JP2013087803A - Fluid control valve - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small and inexpensive fluid control valve which can securely generate a sealing force between a valve member and a valve seat in closing a valve.SOLUTION: An air pressure-regulating valve 4 moves the valve member 45 together with a valve shaft 44 in an axial direction in a valve housing 41 by a motor assembly 42. The valve member 45 opens and closes the air pressure-regulating valve 4 by seating and separating with respect to a pressure-regulating valve seat 411f. The valve member 45 includes a valve frame 451 with a seal member 452 mounted, and an attaching part 451d of the valve frame 451 is mounted so as to be tiltable with respect to a connection part 444 of a tip of the valve shaft 44. A ball hole 445 penetrations the connection part 444 so as to be orthogonal to an axial center. A steel ball 446 is arranged rotatably in the ball hole 445 and can move in an axial direction of the ball hole 445. The attaching part 451d is caulked and fixed to the steel ball 446.

Description

本発明は、流体の流れを制御する流体制御弁に関する。   The present invention relates to a fluid control valve that controls the flow of fluid.

弁軸に円形のバルブ体が垂直に取り付けられ、バルブ体が弁軸とともに軸方向に作動することにより、真円状の弁座に着座するポペットバルブ式の開閉弁は、従来より内燃機関の吸排気弁等において広く使用されている。
特許文献1に開示された開閉弁は、燃料電池システムの酸化ガス供給路上に設けられ、ダイヤフラムで互いに区分けされた一対の圧力室に選択的にエアを導入している。これにより、ダイヤフラムに接続されたバルブ体を、供給路上に形成された弁座に対して当接あるいは離間させて供給路を断続している。
この従来技術に開示されたポペットバルブ式の開閉弁は、閉弁時に一方向からの高圧に対する耐力が高く、エアコンプレッサから吐出された高圧の酸化ガスを十分にシールすることができる。
A poppet valve type on-off valve seated on a perfect circular valve seat is mounted on a valve shaft by vertically mounting a circular valve body in the axial direction together with the valve shaft. Widely used in exhaust valves and the like.
The on-off valve disclosed in Patent Document 1 is provided on the oxidizing gas supply path of the fuel cell system and selectively introduces air into a pair of pressure chambers separated from each other by a diaphragm. Thereby, the valve body connected to the diaphragm is brought into contact with or separated from the valve seat formed on the supply path, thereby intermittently supplying the supply path.
The poppet valve type open / close valve disclosed in this prior art has high resistance to high pressure from one direction when the valve is closed, and can sufficiently seal high-pressure oxidizing gas discharged from the air compressor.

しかしながら、その一方、上述したポペットバルブ式の開閉弁においては、その設計上あるいは製造上の誤差に起因して、バルブ体の平面方向と弁座のシール面との間の平行度において精度のばらつきが発生することがある。互いに当接するバルブ体と弁座のシール面との間の平行度に、精度上のばらつきがあった場合、開閉弁のシール不良につながることがあり、これを回避するための対策が必要であった。   On the other hand, however, in the above-described poppet valve type on-off valve, due to design or manufacturing errors, there is a variation in accuracy in the parallelism between the planar direction of the valve body and the seal surface of the valve seat. May occur. If there is a variation in accuracy in the parallelism between the valve body that contacts each other and the seal surface of the valve seat, it may lead to a sealing failure of the on-off valve, and measures to avoid this need to be taken. It was.

このためには、これまで、バルブ体が弁座に着座する際に、バルブ体と弁座との間の平行度のばらつきを、弾性材料にて形成されたシール部材を部分的に潰すことによって吸収してきた。これによって、バルブ体と弁座のシール面とが平行でなくても、弁座の全面にシール部材が当接するようになり、開閉弁のシール不良を防止することができる。   To this end, until now, when the valve body is seated on the valve seat, the variation in parallelism between the valve body and the valve seat is partially crushed by the seal member formed of an elastic material. Absorbed. As a result, even if the valve body and the seal surface of the valve seat are not parallel, the seal member comes into contact with the entire surface of the valve seat, thereby preventing a sealing failure of the on-off valve.

ところが、特許文献1に開示されたような開閉弁は、所定量の流体の通過を許容しなければならず、そのシール部材が一定のシール径を備えていなければならない。したがって、シール径が大きくなった場合、シール部材の潰し代を大きくする必要があり、バルブ体を押圧する荷重も増大させる必要がある。このため、開閉弁自体が大型化し、高コスト化するという問題が発生する。   However, the on-off valve as disclosed in Patent Document 1 must allow a predetermined amount of fluid to pass, and the seal member must have a certain seal diameter. Therefore, when the seal diameter increases, it is necessary to increase the crushing margin of the seal member, and it is also necessary to increase the load that presses the valve body. For this reason, the problem that the on-off valve itself will enlarge and cost will generate | occur | produce.

これに対して、特許文献2に開示された開閉弁においては、弁座に着座するバルブ体が取り付けられた弁体取付軸の上部と主軸の下部とを、双方の軸に垂直な方向に挿入した連結ピンを介して接続したものである。これによれば、主軸に対して弁体取付軸が首振り可能に連結されているため、弁座のシール面に対して主軸が垂直でなくても、バルブ体を弁座のシール面に倣った方向に向かせ、双方の間においてシール力を確保することができる。   On the other hand, in the on-off valve disclosed in Patent Document 2, the upper part of the valve body mounting shaft to which the valve body seated on the valve seat is attached and the lower part of the main shaft are inserted in a direction perpendicular to both axes. Connected through the connecting pins. According to this, since the valve body mounting shaft is connected to the main shaft so as to be able to swing, the valve body follows the seal surface of the valve seat even if the main shaft is not perpendicular to the seal surface of the valve seat. The sealing force can be secured between the two.

特開2008−146924号公報JP 2008-146924 A 実開昭62−87275号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-87275

しかしながら、特許文献2に開示された開閉弁においては、弁体取付軸と主軸とが連結ピンを介して接続されたものであり、弁体取付軸と主軸との間のガタは、弁体取付軸、主軸および連結ピンの3部品の寸法によって決定されるため、双方の間のガタが増大する恐れがある。弁体取付軸と主軸との間のガタが大きいと、バルブ体の振動および振動に伴う騒音が増大し、開閉弁を通過する流体においても流量変動が発生する。
特に、弁体取付軸と主軸との間の軸方向のガタが大きい場合には、開閉弁の流量特性にヒステリシスが発生する。このため、開閉弁を流体の流量を制御する流体制御弁に使用した場合、流体の流量を精度よく制御することに困難を伴う。
However, in the on-off valve disclosed in Patent Document 2, the valve body mounting shaft and the main shaft are connected via a connecting pin, and the play between the valve body mounting shaft and the main shaft is not attached to the valve body. Since it is determined by the dimensions of the three parts of the shaft, the main shaft, and the connecting pin, there is a possibility that the play between the two will increase. If the backlash between the valve body mounting shaft and the main shaft is large, the vibration of the valve body and the noise accompanying the vibration increase, and the flow rate also varies in the fluid passing through the on-off valve.
In particular, when the backlash in the axial direction between the valve body mounting shaft and the main shaft is large, hysteresis occurs in the flow rate characteristics of the on-off valve. For this reason, when the on-off valve is used as a fluid control valve for controlling the flow rate of fluid, it is difficult to accurately control the flow rate of fluid.

これに対して、弁体取付軸と主軸との間のガタを低減しようとすれば、各部品の寸法精度を向上させなければならず、コストの増大を余儀なくされていた。
さらに、開閉弁内に水分や異物が浸入する恐れがある場合、これらから開閉弁の首振り機構を保護するために首振り機構全体を覆うシール部材を必要とする。このため、シール部材によって開閉弁が一層大型化し、さらなるコスト高を招いていた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、閉弁時にバルブ部材と弁座との間において確実にシール力を発生することができる小型で低コストの流体制御弁を提供することにある。
On the other hand, if the backlash between the valve body mounting shaft and the main shaft is to be reduced, the dimensional accuracy of each component must be improved, and the cost is inevitably increased.
Further, when there is a possibility that moisture or foreign matter may enter the on-off valve, a seal member that covers the entire swing mechanism is required to protect the swing mechanism of the on-off valve from these. For this reason, the on-off valve is further increased in size by the sealing member, which further increases the cost.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a small and low-cost fluid control valve that can reliably generate a sealing force between a valve member and a valve seat when the valve is closed. There is to do.

上述した課題を解決するために、請求項1に係る流体制御弁の発明の構成は、内部に流体の流入口と流出口とが形成されたバルブハウジングと、バルブハウジングに取り付けられた駆動源と、駆動源によって、バルブハウジング中において軸方向に移動する弁軸と、弁軸の軸心に対し半径方向に延びるように取り付けられ、弁軸とともに移動することにより、一側の面においてバルブハウジング内に形成された弁座に対して着座あるいは離間し、流入口と流出口との間を断続するバルブ部材と、を備え、バルブ部材は、弁軸との間に半径方向隙間を有した状態で弁軸が挿入される筒状部と、筒状部から弁軸に対し半径方向に拡がった延在部と、一端が筒状部または延在部に連続するとともに、他端が袋状に閉じ、内部に弁軸の先端を収容した取付部と、を有するバルブフレームと、延在部に取り付けられ、弁座に対して当接可能なシール部材と、により形成されており、弁軸の取付部内に収容された部位には、軸心に直交する方向に貫通孔を設け、貫通孔内には回転可能な球体が配置されており、取付部は球体に対しかしめにより固定されていることである。   In order to solve the above-described problem, the fluid control valve according to a first aspect of the present invention includes a valve housing having a fluid inlet and outlet formed therein, a drive source attached to the valve housing, The valve shaft is moved in the valve housing in the axial direction by the drive source, and is attached so as to extend in the radial direction with respect to the axial center of the valve shaft. A valve member that is seated or spaced apart from the valve seat formed on and formed between the inlet and the outlet, and the valve member has a radial clearance between the valve shaft and the valve shaft. A tubular portion into which the valve shaft is inserted, an extending portion extending radially from the tubular portion to the valve shaft, one end is continuous with the tubular portion or the extending portion, and the other end is closed in a bag shape. , Housed the tip of the valve stem inside And a seal member attached to the extending portion and capable of coming into contact with the valve seat. The portion accommodated in the attachment portion of the valve shaft includes a shaft. A through hole is provided in a direction orthogonal to the center, a rotatable sphere is disposed in the through hole, and the attachment portion is fixed to the sphere by caulking.

請求項2に係る発明の構成は、請求項1の流体制御弁において、弁軸において貫通孔が形成された部位は、筒状部内に挿入された部位に比べて小径に形成され、球体は貫通孔の両端部から突出していることである。   According to a second aspect of the present invention, in the fluid control valve according to the first aspect, the portion where the through hole is formed in the valve shaft is formed to have a smaller diameter than the portion inserted into the cylindrical portion, and the spherical body penetrates. It protrudes from both ends of the hole.

請求項3に係る発明の構成は、請求項2の流体制御弁において、弁軸において貫通孔が形成された部位は、外周面において対向する一対の平坦面を有する二面幅形状に形成され、貫通孔の両端部は、対向した平坦面に直交するようにそれぞれ開口することである。   According to a third aspect of the present invention, in the fluid control valve according to the second aspect, the portion where the through hole is formed in the valve shaft is formed in a two-sided width shape having a pair of flat surfaces facing each other on the outer peripheral surface, Both end portions of the through holes are respectively opened so as to be orthogonal to the opposed flat surfaces.

請求項4に係る発明の構成は、請求項1乃至3のうちのいずれかの流体制御弁において、弁軸の外周面と筒状部の内周面との間には、リング状のシール部材が介装されていることである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the fluid control valve according to any one of the first to third aspects, wherein a ring-shaped seal member is provided between the outer peripheral surface of the valve shaft and the inner peripheral surface of the cylindrical portion. Is intervening.

請求項1に係る流体制御弁によれば、バルブ部材は、弁軸との間に半径方向隙間を有した状態で弁軸が挿入される筒状部と、筒状部から弁軸に対し半径方向に拡がった延在部と、一端が筒状部または延在部に連続するとともに、他端が袋状に閉じ、内部に弁軸の先端を収容した取付部と、を有するバルブフレームと、延在部に取り付けられ、弁座に対して当接可能なシール部材と、により形成されており、弁軸の取付部内に収容された部位には、軸心に直交する方向に貫通孔を設け、貫通孔内には回転可能な球体が配置されており、取付部は球体に対しかしめにより固定されていることにより、バルブ部材の平面方向と弁座のシール面との間の平行度に精度のばらつきがあった場合、球体が回転して、バルブ部材が弁軸に対して半径方向隙間が埋まるまで傾くことができ、構成部品の寸法精度を向上させたり流体制御弁を大型化せずに、バルブ部材と弁座との間のシール性を確保することができる。   According to the fluid control valve of the first aspect, the valve member has a tubular portion into which the valve shaft is inserted with a radial clearance between the valve member and the valve shaft, and a radius from the tubular portion to the valve shaft. A valve frame having an extending part extending in the direction, and an attachment part in which one end is continuous with the cylindrical part or the extending part and the other end is closed in a bag shape and accommodates the tip of the valve shaft inside. The seal member is attached to the extension portion and can contact the valve seat, and a through-hole is provided in the portion accommodated in the valve shaft attachment portion in a direction perpendicular to the shaft center. In the through hole, a rotatable sphere is arranged, and the mounting portion is fixed to the sphere by caulking so that the parallelism between the planar direction of the valve member and the sealing surface of the valve seat is achieved. When there is a variation in accuracy, the sphere rotates and the valve member is spaced radially from the valve shaft. It can incline to filled, it can be a fluid control valve or to improve the dimensional accuracy of the components without large, to ensure the sealability between the valve member and the valve seat.

