JP7311845B2 - valve structure - Google Patents
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Description
本発明は、流路を閉鎖し、開放する弁構造に関する。 The present invention relates to valve structures for closing and opening flow paths.
弁構造、例えば逆止弁は、流路に設けられて流路上流側から流路下流側に向かう流体の流れ（順方向の流れ）においては開放して流体が通過することを許容するが、下流側から上流側に向かう流体の流れは許容せずに閉鎖して流体の通過を遮断する。ここで逆止弁は、例えば弾性手段等により弁体を付勢することにより、流体の圧力に対応して弁座と弁体との距離が変化する様に構成されている。
従来技術に係る逆止弁では、上流側と下流側の圧力差と弁体に作用する付勢力とが概略均衡した状態になると、弁体は付勢力が作用する方向への移動と、その反対方向への移動を頻繁に繰り返し、弁体と弁座が離隔した状態と弁体が弁座に着座した状態とが頻繁に繰り返される（いわゆる「チャタリング」を生じる）ことがある。
チャタリングを生じた場合には、流体の流量制御が不安定となり、振動により騒音が発生し、或いは、弁体に当接するＯリングや弁座に着座する弁体が損傷するという問題が発生する。チャタリング及びそれに関連する問題は、逆止弁以外の弁構造においても存在する。
A valve structure, such as a check valve, is provided in a flow path and is open to allow fluid to pass through in the flow of fluid from the upstream side of the flow path to the downstream side of the flow path (forward flow). It does not allow the flow of fluid from the downstream side to the upstream side and is closed to block the passage of the fluid. Here, the check valve is constructed such that the distance between the valve seat and the valve body changes according to the pressure of the fluid by urging the valve body with, for example, elastic means.
In the conventional check valve, when the pressure difference between the upstream side and the downstream side and the urging force acting on the valve body are approximately balanced, the valve body moves in the direction in which the urging force acts and vice versa. The movement in the direction is frequently repeated, and the state in which the valve body and the valve seat are separated and the state in which the valve body is seated on the valve seat are frequently repeated (so-called "chattering" may occur).
If chattering occurs, fluid flow rate control becomes unstable, noise is generated due to vibration, or the O-ring in contact with the valve body and the valve body seated on the valve seat are damaged. Chattering and related problems also exist in valve structures other than check valves.
この様な問題に対して、弁体の開閉に際して抵抗を付与するための抵抗部を設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
係る従来技術（特許文献１）においては、抵抗部（摺動抵抗付与部材５２）は、管路の損傷を防止するため一般的に樹脂材料が用いられる。しかし、樹脂材料に対して微細な加工公差で製造することは困難である。例えば、当該抵抗部が本来の寸法よりも小さく加工されてしまった場合には、所定の摺動抵抗を付与することは出来ず、チャタリングの発生を防止することが出来ない。
また、例えば水素充填装置の流路において逆止弁が使用された場合には、－４０℃に冷却された水素ガスより、線形膨張係数が大きい樹脂材料は収縮してしまうので、小さく加工された場合と同様に、所定の抵抗を付与することが出来なくなる。そして、摺動抵抗の細かい調整が困難になってしまう。
In order to solve such a problem, there has been proposed a technique of providing a resistance portion for applying resistance when the valve body is opened and closed (see, for example, Patent Document 1).
In the related art (Patent Document 1), a resin material is generally used for the resistance portion (sliding resistance imparting member 52) in order to prevent damage to the pipeline. However, it is difficult to manufacture resin materials with fine processing tolerances. For example, if the resistance portion is processed to be smaller than the original size, a predetermined sliding resistance cannot be imparted, and chattering cannot be prevented.
In addition, for example, when a check valve is used in the flow path of a hydrogen filling device, a resin material with a large linear expansion coefficient shrinks from hydrogen gas cooled to -40 ° C. Therefore, it is processed small. As in the case, it becomes impossible to apply a predetermined resistance. And it becomes difficult to finely adjust the sliding resistance.
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、材料の特性に影響されることなく、弁体の開閉に必要な抵抗を与えることが出来る弁構造の提供を目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and aims to provide a valve structure that can provide the resistance necessary for opening and closing the valve body without being affected by the characteristics of the material. there is
本発明の弁構造（１００）は、
高圧流体の流入口としての開口部（１Ａ）を有する弁座（１）と、
前記弁座（１）側に弾性体（４：例えばスプリング）によって付勢され、前記開口部（１Ａ）から流入する流体の圧力に対応して弁座（１）に着座し或いは弁座から離隔する（前記開口部１Ａを開閉する）弁体（２）と、
当該弁体（２）の弁軸（２Ａ）が収容される軸受部（３）を含み、
当該軸受部（３）に抵抗付与部（５）が設けられ、
弁軸（２Ａ）外周面及び／又は軸受部（３）内周面に溝（１５、１６）を設けたことを特徴としている。
The valve structure (100) of the present invention comprises:
a valve seat (1) having an opening (1A) as an inlet for high pressure fluid;
It is biased toward the valve seat (1) by an elastic body (4, such as a spring), and sits on or separates from the valve seat (1) in response to the pressure of the fluid flowing in from the opening (1A). (opening and closing the opening 1A) valve body (2),
including a bearing portion (3) in which the valve shaft (2A) of the valve body (2) is accommodated,
A resistance applying part (5) is provided in the bearing part (3),
It is characterized in that grooves (15, 16) are provided on the outer peripheral surface of the valve stem (2A) and/or the inner peripheral surface of the bearing portion (3) .
