JP2016080001A - 弁装置 - Google Patents

弁装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2016080001A
JP2016080001A JP2014208788A JP2014208788A JP2016080001A JP 2016080001 A JP2016080001 A JP 2016080001A JP 2014208788 A JP2014208788 A JP 2014208788A JP 2014208788 A JP2014208788 A JP 2014208788A JP 2016080001 A JP2016080001 A JP 2016080001A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
sleeve
hole
path
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014208788A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6490382B2 (ja
Inventor
昭夫 中村
Akio Nakamura
昭夫 中村
鈴木 琢也
Takuya Suzuki
琢也 鈴木
秀介 稲木
Shusuke Inagi
秀介 稲木
顕 山下
Akira Yamashita
顕 山下
政彰 近藤
Masaaki Kondo
政彰 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp, Toyota Motor Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2014208788A priority Critical patent/JP6490382B2/ja
Priority to US14/878,580 priority patent/US9929417B2/en
Priority to KR1020150141712A priority patent/KR102342755B1/ko
Priority to CN201510648333.XA priority patent/CN105508875B/zh
Priority to EP15189054.8A priority patent/EP3006798B1/en
Priority to CA2908256A priority patent/CA2908256C/en
Publication of JP2016080001A publication Critical patent/JP2016080001A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6490382B2 publication Critical patent/JP6490382B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04104Regulation of differential pressures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00Check valves
    • F16K15/02Check valves with guided rigid valve members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00Check valves
    • F16K15/02Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/025Check valves with guided rigid valve members the valve being loaded by a spring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/0209Check valves or pivoted valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/029Electromagnetically actuated valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644One-way valve
    • F16K31/0655Lift valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0686Braking, pressure equilibration, shock absorbing
    • F16K31/0693Pressure equilibration of the armature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K39/00Devices for relieving the pressure on the sealing faces
    • F16K39/02Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves
    • F16K39/024Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves using an auxiliary valve on the main valve
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Valve Housings (AREA)
  • Check Valves (AREA)

Abstract

【課題】電磁弁のスリーブとボディとの間に配置されるシール部材の負担を軽減するとともに、電磁弁の構成部品の損傷を防止することのできる弁装置を提供する。【解決手段】弁装置はボディ11と、ボディ11の収容穴23に収容される電磁弁12と、ボディ11に固定された継ぎ手部材110とを備える。電磁弁12は導入路66及び導出路68を内部に有し、収容穴23に嵌合された筒状のスリーブ41と、導入路66及び導出路68を開閉する弁体等を有する。スリーブ41の外壁と収容穴の内壁との間には、Uシール57が配置されている。ボディ11には、スリーブ41の導出路68の下流であって、ボディ11の外面に開口する取着穴80を備える。ボディ11の取着穴80には、逆流緩和弁122を有する継ぎ手部材110が固定されている。【選択図】図1

