JP2006153099A - Shut off valve for gas - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コイルの励磁作用下に変位する可動鉄心を有し、流体通路を流通するガスの連通状態を切り換えるガス用遮断弁に関する。 The present invention relates to a gas shut-off valve that has a movable iron core that is displaced under the excitation action of a coil and switches the communication state of gas flowing through a fluid passage.
本出願人は、流体通路に接続され、前記流体通路を流通するガス等の流体の連通状態をソレノイドの励磁作用下に切り換える遮断弁を提案している(特許文献1参照)。 The present applicant has proposed a shut-off valve that is connected to a fluid passage and switches the communication state of a fluid such as a gas flowing through the fluid passage under the excitation action of a solenoid (see Patent Document 1).
この遮断弁は、ハウジングに固定鉄心が固定されると共に、前記固定鉄心と同軸にソレノイド部の励磁作用下に固定鉄心側に向かって変位するプランジャが設けられている。プランジャの一端部には弁体が連結され、前記弁体がばね部材のばね力によってボディの弁座に着座することにより弁閉状態となる。前記弁体は、前記プランジャの下端部に変位自在に保持されて第1弁座に着座可能な第1弁と、ボディの第2弁座に着座可能な第2弁とを備え、前記第1弁が略C字状のクリップを介してプランジャに対して加締められることにより、前記弁体がプランジャの下端部に保持されている。 In this shut-off valve, a fixed iron core is fixed to a housing, and a plunger is provided coaxially with the fixed iron core and displaced toward the fixed iron core under the exciting action of a solenoid portion. A valve body is connected to one end of the plunger, and the valve body is closed by the seating of the valve body on the valve seat of the body by the spring force of the spring member. The valve body includes a first valve that is slidably held at a lower end portion of the plunger and can be seated on a first valve seat, and a second valve that can be seated on a second valve seat of the body, The valve body is held at the lower end portion of the plunger by crimping the valve with respect to the plunger via a substantially C-shaped clip.
そして、最初に、第1弁がプランジャの内部に設けられた第1弁座より離間することにより、前記第1弁の内部を通じて流体がポートへと導出され、その後に、前記第2弁が第2弁座より離間することにより、さらに大流量の流体がポートへと導出される。 First, when the first valve is separated from the first valve seat provided in the plunger, fluid is led out to the port through the first valve, and then the second valve is moved to the second valve. By separating from the two valve seats, a larger flow rate of fluid is led out to the port.
また、本出願人は、特許文献2において、ソレノイド部の励磁作用下に弁体が変位する際に、該弁体をボディに形成される円筒状の内壁面によって軸線方向に沿ってガイドしているソレノイド装置を提案している。このソレノイド装置では、ボディの内部に弁体の外周面と略同一径からなる円筒状の小径孔を形成し、前記弁体が変位する際に前記小径孔によって軸線方向に沿ってガイドしている。そのため、前記弁体の半径方向への変位が規制され、前記弁体の半径方向へのずれや傾きを防止されるため、前記弁体の弁座部に対するシート性が確保される。 In addition, when the valve body is displaced under the excitation action of the solenoid portion in Patent Document 2, the present applicant guides the valve body along the axial direction by a cylindrical inner wall surface formed on the body. Proposed solenoid device. In this solenoid device, a cylindrical small-diameter hole having substantially the same diameter as the outer peripheral surface of the valve body is formed inside the body, and when the valve body is displaced, the small-diameter hole guides along the axial direction. . Therefore, since the displacement of the valve body in the radial direction is restricted and the valve body is prevented from shifting or tilting in the radial direction, the seat property of the valve body with respect to the valve seat portion is ensured.
本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、弁体部を軸線方向に沿って円滑にガイドさせると共に、ガスの所望の流量を安定して流通させることが可能なガス用遮断弁を提供することを目的とする。 The present invention has been made in connection with the above-mentioned proposal, and is capable of smoothly guiding the valve body portion along the axial direction, and capable of stably circulating a desired flow rate of gas. The purpose is to provide a valve.
前記の目的を達成するために、本発明は、ガスが導入される導入ポートと、前記導入ポートから導入された前記ガスが排出される導出ポートとを有するバルブボディと、
前記バルブボディに連結されるハウジングの内部に設けられ、電流により励磁作用を伴うソレノイド部と、
前記ソレノイド部の内部に配設された固定部材と対向するように設けられ、前記ソレノイド部の励磁作用下に軸線方向に沿って変位する可動部材と、
前記可動部材の内部に形成される弁室に設けられ、該弁室に装着される第1弁座部に対して着座・離間自在な第1弁部と、前記バルブボディに形成される第2弁座部に対して着座・離間自在な第2弁部とを有し、前記可動部材に保持される弁体部と、
前記バルブボディの内部に前記第2弁部の外周面と対向して形成され、前記第2弁部を軸線方向に沿って変位自在にガイドする複数のガイド部と、
前記複数のガイド部の間に軸線方向に沿って設けられ、前記導入ポートと前記第2弁座部との間を連通する連通路と、
を備えることを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention provides a valve body having an introduction port through which a gas is introduced, and a lead-out port through which the gas introduced from the introduction port is discharged,
A solenoid portion provided inside the housing connected to the valve body, and having an exciting action by an electric current;
A movable member that is provided so as to face a fixed member disposed inside the solenoid part, and that is displaced along an axial direction under the excitation action of the solenoid part;
A first valve portion that is provided in a valve chamber formed inside the movable member and can be seated / separated from a first valve seat portion mounted in the valve chamber, and a second valve formed in the valve body. A second valve portion that can be seated / separated with respect to the valve seat portion, and a valve body portion held by the movable member;
A plurality of guide portions that are formed inside the valve body so as to face the outer peripheral surface of the second valve portion and guide the second valve portion so as to be displaceable along an axial direction;
A communication path provided along the axial direction between the plurality of guide portions, and communicating between the introduction port and the second valve seat portion;
It is characterized by providing.
