CN105020455A - 阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供阀装置。阀装置(1)具备具有气体的供给路(53)的阀体(5)以及被收纳于阀体(5)的电磁阀(3)。电磁阀(3)具有在内部具有与供给路(53)连通的流路(30c)的筒状的套筒(30)、以及对流路(30c)进行开闭的阀芯(32)和阀座(37)。电磁阀(3)具有使阀芯(32)开闭的驱动部。在套筒(30)的外壁与阀体(5)的内壁之间配置有密封部件(43)。套筒(30)的位于阀体(32)的下游侧的前端部(30a)从阀体(5)露出。

Description

阀装置
本申请基于2014年4月22日在日本提出的日本专利申请号为No.2014－088450的专利申请主张优先权，该优先权文件所公开的内容，包括说明书、附图以及摘要都通过援引包含于本发明。
技术领域
本发明涉及阀装置。
背景技术
在燃料电池车搭载有用于对从氢气罐朝燃料电池的氢气的供给以及停止进行控制的阀装置。作为这样的阀装置，存在日本特开2011－89569号公报所记载的阀装置。该阀装置具备：具有与气罐连通的供给路的阀体；以及被收纳于阀体内的电磁阀。电磁阀具有：在内部具有与阀体的供给路连通的流路的筒状的套筒；对套筒内的流路进行开闭的开闭部；以及驱动开闭部而使开闭部开闭的驱动部。套筒的位于流路的下游侧的开口部位于阀体的内部。在阀体的内部形成有从套筒的开口部贯通至阀体的外表面的送出路。即，填充于气罐内的高压氢气经由阀体的供给路被导入电磁阀。进而，通过电磁阀的开闭部之后的气体经由套筒的流路以及阀体的送出路而从阀体的外表面开口部被送出，并被朝燃料电池供给。在套筒的外壁与阀体的内壁之间配置有密封部件。该密封部件抑制供给路内的气体经由电磁阀的套筒与阀体之间的间隙流入送出路的情况。
在日本特开2011－89569号公报所记载的阀装置中，通常情况下，阀体的供给路内的气体压力比送出路内的气体压力高，因此，在密封部件施加有与该状态相应的压力(正压力)。但是，根据送出路内的气体压力的变动，也存在与正压力不同的压力施加于密封部件的情况。作为与正压力不同的压力，例如存在因送出路内的气体压力高于供给路内的气体压力而产生的压力(反压力)、因送出路内的气体压力相比供给路内的气体压力急剧减少而产生的压力(急减压)等。当在密封部件是埃及有与这样的反压力、急减压相应的压力时，会在密封部件施加有大的负载。这成为导致密封部件的寿命降低的原因。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种能够减轻配置于电磁阀的套筒与阀体之间的密封部件的负担的阀装置。
本发明的一个方式的阀装置具备：具有气体的供给路的阀体；以及被收纳于上述阀体的电磁阀。上述电磁阀具有：筒状的套筒，该套筒在内部具有与上述供给路连通的流路；开闭部，该开闭部对上述流路进行开闭；以及驱动部，该驱动部驱动上述开闭部而使上述开闭部开闭。在上述套筒的外壁与上述阀体的内壁之间配置有密封部件，上述套筒的位于上述开闭部的下游侧的前端部从上述阀体露出。
根据该结构，能够在从阀体露出的套筒的前端部连结配管。由于套筒与配管的连结部分位于阀体的外部，因此通过套筒的前端部后的气体难以流入套筒的外壁与阀体的内壁之间的间隙。因而，难以对设置于套筒与阀体之间的密封部件施加现有技术那样的反压力、急减压，因此能够减轻密封部件的负担。
对于上述方式的阀装置，也可以构成为：在上述套筒的前端部设置有接头功能部，能够在该接头功能部连接配管。
根据该结构，能够经由接头功能部容易地连结套筒与配管。
对于上述方式的阀装置，也可以构成为：上述接头功能部由形成于上述套筒的前端部的外周面的螺纹槽构成，在上述配管设置有紧固部件，该紧固部件能够紧固于上述螺纹槽。
根据该结构，通过将配管的紧固部件旋紧于套筒的螺纹槽，能够可靠地连结套筒与配管。
根据以下的参照附图对具体实施方式进行的说明能够清楚本发明的上述的和进一步的目的、特征和优点，其中，相同的标号表示相似的部件。
附图说明
