(57)【要約】【課題】小流量域において弁体の開閉移動量を機械的構造により高分解能化することができ、小流量域における弁体の開閉制御を高精度化するのに有利な流体制御バルブ及び燃料電池発電システムを提供する。【解決手段】流体制御バルブ１は、弁口２０をもつボディ２と、弁口２０の開口量を調整する弁体３と、ボディ２に保持された駆動部４と、駆動部４と弁体３との間に設けられ駆動部４の駆動力を弁体３に伝達する機械的伝達要素５とを有する。機械的伝達要素５において、弁体３の動作量／駆動部４の動作量の値をαとするとき、弁口２０の開口量が相対的に小流量域のときのα１は、開口量が相対的に大流量域のときのα２よりも小さく設定されている。駆動部４が同一動作量作動するとき、小流量域における弁体３の開閉移動量は、大流量域における弁体３の開閉移動量よりも小さく設定されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁口をもつボディと、前記弁口の開口量を調整する弁体と、前記ボディに保持された駆動部と、前記駆動部と前記弁体との間に設けられ前記駆動部の駆動力を前記弁体に伝達する機械的伝達要素とを具備しており、
前記機械的伝達要素において、（前記弁体の動作量／前記駆動部の動作量）の値をαとしたとき、前記弁口の開口量が相対的に小流量域のときのα１は、開口量が相対的に大流量域のときのα２よりも小さく設定されており、
前記駆動部が同一動作量駆動するとき、前記小流量域における前記弁体の開閉移動量は、前記大流量域における前記弁体の開閉移動量よりも相対的に小さく設定されていることを特徴とする流体制御バルブ。
【請求項２】
弁口をもつボディと、前記弁口の開口量を調整する弁体と、前記ボディに保持された駆動部と、前記駆動部と前記弁体との間に設けられ前記駆動部の駆動力を前記弁体に伝達する機械的伝達要素とを具備しており、
前記機械的伝達要素において、前記弁体の駆動トルクをβとしたとき、
前記弁口の開口量が相対的に小流量域のときの駆動トルクβ１は、開口量が相対的に大流量域のときの駆動トルクβ２よりも大きく設定されていることを特徴とする流体制御バルブ。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記機械的伝達要素は、リンク機構及びカム機構のうちの少なくとも一種を有することを特徴とする流体制御バルブ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記弁体は、揺動可能なバタフライ弁であることを特徴とする流体制御バルブ。
【請求項５】
燃料電池と、前記燃料電池に燃料を供給する燃料供給通路と、前記燃料電池に酸化剤を供給する酸化剤供給通路と、前記燃料電池の酸化剤極からの酸化剤オフガスを排出する酸化剤オフガス通路と、前記燃料電池の燃料極からの燃料オフガスを排出する燃料オフガス通路と、前記酸化剤供給通路、前記燃料供給通路、酸化剤オフガス通路、燃料オフガス通路のうちの少なくとも一方に設けられた流体制御バルブとを具備する燃料電池発電システムにおいて、
前記流体制御バルブは、請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項で構成されていることを特徴とする燃料電池発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は駆動モータ等の駆動部の駆動力を弁体に伝達して弁体を開閉する機械的伝達要素を有する流体制御バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１には、絞り弁の開度を調整して吸気通路の空気量を制御する電動アクチュエータと、絞り弁の開度を検出する絞り弁開度センサとを有し、絞り弁開度センサの出力を取り込んで電動アクチュエータを制御する内燃機関の電子制御絞り弁装置において、絞り弁の開度が小さいアイドル開度域では絞り弁の高開度域よりも小さい最小開度変位量で電動アクチュエータを駆動させるものが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、スロットル開度を検出するスロットルセンサを有し、スロットルグリップの操作量が小さいほど当該操作量を大きく増幅して出力する増幅機構と、増幅機構の出力ギヤ軸の回転角度を検出するスロットル操作量センサとを有する自動二輪車のスロットル制御装置が開示されている。