本発明において、溝（１５、１６）は複数形成することが好ましい。そして、複数の前記溝（１５、１６）は軸受部（３）の中心軸に対して対称（点対称）な位置に設けることが好ましい。 In the present invention, it is preferable to form a plurality of grooves (15, 16). The plurality of grooves (15, 16) are preferably provided at symmetrical (point-symmetrical) positions with respect to the central axis of the bearing portion (3).
本発明の実施に際して、軸受部（３）の下流側（二次側：底部３Ａ）にはスペーサー（９）が設けられており、スペーサー（９）の内側には流路を構成する空間（１０）が形成されているのが好ましい。
In carrying out the present invention, a spacer (9) is provided on the downstream side (secondary side:
本発明の弁構造（１００）は、例えば逆止弁、リリーフ弁に適用可能である。 The valve structure (100) of the present invention is applicable to, for example, check valves and relief valves.
上述の構成を具備する本発明によれば、弁体（２）の弁軸（２Ａ）が収容される軸受部（３）に抵抗付与部（５）が設けられているため、閉弁時に一次側の圧力と二次側の圧力が概略等しい圧力均衡時であっても、弁体（２）が弁座（１）に着座する動き或いは弁体（２）が弁座（１）から離隔する動きは、抵抗付与部（５）によって速度が緩やかになる。そのため、弁体（２）が急激に弁座（１）に座着し、弁座から離隔するのを繰り返す動きは抑制されるので、チャタリングが抑制され、その結果、高速充填が可能となる。
また、抵抗付与部（５）は弁体（２）が動く速度を緩やかにするものであり、弁体（２）を停止する訳ではないため、圧力均衡時であっても弁体（２）は弁座（１）へ確実に着座して弁を閉鎖し、或いは、弁体（２）は弁座（１）からの確実に離隔して弁を開放するので、弁の開閉動作は正確且つ確実に行われる。
さらに、作動流体（例えば水素ガス）供給系の逆止弁等に用いられた場合において、作動流体の供給時（水素ガスの充填時）に作動流体充填装置側（上流側：一次側）と作動流体供給側（下流側：二次側）との差圧が大きくても、開弁時には、弁体（２）が弁座（１）から離隔する動きは抵抗付与部（５）によって速度が緩やかになり、急激な開弁により弁体（２）が損傷することが防止される。
According to the present invention having the above-described configuration, the bearing portion (3) in which the valve shaft (2A) of the valve body (2) is accommodated is provided with the resistance applying portion (5). Even when the pressure on the secondary side is approximately equal to the pressure on the secondary side, the valve body (2) moves to sit on the valve seat (1) or the valve body (2) separates from the valve seat (1). The movement is slowed down by the resistance applying part (5). Therefore, the valve body (2) is prevented from repeatedly sitting on the valve seat (1) and separating from the valve seat.
In addition, the resistance imparting portion (5) moderates the speed at which the valve body (2) moves, and does not stop the valve body (2). is securely seated on the valve seat (1) to close the valve, or the valve body (2) is reliably separated from the valve seat (1) to open the valve, so the valve opening and closing operations are accurate and sure to be done.
Furthermore, when used as a check valve in a working fluid (for example, hydrogen gas) supply system, when the working fluid is supplied (when hydrogen gas is filled), the working fluid filling device side (upstream side: primary side) Even if the differential pressure with the fluid supply side (downstream side: secondary side) is large, when the valve is opened, the movement of the valve body (2) away from the valve seat (1) is slowed down by the resistance applying section (5). This prevents the valve body (2) from being damaged due to sudden valve opening.
本発明において、弁構造（１００）が作動流体の充填機械に用いられ、抵抗付与部（５）が弁体（２）を弁座（１）の方向に付勢している弾性体（４：例えばスプリング）を含んでいれば、当該弾性体（４）により弁体（２）は弁座（１）の方向へ付勢されるので、作動流体の充填終了時は弾性体（４）により弁体（２）を弁座（１）に着座する弁閉動作が確実に行われる。すなわち、作動流体の充填終了時は弾性体（４）の付勢力により弁体（２）が弁座（１）方向に押圧されるので、弾性体（４）による付勢力及び作動流体の流体圧により、弁体（２）が弁座（１）に着座して弁構造（１００）が確実に閉鎖し、本発明の弁構造（１００）において作動流体が逆流してしまうことが防止される。 In the present invention, the valve structure (100) is used in a working fluid filling machine, and the resistance applying part (5) is an elastic body (4: For example, if a spring is included, the elastic body (4) urges the valve body (2) toward the valve seat (1). The valve closing operation of seating the body (2) on the valve seat (1) is reliably performed. That is, when the filling of the working fluid is completed, the valve body (2) is pressed toward the valve seat (1) by the biasing force of the elastic body (4). As a result, the valve body (2) is seated on the valve seat (1), the valve structure (100) is reliably closed, and the working fluid is prevented from flowing back in the valve structure (100) of the present invention.
