特許第6421013号(P6421013)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6421013
(24)【登録日】2018年10月19日
(45)【発行日】2018年11月7日
(54)【発明の名称】絞り弁
(51)【国際特許分類】
   F16K 47/08 20060101AFI20181029BHJP
   F17C 13/04 20060101ALI20181029BHJP
   F16K 51/00 20060101ALI20181029BHJP
   H01M 8/04 20160101ALI20181029BHJP
【FI】
   F16K47/08
   F17C13/04 301Z
   F16K51/00 B
   H01M8/04 N
【請求項の数】2
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2014-219384(P2014-219384)
(22)【出願日】2014年10月28日
(65)【公開番号】特開2016-84904(P2016-84904A)
(43)【公開日】2016年5月19日
【審査請求日】2017年6月19日
(73)【特許権者】
【識別番号】000001247
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】中村 昭夫
(72)【発明者】
【氏名】中野 哲
(72)【発明者】
【氏名】稲木 秀介
(72)【発明者】
【氏名】山下 顕
(72)【発明者】
【氏名】近藤 政彰
【審査官】 山本 崇昭
(56)【参考文献】
【文献】 特開2013−029161(JP,A)
【文献】 国際公開第2014/163131(WO,A1)
【文献】 実開平06−059683(JP,U)
【文献】 特開2003−240141(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16K 15/00−15/20
F16K 39/00−51/02
F17C 1/00−13/12
H01M 8/04−8/0668
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
絞り弁流路に配置された絞り弁体と、
前記絞り弁体を支持する支持部材と、
前記絞り弁流路内に固定されるとともに、前記支持部材を前記絞り弁流路内において軸方向に固定した状態で取付ける取付部材と、を備え、
前記支持部材が、
前記絞り弁体を開弁及び閉弁自在に支持する弁体支持部と、
前記弁体支持部と一体に形成されるとともに、軸心方向に延びるガス通路と前記ガス通路にガスを導入する導入口を外周面に有する軸部とを含み、
前記軸部及び前記取付部材によって軸方向長さが規定される空所において、前記軸部の外周面には前記導入口を覆うフィルタが配置され、前記フィルタの一方の軸方向端部と前記取付部材との間、並びに前記フィルタの他方の軸方向端部と前記軸部との間にはガスケットが配置された絞り弁。
【請求項2】
前記軸部は、
前記絞り弁流路の上流から下流に向けて順に、前記弁体支持部に連結された柱状部と、前記柱状部に連結された管状部と、前記管状部に連結されるとともに、前記取付部材に取付けられた取付部とを有し、
前記管状部及び前記取付部に前記ガス通路が設けられている請求項1に記載の絞り弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、絞り弁に関する。
【背景技術】
【0002】
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)。
【0003】
図6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。
【0004】
また、充填路124には、取付穴123から水素ガスが外部へ放出することを抑制する逆止弁132が設けられている。前記逆止弁132は、水素ガスの非充填時において、弁体137が水素ガスの圧力及び付勢部材138の付勢力により弁座136側に付勢されて弁座136に着座し、弁座136の弁口135を閉じることで、充填路124から水素ガスが放出することを抑制している。
【0005】
また、図6に示すように、継ぎ手122は、継ぎ手本体140に、絞り弁141、フィルタ142、及び支持部材143等が取り付けられて構成されている。継ぎ手122には、ボディ121側から配管125側に向けて順に、大径部144、テーパ部145、及び小径部146を有する貫通孔147が形成されている。前記テーパ部145は、絞り弁座として機能し、小径部146のテーパ部145側の開口が絞り弁座の絞り弁口となっている。
【0006】
絞り弁141は、テーパ部145(絞り弁座)に対して接離可能に設けられる絞り弁体149と、絞り弁体149が収容される弁室を形成する弁室形成部材150と、絞り弁体149をテーパ部145(絞り弁座)側に付勢するコイルバネ151とを備える。前記絞り弁体149の先端は、テーパ面を有しており、前記テーパ面が、テーパ部145(絞り弁座)と接離可能となっている。
