(57)【要約】【課題】製造容易な構成で貼着を防止するとともに、当接音を低減することが可能な燃料電池用電磁弁を提供する。【解決手段】燃料電池用電磁弁１は、弁座面１０ｃと、弁座面１０ｃに対して着座・離座可能に設けられた弁部７２と、弁部７２が弁座面１０ｃから離座した際に、弁部７２と当接することによって弁部７２の移動を規制する金属製の鍔部３１と、を備え、弁部７２は、拡径部７２ａと、拡径部７２ａの外周に取り付けられており、鍔部３１と対向する弾性部材８０と、を備えており、弾性部材８０の鍔部３１と対向する面は、鍔部３１と当接可能な当接部８２と、当接部８２が鍔部３１と当接した状態において鍔部３１から離間している凹部８３と、を備える。【選択図】図４
2009301846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座と、
前記弁座に対して着座・離座可能に設けられた弁部と、
前記弁部が前記弁座から離座した際に、前記弁部と当接することによって前記弁部の移動を規制する金属製の移動規制部と、
を備える燃料電池用電磁弁であって、
前記弁部は、弁基部と、前記弁基部の外周に取り付けられており、前記移動規制部と対向する弾性体部と、を備えており、
前記弾性体部の前記移動規制部と対向する面は、前記移動規制部と当接可能な当接部と、前記当接部が前記移動規制部と当接した状態において前記移動規制部から離間している凹部と、を備える
ことを特徴とする燃料電池用電磁弁。
【請求項２】
前記移動規制部の前記弾性体部と対向する側の端部には、Ｒ形状を呈する面取り部が設けられており、前記移動規制部の少なくとも前記弾性体部と対向する側には、コーティング被膜が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用電磁弁。
【請求項３】
前記凹部は、放射状に延びているとともに、前記弾性体部の軸中心に対して周方向に等間隔となるように複数設けられており、
複数の前記凹部は、その内径側端部が前記移動規制部の内径側端部よりも内側に設けられており、その外径側端部が前記弾性体部の外周面に開放されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池用電磁弁。
【請求項４】
前記当接部は、放射状に延びているとともに、前記弾性体部の軸中心に対して周方向に等間隔となるように複数設けられており、
複数の前記当接部は、その内径側端部が前記弾性体部の内径側端部よりも外径側で立ち上がるように形成されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池用電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、燃料電池システムにおいて、燃料電池からガス及び／又は水を外部へと排出する燃料電池用電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体高分子膜型燃料電池は、固体高分子電解質膜をアノードとカソードとで両側から挟み込んで形成されたセルに対し、複数のセルを積層して構成されたスタック（以下、燃料電池という）を備えており、アノードに燃料として水素が供給され、カソードに酸化剤としてエアが供給されて、アノードで触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を通過してカソードまで移動して、カソードで電気化学反応を起こして発電するようになっている。
【０００３】
このような燃料電池装置は、例えば、燃料電池のカソード側に反応ガスとしてエアを供給するためのエアコンプレッサ等を備え、さらに、このエアの圧力を信号圧として、エアの圧力に応じた圧力で燃料電池のアノード側に反応ガスとして水素を供給する圧力制御弁を備え、燃料電池のカソード側に対するアノード側の反応ガスの圧力を所定圧に調圧して所定の発電効率を確保すると共に、燃料電池に供給される反応ガスの流量を制御することで所定の出力が得られるように設定されている。
【０００４】
そこで、本出願人は、燃料電池内におけるエア流路及び／又は水素流路の適宜の位置に設けられ、燃料電池の外部にエア、水素又は水を排出する燃料電池用電磁弁を提案している（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５３２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる燃料電池用電磁弁は、開弁状態において、弁体の外周に取り付けられた弾性部材がカラーガイドの鍔部に当接することによって、弁体の移動量が規制される。ここで、弾性部材が鍔部に対して貼着されることを防止するために、金属製の鍔部に複数の凹部が設けられている。しかし、金属製の鍔部に凹部を設ける構成では、加工に労力を要するため、より製造容易な構成の燃料電池用電磁弁が望まれていた。
