(57)【要約】【課題】調圧値のばらつきを小さくできる減圧装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様は、弁室２１と、調圧室２２と、弁室２１と調圧室２２との間に配置される環状のシート１４と、弁室２１内に配置されるバルブ１３と、調圧室２２内に配置されるピストン１５と、ピストン１５をバルブ１３に向かう方向へ付勢するスプリング１６と、を有し、バルブ１３は、シート１４に接することにより弁室２１と調圧室２２との間を閉め、ピストン１５に押されてシート１４から離れることにより弁室２１と調圧室２２との間を開ける減圧弁１において、シート１４とバルブ１３は、並列に配置された状態で複数設けられ、複数のバルブ１３のうちの少なくとも１つのバルブ１３とその他のバルブ１３について、弁室２１と調圧室２２との間を開閉するタイミングに差を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁室と、調圧室と、前記弁室と前記調圧室との間に配置される環状のシートと、前記弁室内に配置されるバルブと、前記調圧室内に配置されるピストンと、前記ピストンを前記バルブに向かう方向へ付勢するスプリングと、を有し、前記バルブは、前記シートに接することにより前記弁室と前記調圧室との間を閉め、前記ピストンに押されて前記シートから離れることにより前記弁室と前記調圧室との間を開ける減圧装置において、
前記シートと前記バルブは、並列に配置された状態で複数設けられ、
複数の前記バルブのうちの少なくとも１つの前記バルブとその他の前記バルブについて、前記弁室と前記調圧室との間を開閉するタイミングに差を設けること、
を特徴とする減圧装置。
【請求項２】
請求項１の減圧装置において、
前記バルブは、本体部と、前記本体部に対して前記ピストン側に形成され前記弁室と前記調圧室との間を開けるときに前記ピストンに押される先端部と、を備え、
複数の前記バルブのうちの少なくとも１つの前記バルブとその他の前記バルブについて、前記先端部の長さに差を設けること、
を特徴とする減圧装置。
【請求項３】
請求項１または２の減圧装置において、
複数の前記バルブとして、第１のバルブと第２のバルブとを有し、
複数の前記シートとして、前記第１のバルブに対応する第１のシートと前記第２のバルブに対応する第２のシートとを有し、
前記第１のバルブが前記第１のシートに接し、かつ、前記第２のバルブが前記第２のシートに接することにより前記弁室と前記調圧室との間が閉められた状態から、前記調圧室内の圧力が低下することにより前記ピストンが前記スプリングに付勢されて前記バルブに向かう方向に移動するときに、前記第２のバルブが前記第１のバルブよりも先に前記ピストンに押されて前記第２のシートから離れることにより前記弁室と前記調圧室との間が開けられること、
を特徴とする減圧装置。
【請求項４】
請求項３の減圧装置において、
前記第２のシートの孔部の径は、前記第１のシートの孔部の径よりも小さく形成されていること、
を特徴とする減圧装置。
【請求項５】
請求項３または４の減圧装置において、
前記弁室は、前記第１のバルブが配置される第１の弁室と、前記第２のバルブが配置される第２の弁室と、に分かれており、
前記第１のバルブの径は、前記第２のバルブの径よりも大きく、
前記第１の弁室における流体の流れ方向の上流側の位置に前記流体の流入口が接続し、
前記第１の弁室における前記流体の流れ方向の下流側の位置に前記第１の弁室と前記第２の弁室とを連通させる連通孔が接続していること、
を特徴とする減圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体燃料の圧力を減圧して所望の圧力に調整する減圧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
減圧装置として、例えば、特許文献１には、ピストンばねに付勢されるピストンが上下方向に移動することにより、ピストンに対してバルブステムを介して配置される弁体が弁座に着座して貫通孔を閉鎖する閉じ状態と、前記の弁体が弁座から離脱して貫通孔を開放する開き状態とを確立させる減圧装置が開示されている。そして、この減圧装置では、閉じ状態により減圧室内への水素ガスの導入を停止させて減圧室の圧力を下降させ、開き状態により減圧室内への水素ガスの導入を再開させて減圧室の圧力を上昇させることにより、燃料タンクから供給される高圧の水素ガスを所定の調整値の圧力に減圧する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０６３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたような減圧装置においては、減圧された後の圧力の調整値（調圧値）は減圧室において様々に作用する力が釣り合うことで決まるため、その作用する力によっては調圧値がばらつくおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、調圧値のばらつきを小さくできる減圧装置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】