【0007】
また、前記支持部材143は、大径部144に嵌入されるとともに、弁口135に連通する軸孔148が形成されている。
フィルタ142は、円筒状に形成されており、その各端部が支持部材143の支持部及び弁室形成部材150の小筒部に外嵌されている。また、フィルタ142の各端部と支持部材143及び弁室形成部材150との間には、それぞれガスケット152が圧縮された状態で配置されている。弁室形成部材150には絞り弁体149が開弁した際に、小径部146と大径部144と連通するためのスリットを有する。なお、前記フィルタ142、支持部材143、及び弁室形成部材150は金属製である。
【0008】
このように構成された弁装置では、継ぎ手122を介して配管125から充填路124に水素ガスが供給される。このとき、継ぎ手122では、絞り弁体149が設けられているため、配管125側から充填路124側へ流れる水素ガスの圧力によって絞り弁体149はテーパ部145(絞り弁座)から離座し、絞り弁口の開口面積が大きくなる。これにより、配管125側から充填路124側に大量の水素ガスが流通可能となるため、速やかに水素ガスがガスタンクに充填されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2013−29161号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
ところで、前記フィルタ142の端面は、ガスケット152によりシールされている。前記ガスケット152は、一般にゴム、合成樹脂、金属等のガスケット用の材料からなり、支持部材143とフィルタ142の間に1つ、フィルタ142と弁室形成部材150との間に1つ配置されて、金属製の部材同士に挟まれている。前記フィルタ142及び弁室形成部材150は、継ぎ手本体140に対して固定されていない。このため、充填時のガス圧力によって絞り弁体149が開弁方向に移動して弁室形成部材150を押圧することにより、ガスケット152が押し潰される構造となっている。この結果、ガスケット152には過剰な潰れが生じる虞がある。
【0011】
本発明の目的は、絞り弁体が開弁方向に移動した際、フィルタの両端に配置されるガスケットが押し潰されることがない絞り弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記問題点を解決するために、本発明の絞り弁は、絞り弁流路に配置された絞り弁体と、前記絞り弁体を支持する支持部材と、前記支持部材を前記絞り弁流路に取付ける取付部材と、を備え、前記支持部材が、前記絞り弁体を開弁及び閉弁自在に支持する弁体支持部と、前記弁体支持部に連結されるとともに、軸心方向に延びるガス通路と前記ガス通路にガスを導入する導入口を外周面に有する軸部とを含み、前記軸部及び前記取付部材によって軸方向長さが規定される空所において、前記軸部の外周面には前記導入口を覆うフィルタが配置され、前記フィルタの一方の軸方向端部と前記取付部材との間、並びに前記フィルタの他方の軸方向端部と前記軸部との間にはガスケットが配置されたされたものである。
【0013】
上記の構成により、各ガスケットは、フィルタの一方の軸方向端部と前記取付部材との間、並びに前記フィルタの他方の軸方向端部と前記軸部との間にそれぞれ挟まれて、前記フィルタの端面をシールする。また、軸部及び取付部材によって軸方向長さが規定される空所に、フィルタ及びガスケットが配置されるため、絞り弁体が開弁方向に移動しても、フィルタの両端に配置されるガスケットが押し潰されることがない。
【0014】
また、前記軸部は、前記絞り弁流路の上流から下流に向けて順に、前記弁体支持部に連結された柱状部と、前記柱状部に連結された管状部と、前記管状部に連結されるとともに、前記取付部材に取付けられた取付部とを有し、前記管状部及び前記取付部に前記ガス通路が設けられていることが好ましい。
【0015】
上記の構成により、絞り弁体が開弁方向に移動した際、管状部の導入口を覆うフィルタの両端部をシールするガスケットが押し潰されることがない。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、絞り弁体が開弁方向に移動した際、フィルタの両端に配置されるガスケットが押し潰されることがない効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】弁装置の概略構成図。
図2】第1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。
図3】第1実施形態の供給側継ぎ手を示す拡大断面図。
図4】第2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。
図5】他の実施形態におけるボディと供給側継ぎ手との連結部分を示す部分断面図。
図6】従来例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。
【発明を実施するための形態】
