特開 2024-58333 バルブ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024058333

(43)【公開日】2024-04-25

(54)【発明の名称】バルブ装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 7/16 20060101AFI20240418BHJP

【ＦＩ】

F16K7/16 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022165622

(22)【出願日】2022-10-14

(71)【出願人】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】浦塚 崇史

(57)【要約】      （修正有）

【課題】プランジャと駆動部間の衝撃を抑制しながらバルブ装置を小型化する。
【解決手段】バルブ装置６９は、ハウジング３０と、ハウジング内に設けられており、外部から流体が導入される一次側通路３８と、一次側通路の下流側端部に設けられている第一導出部３６と、ハウジング内に設けられており、第一導出部と連通しているとともに、外部に流体を導出する二次側通路３２と、第一導出部と連通しているとともに端部が二次側通路と連通している連通室２０と、第一導出部に形成されている弁座３４と、弁座に接触可能であり、第一導出部を開閉する弁体１８と、弁体に固定されており、弁体を弁座に対して移動させるプランジャ１４と、ハウジングに固定されており、プランジャを可動可能な状態で支持している駆動部４０を備えている。弁体は、第一導出部が開弁されているときにプランジャと駆動部の間に介在して弁体の移動を規制する規制部１８ｄを備えている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体流路の開閉を行うバルブ装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に設けられており、外部から流体が導入される一次側通路と、
前記一次側通路の下流側端部に設けられている第一導出部と、
前記ハウジング内に設けられており、前記第一導出部と連通しているとともに、外部に流体を導出する二次側通路と、
前記第一導出部と連通しているとともに端部が前記二次側通路と連通している連通室と、
前記第一導出部に形成されている弁座と、
前記弁座に接触可能であり、前記第一導出部を開閉する弁体と、
前記弁体に固定されており、前記弁体を前記弁座に対して移動させるプランジャと、
前記ハウジングに固定されており、前記プランジャを可動可能な状態で支持している駆動部と、
を備えており、
前記弁体は、前記第一導出部が開弁されているときに前記プランジャと前記駆動部の間に介在して前記弁体の移動を規制する規制部を備えている、バルブ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のバルブ装置であって、
前記弁体は、ダイヤフラム状であり、前記駆動部に固定されている外周部と、前記プランジャに固定されている中央部と、前記外周部と前記中央部の間に設けられているとともに前記弁体が開閉するときに変形する変形部と、を備えており、
前記変形部が、前記外周部から前記中央部に向かうに従って、前記連通室の底面に近づいている、バルブ装置。

【請求項3】

請求項２に記載のバルブ装置であって、
前記弁体が閉弁しているときに、前記駆動部と前記変形部との距離が、前記外周部から前記中央部に向かうに従って大きくなっている、バルブ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、バルブ装置に関する技術を開示する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、流体流路の開閉を行うバルブ装置が開示されている。特許文献１のバルブ装置は、流体流路を構成しているハウジングと、ハウジング内に設けられている弁座と、弁座に接触可能な弁体と、弁体に固定されているプランジャと、ハウジングに固定されているとともにプランジャを可動可能な状態で支持している駆動部を備えている。特許文献１では、駆動部がプランジャを移動させ、弁体を弁座に対して着座・離反させることにより、流体流路を開閉している。また、特許文献１では、プランジャが駆動部に接触して両者に衝撃が加わることを抑制するため、プランジャと駆動部（ハウジングに対して不動の部分）の間に緩衝部材を配置している。緩衝部材は、プランジャの弁体に固定されている側とは反対側に設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－２３２３５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のバルブ装置の場合、プランジャと駆動部の間に、プランジャが移動するためのスペースに加え、緩衝部材を配置するスペースを確保することが必要となる。プランジャと駆動部の間に緩衝部材を配置しなければ、緩衝部材を配置するスペースを削除できる分、バルブ装置の小型化を実現することができる。しかしながら、プランジャと駆動部の間に緩衝部材を配置しないと、プランジャと駆動部が接触する可能性を排除することができず、両者に衝撃が加わる可能性を排除できない。すなわち、特許文献１では、バルブ部材の小型化と、プランジャと駆動部間の衝撃の抑制は、トレードオフの関係にある。本明細書は、プランジャと駆動部間の衝撃を抑制しながらバルブ装置を小型化する技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書で開示する第１技術は、流体流路の開閉を行うバルブ装置である。このバルブ装置は、ハウジングと、ハウジング内に設けられており、外部から流体が導入される一次側通路と、一次側通路の下流側端部に設けられている第一導出部と、ハウジング内に設けられており、第一導出部と連通しているとともに、外部に流体を導出する二次側通路と、第一導出部と連通しているとともに端部が二次側通路と連通している連通室と、第一導出部に形成されている弁座と、弁座に接触可能であり、第一導出部を開閉する弁体と、弁体に固定されており、弁体を弁座に対して移動させるプランジャと、ハウジングに固定されており、プランジャを可動可能な状態で支持している駆動部を備えていてよい。また、このバルブ装置では、弁体は、第一導出部が開弁されているときにプランジャと駆動部の間に介在して弁体の移動を規制する規制部を備えていてよい。

