JP2017025935A - バルブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化した場合においても、電磁アクチュエータから発生した熱に反応してガス放出弁が誤作動するのを防止することができるバルブ装置を提供する。【解決手段】バルブ装置１００は、ハウジング１１０内のガス放出弁１６０と電磁アクチュエータ１４０との間に配置され、ハウジングよりも小さな熱伝導率を備える遮熱部１７０を有している。【選択図】図４

Description

本発明は、バルブ装置に関する。

従来から、高圧ガスを貯蔵する高圧ガス容器内外へのガスの流通を制御するバルブ装置が知られている。例えば、下記特許文献１には、燃料電池へ供給する燃料ガスを貯蔵する高圧ガス容器に装着されるバルブ装置が記載されている。

特許文献１に記載されたバルブ装置には、高圧ガス容器の内部に連通されるガス流路と、ガス流路の開放および遮断を切り替える電磁駆動式の開閉弁が備えられている。開閉弁を作動させる際には、駆動源となる電磁アクチュエータに駆動電流を供給し、開閉弁を開弁方向へ移動させる操作を行っている。

ところで、高圧ガス容器に装着されるバルブ装置には、高圧ガス容器内に貯蔵したガスの温度が上昇した際に、ガスの温度を感知して、当該ガスを高圧ガス容器の外部へ放出させる機械作動式の安全弁（ガス放出弁）を設置することがある。例えば、上述した電磁駆動式の弁体を備えるバルブ装置においても、このような安全弁を設置することにより、ガスの温度上昇に応じた適切なタイミングでガスを外部へ放出させることが可能になるとも考えられる。

特開２００５−２６４９６６号公報

しかしながら、電磁駆動式の弁体を備えるバルブ装置に上記のような安全弁を設置すると、電磁アクチュエータに供給される駆動電流によって発生する熱が安全弁まで伝わってしまい、安全弁が誤作動してしまう可能性が生じる。

また、高圧ガス容器は、設置スペースのコンパクト化や製造コストの削減を図るために小型化が要請される傾向にあり、同様に、高圧ガス容器に装着されるバルブ装置についても小型化が要請されている。しかしながら、バルブ装置を小型化すると、電磁アクチュエータに対して安全弁を近接して配置せざるを得なくなるため、電磁アクチュエータで発生した熱に反応して安全弁が誤作動してしまう可能性がさらに高くなってしまうという問題がある。

そこで本発明は、小型化した場合においても、電磁アクチュエータから発生した熱に反応してガス放出弁が誤作動するのを防止することができるバルブ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、高圧ガス容器に装着されるバルブ装置が提供される。バルブ装置は、ガスを流通させるガス流路が形成されたハウジングと、ガス流路を介したガスの供給および供給の遮断を切り替える開閉弁と、開閉弁を駆動する電磁アクチュエータと、ガスの温度上昇に伴って作動する弁体を備え、ガスを高圧ガス容器の外部へ放出するガス放出弁と、を有する。さらに、バルブ装置は、ハウジング内のガス放出弁と電磁アクチュエータとの間に配置され、ハウジングよりも小さな熱伝導率を備える遮熱部を有する。

上記の態様によれば、ハウジング内のガス放出弁と電磁アクチュエータとの間に配置された遮熱部は、電磁アクチュエータの作動時に発生する熱を遮熱し、当該熱がガス放出弁へ伝わるのを抑制する。よって、小型化した場合においても、電磁アクチュエータから発生した熱に反応してガス放出弁が誤作動するのを防止することができるバルブ装置を提供することができる。

本発明の実施形態によるバルブ装置の使用例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態によるバルブ装置の斜視図である。 本発明の第１実施形態によるバルブ装置の平面図である。 本発明の第１実施形態によるガス放出弁および電磁アクチュエータの斜視図である。 本発明の第１実施形態によるバルブ装置の断面図である。 図５において一点鎖線で示す６Ａ部分を拡大した図であって、開閉弁が第１流路を閉鎖した状態を示す図である。 図５において一点鎖線で示す６Ａ部分を拡大した図であって、開閉弁が第１流路を開放した状態を示す図である。 本発明の第２実施形態によるバルブ装置の平面図である。 本発明の第２実施形態によるガス放出弁および電磁アクチュエータの斜視図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

＜第１実施形態＞
図１には、実施形態に係るバルブ装置１００の使用例を示している。この使用例では、燃料電池車に搭載される燃料電池システム１にバルブ装置１００を適用している。

バルブ装置１００は、燃料電池（燃料電池スタック）１０へ供給する燃料ガス（例えば、水素ガス）を貯蔵した高圧ガス容器２０に装着している。バルブ装置１００は、高圧ガス容器２０内外へのガスの供給と、ガスの供給の遮断とを切り替える遮断弁として利用している。

