特許 7567387 減圧弁

(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】

(24)【登録日】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】減圧弁

(51)【国際特許分類】

   G05D 16/10 20060101AFI20241008BHJP

   F16K 17/30 20060101ALI20241008BHJP

【ＦＩ】

G05D16/10 Z

F16K17/30 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020188957

(22)【出願日】2020-11-12

(65)【公開番号】P2022077895

(43)【公開日】2022-05-24

【審査請求日】2023-10-11

(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

(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】沼崎 一志

(72)【発明者】

【氏名】金子 哲也

(72)【発明者】

【氏名】中野 哲

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼林 和広

(72)【発明者】

【氏名】羽根田 千生

(72)【発明者】

【氏名】木原 侑也

【審査官】渡邊 捷太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１０２５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１２３４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－００４５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１８９１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０９５４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５６７６１７２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １６／１０

Ｆ１６Ｋ １７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス流路を有するボディと、
前記ガス流路に配置される弁座と、
前記ガス流路における前記弁座の下流側に配置され、該弁座に対して接離する弁体と、
前記弁体を前記弁座から離間させる方向に付勢する付勢部材と、
前記弁体の外周面に装着される少なくとも１つのシール部材と、を備える減圧弁であって、
前記弁体は、
前記弁座に着座可能な頭部と、
前記少なくとも１つのシール部材のうち、最も前記頭部寄りの位置に設けられた先端シール部材よりも該頭部寄りに位置する当接部と、を含み、
前記ボディは、前記当接部に当接することにより前記弁体の上流側への移動を規制するストッパを含む減圧弁。

【請求項2】

請求項１に記載の減圧弁において、
前記弁体は、前記弁体における前記先端シール部材よりも前記頭部寄りの位置に開口する横穴、及び前記横穴に連通するとともに前記ガス流路における前記弁体の下流側に連通する縦穴を有する本体部をさらに含み、
前記当接部は、前記弁体における前記横穴よりも前記頭部寄りの位置に設けられる減圧弁。

【請求項3】

請求項１に記載の減圧弁において、
前記弁体は、前記弁体における前記先端シール部材よりも前記頭部寄りの位置に開口する横穴、及び前記横穴に連通するとともに前記ガス流路における前記弁体の下流側に連通する縦穴を有する本体部をさらに含み、
前記当接部は、前記弁体における前記横穴よりも前記頭部から離れた位置に設けられる減圧弁。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の減圧弁において、
前記ストッパは、前記ボディの一部として形成されている減圧弁。

【請求項5】

請求項１～３のいずれか一項に記載の減圧弁において、
前記ストッパは、前記ボディとは別体で形成されており、前記弁座に隣接して該弁座の下流側に配置される減圧弁。

【請求項6】

請求項５に記載の減圧弁において、
前記弁座の前記ストッパに対する接触面積は、前記弁座の前記頭部に対する接触面積よりも大きい減圧弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、減圧弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば特許文献１に記載されるように、一次ポートから供給される流体の圧力（以下、一次圧という。）を所定圧以下となるように減圧して二次ポートに送出する減圧弁がある。こうした減圧弁は、一次ポート及び二次ポートに連通するガス流路を有するボディと、ガス流路内に配置される弁座と、弁座に対して接離する弁体と、弁体を弁座から離間させる方向に付勢する付勢部材とを備えている。弁体は、一次圧と減圧弁により減圧された圧力（以下、二次圧という。）との差圧及び付勢部材の付勢力に応じて移動する。そして、弁体の位置に応じて減圧弁の開度が変化することにより、二次圧が所定圧以下となるように調整される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１２６２６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記従来の構成では、弁体が弁座に着座した閉弁時において、弁体が二次圧に応じて弁座に押し付けられることにより、弁座が過度に変形することがある。その結果、弁座が劣化しやすくなり、例えば寿命の低下を招くおそれがある。

【0005】

本発明の目的は、弁座の過度な変形を抑制できる減圧弁を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する減圧弁は、ガス流路を有するボディと、前記ガス流路に配置される弁座と、前記ガス流路における前記弁座の下流側に配置され、該弁座に対して接離する弁体と、前記弁体を前記弁座から離間させる方向に付勢する付勢部材と、前記弁体の外周面に装着される少なくとも１つのシール部材と、を備えるものであって、前記弁体は、前記弁座に着座可能な頭部と、前記少なくとも１つのシール部材のうち、最も前記頭部寄りの位置に設けられた先端シール部材よりも該頭部寄りに位置する当接部と、を含み、前記ボディは、前記当接部に当接することにより前記弁体の上流側への移動を規制するストッパを含む。

