(57)【要約】【課題】インタンクバルブにおいて、ボディに対してフィルタを強固に固定して異物を確実に捕捉すると共に組付性の向上を図る。【解決手段】インタンクバルブ１０を構成する駆動ユニット１８は、内部に弁機構３４を有したハウジング３０を備え、前記ハウジング３０の外周面には第２流路４４とタンク１２内とを連通する複数の第１連通孔４０が形成されると共に、前記第１連通孔４０の外周側には、円筒状のカラー５８と共にフィルタ３６が設けられる。フィルタ３６は、金属製材料から形成されカラー５８の内周面に溶接によって強固に固定されると共に、前記カラー５８が、前記ハウジング３０の外周面に対して溶接によって強固に固定される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に高圧ガスを貯蔵するタンクに設けられ、前記高圧ガスが流通する流路を有したボディと、前記流路を閉塞又は開放する弁体と、前記ボディに設けられ前記流路と前記タンク内とを連通する第１の連通孔とを有したインタンクバルブであって、
前記ボディには、前記第１の連通孔に臨む位置に外嵌されるフィルタが設けられ、
前記フィルタは、前記第１の連通孔に対応する位置に第２の連通孔を有した筒状のカラーと、
前記第２の連通孔に臨むように前記カラーの内周面に全周溶接されるメッシュと、
からなり、
前記フィルタを前記ボディの外周に挿入した状態で、前記カラーの両端部と前記ボディとが全周溶接されることを特徴とするインタンクバルブ。
【請求項２】
請求項１記載のインタンクバルブにおいて、
前記ボディは、前記フィルタの挿入方向に対して略直交した段差部を有し、前記フィルタは、該フィルタの一端部が前記段差部に当接するまで挿入されることを特徴とするインタンクバルブ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のインタンクバルブにおいて、
前記カラーは、内周側に前記メッシュが収納されて溶接されるメッシュ溶接部と、
他端側に形成され前記メッシュの内周面に対してさらに縮径した縮径部と、
を有し、
前記縮径部の径方向厚さが、前記メッシュ溶接部の径方向厚さよりも薄く形成されることを特徴とするインタンクバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク内に設けられ、該タンク内への高圧ガスの充填・外部への放出を切り替えるためのインタンクバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ガスの充填されたガスタンクには、ガスの充填・放出を切り替えるためのバルブが設けられており、例えば、特許文献１には、ガスタンクの内部から外部へガスを放出する際に塵埃等の異物を捕捉するフィルタを備えたガスタンク用の電磁弁装置が開示されている。
【０００３】
この電磁弁装置は、タンクの開口部に装着され、該タンク内に収納された弁本体の外周面に複数の開口が設けられている。この開口には、リング状のフィルタが環状溝を介して取り付けられている。そして、弁機構の駆動作用下にタンク内のガスが開口を通じてタンクの外部へと放出される際、前記ガスが前記フィルタを通過することで、該ガス中に含まれる異物等が捕捉され、該異物等を含んだガスが外部へと放出されることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４０１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような電磁弁装置を、例えば、高圧ガスの充填されるタンクに用いる場合、強固な構造でフィルタを固定しておくことが求められるが、前記電磁弁装置では前記フィルタを単に環状溝に係合させ固定しているだけであるため、該高圧ガスの圧力によって前記フィルタが外れてしまうことが懸念される。
