JP6498510B2 - 弁装置及びポペット - Google Patents

Description

本発明は、弁装置及びポペットに関する。

従来、燃料電池自動車等に搭載されるガスタンクには、タンク内部に貯留された高圧の水素ガスの給排を制御するための弁装置が設けられている。こうした弁装置は、ガスタンクの内外を連通するガス流路が形成されたボディと、ガス流路を介した水素ガスの流通を制御する弁機構とを備えている。そして、ガス流路には、ボディに取り付けられる継ぎ手を介して外部機器（例えば、水素ガスの供給元）から延びる配管が連結されるようになっている（例えば、特許文献１）。

具体的には、図９に示すように、特許文献１に記載の弁装置のボディ１２１には、継ぎ手１２２が取り付けられる取付穴１２３が形成されている。また、ボディ１２１には、取付穴１２３の底面に開口し、ガスタンクに水素ガスを充填するガス流路としての充填路１２４が形成されている。そして、継ぎ手１２２に図示しない配管が連結されることで充填路１２４に前記配管が接続されるようになっている。

充填路１２４には、取付穴１２３から水素ガスが外部へ放出されることを抑制する逆止弁１３２が設けられている。充填路１２４の取付穴１２３側端部には、取付穴１２３の底面に開口する拡径部１３３と、拡径部１３３に隣接する弁収容部１３４とを有している。なお、弁収容部１３４の内径は、拡径部１３３よりも小径、かつ充填路１２４の他の部分よりも大径に形成されている。逆止弁１３２は、中央に弁口１３５が形成された弁座１３６と、弁座１３６に対して接離することで弁口１３５（充填路１２４）を開閉可能なポペット１３７と、ポペット１３７を弁座１３６側に付勢する付勢部材１３８とを備えている。

水素ガスの非充填時には、前記ポペット１３７は、タンク内部に貯留された水素ガスの圧力及び付勢部材１３８のばね荷重により弁座１３６と密着することで常時閉じており、充填路１２４から水素ガスが放出されることを抑制している。

また、水素ガスの充填は、水素ガスによる荷重によりポペット１３７を押下げて開弁することにより行う。この充填は充填圧とタンク内圧の差圧を利用して行っており、前記差圧が小さくなると、ガス流量は小さくなる。

ところで、近年、水素貯蔵容量増加のため、水素ガスのタンクの高圧化（例えば、７０ＭＰａ）が進んでおり、逆止弁にはより一層の信頼性が要求される。
上記の逆止弁は、図１０に示すように先端には弁座１３６に対して接離する閉塞部１４１を備えるとともに、先端を除いた部分は、円筒状に形成されて、内腔１４３を有している。また、この内腔１４３（すなわち、逆止弁の軸心）に対して直角に複数の水素通過孔１４２（すなわち、横孔）を有している。

特開２０１３−２９１６１号公報

このタイプの弁体は、水素ガスのタンク内部を高圧にした場合、水素通過孔１４２を水素が通過すると、音が鳴る現象が起きている。この音鳴りを軽減する目的で、図１１、図１２に示すように逆止弁の軸心に対して直角に水素通過孔１４２を形成するのではなく、逆止弁の軸心に対して斜交した横孔１４４を形成する、という手段がある。しかし、この場合、音鳴りを抑制できる代わりに、逆止弁の耐久性に問題が生じる場合がある。具体的には、閉弁動作時に弁体がその軸心の周りで回転（自転）することによって、弁座のシート面が異常摩耗する現象が確認された。

上記は、横孔１４４を内腔１４３に対して斜交する場合の例であるが、弁体自体がその軸心の周りで回転（自転）する場合であれば、横孔を内腔に対して斜交していなくても、すなわち、横孔が弁体の軸心に対して直角に形成されている場合であっても、同様に弁装置の耐久性に問題が生ずることとなる。

本発明の目的は、ポペットが軸心の周りで回転する場合でも、弁装置の耐久性を確保できる弁装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ポペットがその軸心の周りで回転する場合でも、弁装置の耐久性を確保できるポペットを提供することにある。

