JP2021076154A

JP2021076154A - 弁装置

Info

Publication number: JP2021076154A
Application number: JP2019202330A
Authority: JP
Inventors: 準高崎; Jun Takasaki; 宏紀下戸; Hiroki Shimoto
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2021-05-20
Anticipated expiration: 2039-11-07
Also published as: DE102020127659A1; JP7337666B2; CN112780780A; CN112780780B

Abstract

【課題】弁装置において相対的に軟らかい当接面と相対的に硬い当接面とが当接するときに相対的に軟らかい当接面に引張応力が発生することを抑制することができる技術を提供する。
【解決手段】当接面６１の硬度が第１当接面１３の硬度よりも低く、内当接面６２の硬度が第２当接面３４の硬度よりも低くてもよい。外弁体４０の前記外当接面が弁座１０の前記第１当接面に当接するときに最初に当接する点である第１当接点における前記外当接面の曲率が、前記第１当接点における前記第１当接面の曲率よりも大きくてもよい。内弁体３０の前記第２当接面が前記外弁体の前記内当接面に当接するときに最初に当接する点である第２当接点における前記内当接面の曲率が、前記第２当接点における前記第２当接面の曲率よりも大きくてもよい。
【選択図】図１

Description

本明細書に開示する技術は、弁装置に関する。

特許文献１に弁装置が開示されている。特許文献１の弁装置は、主弁座と、主弁座に当接する主弁体と、主弁体を挟んで主弁座と反対側に配置されており主弁体に当接する副弁体とを備えている。特許文献１の主弁体は黄銅製（真鍮製）である。

特開２０１９−１３２３４７号公報

特許文献１の弁装置では、主弁体が主弁座に当接すると共に副弁体が主弁体に当接することによって主弁座と副弁体との間に主弁体が挟まれたときに、主弁体の内部に圧縮応力や引張応力が発生する。特に、主弁体の硬度が副弁体の硬度よりも低い場合には、主弁体のうち主弁座及び副弁体が当接する面において大きな圧縮応力や引張応力が発生することがある。

通常の物体は圧縮応力よりも引張応力に対して弱い傾向があるので、主弁体のうち主弁座及び副弁体が当接する面において大きな引張応力が発生すると、例えば主弁体が変形することや損傷すること等が考えられる。そこで、本明細書は、弁装置において相対的に軟らかい当接面と相対的に硬い当接面とが当接するときに相対的に軟らかい当接面に引張応力が発生することを抑制することができる技術を提供する。

本明細書に開示する弁装置は、流体が流出する第１流出口を備えている弁座と、前記弁座に当接して前記第１流出口を閉塞する弁体と、を備えていてもよい。前記弁座は、前記弁体側を向いている第１当接面を備えていてもよい。前記弁体は、流体が流出する第２流出口を備えている外弁体と、前記外弁体を挟んで前記弁座と反対側に配置されており前記外弁体に当接して前記第２流出口を閉塞する内弁体と、を備えていてもよい。前記内弁体は、前記外弁体側を向いている第２当接面を備えていてもよい。前記外弁体は、前記弁体が前記弁座に当接するときに前記弁座の前記第１当接面に当接する外当接面と、前記内弁体が前記外弁体に当接するときに前記内弁体の前記第２当接面に当接する内当接面と、を備えていてもよい。前記外当接面の硬度が前記第１当接面の硬度よりも低くてもよい。前記内当接面の硬度が前記第２当接面の硬度よりも低くてもよい。前記外弁体の前記外当接面が前記弁座の前記第１当接面に当接するときに最初に当接する点である第１当接点における前記外当接面の曲率が、前記第１当接点における前記第１当接面の曲率よりも大きくてもよい。前記内弁体の前記第２当接面が前記外弁体の前記内当接面に当接するときに最初に当接する点である第２当接点における前記内当接面の曲率が、前記第２当接点における前記第２当接面の曲率よりも大きくてもよい。

この構成によれば、相対的に硬い第１当接面の曲がり具合が相対的に軟らかい外当接面の曲がり具合よりも緩やかなので、軟らかい外当接面が硬い第１当接面に当接したときに、軟らかい外当接面に引張応力が発生することを抑制することができる。同様に、相対的に硬い第２当接面の曲がり具合が相対的に軟らかい内当接面の曲がり具合よりも緩やかなので、軟らかい内当接面が硬い第２当接面に当接したときに、軟らかい内当接面に引張応力が発生することを抑制することができる。

