JP5849595B2 - Fluid control valve - Google Patents

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Description

本発明は、流体の流れを制御する流体制御弁に関する。   The present invention relates to a fluid control valve that controls the flow of fluid.

弁軸に円形のバルブ体が垂直に取り付けられ、バルブ体が弁軸とともに軸方向に作動することにより、真円状の弁座に着座するポペットバルブ式の開閉弁は、従来より内燃機関の吸排気弁等において広く使用されている。
特許文献１に開示された開閉弁は、燃料電池システムの酸化ガス供給路上に設けられ、ダイヤフラムで互いに区分けされた一対の圧力室に選択的にエアを導入することにより、ダイヤフラムに接続されたバルブ体を、供給路上に形成された弁座に対して当接あるいは離間させることにより供給路を断続している。
この従来技術に開示されたポペットバルブ式の開閉弁は、閉弁時に一方向からの高圧に対する耐力が高く、エアコンプレッサから吐出された高圧の酸化ガスを十分にシールすることができる。 A poppet valve type on-off valve seated on a perfect circular valve seat is mounted on a valve shaft by vertically mounting a circular valve body in the axial direction together with the valve shaft. Widely used in exhaust valves and the like.
The on-off valve disclosed in Patent Document 1 is a valve connected to a diaphragm by selectively introducing air into a pair of pressure chambers provided on an oxidizing gas supply path of a fuel cell system and separated from each other by a diaphragm. The supply path is intermittently brought into contact with or separated from the valve seat formed on the supply path.
The poppet valve type open / close valve disclosed in this prior art has high resistance to high pressure from one direction when the valve is closed, and can sufficiently seal high-pressure oxidizing gas discharged from the air compressor.

しかしながら、その一方、上述したポペットバルブ式の開閉弁においては、その設計上あるいは製造上の誤差に起因して、バルブ体の平面方向と弁座のシール面との間の平行度に精度のばらつきが発生することがある。互いに当接するバルブ体と弁座のシール面との間の平行度に、精度上のばらつきがあった場合、開閉弁のシール不良につながることがあり、これを回避するための対策が必要であった。
このためには、これまで、バルブ体が弁座に着座する際に、バルブ体と弁座との間の平行度のばらつきを、弾性材料にて形成されたシール部材を部分的に潰すことによって吸収してきた。これによって、バルブ体と弁座のシール面とが平行でなくても、弁座の全面にシール部材が当接するようになり、開閉弁のシール不良を防止することができる。 On the other hand, in the above-described poppet valve type on-off valve, due to design or manufacturing errors, the accuracy of the parallelism between the planar direction of the valve body and the seal surface of the valve seat varies. May occur. If there is a variation in accuracy in the parallelism between the valve body that contacts each other and the seal surface of the valve seat, it may lead to a sealing failure of the on-off valve, and measures to avoid this need to be taken. It was.
To this end, until now, when the valve body is seated on the valve seat, the variation in parallelism between the valve body and the valve seat is partially crushed by the seal member formed of an elastic material. Absorbed. As a result, even if the valve body and the seal surface of the valve seat are not parallel, the seal member comes into contact with the entire surface of the valve seat, thereby preventing a sealing failure of the on-off valve.

ところが、特許文献１に開示されたような開閉弁は、所定量の流体の通過を許容しなければならず、そのシール部材が一定のシール径を備えていなければならない。したがって、シール径が大きくなった場合、シール部材の潰し代を大きくする必要があり、バルブ体を押圧する荷重も増大させる必要がある。このため、開閉弁自体が大型化し、高コスト化するという問題が発生する。   However, the on-off valve as disclosed in Patent Document 1 must allow a predetermined amount of fluid to pass, and the seal member must have a certain seal diameter. Therefore, when the seal diameter increases, it is necessary to increase the crushing margin of the seal member, and it is also necessary to increase the load that presses the valve body. For this reason, the problem that the on-off valve itself will enlarge and cost will generate | occur | produce.

これに対して、特許文献２に開示された開閉弁においては、弁座に着座するバルブ体が取り付けられた弁体取付軸の上部と主軸の下部とを、双方の軸に垂直な方向に挿入した連結ピンを介して接続したものである。これによれば、主軸に対して弁体取付軸が首振り可能に連結されているため、弁座のシール面に対して主軸が垂直でなくても、バルブ体を弁座のシール面に倣った方向に向かせ、双方の間においてシール力を確保することができる。   On the other hand, in the on-off valve disclosed in Patent Document 2, the upper part of the valve body mounting shaft to which the valve body seated on the valve seat is attached and the lower part of the main shaft are inserted in a direction perpendicular to both axes. Connected through the connecting pins. According to this, since the valve body mounting shaft is connected to the main shaft so as to be able to swing, the valve body follows the seal surface of the valve seat even if the main shaft is not perpendicular to the seal surface of the valve seat. The sealing force can be secured between the two.

特開２００８−１４６９２４号公報JP 2008-146924 A 実開昭６２−８７２７５号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-87275

しかしながら、特許文献２に開示された開閉弁においては、弁体取付軸と主軸とが連結ピンを介して接続されたものであり、弁体取付軸と主軸との間のガタは、弁体取付軸、主軸および連結ピンの３部品の寸法によって決定されるため、双方の間のガタが増大する恐れがある。弁体取付軸と主軸との間のガタが大きいと、バルブ体の振動および振動に伴う騒音が増大し、開閉弁を通過する流体においても流量変動が発生する。このため、開閉弁を流体の流量を制御する流体制御弁に使用した場合、流体の流量を精度よく制御することに困難を伴う。
これに対して、弁体取付軸と主軸との間のガタを低減しようとすれば、各部品の寸法精度を向上させなければならず、コストの増大を余儀なくされていた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、閉弁時にバルブ部材と弁座との間において確実にシール力を発生することができる小型で低コストの流体制御弁を提供することにある。 However, in the on-off valve disclosed in Patent Document 2, the valve body mounting shaft and the main shaft are connected via a connecting pin, and the play between the valve body mounting shaft and the main shaft is not attached to the valve body. Since it is determined by the dimensions of the three parts of the shaft, the main shaft, and the connecting pin, there is a possibility that the play between the two will increase. If the backlash between the valve body mounting shaft and the main shaft is large, the vibration of the valve body and the noise accompanying the vibration increase, and the flow rate also varies in the fluid passing through the on-off valve. For this reason, when the on-off valve is used as a fluid control valve for controlling the flow rate of fluid, it is difficult to accurately control the flow rate of fluid.
On the other hand, if the backlash between the valve body mounting shaft and the main shaft is to be reduced, the dimensional accuracy of each component must be improved, and the cost is inevitably increased.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a small and low-cost fluid control valve that can reliably generate a sealing force between a valve member and a valve seat when the valve is closed. There is to do.

上述した課題を解決するために、請求項１に係る流体制御弁の発明の構成は、内部に流体の流入口と流出口とが形成されたバルブハウジングと、バルブハウジングに取り付けられた駆動源と、駆動源によって、バルブハウジング中において軸方向に移動する弁軸と、弁軸の軸心に対し半径方向に延びるように取り付けられ、弁軸とともに移動することにより、一側の面において、バルブハウジング内に形成された弁座に対して着座あるいは離間し、流入口と流出口との間を断続するバルブ部材と、を備え、バルブ部材は、弁軸の軸方向に延び弁軸が挿入される筒状部と、筒状部から弁軸に対し半径方向に拡がった延在部と、筒状部または延在部に連続するとともに、一端が袋状に閉じており、弁軸の先端部に形成された曲面を受ける取付部と、を有するバルブフレームと、延在部に取り付けられ、弁座に対して当接可能なシール部材と、により形成され、弁軸は、筒状部との間に半径方向隙間を有し、取付部に対しては脱落不能に接続されているとともに、軸方向の隙間を有することである。   In order to solve the above-described problem, the fluid control valve according to a first aspect of the present invention includes a valve housing having a fluid inlet and outlet formed therein, a drive source attached to the valve housing, The valve shaft is moved in the axial direction in the valve housing by the drive source, and is attached so as to extend in the radial direction with respect to the axial center of the valve shaft. A valve member that is seated on or separated from a valve seat formed therein, and that interrupts between the inlet and the outlet, and the valve member extends in the axial direction of the valve shaft and is inserted into the valve shaft. The tubular portion, the extending portion extending in the radial direction from the tubular portion to the valve shaft, and the tubular portion or the extending portion are continuous, and one end is closed in a bag shape. A mounting portion for receiving the formed curved surface; The valve frame has a radial gap between the valve frame and the tubular portion, and is attached to the extension portion and can be brought into contact with the valve seat. In addition to being connected so as not to fall off, it has an axial gap.

請求項２に係る発明の構成は、請求項１の流体制御弁において、バルブフレームは金属板により形成され、取付部には弁軸の先端部が挿入された状態で、取付部と弁軸とは脱落不能に接続されており、バルブ部材と弁軸との間には、軸方向の隙間が形成されていることである。 Construction of the invention according to Claim 2 provides a fluid control valve according to claim 1, the valve frame is formed by a metal plate, the mounting portion in a state in which the leading end portion of the valve shaft is inserted, the mounting portion and the valve shaft are connected so as not to fall off, between the valve member and the valve shaft, a Rukoto have axial gap is formed.

請求項３に係る発明の構成は、請求項１または２の流体制御弁において、弁軸と筒状部との間の半径方向隙間の大きさは、バルブ部材が弁座に着座する際に、弁座に倣って、弁軸の先端部を中心にバルブ部材が弁軸に対して所定量だけ傾くように、シール部材の弁座に対するシール径に基づいて設定されていることである。   The configuration of the invention according to claim 3 is the fluid control valve according to claim 1 or 2, wherein the size of the radial gap between the valve shaft and the tubular portion is determined when the valve member is seated on the valve seat. It is set based on the seal diameter of the seal member with respect to the valve seat so that the valve member is inclined by a predetermined amount with respect to the valve shaft around the tip end portion of the valve shaft, following the valve seat.

請求項４に係る発明の構成は、請求項１乃至３のうちのいずれかの流体制御弁において、バルブ部材とバルブハウジングとの間には、弁軸を円周方向に取り囲むように設けられ、バルブ部材を弁軸の先端方向に向けて付勢するコイルバネが介装されていることである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the fluid control valve according to any one of the first to third aspects, the valve shaft is provided between the valve member and the valve housing so as to surround the valve shaft in the circumferential direction. A coil spring that biases the valve member toward the distal end of the valve shaft is interposed.

請求項５に係る発明の構成は、請求項１乃至４のうちのいずれかの流体制御弁において、弁軸の外周面と筒状部の内周面との間には、リング状のシール部材が弾発的に介装されていることである。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the fluid control valve according to any one of the first to fourth aspects, wherein a ring-shaped seal member is provided between the outer peripheral surface of the valve shaft and the inner peripheral surface of the cylindrical portion. Is that it is installed in a resilient manner.

請求項６に係る発明の構成は、請求項１乃至５のうちのいずれかの流体制御弁において、バルブハウジングの内周面には、表裏を貫通する装着孔を有したダイヤフラムの外周縁が液密的に固定されるとともに、装着孔の内周縁がバルブ部材の外周部に液密的に固定されることにより、ダイヤフラムおよびバルブ部材によってバルブハウジングの内部が区分けされ、流入口、流出口および弁座を含み流体が通過する流体室と、流体の進入が防止される空気室とが形成されていることである。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fluid control valve according to any one of the first to fifth aspects, the outer peripheral edge of the diaphragm having a mounting hole penetrating the front and back is a liquid on the inner peripheral surface of the valve housing. The inner periphery of the mounting hole is liquid-tightly fixed to the outer periphery of the valve member, and the inside of the valve housing is divided by the diaphragm and the valve member. That is, a fluid chamber including a seat through which a fluid passes and an air chamber in which entry of the fluid is prevented are formed.

請求項１に係る流体制御弁によれば、バルブ部材はバルブフレームを有し、バルブフレームは、弁軸の軸方向に延び弁軸が挿入される筒状部と、筒状部から弁軸に対し半径方向に拡がりシール部材が取り付けられた延在部と、筒状部または延在部に連続するとともに、一端が袋状に閉じており、弁軸の先端部に形成された曲面を受ける取付部と、を有しており、弁軸は、バルブフレームの筒状部との間に半径方向隙間を有し、取付部に対しては脱落不能に接続されているとともに、軸方向の隙間を有することにより、バルブ部材の平面方向と弁座のシール面との間の平行度に精度のばらつきがあった場合、弁軸の先端部を中心に、バルブ部材が弁軸に対して半径方向隙間が埋まるまで傾くことができ、構成部品の寸法精度を向上させたり流体制御弁を大型化せずに、バルブ部材と弁座との間のシール性を確保することができる。
また、バルブ部材は、弁軸の先端部を中心に規則的に傾き、半径方向隙間で規制される所定角度以上には傾かないため、バルブ部材の振動およびそれに伴う騒音の発生が防止され、流体制御弁の内部を通過する流体の流量変動を低減することができ、流体制御弁の流量制御性能を向上させことができる。 According to the fluid control valve of the first aspect, the valve member has the valve frame, the valve frame extends in the axial direction of the valve shaft, the tubular portion into which the valve shaft is inserted, and the tubular portion to the valve shaft. An extension that extends in the radial direction and that is attached to the seal member, and an attachment that is continuous with the cylindrical part or extension part and that has one end closed in a bag shape and receives the curved surface formed at the tip of the valve stem The valve shaft has a radial clearance between the valve frame and the tubular portion of the valve frame, is connected to the mounting portion so as not to fall off, and has a clearance in the axial direction. If there is a variation in accuracy in the parallelism between the planar direction of the valve member and the seal surface of the valve seat, the valve member is spaced from the valve shaft in the radial direction around the tip of the valve shaft. Can be tilted until it fills up, improving the dimensional accuracy of components and fluids The valve without upsizing can be ensured sealing between the valve member and the valve seat.
Further, since the valve member is inclined regularly around the tip of the valve shaft and does not incline beyond a predetermined angle regulated by the radial gap, the vibration of the valve member and the accompanying noise are prevented from being generated. The flow rate fluctuation of the fluid passing through the inside of the control valve can be reduced, and the flow rate control performance of the fluid control valve can be improved.

