JP2007303638A - 流体用制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 流体用制御弁において、全開流量のバラツキを低減する上で有効な技術を提供する。
【解決手段】 本発明の流体用制御弁１００は、筒状のバルブボディ１０１と、流体流出孔１３７および座面１３５ａを有する流体流出部１３１と、流体流出孔１３７を開閉する弁体１２９と、弁体１２９を閉弁方向に付勢する付勢手段１４１と、弁体１２９を開弁方向に電磁力を発生する電磁力発生手段１１１，１１３と、弁体１２９の全開位置を規定する全開位置規定部材１２１と、を有する。流体流出部１３１は、バルブボディ１０１の一端部に固定される第１のシート部材１３３と、流体流出孔１３７および座面１３５ａが形成されるとともに、第１のシート部材１３３との相対位置が調整可能とされた第２のシート部材１３５とを有する。そして第２のシート部材１３５は、弁体１２９が全開位置に規定されたときに流量が設定流量となるように、弁体１２９の移動方向における第１のシート部材１３３との相対位置が調整されるとともに、当該調整された位置で固定されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、流体、例えば水素ボンベに貯えられている水素ガスを、当該水素ガスを使用して発電する燃料電池に供給する水素供給系に用いられる流体用制御弁に関する。

内燃機関に燃料を供給するために用いられる一般的な燃料噴射弁は、筒状のバルブボディ内に配置された弁体を電磁力によって軸方向に直線状に移動させることによって燃料噴射孔を開閉するよう構成されている。弁体は、バルブボディに形成された摺動案内面に接触した状態で摺動動作する構成とされ、これにより摺動動作の案内がなされる。このため、液体燃料に比較して潤滑性に劣るガス燃料を使用した場合、摺動動作する弁体の円滑性の面で問題が生ずる。このことから、圧縮天然ガスを供給する燃料噴射弁では、弁体をその外周面がバルブボディ内周面に非接触状態で支持する、すなわち弁体をバルブボディに対してフローティング状態に支持する技術が開発されている。このようなバルブの支持技術は、例えば特開２０００−２４９０２２号公報（特許文献１）に開示されている。特開２０００−２４９０２２号公報に記載の燃料噴射弁においては、弾性変形可能な板バネを介して弁体を支持する形式であって、この板バネは、バルブボディの先端部に嵌め込まれたバルブシートによって、弁体の全開位置を規定するストッパと共に軸方向に加圧されることでバルブボディに固定される構成とされている。

ところで、燃料噴射弁の全開流量、すなわち、弁体がストッパにて規定される全開位置に置かれたときに燃料噴射孔から噴射される全開流量は、噴射孔の開口面積（すなわち、全開時における弁体とバルブシートの座面との離間距離）で決まる。特開２０００−２４９０２２号公報に記載の燃料噴射弁においては、全開流量調整は、バルブボディに対するシートバルブの組み付け位置を調整することによって、詳しくは、バルブシートと板バネとの間に介在されるシムの厚みを変更することによって、全開時の弁体と座面間の離間距離を調整して行う構成とされている。
ところが、シムによって全開時の離間距離を調整する構成の場合、実際の全開流量測定は、バルブボディにバルブシートを固定した後で最終検査として行うことになる。このため、バルブボディ、バルブシートおよび板バネ等の加工上の誤差がそのまま全開流量のバラツキとして現れることになる。そして公差を超えるものについては、再調整が必要になるが、そのための作業は面倒である。
特開２０００−２４９０２２号公報

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、流体用制御弁において、全開流量のバラツキを低減する上で有効な技術を提供することをその目的とする。

