JP2005133744A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弁を小型化し、シール性を低下させることなく低圧下で開閉させる。
【解決手段】筒状弁箱２の一端を流入口３、他端を流出口４とし、流入口３に弁座５を形成して弁体６を移動自在に設け、前記弁座５は筒軸を中心とする弁孔５ｃと同心の円環磁石、弁体６は磁性体として、磁力により弁座５に弁体６を吸着させて弁座５の弁孔５ｃを閉じ、流体圧により弁孔５ｃを開放する。円環磁石からの磁界は、その円環に沿って同心円状に分布し、弁体６に対する吸引力が弁孔５ｃの軸心回りに均等に作用するとともに、弁体６は、その磁石の内周部の密な磁界に吸引され、弁孔５ｃへ向かって常に軸心に沿って誘導されるので、弁の開閉がスムースである。また、弁箱２内のストッパ７が弁体６の移動を磁力の有効範囲に規制するので弁の復元力が調整でき、弁座５に油を含浸させた多孔質体８を介在させれば、シール性確保に有効である。
【選択図】図１

Description

この発明は、空間の出入口に設けられ、その空間内の圧力の増減とともに開閉して空間内の気体を外部に開放、あるいは外部の気体を空間内へ導入する弁装置に関するものである。

一般的に使用されている弁装置は、気体が充填されている密閉空間の出入口に設けられ、その空間内の圧力が所定値を超えた際に、その圧力に反応して弁が開放されて気体を外部へ放出し、あるいは、空間内の圧力が所定値を下回った際に、外部の気体を空間内へ導入するようになっている。

例えば、図８に示す弁装置では、弁箱１２内の流入口３に、流出口４に向く弁座１５を設け、その弁座１５に接離する弁体１６を設けるとともに、その弁体１６の流出口４側にはバネ１７を介在させて、無加圧の状態においては、弁体１６が弁座１５に向かって押さえ付けられて流入口３が閉じる（閉鎖状態）ようにする。

流入口３の弁箱１２外から弁箱１２内へ向かって圧力が加わると、弁体１６に図中の矢印の方向に力が作用して、バネ１７を縮めようとする。その力が所定値を超えるとバネ１７を縮めようとする力がバネ１７の反発力に勝って、バネ１７は縮む方向へ変形し、弁体１６が図中の右方向へ移動する。この移動とともに、弁体１６が弁座１５から離れて前記流入口３が開けられ（開放状態）、弁箱１２内に気体が流入する。流入した気体は、弁体１６の周縁に設けた切り欠きや、その弁体１６と弁箱１２内面との隙間等を介して流出口４へと流れ、弁箱１２外部やあるいはその流出口４に接続された他の空間へと放出されていく。

この状態で、流入口３外側から弁体１６に加わる圧力が減少し所定値以下になると、バネ１７がもとの状態に伸びようとする力がその圧力によるバネ１７を縮めようとする力に勝るので、弁体１６が図中の左方向へ移動する。この移動とともに、弁体１６が弁座１５に当接して弁を閉じるとともに、バネ１７の弾性力により弁座１５に押さえつけられて、気体の流入が止まるようになっている。

また、バネに代えて磁力の作用を利用した弁装置もある。例えば、弁座またはその近傍、あるいは弁体のいずれか一方に磁石を備え、その他方は磁性体で構成することにより、弁座と弁体との間に磁力を作用させ、その磁力により弁体が弁座に向かって付勢するようにする。弁体に作用する気体の圧力が、前記磁力による付勢力を超えれば弁体が弁座から離れて弁装置は開放状態となり、圧力が前記付勢力を下回れば磁力の作用により弁体が弁座に押し付けられて弁装置は閉鎖状態となる。（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
特開平４−３１６７７４号公報 特開２０００−３３７５３９号公報 特表２００２−５３４６５１号公報

しかし、バネを介して開閉動作する弁装置は、圧力が作用してバネが縮められた状態（前記開放状態）を維持するためには、弁体が動作して開放した後もその弁体に所定の圧力以上の圧力が継続して作用しなければならないので、変動する圧力下においては弁の開閉が不安定になる。

