WO2007013473A1 - 圧力調整器 - Google Patents

Abstract

　 　　　圧力調整器において、加圧流体の過大な１次圧力によっても調圧機構が破損することのない比較的簡単な構成且つ信頼性の高いものとし、また圧力調整器単体で調圧機構を保護することができるようにする。 　　　１次圧力の加圧流体が供給される入口孔７６および減圧された２次圧力の加圧流体が排出される排出孔３８を有するとともに入口孔７６から排出孔３８に至る流路が内部に形成されたハウジング５と、流路の途中に配置されて、１次圧力を２次圧力に減圧する調圧機構とを備えた圧力調整器１において、調圧機構は、流体の圧力の変動に応じて変位する、ダイヤフラム１２を含む移動体を有し、移動体は、１次圧力が過大になった際に、ハウジング５の一部に当接して移動体の過度の変位を阻止する当接部１４ｂを有する。

Description

明 細 書

圧力調整器

技術分野

[0001] 本発明は、気体や液体等の加圧流体の圧力を、調圧機構を介して 1次圧力から所 定の 2次圧力に減圧する圧力調整器に関し、特に調圧機構がダイヤフラムを含む圧 力調整器に関する。

背景技術

[0002] 加圧流体の圧力を、調圧機構を介して高圧から低圧に調圧する圧力調整器として 、例えば、ダイヤフラムとそれに連動する調圧弁を有するガバナ機構 (調圧機構)が 2 つ組み合わされた圧力調整器が知られている（特許文献 1)。この圧力調整器の各ガ バナ機構は、ダイヤフラムに取り付けられる、フランジが形成されたサポータを有して いる。各サポータは、調圧スプリングにより所定の力で付勢されて、ダイヤフラムに連 動した調圧弁を所定の圧力で調圧するようになつている。この調圧弁は流路内に位 置し、調圧弁より下流の流体圧力すなわち 2次圧力が、上流側から供給される加圧 流体すなわち 1次圧力より低圧になるように調整される。

[0003] また、他の従来技術として、ガス器具に用いられるカセット式ガスボンベのガバナ装 置が知られている (特許文献 2)。このガバナ装置は、ガスボンベの圧力を調圧してバ ーナ一へ導くもので、ガバナ装置のケース内にダイヤフラムにより仕切られた調圧室 を有するとともに、調圧室内にダイヤフラムに連動する弁開閉レバーすなわち調圧弁 を有する。この弁開閉レバーにより、ガス流路の調圧弁座を開閉してガスの流入を制 御するように構成されている。他方、ガスボンベが熱により過度に高圧になった場合、 圧力調整器を過度の圧力から保護し、またガスボンベの爆発を防止するための機構 力 ガバナ装置とガスボンベとに設けられている。ガスボンベの内圧が異常に上昇し た場合、この機構によりガス圧はガバナ装置の安全弁に作用し、安全弁を後退位置 に付勢する。それに伴って、安全弁に当接していたガスボンベのステムが伸長して、 ステムと連動する閉止弁が閉作動し、ガスボンベ力 ガバナ装置へのガスの供給が 停止するように構成されて 、る。 特許文献 1 :特開 2004— 318683号公報（図 1)

特許文献 2 :特開平 8— 303773号公報（図 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 上記特許文献 1に開示された発明にお ヽては、加圧流体供給側から供給される加 圧流体は、調圧弁が高圧側と低圧側との間で変位することにより、調圧弁を通過する 加圧流体の流量が調整されて圧力が調圧される。しかし、高圧側すなわち供給側の 流体圧力が、何らかの理由、例えば、周囲温度の上昇、加圧流体を収容している容 器の潰れ等により所定の圧力より過大になる場合がある。このような状況で、圧力調 整器を使用すると、高圧側の加圧流体が低圧側に流入する量を調整している調圧弁 およびこの調圧弁に連動するダイヤフラム力 加圧流体の過度の圧力により低圧側 に過度に変位して、調圧弁を回復不能に変形させてしまうおそれがある。その場合は 、調圧弁が適切に機能しなくなる。

[0005] また、特許文献 2に開示された発明にお ヽては、供給される過大なガス圧力に対し 、ガス器具を保護するために複雑な機構を必要とし、さらにガス器具単体ではなぐ ガスボンベとの協働作用によらなければ過度に大き 、ガス圧に対処することができな い。

[0006] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、過大な 1次流体圧力によっても 調圧機構が破損することのな!/ヽ比較的簡単な構成の信頼性の高!ヽ圧力調整器を提 供することを目的とする。