上記問題点を解決するために、本発明は、先端を残して中空軸状に形成され、該先端にはテーパー状の閉塞部を有しているとともに、前記中空軸状に形成された部位には内外を貫通する横孔を有していて、開閉時にその軸心周りで回転するポペットと、閉弁動作時に前記ポペットの閉塞部が当接するテーパー状のシート面を有する弁座を備えた弁装置において、前記ポペットの閉塞部及び弁座のシート面のうち、いずれか硬度が大きい方に、閉弁動作時に生じる前記ポペットの軸心周りの回転方向と逆向きの切削痕を有するものである。

上記構成により、ポペットがその軸心の周りで回転しても、弁座のシート面に対して回転方向とは逆向きの切削痕が当たるため、硬度が小さい方の摩耗が軽減されて、耐久性を確保することが可能となる。

また、前記横孔は、前記軸心に対して直交する真横孔または斜交する斜状孔を含むようにしてもよい。
上記構成により、横孔がポペットの軸心に対して直交する真横孔または斜交する斜状孔を有したポペットであっても、硬度が小さい方の摩耗が軽減されて、耐久性を確保することが可能となる。

また、前記ポペットは、前記横孔を複数個有しており、前記横孔を流通する流体により偶力が作用するように構成されていてもよい。
上記構成により、複数の横孔を流通する流体により偶力が作用するように構成されているポペットであっても、硬度が小さい方の摩耗が軽減されて、耐久性を確保することが可能となる。

また、本発明のポペットは、先端を残して中空軸状に形成され、該先端にはテーパー面を有しているとともに、前記中空軸状に形成された部位には内外を貫通する横孔を有していて、前記横孔を流通する流体がある場合にその軸心周りで回転するポペットにおいて、前記テーパー面に、該ポペットが先端方向へ移動する時に生じる前記軸心周りの回転方向と逆向きの切削痕を有するものである。

上記構成により、ポペットがその軸心の周りで回転しても、弁座のシート面に対して回転方向とは逆向きの切削痕が当たるため、硬度が小さい弁座のシート面の摩耗が軽減されて、耐久性を確保することが可能となる。

また、前記ポペットにおいて、前記横孔は、前記軸心に対して斜めに形成されていてもよい。
上記構成により、横孔がポペットの軸心に対して斜交したポペットにおいて、硬度が小さい弁座のシート面の摩耗が軽減されて、耐久性を確保することが可能となる。

また、前記ポペットにおいて、前記横孔は複数個形成されていて、該横孔を流通する流体により偶力が作用するように構成されていてもよい。
上記構成により、横孔は複数個形成されており、該横孔を流通する流体により偶力が作用するポペットにおいて、硬度が小さい弁座のシート面の摩耗が軽減されて、耐久性を確保することが可能となる。

本発明によれば、ポペットがその軸心の周りで回転する場合でも、弁装置の耐久性を確保できる効果を奏する。

弁装置の概略構成図。 一実施形態のボディと供給側継ぎ手との連結部分を示す部分断面図。 逆止弁の作用を示す拡大断面図。 逆止弁（ポペット）の斜視図。 逆止弁（ポペット）に偶力が働くときに回転する方向の説明図。 （ａ）は使用初期に弁装置の閉弁状態の説明図、（ｂ）は弁座のシート面が摩耗したときの弁装置の閉弁状態の説明図。 逆止弁の開閉回数と、弁座摩耗幅との関係を示す特性図。 逆止弁の開閉回数と、弁座摩耗比との関係を示す特性図。 従来の弁装置の断面図。 図９の弁装置における逆止弁の断面図。 他の従来の逆止弁の断面図。 図１１の逆止弁の斜視図。

以下、弁装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す弁装置１は、高圧（例えば、７０ＭＰａ）の水素ガスが貯留されたガスタンク２の取付口３に取り付けられるものである。弁装置１は、アルミ合金製のボディ４（弁本体）と、水素ガスの供給元から延びる供給配管（配管）５を接続するための継ぎ手としての供給側継ぎ手６と、燃料電池等の送出先へ延びる送出配管７を接続するための送出側継ぎ手８とを備えている。ボディ４は、ガスタンク２の外部に配置される扁平箱状の本体部１１、及び取付口３に挿入される取付部１２を有している。取付部１２は、本体部１１の底面１１ａに対して略直交する方向（図１中、下側）に延びる円柱状に形成されている。