請求項２に係る流体制御弁によれば、取付部には弁軸の先端部が挿入された状態で、取付部と弁軸とが脱落不能に接続されていることにより、簡単な構成で低コストに、所定量だけバルブ部材が弁軸に対して傾くことができる流体制御弁を形成することができる。
また、取付部に弁軸の先端部が挿入された状態で、バルブ部材と弁軸との間の軸方向の隙間を形成することにより、当該軸方向の隙間を、極力、小さくすることができる。 According to the fluid control valve according to claim 2, the mounting part in a state where the top portion of the valve shaft is inserted, by Rukoto the mounting portion and the valve shaft are connected so as not to fall off, with a simple structure low At a cost, a fluid control valve can be formed in which the valve member can be tilted relative to the valve shaft by a predetermined amount.
In addition, by forming an axial gap between the valve member and the valve shaft in a state where the tip of the valve shaft is inserted into the mounting portion , the axial gap can be made as small as possible. .

請求項３に係る流体制御弁によれば、弁軸と筒状部との間の半径方向隙間の大きさは、シール部材の弁座に対するシール径に基づいて設定されていることにより、バルブ部材が弁座に着座する際に、バルブ部材の平面方向と弁座のシール面との間の平行度およびシール径に起因して発生する弁座の高低差を確実に吸収することができる。   According to the fluid control valve of the third aspect, the size of the radial clearance between the valve shaft and the tubular portion is set based on the seal diameter of the seal member with respect to the valve seat, When seating on the valve seat, the height difference of the valve seat generated due to the parallelism between the planar direction of the valve member and the seal surface of the valve seat and the seal diameter can be reliably absorbed.

請求項４に係る流体制御弁によれば、バルブ部材とバルブハウジングとの間には、弁軸を円周方向に取り囲むように設けられ、バルブ部材を弁軸の先端方向に向けて付勢するコイルバネが介装されていることにより、バルブ部材を弁軸の先端方向に向けて円周上において均等に付勢することができ、弁軸に対するバルブ部材の振動および振動に伴う騒音をいっそう低減し、流体の流量変動をさらに抑制することができる。   According to the fluid control valve of the fourth aspect, the valve shaft is provided between the valve member and the valve housing so as to surround the valve shaft in the circumferential direction, and the valve member is biased toward the distal end direction of the valve shaft. By interposing the coil spring, the valve member can be evenly biased on the circumference in the direction of the tip of the valve shaft, and the vibration of the valve member relative to the valve shaft and the noise accompanying the vibration can be further reduced. The fluid flow rate fluctuation can be further suppressed.

請求項５に係る流体制御弁によれば、弁軸の外周面と筒状部の内周面との間には、リング状のシール部材が弾発的に介装されていることにより、リング状のシール部材によって弁軸とバルブ部材との間において摺動抵抗が発生し、弁軸に対するバルブ部材の振動および振動に伴う騒音が低減され、流体の流量変動を抑制することができる。   According to the fluid control valve of the fifth aspect, the ring-shaped seal member is elastically interposed between the outer peripheral surface of the valve shaft and the inner peripheral surface of the cylindrical portion, so that the ring A sliding resistance is generated between the valve shaft and the valve member by the shaped seal member, vibration of the valve member with respect to the valve shaft and noise accompanying the vibration are reduced, and fluid flow rate fluctuation can be suppressed.

請求項６に係る流体制御弁によれば、ダイヤフラムおよびバルブ部材によってバルブハウジングの内部が区分けされ、流入口、流出口および弁座を含み流体が通過する流体室と、流体の進入が防止される空気室とが形成されていることにより、流体室内に圧力を伴った流体が進入すると、ダイヤフラムに緊迫力が発生して、装着孔の内周縁に固定されたバルブ部材が半径方向中心において強固に保持されるため、弁軸に対するバルブ部材の振動および振動に伴う騒音がいっそう低減され、流体の流量変動をさらに抑制することができる。   According to the fluid control valve of the sixth aspect, the inside of the valve housing is divided by the diaphragm and the valve member, the fluid chamber including the inlet, the outlet and the valve seat through which the fluid passes, and the ingress of the fluid are prevented. By forming an air chamber, when a fluid with pressure enters the fluid chamber, a tight force is generated in the diaphragm, and the valve member fixed to the inner peripheral edge of the mounting hole is firmly in the center in the radial direction. Therefore, the vibration of the valve member with respect to the valve shaft and the noise accompanying the vibration are further reduced, and the flow rate fluctuation of the fluid can be further suppressed.

本発明の実施形態１による燃料電池システムを示したブロック図1 is a block diagram showing a fuel cell system according to Embodiment 1 of the present invention. 図１に示したエア調圧弁の部分断面図Partial sectional view of the air pressure regulating valve shown in FIG. 図２に示したエア調圧弁の閉弁時の部分断面図Partial sectional view of the air pressure regulating valve shown in FIG. 2 when closed 図２に示したエア調圧弁に含まれたステッピングモータの出力シャフトとバルブシャフトとの係合状態を示した簡略的な断面図FIG. 2 is a simplified sectional view showing an engagement state between an output shaft and a valve shaft of a stepping motor included in the air pressure regulating valve shown in FIG. 図４のＡ−Ａ断面図AA sectional view of FIG. バルブシャフトにバルブフレームをかしめる方法を示した簡略図Simplified diagram showing the method of caulking the valve frame to the valve shaft エア調圧弁のバルブシャフトとバルブフレームとの接続部を示した拡大断面図Enlarged sectional view showing the connection between the valve shaft of the air pressure control valve and the valve frame バルブ部材のシール径と吸収可能高さとの関係を説明するための模式図Schematic diagram for explaining the relationship between the seal diameter of the valve member and the absorbable height バルブ部材の傾き角度を設定する方法を説明するためのグラフを示した図The figure which showed the graph for demonstrating the method of setting the inclination angle of a valve member 実施形態１によるエア調圧弁の変形実施形態を説明するための工程図Process drawing for demonstrating modification embodiment of the air pressure regulation valve by Embodiment 1 本発明の実施形態２による三方弁を示した部分断面図Partial sectional view showing a three-way valve according to Embodiment 2 of the present invention 図１１に示した三方弁のバイパス弁座が閉じた時の部分断面図Partial sectional view when the bypass valve seat of the three-way valve shown in FIG. 11 is closed 図１１に示した三方弁の制御弁座が閉じた時の部分断面図Partial sectional view when the control valve seat of the three-way valve shown in FIG. 11 is closed

＜実施形態１＞
図１乃至図１０に基づき、本発明の実施形態１によるエア調圧弁４について説明する。
図１に示すように、本実施形態によるエア調圧弁４（流体制御弁に該当する）は、車両に搭載された燃料電池システム１の酸素系２に適用されている。しかしながら、本発明はこれに限定されるべきものではなく、燃料供給系システムあるいは油圧ブレーキシステムといった、車両用流体制御弁として広範囲に使用することが可能であり、また、家庭用機器もしくは一般産業機械用の流体制御弁としても適用することが可能である。
また、以下、図２における上方および下方を、それぞれエア調圧弁４の上方および下方とし、図２における右方および左方を、それぞれエア調圧弁４の右方および左方として説明しているが、車両におけるエア調圧弁４の実際の取付方向とは無関係である。 <Embodiment 1>
Based on FIG. 1 thru | or FIG. 10, the air pressure regulation valve 4 by Embodiment 1 of this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 1, an air pressure regulating valve 4 (corresponding to a fluid control valve) according to the present embodiment is applied to an oxygen system 2 of a fuel cell system 1 mounted on a vehicle. However, the present invention is not limited to this, and can be widely used as a vehicle fluid control valve such as a fuel supply system or a hydraulic brake system. It can also be applied as a fluid control valve.
In the following description, the upper and lower portions in FIG. 2 are respectively referred to as the upper and lower portions of the air pressure regulating valve 4, and the right side and left side in FIG. 2 are respectively referred to as the right and left sides of the air pressure regulating valve 4. This has nothing to do with the actual mounting direction of the air pressure regulating valve 4 in the vehicle.

図１に示すように、燃料電池システム１は、酸素系２、燃料系５、電池スタック６、動力系７、冷却系８および制御装置９とから形成されている。
電池スタック６は、これに限定されるべきものではないが、複数の固体高分子型の単セルが積層されることで形成されている。複数の単セルは電気的に直列に接続されており、各々の単セルは電解質膜と、これを挟むアノード極およびカソード極（いずれも図示せず）を含んでいる。また、単セルのアノードセパレータ（図示せず）には、アノード極に対して水素ガスを供給するためのアノード流路６１が形成されており、カソードセパレータ（図示せず）には、カソード極に対して空気を供給するためのカソード流路６２が形成されている。 As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 includes an oxygen system 2, a fuel system 5, a battery stack 6, a power system 7, a cooling system 8, and a control device 9.
The battery stack 6 is not limited to this, but is formed by stacking a plurality of solid polymer type single cells. The plurality of single cells are electrically connected in series, and each single cell includes an electrolyte membrane and an anode electrode and a cathode electrode (both not shown) sandwiching the electrolyte membrane. A single cell anode separator (not shown) is provided with an anode flow path 61 for supplying hydrogen gas to the anode electrode, and a cathode separator (not shown) is connected to the cathode electrode. On the other hand, a cathode channel 62 for supplying air is formed.

酸素系２は酸素系供給配管２１ａを備えており、酸素系供給配管２１ａは電池スタック６内のカソード流路６２の一端と接続されている。酸素系供給配管２１ａ上には、電池スタック６に向けて順に、エアフィルタ２２、エアコンプレッサ２３、インタークーラ２４および三方弁３が形成されている。
カソード流路６２の他端には酸素系排出配管２１ｂの一端が接続されており、酸素系排出配管２１ｂ上には、２ポートの流体制御弁であるエア調圧弁４が設けられている。また、前述した三方弁３は３ポートの流体制御弁であって、バイパス管路２１ｃの一端が接続されており、バイパス管路２１ｃの他端は、酸素系排出配管２１ｂのエア調圧弁４よりも下流側部位（電池スタック６が接続されていない側）に接続されている。 The oxygen system 2 includes an oxygen system supply pipe 21 a, and the oxygen system supply pipe 21 a is connected to one end of the cathode channel 62 in the battery stack 6. On the oxygen supply pipe 21a, an air filter 22, an air compressor 23, an intercooler 24, and a three-way valve 3 are formed in order toward the battery stack 6.
One end of an oxygen-based discharge pipe 21b is connected to the other end of the cathode channel 62, and an air pressure regulating valve 4 that is a two-port fluid control valve is provided on the oxygen-based discharge pipe 21b. The above-described three-way valve 3 is a three-port fluid control valve, and one end of the bypass pipe 21c is connected to the other end of the bypass pipe 21c from the air pressure regulating valve 4 of the oxygen-based discharge pipe 21b. Is also connected to a downstream portion (side to which the battery stack 6 is not connected).

一方、燃料系５は、燃料系供給配管５１ａの一端に水素タンク５２が接続されており、燃料系供給配管５１ａ上には遮断弁５３が形成されている。燃料系供給配管５１ａの他端は、電池スタック６内のアノード流路６１の一端と接続されている。アノード流路６１の他端には、燃料系排出配管５１ｂが接続されており、燃料系排出配管５１ｂ上には、電池スタック６に近い側から順に、気液分離器５４、排気排水弁５５および排出ガス希釈器５６が形成されている。排出ガス希釈器５６には、上述した酸素系排出配管２１ｂの他端が接続されている。   On the other hand, in the fuel system 5, a hydrogen tank 52 is connected to one end of a fuel system supply pipe 51a, and a shutoff valve 53 is formed on the fuel system supply pipe 51a. The other end of the fuel system supply pipe 51 a is connected to one end of the anode flow path 61 in the battery stack 6. A fuel system discharge pipe 51b is connected to the other end of the anode flow path 61. A gas-liquid separator 54, an exhaust drain valve 55, and a fuel drain pipe 55b are arranged on the fuel system discharge pipe 51b in order from the side close to the battery stack 6. An exhaust gas diluter 56 is formed. The other end of the oxygen-based exhaust pipe 21b described above is connected to the exhaust gas diluter 56.

また、気液分離器５４は燃料系循環路５１ｃを介して、燃料系供給配管５１ａ上の遮断弁５３とアノード流路６１との接続部との間の部位に接続されている。燃料系循環路５１ｃ上には循環ポンプ５７が設けられており、気液分離器５４からアノード流路６１に向けて水素ガスを循環させている。
動力系７は、車両を走行させるための電動モータ７１を備えている。電動モータ７１は電池スタック６の正極および負極と接続されており、電池スタック６の発電によって駆動される。 Further, the gas-liquid separator 54 is connected to a portion between the shut-off valve 53 and the connection portion of the anode flow path 61 on the fuel system supply pipe 51a via the fuel system circulation path 51c. A circulation pump 57 is provided on the fuel system circulation path 51 c to circulate hydrogen gas from the gas-liquid separator 54 toward the anode flow path 61.
The power system 7 includes an electric motor 71 for running the vehicle. The electric motor 71 is connected to the positive electrode and the negative electrode of the battery stack 6 and is driven by the power generation of the battery stack 6.