【0006】

本明細書で開示する第２技術は、上記第１技術のバルブ装置であって、弁体は、ダイヤフラム状であり、駆動部に固定されている外周部と、プランジャに固定されている中央部と、外周部と中央部の間に設けられているとともに弁体が開閉するときに変形する変形部を備えていてよい。また、変形部が、外周部から中央部に向かうに従って、連通室の底面に近づいていてよい。

【0007】

本明細書で開示する第３技術は、上記第２技術のバルブ装置であって、弁体が閉弁しているときに、駆動部と変形部との距離が、外周部から中央部に向かうに従って大きくなっていてよい。

【発明の効果】

【0008】

第１技術によると、弁体が、プランジャと駆動部の間に衝撃が加わることを緩衝する緩衝部材として機能する。すなわち、第１技術によると、プランジャと駆動部が直接接触することを防止するためだけの緩衝部材を省略することができる。プランジャと駆動部の間に緩衝部材を配置するためのスペースを確保する必要がなく（プランジャの弁体が固定されている側とは反対側に、プランジャが移動するためだけのスペースを確保すればよく）、バルブ装置のサイズを小型化することができる。また、緩衝部材を省略する分、バルブ装置のコスト（材料コスト、製造コスト）を低減することもできる。

【0009】

なお、駆動部が、電磁コイルに通電してプランジャを駆動するタイプ（いわゆる、ソレノイドバルブ）の場合、通常、非通電時に弁体は閉弁しており、通電時に弁体が開弁するノーマリーオフとする。ノーマリーオフを実現するため、プランジャと駆動部の間にばね等を配置し、ばねの付勢力（伸張力）を利用して弁体を弁座に着座させる。この場合、プランジャと駆動部の間には、ばね等を配置するためのスペースを確保することも必要となる。そのため、プランジャと駆動部の間に緩衝部材を配置する従来のバルブ装置においては、緩衝部材のサイズ（表面積）が小さくなる傾向にある。その結果、緩衝部材がプランジャと駆動部に挟持された際に緩衝部材が受ける負荷（面圧）が大きくなり、緩衝部材が劣化しやすくなる。すなわち、緩衝部材の耐久性が低下し、バルブ装置の寿命が短くなる。第１技術によると、弁体に緩衝部材としての機能を付加することにより、緩衝部材のサイズを大きく確保することができ、バルブ装置の寿命を長くすることもできる。

【0010】

第２技術によると、弁体が開弁する（閉弁状態から開弁状態に移行する）ときに、変形部の外周側から駆動部に接触し始める（駆動部と弁体に挟持され始める）。その結果、変形部と駆動部の接触面積を広く確保することができ、弁体（変形部）が受ける負荷が低減し、バルブ装置の寿命をさらに長くすることができる。また、変形部は弁体の外周部と中央部の間に設けられている（すなわち、弁体の変形部、外周部、中央部は一体である）ので、開弁の際に変形部の外周側から駆動部に接触し始めることにより、弁体の中央部（弁体中央部に固定されているプランジャ）が軸ずれすることを抑制することができる。その結果、弁体が閉弁する際もプランジャの軸ずれが抑制され、弁体と弁座の位置ずれも抑制することができる。弁体と弁座の位置ずれを抑制することにより、弁体のシール性を高くすることもできる。

