるピストンとで構成される。そして、ピストンは、バルブハウジング内に設けられるバルブスプリングの一端に結合されながら貯蔵タンクに連結されるガス管を開放させたり、または遮断させたり、する方向にバルブハウジング内で直線運動をするスチール材質の上部ピストンと、一端に形成された結合軸を媒介として上部ピストンに長さ方向に嵌合結合されると共に前記上部ピストンに沿って連動するスチール材質の下部ピストンと、この下部ピストンの底面に軸回転可能であるように結合されながら前記上部ピストンに沿って連動して貯蔵タンクに連結されたガス管を開放させたりまたは密閉させたりするスチール材質の補助ピストンとで構成される。
【０００７】
他の従来のソレノイドバルブは、上部ピストンと下部ピストンの間が結合軸で連結されるので、結合軸の剛性が弱い場合、高圧によって破損の恐れがあり、下部ピストンの下部に補助ピストンが回転可能であるように設けられるので、長時間使用すると、補助ピストンの回転によって摩耗が発生し、そのために補助ピストンが破損する恐れがあり、バルブの誤作動および漏出が発生する恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、下部プランジャーの外部の隙間に流入する流体の流れを遅延させ、下部プランジャーの上部と下部の間に圧力差を発生させてバルブの作動が円滑に行われるようにする流体制御用ソレノイドバルブを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、上部プランジャーの外部と内部の圧力差を解消して、上部プランジャーの作動が円滑に行われるようにする流体制御用ソレノイドバルブを提供することである。
【００１０】
本発明のまた他の目的は、下部プランジャーのオリフィスに密着するバルブ部材が上部プランジャーと別途に上部プランジャーの内部に直線移動可能に配置されて、オリフィスとバルブ部材の接触時、衝撃を緩和してバルブの破損を防止できる流体制御用ソレノイドバルブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の流体制御用ソレノイドバルブは、バルブボディーと、バルブボディーの下部に装着されるバルブシートと、前記バルブボディーの外周面に装着されて電源が印加されるコイルと、前記バルブボディーの内面に装着されるコアと、前記バルブボディーの内面に移動可能に配置されオリフィスが形成され、その下面にバルブシートに密着する密着部が一体に形成される下部プランジャーと、前記下部プランジャーの上側に直線移動可能に配置され下部プランジャーを連動して作動され、前記コイルに電源が印加されると直線移動され、前記オリフィスに密着する作動ロッドが形成される作動ユニットとを含み、前記下部プランジャーの外面には、前記バルブボディーと下部プランジャーの間の隙間に移動する流体の流れを遅延させ、前記下部プランジャーの上部と下部の間に圧力差を発生させる流体流れ遅延部が設けられることを特徴とする。
【００１２】
前記バルブボディーの下部には原料ガスが出入する流入口が形成され、その上側には前記作動ユニットが装着される第１空間部が形成され、その下側には前記第１空間部に比べて大きな内径を有するように形成され、下部プランジャーが装着される第２空間部が形成されることを特徴とする。
【００１３】
前記流体流れ遅延部は、前記下部プランジャーの外面に周り方向に凹んだ形状に形成されるグルーブと、前記グルーブに挿入され前記バルブボディーの内壁面に接触して前記バルブボディーと下部プランジャーの間の隙間を防ぐ遅延リングとを含み、前記遅延リングは、前記グルーブに流動可能に装着されて流体の流れが前記遅延リングによって遅れることを特徴とする。
【００１４】
前記作動ユニットは、前記バルブボディーに直線移動可能に設けられ、コイルに電源が印加されると直線運動する上部プランジャーと、前記上部プランジャーの内面に直線移動可能に挿入される移動ロッドと、前記移動ロッドと連動して作動し上部プランジャーの内面に直線移動可能に挿入され、その端部にオリフィスの開閉作用をする作動ロッドが形成されるバルブ部材と、前記移動ロッドとコアの間に設けられて作動ロッドがオリフィスに密着されるように弾性力を提供するスプリングとを含むことを特徴とする。
【００１５】
前記移動部材はメタル材質で形成され、前記バルブ部材は、前記作動ロッドとオリフィスの間が接触する時、衝撃を緩和できるように非メタル材質で形成されることを特徴とする。
【００１６】
前記下部プランジャーは、その下面にバルブシートに密着して排出口の開閉作用をする密着部が形成され、その中央には貫通形成されて作動ロッドによって開閉されるオリフィスが形成され、その上側には、上部プランジャーが挿入される挿入溝部が形成されることを特徴とする。
【００１７】
前記上部プランジャーの下側外面には係止ピンが取り付けられ、前記下部プランジャーの上側には、前記係止ピンが設定された範囲内で上下方向に移動可能に係止される係止スロットが形成されることを特徴とする。