また、冷却系８は水冷ポンプ８１を備え、電池スタック６内に冷却水を循環させて電池スタック６を冷却している。
制御装置９は、エアコンプレッサ２３、三方弁３、エア調圧弁４、遮断弁５３、循環ポンプ５７および冷却ポンプ８１と電気的に接続されている。制御装置９は車両の走行状態に応じて算出された電池スタック６の必要な発電量に基づき、これらの各構成要素の作動を制御している。 The cooling system 8 includes a water cooling pump 81 and circulates cooling water in the battery stack 6 to cool the battery stack 6.
The control device 9 is electrically connected to the air compressor 23, the three-way valve 3, the air pressure regulating valve 4, the shutoff valve 53, the circulation pump 57 and the cooling pump 81. The control device 9 controls the operation of each of these components based on the necessary power generation amount of the battery stack 6 calculated according to the running state of the vehicle.

上述した構成により、車両が走行開始すると、制御装置９はエアコンプレッサ２３を作動させてカソード流路６２へ空気を供給するとともに、遮断弁５３および循環ポンプ５７を作動させてアノード流路６１へ水素ガスを供給し、電池スタック６において発電を行う。
酸素系２において、エアフィルタ２２を介して吸引された酸素を含んだ空気は、エアコンプレッサ２３において圧縮された後、インタークーラ２４によって冷却される。三方弁３は、電池スタック６の発電量に応じてバルブ部材の位置を変位させ、インタークーラ２４から供給された空気を分流してバイパス配管２１ｃへ逃すことにより、電池スタック６への空気の流量を制御している。
また、エア調圧弁４は、その開度を調整し電池スタック６内に残存した空気の排出量を調整することにより、電池スタック６内の圧力を制御している。 With the above-described configuration, when the vehicle starts running, the control device 9 operates the air compressor 23 to supply air to the cathode flow path 62, and operates the shut-off valve 53 and the circulation pump 57 to supply hydrogen to the anode flow path 61. Gas is supplied and power is generated in the battery stack 6.
In the oxygen system 2, the air containing oxygen sucked through the air filter 22 is compressed by the air compressor 23 and then cooled by the intercooler 24. The three-way valve 3 displaces the position of the valve member in accordance with the amount of power generated by the battery stack 6, and diverts the air supplied from the intercooler 24 and releases it to the bypass pipe 21c. Is controlling.
Further, the air pressure regulating valve 4 controls the pressure in the battery stack 6 by adjusting the opening degree thereof and adjusting the discharge amount of the air remaining in the battery stack 6.

アノード流路６１から排出される水素オフガス（燃料ガスオフガス）には発電に使用されなかった水素ガスと発電によって生成された水（水蒸気）が含まれている。気液分離器５４は水素ガスと水を分離する機能を有している。気液分離器５４で分離された水素ガスは循環ポンプ５７により燃料系循環路５１ｃを介して燃料系供給配管５１ａに供給され循環される。気液分離器５４で分離された水（液状）は排気排水弁５５が開状態になったとき、水素ガスとともに排出ガス希釈器５６に送られる。気液分離器５４から排出ガス希釈器５６に排出された水素ガスは、排出ガス希釈器５６において、酸素系排出配管２１ｂから供給された空気により希釈化された後、水とともに外部へと放出される。   The hydrogen off-gas (fuel gas off-gas) discharged from the anode channel 61 includes hydrogen gas that has not been used for power generation and water (water vapor) generated by power generation. The gas-liquid separator 54 has a function of separating hydrogen gas and water. The hydrogen gas separated by the gas-liquid separator 54 is supplied and circulated by the circulation pump 57 to the fuel system supply pipe 51a via the fuel system circulation path 51c. The water (liquid) separated by the gas-liquid separator 54 is sent to the exhaust gas diluter 56 together with hydrogen gas when the exhaust / drain valve 55 is opened. The hydrogen gas discharged from the gas-liquid separator 54 to the exhaust gas diluter 56 is diluted by the air supplied from the oxygen-based exhaust pipe 21b in the exhaust gas diluter 56, and then released to the outside together with water. The

次に、エア調圧弁４の構造について詳細に説明する。図２に示したように、エア調圧弁４は、バルブハウジング４１の外周面にモータアッセンブリ４２（駆動源に該当する）が取り付けられて形成されている。バルブハウジング４１は、合成樹脂材料にて形成されたバルブボデー４１１と、金属板により一体に形成されたバルブカバー４１２とを互いに結合させて形成されている。尚、本実施形態においては、駆動源として電動モータを使用したモータアッセンブリ４２を使用しているが、ソレノイドアクチュエータやガス圧によって駆動されるアクチュエータなどを使用してもよい。   Next, the structure of the air pressure regulating valve 4 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the air pressure regulating valve 4 is formed by attaching a motor assembly 42 (corresponding to a drive source) to the outer peripheral surface of a valve housing 41. The valve housing 41 is formed by coupling a valve body 411 formed of a synthetic resin material and a valve cover 412 formed integrally with a metal plate. In this embodiment, the motor assembly 42 using an electric motor is used as a drive source. However, a solenoid actuator, an actuator driven by gas pressure, or the like may be used.

バルブボデー４１１には、バルブカバー４１２の取り付け用の金属製のカバー取付スリーブ４１１ａがインサートされている。また、バルブボデー４１１のフランジ部４１１ｂには、エア調圧弁４を車両に取り付けるための金属スリーブ４１１ｃがインサートされている。カバー取付スリーブ４１１ａおよび金属スリーブ４１１ｃの内周面には、雌螺子が形成されている。   A metal cover mounting sleeve 411 a for mounting the valve cover 412 is inserted into the valve body 411. Further, a metal sleeve 411c for attaching the air pressure regulating valve 4 to the vehicle is inserted into the flange portion 411b of the valve body 411. Female screws are formed on the inner peripheral surfaces of the cover mounting sleeve 411a and the metal sleeve 411c.

バルブボデー４１１には、図２において右方に開口する調圧弁インレット４１１ｄ（流入口に該当する）が形成されている。調圧弁インレット４１１ｄは、上述した酸素系排出配管２１ｂを介して、電池スタック６のカソード流路６２の他端に接続されている（図１示）。また、バルブボデー４１１には、調圧弁インレット４１１ｄに対し垂直方向に開口（図２において下方に開口）する調圧弁アウトレット４１１ｅ（流出口に該当する）が形成されている。調圧弁アウトレット４１１ｅは、上述した酸素系排出配管２１ｂを介して、排出ガス希釈器５６に接続されている。
さらに、バルブボデー４１１の内周面において、調圧弁インレット４１１ｄと調圧弁アウトレット４１１ｅとの間には調圧弁座４１１ｆ（弁座に該当する）が形成されている。調圧弁座４１１ｆは平坦な円環状に形成されている。 The valve body 411 is formed with a pressure regulating valve inlet 411d (corresponding to an inflow port) that opens to the right in FIG. The pressure regulating valve inlet 411d is connected to the other end of the cathode flow path 62 of the battery stack 6 via the oxygen-based discharge pipe 21b described above (shown in FIG. 1). Further, the valve body 411 is formed with a pressure regulating valve outlet 411e (corresponding to an outlet) that opens in a direction perpendicular to the pressure regulating valve inlet 411d (opens downward in FIG. 2). The pressure regulating valve outlet 411e is connected to the exhaust gas diluter 56 via the oxygen-based exhaust pipe 21b described above.
Furthermore, a pressure regulating valve seat 411f (corresponding to a valve seat) is formed between the pressure regulating valve inlet 411d and the pressure regulating valve outlet 411e on the inner peripheral surface of the valve body 411. The pressure regulating valve seat 411f is formed in a flat annular shape.

バルブカバー４１２は、貫通させた取付ボルト４１３をカバー取付スリーブ４１１ａに締め付けることによって、バルブボデー４１１の上端面に取り付けられている。バルブカバー４１２は、バルブボデー４１１への取付面４１２ａと、取付面４１２ａから上方へと突出したモータ取付部４１２ｂと、モータ取付部４１２ｂの中央部において段付状に下降し、下端部が開口したシャフト収容部４１２ｃとにより形成されている。また、モータ取付部４１２ｂの上面には、複数の雌螺子穴４１２ｄが設けられている。バルブカバー４１２は、金属板をプレス成型することにより、上述した取付面４１２ａ、モータ取付部４１２ｂおよびシャフト収容部４１２ｃが一体に形成されている。   The valve cover 412 is attached to the upper end surface of the valve body 411 by tightening a penetrating attachment bolt 413 to the cover attachment sleeve 411a. The valve cover 412 has a mounting surface 412a to the valve body 411, a motor mounting portion 412b that protrudes upward from the mounting surface 412a, and a stepped lower portion at the center of the motor mounting portion 412b, and the lower end portion is opened. It is formed by the shaft accommodating part 412c. A plurality of female screw holes 412d are provided on the upper surface of the motor mounting portion 412b. The valve cover 412 is integrally formed with the mounting surface 412a, the motor mounting portion 412b, and the shaft housing portion 412c described above by press-molding a metal plate.

モータ取付部４１２ｂの上面には、上述したモータアッセンブリ４２が取り付けられている。モータアッセンブリ４２は、モータケース４２１の機構収容部４２１ａの外周面を、シャフト収容部４１２ｃの内周面に嵌合させた状態で、取付フランジ４２１ｂに貫通させた複数の取付スクリュー４３を、モータ取付部４１２ｂの雌螺子穴４１２ｄに締め付けることによってバルブカバー４１２に固定される。取付スクリュー４３は取付フランジ４２１ｂに形成された貫通孔（図示せず）に対して遊嵌しており、バルブカバー４１２は、シャフト収容部４１２ｃの内周面が機構収容部４２１ａの外周面に当接することにより、その位置決めが行われる。   The motor assembly 42 described above is attached to the upper surface of the motor attachment portion 412b. The motor assembly 42 includes a plurality of mounting screws 43 that are passed through the mounting flange 421b in a state where the outer peripheral surface of the mechanism housing portion 421a of the motor case 421 is fitted to the inner peripheral surface of the shaft housing portion 412c. The valve cover 412 is fixed by being fastened to the female screw hole 412d of the portion 412b. The mounting screw 43 is loosely fitted into a through hole (not shown) formed in the mounting flange 421b, and the valve cover 412 has an inner circumferential surface of the shaft housing portion 412c that contacts the outer circumferential surface of the mechanism housing portion 421a. The positioning is performed by contact.

図４に示したように、モータケース４２１の内壁には、ステッピングモータ４２２が固定されている。ステッピングモータ４２２の出力シャフト４２２ａの先端は円筒形状を呈しており、その軸心部には駆動孔４２２ｂが形成されている。駆動孔４２２ｂの内周面には所定の長さの雌螺子が形成されており、バルブシャフト４４（弁軸に該当する）の端部外周面に形成された雄螺子部４４１と螺合している。   As shown in FIG. 4, a stepping motor 422 is fixed to the inner wall of the motor case 421. The tip of the output shaft 422a of the stepping motor 422 has a cylindrical shape, and a drive hole 422b is formed in the axial center. A female screw having a predetermined length is formed on the inner peripheral surface of the drive hole 422b, and is screwed with a male screw portion 441 formed on the outer peripheral surface of the end portion of the valve shaft 44 (corresponding to the valve shaft). Yes.

バルブシャフト４４はステンレス等の金属材料にて形成され、その雄螺子部４４１の下方には二面幅部４４２が形成されている。二面幅部４４２は、モータケース４２１の下端部に形成された一対の対向面４２１ｃと係合しており、これによって、バルブシャフト４４はモータケース４２１に対して回転不能となっている（図５示）。したがって、ステッピングモータ４２２の出力シャフト４２２ａが一方向に回転すると、バルブシャフト４４がバルブハウジング４１内において軸方向に下降し、出力シャフト４２２ａが反対方向に回転すると、バルブシャフト４４は上昇する。   The valve shaft 44 is made of a metal material such as stainless steel, and a two-sided width portion 442 is formed below the male screw portion 441. The two-surface width portion 442 is engaged with a pair of opposed surfaces 421c formed at the lower end portion of the motor case 421, so that the valve shaft 44 cannot rotate with respect to the motor case 421 (see FIG. 5). Therefore, when the output shaft 422a of the stepping motor 422 rotates in one direction, the valve shaft 44 descends in the axial direction in the valve housing 41, and when the output shaft 422a rotates in the opposite direction, the valve shaft 44 rises.

上述したバルブシャフト４４の雄螺子部４４１と、出力シャフト４２２ａの雌螺子とは、ともに台形ネジにより形成されており、バルブシャフト４４と出力シャフト４２２ａとの間の逆効率がほぼ０に設定されていることが望ましい。これにより、バルブシャフト４４と出力シャフト４２２ａとの間の動作の伝達が不可逆的に形成され、エア調圧弁４が閉じられている状態で、バルブシャフト４４から出力シャフト４２２ａに向けて戻し荷重が働いた場合に、出力シャフト４２２ａは開弁する方向に回転せず、不用意にエア調圧弁４が開弁することがない。   The male screw portion 441 of the valve shaft 44 and the female screw of the output shaft 422a are both formed by trapezoidal screws, and the reverse efficiency between the valve shaft 44 and the output shaft 422a is set to be substantially zero. It is desirable. As a result, the transmission of the operation between the valve shaft 44 and the output shaft 422a is irreversibly formed, and a return load works from the valve shaft 44 toward the output shaft 422a in a state where the air pressure regulating valve 4 is closed. In this case, the output shaft 422a does not rotate in the valve opening direction, and the air pressure regulating valve 4 does not open carelessly.