【0007】

上記構成によれば、当接部がストッパに当接することで、弁体が上流側に移動することが規制されるため、弁座が過度に変形することを抑制でき、ひいては弁座の寿命の低下を抑制できる。

【0008】

ここで、弁座を過度に変形させないという観点からは、弁体が上流側に移動した際に、当接部がなるべく早くストッパに当接することが望ましい。一方、一次圧を適切に減圧する観点からは、減圧弁の閉弁時に弁体が弁座にしっかりと着座して流体の流通を遮断できるように、弁体の上流側への移動はなるべく規制しないことが望ましい。したがって、弁座の過度な変形を抑制しつつ、弁体を弁座に対してしっかりと着座させるためには、弁体の上流側への移動が規制される位置を精度良く規定し、製造される個体毎にばらつかないようにする必要がある。この実現には、弁体及びボディの寸法精度をなるべく高くすることが求められる。具体的には、弁体の頭部と当接部との相対位置（距離）、及びボディにおける弁座の取り付け位置とストッパとの相対位置（距離）のばらつきをそれぞれ小さくする必要がある。しかし、例えば弁体及びボディの製造にあたっては、寸法公差が設定されることから、部品全体の寸法精度を高くすることには限界がある。

【0009】

この点、上記構成では、当接部が先端シール部材よりも頭部寄りに設けられている。つまり、当接部は、頭部に近接した位置に設けられている。そのため、当接部が頭部から離れた位置に設けられる場合に比べ、頭部と当接部との相対位置のばらつきを小さくすることができる。また、弁体の頭部及び当接部に対応して、ストッパが弁座の取付位置に対して近接した位置に設けられるため、弁座の取付位置とストッパとの相対位置のばらつきを小さくすることができる。これにより、弁座の過度な変形を抑制しつつ、二次圧の調圧を適切に行うことができる。

【0010】

上記減圧弁において、前記弁体は、前記弁体における前記先端シール部材よりも前記頭部寄りの位置に開口する横穴、及び前記横穴に連通するとともに前記ガス流路における前記弁体の下流側に連通する縦穴を有する本体部をさらに含み、前記当接部は、前記弁体における前記横穴よりも前記頭部寄りの位置に設けられることが好ましい。

【0011】

上記構成によれば、当接部が頭部に対して好適に近接した位置に設けられる。そのため、頭部と当接部との相対位置のばらつきをより小さくすることができる。また、弁体の頭部及び当接部に対応して、ストッパが弁座の取付位置に対して好適に近接した位置に設けられる。そのため、弁座の取付位置とストッパとの相対位置のばらつきをより小さくすることができる。

【0012】

上記減圧弁において、前記弁体は、前記弁体における前記先端シール部材よりも前記頭部寄りの位置に開口する横穴、及び前記横穴に連通するとともに前記ガス流路における前記弁体の下流側に連通する縦穴を有する本体部をさらに含み、前記当接部は、前記弁体における前記横穴よりも前記頭部から離れた位置に設けられることが好ましい。

【0013】

上記構成によれば、当接部がストッパに当接する際に、ストッパから当接部に作用する力が、弁体における横穴が設けられた部分に影響を及ぼしにくくなる。これにより、当接部がストッパに対して繰り返し当接しても、横穴が変形することを抑制できる。

【0014】

上記減圧弁において、前記ストッパは、前記ボディの一部として形成されていることが好ましい。
上記構成によれば、ストッパをボディと別体で形成する合に比べ、弁座の取付位置とストッパとの相対位置のばらつきをより小さくすることができる。

【0015】

上記減圧弁において、前記ストッパは、前記ボディとは別体で形成されており、前記弁座に隣接して該弁座の下流側に配置されることが好ましい。
上記構成によれば、閉弁時に、ストッパは弁座と弁体との間に挟まれる。したがって、当接部がストッパに対して当接する際の衝撃が弁座によって吸収されることになり、ストッパに対して当接部が当接する際の打音を低減できる。