本明細書に開示する弁装置は、流体が流出する第１流出口を備えている弁座と、前記弁座に当接して前記第１流出口を閉塞する弁体と、を備えていてもよい。前記弁座は、前記弁体側を向いている第１当接面を備えていてもよい。前記弁体は、流体が流出する第２流出口を備えている外弁体と、前記外弁体を挟んで前記弁座と反対側に配置されており前記外弁体に当接して前記第２流出口を閉塞する内弁体と、を備えていてもよい。前記内弁体は、前記外弁体側を向いている第２当接面を備えていてもよい。前記外弁体は、前記弁体が前記弁座に当接するときに前記弁座の前記第１当接面に当接する外当接面と、前記内弁体が前記外弁体に当接するときに前記内弁体の前記第２当接面に当接する内当接面と、を備えていてもよい。前記第１当接面の硬度が前記外当接面の硬度よりも低くてもよい。前記第２当接面の硬度が前記内当接面の硬度よりも低くてもよい。前記外弁体の前記外当接面が前記弁座の前記第１当接面に当接するときに最初に当接する点である第１当接点における前記第１当接面の曲率が、前記第１当接点における前記外当接面の曲率よりも大きくてもよい。前記内弁体の前記第２当接面が前記外弁体の前記内当接面に当接するときに最初に当接する点である第２当接点における前記第２当接面の曲率が、前記第２当接点における前記内当接面の曲率よりも大きくてもよい。

この構成によれば、上記と同様に、相対的に軟らかい第１当接面及び第２当接面に引張応力が発生することを抑制することができる。

前記第１当接点における前記外当接面の法線である第１法線と、前記第２当接点における前記内当接面の法線である第２法線との交点が、前記外弁体の内部に位置していてもよい。

この構成によれば、弁座から外弁体に作用する力と、内弁体から外弁体に作用する力とが外弁体の内部に向けてバランス良く作用するので、外弁体の一部が局部的に変形することや損傷することを抑制することができる。

前記第１当接点から前記交点までの距離が、前記第２当接点から前記交点までの距離と等しくてもよい。

この構成によれば、外弁体に力がバランス良く作用するので外弁体の一部が局部的に変形することや損傷することを抑制することができる。

前記第１当接点と前記第２当接点とを結んだ直線が、前記交点よりも前記第１流出口側に位置していてもよい。

この構成によれば、外弁体が変形することを抑制することができる。

前記第１当接点と前記第２当接点とを結んだ直線が、前記第１法線及び前記第２法線と同一直線上に位置していてもよい。

前記第１当接面は、前記弁体の軸方向と平行な断面を視たときに平面状に構成されていてもよい。前記第２当接面は、前記弁体の軸方向と平行な断面を視たときに平面状に構成されていてもよい。

この構成によれば、第１当接面に当接する外当接面に引張応力が発生することを抑制することができる。また、第２当接面に当接する内当接面に引張応力が発生することを抑制することができる。つまり、弁装置が駆動することで、外弁体に生じる引張応力を効果的に抑制することができる。

前記第１当接面及び前記第２当接面が金属製であってもよい。前記外当接面及び前記内当接面が樹脂製であってもよい。

この構成によれば、相対的に軟らかい樹脂製の外当接面及び内当接面に引張応力が発生することを抑制することができる。

実施例に係る弁装置の断面図である。図１の部分IIの拡大図である（図２ではハッチングを省略している。）。他の実施例に係る弁装置の図２に対応する図である。

実施例に係る弁装置１について図面を参照して説明する。図１に示すように、実施例に係る弁装置１は、本体２と弁体２０とを備えている。弁装置１は、弁体２０が内弁体３０と外弁体４０とを備えている二段弁構造の弁装置である。弁装置１は、液体又は気体の燃料（流体の一例）の流れを制御する装置である。弁装置１は、例えば、燃料の圧力を減圧させるための減圧弁装置である。弁装置１における燃料は、例えば自動車の燃料（例えば、ガソリンや水素ガス等）である。

弁装置１の本体２は、周壁１２と弁座１０とを備えている。本体２は、金属（例えば合金）から構成されている。本体２の内部には第１弁室１１が形成されている。本体２の上流側（図１の下側）から第１弁室１１に燃料が流入する。本体２の周壁１２は、略円筒状に形成されている。周壁１２は、本体２の上流側から下流側へ延びている。周壁１２は、第１弁室１１の周囲に位置しており、第１弁室１１を囲んでいる。第１弁室１１には弁体２０が配置されている。

本体２の弁座１０は、周壁１２よりも下流側に位置している。弁座１０は周壁１２と一体で形成されている。弁座１０には燃料が流出する第１流出口１４が形成されている。第１弁室１１に流入した燃料が第１流出口１４から調圧室９０に流出する。調圧室９０は第１弁室１１よりも下流側に位置している。調圧室９０は、例えば、燃料供給路９１を介して燃料供給先（不図示）に接続されている。調圧室９０から流出する燃料が燃料供給路９１を通じて燃料供給先（例えば、自動車のエンジンや燃料電池スタック）に供給される。