【０００６】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、ボディに対してフィルタを強固に固定して異物を確実に捕捉すると共に組付性の向上を図ることが可能なインタンクバルブ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】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明は、内部に高圧ガスを貯蔵するタンクに設けられ、高圧ガスが流通する流路を有したボディと、流路を閉塞又は開放する弁体と、ボディに設けられ流路とタンク内とを連通する第１の連通孔とを有したインタンクバルブであって、
ボディには、第１の連通孔に臨む位置に外嵌されるフィルタが設けられ、
フィルタは、第１の連通孔に対応する位置に第２の連通孔を有した筒状のカラーと、
第２の連通孔に臨むようにカラーの内周面に全周溶接されるメッシュと、
からなり、
フィルタをボディの外周に挿入した状態で、カラーの両端部とボディとが全周溶接されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、インタンクバルブを構成するボディには、第１の連通孔に臨む位置に外嵌されるフィルタが設けられ、このフィルタは、第１の連通孔に対応する位置に第２の連通孔を有した筒状のカラーと、第２の連通孔に臨むようにカラーの内周面に全周溶接されるメッシュとを備え、フィルタをボディの外周に挿入した状態で、カラーの両端部とボディとが全周溶接される。
【０００９】
従って、フィルタにおいて、カラーの内周面に対してメッシュを全周溶接して固定しているため、第１及び第２の連通孔を通じてメッシュを通過する高圧ガスの圧力によってカラーからメッシュが外れたり吹き飛んだりすることを確実に防止することができ、高圧に耐え得る構造とすることが可能となり、しかも、メッシュをカラーと一体的に構成し、ボディに外嵌させる構成としているため、フィルタの組付性向上を図ることが可能となる。
【００１０】
また、ボディに対してフィルタのカラーを全周溶接しているため、カラーとボディとの間の気密性を高く維持することができ、高圧ガスをメッシュのみを通過させることで、高圧ガスに含まれる塵埃等の異物をメッシュにおいて確実に捕捉することができる。
【００１１】
さらに、ボディは、フィルタの挿入方向に対して略直交した段差部を有し、フィルタは、フィルタの一端部が段差部に当接するまで挿入することにより、フィルタをボディに対して容易に位置決めして所定の位置に配置することができる。
【００１２】
さらにまた、カラーは、内周側にメッシュが収納されて溶接されるメッシュ溶接部と、他端側に形成されメッシュの内周面に対してさらに縮径した縮径部と、を有し、縮径部の径方向厚さを、メッシュ溶接部の径方向厚さよりも薄く形成するとよい。
【００１３】
これにより、フィルタをボディの外周側へと挿入する際、メッシュがボディの外周面に接触してしまうことがなく破損や切粉等の発生を防止することができると共に、縮径部の径方向厚さをメッシュ溶接部に対して薄くすることで、縮径部を溶接する際の溶接代として利用できるため、縮径部を介してカラーとボディとをより一層確実且つ強固に固定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１５】
すなわち、インタンクバルブを構成するボディには、第１の連通孔に臨む位置に外嵌されるフィルタが設けられ、このフィルタは、第１の連通孔に対応する位置に第２の連通孔を有した筒状のカラーを有し、その内周面にメッシュを全周溶接することで、メッシュを通過する高圧ガスの圧力によってカラーからメッシュが外れたり吹き飛んだりすることを確実に防止することができる。また、メッシュをカラーと一体的に構成し、ボディに外嵌させる構成としているため、組付性の向上を図ることが可能となる。さらに、ボディに対してフィルタのカラーを全周溶接することで、カラーとボディとの間の気密性を高く維持することができ、高圧ガスをメッシュにのみ通過させることができるため、高圧ガスに含まれる塵埃等の異物を確実に捕捉することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係るインタンクバルブ及び該インタンクバルブの装着されるタンクの一部を示す一部断面構成図である。