【0016】

上記減圧弁において、前記弁座の前記ストッパに対する接触面積は、前記弁座の前記頭部に対する接触面積よりも大きいことが好ましい。
上記構成によれば、弁座がストッパを介して受ける弁体の付勢力によって過度に変形することを抑制できる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、弁座の過度な変形を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態の減圧弁の概略断面図。

【図2】第１実施形態の減圧弁における弁体及び弁座近傍の概略拡大断面図。

【図3】第２実施形態の減圧弁における弁体及び弁座近傍の概略拡大断面図。

【図4】第３実施形態の減圧弁における弁体及び弁座近傍の概略拡大断面図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（第１実施形態）
以下、減圧弁の第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す減圧弁１は、一例として、燃料電池自動車に搭載される水素ガスのガスタンク２と燃料電池３とをつなぐ流体回路の途中に設けられる。減圧弁１は、ガスタンク２から一次ポート４を介して供給される水素ガスの圧力（以下、一次圧という。）を所定圧以下に減圧し、二次ポート５を介して燃料電池３に送出する。なお、一次ポート４から供給される一次圧は、例示的に８７．５ＭＰａ程度の高圧である。減圧弁１により減圧された圧力（以下、二次圧という。）の目標値である所定圧は、例示的に１．２ＭＰａ程度である。

【0020】

減圧弁１は、ボディ１１と、弁座１２と、弁体１３と、付勢部材１４と、可動部シール部材である第１シール部材１５及び第２シール部材１６とを備えている。
ボディ１１は、一次ポート４及び二次ポート５に連通し、高圧ガスが流通するガス流路１７を有している。弁座１２は、ガス流路１７に配置されている。弁体１３は、ガス流路１７における弁座１２の下流側に配置されている。付勢部材１４は、弁体１３を弁座１２から離間させる開弁方向に付勢する。第１シール部材１５及び第２シール部材１６は、それぞれ弁体１３の外周面に装着されている。弁体１３は、一次圧と二次圧との差圧及び付勢部材１４の付勢力に応じて弁座１２に対して接離する。そして、弁体１３の位置に応じて減圧弁１の開度が変化することにより、二次圧が所定圧以下となるように調整される。

【0021】

詳しくは、ボディ１１は、継ぎ手部材２１と、第１ハウジング部材２２と、第２ハウジング部材２３とを備えている。継ぎ手部材２１、第１ハウジング部材２２及び第２ハウジング部材２３は、それぞれ金属製である。ボディ１１は、継ぎ手部材２１、第１ハウジング部材２２、第２ハウジング部材２３の順で、水素ガスの流通方向における上流側から連結されることにより組み立てられている。組み立て後のボディ１１において、継ぎ手部材２１、第１ハウジング部材２２及び第２ハウジング部材２３は、それぞれ共通の軸線Ｌ上に配置されている。

【0022】

継ぎ手部材２１の形状は、概ね段付きの円柱状である。継ぎ手部材２１における大径部３１の外周面は、雄ネジを有している。継ぎ手部材２１は、ガス流路１７の一部である継ぎ手流路３２を有している。継ぎ手流路３２は、軸線Ｌに沿って直線状に延びており、継ぎ手部材２１の両端に開口している。継ぎ手流路３２の上流側の開口が一次ポート４として機能する。図示の例では、継ぎ手部材２１は、継ぎ手流路３２の下流側の開口に配置されるフィルタ３３を備えている。

【0023】

第１ハウジング部材２２の形状は、概ね円柱状である。第１ハウジング部材２２の外径は、継ぎ手部材２１の外径よりも大きい。第１ハウジング部材２２は、ガス流路１７の一部となる第１取付穴４１及び第２取付穴４２を有している。

【0024】

第１取付穴４１及び第２取付穴４２の形状は、それぞれ丸穴状である。第１取付穴４１は、継ぎ手部材２１と対向する端面、すなわち第１ハウジング部材２２の上流側に開口している。第２取付穴４２は、第１取付穴４１の下流側に連続している。第１取付穴４１及び第２取付穴４２は、それぞれ同一の軸線Ｌ上に設けられている。第１取付穴４１の内周面は、雌ネジを有している。そして、第１取付穴４１に大径部３１がネジ止めされることにより、継ぎ手部材２１が第１ハウジング部材２２に連結されている。第２取付穴４２の内径は、第１取付穴４１の内径よりも小さい。第２取付穴４２には、弁座１２が取り付けられる。これにより、弁座１２がガス流路１７の途中に配置される。そして、第１ハウジング部材２２における第２取付穴４２の位置が、ボディ１１における弁座１２の取付位置である。