【0018】
(第1実施形態)
以下、絞り弁体を備える弁装置の第1実施形態を図1乃至図3を参照して説明する。
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
先ず、供給側継ぎ手6の構成について詳細に説明する。
供給側継ぎ手6は、円筒状の継ぎ手本体31を備えており、継ぎ手本体31の軸方向に貫通した貫通孔32内に支持部材33、絞り弁34、フィルタ35、プラグ36及びシール部材37を配置して構成されている。貫通孔32は、継ぎ手本体31が第1取付穴22に取り付けられた状態で、充填路13と同軸上に配置されるように形成されている。
【0023】
詳しくは、図3に示すように、継ぎ手本体31は、工具等により把持される把持部41と、把持部41から一端側(図3中、左側)に延出されたボディ側連結部42と、把持部41から他端側(図3中、右側)に延出された配管側連結部43とを有している。把持部41の外周面は、その一部が面取りされており、軸方向と直交する断面が六角形状に形成されている。ボディ側連結部42の外周面には、第1取付穴22の雌ネジに螺合する雄ネジが形成されている。また、配管側連結部43の外周面には、供給配管5の内周面に形成された雌ネジに螺合する雄ネジが形成されている。したがって、継ぎ手本体31は、ボディ側連結部42が第1取付穴22に螺着されることで、把持部41及び配管側連結部43が本体部11の側面11bから突出した態様で取り付けられている。
【0024】
継ぎ手本体31に形成された貫通孔32は、配管側連結部43側(図3中、右側)からボディ側連結部42に向けて順に、小径孔部46、テーパ孔部47、大径孔部48、及び拡径孔部49に区分される。小径孔部46は、配管側連結部43の端面から把持部41に至るまでの範囲に亘って形成されるとともにその内径が他のいずれの部分の内径よりも小さくされている。
【0025】
大径孔部48は、ボディ側連結部42の端面から把持部41における配管側連結部43寄りの位置までの範囲に亘って形成されるとともに、その内径は、小径孔部46の内径よりも大きく、かつ拡径孔部49の内径よりも小さく形成されている。テーパ孔部47は、大径孔部48と小径孔部46との間に配置された部分であり、小径孔部46から大径孔部48に向かうにつれて内径が徐々に大きくなるように形成されている。拡径孔部49の内径は、他の部分の内径よりも大きく、ボディ側連結部42の端面に開口している貫通孔32の大径孔部48は絞り弁流路に相当する。
【0026】
図3に示すように、支持部材33は、大径孔部48内に配置されている。前記支持部材33は、弁室形成部51と、柱状部52と、管状部53と、嵌合部54とを有しており、配管側連結部43側(図3中、右側)からこの順に設けられている。弁室形成部51は、円筒状に形成されており、弁室形成部51の外径は、大径孔部48の内径と略等しく形成されている。また、弁室形成部51は、テーパ孔部47の最大径の部位(すなわち、図3において、左側大径側端部)に対して当接するように配置されている。
【0027】
弁室形成部51は、後述する付勢部材63を介して絞り弁体62を支持する弁体支持部に相当する。また、前記柱状部52、前記管状部53及び嵌合部54は、弁室形成部51(弁体支持部)に連結された軸部に相当する。
【0028】
柱状部52は、円柱状に形成されており、その外径は、弁室形成部51の外径よりも小さく形成されている。また、柱状部52には、その径方向に貫通するとともに弁室形成部51内に開口した流路55が形成されている。管状部53は、円筒状に形成されており、その外径は、柱状部52の外径よりも小さく形成されている。嵌合部54は、円筒状に形成されており、その外径は、管状部53の外径よりも若干小さく形成されている。これにより、管状部53において、嵌合部54側の軸方向端部には段差面を有する。支持部材33は、前記段差面がプラグ36に当接するように配置され、かつ、前述したように弁室形成部51がテーパ孔部47の最大径の部位に対して当接することにより、大径孔部48(絞り弁流路)に対して取付け固定されている。
【0029】
管状部53及び嵌合部54の軸心方向(すなわち、軸部の軸心方向)には軸心方向に延びるガス通路56が設けられるとともに、管状部53の外周面には、ガス通路56に連通する複数の導入口56aが形成されている。本実施形態では、導入口56aは前記軸心方向に沿って形成された長孔としている。なお、導入口は長孔に限定するものではなく、例えば複数個の円孔を列状、或いは千鳥状等に配置しても良い。前記ガス通路56は、嵌合部54の充填路13側の端面に開口されている。
【0030】
絞り弁34は、弁室形成部51内に配置されており、小径孔部46とテーパ孔部47との境界部分である絞り弁座61に対して接離可能に設けられる絞り弁体62と、絞り弁体62を絞り弁座61側に付勢するコイルバネ等の付勢部材63とを備えている。なお、本実施形態では、小径孔部46のテーパ孔部47側の開口が絞り弁座61の弁口(絞り弁口)として機能する。
【0031】
