(57)【要約】【課題】弁体の適切な動作を維持することができる減圧弁装置を提供すること。【解決手段】第１ボディ７０の第２収容孔１０ｅには、弁体２２と、支持部材６０の先端部６０ａが収容されている。先端部６０ａは、ばね穴２２ｄに挿通されている。先端部６０ａの外周面と、ばね穴２２ｄの内周面との間には内導入路８０が形成されている。弁体２２の本体部２２ｂにおける流路形成面２２ｆと第２収容孔１０ｅの内周面との間には外導入路８１が形成されている。支持部材６０には、軸方向において一次ポートと第２収容孔１０ｅを連通する連通孔６０ｅが設けられている。連通孔６０ｅは、軸方向において内導入路８０と対向している。また、連通孔６０ｅは、軸方向において外導入路８１とも対向している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁収容孔を有するボディと、
前記弁収容孔に収容される弁機構と、
前記ボディにおける前記弁機構の下流に設けられるシリンダと、
前記シリンダ内に収容され、前記ボディに設けられるガスの出口に通じる減圧室を前記ボディとの間で区画形成するピストンと、
前記ボディの内部に設けられて、前記弁機構を上流側から支持し、前記ボディに設けられるガスの入り口と前記弁収容孔との間を連通するように設けられている連通路を有する支持部材と、を備え、
前記弁機構は、ガスの流路となる貫通孔を有する弁座と、前記弁座の上流側に設けられて、前記弁座と反対側の端部に開口する付勢部材収容穴を有する弁体と、前記付勢部材収容穴の底面と前記支持部材との間に介在し、前記弁体を前記弁座へ向けて付勢する付勢部材と、を有し、
前記支持部材は、前記付勢部材収容穴に挿入されて、前記付勢部材を介して前記弁体を支持する先端部を有し、前記先端部の外周面と前記付勢部材収容穴の内周面との間にはガスの流路となる内導入路が設けられ、
前記弁体の外面と前記弁収容孔の内面との間には、前記弁収容孔から前記減圧室に連通する外導入路が設けられ、
前記内導入路および前記外導入路は、軸方向において前記連通路に対向している減圧弁装置。
【請求項２】
前記弁体における前記付勢部材収容穴が開口している側の端部は、上流側へ向かうにつれて、肉厚が薄くなるように設けられている請求項１に記載の減圧弁装置。
【請求項３】
前記弁体の外面と前記弁収容孔の内面との間には、互いに摺動する複数の摺動部位が前記弁体の周方向に沿って設けられており、
前記外導入路は、前記弁体の周方向において隣り合う前記摺動部位の間に設けられている請求項１または請求項２に記載の減圧弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１および特許文献２に記載されるように、圧力調整室および減圧室の差圧、および付勢部材の弾性力により弁体が弁座に着離する減圧弁装置が知れられている。
上記の減圧弁装置では、弁体の外面と弁体を収容する収容部の内面との間にガスの流路が形成されており、その流路内に水素ガスが供給される。供給される水素ガスが減圧室に流入し、減圧室内の圧力が上昇する。減圧室内の圧力が圧力調整室の圧力よりも大きくなる場合、減圧室内の圧力と圧力調整室の圧力の差圧によりピストンに生じる力が、付勢部材の弾性力に抗するように働くことにより、弁体が弁座に着座する。また、減圧室内の水素ガスがガスの出口から流出することにより、減圧室内の圧力が低下する。減圧室内の圧力が圧力調整室の圧力よりも小さくなる場合、減圧室内の圧力と圧力調整室の圧力の差圧によりピストンに生じる力と、付勢部材の弾性力とによってピストンが移動し、弁体が弁座から離間する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０８０５７号公報
【特許文献２】特開２００６−１８５１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に水素ガスには水分が含まれており、上記の減圧弁装置においては、弁体の外面と弁体を収容する収容部の内面との間に水分が付着することが考えられる。
特許文献１の構成では、付着する水分が多い場合、その水分が凍結することにより弁体の動作が阻害されるおそれがある。そのため、弁体の外面と弁体を収容する収容部の内面との間に付着する水分を減少することが求められている。
【０００５】