本発明において、抵抗付与部（５）には孔（６、７、８：貫通孔）が形成されており、当該孔（６、７、８）を介して作動流体が抵抗付与部（５）に流入或いは流出する様に構成されていれば、抵抗付与部（５）は弾性体（４：例えばスプリング）と流体抵抗を利用したダンパーとして減衰効果を発揮する。
作動流体が水素ガスである場合、水素ガスの充填時には、高圧の水素ガスが孔（６、７、８）を介して抵抗付与部（５）に流入して、減衰力が発生するので、チャタリングを起こすことなく、弁体（２）を安定して弁座（１）に着座させて開弁することができる。
また、弁軸（２Ａ）外周面及び／又は軸受部（３）内周面に溝（１５、１６）を形成すれば、当該溝（１５、１６）を介して作動流体が抵抗付与部（５）に流入或いは流出する。
ここで、孔（６、７、８）の断面積或いは溝（１５、１６）の開口面積を調整して、作動流体の流量を調整することにより、ダンパーとして減衰力その他の効果を制御することができる。
In the present invention, holes (6, 7, 8: through holes) are formed in the resistance applying section (5), and the working fluid flows through the holes (6, 7, 8) into the resistance applying section (5). , the resistance applying part (5) exerts a damping effect as a damper using an elastic body (4: spring, for example) and fluid resistance.
When the working fluid is hydrogen gas, when the hydrogen gas is filled, high-pressure hydrogen gas flows through the holes (6, 7, 8) into the resistance applying part (5), generating a damping force. The valve body (2) can be stably seated on the valve seat (1) and the valve can be opened without causing any
Further, if grooves (15, 16) are formed on the outer peripheral surface of the valve shaft (2A) and/or the inner peripheral surface of the bearing (3), the working fluid flows through the grooves (15, 16) to the resistance applying portion (5). ) into or out of
Here, by adjusting the cross-sectional area of the holes (6, 7, 8) or the opening area of the grooves (15, 16) to adjust the flow rate of the working fluid, the damping force and other effects as a damper can be controlled. can be done.
溝（１５、１６）を介して作動流体を抵抗付与部（５）に流入或いは流出する場合において、溝（１５、１６）は複数形成し、そして、複数の前記溝（１５、１６）は軸受部（３）の中心軸に対して対称（点対称）な位置に設ければ、弁体（２）の弁棒（２Ａ）に対して作動流体の圧力が均等に作用する。そのため、弁棒（２Ａ）が傾き或いは偏寄してしまうことが防止され、弁体（２）は円滑に移動して開閉動作を行うことが出来る。 When the working fluid flows into or out of the resistance applying portion (5) through the grooves (15, 16), a plurality of grooves (15, 16) are formed, and the plurality of grooves (15, 16) form a bearing. If it is provided at a symmetrical (point-symmetrical) position with respect to the central axis of the portion (3), the pressure of the working fluid acts evenly on the valve stem (2A) of the valve body (2). Therefore, the valve stem (2A) is prevented from being tilted or biased, and the valve body (2) can smoothly move to perform the opening/closing operation.
本発明の実施に際して、軸受部（３）の下流側（二次側：底部３Ａ）にはスペーサー（９）が設けられており、スペーサー（９）の内側には流路を構成する空間（１０）が形成されていれば、作動流体が高圧であり軸受部（３）が二次側（下流側）に強く押圧されたとしても、スペーサー（９）の内側の空間（１０）により、作動流体の流路が確保される。そのため、作動流体が高圧流体（例えば高圧の水素ガス）であっても、水素ガス充填の流路を確保することが出来る。
In carrying out the present invention, a spacer (9) is provided on the downstream side (secondary side:
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図示の実施形態では、作動流体が水素ガスであり、水素充填装置の流路に介装された逆止弁に本発明を適用した場合を例示している。
最初に図１を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
第１実施形態に係る弁構造１００は、弁座１、弁体２、軸受部３、弾性体４、抵抗付与部５を有しており、軸受部３には弁体２の弁軸２Ａが収容されており、抵抗付与部５は軸受部３に設けられている。
図１の右側（図示しない水素充填装置側）には、高圧流体（図示の実施形態では高圧の水素ガス）の流入口である開口部１Ａが形成されており、弁座１は開口部１Ａ近傍の領域を含み、弁座１と弁体２により開閉弁が構成されている。弁体２は軸方向（図１で左右方向）に移動可能である。そして弁座１には、高圧流体（高圧水素ガス）の漏洩を防止するため、Ｏリング１３が配置されている。
弁体２は、弾性体４によって弁座１側（図１では右側）に付勢されている。そして、弾性体４の付勢力と開口部１Ａから流入する高圧流体（水素ガス）の圧力に対応して、弁体２は弁座１に着座し、或いは、弁座１から離隔し、以て、開口部１Ａを開閉する。ここで、弾性体４は、その弾性反発力が、充填時における水素充填装置側（上流側：一次側）と図示しない車両の水素貯蔵タンク側（下流側：二次側）との差圧による力よりも弱く、充填終了時における上流側と下流側の差圧による力よりも強くなる様に設定されている。
弁体２には弁軸２Ａが一体的に形成されており、弁体１と同一の中心軸を有し且つ弁体２より小径の弁軸２Ａは、弁体２よりも下流側（図１で左側）の部分に延在している。ただし、弁軸２Ａは弁体２と別体に構成することも可能である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The illustrated embodiment exemplifies a case where the working fluid is hydrogen gas and the present invention is applied to a check valve interposed in a flow path of a hydrogen filling device.