Description

本発明は、弁装置に関する。
燃料電池車には、ガスタンクから燃料電池への水素ガスの供給及び停止を制御するための弁装置が搭載されている。このような弁装置としては、特許文献1に記載の弁装置がある。特許文献1に記載の弁装置は、ガスタンクに連通される供給路を有するボディと、ボディ内に収容される電磁弁とを備えている。電磁弁は、ボディの供給路に通じる流路を内部に有する筒状のスリーブと、スリーブ内の流路を開閉する開閉部と、開閉部を開閉駆動させる駆動部とを有している。スリーブにおける流路の下流側の開口部はボディの内部に位置している。ボディの内部には、スリーブの開口部からボディの外面に貫通する送出路が形成されている。すなわち、ガスタンク内に充填された高圧水素ガスはボディの供給路を介して電磁弁に導入される。そして、電磁弁の開閉部を通過したガスは、スリーブの流路及びボディの送出路を介してボディの外面開口部から送出され、燃料電池に供給される。また、スリーブの外壁とボディの内壁との間にはシール部材が配置されている。このシール部材は、供給路内のガスが電磁弁のスリーブとボディとの間の隙間を介して送出路へと流入するのを抑制する。
特開2011−89569号公報
特許文献1に記載の弁装置では、通常、ボディの供給路内のガス圧の方が送出路内のガス圧よりも高いため、その状態に応じた圧力(正圧)がシール部材に加わる。しかしながら、送出路内のガス圧の変動によっては、正圧と異なる圧力がシール部材に加わる場合もある。正圧と異なる圧力としては、例えば送出路内のガス圧の方が供給路内のガス圧よりも高くなることにより生じる圧力(逆圧)がある。このような逆圧がシール部材に付与されると、シール部材に大きな負荷が加わる。これがシール部材の寿命の低下を招く要因となるとともに、電磁弁の構成部品の損傷に繋がる虞がある。
本発明の目的は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電磁弁のスリーブとボディとの間に配置されるシール部材の負担を軽減するとともに、電磁弁の構成部品の損傷を防止することのできる弁装置を提供することにある。
上記問題点を解決するために、本発明の弁装置は、ガス流路及び前記ガス流路に連通する収容穴を有するボディと、前記収容穴に収容される電磁弁と、前記ボディに固定された継ぎ手部材と、を備え、前記電磁弁は、前記ガス流路に通じる流路を内部に有し、前記収容穴に嵌合された筒状のスリーブと、前記流路を開閉する開閉部と、前記開閉部を開閉駆動する駆動部と、を有し、前記スリーブの外壁と前記収容穴の内壁との間にはシール部材が配置され、前記ボディには、前記スリーブの流路の下流であって、前記ボディの外面に開口する継手接続開口を備え、前記継ぎ手部材は、前記継手接続開口に対して、取付固定されるとともに、前記スリーブの流路に接続される導通路を備え、前記継ぎ手部材には、前記導通路におけるガスの前記スリーブ側への移動を緩和する逆流緩和弁を備えるものである。
この構成によれば、継ぎ手部材の導通路に逆圧がかかると、継ぎ手部材の逆流緩和弁が、導通路におけるガスの前記スリーブ側への移動を緩和する。この結果、スリーブの外壁と前記収容穴の内壁との間に設けられたシール部材及び電磁弁の構成部材には前記逆圧が印加されることが抑制される。
本発明によれば、電磁弁のスリーブとボディとの間に配置されるシール部材の負担を軽減するとともに、電磁弁の構成部品の損傷を防止することができる効果を奏する。
本発明の一実施形態の弁装置の平面構造を示す一部破断図。 電磁弁近傍の断面図。 継ぎ手部材の断面図。 電磁弁を軸方向他端側から見た端面図。 Uシールの断面図。
以下、本発明を具体化した一実施形態の弁装置を図1〜図4を参照して説明する。
図1に示す弁装置10は、ガスタンク20に取り付けられ、車両に搭載された燃料電池30に供給する水素ガスを制御するものである。なお、ガスタンク20内には、高圧(例えば、70MPa程度)の水素ガスが貯留されている。
同図に示すように、弁装置10は、ボディ11と、ボディ11に組み付けられる弁機構としての電磁弁12と、電磁弁12の一部を覆うカバー13、及びボディ11に取付けられる継ぎ手部材110とを備えている。そして、電磁弁12は、カバー13がボルトとしてのインローボルト14によってボディ11に締結されることで該ボディ11に組み付けられている。なお、ボディ11には、電磁弁12、継ぎ手部材110以外にもマニュアル弁等の各種弁機構や前記継ぎ手部材110以外の他の継手等が組み付けられるが、説明の便宜上、これらの図示は省略して電磁弁12及び継ぎ手部材110を図示している。
(ボディ11)
先ず、ボディ11の構成について説明する。
ボディ11は、偏平な四角箱状に形成されており、紙面に現れている面を上面とすると、その下面には、ガスタンク20の取付口(図示略)に挿入される円柱状の取付部21が形成されている。なお、本実施形態のボディ11は、鍛造したアルミ合金等の金属材料により構成されている。ボディ11には、ガスタンク20に取り付けられた状態で該ガスタンク20の内外を連通するガス流路22、及びガス流路22に連通する収容穴23が形成されている。
図1に示すようにガス流路22は、取付部21を通ってガスタンク20内に接続される接続路31と、接続路31に連通して収容穴23の内周面に開口する供給路32と、収容穴23の底面(最奥部)及びボディ11の側面に両端が開口する送出路33とを含む。送出路33は、供給先である燃料電池30に対して減圧弁40を介して接続されている。