上記課題を解決するためになされた本発明の一形態は、弁室と、調圧室と、前記弁室と前記調圧室との間に配置される環状のシートと、前記弁室内に配置されるバルブと、前記調圧室内に配置されるピストンと、前記ピストンを前記バルブに向かう方向へ付勢するスプリングと、を有し、前記バルブは、前記シートに接することにより前記弁室と前記調圧室との間を閉め、前記ピストンに押されて前記シートから離れることにより前記弁室と前記調圧室との間を開ける減圧装置において、前記シートと前記バルブは、並列に配置された状態で複数設けられ、複数の前記バルブのうちの少なくとも１つの前記バルブとその他の前記バルブについて、前記弁室と前記調圧室との間を開閉するタイミングに差を設けること、を特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、減圧対象の流体を減圧するために調圧室内の圧力を調整する調圧時において、弁室内に流入する減圧対象の流体の圧力が高い場合には、複数のバルブのうちの一部のバルブのみをピストンで押して弁室と調圧室との間を開けるだけで、ピストンに作用する力の釣り合いにより、調圧室内の圧力を調整できる。そして、このような調圧時において、複数のバルブのうちの一部のバルブのみをピストンで押して弁室と調圧室との間を開けるだけなので、弁室と調圧室との間の差圧によりバルブを介してピストンに作用する力を小さくできる。そのため、弁室と調圧室との間の差圧によりバルブを介してピストンに作用する力による影響を抑制しながら、スプリングの付勢力と調圧室内の圧力との釣り合いにより、調圧室内の圧力を調整できる。したがって、調圧値のばらつきを小さくできる。
【０００８】
上記の態様においては、前記バルブは、本体部と、前記本体部に対して前記ピストン側に形成され前記弁室と前記調圧室との間を開けるときに前記ピストンに押される先端部と、を備え、複数の前記バルブのうちの少なくとも１つの前記バルブとその他の前記バルブについて、前記先端部の長さに差を設けること、が好ましい。
【０００９】
この態様によれば、ピストンがスプリングに付勢されてバルブに向かう方向に移動するときに、例えば複数のバルブのうちの少なくとも１つのバルブがその他のバルブよりも先にピストンに押されてシートから離れることにより、弁室と調圧室との間が開けられる。そのため、確実に、複数のバルブのうちの少なくとも１つのバルブとその他のバルブについて、弁室と調圧室との間を開閉するタイミングに差を設けることができる。
【００１０】
上記の態様においては、複数の前記バルブとして、第１のバルブと第２のバルブとを有し、複数の前記シートとして、前記第１のバルブに対応する第１のシートと前記第２のバルブに対応する第２のシートとを有し、前記第１のバルブが前記第１のシートに接し、かつ、前記第２のバルブが前記第２のシートに接することにより前記弁室と前記調圧室との間が閉められた状態から、前記調圧室内の圧力が低下することにより前記ピストンが前記スプリングに付勢されて前記バルブに向かう方向に移動するときに、前記第２のバルブが前記第１のバルブよりも先に前記ピストンに押されて前記第２のシートから離れることにより前記弁室と前記調圧室との間が開けられること、が好ましい。
【００１１】
この態様によれば、減圧対象の流体を減圧するために調圧室内の圧力を調整する調圧時において、弁室内に流入する減圧対象の流体の圧力が高い場合には、第２のバルブのみをピストンで押して弁室と調圧室との間を開けるだけで、ピストンに作用する力の釣り合いにより、調圧室内の圧力を調整できる。そして、このような調圧時において、第２のバルブのみをピストンで押して弁室と調圧室との間を開けるだけなので、弁室と調圧室との間の差圧によりバルブを介してピストンに作用する力を小さくできる。そのため、弁室と調圧室との間の差圧によりバルブを介してピストンに作用する力による影響を抑制しながら、スプリングの付勢力と調圧室内の圧力との釣り合いにより、調圧室内の圧力を調整できる。したがって、調圧値のばらつきを小さくできる。
【００１２】
上記の態様においては、前記第２のシートの孔部の径は、前記第１のシートの孔部の径よりも小さく形成されていること、が好ましい。
【００１３】