また、同じ圧力下において、常に等しく伸縮するバネを製作するためには、すべてのバネについてバネ定数を一定の品質に保つ必要があるが、その加工には高度な精度が求められる。このため、バネを介在させた弁装置は、高価なものとなってしまう欠点があった。

さらに、昨今は、弁装置を小型化、あるいは低圧下で作動できるようにする要請が増えつつある。例えば、小型化・低圧化した弁装置を使用する例として、燃料電池による電源設備を電子機器など小型の機器に使用する場合に、その燃料電池への気体供給、あるいは気体排出に使用する弁装置がある。この種の弁装置は収納場所が限られているため小型であることが求められるとともに、その供給気圧が比較的低圧の状態において弁体が開閉動作するものでなければならない。

しかし、弁装置を小型化しようとする場合、バネ自体も小型化する必要が生じるとともに、さらに、比較的低い圧力で開閉動作させるためには、そのバネを低荷重で変形し得るものとする必要がある。このようなバネ製作には、さらに高い加工精度が求められるので、バネを使用した弁装置を小型化、低圧化するには限界がある。

この点、特許文献１乃至３に示すように、磁力による吸引力、又は反発力でもって弁座に弁体を押し付ける方式の弁であれば、所定の磁力をもつ磁石を介在させるだけで弁装置を構成できるので、バネのような精密な加工を必要とせず、小型化、低圧化の問題解決には有利である。

しかし、特許文献１に記載の弁装置では、弁体を構成する磁石、及びその弁体を押す方向に反発して作用するよう弁箱内に取り付けられた磁石が、それぞれ弁箱内の筒軸直交方向全断面に設けられているため、その磁力による反発力の発生方向は放射状に外側に向かって広がって、弁体の弁座に対する接離方向に必ずしも一致しない。このため、その弁体は、軸心から外側へ逃げようとして動くので、弁体が弁箱内面に一様に摺れず、その開閉の動きが安定しないことがある。

また、特許文献２及び３に示す圧力弁を構成する各部品は、弁を開閉動作させるために弁箱や弁体内に磁石を埋め込むなどしなければならず、その構造が複雑であり、これらの構造では、弁装置を小型化しようとする要請に必ずしも応えられない。

さらに、低圧下で使用される弁装置は、わずかな圧力で弁体が弁座から接離して開閉し得るようにする必要があるので、弁座への弁体の押し付け力を小さくしなければならないが、特許文献１乃至３に記載の圧力弁では、弁座と弁体の密着度合が弱い場合には、弁としてのシール性が不足する問題が生じる。特に、弁座にゴムを使用してそのゴムの変形によりシールする場合には、弁体の押し付け力を小さくするとゴムの変形が少なくなり、シール性が大きく低下することがある。

そこで、この発明は、弁装置を小型化するとともに安定して開閉動作するものとし、また、シール性を低下させることなく比較的低圧下においても開閉し得るものとすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、弁座又は弁体の一方に同心円状の磁界を発生させる円環状の磁石を設けて他方を磁石または磁性体にして、前記弁座の弁孔及び弁体を筒軸に対して偏心しないようにしたのである。

前記円環状の磁石から発生する磁界は、その円環の内周部及び外周部に向かってそれぞれ環状に形成されて、同じ強さの磁界が同心円状に分布するようになる。このとき、弁孔の軸心は弁箱の筒軸と一致しており、また前記同心円状の磁界はその軸心を中心に発生するので、弁座と弁体との間に作用する吸引力は、前記弁孔の軸心まわりに均等に作用するようになる。その軸心まわりの均等な吸引力は、前記内周部への磁界によって弁体を弁孔の軸心へと導き、弁体は常に弁孔に向かって最短距離で動いてその開閉を円滑に行うことができる。

具体的には、筒状弁箱の一端を流入口、他端を流出口とし、その弁箱内に前記流出口に向く弁座を形成し、その弁座と流出口の間に弁体を前記弁箱内の筒軸方向に移動自在に設け、前記弁座と弁体の一方を磁石、他方を磁石または磁性体として、その磁石の磁力により、弁座に弁体を吸着させて弁座の弁孔を閉じ、前記流入口からの流体圧により、前記磁力に抗して弁体を弁座から離して前記弁孔を開放する弁装置において、前記磁石を、前記弁箱の筒軸を中心とする前記弁孔と同心の磁界を発生させる円環状としたのである。