【図２】図１のインタンクバルブにおける駆動ユニット近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図２の駆動ユニットにおけるフィルタ近傍を示すさらなる拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係るインタンクバルブについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るインタンクバルブを示す。
【００１８】
このインタンクバルブ１０は、例えば、燃料電池車両の燃料電池システムに用いられ、高圧ガスである水素ガスをタンク１２へと充填、又は、前記タンク１２から前記燃料電池システムへと供給（放出）する目的で用いられる。なお、図１においては、タンク１２の開口部１２ａ近傍のみを図示している。
【００１９】
インタンクバルブ１０は、図１に示されるように、例えば、タンク１２の一端部に形成された開口部１２ａに設けられ、内部に水素ガスの流通する第１流路１４を有したボディ１６と、該ボディ１６の端部に連結される駆動ユニット１８と、前記タンク１２内における水素ガスの状態を検出する検出部２０とを含む。なお、タンク１２は、その両端部が略半球状に形成された筒体からなる。
【００２０】
ボディ１６は、例えば、金属製材料から形成され、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って直線状に形成されタンク１２の開口部１２ａに装着されるボディ本体２２と、該ボディ本体２２に対して側方へ突出した配管接続部２４と、該配管接続部２４とは反対方向に突出した電源接続部２６とを有する。ボディ本体２２は、その一端部がタンク１２の外側に突出した状態で、略中央部がタンク１２の開口部１２ａへと挿入されることで固定される。一方、ボディ本体２２の他端部側は、タンク１２の内部に収納されている。
【００２１】
このボディ本体２２の内部には、軸方向に沿って延在した第１流路１４が形成され、その一端部が配管接続部２４に形成された接続流路２８と接続されると共に、他端部が駆動ユニット１８のハウジング３０と連通している。この配管接続部２４には、例えば、図示しない水素ガス供給装置や燃料電池システムが配管を介して選択的に接続される。
【００２２】
電源接続部２６には、例えば、図示しない制御装置に接続されたカプラが着脱自在に設けられ、該電源接続部２６には、駆動ユニット１８を構成するソレノイド部４８へ通電するためのリード線や、検出部２０によって検出された検出信号を出力するためのリード線が内蔵されている。そして、電源接続部２６に対してカプラが接続されることで、図示しない制御装置からの制御信号がソレノイド部４８へと伝達され、検出部２０によって検出された検出信号が前記制御装置へと出力される。
【００２３】
駆動ユニット１８は、図１〜図３に示されるように、円筒状のハウジング（ボディ）３０と、該ハウジング３０の内部に収納される弁機構３４と、前記ハウジング３０の外周側に固定されるフィルタ３６とを有し、前記ハウジング３０の一端部がボディ１６の他端部に対して連結される。
【００２４】
ハウジング３０は、その内部に空間部３８が形成され、該空間部３８の外周側には外周面に沿って複数（例えば、４個）の第１連通孔４０が形成される。この第１連通孔４０は、ハウジング３０の外周面から半径内方向に向かって貫通すると共に前記外周面に沿って互いに等間隔離間するように設けられ、前記空間部３８と連通している。
【００２５】
また、ハウジング３０の外周面は、一端部から他端部（矢印Ｂ方向）に向けて段階的に拡径した段付状に形成され、第１連通孔４０に臨むフィルタ装着部４２にフィルタ３６が装着される。
【００２６】
このハウジング３０の一端部側（矢印Ａ方向）には、ボディ１６の第１流路１４と接続される第２流路４４が内部に形成され、該第２流路４４は第１流路１４と一直線状に形成されると共に空間部３８と連通している。この空間部３８と第２流路４４との境界部位には、後述する弁機構３４の弁部５６が当接する弁座４６が形成される。
【００２７】