図２に示したように、バルブシャフト４４の二面幅部４４２の下方には、モータケース４２１から突出し一定の径により軸方向に延びた円柱部４４３が形成されている。円柱部４４３の外周面は、バルブカバー４１２のシャフト収容部４１２ｃの下端に形成されたシャフトリテーナ部４１２ｅにより、軸方向に移動可能に支持されている。互いに当接する円柱部４４３の外周面またはシャフトリテーナ部４１２ｅには無電解ニッケルメッキ等が施され、その摺動面の耐摩耗性を向上させている。   As shown in FIG. 2, a cylindrical portion 443 that protrudes from the motor case 421 and extends in the axial direction with a certain diameter is formed below the two-surface width portion 442 of the valve shaft 44. The outer peripheral surface of the cylindrical portion 443 is supported by a shaft retainer portion 412e formed at the lower end of the shaft housing portion 412c of the valve cover 412 so as to be movable in the axial direction. Electroless nickel plating or the like is applied to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 443 or the shaft retainer portion 412e that are in contact with each other to improve the wear resistance of the sliding surface.

さらに、円柱部４４３の先端部には、小径の橋部４４４を介して略球状の支持体４４５が一体に形成されている。バルブシャフト４４の先端部に形成された支持体４４５には、バルブシャフト４４の軸心に対し半径方向に延びるように、バルブ部材４５が取り付けられている。
バルブ部材４５のバルブフレーム４５１は、ステンレス等の金属板がプレス成形されて形成されている。バルブフレーム４５１は、バルブシャフト４４の軸心に対し、半径方向に円板状に延びた平板部４５１ａを有しており、平板部４５１ａには外周縁を覆うようにシール部材４５２が固着されている。 Further, a substantially spherical support body 445 is integrally formed at the tip of the cylindrical portion 443 via a small-diameter bridge portion 444. A valve member 45 is attached to the support body 445 formed at the tip of the valve shaft 44 so as to extend in the radial direction with respect to the axis of the valve shaft 44.
The valve frame 451 of the valve member 45 is formed by press-molding a metal plate such as stainless steel. The valve frame 451 has a flat plate portion 451a extending in a disk shape in the radial direction with respect to the axis of the valve shaft 44, and a seal member 452 is fixed to the flat plate portion 451a so as to cover the outer peripheral edge. Yes.

シール部材４５２は、ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）またはＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合体）といった耐熱性を有する合成ゴム材料にて形成されている。シール部材４５２の下面には、バルブ部材４５の下降により、バルブボデー４１１に形成された調圧弁座４１１ｆと当接可能なシールリップ４５２ａが突出している。図２に示したように、シールリップ４５２ａは、発電停止時に、電池スタック６内に残留した水素ガスと酸素の反応や電池スタック６の温度低下による残留水蒸気の凝縮などによって発生する負圧によりセルフシールするように、半径方向内向き（調圧弁アウトレット４１１ｅに向いて）に形成されている。   The seal member 452 is formed of a heat-resistant synthetic rubber material such as SBR (styrene-butadiene rubber) or EPDM (ethylene-propylene-diene copolymer). On the lower surface of the seal member 452, a seal lip 452 a that can come into contact with the pressure regulating valve seat 411 f formed on the valve body 411 protrudes as the valve member 45 is lowered. As shown in FIG. 2, the seal lip 452a self-activates due to the negative pressure generated by the reaction between hydrogen gas and oxygen remaining in the battery stack 6 and condensation of residual water vapor due to the temperature drop of the battery stack 6 when power generation is stopped. It is formed inward in the radial direction (toward the pressure regulating valve outlet 411e) so as to be sealed.

バルブフレーム４５１には、平板部４５１ａの半径方向中心部に連続した段部４５１ｂ（平板部４５１ａおよび段部４５１ｂを包括した構成が延在部に該当する）が形成されている。段部４５１ｂはバルブシャフト４４の軸方向に延びており、径方向の段差が軸方向に並ぶように２箇所に形成されている。
また、バルブフレーム４５１は、一端が段部４５１ｂに連続した円筒部４５１ｃ（筒状部に該当する）を有している。円筒部４５１ｃは、平板部４５１ａに対して垂直方向に延び、バルブシャフト４４の円柱部４４３が挿入されている。さらに、バルブフレーム４５１は、円筒部４５１ｃの他端に連続して形成され、先端が半球状の曲面によって袋状に閉じていることにより、バルブシャフト４４の支持体４４５の曲面を受けることが可能な取付部４５１ｄを有している。 The valve frame 451 is formed with a step portion 451b (a configuration including the flat plate portion 451a and the step portion 451b corresponds to the extending portion) continuous to the center portion in the radial direction of the flat plate portion 451a. The step portion 451b extends in the axial direction of the valve shaft 44, and is formed at two locations such that radial steps are aligned in the axial direction.
Further, the valve frame 451 has a cylindrical portion 451c (corresponding to a cylindrical portion) whose one end is continuous with the stepped portion 451b. The cylindrical portion 451c extends in a direction perpendicular to the flat plate portion 451a, and the columnar portion 443 of the valve shaft 44 is inserted therein. Further, the valve frame 451 is formed continuously with the other end of the cylindrical portion 451c, and the tip thereof is closed in a bag shape by a hemispherical curved surface, so that the curved surface of the support 445 of the valve shaft 44 can be received. There is a mounting portion 451d.

取付部４５１ｄは、かしめられることにより支持体４４５に取り付けられている。図６に示したように、最初に、取付部４５１ｄ内にバルブシャフト４４の支持体４４５を挿入した後、円周上に互いの間が等角になるように配置された３つのパンチＰを半径方向内方に同時に作動させ、取付部４５１ｄの外周面の３箇所を支持体４４５に向けて均等にかしめる。これによって、取付部４５１ｄの外周面の３箇所にはかしめ部４５１ｅが形成される。
次に、パンチＰを戻した状態で、バルブフレーム４５１を６０°回転させた後、上述したパンチＰによって同様にかしめられる。これによって、取付部４５１ｄはバルブシャフト４４の支持体４４５に対して、円周上の６箇所のかしめ部４５１ｅにおいて均等にかしめられ、支持体４４５に対して脱落不能に接続される。 The attachment portion 451d is attached to the support body 445 by caulking. As shown in FIG. 6, first, after inserting the support body 445 of the valve shaft 44 into the mounting portion 451d, three punches P arranged so as to be equiangular with each other on the circumference. It is simultaneously actuated radially inward, and the three places on the outer peripheral surface of the mounting portion 451d are caulked uniformly toward the support body 445. As a result, caulking portions 451e are formed at three locations on the outer peripheral surface of the attachment portion 451d.
Next, after the punch P is returned, the valve frame 451 is rotated by 60 °, and then the punch P is similarly caulked. As a result, the attachment portion 451d is uniformly caulked with respect to the support body 445 of the valve shaft 44 at six caulking portions 451e on the circumference, and is connected to the support body 445 so as not to drop off.

図７に示したように、バルブフレーム４５１はバルブシャフト４４に取り付けられた状態において、支持体４４５の外周面と取付部４５１ｄの各々のかしめ部４５１ｅとの間に、バルブシャフト４４の軸方向の隙間δが形成されている。軸方向の隙間δは僅かな大きさであって、後述するようにバルブシャフト４４に対してバルブ部材４５を傾き可能にするために形成されている。軸方向の隙間δは、バルブ部材４５が傾き可能であれば、極力、小さく形成されることが望ましく、実質的に０であっても構わない。   As shown in FIG. 7, in the state where the valve frame 451 is attached to the valve shaft 44, the axial direction of the valve shaft 44 is between the outer peripheral surface of the support 445 and the caulking portions 451e of the attachment portions 451d. A gap δ is formed. The axial gap δ has a slight size and is formed so that the valve member 45 can be tilted with respect to the valve shaft 44 as described later. The axial gap δ is desirably formed as small as possible as long as the valve member 45 can be tilted, and may be substantially zero.

また、バルブフレーム４５１がバルブシャフト４４に取り付けられた状態において、円筒部４５１ｃの内周面と、挿入されたバルブシャフト４４の円柱部４４３の外周面との間には、バルブシャフト４４の軸心に対する半径方向の隙間ε（以下、半径方向隙間εという）が形成されている。図７に示したように、半径方向隙間εは、円筒部４５１ｃの内周面と円柱部４４３の外周面との間において、全周に渡って形成されている。バルブシャフト４４に取り付けられたバルブ部材４５は、球状の支持体４４５の略中心点をその傾き中心として傾き、半径方向隙間εはその傾き角度を規制している（図７において破線および二点鎖線にて示す）。   Further, in the state where the valve frame 451 is attached to the valve shaft 44, the axial center of the valve shaft 44 is between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 451 c and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 443 of the inserted valve shaft 44. A radial gap ε (hereinafter referred to as a radial gap ε) is formed. As shown in FIG. 7, the radial gap ε is formed over the entire circumference between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 451c and the outer peripheral surface of the columnar portion 443. The valve member 45 attached to the valve shaft 44 is inclined with the approximate center point of the spherical support 445 as the center of inclination, and the radial gap ε regulates the inclination angle (the broken line and the two-dot chain line in FIG. 7). ).

半径方向隙間εの大きさは、バルブ部材４５がバルブボデー４１１の調圧弁座４１１ｆに着座する際にシール可能なように、調圧弁座４１１ｆに倣って、バルブシャフト４４の先端部の支持体４４５を中心にバルブ部材４５がバルブシャフト４４に対して所定量だけ傾くように、シール部材４５２の調圧弁座４１１ｆに対するシール部の直径に基づいて設定されている。   The size of the radial gap ε follows the pressure regulating valve seat 411f so that the valve member 45 can be sealed when seated on the pressure regulating valve seat 411f of the valve body 411. Is set based on the diameter of the seal portion with respect to the pressure regulating valve seat 411f of the seal member 452 so that the valve member 45 is inclined by a predetermined amount with respect to the valve shaft 44.

すなわち、図８に示すように、バルブ部材４５と調圧弁座４１１ｆとの間の平行度の精度がばらついて形成されていた場合、バルブ部材４５によって吸収しなければならない高さ（高低差）ｈは、シール部材４５２のシールリップ４５２ａの直径φに応じたものとなる。
通常、シールリップ４５２ａの直径φは、エア調圧弁４を通過させる流体の量に基づいて機能的に設定される。また、バルブ部材４５と調圧弁座４１１ｆとの間の平行度の精度のばらつきは、バルブハウジング４１およびモータアッセンブリ４２の製造上の精度によって決定される。 That is, as shown in FIG. 8, when the accuracy of the parallelism between the valve member 45 and the pressure regulating valve seat 411f is varied, the height (height difference) h that must be absorbed by the valve member 45. Corresponds to the diameter φ of the seal lip 452a of the seal member 452.
Usually, the diameter φ of the seal lip 452a is functionally set based on the amount of fluid passing through the air pressure regulating valve 4. Further, the variation in accuracy of the parallelism between the valve member 45 and the pressure regulating valve seat 411f is determined by the manufacturing accuracy of the valve housing 41 and the motor assembly 42.

ここで、エア調圧弁４がその機能上必要とするシールリップ４５２ａの直径φがφｎであり、φｎおよびその製造上の精度に起因して考慮すべき調圧弁座４１１ｆの最大高低差ｈをｈｒとし、シールリップ４５２ａの直径φがφｎである場合のバルブ部材４５の吸収可能高さをｈｓとする。この場合、図９に示したグラフにおいて、シールリップ４５２ａの直径φｎと調圧弁座４１１ｆの最大高低差ｈｒとを特定する点を原点と結んだ直線の傾きθ２以上が、シール機能を確保するために、バルブ部材４５がバルブシャフト４４の軸方向に対して傾かなければならない角度θ１となる。その結果、バルブフレーム４５１の円筒部４５１ｃと、バルブシャフト４４の円柱部４４３との間の半径方向隙間εは、バルブ部材４５がバルブシャフト４４の軸方向に対して、θ１（θ２以上）傾くことができる値に設定される。   Here, the diameter φ of the seal lip 452a required for the function of the air pressure regulating valve 4 is φn, and the maximum height difference h of the pressure regulating valve seat 411f to be considered due to φn and its manufacturing accuracy is hr. And the absorbable height of the valve member 45 when the diameter φ of the seal lip 452a is φn is hs. In this case, in the graph shown in FIG. 9, the slope θ2 or more of the straight line connecting the point that specifies the diameter φn of the seal lip 452a and the maximum height difference hr of the pressure regulating valve seat 411f with the origin is to secure the sealing function. Furthermore, the angle θ1 at which the valve member 45 must tilt with respect to the axial direction of the valve shaft 44 is set. As a result, the radial clearance ε between the cylindrical portion 451c of the valve frame 451 and the cylindrical portion 443 of the valve shaft 44 is such that the valve member 45 is inclined by θ1 (θ2 or more) with respect to the axial direction of the valve shaft 44. Is set to a value that can

図２に戻って、バルブフレーム４５１の段部４５１ｂの内周面には、上方からスプリングリテーナ４５３が圧入固定されている。スプリングリテーナ４５３は、金属板がプレス工程にて絞られて形成されている。スプリングリテーナ４５３は、段部４５１ｂの下方に形成された段差と円柱部４４３との間に位置する円筒状の固定部４５３ａと、固定部４５３ａから半径方向外方へと拡がった肩部４５３ｂとを有している。   Returning to FIG. 2, a spring retainer 453 is press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the step portion 451b of the valve frame 451 from above. The spring retainer 453 is formed by squeezing a metal plate in a pressing process. The spring retainer 453 includes a cylindrical fixing portion 453a positioned between a step formed below the step portion 451b and the column portion 443, and a shoulder portion 453b extending radially outward from the fixing portion 453a. Have.

スプリングリテーナ４５３の固定部４５３ａは、肩部４５３ｂがバルブフレーム４５１の平板部４５１ａの上面に当接するまで、バルブフレーム４５１の段部４５１ｂの内周面に圧入されている。段部４５１ｂに圧入された固定部４５３ａは、バルブシャフト４４の円柱部４４３の外周面との間には隙間を有しているため、バルブ部材４５のバルブシャフト４４に対する傾きを妨げることはない。   The fixing portion 453a of the spring retainer 453 is press-fitted into the inner peripheral surface of the step portion 451b of the valve frame 451 until the shoulder portion 453b contacts the upper surface of the flat plate portion 451a of the valve frame 451. Since the fixing portion 453a press-fitted into the stepped portion 451b has a gap with the outer peripheral surface of the columnar portion 443 of the valve shaft 44, the inclination of the valve member 45 with respect to the valve shaft 44 is not hindered.