本体部１１には、供給配管５から流入する水素ガスをガスタンク２内に充填するための充填路１３、及び送出配管７を介して水素ガスを燃料電池等の送出先に送出するための送出路１４が形成されている。取付部１２には、充填路１３及び送出路１４のそれぞれに接続されるとともにガスタンク２内に開口する接続路１５が形成されている。つまり、本実施形態では、充填路１３及び接続路１５によってガスタンク２の内外を連通するガス流路が構成されている。充填路１３には、ガスタンク２内に充填された水素ガスがボディ４（弁装置１）の外部に放出されることを抑制する逆止弁１６が設けられ、送出路１４には、送出先への水素ガスの供給を制御する電磁弁１７が設けられている。そして、弁装置１では、供給側継ぎ手６に供給配管５が連結されることで充填路１３に供給配管５が接続され、送出側継ぎ手８に送出配管７が連結されることで送出路１４に送出配管７が接続されるようになっている。

次に、ボディ４と供給側継ぎ手６との連結部分近傍の構成について説明する。
図２に示すように、本体部１１の側面１１ｂ、すなわち外面には、側面１１ｂに対して略直交する方向（図２中、左右方向）に延びる丸孔状の取付穴２１が形成されている。取付穴２１は、側面１１ｂに開口する第１取付穴２２と、第１取付穴２２に対して同軸上に隣接する第２取付穴２３とを有している。第１取付穴２２の内径は、第２取付穴２３の内径よりも大きく形成されている。第１取付穴２２及び第２取付穴２３の内周面には、それぞれ雌ネジが形成されている。そして、第１取付穴２２には、上記供給側継ぎ手６が螺着されることにより取り付けられている。また、第２取付穴２３には、後述する位置決め部材８６が螺着されることにより取り付けられている。

充填路１３は、本体部１１の側面１１ｂ近傍において、第１取付穴２２及び第２取付穴２３と同軸上に延びる直線状に形成されており、第２取付穴２３の底面に開口している。これにより、取付穴２１の内部は、充填路１３と連通している。そして、充填路１３には、上記逆止弁１６が設けられている。

先ず、供給側継ぎ手６の構成を説明する。
供給側継ぎ手６は、円筒状の形態であり、軸方向に貫通した貫通孔３２内に不図示の絞り弁等を配置して構成されている。貫通孔３２は、供給側継ぎ手６が第１取付穴２２に取り付けられた状態で、充填路１３と同軸上に形成されている。供給側継ぎ手６は、一端が第１取付穴２２に螺合されるとともに、不図示の他端に供給配管５が螺合されている。

次に、逆止弁の構成について詳細に説明する。
図２に示すように、充填路１３の取付穴２１側端部には、第２取付穴２３の底面に開口する拡径部８１と、拡径部８１に隣接するとともに逆止弁１６を収容する弁収容部８２とが形成されている。弁収容部８２の内径は、拡径部８１よりも小径、かつ充填路１３よりも大径に形成されている。なお、弁収容部８２の内周面にはアルマイト処理が施されている。

逆止弁１６は、弁座としての逆止弁座８３と、逆止弁座８３に対して接離可能に設けられるポペット８４と、ポペット８４を逆止弁座８３側に付勢するコイルバネ等の付勢部材８５とを備えている。さらに、本実施形態の逆止弁１６は、充填路１３、すなわちガス流路での逆止弁座８３の位置を規定する位置決め部材８６を備えている。逆止弁座８３は、ポリイミド樹脂等の弾性材料により、円環状に形成されて、拡径部８１に嵌合されている。逆止弁座８３の材質は、ポペット８４の材質よりも硬度が小さくされている。逆止弁座８３の中央には、軸方向に貫通した逆止弁口８７が形成されている。逆止弁口８７は、逆止弁座８３が拡径部８１に嵌合された状態で、充填路１３と同軸上に配置されるように形成されている。ポペット８４は、ステンレス鋼により形成されており、逆止弁座８３側（図２中、右側）から順に、先端に設けられた閉塞部９１と、小径筒部９２と、大径筒部９３と、支持部９４とが設けられている。閉塞部９１は、小径筒部９２から先端に行くほど先細となるテーパー状に形成されたテーパー面を有している。このテーパー面には、ポペット８４が、閉弁動作時、すなわち開弁状態から閉弁状態へ移行する際にその軸心の周りで回転（自転）する際に、回転方向とは逆向きの切削痕を有する。ポペット８４の自転の理由及び切削痕の形成方法については、後述する。