特許文献２の構成では、弁体の外面と弁体を収容する収容部の内面との間だけでなく、弁体における弁ばねを収容する収容穴にも水素ガスが供給される。このため、弁体の外面と弁体を収容する収容部の内面との間に付着する水分を減少させることができる。しかし、特許文献２の構成では、水素ガスを供給する貫通孔（１７）が弁体（２０）における弁ばね（２１）の収容穴より小径で、かつ同心的に収容穴に対向しているため、水素ガスが弁体を押し上げる力が高くなりすぎるおそれがあり、ひいては弁体の動作を阻害するおそれがある。尚、上記した符号は、特許文献２にて使用されているものである。
【０００６】
本発明の目的は、弁体の適切な動作を維持することができる減圧弁装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成し得る減圧弁装置は、弁収容孔を有するボディと、前記弁収容孔に収容される弁機構と、前記ボディにおける前記弁機構の下流に設けられるシリンダと、前記シリンダ内に収容され、前記ボディに設けられるガスの出口に通じる減圧室を前記ボディとの間で区画形成するピストンと、前記ボディの内部に設けられて、前記弁機構を上流側から支持し、前記ボディに設けられるガスの入り口と前記弁収容孔との間を連通するように設けられている連通路を有する支持部材と、を備えることを前提としている。前記弁機構は、ガスの流路となる貫通孔を有する弁座と、前記弁座の上流側に設けられて、前記弁座と反対側の端部に開口する付勢部材収容穴を有する弁体と、前記付勢部材収容穴の底面と前記支持部材との間に介在し、前記弁体を前記弁座へ向けて付勢する付勢部材と、を有し、前記支持部材は、前記付勢部材収容穴に挿入されて、前記付勢部材を介して前記弁体を支持する先端部を有し、前記先端部の外周面と前記付勢部材収容穴の内周面との間にはガスの流路となる内導入路が設けられ、前記弁体の外面と前記弁収容孔の内面との間には、前記弁収容孔から前記減圧室に連通する外導入路が設けられ、前記内導入路および前記外導入路は、軸方向において前記連通路に対向している。
【０００８】
上記構成によれば、連通路が外導入路および内導入路の何れにも対向している。そのため、ガスの入り口から連通路を介して弁収容孔にガスが流入してきたとしても、弁収容孔に流入したガスは外導入路だけでなく内導入路にも流入する。そのため、ガスの流入により生じる圧力が外導入路および内導入路に分散される。すなわち、内導入路に分散されたガスの圧力が弁体を減圧弁装置の下流側に押し上げる力として作用する一方で、外導入路に分散されたガスの圧力が弁体を減圧弁装置の上流側に押し戻す圧力として作用する。そのため、弁体を減圧弁装置の下流側に押し上げる力が抑制されるため、弁体の適切な動作を維持することができる。また、ガスが外導入路だけでなく内導入路にも流入するため、外導入路にガスの水分が流入したとしても、外導入路の内部に付着する水分量を減らすことができる。そのため、外導入路の内部の水分が凍結しても、弁体の適切な動作を維持することができる。
【０００９】
上記の減圧弁装置によれば、前記弁体における前記付勢部材収容穴が開口している側の端部は、上流側へ向かうにつれて、肉厚が薄くなるように設けられているが好ましい。
減圧弁装置では、外導入路および内導入路は、それらの軸方向において連通路と対向しているため、ガスが弁収容孔に流入したとき、弁体の付勢部材収容穴が開口している方の端部に、ガスによる圧力がかかり、ひいては弁体を弁座側へ向けて押圧する力がかかることが考えられる。この点、減圧弁装置によれば、弁体の付勢部材収容穴が開口している方の端部の肉厚がより薄くされている。そのため、ガスが弁収容孔に流入したとき、弁体の付勢部材収容穴が開口している方の端部の面積がより狭くなることにより、弁体がその軸方向においてガスと接触する面積をより小さくすることができる。したがって、ガスの圧力により弁体が減圧弁装置の下流側へ押し上げられる力を抑制できる。
【００１０】
上記の減圧弁装置によれば、前記弁体の外面と前記弁収容孔の内面との間には、互いに摺動する複数の摺動部位が前記弁体の周方向に沿って設けられており、
前記外導入路は、前記弁体の周方向において隣り合う前記摺動部位の間に設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の減圧弁装置によれば、弁体の適切な動作を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】減圧弁装置の一実施の形態において、その部分断面構造を示す断面図。
【図２】一実施の形態における減圧弁装置の弁機構周辺の断面構造を示す断面図。
