(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブの開閉作動に合わせて一対のシール要素が互いに接離する構造のバルブのシール構造において、
他方のシール要素に接離自在に当接する一方のシール要素は、予め平板を立体構造に加工した形状を有して圧縮時にバネ性を発揮可能な板バネ部材よりなり、前記板バネ部材の当接部にはシールゴムが被着されており、
前記板バネ部材は、剛板によって環状に成形され、保持部材の端面に設けた環状の装着溝に装着されるものであり、
前記板バネ部材は、前記装着溝の底面に配置される固定部と、軸方向の立ち上がり部と、前記当接部とを一体に有して断面略コ字状またはＵ字状に成形され、
前記シールゴムは、前記板バネ部材の当接部の外側端面のみに被着されていることを特徴とするバルブのシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブの開閉作動に合わせて一対のシール要素が互いに接離する構造のバルブのシール構造に関するものである。本発明のシール構造は例えば、燃料電池用高圧ガスバルブの開閉作動部に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
図４に示す従来のバルブ装置５１においてはその閉弁作動時、他方のシール要素であるバルブボディ側の弁座面５２に対して、一方のシール要素である弁体側のゴムパッキン５３が接離自在に当接するように構成されており、ゴムパッキン５３は当接時、所定のつぶし代をもって弁座面５２に押し付けられる（尚、図上矢印Ａは、弁開時における流体（ガス）の流れ方向を示している）。
【０００３】
しかしながら近年、流体流量制御の高精度化を実現するため、弁開時に弁座面５２およびゴムパッキン５３間に形成される流路幅Ｃの寸法を高精度に設定することが求められており、この点、ゴムパッキン５３ではその材質上へたりを生じ易いことから、この要求に対して充分に応えることができない。また、ゴムの加工については金属の加工ほどに加工精度が出せないことからも、流路幅Ｃに誤差が生じ易くなっている。
【０００４】
尚、本願出願人は先に、板バネを用いるバルブとして、下記特許文献１または２に掲載されたバルブ構造を提案しているが、これらの先行技術は何れもバルブ本体をバルブハウジングに装着するために板バネを用いるものであって、本発明のように直接のシール要素として板バネ部材を用いるものではない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５６８６８号公報
【特許文献２】特開２００３−１９７４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みて、シール要素にゴムパッキンのようなへたりを生じにくく、もって弁開時に形成される流路幅を高精度に設定することが可能なバルブのシール構造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】
上記目的を達成するため、本発明のシール構造は、バルブの開閉作動に合わせて一対のシール要素が互いに接離する構造のバルブのシール構造において、他方のシール要素に接離自在に当接する一方のシール要素は、予め平板を立体構造に加工した形状を有して圧縮時にバネ性を発揮可能な板バネ部材よりなり、前記板バネ部材の当接部にはシールゴムが被着されており、前記板バネ部材は、剛板によって環状に成形され、保持部材の端面に設けた環状の装着溝に装着されるものであり、前記板バネ部材は、前記装着溝の底面に配置される固定部と、軸方向の立ち上がり部と、前記当接部とを一体に有して断面略コ字状またはＵ字状に成形され、前記シールゴムは、前記板バネ部材の当接部の外側端面のみに被着されていることを特徴とする。
【０００８】
上記構成を有する本発明のシール構造のように、他方のシール要素と組み合わされる一方のシール要素として従来のゴムパッキンに代えて、予め平板を立体構造として圧縮時にバネ性を発揮する板バネ部材を使用すると、この板バネ部材が材質上へたりを生じにくく、また加工精度を出し易いものであることから、弁開時における流路幅を高精度に設定することが可能となる。板バネ部材は、圧縮時に弾性変形してバネ性を発揮するよう予め立体構造のものとして製作されており、その構造例としては、一部に弾性リップ片を有する、断面略コ字状またはＵ字状のものとするのが好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１０】
すなわち、本発明のシール構造においては上記したように、他方のシール要素と組み合わされる一方のシール要素として、予め平板を立体構造に加工した形状を有して圧縮時にバネ性を発揮可能な板バネ部材が使用され、この板バネ部材が材質上へたりを生じにくく、また加工精度を出し易いものであることから、弁開時における流路幅を高精度に設定することが可能とされている。したがって本発明所期の目的どおり、シール要素にへたりを生じにくく、もって弁開時に形成される流路幅を高精度に設定可能で、流量制御の高精度化に寄与することができるバルブのシール構造を提供することができる。
【００１１】
また、板バネ部材の当接部の外側端面にワンポイントでシールゴムが被着されているので、弁閉時に微少漏れが発生することはない。また、板バネ部材の当接部に被着されるシールゴムは従来のゴムパッキンと比較して充分に薄いので、そのへたりが問題化することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明には、以下の実施形態が含まれる。
【００１３】