弁機構３４は、図示しないリード線を通じた通電によって励磁するソレノイド部４８と、該ソレノイド部４８の励磁作用下に軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って変位する弁体５０と、前記弁体５０を変位自在に保持するホルダ５２とを有し、前記ソレノイド部４８がハウジング３０の他端部側（矢印Ｂ方向）に収納されホルダ５２によって保持される。
【００２８】
弁体５０は、軸状に形成されホルダ５２に対して変位自在に保持されるシャフト部５４と、該シャフト部５４の一端部に設けられた円盤状の弁部５６とからなり、前記弁部５６が前記シャフト部５４と共に変位し、弁座４６に着座することで空間部３８と第２流路４４との連通状態が遮断される。
【００２９】
フィルタ３６は、図２及び図３に示されるように、例えば、金属製材料から円筒状に形成されたカラー５８と、該カラー５８の内周側に設けられるメッシュ６０とからなる。
【００３０】
カラー５８は、略一定径で形成された本体部（メッシュ溶接部）６２と、該本体部６２の一端部に形成された鍔部（縮径部）６４とを有し、前記鍔部６４は前記本体部６２に対して半径内方向に縮径して形成される。この鍔部６４は、軸方向に沿って所定長さを有し、前記カラー５８がハウジング３０の外周側に装着された際、該ハウジング３０（フィルタ装着部４２）の外周面に当接するように設けられる。
【００３１】
本体部６２は、軸方向に沿って所定長さを有し、その外周面には複数（例えば、４個）の第２連通孔６６が形成される。第２連通孔６６は、本体部６２の外周面から半径内方向へと貫通すると共に、ハウジング３０の第１連通孔４０と同数且つ同一ピッチとなり、それぞれ一直線状となるように設けられる。すなわち、第２連通孔６６は、第１連通孔４０と同様に互いに等間隔離間するように設けられている。
【００３２】
また、第２連通孔６６は、断面円形状に形成され、その直径Ｃ２が、第１連通孔４０の直径Ｃ１より小さく形成されている（図３中、Ｃ２＜Ｃ１）。
【００３３】
一方、本体部６２の内部には、フィルタ３６の収納される収納部６８が設けられ、該収納部６８は、本体部６２の内周面に沿って環状に形成されると共に径方向に所定深さで形成される。
【００３４】
この内周側に収納部６８を有した本体部６２の径方向厚さＤ１に対して、鍔部６４の径方向厚さＤ２が薄く形成される（図３中、Ｄ２＜Ｄ１）。
【００３５】
そして、カラー５８は、第１連通孔４０に臨むハウジング３０の外周側におけるフィルタ装着部４２へと挿入され、その他端部が段差部７０に当接し、一端部の鍔部６４がフィルタ装着部４２の外周面に当接した状態で溶接によって固定される。
【００３６】
メッシュ６０は、金属製材料から網目状且つ円筒状に形成され、カラー５８の収納部６８に収納されて溶接によって前記カラー５８の本体部６２に対して固定される。具体的には、メッシュ６０の一端部が収納部６８の壁面に当接した状態で全周溶接され、該一端部及び他端部の外周面がそれぞれ前記収納部６８の内周面に対して当接した状態で全周溶接される。なお、メッシュ６０における網目の大きさは、水素ガス中に含まれる塵埃等の異物を捕捉可能な大きさに設定される。
【００３７】
このメッシュ６０の径方向厚さは、収納部６８の径方向の深さよりも薄く形成されるため、前記メッシュ６０が収納部６８の内周面に当接した状態で、前記メッシュ６０の内周面が鍔部６４の内周面に対して所定距離だけ半径外方向に配置される。
【００３８】
検出部２０は、図１に示されるように、例えば、駆動ユニット１８の他端部に連結されるセンサケース７２を有し、該センサケース７２の内部には、タンク１２内における水素ガスの温度を検出可能なセンサ（図示せず）が収納されている。このセンサケース７２は、タンク１２側（矢印Ｂ方向）となる他端部が開口しており、その内部においてセンサで水素ガスの温度を検出し、電気信号として図示しないケーブルを通じて制御装置へと出力される。
【００３９】
本発明の実施の形態に係るインタンクバルブ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に駆動ユニット１８のハウジング３０に対してフィルタ３６を組み付ける場合について説明する。
【００４０】