小径筒部９２、大径筒部９３及び支持部９４は、円筒状をなすように、それらを合わせた全体が中空軸状に形成されていて、中心軸線Ｏに延びる内腔９６を有している。閉塞部９１の最も大きな部分での外径は、弁収容部８２の内径よりも短く、かつ逆止弁座８３の逆止弁口８７の内径よりも長く形成されている。また、閉塞部９１の最も小さな部分での外径は、逆止弁口８７の内径よりも短くされている。そして、ポペット８４は、閉塞部９１の先端が逆止弁口８７内に挿入されて逆止弁座８３に設けられたテーパー状のシート面８３ａ（図６（ｂ）参照）に着座することにより逆止弁口８７を閉じ（閉弁し）、逆止弁座８３から離間することにより逆止弁口８７を開く（開弁する）ようになっている。つまり、ポペット８４が逆止弁座８３に対して接離することで、充填路１３（ガス流路）が開閉される。

小径筒部９２の外径は、弁収容部８２の内径よりも短く形成されている。また、小径筒部９２には、その内外に貫通した複数の横孔９５が形成されている。横孔９５は、ポペット８４の中心軸線（軸線）Ｏに対して直交する孔がまず穿孔され、この直交する孔に交差して、閉塞部９１側に傾く斜孔が後加工により穿孔されて形成されている。すなわち、この加工により、横孔９５は、開弁動作時にポペット８４が移動する方向であってガス流通方向に沿うように、ポペット８４の中心軸線Ｏに対して斜めに形成される。横孔９５は、中心軸線Ｏ（すなわち、ポペット８４の軸心）に斜交する斜状孔に相当する。図２のＯ１は、後加工により形成された斜孔の中心軸線である。なお、この後加工は、前記中心軸線Ｏに対して、斜孔の中心軸線Ｏ１が交差するように形成することが好ましい。前記中心軸線Ｏに対する斜孔の中心軸線Ｏ１の交差角θは、例えば４０°であるが、この数値に限定されるものではない。この交差角θは０°＜θ＜９０°の範囲であればよいが、好ましくは、２０°≦θ≦６０°の範囲である。

大径筒部９３の外径は、弁収容部８２に対して摺接するように弁収容部８２の内径と略等しく形成されている。支持部９４の外径は、大径筒部９３の外径よりも若干短くなるように形成されている。付勢部材８５は、一端が弁収容部８２の底面に、他端が大径筒部９３の端面に係止してポペット８４の支持部９４の外周に装着され、付勢部材８５が畜力されていない自然長から軸方向に圧縮された状態で、ポペット８４とともに弁収容部８２に収容されている。これにより、ポペット８４は、付勢部材８５によって逆止弁座８３側に付勢されている。

図２に示すように位置決め部材８６は、円環状に形成されていて、その外周には、雄ネジが形成されて、前記第２取付穴２３の雌ネジと螺合されている。また、位置決め部材８６には、軸方向に貫通した連通孔９７が形成されている。連通孔９７は、位置決め部材８６が第２取付穴２３に取り付けられた状態で、充填路１３と同軸上に配置されている。そして、連通孔９７を介して充填路１３と供給側継ぎ手６の貫通孔３２とが連通されている。また、位置決め部材８６は、第２取付穴２３に取り付けられた状態で、第１取付穴２２内に突出しない大きさに形成されている。そして、位置決め部材８６は、第２取付穴２３に取り付けられた状態で、拡径部８１に嵌合された逆止弁座８３を拡径部８１と弁収容部８２との段差面９８に押さえ付けることで、逆止弁座８３の充填路１３（ガス流路）での位置を規定（固定）している。