【0025】

また、第１ハウジング部材２２は、ガス流路１７の一部である収容穴４３を有している。収容穴４３は、第２取付穴４２に連続するとともに、第１ハウジング部材２２における第２ハウジング部材２３と対向する端面、すなわち第１ハウジング部材２２の下流側に開口している。収容穴４３は、軸線Ｌ上に設けられている。収容穴４３内には、弁体１３の一部が収容される。これにより、弁体１３は、ガス流路１７における弁座１２の下流側に配置される。

【0026】

図１及び図２に示すように、収容穴４３は、概ね丸穴形状である。第１ハウジング部材２２は、収容穴４３における上流側部分の内径を上流側に向かって徐々に小さくする絞り部４４を有している。絞り部４４は、第１ハウジング部材２２の一部（第１ハウジング部材２２と一体）として形成されている。絞り部４４は、その内周縁（下流側端部）に軸線Ｌと略直交する円環状の平面を有している。後述するように、絞り部４４の内周縁、特に前記平面は、ストッパ４５に相当する。

【0027】

さらに、図１に示すように、第１ハウジング部材２２は、収容穴４３の外周側に位置する設置溝４６を有している。設置溝４６の形状は、円環の溝状である。設置溝４６は、円筒状の周壁４７によって内郭を規定され、収容穴４３の外周側に設けられている。設置溝４６は、収容穴４３と同様に、第１ハウジング部材２２の下流側に開口している。設置溝４６の外郭を規定する外壁部４８は、周壁４７よりも下流側に突出している。外壁部４８の形状は、円筒状である。第１ハウジング部材２２（外壁部４８）の外周面は、設置溝４６と対応する位置に雄ネジを有している。なお、図示の例では、第１ハウジング部材２２は、設置溝４６の内部とボディ１１の外部とを連通する連通路４９を有している。

【0028】

第２ハウジング部材２３の形状は、概ね円柱状である。第２ハウジング部材２３の外径は、第１ハウジング部材２２の外径よりもやや大きい。第２ハウジング部材２３は、第１ハウジング部材２２と対向する端面、すなわち第２ハウジング部材２３の上流側に開口する連結穴５１を有している。連結穴５１の形状は、丸穴状である。連結穴５１の内周面は、開口端寄りの位置に雌ネジを有している。そして、連結穴５１の奥側に外壁部４８が挿入されるとともに第１ハウジング部材２２の外周面がネジ止めされることにより、第１ハウジング部材２２が第２ハウジング部材２３に連結されている。なお、外壁部４８の外周面には、固定部シール部材である、例えばＯリング等の第３シール部材５２が装着されている。

【0029】

また、第２ハウジング部材２３は、ガス流路１７の一部であるハウジング流路５３を有している。ハウジング流路５３は、軸線Ｌに沿って直線状に延びている。ハウジング流路５３は、連結穴５１の底面に上流側の開口を有し、第２ハウジング部材２３における第１ハウジング部材２２と反対側、すなわち第２ハウジング部材２３の下流側の端面に、下流側の開口を有している。ハウジング流路５３の下流側の開口が二次ポート５として機能する。

【0030】

弁座１２は、樹脂製である。弁座１２の形状は、円環状である。弁座１２は、第１ハウジング部材２２の第２取付穴４２に配置されている。そして、弁座１２は、第１取付穴４１に取り付けられた継ぎ手部材２１によって第２取付穴４２の底面に押さえつけられている。弁座１２は、弁孔６１を有している。弁孔６１は、軸線Ｌに沿って直線状に延びており、弁座１２の両端に開口している。弁孔６１の内周面は、弁孔６１の下流側領域において、下流側に向かって内径が大きくなるように傾斜している。

【0031】

弁体１３は、金属製である。図２に示すように、弁体１３は、頭部７１と、本体部７２と、受圧部７３とを有している。頭部７１、本体部７２及び受圧部７３は、上流側からこの順で一体に形成されている。頭部７１及び本体部７２は第１ハウジング部材２２の収容穴４３に収容され、受圧部７３は周壁４７から下流側へ突出して外壁部４８の内側に収容されている。そして、弁体１３は、ボディ１１内において軸線Ｌに沿って移動可能である。つまり、弁体１３は、弁座１２に対して接離可能である。