先ず、フィルタ３６を構成するメッシュ６０をカラー５８の内周側に形成された収納部６８へと収納し、その外周面を前記収納部６８の内周面に当接させた状態で、前記メッシュ６０と前記カラー５８とを全周溶接（例えば、レーザー溶接）によって固定する。これにより、メッシュ６０は、その一端部及び該一端部の外周側、他端部の外周側がそれぞれカラー５８に対して溶接され固定される。また、この際、メッシュ６０は、その内周面が鍔部６４の内周面に対して若干だけ外周側となる位置に配置されている。
【００４１】
次に、メッシュ６０とカラー５８とが固定されたフィルタ３６をハウジング３０の外周面に対して該ハウジング３０の一端部側から他端部側（矢印Ｂ方向）に向かって挿通させ、フィルタ装着部４２に臨む位置まで挿入させた後、その他端部を段差部７０へ当接させることで軸方向（矢印Ｂ方向）に位置決めされる。また、フィルタ３６の鍔部６４がハウジング３０の外周面に当接する一方、メッシュ６０の内周面は前記外周面に対して所定間隔離間している。すなわち、図３に示されるように、メッシュ６０の内周面とハウジング３０（フィルタ装着部４２）の外周面との間には径方向に所定間隔のクリアランスを有している。
【００４２】
そして、カラー５８の鍔部６４及び該カラー５８の他端部とハウジング３０とがそれぞれ当接した状態で、前記カラー５８を前記ハウジング３０に対して全周溶接（例えば、レーザー溶接）することで固定する。
【００４３】
これにより、フィルタ３６は、ハウジング３０の外周側において、その第２連通孔６６及びメッシュ６０が第１連通孔４０にそれぞれ臨む位置となるように強固に固定される。
【００４４】
次に、上述したようにフィルタ３６がボディ１６に対して組み付けられたインタンクバルブ１０の動作並びに作用効果について説明する。
【００４５】
最初に、図示しない水素ガス供給装置から水素ガスがタンク１２へと充填される場合について説明する。なお、ボディ１６の配管接続部２４には、予め水素ガス供給装置（図示せず）が接続されている。
【００４６】
図示しない水素ガス供給装置から水素ガスが配管接続部２４の接続流路２８へと供給されると、前記接続流路２８に設けられた逆止弁（図示せず）が前記水素ガスの圧力によって自動的に開かれ弁開状態となる（図２参照）。
【００４７】
そして、水素ガスは、接続流路２８から第１流路１４へと流れた後、駆動ユニット１８の第２流路４４及び空間部３８を経て、複数の第１及び第２連通孔４０、６６を通じてタンク１２内へと供給され充填される。この際、検出部２０によって水素ガスの温度が検出され、検出信号として図示しない制御装置へと出力される。
【００４８】
次に、上述したようにタンク１２内に貯留された水素ガスを燃料電池システムへと供給する場合について説明する。この場合、配管接続部２４は、図示しない配管を介して燃料電池システムに予め接続されている。
【００４９】
先ず、図示しない制御装置からの信号が駆動ユニット１８へと伝達されることで、ソレノイド部４８が励磁して弁体５０が弁座４６から離間することで、タンク１２内と第２流路４４との連通遮断状態が解除される。
【００５０】
そして、タンク１２内の水素ガスがフィルタ３６の第２連通孔６６を通じてハウジング３０側へと流れ、メッシュ６０を通過することで前記水素ガスに含まれる塵埃等の異物が前記メッシュ６０によって捕捉される。そのため、水素ガスに含まれる異物がタンク１２からインタンクバルブ１０の内部へと進入してしまうことが確実に防止される。この異物の除去された水素ガスが、駆動ユニット１８の第１連通孔４０を通じて空間部３８及び第２流路４４へと流れた後、ボディ１６の第１流路１４及び接続流路２８を通じて、配管接続部２４に接続された燃料電池システム（図示せず）へと供給される。
【００５１】
なお、上述したインタンクバルブ１０では、水素ガスをタンク１２へと充填するための充填通路と、前記タンク１２内の水素ガスを燃料電池システムへと供給する供給通路とが共用である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前記充填通路と前記供給通路とがそれぞれ独立しているインタンクバルブであってもよい。
【００５２】