収容穴23は、段付きの丸穴状に形成されており、ボディ11の側面に開口する外穴部34と、外穴部34の底面に開口する大穴部35と、大穴部35の底面に開口する中穴部36と、中穴部36の底面に開口する小穴部37とを備えている。外穴部34、大穴部35、中穴部36及び小穴部37は、この順で内径が小さくなるように形成されており、互いに同軸上に設けられている。外穴部34の内周面には、その軸方向(図1中、上下方向)に延びる拡張溝38が形成されている。そして、拡張溝38の側面からは、ガスタンク20内に配置される温度センサ等(図示略)の接続配線39が引き出されている。また、大穴部35の内周面には供給路32の一端が開口する。また、小穴部37の底面には送出路33の一端が開口されている。
(電磁弁12)
次に、電磁弁12の構成について説明する。
図2に示すように、電磁弁12は、スリーブ41と、可動鉄心42と、固定鉄心43と、ソレノイド44と、ソレノイド44を覆うケース45とを備えている。なお、以下の説明では、収容穴23の奥側(小穴部37側)を軸方向一端側とし、その反対側を軸方向他端側とする。
図2に示すようにスリーブ41は、有底円筒状の筒状部51と筒状部51と一体に形成された底部52とを備えている。前記筒状部51は、その軸方向全体に亘って外径及び内径が略一定に形成されている。底部52は、軸方向一端側に向かって段々に外径が小さくなる段付き形状であって、大径部53と、中径部54と、小径部55とを有している。大径部53の外径は上記大穴部35の内径と略等しく設定され、中径部54の外径は中穴部36の内径と略等しく設定され、小径部55の外径は小穴部37の内径と略等しく設定されている。そして、スリーブ41は、小径部55、中径部54、及び大径部53が小穴部37、中穴部36、大穴部35にそれぞれ嵌合して収容穴23内に収容されている。
大径部53と大穴部35との間には、バックアップリング56aとともにOリング56bが介在されている。また、図5に示すように小径部55と中穴部36との間には、シール部材としてのUシール57が介在されている。前記シール部材により、弁装置10の気密性が確保されている。前記シール部材としてのUシール57は、スリーブ41の外壁と、収容穴23(小穴部37)の内壁との間をシールするものである。
大径部53の外周面には、周方向に延びる円環状の連通溝61が形成されている。連通溝61は、大穴部35の内周面における供給路32の開口位置32aと対向する位置に設けられている。連通溝61における軸方向一端側には、円環状の溝形成部材62が圧入により固定され、軸方向他端側には、連通溝61よりも径方向の深さが浅い浅溝63が周方向に連続して形成されている。そして、連通溝61の外周には、浅溝63と溝形成部材62との間にシール材64を介して挟み込まれた金網状のフィルタ65が設けられている。また、底部52には、連通溝61と筒状部51内(弁室)とを連通する導入路66が形成されている。導入路66は、スリーブ41の軸方向に沿って延びる直線状に形成されており、底部52の中心からずれた位置に設けられている。
底部52には、筒状部51内と送出路33とを連通する導出路68が形成されている。導出路68は、スリーブ41の軸方向に沿って延びる直線状に形成されており、底部52の中心に形成されている。また、導入路66の軸方向他端側(筒状部51側)の開口端には、円環状の弁座69が固定されている。導入路66及び導出路68は、電磁弁12の内部に設けられて、ガス流路22に通じる流路に相当する。
可動鉄心42は、その外径がスリーブ41の筒状部51の内径と略等しくなるように円柱状に形成されて、筒状部51内に軸方向移動可能に収容されている。可動鉄心42には、前記弁座69に接離することにより前記導出路68を開閉する弁体71が該可動鉄心42と一体で軸方向移動可能に設けられている。なお、本実施形態の可動鉄心42には、その軸方向移動に伴って弁体71が弁座69から離座する前に、筒状部51内と導出路68との間で微量の水素ガスの流通を可能とする周知のパイロット弁機構が組み込まれている。弁体71は、開閉部に相当する。
図2に示すように、固定鉄心43は、段付きの円柱状に形成されており、基部72と、基部72の軸方向一端側に延出された圧入部73と、基部72の軸方向他端部から径方向外側に延出されたフランジ部74とを有している。圧入部73の外径は、スリーブ41の筒状部51の内径と略等しく設定され、基部72の外径は、筒状部51の外径と略等しく設定されている。フランジ部74には、その外周側及び軸方向他端側に開口する複数(本実施形態では、3つ)の位置決め溝75が周方向に等角度間隔を空けて形成されている。そして、固定鉄心43は、圧入部73が筒状部51内に圧入されることにより、スリーブ41に固定されている。圧入部73と筒状部51との間には、Oリング76が介在されている。図2に示すように、圧入部73と可動鉄心42との間にはコイルバネ70が介在されて、前記可動鉄心42は、コイルバネ70により軸方向一端側に付勢されている。
ソレノイド44は、円筒状のボビン81と、ボビン81の外周に設けられるコイル82と、円環状のヨーク83とを備えている。ボビン81の内径は、スリーブ41の筒状部51及び固定鉄心43の基部72の外径と略等しく設定されている。また、ボビン81(ソレノイド44)の軸方向に沿った長さは、上記外穴部34の深さ(軸方向に沿った長さ)よりも長く設定されている。また、ボビン81の軸方向両側には、径方向外側に延出されるフランジ部84a,84bが形成されている。フランジ部84a,84bの外径は、固定鉄心43のフランジ部74の外径と略等しく形成されている。軸方向他端側のフランジ部84bからは、コイル82から延びる接続配線85が引き出されたターミナル部86が径方向に突出して設けられている。そして、ボビン81は、スリーブ41の筒状部51及び固定鉄心43の基部72の外周に跨って嵌合されている。ヨーク83の内径は、筒状部51の外径と略等しく設定され、ヨーク83の外径は、フランジ部84a,84bの外径よりも僅かに小さく設定されている。そして、ヨーク83は、軸方向一端側のフランジ部84aに隣接して筒状部51の外周に嵌合されている。