絞り弁体62は、弁部64と、筒状部65と、及び収容筒部66とを有しており、これらは絞り弁座61側(図3中、右側)からこの順に設けられている。弁部64は、筒状部65から離れるにつれて先細となるテーパ状に形成されている。弁部64の最も大きな部分での外径は、大径孔部48の内径よりも小さく、かつ小径孔部46の内径よりも大きく形成されている。また、弁部64の最小径となる部位での外径は、小径孔部46の内径よりも小さく形成されている。そして、弁部64には、その先端部中央及び筒状部65内に開口する微小な微細孔67が形成されている。筒状部65は、円筒状に形成されているとともにその外径は、弁室形成部51の内径よりも小さく形成されている。また、筒状部65には、その内外に貫通した複数の横孔68が形成され、前記微小な微細孔67と連通している。収容筒部66は、弁室形成部51に対してその軸心方向に沿って摺動自在に円筒状に形成されている。すなわち、収容筒部66の外径は、弁室形成部51の内径と略等しく形成されている。また、収容筒部66の内径は、筒状部65の外径よりも大きく形成されている。そして、収容筒部66内には、付勢部材63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収容されており、絞り弁体62は、付勢部材63によって絞り弁座61側に付勢されている。
【0032】
図3に示すようにフィルタ35は、管状部53の外周形状に合わせて円筒状に形成されていて、管状部53の外周面に嵌合されている。すなわち、前述したように、管状部53の外径が、柱状部52の外径よりも小さくされているため、管状部53の外周面外方において、柱状部52と後述するプラグ36との間には空所が形成されている。そして、空所に前記フィルタ35が配置されている。前記フィルタ35は、その内径が支持部材33の管状部53の外径と略等しく形成されるとともにその外径が大径孔部48の内径よりも小さく形成されている。なお、本実施形態のフィルタ35は、金網により構成されている。そして、フィルタ35は、その軸方向両側に円環状のガスケット71がそれぞれ配置された状態で、管状部53の導入口56aを覆うようにしてその径方向において対向して配置されている。図3に示すように一対のガスケット71は、前記空所に配置されて、管状部53の両端外周にそれぞれ外嵌されている。ガスケット71は圧縮された際に、シール性を有するゴム、合成樹脂、金属等の材料からなる。
【0033】
プラグ36は、円環状に形成されていて、その外周が大径孔部48に対してしめしろを有して嵌合固定されるとともに、その内周が嵌合部54の外径よりも若干大径に形成されていて支持部材33の嵌合部54の外周が隙間を有して嵌合されている。なお、この隙間は、数10μm程度に設定されているが、この数値は限定するものではない。このようにして支持部材33は、継ぎ手本体31に取付けられている。なお、前記プラグ36は取付部材に相当する。
【0034】
また、フィルタ35の軸方向両側に設けられた各ガスケット71は、前記プラグ36により圧縮した状態で配置されている。すなわち、図3に示すように各ガスケット71は、フィルタ35の一方の軸方向端部とプラグ36との間、並びにフィルタ35の他方の軸方向端部と弁室形成部51との間にそれぞれ挟まれて、フィルタ35の端面をシールする。
【0035】
シール部材37は、円環状に形成されており、拡径孔部49に嵌合されている。シール部材37は、ポリイミド樹脂等の弾性材料により構成されている。そして、シール部材37は、継ぎ手本体31(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、該継ぎ手本体31と本体部11との間に挟み込まれている。これにより、シール部材37は、継ぎ手本体31及び本体部11に対してそれぞれ密着し、継ぎ手本体31と本体部11(取付穴21)との間を気密に封止している。
【0036】
次に、逆止弁16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において隣接する他の部分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。
【0037】
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弁体としての逆止弁体84と、逆止弁体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。
【0038】
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。
【0039】