前記円環状の磁石による同心円状の磁界は、その磁石を構成する円環部に同心に位置する一方の磁極から他方の磁極へと至り、この磁界の一部は、その円環部の外周部及び内周部をそれぞれ同心円状に通過して、前記内周部及び外周部の磁石直近で磁界が密になる。弁座と弁体の関係においては、このうち前記内周部の密な磁界によって弁座と弁体とを結ぶ磁力が作用し、この内周部へ向かう磁界によって効果的に弁体を弁孔軸心に向かって吸引する。

この軸心に向かう吸引により、弁体は、前記筒軸方向に沿って弁孔に向かって最短距離で移動し、磁界が軸心まわりに均等であることから、弁体が常に筒軸心に対して直交状態を維持して動く。このため、弁の開閉がスムースであるとともに、弁の構造を簡略化し得る。さらに、弁体は、移動中も常に筒軸方向に直交状態にあり、且つ筒軸心と同心に維持されるので、流体の放出が軸心周りに均等に分散して偏らない。このため、この弁装置は、常に効率的に流体を排出し得る。

上記の構成において、前記弁体を磁石、弁座を磁性体とするとともに、前記弁体の磁石を板状として、前記弁箱の筒軸を中心とする前記弁孔と同心の磁界を発生させるものとし、前記弁座の磁性体を円環状とした構成も採用し得る。弁体と弁座が接近することにより弁座を構成する円環状の磁性体に分極が起こって磁石となるので、弁座を円環状磁石とした場合と同様に、その弁座内周部の密な磁界によって弁座と弁体とを結ぶ磁力が作用し、この内周部へ向かう磁界によって効果的に弁体を弁孔軸心に向かって吸引し得る。

また、上記の構成において、通常は、前記弁体と弁箱内面間の隙間でもって流体は通過していくので弁装置を通過する流量が少ない場合は問題ないが、その流量が多い場合や、あるいは前記弁体と弁箱内面間が摺動する場合にあっては、その弁体に流通孔を設けると流体がスムースに流れて圧力損失を小さくし得る。その流通孔は、弁体の一端側と他端側を貫通するものであり、前記弁体が弁座に吸着している場合には閉塞し、弁体が弁座から離れている場合には開放するものであればよく、その位置は、弁体の縁端（弁箱内面に摺動する側周面）に開口したものであってもよいし、開口しないものであってもよい。

また、前記弁箱内にストッパを設け、前記弁体はそのストッパに当接するとそれ以上弁座から離れないようにすれば、所定の圧力を受けた弁体は、弁座から離れて弁が開放されるとともに、弁体は磁力の効力が有効な範囲内にその移動を規制できる。

前記弁座と弁体との間に、油を含浸させた多孔質体を介在させれば、弁座と弁体の間に液状のシールが介在して、弁の密着力が弱い低圧の弁装置であっても弁のシール性確保に有効である。さらに、その前記弁座と弁体との間に、磁性流体を介在させればそのシール材は磁力によって弁座に吸着するので流出しにくく、シール効果を長く持続することができる。

さらに、前記磁性体は、所定のキュリー温度を有する感温磁性体とすれば、所定の温度以上の流体が流入した際や、弁装置の周囲温度が所定の温度以上になった際には、感温磁性体の磁性がなくなり、磁力の効力もなくなるので、流体圧にかかわらず弁を開放させるよう設定することができる。

この発明は、上記のようにしたので、構造が簡単で弁装置を小型化し得るとともに開閉動作が安定し、比較的低圧下において弁が開閉し得るように、弁体の弁座への押し付け力を小さく設定しても、そのシール性を悪化させない。

最良の実施形態を図１，図２（ａ）及び図３（ａ）に示し、この実施形態の弁装置は、筒状弁箱２の一方の端面２ａに流入口３、他方の端面２ｂには流出口４を有する流体管Ｐから流入口３を介して供給される流体圧力と、弁箱内に設けた磁石による磁力によって弁体６の開閉動作を行う低圧用の圧力弁装置１である。