【0011】

第３技術によると、バルブ装置が閉弁している（弁体が弁座に着座している）ときに、連通室の底面と弁体の変形部との距離を大きく確保することができる。換言すると、変形部が連通室の底面に近づくことを抑制することができる。変形部と連通室の底面との距離を確保することにより、例えば低温環境下で流体が氷結した際、変形部と連通室が固着することを抑制することができる。なお、変形粒（弁体の一部分）と連通室が固着すると、バルブ装置を駆動する（弁体を開弁する）ときに、バルブ装置が機能できなくなる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】バルブ装置を備えた燃料電池システムの概略図を示す。

【図2】バルブ装置の断面図を示す（閉弁状態）。

【図3】バルブ装置の断面図を示す（開弁状態）。

【図4】バルブ装置の部分拡大図であり、バルブ装置を駆動したときの弁体の状態を説明する図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（バルブ装置を用いた燃料電池システム）
まず、図１を参照し、本明細書で開示するバルブ装置を用いた燃料電池システム１００について説明する。燃料電池システムは、車両（燃料電池車）に好適に搭載される。燃料電池システム１００は、燃料電池スタック９０と、燃料電池スタック９０に水素ガスを供給する水素系６０と、燃料電池スタック９０にエアガス（外気）を供給するエア系７０と、コントローラ７５を備えている。燃料電池システム１００では、水素系６０から供給された水素ガスと、エア系７０から供給された酸素ガス（エアガス）を用いて発電を行う。

【0014】

水素系６０は、水素ガスタンク６２と、水素供給通路６４と、水素排出通路６８を備えている。減圧バルブ６３が、水素供給通路６４上に設けられている。水素ガスタンク６２から水素供給通路６４に供給された水素ガスは、減圧バルブ６３によって調圧される。減圧バルブ６３の下流にインジェクタ（図示省略）が設けられており、水素ガスタンク６２から供給された水素ガスはインジェクタによって燃料電池スタック９０に供給される。水素排出通路６８上に、気液分離器６６、水素排出バルブ６９が設けられている。水素排出バルブ６９は、バルブ装置の一例である。水素排出バルブ６９は、気液分離器６６より下流に設けられている。燃料電池スタック９０への水素ガスの供給は、コントローラ７５によって制御される。すなわち、コントローラ７５は、水素供給通路６４のオン・オフ、水素供給通路６４を通過する水素ガスの流量を制御する。

【0015】

燃料電池スタック９０から排出される水素ガス（水素オフガス）は、気液分離器６６に供給される。気液分離器６６では、水素オフガスに含まれる水素ガスが抽出される。気液分離器６６で抽出された水素ガスは、水素循環ポンプ（図示省略）によって水素供給通路６４に戻され、燃料電池スタック９０に供給される。一方、気液分離器６６で水素ガスが抽出された残分は、水素排出通路６８に排出され、排出管８４を通じて燃料電池システム１００の外部に排出される。なお、排出管８４は、後述するエア排出通路８０にも接続されている。水素排出通路６８の流量は水素排出バルブ６９によって調整される。水素排出通路６８のオン・オフ、及び、水素排出通路６８を通過する水素オフガスの流量もコントローラ７５によって制御される。なお、気液分離器６６によって水素ガスが抽出された残分には、燃料電池システム１００で生じた生成水が含まれている。