このものによれば、スロットル開度を検出するスロットルセンサの分解能が充分でないことに着目し、スロットルグリップの操作量が小さい低スロットル操作量域において、当該スロットル操作量を大きく増幅することにより、スロットル弁開度の検出精度を高め、走行フィーリングを向上させることにしている。
【特許文献１】特開平１０−１６９４７５号公報。
【特許文献２】特開２００２−２５６９０３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１,２に係る従来技術によれば、絞り開度センサ、スロットルセンサが必要され、絞り開度センサ、スロットルセンサで検出された電気信号に基づいて、小流量域において高分解能化を図るものである。
【０００５】
本発明は上記した従来技術を更に進めたものであり、小流量域において、弁体の開閉移動量を機械的構造により高分解能化することができ、小流量域における弁体の開閉制御を高精度化するのに有利な流体制御バルブ及び燃料電池発電システム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】
様相１に係る流体制御バルブは、弁口をもつボディと、弁口の開口量を調整する弁体と、ボディに保持された駆動部と、駆動部と弁体との間に設けられ駆動部の駆動力を弁体に伝達する機械的伝達要素とを具備しており、
機械的伝達要素において、（弁体の動作量／駆動部の動作量）の値をαとしたとき、弁口の開口量が相対的に小流量域のときのα１は、開口量が相対的に大流量域のときのα２よりも小さく設定されており、
駆動部が同一動作量駆動するとき、小流量域における弁体の開閉移動量は、大流量域における弁体の開閉移動量よりも相対的に小さく設定されていることを特徴とするものである。
【０００７】
上記した様相１に係る流体制御バルブによれば、（弁体の動作量／駆動部の動作量）の値をαとしたとき、弁口の開口量が相対的に小流量域のときのα１は、開口量が相対的に大流量域のときのα２よりも小さく設定されている。従って、駆動部が駆動するとき、駆動部の動作量が同一であっても、小流量域における弁体の開閉移動量は、大流量域における弁体の開閉移動量よりも小さく設定されている。この結果、大流量域の場合よりも、小流量域においては弁体の開閉移動量を高分解能化することができる。よって、流体制御バルブの小流量域における開閉制御が高精度化される。小流量域及び大流量域は、相対的な流量割合を意味する。従って小流量域は大流量域よりも流体流量が小さい領域を意味し、全閉状態、ほぼ全閉状態、アイドリング状態を含む。大流量域は小流量域よりも流体流量が大きい領域を意味し、全開状態を含む。例えば、小流量域は全開状態の開口面積を１００％としたとき、４０％以下あるいは３０％以下とすることができる。大流量域は全開状態の開口面積を１００％としたとき、６０％以上あるいは７０％以上とすることができる。
【０００８】
様相１に係る流体制御バルブによれば、機械的伝達要素において、弁体の駆動トルクをβとしたとき、弁口の開口量が相対的に小流量域のときの駆動トルクβ１は、開口量が相対的に大流量域のときの駆動トルクβ２よりも大きく設定されていることができる。このため、弁体が全閉状態,ほぼ全閉状態のとき、あるいは、弁体の開口量が相対的に小さいとき、弁体の駆動トルクβが大きくなる。このため使用環境によって弁体が全閉状態またはほぼ全閉状態で凍結していたり、全閉状態またはほぼ全閉状態の弁体に異物が噛み込んでいるときであっても、弁体を開放させる方向に作動させるのに有利となり、弁体の凍結、弁体への異物の噛み込みに良好に対処することができる。なお、駆動部としては駆動モータ、流体圧シリンダ装置等を例示できる。駆動モータとしては、ステッピングモータ、直流モータ、交流モータ、超音波モータ等を例示できる。直流モータとしては、センサ付きブラシレスモータ、センサレスブラシレスモータを例示できる。