また、弁軸とバルブ部材との間の軸方向の隙間は、球体と貫通孔との間の隙間以上には増大しないため、流体制御弁の流量特性においてヒステリシスを低減し、流量制御の精度を向上させることができる。
さらに、弁軸の先端部を収容した取付部は袋状に形成されているため、特別のシール部材を使用せずに流体制御弁を大型化することもなく、取付部内への水分や異物の浸入を低減することができる。
In addition, since the axial gap between the valve shaft and the valve member does not increase beyond the gap between the sphere and the through hole, hysteresis is reduced in the flow characteristics of the fluid control valve, and flow control accuracy is improved. Can be improved.
Furthermore, since the mounting portion that accommodates the tip of the valve shaft is formed in a bag shape, the fluid control valve is not enlarged without using a special seal member, and moisture and foreign matter in the mounting portion can be prevented. Infiltration can be reduced.

請求項2に係る流体制御弁によれば、弁軸において貫通孔が形成された部位は、筒状部内に挿入された部位に比べて小径に形成され、球体は貫通孔の両端部から突出していることにより、取付部の内周面が弁軸に当接することなく、取付部を球体に対して強固にかしめることができる。   According to the fluid control valve of the second aspect, the part where the through hole is formed in the valve shaft is formed with a smaller diameter than the part inserted into the cylindrical part, and the sphere protrudes from both end parts of the through hole. Thus, the attachment portion can be firmly caulked against the sphere without the inner peripheral surface of the attachment portion coming into contact with the valve shaft.

請求項3に係る流体制御弁によれば、弁軸において貫通孔が形成された部位は、外周面において対向する一対の平坦面を有する二面幅形状に形成されていることにより、取付部内に収容された弁軸において、容易に小径の部位を形成することができる。   According to the fluid control valve of the third aspect, the portion where the through hole is formed in the valve shaft is formed in a two-sided width shape having a pair of flat surfaces facing each other on the outer peripheral surface, so A small-diameter portion can be easily formed in the accommodated valve stem.

請求項4に係る流体制御弁によれば、弁軸の外周面と筒状部の内周面との間には、リング状のシール部材が介装されていることにより、取付部のシール性をさらに向上させ、取付部内への水分や異物の浸入をいっそう低減することができる。   According to the fluid control valve of the fourth aspect, the ring-shaped seal member is interposed between the outer peripheral surface of the valve shaft and the inner peripheral surface of the cylindrical portion, so that the sealability of the mounting portion is achieved. Can be further improved, and the penetration of moisture and foreign matter into the mounting portion can be further reduced.

本発明の実施形態1による燃料電池システムを示したブロック図1 is a block diagram showing a fuel cell system according to Embodiment 1 of the present invention. 図1に示したエア調圧弁の部分断面図Partial sectional view of the air pressure regulating valve shown in FIG. 図2に示したエア調圧弁の閉弁時の部分断面図Partial sectional view of the air pressure regulating valve shown in FIG. 2 when closed 図2に示したエア調圧弁に含まれたステッピングモータの出力シャフトとバルブシャフトとの係合状態を示した簡略的な断面図FIG. 2 is a simplified sectional view showing an engagement state between an output shaft and a valve shaft of a stepping motor included in the air pressure regulating valve shown in FIG. 図4のA−A断面図AA sectional view of FIG. バルブシャフトをバルブフレームの取付部に挿入する時の状態を示した斜視図The perspective view which showed the state when inserting a valve shaft in the attachment part of a valve frame バルブ部材がボール孔の軸方向に傾く場合を説明するための拡大図Enlarged view for explaining the case where the valve member is inclined in the axial direction of the ball hole バルブ部材がボール孔の軸中心に傾く場合を説明するための拡大図Enlarged view for explaining the case where the valve member is inclined to the axial center of the ball hole 実施形態1によるエア調圧弁の変形実施形態を説明するための断面図Sectional drawing for demonstrating the deformation | transformation embodiment of the air pressure regulation valve by Embodiment 1. FIG. 本発明の実施形態2による三方弁を示した部分断面図Partial sectional view showing a three-way valve according to Embodiment 2 of the present invention 図10に示した三方弁のバイパス弁座が閉じた時の部分断面図Partial sectional view when the bypass valve seat of the three-way valve shown in FIG. 10 is closed 図10に示した三方弁の制御弁座が閉じた時の部分断面図Partial sectional view when the control valve seat of the three-way valve shown in FIG. 10 is closed

<実施形態1>
図1乃至図9に基づき、本発明の実施形態1によるエア調圧弁4について説明する。
<Embodiment 1>
Based on FIG. 1 thru | or FIG. 9, the air pressure regulation valve 4 by Embodiment 1 of this invention is demonstrated.

図1に示すように、本実施形態によるエア調圧弁4(流体制御弁に該当する)は、車両に搭載された燃料電池システム1の酸素系2に適用されている。しかしながら、本発明はこれに限定されるべきものではなく、燃料供給系システムあるいは油圧ブレーキシステムといった、車両用流体制御弁として広範囲に使用することが可能であり、また、家庭用機器もしくは一般産業機械用の流体制御弁としても適用することが可能である。   As shown in FIG. 1, an air pressure regulating valve 4 (corresponding to a fluid control valve) according to the present embodiment is applied to an oxygen system 2 of a fuel cell system 1 mounted on a vehicle. However, the present invention is not limited to this, and can be widely used as a vehicle fluid control valve such as a fuel supply system or a hydraulic brake system. It can also be applied as a fluid control valve.

また、以下、図2における上方および下方を、それぞれエア調圧弁4の上方および下方とし、図2における右方および左方を、それぞれエア調圧弁4の右方および左方として説明しているが、車両におけるエア調圧弁4の実際の取付方向とは無関係である。
図1に示すように、燃料電池システム1は、酸素系2、燃料系5、電池スタック6、動力系7、冷却系8および制御装置9とから形成されている。
In the following description, the upper and lower portions in FIG. 2 are respectively referred to as the upper and lower portions of the air pressure regulating valve 4, and the right side and left side in FIG. 2 are respectively referred to as the right and left sides of the air pressure regulating valve 4. This has nothing to do with the actual mounting direction of the air pressure regulating valve 4 in the vehicle.
As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 includes an oxygen system 2, a fuel system 5, a battery stack 6, a power system 7, a cooling system 8, and a control device 9.

電池スタック6は、これに限定されるべきものではないが、複数の固体高分子型の単セルが積層されることで形成されている。複数の単セルは電気的に直列に接続されており、各々の単セルは電解質膜と、これを挟むアノード極およびカソード極(いずれも図示せず)を含んでいる。また、単セルのアノードセパレータ(図示せず)には、アノード極に対して水素ガスを供給するためのアノード流路61が形成されており、カソードセパレータ(図示せず)には、カソード極に対して空気を供給するためのカソード流路62が形成されている。   The battery stack 6 is not limited to this, but is formed by stacking a plurality of solid polymer type single cells. The plurality of single cells are electrically connected in series, and each single cell includes an electrolyte membrane and an anode electrode and a cathode electrode (both not shown) sandwiching the electrolyte membrane. In addition, an anode channel 61 for supplying hydrogen gas to the anode electrode is formed in the single cell anode separator (not shown), and the cathode separator (not shown) has a cathode electrode. On the other hand, a cathode channel 62 for supplying air is formed.

酸素系2は酸素系供給配管21aを備えており、酸素系供給配管21aは電池スタック6内のカソード流路62の一端と接続されている。酸素系供給配管21a上には、電池スタック6に向けて順に、エアフィルタ22、エアコンプレッサ23、インタークーラ24および三方弁3が形成されている。
カソード流路62の他端には酸素系排出配管21bの一端が接続されており、酸素系排出配管21b上には、2ポートの流体制御弁であるエア調圧弁4が設けられている。また、前述した三方弁3は3ポートの流体制御弁であって、バイパス管路21cの一端が接続されており、バイパス管路21cの他端は、酸素系排出配管21bのエア調圧弁4よりも下流側部位(電池スタック6が接続されていない側)に接続されている。
The oxygen system 2 includes an oxygen system supply pipe 21 a, and the oxygen system supply pipe 21 a is connected to one end of the cathode channel 62 in the battery stack 6. On the oxygen supply pipe 21a, an air filter 22, an air compressor 23, an intercooler 24, and a three-way valve 3 are formed in order toward the battery stack 6.
One end of an oxygen-based discharge pipe 21b is connected to the other end of the cathode channel 62, and an air pressure regulating valve 4 that is a two-port fluid control valve is provided on the oxygen-based discharge pipe 21b. The above-described three-way valve 3 is a three-port fluid control valve, and one end of the bypass pipe 21c is connected to the other end of the bypass pipe 21c from the air pressure regulating valve 4 of the oxygen-based discharge pipe 21b. Is also connected to a downstream portion (side to which the battery stack 6 is not connected).

一方、燃料系5は、燃料系供給配管51aの一端に水素タンク52が接続されており、燃料系供給配管51a上には遮断弁53が形成されている。燃料系供給配管51aの他端は、電池スタック6内のアノード流路61の一端と接続されている。アノード流路61の他端には、燃料系排出配管51bが接続されており、燃料系排出配管51b上には、電池スタック6に近い側から順に、気液分離器54、排気排水弁55および排出ガス希釈器56が形成されている。排出ガス希釈器56には、上述した酸素系排出配管21bの他端が接続されている。   On the other hand, in the fuel system 5, a hydrogen tank 52 is connected to one end of a fuel system supply pipe 51a, and a shutoff valve 53 is formed on the fuel system supply pipe 51a. The other end of the fuel system supply pipe 51 a is connected to one end of the anode flow path 61 in the battery stack 6. A fuel system discharge pipe 51b is connected to the other end of the anode flow path 61. On the fuel system discharge pipe 51b, a gas-liquid separator 54, an exhaust / drain valve 55, and An exhaust gas diluter 56 is formed. The other end of the oxygen-based exhaust pipe 21b described above is connected to the exhaust gas diluter 56.

また、気液分離器54は燃料系循環路51cを介して、燃料系供給配管51a上の遮断弁53とアノード流路61との接続部との間の部位に接続されている。燃料系循環路51c上には循環ポンプ57が設けられており、気液分離器54からアノード流路61に向けて水素ガスを循環させている。
動力系7は、車両を走行させるための電動モータ71を備えている。電動モータ71は電池スタック6の正極および負極と接続されており、電池スタック6の発電によって駆動される。
Further, the gas-liquid separator 54 is connected to a portion between the shut-off valve 53 and the connection portion of the anode flow path 61 on the fuel system supply pipe 51a via the fuel system circulation path 51c. A circulation pump 57 is provided on the fuel system circulation path 51 c to circulate hydrogen gas from the gas-liquid separator 54 toward the anode flow path 61.
The power system 7 includes an electric motor 71 for running the vehicle. The electric motor 71 is connected to the positive electrode and the negative electrode of the battery stack 6 and is driven by the power generation of the battery stack 6.

また、冷却系8は水冷ポンプ81を備え、電池スタック6内に冷却水を循環させて電池スタック6を冷却している。
制御装置9は、エアコンプレッサ23、三方弁3、エア調圧弁4、遮断弁53、循環ポンプ57および冷却ポンプ81と電気的に接続されている。制御装置9は車両の走行状態に応じて算出された電池スタック6の必要な発電量に基づき、これらの各構成要素の作動を制御している。
上述した構成により、車両が運転開始すると、制御装置9はエアコンプレッサ23を作動させてカソード流路62へ空気を供給するとともに、遮断弁53および循環ポンプ57を作動させてアノード流路61へ水素ガスを供給し、電池スタック6において発電を行う。
The cooling system 8 includes a water cooling pump 81 and circulates cooling water in the battery stack 6 to cool the battery stack 6.
The control device 9 is electrically connected to the air compressor 23, the three-way valve 3, the air pressure regulating valve 4, the shutoff valve 53, the circulation pump 57 and the cooling pump 81. The control device 9 controls the operation of each of these components based on the necessary power generation amount of the battery stack 6 calculated according to the running state of the vehicle.
With the configuration described above, when the vehicle starts operation, the control device 9 operates the air compressor 23 to supply air to the cathode flow path 62, and operates the shut-off valve 53 and the circulation pump 57 to supply hydrogen to the anode flow path 61. Gas is supplied and power is generated in the battery stack 6.