图1是针对阀装置的一个实施方式而示出其截面构造的剖视图。
图2是示出沿着图1的A－A线的截面构造的剖视图。
图3是针对实施方式的阀装置而示出在其套筒的前端部连结有配管的状态的剖视图。
图4是针对阀装置的变形例而示出其套筒的前端部周边的截面构造的剖视图。
图5是针对阀装置的变形例而示出其套筒的前端部周边的截面构造的剖视图。
具体实施方式
以下，对阀装置的一个实施方式进行说明。本实施方式的阀装置搭载于燃料电池车，对氢气朝燃料电池的供给以及停止进行控制。
如图1所示，阀装置1安装于气罐2。在气罐2填充有高压(例如70MPa左右)的氢气。阀装置1具备电磁阀3以及收纳电磁阀3的阀体5。电磁阀3的一部分从阀体5的一侧面50露出。电磁阀3的从阀体5露出的一部分由罩4覆盖。罩4借助螺栓6被固定于阀体5。
如图1中用虚线所示，在阀体5的外表面，形成有插入于气罐2的安装口(省略图示)的圆柱状的安装部51。在阀体5的内部形成有收纳电磁阀3的收纳孔52以及连通收纳孔52与安装部51的供给路53。收纳孔52从阀体5的与罩4抵接的一侧面50贯通至与该一侧面50相反侧的另一侧面54，在另一侧面54具有开口部55。收纳孔52由以随着从阀体5的一侧面50趋向另一侧面54而内径逐渐变小的方式形成的带阶梯的圆孔构成。供给路53由与安装部51连通的连接路53a以及连通连接路53a与收纳孔52的连通路53b构成。气罐2内的氢气经由安装部51、连接路53a以及连接路53b被朝收纳孔52引导。
电磁阀3具备：圆筒状的套筒30；被收纳于套筒30的内部的活动铁心31；一体地设置于活动铁心31的阀芯32；在罩4侧与活动铁心31对置配置的固定铁心34；以及配置于套筒30的周围的螺线管35。螺线管35的周围由壳体36覆盖。
套筒30的外周与收纳孔52的内周相匹配地形成为带阶梯的形状。套筒30以其前端部30a从阀体5的开口部55突出的方式被收纳于收纳孔52。如图2中示出的沿着图1的A－A线的截面构造那样，收纳孔52的内壁的一部分以及套筒30的外壁的一部分分别形成为大致长圆状，套筒30的外周部分与收纳孔52的内周部分在套筒30的周方向相互卡合。借助该卡合构造进行套筒30的周方向的止转。
如图1所示，在套筒30内形成有：收纳活动铁心31的有底圆筒状的铁心收纳部30b；以及从铁心收纳部30b的底面贯通至套筒30的前端部30a的流路30c。在铁心收纳部30b底面的流路30c的开口部分嵌入有圆环状的阀座37。在套筒30外周面的与供给路53的开口部53c对置的部分形成有凹状的连通槽38。连通槽38沿着套筒30的外周面呈环状地从套筒30外周面的与供给路53的开口部53c对置的部分形成到隔着套筒30的中心轴m位于上述部分的相反侧的外周部分。并且，在套筒30的内部形成有导入路39，该导入路39在与供给路53的开口部53相反侧的位置与连通槽58连通，并且在铁心收纳部30b的底面开口。即，供给路53经由连通槽38以及导入路39与铁心收纳部30b以及流路30c连通。在套筒30外周面的连通槽38的开口部分配置有轴向两端由密封部件40、40夹持的过滤器41。当从供给路53朝连通槽38导入氢气时，氢气所含的尘埃由过滤器41捕集，因此，能够朝电磁阀3供给洁净的氢气。
在收纳孔52内周面的相比供给路53的开口部53c靠罩4侧的部分，设置有对收纳孔52的内周面与套筒30的外周面之间进行密封的由O形环构成的密封部件42。该密封部件42抑制气体从供给路53朝罩4侧泄漏。并且，在收纳孔52内周面的相比供给路53的开口部53c靠阀体5的开口部55侧的部分，也设置有对收纳孔52的内周面与套筒30的外周面之间进行密封的由O形环构成的密封部件43。该密封部件43抑制气体从供给路53经由阀体5的开口部55朝外部泄漏。
活动铁心31由圆筒状的部件构成，以隔开间隙的方式被收纳于套筒30的铁心收纳部30b内。活动铁心31与套筒30的铁心收纳部30b之间的间隙构成滞留室44，来自导入路39的氢气在该滞留室44滞留。在活动铁心31组装有公知的先导阀机构。省略对先导阀机构的说明。在活动铁心31的内部收纳有阀芯32以及螺旋弹簧33。阀芯32的前端部从活动铁心31的阀座37侧的端面突出。螺旋弹簧33对活动铁心31施加趋向阀座37的方向的作用力。借助该作用力，阀芯32落座于阀座37。阀芯32以及阀座37构成对套筒30的流路30c进行开闭的开闭部。