高圧ガス容器２０は、バルブ装置１００および第１配管６０ａを介してレセクタプル（燃料補給口）５０と連結している。

高圧ガス容器２０は、バルブ装置１００および第２配管６０ｂを介して燃料電池１０と連結している。第２配管６０ｂの途上には、燃料電池１０に供給するガスの流量調整を行うレギュレータ３０と、ガスの圧力調整を行う調圧弁４０を配置している。

高圧ガス容器２０は、内部にガスを貯蔵する容器本体部２１と、容器本体部２１の一端側の端部に設けられた供給口２３と、を有している。

高圧ガス容器２０は、例えば、燃料電池１０とともに燃料電池車に搭載される。

容器本体部２１は、例えば、合成樹脂製のライナーにガラス線維や炭素繊維などの補強層が形成された公知のものにより構成することができる。高圧ガス容器２０の供給口２３は、バルブ装置１００と着脱可能な装着用口金として構成している（図５を参照）。高圧ガス容器２０は、例えば、最大で７０ＭＰａの高圧ガスを貯蔵可能に構成される。

レギュレータ３０、調圧弁４０、および後述するバルブ装置１００の電磁アクチュエータ１４０の各々は、例えば、燃料電池車に搭載される制御部（コントローラ）により動作制御を行うことができる。制御部は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種のインターフェース等を備える公知のマイクロコンピュータにより構成することができる。

高圧ガス容器２０内へガスを供給する際は、例えば、外部設備からレセクタプル５０を介して第１配管６０ａ内へガスを流入させる。ガスは、第１配管６０ａを経由して、バルブ装置１００内に流入する。ガスは、さらに、バルブ装置１００内を経由して高圧ガス容器２０内へ流入する。

燃料電池１０へガスを供給する際は、バルブ装置１００を介して、高圧ガス容器２０内のガスを第２配管６０ｂ内へ流入させる。ガスは、第２配管６０ｂを経由して、燃料電池１０に供給される。レギュレータ３０および調圧弁４０は、ガスが第２配管６０ｂを経由する際に、ガスを所望の流量および圧力に調整する。

以下、図２〜図７を参照して、バルブ装置１００の詳細について説明する。

図２は、バルブ装置１００の斜視図である。図３は、バルブ装置１００の平面図であり、図４は、バルブ装置１００が備えるガス放出弁１６０および電磁アクチュエータ１４０の斜視図である。図５は、バルブ装置１００内部の構造を概略的に示す断面図である。図６および図７は、図５において一点鎖線で示す６Ａ部分を拡大した図であり、バルブ装置１００の動作を説明するための図である。なお、バルブ装置１００の構成は、図面ごとに一部簡略化して図示している。

図２を参照して、概説すると、バルブ装置１００は、ガスを流通させるガス流路１２０が形成されたハウジング１１０と、ガス流路１２０を介したガスの供給および供給の遮断を切り替える開閉弁１３０と、開閉弁１３０を駆動する電磁アクチュエータ１４０と、ガスの温度上昇に伴って作動する弁体１６１を備え、ガスを高圧ガス容器２０の外部へ放出するガス放出弁１６０と、ハウジング１１０内のガス放出弁１６０と電磁アクチュエータ１４０との間に配置され、ハウジング１１０よりも小さな熱伝導率を備える遮熱部１７０（「第１遮熱部」に相当する）と、を有している。

図２に示すように、ハウジング１１０は、矩形状の箱型に形成されたハウジング本体部１１１と、ハウジング本体部１１１の一端側から突出する円筒形状に形成された挿入部１１３と、を有している。図中に付されたＸ軸は、ハウジング本体部１１１の幅方向を示し、Ｙ軸は、ハウジング本体部１１１の奥行方向を示し、Ｚ軸は、ハウジング本体部１１１の高さ方向を示している。

図５に示すように、ハウジング本体部１１１の内部および挿入部１１３の内部は、ガス流路１２０を介して相互に連通している。挿入部１１３は、バルブ装置１００を高圧ガス容器２０に装着させる際に、供給口２３内に挿入される。

挿入部１１３は、高圧ガス容器２０に対してバルブ装置１００を機械的に固定する固定部としての機能を有している。挿入部１１３には、高圧ガス容器２０の供給口２３の内面に形成された雌ネジ部２３ａに螺合自在な雄ネジ部１１３ａを形成している。高圧ガス容器２０とバルブ装置１００とは、各ネジ部２３ａ、１１３ａを介して相互に連結することができる。

ハウジング１１０（ハウジング本体部１１１、挿入部１１３）の材質は特に限定されないが、例えば、加工性や強度、製造コストの観点より、金属材料を用いことができる。本実施形態においては、ハウジング１１０はアルミニウムにより構成している。