また、段部４５１ｂの上方に形成された段差と固定部４５３ａとの間には、シール部材であるＯリング４５４が介装されている。Ｏリング４５４は、バルブフレーム４５１と固定部４５３ａとの間においてシール機能を発揮し、エア調圧弁４内に浸入した水分または異物等が、バルブフレーム４５１の取付部４５１ｄあるいは後述するダイヤフラム４６で区分けされた空気室４１５まで浸入することを防止している。   In addition, an O-ring 454 that is a seal member is interposed between a step formed above the step portion 451b and the fixing portion 453a. The O-ring 454 exhibits a sealing function between the valve frame 451 and the fixed portion 453a, and moisture or foreign matter that has entered the air pressure regulating valve 4 is separated by a mounting portion 451d of the valve frame 451 or a diaphragm 46 described later. The air chamber 415 is prevented from entering.

さらに、スプリングリテーナ４５３は、肩部４５３ｂから上方へと延びた連結部４５３ｃと、連結部４５３ｃから半径方向外方へと拡がる締付部４５３ｄとを備えている。
また、ダイヤフラム保持体４５５は、半径方向内端にバルブシャフト４４の軸方向に延びる係合部４５５ａを有し、係合部４５５ａの上端からは、押圧部４５５ｂが半径方向に延びている。押圧部４５５ｂの下面がスプリングリテーナ４５３の連結部４５３ｃの上端に当接するまで、係合部４５５ａが連結部４５３ｃの内周面に圧入されることにより、スプリングリテーナ４５３とダイヤフラム保持体４５５は一体化されている。 Furthermore, the spring retainer 453 includes a connecting portion 453c extending upward from the shoulder portion 453b, and a tightening portion 453d extending outward in the radial direction from the connecting portion 453c.
The diaphragm holder 455 has an engaging portion 455a extending in the axial direction of the valve shaft 44 at the radially inner end, and the pressing portion 455b extends in the radial direction from the upper end of the engaging portion 455a. The engaging portion 455a is press-fitted into the inner peripheral surface of the connecting portion 453c until the lower surface of the pressing portion 455b contacts the upper end of the connecting portion 453c of the spring retainer 453, whereby the spring retainer 453 and the diaphragm holder 455 are integrated. Has been.

スプリングリテーナ４５３の締付部４５３ｄとダイヤフラム保持体４５５の押圧部４５５ｂとの間には、ダイヤフラム４６の内周縁が固定されている。ダイヤフラム４６は合成ゴム材料にて一体的に形成されており、略中央部には表裏を貫通する装着孔４６１が形成されている。装着孔４６１の周縁は、締付部４５３ｄと押圧部４５５ｂとにより上下方向に挟圧され、双方の間において液密的に固定されている。   The inner peripheral edge of the diaphragm 46 is fixed between the tightening portion 453 d of the spring retainer 453 and the pressing portion 455 b of the diaphragm holding body 455. The diaphragm 46 is integrally formed of a synthetic rubber material, and a mounting hole 461 penetrating the front and back is formed at a substantially central portion. The peripheral edge of the mounting hole 461 is clamped in the vertical direction by the tightening portion 453d and the pressing portion 455b, and is fixed in a liquid-tight manner between the two.

ダイヤフラム４６の外周縁は、前述したバルブボデー４１１の上端面とバルブカバー４１２のモータ取付部４１２ｂの下端との間において挟圧され、液密的に固定されている。このように、ダイヤフラム４６がバルブハウジング４１の内周面とバルブ部材４５とに取り付けられることにより、ダイヤフラム４６およびバルブ部材４５によって、バルブハウジング４１の内部が２つに区分けされている。すなわち、バルブハウジング４１の内部は、調圧弁インレット４１１ｄ、調圧弁アウトレット４１１ｅおよび調圧弁座４１１ｆを含み供給された流体が通過する流体室４１４と、流体等の進入が防止され空気が充填されている空気室４１５とが形成されている。空気室４１５は、バルブカバー４１２に設けられた図示しない通気孔により外気に連通している。   The outer peripheral edge of the diaphragm 46 is sandwiched between the upper end surface of the valve body 411 and the lower end of the motor mounting portion 412b of the valve cover 412, and is fixed in a liquid-tight manner. In this way, the diaphragm 46 is attached to the inner peripheral surface of the valve housing 41 and the valve member 45, whereby the inside of the valve housing 41 is divided into two by the diaphragm 46 and the valve member 45. That is, the inside of the valve housing 41 is filled with air, such as a fluid pressure chamber inlet 411d, a pressure regulator valve outlet 411e, and a fluid pressure chamber seat 411f through which the supplied fluid passes, and the fluid is prevented from entering. An air chamber 415 is formed. The air chamber 415 communicates with the outside air through a vent hole (not shown) provided in the valve cover 412.

スプリングリテーナ４５３の肩部４５３ｂと、バルブカバー４１２のシャフト収容部４１２ｃの段部との間には、バルブシャフト４４を円周方向に取り囲むようにコイルスプリング４７（コイルバネに該当する）が介装されている。コイルスプリング４７は、スプリングリテーナ４５３とバルブカバー４１２との間に弾発的に装着され、バルブ部材４５をバルブシャフト４４の先端方向に向けて付勢している。コイルスプリング４７の付勢力により、エア調圧弁４の開弁時には、バルブフレーム４５１のかしめ部４５１ｅはバルブシャフト４４の支持体４４５に当接している。   A coil spring 47 (corresponding to a coil spring) is interposed between the shoulder portion 453b of the spring retainer 453 and the step portion of the shaft accommodating portion 412c of the valve cover 412 so as to surround the valve shaft 44 in the circumferential direction. ing. The coil spring 47 is elastically mounted between the spring retainer 453 and the valve cover 412 and urges the valve member 45 toward the distal end of the valve shaft 44. Due to the urging force of the coil spring 47, the caulking portion 451 e of the valve frame 451 is in contact with the support body 445 of the valve shaft 44 when the air pressure regulating valve 4 is opened.

調圧弁インレット４１１ｄからバルブハウジング４１の内部に、空気等の所定の圧力を有した流体が供給されると、上述したダイヤフラム４６が流体から圧力を受けて、バルブ部材４５の上部は、ダイヤフラム４６により円周上を均等に引っ張られて、バルブシャフト４４の軸心からずれずに（センタリング）、バルブシャフト４４の軸心に対して傾かずに保持される。   When a fluid having a predetermined pressure such as air is supplied from the pressure regulating valve inlet 411d to the inside of the valve housing 41, the diaphragm 46 receives the pressure from the fluid, and the upper portion of the valve member 45 is moved by the diaphragm 46. It is pulled evenly on the circumference and held without tilting with respect to the axis of the valve shaft 44 without being displaced from the axis of the valve shaft 44 (centering).

また、上述したコイルスプリング４７のバルブシャフト４４の先端方向に向けた付勢力により、バルブ部材４５の下方部も、バルブシャフト４４の軸心からずれずに（センタリング）、バルブシャフト４４の軸心に対して傾かずに保持される。また、コイルスプリング４７の付勢力により、エア調圧弁４の開弁状態におけるバルブフレーム４５１とバルブシャフト４４との間の軸方向の隙間δが埋まり、バルブ部材４５の振動およびそれに伴う騒音の発生を防止することができる。   Further, due to the biasing force of the coil spring 47 toward the distal end of the valve shaft 44, the lower portion of the valve member 45 is not displaced from the axis of the valve shaft 44 (centering), and is centered on the valve shaft 44. It is held without tilting. Further, the biasing force of the coil spring 47 fills the axial gap δ between the valve frame 451 and the valve shaft 44 when the air pressure regulating valve 4 is opened, thereby causing vibration of the valve member 45 and generation of noise associated therewith. Can be prevented.

このようなダイヤフラム４６およびコイルスプリング４７の保持力によって、エア調圧弁４の作動時における、バルブ部材４５の振動およびそれに伴う騒音の発生が防止され、エア調圧弁４の内部を通過する流体の流量変動を低減することができる。尚、コイルスプリング４７は、スプリングリテーナ４５３とバルブカバー４１２との間に設ける代わりに、ダイヤフラム保持体４５５の押圧部４５５ｂとバルブカバー４１２との間に介装されていてもよい。   Such holding force of the diaphragm 46 and the coil spring 47 prevents vibration of the valve member 45 and generation of noise accompanying the operation of the air pressure regulating valve 4, and the flow rate of the fluid passing through the inside of the air pressure regulating valve 4. Variations can be reduced. The coil spring 47 may be interposed between the pressing portion 455b of the diaphragm holder 455 and the valve cover 412 instead of being provided between the spring retainer 453 and the valve cover 412.

次に、エア調圧弁４の作動方法について簡単に説明する。バルブシャフト４４が上方にあり、バルブ部材４５のシール部材４５２が調圧弁座４１１ｆから離間している時、エア調圧弁４は開状態にある（図２示）。この状態において、調圧弁インレット４１１ｄと調圧弁アウトレット４１１ｅとが連通しており、双方の間の空気等の流体の流通は許容されている。この時、バルブフレーム４５１のかしめ部４５１ｅは、コイルスプリング４７の付勢力を受けてバルブシャフト４４の支持体４４５に当接した状態で保持されている。   Next, the operation method of the air pressure regulating valve 4 will be briefly described. When the valve shaft 44 is on the upper side and the seal member 452 of the valve member 45 is separated from the pressure regulating valve seat 411f, the air pressure regulating valve 4 is in an open state (shown in FIG. 2). In this state, the pressure regulating valve inlet 411d and the pressure regulating valve outlet 411e communicate with each other, and fluid such as air is allowed to flow between them. At this time, the caulking portion 451 e of the valve frame 451 is held in a state of being in contact with the support body 445 of the valve shaft 44 under the urging force of the coil spring 47.

制御装置９からの駆動信号により、ステッピングモータ４２２が一方向に回転すると、バルブ部材４５がバルブシャフト４４とともに軸方向に下降し、シール部材４５２が調圧弁座４１１ｆに着座する（図３示）。これにより、エア調圧弁４は閉状態となり、調圧弁インレット４１１ｄと調圧弁アウトレット４１１ｅとの間の連通が遮断され、双方の間の流体の流通は断たれる。この状態において、コイルスプリング４７は圧縮され、所定の付勢力によりバルブ部材４５を調圧弁座４１１ｆに対して押圧している。   When the stepping motor 422 is rotated in one direction by the drive signal from the control device 9, the valve member 45 is lowered in the axial direction together with the valve shaft 44, and the seal member 452 is seated on the pressure regulating valve seat 411f (shown in FIG. 3). As a result, the air pressure regulating valve 4 is closed, the communication between the pressure regulating valve inlet 411d and the pressure regulating valve outlet 411e is cut off, and the fluid flow between both is cut off. In this state, the coil spring 47 is compressed and presses the valve member 45 against the pressure regulating valve seat 411f by a predetermined urging force.

シール部材４５２が調圧弁座４１１ｆに対して着座する時に、シール部材４５２と調圧弁座４１１ｆの双方のシール面の間において平行度の精度にばらつきがあった場合、調圧弁座４１１ｆのシール面に倣って、バルブ部材４５が、コイルスプリング４７を撓ませながらバルブシャフト４４の支持体４４５を中心にバルブシャフト４４に対して傾き、バルブ部材４５と調圧弁座４１１ｆとの間のシール性を確保することができる。   When the seal member 452 is seated on the pressure regulating valve seat 411f, if the accuracy of parallelism varies between the seal surfaces of both the seal member 452 and the pressure regulating valve seat 411f, the seal surface of the pressure regulating valve seat 411f Similarly, the valve member 45 is inclined with respect to the valve shaft 44 around the support body 445 of the valve shaft 44 while bending the coil spring 47, and the sealing performance between the valve member 45 and the pressure regulating valve seat 411f is ensured. be able to.

本実施形態によれば、バルブ部材４５はバルブフレーム４５１を有し、バルブフレーム４５１は、バルブシャフト４４の軸方向に延びバルブシャフト４４が挿入される円筒部４５１ｃと、円筒部４５１ｃからバルブシャフト４４に対し半径方向に拡がりシール部材４５２が取り付けられた平板部４５１ａと、円筒部４５１ｃに連続するとともに、一端が袋状に閉じており、バルブシャフト４４の先端部に形成された曲面を受ける取付部４５１ｄと、を有しており、バルブシャフト４４は、バルブフレーム４５１の円筒部４５１ｃとの間に半径方向隙間εを有し、取付部４５１ｄに対しては脱落不能に接続されているとともに、軸方向の隙間δを有することにより、バルブ部材４５の平面方向と調圧弁座４１１ｆのシール面との間の平行度に精度のばらつきがあった場合、バルブシャフト４４の支持体４４５を中心に、バルブ部材４５がバルブシャフト４４に対して半径方向隙間εが埋まるまで傾くことができ、構成部品の寸法精度を向上させたりエア調圧弁４を大型化せずに、バルブ部材４５と調圧弁座４１１ｆとの間のシール性を確保することができる。   According to the present embodiment, the valve member 45 includes the valve frame 451. The valve frame 451 extends in the axial direction of the valve shaft 44, and the cylindrical portion 451c into which the valve shaft 44 is inserted, and the valve shaft 44 from the cylindrical portion 451c. In contrast to the flat plate portion 451a to which the seal member 452 is attached, and the cylindrical portion 451c, one end is closed in a bag shape and receives the curved surface formed at the tip of the valve shaft 44. The valve shaft 44 has a radial clearance ε between the valve shaft 44 and the cylindrical portion 451c of the valve frame 451, and is connected to the mounting portion 451d so as not to fall off. By having the gap δ in the direction, the parallelism between the planar direction of the valve member 45 and the seal surface of the pressure regulating valve seat 411f is accurate. , The valve member 45 can be tilted with respect to the valve shaft 44 until the radial gap ε is filled, improving the dimensional accuracy of the component parts and air. The sealing performance between the valve member 45 and the pressure regulating valve seat 411f can be ensured without increasing the size of the pressure regulating valve 4.