【０００９】
様相１に係る流体制御バルブによれば、燃料電池発電システムにおいて燃料電池に酸化剤ガスや燃料ガスを供給するバルブ、あるいは、発電後の酸化剤オフガスや燃料オフガスを排出するバルブに適用することができる。更に、これらに限らず、内燃機関、外燃機関、燃焼器等の装置へ空気やガス等の気体を供給する気体供給系に用いられるバルブに用いることができる。なお、流体制御バルブとしては、流体の流れを制御できるバルブの意味であり、流量制御バルブ、減圧バルブ等を例示することができる。
【００１０】
様相２に係る流体制御バルブは、弁口をもつボディと、弁口の開口量を調整する弁体と、前記ボディに保持された駆動部と、駆動部と弁体との間に設けられ駆動部の駆動力を弁体に伝達する機械的伝達要素とを具備しており、
機械的伝達要素において、弁体の駆動トルクをβとしたとき、弁口の開口量が相対的に小流量域のときの駆動トルクβ１は、開口量が相対的に大流量域のときの駆動トルクβ２よりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
このように弁口の開口量が相対的に小流量域のときの駆動トルクβ１は、開口量が相対的に大流量域のときの駆動トルクβ２よりも大きく設定されている。このため、弁体が全閉状態,ほぼ全閉状態のとき、あるいは、弁体の開口量が相対的に小さいとき、弁体の駆動トルクβが大きくなる。このため使用環境によって弁体が全閉状態またはほぼ全閉状態で凍結していたり、全閉状態またはほぼ全閉状態の弁体に異物が噛み込んでいるときであっても、弁体を開放させる方向に作動させるのに有利となり、弁体の凍結、弁体への異物の噛み込みに良好に対処することができる。
【００１２】
様相３に係る流体制御バルブによれば、上記した特徴に加えて、機械的伝達要素は、リンク機構及びカム機構のうちの少なくとも一種を有することを特徴とする。この場合、大流量域のときよりも小流量域において、弁体の開閉移動量を機械的構造により高分解能化することができる。
【００１３】
様相４に係る流体制御バルブによれば、上記した特徴に加えて、弁体は、揺動可能なバタフライ弁であることを特徴とする。この場合、弁口の開放量を可変とするのに有利である。
【００１４】
様相５に係る燃料電池発電システムは、燃料電池と、燃料電池に燃料を供給する燃料供給通路と、燃料電池に酸化剤を供給する酸化剤供給通路と、燃料電池の酸化剤極からの酸化剤オフガスを排出する酸化剤オフガス通路と、燃料電池の燃料極からの燃料オフガスを排出する燃料オフガス通路と、酸化剤供給通路、燃料供給通路、酸化剤オフガス通路、燃料オフガス通路のうちの少なくとも一方に設けられた流体制御バルブとを具備する燃料電池発電システムにおいて、流体制御バルブは、上記した請求項のうちのいずれか一項で構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
この場合、（弁体の動作量／駆動部の動作量）の値をαとしたとき、弁口の開口量が相対的に小流量域のときのα１は、開口量が相対的に大流量域のときのα２よりも小さく設定されているときには、流体制御バルブの駆動部が同一動作量駆動するとき、小流量域における弁体の開閉移動量は、大流量域における弁体の開閉移動量よりも相対的に小さく設定されている。この結果、流体制御バルブの小流量域においては、弁体の開閉移動量を高分解能化することができる。よって、流体制御バルブの小流量域において開閉制御が高精度化される。
【００１６】