本発明によれば、バルブボディの内部に、弁体部における第2弁部の外周面と対向し、該第2弁部を軸線方向に沿ってガイドする複数のガイド部を設けると共に、前記ガイド部の間に導入ポートと第2弁座部との間を連通する流体通路を軸線方向に沿って設けている。 According to the present invention, the guide body is provided with a plurality of guide portions facing the outer peripheral surface of the second valve portion in the valve body portion and guiding the second valve portion along the axial direction. A fluid passage communicating between the introduction port and the second valve seat portion is provided between the portions along the axial direction.
従って、ソレノイド部の励磁作用下に弁体部が軸線方向に沿って変位する際に、第2弁部が複数のガイド部によって軸線方向に沿ってガイドされるため、前記第2弁部の半径方向へのずれや傾き等を防止することができ、前記第2弁部による第2弁座部に対する着座効果が得られる。 Therefore, when the valve body portion is displaced along the axial direction under the excitation action of the solenoid portion, the second valve portion is guided along the axial direction by the plurality of guide portions. It is possible to prevent displacement and inclination in the direction, and the seating effect on the second valve seat portion by the second valve portion can be obtained.
また、導入ポートからバルブボディの内部に導入されたガスを、前記弁体部の変位動作に関わらず常に流体通路を通じて前記第2弁座部へと流通させることが可能となるため、前記ガスが流通する流路面積を大きく確保することができ、所望の流量のガスを安定して流通させることができる。 In addition, since the gas introduced into the valve body from the introduction port can always be circulated to the second valve seat through the fluid passage regardless of the displacement operation of the valve body, the gas is A large passage area can be secured, and a gas having a desired flow rate can be stably circulated.
さらに、第2弁部をガイドするためのガイド部と、ガスを常に導入ポートから第2弁座部へと流通させるための流体通路とをバルブボディに設けることにより、低コストで弁体部の第2弁座部に対する着座効果とガスの所望の流量を確保することが可能である。 Furthermore, by providing the valve body with a guide portion for guiding the second valve portion and a fluid passage for always allowing gas to flow from the introduction port to the second valve seat portion, the valve body portion can be manufactured at low cost. It is possible to ensure a seating effect on the second valve seat portion and a desired gas flow rate.
さらにまた、第2弁部に、ガイド部と摺動する外周面を覆う被膜を形成することにより、前記第2弁部がガイド部のガイド作用下に軸線方向に沿って変位する際に、第2弁部の外周面に形成された被膜によって前記第2弁部とガイド部との間に生じる摺動抵抗を低減することができる。そのため、第2弁部を含む弁体部を軸線方向に沿って円滑に変位させることができると共に、前記第2弁部及びガイド部の摩耗を防止することができる。 Furthermore, by forming a coating covering the outer peripheral surface that slides with the guide portion on the second valve portion, when the second valve portion is displaced along the axial direction under the guide action of the guide portion, The sliding resistance generated between the second valve portion and the guide portion can be reduced by the coating formed on the outer peripheral surface of the two valve portions. Therefore, the valve body portion including the second valve portion can be smoothly displaced along the axial direction, and wear of the second valve portion and the guide portion can be prevented.
またさらに、第2弁部に、該第2弁部の外周面を囲繞する樹脂製材料からなるリング部材を装着することにより、前記第2弁部が可動部材と一体的に軸線方向に沿って変位してガイド部でガイドされる際に、前記リング部材によって第2弁部とガイド部との間に生じる摺動抵抗を低減することができる。そのため、第2弁部を含む弁体部を軸線方向に沿って円滑に変位させることができると共に、前記第2弁部及びガイド部の摩耗を防止することができる。 Still further, by attaching a ring member made of a resin material surrounding the outer peripheral surface of the second valve portion to the second valve portion, the second valve portion is integrated with the movable member along the axial direction. The sliding resistance generated between the second valve portion and the guide portion by the ring member when displaced and guided by the guide portion can be reduced. Therefore, the valve body portion including the second valve portion can be smoothly displaced along the axial direction, and wear of the second valve portion and the guide portion can be prevented.
また、リング部材に、第2弁部と対向する内周面に半径内方向に突出した凸部を形成し、前記第2弁部の外周面に、前記凸部が係合される凹部を形成するとよい。これにより、リング部材を第2弁部に対して簡便に装着することができると共に、前記リング部材の凸部は、第2弁部の凹部に対向する位置に形成されているため、前記第2弁部にリング部材を装着することにより簡便に相対的な位置決めがなされる。 Further, the ring member is formed with a convex portion protruding radially inward on the inner circumferential surface facing the second valve portion, and a concave portion is formed on the outer circumferential surface of the second valve portion. Good. Accordingly, the ring member can be easily attached to the second valve portion, and the convex portion of the ring member is formed at a position facing the concave portion of the second valve portion. Relative positioning is easily performed by attaching a ring member to the valve portion.
さらに、バルブボディに導入・導出されるガスを、圧縮天然ガスとすることにより、前記圧縮天然ガスをより一層安定して流通させることができて好適である。 Furthermore, it is preferable that the compressed natural gas can be circulated more stably by using the compressed natural gas as the gas introduced / derived from the valve body.
さらにまた、バルブボディに導入・導出されるガスを、水素又は酸素からなる燃料電池用燃料ガスとすることにより、前記燃料電池用燃料ガスをより一層安定して流通させることができて好適である。 Furthermore, it is preferable that the gas introduced into and led out from the valve body is a fuel cell fuel gas made of hydrogen or oxygen, whereby the fuel cell fuel gas can be circulated more stably. .