First, referring to FIG. 1, a first embodiment of the invention will be described.
The
On the right side of FIG. 1 (on the side of the hydrogen filling device, not shown), an
The
A
図1において、軸受部３はその内部に空間を設けた中空構造となっている。当該内部空間には弁軸２Ａが、軸方向（図１の左右方向）に摺動自在に収容されている。ここで空間１４は軸受部３の内部空間の一部或いは全部であり、弾性体４が収容される空間であって、弁体２の移動すなわち弾性体４の伸縮によりその容積が変化する。弁軸２Ａの外周面と軸受部３の中空空間の内周面は、いわゆる「緩み嵌め」の嵌合状態である。図示の実施形態では軸受部３はケーシング１１に固定されている。
軸受部３の内部空間において、当該空間に収容される弁軸２Ａに隣接して、弁座１から離隔する側（図１で左側）に弾性体４が配置されており、弾性体４は弁体２を弁座１側に付勢している。
軸受部３には、抵抗付与部５が設けられている。図示の実施形態において、抵抗付与部５は、弾性体４が収容される空間１４（軸受部３の内部空間の一部）、空間１４に連通する貫通孔６、空間１４内部の水素ガスを含んでいる。ここで、貫通孔６は水素ガスを導入し、排出するために設けられている。なお、貫通孔６を形成している軸受部３についても、抵抗付与部５を構成する構成要素に含むことが出来る。
また、弾性体４は軸受部３の外周に設けても良い。
後述するが、図４（第３実施形態）で貫通孔８が形成される弁軸２Ａ、図６～図１４（第４～第６実施形態）で溝１５、１６が形成される軸受部３、弁軸２についても、抵抗付与部５の構成要素とすることが出来る。
In FIG. 1, the bearing
In the inner space of the bearing
A
Also, the
Although described later, the
軸受部３の長手方向（中心線方向）において、弁軸２Ａが挿入されているのとは反対側（下流側：図１では左側）の端部は、軸受部３の底部３Ａを構成している。底部３Ａの中心には貫通孔６が形成され、貫通孔６は、軸受部３の外部であって水素ガスの流路の一部を構成する空間１０と空間１４を連通している。
軸受部３の底部３Ａにおいて、貫通孔６が形成されている領域の半径方向外側の領域には、円周方向に等間隔に複数の貫通孔３Ｂが形成されており、貫通孔３Ｂは水素ガスの流路の一部を構成している。
さらに軸受部３において、底部３Ａの下流側（図１で左側）にはスペーサー９が延在しており、スペーサー９は軸受部３と一体的に形成されており、スペーサー９の内側には上述した空間１０が形成されている。
弁構造１００の下流側（図1で左側）端部は板状の底部１２が設けられ、板状底部１２の中心には水素ガスの流出口１２Ａが形成されている。
In the longitudinal direction (centerline direction) of the bearing
In the
Furthermore, in the bearing
A plate-like bottom 12 is provided at the downstream (left side in FIG. 1) end of the
上述した様に、図示の実施形態に係る弁構造１００は、水素充填流路に介装された逆止弁について適用されている。すなわち、図１において、弁構造１００の流入口１Ａ（開口部）は図示しない水素充填装置側（上流側：一次側）と接続され、流出口１２Ａは図示しない車両の水素貯蔵タンク側（下流側：二次側）と接続されている。
充填時には、水素充填装置側（上流側）から供給される高圧流体（水素ガス）の圧力と水素貯蔵タンク側（下流側）の圧力との差圧が大きく、その圧力差により、スプリング４（弾性体）の付勢力に抗して、弁体２は弁座から離隔する方向（図１の左側）に移動し、弁座１から弁体２が離隔して開閉弁は開放される。そして、高圧流体は流入口１Ａから弁構造１００に流入し（矢印Ａ１）、弁構造１００内を流過し（矢印Ａ２）、空間１０（流路）、流出口１２Ａを介して車両の水素貯蔵タンク側（下流側）に流出される（矢印Ａ３）。
一方、充填終了時（或いは非充填時）には、充填時とは異なり上流側と下流側の圧力差は小さいので、弾性体４の付勢力が圧力差より大きいため、弾性体４の付勢力により弁体２が弁座１方向に移動し、弾性体４による付勢力により、弁体２が弁座１に着座し、開閉弁は閉弁する。
As described above, the
At the time of filling, the pressure difference between the pressure of the high-pressure fluid (hydrogen gas) supplied from the hydrogen filling device side (upstream side) and the pressure on the hydrogen storage tank side (downstream side) is large. The
On the other hand, at the end of filling (or at the time of non-filling), the pressure difference between the upstream side and the downstream side is small unlike that at the time of filling. As a result, the