図１に示すように、筒状弁箱２は、その内部に円柱状の空間からなる弁室１０を有しており、その弁箱２の端面２ａ，２ｂはそれぞれ軸方向外側に延長されて、接続部１３，１４を外側に向かって突出させた形態を有している。流入口３及び流出口４は、それぞれ、前記接続部１３，１４を同心に貫通して、弁箱２の軸心Ｃと同心の円形開口として設けられて、弁室１０内に通じている。この接続部１３，１４の外周に形成したねじ部１３ａ，１４ａに流体管Ｐをそれぞれねじ込むことにより、弁装置１が流体管Ｐに接続される。

前記流入口３を有する端面２ａの内面には、前記流出口４に向く弁座５をその流入口３の周囲に円環状の永久磁石によって形成し、その弁座５と流出口４の間に弁体６を弁室１０の筒軸方向に移動自在に設ける。前記円環状の磁石からなる弁座５は、その中央に磁石と同心の弁孔５ｃを有し、その弁孔５ｃと前記流入口３とは図示するように同心になるよう固定される。弁座５の固定は、その弁座５を構成する円環状磁石の流入側端面５ｂを弁箱２の端面２ａに当接させて固定する。

前記円環状磁石は、図３（ａ）に示すように、その磁石を成す円環部表裏に両面着磁したゴム磁石を採用しており、磁石の流入口３側の面５ｓをＳ極に、流出口４側の面５ｎをＮ極としている。この各磁極は、それぞれ円環状を成しているので、その円環部軸心に対してそれぞれ同心円状に位置し、図示する同心円状の磁界を発生させる。この磁極は、表裏逆転してもかまわない。

なお、使用する磁石の材質は特に限定されず、周知の永久磁石を使用できるが、この実施形態のようにゴム磁石、あるいはその他にプラスチック磁石等を使用すれば、フェライト磁石や希土類磁石など通常の磁石のように、鋳造、焼結を経て所定の形状に整える必要がなく、また、小型の圧力弁に使用する小型の磁石であっても、着磁した大きなシートをプレス等の打ち抜き加工により所定の形状に加工すれば容易に成型可能である。

弁体６は金属などの磁性体からなり、弁室１０内にその筒軸方向に移動自在に設けられ、その弁体６の側周面６ｂが前記弁箱２の内面（弁室１０の周面）に摺動するようになっている。また、弁体６には、図２（ａ）に示すように、その側周面６ｂの一部を切り欠いた流通孔６ａがその弁体６の軸心に対して対称に形成される。この流通孔６ａは、弁体６の流入口３側と流出口４側とを貫通し、前記弁体６が弁座５に接している場合には、その弁体６による弁孔５ａの閉塞を維持できる位置にあり、弁体６が弁座５から離れている場合には開放するようになっている。

また、前記弁室１０内には、その内面から内側に突出するストッパ７を設け、前記弁体６はそのストッパ７に当接するとそれ以上弁座５から離れないようになっている。

そのストッパ７の形状は、図２（ａ）に示すように、前記弁室１０内の周面に嵌め込まれて固定される円筒状の枠からなり、中央に貫通孔７ｃを有するとともに、この枠の流出口４側端面７ｂは、弁箱２の端面２ｂに接し、流入口３側の端面７ａには弁体６が当接して止まるようになっている。このストッパ７は、弁箱内に嵌め込んで固定すればよいので、その構造は簡単であり、異なる寸法、形態のストッパ７への交換も容易である。

この弁装置１の作用を説明すると、流入口３外側から作用する流体圧が無い場合、あるいは小さい場合において、弁座５の磁石の磁力により、弁体６は弁座５に吸着して弁孔５ａを閉じている。前記流入口３外側からの流体圧が増加することにより、その圧力が前記弁体６と弁座５の吸着力よりも大きくなると、前記磁力に抗して弁体６が弁座５から離れて前記弁孔５ｃを開放する。弁体６は、流出口４に向かって軸心に沿って平行移動し、やがて、前記ストッパ７に当接してその位置で停止する。このとき、ストッパ７の弁体６との当接面７ａは、前記弁体６の周縁部にのみ当接し、図１に示すように、この当接時に前記流通孔６ａを完全には閉塞してしまわないようになっている。このため、弁体６が完全に流出口４側へ押圧されてストッパ７に当接する大きさの圧力が加わっても、流通孔６ａ、ストッパ７の貫通孔７ｃを通じて流体の流通を維持することができる。