固定铁心34通过被压入到套筒30的铁心收纳部30b内而被固定于套筒30。在固定铁心34的外周面与套筒30的铁心收纳部30b的内周面之间，设置有对它们之间进行密封的密封部件45。
螺线管35具备：嵌合于套筒30的外周面的线圈骨架35a；被收纳于线圈骨架35a的线圈35b；以及在阀芯32径向外侧的位置嵌合于套筒30的外周面的轭铁35c。经由从罩4的内部导出到外部的导线46进行朝线圈35b的供电。活动铁心31、螺旋弹簧33、固定铁心34以及螺线管35构成驱动阀芯32而使阀芯32开闭的驱动部。
如图3所示，在套筒30的前端部30a连结有配管7。详细来说，在套筒30前端部30a的外周面形成有构成接头功能部的螺纹槽30d。并且，在套筒30的前端内周面形成有锥形面30e。另一方面，在配管7形成有凸缘部70，并且相比凸缘部70靠前端侧的部分71形成为圆锥台状。在凸缘部70装配有筒状的紧固部件72。在紧固部件72的前端部内周形成有内螺纹部73。通过将该紧固部件72的内螺纹部73旋入套筒30前端部30a的螺纹槽30d，配管7经由紧固部件72被连结于套筒30。当将紧固部件72的内螺纹部73旋入套筒30前端部30a的螺纹槽30d时，配管7前端部71的圆锥台状的外周部分被按压于套筒30的锥形面30e，由此，配管7的前端部71与套筒30的锥形面30e之间被金属密封。氢气通过该配管7而被从阀装置1朝燃料电池8供给。
对本实施方式的阀装置1的动作进行说明。
在阀装置1中，在未对电磁阀3的线圈35b供给驱动电流的情况下，借助螺旋弹簧33的作用力以及氢气的压力，阀芯32落座于阀座37。因而，套筒30的流路30c处于关闭状态，因此，不会从套筒30的前端部30a送出氢气。
另一方面，当经由配管46朝线圈35b供给驱动电流时，活动铁心31被朝固定铁心34吸引。由此，当阀芯32克服螺旋弹簧33的作用力而从阀座37离开时，滞留室44与套筒30的流路30c相连。即，流路30c成为打开状态。在该状态下，供给路53内的氢气经由连通槽38、导入路39、滞留室44以及流路30c被朝配管7送出，并被朝燃料电池8供给。
根据以上说明了的本实施方式的阀装置1，能够获得以下的作用以及有效的效果。
(1)在本实施方式的阀装置1中，由于套筒30的相比阀芯32靠下游侧的前端部30a从阀体5露出，因此能够在套筒30的前端部30a连结配管7。由此，能够使套筒30与配管7的连结部分位于阀体5的外部。因此，通过套筒30的前端部30a后的氢气难以进入阀体5的开口部55与套筒30之间的间隙，因此，难以对设置于套筒30与阀体5之间的密封部件43施加反压力、急减压。结果，能够减轻对密封部件43造成的负担。
(2)在套筒30的前端部30a形成有螺纹槽30d。并且，在配管7设置有能够紧固于套筒30的螺纹槽30d的紧固部件72。由此，能够容易且可靠地连结套筒30与配管7。
(3)借助图2所示的套筒30与阀体5之间的卡合构造进行套筒30的周方向的止转，因此，当将配管72的紧固部件72旋入套筒30的前端部30a时，套筒30难以相对于阀体5相对旋转。因此，能够容易地进行紧固作业。
(4)例如在长期使用燃料电池车的情况下，存在氢气所含的少量水分逐渐成为水滴而积存于阀体5的供给路53内的情况。如果该水滴进入套筒30的滞留室44内并附着于活动铁心31，则存在活动铁心31生锈的顾虑。关于这点，在本实施方式中，供给路53与连通槽38连通的位置、和连通槽38与导入路39连通的位置隔着套筒30的中心轴m配置在相反侧，因此，供给路53内的水滴难以到达导入路39。即，供给路53内的水滴难以进入滞留室44内，因此，能够抑制活动铁心31生锈的情况。
另外，上述实施方式也可以按照以下的方式实施。
·在上述实施方式中，为了进行套筒30的止转，将收纳孔52的内壁的一部分以及套筒30的外壁的一部分形成为长圆状，但也可以将它们形成为多边形(例如六边形)等。总之，只要收纳孔52的内壁以及套筒30的外壁分别具有能够在套筒30的周方向相互卡合的形状即可。