また、弁口の開口量が相対的に小流量域のときの駆動トルクβ１は、開口量が相対的に大流量域のときの駆動トルクβ２よりも、相対的に大きく設定されているときには、弁体が全閉状態,ほぼ全閉状態のとき、あるいは、弁体の開口量が小さいとき、弁体の駆動トルクβを大きくすることができる。従って、燃料電池で生成される水が滞留したまま凍結するような環境において流体制御バルブが使用されるときであっても、全閉状態またはほぼ全閉状態で凍結している弁体を、開放させる方向に作動させるのに有利となる。
【００１７】
なお、流体制御バルブは、酸化剤供給通路、燃料供給通路、酸化剤オフガス通路、燃料オフガス通路のうちの少なくとも一方に設けることができる。殊に、流体制御バルブは、燃料電池の酸化剤極の調圧等を図るため、酸化剤オフガス通路に設けることができる。
【発明の効果】
【００１８】
様相１に係る本発明によれば、（弁体の動作量／駆動部の動作量）の値をαとしたとき、弁口の開口量が相対的に小流量域のときのα１は、開口量が相対的に大流量域のときのα２よりも小さく設定されている。このため  駆動部の動作量が同一であるとき、小流量域における弁体の開閉移動量は、大流量域における弁体の開閉移動量よりも相対的に小さく設定されている。この結果、流体制御バルブの大流量域よりも小流量域において、弁体の開閉移動量を高分解能化することができる。従って、流体制御バルブの小流量域における開閉制御を高精度化することができる。上記したように本発明によれば、小流量域において弁体の開閉移動量を機械的構造により高分解能化することができ、小流量域における弁体の開閉制御を高精度化するのに有利となる。
【００１９】
様相２に係る本発明によれば、弁口の開口量が相対的に小流量域のときの駆動トルクβ１は、開口量が相対的に大流量域のときの駆動トルクβ２よりも大きく設定されているため、使用環境によって、弁体が全閉状態またはほぼ全閉状態で凍結していたり、全閉状態またはほぼ全閉状態の弁体に異物が噛み込んでいるときであっても、弁体を開放させる方向に作動させるのに有利となり、弁体の凍結、弁体への異物の噛み込みに良好に対処することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１について図１〜図４を参照しつつ具体的に説明する。本実施形態に係る流体制御バルブとしての流量制御バルブ１は、図１に示すように、流体としてのガスが流れる弁口２０をもつボディ２と、弁口２０の開口量を調整するバタフライ弁で形成された弁体３と、ボディ２に保持された駆動部としての駆動モータ４と、駆動モータ４と弁体３との間に設けられ駆動モータ４の駆動力を弁体３に伝達する機械的伝達要素としてのリンク機構５とを備えている。駆動モータ４はステッピングモータとされている。
【００２１】
図１に示すように、ボディ２のモータ取付部２２にはモータ軸４０が回動可能に保持されている。ボディ２の弁口２０には弁軸３０がボディ２内において架設状態で回動可能に保持されている。モータ軸４０及び弁軸３０は並設されており、互い平行とされている。
【００２２】
図１に示すように、リンク機構５はボディ２の片面５ｅ側に配設されている。リンク機構５は、第１リンク５１と第２リンク５２と第３リンク５３とを有する。第１リンク５１の一端部５１ａは弁軸３０に接続されており、弁軸３０に一体化されている。第３リンク５３の一端部５３ａはボディ２のモータ軸４０に接続されており、モータ軸４０と一体化されている。第２リンク５２の一端部５２ａは第１リンク５１の他端部５１ｂに揺動可能に枢支されていると共に、第２リンク５２の他端部５２ｂは第１リンク５１の他端部５１ｂに揺動可能に枢支されている。ここで、駆動モータ４が回転駆動してモータ軸４０がこれの軸芯回りで所定角度回動すると、その駆動力は第３リンク、第２リンク、第１リンクを介して弁軸３０に伝達される。これにより弁軸３０が回動し、弁軸３０と一体的な弁体３がボディ２内において回動する。
【００２３】
図２,図３はリンク機構５の作動を示す。弁口２０の開口量が相対的に大流量域のときには、リンク機構５は図２の形態Ａに設定されている。弁口２０の開口量が相対的に小流量域のときには、リンク機構５は図３の形態Ｂに設定されている。