また、磁石が磁性体を引き寄せる磁力は、相互間の距離が離れるほど徐々に弱くなるので、弁体６が押圧されて弁座５から離れ、その後少し圧力が低下するような圧力変動があっても、弁体６が弁座５からある程度の距離以上離れていれば、その弁体６を吸引する磁力が弱く、そのまま開放状態が維持される。このため、常に所定の圧力以上の流体圧が維持されないような圧力変動下においても、弁体６が急激に弁座５に戻ることはなく、安定的に流体を流出口４へ流通させることができる。

このストッパ７位置を調節し、弁体６との当接位置を筒軸方向に移動させることにより、磁力の強さに合わせて弁体６の移動範囲をその磁力の効力が有効な範囲内に規制できる。この調節により、所定の流体圧以下に低下すれば、必ず弁体６が弁座５に戻るように設定できる。これは、前述のように、磁石が磁性体を引き付ける力は、その相互間の距離によって決まるので、ストッパ７の弁座５からの距離によって、弁体６の弁座５への復帰圧力が決まるからである。このとき、磁力の弱い磁石を採用すれば、低圧でも開閉動作する弁装置１とし得るので、低圧の流体を供給することを目的とする弁装置に有用である。

この弁座５と弁体６との間には、図２（ａ）に示すように、油を含浸させた多孔質体８からなるシール材を弁座５の流出口４側端面５ａに取り付けており、弁座５と弁体６とが吸着した際にその隙間から流体が漏れないようシール性を高めている。弁座と弁体の間に油のような液状のシールが介在すれば、弁の密着力が弱い低圧の弁装置であっても弁のシール性確保に有効であるとともに、油は毛細管現象により多孔質体に留まろうとする効果があるので、このような多孔質体に油を含浸させたシール材を使用すれば、そのシール材の移動や拡散が低減でき、比較的低粘度の油であってもそのシール効果を長持ちさせることができる。

上記の弁体６の開閉動作において、前記円環状の磁石から発生する磁界は、その円環に沿って環状に形成されて、同じ強さの磁界が同心円状に分布する。その同心円状の磁界は、図３（ａ）に示すように、磁石を構成する円環部表裏にそれぞれ円環状に位置するＮ極とＳ極とを結んで発生し、その磁界の一部が、前記円環部のさらに外側近傍の外周部、及び前記円環部のさらに内側近傍の内周部をそれぞれ同心円状に通過して、特に、内周部及び外周部の磁石直近で磁界が密になる。弁座５と弁体６の関係においては、このうち前記外周部の密な磁界はほぼ弁箱２外に分布することとなり、前記内周部の密な磁界によって弁座５と弁体６との間に磁力が主に作用する。この内周部へ向かう磁界によって効果的に弁体６を弁孔５ｃ軸心に向かって吸引する。すなわち、弁体６は、弁箱２内の周面に摺動してその軸心から大きく離れないよう周囲から拘束されているので外周部へは向かわず、この軸心に向かう吸引により、磁界の流れに沿って常に軸心に沿って誘導されるようになる。このため、弁体６の弁箱２内の周面に対する摺動がスムースになり弁の開閉を円滑に行うことができる。

また、筒軸に対して同心円状に発生した磁力は、その弁体６を、筒軸方向に沿って移動させるとともに、弁体６が常に筒軸に対して直交状態に維持し、且つその軸心は前記筒軸と同心に維持されるので、前記流通孔６ａは、弁体６の軸心周りに対称に配置される。このため、流体の放出が軸心周りに均等に分散して偏らず、この弁装置は、常に効率的に流体を排出し得る。