すなわち、板バネを使用することによって安定したシール反力を出しつつ、ゴムのへたり等による経時変化等の影響をなくす。そして、接触面にゴムを焼き付けることにより微もれを防ぎ、シール性を確保する。
【実施例】
【００１４】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００１５】
第一実施例・・・
図１は、本発明の第一実施例に係るバルブのシール構造を示している。
【００１６】
当該第一実施例に係るシール構造は、バルブの開閉作動に合わせて一対のシール要素が互いに接離するものであって、この一対のシール要素が、金属等の剛性部品よりなるバルブボディ１側の弁座面２と、この弁座面２に接離自在に当接する弁体４側の板バネ部材６との組み合わせにより構成されている。
【００１７】
板バネ部材６は、金属板等の剛板によって環状に成形され、保持部材である弁体４の端面に設けた環状の装着溝５に装着され、弁閉時、弁座面２に当接してバルブボディ１側の弁孔３を閉塞するものであって、更に以下のように構成されている。
【００１８】
すなわち、この板バネ部材６は、予め平板（金属平板）を立体構造に加工した形状を有して圧縮時にバネ性を発揮することが可能とされており、具体的には図示するように内径側（低圧側）を開放した断面略コ字状の環状体として成形されており、装着溝５の底面５ａ側に配置される固定部（固定板部）６ａと、軸方向の立ち上がり部（立ち上がり板部）６ｂと、弁座面２側に配置される当接部（当接板部）６ｃとを一体に有している。上記コの字はバルブの内径側が開放されているが、これに代えてバルブの外径側（高圧側）が開放されていても良く、すなわち径方向の何れか一方が開放されていれば良い。当接部６ｃは当該板バネ部材６の弾性リップ片をなすもので、少なくともその先端部位は装着溝５の外部へ突出するよう配置され、その外側端面（図では上面）に環状のシールゴム７ａが被着（接着）され、このシールゴム７ａが弁座面２に接離自在に密接する構成とされている。
【００１９】
シールゴム７ａは、金属製の板バネ部材６の外面に被着したゴム状弾性体７の一部としてリップ状に設けられている。ゴム状弾性体７にはシールゴム７ａのほかに、固定部６ａの外側端面（図では下面）に被着されて、固定部６ａと装着溝５の底面５ａとの間をシールする第二シールゴム７ｂ、および立ち上がり部６ｂの外周面に被着されて、立ち上がり部６ｂと装着溝５の側面５ｂとの間をシールする第三シールゴム７ｃが一体に設けられている。
【００２０】
ゴム状弾性体７を被着した板バネ部材６は、図示するように弁体４に設けた装着溝５に装着される。図は弁開状態を示しており、移送流体である高圧ガスは矢印Ａ方向に流れている。この弁開状態からソレノイドへの励磁等により閉弁作動が開始されて弁体４が弁座面２に近付く方向へストロークすると、板バネ部材６の当接部６ｃに被着したシールゴム７ａが弁座面２に当接し、圧縮され、次いで板バネ部材６にも閉弁力が作用し、板バネ部材６はコの字の開口幅を狭めるよう弾性変形し、その反力によってシールゴム７ａを弁座面２に強く押し付け、弁閉状態が実現される。
【００２１】
金属板により成形された板バネ部材６は、繰り返し弾性変形してもへたりを生じにくいものである。また金属板により成形された板バネ部材６は、その製作時に加工精度を出し易いものである。したがって、弁開時に弁座面２およびシールゴム７ａ間に形成される流路幅Ｃを長期間に亙って高精度に設定・維持することが可能とされている。
【００２２】
また、板バネ部材６の当接部６ｃにシールゴム７ａが被着されてこのシールゴム７ａが弁座面２に密接するよう構成されているために、弁閉時にいわゆるメタルタッチは発生せず、よってメタルタッチを原因とする微少漏れが発生するのを防止することが可能とされている。
【００２３】
また、シールゴム７ａはゴム材であるのでそのへたりが懸念されるが、充分に薄く設定されているので、そのへたりが問題化することはない。
【００２４】
第二実施例・・・
尚、上記第一実施例では、シールゴム７ａをゴム状弾性体７の一部として第二および第三シールゴム７ｂ，７ｃとともに一体成形したが、これに代えて図２に示すように、板バネ部材６の当接部６ｃの外側端面にワンポイントで被着するようにしても良い。この場合、板バネ部材６と弁体４との間のシール性が懸念されるときは、両者４，６を溶接部８にて環状に溶接固定する。
【００２５】
第三実施例・・・
また、溶接に代えて、図３に示すように板バネ部材６の固定部６ａの外側端面にワンポイントで第二シールゴム７ｂを被着することにより両者４，６間をシールすることにしても良い。
【００２６】
また、板バネ部材６の断面形状は、コ字状に代えて、図２または図３に示すように略Ｕ字状であっても良い。図示するＵの字はその内径側（低圧側）が開放されているが、これに代えてその外径側（高圧側）が開放されていても良く、すなわち径方向の何れかが開放されていれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一実施例に係るシール構造の要部断面図
【図２】本発明の第二実施例に係るシール構造の要部断面図
【図３】本発明の第三実施例に係るシール構造の要部断面図
【図４】従来例に係るシール構造の要部断面図
【００２８】
１  バルブボディ
２  弁座面
３  弁孔
４  弁体
５  装着溝
５ａ  底面
５ｂ  側面
６  板バネ部材
６ａ  固定部
６ｂ  立ち上がり部
６ｃ  当接部
７  ゴム状弾性体
７ａ，７ｂ，７ｃ  シールゴム
８ 溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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