【0016】

エア系７０は、コンプレッサ７２と、エア供給通路７４と、エア排出通路８０と、バイパス通路７８と、エア供給バルブ７６と、エア排出バルブ５０と、バイパスバルブ７９を備えている。コンプレッサ７２は、エアガスとして外気をエア供給通路７４に圧送する。なお、コンプレッサ７２の上流にはエアクリーナ（図示省略）が配置されている。そのため、エア供給通路７４には、清浄なエアガスが供給される。エア供給通路７４は、燃料電池スタック９０とコンプレッサ７２を接続している。エア供給通路７４上には、エア供給バルブ７６が配置されている。具体的には、エア供給通路７４は、コンプレッサ７２とエア供給バルブ７６を接続している上流側エア供給通路７４ａと、エア供給バルブ７６と燃料電池スタック９０を接続している下流側エア供給通路７４ｂを備えている。コンプレッサ７２を駆動し、エア供給バルブ７６が上流側エア供給通路７４ａと下流側エア供給通路７４ｂを導通させると、エアガスとして外気が燃料電池スタック９０に供給される。なお、コンプレッサ７２とエア供給バルブ７６の間に、インタークーラー（図示省略）が配置されている。燃料電池スタック９０には、インタークーラーで温度が調整された（冷却された）エアガスが供給される。

【0017】

エア排出通路８０は、燃料電池スタック９０に接続されており、燃料電池スタック９０からエアオフガスを排出する。排出されたエアオフガスは、排出管８４を通じて燃料電池システム１００の外部に排出される。エア排出通路８０上にはエア排出バルブ５０が設けられている。エア排出バルブ５０は、バタフライ弁であり、コントローラ７５によって制御される。エア排出バルブ５０の開度を調整することにより、エアオフガス量が調整される。エアオフガスには、燃料電池システム１００で生じた生成水が含まれている。

【0018】

バイパス通路７８は、エア供給通路７４とエア排出通路８０を接続している。具体的には、バイパス通路７８の一端は上流側エア供給通路７４ａに接続されており、他端はエア排出バルブ５０の下流でエア排出通路８０に接続されている。バイパス通路７８上にバイパスバルブ７９が配置されており、バイパスバルブ７９が開弁すると、エア供給通路７４内のエアガスがエア排出通路８０に供給される。

【0019】

（水素排出バルブ）
図２及び図３を参照し、水素排出バルブ６９について説明する。水素排出バルブ６９は、気液分離器６６によって水素ガスが抽出された残分（生成水）の流量を調整する。図２に示すように、水素排出バルブ６９は、生成水が流通するハウジング３０と、ハウジング３０内の流路を開閉するバルブ部４０を備えている。バルブ部４０は、駆動部の一例である。ハウジング３０は、一次側通路３８が形成されている流体導入部３０ａと、二次側通路３２が形成されている流体導出部３０ｂを備えている。流体導入部３０ａは、気液分離器６６に固定されている。流体導出部３０ｂには、水素排出通路６８を構成する連結ホース（図示省略）が取り付けられる。また、一次側通路３８と二次側通路３２の間には、連通室２０が設けられている。水素排出バルブ６９の外部（気液分離器６６）から水素排出バルブ６９内（ハウジング３０内）に導入された生成水は、一次側通路３８、連通室２０、二次側通路３２を通過して水素排出バルブ６９の外部（水素排出通路６８）に導出される。

【0020】

一次側通路３８の下流側端部には、第一導出部３６が形成されている。第一導出部３６は、一次側通路３８の側壁に形成されており、連通室２０に開口している。第一導出部３６は、連通室２０内に突出した形状を有しており、端面は後述する弁体１８が着座する弁座３４を構成している。第一導出部３６は、流路面積が一次側通路３８より小さく、オリフィス状である。第一導出部３６が伸びる方向と一次側通路３８が伸びる方向は異なる。第一導出部３６は、一次側通路３８が伸びる方向に対し、略直交する方向に伸びている。具体的には、第一導出部３６は略鉛直方向に伸びており、一次側通路３８は略水平方向に伸びている。そのため、一次側通路３８に導入された生成水は、一次側通路３８を水平方向に移動し、第一導出部３６を上方に移動した後、連通室２０に導出される。

【0021】

二次側通路３２の上流側端部は、連通室２０に連通している。そのため、二次側通路３２は、連通室２０、第一導出部３６を介して、一次側通路３８に連通している。連通室２０から二次側通路３２に導入された生成水は、二次側通路３２を下方に移動し、二次側通路３２の下流側端部に設けられた第二導出部３３から、水素排出バルブ６９の外部（水素排出通路６８）に導出される。