また、バルブ部材４５は、バルブシャフト４４の支持体４４５を中心に規則的に傾き、半径方向隙間εで規制される所定角度以上には傾かないため、バルブ部材４５の振動およびそれに伴う騒音の発生が防止され、エア調圧弁４の内部を通過する空気の流量変動を低減することができ、エア調圧弁４の流量制御性能を向上させことができる。
また、バルブシャフト４４の支持体４４５を挿入した後、取付部４５１ｄをかしめてバルブ部材４５とバルブシャフト４４とを接続することにより、簡単な構成で低コストに、所定量だけバルブ部材４５がバルブシャフト４４に対して傾くことができるエア調圧弁４を形成することができる。 Further, since the valve member 45 is regularly inclined around the support 445 of the valve shaft 44 and does not incline beyond a predetermined angle regulated by the radial clearance ε, the vibration of the valve member 45 and the accompanying noise are generated. Can be prevented, fluctuation in the flow rate of air passing through the inside of the air pressure regulating valve 4 can be reduced, and the flow rate control performance of the air pressure regulating valve 4 can be improved.
Further, after inserting the support body 445 of the valve shaft 44, the valve member 45 is connected to the valve shaft 44 by a simple configuration at a low cost by caulking the attachment portion 451d to connect the valve shaft 45 to the valve member 45. The air pressure regulating valve 4 that can be tilted with respect to the shaft 44 can be formed.

また、取付部４５１ｄをかしめてバルブ部材４５とバルブシャフト４４との間の軸方向の隙間δを形成することにより、当該軸方向の隙間δを、極力、小さくすることができる。
また、バルブシャフト４４と円筒部４５１ｃとの間の半径方向隙間εの大きさは、シール部材４５２のシールリップ４５２ａの直径φに基づいて設定されていることにより、バルブ部材４５が調圧弁座４１１ｆに着座する際に、バルブ部材４５の平面方向と調圧弁座４１１ｆのシール面との間の平行度、およびシールリップ４５２ａの直径φに起因して発生する調圧弁座４１１ｆの高低差ｈを確実に吸収することができる。 Further, the axial gap δ can be made as small as possible by caulking the attachment portion 451d to form the axial gap δ between the valve member 45 and the valve shaft 44.
Further, the size of the radial gap ε between the valve shaft 44 and the cylindrical portion 451c is set based on the diameter φ of the seal lip 452a of the seal member 452, so that the valve member 45 is adjusted to the pressure regulating valve seat 411f. When the seat is seated, the parallelism between the planar direction of the valve member 45 and the sealing surface of the pressure regulating valve seat 411f, and the height difference h of the pressure regulating valve seat 411f generated due to the diameter φ of the seal lip 452a are ensured. Can be absorbed into.

また、バルブ部材４５とバルブハウジング４１との間には、バルブシャフト４４を円周方向に取り囲むように設けられ、バルブ部材４５をバルブシャフト４４の先端方向に向けて付勢するコイルスプリング４７が介装されていることにより、バルブ部材４５をバルブシャフト４４の先端方向に向けて円周上において均等に付勢することができ、バルブシャフト４４に対するバルブ部材４５の振動および振動に伴う騒音をいっそう低減し、流体の流量変動をさらに抑制することができる。   A coil spring 47 is provided between the valve member 45 and the valve housing 41 so as to surround the valve shaft 44 in the circumferential direction, and biases the valve member 45 toward the distal end direction of the valve shaft 44. By being mounted, the valve member 45 can be evenly biased on the circumference toward the tip of the valve shaft 44, and the vibration of the valve member 45 with respect to the valve shaft 44 and the noise accompanying the vibration are further reduced. In addition, fluid flow rate fluctuations can be further suppressed.

また、ダイヤフラム４６およびバルブ部材４５によってバルブハウジング４１の内部が区分けされ、調圧弁インレット４１１ｄ、調圧弁アウトレット４１１ｅおよび調圧弁座４１１ｆを含み空気等の流体が通過する流体室４１５と、流体の進入が防止される空気室４１５とが形成されていることにより、流体室４１４内に圧力を伴った流体が進入すると、ダイヤフラム４６に緊迫力が発生して、装着孔４６１の内周縁に固定されたバルブ部材４５が半径方向中心において強固に保持されるため、バルブシャフト４４に対するバルブ部材４５の振動および振動に伴う騒音がいっそう低減され、流体の流量変動をさらに抑制することができる。
また、支持体４４５の外周面と取付部４５１ｄのかしめ部４５１ｅとの間の軸方向の隙間δは僅かな大きさであるため、バルブシャフト４４に対するバルブ部材４５の振動および振動に伴う騒音は低減され、流体の流量変動をさらに抑制することができる。 Further, the inside of the valve housing 41 is divided by the diaphragm 46 and the valve member 45, and includes a pressure regulating valve inlet 411d, a pressure regulating valve outlet 411e, and a pressure regulating valve seat 411f, and a fluid chamber 415 through which a fluid such as air passes, and fluid ingress. Since the air chamber 415 to be prevented is formed, when a fluid with pressure enters the fluid chamber 414, a compression force is generated in the diaphragm 46, and the valve is fixed to the inner peripheral edge of the mounting hole 461. Since the member 45 is firmly held at the center in the radial direction, the vibration of the valve member 45 with respect to the valve shaft 44 and the noise accompanying the vibration are further reduced, and the fluid flow rate fluctuation can be further suppressed.
Further, since the axial gap δ between the outer peripheral surface of the support 445 and the caulking portion 451e of the mounting portion 451d is a slight size, the vibration of the valve member 45 relative to the valve shaft 44 and the noise accompanying the vibration are reduced. Thus, fluctuations in the flow rate of the fluid can be further suppressed.

尚、上述した実施形態においては、取付部４５１ｄをかしめてバルブフレーム４５１をバルブシャフト４４に取り付けているが、本発明は、必ずしもかしめによってバルブフレーム４５１とバルブシャフト４４とを接続しなければならないわけではない。例えば、かしめの方法に代えて、図１０に示したように、バルブフレーム４５１をバネ鋼によって形成し、取付部４５１ｄを拡径させながら、バルブシャフト４４の支持体４４５を取付部４５１ｄ内に挿入して、バルブフレーム４５１とバルブシャフト４４とを接続するようにしてもよい。この場合においても、支持体４４５と取付部４５１ｄとの間に軸方向の隙間δを有するとともに、円柱部４４３と円筒部４５１ｃとの間には半径方向隙間εを有していることは言うまでもない。   In the embodiment described above, the mounting portion 451d is caulked to attach the valve frame 451 to the valve shaft 44. However, in the present invention, the valve frame 451 and the valve shaft 44 must be connected by caulking. is not. For example, instead of caulking, as shown in FIG. 10, the valve frame 451 is made of spring steel, and the support 445 of the valve shaft 44 is inserted into the mounting portion 451d while the mounting portion 451d is expanded in diameter. Then, the valve frame 451 and the valve shaft 44 may be connected. Even in this case, it goes without saying that there is an axial gap δ between the support 445 and the mounting portion 451d, and a radial gap ε between the columnar portion 443 and the cylindrical portion 451c. .

＜実施形態２＞
次に、本発明を適用した実施形態２による三方弁３（流体制御弁に該当する）の構造について、図１１乃至図１３に基づき詳細に説明する。尚、以下、図１１における上方および下方を、それぞれ三方弁３の上方および下方とし、図１１における右方および左方を、それぞれ三方弁３の右方および左方として説明しているが、車両における三方弁３の実際の取付方向とは無関係である。
図１１に示したように、三方弁３も実施形態１によるエア調圧弁４と同様に、バルブハウジング３１の外周面にモータアッセンブリ３２（駆動源に該当する）が取り付けられて形成されている。バルブハウジング３１は、ともに合成樹脂材料にて形成された第１ボデー３１１と第２ボデー３１２とを、互いに液密的に嵌合させて形成している。 <Embodiment 2>
Next, the structure of the three-way valve 3 (corresponding to a fluid control valve) according to Embodiment 2 to which the present invention is applied will be described in detail with reference to FIGS. In the following description, the upper and lower portions in FIG. 11 are respectively referred to as the upper and lower portions of the three-way valve 3, and the right and left portions in FIG. 11 are respectively referred to as the right and left sides of the three-way valve 3. This is independent of the actual mounting direction of the three-way valve 3 in FIG.
As shown in FIG. 11, the three-way valve 3 is also formed by attaching a motor assembly 32 (corresponding to a drive source) to the outer peripheral surface of the valve housing 31, similarly to the air pressure regulating valve 4 according to the first embodiment. The valve housing 31 is formed by fitting a first body 311 and a second body 312 both made of a synthetic resin material in a liquid-tight manner.

第１ボデー３１１には、図１１において右方に開口する三方弁インレット３１１ａ（流入口に該当する）が形成されている。三方弁インレット３１１ａは、上述した酸素系供給配管２１ａを介して、インタークーラ２４に接続されている（図１示）。また、第２ボデー３１２には、三方弁インレット３１１ａに対し垂直方向に開口（図１１において下方に開口）する三方弁アウトレット３１２ａ（流出口に該当する）が形成されている。三方弁アウトレット３１２ａは、上述した酸素系供給配管２１ａを介して、電池スタック６のカソード流路６２の一端に接続されている（図１示）。また、第１ボデー３１１には、図１１において左方に開口するバイパス口３１１ｂが形成されている。バイパス口３１１ｂは、上述したバイパス配管２１ｃを介して、排出ガス希釈器５６に接続されている（図１示）。
また、第２ボデー３１２の内周面において、三方弁インレット３１１ａと三方弁アウトレット３１２ａとの間には制御弁座３１２ｂ（弁座に該当する）が形成されている。制御弁座３１２ｂは平坦な円環状に形成されている。 The first body 311 is formed with a three-way valve inlet 311a (corresponding to an inflow port) that opens to the right in FIG. The three-way valve inlet 311a is connected to the intercooler 24 via the oxygen-based supply pipe 21a described above (shown in FIG. 1). Further, the second body 312 is formed with a three-way valve outlet 312a (corresponding to the outlet) that opens in a direction perpendicular to the three-way valve inlet 311a (opens downward in FIG. 11). The three-way valve outlet 312a is connected to one end of the cathode flow path 62 of the battery stack 6 via the oxygen-based supply pipe 21a described above (shown in FIG. 1). Further, the first body 311 is provided with a bypass port 311b that opens to the left in FIG. The bypass port 311b is connected to the exhaust gas diluter 56 via the bypass pipe 21c described above (shown in FIG. 1).
A control valve seat 312b (corresponding to a valve seat) is formed between the three-way valve inlet 311a and the three-way valve outlet 312a on the inner peripheral surface of the second body 312. The control valve seat 312b is formed in a flat annular shape.

また、第１ボデー３１１の内部上面からは、円筒状の着座体３１１ｃが下方に延びている。着座体３１１ｃの下端は平坦に形成され、三方弁インレット３１１ａおよび三方弁アウトレット３１２ａと、バイパス口３１１ｂとの間に位置するバイパス弁座３１１ｄが形成されている。また、第１ボデー３１１の内周上面からは、着座体３１１ｃの半径方向内方に位置するように、円筒形のシャフト支持部３１１ｅが突出している。   A cylindrical seat body 311c extends downward from the inner upper surface of the first body 311. The lower end of the seating body 311c is formed flat, and a bypass valve seat 311d located between the three-way valve inlet 311a and the three-way valve outlet 312a and the bypass port 311b is formed. A cylindrical shaft support portion 311e protrudes from the inner peripheral upper surface of the first body 311 so as to be located inward in the radial direction of the seat body 311c.

実施形態１によるエア調圧弁４と同様に、バルブハウジング３１の上面には、上述したモータアッセンブリ３２が取り付けられている。モータアッセンブリ３２は、モータケース３２１の機構収容部３２１ａの外周面を、第１ボデー３１１の上端部に形成されたモータ取付ボス３１１ｆの内周面に嵌合させた状態で、モータケース３２１に貫通させた図示しない複数の取付スクリューを、第１ボデー３１１に締め付けることによって第１ボデー３１１に固定される。取付スクリューはモータケース３２１に形成された貫通孔（図示せず）に対して遊嵌しており、モータアッセンブリ３２は、機構収容部３２１ａの外周面がモータ取付ボス３１１ｆの内周面に当接することにより、その位置決めが行われる。   Similar to the air pressure regulating valve 4 according to the first embodiment, the above-described motor assembly 32 is attached to the upper surface of the valve housing 31. The motor assembly 32 penetrates the motor case 321 with the outer peripheral surface of the mechanism housing portion 321a of the motor case 321 fitted to the inner peripheral surface of the motor mounting boss 311f formed at the upper end portion of the first body 311. A plurality of mounting screws (not shown) that are not shown are fastened to the first body 311 by being fastened to the first body 311. The mounting screw is loosely fitted in a through hole (not shown) formed in the motor case 321. In the motor assembly 32, the outer peripheral surface of the mechanism housing portion 321a abuts on the inner peripheral surface of the motor mounting boss 311f. Thus, the positioning is performed.