（ポペットの自転について）
ポペット８４が閉弁動作時に自転（回転）する理由の一例について説明する。
前述したようにポペット８４には、横孔９５が複数形成されている。この横孔９５の孔加工について説明すると、図５において、十字に配置した一点鎖線の交点に合致させて、ポペット８４の中心軸線Ｏが紙面垂直に配置され、ポペット８４の先端側から見ているものと理解されたい。

この状態で、ポペット８４に対して横孔９５をドリル加工で形成する。図５は、横孔９５を４個形成する場合の例を示している。図５に示す矢印ａ１は、最初にポペット８４に対して横孔９５を形成する際に、孔加工の位置が十字の縦線から公差の範囲でずれていたとする。この場合、矢印ａ１方向のドリル加工が終了すると、次に、ポペット８４を９０度回転させて次の横孔９５をドリル加工すると、図５に示すように、矢印ａ１と同様に前記公差の範囲でずれた、矢印ａ３で示すところに孔加工が行われる。以下、同様にして、ポペット８４を順次９０度回転した後に、残りの横孔９５を形成すると、矢印ａ２、ａ４で示すようにこれらにおいても、同様に公差の範囲でずれたところに、孔加工がされる。

このように物の周方向において、その周面に複数個分の孔加工を行う場合は、順次所定角度回転する度に行われている。
このように孔加工がされているポペット８４が閉弁動作すると、横孔９５において、矢印ａ１、ａ３で加工されたところ、及び矢印ａ２、ａ４で加工されたところでは、それぞれ公差の範囲のずれがある。

このため、閉弁動作時に横孔９５を通過する（閉弁動作時には、矢印ａ１〜ａ４が示す方向の向きとは１８０度反対方向に流れる）流体によって、作用線が平行で、互いに大きさが等しく、方向が反対向きの２つの力（偶力）が働き、回転する。この図５の例では、ポペット８４は、その先端側から見た場合、時計回り方向に回転する。

上記例では、４個の横孔９５で説明したが、他の個数でも同様である。
なお、横孔９５を孔加工時の公差を原因として、偶力が働く場合を例示したが、ポペットが自転する理由は、偶力を原因とする以外に、すなわち、偶力がなくても、ポペットの形状、或いはポペットの周囲環境に起因して、閉弁動作時に回転する場合がある。このような場合においても、下記の切削痕の形成によって、本発明の課題を解決する。

なお、上記の例ではポペット８４の閉弁動作時での自転を説明したが、開弁動作時にも同様の理由で閉弁動作時と同じ方向に自転する。しかし、この場合は、本発明の課題とは関係しない。

（切削痕の形成方法について）
次に、切削痕の形成方法について説明する。
ポペット８４は焼結法により形成されており、逆止弁座８３のシート面８３ａに圧接される閉塞部のテーパー面は、切削加工を施すことにより、必要な寸法精度を確保している。本発明でいう切削痕は、前記切削加工に付随して形成されるものである。

ポペット８４の閉塞部９１のテーパー面を切削加工する場合、ポペット８４の閉弁動作時の回転方向を予め検査する。この検査方法は、種々あるため限定はしないが、その一例として透明な管（例えば、アクリル樹脂製の透明な管）内にポペット８４を入れた状態で、空気等の流体を流すことにより、ポペット８４の回転方向を確認する。

ポペット８４の回転方向が確認できた後、閉塞部９１のテーパー面に対して、旋盤等の切削工具（バイト）により、前記確認された回転方向とは逆向きの螺旋で切削痕を形成する。なお、切削痕の向きは、螺旋が中心から外に向かう際に示す向きのことをいう。

図５の例では、ポペット８４が、先端側から見た場合、時計回り方向に回転するため、図５の螺旋で示した矢印Ｙの向きに切削痕Ｋを形成する。すなわち、旋盤等を使用して、閉塞部９１のテーパー面に対して、その斜面をトラバースするタイプの切削工具（バイト）により切削痕Ｋを形成する。この切削痕Ｋは、ポペット８４を主軸に取付けて、図４において、前記自転する方向（自転方向）とは反対の反自転方向に回転させた状態で、前記テーパー面に対して、トラバースしながらポペット８４の軸長方向において、反先端側から先端側に移動することにより、螺旋状に切削痕Ｋを形成する。