酸素系2において、エアフィルタ22を介して吸引された酸素を含んだ空気は、エアコンプレッサ23において圧縮された後、インタークーラ24によって冷却される。三方弁3は、電池スタック6の発電量に応じてバルブ部材の位置を変位させ、インタークーラ24から供給された空気を分流してバイパス配管21cへ逃すことにより、電池スタック6への空気の流量を制御している。
また、エア調圧弁4は、その開度を調整し電池スタック6内に残存した空気の排出量を調整することにより、電池スタック6内の圧力を制御している。
In the oxygen system 2, the air containing oxygen sucked through the air filter 22 is compressed by the air compressor 23 and then cooled by the intercooler 24. The three-way valve 3 displaces the position of the valve member in accordance with the amount of power generated by the battery stack 6, and diverts the air supplied from the intercooler 24 and releases it to the bypass pipe 21c. Is controlling.
Further, the air pressure regulating valve 4 controls the pressure in the battery stack 6 by adjusting the opening degree thereof and adjusting the discharge amount of the air remaining in the battery stack 6.

アノード流路61から排出される水素オフガス(燃料ガスオフガス)には発電に使用されなかった水素ガスと発電によって生成された水(水蒸気)が含まれている。気液分離器54は水素ガスと水を分離する機能を有している。気液分離器54で分離された水素ガスは循環ポンプ57により燃料系循環路51cを介して燃料系供給配管51aに供給され循環される。気液分離器54で分離された水(液状)は排気排水弁55が開状態になったとき、水素ガスとともに排出ガス希釈器56に送られる。気液分離器54から排出ガス希釈器56に排出された水素ガスは、排出ガス希釈器56において、酸素系排出配管21bから供給された空気により希釈化された後、水とともに外部へと放出される。   The hydrogen off-gas (fuel gas off-gas) discharged from the anode channel 61 includes hydrogen gas that has not been used for power generation and water (water vapor) generated by power generation. The gas-liquid separator 54 has a function of separating hydrogen gas and water. The hydrogen gas separated by the gas-liquid separator 54 is supplied and circulated by the circulation pump 57 to the fuel system supply pipe 51a via the fuel system circulation path 51c. The water (liquid) separated by the gas-liquid separator 54 is sent to the exhaust gas diluter 56 together with hydrogen gas when the exhaust / drain valve 55 is opened. The hydrogen gas discharged from the gas-liquid separator 54 to the exhaust gas diluter 56 is diluted by the air supplied from the oxygen-based exhaust pipe 21b in the exhaust gas diluter 56, and then released to the outside together with water. The

次に、エア調圧弁4の構造について詳細に説明する。図2に示したように、エア調圧弁4は、バルブハウジング41の外周面にモータアッセンブリ42(駆動源に該当する)が取り付けられて形成されている。バルブハウジング41は、ポリフェニレンサルファイド等の合成樹脂材料にて形成されたバルブボデー411と、金属板により一体に形成されたバルブカバー412とを互いに結合させて形成されている。尚、本実施形態においては、駆動源として電動モータを使用したモータアッセンブリ42を使用しているが、ソレノイドアクチュエータやガス圧によって駆動されるアクチュエータなどを使用してもよい。   Next, the structure of the air pressure regulating valve 4 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the air pressure regulating valve 4 is formed by attaching a motor assembly 42 (corresponding to a drive source) to the outer peripheral surface of a valve housing 41. The valve housing 41 is formed by coupling a valve body 411 made of a synthetic resin material such as polyphenylene sulfide and a valve cover 412 integrally formed of a metal plate. In this embodiment, the motor assembly 42 using an electric motor is used as a drive source. However, a solenoid actuator, an actuator driven by gas pressure, or the like may be used.

バルブボデー411には、バルブカバー412の取り付け用の金属製のカバー取付スリーブ411aがインサートされている。また、バルブボデー411のフランジ部411bには、エア調圧弁4を車両に取り付けるための金属スリーブ411cがインサートされている。カバー取付スリーブ411aおよび金属スリーブ411cの内周面には、雌螺子が形成されている。   A metal cover mounting sleeve 411 a for mounting the valve cover 412 is inserted into the valve body 411. Further, a metal sleeve 411c for attaching the air pressure regulating valve 4 to the vehicle is inserted into the flange portion 411b of the valve body 411. Female screws are formed on the inner peripheral surfaces of the cover mounting sleeve 411a and the metal sleeve 411c.

バルブボデー411には、図2において右方に開口する調圧弁インレット411d(流入口に該当する)が形成されている。調圧弁インレット411dは、上述した酸素系排出配管21bを介して、電池スタック6のカソード流路62の他端に接続されている(図1示)。また、バルブボデー411には、調圧弁インレット411dに対し垂直方向に開口(図2において下方に開口)する調圧弁アウトレット411e(流出口に該当する)が形成されている。調圧弁アウトレット411eは、上述した酸素系排出配管21bを介して、排出ガス希釈器56に接続されている。
さらに、バルブボデー411の内周面において、調圧弁インレット411dと調圧弁アウトレット411eとの間には調圧弁座411f(弁座に該当する)が形成されている。調圧弁座411fは平坦な円環状に形成されている。
The valve body 411 is formed with a pressure regulating valve inlet 411d (corresponding to an inflow port) that opens to the right in FIG. The pressure regulating valve inlet 411d is connected to the other end of the cathode flow path 62 of the battery stack 6 via the oxygen-based discharge pipe 21b described above (shown in FIG. 1). Further, the valve body 411 is formed with a pressure regulating valve outlet 411e (corresponding to an outlet) that opens in a direction perpendicular to the pressure regulating valve inlet 411d (opens downward in FIG. 2). The pressure regulating valve outlet 411e is connected to the exhaust gas diluter 56 via the oxygen-based exhaust pipe 21b described above.
Furthermore, a pressure regulating valve seat 411f (corresponding to a valve seat) is formed between the pressure regulating valve inlet 411d and the pressure regulating valve outlet 411e on the inner peripheral surface of the valve body 411. The pressure regulating valve seat 411f is formed in a flat annular shape.

バルブカバー412は、貫通させた取付ボルト413をカバー取付スリーブ411aに締め付けることによって、バルブボデー411の上端面に取り付けられている。バルブカバー412は、バルブボデー411への取付面412aと、取付面412aから上方へと突出したモータ取付部412bと、モータ取付部412bの中央部において段付状に下降し、下端部が開口したシャフト収容部412cとにより形成されている。また、モータ取付部412bの上面には、複数の雌螺子穴412dが設けられている。バルブカバー412は、金属板をプレス成型することにより、上述した取付面412a、モータ取付部412bおよびシャフト収容部412cが一体に形成されている。   The valve cover 412 is attached to the upper end surface of the valve body 411 by tightening a penetrating attachment bolt 413 to the cover attachment sleeve 411a. The valve cover 412 has a mounting surface 412a to the valve body 411, a motor mounting portion 412b that protrudes upward from the mounting surface 412a, and a stepped lower portion at the center of the motor mounting portion 412b, and the lower end portion is opened. It is formed by the shaft accommodating part 412c. A plurality of female screw holes 412d are provided on the upper surface of the motor mounting portion 412b. The valve cover 412 is integrally formed with the mounting surface 412a, the motor mounting portion 412b, and the shaft housing portion 412c described above by press-molding a metal plate.

モータ取付部412bの上面には、上述したモータアッセンブリ42が取り付けられている。モータアッセンブリ42は、モータケース421の機構収容部421aの外周面を、シャフト収容部412cの内周面に嵌合させた状態で、取付フランジ421bに貫通させた複数の取付スクリュー43を、モータ取付部412bの雌螺子穴412dに締め付けることによってバルブカバー412に固定される。取付スクリュー43は取付フランジ421bに形成された貫通孔(図示せず)に対して遊嵌しており、バルブカバー412は、シャフト収容部412cの内周面が機構収容部421aの外周面に当接することにより、その位置決めが行われる。   The motor assembly 42 described above is attached to the upper surface of the motor attachment portion 412b. The motor assembly 42 includes a plurality of mounting screws 43 that are passed through the mounting flange 421b in a state where the outer peripheral surface of the mechanism housing portion 421a of the motor case 421 is fitted to the inner peripheral surface of the shaft housing portion 412c. The valve cover 412 is fixed by being fastened to the female screw hole 412d of the portion 412b. The mounting screw 43 is loosely fitted into a through hole (not shown) formed in the mounting flange 421b, and the valve cover 412 has an inner circumferential surface of the shaft housing portion 412c that contacts the outer circumferential surface of the mechanism housing portion 421a. The positioning is performed by contact.

図4に示したように、モータケース421の内壁には、ステッピングモータ422が固定されている。ステッピングモータ422の出力シャフト422aの先端は円筒形状を呈しており、その軸心部には駆動孔422bが形成されている。駆動孔422bの内周面には所定の長さの雌螺子が形成されており、バルブシャフト44(弁軸に該当する)の端部外周面に形成された雄螺子部441と螺合している。   As shown in FIG. 4, a stepping motor 422 is fixed to the inner wall of the motor case 421. The tip of the output shaft 422a of the stepping motor 422 has a cylindrical shape, and a drive hole 422b is formed in the axial center. A female screw having a predetermined length is formed on the inner peripheral surface of the drive hole 422b, and is screwed with a male screw portion 441 formed on the outer peripheral surface of the end portion of the valve shaft 44 (corresponding to the valve shaft). Yes.

バルブシャフト44はステンレス等の金属材料にて形成され、その雄螺子部441の下方には二面幅部442が形成されている。二面幅部442は、モータケース421の下端部に形成された一対の対向面421cと係合しており、これによって、バルブシャフト44はモータケース421に対して回転不能となっている(図5示)。したがって、ステッピングモータ422の出力シャフト422aが一方向に回転すると、バルブシャフト44がバルブハウジング41内において軸方向に下降し、出力シャフト422aが反対方向に回転すると、バルブシャフト44は上昇する。   The valve shaft 44 is made of a metal material such as stainless steel, and a two-sided width portion 442 is formed below the male screw portion 441. The two-surface width portion 442 is engaged with a pair of opposed surfaces 421c formed at the lower end portion of the motor case 421, so that the valve shaft 44 cannot rotate with respect to the motor case 421 (see FIG. 5). Therefore, when the output shaft 422a of the stepping motor 422 rotates in one direction, the valve shaft 44 descends in the axial direction in the valve housing 41, and when the output shaft 422a rotates in the opposite direction, the valve shaft 44 rises.

上述したバルブシャフト44の雄螺子部441と、出力シャフト422aの雌螺子とは、ともに台形ネジにより形成されており、バルブシャフト44と出力シャフト422aとの間の逆効率がほぼ0に設定されていることが望ましい。これにより、バルブシャフト44と出力シャフト422aとの間の動作の伝達が不可逆的に形成され、エア調圧弁4が閉じられている状態で、バルブシャフト44から出力シャフト422aに向けて戻し荷重が働いた場合に、出力シャフト422aは開弁する方向に回転せず、不用意にエア調圧弁4が開弁することがない。   The male screw portion 441 of the valve shaft 44 and the female screw of the output shaft 422a are both formed by trapezoidal screws, and the reverse efficiency between the valve shaft 44 and the output shaft 422a is set to be substantially zero. It is desirable. As a result, the transmission of the operation between the valve shaft 44 and the output shaft 422a is irreversibly formed, and a return load works from the valve shaft 44 toward the output shaft 422a in a state where the air pressure regulating valve 4 is closed. In this case, the output shaft 422a does not rotate in the valve opening direction, and the air pressure regulating valve 4 does not open carelessly.

図2に示したように、バルブシャフト44の二面幅部442の下方には、モータケース421から突出し一定の径により軸方向に延びた円柱部443が形成されている。円柱部443の外周面は、バルブカバー412のシャフト収容部412cの下端に形成されたシャフトリテーナ部412eにより、軸方向に移動可能に支持されている。互いに当接する円柱部443の外周面またはシャフトリテーナ部412eには無電解ニッケルメッキ等が施され、その摺動面の耐摩耗性を向上させている。   As shown in FIG. 2, a cylindrical portion 443 that protrudes from the motor case 421 and extends in the axial direction with a certain diameter is formed below the two-surface width portion 442 of the valve shaft 44. The outer peripheral surface of the cylindrical portion 443 is supported by a shaft retainer portion 412e formed at the lower end of the shaft housing portion 412c of the valve cover 412 so as to be movable in the axial direction. Electroless nickel plating or the like is applied to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 443 or the shaft retainer portion 412e that are in contact with each other to improve the wear resistance of the sliding surface.

さらに、円柱部443の先端部には、円柱部443よりも小径に形成された連結部444(取付部内に収容された部位に該当する)が一体に形成されている。連結部444は、外周面において対向する一対の平坦面444a(図6において1面のみ示す)を有する二面幅形状に形成されている。また、平坦面444aは、互いに対向した一対の側面部444b(図6において1面のみ示す)によって互いに接続されている。   Further, a connecting portion 444 (corresponding to a portion housed in the mounting portion) formed to have a smaller diameter than the cylindrical portion 443 is integrally formed at the tip portion of the cylindrical portion 443. The connecting portion 444 is formed in a two-sided width shape having a pair of flat surfaces 444a (only one surface is shown in FIG. 6) facing each other on the outer peripheral surface. The flat surfaces 444a are connected to each other by a pair of side surface portions 444b (only one surface is shown in FIG. 6) facing each other.