図５に示すように、ハウジング１１０内に形成したガス流路１２０は、高圧ガス容器２０の供給口２３に連通される第１流入口１１４ａと、第１流入口１１４ａに連なる第１流路１２１と、を有している。第１流路１２１において後述する主弁１３１が配置された位置よりも上流側は、便宜的に「上流部１２１ａ」と称し、第１流路１２１において主弁１３１が配置された位置よりも下流側は、便宜的に「下流部１２１ｂ」と称する。

ガス流路１２０は、さらに、第１流入口１１４ａとは異なる位置で高圧ガス容器２０の供給口２３に連通される第２流入口１１４ｂと、第２流入口１１４ｂに連通するガス導入路１２２と、第１配管６０ａ（図１を参照）が連結される第１連結口１２３ａと第２配管６０ｂ（図１を参照）が連結される第２連結口１２３ｂとに連通する連通路１２３と、後述する弁室１１６とパイロット室１１７とを連通するパイロット流路１２４と、を有している。

第１流路１２１は、高圧ガス容器２０内へ充填するガス、および、燃料電池１０へ供給するガスを流通させるための流路である。連通路１２３は、その途上において、第１流路１２１の下流部１２１ｂと連通している。高圧ガス容器２０内へガスを充填する際は、第１配管６０ａ、第１連結口１２３ａ、連通路１２３、第１流路１２１、第１流入口１１４ａを経由して高圧ガス容器２０内へガスを流入させる。一方、燃料電池１０へガスを供給する際は、第１流入口１１４ａ、第１流路１２１、連通路１２３、第２連結口１２３ｂ、第２配管６０ｂを経由して燃料電池１０へガスを送り込む。なお、バルブ装置１００を作動させた際のガスの流通経路（ガスの流れ）の詳細は、後述する。

第１流路１２１の下流部１２１ｂには、第１流路１２１を流れるガスの流量を調整する（絞る）ためのマニュアルバルブ１８２を配置している。マニュアルバルブ１８２を手動で作動させることにより、開閉弁１３０を開閉させる操作とは独立した操作により、第１流路１２１を流通するガスの流量を調整することができる。

ガス導入路１２２は、第２流入口１１４ｂを介して、高圧ガス容器２０の内部と連通している。ガス導入路１２２には、ガス放出弁１６０を配置している。

ガス放出弁１６０は、ガス導入路１２２内に流入したガスの温度を感知して開弁する機械作動式の溶栓弁（以下、溶栓弁１６０とする）により構成している。ガス放出弁１６０の詳細は後述する。

ガス導入路１２２には、高圧ガス容器２０内のガスを外部へ放出させるためのマニュアルバルブ１８１を配置している。マニュアルバルブ１８１を手動で作動させることにより、ガス放出弁１６０を作動させることなくガスを外部へ放出することが可能である。

第１流入口１１４ａおよび第２流入口１１４ｂには、例えば、高圧ガス容器２０内に存在するコンタミなどがバルブ装置１００内へ流入するのを防止するフィルターを設置することが可能である。

開閉弁１３０は、パイロット式の電磁弁により構成している。開閉弁１３０は、第１流路１２１を閉鎖する閉弁方向に付勢力が付与された主弁１３１と、第１流路１２１を開放する開弁方向に主弁１３１を移動させるパイロット弁１４１と、を有している。

主弁１３１は、ハウジング１１０の本体部１１１内に形成した弁室１１６に配置している。弁室１１６は、第１流路１２１と連通している（図７を参照）。

主弁１３１は、その背面側（図５中の左側）から付勢部材１３５により前面側（図５中の右側）へ向けて付勢力が付与されている。主弁１３１は、付勢力が付与された状態で先端側が第１流路１２１に設置された弁座１９２に着座し、第１流路１２１を閉鎖する。付勢部材１３５は、例えば、スプリングのような公知の弾性部材で構成することができる。

付勢部材１３５は、主弁１３１の背面側に設置された支持部材１９１により支持されている。主弁１３１の内部には、流通口１３３を介してパイロット流路１２４と連通する内部空間１３２を形成している。付勢部材１３５は、一端側が支持部材１９１に固定された状態で、他端側が主弁１３１の内部空間１３２内に挿入されるとともに、他端側の端部が主弁１３１に固定されている。

主弁１３１の先端面は、例えば、図６に示すように、弁座１９２に着座した際のシール性が向上するように弁座１９２の通路部に対応した形状の平坦部１３４ａと、平坦部１３４ａから延びるテーパー部１３４ｂとを有した形状に形成することができる。

図４および図５に示すように、電磁アクチュエータ１４０は、パイロット弁１４１と、ソレノイドコイル（コイル部）１４２と、パイロット弁１４１に対して閉弁方向（図中の下方向）の付勢力を付与するスプリング１４３と、固定鉄心を構成するプラグ１４４と、電磁アクチュエータ１４０を内部に収容したアクチュエータケース１４５と、ハウジング１１０の外部に配置される蓋部１４６と、を有している。