この態様によれば、第２のバルブがピストンに押されて第２のシートから離れることにより弁室と調圧室との間が開けられたときに、第２のバルブと第２のシートとの間の開口部の面積を小さくできる。そのため、弁室と調圧室との間の差圧により第２のバルブを介してピストンに作用する力を、より効果的に小さくできる。したがって、弁室と調圧室との間の差圧により第２のバルブを介してピストンに作用する力による影響をより効果的に抑制しながら、スプリングの付勢力と調圧室内の圧力との釣り合いにより、調圧室内の圧力を調整できる。ゆえに、より効果的に調圧値のばらつきを小さくできる。
【００１４】
上記の態様においては、前記弁室は、前記第１のバルブが配置される第１の弁室と、前記第２のバルブが配置される第２の弁室と、に分かれており、前記第１のバルブの径は、前記第２のバルブの径よりも大きく、前記第１の弁室における流体の流れ方向の上流側の位置に前記流体の流入口が接続し、前記第１の弁室における前記流体の流れ方向の下流側の位置に前記第１の弁室と前記第２の弁室とを連通させる連通孔が接続していること、が好ましい。
【００１５】
この態様によれば、第２のバルブは、弁室内に高圧の流体が流入した時において衝撃的な荷重を受け難くなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の減圧装置によれば、調圧値のばらつきを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の減圧弁の断面図であり、調圧室の圧力が大気圧であるときを示す図である。
【図２】本実施形態の減圧弁の断面図であり、第１のバルブと第２のバルブが共に閉弁状態であるときを示す図である。
【図３】本実施形態の減圧弁の断面図であり、第１のバルブが閉弁状態である一方で、第２のバルブが開弁状態であるときを示す図である。
【図４】本実施形態の減圧弁の断面図であり、第１のバルブと第２のバルブが共に開弁状態であるときを示す図である。
【図５】比較例の減圧弁の断面図である。
【図６】ピストンに作用する力の釣り合いを示す図である。
【図７】流入する燃料ガスの圧力と調圧値との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る実施形態である減圧弁について詳細に説明する。はじめに、本実施形態に係る減圧弁の全体構造とその動作方法を説明し、その後、調圧値のばらつき等について説明する。
【００１９】
本実施形態に係る減圧弁１は、燃料ガスＧを減圧しながら所望の圧力に調整する減圧装置である。なお、燃料ガスＧは、例えば、車両用燃料電池（ＦＣ）（不図示）に供給される水素ガスである。また、減圧弁１の上流側には、燃料タンク（不図示）に貯留された燃料ガスＧを供給又は停止する主止弁（不図示）が接続され、減圧弁１の下流側には、所望の圧力に調圧された燃料ガスＧを燃料電池に供給するインジェクタ（不図示）が接続されている。燃料タンクに貯留される燃料ガスＧは、充填設備によっては約８０〜９０ＭＰａ程度の圧力で充填される場合がある。一方、減圧弁１からインジェクタに供給される燃料ガスＧの圧力は、例えば１．０〜１．５ＭＰａ程度の圧力まで減圧される。
【００２０】
図１に示すように、減圧弁１は、入口部材１１と、ハウジング１２と、バルブ１３と、シート１４と、ピストン１５と、スプリング１６と、シール部材１７と、ウエアリング１８と、スプリング１９などを有する。
【００２１】
入口部材１１の内部には、弁室２１が形成されている。本実施形態では、弁室２１は、第１の弁室２１−１と第２の弁室２１−２の２つに分かれている。また、入口部材１１は、燃料ガスＧを減圧弁１内に流入させるための流入口３１を備えている。この流入口３１は、第１の弁室２１−１における上流側（燃料ガスＧの流れ方向の上流側）の位置に接続している。また、入口部材１１は、第１の弁室２１−１と第２の弁室２１−２との間において、第１の弁室２１−１と第２の弁室２１−２とを連通させる連通孔３２を備えている。この連通孔３２は、第１の弁室２１−１における下流側（燃料ガスＧの流れ方向の下流側）の位置に接続している。
【００２２】
ハウジング１２は、入口部材１１に対して下流側の位置にて、入口部材１１に取り付けられている。ハウジング１２の内部には、調圧室２２が形成されている。
【００２３】
バルブ１３は、弁室２１内に配置されている。バルブ１３は、本体部４１と先端部４２などを備えている。
【００２４】
本体部４１は、一部が中空に形成された円柱状の円柱部４１ａと、円柱部４１ａの下流側（シート１４側、ピストン１５側）の端部に接続され下流側に向かって先細るように形成されたテーパ部４１ｂなどを備えている。そして、円柱部４１ａの中空部分にスプリング１９が配置されている。なお、バルブ１３がシート１４に接して弁室２１と調圧室２２との間を閉めるときには、テーパ部４１ｂがシート１４に接する。
【００２５】
先端部４２は、本体部４１に対してピストン１５側（下流側）に形成された部分である。この先端部４２は、シート１４のシート孔２３を通って、調圧室２２内まで貫通するように形成されている。先端部４２の最先端部は、バルブ１３が弁室２１と調圧室２２との間を開けるときにピストン１５に押される。