【0032】

頭部７１の形状は、概ね円柱状である。頭部７１は、先端側、すなわち上流側に向かって先細となるテーパ形状を有している。頭部７１のテーパ形状は、弁孔６１の下流側領域の傾斜に対応して傾斜している。

【0033】

本体部７２の形状は、概ね段付きの円柱状である。本体部７２は、先端部８１と、中間部８２と、基端部８３とを有している。先端部８１、中間部８２及び基端部８３は、上流側からこの順で一体に形成されている。頭部７１は、先端部８１における上流側の端面に設けられている。本体部７２の外径は、先端部８１、中間部８２、基端部８３の順で大きくなる。基端部８３の外周面は、第１装着溝８４を有している。第１装着溝８４は、基端部８３の全周に亘る円環状に延びている。

【0034】

先端部８１の外径は、第１ハウジング部材２２の絞り部４４、すなわちストッパ４５の内径よりも小さく、先端部８１と絞り部４４との間の隙間がガス流路の１７の一部となる。中間部８２の外径は、先端部８１の外径及びストッパ４５の内径よりも大きい。基端部８３の外径は、収容穴４３の内径よりも僅かに小さく、摺動可能とされている。したがって、中間部８２は、ストッパ４５内に進入できず、中間部８２の外周縁（上流側端部）がストッパ４５に当接する。中間部８２は、その外周縁に軸線Ｌと略直交する円環状の平面を有している。つまり、中間部８２の外周縁、特に前記平面が当接部８５に相当する。

【0035】

ここで、当接部８５と頭部７１との相対位置（距離）、及び弁座１２の取付位置とストッパ４５との相対位置（距離）は、次の条件（ａ）及び（ｂ）を満足するように設定されている。

【0036】

（ａ）頭部７１が弁座１２に対してしっかりと着座して高圧の水素ガスの流通を遮断できるまでは、当接部８５はストッパ４５に当接しない。
（ｂ）弁座１２が弁体１３に押圧されることにより過度に変形する前に、当接部８５はストッパ４５に当接する。

【0037】

また、本体部７２は、複数の横穴８６と、１つの縦穴８７とを有している。各横穴８６は、軸線Ｌと直交する方向に沿って直線状に延びている。各横穴８６は、中間部８２の外周面に開口している。複数の横穴８６は、本体部７２の周方向に等角度間隔で設けられている。このように各横穴８６は中間部８２の外周面に開口していることから、当接部８５は各横穴８６よりも頭部７１寄りに設けられている。縦穴８７は、軸線Ｌに沿って直線状に延びている。縦穴８７は、本体部７２における頭部７１が位置する側と反対側の端面に開口している。つまり、縦穴８７の下流側端部は、ガス流路１７における弁体１３の下流側に開口している。一方、縦穴８７の上流側端部は、複数の横穴８６のそれぞれに連通している。

【0038】

受圧部７３の形状は、概ね段付きの円環状である。受圧部７３は、本体部７２の下流側端部から径方向外側に延出されている。受圧部７３の外径は、第１ハウジング部材２２の外壁部４８の内径よりも僅かに小さく、摺動可能とされている。受圧部７３の軸線Ｌに沿った厚みは、径方向外側部分の方が径方向内側部分よりも厚い。受圧部７３の外周面は、第２装着溝８８を有している。第２装着溝８８は、受圧部７３の全周に亘る円環状に延びている。

【0039】

付勢部材１４には、コイルばねが採用されている。付勢部材１４は、設置溝４６に収容されている。付勢部材１４は、設置溝４６において、設置溝４６の底面と弁体１３の受圧部７３との間で軸線Ｌに沿って圧縮されている。これにより、付勢部材１４は、弁体１３を開弁方向、すなわち水素ガスの流通方向における下流側に付勢している。

【0040】

第１シール部材１５及び第２シール部材１６には、それぞれリップシールが採用されている。第１シール部材１５は、第１装着溝８４に装着され、第２シール部材１６は、第２装着溝８８に装着されている。つまり、第１シール部材１５が、弁体１３の外周面に装着されるシール部材のうち、最も頭部７１寄りの位置に設けられた先端シール部材に相当する。上記のように第１装着溝８４は本体部７２の基端部８３に設けられていることから、中間部８２に設けられた当接部８５は、第１シール部材１５（先端シール部材）よりも頭部７１寄りの位置に設けられていることになる。