【図３】一実施の形態における減圧弁装置の支持部材および弁体をその径方向に切断したときの断面構造を示す断面図。
【図４】一実施の形態の弁機構における支持部材の概略構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、減圧弁装置を具体化した一実施の形態を説明する。
図１に示すように、減圧弁装置１は、燃料電池車に搭載され、燃料タンク２から供給される高圧の水素ガスを低圧に減圧して燃料電池３に供給するピストン式の減圧弁装置である。減圧弁装置１は、ボディ１０と、弁機構２０と、支持部材６０と、を備えている。ボディ１０は、第１ボディ７０と、第２ボディ７１と、カバー３０と、を有している。第１ボディ７０および第２ボディ７１は、それらの軸方向において互いに組み付けられている。弁機構２０および支持部材６０は、ボディ１０の内部（正確には第１ボディ７０と第２ボディ７１の内部）に収容されている。カバー３０は、第１ボディ７０の端面（図１中の上面）に設けられたカバー設置面１１に取り付けられている。
【００１４】
第１ボディ７０は、図示しない配管を介して燃料電池３に接続されるガスの出口としての二次ポート１８を備えている。また、第１ボディ７０は、カバー設置面１１に開口する凹状の第１シリンダ形成穴１３と、第１シリンダ形成穴１３の底壁に開口する弁収容孔１０ａと、を有している。第１シリンダ形成穴１３と、弁収容孔１０ａとは、同一軸線ｍ上に形成されている。弁収容孔１０ａは、第１ボディ７０を貫通している。弁収容孔１０ａの内径は、第１シリンダ形成穴１３の内径よりも小さく設定されている。弁収容孔１０ａの途中部分には、縮径部１０ｃが形成されている。弁収容孔１０ａには、弁機構２０が収容されている。さらに、第１ボディ７０は、第１シリンダ形成穴１３と二次ポート１８との間を連通する送出路１６を有している。第１ボディ７０のカバー設置面１１には、カバー３０との間の隙間をシールするシール部材１７が設けられている。ここでは、シール部材１７として、Ｏリングが採用されている。
【００１５】
第２ボディ７１は、燃料タンク２に接続されるガスの入り口としての一次ポート１２を備えている。また、第２ボディ７１は、その第１ボディ７０側の端面（図１中の上面）に設けられた第１ボディ設置面７１ａに開口する凹状のシール部材設置穴７１ｂと、シール部材設置穴７１ｂの底壁に開口する凹状の支持部材収容穴７１ｃと、を有している。シール部材設置穴７１ｂと、支持部材収容穴７１ｃとは、同一軸線ｍ上に形成されている。支持部材収容穴７１ｃの内径は、シール部材設置穴７１ｂの内径よりも小さく設定されている。支持部材６０の下端部は、支持部材収容穴７１ｃに収容されている。支持部材６０の下端部は、支持部材収容穴７１ｃの内周面に設けられた段差にフィルター６５を介して当接している。フィルター６５と支持部材収容穴７１ｃの底面との間には、空間が形成されている。また、支持部材６０の上端部は、弁収容孔１０ａに収容されている。さらに、第２ボディ７１は、一次ポート１２と支持部材収容穴７１ｃとの間を連通する供給路１５を有している。第２ボディ７１のシール部材設置穴７１ｂには、第１ボディ７０との間の隙間をシールするシール部材７２が設けられている。ここでは、シール部材７２として、Ｏリングが採用されている。
【００１６】
カバー３０において、その第１ボディ７０のカバー設置面１１に接触する側の端部にはフランジ部３１が設けられている。フランジ部３１がボルト３２によって第１ボディ７０に締結されることにより、カバー３０は第１ボディ７０に固定されている。また、カバー３０は、第１シリンダ形成穴１３に連通する凹状の第２シリンダ形成穴３３と、第２シリンダ形成穴３３の底壁に開口する凹状のばね受け収容穴３４と、ばね受け収容穴３４の底壁に開口し、カバー３０の外面に貫通しているねじ孔３５と、を有している。第２シリンダ形成穴３３と、ばね受け収容穴３４と、ねじ孔３５とは、同一軸線ｍ上に形成されている。第２シリンダ形成穴３３の内径は、第１ボディ７０の第１シリンダ形成穴１３の内径と同じである。ばね受け収容穴３４の内径は、第２シリンダ形成穴３３よりも小さく設定されている。ねじ孔３５の内径は、ばね受け収容穴３４の内径よりも小さく設定されている。第１シリンダ形成穴１３および第２シリンダ形成穴３３により、シリンダＣが区画形成されている。シリンダＣの内部には、ピストン４０が収容されている。ピストン４０は、その上部が開口する有底円筒状をなしている。ピストン４０は、シリンダＣの内部において、その開口している方に圧力調整室Ｇ２が区画形成されている。ピストン４０は、シリンダＣの内部において、その底面４１を弁機構２０側に向けた状態で収容されている。ピストン４０の外周面には、第２シリンダ形成穴３３の内周面との間の隙間をシールするシール部材４２が設けられている。ここでは、シール部材４２として、Ｏリングが採用されている。