図１で示す第１実施形態において、抵抗付与部５を構成する空間１４（弾性体４が収容される空間）には貫通孔６を介して水素ガスが流入し、或いは流出する。すなわち、弁構造１００の一次側（上流側）の圧力と二次側（下流側）の圧力との圧力差に対応して、空間１０における水素ガスが、貫通孔６を介して抵抗付与部５の空間１４内に流入し、或いは、抵抗付与部５の空間１４内の水素ガスが、貫通孔６を介して空間１０に流出する。
弁体２が弁座１に座着する際（閉弁時）には、空間１４に流体が流入しないと弾性体４が充分伸長せず、弁体２が弁座１に座着する抵抗となる。一方、弁体２が弁座１から離隔する際（開弁時）には、空間１４から流体が流出しないと弾性体４が充分収縮せず、弁体２が弁座１から離隔する抵抗となる。換言すると、貫通孔６を介して水素ガスが流れる際の抵抗（流体抵抗）により、弁体２が弁座１に着座する動き或いは弁体２が弁座１から離隔する動きに抵抗が生じ、当該動きの速度は緩やかになり、弁閉或いは弁開の感度が鈍くなる。弁閉或いは弁開の感度が鈍くなる結果、水素充填終了時の弁閉の際に、水素充填装置側（上流側：一次側）と図示しない車両の水素貯蔵タンク側（下流側：二次側）との差圧が小さくなり上流側と下流側の圧力が均衡しても、弁体２が弁座１に対して急激に座着と離隔を繰り返す動きは抑制される。そして、チャタリングによる問題（流量制御の不安定、振動による騒音、弁体および弁体に当接するＯリングの損傷）は生じない。
また、抵抗付与部５は弁体２が動く速度を緩やかにするが、弁体２の開弁或いは閉弁を停止させる訳ではないため、圧力均衡時であっても、弁体２の弁座１への着座（弁閉鎖）と弁体２の弁座１からの離隔（弁開放）は確実に行われる。
In the first embodiment shown in FIG. 1, hydrogen gas flows into or out of the space 14 (the space in which the
When the
In addition, although the
図１の第１実施形態では、弁体２を弁座１の方向に付勢するスプリング４を（空間１４内に）含んでおり、充填終了時は水素充填装置側（上流側：一次側）と図示しない車両の水素貯蔵タンク側（下流側：二次側）との圧力差は小さくなっているので、弾性体４の付勢力は上流側と下流側との差圧よりも大きくなる。そのため、弾性体４の付勢力により、弁体２は弁座１方向に移動し、弁体２の閉動作が確実に行われる。そのため、水素ガスが弁構造１００において逆流してしまうことが防止される。
The first embodiment of FIG. 1 includes a spring 4 (within the space 14) that biases the
また、抵抗付与部５において、空間１４には貫通孔６を介して水素ガスが流入或いは流出しており、その際の流体抵抗により、抵抗付与部５は弾性体４と流体抵抗を利用したダンパーとして減衰効果を発揮する。すなわち、水素ガスの充填時には、高圧の水素ガスが貫通孔６を介して空間１４に流入する際の流体抵抗による減衰力が発生するので、上流側と下流側との圧力が均衡してもチャタリングを起こすことなく、弁体２を安定して弁座１に座着して閉弁することができる。
一方、水素充填の最初の段階における開弁時には、貫通孔６を介して空間１４から水素ガスが流出する際の流体抵抗により、弁体２が弁座１から離隔する動きに対して減衰力が発生するので、弁体２及び弁棒２Ａが弁座１から急激に離隔してしまうことは無い。そのため、弁体２及び弁棒２Ａが軸受部３に衝突して、損傷することは防止される。
ここで、貫通孔６の断面積を調整して、水素ガスの流量を調整することにより、貫通孔６における流体抵抗を調整し、ダンパーとしての減衰力を制御することができる。
Hydrogen gas flows into or out of the
On the other hand, when the valve is opened in the first stage of hydrogen filling, fluid resistance when the hydrogen gas flows out from the
Here, by adjusting the cross-sectional area of the through
図１の第１実施形態において、軸受部３において二次側（下流側）の底部３Ａにはスペーサー９が設けられており、スペーサー９の内側には流路を構成する空間１０が形成されている。
そのため、高圧の水素ガスにより軸受部３が二次側（下流側）に圧力を負荷されても、スペーサー９の内側の空間１０により水素ガス充填の流路（空間１０）を確保することが出来る。
In the first embodiment of FIG. 1, a
Therefore, even if the pressure is applied to the secondary side (downstream side) of the bearing
次に図２を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
第２実施形態～第６実施形態において、図１の第１実施形態と同様な部材については、同様な符号を付して説明する。
上述した様に、図１の第１実施形態では軸受部３の内部に形成された抵抗付与部５の空間１４に水素ガスを供給／排出する流路は、軸受部３の弁体２の反対側（下流側：図１では左側）の底部３Ａに穿孔された貫通孔６である。
それに対して、図２の第２実施形態の弁構造１００－１では、抵抗付与部５－１の空間１４に水素ガスを供給／排出する流路は、軸受部３の側壁部に穿孔された貫通孔７である。すなわち、貫通孔７により空間１４と軸受部３の外部の空間が連通している。