【０００７】
本発明は、前記要望を鑑みて創案されたものであり、製造容易な構成で貼着を防止するとともに、当接音を低減することが可能な燃料電池用電磁弁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】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、弁座と、前記弁座に対して着座・離座可能に設けられた弁部と、前記弁部が前記弁座から離座した際に、前記弁部と当接することによって前記弁部の移動を規制する金属製の移動規制部と、を備える燃料電池用電磁弁であって、前記弁部は、弁基部と、前記弁基部の外周に取り付けられており、前記移動規制部と対向する弾性体部と、を備えており、前記弾性体部の前記移動規制部と対向する面は、前記移動規制部と当接可能な当接部と、前記当接部が前記移動規制部と当接した状態において前記移動規制部から離間している凹部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
かかる燃料電池用電磁弁は、弾性部材が複数の凹部を備えているので、弾性部材が移動規制部に当接した際に、弾性部材が移動規制部に対して貼着されることが防止される。また、燃料電池用電磁弁は、弾性部材の移動規制部と対向する面に凹部を備えているので、弾性部材と移動規制部との当接面積を減少させることができ、それによって当接音を低減することができる。さらに、燃料電池用電磁弁は、弾性部材の移動規制部と対向する面に凹部を備えているので、弾性部材の移動規制部との当接面が柔らかく、弾性変形しやすくなっており、それによって当接音をさらに低減することができる。さらに、燃料電池用電磁弁は、金属製の移動規制部ではなく樹脂等から形成可能な弾性部材に凹部を備えるので、容易に製造可能である。
【００１０】
また、前記移動規制部の前記弾性体部と対向する側の端部には、Ｒ形状を呈する面取り部が設けられており、前記移動規制部の少なくとも前記弾性体部と対向する側には、コーティング被膜が形成されていることが望ましい。
【００１１】
かかる燃料電池用電磁弁は、移動規制部の弾性体部と対向する側の端部に面取り部を備えているので、コーティング被膜（例えば、フッ素コーティング被膜）がのり易くなっており、弾性体部との当接によるコーティング被膜の剥落を抑制することができる。
【００１２】
また、前記燃料電池用電磁弁は、前記凹部が、放射状に延びているとともに、前記弾性体部の軸中心に対して周方向に等間隔となるように複数設けられており、複数の前記凹部が、その内径側端部が前記移動規制部の内径側端部よりも内側に設けられており、その外径側端部が前記弾性体部の外周面に開放されている構成であってもよく、前記当接部が、放射状に延びているとともに、前記弾性体部の軸中心に対して周方向に等間隔となるように複数設けられており、複数の前記当接部が、その内径側端部が前記弾性体部の内径側端部よりも外径側で立ち上がるように形成されている構成であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、製造容易な構成で貼着を防止するとともに、当接音を低減することが可能な燃料電池用電磁弁を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
続いて、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池用電磁弁を備える燃料電池システムの構成図である。かかる燃料電池システム２００は、例えば、自動車等の車両に搭載される。
【００１５】
図１に示すように、燃料電池システム２００は、燃料電池２１１と、内部に高圧の水素ガスが充填されており、燃料電池２１１に対して燃料ガスとしての水素ガスを供給する水素タンク２１２と、燃料電池２１１に対して酸化剤ガス（酸素）を含む圧縮エアを供給するエアコンプレッサ２１３と、燃料電池２１１から排出される水分を含んだ水素ガスを、水素ガスと水とに分離するキャッチタンク２１４と、分離された水素ガスを、燃料電池２１１から排出されたエアによって希釈する希釈器２１５と、を備えている。
【００１６】
燃料電池２１１は、例えば、固体高分子電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）であり、図示しない燃料電池自動車等の車両に搭載される。この燃料電池２１１は、複数の単セルが積層して構成されたスタック本体（図示せず）を有しており、燃料ガスとして水素ガスが供給されるアノードと、酸化剤ガスとして、例えば、酸素を含むエアが供給されるカソードと、を備えている。
【００１７】