【００１７】
ばね受け収容穴３４およびねじ孔３５には、ピストン付勢部材５０が収容されている。ピストン付勢部材５０は、円板状のばね受け部材５１と、ピストンばね５２と、調節ねじ５３と、を有している。ばね受け部材５１は、ばね受け収容穴３４に収容されている。ばね受け部材５１と、ピストン４０（正確にはピストン４０の内周面）との間にはピストンばね５２が圧縮された状態で収容されている。このピストンばね５２の弾性力によりピストン４０が弁機構２０側へ向けて付勢されている。調節ねじ５３は、ねじ孔３５に螺着されている。調節ねじ５３の先端部は、ばね受け部材５１のねじ孔３５側の端面に接触している。調節ねじ５３をピストン４０の方へ螺進させることにより、調節ねじ５３およびばね受け部材５１は、ピストンばね５２の弾性力に抗してシリンダＣの軸方向に沿って弁機構２０に近づく方向へ移動する。ばね受け部材５１が弁機構２０に近づくにつれて、ピストンばね５２が圧縮され、ピストンばね５２からピストン４０に付与される弁機構２０へ向けた付勢力を強くすることができる。尚、ピストンばね５２からピストン４０への付勢力を減らすときは、調節ねじ５３を緩めればよい。調節ねじ５３を緩めることにより、ピストンばね５２は伸長し、その分、ピストン４０に付与される付勢力を緩めることができる。
【００１８】
次に、弁機構２０について説明する。
図１に示すように、弁機構２０は、弁収容孔１０ａの内部に収容される弁体２２と、付勢部材としての弁ばね２３と、弁座２４と、プラグ２５と、バルブステム２６と、を有している。
【００１９】
弁座２４は、弁収容孔１０ａの縮径部１０ｃの内周面に嵌合されている。弁座２４は、その中央に円筒状の貫通孔２４ａを有する円環状の樹脂部材である。貫通孔２４ａは、ガスの流路として機能する。弁収容孔１０ａは、弁座２４により第１収容孔１０ｄおよび第２収容孔１０ｅに区画されている。第１収容孔１０ｄは、弁収容孔１０ａにおける弁座２４を境界としてピストン４０側に位置する部分である。第２収容孔１０ｅは、弁収容孔１０ａにおける弁座２４を境界として第２ボディ７１側に位置する部分である。第１収容孔１０ｄには、プラグ２５およびバルブステム２６が収容されている。第２収容孔１０ｅには、弁体２２および弁ばね２３が収容されている。すなわち、弁座２４の上流側には弁体２２および弁ばね２３、下流側にはプラグ２５およびバルブステム２６が設けられている。第１収容孔１０ｄの内周面には、雌ねじ部１０ｈが形成されている。第２収容孔１０ｅの第２ボディ７１側の開口部には、支持部材６０の上端部が嵌合されている。
【００２０】
弁体２２は、本体部２２ｂと本体部２２ｂの弁座２４側の端部に設けられた先端部２２ａとを有する棒状の部材である。先端部２２ａは、本体部２２ｂに向かうにつれて徐々に拡径するテーパ面を有している。本体部２２ｂの外周面と第２収容孔１０ｅの内周面との間には僅かな隙間が設けられている。先端部２２ａの先端には、円柱突出部２２ｃが形成されている。円柱突出部２２ｃの外径は、弁座２４の貫通孔２４ａの内径よりも小さく設定されている。円柱突出部２２ｃは、貫通孔２４ａに挿入されている。また、本体部２２ｂの内部には、円柱突出部２２ｃと反対側の端部に開口する付勢部材収容穴としてのばね穴２２ｄが設けられている。ばね穴２２ｄの底面と、支持部材６０の上端面との間には、付勢部材としての弁ばね２３が圧縮された状態で収容されている。この弁ばね２３の弾性力により、弁体２２が弁座２４側へ向けて付勢されている。
【００２１】
図３に示すように、弁体２２の本体部２２ｂの外面には、４つの摺動面２２ｅと、４つの流路形成面２２ｆとが設けられている。摺動面２２ｅは、軸線ｍまでの距離が第１ボディ７０の第２収容孔１０ｅの半径と略同一となる摺動部位である。流路形成面２２ｆは、軸線ｍまでの距離が第１ボディ７０の第２収容孔１０ｅの半径よりも小さい部分である。摺動面２２ｅおよび流路形成面２２ｆは、弁体２２の周方向に交互に設けられている。流路形成面２２ｆおよび第２収容孔１０ｅの内周面によって形成される４つの隙間はガスの流路である外導入路８１として機能する。