【0022】

バルブ部４０は、ハウジング３０の上方に固定されている。バルブ部４０は、筒状の固定ベース４と、固定ベース４の外周に設けられている電磁コイル１０と、固定ベース４の内側に設けられている吸引子８と、固定ベース４の内側で吸引子８と同軸に設けられているプランジャ１４と、固定ベース４に固定されている取付板１６と、プランジャ１４及び取付板１６に固定されている弁体１８と、カバー６を備えている。

【0023】

電磁コイル１０は、固定ベース４の外周面に設けられた凹部に配置されている。吸引子８の上側端部のサイズは、固定ベース４の筒内の断面サイズ（内径）より大きい。吸引子８の上側端部は、固定ベース４の上端面に接触し、固定ベース４の筒内と外部を隔離している。吸引子８の上側端部と固定ベース４の上端面の間には、Ｏリング２が設けられており、固定ベース４の筒内をシールしている。吸引子８は磁性体であり、その一部が、電磁コイル１０の一部に対向している。

【0024】

吸引子８とプランジャ１４の間に、コイルばね１２が設けられている。コイルばね１２は、吸引子８とプランジャ１４の双方に固定されており、両者が接触することを防止している。プランジャ１４は、取付板１６の中央に設けられている貫通孔を通過している。プランジャ１４の先端（吸引子８と反対側の端部）に、弁体１８が固定されている。なお、プランジャ１４の先端側（連通室２０内に存在する部分）のサイズは、取付板１６の貫通孔のサイズより大きい。

【0025】

弁体１８は、ゴム製であり、ダイヤフラム状である。弁体１８の中央部１８ａが、プランジャ１４の先端に嵌め込まれ、弁体１８とプランジャ１４が固定されている。弁体１８の外周部１８ｃは、取付板１６に固定されている。すなわち、弁体１８の外周部１８ｃは、駆動部であるバルブ部４０に固定されている。具体的には、外周部１８ｃが、取付板１６のハウジング３０側表面と、ハウジング３０の取付板１６側表面に挟持されることにより、弁体１８の外周部１８ｃがバルブ部４０に固定されている。中央部１８ａと外周部１８ｃの間には、プランジャ１４の動作に合わせて変形な変形部１８ｂが設けられている。変形部１８ｂの内側（中央部１８ａ側）には、プランジャ１４の先端部分（取付板１６の貫通孔よりサイズが大きい部分）を覆う規制部１８ｄが設けられている。具体的には、規制部１８ｄは、プランジャ１４の先端部分の上方（取付板１６側）を覆い、プランジャ１４の先端部分と取付板１６の間に介在している。なお、変形部１８ｂの厚みは、規制部１８ｄを除き、一定である。

【0026】

なお、取付板１６は、ハウジング３０の上面に固定されている。取付板１６をハウジング３０に固定すると、弁体１８が弁座３４に対向する。より具体的には、コイルばね１２の付勢力（伸張力）によって弁体１８の中央部１８ａが弁座３４に押し付けられ（着座し）、第一導出部３６が塞がれる。弁体１８（中央部１８ａ）が弁座３４に着座している間、一次側通路３８と二次側通路３２は連通しておらず、生成水が水素排出バルブ６９から導出されることはない。また、カバー６は、取付板１６の上面に固定されており、固定ベース４及び電磁コイル１０を覆い、固定ベース４及び電磁コイル１０を外部から隔離している。

【0027】

図３に示すように、電磁コイル１０に通電すると、吸引子８が励磁され、プランジャ１４が吸引子８に引き付けられる。すなわち、プランジャ１４が、吸引子８の励磁力によって吸引子８に引き付けられ、コイルばね１２を圧縮しながら上方に移動する。バルブ部４０は、ノーマリーオフタイプである。プランジャ１４が上方に移動すると、プランジャ１４とともに弁体１８の中央部１８ａが上方に移動し、弁体１８が弁座３４から離れる。弁体１８が弁座３４から離れると、一次側通路３８と二次側通路３２が連通し、生成水が水素排出バルブ６９から導出される。