弁座１０は、内側凸部１５と第１当接面１３とを備えている。内側凸部１５は、弁座１０の径方向の内側に突出している。内側凸部１５の内側に第１流出口１４が形成されている。第１当接面１３は、第１流出口１４の周囲に位置している。第１当接面１３は、第１流出口１４から周壁１２の内周面１２１まで延びている。第１当接面１３は、略円錐面状に構成されている。図１に示す断面（弁体２０の軸方向と平行な断面）では、第１当接面１３は平面状に構成されている。第１当接面１３は、第１弁室１１側を向いている。第１当接面１３は、第１弁室１１に配置されている弁体２０側を向いている。第１当接面１３は、弁体２０の軸方向に対して傾斜している。第１当接面１３は弁体２０と向かい合っている。第１当接面１３に弁体２０が当接する。

次に、弁体２０について説明する。弁体２０は弁座１０よりも上流側に配置されている。弁体２０は、軸方向に進退することによって弁座１０の第１当接面１３に対して当接及び離間する。弁体２０は、弁座１０に対して当接及び離間することによって弁座１０に形成されている第１流出口１４を閉開する。弁体２０が弁座１０に当接することによって第１流出口１４が閉塞される。弁体２０が弁座１０から離間することによって第１流出口１４が開放される。

弁体２０は、内弁体３０と外弁体４０とを備えている。内弁体３０は、弁体２０の径方向において外弁体４０よりも内側に配置されている。内弁体３０は、外弁体４０を挟んで弁座１０と反対側に配置されている。内弁体３０は、周壁３２と弁部３１と先端部３３とを備えている。内弁体３０は、金属（例えば合金）から構成されている。内弁体３０の内部にはバネ室３５が形成されている。バネ室３５には小コイルバネ５０が配置されている。小コイルバネ５０は、弁体２０の軸方向に沿って伸縮する。小コイルバネ５０は、弁体２０（内弁体３０及び外弁体４０）を上流側から下流側に向けて押圧する。内弁体３０の周壁３２は、略円筒状に形成されている。周壁３２は、弁体２０の軸方向に延びている。周壁３２は、バネ室３５の周囲に位置しており、バネ室３５を囲んでいる。

内弁体３０の弁部３１は、周壁３２よりも下流側に位置している。弁部３１は周壁３２と一体で形成されている。弁部３１は、金属製の第２当接面３４を備えている。第２当接面３４は、略円錐面状に構成されている。図１に示す断面（弁体２０の軸方向と平行な断面）では、第２当接面３４は平面状に構成されている。第２当接面３４は、弁体２０の軸方向に対して傾斜している。第２当接面３４は、外弁体４０側を向いている。第２当接面３４は、外弁体４０と向かい合っている。第２当接面３４が外弁体４０に当接する。第２当接面３４は、外弁体４０を挟んで弁座１０の第１当接面１３と向かい合っている。

内弁体３０の先端部３３は、弁部３１よりも下流側に位置している。先端部３３は、弁部３１と一体で形成されている。先端部３３は、弁部３１から弁座１０の第１流出口１４に向けて突出している。先端部３３は、第１流出口１４に挿入されている。

次に、外弁体４０について説明する。外弁体４０は、弁体２０の径方向において内弁体３０よりも外側に配置されている。外弁体４０は、内弁体３０を囲んでいる。外弁体４０は、内弁体３０と弁座１０との間に配置されている。外弁体４０は、弁装置１の閉弁状態では、内弁体３０と弁座１０によって挟まれている。

外弁体４０は、周壁４２と基部４５と弁部４１とを備えている。外弁体４０は、樹脂（例えばシリコーンゴムや合成ゴム等）から構成されている。外弁体４０の内部には第２弁室４３が形成されている。本体２の上流側（図１の下側）から第２弁室４３に燃料が流入する。第２弁室４３には内弁体３０が配置されている。

外弁体４０の周壁４２は、略円筒状に形成されている。周壁４２は、弁体２０の軸方向に延びている。周壁４２は、第２弁室４３の周囲に位置しており、第２弁室４３を囲んでいる。基部４５は、略円環状に形成されている。基部４５は、周壁４２と一体で形成されている。基部４５は、周壁４２の軸方向の上流側の端部に固定されている。基部４５は、周壁４２の径方向の内側に向けて突出している。

外弁体４０の弁部４１は、周壁４２よりも下流側に位置している。弁部４１は、周壁４２と一体で形成されている。弁部４１には燃料が流出する第２流出口４４が形成されている。第２流出口４４は、弁座１０に形成されている第１流出口１４と連通している。第２流出口４４と第１流出口１４を通じて第２弁室４３から調圧室９０に燃料が流出する。第２流出口４４には内弁体３０の先端部３３が挿入されている。内弁体３０が外弁体４０に対して進退することによって第２流出口４４が開閉される。内弁体３０が外弁体４０に当接すると第２流出口４４が閉塞される。内弁体３０が外弁体４０から離間すると第２流出口４４が開放される。