水素タンク２１２と燃料電池２１１との間には、水素供給通路２０１が設けられており、水素供給通路２０１中には、エゼクタ２１６が配設されている。このエゼクタ２１６には、燃料電池２１１から排出された燃料オフガスである未反応の水素（以下、水素オフガスという）をフィードバックさせる循環通路２０２が接続されており、燃料電池２１１からフィードバックされた水素オフガスを水素タンク２１２から供給される水素ガスに混合させて、燃料電池２１１のアノードに供給する装置である。
【００１８】
エアコンプレッサ２１３と燃料電池２１１との間には、エア供給通路２０３が設けられており、エア供給通路２０３中には、エアコンプレッサ２１３から供給されたエアを加湿する加湿器２１７が配設されている。加湿器２１７によって加湿されたエアは、エア供給通路２０３を介して燃料電池２１１のカソードに供給される。
【００１９】
キャッチタンク２１４と希釈器２１５との間には、分離された水素ガス用の水素ガス排出通路２０４と、分離された水用の水排出通路２０５と、が設けられている。水排出通路２０５中には、当該水排出通路２０５を開閉する燃料電池用電磁弁１が設けられている。なお、水素ガス排出通路２０４において、循環通路２０２との分岐の下流側には、図示しないパージ弁が設けられており、かかるパージ弁によって水素ガス排出通路２０４を開閉することによって、水素ガスの流れる方向を切り替えることが可能である。
【００２０】
＜第一の実施形態＞
次に、前記燃料電池システム２００に組み込まれた燃料電池用電磁弁１の第一の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図２は、本発明の第一の実施形態に係る燃料電池用電磁弁の構造を説明するための断面図である。図３は、本発明の第一の実施形態に係る弾性部材を説明するための図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。図４は、本発明の第一の実施形態に係る燃料電池用電磁弁の動作を説明するための要部断面図であり、（ａ）は閉弁状態を示す図、（ｂ）は開弁状態を示す図、（ｃ）は鍔部を示す図である。
【００２１】
この燃料電池用電磁弁１は、キャッチタンク２１４で分離された生成水を排出するための排出弁であり、図２に示すように、バルブボディ１０と、ガイドボディ２０と、カラーガイド３０と、樹脂封止体４０と、ハウジング５０と、ソレノイド部６０と、弁体７０と、を備えている。
【００２２】
＜バルブボディ１０＞
図２に示すように、バルブボディ１０は、キャッチタンク２１４（図１参照）で分離された生成水（以下、水という）が導入される導入ポート１０ａと、導入された水が外部へと導出される導出ポート１０ｂと、を有する。バルブボディ１０は、金属製材料（例えば、ステンレス鋼）から形成されており、その内部に弁体７０が変位自在に設けられる本体部１１と、本体部１１から下方に向かって突出して形成される突出部１２と、本体部１１の上部に半径外方向に拡径して形成される取付フランジ１３と、を備えている。かかるバルブボディ１０は、水が流通する通路が形成された保持ブロック１１０に対して装着されている。
【００２３】
ここで、バルブボディ１０が固定される保持ブロック１１０について簡単に説明する。保持ブロック１１０は、バルブボディ１０の本体部１１が挿入される第１挿入孔１１１と、第１挿入孔１１１の下部に当該第１挿入孔１１１より縮径して形成される第２挿入孔１１２と、略水平方向に延在するように形成され、外部より水が導入される導入通路１１３と、導入通路１１３と連通し、第１挿入孔１１１に臨むように環状に形成される導入室１１４と、第２挿入孔１１２と連通するように形成され、突出部１２の導出ポート１０ｂから導出される水が流通する導出通路１１５と、を備える。
【００２４】
そして、バルブボディ１０が、保持ブロック１１０の上面に対して取付フランジ１３を介して固定ボルトＢ１で固定されている。なお、燃料電池用電磁弁１は、かかる保持ブロック１１０に装着される場合に限定されるものではない。
【００２５】
ここで、保持ブロック１１０についての簡単な説明を終え、バルブボディ１０の説明に戻る。バルブボディ１０の本体部１１は、有底円筒状に形成されており、当該本体部１１の軸線と略平行に形成される側壁１１ａと当該本体部１１の軸線と略直交する底壁１１ｂとの接合部位には、外周面の周面に沿って所定角度傾斜したテーパ面１１ｃが形成されている。このテーパ面１１ｃは、前記側壁１１ａ及び底壁１１ｂに対して約４５度に傾斜するように形成されており、前記テーパ面１１ｃには当該テーパ面１１ｃに対して略直交に貫通した導入ポート１０ａが形成されている。
【００２６】
導入ポート１０ａは、本体部１１の周方向に沿って等間隔離間して複数（例えば、９０度間隔で４箇所）形成されるとともに、本体部１１の内部に形成される連通室１１ｄと連通している。また、導入ポート１０ａは、バルブボディ１０が保持ブロック１１０に装着された際に、当該保持ブロック１１０の内部に形成された環状の導入室１１４と対向する位置に形成されている。
【００２７】