ケース45は、その軸方向全体に亘って外径及び内径が略一定となるように有底円筒状に形成されている。ケース45の内径は、ボビン81のフランジ部84a,84bの外径と略等しく設定され、ケース45の外径は、上記外穴部34の内径よりも小さく設定されている。ケース45の底部には、筒状部51の外径と略等しい内径を有する貫通孔87が形成されている。図2、図4に示すようにケース45の開口端には、軸方向に延出された複数(本実施形態では、3つ)の爪部88が周方向に等角度間隔を空けて形成されている。また、ケース45の開口端には、1つの切欠き89が隣り合う爪部88間の中央に形成されている。そして、ケース45は、ターミナル部86が切欠き89から突出した状態でソレノイド44の外周に嵌合しており、爪部88が途中で折り曲げられて上記固定鉄心43の位置決め溝75にそれぞれ係止している。
そして、前記電磁弁12は、固定鉄心43、ソレノイド44及びケース45の軸方向他端部が収容穴23から突出した状態で、接続配線85(ターミナル部86)の周方向位置が供給路32の開口位置32aと略一致するようにボディ11に組み付けられている。前記ソレノイド44は、駆動部に相当する。
(カバー13)
次に、カバー13の構成について説明する。
図2に示すように、カバー13は、鍛造したアルミ合金等の金属材料により略カップ状に形成されている。カバー13には、軸方向一端側(収容穴23側)に開口する丸孔状の凹部91が形成されている。凹部91の内径は、上記外穴部34の内径と略等しく設定され、凹部91の深さは、電磁弁12の収容穴23から突出した部分の軸方向に沿った長さと略等しく設定されている。凹部91の内周面には、その軸方向に延びて軸方向一端側に開口する拡張溝92が、外穴部34の拡張溝38と対向する位置に形成されている。拡張溝92の底面には、径方向に貫通した引出孔93が形成されている。そして、引出孔93からは、その内周にグロメット94を介在させた状態で、ソレノイド44の接続配線85、及び上記センサの接続配線39が外部に引き出されている。
カバー13における凹部91の周囲には、軸方向に貫通した複数の挿通孔95が周方向に等角度間隔を空けて形成されている。一方、ボディ11における収容穴23の周囲には、複数のネジ穴96が挿通孔95と対向する位置に形成されている。そして、カバー13は、挿通孔95に遊嵌状態で挿通されたインローボルト14がネジ穴96に螺着されることによりボディ11に締結されている。なお、カバー13とボディ11との間には、円環状のガスケット97が挟み込まれている。
インローボルト14は、頭部101と、頭部101から軸方向一端側に延出された円柱状のインロー部102と、インロー部102から軸方向一端側に延出されたネジ部103とを有している。そして、インローボルト14は、インロー部102が挿通孔95内に配置された状態で、ネジ部103がネジ穴96に螺着されている。頭部101、インロー部102及びネジ部103は、この順で外径が小さくなるように形成されている。インロー部102の外径は、挿通孔95の内径よりもやや小さく設定されており、インロー部102は、挿通孔95内に遊嵌状態で配置されている。具体的には、インロー部102の外径は、インロー部102と挿通孔95との間の軸方向と直交する直交方向の隙間S1が、カバー13の凹部91と電磁弁12(ケース45)との間の直交方向の隙間S2よりも小さくなるように設定されている。
前記電磁弁12は、コイル82が消磁している状態では、コイルバネ70の付勢力及び水素ガスの圧力により可動鉄心42が弁座69側に付勢され、弁体71が弁座69に着座することで、導出路68が閉じた状態となる。この状態では、供給路32から供給される水素ガスは、連通溝61を介して筒状部51までは到達するが、送出路33には供給されない。一方、コイル82が励磁されると、可動鉄心42が固定鉄心43に吸引され、コイルバネ70の付勢力に抗して弁座69と反対側に移動し、弁体71が弁座69から離座することで、導出路68が開いた状態となる。この状態では、供給路32から供給される水素ガスは、連通溝61及び導入路66を介して筒状部51内に到達した後、導出路68を介して送出路33に供給され、燃料電池30に供給される。
(継ぎ手部材110)
図1、図2に示すように、ボディ11の外面には送出路33と同軸に配置されて、該送出路33に連通する取着穴80が形成されている。取着穴80の内径は、送出路33よりも大径に形成されていて、その内周面には雌ネジ80aが形成されている。取着穴80は継手接続開口に相当する。
図3に示すように継ぎ手部材110は、把持部112と、把持部112からボディ11の軸方向一端に向けて延出された略円筒状のボディ側連結部114と、把持部112からボディ側連結部114とは反対側に延出された略円柱状の配管側連結部116とを有する。前記把持部112は、外周面の一部が面取りされ、軸直交断面が略六角形となるように形成されて、工具等により把持可能である。