弁部４１は、樹脂製の外当接面６１と、樹脂製の内当接面６２とを備えている。外当接面６１は、第２流出口４４の周囲に位置している。外当接面６１は、弁座１０側を向いている。外当接面６１は、弁座１０の第１当接面１３と向かい合っている。外当接面６１は、凸状の曲面として構成されている。外当接面６１は、弁座１０の第１当接面１３に向けて突出している。外当接面６１は、外弁体４０が弁座１０に対して進行すると第１当接面１３に当接する。外当接面６１が第１当接面１３に押し付けられる。外当接面６１の硬度は、第１当接面１３の硬度よりも低い。各当接面１３、６１の硬度は、例えば、ＪＩＳに規定されている各種の硬さ試験によって測定することができる。

図２に示すように、外弁体４０の外当接面６１が弁座１０の第１当接面１３に当接するときに最初に当接する点を第１当接点７１とすると、第１当接点７１における外当接面６１の曲率は、第１当接点７１における第１当接面１３の曲率よりも大きい。即ち、外当接面６１の曲がり具合が、第１当接面１３の曲がり具合よりも急な曲がり具合になっている（第１当接面１３の曲がり具合が、外当接面６１の曲がり具合よりも緩やかな曲がり具合になっている）。

外弁体４０の内当接面６２について説明する。図１に示すように、内当接面６２は、内弁体３０側を向いている。内当接面６２は、内弁体３０の第２当接面３４と向かい合っている。内当接面６２は、凸状の曲面として構成されている。内当接面６２は、内弁体３０の第２当接面３４に向けて突出している。内当接面６２は、内弁体３０が外弁体４０に対して進行すると第２当接面３４に当接する。内当接面６２が第２当接面３４に押し付けられる。内当接面６２は第２流出口４４の上流側に位置している。内当接面６２の硬度は、第２当接面３４の硬度よりも低い。各当接面３４、６２の硬度は、例えば、ＪＩＳに規定されている各種の硬さ試験によって測定することができる。

図２に示すように、外弁体４０の内当接面６２が内弁体３０の第２当接面３４に当接するときに最初に当接する点を第２当接点７２とすると、第２当接点７２における内当接面６２の曲率は、第２当接点７２における第２当接面３４の曲率よりも大きい。即ち、内当接面６２の曲がり具合が、第２当接面３４の曲がり具合よりも急な曲がり具合になっている（第２当接面３４の曲がり具合が、内当接面６２の曲がり具合よりも緩やかな曲がり具合になっている）。

外弁体４０の外当接面６１と内当接面６２との幾何学的関係について説明する。図２に示すように、第１当接点７１における外当接面６１の法線を第１法線Ｎ１とし、第２当接点７２における内当接面６２の法線を第２法線Ｎ２とすると、第１法線Ｎ１と第２法線Ｎ２との交点Ｘは、外弁体４０の内部に位置している。第１当接点７１から交点Ｘまでの距離Ｌ１は、第２当接点７２から交点Ｘまでの距離Ｌ２と等しい。第１当接点７１と第２当接点７２とを結んだ直線Ｍは、第１法線Ｎ１と第２法線Ｎ２との交点Ｘよりも第１流出口１４側に位置している。

図１に示すように、弁装置１は、ピストン１００と大コイルバネ１０２とを更に備えている。ピストン１００は、図１の上下方向に移動可能に構成されている。ピストン１００は、大コイルバネ１０２によって弁体２０側に押圧されている。ピストン１００は、内弁体３０の先端部３３に向けて突出する先端部１０１を備えている。

次に、上記の弁装置１の動作について説明する。最初は弁装置１が閉弁状態であるとする。即ち、弁体２０が弁座１０に当接しており、第１流出口１４が閉状態であるとする。また、内弁体３０が外弁体４０に当接しており、第２流出口４４が閉状態であるとする。閉弁状態では、調圧室９０における燃料の圧力が比較的高い状態に維持されている。

（開弁動作）
弁装置１では、燃料供給先に燃料が供給されることによって調圧室９０から燃料が流出すると、調圧室９０の燃料の圧力が低下する。そうすると、調圧室９０の燃料の圧力を受圧しているピストン１００が大コイルバネ１０２によって弁体２０側に押圧され、ピストン１００が弁体２０側に移動する。調圧室９０の燃料の圧力が大きく低下すると、それに伴ってピストン１００が弁体２０側に大きく移動する。一方、調圧室９０の燃料の圧力の低下量が小さい場合は、それに伴ってピストン１００の弁体２０側への移動量も小さくなる。