[0007] また、本発明の他の目的は、圧力調整器単体で調圧機構を保護することができる 圧力調整器を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明の圧力調整器は、 1次圧力の加圧流体が供給される入口孔および減圧され た 2次圧力の加圧流体が排出される排出孔を有するとともに入口孔力 排出孔に至 る流路が内部に形成されたハウジングと、流路の途中に配置されて、 1次圧力を前記 2次圧力に減圧する調圧機構とを備えた圧力調整器において、調圧機構は、流体の 圧力の変動に応じて変位する、ダイヤフラムを含む移動体を有し、移動体は、 1次圧 力が過大になった際に、ハウジングの一部に当接して移動体の過度の変位を阻止す る当接部を有していることを特徴とするものである。

[0009] また、移動体は、ダイヤフラムの流路に面した第 1の面と、その反対側の第 2の面の 両面力 協働してダイヤフラムを挟持する 2つの部材を有し、 2つの部材を有する移 動体の第 2の面側に突出した部分に当接部を形成することができる。

[0010] また、ハウジングには、当接部に対向して突出する凸部カもなるストツバ部が形成さ れていてもよい。

[0011] また、当接部は、ハウジングの内壁に対向して突出した突出部とすることができる。

発明の効果

[0012] 本発明の圧力調整器は、 1次圧力を 2次圧力に減圧する調圧機構が、流体の圧力 の変動に応じて変位する、ダイヤフラムを含む移動体を有している。この移動体は、 1 次圧力が過大になった際に、ハウジングの一部に当接して移動体の過度の変位を阻 止する当接部を有しているので、次の効果を奏する。すなわち、過大な 1次流体圧力 により調圧機構の移動体が過度に変位しょうとしても、移動体がハウジングの一部に 単に当接するだけで過度の変位が阻止される。これにより、調圧機構が回復不能に 変形したり、破損したりすることが防止できる、簡単な構成且つ信頼性の高い圧力調 整器が得られる。また、この圧力調整器を過大な圧力から保護する機能を、圧力調 整器単体で実現することができる。

[0013] また、移動体が、ダイヤフラムの流路に面した第 1の面と、その反対側の第 2の面の 両面力 協働してダイヤフラムを挟持する 2つの部材を有し、移動体の第 2の面側に 突出した部分に当接部が形成されている場合は、当接部を簡単な構成で移動体に 設けることができる。

[0014] また、ハウジングに、当接部に対向して突出する凸部からなるストツバ部が形成され ている場合は、簡単な構成でストツバ部を形成することができるとともに、ハウジング 側の剛性も凸部が設けられることにより増大して、信頼性の高い圧力調整器が得られ る。

[0015] また、当接部は、ハウジングの内壁に対向して突出した突出部である場合は、簡単 な構成で当接部が構成されるとともに、当接部に剛性が付与され、移動体が一層破 損しにくくなり、信頼性の高い圧力調整器が得られる。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]本発明の第 1の実施形態の圧力調整器を、その中心を通る軸線の周りの円周 に沿って約 90° の範囲で切断し、且つ部分的に分解して示す部分断面分解斜視図 [図 2]図 1の圧力調整器の上部を拡大して示す部分拡大断面図

[図 3]組み立てられた図 1の圧力調整器の下部を、その中心を通る軸線の周りの円周 に沿って約 90° の範囲で切断して、部分的に拡大して示す部分断面拡大斜視図。