また、継ぎ手部材110は、ボディ側連結部114の外周面に形成された雄ネジ115が取着穴80の雌ネジ80aに螺合されることにより、ボディ11に対して着脱自在に取付け固定されている。配管側連結部116の外周面には、雄ネジ117が形成されており、減圧弁40に連結された図示しない送出配管の一端が螺着されている。継ぎ手部材110において、ボディ側連結部114及び把持部112の一部、並びに把持部112の残りの一部と配管側連結部116には、弁収納孔118及び導通路121が同軸上に貫通形成されている。弁収納孔118は、導通路121よりも大径に形成されている。ボディ側連結部114の雄ネジ115が取着穴80の雌ネジ80aに螺合されて、継ぎ手部材110がボディ11に取り付けられた状態では、導通路121はボディ11の送出路33と同軸上に配置される。
弁収納孔118は、ボディ側連結部114の端面に形成される大径の拡径部119と、拡径部119に隣接して設けられた小径の弁収容部120とを有する。拡径部119は弁座取付部に相当する。弁収容部120は、逆流緩和弁122が収容される弁室として機能する。また、弁収容部120の内周面はアルマイト処理が施されている。
逆流緩和弁122は、拡径部119に圧入固定された弁座(シート)123と、弁収容部120内を弁座123に接離する方向に移動して弁座123の弁口124を開閉する弁体125と、弁体125を弁座123側に付勢するコイルバネ126とを備えている。本実施形態では、弁体125は、ポペットである。コイルバネ126は、付勢部材に相当する。前記弁座123は、ポリイミド樹脂等の硬質樹脂により形成されている。本実施形態では、ポリイミド樹脂として例えば、ベスペル(登録商標:デュポン社製)が用いられている。
図3に示すように、弁体125は、ステンレス鋼により形成された略円筒状の部材であり、弁座123側から順に、閉塞部127、小径筒部128、大径筒部129、及び支持部130に区分される。閉塞部127は、弁体125の弁座123側の端部を閉塞し、外周面がテーパ状に形成されている。小径筒部128は、外径が弁収容部120の内径よりも小径に形成され、径方向に形成された複数の横孔131によって内外が連通されている。大径筒部129は、弁収容部120内周面に案内されて摺動する部分であり、外径が弁収容部120の内径と略等しくなるように形成される。支持部130は、外径が大径筒部129よりも小さくなるように形成されている。
コイルバネ126は、弁座123側の一端が弁体125の支持部130に装着され、圧縮された状態で、弁体125とともに弁収容部120に収容される。これにより、弁体125は、コイルバネ126によって弁座123側に付勢される。
なお、本実施形態でのコイルバネ126のバネ定数は、弁体125の閉弁時に逆流を完全に阻止する程度にする必要はなく、大流量の逆流を防ぐ程度のものに設定されている。上記のようにコイルバネ126のバネ定数が設定されている理由は下記の通りである。
コイルバネ126のばね定数を大きくして、閉弁時に弁体125により完全に逆流を防止する場合、反対の開弁時の流通時にはコイルバネが強すぎることから、弁体125の開弁量が低下してしまう問題がある。このため、開弁時のガスの流通時に、必要な弁体125の開弁量を確保するため、上記のようにコイルバネ126のバネ定数は、閉弁時に逆流を完全に阻止する程度に設定していないのである。この結果、本実施形態では、弁体125は閉弁時においても、完全に閉弁していない状態となり、わずかに逆流を許容するものとなっている。
また、コイルバネ126に付勢された弁体125は、閉塞部127に形成されたテーパ状の先端が弁口124内に挿入されて弁座123に着座することにより弁口124を閉塞する。
弁座123は、拡径部119に嵌合した状態で、ボディ11と、ボディ11に取り付けられた継ぎ手部材110との間に挟み込まれることで、継ぎ手部材110に圧入固定されている。そして、ボディ11と継ぎ手部材110との間に弁座123を挟み込むにより、ボディ11外面、すなわち、送出路33の開口周縁の外面と弁座123とが密着するとともに、弁座123と継ぎ手部材110とが密着されている。その結果、ボディ11と継ぎ手部材110との間は、弁座123により気密に封止された状態になり、シール性を上げている。
前記逆流緩和弁122は、電磁弁12はソレノイド44(コイル82)の消磁により閉弁しているため、送出路33からはガスが送出されず、弁体125は導通路121内の水素ガスの圧力及びコイルバネ126の付勢力により弁座123側に付勢されて弁座123に着座する。これにより、弁座123の弁口124が閉じられ、減圧弁40から水素ガスが逆流することを防止する。一方、電磁弁12は、ソレノイド44(コイル82)の励磁により開弁すると、逆流緩和弁122は、送出路33から供給される水素ガスの圧力によって、弁体125が弁座123から離座することにより弁口124を開く。これにより、弁口124を通過した水素ガスが、弁収納孔118内に流入し、横孔131から弁体125内を通り、導通路121を介して減圧弁40側へ送出される。
(実施形態の作用)
次に本実施形態の作用を説明する。
上記のような弁装置10において、燃料電池30及び減圧弁40の使い方によっては、継ぎ手部材110よりも下流側のガス圧が、電磁弁12側から送出されるガスの圧力よりも高くなる場合がある。この場合、継ぎ手部材110の導通路121に逆圧がかかると、弁体125(逆流緩和弁122)が、導通路121におけるガスのスリーブ41側への移動を緩和する。このため、スリーブ41の外壁と収容穴23の内壁との間に設けられたUシール57及び電磁弁12の構成部材には前記逆圧が印加されることが抑制される。
本実施形態では、下記の特徴を有する。