ピストン１００が弁体２０側に移動していくと、ピストン１００の先端部１０１が内弁体３０の先端部３３に当接して内弁体３０を上流側に押圧する。これによって、内弁体３０が上流側に移動する。ピストン１００が弁体２０側に大きく移動すると、内弁体３０が上流側に大きく移動する。一方、ピストン１００の弁体２０側への移動量が小さい場合は、内弁体３０の上流側への移動量も小さくなる。

内弁体３０が上流側へ移動していくと、内弁体３０の第２当接面３４が外弁体４０の内当接面６２から離間して第２流出口４４が開状態になる。第２流出口４４が開状態になると、第２弁室４３から第２流出口４４を介して調圧室９０へ燃料が流出する。この状態が第１開弁状態である。調圧室９０の燃料の圧力が比較的高い場合は第１開弁状態になる。

第１開弁状態から内弁体３０が更に上流側へ移動していくと、内弁体３０の周壁３２が外弁体４０の基部４５に当接して基部４５を上流側へ押圧する。そうすると、外弁体４０が上流側へ移動する。外弁体４０が上流側へ移動していくと、外弁体４０の外当接面６１が弁座１０の第１当接面１３から離間して第１流出口１４が開状態になる。第１流出口１４が開状態になると、第１弁室１１から第１流出口１４を介して調圧室９０へ燃料が流出する。この状態が第２開弁状態である。調圧室９０の燃料の圧力が比較的低い場合は第２開弁状態になる。

（閉弁動作）
次に、閉弁動作について説明する。閉弁動作は、上記の開弁動作とは反対の動作である。上記の弁装置１では、調圧室９０に燃料が流入すると、調圧室９０の燃料の圧力が上昇する。そうすると、調圧室９０の燃料の圧力によってピストン１００が弁体２０と反対側に押圧され、ピストン１００が弁体２０と反対側（即ち、下流側）に移動する。ピストン１００が下流側に移動していくと、それに伴って内弁体３０が下流側に移動する。

内弁体３０が下流側へ移動していくと、内弁体３０の第２当接面３４が外弁体４０の内当接面６２に当接して第２流出口４４が閉状態になる。内弁体３０が更に下流側へ移動していくと、内弁体３０によって外弁体４０が下流側に押圧され、内弁体３０と外弁体４０が下流側に移動する。内弁体３０と外弁体４０が下流側に移動していくと、外弁体４０の外当接面６１が弁座１０の第１当接面１３に当接して第１流出口１４が閉状態になる。

上記の弁装置１では、閉弁状態のときに、外弁体４０が内弁体３０と弁座１０の間に挟まれる。外弁体４０が内弁体３０と弁座１０によって押圧される。外弁体４０が内弁体３０と弁座１０によって押圧されると、外弁体４０の内部に主に圧縮応力が発生する。

［効果］
以上、実施例に係る弁装置１について説明した。上記の説明から明らかなように、弁装置１では、外弁体４０が、弁座１０の金属製の第１当接面１３に当接する樹脂製の外当接面６１と、内弁体３０の金属製の第２当接面３４に当接する樹脂製の内当接面６２とを備えている。外当接面６１の硬度が第１当接面１３の硬度よりも低く、内当接面６２の硬度が第２当接面３４の硬度よりも低い。この弁装置１では、外弁体４０の外当接面６１が弁座１０の第１当接面１３に当接するときに最初に当接する点である第１当接点７１における外当接面６１の曲率が、第１当接点７１における第１当接面１３の曲率よりも大きい。また、内弁体３０の第２当接面３４が外弁体４０の内当接面６２に当接するときに最初に当接する点である第２当接点７２における内当接面６２の曲率が、第２当接点７２における第２当接面３４の曲率よりも大きい。

この構成によれば、相対的に硬い金属製の第１当接面１３の曲がり具合が相対的に軟らかい樹脂製の外当接面６１の曲がり具合よりも緩やかなので、外当接面６１が第１当接面１３に当接したときに、軟らかい樹脂製の外当接面６１に引張応力が発生することを抑制することができる。軟らかい樹脂製の外当接面６１に対して硬い金属製の第１当接面１３が突出するように当接することがないので、軟らかい樹脂製の外当接面６１に引張応力が発生することを抑制することができる。同様に、相対的に硬い金属製の第２当接面３４の曲がり具合が相対的に軟らかい樹脂製の内当接面６２の曲がり具合よりも緩やかなので、内当接面６２が第２当接面３４に当接したときに、軟らかい樹脂製の内当接面６２に引張応力が発生することを抑制することができる。軟らかい樹脂製の内当接面６２に対して硬い金属製の第２当接面３４が突出するように当接することがないので、軟らかい樹脂製の内当接面６２に引張応力が発生することを抑制することができる。