[図 4]圧力容器が接続された図 1の圧力調整器の断面を示し、 (a)は通常の使用状 態を示し、 (b)は圧力容器の圧力が過度に上昇した場合の状態を示す。

[図 5]過度に高圧の流体が供給された場合のダイヤフラムの作動状態を示す、図 4 (b )の一点鎖線で囲む領域 Vを拡大して示す部分拡大図

[図 6]本発明の第 2の実施形態の圧力調整器の断面を示し、 (a)は通常の使用状態 を示し、 (b)は供給圧力が過度に上昇した場合の状態を示す。

[図 7]本発明の第 3の実施形態の圧力調整器の断面を示し、 (a)は通常の使用状態 を示し、 (b)は供給圧力が過度に上昇した場合の状態を示す。

[図 8]第 1の実施形態のサポータの突出部と、カバーケースの凸部の第 1の変形例を 示す部分拡大断面図

[図 9]第 1の実施形態のサポータの突出部と、カバーケースの凸部の第 2の変形例を 示す部分拡大断面図

[図 10]第 3の実施形態のサポータの変形例を示す部分拡大断面図

符号の説明

[0017] 1、 100、 200、 500、 600、 700 圧力調整器

5、 105、 205 ノ、ウジング

12、 112、 212、 512、 612、 712 ダイヤフラム

14b、 114b, 214b, 512b 当接部（突出部;）

15、 115、 215、 515、 615、 715 移動体（調圧機構）

18 第 2の面 (上面）

20 第 1の面 (下面） 28、 128、 228、 628、 728 凸部（ストッノ部）

36、 136、 236、 536、 636、 736 調圧ばね（調圧機構）

38、 138、 238 排出孔

56 Oリング (調圧機構）

76、 176、 276 入口孔（開口）

163 流路（通路）

506g 内面 (ストッパ部）

614b 当接部 (軸）

714 サポータ（当接部）

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下、本発明の一例となる第 1の実施形態の圧力調整器について、図 1〜図 3を参 照して説明する。図 1は、圧力調整器 1の中心を通る軸線 2の周りの円周に沿って約 90° の範囲で切断し、且つ部分的に分解して示す部分断面分解斜視図であり、図 2 は、図 1の圧力調整器 1の上部を拡大して示す部分拡大断面図である。図 3は、組み 立てられた図 1の圧力調整器 1の下部を軸線 2の周りの円周に沿って、約 90° の範 囲で切断して、部分的に拡大して示す部分断面拡大斜視図である。

[0019] 図 1に示すように、圧力調整器 1は、本体ケース 4と、カバーケース 6と、本体ケース 4に取り付けられる円筒形の導入筒 8とからなるハウジング 5を有する。本体ケース 4と カバーケース ₆は、それぞれ膨出部 4b、 6bを有するとともに、外周に同様な形状のフ ランジ 4a、 6aを有している。膨出部 4bには、軸線 2に対応する位置に貫通孔 24が形 成されている（図 2、図 3)。本体ケース 4とカバーケース 6は、フランジ 4a、 6aが互い に突き合わされるとともに、フランジ 4a、 6aがねじ止め（図示せず)等により結合され ている。

[0020] フランジ 4aの突き合わせ面 10 (図 1)には、フランジ 4aの内側全周に亘つて、段部 1 Oaが形成されている。この段部 10aにはダイヤフラム 12が配置されて、フランジ 4a、 6 aの結合により、ダイヤフラム 12は両フランジ 4a、 6a間に押圧固定される。ダイヤフラ ム 12は、例えば、ゴム等力 構成される弾力性を有する概ね平板状の部材であり、 軸線 2を中心として円形状に形成された湾曲橈み部 12a (図 2)を有する。またダイヤ フラム 12には、軸線 2に対応する部分に円形の開口 22 (図 2)が穿設されている。ダ ィャフラム 12の湾曲橈み部 12aから内側の上面 (第 2の面） 18には、サポータ (部材） 14が配置されている。

[0021] 他方、ダイヤフラム 12を挟んで、サポータ 14の反対側にはプランジャ (部材） 16が 配置されている。これら、一体となったダイヤフラム 12、サポータ 14およびプランジャ 16を総括して移動体 15という。なお、ここで、上、下とは、図 1〜図 3における上下方 向をいう。サポータ 14は、ダイヤフラム 12の上面 18に接触する平板部 14a (図 2)と、 この平板部 14aから上方に突出する突出部（当接部） 14bを有する。サポータ 14は、 軽量な部材、例えばポリオキシメチレン (POM)製が好ましいが、金属製であってもよ い。突出部 14bの上面 26 (図 2)は平坦に形成されている。また、突出部 14bには、 軸線 2に沿って雌ねじ 14c (図 2)が形成されている。

[0022] プランジャ 16は、ダイヤフラム 12の下面（第 1の面） 20に位置する平板部 16a (図 2 )と、軸線 2に沿って、平板部 16aの上下方向にそれぞれ延びる軸 16b、 16c (図 2)と を有する。軸 16bは、ダイヤフラム 12の開口 22を通過して上方に突出し、軸 16cは、 本体ケース 4の貫通孔 24 (図 2、図 3)を通過して下方に延びている。軸 16bには雄ね じ 17が形成されており、前述のサポータ 14の雌ねじ 14cと螺合して、ダイヤフラム 12 を両面力も締め付けるように構成されている。ダイヤフラム 12は、これにより、サポー タ 14およびプランジャ 16との間に挟持されて一体に構成される。なお、サポータ 14と ダイヤフラム 12との間には、摩擦係数の小さい、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ PET)製のフィルム 19 (図 2)を介在させることが好ましい。これにより、サポータ 14を 軸 16bに螺合させる際に、ダイヤフラム 12を締め付け時に生じる摩擦力により変形さ せるおそれをなくすことができる。

[0023] カバーケース 6の膨出部 6bの内面には、突出部 14bに対応する位置に凸部 (ストツ パ部） 28が形成されている。凸部 28の先端すなわち下面 30は、サポータ 14の上面 26と同様に平坦形状となっている。凸部 28の中央には外部と、膨出部 6b内の空間 3 2とを連通する小孔 34 (図 2)が形成されている。外部は、通常、大気圧であるので、 空間 32内も大気圧に維持される。サポータ 14の突出部 14bおよびカバーケース 6の 凸部 28の外周には圧縮コイルばね（以下調圧ばねと 、う） 36が配置されて 、る。この 調圧ばね 36は、サポータ 14を介してダイヤフラム 12を所定の圧力で常時下方に押 圧している。凸部 28の下面 30と、サポータ 14の突出部 14bの上面 26との間は、圧 力調整器 1の通常の使用状態では、間隙 Gが確保されている（図 2)。