上記課題を達成するため、特許請求の範囲の各請求項に記載の発明が構成される。
請求項１に記載の発明によれば、筒状のバルブボディと、流体流出部と、弁体と、付勢手段と、電磁力発生手段と、全開位置規定部材と、を有する流体用制御弁が構成される。流体流出部は、バルブボディの一端部に配置されるとともに、流体流出孔および座面を有する。弁体は、バルブボディ内に移動可能に配置され、座面に当接することで流体流出孔を閉じ、座面から離間することで流体流出孔を開く。付勢手段は、弁体が座面に当接する方向に当該弁体を付勢する。なお本発明における「付勢手段」は、典型的には、バネ部材がこれに該当し、コイルスプリングが好適に用いられる。電磁力発生手段は、付勢手段の付勢力に抗して、流体流出孔を開く方向に弁体を移動させるべく電磁力を発生する。全開位置規定部材は、バルブボディ内に配置され、弁体と当接することで当該弁体の全開位置を規定する。本発明における「流体用制御弁」は、電磁力によって弁体を開閉動作する電磁弁であり、内燃機関に液体燃料または圧縮天然ガスを供給する装置、あるいは燃料電池発電装置に水素ガスを供給する装置として好適に用いられる。

本発明における流体流出部は、第１のシート部材と、流体流出孔および座面が形成されるとともに、弁体の移動方向における第１のシート部材との相対位置が調整可能とされた第２のシート部材とを有する。そして第１のシート部材は、バルブボディの一端側に固定され、第２のシート部材は、弁体が全開位置に規定されたときに流体流出孔を流れる流体の流量が設定流量となるように、弁体の移動方向における第１のシート部材との相対位置が調整された状態で固定されている。なお本発明における「相対位置が調整可能」とは、典型的には、第２のシート部材を、筒状に形成された第１のシート部材に圧入することによって調整する態様がこれに該当するが、第１のシート部材に中間部材を介して圧入することによって調整する態様を包含する。
本発明によれば、弁体が全開位置規定部材によって規定される全開位置（座面から最も離間される位置）に置かれたときの全開流量調整は、流体流出孔を流れる流体の流量（弁体の上流側と下流側の差圧）を測定しながら、第１のシート部材に対する第２のシート部材の相対位置、すなわち弁体に対する第２のシート部材の相対位置を調整することによって行うことができる。このため、全開流量のバラツキの少ない流体用制御弁を容易に得ることが可能となった。

（請求項２に記載の発明）
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の流体用制御弁における第１のシート部材は、バルブボディに圧入嵌合されるとともに、当該圧入された位置でバルブボディに溶接により接合され、これによって溶着封止部が形成された構成とされる。なお本発明における「溶接」とは、溶接棒を媒介にして２部材を接合する態様、高温で加熱して２部材を直接に接合する態様のいずれも好適に包含する。本発明によれば、第１のシート部材をバルブボディに圧入後、第１のシート部材とバルブボディとを溶接によって接合することで溶着封止部を設ける構成のため、当該溶着封止部によって高圧の流体に対しても高い封止（シール）効果を得ることができる。このため、例えば燃料電池発電装置において、高圧の水素ガスを供給する流体用制御弁として好適に用いることができる。また溶着封止部を構成することで、例えば水素ガスの供給といった高圧環境下での使用に対し、劣化による強度低下を抑制できる耐久性のある流体用制御弁が提供される。

（請求項３に記載の発明）
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の流体用制御弁における第１のシート部材は、弁体の移動方向にガイド孔が形成されている。そして第２のシート部材は、第１のシート部材のガイド孔に圧入嵌合されることによって弁体の移動方向における第１のシート部材との相対位置が調整される構成とされるとともに、圧入された位置で第１のシート部材に溶接により接合され、これによって溶着封止部が形成された構成とされる。なお本発明における「溶接」とは、溶接棒を媒介にして２部材を接合する態様、高温で加熱して２部材を直接に接合する態様のいずれも好適に包含する。本発明によれば、第２のシート部材を第１のシート部材のガイド孔に圧入後、第２のシート部材と第１のシート部材とを溶接によって接合して溶着封止部を設ける構成のため、当該溶着封止部によって高圧の流体に対しても高い封止（シール）効果を得ることができる。このため、例えば燃料電池発電装置において、高圧の水素ガスを供給する流体用制御弁として好適に用いることができる。また溶着封止部を構成することで、例えば水素ガスの供給といった高圧環境下での使用に対し、劣化による強度低下を抑制できる耐久性のある流体用制御弁が提供される。