本発明によれば、以下の効果が得られる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
すなわち、バルブボディの内部に、第2弁部の外周面と対向する複数のガイド部を設けると共に、前記ガイド部の間に導入ポートと第2弁座部との間を連通する流体通路を設けることにより、弁体部が軸線方向に沿って変位する際に、第2弁部を複数のガイド部によって軸線方向に沿ってガイドすることができるため、、前記第2弁部による第2弁座部へのさらなる着座効果を得ることができる。同時に、流体通路によってガスの流通する流路面積を大きく確保することができるため、導入ポートからバルブボディの内部に導入されたガスを、常に所望の流量で安定して流通させることができる。 That is, a plurality of guide portions facing the outer peripheral surface of the second valve portion are provided inside the valve body, and a fluid passage that communicates between the introduction port and the second valve seat portion is provided between the guide portions. Accordingly, when the valve body portion is displaced along the axial direction, the second valve portion can be guided along the axial direction by the plurality of guide portions. Further seating effect on the part can be obtained. At the same time, since the flow passage area through which the gas flows can be ensured by the fluid passage, the gas introduced from the introduction port into the valve body can always be stably circulated at a desired flow rate.
本発明に係るガス用遮断弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。 A gas shut-off valve for gas according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1において、参照符号10は、本発明の実施の形態に係るガス用遮断弁を示す。
In FIG. 1,
このガス用遮断弁10は、図1及び図2に示されるように、図示しない通路を介して、例えば、水素、圧縮天然ガス等のガス(以下、単に流体という)が導入される導入ポート12と、前記流体が外部へと導出される導出ポート14とを有するバルブボディ16と、前記バルブボディ16の上部に連結され、その内部に可動部材18が軸線方向に沿って変位自在に設けられるガイドボディ20と、前記ガイドボディ20の上部にエンドプレート22を介して連結されるハウジング24と、前記ハウジング24の内部に配設されるソレノイド部26と、前記ハウジング24の外部を覆うように装着されるカバー部材28と、前記バルブボディ16の弁座部(第2弁座部)30に着座・離間することにより流体の流通状態を切り換える弁体部32とからなる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the gas shut-off
バルブボディ16は金属製材料(例えば、アルミニウム)から形成され、側面から突出するように導入ポート12が形成されると共に、前記導入ポート12と反対側に側面に導出ポート14が形成されている。また、バルブボディの内部には、前記導入ポート12と連通し、弁体部32が軸線方向(矢印A、B方向)に向かって変位自在に設けられる連通室34が形成されている。前記連通室34と導出ポート14との間には第1通路36が形成されると共に、前記連通室34と導出ポート14との間には、第2通路38が形成されている。そして、前記連通室34の略中央部には、弁体部32側に向かって突出し、前記弁体部32が着座する弁座部30が形成されている。
The
導入ポート12は、バルブボディ16の軸線に対して略直交した状態からさらに所定角度だけ上方に向かって傾斜して形成され、前記導入ポート12の端部には、配管等が接続された継手部材(図示せず)が接続され、前記継手部材の内部に形成される通路を通じて導入ポート12の内部と連通している。
The
第1通路36の内部には、断面略U字状のフィルタ40が装着されている。すなわち、導入ポート12から導入される流体に塵埃等が含まれていた場合、網目状に形成されるフィルタ40の有底部位を連通室34側となるように装着することにより前記塵埃等が除去され、前記塵埃等が連通室34の内部へと進入することを防止できる。
A
一方、導出ポート14は、連通室34の下部に形成され、バルブボディ16の軸線に対して略直交した状態より所定角度だけ下方に向かって傾斜している。
On the other hand, the
弁座部30は、連通室34の下面より弁体部32側(矢印A方向)に向かって所定長だけ環状に突出するように形成され、その略中央部を介して前記第2通路38と連通している。
The
バルブボディ16の内部には、弁体部32における主弁部(第2弁部)128(後述する)の外周面128aと対向する位置に該弁体部32をガイドするためのガイド部42が形成されている。
Inside the
このガイド部42は、図3に示されるように、バルブボディ16の内周面より半径内方向に突出するように形成され、前記ガイド部42の内周径は、前記主弁部128の外周径と略同等若しくは若干大きく形成されている。前記ガイド部42は、バルブボディ16の内周面に沿って等角度毎に離間して複数(例えば、6箇所)設けられている。そして、弁体部32の主弁部128がガイド部42によってガイドされた際に、隣接する一組のガイド部42と前記主弁部128の外周面128aとの間に囲まれた流体通路44が軸線方向に沿って形成される。
As shown in FIG. 3, the
すなわち、この流体通路44は、図2に示されるように、バルブボディ16の連通室34と、弁座部30と対向する弁体部32の着座面46とバルブボディ16の間の空間126とを常に連通した状態としている。なお、前記流体通路44は、隣接するガイド部42の間にそれぞれ複数形成されている。
That is, as shown in FIG. 2, the
また、複数のガイド部42において内周面42aの周方向に沿った長さの合計Grを、前記主弁部128の外周径Vrに対してその40%以上となるように設定するとよい(Gr≧0.4Vr)。
In addition, the total Gr of the plurality of
さらに、流体通路44の流路断面積を、導入ポート12又は導出ポート14の流路断面積より大きく設定するとよい。