[0024] カバーケース 6には、膨出部 6bから横方向に膨出した延出部 6cが形成されている（ 図 1)。この延出部 6cには、排出孔 38が形成された、延出部 6cから外部に延びるノズ ル 40が形成されている。また、カバーケース 6には、排出孔 38に連通する円柱形の 空間 42が隔壁 6dにより形成されている（図 1)。他方、空間 42に対応する本体ケース 4の部分には、略円柱状の空間 46が隔壁 4cにより形成されている。図 1および図 2で は、隔壁 4cの端面 7 (図 2)が見えており、この端面 7と対向する位置に隔壁 4cの他の 端面が位置して、端面同士が協働してそれらの間に溝 44を構成している（図 2、図 3) 。空間 46に臨む本体ケース 4には、上向きの略環状の段部 46aが形成されている。 また、ダイヤフラム 12には、空間 42、 46に対応して円形の開口 37が形成されている (図 1)。空間 42、 46には、フランジ 50aを有するスリーブ 50力 ダイヤフラム 12の開 口 37を貫通して配置される。その際、スリーブ 50のフランジ 50aは、段部 46aに着座 する。スリーブ 50は、その下端と膨出部 4bの内面 4d (図 2、図 3)との間に隙間がある ように長手方向が寸法決めされており、溝 44を通る流体を排出孔 38に導く通路とな る。スリーブ 50は、例えば、ポリオキシメチレン力も形成される。

[0025] 本体ケース 4の膨出部 4bとプランジャ 16およびダイヤフラム 12との間には、空間す なわち調圧室 52が形成されている。膨出部 4bの貫通孔 24を貫通して下方に突出す る、プランジャ 16の軸 16cの先端部には、環状溝 54 (図 2)が形成されるとともに、こ の環状溝 54に Oリング 56が装着される。この Oリング 56が調圧弁となる。すなわち、 軸 16cと、膨出部 4bの貫通孔 24との間を通過する流体の流れを、この Oリング 56が 、ダイヤフラム 12により上下方向に駆動されて、調圧室 52内の流体圧力を調整する ように構成されている。前述の調圧ばね 36、移動体 15、 Oリング 56等により調圧機 構が構成される。本体ケース 4の膨出部 4bには、軸 16cの先端部を囲むように環状 壁 58が下方に突設されている。環状壁 58の基端外周には環状に溝 60 (図 2)が形 成され、この溝 60に Oリング 62が装着されている。

[0026] 環状壁 58の外周には、例えば、図示しないねじが形成されて、前述の導入筒 8と螺 合するように構成することができる。導入筒 8は、後述する圧力容器 400 (図 4)が接 続される部材であり、その長手方向の中間に仕切壁 8aを有している。この仕切壁 8a には、プラグ 70の下部軸 70cを受容する開口 76が形成されている。仕切壁 8aと膨出 部 4bとの間には、上方力 フィルタ 64、ジョイント 66、圧縮コイルばね（以下、単にば ねという） 68およびプラグ 70が配置されている。ジョイント 66は、例えば、ポリオキシメ チレンから形成された、上壁 66bを有する概ね筒状である。ジョイント 66の上壁 66b の中央には孔 72が形成され、上壁 66bと下端 80との間には、外方に延出する環状 のフランジ 66aが形成されて!、る。

[0027] フィルタ 64は、円形の板状部 64aの外周に環状壁 64bが垂下された形状となって いる。このフィルタ 64は、ジョイント 66の上壁 66bに被冠される。ジョイント 66は、組立 状態では、フランジ 66aが、本体ケース 4の環状壁 58の下端 58a (図 3)に当接し、フ ィルタ 64を環状壁 58の下向き段部 58bとジョイント 66の上壁 66bとの間に挟持する。 フィルタ 64の上部は、プランジャ 16の軸 16cの先端部が突出する中間室 21となる。 ジョイント 66の内面 66cには、上下方向に連続する溝 67 (図 2)がジョイント 66の内周 に互いに離隔して複数本形成されている。これらの溝 67は、供給される加圧流体が 通過する流路となる。

[0028] 前述のプラグ 70は、ステンレス鋼或いはポリオキシメチレンから形成されるピン状で あり、その上部近傍に円板状のフランジ 70aを有する。フランジ 70aより上方に突出す る上部軸 70bは、ばね 68の内側に挿入可能な直径を有する。フランジ 70aより下方 に突出する下部軸 70cは、プラグ 70の下端 74に向けて収束している。すなわち、テ ーパが形成されて先細形状となっている。下部軸 70cの、フランジ 70a近傍には Oリ ング 78が被冠されている。