【００２２】
図２に示すように、弁体２２におけるばね穴２２ｄが開口している方の端部は、その肉厚が薄くなっている。具体的には、本体部２２ｂにおいて、ばね穴２２ｄの開口部の内周縁にはテーパ２２ｇが設けられている。テーパ２２ｇは、第２ボディ７１側へ向かうにつれて内径が拡大するように設けられている。本体部２２ｂにおいて、本体部２２ｂの開口部の外周縁には、テーパ２２ｈが設けられている。テーパ２２ｈは、第２ボディ７１側へ向かうにつれてその外郭が縮小するように設けられている。テーパ２２ｇおよびテーパ２２ｈは、弁体２２における第２ボディ７１側の端部において互いに交わる。すなわち、テーパ２２ｇおよびテーパ２２ｈは、弁体２２におけるばね穴２２ｄが開口している方の端部を、その軸方向に沿って切断した時の断面形状が略Ｖ字状となるように設けられている。尚、テーパ２２ｇとテーパ２２ｈとを比較すると、テーパ２２ｇの方がテーパ２２ｈよりも、軸線ｍに対しての傾きが大きい。
【００２３】
図１に示すように、プラグ２５は、その中央に円筒状の貫通孔を２５ａを有する円筒状の部材である。貫通孔２５ａの内部には、バルブステム２６が収容されている。プラグ２５の外周面には雄ねじ部２５ｂが設けられている。雄ねじ部２５ｂが、第１ボディ７０の第１収容孔１０ｄの内周面に設けられている雌ねじ部１０ｈにねじ込まれることにより、プラグ２５は第１ボディ７０に固定されている。プラグ２５は、その弁体２２側の一端面２５ｃと、縮径部１０ｃを設けることにより形成される段差との間で弁座２４を挟み込むことにより、弁座２４を第１ボディ７０に固定している。プラグ２５の一端面２５ｃと反対側の他端面２５ｄは、シリンダＣの内部において、ピストン４０の底面４１と当接している。プラグ２５の他端面２５ｄには、流路溝２５ｅが設けられている。流路溝２５ｅは、貫通孔２５ａの内周面からプラグ２５の外周面に達する凹溝である。プラグ２５におけるシリンダＣの内部に突出した部分の周面、ピストン４０の底面、およびシリンダＣにより囲まれることにより減圧室Ｇ１が区画形成されている。
【００２４】
バルブステム２６は、円柱状をなしている。バルブステム２６には、その軸方向に延びる複数の流路孔２６ｅがその中心軸周りに等角度間隔で形成されている。バルブステム２６の先端部２６ｂ（図１中の下端部）は、その先端に向かうにつれて縮径するテーパ状に設けられている。先端部２６ｂの先端には、円柱突出部２６ｄが形成されている。円柱突出部２６ｄ外径は、弁座２４の貫通孔２４ａの内径よりも小さく設定されている。円柱突出部２６ｄは、貫通孔２４ａに挿入されている。バルブステム２６は、円柱突出部２６ｄの先端面は弁体２２の円柱突出部２２ｃの先端面に当接している。また、バルブステム２６の基端部２６ｃの先端面はピストン４０の底面４１に当接している。また、バルブステム２６の外周面は、プラグ２５の貫通孔２５ａの内周面に対して摺動可能に接触している。尚、弁機構２０は、ピストン４０がプラグ２５に当接した状態では、弁体２２が弁座２４から離間し、弁機構２０は開状態である。
【００２５】
次に、支持部材６０について詳細に説明する。
図４に示すように、支持部材６０は、円筒状の先端部６０ａと、円筒状の本体部６０ｂと、円環状の第１フランジ部６０ｃと、円環状の第２フランジ部６０ｄを有している。先端部６０ａ、本体部６０ｂ、第１フランジ部６０ｃ、および第２フランジ部６０ｄは、同一軸線ｍ上に形成されている。先端部６０ａは、本体部６０ｂの弁機構２０側の端面（図４中の上端面）に設けられている。第１フランジ部６０ｃは、本体部６０ｂの第２ボディ７１側（図４中の下側）の端部の外周面に設けられている。第２フランジ部６０ｄは、第１フランジ部６０ｃの第２ボディ７１側（図４中の下側）の端部の外周面に設けられている。先端部６０ａの外径は、本体部６０ｂの外径よりも小さく設定されている。本体部６０ｂの外径は、第１フランジ部６０ｃ外径よりも小さく設定されている。第２フランジ部６０ｄの外径は、第１フランジ部６０ｃの外径よりも大きく設定されている。
【００２６】
本体部６０ｂは、その軸方向に貫通している複数（例えば８つ）の連通路としての連通孔６０ｅを有している。連通孔６０ｅは、本体部６０ｂの周方向に沿って等間隔に設けられている。各連通孔６０ｅは、本体部６０ｂの上面における先端部６０ａの周囲に設けられている。本体部６０ｂにおいて、連通孔６０ｅは、軸方向からみて、先端部６０ａの輪郭と、本体部６０ｂの輪郭との範囲内に、その輪郭が収まるように設けられている。