エア調圧弁４と同様に、モータケース３２１内には、ステッピングモータ４２２が固定されており、ステッピングモータ４２２の出力シャフト４２２ａの回転運動は直進運動に変換され、バルブシャフト３３（弁軸に該当する）に伝達される。バルブシャフト３３は、上述したシャフト支持部３１１ｅの内周面において、その軸方向に移動可能に支持されている。   Similar to the air pressure regulating valve 4, a stepping motor 422 is fixed in the motor case 321, and the rotational motion of the output shaft 422 a of the stepping motor 422 is converted into linear motion, and the valve shaft 33 (corresponding to the valve shaft). ). The valve shaft 33 is supported so as to be movable in the axial direction on the inner peripheral surface of the shaft support portion 311e described above.

バルブシャフト３３の長さ方向の略中央部には、一定の径により軸方向に延びた円柱部３３１が形成されている。また、円柱部３３１の上方には、円柱部３３１と同径の第１ランド部３３２が設けられており、円柱部３３１と第１ランド部３３２との間には、第１シール溝３３３が円周上に形成されている。第１シール溝３３３内には、合成ゴム材料にて形成されたシールパッキン３４が装着されている。シールパッキン３４は、バルブシャフト３３の外周面とシャフト支持部３１１ｅの内周面との間でシール性能を発揮し、モータアッセンブリ３２内への水、異物等の浸入を防止している。   A cylindrical portion 331 extending in the axial direction with a constant diameter is formed at a substantially central portion in the length direction of the valve shaft 33. In addition, a first land portion 332 having the same diameter as the cylindrical portion 331 is provided above the cylindrical portion 331, and the first seal groove 333 is circular between the cylindrical portion 331 and the first land portion 332. It is formed on the circumference. In the first seal groove 333, a seal packing 34 made of a synthetic rubber material is mounted. The seal packing 34 exhibits a sealing performance between the outer peripheral surface of the valve shaft 33 and the inner peripheral surface of the shaft support portion 311e, and prevents water, foreign matter and the like from entering the motor assembly 32.

円柱部３３１の先端部には、小径の橋部３３４を介して略球状の支持体３３５が一体に形成されている。エア調圧弁４と同様に、支持体３３５にはバルブ部材３５が取り付けられている。バルブ部材３５のバルブフレーム３５１は、バルブシャフト３３の軸心に対し、半径方向に円板状に延びた平板部３５１ａを有しており、平板部３５１ａにはその外周面（上面および外周縁）を覆うように、合成ゴム材料にて形成されたシール部材３５２が被覆されている。   A substantially spherical support 335 is integrally formed at the tip of the cylindrical portion 331 via a small-diameter bridge portion 334. Similar to the air pressure regulating valve 4, a valve member 35 is attached to the support 335. The valve frame 351 of the valve member 35 has a flat plate portion 351a extending in a disc shape in the radial direction with respect to the axis of the valve shaft 33. The flat plate portion 351a has an outer peripheral surface (upper surface and outer peripheral edge). A sealing member 352 made of a synthetic rubber material is covered so as to cover the surface.

シール部材３５２の下面には、バルブ部材３５の下降により、第２ボデー３１２に形成された制御弁座３１２ｂと当接可能なシールリップ３５２ａが突出している。図１１に示したように、シールリップ３５２ａは、電池スタック６内に残留した水素ガスと酸素の反応によって発生する負圧によりセルフシールするように、半径方向外向きに形成されている。また、シール部材３５２の上面は平坦に形成され、バルブ部材３５の上昇により、第１ボデー３１１に形成されたバイパス弁座３１１ｄと当接可能となっている。   A seal lip 352a that can come into contact with the control valve seat 312b formed on the second body 312 protrudes from the lower surface of the seal member 352 when the valve member 35 is lowered. As shown in FIG. 11, the seal lip 352a is formed outward in the radial direction so as to be self-sealed by the negative pressure generated by the reaction between the hydrogen gas remaining in the battery stack 6 and oxygen. Further, the upper surface of the seal member 352 is formed to be flat, and can come into contact with the bypass valve seat 311d formed on the first body 311 as the valve member 35 rises.

バルブフレーム３５１には、平板部３５１ａの半径方向中心部において、バルブシャフト３３の先端方向に窪んだ凹部３５１ｂ（平板部３５１ａおよび凹部３５１ｂを包括した構成が延在部に該当する）が形成されている。また、バルブフレーム３５１は、一端が凹部３５１ｂの内周端に連続した円筒部３５１ｃ（筒状部に該当する）を有している。円筒部３５１ｃは、平板部３５１ａに対して垂直方向に延び、バルブシャフト３３の円柱部３３１が挿入されている。
さらに、バルブフレーム３５１は、エア調圧弁４と同様に、円筒部３５１ｃの他端に連続して形成され、バルブシャフト３３の支持体３３５を受け入れる取付部３５１ｄを有している。取付部３５１ｄは、かしめによりバルブシャフト３３の支持体３３５に対し脱落不能に取り付けられている。 The valve frame 351 is formed with a concave portion 351b (a configuration including the flat plate portion 351a and the concave portion 351b corresponds to the extending portion) recessed in the distal end direction of the valve shaft 33 at the radial center of the flat plate portion 351a. Yes. Further, the valve frame 351 has a cylindrical portion 351c (corresponding to a cylindrical portion) whose one end is continuous with the inner peripheral end of the concave portion 351b. The cylindrical portion 351c extends in a direction perpendicular to the flat plate portion 351a, and the columnar portion 331 of the valve shaft 33 is inserted therein.
Further, similarly to the air pressure regulating valve 4, the valve frame 351 has an attachment portion 351 d that is formed continuously with the other end of the cylindrical portion 351 c and receives the support body 335 of the valve shaft 33. The attachment portion 351d is attached to the support 335 of the valve shaft 33 so as not to drop off by caulking.

エア調圧弁４と同様に、バルブフレーム３５１はバルブシャフト３３に取り付けられた状態において、支持体３３５の外周面と取付部３５１ｄのかしめ部３５１ｅとの間に、バルブシャフト３３の軸方向の隙間δが形成されている。
また、バルブフレーム３５１はバルブシャフト３３に取り付けられた状態において、円筒部３５１ｃの内周面と、バルブシャフト３３の円柱部３３１の外周面との間には、バルブシャフト３３の軸心に対する半径方向隙間εが全周上に形成されている。 Similar to the air pressure regulating valve 4, when the valve frame 351 is attached to the valve shaft 33, a gap δ in the axial direction of the valve shaft 33 is formed between the outer peripheral surface of the support 335 and the caulking portion 351e of the attachment portion 351d. Is formed.
Further, when the valve frame 351 is attached to the valve shaft 33, a radial direction with respect to the axis of the valve shaft 33 is provided between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 351 c and the outer peripheral surface of the columnar portion 331 of the valve shaft 33. A gap ε is formed on the entire circumference.

バルブシャフト３３において、上述した橋部３３４の上方には円柱部３３１と同径の第２ランド部３３６が設けられており、円柱部３３１の下端と第２ランド部３３６との間には、第２シール溝３３７が円周上に形成されている。第２シール溝３３７内には、合成ゴム材料にて形成されたリング状のシャフトシール３６（リング状のシール部材に該当する）が装着されている。シャフトシール３６は、バルブシャフト３３の外周面とバルブフレーム３５１の円筒部３５１ｃの内周面との間でシール性能を発揮し、バルブフレーム３５１の円筒部３５１ｃおよび取付部３５１ｄ内への水、異物等の浸入を防止している。   In the valve shaft 33, a second land portion 336 having the same diameter as the cylindrical portion 331 is provided above the bridge portion 334, and the second land portion 336 has a second land portion 336 between the lower end of the cylindrical portion 331 and the second land portion 336. Two seal grooves 337 are formed on the circumference. In the second seal groove 337, a ring-shaped shaft seal 36 (corresponding to a ring-shaped seal member) formed of a synthetic rubber material is mounted. The shaft seal 36 exhibits sealing performance between the outer peripheral surface of the valve shaft 33 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 351c of the valve frame 351, and water and foreign matter into the cylindrical portion 351c and the mounting portion 351d of the valve frame 351. Preventing the intrusion of etc.

シャフトシール３６は、バルブシャフト３３の外周面とバルブフレーム３５１の円筒部３５１ｃの内周面との間に弾発的に設けられ、双方の間において所定の摺動抵抗を発生させている。このため、シャフトシール３６によって、バルブ部材３５は、バルブシャフト３３の軸心を中心として保持され（センタリング）、バルブ部材３５のバルブシャフト３３に対する振動および振動に伴う騒音を低減することができ、三方弁３の内部を通過する流体の流量変動を低減することができる。   The shaft seal 36 is elastically provided between the outer peripheral surface of the valve shaft 33 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 351c of the valve frame 351, and generates a predetermined sliding resistance therebetween. For this reason, the valve member 35 is held by the shaft seal 36 around the axis of the valve shaft 33 (centering), and the vibration of the valve member 35 with respect to the valve shaft 33 and the noise accompanying the vibration can be reduced. The flow rate fluctuation of the fluid passing through the inside of the valve 3 can be reduced.

また、バルブフレーム３５１の凹部３５１ｂと、第１ボデー３１１の内部上面との間には、バルブスプリング３７（コイルバネに該当する）が介装されている。バルブスプリング３７の内周面は、上述したシャフト支持部３１１ｅの外周面に嵌着している。バルブスプリング３７は、バルブフレーム３５１と第１ボデー３１１との間に弾発的に装着され、バルブ部材３５をバルブシャフト３３の先端方向に向けて付勢している。バルブスプリング３７の付勢力により、三方弁３の開弁時には、バルブフレーム３５１のかしめ部３５１ｅはバルブシャフト３３４の支持体３３５に当接している。   A valve spring 37 (corresponding to a coil spring) is interposed between the recess 351 b of the valve frame 351 and the inner upper surface of the first body 311. The inner peripheral surface of the valve spring 37 is fitted to the outer peripheral surface of the shaft support portion 311e described above. The valve spring 37 is elastically mounted between the valve frame 351 and the first body 311 and biases the valve member 35 toward the distal end of the valve shaft 33. Due to the urging force of the valve spring 37, the caulking portion 351 e of the valve frame 351 is in contact with the support body 335 of the valve shaft 334 when the three-way valve 3 is opened.

バルブスプリング３７の付勢力により、バルブ部材３５はバルブシャフト３３の軸心からずれずに（センタリング）、バルブシャフト３３の軸心を中心として傾かずに保持される。また、バルブ部材３５が制御弁座３１２ｂから離間している状態において、バルブスプリング３７の付勢力により、シャフトシール３６による摺動抵抗に抗して、バルブフレーム３５１とバルブシャフト３３との間の軸方向の隙間δを埋めることができるため、バルブ部材３５の振動およびそれに伴う騒音の発生を防止することができ、三方弁３の内部を通過する流体の流量変動を低減することができる。   Due to the urging force of the valve spring 37, the valve member 35 is held without being tilted about the axis of the valve shaft 33 without being displaced from the axis of the valve shaft 33 (centering). Further, in a state where the valve member 35 is separated from the control valve seat 312b, the shaft between the valve frame 351 and the valve shaft 33 is resisted against the sliding resistance by the shaft seal 36 by the biasing force of the valve spring 37. Since the directional gap δ can be filled, the vibration of the valve member 35 and the accompanying noise can be prevented, and the flow rate fluctuation of the fluid passing through the three-way valve 3 can be reduced.

次に、三方弁３の作動方法について簡単に説明する。バルブシャフト３３が上方にある時、バルブ部材３５のシール部材３５２の上面がバイパス弁座３１１ｄに着座するとともに、制御弁座３１２ｂから離間している（図１２示）。この時、三方弁インレット３１１ａと三方弁アウトレット３１２ａとは連通し、双方の間の空気等の流体の流通が許容されるとともに、三方弁インレット３１１ａおよび三方弁アウトレット３１２ａと、バイパス口３１１ｂとの間の連通は遮断され、これらの間の流体の流通は断たれる。この時、バルブ部材３５の上面がバイパス弁座３１１ｄから押圧されることにより、バルブフレーム３５１のかしめ部３５１ｅは、バルブシャフト３３の支持体３３５に当接した状態で保持されている。   Next, the operation method of the three-way valve 3 will be briefly described. When the valve shaft 33 is on the upper side, the upper surface of the seal member 352 of the valve member 35 is seated on the bypass valve seat 311d and is separated from the control valve seat 312b (shown in FIG. 12). At this time, the three-way valve inlet 311a and the three-way valve outlet 312a communicate with each other, and a fluid such as air is allowed to flow between them, and between the three-way valve inlet 311a and the three-way valve outlet 312a and the bypass port 311b. Communication is cut off, and the fluid flow between them is cut off. At this time, the upper surface of the valve member 35 is pressed from the bypass valve seat 311 d, so that the caulking portion 351 e of the valve frame 351 is held in contact with the support body 335 of the valve shaft 33.

シール部材３５２がバイパス弁座３１１ｄに対して着座する時に、シール部材３５２とバイパス弁座３１１ｄのシール面との間において平行度の精度にばらつきがあった場合、バイパス弁座３１１ｄのシール面に倣って、バルブ部材３５が、バルブスプリング３７を撓ませながらバルブシャフト３３の支持体３３５を中心にバルブシャフト３３に対して傾き、バルブ部材３５とバイパス弁座３１１ｄとの間のシール性を確保することができる。   When the seal member 352 is seated on the bypass valve seat 311d, if there is a variation in the accuracy of parallelism between the seal member 352 and the seal surface of the bypass valve seat 311d, it follows the seal surface of the bypass valve seat 311d. Thus, the valve member 35 is inclined with respect to the valve shaft 33 around the support body 335 of the valve shaft 33 while bending the valve spring 37, and the sealing performance between the valve member 35 and the bypass valve seat 311d is ensured. Can do.