【００１８】
前記上部プランジャーには、上部プランジャーの外部と内部の圧力差を解消するように流体が通過する圧力差解消用流体通路が形成されることを特徴とする。
【００１９】
前記圧力差解消用流体通路は、上部プランジャーの内部と外部の間を連通する第１流体通路と、前記上部プランジャーと下部プランジャーの間に形成されるチャンバーと上部プランジャーの外部の間を連通する第２流体通路とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
前記のように、本発明の流体制御用ソレノイドバルブは、下部プランジャーの外面にグルーブが形成され、グルーブに流動可能に遅延リングが装着されて下部プランジャーとバルブボディーの間の隙間に流入する流体の流れを遅延させ下部プランジャーの上部と下部の間に圧力差を発生させてバルブの作動を円滑に行うことができる。
【００２１】
また、本発明の流体制御用ソレノイドバルブは、上部プランジャーに圧力差解消用流体通路が形成されて上部プランジャーの外部と内部の圧力差を解消して上部プランジャーの作動を円滑に行うことができる。
【００２２】
また、本発明の流体制御用ソレノイドバルブは、下部プランジャーのオリフィスに密着するバルブ部材が上部プランジャーと別途に上部プランジャーの内部に直線移動可能に配置されて、オリフィスとバルブ部材の接触時、衝撃を緩和してバルブの破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体制御システムの構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る流体制御用バルブアセンブリーの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るソレノイドバルブの断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るソレノイドバルブの作動状態図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るソレノイドバルブの作動状態図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るソレノイドバルブの作動状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施例について詳しく説明する。この過程で図面に示されている構成要素の大きさや形状などは、説明の明瞭性および便宜上、誇張されて示される場合がある。また、本発明における構成および作用を考慮して特に定義された用語は、使用者および運用者の意図または慣例により変わることがある。このような用語に対する定義は、本明細書の全般にわたった内容に基づいて下さなければならない。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係る流体制御システムの構成図である。
【００２６】
一実施形態に係る流体制御システムは、原料ガスが貯蔵される高圧容器１００と、高圧容器１００の入口に装着されて流体を制御する流体制御用バルブアセンブリー２００と、流体制御用バルブアセンブリー２００に第１パイプ５００を連結して原料ガスを高圧容器１００に充填する原料ガス充填口３００と、流体制御用バルブアセンブリー２００に第２パイプ６００を連結して高圧容器１００に貯蔵された原料ガスを使用するガス使用部４００とを含む。
【００２７】
このような本実施形態による流体制御システムは、水素燃料電池車に設けられて水素原料の流れを制御するのに主に使用され、水素燃料電池車以外に、高圧の流体を充填および供給するすべてのシステムに適用可能である。
【００２８】
高圧容器は、７００Ｂａｒ以上の原料ガスを十分に安全に貯蔵できる容器が使用される。
流体制御用バルブアセンブリー２００は、高圧容器１００に貯蔵された原料ガスをガス使用部４００に供給し、高圧容器１００に原料ガスを充填する時、原料ガスの流れを制御する役割を果たす。
【００２９】
図２は、本発明の一実施形態に係る流体制御用バルブアセンブリーの断面図である。
【００３０】
一実施形態に係る流体制御用バルブアセンブリー２００は、料ガスが充填された高圧容器１００の入口に装着され、複数のバルブを備え複数の流路が形成されるメインバルブボディー１０と、メインバルブボディー１０に設けられて手動で流路を開閉する手動バルブ（Ｍａｎｕａｌ  Ｖａｌｖｅ）１２と、メインバルブボディー１０に設けられて電気的な信号によって流路を自動的に開閉するソレノイドバルブ１４と含む。
【００３１】
メインバルブボディー１０は、高圧容器に連結され高圧容器１００に充填される充填用原料ガスが通過する第１流路２０と、高圧容器１００に連結されガス使用部４００に供給される供給用原料ガスが通過する第２流路２２と、第１流路２０と第２流路２２が連通される第３流路２４とを含む。