逆止弁体84は、ステンレス鋼により形成されており、閉塞部91と、小径筒部92と、大径筒部93と、支持部94とが逆止弁座83側(図2中、右側)からこの順に設けられている。閉塞部91は、小径筒部92から離れるにつれて先細となるテーパ状に形成されている。小径筒部92、大径筒部93及び支持部94は、それぞれ円筒状に形成されて、それらを合わせた全体が中空軸状に形成されている。閉塞部91の最も大きな部分での外径は、弁収容部82の内径よりも小さく、かつ逆止弁座83の逆止弁口87の内径よりも大きく形成されている。また、閉塞部91の最も小さな部分での外径は、逆止弁口87の内径よりも小さく形成されている。そして、逆止弁体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に着座することにより逆止弁口87を閉じ、逆止弁座83から離間することにより逆止弁口87を開くようになっている。つまり、逆止弁体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。
【0040】
小径筒部92の外径は、弁収容部82の内径よりも小径に形成されている。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。大径筒部93の外径は、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の外径よりも若干小さくなるように形成されている。
【0041】
付勢部材85は、逆止弁座83側の端部が逆止弁体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、逆止弁体84とともに弁収容部82に収容されている。これにより、逆止弁体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。
【0042】
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(継ぎ手本体31)の貫通孔32とが連通されている。このように供給側継ぎ手6及び位置決め部材86は、取付穴21(第1取付穴22及び第2取付穴23)に対して、ボディ4(本体部11)の外部側(側面11b側)から供給側継ぎ手6、位置決め部材86の配列で同軸上に取り付けられている。
【0043】
また、位置決め部材86の軸方向に沿った長さは、第2取付穴23の深さ(図2中、左右方向に沿った長さ)と略等しく形成されている。これにより、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内に突出しないようになっている。つまり、位置決め部材86は、取付穴21の径方向において供給側継ぎ手6と重ならない、すなわち位置決め部材86の軸方向位置と供給側継ぎ手6の軸方向位置とが取付穴21の軸方向(深さ方向)においてオーバーラップしないように形成されている。
【0044】
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。つまり、逆止弁座83は、供給側継ぎ手6とは別部材の位置決め部材86によって充填路13での位置が規定されており、位置決め部材86は、供給側継ぎ手6が取付穴21に取り付けられない状態であっても、逆止弁座83の充填路13での位置を規定可能となっている。また、逆止弁座83は、位置決め部材86と本体部11(拡径部81)との間に挟み込まれている。これにより、逆止弁座83は、本体部11及び位置決め部材86に対してそれぞれ密着し、本体部11と位置決め部材86との間を気密に封止している。
【0045】
(第1実施形態の作用)
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、図2に示すように供給側継ぎ手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、絞り弁34の絞り弁体62は、水素ガスの圧力により、付勢部材63の付勢力に抗してボディ4側(開弁方向)に移動し、絞り弁座61から離座する。
【0046】
これにより、大量の水素ガスが図3に示す小径孔部46、横孔68、弁室形成部51内、流路55、フィルタ35の外側、フィルタ35の内側、導入口56a、ガス通路56内、図2に示す連通孔97を経て逆止弁口87に流入する。そして、逆止弁16の逆止弁体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。これにより、水素ガスは弁収容部82内、逆止弁体84の横孔95、逆止弁体84内、及び充填路13を通って、ガスタンク2内に充填される。
【0047】
なお、水素ガスの充填時に、絞り弁体62は閉弁した状態から開弁方向に移動する際、付勢部材63の付勢力に抗して移動するため、支持部材33の弁室形成部51には、そのときの水素ガスの圧力並びに付勢部材63の付勢力が印加される。
【0048】
しかし、支持部材33は、プラグ36に対して管状部53における嵌合部54側の軸方向端部の段差面が当接しているとともに、図3に示す弁室形成部51がテーパ孔部47の最大径の部位(左側大径側端部)に対して当接して、固定されている。これにより、支持部材33は、自身の軸方向において固定されているため、前記空所に配置された各ガスケット71が押し潰されることがない。すなわち、絞り弁体62が開弁方向に移動しても、フィルタ35の両端に配置されるガスケット71が押し潰されることがない。
【0049】