（請求項４に記載の発明）
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の流体用制御弁において、ガイド孔の内周面と第２のシート部材の外周面との間には、全周にわたって弾性部材が介在された構成とされる。本発明によれば、ガイド孔の内周面と第２のシート部材の外周面との間に介在された弾性部材は、全開流量調整時には、流体の漏れを防止するシール部材として機能し、また第２のシート部材が第１のシート部材に溶接によって接合された後では、防振材として機能することができる。

（請求項５に記載の発明）
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか１つに記載の流体用制御弁において、バルブボディ内には、弁体の移動方向と交差する方向に突出する突部が形成されている。また弁体は、その外周側に配置された弾性変形可能な支持プレートによって移動可能に支持される。そして支持プレートは、第１のシート部材をバルブボディに圧入嵌合する際の、第１のシート部材から突部の方向に作用する押圧力によってバルブボディに固定される構成とした。なお本発明における「押圧力によって固定」する態様としては、支持プレートを突部と第２のシート部材とによって直接に挟持する態様、あるいは突部と第２のシート部材との間に中間部材を介して挟持する態様のいずれも好適に包含する。また支持プレートを第２のシート部材の押圧力によって固定する場合において、弁体の全開位置を規定する全開位置規定部材をも同時にバルブボディに固定するように構成することも可能である。
本発明によれば、第１のシート部材をバルブボディに圧入嵌合することによって支持プレートをバルブボディに容易に固定することができる。また本発明の流体用制御弁は、弾性変形可能な支持プレートによって弁体をフローティング状態で支持する構成であり、弁体の潤滑性を考慮する必要がないため、潤滑性に乏しい圧縮天然ガスあるいは水素ガスを供給する流体用制御弁として好適に用いることができる。すなわち、本発明によれば、弁体をその外周面がバルブボディ内周面に接触しないように、弾性変形可能な支持プレートによってフローティング状態で支持する形式の流体用制御弁において、流体流出部を、支持プレートを固定するための第１のシート部材と、流体流出孔を有する第２のシート部材とによって構成することで、全開流量調整を、流体流出孔を流れる流体の流量を測定しながら第２のシート部材の第１のシート部材に対する（弁体に対する）相対位置を調整することによって行える。このため、流量調整が容易となる。

本発明によれば、流体用制御弁において、全開流量のバラツキを低減する上で有効な技術が提供されることとなった。

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照しつつ、詳細に説明する。本実施の形態に係る流体用制御弁は、燃料電池自動車に搭載されている燃料電池に水素ガスを供給する流体用制御弁として用いている。
以下、本実施の形態に係る水素ガス供給用電磁駆動式の流体用制御弁につき、図１および図２を参照しつつ説明する。図１は流体用制御弁１００の全体構成を示す断面図であり、図２は流体用制御弁の先端部側（流体流出部側）の拡大断面図である。電磁駆動式の流体用制御弁１００は、磁性材からなるほぼ円筒状のボディ１０１を有する。ボディ１０１は、本発明における「バルブボディ」に対応する。ボディ１０１は、互いに嵌め合い接合された筒状部材からなるアッパボディ１０３とロアボディ１０５とから構成される。アッパボディ１０３内の中央部には、ほぼ円筒状のコア１０７が挿入配置されている。コア１０７は磁性材からなり、ロアボディ１０５との間に非磁性材からなる鍔付リング１０９が配置されている。またロアボディ１０５の先端部（コア１０７と反対側）には、バルブシート１３１が配置されている。