【００３２】
そして、メインバルブボディー１０には原料ガス充填口３００と連結されて原料ガスが流入する第４流路２６と、ガス使用部４００と連結されて原料ガスをガス使用部４００に供給する第５流路２８とが形成され、第４流路２６と第５流路２８は第３流路２４に連通される。
【００３３】
第４流路２６と第５流路２８とが合う地点には原料ガスに含まれている微細な埃をろ過するフィルター３０が設けられ、フィルター３０としては１０μｍの多孔性焼結フィルターを使用する。本実施形態のフィルター３０は金属材質の焼結フィルターが使用されるため、原料ガスの圧力によってフィルターが損傷することを防止でき、フィルターの寿命を増大させることができる。
【００３４】
第１流路２０には高圧容器１００に充填される充填用原料ガスの第１方向（矢印Ａ方向）の流れは開放し、逆方向に流れるのを遮断する第１チェックバルブ３２が取り付けられ、第２流路２２にはガス使用部４００に供給される供給用原料ガスの第２方向（矢印Ｂ方向）の流れは開放し逆方向に流れるのを遮断し、充填用原料ガスがソレノイド（自動）バルブ１４に流入することを遮断する第２チェックバルブ３４が装着される。
【００３５】
ソレノイドバルブ１４は第２流路２２に設けられて電気的な信号によって第２流路２２を自動的に開閉するバルブであって、第２チェックバルブ３４の前方側に設けられる。
【００３６】
このように、本実施形態によるメインバルブボディー１０には充填用原料ガスが通過する第１流路２０と、供給用原料ガスが通過する第２流路２２をそれぞれ別途に形成し、ソレノイド（自動）バルブ１４は第２流路２２に設けられて、高圧容器に原料ガスを充填する時、第２チェックバルブ３４が第２流路２２を遮断して充填用原料ガスがソレノイド（自動）バルブ１４に流入することを防止するので、ソレノイド（自動）バルブ１４が高圧の充填圧によって損傷することを防止することができる。
【００３７】
したがって、ソレノイドバルブ１４は充填用原料ガスの充填圧に影響を受けないため、誤作動、耐久性の低下を防止でき、バルブの寿命を延ばすことができる。
【００３８】
手動バルブ１２は、第３流路２４に設けられて第３流路２４を手動で開閉する役割を果たす。つまり、手動バルブ１２は第３流路２４を開閉するので高圧容器１００から排出する原料ガスの流れおよび高圧容器に充填する原料ガスの流れを開閉する役割を果たす。
【００３９】
第２流路２２の入口には高圧容器１００に貯蔵された原料ガスが非正常的に過多流出することを遮断する過流遮断バルブ（Ｅｘｃｅｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｖａｌｖｅ）３６が設けられる。つまり、過流遮断バルブ３６は車両事故や転覆時に車両の配管が切れた場合、高圧容器１００内部の原料ガスが外部へ急激に抜け出すと危険であるため、過流発生時に第２流路２２を遮断して安全事故を未然に防止する役割を果たす。
【００４０】
また、メインバルブボディー１０には車両事故などによる火災発生時に高圧容器１００の温度が上昇すると高圧容器１００内の原料ガスを外部に放出して高圧容器が爆発することを防止する圧力解除装置（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｒｅｌｉｅｆ  Ｄｅｖｉｃｅ）３８と、高圧容器１００内の原料ガスを外部に放出させるブリードバルブ（Ｂｌｅｅｄ  Ｖａｌｖｅ）４０が設けられる。
【００４１】
なお、メインバルブボディー１０の一側には高圧容器１００に貯蔵された原料ガスの温度を測定してその信号を制御ユニットに印加するサーミスタ（Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）４２が設けられる。
【００４２】
そして、メインバルブボディー１０には第３流路２４と連通されて第３流路２４を通過する原料ガスが流入する分岐流路６が形成され、分岐流路６には原料ガスの圧力を測定する圧力センサー８が設けられる。
【００４３】
図３は、本発明の一実施形態に係るソレノイドバルブの断面図であり、図４乃至図７は、本発明の一実施形態に係るソレノイドバルブの作動状態図である。
【００４４】
ソレノイドバルブ１４は、電源が印加されると、第２流路２２を自動的に開閉するバルブであって、メインバルブボディー１０に装着されるバルブボディー５０と、バルブボディー５０の下部に装着され第２流路２２と連通されるバルブシート５２と、バルブボディー５０の外周面に装着されて電源が印加されるコイル５４と、バルブボディー５０の内周面に直線移動可能に設けられてコイル５４に電源が印加されるとコイル５４との相互作用によって直線移動する作動ユニット５６と、作動ユニット５６と連動して作動してバルブシート５２に密着する下部プランジャー５８とを含む。
【００４５】