【００２６】
このようなバルブ１３は、詳しくは後述するように、シート１４に接することにより弁室２１と調圧室２２との間を閉め（閉弁状態になり）、ピストン１５に押されてシート１４から離れることにより弁室２１と調圧室２２との間を開ける（開弁状態になる）ように作用する。
【００２７】
本実施形態では、バルブ１３は、ピストン１５の径方向（図１の左右方向）に沿って並列に配置された状態で、複数設けられている。具体的には、減圧弁１は、２つのバルブ１３として、第１のバルブ１３−１と第２のバルブ１３−２とを有している。そして、第１のバルブ１３−１は第１の弁室２１−１内に配置され、第２のバルブ１３−２は第２の弁室２１−２内に配置されている。
【００２８】
本実施形態では、第１のバルブ１３−１における本体部４１の外径は、第２のバルブ１３−２における本体部４１の外径よりも大きい。また、本実施形態では、複数のバルブ１３のうちの少なくとも１つのバルブ１３とその他のバルブ１３について、バルブ１３の先端部４２の長さに差を設けている。具体的には、第２のバルブ１３−２の先端部４２は、第１のバルブ１３−１の先端部４２よりも長く形成されている。
【００２９】
シート１４は、入口部材１１とハウジング１２との間、すなわち、弁室２１と調圧室２２との間に配置されており、入口部材１１とハウジング１２との間を封止している。シート１４は、環状に形成されており、その内側に形成される貫通した孔部であるシート孔２３を備えている。そして、このシート孔２３により、バルブ１３が開弁状態であるときに、弁室２１と調圧室２２との間が連通可能となっている。
【００３０】
本実施形態では、シート１４は、ピストン１５の径方向に沿って並列に配置された状態で、複数設けられている。具体的には、減圧弁１は、２つのシート１４として、第１のバルブ１３−１に対応して設けられた第１のシート１４−１と、第２のバルブ１３−２に対応して設けられた第２のシート１４−２と、を有している。また、本実施形態では、第２のシート１４−２のシート孔２３の面積（径）は、第１のシート１４−１のシート孔２３の面積（径）よりも小さく形成されている。
【００３１】
ピストン１５は、調圧室２２内に配置されている。ピストン１５には、ハウジング１２との間にシール部材１７とウエアリング１８が組み付けられている。
【００３２】
スプリング１６は、ピストン１５を上流方向、すなわち、バルブ１３に向かう方向に付勢している。
【００３３】
スプリング１９は、弁室２１内に配置されており、バルブ１３をシート１４に向かう方向に付勢している。本実施形態では、減圧弁１は、２つのスプリング１９として、第１のバルブ１３−１に対応して設けられた第１のスプリング１９−１と、第２のバルブ１３−２に対応して設けられた第２のスプリング１９−２と、を備えている。
【００３４】
以上のような構成の減圧弁１は、以下のように作用する。ここで、調圧値とは、減圧された後の圧力の調整値である。そして、本実施形態における調圧値とは、燃料ガスＧの圧力を減圧して調整したとき（調圧後）の調圧室２２内の圧力Ｐ２の値である。また、設定調圧値とは、設定すべき調圧値である。
【００３５】
まず、調圧室２２内の圧力Ｐ２が設定調圧値より低い（あるいは、燃料ガスＧが流入していない）とき、例えば、圧力Ｐ２が大気圧のときには、図１に示すように、ピストン１５は、スプリング１６により上流方向に付勢され、調圧室２２の上流側の壁面２２ａに突き当たっている。このとき、第１のバルブ１３−１と第２のバルブ１３−２は共にピストン１５に押し上げられており、第１の弁室２１−１と調圧室２２との間、および、第２の弁室２１−２と調圧室２２との間は、共に開いている。すなわち、第１のバルブ１３−１と第２のバルブ１３−２は、共に、開弁状態である。
【００３６】
そこで、入口部材１１の流入口３１から燃料ガスＧが流入すると、燃料ガスＧは、第１の弁室２１−１におけるハウジング１２と第１のバルブ１３−１の間と、第１のシート１４−１のシート孔２３を通って調圧室２２内に流入する。また、燃料ガスＧは、第１の弁室２１−１におけるハウジング１２と第１のバルブ１３−１の間と、連通孔３２と、第２の弁室２１−２と、第２のシート１４−２のシート孔２３を通って調圧室２２内に流入する。そして、このように燃料ガスＧが調圧室２２内に流入して、調圧室２２内の圧力が上昇すると、スプリング付勢力Ｐｓ（スプリング１６の付勢力）に抗して、ピストン１５が下流方向（バルブ１３から離れる方向）に移動する。それに伴い、２つのバルブ１３もシート１４側へ移動して、バルブ１３とシート１４との間の開口部の面積（以下、「開口面積」という。）を減少させ、調圧室２２内に流入する燃料ガスＧの量を低減させる。
【００３７】