Further, the flow passage cross-sectional area of the
ガイドボディ20は金属製材料(例えば、ステンレス鋼)から形成され、図1に示されるように、バルブボディ16の上部に一体的に連結されている。このガイドボディ20は、該ガイドボディ20の上部に軸線方向に沿って円筒状に延在し、後述するボビン80の内部に挿入される円筒部48と、前記円筒部48の下部に半径外方向に拡径して形成され、前記バルブボディ16の端部に装着されるフランジ部50と、前記フランジ部50からバルブボディ16側に向かって円筒状に延在し、前記連通室34の内部に配設される挿入部52と、前記挿入部52よりさらに弁座部30側に突出して形成されるストッパ部54とからなる。
The
円筒部48は薄板円筒状に形成され、その内部には可動部材18が軸線方向に沿って変位自在にガイドされるガイド孔56が形成されている。そして、前記円筒部48がボビン80の挿入孔94及びエンドプレート22の後述する貫通孔64に当接するように挿入されると共に、前記円筒部48の上端部は、例えば、レーザ溶接等によって固定部材84(後述する)に固定されている。
The
また、円筒部48の外周面、前記円筒部48が挿通されるハウジング24の挿通孔58及びエンドプレート22の上面とによって囲繞される空間には、環状のシール部材60が装着されている。すなわち、前記シール部材60によってソレノイド部26の内部の気密を保持している。
An annular seal member 60 is mounted in a space surrounded by the outer peripheral surface of the
挿入部52は、前記円筒部48よりも若干拡径して形成され、前記挿入部52は、バルブボディ16の内部に挿入されて該バルブボディ16と一体的に連結されている。その際、前記挿入部52の外周面には、環状溝を介してシール部材62が装着されているため、前記シール部材62がバルブボディ16の内壁面に当接することにより、前記バルブボディ16とガイドボディ20との間の気密が保持される。
The
エンドプレート22は、磁性体からなる金属製材料によって環状に形成され、ガイドボディ20におけるフランジ部50の上部に一体的に連結されている。そして、前記エンドプレート22の略中央部には、軸線方向に沿って貫通した貫通孔64が形成され、ガイドボディ20の円筒部48が挿通されている。
The
ハウジング24は、樹脂製材料から一体成形によって形成され、エンドプレート22の上部に連結されている。このハウジング24の側面には、ソレノイド部26に電流を供給するための図示しない電源に接続されるコネクタ部66が設けられ、前記コネクタ部66には、その内部に一端部が露呈するように金属製材料からなる端子68が設けられている。そして、前記端子68はハウジング24の内部を介してソレノイド部26のボビン80(後述する)へと接続されている。なお、端子68は、図示しないリード線を介して前記電源と接続されている。
The
また、前記ハウジング24の上面には、半径内方向に張り出した張出部70が形成され、前記張出部70の上面に形成された環状溝を介してシール部材72が装着されている。そして、前記シール部材72がハウジング24と後述するカバー部材28との間に挟持されることにより、ハウジング24とカバー部材28との間の気密が保持される。
Further, an overhanging
カバー部材28は、磁性体からなる金属製材料より断面略U字状に形成され、ハウジング24を上部から囲繞するように装着されている。前記カバー部材28の上部には、略中央部に孔部74が形成され、前記孔部74には固定部材84(後述する)の上面に設けられるねじ部76が挿通されている。
The
ソレノイド部26は、ハウジング24の内部に囲繞されるように配設され、外周面にコイル78が巻回されたボビン80と、前記ボビン80の内部を軸線方向に沿って変位自在に設けられる可動部材18と、前記ハウジング24の上部にキャップナット82を介して一体的に連結され、可動部材18と対向するように配設される固定部材84とからなる。
The
ボビン80は、前記ハウジング24の内周面に当接するように設けられ、その上端部及び下端部には半径外方向へと拡径した第1及び第2拡径部86、88がそれぞれ形成されている。そして、第1拡径部86と第2拡径部88との間にコイル78が巻回された状態でハウジング24と一体成形されている。
The
第1拡径部86は、ハウジング24の張出部70の下面側に当接するように設けられ、第2拡径部88の下面は、環状の溝部90を介してハウジング24の凸部92と係合している。すなわち、ハウジング24の内部には、コイル78が巻回されたボビン80が一体的に係合され、ボビン80の全体が囲繞されている状態にある。
The first
また、ボビン80の略中央部には軸線方向に沿って貫通した挿入孔94が形成され、前記挿入孔94の上部には磁性体からなる金属製材料によって円筒状に形成される固定部材84が挿入されると共に、前記固定部材84の下方には、ガイドボディ20の円筒部48を介して可動部材18が挿入されている。
Further, an
前記固定部材84の上部に形成されたねじ部76が、カバー部材28の孔部74に挿通された後に、ワッシャ81が挿通されてキャップナット82が螺合されることにより、前記固定部材84がハウジング24に一体的に連結される。
After the
固定部材84の下面には、可動部材18から離間する上方に向かって所定深さだけ窪んだ凹部96が形成されている。
A
可動部材18は磁性体からなる金属製材料によって形成され、円筒部48の内部を変位自在に設けられる略円柱状の本体部98と、前記本体部98の固定部材84側に突出して形成される突出部100と、前記本体部98の弁座部30側に形成され、弁体部32におけるパイロット弁部(第1弁部)102を保持する保持部104とからなる。
The
突出部100は、本体部98よりも縮径して形成されると共に、可動部材18が上方へ変位した際、固定部材84の凹部96の内部に挿入される。なお、前記突出部100の軸線方向に沿った高さは、前記凹部96の軸線方向に沿った深さと略同等もしくは若干小さくなるように形成されている。
The protruding
保持部104は、図2に示されるように、固定部材84側に向かって窪んで形成される装着穴106と、前記装着穴106に臨むように弁座部30側(矢印B方向)に形成され、半径外方向に拡径して弁体部32のパイロット弁部102が挿入されるパイロット弁室(弁室)108と、前記パイロット弁室108より半径外方向に拡径し、係止リング110が配設される係止孔112が形成されている。装着穴106には、ゴム等の弾性材料からなるパイロット弁座(第1弁座部)114が装着されている。
As shown in FIG. 2, the holding
そして、前記パイロット弁室108にパイロット弁部102が挿入され、該パイロット弁部102の下部となる軸部116に係止リング110が挿通された後に、前記保持部104の下端部が半径内方向に加締められている。これにより、パイロット弁部102は、保持部104に加締められた係止リング110によってパイロット弁室108より下方へと変位することが規制されるため、前記パイロット弁部102が保持部104に保持されて脱抜することがない。前記パイロット弁室108の内周径は、パイロット弁部102の外周径より若干大きく形成され、前記パイロット弁部102は、パイロット弁室108の内部において軸線方向に所定量だけ変位自在に設けられている。