この実施形態において、前記弁体と弁箱内面間は、隙間なく、あるいはわずかな隙間でもって摺動し、前記流通孔６ａは、弁体６の縁端（弁箱２内の周面に摺動する外周面６ｂ）に開口するものであったが、この実施形態に限定されず、弁体６が弁座５に吸着した状態で前記弁孔５ｃを閉じるものであり、前記ストッパ７に当接した状態で前記流通孔６ａが開通し得る限りにおいてその流通孔６ａの位置は自由である。例えば、前記縁端に開口しないものであってもよい。また、その流通孔６ａは、前記弁体６の軸心に対して対称に配置することが望ましい。流体が弁体６の軸心周りに均等に通過して、弁の動きがスムースになるからである。

前記弁体６と弁箱２内周面間に隙間を設けて、その隙間でもって流体が通過するようにしてもよいが、その流量が多い場合には圧力損失を受けるので、前記流通孔６ａを設けることが望ましい。

また、この実施形態では、前記弁座５を磁石に、弁体６を磁性体としたが、逆に、弁座５を磁性体に、弁体６を磁石とした構成も採用し得る。もちろん、双方を磁石として、両者が吸着するよう異なる磁極を対向させるようにして、動作圧力を高めてもよい。弁体６を磁石とする場合には、図３（ｂ）に示すように、その磁石は円環状のものを弁座５の軸心と同心に取り付けるようにすればよい。この態様での磁極の配置は、図３（ａ）の場合と同様にその発生する磁界が同心円状であればよく、例えば、図３（ｂ）に示す６ｓ，６ｎをＮ極、Ｓ極の各いずれかの磁極とすればよい。このとき、弁体６を構成する円環状の磁石の中央の穴を塞ぐ必要があるので、図示するように、その中央の穴にキャップ６ｄを嵌めるか、あるいはその弁体６の端面に流通孔６ａを塞がない範囲で封止板６ｅを取り付けるなどして、磁石中央の穴から流体が漏れないようにすればよい。このキャップ６ｄや封止板６ｅの素材には、例えば、非磁性の金属板や樹脂フィルム等を用いることができる。

さらに、弁体６を磁石、弁座５を磁性体とする場合において、図３（ｃ）に示すように、弁座５を構成する磁性体を円環状とし、弁体６を構成する磁石を円環状とせずに中央に穴を有しない板状の磁石を使用してもよい。この態様において、その板状磁石の磁極の配置は、図３（ｂ）の態様と同様に、磁石の表裏６ｓ，６ｎをＮ極、Ｓ極の各いずれかの磁極とすればよい。弁体６が弁座５に接近することにより、弁座５を構成する円環状の磁性体に分極が起こって磁石となり、図３（ｄ）に示すように、弁座５の磁性体の表裏５ｓ，５ｎがそれぞれ接近する弁体６の磁極に対応する磁極になる。例えば、図中の６ｎ，６ｓがそれぞれＮ極、Ｓ極であれば、５ｎ，５ｓもそれぞれＮ極、Ｓ極となる。このため、弁座５を円環状磁石とした場合と同様に、その弁座５内周部に密な磁界が発生して、その磁界によって弁座５と弁体６とを結ぶ磁力が作用し、この内周部へ向かう磁界によって図中の矢印Ａのごとく効果的に弁体６を弁孔５ｃ軸心に向かって吸引し得る。

なお、いずれの実施形態においても、弁座５あるいは弁体６の一部に磁石、又は磁性体が介在すればよく、その全体が磁石、又は磁性体からなるものとしなくてもよい。

なお、この実施形態では、ゴム磁石を使用し、あるいはその他プラスチック磁石を使用してもよいが、ゴム磁石とは、ゴムの中に硬質磁性材粉末を混ぜたもので、通常はシート状に加工されているものである。板状の部品に使う用途であれば、プレス加工等により容易に加工できる。プラスチック磁石とは、プラスチックの中に硬質磁性材粉末を混ぜたもので、通常のプラスチックと同様の成型加工ができるので、複雑な形状も容易に加工できる。一方、磁石に吸着する磁性体としては、鉄、ニッケル等の軟質磁性材料やフェライト系ステンレス鋼、軟質磁性材料の粉末を分散させたゴム又はプラスチック及びゴム磁石、プラスチック磁石などを採用することができる。