そして、調圧室２２内の圧力Ｐ２が設定調圧値近くになると、まず、第１のバルブ１３−１が第１のシート１４−１に接して、その後、調圧室２２内の圧力Ｐ２が設定調圧値になると、第２のバルブ１３−２が第２のシート１４−２に接する（図２参照）。このようにして、第１のバルブ１３−１が閉弁した後、第２のバルブ１３−２が閉弁する。すなわち、第１のバルブ１３−１により第１の弁室２１−１と調圧室２２との間を閉めるタイミングと、第２のバルブ１３−２により第２の弁室２１−２と調圧室２２との間を閉めるタイミングとに差を設けている。そして、これにより、図２に示すように、第１のバルブ１３−１と第２のバルブ１３−２は、共に、閉弁状態になる。
【００３８】
次に、このように第１のバルブ１３−１が第１のシート１４−１に接し、かつ、第２のバルブ１３−２が第２のシート１４−２に接することにより弁室２１と調圧室２２との間が閉められた状態（閉弁状態、図２参照）から、調圧室２２内の燃料ガスＧが減圧弁１の外部へ流出して、調圧室２２内の圧力Ｐ２が低下したとする。すると、スプリング付勢力Ｐｓに抗する力が弱くなるので、ピストン１５がスプリング１６に付勢されて上流方向、すなわち、バルブ１３に向かう方向に移動する。ここで、前記のように、第２のバルブ１３−２の先端部４２は、第１のバルブ１３−１の先端部４２よりも長く形成されている。そのため、第２のバルブ１３−２が第１のバルブ１３−１よりも先にピストン１５に押されて上流方向に移動して第２のシート１４−２から離れる。これにより、第２の弁室２１−２と調圧室２２との間が開けられる（連通する）。すなわち、第２のバルブ１３−２と第２のシート１４−２との間が開口して、その開口面積が増加する。このようにして、図３に示すように、第１のバルブ１３−１が閉弁状態である一方で、第２のバルブ１３−２が開弁状態になる。すなわち、第２のバルブ１３−２により第２の弁室２１−２と調圧室２２との間を開けるタイミングと、第１のバルブ１３−１により第１の弁室２１−１と調圧室２２との間を閉めるタイミングとに差を設けている。
【００３９】
そうすると、入口部材１１の流入口３１から第１の弁室２１−１内に流入した燃料ガスＧが、第１の弁室２１−１内におけるハウジング１２と第１のバルブ１３−１の間と、連通孔３２と、第２の弁室２１−２と、第２のバルブ１３−２と第２のシート１４−２との間の開口部、すなわち、第２のシート１４−２のシート孔２３を通って、調圧室２２内に流入する。
【００４０】
ここで流入した燃料ガスＧの圧力Ｐ１が高い（所定圧以上である）場合においては、第２のバルブ１３−２と第２のシート１４−２との間の開口面積が得られるだけでも、十分な燃料ガスＧが調圧室２２内に流入する。すなわち、第２のバルブ１３−２が開弁状態になっているが第１のバルブ１３−１が閉弁状態となっておりバルブ１３とシート１４との間の全体の開口面積が小さくても、流入した燃料ガスＧの圧力Ｐ１が高い場合においては、十分な燃料ガスＧが調圧室２２内に流入する。これにより、ピストン１５に作用するスプリング付勢力Ｐｓとの釣り合いにより、調圧室２２内の圧力Ｐ２を設定調圧値に調整できる。そして、この調整後、ピストン１５は下流方向、すなわち、バルブ１３から離れる方向に移動することにより、第２のバルブ１３−２は、第２のシート１４−２に接して閉弁する。
【００４１】
一方、流入した燃料ガスＧの圧力Ｐ１が低い（所定圧未満である）場合においては、第２のバルブ１３−２と第２のシート１４−２との間の開口面積が得られるだけでは、十分な燃料ガスＧが調圧室２２内に流入しない。すなわち、第２のバルブ１３−２が開弁状態になっているが第１のバルブ１３−１が閉弁状態となっておりバルブ１３とシート１４との間の全体の開口面積が小さいと、流入した燃料ガスＧの圧力Ｐ１が低い場合においては、十分な燃料ガスＧが調圧室２２内に流入しない。
【００４２】
そのため、調圧室２２内の圧力Ｐ２は設定調圧値に至らないので、ピストン１５はさらに上流方向に移動して、第１のバルブ１３−１もピストン１５に押されて上流方向に移動して第１のシート１４−１から離れることにより、第１の弁室２１−１と調圧室２２との間も開けられる（連通する）。すなわち、第１のバルブ１３−１と第１のシート１４−１との間が開口して、その開口面積が増加する。このようにして、図４に示すように、第１のバルブ１３−１と第２のバルブ１３−２は、共に、開弁状態になる。そのため、バルブ１３とシート１４との間の全体の開口面積が大きくなるので、十分な燃料ガスＧが調圧室２２内に流入する。これにより、ピストン１５に作用するスプリング付勢力Ｐｓとの釣り合いにより、調圧室２２内の圧力Ｐ２を設定調圧値に調整できる。そして、この調整後、ピストン１５は下流方向、すなわち、バルブ１３から離れる方向に移動することにより、第１のバルブ１３−１は第１のシート１４−１に接して閉弁し、かつ、第２のバルブ１３−２は第２のシート１４−２に接して閉弁する。