【0041】

第１シール部材１５は、本体部７２の外周面と収容穴４３の内周面との間をシールしている。第２シール部材１６は、受圧部７３の外周面と外壁部４８の内周面との間をシールしている。これにより、減圧された水素ガスが設置溝４６及び連通路４９を介して外部に放出されることが防止されている。

【0042】

次に、減圧弁１の動作について説明する。
一次ポート４から高圧の水素ガスが供給される前の初期状態では、弁体１３は付勢部材１４の付勢力により下流側に移動する。これにより、弁体１３が弁座１２から離間し、減圧弁１は開弁した状態となる。

【0043】

一次ポート４から供給される一次圧の水素ガスは、ガス流路１７である継ぎ手流路３２を通り、弁孔６１と弁体１３の頭部７１との間の隙間を介して収容穴４３内に流入する。水素ガスは、弁孔６１と頭部７１との間の隙間を通過する際に、当該隙間の大きさに応じて減圧される。減圧された水素ガスは、横穴８６及び縦穴８７を介してガス流路１７であるハウジング流路５３に流入し、二次ポート５から送出される。このように弁孔６１を介して流入する水素ガスが増加することで、二次圧が上昇する。

【0044】

弁体１３は、付勢部材１４の付勢力及び弁孔６１を介して頭部７１が受ける一次圧に応じた付勢力によって、下流側（開弁方向）に付勢される。これに対し、弁体１３は、主に受圧部７３が受ける二次圧に応じた付勢力によって、上流側（閉弁方向）に付勢される。弁体１３は、このような上流側への付勢力と下流側への付勢力との大小関係に応じて、移動する。

【0045】

弁体１３は、二次圧の上昇に応じて弁座１２に接近し、二次圧が所定圧になると、弁座１２に着座する。つまり、減圧弁１は閉弁した状態となる。そして、本実施形態では、一次ポート４からの水素ガスの流入を遮断できるように弁体１３が弁座にしっかりと着座した状態から、二次圧に応じた付勢力により付勢される弁体１３が弁座１２に向かってさらに移動しようとすると、当接部８５がストッパ４５に当接する。これにより、弁体１３が上流側へ移動することが規制される。

【0046】

その後、燃料電池３において水素ガスが消費され、二次圧が低下すると、弁体１３が下流側へ移動する。これにより、減圧弁１が開弁した状態となり、一次ポート４から水素ガスが流入する。このように一次圧と二次圧との差圧に応じて弁体１３が移動することで、所定圧の水素ガスが減圧弁１から送出される。

【0047】

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）弁体１３は、当接部８５を備える。ボディ１１は、当接部８５に当接することにより弁体１３の上流側への移動を規制するストッパ４５を備える。したがって、当接部８５がストッパ４５に当接することで、弁体１３が上流側に移動することが規制されるため、弁座１２が過度に変形することを抑制でき、ひいては弁座１２の寿命の低下を抑制できる。

【0048】

ここで、弁座１２を過度に変形させないという観点からは、弁体１３が上流側に移動した際に、当接部８５がなるべく早くストッパ４５に当接することが望ましい。一方、高圧の水素ガスを適切に減圧する観点からは、減圧弁１の閉弁時に弁体１３が弁座１２にしっかりと着座して水素ガスの流通を遮断できるように、弁体１３の上流側への移動はなるべく規制しないことが望ましい。したがって、弁座１２の過度な変形を抑制しつつ、弁体１３を弁座１２に対してしっかりと着座させるためには、弁体１３の上流側への移動が規制される位置を精度良く規定し、製造される個体毎にばらつかないようにする必要がある。この実現には、弁体１３及びボディ１１の寸法精度をなるべく高くすることが求められる。具体的には、頭部７１と当接部８５との相対位置、及び弁座１２の取り付け位置とストッパ４５との相対位置のばらつきをそれぞれ小さくする必要がある。しかし、例えば弁体１３及びボディ１１の製造にあたっては、寸法公差が設定されることから、部品全体の寸法精度を高くすることには限界がある。