【００２７】
図２に示すように、先端部６０ａの外径は、弁体２２のばね穴２２ｄの内径よりも若干小さく設定されている。本体部６０ｂの外径は、第１ボディ７０の弁収容孔１０ａの内径よりも若干大きく設定されている。第２フランジ部６０ｄの外径は、第２ボディ７１の支持部材収容穴７１ｃの内径よりも若干大きく設定されている。
【００２８】
支持部材６０の第１フランジ部６０ｃの上面は、第１ボディ７０の下端面（図２中の下側）と当接している。支持部材６０の第２フランジ部６０ｄは、その径方向において収縮された状態で第２ボディ７１の支持部材収容穴７１ｃに嵌合されている。また、第２フランジ部６０ｄは、その上面と第１ボディ７０の下端面（図２中の下側）との間には、シール部材７２がその軸方向に収縮した状態で設けられている。支持部材６０の本体部６０ｂの一部分は、その径方向において収縮された状態で第１ボディ７０の第２収容孔１０ｅに嵌合されている。本体部６０ｂが第２収容孔１０ｅに嵌合された状態において、先端部６０ａは、ばね穴２２ｄの内部に挿入されている。先端部６０ａの外周面と、弁体２２の本体部２２ｂのばね穴２２ｄの内周面との間には、若干の隙間が形成されている。この隙間は、ガスの流路となる内導入路８０として機能する。先端部６０ａは、ばね穴２２ｄに収容されている弁ばね２３と当接している。
【００２９】
次に、連通孔６０ｅ、内導入路８０、および外導入路８１との位置関係について説明する。
図３に示すように、８つの連通孔６０ｅは、部分的に弁体２２のばね穴２２ｄの内周面と支持部材６０の先端部６０ａの外周面とによって形成された内導入路８０と、軸線ｍ方向において対向している。また、８つの連通孔６０ｅのうち４つの連通孔６０ｅは、部分的に弁体２２の本体部２２ｂの流路形成面２２ｆと第１ボディ７０の第２収容孔１０ｅの内周面とによって区画形成される４つの外導入路８１と軸線ｍ方向において対向している。
【００３０】
次に、減圧弁装置１の動作について説明する。
減圧弁装置１では、燃料タンク２から一次ポート１２に供給される高圧の水素ガスが供給路１５および支持部材６０の連通孔６０ｅを介して第１ボディ７０の第２収容孔１０ｅの内部へと導かれる。
【００３１】
図２に示すように、第２収容孔１０ｅの内部に導かれた水素ガスは、内導入路８０およ外導入路８１にそれぞれ流入する。
図１に示すように、弁機構２０が開状態であると外導入路８１に流入した水素ガスは、弁座２４の貫通孔２４ａを通過してプラグ２５の貫通孔２５ａ内に流入する。貫通孔２５ａ内に流入した水素ガスは、バルブステム２６の流路孔２６ｅを流れた後、プラグ２５の流路溝２５ｅを介して減圧室Ｇ１へ導かれる。そして、減圧室Ｇ１に導かれた水素ガスは、送出路１６および二次ポート１８を介して燃料電池３へと供給される。
【００３２】
ここで、燃料タンク２から減圧弁装置１に水素ガスが供給されることにより減圧室Ｇ１の内圧が上昇する。減圧室Ｇ１の内圧が圧力調整室Ｇ２の内圧よりも大きくなるとき、減圧室Ｇ１の内圧と圧力調整室Ｇ２の内圧の差圧によりピストン４０に生じる力が、ピストンばね５２の付勢力に抗する向きに働くことにより、ピストン４０がプラグ２５から離間する。このピストン４０の動きに連動してバルブステム２６および弁体２２がピストン４０側に移動する。やがて、弁体２２が弁座２４に当接して、弁体２２が弁座２４の貫通孔２４ａを閉塞する。すなわち、弁機構２０が閉状態となる。これにより、減圧室Ｇ１への水素ガスの供給が停止されるため、減圧室Ｇ１の内圧は、送出路１６から水素ガスが送出されるのに伴い低下する。減圧室Ｇ１の内圧が圧力調整室Ｇ２の内圧よりも小さくなるとき、減圧室Ｇ１の内圧と圧力調整室Ｇ２の内圧の差圧によりピストン４０に生じる力と、ピストンばね５２の付勢力とにより、ピストン４０がプラグ２５に近接する方向に移動する。このピストン４０の動きに連動してバルブステム２６および弁体２２が支持部材６０側に移動することにより、弁体２２が弁座２４から離間する。すなわち、弁機構２０が開状態となる。これにより、減圧室Ｇ１に再び水素ガスが供給されるため、減圧室Ｇ１の内圧は上昇する。減圧弁装置１では、このような弁機構２０の開閉動作が繰り返されることで、燃料タンク２から一次ポート１２を介して供給される高圧の水素ガスを所定の圧力に減圧し、減圧された水素ガスを二次ポート１８を介して燃料電池３に供給する。
【００３３】
以上詳述したように、本実施の形態にかかる減圧弁装置によれば、次の作用および効果が得られる。