【0028】

次に、図４を参照し、水素排出バルブ６９を駆動したときの弁体１８の状態を説明する。（ａ）は閉弁状態（非通電時）を示し、（ｂ）は開弁状態（通電時）を示している。まず、閉弁状態（ａ）の弁体１８の状態について説明する。上述したように、弁体１８は、中央部１８ａがプランジャ１４に固定され、外周部１８ｃが取付板１６に固定（取付板１６とハウジング３０に挟持）されている。変形部１８ｂは、外周部１８ｃから中央部１８ａに向けてほぼ直線状に（平坦状に）伸びており、変形部１８ｂは撓んでいない。換言すると、弁体１８が閉弁しているときに、変形部１８ｂは、外周部１８ｃから中央部１８ａに従って連通室２０の底面に近づいている。その結果、閉弁時に、変形部１８ｂと連通室２０の底面との距離を確保することができる。

【0029】

上述したように、ハウジング３０内に導入された生成水は、一次側通路３８、連通室２０、二次側通路３２を通過する。そのため、閉弁時においても連通室２０内に生成水が残存していることがある。閉弁時に連通室２０内に残存した生成水は、低温環境下において氷結することが起こり得る。生成水が氷結した際に変形部１８ｂと連通室２０の底面との距離が確保されていれば、変形部１８ｂと連通室２０が固着することを抑制することができる。変形部１８ｂと連通室２０の固着を抑制することにより、開弁時（通電時）に弁体１８を確実に開弁することができる。また、変形部１８ｂと連通室２０の固着を抑制することにより、変形部１８ｂの劣化も抑制することができる。

【0030】

また、閉弁時は、取付板１６と変形部１８ｂの距離（取付板１６の変形部１８ｂ側表面と、変形部１８ｂの取付板１６側表面との隙間）が、外周部１８ｃ側から中央部１８ａ側に向かうに従って大きくなっている。そのため、閉弁状態（ａ）から開弁状態（ｂ）に移行する際、変形部１８ｂの外周部１８ｃ側から取付板１６に接触し始める。その結果、変形部１８ｂのほぼ全面が取付板１６に接触し（変形部１８ｂの外周部１８ｃ側から中央部１８ａ側の全体が、取付板１６に接触し）、変形部１８ｂと取付板１６の接触面積を広く確保することができる。例えば、開弁時に変形部の中央部側から取付板に接触する場合、弁体の外周部は固定されているため、変形部の中央部側と外周部側が拘束され、変形部の中間部分（中央部側と外周部側）が取付板に接触しないことが起こり得る。その結果、変形部が受ける負荷が増大し、変形部（弁体）の耐久性が低下する。閉弁状態（ａ）から開弁状態（ｂ）に移行する際、変形部１８ｂの外周部１８ｃ側から取付板１６に接触し始めることにより、変形部が受ける負荷を低減し、変形部（弁体）の耐久性が向上する。

【0031】

さらに、閉弁状態（ａ）から開弁状態（ｂ）に移行する際、変形部１８ｂの外周部１８ｃ側から取付板１６に接触し始めることにより、開弁時のプランジャ１４の軸ずれが抑制され、結果として開弁時のプランジャ１４の軸ずれも抑制される。プランジャ１４の軸ずれを抑制することにより、閉弁時に、弁体１８の中央部１８ａが弁座３４に良好に接触し、弁体１８のシール性も向上する。

【0032】

開弁状態（ｂ）に示されているように、開弁時は、取付板１６とプランジャ１４によって規制部１８ｄが挟持される。その結果、プランジャ１４の動き（吸引子８側に向かう上方への動き）が規制され、プランジャ１４の上方移動が停止する。プランジャ１４の上方移動が停止した状態（開弁状態（ｂ））において、プランジャ１４と吸引子８の間には僅かな隙間が存在する。すなわち、水素排出バルブ６９では、開弁時にプランジャ１４と吸引子８が、直接的、あるいは、緩衝部材を介して間接的に接触することはない。水素排出バルブ６９では、プランジャ１４と吸引子８の間に緩衝部材を配置することなく、開弁時にプランジャ１４と吸引子８の間に衝撃が加わることを抑制することができる。水素排出バルブ６９は、プランジャ１４と吸引子８の間に緩衝部材を配置するためのスペースを確保する必要がなく、装置の小型化を実現している。