パイロット弁１４１は、可動鉄心を構成するプランジャ１４１ａと、プランジャ１４１ａの先端に配置されたシール部１４１ｂとにより構成している。シール部１４１ｂは、例えば、樹脂製の弾性部材（例えば、Ｏリング）などの公知のもので構成することができる。

図６に示すように、プランジャ１４１ａは、その前面側に形成されたパイロット室１１７に先端部が臨むように配置されている。プランジャ１４１ａは、アクチュエータケース１４５内において、弁座１９３に対して接近離間する方向（図５中の上下方向）に沿って進退移動可能に配置している。

プランジャ１４１ａは、スプリング１４３から付与される付勢力により、シール部１４１ｂを弁座１９３に着座させる。シール部１４１ｂが弁座１９３に着座した状態では、パイロット流路１２４と弁座１９３の前面側に形成された中継路１２５との連通が遮断される。

パイロット弁１４１を開弁させる際は、ソレノイドコイル１４２に駆動電流を供給して通電を行う。この通電により、プランジャ１４１ａをプラグ１４４側に引き付ける磁力が発生し、プランジャ１４１ａ、すなわちパイロット弁１４１が開弁方向（図５中の上方向）へ移動して、パイロット弁１４１が弁座１９３から離間する。図７に示すように、パイロット弁１４１が弁座１９３から離間すると、弁座１９３内に形成した通路部１９３ａとパイロット室１１７とが連通する。そして、主弁１３１が配置された弁室１１６と、第１流路１２１の下流部１２１ｂとが、パイロット流路１２４、パイロット室１１７、通路部１９３ａ、および中継路１２５を介して連通する。

図６および図７を参照して、開閉弁１３０（主弁１３１およびパイロット弁１４１）の動作を説明する。

図６には、開閉弁１３０が第１流路１２１を閉じた状態を示している。

高圧ガス容器２０内へガスを充填する際、レセクタプル５０からバルブ装置１００内へガスが送り込まれると、ガスは、連通路１２３（図５を参照）を介して第１流路１２１の下流部１２１ｂ内に流入する。高圧ガス容器２０へガスが供給される初期段階においては、付勢部材１３５が主弁１３１を弁座１９２に向けて付勢する力により、弁座１９２に主弁１３１が着座した状態が維持される。なお、高圧ガス容器２０内へガスを充填する際は、第２配管６０ｂに配置したレギュレータ３０および調圧弁４０（図１を参照）は閉じた状態にする。

ガスの供給が継続して行われると、第１流路１２１の下流部１２１ｂおよび連通路１２３内のガス圧が次第に大きくなる。このガス圧の増加に応じて、主弁１３１が付勢部材１３５の付勢力に抗して背面側へ後退する。主弁１３１が弁座１９２から離間すると、弁座１９２と主弁１３１との間にガスが流通可能な隙間が形成される。第１流路１２１が開放されることにより、第１流路１２１の下流部１２１ｂ側へガスが流れ込む。そして、ガスは、第１流入口１１４ａおよび高圧ガス容器２０の供給口２３を経由して、高圧ガス容器２０内に充填される。

高圧ガス容器２０内にガスが充填された始めた後、ガスの供給を継続すると、高圧ガス容器２０の内圧が次第に高まる。高圧ガス容器２０の内圧とガスの充填圧力（第１流路１２１の下流部１２１ｂ内および連通路１２３内のガス圧）との間に差圧が無くなると、主弁１３１は、付勢部材１３５が付与する付勢力によって閉弁方向に移動し、図６に示すように、再び弁座１９２に着座する。主弁１３１は、付勢部材１３５に付勢された状態で弁座１９２に着座するため、ガスの充填が終了した後に高圧ガス容器２０内から第１流路１２１側へガスが逆流するのを防止する。

燃料電池１０へガスを供給する際は、まず、第２配管６０ｂに配置したレギュレータ３０および調圧弁４０を開いた状態にする。次に、電磁アクチュエータ１４０のソレノイドコイル１４２に駆動電流を供給して、図７に示すように、パイロット弁１４１を開弁する。

パイロット弁１４１を開弁させると、パイロット流路１２４を介して、主弁１３１が配置された弁室１１６と、パイロット弁１４１が配置されたパイロット室１１７とが連通する。さらに、主弁１３１の内部空間１３２が流通口１３３を介してパイロット流路１２４と連通する。主弁１３１の内部空間１３２は、主弁１３１の背面側において弁室１１６と連通しているため、主弁１３１の背圧は、第１流路１２１の下流部１２１ｂ、および連通路１２３における圧力（下流圧）まで低下する。その結果、主弁１３１の背圧に対して高圧ガス容器２０の内圧の方が高くなる。そして、主弁１３１の背圧と高圧ガス容器２０の内圧との間の差圧により、付勢部材１３５が主弁１３１に対して付与する付勢力に抗して主弁１３１を開弁方向へ移動させる力が発生し、主弁１３１が弁座１９２から離間する。主弁１３１が弁座１９２から離間すると、弁座１９２と主弁１３１との間にガスが流通可能な隙間が形成されて、燃料電池１０へのガスの供給が開始される。