本体部１１の側壁１１ａには、外周側に形成される環状溝を介してＯリングＡ１が装着されている。これにより、本体部１１が保持ブロック１１０の第１挿入孔１１１に挿入された際に、第１挿入孔１１１の内周面と本体部１１の外周面との間でＯリングＡ１が挟持されるため、保持ブロック１１０の内周面と本体部１１の外周面との間の気密が保持される。
【００２８】
突出部１２は、本体部１１における底壁１１ｂの略中央部から下方に向かって所定長だけ突出するとともに、その外周径が本体部１１の側壁１１ａの外周径よりも小径となるように形成されている。また、突出部１２は、本体部１１と同軸状となるように形成されており、バルブボディ１０が保持ブロック１１０に装着される際に、第１挿入孔１１１よりも小径に形成された第２挿入孔１１２に挿入される。
【００２９】
突出部１２の下端部には、下方に向かって開口し、連通室１１ｄに導入された水が導出される単一の導出ポート１０ｂが形成されており、導出ポート１０ｂは、当該導出ポート１０ｂよりも小径となるように形成された連通路１２ａを介して連通室１１ｄと連通している。導出ポート１０ｂ及び連通路１２ａは、本体部１１の軸線と同軸状となるように形成されている。この連通路１２ａが開口する本体部１１の底壁１１ｂは、後記する弁体７０の着座部８１が着座・離座する弁座面（弁座）１０ｃとして機能している。
【００３０】
また、導出ポート１０ｂは、当該導出ポート１０ｂと対向する位置に形成された保持ブロック１１０の導出通路１１５と連通している。すなわち、導出ポート１０ｂから導出された水は、導出通路１１５を通じて外部へと排出される。
【００３１】
この導出ポート１０ｂの断面積は、複数形成される導入ポート１０ａのそれぞれの断面積を合算した総断面積より小さくなるように設定される。これにより、複数の導入ポート１０ａから導入される水の総流量を、導出ポート１０ｂから導出される流量より大きくすることができるため、導出ポート１０ｂから導出される流量が不足することがなく、水を確実に導出ポート１０ｂから排出することができる。
【００３２】
一方、突出部１２の外周面には、環状溝を介してＯリングＡ２が装着されており、ＯリングＡ２が保持ブロック１１０の第２挿入孔１１２と突出部１２の外周面との間で挟持されることにより、保持ブロック１１０の内周面と突出部１２の外周面との間の気密が保持される。
【００３３】
取付フランジ１３は、平面視略菱形状に所定厚さで形成され、本体部１１から半径外方向に所定間隔離間して一組の孔部１３ａが形成されている。そして、孔部１３ａには固定ボルトＢ１が挿通されており、取付フランジ１３は、固定ボルトＢ１によって保持ブロック１１０の上面に対して固定される。
【００３４】
＜ガイドボディ２０及びカラーガイド３０＞
ガイドボディ２０は、バルブボディ１０の上部に連結され、その内部に後記する可動コア６４が軸線方向に沿って変位自在に設けられる。ガイドボディ２０は、筒状に形成され、内部に可動コア６４が変位自在に設けられる円筒部２１と、当該円筒部２１より半径外方向に突出し、バルブボディ１０の上部に連結ボルト（図示せず）を介して連結されるフランジ部２２と、を備えている。なお、フランジ部２２には、周方向に所定間隔離間して形成される複数の孔部（図示せず）を介して連結ボルトが挿通され、当該連結ボルトがバルブボディ１０の上面に螺合されることにより、ガイドボディ２０とバルブボディ１０とが連結されている。
【００３５】
円筒部２１の下部は、バルブボディ１０における本体部１１の内部に挿入され、前記円筒部２１とフランジ部２２とが接合する角部と本体部１１との間には、シール部材Ｓ１が装着されている。これにより、円筒部２１が挿入されるバルブボディ１０の内部の気密が確実に保持される。
【００３６】
また、円筒部２１の内部には、略同一直径から筒状に形成されるカラーガイド３０の一端部側が挿入され、当該カラーガイド３０の一端部に形成される鍔部３１が円筒部２１の下部に装着されている。このカラーガイド３０は、後記する可動コア６４を上下に案内するガイド機能を有しており、金属製材料から薄板円筒状に形成され、半径外方向に突出した鍔部３１の上面が、円筒部２１の下面に当接した状態でレーザ溶接等によって強固に固着されている。これにより、円筒部２１の内周面がカラーガイド３０によって覆われる。鍔部３１には、周方向に沿って複数の孔部３１ａが配列されており、孔部３１ａを介して、水が鍔部３１の内側及び外側に移動可能となっている。
【００３７】
また、カラーガイド３０の鍔部３１は、弁体７０がガイドボディ２０側に向かって変位した際の変位を規制するストッパ機能を備えている。鍔部３１の下面（弾性部材８０と対向する面）は、平面形状を呈しており、その内外の端部には、Ｒ形状を呈する面取り部３１ｂ，３１ｂが形成されている。また、カラーガイド３０の表面は、フッ素コーティング被膜３１ｃによって被覆されている（図４（ｃ）参照）。
【００３８】