図示はされていないが、第２実施形態における貫通孔７は複数本穿孔される場合もあり、軸受部３の周囲方向（円周方向）について、軸受部３の長手方向中心（図示せず）に対して点対称に配置されている。そのため、貫通孔７は、軸受部３の周囲方向において等間隔に配置されている。
複数の貫通孔７を上述のように配置することにより、抵抗付与部５－１の空間１４に流入する水素ガス或いは抵抗付与部５－１の空間１４から排出される水素ガスによる圧力が、軸受部３の周囲方向について均等となり、弁軸２Ａが軸受部３の長手方向中心（図示せず）に対して偏寄して摺動することが防止される。
図２の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１の第１実施形態と同様である。
A second embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG.
In the second to sixth embodiments, members similar to those of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by similar reference numerals.
As described above, in the first embodiment of FIG. It is a through
On the other hand, in the valve structure 100-1 of the second embodiment shown in FIG. It is the through
Although not shown, a plurality of through
By arranging the plurality of through-
Other configurations and effects of the second embodiment shown in FIG. 2 are the same as those of the first embodiment shown in FIG.
第２実施形態の変形例について、図３を参照して説明する。
図３の変形例の弁構造１００－２では、抵抗付与部５－２の空間１４に水素ガスを供給／排出する流路として、図２の第２実施形態における軸受部３の側壁部に穿孔された貫通孔７に加えて、図１の第１実施形態と同様に軸受部３の底部３Ａに貫通孔６が穿孔されている。
図３の第２実施形態の変形例におけるその他の構成及び作用効果は、図２の第２実施形態と同様である。
A modification of the second embodiment will be described with reference to FIG.
In the valve structure 100-2 of the modified example of FIG. 3, the sidewall of the bearing
Other configurations and effects in the modified example of the second embodiment shown in FIG. 3 are the same as those of the second embodiment shown in FIG.
図４を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。
第３実施形態の弁構造１００－３では、抵抗付与部５－３の空間１４に水素ガスを供給／排出する流路は、弁体２内に穿孔された貫通孔８である。
貫通孔８は、弁軸２Ａの中心軸方向に延在する弁軸側貫通孔８Ａと弁軸の中心軸と垂直方向に弁体２の外側面まで延在する弁体側貫通孔８Ｂを有し、弁軸側貫通孔８Ａと弁体側貫通孔８Ｂは連通している。貫通孔８により空間１４と弁体２の側壁部外部の流路空間は連通する。貫通孔８は、弁体２が弁座１に着座する領域、或いは、一次側（上流側）に連通する領域（弁体２の上流側先端の領域）に連通しない様に形成されている。弁体２が弁座１に着座する領域に貫通孔が連通すると、弁体２が弁座１に着座している場合には水素ガスが貫通孔に流入することが出来なくなる。また、一次側（上流側）に連通する領域に貫通孔が連通すると、抵抗付与部５－３の圧力が一次側圧力と等しくなるため、逆止弁として機能しなくなる恐れがある。
図４では貫通孔８は一つのみ示されているが、貫通孔８を複数形成する場合もあり、弁体側貫通孔８Ｂが弁体３の周方向に等間隔に配置されることが好ましい。弁体２及び弁体２Ａが軸受部３の中心軸（図示せず）に対して傾斜することなく摺動する様にするためである。
図４の第３実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１、図２の第１及び第２実施形態と同様である。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the valve structure 100-3 of the third embodiment, the flow path for supplying/discharging the hydrogen gas to/from the
The through
Although only one through-
Other configurations and effects of the third embodiment shown in FIG. 4 are the same as those of the first and second embodiments shown in FIGS.