アッパボディ１０３とコア１０７の間には、ほぼ円筒状のボビン１１１が配置されている。ボビン１１１は合成樹脂等の電気絶縁材からなり、ソレノイドコイル１１３が多層状に巻かれている。ソレノイドコイル１１３にはターミナル１１５が電気的に接続される。アッパボディ１０３の外周領域には、ターミナル１１５を取り囲むソケット部１１７ａを有する受電用コネクタ１１７が設けられ、ソケット部１１７ａには図示が省略された制御装置の給電用コネクタが接続される。これにより、ソレノイドコイル１１３に対する通電およびその解除がなされる。ボビン１１１およびソレノイドコイル１１３は、本発明における「電磁力発生手段」に対応する。ソレノイドコイル１１３の通電によって生ずる電磁力は、後述する可動弁１２９をバルブシート１３１の座面１３５ａから離間させる、すなわちガス噴射孔１３７を開く方向に移動させる。

ロアボディ１０５の円形断面の筒孔１０５ｃ内には、ストッパ１２１、カラー１２３、可動弁１２９を支持する板バネ１２７、リング１２５およびバルブシート１３１が順次組み付けられている。可動弁１２９は、本発明における「弁体」に対応し、板バネ１２７は、本発明における「支持プレート」に対応する。

ストッパ１２１は、磁性材からリング状に形成され、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃに嵌め込まれ、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃの内径方向に突出された内側フランジ部１０５ａに当接される。内側フランジ部は、本発明における「突部」に対応する。カラー１２３は、例えばステンレス材からリング状に形成されており、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃに嵌め込まれ、一端がストッパ１２１の外周側の側面（前面）と当接され、他端が板バネ１２７に当接される。リング１２５は、例えばステンレス材からリング状に形成され、ロアボディ１０５内に嵌め込まれ、板バネ１２７の外周側の側面（前面）と当接される。

バルブシート１３１は、円形断面のガイド孔１３３ａを有するシートボディ１３３と、軸中心部にガス噴射孔１３７を有するシート１３５とから構成されている。バルブシート１３１は、本発明における「流体流出部」に対応し、シートボディ１３３は、本発明における「第１のシート部材」に対応し、シート１３５は、本発明における「第２のシート部材」に対応し、ガス噴射孔１３７は、本発明における「流体流出孔」に対応する。なおシートボディ１３３およびシート１３５は、非磁性材あるいは非磁性を有する制振合金によって形成されている。

シートボディ１３３は、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃに圧入嵌合された後、嵌合部におけるロアボディ１０５の軸端面と対応する部位が溶接によって接合され、これによってシートボディ１３３とロアボディ１０５の嵌合部には、全周にわたってガス漏れ防止用としての溶着封止部１４７ｃが形成されている。またシート１３５は、シートボディ１３３のガイド孔１３３ａ内に圧入嵌合された後、その軸端面が互いに溶接されることで接合され、これによってシートボディ１３３とシート１３５との嵌合面には、全周にわたってガス漏れ防止用としての溶着封止部１４７ｄが形成されている。なおシート１３５は、ガス噴射孔１３７の入口側（可動弁１２９と対向する側）に座面１３５ａを有する。またシートボディ１３３のガイド孔１３３ａの内周面とシート１３５の外周面との間には、Ｏリング１３９が介在されている。本実施の形態ではシート１３５の外周側に環状溝１３５ｂを設け、当該環状溝１３５ｂにＯリング１３９を配置しているが、シートボディ１３３の内周側に環状溝を設け、その環状溝にＯリングを配置しても構わない。Ｏリング１３９は、本発明における「弾性部材」に対応する。

シートボディ１３３がロアボディ１０５の筒孔１０５ｃ内に圧入嵌合される際、当該シートボディ１３３の圧入方向端部によってリング１２５が押圧される。これにより、リング１２５、カラー１２３、板バネ１２７の外周側およびストッパ１２１が順次押圧され、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃの内径方向に突出する内側フランジ部１０５ａに加圧される。すなわち、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃに配置されるリング１２５、カラー１２３、板バネ１２７およびストッパ１２１は、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃ内に圧入されたシートボディ１３３によってロアボディ１０５に固定される構成とされる。