また、カラーガイド３０の他端部は、ガイドボディ２０の円筒部２１から突出するように上方に向かって所定長だけ延在し、ソレノイド部６０のボビン６２（後記する）の内部に挿通されている。
【００３９】
＜樹脂封止体４０＞
樹脂封止体４０は、後記するコイル６１及びボビン６２からなるコイル巻線体が樹脂製材料によってモールドされることによって形成され、ガイドボディ２０の上部に連結されている。この樹脂封止体４０の側面には、ソレノイド部６０に電流を供給するための電源（図示せず）に接続されるコネクタ部４１が設けられ、当該コネクタ部４１には、その内部に一端部が露呈するように金属製材料からなる端子（図示せず）が設けられている。そして、かかる端子は、樹脂封止体４０の内部を介してソレノイド部６０のコイル６１へと接続されている。なお、端子は、図示しないリード線を介して前記電源と接続されている。
【００４０】
樹脂封止体４０の上面には、半径内方向に張り出した張出部４２が形成され、当該張出部４２の上面に形成された環状溝を介してＯリングＡ３が装着されている。そして、ＯリングＡ３が樹脂封止体４０と後記するハウジング５０との間で挟持されることにより、樹脂封止体４０とハウジング５０との間の気密が保持される。
【００４１】
＜ハウジング５０＞
ハウジング５０は、磁性体からなる金属製材料より断面略Ｕ字状に形成され、樹脂封止体４０及びガイドボディ２０の一部を上部から覆うように装着されている。ハウジング５０の上部には、略中央部に孔部５１が形成されており、孔部５１には、後記する固定コア６３の上面に設けられるねじ部６３ａが挿通されている。このように、ハウジング５０を断面略Ｕ字状に形成することにより、軽量化を図ることができると共に、使用される材料の量を削減することができるためコストの低減を図ることも可能である。
【００４２】
また、ハウジング５０には、軸線方向に沿って略長方形状に切り欠かれた開口部（図示せず）が形成されており、コネクタ部４１は、かかる開口部を介してハウジング５０の外側に突出している。
【００４３】
＜ソレノイド部６０＞
ソレノイド部６０は、図２に示すように、樹脂封止体４０の内部に配設され、外周面にコイル６１が巻回されたボビン６２と、樹脂封止体４０の上部にキャップナットＣ１を介して一体的に連結される固定コア６３と、固定コア６３と対向し、ボビン６２の内部を軸線方向に沿って変位自在に設けられる可動コア６４と、固定コア６３と可動コア６４との間に介装されるリターンスプリング６５と、を備えている。
【００４４】
ボビン６２は、樹脂封止体４０の内周面に当接するように設けられ、その上端部及び下端部には半径外方向へと拡径した第１拡径部６２ａ及び第２拡径部６２ｂがそれぞれ形成されている。そして、ボビン６２は、第１拡径部６２ａと第２拡径部６２ｂとの間にコイル６１が巻回された状態で樹脂封止体４０の内部にモールドされている。
【００４５】
また、ボビン６２の略中央部には、軸線方向に沿って貫通した挿通孔６２ｃが形成されており、当該挿通孔６２ｃには、ガイドボディ２０の円筒部２１に固着されたカラーガイド３０が挿通されると共に、挿通孔６２ｃの上部には磁性体からなる金属製材料により円柱状に形成された固定コア６３が挿入されている。なお、挿通孔６２ｃの内周径は、前記カラーガイド３０の外周径と略同等となるように形成されている。
【００４６】
固定コア６３は、その上部に形成されたねじ部６３ａが、ハウジング５０の孔部５１に挿通された後に、ワッシャＷ１が挿通されてキャップナットＣ１が螺合される。これにより、固定コア６３が樹脂封止体４０に一体的に連結される。
【００４７】
また、固定コア６３の外周面の可動コア６４側には、縮径した縮径部６３ｂが形成されており、縮径部６３ｂには、ガイドボディ２０に固着されたカラーガイド３０の他端部が装着される。詳細には、カラーガイド３０は、固定コア６３に対してレーザ溶接で溶着されることにより、固定コア６３に対して強固に固着されている。
【００４８】
これにより、固定コア６３、ガイドボディ２０及びカラーガイド３０という３部品をレーザ溶接等によって一体化することができるため、予め一体化された固定コア６３、ガイドボディ２０及びカラーガイド３０を他部品に組み付けることが可能となり、組み付ける際の組付工数の低減及び作業性の向上を図ることが可能となる。
【００４９】
さらに、固定コア６３の縮径部６３ｂは、カラーガイド３０の厚さ分だけ半径内方向に縮径して形成されているため、縮径部６３ｂに装着されたカラーガイド３０の外周面が、固定コア６３の外周面と略面一となる。そして、固定コア６３の下方には、カラーガイド３０を介して可動コア６４が挿入されている。
【００５０】
固定コア６３の下面には、その略中央部に可動コア６４側に向かって突出した凸部６３ｃが形成されており、可動コア６４との間に介装されるリターンスプリング６５の一端部が係着されている。
【００５１】