連結部444には、軸心に直交する方向にボール孔445(貫通孔に該当する)が貫通しており、ボール孔445の両端部は、対向した平坦面444aに直交するようにそれぞれ開口している。ボール孔445内には、鋼球446(球体に該当する)が配置されている。鋼球446の直径は、平坦面444a同士の距離(二面幅の厚み)よりも大きく設定されており、鋼球446はボール孔445の両端部から突出している。また、鋼球446の直径は、ボール孔445の直径よりも僅かに小さく、鋼球446はボール孔445内において回転可能、かつ、ボール孔445内をボール孔445の軸方向に移動可能に収容されている。   A ball hole 445 (corresponding to a through hole) passes through the connecting portion 444 in a direction orthogonal to the axial center, and both end portions of the ball hole 445 open to be orthogonal to the opposed flat surface 444a. ing. A steel ball 446 (corresponding to a sphere) is disposed in the ball hole 445. The diameter of the steel balls 446 is set to be larger than the distance between the flat surfaces 444 a (thickness of the two surfaces), and the steel balls 446 protrude from both end portions of the ball hole 445. The diameter of the steel ball 446 is slightly smaller than the diameter of the ball hole 445, and the steel ball 446 is accommodated in the ball hole 445 so as to be rotatable and movable in the axial direction of the ball hole 445. Has been.

バルブシャフト44の先端部に設けられた鋼球446には、バルブシャフト44の軸心に対し半径方向に延びるように、バルブ部材45が取り付けられている。バルブ部材45のバルブフレーム451は、ステンレス等の金属板がプレス成形されて形成されている。バルブフレーム451は、バルブシャフト44の軸心に対し、半径方向に円板状に延びた平板部451aを有しており、平板部451aには外周縁を覆うようにシール部材452が固着されている。   A valve member 45 is attached to a steel ball 446 provided at the tip of the valve shaft 44 so as to extend in the radial direction with respect to the axis of the valve shaft 44. The valve frame 451 of the valve member 45 is formed by press-molding a metal plate such as stainless steel. The valve frame 451 has a flat plate portion 451a extending in a disk shape in the radial direction with respect to the axis of the valve shaft 44, and a seal member 452 is fixed to the flat plate portion 451a so as to cover the outer peripheral edge. Yes.

シール部材452は、SBR(スチレン−ブタジエンゴム)またはEPDM(エチレン−プロピレン−ジエン共重合体)といった耐熱性を有する合成ゴム材料にて形成されている。シール部材452の下面には、バルブ部材45の下降により、バルブボデー411に形成された調圧弁座411fと当接可能なシールリップ452aが突出している。図2に示したように、シールリップ452aは、発電停止時に、電池スタック6内に残留した水素ガスと酸素の反応や電池スタック6の温度低下による残留水蒸気の凝縮などによって発生する負圧によりセルフシールするように、半径方向内向き(調圧弁アウトレット411eに向いて)に形成されている。   The seal member 452 is formed of a heat-resistant synthetic rubber material such as SBR (styrene-butadiene rubber) or EPDM (ethylene-propylene-diene copolymer). On the lower surface of the seal member 452, a seal lip 452 a that can come into contact with the pressure regulating valve seat 411 f formed on the valve body 411 protrudes as the valve member 45 is lowered. As shown in FIG. 2, the seal lip 452a self-activates due to the negative pressure generated by the reaction between hydrogen gas and oxygen remaining in the battery stack 6 and condensation of residual water vapor due to the temperature drop of the battery stack 6 when power generation is stopped. It is formed inward in the radial direction (toward the pressure regulating valve outlet 411e) so as to be sealed.

バルブフレーム451には、平板部451aの半径方向中心部に連続した段部451b(平板部451aおよび段部451bを包括した構成が延在部に該当する)が形成されている。段部451bはバルブシャフト44の軸方向に延びており、径方向の段差が軸方向に並ぶように2箇所に形成されている。
また、バルブフレーム451は、一端が段部451bに連続した円筒部451c(筒状部に該当する)を有している。円筒部451cは、平板部451aに対して垂直方向に延び、バルブシャフト44の円柱部443が挿入されている。さらに、バルブフレーム451は、円筒部451cの他端に連続して形成され、先端が袋状に閉じていることにより、バルブシャフト44の連結部444を収容することが可能な取付部451dを有している。
The valve frame 451 is formed with a step portion 451b (a configuration including the flat plate portion 451a and the step portion 451b corresponds to the extending portion) continuous to the center portion in the radial direction of the flat plate portion 451a. The step portion 451b extends in the axial direction of the valve shaft 44, and is formed at two locations such that radial steps are aligned in the axial direction.
Further, the valve frame 451 has a cylindrical portion 451c (corresponding to a cylindrical portion) whose one end is continuous with the stepped portion 451b. The cylindrical portion 451c extends in a direction perpendicular to the flat plate portion 451a, and the columnar portion 443 of the valve shaft 44 is inserted therein. Further, the valve frame 451 is formed continuously with the other end of the cylindrical portion 451c, and has a mounting portion 451d capable of accommodating the connecting portion 444 of the valve shaft 44 by closing the tip end in a bag shape. doing.

図6に示したように、取付部451dは、バルブシャフト44の連結部444が収容された場合に、それぞれ連結部444の平坦面444aと対向するように一対の固定壁451eを有している。各々の固定壁451eからは、取付部451d内に連結部444を挿入した際に、鋼球446を収容可能な嵌合部451fが突出している。また、取付部451dには、固定壁451e同士を繋ぐように、対向した一対の接続面部451gが形成されている。   As shown in FIG. 6, the attachment portion 451 d has a pair of fixed walls 451 e so as to face the flat surface 444 a of the connection portion 444 when the connection portion 444 of the valve shaft 44 is accommodated. . From each fixed wall 451e, when the connecting portion 444 is inserted into the mounting portion 451d, a fitting portion 451f that can accommodate the steel ball 446 protrudes. The attachment portion 451d is formed with a pair of facing connection surface portions 451g so as to connect the fixed walls 451e.

双方の固定壁451eの内周面間の距離は、連結部444の平坦面444a同士の距離(二面幅の厚み)よりも大きく、双方の接続面部451gの内周面間の距離は、連結部444の側面部444b同士の距離よりも大きく設定されている。
バルブシャフト44にバルブ部材451を取り付ける場合、ボール孔445内に鋼球446を配置した状態で、平坦面444aから突出した鋼球446が嵌合部451f内に収容されるように、連結部444を取付部451d内に挿入する(図6示)。その後、鋼球446に対して、双方の固定壁451eをかしめることによりかしめ部451hが形成され、取付部451dが鋼球446に固定される(図7示)。
The distance between the inner peripheral surfaces of both fixed walls 451e is larger than the distance between the flat surfaces 444a of the connecting portion 444 (thickness of the two surfaces), and the distance between the inner peripheral surfaces of both connecting surface portions 451g is The distance between the side surface portions 444b of the portion 444 is set to be larger.
When the valve member 451 is attached to the valve shaft 44, the connecting portion 444 is arranged such that the steel ball 446 protruding from the flat surface 444a is accommodated in the fitting portion 451f in a state where the steel ball 446 is disposed in the ball hole 445. Is inserted into the mounting portion 451d (shown in FIG. 6). Thereafter, both the fixing walls 451e are caulked against the steel ball 446 to form a caulking portion 451h, and the attachment portion 451d is fixed to the steel ball 446 (shown in FIG. 7).

連結部444を取付部451d内に挿入する際、嵌合部451fによって鋼球446の位置決めが行われるため、連結部444を取付部451d内に円滑に挿入することができる。図7に示すように、鋼球446に対するかしめは、ボール孔445の開口部において、それぞれ上下2か所において行われる。固定壁451eをかしめた後、鋼球446は、バルブシャフト44のバルブ部材45からの抜け止めとして機能する。
図7に示したように、バルブフレーム451がバルブシャフト44に取り付けられた状態において、鋼球446と連結部444のボール孔445との間においては、軸方向に僅かな隙間しか存在せず、双方の間には、図7における上下方向に実質的ながたは発生しない。
When the connecting portion 444 is inserted into the mounting portion 451d, the steel ball 446 is positioned by the fitting portion 451f, so that the connecting portion 444 can be smoothly inserted into the mounting portion 451d. As shown in FIG. 7, the caulking with respect to the steel ball 446 is performed at two upper and lower portions in the opening of the ball hole 445. After caulking the fixed wall 451e, the steel ball 446 functions as a retaining member for the valve shaft 44 from the valve member 45.
As shown in FIG. 7, in a state where the valve frame 451 is attached to the valve shaft 44, there is only a slight gap in the axial direction between the steel ball 446 and the ball hole 445 of the connecting portion 444. There is no substantial play between the two in the vertical direction in FIG.

また、バルブフレーム451がバルブシャフト44に取り付けられた状態において、円筒部451cの内周面と、挿入されたバルブシャフト44の円柱部443の外周面との間には、バルブシャフト44の軸心に対する半径方向の隙間ε(以下、半径方向隙間εという)が形成されている。図7に示したように、半径方向隙間εは、円筒部451cの内周面と円柱部443の外周面との間において全周に渡って形成されている。半径方向隙間εを設けたことによって、バルブ部材45はバルブシャフト44に対し傾き可能に形成されている。   Further, in the state where the valve frame 451 is attached to the valve shaft 44, the axial center of the valve shaft 44 is between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 451 c and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 443 of the inserted valve shaft 44. A radial gap ε (hereinafter referred to as a radial gap ε) is formed. As shown in FIG. 7, the radial gap ε is formed over the entire circumference between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 451 c and the outer peripheral surface of the columnar portion 443. By providing the radial clearance ε, the valve member 45 is formed to be tiltable with respect to the valve shaft 44.

バルブシャフト44に取り付けられたバルブ部材45が、ボール孔445の貫通方向(図7において、時計回りまたは反時計回り)に傾く場合、バルブフレーム451と一体となった鋼球446は、ボール孔445内において回転可能であるとともに、ボール孔445内をボール孔445の軸方向左右に移動することができる。
したがって、バルブ部材45が、図7において左方に傾く場合、バルブフレーム451の内周面下方が、連結部444の下端部の左隅(左端)と当接した状態で、円筒部451cの右側内周面と円柱部443の右側外周面との間の隙間εが埋まるまで左方に傾くことができる(図7において破線にて示す)。
When the valve member 45 attached to the valve shaft 44 is inclined in the penetrating direction of the ball hole 445 (clockwise or counterclockwise in FIG. 7), the steel ball 446 integrated with the valve frame 451 is And can move in the ball hole 445 to the left and right in the axial direction of the ball hole 445.
Therefore, when the valve member 45 is tilted to the left in FIG. 7, the lower side of the inner peripheral surface of the valve frame 451 is in contact with the left corner (left end) of the lower end portion of the connecting portion 444, and the inner right side of the cylindrical portion 451 c It can be tilted to the left until the gap ε between the peripheral surface and the right outer peripheral surface of the cylindrical portion 443 is filled (indicated by a broken line in FIG. 7).

また、バルブ部材45が、図7において右方に傾く場合、バルブフレーム451の内周面下方が、連結部444の下端部の右隅(右端)と当接した状態で、円筒部451cの左側内周面と円柱部443の左側外周面との間の隙間εが埋まるまで右方に傾くことができる(図7において二点鎖線にて示す)。
したがって、バルブ部材45が図7において左右方向に傾く場合、バルブ部材45の最大傾き角度は、半径方向隙間εと連結部444の下端部の隅を中心とした回転半径に基づいて規制される。
Further, when the valve member 45 is tilted to the right in FIG. 7, the lower side of the inner peripheral surface of the valve frame 451 is in contact with the right corner (right end) of the lower end portion of the connecting portion 444 and the left side of the cylindrical portion 451 c. It can be tilted to the right until the gap ε between the inner peripheral surface and the left outer peripheral surface of the cylindrical portion 443 is filled (indicated by a two-dot chain line in FIG. 7).
Therefore, when the valve member 45 is tilted in the left-right direction in FIG. 7, the maximum tilt angle of the valve member 45 is restricted based on the radius of rotation ε and the turning radius around the corner of the lower end of the connecting portion 444.

一方、バルブ部材45が連結部444の平坦面444aが延びる方向(図8において、時計回りまたは反時計回り)に傾く場合、ボール孔445の軸心(鋼球446の中心)を中心として回動することができる。すなわち、バルブフレーム451と一体となった鋼球446が、ボール孔445内で回転することにより、円筒部451cの内周面と円柱部443の外周面との間の隙間εが埋まるまで、バルブ部材45が左右に傾いていく(図8において、それぞれ破線および二点鎖線にて示す)。したがって、この場合、バルブ部材45の最大傾き角度は、半径方向隙間εとボール孔445の軸心を中心とした回転半径に基づいて規制される。   On the other hand, when the valve member 45 is inclined in the direction in which the flat surface 444a of the connecting portion 444 extends (clockwise or counterclockwise in FIG. 8), the valve member 45 rotates around the axis of the ball hole 445 (the center of the steel ball 446). can do. That is, the steel ball 446 integrated with the valve frame 451 rotates in the ball hole 445 until the gap ε between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 451c and the outer peripheral surface of the column portion 443 is filled. The member 45 is inclined to the left and right (indicated by a broken line and a two-dot chain line in FIG. 8). Therefore, in this case, the maximum inclination angle of the valve member 45 is restricted based on the radius of rotation ε around the radial gap ε and the axis of the ball hole 445.