(1)本実施形態の弁装置10は、ガス流路22及びガス流路22に連通する収容穴23を有するボディ11と、収容穴23に収容される電磁弁12と、ボディ11に固定された継ぎ手部材110とを備えている。また、電磁弁12は、ガス流路22に通じる導入路66及び導出路68(流路)を内部に有し、収容穴23に嵌合された筒状のスリーブ41と、導入路66及び導出路68を開閉する弁体71(開閉部)と、弁体71を開閉駆動するソレノイド44(駆動部)とを有する。また、スリーブ41の外壁と前記収容穴の内壁との間には、Uシール57(シール部材)が配置されている。また、ボディ11には、スリーブ41の導出路68(流路)の下流であって、ボディ11の外面に開口する取着穴80(継手接続開口)を備えている。また、継ぎ手部材110は、取着穴80に対して、取付固定されるとともに、スリーブ41の送出路33(流路)に接続される導通路121を備えている。さらに、継ぎ手部材110には、導通路121におけるガスのスリーブ41側への移動を緩和する逆流緩和弁122を備えている。この結果、本実施形態によれば、電磁弁のスリーブとボディとの間に配置されるシール部材の負担を軽減するとともに、電磁弁の構成部品の損傷を防止することができる。
なお、継ぎ手部材110に逆流緩和弁122を設ける代わりに、ボディ11に逆流緩和弁122を設けることが考えられる。この場合は、送出路33、逆流緩和弁122の弁収容部120、及び拡径部119に相当する構成をボディ11にドリルで穿孔することになる。しかし、この場合は、穿孔の深さが深くなるため、穿孔の加工精度、及び弁体125、弁座123、コイルバネ126の組付け精度も難しくなる問題がある。
本実施形態では、継ぎ手部材110に弁収容部120及び拡径部119の穿孔加工の深さは、継ぎ手部材110に設ける場合と異なり短くて済むため、穿孔の加工精度、及び弁体125、弁座123、コイルバネ126の組付け精度が悪くなることはない。また、導通路121のみを有して、弁収容部120及び拡径部119を備えていない従来の継ぎ手部材に対して、弁収容部120及び拡径部119の穿孔加工を行うだけでよくなる。
(2)また、逆流緩和弁122は、継ぎ手部材110の導通路121の上流側に設けられた弁収納孔の拡径部119(弁座取付部)に設けられるとともにボディ11に当接する弁座123と、弁収納孔118内に収納されて、弁座123を開閉する弁体125を有する。また、逆流緩和弁122は、弁体125を上流側に向かって付勢し、下流側に逆圧があったときに弁体125を閉弁動作させるコイルバネ126(付勢部材)を備える。
この構成によれば、弁座123が、ボディ11に当接することにより、すなわち、ボディ11と継ぎ手部材110との間に弁座123を挟み込むにより、ボディ11外面と弁座123とが密着するとともに、弁座123と継ぎ手部材110とが密着されている。その結果、ボディ11と継ぎ手部材110との間は、弁座123により気密に封止された状態にすることができる。このため、弁座123により、ボディ11と継ぎ手部材110との間をシールすることができるため、新たなシール部材を、ボディ11と継ぎ手部材110との間に介在させる必要がなく、シール手段としての部品点数を少なくできる。
(3)また、本実施形態では、逆流緩和弁122に付勢力を付与するコイルバネ126のバネ定数は、大流量の逆流を防ぐ程度のものに設定されている。この結果、開弁時のガスの流通時には、必要な弁体125の開弁量を確保できる。
なお、本発明の実施形態は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように変更しても良い。
・前記実施形態では、小径部55と小穴部37との間には、シール部材としてのUシール57を介在させたが、バックアップリングとともにシール部材としてのOリングを介在させてもよい。
・前記実施形態では、大径部53と大穴部35との間には、バックアップリング56aとともにOリング56bが介在したが、Uシールを介在させてもよい。
・また、Uシールを使用する場合は、図5に示すようにUシール57が有するリップ間の溝57a内に、無端状(すなわち、リング状)の板ばね58及び変形防止リング59を嵌入させてもよい。
・前記逆流緩和弁122は、ポペット式の逆流緩和弁に限定するものではなく、他の形式の逆流緩和弁であってもよい。
(付記)
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想について追記する。
(イ)請求項1において、逆流緩和弁は、前記継ぎ手部材の前記導通路の上流側に設けられた弁収納孔の弁座取付部に設けられるとともに前記ボディに対して当接する弁座と、前記弁収納孔内に収納されて、前記弁座を開閉する弁体と、前記弁体を上流側に向かって付勢し、下流側に逆圧があったときに前記弁体を閉弁動作させる付勢部材と、を備える。
この構成によれば、弁座により、ボディと継ぎ手部材との間をシールすることができるため、新たなシール部材を、ボディと継ぎ手部材との間に介在させる必要がなく、シール手段としての部品点数を少なくできる。
10…弁装置、11…ボディ、12…電磁弁、13…カバー、22…ガス流路、
23…収容穴、30…燃料電池、40…減圧弁、41…スリーブ、42…可動鉄心、
43…固定鉄心、44…ソレノイド(駆動部)、56a…バックアップリング、
56b…Oリング、57…Uシール(シール部材)、71…弁体71(開閉部)、
80…取着穴(継手接続開口)、110…継ぎ手部材、112…把持部、
114…ボディ側連結部、121…導通路、122…逆流緩和弁、123…弁座、
126…コイルバネ(付勢部材)。