可動コア６４は、磁性体からなる金属製材料によって円筒状に形成され、固定コア６３側となる一端部には所定深さで窪んだスプリング受穴６４ａが形成されている。スプリング受穴６４ａと当該スプリング受穴６４ａと対向する固定コア６３の凸部６３ｃとの間には、リターンスプリング６５が介装されており、リターンスプリング６５の弾発力は、可動コア６４を固定コア６３から離間させる方向に付勢している。
【００５２】
また、可動コア６４の外周面には、複数の溝部６４ｂが軸線方向に沿って形成されており、これらの溝部６４ｂは、可動コア６３の周方向に沿って所定間隔離間して形成されている。溝部６４ｂは、例えば、断面略Ｖ字状となるように形成されている。
【００５３】
このように、可動コア６４の外周面に沿って溝部６４ｂを形成することにより、可動コア６４が軸線方向に沿って変位する際に、可動コア６４と固定コア６３との間に存在するエアを、溝部６４ｂを通じて弁体７０側へと通気させることができる。そのため、可動コア６４と固定コア６３との間のエアによって可動コア６４の変位抵抗が生じることがなく、可動コア６４を円滑に変位させることが可能となる。
【００５４】
一方、可動コア６４の内部には、その他端部側に弁体７０が連結される小径孔６４ｃと、小径孔６４ｃよりも拡径して形成される大径孔６４ｄとが形成されている。なお、リターンスプリング６５が介装されるスプリング受穴６４ａと小径孔６４ｃ及び大径孔６４ｄとは連通している。
【００５５】
＜弁体７０＞
弁体７０は、可動コア６４に連結されるシャフト部（軸部）７１と、当該シャフト部７１の下部に形成され、バルブボディ１０における本体部１１の弁座面１０ｃに着座・離座自在に設けられる弁部７２と、を備えている。
【００５６】
シャフト部７１は、金属製材料から形成されており、可動コア６４の小径孔６４ｃに圧入される第１軸７１ａと、当該第１軸７１ａよりも拡径して可動コア６４の大径孔６４ｄに挿入される第２軸７１ｂと、当該第２軸７１ｂよりもさらに拡径して形成され、可動コア６４の下端面に係止される第３軸７１ｃと、を備えている。このように、シャフト部７１ａの第１軸７１ａが可動コア６４の小径孔６４ｃに対して圧入されているため、弁体７０と可動コア６４とが強固に連結された状態となる。
【００５７】
弁部７２は、バルブボディ１０の連通室１１ｄに配設され、シャフト部７１の第３軸７１ｃの下部に形成されて当該第３軸７１ｃよりも拡径した拡径部（弁基部）７２ａと、当該拡径部７２ａを取り囲むように外装された弾性材料（例えば、フッ素ゴム）からなる弾性部材（弾性体部）８０と、を備えている。
【００５８】
拡径部７２ａは、略円盤状に形成され、その外周径は、連通室１１ｄの内周径より小さく形成される。また、拡径部７２ａには、その上下面間を貫通する複数の連通孔７２ｂが所定間隔離間して形成されている。
【００５９】
一方、弾性部材８０は、前記拡径部７２ａを図示しない成形型の内部に載置し、前記成形型に弾性材料を充填させて固化させることにより、拡径部７２ａの全体を覆うように形成される（弾性材料の連通孔７２ｂへの充填を含む）。
【００６０】
この弾性部材８０は、拡径部７２ａの外周面及び下面側に略一定の厚さとなるように形成されている。弾性部材８０は、拡径部７２ａの上面と下面とを連通する複数の連通孔７２ｂに充填されているため、弾性部材８０が拡径部７２ａから脱落することが防止される。このように、弁体７０は、拡径部７２ａが弾性部材８０の中心に設けられる構造としているため、弾性材料からなる弾性部材８０の強度を向上させることができる。
【００６１】
また、弾性部材８０の下部には、その略中央部に環状に突出した着座部（環状突部）８１が形成されており、着座部８１の直径は、バルブボディ１０の本体部１１に開口した連通路１２ａの内径よりも大きく形成される。すなわち、着座部８１が本体部１１の弁座面１０ｃに当接し、弁座面１０ｃに開口する連通路１２ａの外周部位を覆うことにより、連通室１１ｄと導出ポート１０ｂとの連通状態が遮断される。
【００６２】
弾性部材８０の着座部８１よりも内周側において、拡径部７２ａの底面は、弾性部材８０によって覆われずに露出している。
【００６３】
さらに、弾性部材８０の外周径は、連通室１１ｄの内周径と略同等に形成される。すなわち、連通室１１ｄの内周径より小さく形成された拡径部７２ａの外周面と連通室１１ｄの内周面との間に弾性部材８０が配設される。
【００６４】
弾性部材８０は、図３に示すように、鍔部３１と対向する上面側に、鍔部３１と当接可能な当接部８２と、当接部８２が鍔部３１と当接した状態において鍔部から離間している凹部８３と、を備える。この弾性部材８０において、凹部８３は、弾性部材８０の軸中心に対して周方向に等間隔となるように複数設けられており、放射状に延びている（本実施形態では、９０度ごとに計４個）。
【００６５】