[0029] 導入筒 8が環状壁 58に組付けられると、ばね 68とプラグ 70は、ジョイント 66の上壁 66bと導入筒 8の仕切壁 8aとの間に保持される。このとき、プラグ 70のフランジ 70aは 、ばね 68により下方に付勢され、 Oリング 78が、フランジ 70aと仕切壁 8aとの間に押 圧される。この Oリング 78は、圧力容器 400が導入筒 8に接続されていない状態では 、ばね 68の付勢力により、仕切壁 8aとフランジ 70aに密着した状態にある。これにより 、圧力調整器 1内の加圧流体が、プラグ 70の下部軸 70cと仕切壁 8aの開口 76の間 力 外部に漏出することが防止される。

[0030] 次に、上述の如く構成された圧力調整器 1に、例えば、燃料電池用の燃料カートリ ッジのような圧力容器 400が接続されて使用される場合について、図 4を参照して説 明する。図 4は、圧力容器 400が接続された圧力調整器 1の断面を示し、図 4 (a)は 通常の使用状態を示し、図 4 (b)は圧力容器 400の圧力が過度に上昇した場合の状 態を示す。なお、図 4中、圧力容器 400は、その一部のみを断面で示す。図 4には、 圧力容器 400として、導入筒 8に挿入される嵌合部 402と、この嵌合部 402が取り付 けられる本体部 404が示されている。嵌合部 402には、嵌合部 402を上下方向に貫 通する噴出孔 406が形成されている。噴出孔 406には、ばね 410により上方に常時 付勢されて、圧力容器 400内の流体の噴出を阻止する弁体 408が、噴出孔 406の 内部に摺動可能に配置されている。

[0031] 図 4に示すように、圧力容器 400が圧力調整器 1に取り付けられると、プラグ 70は弁 体 408により上方に押圧される。これにより、 Oリング 78によって封止されていた導入 筒 8の開口 76が開放されて、加圧流体が開口 76、ジョイント 66の内側の溝 67および フィルタ 64の順に通過する。圧力容器 400の接続初期状態では、調圧室 52内は流 体の圧力が低いため、ダイヤフラム 12は、調圧ばね 36により下方に付勢された状態 にある。従って、本体ケース 4の貫通孔 24を封止する Oリング 56は、貫通孔 24から下 方に離れる方向に移動しているので、貫通孔 24の封止は解除された状態にある。従 つて、流路を構成する前述の通路 67、フィルタ 64、中間室 21、貫通孔 24と軸 16cの 間、調圧室 52およびスリーブ 50を通過した流体は、排出孔 38から外部、例えば、図 示しな ヽ燃料電池に供給される。

[0032] 通常の使用状態では、ダイヤフラム 12は、供給される流体の圧力、例えば、 900K Pa〜lMPaに対して、調圧ばね 36により調圧室 52内が所定の圧力になるように設 定されている。すなわち、圧力容器 400から供給される流体の圧力が、供給すべき流 体の圧力より高くなつた場合、調圧ばね 36による付勢力に抗して、調圧室 52内の流 体がダイヤフラム 12を上方に押圧する。この結果、プランジャ 16の軸 16cは上方に 移動して、 Oリング 56が本体ケース 4の貫通孔 24を封止して、それ以上加圧流体が 調圧室 52に流入することを阻止する。ダイヤフラム 12に加圧流体側から加わる圧力 は、厳密には調圧室 52内の圧力だけではなぐ中間室 21内で Oリング 56を含む調 圧弁に加わる力も作用する。すなわち調圧弁の投影面積 X中間室 21内の 1次圧力が 調圧弁に加わっているので、上記加圧流体の圧力でも調圧弁が閉じたり、弁座に Oリ ング 56が潜り込んで変形することが起こる。調圧室 52内の圧力が低くなつた場合は、 調圧ばね 36の付勢力により、プランジャ 16の軸 16cが、下降して貫通孔 24を開放し 、再度、加圧流体が調圧室 52内に流入可能とする。

[0033] このように、ダイヤフラム 12は、流体の圧力の変動に対して絶えず上下に移動（振 動）する。し力し、この上下の移動量は極めて僅力 例えば、約 0. 3mmであるため、 前述の間隙 G、すなわちサポータ 14の突出部 14bの上面 26と、カバーケース 6の凸 部 28の下面 30の間の寸法は、略一定に維持されている。なお、加圧流体が流れて V、る状態を示す図 4(a)にお 、て、 Oリング 56は本体ケース 4に接触して 、るように示さ れているが、実際は、 Oリング 56と本体ケース 4との間に極めて僅かな間隙があって、 加圧流体の通過が可能となって 、る。