第３実施形態の変形例について、図５を参照して説明する。
図５の変形例の弁構造１００－４では、抵抗付与部５－４の空間１４に水素ガスを供給／排出する流路として、図４の第３実施形態における弁体２及び弁軸２Ａの内部に穿孔された貫通孔８（８Ａ、８Ｂ）に加えて、図１の第１実施形態と同様に軸受部３の底部３Ａに貫通孔６が穿孔されている。
図５の第３実施形態の変形例におけるその他の構成及び作用効果は、図４の第３実施形態と同様である。
図示はされていないが、図５の第３実施形態の変形例に、図２の第２実施形態における軸受部３の側壁部に形成された貫通孔７を追加すること、すなわち、第１～第３実施形態を組み合わせることが可能である。
A modification of the third embodiment will be described with reference to FIG.
In the valve structure 100-4 of the modified example shown in FIG. 5, the
Other configurations and effects in the modification of the third embodiment of FIG. 5 are the same as those of the third embodiment of FIG.
Although not shown, the modified example of the third embodiment shown in FIG. It is possible to combine the third embodiment.
図６、図７を参照して、本発明の第４実施形態を説明する。
図６に示す弁構造１００－５では、抵抗付与部５－５の空間１４に水素ガスを供給／排出する流路として、軸受部３及び／又は弁体２には貫通孔を形成されていないが、軸受部３の側壁部の内周面に溝１５が形成されている。溝１５については、図７でも示されている。
図６では、溝１５は弁軸２Ａに対して上下方向の２箇所に表示されている。図７では、溝１５は弁軸２Ａに対して左右方向の２箇所に表示されている。
溝１５は、軸受部３の側壁部の上流側（図６で右側）端部から空間１４の下流側（図６で左側）端部近傍まで、軸受部３の長手方向（中心軸方向）に沿って形成されている。そして、溝１５により空間１４と軸受部３の上流側端部近傍の空間が連通している。
上流側の水素ガスは、溝１５を介して抵抗付与部５－５における空間１４に流入し、或いは、空間１４から排出される。
図６、図７で示す様に、溝１５は複数本（図６、図７の例では２本）形成される場合もあり、軸受部３の中心軸（図示せず）に対して点対称に配置されている。その結果、複数の溝１５は、軸受部３内周の周囲方向に等間隔に形成されている。
複数の貫通孔１５を上述のように配置することにより、抵抗付与部５－５の空間１４に流入する水素ガス或いは空間１４から排出される水素ガスによる圧力が、軸受部３内周の周囲方向について均等に作用し、弁軸２Ａが軸受部３の長手方向中心（中心軸：図示せず）に平行に摺動する。
溝１５の本数は２本には限定されない。空間１４の水素ガスの圧力が弁軸２Ａの周囲方向について均等に作用するのであれば、溝１５の本数については限定はない。
図６、図７の第４実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１～図５の実施形態と同様である。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the valve structure 100-5 shown in FIG. 6, a through hole is not formed in the bearing
In FIG. 6, the
The
Hydrogen gas on the upstream side flows through the
As shown in FIGS. 6 and 7, a plurality of grooves 15 (two in the examples of FIGS. 6 and 7) may be formed, and are point symmetrical about the central axis (not shown) of the bearing
By arranging the plurality of through
The number of
Other configurations and effects of the fourth embodiment shown in FIGS. 6 and 7 are the same as those of the embodiment shown in FIGS.
第４実施形態の変形例について、図８を参照して説明する。
図８の変形例の弁構造１００－６では、抵抗付与部５－６の空間１４に水素ガスを供給／排出する流路として、図６、図７で示す軸受部３の側壁部の内周面の溝１５に加えて、図１と同様に、軸受部３の底部３Ａに貫通孔６が穿孔されている。
図８の変形例におけるその他の構成及び作用効果は、図６、図７の第４実施形態と同様である。
A modification of the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In the valve structure 100-6 of the modified example of FIG. 8, the inner periphery of the side wall portion of the bearing
Other configurations and effects of the modification of FIG. 8 are the same as those of the fourth embodiment of FIGS.
図９、図１０を参照して、本発明の第５実施形態を説明する。
図６、図７の第４実施形態では、軸受部３の側壁部の内周面の溝１５を介して、抵抗付与部５－５の空間１４に水素ガスが供給或いは排出される。
それに対して、図９、図１０の第５実施形態の弁構造１００－７では、弁軸２Ａの外周面に形成された溝１６を介して、抵抗付与部５－７の空間１４に水素ガスが供給され、排出される。
図９では溝１６は、弁軸２Ａにおいて上下方向の２箇所に表示されている。図１０では溝１６は、弁軸２Ａにおいて左右方向の２箇所に表示されている。
溝１６は、弁軸２Ａの軸方向に沿って全長に亘って形成される。溝１６により空間１４と弁軸２Ａの上流側（図９の右側）端部近傍の空間は連通する。
図９、図１０においても、溝１６は複数本（図９、図１０の例では２本）形成されており、軸受部３の長手方向中心（中心軸：図示せず）に対して点対称に配置されている。その結果、複数の溝１６は、軸受部３内周の周囲方向に等間隔に形成されている。溝１６をこの様に配置することにより、弁棒２Ａが軸受部３の長手方向中心（中心軸：図示せず）と平行に摺動する。
複数の溝１６の本数は図示の２本に限定されない。空間１４の水素ガスの圧力が弁軸２Ａの周囲方向について均等に作用するのであれば、溝１６の本数について限定はない。
図９、図１０の第５実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１～図８の実施形態と同様である。
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the fourth embodiment shown in FIGS. 6 and 7, hydrogen gas is supplied to or discharged from the
On the other hand, in the valve structure 100-7 of the fifth embodiment shown in FIGS. 9 and 10, hydrogen gas is injected into the
In FIG. 9, the
The
Also in FIGS. 9 and 10, a plurality of grooves 16 (two grooves in the example of FIGS. 9 and 10) are formed, and are point symmetrical about the longitudinal center (central axis: not shown) of the bearing
The number of
Other configurations and effects of the fifth embodiment shown in FIGS. 9 and 10 are the same as those of the embodiment shown in FIGS.
