(57)【要約】【課題】評価設備用バルブの耐久性を向上させる。【解決手段】試験対象バルブの評価試験を実施する評価設備に用いられるバルブ１に、当該バルブ１内のピストン４の芯ズレを抑える傾斜抑制部材９を設ける。傾斜抑制部材９としては、ピストン４と該ピストン４に連動するポペット５との間に配置されるシムを用いることができる。【選択図】図１
2009041665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験対象バルブの評価試験を実施する評価設備に用いられるバルブであって
当該バルブ内のピストンの芯ズレを抑える傾斜抑制部材が設けられていることを特徴とする評価設備用バルブ。
【請求項２】
前記傾斜抑制部材として、前記ピストンと該ピストンに連動するポペットとの間に配置されるシムが用いられている請求項１に記載の評価設備用バルブ。
【請求項３】
前記シムに、前記ピストンの傾斜をさらに抑制する突起部が形成されている請求項２に記載の評価設備用バルブ。
【請求項４】
前記燃料電池システムにおける高圧水素タンクのバルブを評価試験の対象としている評価設備における請求項１から３のいずれか一項に記載の評価設備用バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、評価設備用バルブに関する。さらに詳述すると、本発明は、例えば高圧タンク用バルブの評価試験を実施する評価設備に用いられるバルブの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バルブの構造ないしは当該バルブの制御について種々の技術が提案されている（例として、ソレノイドバルブの構造について特許文献１、バルブの制御について特許文献２参照）。
【０００３】
近年、このようなバルブが例えば水素タンクにおいて用いられている燃料電池車においては、航続距離をさらに延ばすための手段の一つとして当該水素タンクの高圧化が試みられている。また、水素タンクのこのような高圧化に伴い、当該水素タンクのバルブを評価する際、高圧（例えば７０ＭＰａ）を断続的に作用させるという耐久試験が行われている。
【特許文献１】特開平９−２７３６５３号公報
【特許文献２】特開２００６−３０２６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、試験対象たるバルブよりも先に、試験設備用のバルブが頻繁に故障してしまう事態が生じている。
【０００５】
そこで、本発明は、耐久性を向上させた評価設備用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】
【０００６】
かかる課題を解決するため、本発明者は種々の検討を行った。例えば上述のごとき設備で利用される高速応答弁においては、エア圧力とスプリング力で上下運動するピストンと接続しているポペットの固定部材にガタがある場合に、ピストンが首を振り、その周囲に巻かれてあるスプリングと干渉してしまうことがあり、そうすると金属粉が発生し、付近にあるＯリングに付着してバルブ機能の気密性能劣化を生じさせてしまう。このような点に着目した本発明者はさらに検討を行い、課題の解決に結びつく技術を知見するに至った。
【０００７】
本発明はかかる知見に基づくものであり、試験対象バルブの評価試験を実施する評価設備に用いられるバルブであって当該バルブ内のピストンの芯ズレを抑える傾斜抑制部材が設けられていることを特徴としている。この評価設備用バルブにおいては、傾斜抑制部材が、高圧・高速動作によって動作部たるピストンが芯ズレ（芯からずれること）を生じて他部材と干渉するのを抑制する。これによれば、芯ズレに起因して起こる当該評価設備用バルブの故障を抑えることが可能である。
【０００８】
かかる評価設備用バルブの傾斜抑制部材としては、例えばピストンと該ピストンに連動するポペットとの間に配置されるシムを利用することができる。かかるシムは、ピストンとポペット（ないしは当該ポペットを固定するための部材）との間のガタツキをなくし、高圧・高速動作時の円滑な動作を実現する。シムに、ピストンの傾斜をさらに抑制する突起部が形成されていることも好ましい。
【０００９】
このような評価設備用バルブは、例えば燃料電池システムにおける高圧水素タンクのバルブを評価試験の対象としている評価設備に用いられて好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、評価設備用バルブの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１〜図３に本発明にかかる評価設備用バルブの実施形態を示す。本発明にかかる評価設備用バルブ１は、例えば高圧タンク用バルブの耐久試験用設備における高速応答弁として用いられるものである。
【００１３】
ここで、評価設備用バルブ１の内部構成について説明する（図１参照）。図１に示すように、評価設備用バルブ１は、電磁弁２、導通管３、ピストン４、ポペット５、スプリング６、高圧ガス入口７、（高圧）ガス出口８等を備えた構成となっている。また、本実施形態においては、この評価設備用バルブ１の内部に、ピストン４の芯ズレを抑えるためのシム（傾斜抑制部材）９を設けることとしている。