【００４３】
以上のように、本実施形態の減圧弁１は、２つのバルブ１３（第１のバルブ１３−１と第２のバルブ１３−２）について、弁室２１と調圧室２２との間を開閉するタイミング（時期）に差を設けている。
【００４４】
次に、調圧値のばらつきに関して説明する。まず、図５に示すような比較例の減圧弁１０１を想定する。この減圧弁１０１は、バルブ１３とシート１４とスプリング１９と弁室２１が、各々１つずつ設けられている。また、減圧弁１０１におけるシート孔２３の面積（径）は、本実施形態の減圧弁１の第１のシート１４−１のシート孔２３の面積（径）と第２のシート１４−２のシート孔２３の面積（径）の合計と同じ大きさに設定されているとする。
【００４５】
すると、比較例の減圧弁１０１において、流入する燃料ガスＧの圧力Ｐ１の影響により調圧値がばらつくおそれがある。すなわち、調圧時（ピストン１５によりバルブ１３を押してバルブ１３を開弁させて圧力Ｐ１の燃料ガスＧを調圧室２２内に流入させることにより調圧室２２内の圧力Ｐ２を調整するとき）において、（シート孔２３の面積）×（圧力Ｐ１−圧力Ｐ２）により表される発生力Ｐｖが、バルブ１３を介してピストン１５を押す方向に作用する（図６参照）。なお、「シート孔２３の面積」とは、シート孔２３における中心軸に直交する断面の面積である。また、「圧力Ｐ１−圧力Ｐ２」は、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２の差圧である。
【００４６】
そうすると、図６に示すように、ピストン１５において、スプリング付勢力Ｐｓに抗して、調圧室２２内の圧力Ｐ２によりピストン１５を押す方向に作用する力（圧力Ｐ２×ピストン面積）の他に、前記の発生力Ｐｖが作用することになる。なお、「ピストン面積」は、ピストン１５におけるバルブ１３側の面の面積である。そして、これらのピストン１５に作用する力の釣り合いにより、調圧室２２内の圧力Ｐ２が調整されて、減圧弁１０１の調圧値が決まる。
【００４７】
すると、スプリング付勢力Ｐｓは一定であるところ、圧力Ｐ１が高い場合には、前記の発生力Ｐｖが大きくなるので、圧力Ｐ２によりピストン１５を押す方向に作用する力が小さくても、すなわち、圧力Ｐ２が低くても、ピストン１５に作用する力が釣り合うことになる。そのため、図７に示すように、圧力Ｐ１が高い場合には、調圧値が小さくなる（低下する）。なお、逆に、図７に示すように、圧力Ｐ１が低い場合には、調圧値が大きくなる（上昇する）。このように、比較例の減圧弁１０１において、調圧値は、流入する燃料ガスＧの圧力Ｐ１の大きさによりばらつき易い。
【００４８】
これに対して、本実施形態では、バルブ１３とシート１４とスプリング１９と弁室２１が、各々２つずつ設けられており、第１のシート１４のシート孔２３と第２のシート１４のシート孔２３とからなる２つのシート孔２３により、バルブ１３が開弁状態であるときのバルブ１３とシート１４との間の開口面積を調整できるようになっている。
【００４９】
詳しくは、本実施形態では、調圧時において、流入する燃料ガスＧの圧力Ｐ１が高い場合には、前記のように第２のバルブ１３−２のみが開弁するので、（第２のシート１４−２のシート孔２３の面積）×（圧力Ｐ１−圧力Ｐ２）により表される発生力Ｐｖが、第２のバルブ１３−２を介してピストン１５を押す方向に作用する。なお、「第２のシート１４−２のシート孔２３の面積」とは、第２のシート１４−２のシート孔２３における中心軸に直交する断面の面積である。
【００５０】
そうすると、前記のようにピストン１５に作用する力の釣り合いにより調圧室２２内の圧力Ｐ２が調整されて減圧弁１の調圧値が決まるが、第２のシート１４−２のシート孔２３の面積（径）は、比較例の減圧弁１０１における１つのシート孔２３の面積（径）よりも小さいので、比較例の減圧弁１０１に比べて発生力Ｐｖが小さくなる。特に、本実施形態では、第２のシート１４−２のシート孔２３の面積（径）は第１のシート１４−１のシート孔２３の面積（径）よりも小さく形成されているので、より効果的に発生力Ｐｖが小さくなる。そのため、発生力Ｐｖによる影響を抑制しながら、スプリング付勢力Ｐｓと調圧室２２内の圧力Ｐ２との釣り合いにより、調圧室２２内の圧力Ｐ２を調整できる。したがって、調圧室２２内の圧力Ｐ２を比較例の減圧弁１０１のときよりも高く調整することにより、ピストン１５に作用する力を釣り合わせることができる。したがって、圧力Ｐ１が高い場合において、発生力Ｐｖによる影響により調圧値が低下することが抑制される。
【００５１】