【0049】

この点、本実施形態では、当接部８５は、弁体１３における横穴８６よりも頭部７１寄りの位置に設けられている。つまり、当接部８５は、頭部７１に好適に近接した位置に設けられている。そのため、当接部８５が頭部７１から離れた位置に設けられる場合に比べ、頭部７１と当接部８５との相対位置のばらつきを好適に小さくすることができる。また、頭部７１及び当接部８５に対応して、ストッパ４５が弁座１２の取付位置に対して好適に近接した位置に設けられる。そのため、弁座１２の取付位置とストッパ４５との相対位置のばらつきを好適に小さくすることができる。これにより、弁座１２の過度な変形を抑制しつつ、二次圧の調圧を適切に行うことができる。

【0050】

（２）ストッパ４５は、ボディ１１の一部（ボディ１１と一体）として形成されている。そのため、ストッパ４５をボディ１１と別体で形成する合に比べ、弁座１２の取付位置とストッパ４５との相対位置のばらつきをより小さくすることができる。

【0051】

（３）当接部８５は、弁体１３の一部（弁体１３と一体）として形成されている。そのため、当接部８５を弁体１３と別体で形成する合に比べ、頭部７１と当接部８５との相対位置のばらつきをより小さくすることができる。

【0052】

（第２実施形態）
次に、減圧弁の第２実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の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。

【0053】

図３に示すように、本実施形態の収容穴４３の形状は、段付きの丸穴状である。収容穴４３は、下流側の大径穴部９１と、大径穴部９１の上流側に連続する小径穴部９２とを有している。大径穴部９１は、弁体１３の基端部８３の外径よりも僅かに大きく、弁体１３が摺動可能とされている。小径穴部９２は、基端部８３の外径よりも小さく、中間部８２の外径よりも大きい。ストッパ９３は、第１ハウジング部材２２における大径穴部９１と小径穴部９２との間の段差部分に、第１ハウジング部材２２の一部として形成されている。

【0054】

上記のように基端部８３の外径は、小径穴部９２の内径よりも大きい。そのため、弁体１３が弁座１２に着座した状態からさらに弁座１２に向かって移動しようとすると、基端部８３の外周縁がストッパ９３に当接する。基端部８３は、その外周縁に軸線Ｌと略直交する円環状の平面を有している。つまり、基端部８３の外周縁、特に前記平面が当接部９４に相当する。このように当接部９４は、基端部８３の外周縁であることから、横穴８６よりも頭部７１から離れているものの、第１シール部材１５よりも頭部７１寄りの位置に設けられている。なお、当接部９４と頭部７１との相対位置、及び弁座１２の取付位置とストッパ９３との相対位置は、上記（ａ）及び（ｂ）の条件を満たすように設定されている。

【0055】

以上、本実施形態では、上記第１実施形態の（２），（３）の作用及び効果と同様の作用及び効果に加え、以下の作用及び効果を奏する。
（４）当接部９４は、弁体１３における第１シール部材１５よりも頭部７１寄りの位置に設けられている。つまり、当接部９４は、頭部７１に近接した位置に設けられている。そのため、当接部９４が頭部７１から離れた位置に設けられる場合に比べ、頭部７１と当接部９４との相対位置のばらつきを小さくすることができる。また、頭部７１及び当接部９４に対応して、ストッパ９３が弁座１２の取付位置に対して近接した位置に設けられる。そのため、弁座１２の取付位置とストッパ９３との相対位置のばらつきを小さくすることができる。

【0056】

（５）当接部９４は、横穴８６よりも頭部７１から離れた位置に設けられている。そのため、当接部９４がストッパ９３に当接する際に、ストッパ９３から当接部９４に作用する力が、基端部８３よりも上流側に設けられた中間部８２に影響を及ぼしにくくなる。これにより、当接部９４がストッパ９３に対して繰り返し当接しても、横穴８６が変形することを抑制できる。

【0057】

（第３実施形態）
次に、減圧弁の第３実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の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。

【0058】

図４に示すように、第１ハウジング部材２２は、ガス流路１７の一部である第３取付穴１０１を有している。第３取付穴１０１は、第２取付穴４２の下流側に連続している。第３取付穴１０１の形状は、丸穴状である。第３取付穴１０１は、軸線Ｌ上に設けられている。第３取付穴１０１の内径は、第２取付穴４２の内径よりも小さく、かつ絞り部４４の内周縁の内径よりも大きい。