燃料電池１０へのガスの供給を停止する場合は、レギュレータ３０、調圧弁４０、パイロット弁１４１を閉じる操作を行う。この操作により、主弁１３１は、付勢部材１３５が付与する付勢力によって閉弁方向に移動し、弁座１９２に着座して第１流路１２１を閉鎖する。

次に、溶栓弁１６０と遮熱部１７０について説明する。

図２および図４に示すように、ガス放出弁を構成する溶栓弁１６０は、可溶部材からなる弁体１６１と、弁体１６１を収容するとともに底面に開口部１６５が形成された弁本体部１６２と、弁本体部１６２の内部と外部とに連通する通孔１６３と、ハウジング１１０の外部に配置される蓋部１６６と、を有している。

弁体１６１は、例えば、所定の温度に達した際に溶融する公知の可溶合金により構成することができる。弁本体部１６２は、例えば、耐熱ガラスなどにより構成することができる。弁本体部１６２の外周面には、例えば、ハウジング１１０に対する取り付けを可能にするネジ溝などを形成することが可能である。

弁体１６１および弁本体部１６２は、ハウジング１１０のハウジング本体部１１１内に配置している。また、弁本体部１６２に形成した開口部１６５は、ハウジング１１０の内部に形成したガス導入路１２２内に臨むように配置している（図５を参照）。弁本体部１６２の内部は、開口部１６５を介してガス導入路１２２に連通される。このため、弁本体部１６２内に収容された弁体１６１の底部は、ガス導入路１２２の内部に臨んで配置されており、ガス導入路１２２内に存在するガスに常時晒される。

図２に示すように、溶栓弁１６０の弁本体部１６２に形成した通孔１６３は、ハウジング１１０に形成したガス放出路１２２ａに連通している。ガス放出路１２２ａは、ハウジング１１０の外部と連通するガス放出ポート１１５につながっている。

高圧ガス容器２０内のガスの温度上昇が発生すると、ガスの熱がガス導入路１２２を介して溶栓弁１６０の弁体１６１に伝わる。弁体１６１が温められて所定の温度に達すると、弁体１６１が溶融する。弁体１６１が溶融すると、弁本体部１６２に形成した開口部１６５が開いた状態となる。ガスは、ガス導入路１２２を経由して開口部１６５から弁本体部１６２の内部に流入する。そして、ガスは、弁本体部１６２に形成した通孔１６３を経由してガス放出路１２２ａ内へ流れ込む。その後、ガスは、ガス放出路１２２ａに連通するガス放出ポート１１５を介してハウジング１１０の外部へ放出される。

図３および図４に示すように、遮熱部１７０は、空気を収容した収容部１７１と、収容部１７１内に存在する空気により構成される空気層１７２と、空気層１７２内に発生した液体を空気層１７２の外部へ排出する排出孔１７３と、を有している。

遮熱部１７０は、電磁アクチュエータ１４０に供給される駆動電流によりソレノイドコイル１４２が発熱した際に、その熱が溶栓弁１６０に伝わって、溶栓弁１６０が誤作動するのを防止する目的で設置している。本実施形態においては、溶栓弁１６０の弁体１６１および電磁アクチュエータ１４０は、ハウジング１１０が備えるハウジング本体部１１１内に配置している。このため、遮熱部１７０は、溶栓弁１６０と電磁アクチュエータ１４０との間の伝熱経路を遮るように、ハウジング本体部１１１内における溶栓弁１６０と電磁アクチュエータ１４０との間に配置している。

例えば、電磁アクチュエータ１４０を冷却するための冷却回路等をバルブ装置１００に付加することにより、電磁アクチュエータ１４０から発生した熱によって溶栓弁１６０の誤作動するのを防止することも可能である。ただし、このような設備を付加すると、その分、バルブ装置１００が大型化される。バルブ装置１００は、遮熱部１７０が備えられることにより、溶栓弁１６０の誤作動を未然に防止することができ、併せて装置の小型化を図ることが可能となっている。

収容部１７１は、ハウジング１１０内に区画した空間部により構成している。ただし、収容部１７１は、例えば、内部に空間部を有する筐体（ケース）などで構成することも可能である。

排出孔１７３は、収容部１７１の内部と外部とを連通するように形成している。排出孔１７３から排出する対象となる液体は、例えば、空気層１７２が加温されることにより発生する水である。排出孔１７３を形成する位置や個数は特に限定されないが、例えば、図示するように、遮熱部１７０が電磁アクチュエータ１４０を囲う方向に位置する両端部側に１つずつ形成することができる。また、例えば、空気層１７２内に発生した液体を排出孔１７３へ容易に導流することができるように、空気層１７２の底面側に各排出孔１７３側へ向けて傾く傾斜面を形成することが可能である。