【００２４】
モータ軸４０の回転角θＡは、第３リンク５３の中心線がＸ軸と１４５度傾いた初期位置（形態Ａでの角度）から矢印Ａ１方向へ進行する進行角度を意味する。弁軸３０の動作角θＢは、第１リンク５１の初期位置（形態Ａでの角度）から矢印Ａ２方向へ進行する進行角度を意味する。駆動モータ４を駆動させてモータ軸４０の回転角θＡを初期位置から次第に矢印Ａ１方向に１２０度付近まで増加していくと、弁軸３０の動作角θＢは矢印Ａ２方向に次第に増加していく。
【００２５】
図４は本実施形態に係る流量制御バルブ１に係り、モータ軸４０の回転角θＡと弁軸３０の動作角θＢ及び減速比との関係を示す。図４の特性は計算に基づいている。図４の横軸はモータ軸４０の回転角θＡを示す。図４の縦軸の一方は弁軸３０の動作角θＢを示す。図４の縦軸の他方は減速比を示す。ここで、減速比は、（弁体３の動作量／駆動モータ４の動作量）の値であるαを意味する。
【００２６】
図４の特性線に示すように、弁軸３０の動作角θＢ及び減速比は、モータ軸４０の回転角θＡに基づいて可変とされている。ここで、モータ軸４０の回転角θＡが小さいときには、流量制御バルブ１の大流量域（大出力域）に相当する。モータ軸４０の回転角θＡが大きいときには、流量制御バルブ１の小流量域（例えばアイドリング時等の小出力域）に相当する。
【００２７】
図４に示すように、モータ軸４０の回転角θＡが次第に増加すると、弁軸３０の動作角θＢが次第に増加すると共に、減速比が次第に低下する。ここで、図４において、弁軸３０の動作角θＢを示す特性線の接線の傾きについてみる。モータ軸４０の回転角θＡが小さいとき（流量制御バルブ１の大流量域）の接線の傾きをＭ２とする。モータ軸４０の回転角θＡが大きいとき（流量制御バルブ１の小流量域）の接線の傾きをＭ１とする。図４の特性線によれば、傾きＭ１は傾きＭ２よりもかなり小さく設定されている（Ｍ１＜Ｍ２）。
【００２８】
換言すると、弁体３の動作量／駆動モータ４の動作量の値をαとしたとき、弁口２０の開口量が相対的に小流量域（例えばアイドリング時等の小出力域）のときのα１は、開口量が相対的に大流量域のときのα２よりもかなり小さく設定されている。この結果、本実施形態によれば、駆動モータ４が作動するとき、例えば、駆動モータ４がこれの最小動作量ぶん作動するとき、小流量域における弁体３の開閉移動量は、大流量域における弁体３の開閉移動量よりも小さく設定されている。この結果、大流量域のときよりも、流量制御バルブ１の小流量域（例えばアイドリング時等の小出力域）においては、弁体３の開閉移動量を高分解能化することができる。故に、小流量域における弁体３の開閉制御が高精度化される。
【００２９】
上記したように本実施形態によれば、上記した特許文献１，２とは異なり、小流量域において高分解能化を図るにあたり、絞り開度センサ、スロットルセンサを必要とせずに行うことができ、電気的故障に対して有利となる。
【００３０】
更に、α１＜α２の関係に設定されている本実施形態によれば、弁体３の駆動トルクをβとしたとき、弁口２０の開口量が相対的に小流量域のときの駆動トルクβ１は、開口量が相対的に大流量域のときの駆動トルクβ２よりも大きく設定されていることになる。従って、弁体３が全閉状態,ほぼ全閉状態、あるいは小流量域のときには、大流量域の場合よりも、弁体３の駆動トルクβを大きくすることができる。故に、使用環境によって弁体３が全閉状態ほぼ全閉状態のまま凍結していたり、全閉状態ほぼ全閉状態の弁体３に異物が噛み込んでいるときであっても、その弁体３を開放させる方向に作動させるのに有利となり、凍結時における流量制御バルブ１の作動、異物噛み込み時における流量制御バルブ１の作動に有利となる。
【００３１】
（実施形態２）