物体は圧縮応力よりも引張応力に対して弱い傾向がある。相対的に軟らかい樹脂製の外当接面６１と内当接面６２に引張応力が発生することを抑制することによって、樹脂製の外当接面６１と内当接面６２が変形することや損傷することを抑制することができる。これによって、樹脂製の外当接面６１と内当接面６２を備える外弁体４０の強度を向上させることができ、弁装置１の強度を向上させることができる。

外弁体４０は、弁装置１が閉弁状態であるときに第１流出口１４と第２流出口４４を密閉するために外当接面６１と内当接面６２が樹脂製であることが好ましい。但し、相対的に軟らかい樹脂は、相対的に硬い金属よりも引張応力が発生したときに変形することや損傷する可能性がある。換言すれば、外弁体４０が弁座１０と内弁体３０との間に挟まれることによって、樹脂製である外当接面６１と内当接面６２に大きな引張応力が発生し、外弁体４０が変形又は損傷するおそれがある。そのため、外当接面６１と内当接面６２に引張応力が発生することを抑制することができる上記の弁装置１が特に効果的である。

上記の弁装置１では、第１当接点７１における外当接面６１の第１法線Ｎ１と、第２当接点７２における内当接面６２の第２法線Ｎ２との交点Ｘが、外弁体４０の内部に位置している。この構成によれば、弁座１０と内弁体３０から外弁体４０の内部に向けて力がバランス良く作用する。そのため、外弁体４０の一部が局部的に変形することや損傷することを抑制することができる。

上記の弁装置１では、第１当接点７１から交点Ｘまでの距離Ｌ１が、第２当接点７２から交点Ｘまでの距離Ｌ２と等しい。この構成によれば、外弁体４０に力がバランス良く作用するので外弁体４０の一部が局部的に変形することや損傷することを抑制することができる。

上記の弁装置１では、第１当接点７１と第２当接点７２とを結んだ直線Ｍが、第１法線Ｎ１と第２法線Ｎ２との交点Ｘよりも第１流出口１４側に位置している。この構成によれば、外弁体４０が変形することを抑制することができる。

上記の弁装置１では、第１当接面１３が平面状に構成されている。また、第２当接面３４が平面状に構成されている。第１当接面１３に当接する樹脂製の外当接面６１に引張応力が発生することを抑制することができる。また、第２当接面３４に当接する樹脂製の内当接面６２に引張応力が発生することを抑制することができる。つまり、弁装置１が駆動することで、外弁体４０に生じる引張応力を効果的に抑制することができる。

以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上記の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

（他の実施例）
（１）上記の実施例では、第１当接点７１と第２当接点７２とを結んだ直線Ｍが、第１法線Ｎ１及び第２法線Ｎ２と異なる方向に延びていたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、第１当接点７１と第２当接点７２とを結んだ直線Ｍが、第１法線Ｎ１及び第２法線Ｎ２と同一直線上に位置していてもよい。この構成によれば、弁座１０と内弁体３０から外弁体４０にバランス良く力が作用するので外弁体４０の一部が局部的に変形することや損傷することを抑制することができる。

（２）上記の実施例では、弁座１０の第１当接面１３が、弁体２０の軸方向と平行な断面を視たときに平面状に構成されていたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、同じ断面視において弁座１０の第１当接面１３が湾曲面状に構成されていてもよい。また、同じ断面視において弁座１０の第１当接面１３が凸面状又は凹面状に構成されていてもよい。

本明細書において、弁座１０の第１当接面１３の曲率は、第１当接面１３が凸面である場合は凸面における曲率である。また、第１当接面１３が凹面である場合は凹面における曲率である。いずれの場合でも、弁座１０の第１当接面１３の曲率は、外弁体４０の外当接面６１の曲率よりも小さい（外当接面６１の曲率が第１当接面１３の曲率よりも大きい）。また、第１当接面１３が平面である場合は、当然に、第１当接面１３の曲率が外当接面６１の曲率よりも小さい（外当接面６１の曲率が第１当接面１３の曲率よりも大きい）。即ち、第１当接面１３の曲がり具合が外当接面６１の曲がり具合よりも緩やかである（外当接面６１の曲がり具合が第１当接面１３の曲がり具合よりも急である）。

（３）上記の実施例では、内弁体３０の第２当接面３４が、弁体２０の軸方向と平行な断面を視たときに平面状に構成されていたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、同じ断面視において内弁体３０の第２当接面３４が湾曲面状に構成されていてもよい。また、同じ断面視において内弁体３０の第２当接面３４が凸面状又は凹面状に構成されていてもよい。