図３に示すように、ハウジング本体部１１１には、排出孔１７３と外部とに連通する排出路１２７を形成している。空気層１７２内に発生した液体は、排出路１２７を介してハウジング１１０の外部へ排出することが可能である。

図４に示すように、遮熱部１７０は、ガス放出弁１６０よりも電磁アクチュエータ１４０に近接して配置している。

遮熱部１７０は、ハウジング１１０内に配置された電磁アクチュエータ１４０の長手方向（Ｚ軸方向）の端部１４５ａと、電磁アクチュエータ１４０が備えるソレノイドコイル１４２とを覆うように、電磁アクチュエータ１４０の長手方向に沿って配置している。

電磁アクチュエータ１４０の長手方向の端部１４５ａは、電磁アクチュエータ１４０の各構成部材を収容するアクチュエータケース１４５の端部であり、ハウジング１１０内に挿入される側に位置する端部である。この端部１４５ａは、電磁アクチュエータ１４０をハウジング１１０内に位置固定する際に、ハウジング１１０との間で接続（固定）がなされる継手部を構成している。

遮熱部１７０は、ソレノイドコイル１４２を同心状に覆うように配置している。本実施形態においては、ソレノイドコイル１４２が略円筒の外形形状を有しているため、遮熱部１７０はソレノイドコイル１４２の中心軸Ｃ１を基準とし、ソレノイドコイル１４２の周囲を同心円状に囲むように配置している。なお、ソレノイドコイル１４２が円筒以外の外形形状を有する場合は、ソレノイドコイル１４２の形状に応じて遮熱部１７０の形状を適宜変更させることが可能である。

遮熱部１７０が電磁アクチュエータ１４０を覆う面積は、遮熱効果が得られる限りにおいて特に限定されないが、例えば、図３に示すように、電磁アクチュエータ１４０において溶栓弁１６０側に面した部分を覆う程度の面積に設定することができる。このように遮熱部１７０を形成することにより、電磁アクチュエータ１４０側から遮熱部１７０側への伝熱を好適に抑制することが可能になる。また、遮熱部１７０の厚さについても、遮熱効果が得られる限りにおいて特に制限はない。

以上のように本実施形態では、溶栓弁１６０と電磁アクチュエータ１４０との間に、ハウジング１１０よりも小さな熱伝導率を備える遮熱部１７０を配置した。遮熱部１７０は、電磁アクチュエータ１４０の作動時に発生する熱を遮熱し、当該熱が溶栓弁１６０へ伝わるのを抑制する。このため、小型化した場合においても、電磁アクチュエータ１４０から発生した熱に反応して溶栓弁１６０が誤作動するのを防止することができるバルブ装置１００を提供することができる。

また、本実施形態では、遮熱部１７０は、溶栓弁１６０よりも電磁アクチュエータ１４０に近接して配置している。このため、熱源となる電磁アクチュエータ１４０からその周囲へ熱が拡散するのを防止でき、電磁アクチュエータ１４０と溶栓弁１６０との間の伝熱を好適に抑制することが可能になる。

また、本実施形態では、遮熱部１７０は、ハウジング１１０内に配置された電磁アクチュエータ１４０の長手方向の端部１４５ａと、電磁アクチュエータ１４０が備えるソレノイドコイル１４２とを覆うように、電磁アクチュエータ１４０の長手方向に沿って配置している。このため、電磁アクチュエータ１４０においてハウジング１１０内に配置した部分、および、電磁アクチュエータ１４０において他の部位よりも高温になるソレノイドコイル１４２から溶栓弁１６０へ熱が伝わるのを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、遮熱部１７０は、ソレノイドコイル１４２を同心状に覆うように配置している。このため、ソレノイドコイル１４２の周囲の広い範囲に亘って熱が拡散するのを防止でき、遮熱部１７０による遮熱効果をより一層高めることが可能になる。

また、本実施形態では、遮熱部１７０は、空気層１７２を有している。このため、遮熱部１７０による遮熱効果を高めることができ、電磁アクチュエータ１４０から溶栓弁１６０へ熱が伝わるのをさらに効果的に抑制することが可能になる。

また、本実施形態では、遮熱部１７０は、空気層１７２内に発生した液体を当該空気層１７２の外部へ排出する排出孔１７３を有している。このため、電磁アクチュエータ１４０が発生させた熱により空気層１７２が加温されて空気層１７２内に水等の液体が発生するような場合に、空気層１７２の外部へ液体を排出することができる。これにより、空気層１７２内に液体が滞留して空気層１７２の遮熱効果が低下するのを防止することができる。さらに、空気層１７２内に発生した水を除去する作業を簡便に行うことが可能になるため、遮熱部１７０のメンテナンス等に要する手間を軽減することが可能になる。