[0034] しかし、何らかの理由、例えば、圧力容器 400の温度が上昇したり、圧力容器 400 を押しつぶしたりする等により圧力容器 400から供給される流体の圧力が過度に高く なった場合は、ダイヤフラム 12は、図 4 (b)に示すように通常の場合と異なるように作 動する。すなわち、 Oリング 56により貫通孔 24が封止されていても、例えば、加圧流 体の異常に高い供給圧力、例えば 2MPa〜3MPa等の圧力により、プランジャ 16の 軸 16cは、中間室 21側力もさらに上方すなわち調圧室 52側に押し込まれるように作 動する。このときの Oリング 56の状態を図 5に示す。

[0035] 図 5は、過度に高圧の流体が供給された場合のダイヤフラム 12の作動状態を示す 、図 4 (b)の一点鎖線で囲む領域 Vを拡大して示す部分拡大図である。図 5に示すよ うに、プランジャ 16の軸 16cが上方へ移動することにより、 Oリング 56は、本体ケース 4に押圧されて変形し始める。図 5に示す状態では、 Oリング 56は、まだ元の状態に 弹性的に復帰可能である。このとき、前述のサポータ 14の突出部 14bの上面 26は、 ハウジング 5の一部となる、カバーケース 6の凸部 28の下面 30に当接して、ダイヤフ ラム 12がそれ以上、上方に変位しない。これにより、 Oリング 56が破損し、あるいは、 軸 16cが、貫通孔 24から上方に抜けて、加圧流体が、中間室 21側力も調圧室 52側 に漏出してしまうことが阻止される。また、 Oリング 56が破損した場合、調圧室 52と中 間室 21は僅かな隙間により連通した状態になる力 プラグ 70と Oリング 78により開口 76が封止されているので、圧力容器 400を取り外しても、加圧流体が開口 76から外 部に漏出することはない。

[0036] 次に、本発明の第 2の実施形態の圧力調整器 100について図 6を参照して説明す る。図 6は本発明の第 2の実施形態の圧力調整器 100の断面を示し、図 6 (a)は通常 の使用状態を示し、図 6 (b)は流体の供給圧力が過度に上昇した場合の状態を示す 。この圧力調整器 100は、本体ケース 104、カバーケース 106、本体ケース 104と力 バーケース 106の間に配置されたダイヤフラム 112、ダイヤフラム 112を挟持するサ ポータ 114とプランジャ 116、本体ケース 104の側部に横向きに取り付けられた入口 孔 176を有する導入筒 108、導入筒 108内に配置されたフィルタ 164、ばね 168、ジ ョイント 166およびプラグ 170を有する。なお、ダイヤフラム 112、サポータ 114および プランジャ 116を総括して移動体 115という。また、本体ケース 104、カバーケース 10 6および導入筒 108により、ハウジング 105が構成される。なお図 6において、圧力容 器 400は図示を省略してある。

[0037] 本体ケース 104には、プランジャ 116に対応する位置に、第 1の実施形態と同様に 環状壁 158が、本体ケース 104と一体に下方に突設されている。この環状壁 158の 外側には、蓋 159が例えば、環状壁 158に螺合して取り付けられている。これにより 環状壁 158内に中間室 161が形成される。また、本体ケース 104には、環状壁 158と 同様な他の環状壁 158'が側方に向けて一体に形成されている。この環状壁 158'に 、第 1の実施形態と同様な導入筒 108が取り付けられる。なお、導入筒 108内の構成 およびダイヤフラム 112と、これを支持するサポータ 114、プランジャ 116の構成は、 第 1の実施形態と同様なので詳細な説明は省略する。

[0038] 本体ケース 104内には、導入筒 108から中間室 161、中間室 161からは調圧室 15 2に至る流体の通路 (流路） 163が形成されている。そして、本体ケース 104には、導 入筒 108と逆の横方向にノズル 140が形成されている。ノズル 140には、調圧室 152 に連通する排出孔 138が形成されている。

[0039] この第 2の実施形態においても、サポータ 114は、上面 126が平坦な突出部（当接 部） 114bを有しており、カバーケース 106の凸部（ストッパ部） 128の下面 130も平坦 な形状となっている。サポータ 114は、調圧ばね 136により下方に付勢されている。こ れらの上面 126と下面 130の間は、通常の使用状態で間隙 Gが形成されている。こ の第 2の実施形態においても、流体の供給圧力が過度に高くなると、図 6 (b)に示す ように、プランジャ 116の軸 116cが上方に押し上げられて、サポータ 114の突出部 1 14bの上面 126力 カノ一ケース 106の凸咅 の下面 130に当接する。これにより 、ダイヤフラム 112の過度の変形が阻止される。