凹部８３の内径側端部８３ａは、鍔部３１の内径側端部よりも内側に位置し、凹部８３の外径側端部８３ｂは、弾性部材８０の外周面に向かって開放されている。かかる形状の凹部８３を採用することによって、弾性部材８０の当接部８２が鍔部３１と当接した状態において、凹部８３内の水、流体等が凹部８３外へと移動可能となる。また、凹部８３の内径側面は、テーパ面８３ｃとなっている。
【００６６】
本発明の第一の実施形態に係る燃料電池用電磁弁１は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００６７】
図１及び図２に示すように、燃料電池システム２００において燃料電池用電磁弁１は、水排出通路２０５中に、例えば、保持ブロック１１０を介して設けられており、燃料電池用電磁弁１の導入ポート１０ａは、保持ブロック１１０の導入通路１１３を介して水排出通路２０５の上流側と接続されている。そして、導出ポート１０ｂは、保持ブロック１１０の導出通路１１５を介して水排出通路２０５の下流側と接続されている。
【００６８】
図４（ａ）は、燃料電池用電磁弁１の部分拡大図であり、コイル６１に対してコネクタ部４１を介して電流を供給していない非励磁状態にあり、弁体７０の着座部８１が、本体部１１の底壁１１ｂに形成された弁座面１０ｃに着座して導入ポート１０ａと導出ポート１０ｂとの連通が遮断されたオフ状態（閉弁状態）を示している。
【００６９】
このようなオフ状態において、図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御装置）による駆動制御によって、図示しない電源を付勢してコネクタ部４１の端子を介してコイル６１に通電することによりコイル６１が励磁され、その励磁作用下に磁束がコイル６１から可動コア６４へと向かい、再びコイル６１へと復帰して周回するように発生する。
【００７０】
そして、図４（ｂ）に示すように、可動コア６４がリターンスプリング６５の弾発力に抗して軸線方向に沿って上方へと変位し、弁体７０の着座部８１が本体部１１の弁座面１０ｃから離座する。
【００７１】
そして、弁体７０の拡径部７２ａに装着された弾性部材８０の上面が、カラーガイド３０の鍔部３１に当接して変位終端位置となる。なお、その際、弾性材料からなる弾性部材８０によって弁体７０が変位終端位置まで変位した際の衝撃が緩和されると共に、その当接音が低減される。その結果、燃料電池用電磁弁１がオフ状態からオン状態（開弁状態）へと切り換わる。
【００７２】
したがって、導入ポート１０ａから連通室１１ｄの内部に導入された水が、弁体７０の着座部８１と弁座面１０ｃとの間のクリアランスを介して連通路１２ａから導出ポート１０ｂを通じて外部へと排出される。
【００７３】
また、このようなオン状態において、水の外部への排出を停止する場合には、再び弁体７０の着座部８１を本体部１１の弁座面１０ｃに着座させて導入ポート１０ａと導出ポート１０ｂとの連通が遮断されたオフ状態とする。
【００７４】
この場合には、図示しない電源からコイル６１に通電されていた電流の供給を停止することにより当該コイル６１が非励磁状態となり、可動コア６４に付勢されていた上方への変位力が滅勢される。
【００７５】
そのため、可動コア６４がリターンスプリング６５の弾発力によって下方へと押圧され、弁体７０における弾性部材８０の上面が鍔部３１の下面から離間する。その際、弾性部材８０の上面には、鍔部３１の下面と当接した状態において、当該弾性部材８０の上面に形成された凹部８３によって弾性部材８０の上面と鍔部３１の下面との間に予め非接触部分（空間）が設けられる。そのため、弁体７０の弾性部材８０と鍔部３１とが貼り付くことが防止され、弁体７０を下方へと変位させる際、弾性部材８０を鍔部３１から確実かつ容易に離間させることができる。また、固定側の鍔部３１ではなく可動側の弁部７２側に凹部８３を設け、可動側が凹部８３の分だけ軽量化されるので、弁体７２の動作がより円滑となり、弾性部材８０を鍔部３１から確実かつ容易に離間させることができる。さらに、弾性部材８０に凹部８３を設けることに加えて鍔部３１の端部に面取り部３１ｂを設けるので、これらの相乗効果によって弁体７０の弾性部材８０と鍔部３１との貼着がより確実に防止され、弁体７０を下方へと変位させる際、弾性部材８０を鍔部３１から確実かつ容易に離間させることができる。
【００７６】
そして、弁体７０の着座部８１が、本体部１１の弁座面１０ｃに着座し、環状の着座部８１によって連通路１２ａの外周部位が閉塞されることにより、連通室１１ｄを通じて導入ポート１０ａから導出ポート１０ｂへの水の流通が遮断される。その結果、燃料電池用電磁弁１から希釈器２１５側への水の排出が停止される。
【００７７】