Then, after the
係止リング110は、図4及び図5に示されるように、例えば、ステンレス鋼等の金属製材料から所定幅で切り欠かれた開口部118を有する略C字状に形成され、その内部には前記開口部118を介して弁体部32の軸部116が挿通される。前記開口部118の幅寸法は、弁体部32における軸部116の直径と略同等に形成されている。また、係止リング110のパイロット弁部102と対向する面には、所定深さで窪んだ連通溝120が形成されている。この連通溝120は、係止リング110の形状に対応して略C字状に形成されている。すなわち、連通溝120は、係止リング110の形状に沿って延在し、それぞれの端部が開口部118に連通している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
また、図2に示されるように、連通溝120の直径は、弁体部32におけるパイロット弁部102の外周径と略同等若しくは若干大きく形成されている。これにより、前記係止リング110とパイロット弁部102とが当接した際においても、前記パイロット弁部102の端面によって連通溝120が覆われてしまうことはない。
Further, as shown in FIG. 2, the diameter of the
一方、保持部104の外周面には、半径外方向に向かって突出したスプリング受部122が形成され、前記スプリング受部122とガイドボディ20のフランジ部50との間にスプリング124が介装されている。このスプリング124の弾発力は、可動部材18をガイドボディ20から離間させる方向(矢印B方向)に付勢している。すなわち、スプリング124は、その弾発力によって可動部材18に保持された弁体部32を弁座部30に着座させる方向に付勢している。
On the other hand, a
弁体部32は、例えば、ステンレス鋼等の金属製材料から形成され、可動部材18の保持部104に保持されるパイロット弁部102と、前記パイロット弁部102よりバルブボディ16の弁座部30側に形成される主弁部128と、前記パイロット弁部102と主弁部128とを接続する軸部116とからなる。
The
パイロット弁部102は、保持部104のパイロット弁室108の内部に挿入され、前記パイロット弁部102の略中央部には軸線方向に沿って貫通したパイロット通路130が形成されている。パイロット弁部102は、軸線方向に沿った変位作用下に保持部104に装着されたパイロット弁座114に対して着座・離間自在に設けられ、前記パイロット弁座114に対向する上面が、略中央部から半径外方向に向かって徐々に下方に傾斜している。
The
軸部116は、パイロット弁部102より半径内方向に縮径して形成されると共に、その内部には軸線方向に沿って連通路132が形成されている。前記連通路132は、主弁部128の内部に延在してバルブボディ16の第2通路38に臨むように開口すると共に、前記連通路132がパイロット弁部102のパイロット通路130と連通している。
The
また、連通路132の通路径は、パイロット通路130の通路径より大きく形成されているため、流量が絞られることがなく好適に流通させることが可能である。
Further, since the passage diameter of the
主弁部128は、パイロット弁部102より半径外方向に拡径して形成され、バルブボディ16における連通室34の内部に配設されると共に、前記主弁部128の外周面128aがバルブボディ16に形成されるガイド部42によって保持されている。
The
主弁部128の外周面128aには、ガイド部42との摺動抵抗を低減するために被膜層134が形成されている。この被膜層134は、例えば、フッ素樹脂を被覆することにより所定厚さで形成されている。なお、バルブボディ16におけるガイド部42の内周面にも同様に被膜層134を形成するようにしてもよい。また、前記被膜層134は、前記フッ素コーティングに限定されず、前記主弁部128の外周面128aとガイド部42の内周面42aとの間に生じる摺動抵抗を抑制可能なものであればよい。
A
また、主弁部128の下面となる着座面46には、該着座面46から所定深さだけ窪んだ環状の第1装着溝136を介して第1シート部138が装着されている。一方、主弁部128の上面には、該上面より所定深さだけ窪んだ環状の第2装着溝140を介して第2シート部142が装着されている。前記第1及び第2シート部138、142は弾性材料(例えば、ゴム)から形成されている。
A
この第1シート部138は、主弁部128が弁座部30側(矢印B方向)に変位した際に、前記弁座部30に当接する位置に装着され、第2シート部142は主弁部128が固定部材84側(矢印A方向)に変位した際に、ガイドボディ20のストッパ部54に当接する位置に装着されている。
The
さらに、前記第1及び第2装着溝136、140は、弁体部32の内部に軸線方向に沿って形成される連通孔144を介して連通している。そして、第1及び第2シート部138、142は、前記連通孔144の内部に装填される弾性材料からなる連結部146によって一体的に連結されている。すなわち、第1及び第2シート部138、142は、弾性材料を第1及び第2装着溝136、140に充填して固化させることにより形成されている。その際、例えば、第1装着溝136に弾性材料を充填することにより前記弾性材料が連通孔144を介して第2装着溝140にも充填されるため、第1及び第2シート部138、142を容易に一体成形して簡便かつ効率的に装着することができる。
Further, the first and second mounting
本発明の第1の実施の形態に係るガス用遮断弁10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図1は、ソレノイド部26のコイル78に電流が供給されていない非励磁状態にあり、弁体部32のパイロット弁部102がパイロット弁座114に着座し、且つ、主弁部128が弁座部30に着座して導入ポート12と導出ポート14との間の流体の流通を遮断しているオフ状態を示している。
The gas shut-off
先ず、このようなオフ状態において、導入ポート12より流体を導入することにより、前記流体が第1通路36を通じて連通室34の内部に導入される。その際、前記流体が第1通路36に装着されたフィルタ40を通過することにより、前記流体に含有されている塵埃等がフィルタ40によって確実に除去され、前記連通室34の内部に塵埃等が進入することを防止できる。
First, in such an off state, by introducing a fluid from the
そして、この連通室34に導入された流体の一部が、バルブボディ16のガイド部42に形成された流体通路44を通じて弁体部32における主弁部128の着座面46とバルブボディ16との間の空間126に流通している。
A part of the fluid introduced into the
次に、図示しない電源よりコネクタ部66の端子68を介してコイル78に通電することにより前記コイル78が励磁され、該コイル78の励磁作用下に磁束が前記コイル78から可動部材18の本体部98へと向かい、再びコイル78へと復帰して周回するように発生する。
