(57)【要約】【課題】本発明は、ピストンの形状が複雑化するのを防止し、加工及び組み付けが容易な減圧弁を提供することを課題とする。【解決手段】本発明に係る減圧弁１０は、一次ポート３２と二次ポート３４との間に設けられた弁ユニット１８と、弁ユニット１８の下流に設けられたシリンダ１２と、シリンダ１２内を減圧室３８と圧力調整室９６とに区画するとともにシリンダ１２内を摺動して弁ユニット１８を開閉するピストン１４と、シリンダ１２の内周面に配され弾性部材２８の押圧力によりピストン１４に摺接する摺接片２６ａを備えたシール部材２４と、を備え、シリンダ１２は、減圧室３８を形成する本体部材２０と、圧力調整室９６を形成するカバー部材２２と、で構成され、本体部材２０及びカバー部材２２との境界部分にシール部材２４を配する環状溝９４を有することを特徴とする。【選択図】図１
2011108057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次ポートと二次ポートとの間に設けられた開閉弁と、
前記開閉弁の下流に設けられたシリンダと、
前記シリンダ内に設けられ減圧室と圧力調整室とを区画するとともに前記圧力調整室側から作用する力と前記減圧室側から作用する力との差に応じて前記シリンダ内を摺動して前記開閉弁を開閉するピストンと、
前記シリンダの内周面に配され弾性部材の押圧力により前記ピストンの外周面に摺接する摺接片を備えた環状の第一シール部材と、を備え、
前記シリンダは、
前記減圧室を形成する本体部材と、
前記圧力調整室を形成するカバー部材と、を連結して構成され、
前記本体部材及び前記カバー部材との境界部分に前記第一シール部材が配される第一環状溝が形成されることを特徴とする減圧弁。
【請求項２】
前記圧力調整室を形成する前記カバー部材の開口周縁に前記圧力調整室よりも大径に形成されて前記第一シール部材が配置されるシール部材配置部と、
前記減圧室を形成する前記本体部材の開口周縁に形成されて外周面が前記シール部材配置部の内周面に摺接するインロー突部と、を有し、
前記第一環状溝は、前記シール部材配置部に前記インロー突部が挿入されることで形成されることを特徴とする請求項１に記載の減圧弁。
【請求項３】
前記第一シール部材は、断面Ｕ字状の環状部材であり、Ｕ字の開口部分をインロー突部側に向けた状態で前記第一環状溝に配され、
前記カバー部材及び前記本体部材との境界部分には前記第一環状溝を囲む第二環状溝が形成され、
前記第二環状溝には、前記本体部材及び前記カバー部材との間を密閉する第二シール部材が配されることを特徴とする請求項２に記載の減圧弁。
【請求項４】
前記第一シール部材よりも前記圧力調整室側に配置され、前記摺接片を前記ピストンの外周面に摺接させる押圧力よりも小さな弾圧力で前記シリンダの内周面に摺接する緩衝部材を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の減圧弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池車用水素ガス等の高圧ガスの圧力調整に用いられる減圧弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池車両等に用いられる燃料タンクは、貯蔵容量の増大を図るべく、一層の高圧化（例えば９０ＭＰａ）が進められている。減圧弁は、燃料タンクから供給される高圧（一次圧）の燃料ガスを低圧（二次圧）に減圧するために用いられ、例えば、特許文献１に開示されているピストン型の減圧弁が知られている。特許文献１の減圧弁は、ピストンの動きに応じて弁を開閉させるものであり、気密性を確保するシール部材がピストンの外周面に配されている。燃料電池車両等に用いられる減圧弁では、極めて高圧の燃料ガスがシール部材に作用する。そのため、特許文献１の減圧弁では、板ばねを含む環状のリップシールがシール部材として用いられており、高圧下においても十分な気密性とともに、ピストンの摺動性が確保されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】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】