板バネ１２７は、例えば析出硬化系ステンレスからなり、中央部に円形の孔を有する円板状に形成されている。板バネ１２７は、上述したように、その外周側の側面（前面および後面）がカラー１２３とリング１２５に挟持されてロアボディ１０５側に止着され、内周側が弾性体を介して可動弁１２９に取付けられる。かくして、板バネ１２７は、可動弁１２９を当該可動弁１２９の外周面がロアボディ１０５の内周面等に非接触状態で置かれるフローティング状態で支持し、可動弁１２９がバルブシート１３１のガス噴射孔１３７を開閉するべく軸方向に移動されるとき、同方向に弾性変形することで可動弁１２９の開閉動作を許容する。

可動弁１２９は、磁性材である電磁ステンレス材からなり、コア１０７とほぼ同様の断面形状をなす円筒形状の主部１２９ａと、その主部１２９ａの前側（ロアボディ１０５側）の外周に張り出すフランジ部１２９ｂと、主部１２９ａ先端に突出する円板形状のバルブ部１２９ｃとを有する。なお主部１２９ａおよびフランジ部１２９ｂは、ソレノイドコイル１１３の通電時において、アーマチュアとして機能する。そしてソレノイドコイル１１３の通電によって発生する電磁力によって可動弁１２９がガス噴射孔１３７を開く方向へと移動されたとき、ストッパ１２１がフランジ部１２９ｂの後面と当接することで、それ以上の移動を規制する。すなわち、ストッパ１２１は、可動弁１２９の全開位置を規定する全開位置規定部材を構成している。

可動弁１２９は、コア１０７内に配置されたコイルバネ１４１によってガス噴射孔１３７を閉じる方向に付勢され、ソレノイドコイル１１３の通電が解除されているときには、バルブ部１２９ｃがシート１３５の座面１３５ａに押し付けられた閉弁状態に置かれる。このときのコイルバネ１４１の付勢力は、コア１０７内に配置されたバネ荷重調整用のパイプ１４３によって調整することが可能とされる。コイルバネ１４１は、本発明における「付勢手段」に対応する。なおコイルバネ１４１は、一端が可動弁１２９に当接され、他端がパイプ１４３の一端に当接される。またパイプ１４３は、例えばコア１０７内周に当該パイプ１４３を圧入することで取り付けられ、その圧入量を変えることによってコイルバネ１４１の付勢力を調整する構成とされる。なおパイプ１４３の取付け方については、コア内周に設けた雌ネジにパイプ１４３の外周に設けた雄ネジをねじ込み、そのねじ込み量を変えることによってコイルバネ１４１の付勢力を調整する構成であってもよい。可動弁１２９がコイルバネ１４１によって閉弁状態に置かれるとき、板バネ１２７は、開き方向に付勢力が作用する構成とされ、これにより可動弁１２９と板バネ１２７とは常時に接触状態が維持される。板バネ１２７の付勢力は、コイルバネ１４１の付勢力に比べてはるかに小さく、コイルバネ１４１による可動弁１２９の閉弁動作を損なうものではない。

バルブ部１２９ｃの前面は、シート１３５の座面１３５ａと面接触可能な接触面とされ、この接触面には、弾性を有する環状のシール部材１４０が嵌着されている。またバルブ部１２９ｃには、主部１２９ａの中空部１２９ｄと連通するとともに径方向に放射状に延びる、例えば６本の貫通孔１２９ｈが周方向に６０度の等間隔で形成されている。中空部１２９ｄと貫通孔１２９ｈとによって可動弁１２９のガス通路が構成される。