Next, when the
そして、可動部材18が、コイル78の励磁作用下にスプリング124の弾発力に抗して固定部材84側(矢印A方向)に向かって変位し、前記可動部材18の保持部104に装着されたパイロット弁座114がパイロット弁部102の端面より離間する(図6参照)。その際、可動部材18は、パイロット弁部102と係止リング110との間に形成されたクリアランスの分だけ軸線方向に沿って変位する。なお、この場合、弁体部32の主弁部128は、弁座部30に着座している状態にある。
Then, the
これにより、導入ポート12から連通室34へと導入されていた流体が、保持部104に係止されている係止リング110の開口部118を通じてパイロット弁部102の外周面とパイロット弁室108の内周面との間に流通すると共に、前記開口部118から連通溝120に沿って周方向に流通し、前記パイロット弁部102とパイロット弁座114との間へと流通する。
As a result, the fluid introduced into the
その結果、前記流体が、パイロット弁部102に形成されたパイロット通路130から弁体部32の内部に導入され、軸部116に形成された連通路132を通じて第2通路38へと流通した後に導出ポート14から外部へと導出される。
As a result, the fluid is introduced into the
その際、パイロット通路130は、連通路132に対して通路径が小径に形成されたオリフィス構造となっているため、パイロット弁部102がパイロット弁座114より離間し、連通室34に導入されている流体がパイロット通路130を通じて第2通路38及び導出ポート14へと流通することにより、パイロット弁室108及び連通室34の内部の圧力が低下する。また、反対に、ガイド部42に形成される流体通路44を通じて主弁部128の着座面46とバルブボディ16の間の空間126に導入された流体は、その圧力が低下することがない。すなわち、前記連通室34の圧力が、前記空間126の圧力に対して低下している。
At that time, since the
そのため、連通室34の圧力と空間126の圧力との間に圧力差が生じ、この圧力差によって主弁部128の着座面46に対して上方への押圧力が付与され、これにより、主弁部128に付与される押圧力が、スプリング124の弾発力に打ち勝って弁体部32が可動部材18側(矢印A方向)に向かって変位して前記主弁部128が弁座部30より離間する。その際、主弁部128に設けられた第2シート部142がガイドボディ20のストッパ部54に当接し、弁体部32の軸線方向に沿った変位が規制される。
Therefore, a pressure difference is generated between the pressure in the
その結果、導入ポート12から連通室34に導入されていた流体が、前記連通室34から流体通路44を通じて第2通路38及び導出ポート14へと流通して外部へと導出されるオン状態(弁開状態)となる。
As a result, the fluid that has been introduced from the
また、このようなオン状態において、前記流体の流通を停止する場合には、図示しない電源よりコイル78に通電されていた電流を停止することにより、前記コイル78が非励磁状態となり、可動部材18の本体部98に付勢されていた固定部材84側への変位力が滅勢される。そのため、可動部材18がスプリング124の弾発力によって弁座部30側(矢印B方向)に押圧され、弁体部32の主弁部128が第1シート部138を介して弁座部30に着座する。これにより、連通室34と導出ポート14との連通状態が遮断されたオフ状態となる。その結果、導入ポート12から導入されていた流体の導出ポート14からの導出が停止される。
Further, in order to stop the flow of the fluid in such an on state, the
以上のように、第1の実施の形態に係るガス用遮断弁10では、バルブボディ16の内部に、弁体部32における主弁部128の外周面128aと対向し、該主弁部128を軸線方向に沿ってガイドするガイド部42を設けている。このガイド部42は、前記主弁部128を囲むようにバルブボディ16の内周面に対して所定間隔離間して複数形成され、前記複数のガイド部42の間にはそれぞれ軸線方向に沿って連通した流体通路44が形成されている。
As described above, in the
これにより、ソレノイド部26の励磁作用下に弁体部32が軸線方向に沿って変位する際に、前記弁体部32の主弁部128が複数のガイド部42の内周面42aによって軸線方向にガイドされるため、前記弁体部32の半径方向へのずれや傾き等を防止することができ、前記弁体部32による弁座部30に対する一層の着座効果が得られる。
Thus, when the
また、複数のガイド部42の内周面42aは、その周方向に沿った長さの合計Grを前記主弁部128の外周径Vrに対して40%以上(Gr≧0.4Vr)となるように設定することにより、前記主弁部128の外周面に対するガイド部42のガイド機能を確実且つ好適に得ることが可能となる。そのため、前記主弁部128を含む弁体部32の半径方向へのずれや傾き等を防止することができ、前記弁体部32による弁座部30に対する一層の着座効果が得られると共に、前記ガイド部42の内周面42aと主弁部128の外周面との片当りによって生じる偏摩耗を防止することが可能となる。
Further, the inner
さらに、流体通路44は、バルブボディ16の連通室34と、弁体部32における主弁部128と前記バルブボディ16との間に形成される空間126とを連通させているため、前記バルブボディ16の内部に導入されたガスを、前記弁体部32の変位動作に関わらず常に流体通路44を通じて前記空間126へと流通させることが可能となる。
Furthermore, since the
そのため、弁体の外周面がボディの円筒状の小径孔で覆われていた従来技術のソレノイド装置と比較して、バルブボディ16の内部を通じて外部へと導出されるガスの流路面積を大きく確保することができるため、ガスを所望の流量(例えば、大流量)を安定して流通させることができる。また、従来技術のソレノイド装置のような流路面積が小さい場合には、例えば、ガスの所望の流量を確保するために複数の導入ポートを設けることが考えられるが、装置の製造時間が増大すると共にコストが増大してしまうという問題がある。これに対して、本発明のガス用遮断弁10では、ガイド部42と流体通路44とを隣接させてバルブボディ16に形成することにより、低コストで弁体部32の弁座部30に対する着座効果と、ガスの所望の流量を確保することが可能である。
Therefore, compared with the solenoid device of the prior art in which the outer peripheral surface of the valve body is covered with the cylindrical small diameter hole of the body, a large passage area of the gas led out through the inside of the