本明細書において、内弁体３０の第２当接面３４の曲率は、第２当接面３４が凸面である場合は凸面における曲率である。また、第２当接面３４が凹面である場合は凹面における曲率である。いずれの場合でも、内弁体３０の第２当接面３４の曲率は、外弁体４０の内当接面６２の曲率よりも小さい（内当接面６２の曲率が第２当接面３４の曲率よりも大きい）。また、第２当接面３４が平面である場合は、当然に、第２当接面３４の曲率が内当接面６２の曲率よりも小さい（内当接面６２の曲率が第２当接面３４の曲率よりも大きい）。即ち、第２当接面３４の曲がり具合が内当接面６２の曲がり具合よりも緩やかである（内当接面６２の曲がり具合が第２当接面３４の曲がり具合よりも急である）。

（４）他の実施例では、外弁体４０の一部が金属から構成されていてもよい。例えば、外弁体４０の内部が金属から構成されており、それよりも外側の部分（外当接面６１及び内当接面６２を含む部分）が樹脂から構成されていてもよい。

（５）他の実施例では、第１当接点７１から交点Ｘまでの距離Ｌ１と、第２当接点７２から交点Ｘまでの距離Ｌ２とが、異なる距離であってもよい。

（６）上記の実施例では、第１法線Ｎ１と第２法線Ｎ２との交点Ｘが外弁体４０の内部に位置していたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、第１法線Ｎ１と第２法線Ｎ２との交点Ｘが外弁体４０の外部に位置していてもよい。

（７）上記の実施例では、第１当接点７１と第２当接点７２とを結んだ直線Ｍが、第１法線Ｎ１と第２法線Ｎ２との交点Ｘよりも第１流出口１４側に位置している構成であったが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、第１当接点７１と第２当接点７２とを結んだ直線Ｍが、第１法線Ｎ１と第２法線Ｎ２との交点Ｘよりも第１流出口１４とは反対側に位置している構成であってもよい。即ち、交点Ｘが直線Ｍよりも第１流出口１４側に位置している構成であってもよい。

（８）上記の実施例では、弁座１０の第１当接面１３及び内弁体３０の第２当接面３４が金属製であったが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、第１当接面１３及び第２当接面３４が樹脂製であってもよい。この場合、相対的に硬度が低い当接面の曲率が、相対的に硬度が高い当接面の曲率よりも大きい関係であればよい。例えば、弁座１０の第１当接面１３と外弁体４０の外当接面６１の関係は、外当接面６１の硬度が第１当接面１３の硬度よりも低く、外当接面６１の曲率が第１当接面１３の曲率よりも大きい関係である。例えば、図２に示す第１当接面１３が相対的に硬度が高い樹脂から構成されており、外当接面６１が相対的に硬度が低い樹脂から構成されていてもよい。また、内弁体３０の第２当接面３４と外弁体４０の内当接面６２の関係は、内当接面６２の硬度が第２当接面３４の硬度よりも低く、内当接面６２の曲率が第２当接面３４の曲率よりも大きい関係である。例えば、図２に示す第２当接面３４が相対的に硬度が高い樹脂から構成されており、内当接面６２が相対的に硬度が低い樹脂から構成されていてもよい。

（９）上記の実施例では、外弁体４０の外当接面６１及び内当接面６２が樹脂製であったが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、外当接面６１及び内当接面６２が金属製であってもよい。この場合も、相対的に硬度が低い当接面の曲率が、相対的に硬度が高い当接面の曲率よりも大きい関係であればよい。例えば、図２に示す第１当接面１３が相対的に硬度が高い金属から構成されており、外当接面６１が相対的に硬度が低い金属から構成されていてもよい。また、例えば、図２に示す第２当接面３４が相対的に硬度が高い金属から構成されており、内当接面６２が相対的に硬度が低い金属から構成されていてもよい。

（１０）上記の実施例では、外弁体４０の外当接面６１の硬度が弁座１０の第１当接面１３の硬度よりも低く、外当接面６１の曲率が第１当接面１３の曲率よりも大きい構成であったが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、上記の実施例とは反対に、弁座１０の第１当接面１３の硬度が、外弁体４０の外当接面６１の硬度よりも低くてもよい。例えば、第１当接面１３が樹脂から構成されており、外当接面６１が樹脂よりも硬い金属から構成されていてもよい。この場合は、図３に示すように、第１当接面１３の曲率が、外当接面６１の曲率よりも大きく設定されている。相対的に硬度が低い当接面の曲率が、相対的に硬度が高い当接面の曲率よりも大きい関係に設定されている。