水素ガスは、コア１０７の中空部１０７ａおよびパイプ１４３の中空部１４３ａを経て可動弁１２９の中空部１２９ｄへと導かれる。可動弁１２９が閉弁状態に置かれているとき、水素ガスは、可動弁１２９の中空部１２９ｄから６個の貫通孔１２９ｈを通り、可動弁１２９の外周領域とロアボディ１０５の内周面との間の空間部１５１に達している。なおコア１０７のガス入口には異物の混入を防止するストレーナ１４５が配置されている。上記の各中空部１０７ａ，１４３ａ，１２９ｄ、貫通孔１２９ｈおよび空間部１５１によって水素ガスの流路が構成される。

また本実施の形態においては、流体用制御弁１００の流路に導かれた水素ガスが、当該流路から外部へ漏出することを防止するために、封止すべき箇所がそれぞれ溶着による封止構造とされている。なおバルブシート１３１に関する溶着封止部１４７ｃ，１４７ｄについては、既述のとおりである。アッパボディ１０３、ロアボディ１０５、コア１０７、バルブシート１３１、および鍔付リング１０９は、それらが互いに嵌り合うことによって接続される構成とされる。具体的には、アッパボディ１０３とロアボディ１０５が互いに嵌合し、バルブシート１３１のシートボアディ１３３がロアボディ１０５の前端部に嵌合し、さらに鍔付リング１０９がロアボディ１０５とコア１０７にそれぞれ嵌合する構成とされる。

鍔付リング１０９は、非磁性材からなり、ソレノイドコイル１１３の可動弁１２９に対する電磁力の作用を効率的に行わせるべくロアボディ１０５とコア１０７との間に介在状に設けられる。鍔付リング１０９は、リング部１０９ｂと、当該リング１０９ｂの軸方向前端に形成された外側に張り出す円形の鍔部１０９ａとからなる。鍔付リング１０９の鍔部１０９ａは、ロアボディ１０５の軸方向後端面に形成された円形の凹状段差部１０５ｂに嵌合された状態で、その外周縁部が凹状段差部１０５ｂの径方向内周縁部に溶接により接合され、これによって鍔付リング１０９とロアボディ１０５との嵌合面には、全周にわたってガス漏れ防止用の溶着封止部１４７ａが形成されている。また鍔付リング１０９のリング部１０９ｂは、コア１０７の軸方向の前側外周に形成された小径段差部１０７ｂに嵌合されるとともに、その軸方向後端が小径段差部１０７ｂの軸方向前端に当接された状態で溶接により接合され、これによって鍔付リング１０９とコア１０７との当接面には、全周にわたってガス漏れ防止用の溶着封止部１４７ｂが形成されている。

なおアッパボディ１０３とロアボディ１０５は、その嵌合面において、溶接により互いに接合されるが、この溶接はあくまでも両ボディ１０３，１０５の接合を目的としたものであり、ガス漏れ防止用の封止を目的としたものではない。

本実施の形態に係る流体用制御弁１００は、上記のように構成される。コイルバネ１４１の付勢力で閉弁状態に置かれた可動弁１２９は、制御装置の制御によるソレノイドコイル１１３の通電によって生ずる電磁力でコイルバネ１４１の付勢力に抗して後退移動され、バルブ部１２９ｃがシート１３５の座面１３５ａから離れてシート１３５のガス噴射孔１３７を開く。これにより、ガス噴射孔１３７から水素ガスが噴射され、下流側へと流れる。なお、このときのガス噴射孔１３７の開度は、可動弁１２９のフランジ部１２９ｂの後面がストッパ１２１に当接することで規定される。一方、ソレノイドコイル１１３に対する通電が遮断されたときは、可動弁１２９は、コイルバネ１４１の付勢力で前方へと移動され、バルブ部１２９ｃがシート１３５の座面１３５ａに当接されてガス噴射孔１３７を閉じる。