制御装置９からの駆動信号により、ステッピングモータが一方向に回転すると、バルブ部材３５がバルブシャフト３３とともに軸方向に下降し、シール部材３５２の上面がバイパス弁座３１１ｄから離間するとともに、シールリップ３５２ａが制御弁座３１２ｂに着座する（図１３示）。この時、三方弁インレット３１１ａとバイパス口３１１ｂとが連通し、双方の間の空気等の流体の流通が許容されるとともに、三方弁インレット３１１ａおよびバイパス口３１１ｂと、三方弁アウトレット３１２ａとの間の連通は遮断され、これらの間の流体の流通は断たれる。この状態において、バルブスプリング３７は圧縮されており、所定の付勢力によりバルブ部材３５を制御弁座３１２ｂに対して押圧している。   When the stepping motor rotates in one direction by the drive signal from the control device 9, the valve member 35 is lowered in the axial direction together with the valve shaft 33, the upper surface of the seal member 352 is separated from the bypass valve seat 311d, and the seal lip 352a. Sits on the control valve seat 312b (shown in FIG. 13). At this time, the three-way valve inlet 311a and the bypass port 311b communicate with each other, and the flow of fluid such as air between them is allowed, and between the three-way valve inlet 311a and the bypass port 311b and the three-way valve outlet 312a. The communication is interrupted and the fluid flow between them is interrupted. In this state, the valve spring 37 is compressed and presses the valve member 35 against the control valve seat 312b by a predetermined urging force.

シール部材３５２が制御弁座３１２ｂに対して着座する時に、シール部材３５２と制御弁座３１２ｂの双方のシール面の間において平行度の精度にばらつきがあった場合、制御弁座３１２ｂのシール面に倣って、バルブ部材３５が、バルブスプリング３７を撓ませながらバルブシャフト３３の支持体３３５を中心にバルブシャフト３３に対して傾き、バルブ部材３５と制御弁座３１２ｂとの間のシール性を確保することができる。
三方弁３において、バルブ部材３５は、制御弁座３１２ｂとバイパス弁座３１１ｄとの間において任意の位置をとることにより、三方弁インレット３１１ａから供給された流体の、三方弁アウトレット３１２ａおよびバイパス口３１１ｂへそれぞれ分流される流量を、流体が通過する通路の断面積に基づき制御することができる（図１１示）。 When the seal member 352 is seated on the control valve seat 312b, if the accuracy of parallelism varies between the seal surfaces of the seal member 352 and the control valve seat 312b, the seal surface of the control valve seat 312b Similarly, the valve member 35 is inclined with respect to the valve shaft 33 around the support body 335 of the valve shaft 33 while bending the valve spring 37, and the sealing performance between the valve member 35 and the control valve seat 312b is ensured. be able to.
In the three-way valve 3, the valve member 35 takes an arbitrary position between the control valve seat 312b and the bypass valve seat 311d, thereby allowing the three-way valve outlet 312a and the bypass port 311b of the fluid supplied from the three-way valve inlet 311a. The flow rate of each flow can be controlled based on the cross-sectional area of the passage through which the fluid passes (shown in FIG. 11).

本実施形態によれば、バルブシャフト３３の外周面と円筒部３５１ｃの内周面との間には、リング状のシャフトシール３６が弾発的に介装されていることにより、シャフトシール３６によりバルブシャフト３３とバルブ部材３５との間において摺動抵抗が発生し、バルブシャフト３３に対するバルブ部材３５の振動および振動に伴う騒音が低減され、流体の流量変動を抑制することができる。   According to the present embodiment, the ring-shaped shaft seal 36 is elastically interposed between the outer peripheral surface of the valve shaft 33 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 351c. Sliding resistance is generated between the valve shaft 33 and the valve member 35, vibration of the valve member 35 with respect to the valve shaft 33 and noise accompanying the vibration are reduced, and fluctuations in the flow rate of the fluid can be suppressed.

＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
調圧弁４のバルブフレーム４５１の内周面とバルブシャフト４４の外周面との間にシール部材を弾発的に介装させることにより、バルブシャフト４４に対するバルブ部材４５の振動および振動に伴う騒音を低減し、流体の流量変動を抑制するようにしてもよい。 <Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified or expanded as follows.
By elastically interposing a seal member between the inner peripheral surface of the valve frame 451 of the pressure regulating valve 4 and the outer peripheral surface of the valve shaft 44, vibration of the valve member 45 with respect to the valve shaft 44 and noise associated with the vibration are reduced. It is possible to reduce the flow rate fluctuation of the fluid.

また、バルブシャフト４４の先端部に形成された支持体４４５は必ずしも球状でなくてもよく、バルブシャフト４４に対してバルブ部材４５が円滑に傾くことが可能であれば、半球状あるいは滑らかな逆円錐状といった形状に形成してもよい。
また、図２および図１１に示したバルブ部材３５、４５において、円筒部３５１ｃ、４５１ｃの下方に平板部３５１ａ、４５１ａを形成し、さらに、平板部３５１ａ、４５１ａの下方に、平板部３５１ａ、４５１ａに連続するように取付部３５１ｄ、４５１ｄを形成してもよい。 Further, the support 445 formed at the tip of the valve shaft 44 does not necessarily have a spherical shape. If the valve member 45 can be inclined smoothly with respect to the valve shaft 44, a hemispherical shape or a smooth reverse shape is possible. You may form in a shape, such as a cone shape.
Further, in the valve members 35 and 45 shown in FIGS. 2 and 11, flat plate portions 351a and 451a are formed below the cylindrical portions 351c and 451c, and further, flat plate portions 351a and 451a are formed below the flat plate portions 351a and 451a. The attachment portions 351d and 451d may be formed so as to be continuous with each other.

図面中、３は三方弁（流体制御弁）、４はエア調圧弁（流体制御弁）、３１，４１はバルブハウジング、３２，４２はモータアッセンブリ（駆動源）、３３，４４はバルブシャフト（弁軸）、３５，４５はバルブ部材、３６はシャフトシール（リング状のシール部材）、３７はバルブスプリング（コイルバネ）、４６はダイヤフラム、４７はコイルスプリング（コイルバネ）、３１１ａは三方弁インレット（流入口）、３１２ａは三方弁アウトレット（流出口）、３１２ｂは制御弁座（弁座）、３３５，４４５は支持体、３５１，４５１はバルブフレーム、３５１ａ，４５１ａは平板部（延在部）、３５１ｂは凹部（延在部）、３５１ｃ，４５１ｃは円筒部（筒状部）、３５１ｄ，４５１ｄは取付部、３５２，４５２はシール部材、４１１ｄは調圧弁インレット（流入口）、４１１ｅは調圧弁アウトレット（流出口）、４１１ｆは調圧弁座（弁座）、４１４は流体室、４１５は空気室、４５１ｂは段部（延在部）を示している。   In the drawings, 3 is a three-way valve (fluid control valve), 4 is an air pressure regulating valve (fluid control valve), 31 and 41 are valve housings, 32 and 42 are motor assemblies (drive sources), and 33 and 44 are valve shafts (valves). (Shaft), 35 and 45 are valve members, 36 is a shaft seal (ring-shaped seal member), 37 is a valve spring (coil spring), 46 is a diaphragm, 47 is a coil spring (coil spring), and 311a is a three-way valve inlet (inlet). 312a is a three-way valve outlet (outlet), 312b is a control valve seat (valve seat), 335 and 445 are supports, 351 and 451 are valve frames, 351a and 451a are flat plate portions (extension portions), and 351b is Recessed portions (extending portions), 351c and 451c are cylindrical portions (tubular portions), 351d and 451d are mounting portions, 352 and 452 are sealing members, and 411d. Pressure regulating valve inlet (inlet), 411e is a pressure regulating valve outlet (outlet), 411f is a pressure regulating valve seat (valve seat), 414 is a fluid chamber, 415 is an air chamber, 451b is a step portion (extending portion) Yes.

Claims (6)

内部に流体の流入口と流出口とが形成されたバルブハウジングと、
前記バルブハウジングに取り付けられた駆動源と、
前記駆動源によって、前記バルブハウジング中において軸方向に移動する弁軸と、
前記弁軸の軸心に対し半径方向に延びるように取り付けられ、前記弁軸とともに移動することにより、一側の面において、前記バルブハウジング内に形成された弁座に対して着座あるいは離間し、前記流入口と前記流出口との間を断続するバルブ部材と、
を備え、
前記バルブ部材は、
前記弁軸の軸方向に延び前記弁軸が挿入される筒状部と、前記筒状部から前記弁軸に対し半径方向に拡がった延在部と、前記筒状部または前記延在部に連続するとともに、一端が袋状に閉じており、前記弁軸の先端部に形成された曲面を受ける取付部と、を有するバルブフレームと、
前記延在部に取り付けられ、前記弁座に対して当接可能なシール部材と、
により形成され、
前記弁軸は、前記筒状部との間に半径方向隙間を有し、前記取付部に対しては脱落不能に接続されているとともに、軸方向の隙間を有する流体制御弁。 A valve housing having a fluid inlet and outlet formed therein;
A drive source attached to the valve housing;
A valve shaft that moves axially in the valve housing by the drive source;
It is attached so as to extend in the radial direction with respect to the axial center of the valve shaft, and moves along with the valve shaft so as to be seated or separated from the valve seat formed in the valve housing on one side surface, A valve member for intermittently connecting between the inlet and the outlet;
With
The valve member is
A tubular portion extending in the axial direction of the valve shaft, the valve shaft being inserted therein, an extending portion extending in a radial direction from the tubular portion to the valve shaft, and the tubular portion or the extending portion. A valve frame having a mounting portion that is continuous and has one end closed in a bag shape and receiving a curved surface formed at a tip portion of the valve shaft;
A seal member attached to the extension portion and capable of contacting the valve seat;
Formed by
The valve shaft has a radial clearance with the cylindrical portion, is connected to the mounting portion so as not to fall off, and has a clearance in the axial direction. 前記バルブフレームは金属板により形成され、前記取付部には前記弁軸の先端部が挿入された状態で、前記取付部と前記弁軸とは脱落不能に接続されており、前記バルブ部材と前記弁軸との間には、前記軸方向の隙間が形成されている請求項１記載の流体制御弁。 The valve frame is formed by a metal plate, while the said attachment portion distal end portion of the valve shaft is inserted, and the attachment portion and the valve shaft are dropping non connected, the said valve member between the valve shaft, said axial gap that is formed according to claim 1 fluid control valve according. 前記弁軸と前記筒状部との間の前記半径方向隙間の大きさは、前記バルブ部材が前記弁座に着座する際に、前記弁座に倣って、前記弁軸の先端部を中心に前記バルブ部材が前記弁軸に対して所定量だけ傾くように、前記シール部材の前記弁座に対するシール径に基づいて設定されている請求項１または２に記載の流体制御弁。   The size of the radial clearance between the valve shaft and the cylindrical portion is such that when the valve member is seated on the valve seat, it follows the valve seat and centers on the tip of the valve shaft. The fluid control valve according to claim 1, wherein the valve member is set based on a seal diameter of the seal member with respect to the valve seat so that the valve member is inclined by a predetermined amount with respect to the valve shaft. 前記バルブ部材と前記バルブハウジングとの間には、前記弁軸を円周方向に取り囲むように設けられ、前記バルブ部材を前記弁軸の先端方向に向けて付勢するコイルバネが介装されている請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の流体制御弁。   A coil spring is provided between the valve member and the valve housing so as to surround the valve shaft in the circumferential direction, and biases the valve member toward the distal end of the valve shaft. The fluid control valve according to any one of claims 1 to 3. 前記弁軸の外周面と前記筒状部の内周面との間には、リング状のシール部材が弾発的に介装されている請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の流体制御弁。   The ring-shaped sealing member is elastically interposed between the outer peripheral surface of the said valve stem, and the internal peripheral surface of the said cylindrical part, The Claim 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. Fluid control valve. 前記バルブハウジングの内周面には、表裏を貫通する装着孔を有したダイヤフラムの外周縁が液密的に固定されるとともに、前記装着孔の内周縁が前記バルブ部材の外周部に液密的に固定されることにより、前記ダイヤフラムおよび前記バルブ部材によって前記バルブハウジングの内部が区分けされ、前記流入口、前記流出口および前記弁座を含み前記流体が通過する流体室と、前記流体の進入が防止される空気室とが形成されている請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の流体制御弁。   An outer peripheral edge of a diaphragm having a mounting hole penetrating the front and back is fixed to the inner peripheral surface of the valve housing in a liquid-tight manner, and an inner peripheral edge of the mounting hole is liquid-tight to an outer peripheral portion of the valve member. Is fixed to the inside of the valve housing by the diaphragm and the valve member, and includes a fluid chamber including the inlet, the outlet and the valve seat through which the fluid passes, and the entrance of the fluid. The fluid control valve according to claim 1, wherein an air chamber to be prevented is formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6183417B2 (en) 2015-06-26 2017-08-23 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP6736966B2 (en) 2016-05-17 2020-08-05 アイシン精機株式会社 Fluid control valve
JP6717136B2 (en) 2016-09-09 2020-07-01 アイシン精機株式会社 Fluid control valve
JP6759905B2 (en) 2016-09-09 2020-09-23 アイシン精機株式会社 Fluid control valve
JP6969068B2 (en) * 2017-03-03 2021-11-24 メイラ株式会社 Shaft connection movable body
KR102364182B1 (en) * 2017-07-24 2022-02-16 엘지전자 주식회사 Valve assembly and appliance therewith
JP2020197233A (en) * 2019-05-31 2020-12-10 株式会社フジキン valve

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH085423Y2 (en) * 1988-07-04 1996-02-14 矢崎総業株式会社 Control valve structure
US6213447B1 (en) * 1999-07-29 2001-04-10 Delphi Technologies, Inc. Poppet value having a compliant shaft guide and compliant valve head
JP2007303542A (en) * 2006-05-11 2007-11-22 Keihin Corp Electromagnetic fluid control valve
JP2008133928A (en) * 2006-11-29 2008-06-12 Aisin Seiki Co Ltd Diaphragm valve device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10571029B2 (en) 2017-06-14 2020-02-25 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Fluid control valve

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