一方、ガスタンク2に水素ガスを充填しない場合には、図2に逆止弁体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、絞り弁体62は、付勢部材63の付勢力により絞り弁座61に着座する。なお、上記のように絞り弁体62には微細孔67が形成されているため、絞り弁体62が着座した状態でも、水素ガスの流通が完全には遮断されず、大径孔部48から小径孔部46への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、例えば逆止弁体84が損傷等した場合には、微量の水素ガスが絞り弁34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。
【0050】
なお、ここで、水素ガスの充填後等において、作業者が誤って供給側継ぎ手6(継ぎ手本体31)を取付穴21から取り外した場合を想定する。この場合であっても、位置決め部材86は、第2取付穴23に螺着されたままであるため、逆止弁座83の位置が保持される。そのため、逆止弁座83の位置がずれることで、逆止弁体84が逆止弁口87をしっかりと閉じることができなくなったり、逆止弁座83と本体部11及び位置決め部材86との密着状態が解かれたりすることが抑制され、逆止弁16の機能が維持される。
【0051】
また、車両衝突時等の万が一の状況下において、車輪等が供給側継ぎ手6の外周面にその軸方向と略直交する方向から衝突した場合を想定する。この場合、車輪等が衝突した衝撃により、例えば供給側継ぎ手6が変形し、第1取付穴22内で傾いた状態となることが考えられる。この点、本実施形態の弁装置1では、供給側継ぎ手6の軸方向位置と位置決め部材86の軸方向位置とが取付穴21の軸方向においてオーバーラップしないため、衝撃を受けて供給側継ぎ手6が傾くときに該供給側継ぎ手6が位置決め部材86に対して干渉し難い。さらに、本実施形態の弁装置1では、上記のように第2取付穴23は第1取付穴22よりも小径に形成されており、第1取付穴22の内周面と第2取付穴23の内周面との間には段差が存在しているため、衝撃により第1取付穴22が変形しても、その影響が第2取付穴23に及び難い。したがって、供給側継ぎ手6に大きな衝撃が作用した場合でも、位置決め部材86の第2取付穴23での位置がずれることが抑制される。
【0052】
次に、本実施形態の効果について記載する。
(1)本実施形態の絞り弁は、大径孔部48(絞り弁流路)に配置された絞り弁体62と、絞り弁体62を支持する支持部材33と、支持部材33を大径孔部48に取付けるプラグ36(取付部材)とを備える。支持部材33は、絞り弁体62を開弁及び閉弁自在に支持する弁室形成部51(弁体支持部)と、弁室形成部51に連結されるとともに、軸心方向に延びるガス通路56と該ガス通路56にガスを導入する導入口56aを外周面に有する軸部とを含む。そして、軸部及びプラグ36(取付部材)によって軸方向長さが規定される空所において、前記軸部の外周面には導入口56aを覆うフィルタ35が配置されている。また、フィルタ35の一方の軸方向端部とプラグ36(取付部材)との間、並びにフィルタ35の他方の軸方向端部と軸部との間にはガスケット71が配置されている。この結果、絞り弁体が開弁方向に移動した際、フィルタの両端に配置されるガスケットが押し潰されることがない。
【0053】
(2)本実施形態では、軸部は、大径孔部48(絞り弁流路)の上流から下流に向けて順に、柱状部52と、管状部53と、プラグ36(取付部材)に取付けられた嵌合部54(取付部)とを有する。そして、管状部53及び嵌合部54にガス通路56が設けられている。
【0054】
この結果、絞り弁体62が開弁方向に移動した際、管状部53の導入口56aを覆うフィルタ35の両端部をシールするガスケット71が押し潰されることがない。
(第2実施形態)
次に、弁装置の第2実施形態を図4を参照して説明する。なお、説明の便宜上、第1実施形態の構成と同一の構成または相当する構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【0055】
図4に示すように、本実施形態の取付穴21の内径は、その軸方向(深さ方向)の全域に亘って略一定となるように形成されている。取付穴21の内周面には、雌ネジが形成されている。そして、取付穴21には、供給側継ぎ手6の継ぎ手本体31及び位置決め部材86がそれぞれ前記雌ネジに対して螺着されることにより取り付けられている。継ぎ手本体31は、ボディ側連結部42からさらに延出された円筒状の延出部101を有している。
【0056】
延出部101の外径は、ボディ側連結部42の外径よりも小さく形成されている。なお、継ぎ手本体31の貫通孔32は、上記第1実施形態の拡径孔部49を有していない。
位置決め部材86は、有底円筒状に形成されていて、その外周に設けられた雄ネジが前記取付穴21の雌ネジに螺合されている。筒部103の内径は、継ぎ手本体31の延出部101の外径と略等しく形成されており、筒部103内には、延出部101が挿入されている。つまり、本実施形態の位置決め部材86は、取付穴21の径方向において供給側継ぎ手6と重なる、すなわち位置決め部材86の軸方向位置と供給側継ぎ手6の軸方向位置とが取付穴21の軸方向においてオーバーラップするように形成されている。位置決め部材86の底部105には、その軸方向に貫通した連通孔106が形成されている。連通孔106は、位置決め部材86が取付穴21に取り付けられた状態で、充填路13と同軸上に配置されるように形成されている。