なお、調圧時において、流入する燃料ガスＧの圧力Ｐ１が低い場合には、前記のように第１のバルブ１３−１と第２のバルブ１３−２が開弁するので、（第２のシート１４−２のシート孔２３の面積＋第１のシート１４−１のシート孔２３の面積）×（圧力Ｐ１−圧力Ｐ２）により表される発生力Ｐｖが、第１のバルブ１３−１と第２のバルブ１３−２を介してピストン１５を押す方向に作用する。なお、「第１のシート１４−１のシート孔２３の面積」とは、第１のシート１４−１のシート孔２３における中心軸に直交する断面の面積である。そうすると、前記のようにピストン１５に作用する力の釣り合いにより調圧室２２内の圧力Ｐ２が調整されて減圧弁１の調圧値が決まるが、第２のシート１４−２のシート孔２３の面積と第１のシート１４−１のシート孔２３の面積の合計は、比較例の減圧弁１０１のシート孔２３の面積と同じ大きさであるので、発生力Ｐｖは比較例の減圧弁１０１のときと同じ大きさになる。そのため、ピストン１５に作用する力の釣り合い状態は、比較例の減圧弁１０１のときと同じになる。したがって、圧力Ｐ１が低い場合においては、前記の比較例の減圧弁１０１と同様に調圧値が上昇しうる。
【００５２】
以上のように本実施形態によれば、特に圧力Ｐ１が高い場合において調圧値の低下が抑制されるので、比較例の減圧弁１０１よりも、調圧値のばらつきが小さくなる（例えば、図７に示す「δ」のように小さくなる）。
【００５３】
なお、調圧値のばらつきは、ピストン１５の径とも関係している。ピストン１５は、調圧時において、（ピストンの面積）×（調圧値）で表される力の作用を受ける。ここで、前記においては、本実施形態の減圧弁１は比較例の減圧弁１０１に比べ調圧値のばらつきが小さくなることを示したが、調圧値のばらつきを比較例の減圧弁１０１と同じ大きさに設定してもよい。これにより、ピストン１５の径を小さくしてピストン１５の面積を小さくすることができる。このようにすれば、減圧弁１を小型化できる。
【００５４】
また、本実施形態では、第１の弁室２１−１における燃料ガスＧの流れ方向の上流側の位置に流入口３１が接続し、第１の弁室２１−１における燃料ガスＧの流れ方向の下流側の位置に第１の弁室２１−１と第２の弁室２１−２とを連通させる連通孔３２が接続している。そして、これにより、燃料ガスＧを、径の大きい第１のバルブ１３−１に対して上流側の位置から流入させ、その後、第１のバルブ１３−１に対して下流側の位置から連通孔３２を介して、第２のバルブ１３−２が配置される第２の弁室２１−２に流すことができる。
【００５５】
これにより、高圧の燃料ガスＧが流入口３１から流入した場合に、第２のバルブ１３−２にて、特に第２のバルブ１３−２の先端部にて、衝撃的な荷重を受け難くすることができる。すなわち、流入口３１から第１の弁室２１−１に流入した高圧の燃料ガスＧは、第１のバルブ１３−１の下流側の位置から連通孔３２を介して第２の弁室２１−２へ流入すると、まず、第２のバルブ１３−２に対して下流側（シート１４側）の位置へ流れた後に上流側（シート１４から離れる側）に流れるため、第２のバルブ１３−２の上流側端面４３が高圧の燃料ガスＧによって押され難い。したがって、ピストン１５に接する第２のバルブ１３−２の細い先端部４２は、高圧の燃料ガスＧが流入した時の衝撃的な荷重を受け難い。
【００５６】
本実施形態の減圧弁１によれば、バルブ１３とシート１４は、並列に配置された状態で複数設けられ、複数のバルブ１３のうちの少なくとも１つのバルブ１３とその他のバルブ１３について、弁室２１と調圧室２２との間を開閉するタイミングに差を設けている。具体的には、減圧弁１は、第１のバルブ１３−１が第１のシート１４−１に接し、かつ、第２のバルブ１３−２が第２のシート１４−２に接することにより弁室２１と調圧室２２との間が閉められた状態から、調圧室２２内の圧力Ｐ２が低下することによりピストン１５がスプリング１６に付勢されてバルブ１３に向かう方向に移動するときに、第２のバルブ１３−２が第１のバルブ１３−１よりも先にピストン１５に押されて第２のシート１４−２から離れることにより第２の弁室２１−２と調圧室２２との間が開けられる。
【００５７】
これにより、減圧対象の燃料ガスＧを減圧するために調圧室２２内の圧力Ｐ２を調整する調圧時において、弁室２１内に流入する燃料ガスＧの圧力が高い場合には、第２のバルブ１３−２のみをピストン１５で押して第２の弁室２１−２と調圧室２２との間を開けるだけで、すなわち、第２のバルブ１３−２を開弁状態にするだけで、ピストン１５に作用するスプリング付勢力Ｐｓとの釣り合いにより、調圧室２２内の圧力Ｐ２を調整できる。そして、このような調圧時において、第２のバルブ１３−２を開弁状態にするだけなので、弁室２１と調圧室２２との間の差圧によりバルブ１３を介してピストン１５に作用する発生力Ｐｖを、第２のバルブ１３−２を介してピストン１５に作用する力のみとして、小さくできる。そのため、発生力Ｐｖによる影響を抑制しながら、スプリング付勢力Ｐｓと調圧室２２内の圧力Ｐ２との釣り合いにより、調圧室２２内の圧力Ｐ２を調整できる。したがって、弁室２１内に流入する燃料ガスＧの圧力が高い場合において、発生力Ｐｖを小さくできるので、発生力Ｐｖによる影響により調圧値が低下することが抑制される。ゆえに、調圧値のばらつきを小さくできる。