また、上記の例とは反対方向にポペット８４が自転する場合は、前述の説明とは反対に切削痕を形成すればよい。
（実施形態の作用）
次に、上記のように構成された弁装置１の作用を説明する。

次に、本実施形態の弁装置の作用について説明する。
ガスタンク２に水素ガスを充填する場合には、供給側継ぎ手６に供給配管５が接続され、水素ガスが送り込まれる。このとき、供給側継ぎ手６に内蔵された絞り弁は、水素ガスの圧力により、開弁状態となり大量の水素ガスが位置決め部材８６の連通孔９７を介して充填路１３内に流入する。

そして、図３に示すように逆止弁１６のポペット８４は、水素ガスの圧力により、付勢部材８５の付勢力に抗して充填路１３の内部側に移動し、逆止弁座８３から離座する。図３において、矢印は水素ガスの流れる方向を示している。

これにより、水素ガスが弁収容部８２内に流入し、ポペット８４の横孔９５からポペット８４内に導入される。この横孔９５は、開弁動作時にポペット８４が移動する方向であってガス流通方向に沿うように、ポペット８４の中心軸線Ｏに対して斜めに形成されているため、各横孔９５からポペット８４内に導入されたガスが滑らかに合流される。この結果、中心軸線Ｏに対して横孔９５の中心軸線を直交させた場合に比して、ポペット８４内での動圧の圧損が低くなるとともに、ポペット８４内でのガス流の変動が抑制される。ポペット８４内を通過した水素ガスは、充填路１３、接続路１５を介してガスタンク２内に充填される。

また、ガス流量が小さくなった際に、ポペット８４を押し下げる荷重が小さくなり、付勢部材８５の復元力との釣り合いが崩れた状態になった場合でも、各横孔９５からポペット８４内に導入されたガスが滑らかに合流される。このため、ポペット８４内でのガス流の変動が抑制される結果、ポペット８４のチャタリングが抑えられる。

一方、ガスタンク２に水素ガスを充填しない場合には、ポペット８４がガスタンク２（充填路１３）内の水素ガスの圧力及び付勢部材８５の付勢力により逆止弁座８３側に付勢されて逆止弁座８３に着座する。これにより、逆止弁座８３の逆止弁口８７が閉じられ、ガスタンク２内部の水素ガスがボディ４の外部に放出されることが抑制される。また、供給側継ぎ手６の不図示の絞り弁も閉弁状態となる。

なお、前記絞り弁は、閉弁状態でも、水素ガスの流通が完全には遮断されず、微量の水素ガスの流通を可能とする過流防止弁として機能する。そのため、例えば逆止弁１６のポペット８４が損傷等した場合には、微量の水素ガスが絞り弁を介して外部に放出されることで、作業者が弁装置１（逆止弁１６）の異常を検知できる。

また、ポペット８４が閉弁動作時に自転しながら逆止弁座８３のシート面８３ａ（図６（ｂ）参照）に着座しても、閉塞部９１のテーパー面には、自転方向とは逆向きに加工された切削痕が当たるため、閉塞部９１よりも材質の硬度が小さい逆止弁座８３の摩耗の促進を抑制することができる。

従来は、ポペット８４の自転方向を考慮することなくテーパー面を切削加工していたため、図１２に示すように、ポペット８４の自転方向と、テーパー面の切削痕の切削加工方向が同じになっている場合、着座時に前記自転にともなってその切削痕により、削られてしまう。これは、タップによってネジ切りを行うのと同じ原理で摩耗が促進されている。

本実施形態によれば、このようなことはなくなる。
図７は、逆止弁開閉回数と、弁座摩耗幅との関係を示す特性図である。なお、図６（ａ）に示すように、ポペット８４の組み付け初期時において、閉弁時には逆止弁座８３のシート面８３ａに対してテーパー面が線接触する。摩耗が進行すると、図６（ｂ）に示すようにシート面８３ａは、摩耗してテーパー面に面接触する領域８３ｂが増えるが、このときの、ポペット８４の軸長方向において接触する長さ（幅）を弁座摩耗幅Ｄとしている。