また、本実施形態では、ガス放出弁は、弁体１６１が可溶部材からなる溶栓弁１６０で構成している。このため、高圧ガス容器２０内のガスの温度上昇に追従させて弁体１６１を作動させることができ、高圧ガス容器２０の外部へ迅速にガスを排出することが可能になる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るバルブ装置２００を説明する。本実施形態の説明において特に説明のない構成等については、前述した第１実施形態に係るバルブ装置１００と同様のものとすることができる。また、同一の機能を備える部材については、同一の部材番号を付して説明を省略する。

図８および図９は、第２実施形態に係るバルブ装置２００を示す図である。図８は、バルブ装置２００の平面図であり、図９は、バルブ装置２００が備える溶栓弁１６０および電磁アクチュエータ１４０の斜視図である。

前述した第１実施形態に係るバルブ装置１００では、ハウジング１１０内の溶栓弁１６０と電磁アクチュエータ１４０との間に配置した遮熱部１７０は、溶栓弁１６０よりも電磁アクチュエータ１４０に近接して配置していた。一方、第２実施形態に係るバルブ装置２００では、遮熱部２７０（「第２遮熱部」に相当する）は、電磁アクチュエータ１４０よりも溶栓弁１６０に近接して配置している。

図８および図９に示すように、遮熱部２７０は、空気を収容した収容部２７１と、収容部２７１内に存在する空気により構成される空気層２７２と、空気層２７２内に発生した液体を空気層２７２の外部へ排出する排出孔２７３と、を有している。

図８に示すように、ハウジング本体部１１１には、排出孔２７３と外部とに連通する排出路２２７を形成している。空気層２７２内に発生した液体は、排出路２２７を介してハウジング１１０の外部へ排出することが可能である。排出孔２７３は、遮熱部２７０が溶栓弁１６０を囲う方向に位置する両端部側に１つずつ形成している。例えば、空気層２７２内に発生した液体を排出孔２７３へ容易に導流することができるように、空気層２７２の底面側に各排出孔２７３側へ向けて傾く傾斜面を形成することが可能である。

図９に示すように、遮熱部２７０は、ハウジング１１０内に配置された溶栓弁１６０の弁体１６１を長手方向（Ｚ軸方向）に沿って覆うように配置している。

遮熱部２７０は、溶栓弁１６０を同心状に覆うように配置している。本実施形態においては、溶栓弁１６０の弁本体部１６２が略円筒の外形形状を有しているため、遮熱部２７０は弁本体部１６２の中心軸Ｃ２を基準とし、弁本体部１６２の周囲を同心円状に囲むように配置している。なお、弁本体部１６２が円筒以外の外形形状を有する場合は、弁本体部１６２の形状に応じて遮熱部２７０の形状を適宜変更させることが可能である。

遮熱部２７０が溶栓弁１６０を覆う面積は、遮熱効果が得られる限りにおいて特に限定されないが、例えば、図８に示すように、溶栓弁１６０において電磁アクチュエータ１４０側に面した部分を覆う程度の面積に設定することが可能である。このように遮熱部２７０を形成することにより、電磁アクチュエータ１４０側から遮熱部２７０側への伝熱を好適に抑制することが可能になる。

以上のように、本実施形態では、遮熱部２７０は、電磁アクチュエータ１４０よりも溶栓弁１６０よりに近接して配置している。遮熱部１７０は、電磁アクチュエータ１４０の作動時に発生する熱を遮熱し、当該熱が溶栓弁１６０へ伝わるのを抑制する。また、遮熱部２７０は、溶栓弁１６０の形状に合わせてハウジング１１０内の比較的小さな領域内に収めることができる。このため、ハウジング１１０内部の構造やハウジング１１０内における他の構成部材のレイアウト等を大幅に変更せずに遮熱部２７０を設けることができる。これにより、遮熱部２７０を設けることに伴ってハウジング１１０内の設計自由度の幅が狭まるのを防止することができる。

また、本実施形態では、遮熱部２７０は、溶栓弁１６０を同心状に覆うように配置している。このため、電磁アクチュエータ１４０との間で伝熱がなされる溶栓弁１６０の伝熱面積を小さくすることができ、遮熱部２７０による遮熱効果を高めることが可能になる。

以上、実施形態を通じて本発明に係るバルブ装置を説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。

例えば、ガス放出弁は、高圧ガス容器内のガスの温度を感知して開弁する機械作動式の弁であればよく、溶栓弁に限定されない。例えば、ガス放出弁として、ガスの温度に応じて可逆的に開閉する弁体を備える感温式の弁を使用することが可能である。また、実施形態の説明においては、ガス放出弁として、ハウジングに形成した流路（ガス放出路）およびポート（ガス放出ポート）を介して外部へガスを放出させる構成のものを示した。ただし、ガス放出弁は、これらの流路やポートを介さずに、当該ガス放出弁の内部にガスを通過させて、ガスを直接的に外部へ放出するように構成されたものであってもよい。