Claims (1)

  1. ガス流路及び前記ガス流路に連通する収容穴を有するボディと、
    前記収容穴に収容される電磁弁と、前記ボディに固定された継ぎ手部材と、を備え、
    前記電磁弁は、
    前記ガス流路に通じる流路を内部に有し、前記収容穴に嵌合された筒状のスリーブと、前記流路を開閉する開閉部と、前記開閉部を開閉駆動する駆動部と、を有し、
    前記スリーブの外壁と前記収容穴の内壁との間にはシール部材が配置され、
    前記ボディには、前記スリーブの流路の下流であって、前記ボディの外面に開口する継手接続開口を備え、
    前記継ぎ手部材は、前記継手接続開口に対して、取付固定されるとともに、前記スリーブの流路に接続される導通路を備え、
    前記継ぎ手部材には、前記導通路におけるガスの前記スリーブ側への移動を緩和する逆流緩和弁を備える弁装置。
JP2014208788A 2014-10-10 2014-10-10 弁装置 Active JP6490382B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014208788A JP6490382B2 (ja) 2014-10-10 2014-10-10 弁装置
US14/878,580 US9929417B2 (en) 2014-10-10 2015-10-08 Valve device
KR1020150141712A KR102342755B1 (ko) 2014-10-10 2015-10-08 밸브 장치
CN201510648333.XA CN105508875B (zh) 2014-10-10 2015-10-09 阀装置
EP15189054.8A EP3006798B1 (en) 2014-10-10 2015-10-09 Valve device
CA2908256A CA2908256C (en) 2014-10-10 2015-10-09 Valve device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014208788A JP6490382B2 (ja) 2014-10-10 2014-10-10 弁装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016080001A true JP2016080001A (ja) 2016-05-16
JP6490382B2 JP6490382B2 (ja) 2019-03-27