このように、いずれの方向に傾く場合でも、半径方向隙間εにより、バルブ部材45のバルブシャフト44に対する傾き角度が規制されている。
半径方向隙間εの大きさは、バルブ部材45がバルブボデー411の調圧弁座411fに着座する際にシール可能なように、調圧弁座411fに倣って、バルブ部材45がバルブシャフト44に対して所定量だけ傾くように、シール部材452の調圧弁座411fに対するシール部の直径に基づいて設定されている。
As described above, the tilt angle of the valve member 45 with respect to the valve shaft 44 is regulated by the radial gap ε regardless of which direction is tilted.
The size of the radial clearance ε follows the pressure regulating valve seat 411f so that the valve member 45 can be sealed with respect to the valve shaft 44 so that the valve member 45 can be sealed when seated on the pressure regulating valve seat 411f of the valve body 411. It is set based on the diameter of the seal portion with respect to the pressure regulating valve seat 411f of the seal member 452 so as to be inclined by a predetermined amount.

図2に戻って、バルブフレーム451の段部451bの内周面には、上方からスプリングリテーナ453が圧入固定されている。スプリングリテーナ453は、金属板がプレス工程にて絞られて形成されている。スプリングリテーナ453は、段部451bの下方に形成された段差と円柱部443との間に位置する円筒状の固定部453aと、固定部453aから半径方向外方へと拡がった肩部453bとを有している。   Returning to FIG. 2, a spring retainer 453 is press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the step portion 451b of the valve frame 451 from above. The spring retainer 453 is formed by squeezing a metal plate in a pressing process. The spring retainer 453 includes a cylindrical fixing portion 453a positioned between a step formed below the step portion 451b and the column portion 443, and a shoulder portion 453b extending radially outward from the fixing portion 453a. Have.

スプリングリテーナ453の固定部453aは、肩部453bがバルブフレーム451の平板部451aの上面に当接するまで、バルブフレーム451の段部451bの内周面に圧入されている。段部451bに圧入された固定部453aは、バルブシャフト44の円柱部443の外周面との間には隙間を有しているため、バルブ部材45のバルブシャフト44に対する傾きを妨げることはない。   The fixing portion 453a of the spring retainer 453 is press-fitted into the inner peripheral surface of the step portion 451b of the valve frame 451 until the shoulder portion 453b contacts the upper surface of the flat plate portion 451a of the valve frame 451. Since the fixing portion 453a press-fitted into the stepped portion 451b has a gap with the outer peripheral surface of the columnar portion 443 of the valve shaft 44, the inclination of the valve member 45 with respect to the valve shaft 44 is not hindered.

また、段部451bの上方に形成された段差と固定部453aとの間には、シール部材であるOリング454が介装されている。Oリング454は、バルブフレーム451と固定部453aとの間においてシール機能を発揮し、エア調圧弁4内に浸入した水分または異物等が、バルブフレーム451の取付部451dあるいは後述するダイヤフラム46で区分けされた空気室415まで浸入することを防止している。
さらに、スプリングリテーナ453は、肩部453bから上方へと延びた連結部453cと、連結部453cから半径方向外方へと拡がる締付部453dとを備えている。
In addition, an O-ring 454 that is a seal member is interposed between a step formed above the step portion 451b and the fixing portion 453a. The O-ring 454 exhibits a sealing function between the valve frame 451 and the fixed portion 453a, and moisture or foreign matter that has entered the air pressure regulating valve 4 is separated by a mounting portion 451d of the valve frame 451 or a diaphragm 46 described later. The air chamber 415 is prevented from entering.
Furthermore, the spring retainer 453 includes a connecting portion 453c extending upward from the shoulder portion 453b, and a tightening portion 453d extending outward in the radial direction from the connecting portion 453c.

また、ダイヤフラム保持体455は、半径方向内端にバルブシャフト44の軸方向に延びる係合部455aを有し、係合部455aの上端からは、押圧部455bが半径方向に延びている。押圧部455bの下面がスプリングリテーナ453の連結部453cの上端に当接するまで、係合部455aが連結部453cの内周面に圧入されることにより、スプリングリテーナ453とダイヤフラム保持体455は一体化されている。   The diaphragm holder 455 has an engaging portion 455a extending in the axial direction of the valve shaft 44 at the radially inner end, and the pressing portion 455b extends in the radial direction from the upper end of the engaging portion 455a. The engaging portion 455a is press-fitted into the inner peripheral surface of the connecting portion 453c until the lower surface of the pressing portion 455b contacts the upper end of the connecting portion 453c of the spring retainer 453, whereby the spring retainer 453 and the diaphragm holder 455 are integrated. Has been.

スプリングリテーナ453の締付部453dとダイヤフラム保持体455の押圧部455bとの間には、ダイヤフラム46の内周縁が固定されている。ダイヤフラム46は合成ゴム材料にて一体的に形成されており、略中央部には表裏を貫通する装着孔461が形成されている。装着孔461の周縁は、締付部453dと押圧部455bとにより上下方向に挟圧され、双方の間において液密的に固定されている。   The inner peripheral edge of the diaphragm 46 is fixed between the tightening portion 453 d of the spring retainer 453 and the pressing portion 455 b of the diaphragm holding body 455. The diaphragm 46 is integrally formed of a synthetic rubber material, and a mounting hole 461 penetrating the front and back is formed at a substantially central portion. The peripheral edge of the mounting hole 461 is clamped in the vertical direction by the tightening portion 453d and the pressing portion 455b, and is fixed in a liquid-tight manner between the two.

ダイヤフラム46の外周縁は、前述したバルブボデー411の上端面とバルブカバー412のモータ取付部412bの下端との間において挟圧され、液密的に固定されている。このように、ダイヤフラム46がバルブハウジング41の内周面とバルブ部材45とに取り付けられることにより、ダイヤフラム46およびバルブ部材45によって、バルブハウジング41の内部が2つに区分けされている。すなわち、バルブハウジング41の内部は、調圧弁インレット411d、調圧弁アウトレット411eおよび調圧弁座411fを含み供給された流体が通過する流体室414と、流体等の進入が防止され空気が充填されている空気室415とが形成されている。空気室415は、バルブカバー412に設けられた図示しない通気孔により外気に連通している。   The outer peripheral edge of the diaphragm 46 is sandwiched between the upper end surface of the valve body 411 and the lower end of the motor mounting portion 412b of the valve cover 412, and is fixed in a liquid-tight manner. In this way, the diaphragm 46 is attached to the inner peripheral surface of the valve housing 41 and the valve member 45, whereby the inside of the valve housing 41 is divided into two by the diaphragm 46 and the valve member 45. That is, the inside of the valve housing 41 is filled with air, such as a fluid pressure chamber inlet 411d, a pressure regulator valve outlet 411e, and a fluid pressure chamber seat 411f through which the supplied fluid passes, and the fluid is prevented from entering. An air chamber 415 is formed. The air chamber 415 communicates with the outside air through a vent hole (not shown) provided in the valve cover 412.

スプリングリテーナ453の肩部453bと、バルブカバー412のシャフト収容部412cの段部との間には、バルブシャフト44を円周方向に取り囲むようにコイルスプリング47が介装されている。コイルスプリング47は、スプリングリテーナ453とバルブカバー412との間に弾発的に装着され、バルブ部材45をバルブシャフト44の先端方向に向けて付勢している。   A coil spring 47 is interposed between the shoulder portion 453b of the spring retainer 453 and the step portion of the shaft accommodating portion 412c of the valve cover 412 so as to surround the valve shaft 44 in the circumferential direction. The coil spring 47 is elastically mounted between the spring retainer 453 and the valve cover 412 and urges the valve member 45 toward the distal end of the valve shaft 44.

調圧弁インレット411dからバルブハウジング41の内部に、空気等の所定の圧力を有した流体が供給されると、上述したダイヤフラム46が流体から圧力を受けて、バルブ部材45の上部は、ダイヤフラム46により円周上を均等に引っ張られて、バルブシャフト44の軸心からずれずに(センタリング)、バルブシャフト44の軸心に対して傾かずに保持される。   When a fluid having a predetermined pressure such as air is supplied from the pressure regulating valve inlet 411d to the inside of the valve housing 41, the diaphragm 46 receives the pressure from the fluid, and the upper portion of the valve member 45 is moved by the diaphragm 46. It is pulled evenly on the circumference and held without tilting with respect to the axis of the valve shaft 44 without being displaced from the axis of the valve shaft 44 (centering).

また、上述したコイルスプリング47のバルブシャフト44の先端方向に向けた付勢力により、バルブ部材45の下方部も、バルブシャフト44の軸心からずれずに(センタリング)、バルブシャフト44の軸心に対して傾かずに保持される。また、コイルスプリング47の付勢力により、エア調圧弁4の開弁状態における鋼球446とボール孔445との間の上下方向の隙間が埋まり、バルブ部材45の振動およびそれに伴う騒音の発生を防止することができる。   Further, due to the biasing force of the coil spring 47 toward the distal end of the valve shaft 44, the lower portion of the valve member 45 is not displaced from the axis of the valve shaft 44 (centering), and is centered on the valve shaft 44. It is held without tilting. Further, the biasing force of the coil spring 47 fills up and down the gap between the steel ball 446 and the ball hole 445 when the air pressure regulating valve 4 is opened, thereby preventing the vibration of the valve member 45 and the accompanying noise. can do.

このようなダイヤフラム46およびコイルスプリング47の保持力によって、エア調圧弁4の作動時における、バルブ部材45の振動およびそれに伴う騒音の発生が防止され、エア調圧弁4の内部を通過する流体の流量変動を低減することができる。尚、コイルスプリング47は、スプリングリテーナ453とバルブカバー412との間に設ける代わりに、ダイヤフラム保持体455の押圧部455bとバルブカバー412との間に介装されていてもよい。   Such holding force of the diaphragm 46 and the coil spring 47 prevents vibration of the valve member 45 and generation of noise accompanying the operation of the air pressure regulating valve 4, and the flow rate of the fluid passing through the inside of the air pressure regulating valve 4. Variations can be reduced. The coil spring 47 may be interposed between the pressing portion 455b of the diaphragm holder 455 and the valve cover 412 instead of being provided between the spring retainer 453 and the valve cover 412.

次に、エア調圧弁4の作動方法について簡単に説明する。バルブシャフト44が上方にあり、バルブ部材45のシール部材452が調圧弁座411fから離間している時、エア調圧弁4は開状態にある(図2示)。この状態において、調圧弁インレット411dと調圧弁アウトレット411eとが連通しており、双方の間の空気等の流体の流通は許容されている。   Next, the operation method of the air pressure regulating valve 4 will be briefly described. When the valve shaft 44 is on the upper side and the seal member 452 of the valve member 45 is separated from the pressure regulating valve seat 411f, the air pressure regulating valve 4 is in an open state (shown in FIG. 2). In this state, the pressure regulating valve inlet 411d and the pressure regulating valve outlet 411e communicate with each other, and fluid such as air is allowed to flow between them.

制御装置9からの駆動信号により、ステッピングモータ422が一方向に回転すると、バルブ部材45がバルブシャフト44とともに軸方向に下降し、シール部材452が調圧弁座411fに着座する(図3示)。これにより、エア調圧弁4は閉状態となり、調圧弁インレット411dと調圧弁アウトレット411eとの間の連通が遮断され、双方の間の流体の流通は断たれる。   When the stepping motor 422 is rotated in one direction by the drive signal from the control device 9, the valve member 45 is lowered in the axial direction together with the valve shaft 44, and the seal member 452 is seated on the pressure regulating valve seat 411f (shown in FIG. 3). As a result, the air pressure regulating valve 4 is closed, the communication between the pressure regulating valve inlet 411d and the pressure regulating valve outlet 411e is cut off, and the fluid flow between both is cut off.

シール部材452が調圧弁座411fに対して着座する時に、シール部材452と調圧弁座411fの双方のシール面の間において平行度の精度にばらつきがあった場合、調圧弁座411fのシール面に倣って、バルブ部材45が、コイルスプリング47を撓ませながらバルブシャフト44に対して傾き、バルブ部材45と調圧弁座411fとの間のシール性を確保することができる。   When the seal member 452 is seated on the pressure regulating valve seat 411f, if the accuracy of parallelism varies between the seal surfaces of both the seal member 452 and the pressure regulating valve seat 411f, the seal surface of the pressure regulating valve seat 411f Similarly, the valve member 45 is inclined with respect to the valve shaft 44 while bending the coil spring 47, and the sealing performance between the valve member 45 and the pressure regulating valve seat 411f can be ensured.