ここで、板ばねを含むリップシールは、Ｏリング等に比べ径方向の伸縮性に乏しい。そのため、リップシールをピストンの外周面に装着するには、特許文献１の減圧弁のように、ピストンと固定ナットとの間にリップシールを挟持させる必要があった。しかし、特許文献１の減圧弁は、ピストンに対してリップシールや固定用ナットを装着する必要があるため、ピストンの形状が複雑になってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を鑑みて、ピストンの形状が複雑化するのを防止し、加工及び組み付けが容易な減圧弁を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため提供される請求項１の減圧弁は、一次ポートと二次ポートとの間に設けられた開閉弁と、前記開閉弁の下流に設けられたシリンダと、前記シリンダ内に設けられ減圧室と圧力調整室とを区画するとともに前記圧力調整室側から作用する力と前記減圧室側から作用する力との差に応じて前記シリンダ内を摺動して前記開閉弁を開閉するピストンと、前記シリンダの内周面に配され弾性部材の押圧力により前記ピストンの外周面に摺接する摺接片を備えた環状の第一シール部材と、を備え、前記シリンダは、前記減圧室を形成する本体部材と、前記圧力調整室を形成するカバー部材と、を連結して構成され、前記本体部材及び前記カバー部材との境界部分に前記第一シール部材が配される第一環状溝が形成されることを特徴とする。
【０００７】
本請求項の減圧弁は、第一シール部材が、本体部材とカバー部材の境界部分に形成される第一環状溝に配される。そのため、本請求項の減圧弁は、第一シール部材の弾性部材が伸縮性に乏しい場合であっても、第一シール部材を固定するための固定用ナットをピストンに装着する必要がなく、ピストンの形状が複雑化しない。
【０００８】
また、第一シール部材がピストンの外周面に取り付けられる従来の減圧弁では、第一シール部材をピストンに取り付けるために固定用ナットをピストンに締結する工程が必要であった。これに対し、本請求項の減圧弁は、第一環状溝に第一シール部材を配置して本体部材とカバー部材とを連結するだけで、第一シール部材を取り付けることが可能である。そのため、本請求項の減圧弁は、第一シール部材の取り付けに特別な工程を必要とせず、組み付けが容易である。
【０００９】
さらに、第一シール部材がピストンの外周面に配置された従来の減圧弁では、第一シール部材の摺接片との摺動性を確保するため、シリンダの内周面が所定の表面粗さに精密加工されていた。これに対し、本請求項の減圧弁では、第一シール部材の摺接片が摺接するのがピストンの外周面であるため、シリンダの内周面に比べて加工が容易なピストンの外周面を精密加工することになる。したがって、本請求項の減圧弁は、第一シール部材の摺動性を確保するための精密加工を容易に行うことができる。
【００１０】
請求項２の減圧弁は、請求項１に記載の発明において、前記圧力調整室を形成する前記カバー部材の開口周縁に前記圧力調整室よりも大径に形成されて前記第一シール部材が配置されるシール部材配置部と、前記減圧室を形成する前記本体部材の開口周縁に形成されて外周面が前記シール部材配置部の内周面に摺接するインロー突部と、を有し、前記第一環状溝は、前記シール部材配置部に前記インロー突部が挿入されることで形成されることを特徴とする。
【００１１】
本請求項の減圧弁は、本体部材のインロー突部を、カバー部材のシール部材配置部に挿入することで、本体部材に対するカバー部材の位置決めを容易に行うことが可能である。
【００１２】
請求項３の減圧弁は、請求項２に記載の発明において、前記第一シール部材は、断面Ｕ字状の環状部材であり、Ｕ字の開口部分をインロー突部側に向けた状態で前記第一環状溝に配され、前記カバー部材及び前記本体部材との境界部分には前記第一環状溝を囲む第二環状溝が形成され、前記第二環状溝には、前記本体部材及び前記カバー部材との間を密閉する第二シール部材が配されることを特徴とする。