図７において、「従来品」は、ポペットの横孔を、中心軸線Ｏ１に対し、直交方向にのみ形成したものである。また、「音対策（斜め孔）」は、切削加工方向が、本実施形態とは異なる加工方向であって、自転方向と同方向に切削痕をテーパー面に形成したものである。すなわち、「音対策品（斜め孔）」は、本実施形態と同様の横孔９５をポペットが有する例であって、加工方向のみが本実施形態と異なる構成である。「音対策（斜め孔）＋加工方向変更」は、本実施形態の例である。

図７に示すように、本実施形態の例では、一定値までは、弁座摩耗幅は増加するが、一定値に達した後は、逆止弁開閉回数が増加しても、その値を保持した。それに対して、加工方向のみが本実施形態と異なる構成である「音対策品（斜め孔）」では、前記一定値を越した後も、逆止弁開閉回数が増加するほど、弁座摩耗幅が増加した。なお、「従来品」は、「音対策（斜め孔）＋加工方向変更」の一定値よりも小さな値で、逆止弁開閉回数が増加しても弁座摩耗幅を保持するが、音対策ができていない問題がある。

図８は、弁座摩耗比と逆止弁開閉回数との特性図である。図８は、図７と同じデータを使用して、「従来品」の弁座摩耗幅が一定値に達したときの値を基準として、「音対策品（斜め孔）」及び「音対策（斜め孔）＋加工方向変更」のそれぞれの弁座摩耗幅との比を弁座摩耗比として示したものである。

図８に示すように、「音対策品（斜め孔）」では、開閉回数が増加した場合、２５０％程度までその比が増大するのに対して、本実施形態の例である「音対策（斜め孔）＋加工方向変更」では、１５０％を超えたところにおける一定の比で保持されている。

次に、本実施形態の効果について記載する。
（１）本実施形態の弁装置１及びポペット８４は、ポペット８４の閉塞部９１の方の硬度が逆止弁座８３よりも大きく、閉塞部９１の周面に軸心周りの回転方向と逆向きの切削痕を有する。この結果、ポペットがその軸心の周りで回転する場合でも、弁装置の耐久性を確保できる効果を奏する。

すなわち、ポペットがその軸心の周りで回転しても、弁座のシート面に対して回転方向とは逆向きの切削痕が当たるため、硬度が小さい逆止弁座の摩耗が軽減されて、耐久性を確保することが可能となる。

（２）本実施形態の弁装置１及びポペットにおいて、ポペット８４の横孔９５は、中心軸線Ｏ（軸心）に対して斜交する斜状孔としている。
この結果、横孔がポペットの軸心に対して斜交したポペットであっても、硬度が逆止弁座の摩耗が軽減されて、耐久性を確保することが可能となる。

（３）本実施形態の弁装置１のポペット８４は、横孔９５を複数個有しており、横孔９５を流通する流体により偶力が作用するように構成されている。
この結果、複数の横孔を流通する流体により偶力が作用するように構成されているポペットであっても、硬度が逆止弁座の摩耗が軽減されて、耐久性を確保することが可能となる。

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。
・上記各実施形態では、ポペット８４の小径筒部９２に対して、ポペット８４の中心軸線Ｏに直交する孔を穿孔した後、この直交する孔に交差する斜孔を穿孔することにより、ポペット８４の横孔９５を形成した。

このような２重の穿孔に代えて、すなわち、前記直交する孔の穿孔を省略して、ポペット８４の小径筒部９２に対し、ポペット８４の中心軸線Ｏにその中心軸線Ｏ１が斜めに交差する斜孔を形成することにより、横孔９５を形成してもよい。

・また、横孔９５をポペット８４の中心軸線Ｏに直交する真横孔としてもよい。この場合、ポペット８４は音対策品とはならないが、逆止弁座８３に対する摩耗量の抑制ができる。