図５及び図６は本発明の実施形態２を示す。本実施形態は前記した実施形態１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。共通の機能を奏する部位には共通の符号を付する。本実施形態によれば、流量制御バルブ１Ｂによれば、リンク機構５に代えてカム機構７が機械的伝達要素として設けられている。カム機構７は、モータ軸４０に偏芯して一体的に接続されプロフィール面７１をもつ円形状のカム体７０と、弁軸３０に一体的に接続されたアーム状の従節７２と、従節７２とボディ２の着座部２５との間に介装され従節７２の端部７２ｃを矢印Ｗ１方向（引張方向）に付勢してカム体７０のプロフィール面７１に当接状態に付勢する付勢バネ７３とを有する。付勢バネ７３はコイルバネで形成されている。図５において、実線で表されているカム体７０、アーム状の従節７２は初期位置を示す。駆動モータ４が回転駆動してモータ軸４０がこれの軸芯回りで矢印Ｅ１方向に回動すると、その駆動力によりカム体７０がモータ軸４０を中心として回動し、従節７２が弁軸３０を中心として初期位置から矢印Ｅ２方向に回動し、ひいては弁軸３０と一体的な弁体３が同方向に回動する。
【００３２】
図６は、本実施形態に係る流量制御バルブ１Ｂに係り、モータ軸４０の回転角θＡと弁軸３０の動作角θＢ及び減速比との関係を示す。図６の特性は計算に基づいている。図６の横軸はモータ軸４０の回転角θＡを示す。図６の縦軸の一方は弁軸３０の動作角θＢを示す。図６の縦軸の他方は減速比を示す。減速比は、（弁体３の動作量／駆動モータ４の動作量）の値であるαを意味する。
【００３３】
図６の特性線に示すように、弁軸３０の動作角θＢ及び減速比はモータ軸４０の回転角θＡに基づいて可変とされている。即ち、図６の特性線に示すように、モータ軸４０の回転角θＡがこれの初期位置から次第に増加すると、弁軸３０の動作角θＢが次第に増加すると共に、減速比が次第に低下する。
【００３４】
図６において、弁軸３０の動作角θＢを示す特性線の接線の傾きをみる。モータ軸４０の回転角θＡが小さいとき（大流量域）における接線の傾きをＭ２とする。モータ軸４０の回転角θＡが大きいとき（小流量域）における接線の傾きをＭ１とする。ここで、小流量域における傾きＭ１は、大流量域における傾きＭ２よりもかなり小さく設定されている（Ｍ１＜Ｍ２）。
【００３５】
換言すると、弁体３の動作量／駆動モータ４の動作量の値をαとしたとき、弁口２０の開口量が相対的に小流量域のときのα１は、開口量が相対的に大流量域のときのα２よりもかなり小さく設定されている。
【００３６】
この結果、駆動モータ４が駆動するとき、例えば駆動モータ４がこれの最小動作量ぶん駆動するとき、小流量域における弁体３の開閉移動量は、大流量域における弁体３の開閉移動量よりも相対的に小さく設定されている。この結果、流量制御バルブ１の小流量域においては、大流量域の場合よりも、弁体３の開閉移動量を高分解能化することができる。よって、流量制御バルブ１の小流量域における開閉制御が大流量域よりも高精度化される。
【００３７】
上記したようにα１＜α２の関係に設定されている本実施形態によれば、弁体３の駆動トルクをβとしたとき、弁口２０の開口量が相対的に小流量域のときの駆動トルクβ１は、開口量が相対的に大流量域のときの駆動トルクβ２よりも相対的に大きく設定されていることになる。従って、弁体３が全閉状態またはほぼ全閉状態のときには、弁口２０の開口度が大きいときよりも、弁体３の駆動トルクβを相対的に大きくすることができる。故に、流量制御バルブ１の使用環境によって弁体３が全閉状態またはほぼ全閉状態のまま凍結していたり、全閉状態またはほぼ全閉状態の弁体３に異物が噛み込んでいるときであっても、その弁体３を開放させる方向に作動させるのに有利となる。
【００３８】
（適用形態）