前記シール材として、この実施形態では、油を介在させた多孔質体８を用いたが、図４に示すように、この多孔質体に代えて磁性流体９を介在させた構成も採用し得る。シール材を磁性流体９にすることにより、その前記弁座５と弁体６との間に介在するシール材は、磁力によって弁座に吸着するので流出しにくく、シール効果を長く持続することができる。
この場合の磁石の磁極の配置は、両面着磁とはせずに、図４に示すように、前記円環部を内側と外側とに同心に区分し、その内側部分と外側部分とで磁極を分けるようにする、いわゆる片面多極とすることが望ましい。両面着磁とすると、磁性流体９が、磁界の強い磁石内周部寄りあるいは外周部寄りに移動してしまい、シールに必要な弁体６との接触面に付着しないからである。
前記内側部分と外側部分とに磁極を区分した円環状磁石の構成であれば、その区分後の各内外部分を、さらに表裏で異なる磁極で構成してもよい。
もちろん、油を介在させた多孔質体８や磁性流体９によらず、そのシール性を高めたい場合には、油やグリスをそのまま弁座５や弁体６の表面に塗布することによっても、シール性は確保され得る。

さらに、前記磁性体は、所定のキュリー温度を有する感温磁性材料とすれば、その所定の温度以上の流体が流入した際や、弁装置の周囲温度が所定の温度以上になった際には、感温磁性体の磁性がなくなり、磁力の効力もなくなるので、流体圧にかかわらず弁を常時開放させるよう設定することができる。なお、感温磁性材料を使用した前記磁性体として、感温磁性材料の粉末をゴムやプラスチックに混ぜたものを使用すると、加工性が容易になる。

なお、この弁装置１の弁箱２と流体管Ｐの接続形態、接続方法は自由であり、図１に示す弁箱２の両端にねじ部を有する接続部１３，１４を設けてその接続部１３，１４を介して流入口３、流出口４に流体管Ｐを接続する形態、方法に限定されず、流体管Ｐに弁箱２を介在させる接続方法である限りにおいて接続形態、接続方法は自由である。また、この弁装置１は、流入口３の外側から流体圧を受けて弁体６を弁座５から離す方向へ開放動作させる箇所に使用してもよいし、流出口４の外側の減圧により弁体６を弁座５から離す方向へ開放動作させるような箇所に使用してもよい。

また、弁体６及びストッパ７の形状も、この実施形態に限定されない。例えば、図２（ａ）に示す弁体６は、例えば、図２（ｂ）に示すように、筒軸方向に直交する断面を四角形態様として、その四隅のコーナー部を前記弁室１０の内面に沿う弧状とすることにより、その隣接するコーナー部間に流通孔６ａを確保した弁体６の構成も採用し得る。

次に、図５に示す構成は、前記態様と同じく弁室１０内の周面に嵌め込まれて固定される円筒状の枠からなるストッパ７であり、そのストッパ７の流入口３側端面７ａに、図５（ａ）に示す突起を設けたものである。弁体６は、この突起を介してストッパ７に当接するので、その当接状態では、弁体６とストッパ７の間においてその隣り合う突起間に隙間を生じさせる。この隙間により、図５（ｂ）に示すように、弁体６の流通孔６ａとストッパ７の貫通孔７ｃとが連通し、流路が確保される。

図６に示す構成は、ストッパ７の端面７ａに設ける突起を、前記弁室１０内の周面に沿う弧状としたものである。図６（ａ）に示すように、弁体６は、流通孔６ａを設けずに、弁室１０内の周面との隙間により流体が通過する態様であってもよいし、流通孔６ａを設けた態様であってもよい。この構成において、流体は、図６（ｂ）に示すように通過していく。