[0040] 次に、本発明の第 3の実施形態の圧力調整器 200について、図 7を参照して説明 する。図 7は、本発明の第 3の実施形態の圧力調整器 200の断面を示し、図 7 (a)は 通常の使用状態を示し、図 7 (b)は供給圧力が過度に上昇した場合の状態を示す。 この圧力調整器 200は、第 1の実施形態の圧力調整器 1と略同様な構成を有する。 すなわち、圧力調整器 200は、本体ケース 204、カバーケース 206、この中に配置さ れたダイヤフラム 212、ダイヤフラム 212を支持するサポータ 214とプランジャ 216、 入口孔 276を有する導入筒 208、フィルタ 264、ジョイント 266およびプラグ 270を圧 力調整器 1と同様な配置で有する。なお、ダイヤフラム 212、サポータ 214およびブラ ンジャ 216を総括して移動体 215という。また、本体ケース 204、カバーケース 206お よび導入筒 208によりハウジング 205が構成される。この第 3の実施形態の圧力調整 器 200が、第 1の実施形態の圧力調整器 1と大きく異なる点は、排出孔 238およびノ ズル 240力 本体ケース 204側に設けられている点である。なお図 7において、圧力 容器 400は図示を省略してある。従って、前述の第 1の実施形態の圧力調整器 1の スリーブ 50は、第 3の実施形態では使用されて 、な 、。

[0041] この第 3の実施形態においても、サポータ 214は、上面 226が平坦な突出部（当接 部） 214bを有している。他方、カバーケース 206には、下向きの凸部 (ストッパ部） 22 8が形成され、この凸部 228の下面 230も平坦な形状となっている。サポータ 214の 突出部 214bとカバーケース 206の凸部 228の外周には調圧ばね 236が縮設されて いる。そして、サポータ 214は、調圧ばね 236により所定の力で下方に付勢されてい る。これらの上面 226と下面 230の間にも、通常の使用状態で間隙 Gが形成されてい る。この第 3の実施形態の場合も、過度な供給圧力を受けると、図 7 (b)に示すように 、プランジャ 216が上方に押し上げられる、すなわち、ダイヤフラム 212が上方に移動 する。これにより、サポータ 214の突出部 214bの上面 226が、カバーケース 206の凸 部 228の下面 230に当接して、ダイヤフラム 212の過度の変形が阻止される。

[0042] 次に本発明の第 1の実施形態のサポータ 14の突出部 14bと、カバーケース 6の凸 部 28の 2つの変形例について、図 8および図 9を参照して説明する。図 8は、第 1の 実施形態のサポータ 14の突出部 14bと、カバーケース 6の凸部 28の第 1の変形例を 示す部分拡大断面図であり、図 9は、第 1の実施形態のサポータ 14の突出部 14bと、 カバーケース 6の凸部 28の第 2の変形例を示す部分拡大断面図である。図 8におい て、圧力調整器 500のサポータ 514は、円板状の平板部 514a、この平板部 514aの 中央に上下方向に突設された軸 514cを有する。この軸 514cは下部がねじ状になつ ており、プランジャ 516と螺合するようになつている。平板部 514aには上向きに軸 51 4cと同軸に突設された環状の突出部（当接部） 514bが形成されている。この突出部 514b内には、調圧ばね 536を受容する環状溝すなわち凹所 514dが形成されてい る。

[0043] 他方、カバーケース 506には、突出部 514bに対応する位置に、上方に突出する受 部 506eが形成され、この受部 506e内に調圧ばね 536を受容する他の環状溝すな わち凹所 506fが形成されている。調圧ばね 536は、受部 506e内の凹所 506fと、サ ポータ 514の突出部 514bの凹所 514dとの間に配置されて、サポータ 514を介して ダイヤフラム 512を所定の圧力で下方に付勢して 、る。この第 1の変形例においては 、流体の供給圧力が過大になると、突出部 514bの先端すなわち上面 526が、カバ 一ケース 506の、先端 526に対応する内面 (ストッパ部） 506gに当接するようになつ ている。上面 526と内面 506gの間には、通常状態で間隙 Gが形成されている。なお 、ダイヤフラム 512、サポータ 514およびプランジャ 516を移動体 515という。

[0044] 次に、図 9を参照して、第 2の変形例について説明する。圧力調整器 600において は、サポータ 614は、第 1の変形例と略同様な構成を有する。すなわち、サポータ 61 4はその中央に上向きの軸（当接部） 614bを有する。他方、カバーケース 606の第 1 の変形例と同様な受部 606eの環状溝すなわち凹所 606f内には、軸 614bに対向し て凸部 (ストッパ部） 628が下向きに突設されている。凸部 628の下面 630は、軸 614 bの上面 626の近傍まで垂下し、上面 626との間に所定の間隙 Gが形成されている。 この第 2の変形例の場合は、過度の供給圧力によって、サポータ 614の突出部 614b の上面 626が、カノく一ケース 606の凸部 628の下面 630に当接する。この変形例に おいても、サポータ 614、ダイヤフラム 612およびプランジャ 616は、合体して移動体 615となる。