【００１３】
本請求項の減圧弁は、第一シール部材のＵ字の開口部分をインロー突部側に向けることで、減圧室から、シリンダの内周面とピストンとの間に侵入する流体を、第一シール部材の開口内に導入することができる。第一シール部材の開口部分から流体が導入されると、導入された流体の圧力によって、第一シール部材の摺接片がピストン側に押されるため、本請求項の減圧弁は、摺接片によるピストンを押圧する力を増加させ、第一シール部材による機密性を向上させることが可能である。
また、本請求項の減圧弁では、カバー部材及び本体部材との境界部分に第一環状溝を囲む第二環状溝を形成し、第二環状溝に第二シール部材を配置することで、カバー部材と本体部材との密閉性を確保している。これにより、本請求項の減圧弁は、第一環状溝を通って、本体部材とカバー部材との境界部分から流体が流出するのを効果的に防止することができる。
【００１４】
請求項４の減圧弁は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記第一シール部材よりも前記圧力調整室側に配置され、前記摺接片を前記ピストンの外周面に摺接させる押圧力よりも小さな弾圧力で前記シリンダの内周面に摺接する緩衝部材を備えることを特徴とする。
【００１５】
本請求項の減圧弁は、ピストンの過移動を引き起こす過剰なエネルギーを緩衝部材によって消費することで、シリンダ内におけるピストンの急速な移動を防止するとともに、ピストンの過剰な振動を効果的に減衰することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の減圧弁は、ピストンの形状が複雑化するのを防止し、加工性及び組み付け性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る減圧弁の断面図である。
【図２】図１の減圧弁を構成する本体部材の断面図である。
【図３】図１の減圧弁を構成するカバー部材の断面図である。
【図４】図１の減圧弁を構成する弁ユニットの各要素の断面図である。
【図５】図１の減圧弁の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の減圧弁を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態の減圧弁１０の断面図である。減圧弁１０は、燃料電池車両等の燃料電池システムに搭載され、燃料タンク（図示せず）から供給される高圧（例えば９０ＭＰａ）の水素ガスを低圧（例えば１．６ＭＰａ）に減圧して、燃料電池スタック（図示せず）に供給するピストン型の減圧弁である。
図１に示すように、減圧弁１０は、シリンダ１２と、シリンダ１２内を往復動するピストン１４と、ピストン１４を一方向に付勢する付勢機構５２と、ピストンの往復動に連動して減圧弁１０内の流路を開閉する弁ユニット１８（開閉弁）と、を備える。
【００１９】
シリンダ１２は、本体部材２０とカバー部材２２とで形成され、シリンダ１２の内周面における本体部材２０とカバー部材２２との境界部分には、シール部材２４（第一シール部材）が配置される。シール部材２４は、樹脂部材２６と弾性部材２８とで構成される断面Ｕ字状の環状部材である。樹脂部材２６は、断面Ｕ字状の環状部材であり、径方向内側に位置してピストン１４に摺接する摺接片２６ａと、径方向外側に位置してシリンダ１２に当接する当接片２６ｂとを備え、摺接片２６ａと当接片２６ｂとの間に弾性部材２８が配置される。弾性部材２８は、断面Ｕ字状の環状板ばねであり、Ｕ字の開口部分２８ａが樹脂部材２６のＵ字の開口部分２６ａと同一の方向を向くように配置される。樹脂部材２６内に配置された弾性部材２８は、摺接片２６ａを径方向内側に押圧し、当接片２６ｂを径方向外側に押圧する。
【００２０】
図２に示すように、本体部材２０は、シリンダ１２の一部を形成するとともに弁ユニット１８が取り付けられる本体穴３０と、配管（図示せず）を介して燃料タンクに接続される一次ポート３２と、配管（図示せず）を介して燃料電池スタックに接続される二次ポート３４と、を備える。