さらにまた、流体通路44の流路断面積を、導入ポート12又は導出ポート14の流路断面積より大きく設定することにより、例えば、複数の流体通路44を単一とすると共に、前記流体通路44に隣接する複数のガイド部42を連続した単一のガイド部とすることが可能となる。これにより、導入ポート12から導入される流体又は導出ポート14より導出される流体を、前記流体通路44の内部を通じて円滑に流通させることができる。
Furthermore, by setting the flow passage cross-sectional area of the
換言すると、流体通路44の流路断面積が、導入ポート12及び導出ポート14の流路断面積より小さくなり、前記流体通路44を流通する流体の流量が絞られることがなければよい。
In other words, it is sufficient that the flow passage cross-sectional area of the
またさらに、主弁部128の外周面128a及びガイド部42の内周面42aの少なくとも一方に摺動抵抗を抑制するための被膜層134を所定厚さで形成することにより、前記主弁部128を含む弁体部32がガイド部42に沿って変位する際に生じる摺動抵抗を低減して、前記弁体部32を軸線方向に沿って円滑に変位させることが可能となる。また、同時に、主弁部128とガイド部42の摩耗を抑制することができる。
Furthermore, the
また、パイロット弁部102をパイロット弁座114より離間させることにより、バルブボディ16における連通室34内の圧力と、主弁部128の着座面46とバルブボディ16との間の空間126の圧力との間に圧力差を生じさせ、前記圧力差を利用して弁体部32の主弁部128を弁座部30より離間させて弁開状態とすることができる。これにより、ソレノイド部26の励磁作用下に可動部材18を上方へと変位させて弁体部32の開閉動作を行う遮断弁と比較して、前記ソレノイド部26をパイロット弁座114をパイロット弁部102より離間させる際にのみ励磁させればよいため、前記ソレノイド部26のコイル78に通電される電流量を低減させることができると共に、前記ソレノイド部26を小型化することができる。
Further, by separating the
さらに、上述した被膜層134は、主弁部128の外周面128aに形成される場合に限定されるものではなく、該主弁部128の外周面128aと摺動するガイド部42の内周面42aに形成するようにしてもよいし、前記主弁部128の外周面128aとガイド部42の内周面42aの両方に形成するようにしてもよい。
Furthermore, the
次に、第2の実施の形態に係るガス用遮断弁200を図8に示す。なお、上述した第1の実施の形態に係るガス用遮断弁10と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
Next, a gas shut-off
この第2の実施の形態に係るガス用遮断弁200では、弁体部202における主弁部204の外周面204aに環状溝(凹部)206が形成され、前記環状溝206を介して前記外周面204aを囲繞するリング体(リング部材)208(図9参照)が設けられている点で、第1の実施の形態に係るガス用遮断弁10と相違している。
In the gas shut-off
このリング体208は、図8及び図9に示されるように、例えば、テフロン(登録商標)等の樹脂製材料から開口部209を有する略C字状に形成され、その内周面には半径内方向に突出した係合部(凸部)210が形成されている。また、リング体208の外周径は、バルブボディ16に形成されるガイド部42の内周径と略同等若しくは若干小さく形成されている。そして、主弁部204の外周面204aを覆うようにリング体208を装着し、該リング体208の係合部210を主弁部204の環状溝206に係合させることにより、前記リング体208が主弁部204に対して一体的に装着される。なお、リング体208の高さ寸法は、主弁部204の高さ寸法と略同等に形成される。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
このように主弁部204の外周面204aにリング体208を設けることにより、弁体部202が可動部材18と一体的に軸線方向に沿って変位する際に、前記リング体208を介して弁体部202とガイド部42との間に生じる摺動抵抗を低減して前記弁体部202を円滑に変位させることができ、且つ、前記主弁部204及び該主弁部204が摺動するガイド部42の摩耗を防止することができる。
By providing the
また、リング体208は、開口部209を介して拡径させた後に該リング体208の内周面に形成された係合部210を主弁部204の環状溝206に対して係合させるだけで簡便に装着することができる。さらに、リング体208の係合部210は、主弁部204の環状溝206に対向する位置に形成されているため、前記主弁部204にリング体208を装着することにより簡便に相対的な位置決めがなされる。
Further, after the
さらにまた、樹脂製材料からなるリング体208の内周面に沿って係合部210を形成することにより、前記リング体208の剛性を向上することができ、それに伴って、前記リング体208の耐久性を向上させることが可能となる。
Furthermore, by forming the engaging
またさらに、主弁部204に装着されたリング体208と対向するガイド部42の内周面に、フッ素樹脂によって被覆された被膜層(図示せず)を形成するようにしてもよい。これにより、主弁部204に装着されたリング体208と、ガイド部42に形成された被膜層とによって前記主弁部204とガイド部42との間に生じる摺動抵抗をより一層低減することができ、前記主弁部204を含む弁体部202をより円滑に軸線方向に沿って変位させることが可能となる。それに伴って、ガイド部42の摩耗をさらに防止することができる。
Furthermore, a coating layer (not shown) covered with a fluororesin may be formed on the inner peripheral surface of the
10、200…ガス用遮断弁 12…導入ポート
14…導出ポート 16…バルブボディ
18…可動部材 20…ガイドボディ
22…エンドプレート 24…ハウジング
26…ソレノイド部 28…カバー部材
30…弁座部 32、202…弁体部
34…連通室 36…第1通路
38…第2通路 42…ガイド部
44…流体通路 46…着座面
50…フランジ部 52…挿入部
54…ストッパ部 66…コネクタ部
78…コイル 80…ボビン
84…固定部材 98…本体部
102…パイロット弁部 104…保持部
108…パイロット弁室 110…係止リング
112…係止孔 114…パイロット弁座
118…開口部 120…連通溝
124…スプリング 128、204…主弁部
130…パイロット通路 132…連通路
134…被膜層 206…環状溝
208…リング体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記バルブボディに連結されるハウジングの内部に設けられ、電流により励磁作用を伴うソレノイド部と、