【0033】

なお、上述したように、水素排出バルブ６９では、開弁状態（ｂ）において、プランジャ１４と吸引子８の間に僅かな隙間が存在する。この隙間に緩衝部材を配置しても、プランジャ１４と吸引子８の間に衝撃が加わることを抑制することができる。しかしながら、この場合、装置の小型化を実現しようとすると（プランジャ１４と吸引子８の隙間を小さくすると）、緩衝部材の厚みが薄くなり、プランジャ１４と吸引子８間の衝撃を良好に低減することができない。また、緩衝部材の厚みを薄くすると、緩衝部材の寿命も低下する。水素排出バルブ６９は、小型で高耐久であると評価することもできる。

【0034】

さらに、上述したように、プランジャ１４と吸引子８間にはコイルばね１２が配置されている。そのため、プランジャ１４と吸引子８の間に緩衝部材を配置する場合、コイルばね１２が存在しない部分に緩衝部材を配置することが必要となる。その結果、緩衝部材の表面積が小さくなり、プランジャ１４と吸引子８間の衝撃を良好に低減することができない（あるいは、配置した緩衝部材の耐久性が低下する）。なお、コイルばね１２のサイズを小さくすれば、緩衝部材を配置する面積が大きく確保され、緩衝部材の表面積を大きくすることができる。しかしながら、その場合、コイルばね１２の付勢力が低下し、開弁状態（ｂ）において弁体１８のシール性が低下する。

【0035】

水素排出バルブ６９は、プランジャ１４と吸引子８の間に緩衝部材を配置せず、弁体１８に設けた規制部１８ｄによってプランジャ１４と吸引子８の接触を抑制することにより、装置の小型化、装置の高耐久化、開弁状態（ｂ）における弁体１８のシール性の向上、といった利点を得ることができる。

【0036】

（他の実施形態）
上記実施例では、水素排出バルブ６９とエア排出バルブ５０を備えた燃料電池システム１００について説明した。水素排出バルブ６９の構造は、エア排出バルブ５０に適用することもできる。すなわち、水素排出バルブ６９と同様のバルブ装置を、エア排出バルブ５０として利用することもできる。

【0037】

上記実施例では、変形部の厚みが、規制部を除き、一定である形態について説明した。すなわち、実施例の水素排出バルブ（バルブ装置）は、規制部の厚みが、規制部以外の変形部の厚みと異なっている。しかしながら、規制部の厚みは、規制部以外の変形部の厚みと同一であってもよい。規制部の厚みは、開弁状態に規制部に加わる力に応じて任意に選択することができる。

【0038】

上記実施例では、変形部が、閉弁状態において、弁体の外周部側から中央部側に向かうに従って連通室の底面に近づいている形態について説明した。しかしながら、この形態は、好ましい形態の一例に過ぎず、例えば、変形部の中間部分（最外周部側と最中央部側の間）に、最中央部側よりも連通室の底面に近い部分が存在していてもよい。少なくとも閉弁状態において変形部と連通室が非接触であれば、生成水が氷結したときに、変形部と連通室が固着することを抑制することができる。

【0039】

また、上記実施例では、閉弁状態において、取付板と変形部の距離が、弁体の外周部側から中央部側に向かうに従って大きくなっている形態について説明した。また、これにより、変形部と取付板の接触面積を広く確保することができる（変形部の中間部分に、取付板と非接触部分が存在しない）ことを説明した。しかしながら、この形態も好ましい形態の一例である。例えば、変形部に溝等を形成し、変形部の厚みが変化し易いようにすれば、開弁時に変形部の中央部側から取付板に接触したとしても、変形部の厚みが変化し（変形部の面方向の長さが変化し）、変形部の全体を取付板に接触させることができる。

【0040】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、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。また、本明細書また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、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、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。

【符号の説明】

【0041】

１４：プランジャ
１８：弁体
１８ｄ：規制部
２０：連通室
３０：ハウジング
３２：二次側通路
３３：第二導出部
３４：弁座
３６：第一導出部
３８：一次側通路
４０：駆動部（バルブ部）
６９：バルブ装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】