本実施の形態においては、バルブシート１３１を、シートボディ１３３と当該シートボディ１３３との相対位置が調整可能なシート１３５との２部材によって構成している。そしてシートボディ１３３をロアボディ１０５の筒孔１０５ｃ内に圧入嵌合することによって、可動弁１２９の全開位置を規定するストッパ１２１、および可動弁１２９をフローティング状態で支持する板バネ１２７を、リング１２５およびカラー１２３を介してロアボディ１０５の内側フランジ部１０５ａに加圧して固定し、その状態でシートボディ１３３をロアボディ１０５に溶接によって接合する。またシートボディ１３３のガイド孔１３３ａ内にシート１５５を圧入嵌合後、当該シート１３５をシートボディ１３３に溶接によって固定する構成である。このため、可動弁１２９をストッパ１２１にて規定される全開位置に置いた状態で行う全開流量の調整は、ガス噴射孔１３７を流れる水素ガスの流量（可動弁１２９の上流側と下流側の差圧）を測定しながら、シート１３５をシートボディ１３３内に圧入して可動弁１２９に対するシート１３５の相対位置を調整する、すなわち可動弁１２９のバルブ部１２９ｃ先端面と座面１３５ａとの離間距離を徐々に変化させることによって容易に行うことができる。

すなわち、本実施の形態によれば、板バネ１２７によって可動弁１２９をフローティング状態に支持する形式の流体用制御弁１００において、バルブシート１３１をシートボディ１３３とシート１３５との２部材で構成することにより、バルブボディ１３３によって可動弁１２９を正規の状態に組付けた上で、ガス噴射孔１３７を流れる水素ガスの流量が設定流量となるように、流量を測定しつつ全開流量調整を行うことができるため、全開流量のバラツキの少ない流体用制御弁１００を容易に得ることができる。なおシート１３５は、全開流量の調整後において、シートボディ１３３に対して溶接によって接合され、これにより調整された位置に確実に固定される。またシート１３５の外周面とシートボディ１３３の内周面との間には、Ｏリング１３９を介在する構成としてあるため、流量調整時におけるシート１３５とシートボディ１３３間からのガス漏れを防止し、流量測定の正確度を高めることができ、またＯリング１３９は、流量調整後においては、シート１３５とシートボディ１３３間での防振材として機能する。

また本実施の形態においては、鍔付リング１０９とロアボディ１０５との嵌合面、鍔付リング１０９とコア１０７との嵌合面、シートボディ１３３とロアボディ１０５の嵌合面、およびシートボディ１３３とシート１３５との嵌合面に、それぞれ溶接による溶着封止部１４７ａ〜１４７ｄを形成し、これによって流路に導かれた水素ガスが、当該流路から各嵌合面を経て外部へ漏出することを防止する構成としている。このため、例えばゴム製のＯリングによる封止構造に比べて、高圧の水素ガスに対する封止機能を向上することが可能となり、水素ガスの供給装置として用いた場合であっても、水素透過による水素漏れを抑制できるとともに、劣化による強度低下を抑制できる耐久性の高い流体用制御弁が提供される。

なお上述した実施の形態では、可動弁１２９の全開位置を規定するストッパ１２１とカラー１２３とを別部材としているが、これを一体にしても構わない。またリング１２５を省略し、シートボディ１３３の圧入側端部で板バネ１２７を直接に加圧する構成に変更しても構わない。
また上述した実施の形態は、流体用制御弁１００を水素ガス供給用として説明したが、水素ガス供給用に限定されるものではなく、例えば圧縮天然ガスあるいは液体燃料を機関に供給する装置として用いることを妨げない。