前記ソレノイド部の内部に配設された固定部材と対向するように設けられ、前記ソレノイド部の励磁作用下に軸線方向に沿って変位する可動部材と、
前記可動部材の内部に形成される弁室に設けられ、該弁室に装着される第1弁座部に対して着座・離間自在な第1弁部と、前記バルブボディに形成される第2弁座部に対して着座・離間自在な第2弁部とを有し、前記可動部材に保持される弁体部と、
前記バルブボディの内部に前記第2弁部の外周面と対向して形成され、前記第2弁部を軸線方向に沿って変位自在にガイドする複数のガイド部と、
前記複数のガイド部の間に軸線方向に沿って設けられ、前記導入ポートと前記第2弁座部との間を連通する連通路と、
を備えることを特徴とするガス用遮断弁。 A valve body having an introduction port through which gas is introduced and a lead-out port through which the gas introduced from the introduction port is discharged;
A solenoid portion provided inside the housing connected to the valve body, and having an exciting action by an electric current;
A movable member that is provided so as to face a fixed member disposed inside the solenoid part, and that is displaced along an axial direction under the excitation action of the solenoid part;
A first valve portion that is provided in a valve chamber formed inside the movable member and can be seated / separated from a first valve seat portion mounted in the valve chamber, and a second valve formed in the valve body. A second valve portion that can be seated / separated with respect to the valve seat portion, and a valve body portion held by the movable member;
A plurality of guide portions that are formed inside the valve body so as to face the outer peripheral surface of the second valve portion and guide the second valve portion so as to be displaceable along an axial direction;
A communication path provided along the axial direction between the plurality of guide portions, and communicating between the introduction port and the second valve seat portion;
A gas shut-off valve comprising:
前記第2弁部には、前記ガイド部と摺動する外周面を覆う被膜が形成されることを特徴とするガス用遮断弁。 The gas shut-off valve according to claim 1,
The gas shut-off valve for gas, wherein a coating covering an outer peripheral surface that slides on the guide portion is formed on the second valve portion.
前記第2弁部には、該第2弁部の外周面を囲繞する樹脂製材料からなるリング部材が装着されることを特徴とするガス用遮断弁。 The gas shut-off valve according to claim 1,
A gas shut-off valve, wherein a ring member made of a resin material surrounding an outer peripheral surface of the second valve portion is attached to the second valve portion.
前記リング部材には、前記第2弁部と対向する内周面に半径内方向に突出した凸部が形成され、前記第2弁部の外周面には、前記凸部が係合される凹部が形成されることを特徴とするガス用遮断弁。 The gas shut-off valve according to claim 3,
The ring member is formed with a convex portion protruding radially inward on an inner peripheral surface facing the second valve portion, and a concave portion in which the convex portion is engaged with the outer peripheral surface of the second valve portion. A gas shut-off valve characterized in that is formed.
前記バルブボディに導入・導出されるガスは、圧縮天然ガスであることを特徴とするガス用遮断弁。 The gas shut-off valve according to claim 1,
A gas shut-off valve, wherein the gas introduced / derived into the valve body is compressed natural gas.
前記バルブボディに導入・導出されるガスは、水素又は酸素からなる燃料電池用燃料ガスであることを特徴とするガス用遮断弁。
The gas shut-off valve according to claim 1,
A gas shut-off valve characterized in that the gas introduced into and led out from the valve body is a fuel gas for a fuel cell made of hydrogen or oxygen.
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2004
- 2004-11-26 JP JP2004342871A patent/JP2006153099A/en active Pending
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