・前記実施形態では、ポペット８４の閉塞部９１の方の硬度を逆止弁座８３よりも大きくしたが、逆止弁座８３の硬度を閉塞部９１の硬度よりも大きくしてもよい。この場合、逆止弁座８３のシート面８３ａに、図２の左側から見たとき、逆止弁座８３のシート面８３ａに、図５の矢印Ｙの向きに切削痕Ｋが形成されているとすると、ポペット８４が前記矢印Ｙの向きに自転すれば、硬度が小さいポペット８４の閉塞部９１の摩耗が軽減されることとなる。

つまり、ポペット８４が、図４に示すように、その先端側から見て時計回り方向に回転する場合、逆止弁座８３のシート面８３ａには、その拡径側から見て図５の矢印Ｙの向き、すなわち、反時計回りに切削痕Ｋを形成すればよい。

１…弁装置、２…ガスタンク、３…取付口、４…ボディ、５…供給配管、
６…供給側継ぎ手、７…送出配管、８…送出側継ぎ手、１１…本体部、
１２…取付部、１３…充填路（ガス流路）、１４…送出路、
１５…接続路（ガス流路）、１６…逆止弁、１７…電磁弁、
２１…取付穴、２２…第１取付穴、２３…第２取付穴、
３１…継ぎ手本体、３２…貫通孔、３３…支持部材、
８１…拡径部、８２…弁収容部、８３…逆止弁座、８３ａ…シート面、
８３ｂ…領域、８４…ポペット、８５…付勢部材、８６…位置決め部材、
８７…逆止弁口、９１…閉塞部、９２…小径筒部、９３…大径筒部、
９４…支持部、９５…横孔、９６…内腔、９７…連通孔、９８…段差面、
１０１…延出部、１０３…筒部、１０５…底部、１０６…連通孔、
１１１…挿入部、１１２…フランジ部、１１３…軸孔、１１４…環状溝、
１１５…Ｏリング、１１６…バックアップリング、１１７…拡径孔部、
１２１…ボディ、１２２…継ぎ手、１２３…取付穴、１２４…充填路、
１３２…逆止弁、１３３…拡径部、１３４…弁収容部、
１３５…弁口、１３６…弁座、１３７…ポペット、１３８…付勢部材、
Ｏ、Ｏ１…中心軸線、θ…交差角、Ｄ…弁座摩耗幅、Ｙ…矢印、Ｋ…切削痕。

Claims (6)

1. 先端を残して中空軸状に形成され、該先端にはテーパー状の閉塞部を有しているとともに、前記中空軸状に形成された部位には内外を貫通する横孔を有していて、開閉動作時にその軸心周りで回転するポペットと、閉弁時に前記ポペットの閉塞部が当接するテーパー状のシート面を有する弁座を備えた弁装置において、
   前記ポペットの閉塞部及び弁座のシート面のうち、いずれか硬度が大きい方に、該部をテーパー状に形成するための切削加工に付随して形成される切削痕であって、閉弁動作時に生じる前記ポペットの軸心周りの回転方向と逆向きの螺旋状の切削痕を有する弁装置。
2. 前記横孔は、前記軸心に対して直交する真横孔または斜交する斜状孔を含む請求項１に記載の弁装置。
3. 前記ポペットは、前記横孔を複数個有しており、前記横孔を流通する流体により偶力が作用するように構成されている請求項１または請求項２に記載の弁装置。
4. 先端を残して中空軸状に形成され、該先端にはテーパー面を有しているとともに、前記中空軸状に形成された部位には内外を貫通する横孔を有していて、前記横孔を流通する流体がある場合にその軸心周りで回転するポペットにおいて、
   前記テーパー面に、該部をテーパー状に形成するための切削加工に付随して形成される切削痕であって、該ポペットが先端方向へ移動する時に生じる前記軸心周りの回転方向と逆向きの螺旋状の切削痕を有するポペット。
5. 前記横孔は、前記軸心に対して直交する真横孔または斜交する斜状孔を含む請求項４に記載のポペット。
6. 前記横孔は複数個形成されていて、前記横孔を流通する流体により偶力が作用するように構成されている請求項５に記載のポペット。