また、インタンクバルブ１０を通じてタンク１２への充填、又は、前記タンク１２からの放出が行われる高圧ガスは水素ガスに限定されるものではない。
【００５３】
以上のように、本実施の形態では、インタンクバルブ１０を構成するフィルタ３６は、カラー５８の内周面に対してメッシュ６０を全周溶接することで固定しているため、該メッシュ６０を通過する水素ガスの圧力によって前記カラー５８から外れたり吹き飛んだりすることを確実に防止することができ、高圧に耐え得る構造することが可能となる。さらに、メッシュ６０をカラー５８と一体的に構成し、ハウジング３０の外周側にフィルタ３６を挿入する構成としているため、組付性を向上させることが可能となり、しかも、その部品管理や保管がより容易となる。
【００５４】
また、ハウジング３０の外周側へフィルタ３６を挿入した後に、前記カラー５８と前記ハウジング３０とを全周溶接しているため、前記カラー５８と前記ハウジング３０との間の気密性を高く維持することができ、水素ガスがメッシュ６０のみを通過することとなる。換言すれば、カラー５８とハウジング３０との間を通じて水素ガスが流通することが防止される。そのため、水素ガスがメッシュ６０のみを通過することで、該水素ガスに含まれる塵埃等の異物を前記メッシュ６０によって確実に捕捉することが可能となる。
【００５５】
さらに、ハウジング３０の外周に形成された段差部７０が、メッシュ６０の装着されたカラー５８を軸方向（矢印Ｂ方向）に沿って挿入する際のストッパとして機能するため、フィルタ３６を挿入する際の位置決めが容易となり、メッシュ６０をハウジング３０における第１連通孔４０に臨む所定の位置に確実に配置することができる。
【００５６】
さらにまた、メッシュ６０を含むカラー５８をハウジング３０に組み付ける際、前記ハウジング３０に対して前記メッシュ６０が強く接触することがないため、該接触に起因した切粉等の発生を防止でき、水素ガスに前記切粉等が混入してしまうことを確実に阻止することができる。
【００５７】
またさらに、フィルタ３６において、鍔部６４をメッシュ６０の内周面よりもさらに縮径させているため、フィルタ３６を挿入した際に、メッシュ６０がハウジング３０（フィルタ装着部４２）の外周面に接触してしまうことが回避され、接触に起因した前記メッシュ６０の破損を確実に防止することができる。
【００５８】
また、カラー５８における鍔部６４の径方向厚さＤ２を本体部６２の径方向厚さＤ１よりも薄く形成することで（Ｄ２＜Ｄ１）、該鍔部６４とハウジング３０とを溶接する際の溶接代として機能させることが可能となるため、前記鍔部６４を介してカラー５８とハウジング３０とをより一層確実且つ強固に固定することが可能となる。
【００５９】
さらに、第２連通孔６６の直径Ｃ２を、第１連通孔４０の直径Ｃ１に対して小さく形成することにより（Ｃ２＜Ｃ１）、水素ガスをタンク１２内へと充填する際、直径の大きな第１連通孔４０から直径の小さな第２連通孔６６へと流通させ前記水素ガスの流量調整を行うようにしてもよい。
【００６０】
なお、本発明に係るインタンクバルブは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６１】
１０…インタンクバルブ              １２…タンク
１４…第１流路                      １６…ボディ
１８…駆動ユニット                  ２０…検出部
３０…ハウジング                    ３４…弁機構
３６…フィルタ                      ４０…第１連通孔
４２…フィルタ装着部                ５０…弁体
５８…カラー                        ６０…メッシュ
６２…本体部                        ６４…鍔部
６６…第２連通孔                    ６８…収納部
７０…段差部
【図１】
2016186337.tif 000003
【図２】
2016186337.tif 000004
【図３】
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