また、上記の実施例では、外弁体４０の内当接面６２の硬度が内弁体３０の第２当接面３４の硬度よりも低く、内当接面６２の曲率が第２当接面３４の曲率よりも大きい構成であったが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、上記の実施例とは反対に、内弁体３０の第２当接面３４の硬度が、外弁体４０の内当接面６２の硬度よりも低くてもよい。例えば、第２当接面３４が樹脂から構成されており、内当接面６２が樹脂よりも硬い金属から構成されていてもよい。この場合は、図３に示すように、第２当接面３４の曲率が、内当接面６２の曲率よりも大きく設定されている。相対的に硬度が低い当接面の曲率が、相対的に硬度が高い当接面の曲率よりも大きい関係に設定されている。この構成によっても、相対的に軟らかい当接面に引張応力が発生することを抑制することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１：弁装置、２：本体、１０：弁座、１１：第１弁室、１３：第１当接面、１４：第１流出口、２０：弁体、３０：内弁体、３３：先端部、３４：第２当接面、３５：バネ室、４０：外弁体、４３：第２弁室、４４：第２流出口、５０：小コイルバネ、６１：外当接面、６２：内当接面、７１：第１当接点、７２：第２当接点、９０：調圧室、１００：ピストン、１０２：大コイルバネ

Claims

流体が流出する第１流出口を備えている弁座と、
前記弁座に当接して前記第１流出口を閉塞する弁体と、を備えている弁装置であって、
前記弁座は、前記弁体側を向いている第１当接面を備えており、
前記弁体は、流体が流出する第２流出口を備えている外弁体と、前記外弁体を挟んで前記弁座と反対側に配置されており前記外弁体に当接して前記第２流出口を閉塞する内弁体と、を備えており、
前記内弁体は、前記外弁体側を向いている第２当接面を備えており、
前記外弁体は、前記弁体が前記弁座に当接するときに前記弁座の前記第１当接面に当接する外当接面と、前記内弁体が前記外弁体に当接するときに前記内弁体の前記第２当接面に当接する内当接面と、を備えており、
前記外当接面の硬度が前記第１当接面の硬度よりも低く、
前記内当接面の硬度が前記第２当接面の硬度よりも低く、
前記外弁体の前記外当接面が前記弁座の前記第１当接面に当接するときに最初に当接する点である第１当接点における前記外当接面の曲率が、前記第１当接点における前記第１当接面の曲率よりも大きく、
前記内弁体の前記第２当接面が前記外弁体の前記内当接面に当接するときに最初に当接する点である第２当接点における前記内当接面の曲率が、前記第２当接点における前記第２当接面の曲率よりも大きい、弁装置。
流体が流出する第１流出口を備えている弁座と、
前記弁座に当接して前記第１流出口を閉塞する弁体と、を備えている弁装置であって、
前記弁座は、前記弁体側を向いている第１当接面を備えており、
前記弁体は、流体が流出する第２流出口を備えている外弁体と、前記外弁体を挟んで前記弁座と反対側に配置されており前記外弁体に当接して前記第２流出口を閉塞する内弁体と、を備えており、
前記内弁体は、前記外弁体側を向いている第２当接面を備えており、
前記外弁体は、前記弁体が前記弁座に当接するときに前記弁座の前記第１当接面に当接する外当接面と、前記内弁体が前記外弁体に当接するときに前記内弁体の前記第２当接面に当接する内当接面と、を備えており、
前記第１当接面の硬度が前記外当接面の硬度よりも低く、
前記第２当接面の硬度が前記内当接面の硬度よりも低く、
前記外弁体の前記外当接面が前記弁座の前記第１当接面に当接するときに最初に当接する点である第１当接点における前記第１当接面の曲率が、前記第１当接点における前記外当接面の曲率よりも大きく、
前記内弁体の前記第２当接面が前記外弁体の前記内当接面に当接するときに最初に当接する点である第２当接点における前記第２当接面の曲率が、前記第２当接点における前記内当接面の曲率よりも大きい、弁装置。
請求項１又は２に記載の弁装置であって、
前記第１当接点における前記外当接面の法線である第１法線と、前記第２当接点における前記内当接面の法線である第２法線との交点が、前記外弁体の内部に位置している、弁装置。
請求項３に記載の弁装置であって、
前記第１当接点から前記交点までの距離が、前記第２当接点から前記交点までの距離と等しい、弁装置。
請求項３又は４に記載の弁装置であって、
前記第１当接点と前記第２当接点とを結んだ直線が、前記交点よりも前記第１流出口側に位置している、弁装置。
請求項３又は４に記載の弁装置であって、
前記第１当接点と前記第２当接点とを結んだ直線が、前記第１法線及び前記第２法線と同一直線上に位置している、弁装置。
請求項１又は請求項１を引用する請求項３から６のいずれか一項に記載の弁装置であって、
前記第１当接面は、前記弁体の軸方向と平行な断面を視たときに平面状に構成されており、
前記第２当接面は、前記弁体の軸方向と平行な断面を視たときに平面状に構成されている、弁装置。
請求項１又は請求項１を引用する請求項３から７のいずれか一項に記載の弁装置であって、
前記第１当接面及び前記第２当接面が金属製であり、
前記外当接面及び前記内当接面が樹脂製である、弁装置。