[0045] 次に、前述の第 3の実施形態の圧力調整器 200の変形例として、圧力調整器 700 のサポータ 714について、図 10を参照して説明する。図 10は、第 3の実施形態のサ ポータの変形例を示す部分拡大断面図である。圧力調整器 700は、第 3の実施形態 の圧力調整器 200と同様な構成を有している。圧力調整器 200と異なる点は、サボ ータ 714の形状が異なる点である。すなわち、サポータ 714は、円板状であり、中央 に雌ねじ 714cを有するとともに、雌ねじ 714cと同心に上方に向く環状溝 714eが形 成されている。雌ねじ 714cは、プランジャ 716の軸 716bに形成された雄ねじ 717と 螺合する。環状溝 714e〖こは、調圧ばね 736が配置される。他方、カバーケース 706 には、サポータ 714に対向して、調圧ばね 736内に収容される直径の凸部 (ストッパ 咅 728力形成されて! /、る。この凸咅 728の下面 730と、サポータ 714の上面 726と の間には、間隙 Gが形成されている。そして供給圧力力 過度に高まると、サポータ 7 14の上面 726が凸部 728の下面 730に当接する。この場合当接部はサポータ 714 自体となる。この変形例においても、サポータ 714、ダイヤフラム 712およびプランジ ャ 716は、合体して移動体 715となる。

[0046] 上記第 1から第 3の各実施形態および第 3の実施形態の変形例で用いられた調圧 ば、ねにつ 、てみると、調圧ば、ね 36、 136、 236、 736は、それぞれ突出咅 14bと凸咅 28の外側、突出部 114bと凸部 128の外側、突出部（当接部） 214bと凸部 228の外 側に配置されており、いずれも線径が太ぐ且つ全長の短いばねを使用している。他 方、第 1の実施形態の第 1および第 2の変形例の調圧ばね 536、 636では、線径が 細ぐ全長の長い調圧ばねが使用されている。一般的に、前者の形状すなわち太く 短い調圧ばねでは、ばね定数は大きぐ後者の形状すなわち細く長い調圧ばねでは 、ばね定数は小さい。ばね定数が小さいばねの場合は、ダイヤフラムの上下変位位 置におけるダイヤフラムに加わる荷重の変動を小さくすることができ、調圧室側の 2次 圧力を広範囲に設定できる。しかし、調圧室側の 2次圧力を広範囲に設定する必要 力 Sなければ、太く短い調圧ばねとすることにより圧力調整器の上下方向の寸法を小さ くすることができる。各実施形態における調圧ばね 36をどのような形状にするかは、 燃料を供給する、例えば燃料電池の如き本体側に要求される 2次圧力を満足するよ うに適宜設定することができる。従って、図 9、図 10に示す第 1および第 2の変形例に おいても、それぞれ突出部 514b、 614bの外側にばね定数の大きい、太く、短い調 圧ばね 36をカバーケース 506、 606との間に配置することも可能である。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、圧力容器 400を圧力調整 器 1、 100、 200に取り付ける場合、取り付けた状態を維持するための何らかの固定 装置が必要となる。この装置としては、圧力容器 400を圧力調整器に向けて、単にば ね付勢するように配置された、圧縮コイルばねや、板ばねの如きばね部材（図示せず )でもよい。或いは、本願出願人が平成 16年 9月 14日に出願した「調圧装置」（特願 2004— 266463)に開示された固縛機構すなわち固定装置であってもよい。その他 、固定装置として種々の構成が考えられるが、本発明の趣旨ではないので詳細な説 明は省略する。

Claims

請求の範囲

[1] 1次圧力の加圧流体が供給される入口孔および減圧された 2次圧力の加圧流体が 排出される排出孔を有するとともに前記入口孔力 前記排出孔に至る流路が内部に 形成されたハウジングと、前記流路の途中に配置されて、前記 1次圧力を前記 2次圧 力に減圧する調圧機構とを備えた圧力調整器にお！ヽて、

前記調圧機構は、前記流体の圧力の変動に応じて変位する、ダイヤフラムを含む 移動体を有し、該移動体は、前記 1次圧力が過大になった際に、前記ハウジングの 一部に当接して前記移動体の過度の変位を阻止する当接部を有してなることを特徴 とする圧力調整器。

[2] 前記移動体は、前記ダイヤフラムの前記流路に面した第 1の面と、その反対側の第 2の面の両面力 協働して該ダイヤフラムを挟持する 2つの部材を有し、該 2つの部 材を有する前記移動体の前記第 2の面側に突出した部分に前記当接部が形成され て!ヽることを特徴とする請求項 1記載の圧力調整器。

[3] 前記ハウジングには、前記当接部に対向して突出する凸部カもなるストツバ部が形 成されていることを特徴とする請求項 1または 2記載の圧力調整器。

[4] 前記当接部は、前記ハウジングの内壁に対向して突出した突出部であることを特徴 とする請求項 1から 3いずれか 1項記載の圧力調整器。