【００２１】
本体穴３０は、本体部材２０の上面であるカバー部材設置面３６に開口し、開口側に配されてシリンダ１２の一部を形成するシリンダ形成部３０ａと、シリンダ形成部３０ａの奥に配される弁取付部３０ｂと、に区分される。シリンダ形成部３０ａは、円柱状に形成され、主として水素ガスを減圧する減圧室３８として機能する。シリンダ形成部３０ａは、排出流路４０を介して二次ポート３４と連通しており、減圧室３８で減圧された水素ガスは、排出流路４０及び二次ポート３４を通って燃料電池スタックに送られる。一方、弁取付部３０ｂは、シリンダ形成部３０ａよりも小径の円柱状であり、弁取付部３０ｂを形成する本体部材２０の内周面には雌螺子４２が形成される。弁取付部３０ｂは、導入流路４４を介して一次ポート３２と連通しており、燃料タンクから供給される高圧（一次圧）の水素ガスが導入される空間である。
【００２２】
本体部材２０は、カバー部材設置面３６に、シリンダ形成部３０ａの開口周縁に形成された環状のインロー部４６（インロー突部）と、インロー部４６よりも大径であってインロー部４６の外側に形成される環状溝４８（第二環状溝）と、複数のボルト穴（図示せず）と、を備える。インロー部４６は、カバー部材設置面３６の他の部分より突出するように形成され、環状溝４８は、インロー部４６を囲むように形成される。
【００２３】
図３に示すように、カバー部材２２は、軸方向に貫通孔５０が形成された円筒部２２ａと、円筒部２２ａの下端において外向きに形成されるフランジ部２２ｂと、を備える。円筒部２２ａの貫通孔５０には、ピストンばね５２ａ、ばね受け部材５２ｂ、及び調節螺子５２ｃから構成される付勢機構５２が配置される。貫通孔５０は、フランジ部２２ｂ側から順に、シリンダ１２の一部を形成するシリンダ形成部５０ａと、ばね受け部材５２ｂが収容されるばね受け収容部５０ｂと、調節螺子５２ｃが螺着される螺子孔部５０ｃと、に区分される。
【００２４】
ピストンばね５２ａは、貫通孔５０のシリンダ形成部５０ａからばね受け収容部５０ｂにわたって配置され、一方の端部がばね受け部材５２ｂに当接し、他方の端部がピストン１４に当接する。ばね受け部材５２ｂは、円盤状の部材であり、ピストンばね５２ａと調節螺子５２ｃとに挟持されてばね受け収容部５０ｂに配置される。付勢機構５２は、螺子孔部５０ｃに螺着される調節螺子５２ｃを回して、貫通孔５０の軸方向におけるばね受け部材５２ｂの位置を変更することで、ピストンばね５２ａがピストン１４を付勢する力を調節する。
【００２５】
シリンダ形成部５０ａのフランジ部２２ｂ側端部には、シリンダ形成部５０ａの他の部分のよりも大径のシール部材配置部５４が形成される。なお、シール部材配置部５４を除くシリンダ形成部５０ａの内径は、本体部材２０のシリンダ形成部３０ａと略同一の大きさであり、シール部材配置部５４の内径は、本体部材２０に形成されたインロー部４６の外径と略同一の大きさである。また、カバー部材２２は、本体部材２０のボルト穴に対応するボルト孔がフランジ部２２ｂの所定位置に設けられている。
【００２６】
図１に示すように、ピストン１４は、ピストン１４を付勢するピストンばね５２ａが収容されるばね穴５６を備えた有底筒状の円筒部材である。ピストン１４の外周面は、所定の表面粗さに精密加工され、開口側の所定位置に環状溝５８が形成される。ピストン１４の環状溝５８には、シリンダの内周面と摺接するＯリング６０（緩衝部材）が嵌合される。Ｏリング６０は、シリンダ１２の内周面との摺接抵抗が所定の大きさになるようにゴム等の弾性部材から形成される。具体的には、Ｏリング６０とシリンダ１２の内周面との摺接抵抗が、シール部材２４とピストン１４の外周面との摺接抵抗よりも高くなるように設定することが望ましい。これにより、Ｏリング６０は、シリンダ１２内におけるピストン１４の急速な移動を防止するとともに、ピストンの過剰な振動を減衰する。ピストン１４は、開口を付勢機構５２側に向けて、カバー部材２２のシリンダ形成部５０ａに挿入される。このとき、ピストンばね５２ａは、ピストン１４のばね孔５６に収容される。