【0057】
プラグ36は、挿入部111と、挿入部111の位置決め部材86側に形成されたフランジ部112とを有しており、プラグ36の中央には、その軸方向に貫通した軸孔113が形成されている。挿入部111は、その外径が継ぎ手本体31の大径孔部48の内径と略等しく形成されて大径孔部48に嵌入されている。また、挿入部111の外周面には、その周方向に延びる環状溝114が形成されており、環状溝114には、Oリング115及びバックアップリング116が装着されている。これにより、プラグ36と継ぎ手本体31との間が気密に封止されている。フランジ部112の外径は、位置決め部材86の筒部103の内径と略等しく形成されており、継ぎ手本体31の延出部101と軸方向に対向している。軸孔113のフランジ部112側の端部(図4中、左端部)には、他の部分よりも大きな内径を有する拡径孔部117が形成されている。拡径孔部117には、シール部材37が嵌合されている。
【0058】
シール部材37は、継ぎ手本体31が取付穴21に取り付けられた状態で、延出部101がフランジ部112を押圧することで、プラグ36と位置決め部材86との間に挟み込まれている。これにより、シール部材37は、プラグ36及び位置決め部材86に対してそれぞれ密着し、位置決め部材86とプラグ36との間を気密に封止している。
【0059】
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)と同様の効果を奏することができる。
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
【0060】
・上記第1実施形態では、逆止弁16が、位置決め部材86とは別に、円環状の逆止弁座83を有する構成とした。しかし、これに限らず、例えば図5に示すように、位置決め部材86をポリイミド樹脂等の弾性材料により構成し、逆止弁体84が位置決め部材86に対して接離することで位置決め部材86の連通孔97(逆止弁口)を開閉するようにしてもよい。すなわち、位置決め部材86が逆止弁座としての機能を兼ねようにしてもよい。同様に、上記第2実施形態において、位置決め部材86が逆止弁座としての機能を兼ねるようにしてもよい。
【0061】
また、図5に示す例において、位置決め部材86を、真鍮や銅合金等の弾性変形可能な軟質金属により構成してもよい。なお、上記各実施形態において、逆止弁座83及びシール部材37を軟質金属により構成してもよいことはいうまでもない。
【0062】
・上記各実施形態では、ガスは水素ガスとしたが、これに限らず、水素ガス以外のガスとしてもよい。
・前記各実施形態において、微細孔67を省略してもよい。
【0063】
・前記各実施形態において、柱状部52に、その径方向に貫通するとともに弁室形成部51内に開口した流路55を形成したが、この構成の代わりに、弁室形成部51の底壁から、柱状部52と大径孔部48の間隙に直接連通する流路を形成してもよい。
【0064】
・前記各実施形態において、柱状部52を円柱状に形成したが、円柱状に限定するものではなく、角柱状等の他の柱状であってもよい。
・前記各実施形態において、管状部53、及び嵌合部54を円筒状に形成したが、円筒状に限定するものではなく、角筒状等の他の筒状であってもよい。
【0065】
・前記各実施形態において、フィルタ35は、管状部53の外周形状に合わせて円筒状に形成されていたが、上記のように管状部53が円筒形状以外の場合は、その外周形状に合わせた筒形状とすればよい。
【0066】
・前記各実施形態において、ガスケット71を、円環状に形成したが、円環状に限定するものではない。ガスケット71は、ガスケット71が嵌合する相手の外周形状に合わせて環状に形成されていて、フィルタ35の端面をシールする環状であればよい。
【0067】
・上記各実施形態では、付勢部材63,85にコイルバネを用いたが、これに限らず、例えば皿バネや弾性体等を用いてもよい。また、水素ガスの圧力により逆止弁体84を逆止弁座83側に付勢することが可能な場合、及び水素ガスの圧力により絞り弁体62を絞り弁座61側に付勢することが可能な場合には、付勢部材を設けなくともよい。
【符号の説明】
【0068】
1…弁装置、2…ガスタンク、4…ボディ、5…供給配管、
6…供給側継ぎ手、11…本体部、13…充填路、14…送出路、15…接続路、
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、
34…絞り弁、35…フィルタ、36…プラグ(取付部材)、37…シール部材、
48…大径孔部(絞り弁流路)、52…柱状部(軸部)、53…管状部(軸部)、
54…嵌合部(軸部)、56…ガス通路、71…ガスケット。
図1
図2
図3
図4
図5
図6