図７に示す構成は、前記ストッパ７を、弁体６の流出口４側に一体化して設けたものである。図７（ａ）に示すように、弁体６の側周面６ｂから軸心に向かって切り欠いて流通孔６ａを設けるとともに、その弁体６の流出口４側の端面から流出口４に向かって突起状のストッパを立ち上げる。このストッパ７が、図７（ｂ）に示すように、弁箱２の端面２ｂに当接するので、流体の流路を確保し得るようになっている。この構成による弁体６としては、図７（ｃ）に示す態様も考えられる。

この発明の活用例として、現在、携帯型パソコンや携帯電話など小型の電子機器類に内蔵されているリチウムイオン電池などからなる電源装置に代えて、新たに、これらの電子機器に燃料電池を使用した電源装置を搭載するに際して、その電源装置を小型化する要請に応える用途にも適用できる。

一実施形態の断面図 （ａ）は図１の部品を示す斜視図、（ｂ）は図２（ａ）の弁体の形状を変更した態様を示す斜視図 （ａ）は図１の磁界の発生状況を示す説明図、（ｂ）（ｃ）（ｄ）は磁石を弁体に設けた場合の同説明図 磁性流体をシール材として使用した実施形態を示し、その弁体の開閉動作を示す要部断面図 他の実施形態を示し、（ａ）は弁体とストッパの斜視図、（ｂ）は要部断面図 他の実施形態を示し、（ａ）は弁体とストッパの斜視図、（ｂ）は要部断面図 他の実施形態を示し、（ａ）は弁体とストッパの斜視図、（ｂ）は要部断面図、（ｃ）は図７（ａ）の弁体の形状を変更した態様を示す斜視図 従来例を示す断面図

符号の説明

１，１１ 弁装置
２，１２ 弁箱
３ 流入口
４ 流出口
５，１５ 弁座
５ａ，５ｂ，７ａ，７ｂ 端面
５ｃ 弁孔
６，１６ 弁体
７ ストッパ
７ｃ 貫通孔
８ 多孔質体
９ 磁性流体
１０ 弁室
１３，１４ 接続部
１７ バネ
Ｐ 流体管

Claims (7)

1. 筒状弁箱２の一端を流入口３、他端を流出口４とし、その弁箱２内に前記流出口４に向く弁座５を形成し、その弁座５と流出口４の間に弁体６を前記弁箱２内の筒軸方向に移動自在に設け、前記弁座５と弁体６の一方を磁石、他方を磁石または磁性体として、その磁石の磁力により、弁座５に弁体６を吸着させて弁座５の弁孔５ｃを閉じ、前記流入口３からの流体圧により、前記磁力に抗して弁体６を弁座５から離して前記弁孔５ｃを開放する弁装置において、
   前記磁石を、前記弁箱２の筒軸を中心とする前記弁孔５ｃと同心の磁界を発生させる円環状としたことを特徴とする弁装置。
2. 筒状弁箱２の一端を流入口３、他端を流出口４とし、その弁箱２内に前記流出口４に向く弁座５を形成し、その弁座５と流出口４の間に弁体６を前記弁箱２内の筒軸方向に移動自在に設け、前記弁体６を磁石、弁座５を磁性体として、その磁石の磁力により、弁座５に弁体６を吸着させて弁座５の弁孔５ｃを閉じ、前記流入口３からの流体圧により、前記磁力に抗して弁体６を弁座５から離して前記弁孔５ｃを開放する弁装置において、
   前記弁体６の磁石を板状として、前記弁箱２の筒軸を中心とする前記弁孔５ｃと同心の磁界を発生させるものとし、前記弁座５の磁性体を円環状としたことを特徴とする弁装置。
3. 前記弁体６と弁箱２内面間が摺動する場合にあっては、その弁体には流通孔６ａが設けられ、その流通孔６ａは、前記弁体６が弁座５に吸着している場合には閉塞し、弁体６が弁座５から離れている場合には開放するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の弁装置。
4. 前記弁箱２内にストッパ７を設け、前記弁体６はそのストッパ７に当接するとそれ以上弁座５から離れないようになっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の弁装置。
5. 前記弁座５と弁体６との間に、油を含浸させた多孔質体８を介在させたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の弁装置。
6. 前記弁座５と弁体６との間に、磁性流体９を介在させたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の弁装置。
7. 前記磁性体は、感温磁性体であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の弁装置。

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