【００２７】
図４に示すように、弁ユニット１８は、軸方向に貫通孔６２が形成されたハウジング６４と、流路を開閉する弁体６６及び弁座部材６８と、弁座部材６８をハウジング６４内の所定位置に固定する弁座固定部材７０と、ピストン１４の力を弁体６６に伝達するバルブステム７２と、弁体６６を弁座部材６８側に付勢する弁ばね７４と、ハウジング６４の下方の開口を閉塞する蓋部材７６と、を備える。
【００２８】
ハウジング６４は、貫通孔６２を備えた円筒部材であり、上端に外向きのフランジ部６４ａを有し、外周面には雄螺子６４ｂが形成されている。ハウジング６４の貫通孔６２は、減圧弁１０の内部に形成される流路の一部を構成し、フランジ部６４ａ側から順に、ステム配置部６２ａ、縮径部６２ｂ、弁体配置部６２ｃに区分される。ステム配置部６２ａは、弁座固定部材７０及びバルブステム７２が配置される空間であり、ステム配置部６２ａを形成するハウジング６４の内周面には雌螺子７８が形成される。縮径部６２ｂは、ステム配置部６２ａや弁体配置部６２ｃよりも小径に縮径され、ステム配置部６２ａ側に弁座部材６８が配置される。弁体配置部６２ｃは、弁体６６及び弁ばね７４が配置される空間である。弁体配置部６２ｃを形成するハウジング６４の内周面のうち、下方の開口近傍には雌螺子８０が形成される。また弁体配置部６２ｃには、ハウジング６４の内外を貫通する導入孔８２が複数開口している。
【００２９】
弁座部材６８は、外径が縮径部６２ｂの内径よりも大きい円盤状の樹脂部材である。弁座部材６８の中央には貫通孔６８ａが形成され、貫通孔６８ａの一方の端部には弁座６８ｂが形成されている。弁座部材６８は、弁座６８ｂを縮径部６２ｂ側に向け、ハウジング６４のステム配置部６２ａ側の開口から貫通孔６２に挿入され、縮径部６２ｂに当接することでハウジング６４内の所定位置に配置される。
【００３０】
弁座固定部材７０は、ステム収容穴８４を備えた有底筒状の円筒部材であり、底部７０ａの中央には貫通孔７０ｂが形成される。弁座固定部材７０は、ハウジング６４のステム配置部６２ａの内径と略同一の外径を有し、外周面には雄螺子８６が形成されている。また、弁座固定部材８６の開口側の端面には、ステム収容穴８４から外周面に伸びる流路溝７０ｃが径方向に形成されている。弁座固定部材７０は、弁座部材６８がハウジング６４内の所定位置に配置された後、底部７０ａを弁座部材６８側に向けてハウジング６４のステム配置部６２ａに螺着される。これにより、弁座部材６８は、弁座固定部材７０とハウジング６４の縮径部６２ｂとの間に挟持され、ハウジング６４内の所定位置に固定される。また、弁座部材６８がハウジング６４内に固定されると、弁座固定部材７０の貫通孔７０ｂは、弁座部材６８の貫通孔６８ａに連通する。
【００３１】
バルブステム７２は、先端７２ａ側がテーパー状になった棒状の部材であり、先端７２ａが弁座部材６８の貫通孔６８ａよりも小径の円柱状に形成されている。バルブステム７２は、先端７２ａを弁座固定部材７０の底部７０ａに向け、弁座固定部材７０のステム収容穴８４に挿入される。このとき、バルブステム７２の先端７２ａは、弁座固定部材７０の底部７０ａに形成された貫通孔７０ｂに挿入される。また、バルブステム７２の外側面は、軸心までの距離が弁座固定部材７０の内径と略同一の摺動面７２ｂと、軸心までの距離が弁座固定部材７０の内径よりも小さい流路形成面（図示せず）とが、周方向に交互に配置されて構成される。そのため、弁座固定部材７０のステム収容穴８４に挿入されたバルブステム７２の流路形成面と、弁座固定部材７０の内周面との間には流路となる隙間が形成される。
【００３２】