（１）支持部材６０の連通孔６０ｅが、その軸方向において、４つの外導入路８１と、内導入路８０との何れにも対向している。そのため、一次ポート１２から連通孔６０ｅを介して第２収容孔１０ｅに水素ガスが流入してきたとしても、第２収容孔１０ｅに流入した水素ガスは、外導入路８１だけでなく内導入路８０にも流入する。そのため、水素ガスの流入により生じる圧力が外導入路８１および内導入路８０に分散される。内導入路８０に分散された水素ガスの圧力が弁体２２を減圧弁装置１の下流側に押し上げる力として作用する一方で、外導入路８１に分散された水素ガスの圧力が弁体２２を減圧弁装置１の上流側に押し戻す圧力として作用する。そのため、弁体２２を減圧弁装置１の下流側に押し上げる力が抑制されるため、弁体２２の適切な動作を維持することができる。また、水素ガスが外導入路８１だけでなく内導入路８０にも流入するため、外導入路８１に水素ガスの水分が流入したとしても、外導入路８１の内部に付着する水分量を減らすことができる。そのため、外導入路８１の内部の水分が凍結しても、弁体２２の適切な動作を維持することができる。
【００３４】
（２）減圧弁装置では、外導入路８１および内導入路８０は、それらの軸方向において支持部材６０の連通孔６０ｅと対向しているため、水素ガスが第２収容孔１０ｅに流入したとき、弁体２２のばね穴２２ｄが開口している方の端部に、水素ガスによる圧力がかかり、ひいては弁体２２を弁座２４側へ向けて押圧する力がかかることが考えられる。この点、減圧弁装置１によれば、弁体２２のばね穴２２ｄが開口している方の端部は、その開口部の内周縁にテーパ２２ｇが、その開口部の外周縁に２２ｈが設けられることにより、弁体２２のばね穴２２ｄが開口している方の端部の肉厚がより薄くされている。そのため、水素ガスが第２収容孔１０ｅに流入したとき、弁体２２のばね穴２２ｄが開口している方の端部の面積がより狭くなることにより、弁体２２がその軸方向において水素ガスと接触する面積をより小さくすることができる。したがって、ガスの圧力により弁体２２が減圧弁装置１の下流側へ押し上げられる力を抑制できる。第２収容孔１０ｅに流入する水素ガスはテーパ２２ｇ，２２ｈにより円滑に内導入路８０および外導入路８１に分散して流入する。
【００３５】
尚、本実施の形態は、技術的に矛盾が生じない範囲で以下のように変更してもよい。
・本実施の形態では、弁体２２の流路形成面２２ｆと、第１ボディ７０の第２収容孔１０ｅとで囲まれる空間を外導入路８１として使用していたが、これに限らない。例えば、弁体２２の本体部２２ｂの外面を、第１ボディ７０の第２収容孔１０ｅの内径よりも若干小さい内径を有する円筒状に形成してもよい。このような構成とすることで、外導入路８１が、弁体２２の外周における全周に亘って設けられる。
【００３６】
・本実施の形態では、弁体２２のばね穴２２ｄが開口している方の端部の肉厚をより薄くしていたが、例えば、当該端部にテーパ２２ｇ，２２ｈを設けず、弁体２２の本体部２２ｂにおけるばね穴２２ｄが開口している方の先端部の肉厚を一定としていてもよい。ただし、支持部材６０の連通孔６０ｅは、軸方向において、外導入路８１および内導入路８０に、対向させる点は前記実施の形態と同じである。
【００３７】
・また、本実施の形態では、本体部２２ｂのテーパ２２ｇおよびテーパ２２ｈが互いに交わるように設けていたが、テーパ２２ｇおよびテーパ２２ｈを交わらないように設けてもよい。例えば、弁体２２のばね穴２２ｄが開口している側の端部に円環状の平面が形成されるようにしてもよい。すなわち、弁体２２のその端部を軸方向に沿って切断した断面形状が台形状であってもよい。このようにしても、少なくとも弁体２２のばね穴２２ｄが開口している方の端部の肉厚を薄くすることができる。
【００３８】
・また、本実施の形態では、テーパ２２ｇの軸線ｍに対する傾きをテーパ２２ｈの軸線ｍに対する傾きよりも大きくしていたが、これに限らない。例えば、テーパ２２ｈの軸線ｍに対する傾きを、テーパ２２ｇの軸線ｍに対する傾きよりも大きくしてもよい。テーパ２２ｇ，２２ｈの傾きを調整することによって、外導入路８１および内導入路８０に流入させる水素ガスの流量を調整してもよい。
【００３９】
・本実施の形態では、第１ボディ７０に弁収容孔１０ａを形成するようにしていたが、これに限らない。例えば、第１ボディ７０の内部に別部材としてのハウジングを設け、そのハウジングの内部に弁収容孔を設けてもよい。
【００４０】