バルブボディー５０は、上面および下面が開放された円筒形状に形成され、上面にはバルブボディー５０の上面を密閉させるコア６０が取り付けられ、下側外周面にはメインバルブボディー１０にねじ結合するねじ結合部６２が形成され、下部側面には第２流路２２と連通されて原料ガスが流入する流入口６４が形成される。
【００４６】
コア６０は、バルブボディー５０の上部にねじ結合し、その外周面に第１シーリング６６が装着されて流体が流出するのを防止する。
【００４７】
バルブボディー５０の内部には、作動ユニット５６が装着される第１空間部８２と、第１空間部８２に比べて大きな内径を有するように形成され下部プランジャー５８が装着される第２空間部８４とが形成される。
【００４８】
バルブシート５２は、バルブボディー５０の下面に固定され原料ガスが排出する排出口６８が形成され、その下面にはメインバルブボディー１０に密着して気密を維持する第２シーリング７０が装着される。そして、バルブシート５２の排出口６８の上端内面には下部プランジャー５８が接触される傾斜面形状のシート部７２が形成される。
【００４９】
作動ユニット５６は、バルブボディー５０の第１空間部８２に直線移動可能に設けられコイル５４に電源が印加されると直線運動する上部プランジャー９０と、上部プランジャー９０の内面に直線移動可能に挿入される移動ロッド９２と、移動ロッド９２と連動して作動し上部プランジャー９０の内面に直線移動可能に挿入されその端部にオリフィス８６の開閉作用をする作動ロッド９６が形成されるバルブ部材９４と、移動ロッド９２とコア６０の間に設けられて作動ロッド９６がオリフィス８６に密着するように弾性力を提供するスプリング９８とを含む。
【００５０】
下部プランジャー５８に挿入される上部プランジャー９０の下端には、周り方向に突出する隔壁部１１０が形成されて上部プランジャー９０と下部プランジャー５８の間に流体が流入するチャンバー１１２が形成される。
【００５１】
上部プランジャー９０の下側外面には、係止ピン１２０が装着され下部プランジャー５８の上側には係止ピン１２０が挿入されて係止される係止スロット１２２が形成される。この時、係止スロット１２２は上下方向に一定空間が確保されるように形成されて係止ピン１２０が係止スロット１２２の上下方向に設定された範囲内で移動できるようにする。
このように、上部プランジャー９０と下部プランジャー５８の間は係止ピン１２０によって係止されて相互分離するのを防止する。
【００５２】
上部プランジャー９０には、上部プランジャー９０の外面と内面の間に流入した流体の圧力差を解消するための圧力差解消用流体通路１３０、１３２が形成される。つまり、流体がバルブボディー５０の内部に流入すれば上部プランジャー９０の外面とバルブボディー５０の内面の間の隙間および上部プランジャー９０の内面と移動ロッド９２の間の隙間に流入する。
【００５３】
この時、上部プランジャー９０の外部に流入した流体の圧力と上部プランジャー９０の内部に流入した流体の圧力が互いに異なると、上部プランジャー９０の直線移動に妨害となり、これによって上部プランジャー９０の初期動作が不正確で、バルブの作動が精密でない問題が発生する。
【００５４】
本発明では、上部プランジャー９０に内部と外部とが連通される圧力差解消用流体通路１３０、１３２を形成して上部プランジャー９０の内部圧力と外部圧力が常に同一であるようにして上部プランジャー９０の作動性を向上させる。
【００５５】
圧力差解消用流体通路１３０、１３２は上部プランジャー９０の外部と内部が互いに連通されるように形成される第１流体通路１３０と、上部プランジャー９０の外部とチャンバー１１２の間が互いに連通されるように隔壁部１１０に形成される第２流体通路１３２とを含む。
【００５６】
既存のソレノイドバルブは、上部プランジャーに作動ロッドが形成されて作動ロッドが直接下部プランジャーに接触される。この場合、上部プランジャーに高圧が作用すれば上部プランジャーの作動ロッドが下部プランジャーに強く衝撃を加えることになり、オリフィスの開閉のために上部プランジャーの作動ロッドが下部プランジャーに高圧で反復接触されると作動ロッドが破損し、下部プランジャーも衝撃によって変形しながらオリフィス目詰まりが生じる問題がある。
【００５７】
本発明は、このような問題を解決するため、上部プランジャー９０とオリフィス８６を開閉するバルブ部材９４を分離し、バルブ部材９４は上部プランジャー９０の内面に直線移動可能に配置し、バルブ部材９４に耐久性が強い移動部材９２を配置してバルブ部材９４がオリフィスに接触するようにして上部プランジャー９０と下部プランジャー５８が損傷するのを防止する。
【００５８】
ここで、移動部材９２は耐久性の強いメタル材質で形成され、バルブ部材９４は下部プランジャー５８との接触時に衝撃が発生することを防止できるように非メタル材質で形成する。
【００５９】