また、例えば、バルブ装置は、車載用の燃料電池へ供給する燃料ガスを貯蔵する高圧ガス容器以外に装着させて使用することも可能である。例えば、バルブ装置は、天然ガスを貯蔵する高圧ガス容器に装着して使用することが可能である。

また、例えば、一つのバルブ装置に、溶栓弁に近接して配置される第１遮熱部と、電磁アクチュエータに近接して配置される第２遮熱部とを設けることも可能である。

また、例えば、遮熱部は、ハウジングよりも小さな熱伝導率を備えるように構成されたもの、つまり、遮熱部の熱伝導率＞ハウジングの熱伝導率の関係を満たすものであればよく、空気層を有するものに限定されることはない。また、例えば、ハウジングの材質が変更されることにより、ハウジングの熱伝導率が変更される場合には、これに合わせて、熱伝導率の関係が上記の要件を満たすように、遮熱部の構成も適宜に変更することができる。例えば、グラスウール等の線維を含む断熱材や、ウレタンフォーム等の発泡プラスチックを含む断熱材を使用して遮熱部を構成することが可能である。

また、実施形態の説明においては、開閉弁として、電磁アクチュエータへ駆動電流が供給されている間はガス流路を開放してガスの供給を実施し、電磁アクチュエータへの駆動電流の供給が停止している間はガス流路を閉鎖してガスの供給を停止するように構成されたものを示した。ただし、開閉弁は、電磁アクチュエータへ駆動電流が供給されている間はガス流路を閉鎖してガスの供給を停止し、電磁アクチュエータへの駆動電流の供給が停止している間はガス流路を開放してガスの供給を行うように作動するもので構成してもよい。

また、例えば、開閉弁は、電磁アクチュエータにより駆動されるものであれば特に限定されず、直動式の電磁弁やキックパイロット式の電磁弁であってもよい。

また、バルブ装置の各部の構成や各流路のレイアウト等は、図示により説明したものに限定されない。実施形態において示した付加的な部材の使用の省略や、実施形態において示さなかった他の付加的な部材の使用等も適宜に行い得る。

１０ 燃料電池、
２０ 高圧ガス容器、
２３ 供給口、
１００ バルブ装置、
１１０ ハウジング、
１２０ ガス流路、
１３０ 開閉弁、
１４０ 電磁アクチュエータ、
１４５ａ 長手方向の端部、
１６０ 溶栓弁（ガス放出弁）、
１６１ 弁体（可溶部材）、
１７０ 遮熱部（第１遮熱部）、
１７２ 空気層、
１７３ 排出孔、
２００ バルブ装置、
２７０ 遮熱部（第２遮熱部）、
２７１ 空気層、
２７３ 排出孔。

Claims (9)

1. 高圧ガス容器に装着されるバルブ装置であって、
   前記ガスを流通させるガス流路が形成されたハウジングと、
   前記ガス流路を介した前記ガスの供給および供給の遮断を切り替える開閉弁と、
   前記開閉弁を駆動する電磁アクチュエータと、
   前記ガスの温度上昇に伴って作動する弁体を備え、前記ガスを前記高圧ガス容器の外部へ放出するガス放出弁と、
   前記ハウジング内の前記ガス放出弁と前記電磁アクチュエータとの間に配置され、前記ハウジングよりも小さな熱伝導率を備える遮熱部と、を有するバルブ装置。
2. 前記遮熱部は、前記ガス放出弁よりも前記電磁アクチュエータに近接して配置される第１遮熱部を有する、請求項１に記載のバルブ装置。
3. 前記第１遮熱部は、前記ハウジング内に配置された前記電磁アクチュエータの長手方向の端部と前記電磁アクチュエータが備えるソレノイドコイルとを覆うように前記長手方向に沿って配置される、請求項２に記載のバルブ装置。
4. 前記第１遮熱部は、前記ソレノイドコイルを同心状に覆うように配置される、請求項３に記載のバルブ装置。
5. 前記遮熱部は、前記電磁アクチュエータよりも前記ガス放出弁に近接して配置される第２遮熱部を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のバルブ装置。
6. 前記第２遮熱部は、前記ガス放出弁を同心状に覆うように配置される、請求項５に記載のバルブ装置。
7. 前記遮熱部は、空気層を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のバルブ装置。
8. 前記遮熱部は、前記空気層内に発生した液体を前記空気層の外部へ排出する排出孔を有する、請求項７に記載のバルブ装置。
9. 前記ガス放出弁は、前記弁体が可溶部材からなる溶栓弁である、請求項１〜８のいずれか１項に記載のバルブ装置。