本実施の形態に係る流体用制御弁の全体構成を示す断面図である。 流体用制御弁の先端部側の拡大断面図である。

符号の説明

１００ 流体用制御弁
１０１ ボディ（バルブボディ）
１０３ アッパボディ
１０５ ロアボディ
１０５ａ 内側フランジ部
１０５ｂ 凹状段差部
１０５ｃ 筒孔
１０７ コア
１０７ａ 中空部
１０７ｂ 小径段差部
１０９ 鍔付リング
１０９ａ 鍔部
１０９ｂ リング部
１１１ ボビン（電磁力発生手段）
１１３ ソレノイドコイル（電磁力発生手段）
１１５ ターミナル
１１７ 受電用コネクタ
１１７ａ ソケット部
１２１ ストッパ
１２３ カラー
１２５ リング
１２７ 板バネ（支持プレート）
１２９ 可動弁（バルブ）
１２９ａ 主部
１２９ｂ フランジ部
１２９ｃ バルブ部
１２９ｄ 中空部
１２９ｈ 貫通孔
１３１ バルブシート（流体流出部）
１３３ シートボディ（第１のシート部材）
１３３ａ ガイド孔
１３５ シート（第２のシート部材）
１３５ａ 座面
１３５ｂ 環状溝
１３７ ガス噴射孔（流体流出孔）
１３９ Ｏリング
１４０ シール部材
１４１ コイルバネ
１４３ パイプ
１４３ａ 中空部
１４５ ストレーナ
１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃ、１４７ｄ 溶着封止部
１５１ 空間部

Claims (5)

1. 筒状のバルブボディと、
   前記バルブボディの一端部に配置されるとともに、流体流出孔および座面を有する流体流出部と、
   前記バルブボディ内に移動可能に配置され、前記座面に当接することで前記流体流出孔を閉じ、前記座面から離間することで前記流体流出孔を開く弁体と、
   前記流体流出孔を閉じる方向に前記弁体を付勢する付勢手段と、
   前記付勢手段の付勢力に抗して前記流体流出孔を開く方向に前記弁体を移動させる電磁力を発生する電磁力発生手段と、
   前記バルブボディ内に配置され、前記弁体と当接することで当該弁体の全開位置を規定する全開位置規定部材と、を有する流体用制御弁であって、
   前記流体流出部は、
   前記第１のシート部材と、
   前記流体流出孔および座面が形成されるとともに、前記弁体の移動方向における前記第１のシート部材との相対位置が調整可能とされた第２のシート部材とを有し、
   前記第１のシート部材は、前記バルブボディの一端側に固定され、
   前記第２のシート部材は、前記弁体が前記全開位置に規定されたときに前記流体流出孔を流れる流体の流量が設定流量となるように、前記弁体の移動方向における前記第１のシート部材との相対位置が調整された状態で固定されていることを特徴とする流体用制御弁。
2. 請求項１に記載の流体用制御弁であって、
   前記第１のシート部材は、前記バルブボディに圧入嵌合されるとともに、当該圧入された位置で前記バルブボディに溶接によって接合され、これによって溶着封止部が形成されていることを特徴とする流体用制御弁。
3. 請求項１または２に記載の流体用制御弁であって、
   前記第１のシート部材は、前記弁体の移動方向にガイド孔が形成されており、
   前記第２のシート部材は、前記第１のシート部材のガイド孔に圧入嵌合されることによって前記弁体の移動方向における前記第１のシート部材との相対位置が調整される構成とされるとともに、圧入された位置で前記第１のシート部材に溶接により接合され、これによって溶着封止部が形成されていることを特徴とする流体用制御弁。
4. 請求項３に記載の流体用制御弁であって、
   前記ガイド孔の内周面と前記第２のシート部材の外周面との間には、全周にわたって弾性部材が介在されていることを特徴とする流体用制御弁。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の流体用制御弁であって、
   前記バルブボディ内には、前記弁体の移動方向と交差する方向に突出する突部が設けられており、
   前記弁体は、その外周側に配置された弾性変形可能な支持プレートによって移動可能に支持され、
   前記支持プレートは、前記第１のシート部材を前記バルブボディに圧入嵌合する際の、前記第１のシート部材から前記突部の方向に作用する押圧力によって前記バルブボディに固定される構成としたことを特徴とする流体用制御弁。

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