本実施形態によれば、バルブ部材45は、バルブシャフト44との間に半径方向隙間εを有した状態でバルブシャフト44が挿入される円筒部451cと、円筒部451cからバルブシャフト44に対し半径方向に拡がった平板部451aと、一端が円筒部451cに連続するとともに、他端が袋状に閉じ、内部にバルブシャフト44の先端を収容した取付部451dと、を有するバルブフレーム451と、平板部451aの外周面を覆うように取り付けられ、調圧弁座411fに対して当接可能なシール部材452と、により形成されており、バルブシャフト44の取付部内に収容された部位である連結部444には、軸心に直交する方向にボール孔445を設け、ボール孔445内には回転可能な鋼球446が配置されており、取付部451dは鋼球446に対しかしめにより固定されていることにより、バルブ部材451の平面方向と調圧弁座411fのシール面との間の平行度に精度のばらつきがあった場合、鋼球446が回転することにより、バルブ部材451がバルブシャフト44に対して半径方向隙間が埋まるまで傾くことができ、構成部品の寸法精度を向上させたりエア調圧弁4を大型化せずに、バルブ部材451と調圧弁座411fとの間のシール性を確保することができる。   According to the present embodiment, the valve member 45 has a cylindrical portion 451 c into which the valve shaft 44 is inserted with a radial clearance ε between the valve shaft 44 and a radius from the cylindrical portion 451 c to the valve shaft 44. A valve frame 451 having a flat plate portion 451a extending in the direction, a mounting portion 451d having one end continuous with the cylindrical portion 451c, the other end closed in a bag shape, and accommodating the tip of the valve shaft 44 inside, and a flat plate The connecting portion 444 is a portion that is attached to cover the outer peripheral surface of the portion 451a and is formed by a seal member 452 that can come into contact with the pressure regulating valve seat 411f. Is provided with a ball hole 445 in a direction perpendicular to the axis, and a rotatable steel ball 446 is disposed in the ball hole 445, and the mounting portion 4 Since 1d is fixed to the steel ball 446 by caulking, if the parallelism between the planar direction of the valve member 451 and the seal surface of the pressure regulating valve seat 411f has a variation in accuracy, the steel ball 446 is By rotating, the valve member 451 can be tilted with respect to the valve shaft 44 until the radial gap is filled, and without increasing the dimensional accuracy of the component parts or increasing the size of the air pressure regulating valve 4, The sealing property between the pressure regulating valve seat 411f can be ensured.

また、バルブシャフト44とバルブ部材451との間の軸方向の隙間は、鋼球446とボール孔445との間の隙間以上には増大しないため、エア調圧弁4の流量特性においてヒステリシスを低減し、流量制御の精度を向上させることができる。
また、バルブ部材45は、鋼球446の中心または連結部444の下端を中心に規則的に傾き、半径方向隙間εで規制される所定角度以上には傾かないため、バルブ部材45の振動およびそれに伴う騒音の発生が防止され、エア調圧弁4の内部を通過する空気の流量変動を低減することができ、エア調圧弁4の流量制御性能を向上させことができる。
また、バルブシャフト44の連結部444を挿入した後、取付部451dをかしめてバルブ部材45とバルブシャフト44とを接続することにより、簡単な構成で低コストに、所定量だけバルブ部材45がバルブシャフト44に対して傾くことができるエア調圧弁4を形成することができる。
Further, since the axial gap between the valve shaft 44 and the valve member 451 does not increase beyond the gap between the steel ball 446 and the ball hole 445, hysteresis is reduced in the flow characteristics of the air pressure regulating valve 4. The accuracy of flow control can be improved.
In addition, the valve member 45 regularly tilts around the center of the steel ball 446 or the lower end of the connecting portion 444 and does not tilt beyond a predetermined angle regulated by the radial gap ε. The accompanying noise generation is prevented, the flow rate fluctuation of the air passing through the inside of the air pressure regulating valve 4 can be reduced, and the flow rate control performance of the air pressure regulating valve 4 can be improved.
Further, by inserting the connecting portion 444 of the valve shaft 44 and then caulking the mounting portion 451d to connect the valve member 45 and the valve shaft 44, the valve member 45 can be reduced by a predetermined amount with a simple configuration at a low cost. The air pressure regulating valve 4 that can be tilted with respect to the shaft 44 can be formed.

また、バルブシャフト44の先端部を収容した取付部451dは袋状に形成されているため、特別のシール部材を使用せずにエア調圧弁4を大型化することもなく、取付部451d内への水分や異物の浸入を低減することができる。特に、車両において、エア調圧弁4が図2に示したような上下方向に搭載されている場合、下方からの取付部451d内への水等の浸入を十分に防止することができる。   In addition, since the mounting portion 451d that accommodates the tip of the valve shaft 44 is formed in a bag shape, the air pressure regulating valve 4 is not enlarged without using a special seal member, and the mounting portion 451d is moved into the mounting portion 451d. Intrusion of moisture and foreign matter can be reduced. In particular, in the vehicle, when the air pressure regulating valve 4 is mounted in the vertical direction as shown in FIG. 2, it is possible to sufficiently prevent the entry of water or the like into the mounting portion 451d from below.

また、バルブシャフト44においてボール孔445が形成された連結部444は、円筒部451c内に挿入された円柱部443に比べて小径に形成され、鋼球446はボール孔445の両端部から突出していることにより、取付部451dの内周面がバルブシャフト44に当接することなく、取付部451dを鋼球446に対して強固にかしめることができる。   Further, the connecting portion 444 in which the ball hole 445 is formed in the valve shaft 44 is formed to have a smaller diameter than the column portion 443 inserted into the cylindrical portion 451c, and the steel balls 446 protrude from both end portions of the ball hole 445. Accordingly, the attachment portion 451d can be firmly caulked against the steel ball 446 without the inner peripheral surface of the attachment portion 451d coming into contact with the valve shaft 44.

また、連結部444は、外周面において対向する一対の平坦面444aを有する二面幅形状に形成されていることにより、取付部451d内に収容されたバルブシャフト44において、容易に小径の部位を形成することができる。
また、バルブ部材45をバルブシャフト44に取り付ける際、鋼球446をボール孔445に配置した状態で、連結部444を取付部451d内に挿入するため、組付作業性のよいエア調圧弁4にすることができる。
In addition, the connecting portion 444 is formed in a two-sided width shape having a pair of flat surfaces 444a facing each other on the outer peripheral surface, so that a small-diameter portion can be easily formed on the valve shaft 44 accommodated in the mounting portion 451d. Can be formed.
Further, when the valve member 45 is attached to the valve shaft 44, the connecting portion 444 is inserted into the attachment portion 451d in a state where the steel ball 446 is disposed in the ball hole 445, so that the air pressure regulating valve 4 having good assembling workability is obtained. can do.

また、バルブ部材45の傾き機構は、鋼球446とボール孔445とにより形成されているため、傾き機構自体を小型化することができる。
また、モータアッセンブリ42の駆動力は、鋼球446とボール孔445との接触点を介してバルブ部材45に伝達されるため、荷重の伝達部位が常に一定箇所にあることにより、バルブ部材45を調圧弁座411fに押し付けて流体を遮断する場合、より安定したシール性能を得ることができる。
Further, since the tilt mechanism of the valve member 45 is formed by the steel balls 446 and the ball holes 445, the tilt mechanism itself can be reduced in size.
Further, since the driving force of the motor assembly 42 is transmitted to the valve member 45 through the contact point between the steel ball 446 and the ball hole 445, the load transmitting portion is always at a fixed location, so that the valve member 45 is When the fluid is blocked by pressing against the pressure regulating valve seat 411f, more stable sealing performance can be obtained.

次に、図9に基づいて、実施形態1の変形実施形態について説明する。尚、説明中において、実施形態1によるエア調圧弁4と同様の構成には同じ符号を用いて説明する。本変形実施形態においても実施形態1の場合と同様に、連結部444には軸心に直交する方向にボール孔445が貫通しており、ボール孔445内には、鋼球447(球体に該当する)が配置されている。鋼球447の直径は、ボール孔445の直径よりも僅かに小さく、鋼球447はボール孔445内において回転可能、かつ、ボール孔445内をボール孔445の軸方向に移動可能に収容されている。しかしながら、鋼球447の直径は、平坦面444a同士の距離(二面幅の厚み)よりも小さく設定されており、鋼球447はボール孔445の両端から突出することはない。   Next, a modified embodiment of the first embodiment will be described based on FIG. In the description, the same components as those of the air pressure regulating valve 4 according to the first embodiment will be described using the same reference numerals. Also in this modified embodiment, as in the case of the first embodiment, a ball hole 445 passes through the connecting portion 444 in a direction perpendicular to the axis, and a steel ball 447 (corresponding to a sphere) is inserted in the ball hole 445. To be arranged). The diameter of the steel ball 447 is slightly smaller than the diameter of the ball hole 445. The steel ball 447 is accommodated in the ball hole 445 so as to be rotatable and movable in the axial direction of the ball hole 445. Yes. However, the diameter of the steel balls 447 is set to be smaller than the distance between the flat surfaces 444a (thickness of the two surfaces), and the steel balls 447 do not protrude from both ends of the ball hole 445.

一方、バルブフレーム451は、実施形態1の場合と同様に、先端が袋状に閉じていることにより、バルブシャフト44の連結部444を収容することが可能な取付部451dを有している。本変形実施形態の場合、双方の固定壁451e上に嵌合部451fは形成されていない。
バルブシャフト44にバルブ部材451を取り付ける場合、ボール孔445内に鋼球447が収容された状態で、取付部451d内に連結部444を挿入する。その後、双方の固定壁451eをボール孔445内に進入させ、鋼球447に対してかしめることにより、取付部451dが鋼球447に固定される。尚、本変形実施形態の場合、双方の固定壁451e上において、かしめ部451hはそれぞれ1か所のみに形成されている。
本変形実施形態においても、バルブフレーム451の円筒部451cとバルブシャフト44の円柱部443との間の半径方向隙間εに基づいて、バルブ部材45がバルブシャフト44に対し傾くことが可能であることは言うまでもない。
On the other hand, the valve frame 451 has an attachment portion 451d that can accommodate the connecting portion 444 of the valve shaft 44 by closing the tip in a bag shape, as in the case of the first embodiment. In the case of this modified embodiment, the fitting part 451f is not formed on both the fixed walls 451e.
When the valve member 451 is attached to the valve shaft 44, the connecting portion 444 is inserted into the attachment portion 451d in a state where the steel ball 447 is accommodated in the ball hole 445. Thereafter, both the fixing walls 451 e are inserted into the ball holes 445 and caulked against the steel balls 447, whereby the attachment portions 451 d are fixed to the steel balls 447. In the case of this modified embodiment, the caulking portion 451h is formed at only one place on both the fixed walls 451e.
Also in this modified embodiment, the valve member 45 can be inclined with respect to the valve shaft 44 based on the radial gap ε between the cylindrical portion 451c of the valve frame 451 and the columnar portion 443 of the valve shaft 44. Needless to say.

<実施形態2>
次に、本発明を適用した実施形態2による三方弁3(流体制御弁に該当する)の構造について、図10乃至図12に基づき詳細に説明する。尚、以下、図10における上方および下方を、それぞれ三方弁3の上方および下方とし、図10における右方および左方を、それぞれ三方弁3の右方および左方として説明しているが、車両における三方弁3の実際の取付方向とは無関係である。
<Embodiment 2>
Next, the structure of the three-way valve 3 (corresponding to a fluid control valve) according to Embodiment 2 to which the present invention is applied will be described in detail with reference to FIGS. In the following description, the upper and lower portions in FIG. 10 are described as the upper and lower portions of the three-way valve 3, respectively, and the right and left portions in FIG. 10 are described as the right and left sides of the three-way valve 3, respectively. This is independent of the actual mounting direction of the three-way valve 3 in FIG.

図10に示したように、三方弁3も実施形態1によるエア調圧弁4と同様に、バルブハウジング31の外周面にモータアッセンブリ32(駆動源に該当する)が取り付けられて形成されている。バルブハウジング31は、ともにポリフェニレンサルファイド等の合成樹脂材料にて形成された第1ボデー311と第2ボデー312とを、互いに液密的に嵌合させて形成している。   As shown in FIG. 10, the three-way valve 3 is also formed by attaching a motor assembly 32 (corresponding to a drive source) to the outer peripheral surface of the valve housing 31, similarly to the air pressure regulating valve 4 according to the first embodiment. The valve housing 31 is formed by fitting a first body 311 and a second body 312, both of which are made of a synthetic resin material such as polyphenylene sulfide, in a liquid-tight manner.

第1ボデー311には、図10において右方に開口する三方弁インレット311a(流入口に該当する)が形成されている。三方弁インレット311aは、上述した酸素系供給配管21aを介して、インタークーラ24に接続されている(図1示)。また、第2ボデー312には、三方弁インレット311aに対し垂直方向に開口(図10において下方に開口)する三方弁アウトレット312a(流出口に該当する)が形成されている。三方弁アウトレット312aは、上述した酸素系供給配管21aを介して、電池スタック6のカソード流路62の一端に接続されている(図1示)。また、第1ボデー311には、図10において左方に開口するバイパス口311bが形成されている。バイパス口311bは、上述したバイパス配管21cを介して、排出ガス希釈器56に接続されている(図1示)。   The first body 311 is formed with a three-way valve inlet 311a (corresponding to an inflow port) that opens to the right in FIG. The three-way valve inlet 311a is connected to the intercooler 24 via the oxygen-based supply pipe 21a described above (shown in FIG. 1). Further, the second body 312 is formed with a three-way valve outlet 312a (corresponding to an outlet) that opens in a direction perpendicular to the three-way valve inlet 311a (opens downward in FIG. 10). The three-way valve outlet 312a is connected to one end of the cathode flow path 62 of the battery stack 6 via the oxygen-based supply pipe 21a described above (shown in FIG. 1). Further, the first body 311 is provided with a bypass port 311b that opens to the left in FIG. The bypass port 311b is connected to the exhaust gas diluter 56 via the bypass pipe 21c described above (shown in FIG. 1).