【００１４】
ピストン４は、導通管３を通ってバルブ内部へと送り込まれるガス（例えばエア）の圧力を受けて軸方向のストロークする部材である。例えば本実施形態のピストン４は、ケーシング１０の内壁に沿って軸方向に摺動するように設けられている。ピストン４の周縁とケーシング１０の内壁との間にはＯリング１２が介在している。また、ピストン４の中央には丸形状の凹部４ａが設けられている（図１参照）。さらに、ピストン４はスプリング６によって軸方向（例えば本実施形態の場合には、図１に示すように導通管３からエアが送られてくる側）に付勢されている。
【００１５】
ポペット５はピストン４と連動して軸方向にストロークする部材である。例えば本実施形態のポペット５は、高圧ガス入口７からガス出口８へと流れるガスの経路を遮断して当該ガスの流れを止め、あるいは当該ガス経路を開いて流れを許容する。このポペット５とピストン４は、凹部４ａ側から差し込まれるヘッダ付きの固定部材５ａによって固定されている（図１参照）。
【００１６】
シム９は例えば上述のピストン４とこのピストン４に連動するポペット５との間に配置される部材である。このシム９は、軸方向にストロークするときのピストン４が首を振るのを抑えてスプリング６に干渉するのを抑制するように機能する。例えば本実施形態のシム９は上述した固定部材５ａとピストン４との間に介在してこれらの隙間を少なくするように作用する。
【００１７】
このようなシム９の具体的な形状は特に限定されないが、本実施形態ではフランジ９ｂのような突起部を有する円筒形状のシム９を採用している（図２、図３参照）。このようなシム９は、ピストン４と固定部材５ａとの間に円筒部分（本体）９ａが介在して隙間を少なくするのはもちろんのこと、当該固定部材５ａのヘッダの下側にフランジ９ｂが介在することによって当該ヘッダとピストン４との隙間をも少なくする（図１参照）。このようなシム９によれば、ストローク時にピストン４が首を振るのをさらに抑えて傾斜を抑制し、当該ピストン４の芯ズレ（芯からずれること）を効果的に抑制することができる。
【００１８】
ここで、本実施形態における評価設備用バルブ１の作用を述べながら他の部材についても説明すると以下のとおりである。まず、エア配管１１を通じて外部から供給される状態となっているエアが、電磁弁２を開くことによって当該評価設備用バルブ１内の空間（チャンバー）へと導かれる（図１参照）。このように評価設備用バルブ１へと供給されたエアは導通管３を流れて弁内へと入り込み、ピストン４を押し下げるように作用する。
【００１９】
エアの作用でピストン４が押し下げられると、このピストン４に連動してポペット５も押し下げられる。押し下げられたポペット５は弁１３を閉じ、高圧ガス入口７からガス出口８へと流れる高圧ガスの経路を遮断する。
【００２０】
一方、電磁弁２を閉じ、評価設備用バルブ１内の空間（チャンバー）のエアを外部へと放出すると、押し下げられていたピストン４およびポペット５がスプリング６の付勢力によって押し上げられて元の位置へと復帰する。これに伴い、ポペット５が閉じていた弁１３が開き、高圧ガス入口７からガス出口８へと高圧ガスが流れるようになる。
【００２１】
このようにしてピストン４およびポペット５がストローク動作を行う際、上述したように、シム９がピストン４のガタツキを少なくして首振り動作を抑制する。これにより、当該ピストン４がその周囲に配置されているスプリング６と干渉するのを抑えることが可能である。ピストン４がスプリング６に干渉すると、これに伴って発生した金属粉が付近のＯリングに付着し、気密性能を劣化させる結果バルブ機能が劣ってしまうことがあるが、この点、本実施形態の評価設備用バルブ１においては、傾斜抑制部材として機能するシム９がこのような金属粉の発生を抑え、尚かつ、高圧・高速動作時における芯ズレの発生をも抑える結果、故障の発生率が低下し、ひいては当該評価設備用バルブ１自体の耐久性が向上する。また、シム９によってピストン４等のより円滑なストローク動作を実現しうることも、耐久性向上を図る点で有利である。
【００２２】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述した実施形態における評価設備用バルブ１は、燃料電池システムにおける高圧水素タンクのバルブを評価試験の対象とした場合に特に好適であるがこれに限られることはなく、その他各種のバルブに対しても適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態を示す評価設備用バルブの構造を示す図である。
【図２】傾斜抑制部材の一例を示す斜視図である。
【図３】傾斜抑制部材の側面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…評価設備用バルブ、４…ピストン、５…ポペット、９…シム（傾斜抑制部材）、９ｂ…フランジ（突起）
【図１】
2009041665.tif 000003
【図２】
2009041665.tif 000004
【図３】
2009041665.tif 000005