下部プランジャー５８は、バルブボディー５０の第２空間部８４に直線移動可能に配置されその上面には上部プランジャー９０が挿入される挿入溝部１４０が形成され、その下面にはバルブシート５２に密着する密着部１４２が形成される。
【００６０】
そして、下部プランジャー５８の中央には作動ロッド９６によって開閉されるオリフィス８６が貫通形成される。
【００６１】
挿入溝部１４０には、上部プランジャー９０に固定される係止ピン１２０が係止されて上部プランジャー９０と下部プランジャー５８の間を連結する係止スロット１２２が上下方向に形成されて係止ピン１２０が係止スロット１２２に上下方向に設定された範囲内で移動する。
【００６２】
下部プランジャー５８には、下部プランジャー５８の外面とバルブボディー５０の内面の間の隙間に流入する流体の流れを遅延させる流体流れ遅延部１５０、１５２が形成される。
【００６３】
流体流れ遅延部１５０、１５２は、下部プランジャーの外面に周り方向に形成されるグルーブ１５０と、グルーブ１５０に挿入されバルブボディー５０の内面に接触される遅延リング１５２とを含む。
【００６４】
ここで、遅延リング１５２はグルーブ１５０に流動可能に挿入されて下部プランジャー５８の外面に流入する流体の流れを遅延させて下部プランジャー５８の上部と下部の間に圧力差が発生するようにする。
【００６５】
このように、下部プランジャー５８の下部に流入した流体が遅延リング１５２によって上部への流体流れが遅れることによって下部プランジャー５８の上部と下部の間に圧力差が発生し、この圧力差によって下部プランジャー５８はコイルの電気的な信号による作動前に圧力差によって作動して下部プランジャー５８の作動を円滑に行うことができる。
【００６６】
以下、このように構成される本発明の一実施形態に係るソレノイドバルブの作動について説明する。
【００６７】
まず、図３に示されているように、下部プランジャー５８がバルブシート５２に密着し作動ロッド９６がスプリング９８の弾性力によってオリフィス８６に密着して第２流路２２が閉鎖状態となる。
【００６８】
このような状態で、図４に示されているように、コイル５４に電源が印加されると、上部プランジャー９０が上昇し、上部プランジャー９０に挿入されたバルブ部材９４が上昇しながらオリフィス８６を開放する。
【００６９】
そうすると、チャンバー１１２に満たされた高圧の流体がオリフィス８６を通じて排出しながらチャンバー１１２および上部プランジャー９０の外部および内部に満たされた流体は低圧状態となる。
【００７０】
この時、上部プランジャー９０の直線移動時、上部プランジャー９０に形成される圧力差解消用流体通路１３０、１３２によって上部プランジャー９０の内部と外部の圧力が同一になって上部プランジャー９０の移動が円滑に行われる。
【００７１】
そして、図５に示されているように、下部プランジャー５８の下部に充填された高圧の流体が遅延リング１５２によって下部プランジャー５８の上部に移動するのが遅延されながら瞬間的に下部プランジャー５８の上部と下部の間に圧力差が発生し、この圧力差によって下部プランジャー５８がコイル５４の電気的な信号に応じた移動より先に移動しながらバルブシート５２の排出口６８を開放する。
【００７２】
このように、コイル５４の電気的な信号によって上部プランジャー９０が引っ張る力が下部プランジャー５８に作用する前に下部プランジャー５８が上部と下部の圧力差によって移動するので、下部プランジャー５８の移動が円滑に行われ、バルブ作動が円滑に行われる。
【００７３】
そして、図６に示されているように、下部プランジャー５８の下部に作用する高圧の流体が下部プランジャー５８の上部に作用して下部プランジャー５８および上部プランジャー９０全体に高圧の流体が作用した状態となり、排出口６８は開放されて第２流路２２を通じて流体が通過する。
【００７４】
以上、本発明を特定の望ましい実施例を例にあげて説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲内で当該発明の属する技術分野で通常の知識を有する者によって多様な変更および修正が可能であろう。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、水素燃料電池システムの原料ガスが貯蔵された高圧容器に流体制御用バルブが設けられて高圧容器に原料ガスを充填する時、原料ガスの流れを制御し、高圧容器に貯蔵された原料ガスをガス使用部に供給する時、原料ガスの流れを制御することで、バルブの作動を円滑に行うことができ、流体の圧力によってバルブが破損することを防止することができる。
【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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【国際調査報告】
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