また、第2ボデー312の内周面において、三方弁インレット311aと三方弁アウトレット312aとの間には制御弁座312b(弁座に該当する)が形成されている。制御弁座312bは平坦な円環状に形成されている。
また、第1ボデー311の内部上面からは、円筒状の着座体311cが下方に延びている。着座体311cの下端は平坦に形成され、三方弁インレット311aおよび三方弁アウトレット312aと、バイパス口311bとの間に位置するバイパス弁座311dが形成されている。また、第1ボデー311の内周上面からは、着座体311cの半径方向内方に位置するように、円筒形のシャフト支持部311eが突出している。
A control valve seat 312b (corresponding to a valve seat) is formed between the three-way valve inlet 311a and the three-way valve outlet 312a on the inner peripheral surface of the second body 312. The control valve seat 312b is formed in a flat annular shape.
A cylindrical seat body 311c extends downward from the inner upper surface of the first body 311. The lower end of the seating body 311c is formed flat, and a bypass valve seat 311d located between the three-way valve inlet 311a and the three-way valve outlet 312a and the bypass port 311b is formed. A cylindrical shaft support portion 311e protrudes from the inner peripheral upper surface of the first body 311 so as to be located inward in the radial direction of the seat body 311c.

実施形態1によるエア調圧弁4と同様に、バルブハウジング31の上面には、上述したモータアッセンブリ32が取り付けられている。モータアッセンブリ32は、モータケース321の機構収容部321aの外周面を、第1ボデー311の上端部に形成されたモータ取付ボス311fの内周面に嵌合させた状態で、モータケース321に貫通させた図示しない複数の取付スクリューを、第1ボデー311に締め付けることによって第1ボデー311に固定される。取付スクリューはモータケース321に形成された貫通孔(図示せず)に対して遊嵌しており、モータアッセンブリ32は、機構収容部321aの外周面がモータ取付ボス311fの内周面に当接することにより、その位置決めが行われる。   Similar to the air pressure regulating valve 4 according to the first embodiment, the above-described motor assembly 32 is attached to the upper surface of the valve housing 31. The motor assembly 32 penetrates the motor case 321 with the outer peripheral surface of the mechanism housing portion 321a of the motor case 321 fitted to the inner peripheral surface of the motor mounting boss 311f formed at the upper end portion of the first body 311. A plurality of mounting screws (not shown) that are not shown are fastened to the first body 311 by being fastened to the first body 311. The mounting screw is loosely fitted in a through hole (not shown) formed in the motor case 321. In the motor assembly 32, the outer peripheral surface of the mechanism housing portion 321a abuts on the inner peripheral surface of the motor mounting boss 311f. Thus, the positioning is performed.

エア調圧弁4と同様に、モータケース321内には、ステッピングモータ422が固定されており、ステッピングモータ422の出力シャフト422aの回転運動は直進運動に変換され、バルブシャフト33(弁軸に該当する)に伝達される。バルブシャフト33は、上述したシャフト支持部311eの内周面において、その軸方向に移動可能に支持されている。   Similar to the air pressure regulating valve 4, a stepping motor 422 is fixed in the motor case 321, and the rotational motion of the output shaft 422 a of the stepping motor 422 is converted into linear motion, and the valve shaft 33 (corresponding to the valve shaft). ). The valve shaft 33 is supported so as to be movable in the axial direction on the inner peripheral surface of the shaft support portion 311e described above.

バルブシャフト33の長さ方向の略中央部には、一定の径により軸方向に延びた円柱部331が形成されている。また、円柱部331の上方には、円柱部331と同径の第1ランド部332が設けられており、円柱部331と第1ランド部332との間には、第1シール溝333が円周上に形成されている。第1シール溝333内には、合成ゴム材料にて形成されたシールパッキン34が装着されている。シールパッキン34は、バルブシャフト33の外周面とシャフト支持部311eの内周面との間でシール性能を発揮し、モータアッセンブリ32内への水、異物等の浸入を防止している。   A cylindrical portion 331 extending in the axial direction with a constant diameter is formed at a substantially central portion in the length direction of the valve shaft 33. In addition, a first land portion 332 having the same diameter as the cylindrical portion 331 is provided above the cylindrical portion 331, and the first seal groove 333 is circular between the cylindrical portion 331 and the first land portion 332. It is formed on the circumference. In the first seal groove 333, a seal packing 34 made of a synthetic rubber material is mounted. The seal packing 34 exhibits a sealing performance between the outer peripheral surface of the valve shaft 33 and the inner peripheral surface of the shaft support portion 311e, and prevents water, foreign matter and the like from entering the motor assembly 32.

バルブシャフト33の先端部には、円柱部331よりも小径の連結部334(取付部内に収容された部位に該当する)が一体に形成されている。エア調圧弁4と同様に、連結部334は、外周面において対向する一対の平坦面334aを有する二面幅形状に形成されている。
連結部334には、軸心に直交する方向にボール孔335(貫通孔に該当する)が貫通しており、ボール孔335の両端部は、対向した平坦面334aに直交するようにそれぞれ開口している。ボール孔335内には、鋼球336(球体に該当する)が回転可能、かつ、ボール孔335の軸方向に移動可能に配置されている。連結部334、ボール孔335および鋼球336の寸法関係は、実施形態1によるエア調圧弁4の場合と同様に設定されている。
A connecting portion 334 having a smaller diameter than that of the columnar portion 331 (corresponding to a portion accommodated in the mounting portion) is integrally formed at the distal end portion of the valve shaft 33. Similar to the air pressure regulating valve 4, the connecting portion 334 is formed in a two-sided width shape having a pair of flat surfaces 334 a facing each other on the outer peripheral surface.
A ball hole 335 (corresponding to a through hole) passes through the connecting portion 334 in a direction orthogonal to the axis, and both end portions of the ball hole 335 are opened to be orthogonal to the opposed flat surface 334a. ing. A steel ball 336 (corresponding to a sphere) is disposed in the ball hole 335 so as to be rotatable and movable in the axial direction of the ball hole 335. The dimensional relationship among the connecting portion 334, the ball hole 335, and the steel ball 336 is set similarly to the case of the air pressure regulating valve 4 according to the first embodiment.

エア調圧弁4と同様に、連結部334にはバルブ部材35が取り付けられている。バルブ部材35のバルブフレーム351は、バルブシャフト33の軸心に対し、半径方向に円板状に延びた平板部351aを有しており、平板部351aにはその外周面(上面および外周縁)を覆うように、合成ゴム材料にて形成されたシール部材352が被覆されている。
シール部材352の下面には、バルブ部材35の下降により、第2ボデー312に形成された制御弁座312bと当接可能なシールリップ352aが突出している。図10に示したように、シールリップ352aは、電池スタック6内に残留した水素ガスと酸素の反応によって発生する負圧によりセルフシールするように、半径方向外向きに形成されている。また、シール部材352の上面は平坦に形成され、バルブ部材35の上昇により、第1ボデー311に形成されたバイパス弁座311dと当接可能となっている。
Similar to the air pressure regulating valve 4, a valve member 35 is attached to the connecting portion 334. The valve frame 351 of the valve member 35 has a flat plate portion 351a extending in a disc shape in the radial direction with respect to the axis of the valve shaft 33. The flat plate portion 351a has an outer peripheral surface (upper surface and outer peripheral edge). A sealing member 352 made of a synthetic rubber material is covered so as to cover the surface.
A seal lip 352a that can come into contact with the control valve seat 312b formed on the second body 312 protrudes from the lower surface of the seal member 352 when the valve member 35 is lowered. As shown in FIG. 10, the seal lip 352a is formed outward in the radial direction so as to be self-sealed by the negative pressure generated by the reaction between the hydrogen gas remaining in the battery stack 6 and oxygen. Further, the upper surface of the seal member 352 is formed to be flat, and can come into contact with the bypass valve seat 311d formed on the first body 311 as the valve member 35 rises.

バルブフレーム351には、平板部351aの半径方向中心部において、バルブシャフト33の先端方向に窪んだ凹部351b(平板部351aおよび凹部351bを包括した構成が延在部に該当する)が形成されている。また、バルブフレーム351は、一端が凹部351bの内周端に連続した円筒部351c(筒状部に該当する)を有している。円筒部351cは、平板部351aに対して垂直方向に延び、バルブシャフト33の円柱部331が挿入されている。   The valve frame 351 is formed with a concave portion 351b (a configuration including the flat plate portion 351a and the concave portion 351b corresponds to the extending portion) recessed in the distal end direction of the valve shaft 33 at the radial center of the flat plate portion 351a. Yes. Further, the valve frame 351 has a cylindrical portion 351c (corresponding to a cylindrical portion) whose one end is continuous with the inner peripheral end of the concave portion 351b. The cylindrical portion 351c extends in a direction perpendicular to the flat plate portion 351a, and the columnar portion 331 of the valve shaft 33 is inserted therein.

さらに、バルブフレーム351は、エア調圧弁4と同様に、円筒部351cの他端に連続して形成され、バルブシャフト33の連結部334を受け入れる取付部351dを有している。取付部351dはボール孔335から突出した鋼球336に対しかしめられ、鋼球336に対し脱落不能に固定されている。
尚、図10において、バルブ部材35をバルブシャフト33に取り付けるために、取付部351dに形成される構成のうち、エア調圧弁4と同様の構成については、あえて符号を省略している。
Further, similarly to the air pressure regulating valve 4, the valve frame 351 has an attachment portion 351 d that is formed continuously with the other end of the cylindrical portion 351 c and receives the connection portion 334 of the valve shaft 33. The mounting portion 351d is caulked against the steel ball 336 protruding from the ball hole 335, and is fixed to the steel ball 336 so as not to drop off.
In FIG. 10, in order to attach the valve member 35 to the valve shaft 33, among the configurations formed in the mounting portion 351 d, the same reference numerals are omitted for the same configurations as the air pressure regulating valve 4.

エア調圧弁4と同様に、バルブフレーム351はバルブシャフト33に取り付けられた状態において、円筒部351cの内周面と、バルブシャフト33の円柱部331の外周面との間には、バルブシャフト33の軸心に対する半径方向隙間εが全周上に形成されている。
バルブシャフト33において、上述した連結部334の上方には円柱部331と同径の第2ランド部337が設けられており、円柱部331の下端と第2ランド部337との間には、第2シール溝338が円周上に形成されている。第2シール溝338内には、合成ゴム材料にて形成されたリング状のシャフトシール36(リング状のシール部材に該当する)が装着されている。シャフトシール36は、バルブシャフト33の外周面とバルブフレーム351の円筒部351cの内周面との間でシール性能を発揮し、バルブフレーム351の円筒部351cおよび取付部351d内への水、異物等の浸入を防止している。
Similar to the air pressure regulating valve 4, the valve frame 351 is attached to the valve shaft 33, and the valve shaft 33 is disposed between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 351 c and the outer peripheral surface of the columnar portion 331 of the valve shaft 33. A radial gap ε with respect to the axial center of is formed on the entire circumference.
In the valve shaft 33, a second land portion 337 having the same diameter as the cylindrical portion 331 is provided above the connecting portion 334, and the second land portion 337 has a second land portion 337 between the lower end of the cylindrical portion 331 and the second land portion 337. Two seal grooves 338 are formed on the circumference. In the second seal groove 338, a ring-shaped shaft seal 36 (corresponding to a ring-shaped seal member) formed of a synthetic rubber material is mounted. The shaft seal 36 exhibits sealing performance between the outer peripheral surface of the valve shaft 33 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 351c of the valve frame 351, and water and foreign matter into the cylindrical portion 351c and the mounting portion 351d of the valve frame 351. Preventing the intrusion of etc.

シャフトシール36は、バルブシャフト33の外周面とバルブフレーム351の円筒部351cの内周面との間に弾発的に設けられ、双方の間において所定の摺動抵抗を発生させている。このため、シャフトシール36によって、バルブ部材35は、バルブシャフト33の軸心を中心として保持され(センタリング)、バルブ部材35のバルブシャフト33に対する振動および振動に伴う騒音を低減することができ、三方弁3の内部を通過する流体の流量変動を低減することができる。   The shaft seal 36 is elastically provided between the outer peripheral surface of the valve shaft 33 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 351c of the valve frame 351, and generates a predetermined sliding resistance therebetween. For this reason, the valve member 35 is held by the shaft seal 36 around the axis of the valve shaft 33 (centering), and the vibration of the valve member 35 with respect to the valve shaft 33 and the noise accompanying the vibration can be reduced. The flow rate fluctuation of the fluid passing through the inside of the valve 3 can be reduced.