弁体６６は、先端６６ａ側がテーパー状になった棒状の部材であり、先端６６ａが弁座部材６８の貫通孔６８ａよりも小径の円柱状に形成されている。弁体６６の先端６６ａと逆側の端部には、軸方向に伸びるばね穴６６ｂが形成されている。弁体６６は、先端６６ａを縮径部６２ｂ側に向け、ハウジング６４の弁体配置部６２ｃ側の開口からハウジング６４内に挿入される。このとき、弁体６６の先端６６ａは、弁座部材６８の貫通孔６８ａに挿入され、バルブステム７２の先端７２ａと当接した状態になる。弁体６６の外側面は、軸心までの距離が弁体配置部６２ｃの径と略同一の摺動面６６ｃと、軸心までの距離が弁体配置部の径よりも小さい流路形成面（図示せず）とが、周方向に交互に配置されて構成される。そのため、ハウジング６４の弁体配置部６２ｃに挿入された弁体６６の流路形成面と、ハウジング６４の内周面との間には流路となる隙間が形成される。また、弁体６６のばね穴６６ｂには弁ばね７４が挿入され、ハウジング６４の弁体配置部６２ｃ側の開口が蓋部材７６によって閉塞される。
【００３３】
蓋部材７６は、大径部７６ａ、中径部７６ｂ、小径部７６ｃと、大中小三つの円板を順に積み重ねた形状に形成される。蓋部材７６の中径部７６ｂは、ハウジング６４の弁体配置部６２ｃの内径と略同一の外径であり、外周面に雄螺子８８を有する。蓋部材７６は、中径部７６ｂの雄螺子８８をハウジング６４の雌螺子８０に螺合させることで、ハウジング６４に取り付けられる。このとき、蓋部材７６は、大径部７６ａによってハウジング６４の弁体配置部６２ｃ側の開口を閉塞し、小径部７６ｃによって弁ばね７４を支持する。
【００３４】
このようにして一体化された弁ユニット１８は、図１に示すように、ハウジング６４の外周面に形成された雄螺子６４ｂを、本体部材２０の弁取付部３０ｂに形成した雌螺子４２に螺合させることにより本体部材２０に取り付けられる。このとき、弁ユニット１８は、ハウジング６４のフランジ部６４ａをシリンダ形成部３０ａの底面３０ｃに当接させることで本体部材２０に対する軸方向の位置決めが行われる。本実施形態の減圧弁１０は、弁ユニット１８が取り付けられた本体部材２０の環状溝４８にＯリング９２（第二シール部材）を配置し、ピストン１４及びシール部材２４を所定位置に配置したカバー部材２２を、本体部材２０に装着することで形成される。
【００３５】
本体部材２０にカバー部材２２を取り付けるに際し、本体部材２０のインロー部４６がカバー部材２２のシール部材配置部５４に挿入され、カバー部材２２のフランジ部２２ｂが本体部材２０のカバー部材設置面３６に設置される。このとき、カバー部材２２のフランジ部２２ｂに形成されたボルト孔と、本体部材２０のボルト穴とが同軸上に配置され、カバー部材２２のボルト孔および本体部材２０のボルト穴にボルト９０が挿入されて、カバー部材２２と本体部材２０とが締結固定される。これにより、本体部材２０のシリンダ形成部３０ａと、カバー部材２２のシリンダ形成部５０ａとが同軸上に配置され、ピストン１４を収容するシリンダ１２が形成される。
【００３６】
ここで、本実施形態の減圧弁１０では、カバー部材２２のシール部材配置部５４に本体部材２０のインロー部４６が挿入されることで、シール部材２４を配する環状溝９４（第一環状溝）が形成される。環状溝９４は、シリンダ１２の内周面におけるカバー部材２２と本体部材２０との境界部分に形成される。シール部材２４は、弾性部材２８のＵ字の開口部分２８ａをインロー部４６側（減圧室３８側）に向けた状態で環状溝９４に配置される。このとき、シール部材２４の摺接片２６ａは、弾性部材２８の押圧力によりピストン１４の外周面と摺接した状態になる。
【００３７】
本体部材２０にカバー部材２２が取り付けられると、シリンダ１２内は、ピストン１４によって本体部材２０側とカバー部材２２側の二つの空間に区画される。本体部材２０側の空間は、主として水素ガスを減圧する減圧室３８として機能し、カバー部材２２側の空間は、付勢機構５２が配置される圧力調整室９６として機能する。また、弁ユニット１８を構成するバルブステム７２は、ピストンばね５２ａによって減圧室３８側に付勢されるピストン１４と、弁ばね７４によって弁座６８ｂ側に付勢される弁体６６との間に挟持され、弁座固定部材７０のステム収容穴８４に収容される。これにより、シリンダ１２内のピストン１４には、圧力調整室９６から減圧室３８方向にピストンばね５２ａの押圧力が作用し、減圧室３８から圧力調整室９６方向に弁ばね７４の押圧力と減圧室３８に導入された水素ガスの圧力とが作用する。ここで、ピストンばね５２ａは、弁ばね７４よりもばね定数の大きいものが本実施形態では使用される。