・本実施の形態では、第１ボディ７０の第１シリンダ形成穴１３およびカバー３０の第２シリンダ形成穴３３により、シリンダＣが区画形成されているが、これに限らない。例えば、カバー３０の第２シリンダ形成穴３３だけで、シリンダＣを形成してもよい。その場合、第１ボディ７０の第１シリンダ形成穴１３を割愛してもよい。
【００４１】
・本実施の形態では、図４に示すように、支持部材６０の本体部６０ｂにおいて、連通孔６０ｅは、軸方向からみて、先端部６０ａの輪郭と、本体部６０ｂの輪郭との範囲内に、その輪郭が収まるように設けられているが、これに限らない。例えば、連通孔６０ｅの輪郭の一部が本体部６０ｂの外周面に開放された状態となってもよい。すなわち、本体部６０ｂの外周面には円弧面状の溝が設けられる。この場合、本体部６０ｂを第１ボディ７０の第２収容孔１０ｅに嵌合した状態において、溝と第２収容孔１０ｅの内周面とによって閉塞される空間が連通孔６０ｅとして機能する。尚、連通孔６０ｅが軸方向において外導入路８１および内導入路８０と対向させる。
【００４２】
・本実施の形態において、支持部材６０に８つの連通孔６０ｅが設けられていたがこれに限らない。例えば、連通孔６０ｅを８つ未満にしてもよい。ただし、例えば、本体部６０ｂに３つの連通孔６０ｅが設けられているとすると、３つの連通孔６０ｅのうち少なくとも１つが外導入路８１および内導入路８０と軸方向において対向するように配置する。すなわち、弁体２２および支持部材６０を第１ボディ７０の第２収容孔１０ｅに収容する際に、その周方向における外導入路８１と連通孔６０ｅの位相を考慮する。また、連通孔６０ｅを８つより多くしてもよい。そのようにすることで、第１ボディ７０の第２収容孔１０ｅに弁体２２と支持部材６０の本体部６０ｂとを収容するときに、外導入路８１および連通孔６０ｅのその周方向における位相を考慮しなくても、連通孔６０ｅの少なくとも１つを外導入路８１および内導入路８０に、その軸方向において対向させることができる。
【００４３】
・また、本実施の形態では、弁体２２の本体部２２ｂにおける流路形成面２２ｆと第２収容孔１０ｅの内周面とで囲まれることにより形成される外導入路８１を４つ設けていたが、これに限らない。例えば、外導入路８１を４つより多く設けてもよい。この場合、本体部２２ｂの外面における流路形成面２２ｆを増やすことで、外導入路８１の数を多くすることができる。外導入路８１を多くすればするほど、支持部材６０の連通孔６０ｅの数が少なくても、外導入路８１および連通孔６０ｅがその軸方向において対向しやすくなる。このため、第２収容孔１０ｅに弁体２２と支持部材６０の本体部６０ｂとを収容するときに、外導入路８１および連通孔６０ｅのその周方向における位相を考慮する必要がなくなっていく。
【００４４】
・本実施の形態では、減圧弁装置１は、燃料電池車に搭載されるものであったが、燃料電池車以外に搭載してもよい。この場合、減圧弁装置１の取り扱うガスとして水素ガス以外のガスを取り扱ってもよい。
【００４５】
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）前記外導入路は複数設けられ、前記連通孔が前記外導入路の少なくとも一つとその軸方向において対向するように、前記外導入路および前記連通孔のそれぞれの周方向における位相をずらすこと。
【００４６】
上記構成によれば、外導入路の少なくとも一つと連通孔がその軸方向において対向させることができる。
（ロ）前記連通孔の数および前記外導入路の数は互いに異なっていること。
【００４７】
上記構成によれば、連通孔の数と外導入路の数が異なることによって、連通孔の周方向における位相と、外導入路の周方向における位相とがずれる。そのため、連通孔が外導入路とその軸方向において対向しやすくなる。
【符号の説明】
【００４８】
１…減圧弁装置、１０…ボディ、１０ａ…弁収容孔、１０ｄ…第１収容孔、１０ｅ…第２収容孔、１２…一次ポート、１８…二次ポート、２０…弁機構、２２…弁体、２２ｄ…ばね穴、２２ｅ…摺動面、２２ｆ…流路形成面、２２ｇ，２２ｈ…テーパ、２３…弁ばね、２４…弁座、２４ａ…貫通孔、４０…ピストン、６０…支持部材、６０ａ…先端部、６０ｅ…連通孔、８０…内導入路、８１…外導入路、Ｇ１…減圧室、Ｇ２…圧力調整室、Ｃ…シリンダ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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