また、バルブフレーム351の凹部351bと、第1ボデー311の内部上面との間には、バルブスプリング37が介装されている。バルブスプリング37の内周面は、上述したシャフト支持部311eの外周面に嵌着している。バルブスプリング37は、バルブフレーム351と第1ボデー311との間に弾発的に装着され、バルブ部材35をバルブシャフト33の先端方向に向けて付勢している。バルブスプリング37の付勢力により、バルブ部材35はバルブシャフト33の軸心からずれずに(センタリング)、バルブシャフト33の軸心を中心として傾かずに保持される。   A valve spring 37 is interposed between the recess 351 b of the valve frame 351 and the inner upper surface of the first body 311. The inner peripheral surface of the valve spring 37 is fitted to the outer peripheral surface of the shaft support portion 311e described above. The valve spring 37 is elastically mounted between the valve frame 351 and the first body 311 and biases the valve member 35 toward the distal end of the valve shaft 33. Due to the urging force of the valve spring 37, the valve member 35 is held without being tilted about the axis of the valve shaft 33 without being displaced from the axis of the valve shaft 33 (centering).

次に、三方弁3の作動方法について簡単に説明する。バルブシャフト33が上方にある時、バルブ部材35のシール部材352の上面がバイパス弁座311dに着座するとともに、制御弁座312bから離間している(図11示)。この時、三方弁インレット311aと三方弁アウトレット312aとは連通し、双方の間の空気等の流体の流通が許容されるとともに、三方弁インレット311aおよび三方弁アウトレット312aと、バイパス口311bとの間の連通は遮断され、これらの間の流体の流通は断たれる。   Next, the operation method of the three-way valve 3 will be briefly described. When the valve shaft 33 is on the upper side, the upper surface of the seal member 352 of the valve member 35 is seated on the bypass valve seat 311d and is separated from the control valve seat 312b (shown in FIG. 11). At this time, the three-way valve inlet 311a and the three-way valve outlet 312a communicate with each other, and a fluid such as air is allowed to flow between them. Communication is cut off, and the fluid flow between them is cut off.

シール部材352がバイパス弁座311dに対して着座する時に、シール部材352とバイパス弁座311dのシール面との間において平行度の精度にばらつきがあった場合、鋼球336が回転することにより、バイパス弁座311dのシール面に倣って、バルブ部材35が、バルブスプリング37を撓ませながらバルブシャフト33に対して傾き、バルブ部材35とバイパス弁座311dとの間のシール性を確保することができる。   When the seal member 352 is seated on the bypass valve seat 311d, if the accuracy of parallelism varies between the seal member 352 and the seal surface of the bypass valve seat 311d, the steel ball 336 rotates, Following the sealing surface of the bypass valve seat 311d, the valve member 35 is inclined with respect to the valve shaft 33 while deflecting the valve spring 37, and the sealing performance between the valve member 35 and the bypass valve seat 311d is ensured. it can.

制御装置9からの駆動信号により、ステッピングモータが一方向に回転すると、バルブ部材35がバルブシャフト33とともに軸方向に下降し、シール部材352の上面がバイパス弁座311dから離間するとともに、シールリップ352aが制御弁座312bに着座する(図12示)。この時、三方弁インレット311aとバイパス口311bとが連通し、双方の間の空気等の流体の流通が許容されるとともに、三方弁インレット311aおよびバイパス口311bと、三方弁アウトレット312aとの間の連通は遮断され、これらの間の流体の流通は断たれる。   When the stepping motor rotates in one direction by the drive signal from the control device 9, the valve member 35 is lowered in the axial direction together with the valve shaft 33, the upper surface of the seal member 352 is separated from the bypass valve seat 311d, and the seal lip 352a. Is seated on the control valve seat 312b (shown in FIG. 12). At this time, the three-way valve inlet 311a and the bypass port 311b communicate with each other, and the flow of fluid such as air between them is allowed. The communication is interrupted and the fluid flow between them is interrupted.

シール部材352が制御弁座312bに対して着座する時に、シール部材352と制御弁座312bの双方のシール面の間において平行度の精度にばらつきがあった場合、鋼球336が回転することにより、制御弁座312bのシール面に倣って、バルブ部材35が、バルブスプリング37を撓ませながらバルブシャフト33に対して傾き、バルブ部材35と制御弁座312bとの間のシール性を確保することができる。
三方弁3において、バルブ部材35は、制御弁座312bとバイパス弁座311dとの間において任意の位置をとることにより、三方弁インレット311aから供給された流体の、三方弁アウトレット312aおよびバイパス口311bへそれぞれ分流される流量を、流体が通過する通路の断面積に基づき制御することができる(図10示)。
When the seal member 352 is seated on the control valve seat 312b, if the accuracy of parallelism varies between the seal surfaces of the seal member 352 and the control valve seat 312b, the steel ball 336 rotates. Following the sealing surface of the control valve seat 312b, the valve member 35 is inclined with respect to the valve shaft 33 while bending the valve spring 37, and the sealing performance between the valve member 35 and the control valve seat 312b is ensured. Can do.
In the three-way valve 3, the valve member 35 takes an arbitrary position between the control valve seat 312b and the bypass valve seat 311d, thereby allowing the three-way valve outlet 312a and the bypass port 311b of the fluid supplied from the three-way valve inlet 311a. The flow rate of each flow can be controlled based on the cross-sectional area of the passage through which the fluid passes (shown in FIG. 10).

本実施形態によれば、バルブシャフト33の外周面と円筒部351cの内周面との間には、リング状のシャフトシール36が介装されていることにより、取付部351dのシール性をさらに向上させ、取付部351d内への水分や異物の浸入をいっそう低減することができる。   According to the present embodiment, the ring-shaped shaft seal 36 is interposed between the outer peripheral surface of the valve shaft 33 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 351c, thereby further improving the sealing performance of the mounting portion 351d. Thus, it is possible to further reduce the intrusion of moisture and foreign matter into the mounting portion 351d.

<他の実施形態>
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
エア調圧弁4のバルブフレーム451の内周面とバルブシャフト44の外周面との間にシール部材を弾発的に介装させることにより、双方の間において発生する摺動抵抗を利用して、バルブシャフト44の軸心を中心としてバルブ部材45を保持し(センタリング)、バルブ部材45のバルブシャフト44に対する振動および振動に伴う騒音を低減することができる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified or expanded as follows.
By elastically interposing a seal member between the inner peripheral surface of the valve frame 451 of the air pressure regulating valve 4 and the outer peripheral surface of the valve shaft 44, utilizing the sliding resistance generated between the two, The valve member 45 is held (centering) around the axis of the valve shaft 44, and the vibration of the valve member 45 with respect to the valve shaft 44 and the noise accompanying the vibration can be reduced.

また、実施形態1の変形実施形態において、連結部444を円柱部443に対して小径にせずに、その断面形状を円柱部443と同径の真円状としてもよい。
また、図2および図10に示したバルブ部材35、45において、円筒部351c、451cの下方に平板部351a、451aを形成し、さらに、平板部351a、451aの下方に、平板部351a、451aに連続するように取付部351d、451dを形成してもよい。
Further, in the modified embodiment of the first embodiment, the cross-sectional shape of the connecting portion 444 may be a perfect circle having the same diameter as the cylindrical portion 443 without making the connecting portion 444 smaller in diameter than the cylindrical portion 443.
Further, in the valve members 35 and 45 shown in FIGS. 2 and 10, flat plate portions 351a and 451a are formed below the cylindrical portions 351c and 451c, and further, flat plate portions 351a and 451a are formed below the flat plate portions 351a and 451a. The attachment portions 351d and 451d may be formed so as to be continuous with each other.

図面中、3は三方弁(流体制御弁)、4はエア調圧弁(流体制御弁)、31,41はバルブハウジング、32,42はモータアッセンブリ(駆動源)、33,44はバルブシャフト(弁軸)、35,45はバルブ部材、36はシャフトシール(リング状のシール部材)、311aは三方弁インレット(流入口)、312aは三方弁アウトレット(流出口)、312bは制御弁座(弁座)、334,444は連結部(取付部内に収容された部位)、334a,444aは平坦面、335,445はボール孔(貫通孔)、336,446,447は鋼球(球体)、351,451はバルブフレーム、351a,451aは平板部(延在部)、351bは凹部(延在部)、351c,451cは円筒部(筒状部)、351d,451dは取付部、352,452はシール部材、411dは調圧弁インレット(流入口)、411eは調圧弁アウトレット(流出口)、411fは調圧弁座(弁座)、451bは段部(延在部)を示している。   In the drawings, 3 is a three-way valve (fluid control valve), 4 is an air pressure regulating valve (fluid control valve), 31 and 41 are valve housings, 32 and 42 are motor assemblies (drive sources), and 33 and 44 are valve shafts (valves). Shafts 35, 45 are valve members, 36 is a shaft seal (ring-shaped seal member), 311a is a three-way valve inlet (inlet), 312a is a three-way valve outlet (outlet), 312b is a control valve seat (valve seat) , 334, 444 are connecting portions (portions accommodated in the mounting portion), 334a, 444a are flat surfaces, 335, 445 are ball holes (through holes), 336, 446, 447 are steel balls (spheres), 351, 451 is a valve frame, 351a and 451a are flat plate portions (extending portions), 351b is a concave portion (extending portion), 351c and 451c are cylindrical portions (tubular portions), 351d and 451d are mounting portions, 3 2, 452 are seal members, 411d is a pressure regulating valve inlet (inlet), 411e is a pressure regulating valve outlet (outlet), 411f is a pressure regulating valve seat (valve seat), and 451b is a stepped portion (extending portion). .

Claims (4)

内部に流体の流入口と流出口とが形成されたバルブハウジングと、
前記バルブハウジングに取り付けられた駆動源と、
前記駆動源によって、前記バルブハウジング中において軸方向に移動する弁軸と、
前記弁軸の軸心に対し半径方向に延びるように取り付けられ、前記弁軸とともに移動することにより、一側の面において、前記バルブハウジング内に形成された弁座に対して着座あるいは離間し、前記流入口と前記流出口との間を断続するバルブ部材と、
を備え、
前記バルブ部材は、
前記弁軸との間に半径方向隙間を有した状態で前記弁軸が挿入される筒状部と、前記筒状部から前記弁軸に対し半径方向に拡がった延在部と、一端が前記筒状部または前記延在部に連続するとともに、他端が袋状に閉じ、内部に前記弁軸の先端を収容した取付部と、を有するバルブフレームと、
前記延在部に取り付けられ、前記弁座に対して当接可能なシール部材と、
により形成されており、
前記弁軸の前記取付部内に収容された部位には、軸心に直交する方向に貫通孔を設け、前記貫通孔内には回転可能な球体が配置されており、
前記取付部は、前記球体に対しかしめにより固定されている流体制御弁。
A valve housing having a fluid inlet and outlet formed therein;
A drive source attached to the valve housing;
A valve shaft that moves axially in the valve housing by the drive source;
It is attached so as to extend in the radial direction with respect to the axial center of the valve shaft, and moves along with the valve shaft so as to be seated or separated from the valve seat formed in the valve housing on one side surface, A valve member for intermittently connecting between the inlet and the outlet;
With
The valve member is
A tubular portion into which the valve shaft is inserted with a radial clearance between the valve shaft, an extending portion extending in a radial direction from the tubular portion to the valve shaft, and one end of the tubular portion A valve frame having a mounting portion that is continuous with the cylindrical portion or the extending portion, has the other end closed in a bag shape, and houses the tip of the valve shaft inside;
A seal member attached to the extension portion and capable of contacting the valve seat;
Formed by
The part accommodated in the mounting portion of the valve shaft is provided with a through hole in a direction perpendicular to the axis, and a rotatable sphere is disposed in the through hole.
The attachment portion is a fluid control valve fixed to the sphere by caulking.
前記弁軸において前記貫通孔が形成された部位は、前記筒状部内に挿入された部位に比べて小径に形成され、前記球体は前記貫通孔の両端部から突出している請求項1記載の流体制御弁。   2. The fluid according to claim 1, wherein a portion of the valve shaft in which the through hole is formed is formed with a smaller diameter than a portion inserted into the cylindrical portion, and the sphere protrudes from both end portions of the through hole. Control valve. 前記弁軸において前記貫通孔が形成された部位は、外周面において対向する一対の平坦面を有する二面幅形状に形成され、前記貫通孔の両端部は、対向した前記平坦面に直交するようにそれぞれ開口する請求項2記載の流体制御弁。   The portion of the valve shaft where the through hole is formed is formed in a two-sided width shape having a pair of flat surfaces facing each other on the outer peripheral surface, and both end portions of the through hole are orthogonal to the facing flat surface. The fluid control valve according to claim 2, wherein each of the fluid control valves is opened. 前記弁軸の外周面と前記筒状部の内周面との間には、リング状のシール部材が介装されている請求項1乃至3のうちのいずれか一項に記載の流体制御弁。   The fluid control valve according to any one of claims 1 to 3, wherein a ring-shaped seal member is interposed between an outer peripheral surface of the valve shaft and an inner peripheral surface of the tubular portion. .
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