【００３８】
そのため、弁ばね７４の押圧力と減圧室３８に導入された水素ガスの圧力との和が、ピストンばね５２ａの押圧力よりも小さい場合、ピストン１４は減圧室３８側に移動する。ピストン１４が減圧室３８側に移動すると、バルブステム７２及び弁体６６は、ピストン１４に押されてピストン１４と同一方向（図１において下方向）に移動する。これにより、弁体６６が弁座６８ｂから離座した状態、即ち、開状態になる。
【００３９】
逆に、弁ばね７４の押圧力と減圧室３８に導入された水素ガスの圧力との和が、ピストンばね５２ａの押圧力よりも大きくなると、ピストン１４は圧力調整室９６側に移動する。ピストン１４が圧力調整室９６側に移動すると、弁体６６及びバルブステム７２は、弁ばね７４に押されてピストン１４と同一方向（図１において上方向）に移動する。これにより、弁体６６は弁座６８ｂに着座した状態、即ち、閉状態になる。
【００４０】
このようにして形成された減圧弁１０は、一次ポート３２に燃料タンクと連通する配管が接続され、二次ポート３４に燃料電池スタックと連通する配管が接続される。燃料タンクから減圧弁１０に供給される高圧の水素ガスは、一次ポート３２及び導入流路４４を通って本体部材２０の弁体取付部３０ｂに導入される。弁体取付部３０ｂに導入された水素ガスは、ハウジング６４の導入孔８２を通って弁ユニット１８のハウジング６４内に導入される。ハウジング６４内に導入された水素ガスは、ハウジング６４の内周面と弁体６６との間に形成される流路、弁座部材６８の貫通孔６８ａ、弁座固定部材７０の内周面とバルブステム７２との間に形成される流路、及び弁座固定部材７０の流路溝７０ｃを順に通って減圧室３８に導入される。減圧室３８に導入された水素ガスは、排出流路４０及び二次ポート３４を通って燃料電池スタックに送られる。
【００４１】
ここで、本実施形態の減圧弁１０は、燃料タンクから供給された高圧の水素ガスによって減圧室３８の圧力が所定の圧力まで上昇すると、ピストン１４が圧力調節室９６側に移動して弁体６６が閉状態になる。これにより減圧室３８への水素ガスの導入が停止されるため、減圧室３８の圧力は、排出流路４０から水素ガスが排出されるのに伴い低下する。減圧室３８の圧力が低下すると、ピストン１４は再び減圧室３８側に移動して弁体６６を開状態にする。これにより減圧室３８には高圧の水素ガスが導入されるため、減圧室３８の圧力は再度上昇する。本実施形態の減圧弁１０は、このような動作を繰り返すことで、燃料タンクから供給される高圧の水素ガスを所定の圧力に減圧し、低圧になった水素ガスを燃料電池スタックに供給する。
【００４２】
以上、本実施形態の減圧弁１０によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
本実施形態の減圧弁１０は、シール部材２４（第一シール部材）が、本体部材２０とカバー部材２２の境界部分に形成される環状溝９４（第一環状溝）に配される。そのため、本実施形態の減圧弁１０は、シール部材２４の弾性部材２８が伸縮性に乏しい場合であっても、シール部材２４を固定する固定用ナットをピストン１４に装着する必要がなく、ピストン１４の形状が複雑化しない。
【００４３】
従来の減圧弁では、シール部材２４をピストンの外周面に取り付けるために固定用ナットをピストンに締結する工程が必要であった。これに対し、本実施形態の減圧弁１０は、シール部材配置部５４（環状溝９４）にシール部材２４を配置して、本体部材２０とカバー部材２２とを連結するだけで、シール部材２４を取り付けることが可能である。そのため、本実施形態の減圧弁１０は、シール部材２４の取り付けに特別な工程を必要とせず、組み付けが容易である。
【００４４】