前記燃料電池用電磁弁１は、弾性部材８０が複数の凹部８３を備えているので、弾性部材８０が鍔部３１に当接した際に、弾性部材８０が鍔部３１に対して貼着されることが防止される。また、前記燃料電池用電磁弁１は、弾性部材８０の鍔部３１と対向する面に凹部８３を備えているので、弾性部材８０と鍔部３１との当接面積を減少させることができ、それによって当接音を低減することができる。さらに、前記燃料電池用電磁弁１は、弾性部材８０の鍔部３１と対向する面に凹部８３を備えているので、弾性部材８０の鍔部３１との当接面が柔らかく、弾性変形しやすくなり、それによって当接音をさらに低減することができる。さらに、前記燃料電池用電磁弁１は、金属製の鍔部３１ではなく樹脂、ゴム等から形成可能な弾性部材８０に凹部８３を備えるので、容易に製造可能である。
【００７８】
また、前記燃料電池用電磁弁１は、鍔部３１の弾性部材８０と対向する側の端部にＲ形状を呈する面取り部３１ｂを備えているので、フッ素コーティング被膜３１ｃがのり易くなっており、端部が角形状を呈する従来のものと比べて、弾性部材８０との当接によるフッ素コーティング被膜３１ｃの剥落を抑制することができる。
【００７９】
＜第二の実施形態＞
続いて、本発明の第二の実施形態に係る燃料電池用電磁弁について、第一の実施形態に係る燃料電池用電磁弁との相違点を中心に説明する。図５は、本発明の第二の実施形態に係る弾性部材を説明するための図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【００８０】
本発明の第二の実施形態に係る燃料電池用電磁弁は、弾性部材８０に代えて弾性部材１８０を備えている。弾性部材１８０は、図５に示すように、鍔部３１と対向する上面側に、鍔部３１と当接可能な当接部１８２と、当接部１８２が鍔部３１と当接した状態において鍔部から離間している凹部１８３と、を備える。この弾性部材１８０において、当接部１８２は、弾性部材８０の軸中心に対して周方向に等間隔となるように複数設けられており、放射状に延びている（本実施形態では、９０度ごとに計４個）。
【００８１】
当接部１８２の内径側端部１８２ａは、鍔部３１の内径側端部と外径側端部との間又は鍔部３１の内径側端部よりも内側に位置し、当接部１８２の外径側端部１８２ｂは、弾性部材１８０の外周面まで延びている。第二の実施形態に係る燃料電池用電磁弁は、かかる形状の当接部１８２を採用することによって、第一の実施形態に係る燃料電池用電磁弁１と同様の作用効果を得ることができ、さらには、弾性部材１８０の当接部１８２が鍔部３１と当接した際の衝撃を、当接部１８２の外径側端部１８２ｂだけでなく内径側端部１８２ａにも逃がすことができる。また、当接部１８２の内径側面及び一対の側面は、それぞれテーパ面１８２ｃ及びテーパ面１８２ｄ，１８２ｄとなっている。また、当接部１８２及び凹部１８３の内側となる中央部１８４の外周面は、テーパ面１８４ａとなっている。テーパ面１８２ｃ及びテーパ面１８４ａは、Ｖ字形状の切欠きを構成している。
【００８２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜設計変更可能である。例えば、本発明の燃料電池用電磁弁は、生成水を排出するための弁だけではなく、水素等の流体（圧力流体を含む）を排出するための弁にも適用可能である。また、弾性部材８０，１８０の当接部８２，１８２及び凹部８３，１８３の数、形状等は図示したものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池用電磁弁を備える燃料電池システムのブロック構成図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る燃料電池用電磁弁の構造を説明するための断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る弾性部材を説明するための図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図４】本発明の第一の実施形態に係る燃料電池用電磁弁の動作を説明するための要部断面図であり、（ａ）は閉弁状態を示す図、（ｂ）は開弁状態を示す図、（ｃ）は鍔部を示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態に係る弾性部材を説明するための図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１      燃料電池用電磁弁
１０ｃ  弁座面（弁座）
３１    鍔部（移動規制部）
３１ｂ  面取り部
３１ｃ  フッ素コーティング被膜
７２    弁部
７２ａ  拡径部（弁基部）
８０，１８０  弾性部材（弾性体部）
８２，１８２  当接部
８３，１８３  凹部
【図１】
2009301846.tif 000003
【図２】
2009301846.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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