Family

ID=54330594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014208788A Active JP6490382B2 (ja) 2014-10-10 2014-10-10 弁装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9929417B2 (ja)
EP (1) EP3006798B1 (ja)
JP (1) JP6490382B2 (ja)
KR (1) KR102342755B1 (ja)
CN (1) CN105508875B (ja)
CA (1) CA2908256C (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018135914A (ja) * 2017-02-20 2018-08-30 株式会社Soken 弁装置
JP2019087476A (ja) * 2017-11-09 2019-06-06 株式会社Soken 弁装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6373713B2 (ja) * 2014-10-08 2018-08-15 株式会社ジェイテクト 弁装置
US9989165B1 (en) * 2015-03-04 2018-06-05 Edmund F. Kelly Dual mode flow control valve
EP3557103B1 (en) * 2018-04-19 2020-11-25 Hamilton Sundstrand Corporation Flapper servo valve nozzle housing
JP7266415B2 (ja) * 2019-01-31 2023-04-28 川崎重工業株式会社 ガス用電磁弁
JP7175208B2 (ja) * 2019-01-31 2022-11-18 川崎重工業株式会社 ガス用電磁弁
WO2021240303A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 Omb Saleri S.P.A. A valve for a fuel cell motor vehicle system
CN112151836B (zh) * 2020-08-31 2021-08-17 湖北德普电气股份有限公司 一种电堆装配活化验收一体式氢燃料电池测试平台
KR102539082B1 (ko) * 2021-09-06 2023-06-01 주식회사 현대케피코 밸브 장치 및 이를 포함하는 수소 공급 장치
KR102589930B1 (ko) * 2021-11-08 2023-10-17 주식회사 현대케피코 밸브 장치 및 이를 포함하는 수소 공급 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4838425U (ja) * 1971-09-10 1973-05-12
JP2011089569A (ja) * 2009-10-21 2011-05-06 Toyooki Kogyo Kk 電磁弁
WO2013183871A1 (ko) * 2012-06-04 2013-12-12 영도산업 주식회사 유체 제어용 밸브 어셈블리
JP2015169331A (ja) * 2014-03-11 2015-09-28 大豊工業株式会社 管継手

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3565100A (en) 1968-12-23 1971-02-23 Mec O Matic Inc Reversible self-cleaning cartridge valve
DE20210540U1 (de) 2002-07-08 2003-11-13 Ellinger Frank Einwegiges Kraftstoffüberdruck- und Rückschlagventil
US7290562B2 (en) * 2003-03-20 2007-11-06 Bosch Rexroth Ag Non-return valve
JP2006170184A (ja) 2004-11-16 2006-06-29 Denso Corp 高圧燃料ポンプ
JP5174669B2 (ja) * 2005-09-12 2013-04-03 テスコム・コーポレーション タンクマニホールド組立体
KR101438967B1 (ko) * 2012-12-26 2014-09-11 현대자동차주식회사 Lpg봄베 밸브장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4838425U (ja) * 1971-09-10 1973-05-12
JP2011089569A (ja) * 2009-10-21 2011-05-06 Toyooki Kogyo Kk 電磁弁
WO2013183871A1 (ko) * 2012-06-04 2013-12-12 영도산업 주식회사 유체 제어용 밸브 어셈블리
JP2015523509A (ja) * 2012-06-04 2015-08-13 ヨンド・アイエヌデー・カンパニー・リミテッド 流体制御用バルブアセンブリ
JP2015169331A (ja) * 2014-03-11 2015-09-28 大豊工業株式会社 管継手

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018135914A (ja) * 2017-02-20 2018-08-30 株式会社Soken 弁装置
DE102018103227A1 (de) 2017-02-20 2018-09-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ventileinheit
DE102018103227B4 (de) 2017-02-20 2019-06-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ventileinheit
US10629920B2 (en) 2017-02-20 2020-04-21 Soken, Inc. Valve unit
JP2019087476A (ja) * 2017-11-09 2019-06-06 株式会社Soken 弁装置
JP7028610B2 (ja) 2017-11-09 2022-03-02 株式会社Soken 弁装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160042792A (ko) 2016-04-20
US20160104903A1 (en) 2016-04-14
US9929417B2 (en) 2018-03-27
CN105508875B (zh) 2020-04-24
JP6490382B2 (ja) 2019-03-27
EP3006798B1 (en) 2019-04-10
CN105508875A (zh) 2016-04-20
CA2908256C (en) 2022-08-02
CA2908256A1 (en) 2016-04-10
EP3006798A1 (en) 2016-04-13
KR102342755B1 (ko) 2021-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6490382B2 (ja) 弁装置
JP6373713B2 (ja) 弁装置
US9046189B2 (en) Electromagnetic valve
US7182311B2 (en) In-line solenoid valve
JP6230844B2 (ja) 弁装置
JP6331645B2 (ja) 弁装置
JP6305769B2 (ja) 弁装置
KR20160049987A (ko) 스로틀 밸브
US9163744B2 (en) Solenoid valve
JP5772350B2 (ja) 弁装置
JP2014105754A (ja) 高圧流体用電磁弁装置
JP2005172026A (ja) 流体制御器
JP2005227859A (ja) ガス用レギュレータ
JP2019158072A (ja) 電磁弁装置
JP2014169782A (ja) 高圧流体用弁装置
JP2006153099A (ja) ガス用遮断弁
KR102645573B1 (ko) 밸브 장치
JP6009186B2 (ja) 電磁弁
JP7084198B2 (ja) 弁装置
JP6267396B1 (ja) 管路接続部装着用の逆止弁
JP2008181393A (ja) 減圧弁
JP2008115965A (ja) 高圧流体用バルブ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170619

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180522

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181225

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190212

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190227

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6490382

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150