また、シール部材２４がピストンの外周面に配置された従来の減圧弁では、シリンダの内周面とシール部材２４の摺接片２６ａとの摺動性を確保するため、シリンダの内周面を所定の表面粗さに精密加工する必要があった。これに対し、本実施形態の減圧弁１０は、シール部材２４の摺接片２４ａが摺接するのがピストン１４の外周面であるため、精密加工が必要なのは、シリンダ１２の内周面に比べて加工が容易なピストン１４の外周面となる。したがって、本実施形態の減圧弁１０は、シール部材２４の摺動性を確保する精密加工を容易に行うことができる。
【００４５】
本実施形態の減圧弁１０は、本体部材２０のインロー部４６（インロー突部）を、カバー部材２２のシール部材配置部５４に挿入することで、本体部材２０に対するカバー部材２２の位置決めを容易に行うことができる。
【００４６】
また、本実施形態の減圧弁１０は、シール部材２４を構成するＵ字の開口部分２８ａをインロー部４６側に向けることで、減圧室３８から、シリンダ１２の内周面とピストン１４との間に侵入する水素ガスを、シール部材２４を構成する弾性部材２８の開口２８ａ内に導入できる。シール部材２４の開口部分２８ａから導入された水素ガスは、その圧力によってシール部材２４の摺接片２４ａをピストン１４側に押しつける。その結果、本実施形態の減圧弁１０は、シール部材２４の摺接片２４ａによるピストン１４を押圧する力が増加するので、シール部材２４による気密性を向上させることが可能である。
【００４７】
また、本実施形態の減圧弁１０では、カバー部材２２及び本体部材２０との境界部分に環状溝９４（第一環状溝）を囲む環状溝４８（第二環状溝）を形成し、環状溝４８にＯリング９２（第二シール部材）を配置することで、カバー部材２２と本体部材２０との密閉性を確保している。これにより、本実施形態の減圧弁１０は、環状溝９４を通って、本体部材２０とカバー部材２２との境界部分から水素ガスが外部に流出するのを効果的に防止することができる。
【００４８】
本実施形態の減圧弁１０は、シール部材２４よりも圧力調整室９６側に配置され、シール部材２４が摺接片２４ａをピストン１４の外周面に摺接させる押圧力よりも小さな弾圧力でシリンダ１２の内周面に摺接するＯリング６０（緩衝部材）をピストン１４に備えている。これにより、本実施形態の減圧弁１０は、ピストン１４の過移動を引き起こす過剰なエネルギーをＯリング６０によって消費し、シリンダ１２内におけるピストン１４の急速な移動を防止するとともに、ピストン１４の過剰な振動を効果的に減衰することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
上記実施形態の減圧弁１０では、本体部材２０にインロー部４６を形成し、カバー部材２２にシール部材配置部５４を形成して、インロー部４６をシール部材配置部５４に挿入することでシリンダ１２の内周面に環状溝５４が形成された。しかし、本発明はこのような構成に限定されるわけではない。図５に示す減圧弁１００のように、カバー部材２２にインロー部１０２を形成し、本体部材２０にシール部材配置部１０４を形成して、環状溝１０６（第一環状溝）を構成してもよい。
【００５０】
また、上記実施形態の減圧弁１０では、環状溝４８（第二環状溝）が本体部材２０に形成されたが、図５の減圧弁１００のように、環状溝４８が形成されるのはカバー部材２２であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０、１００：減圧弁、  １２：シリンダ、  １４：ピストン、  １８：弁ユニット（開閉弁）、  ２０：本体部材、  ２２：カバー部材、  ２４：シール部材（第一シール部材）、  ２６ａ：摺接片、  ２６ｃ、２８ａ：開口部分、  ２８：弾性部材、  ３２：一次ポート、  ３４：二次ポート、  ３８：減圧室、  ４６、１０２：インロー部（インロー突部）、  ４８、１０６：環状溝（第二環状溝）、  ５４、１０４：シール部材配置部、  ６０：Ｏリング（緩衝部材）、  ９２：Ｏリング（第二シール部材）、  ９４、１０６：環状溝（第一環状溝）、  ９６：圧力調整室、
【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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