図７は燃料電池発電システムに適用した適用形態を示す。本適用形態によれば、燃料電池発電システムは、固体電解質膜８０を挟持する燃料極８１及び酸化剤極８２を有する燃料電池８３で組み立てられたスタック８４と、燃料電池８３の燃料極８１に燃料ガス源８５からバルブ８６を介して燃料ガス（水素ガスまたは水素含有ガス等）を供給する燃料供給通路８７と、燃料電池８３の酸化剤極８２に酸化剤ガス（一般的には空気）を供給する酸化剤供給通路８８と、酸化剤極８２からの発電後の酸化剤オフガスを排出する酸化剤オフガス通路８９と、燃料極８１からの発電後の燃料オフガスを排出する燃料オフガス通路９０と、酸化剤オフガス通路８９に設けられた流体制御バルブとしての流量制御バルブ１とを有する。
【００３９】
酸化剤供給通路８８には、ファン、ブロア、コンプレッサ等の送風手段９２が設けられ、更に、酸化剤ガス（一般的には空気）を加湿する加湿部９３が設けられている。流量制御バルブ１は、実施形態１または実施形態２の流量制御バルブ１で構成されている。酸化剤供給通路８８から加湿部９３を介して燃料電池８３の酸化剤極８２に供給される酸化剤ガスは、発電に使用された後に、流量制御バルブ１を介して酸化剤オフガス通路８９から排出される。このとき流量制御バルブ１の開閉により、燃料電池８３の酸化剤極８２の圧力を調整することができる。よって流量制御バルブ１は燃料電池８３の酸化剤極８２の調圧バルブとして機能することができる。燃料電池発電システムでは、発電反応により燃料電池８３の酸化剤極８２で水が生成される。この水が酸化剤オフガス通路８９で残留し、寒冷により凍結したりするおそれがある。この場合、弁体３が全閉状態またはほぼ全閉状態のまま凍結したときであっても、弁体３を開放させる方向に作動させるのに有利となる。前述したように、大流量域よりも小流量域において駆動トルクβが大きくされているためである。
【００４０】
（他の例）
上記した実施形態１，２によれば、弁体３はバタフライ弁とされているが、これに限らず、他の弁体でも良い。上記した適用形態によれば、燃料電池発電システムの燃料電池８３の酸化剤極８２に酸化剤ガス（一般的には空気）を供給するバルブに適用されているが、これに限らず、燃料電池発電システムの燃料極８１に燃料ガスを供給するバルブに適用しても良い。また上記した適用形態によれば、燃料電池発電システムに適用されているが、これに限らず、内燃機関、外燃機関、燃焼器等の装置へ空気やガス等の気体を供給する気体供給系に用いられる流体制御バルブに適用することもできる。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施形態、適用形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明はガス等の流体経路に使用される流量制御バルブ等の流体制御バルブに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態１に係り、流量制御バルブを模式的に示す斜視図である。
【図２】実施形態１に係り、リンク機構の作動形態を示す構成図である。
【図３】実施形態１に係り、リンク機構の別の作動形態を示す構成図である。
【図４】実施形態１に係り、モータ軸の回転角θＡと弁軸の動作角θＢ及び減速比との関係を示すグラフである。
【図５】実施形態２に係り、流量制御バルブに装備されているカム機構を模式的に示す構成図である。
【図６】実施形態２に係り、モータ軸の回転角θＡと弁軸の動作角θＢ及び減速比との関係を示すグラフである。
【図７】適用形態に係り、燃料電池発電システムの概念図である。
【符号の説明】
【００４３】
図中、１は流量制御バルブ（流体制御バルブ）、２はボティ、２０は弁口、３は弁体、３０は弁軸、４は駆動モータ（駆動部）、４０はモータ軸、５はリンク機構（機械的伝達要素）、５１は第１リンク、５２は第２リンク、５３は第３リンク、７はカム機構（機械的伝達要素）、７０はカム体、７２は従節、７３は付勢バネ、８１は燃料極、８２は酸化剤極、８３は燃料電池、８８は酸化剤供給通路、８９は酸化剤オフガス通路を示す。
【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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