用于进行套筒30的止转的构造并不限定于收纳孔52的内壁以及套筒30的外壁的卡合构造。例如如图4所示，将形成于套筒30的前端部30a的螺纹槽30d延长至阀体5的开口部55，在该螺纹槽30d旋入锁紧螺母9。也可以通过借助该锁紧螺母9的紧固将套筒30固定于阀体5来进行套筒30的止转。
·在上述实施方式中，将供给路53与连通槽38连通的位置、和连通槽38与导入路39连通的位置隔着套筒30的中心轴m配置在相反侧，但也可以将后者的位置配置于从前者的位置起在套筒30的周方向错开小于180°的角度的位置。并且，也可以使套筒30外周面的导入路39的开口位置与供给路53的开口部53c对置。根据该结构，不需要在套筒30形成连通槽38，能够简化套筒30的构造。
·在上述实施方式中，作为连接套筒30与配管7的接头构造，采用了由套筒30的螺纹槽30d以及紧固部件72的内螺纹部73构成的螺纹构造，但例如也可以采用基于快换接头的构造等。总之，只要在套筒30的前端部30a设置有能够连接配管7的接头功能部即可。
·在上述实施方式中，以使套筒30的前端部30a从阀体5的开口部55突出的方式将套筒30收纳于收纳孔52。但是，并不限定于此，如图5所示，也可以在阀体5的开口部55形成能够插入配管7的紧固部件72的大小的凹部56，以使套筒30的前端部30a突出至凹部56内、且从阀体5的开口部55的开口缘部后退的方式使套筒30a的前端部30a从阀体5露出。
·在上述实施方式中，将套筒30形成为圆筒状，但作为套筒30的形状，例如能够采用四方筒状等适当的筒形状。
·密封部件42、43也可以采用O形环以外的密封部件。
·阀装置1的开闭部的结构并不限于上述实施方式的由阀芯32与阀座37构成的结构，能够适当变更。并且，阀装置1的驱动部的结构并不限于由活动铁心31、固定铁心34以及螺线管35构成的结构，能够适当变更。
·上述实施方式的阀装置1搭载于燃料电池车，但也可以将阀装置1搭载于燃料电池车以外。在该情况下，作为用于控制氢气以外的气体的供给以及停止的阀装置，也可以应用上述实施方式的阀装置1。
其次，追加记载从上述实施方式及其变形例能够理解的技术思想。
阀装置中，上述阀体的收纳上述套筒的收纳孔的内壁以及上述套筒的外壁分别具有在上述套筒的周方向能够相互卡合的形状。根据该结构，当在套筒的螺纹槽紧固配管的紧固部件时，套筒难以相对于阀体相对旋转，因此，能够容易地进行紧固作业。
阀装置具备旋入于上述套筒的前端部的外周面的锁紧螺母，上述套筒借助上述锁紧螺母的紧固而被固定于上述阀体。根据该结构，当在套筒的螺纹槽紧固配管的紧固部件时，套筒难以相对于阀体相对旋转，因此，能够容易地进行紧固作业。

Claims (4)

1.一种阀装置，
所述阀装置包括：
阀体，该阀体具有气体的供给路；以及
电磁阀，该电磁阀被收纳于所述阀体，
其中，
所述电磁阀具有：
筒状的套筒，该套筒在内部具有与所述供给路连通的流路；
开闭部，该开闭部对所述流路进行开闭；以及
驱动部，该驱动部驱动所述开闭部而使所述开闭部开闭，
在所述套筒的外壁与所述阀体的内壁之间配置有密封部件，
所述套筒的位于所述开闭部的下游侧的前端部从所述阀体露出。
2.根据权利要求1所述的阀装置，其中，
在所述套筒的前端部设置有接头功能部，能够在所述接头功能部连接配管。
3.根据权利要求2所述的阀装置，其中，
所述接头功能部由形成于所述套筒的前端部的外周面的螺纹槽构成，
所述螺纹槽构成为能够对设置于所述配管的紧固部件进行紧固。
4.根据权利要求1所述的阀装置，其中，
所述套筒具有：
凹状的连通槽，该连通槽形成于所述套筒的外周面、且与所述供给路连通；以及
导入路，该导入路将所述连通槽与所述套筒内的流路连通，
所述连通槽沿着所述套筒的外周面从与所述供给路连通的部分形成到隔着所述套筒的中心轴位于所述供给路的相反侧的位置，且与所述导入路连通。
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