【0059】

ボディ１１は、金属製のストッパ１０２を備えている。ストッパ１０２は、第１ハウジング部材２２とは別体で形成されている。ストッパ１０２は、第３取付穴１０１に取り付けられる。つまり、ストッパ１０２は、弁座１２に隣接して該弁座１２の下流側に配置されている。

【0060】

ストッパ１０２の形状は、円環状である。ストッパ１０２は、貫通孔１０３を有している。貫通孔１０３は、軸線Ｌに沿って直線状に延びており、ストッパ１０２の両端に開口している。貫通孔１０３の内径は、絞り部４４の内径よりも小さく、頭部７１の外径よりも大きい。ストッパ１０２が第３取付穴１０１内に配置された状態で、ストッパ１０２の上流側端面の全体が弁座１２に接触している。ストッパ１０２は、弁体１３の頭部７１よりも大きな内外径を有しており、弁座１２のストッパ１０２に対する接触面積は、弁座１２の頭部７１に対する接触面積よりも大きい。

【0061】

弁体１３の先端部８１の外径は、絞り部４４の内径よりも小さく、先端部８１と絞り部４４との間の隙間がガス流路１７の一部となっている。弁体１３の先端部８１の外径は、ストッパ１０２の内径よりも大きい。そのため、弁体１３が弁座１２に着座した状態からさらに弁座１２に向かって移動しようとすると、先端部８１の外周縁がストッパ１０２に当接する。先端部８１は、その外周縁に軸線Ｌと略直交する円環状の平面を有している。つまり、先端部８１の外周縁、特に前記平面が当接部１０４に相当する。なお、当接部１０４と頭部７１との相対位置、及び弁座１２の取付位置とストッパ１０２との相対位置は、上記（ａ）及び（ｂ）の条件を満たすように設定されている。

【0062】

以上、本実施形態では、上記第１実施形態の（１），（３）の作用及び効果と同様の作用及び効果に加え、以下の作用及び効果を奏する。
（６）ボディ１１とは別体で形成されたストッパ１０２が、弁座１２に隣接して該弁座１２の下流側に配置されている。これにより、閉弁時に、ストッパ１０２は弁座１２と弁体１３との間に挟まれる。したがって、当接部１０４がストッパ１０２に対して当接する際の衝撃が弁座１２によって吸収されることになり、ストッパ１０２に対して当接部１０４が当接する際の打音を低減できる。

【0063】

（７）弁座１２のストッパ１０２に対する接触面積は、弁座１２の頭部７１に対する接触面積よりも大きい。そのため、弁座１２がストッパ１０２を介して受ける弁体１３の付勢力によって過度に変形することを抑制できる。

【0064】

上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記第３実施形態において、弁座１２のストッパ１０２に対する接触面積を、弁座１２の頭部７１に対する接触面積以下としてもよい。

【0065】

・上記第３実施形態において、ストッパ１０２を、例えば樹脂製としてもよい。
・上記第１及び第２実施形態において、ストッパ４５，９３を第１ハウジング部材２２と別体で形成してもよい。この場合において、ストッパを、例えば樹脂製としてもよい。

【0066】

・上記各実施形態において、当接部８５，９４，１０４を、弁体１３と別体で形成してもよい。この場合において、当接部を、例えば樹脂製としてもよい。
・上記実施形態では、減圧弁１が第１シール部材１５及び第２シール部材１６の２つを備えていたが、これに限らず、単一の又は３つ以上のシール部材を備えてもよい。シール部材としては、リップシールに限らず、例えばＯリング等を採用してもよい。さらに、シール部材は、リップシール又はＯリングに加え、例えばバックアップリングを備える構成であってもよい。

【0067】

・上記各実施形態において、横穴８６の数、及び配置は適宜変更可能である。
・上記各実施形態では、付勢部材１４としてコイルばねを採用したが、これに限らず、例えば皿ばね等、他の弾性部材を採用してもよい。

【0068】

・上記各実施形態では、減圧弁１を高圧の水素ガスを減圧する用途に用いたが、これに限らず、水素以外の高圧ガスを減圧する用途に用いてもよい。

【符号の説明】

【0069】

１…減圧弁
１１…ボディ
１２…弁座
１３…弁体
１４…付勢部材
１５…第１シール部材（シール部材、先端シール部材）
１６…第２シール部材（シール部材）
１７…ガス流路
４５，９３，１０２…ストッパ
７１…頭部
８５，９４，１０４…当接部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】