【００５８】
また、本実施形態では、複数のバルブ１３のうちの少なくとも１つのバルブ１３とその他のバルブ１３について、バルブ１３の先端部４２の長さに差を設けている。具体的には、第２のバルブ１３−２の先端部４２は、第１のバルブ１３−１の先端部４２よりも長く形成されている。これにより、ピストン１５がスプリング１６に付勢されてバルブ１３に向かう方向に移動するときに、第２のバルブ１３−２が第１のバルブ１３−１よりも先にピストン１５に押されて第２のシート１４−２から離れることにより、第２の弁室２１と調圧室２２との間が開けられる。そのため、確実に、第１のバルブ１３−１と第２のバルブ１３−２について、弁室２１と調圧室２２との間を開閉するタイミングに差を設けることができる。
【００５９】
また、本実施形態では、第２のシート１４−２のシート孔２３の面積（径）は、第１のシート１４−１のシート孔２３の面積（径）よりも小さく形成されている。これにより、第２のバルブ１３−２がピストン１５に押されて第２のシート１４−２から離れることにより第２の弁室２１−２と調圧室２２との間が開けられたとき、すなわち、第２のバルブ１３−２が開弁状態であるときに、第２のバルブ１３−２と第２のシート１４−２との間の開口面積を小さくできる。そのため、第２の弁室２１−２と調圧室２２との間の差圧により第２のバルブ１３−２を介してピストン１５に作用する発生力Ｐｖを、より効果的に小さくできる。したがって、発生力Ｐｖによる影響をより効果的に抑制しながら、スプリング付勢力Ｐｓと調圧室２２内の圧力Ｐ２との釣り合いにより、調圧室内の圧力Ｐ２を調整できる。ゆえに、より効果的に調圧値のばらつきを小さくできる。
【００６０】
また、本実施形態では、弁室２１は、第１のバルブ１３−１が配置される第１の弁室２１−１と、第２のバルブ１３−２が配置される第２の弁室２１−２と、に分かれており、第１のバルブ１３−１の径は、第２のバルブ１３−２の径よりも大きく、第１の弁室２１−１における上流側の位置に燃料ガスＧの流入口３１が接続し、第１の弁室２１−１における下流側の位置に第１の弁室２１−１と第２の弁室２１−２とを連通させる連通孔３２が接続している。これにより、第２のバルブ１３−２の先端部４２は、第１の弁室２１−１内に高圧の燃料ガスＧが流入した時において衝撃的な荷重を受け難くなる。
【００６１】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【００６２】
例えば、バルブ１３とシート１４とスプリング１９と弁室２１は、各々、３つ以上設けられていてもよい。そして、３つ以上のバルブ１３のうちの少なくとも１つのバルブ１３とその他のバルブ１３について、弁室２１と調圧室２２との間を開閉する（開閉弁する）タイミングに差を設けてもよい。例えば、３つのバルブ１３について、１つずつ順に開弁または閉弁させてもよい。または、３つのバルブ１３について、１つのバルブ１３を先に開弁または閉弁させた後、その他の２つのバルブ１３を同時に開弁または閉弁させてもよい。
【００６３】
また、バルブ１３の先端部４２の代わりに、ピストン１５においてバルブ１３側に突出した突出部が形成され、この突出部によりバルブ１３が押されて開弁するとしてもよい。そして、複数のバルブ１３に対応する複数の突出部の長さに差を設けることにより、複数のバルブ１３のうちの少なくとも１つのバルブ１３とその他のバルブ１３について、弁室２１と調圧室２２との間を開閉するタイミングに差を設けてもよい。
【００６４】
また、第１のシート１４−１のシート孔２３の面積（径）と第２のシート１４−２のシート孔２３の面積（径）が、同じでもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１  減圧弁
１１  入口部材
１２  ハウジング
１３  バルブ
１３−１  第１のバルブ
１３−２  第２のバルブ
１４  シート
１４−１  第１のシート
１４−２  第２のシート
１５  ピストン
１６  スプリング
１９  スプリング
１９−１  第１のスプリング
１９−２  第２のスプリング
２１  弁室
２１−１  第１の弁室
２１−２  第２の弁室
２２  調圧室
２３  シート孔
３１  流入口
３２  連通孔
４１  本体部
４２  先端部
Ｇ    燃料ガス
Ｐ１  （燃料ガスの）圧力
Ｐ２  （調圧室内の）圧力
Ｐｓ  スプリング付勢力
Ｐｖ  発生力
【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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