第５実施形態の変形例について、図１１を参照して説明する。
図１１の変形例の弁構造１００－８では、抵抗付与部５－８の空間１４に水素ガスを供給／排出する流路として、図９、図１０で示す弁軸２Ａの外周面に形成された溝１６に加えて、図１と同様に軸受部３の底部３Ａに貫通孔６が穿孔されている。
図１１の変形例におけるその他の構成及び作用効果は、図９、図１０の第５実施形態と同様である。
A modification of the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
In the valve structure 100-8 of the modified example shown in FIG. 11, the passage for supplying/discharging the hydrogen gas to/from the
Other configurations and effects of the modified example of FIG. 11 are the same as those of the fifth embodiment of FIGS. 9 and 10 .
図１２、図１３を参照して、本発明の第６実施形態を説明する。
図１２、図１３の第６実施形態は、図６、図７の第４実施形態と、図９、図１０の第５実施形態を組み合わせた態様の実施形態である。図１２、図１３の弁構造１００－９において、抵抗付与部５－９の空間１４に水素ガスが供給或いは排出する流路は、軸受部３の側壁部の内周面に形成された溝１５と、弁軸２Ａの外周面に形成された溝１６であり、軸受部３の側壁部の内周面に形成された溝１５と弁軸２Ａの外周面に形成された溝１６の数は等しい。また、軸受部３の側壁部の内周面に形成された溝１５と弁軸２Ａの外周面に形成された溝１６は、軸受部３（及び弁軸２Ａ）の円周方向において同一の位置に、同一の幅寸法で形成されるのが好ましい。更に回転止めを設ければ常に同位置に保持することができる。
図１２では溝１５、１６はそれぞれ弁軸２Ａに対して上下方向の２箇所に位置しており、弁軸２Ａにおいて上下方向の２箇所に位置している。図１３では溝１５、１６はそれぞれ弁軸２Ａに対して左右方向の２箇所に位置している。
溝１５と溝１６で構成される流路により、空間１４と軸受部３の上流側（図１２で右側）の端部近傍の空間は連通する。
軸受部３の側壁部の内周面に形成された溝１５と弁軸２Ａの外周面に形成された溝１６は、軸受部３の長手方向中心（図示せず）に対して点対称に配置されており、軸受部３内周の周囲方向に等間隔に形成されている。そのため、弁軸２Ａが軸受部３の長手方向中心（中心軸：図示せず）に対して偏寄して摺動することが防止される。
図１２、図１３の第６実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１～図１１の実施形態と同様である。
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The sixth embodiment shown in FIGS. 12 and 13 is an embodiment in which the fourth embodiment shown in FIGS. 6 and 7 and the fifth embodiment shown in FIGS. 9 and 10 are combined. In the valve structure 100-9 shown in FIGS. 12 and 13, the passage through which the hydrogen gas is supplied to or discharged from the
In FIG. 12, the
The
A
Other configurations and effects of the sixth embodiment shown in FIGS. 12 and 13 are the same as those of the embodiment shown in FIGS.
第６実施形態の変形例について、図１４を参照して説明する。
図１４の変形例の弁構造１００－１０では、抵抗付与部５－１０の空間１４に水素ガスを供給／排出する流路として、図１２、図１３で示す軸受部３の側壁部の内周面に形成された溝１５及び弁軸２Ａの外周面に形成された溝１６に加えて、図１と同様に軸受部３の底部３Ａに貫通孔６が穿孔されている。
図１４の変形例におけるその他の構成及び作用効果は、図１２、図１３の第６実施形態と同様である。
明確には図示されていないが、第１実施形態及びその変形例～第６実施形態及びその変形例を適宜組み合わせて、抵抗付与部５の空間１４に水素ガスを供給・排出する流路を構成することが出来る。
また、第１実施形態～第６実施形態における貫通孔６～８、溝１５、１６の断面積を適宜調整し水素ガスの流量を調整することにより、抵抗付与部５によるチャタリング抑制の効果を制御することが出来る。
A modification of the sixth embodiment will be described with reference to FIG.
In the valve structure 100-10 of the modified example of FIG. 14, the inner periphery of the side wall portion of the bearing
Other configurations and effects of the modified example of FIG. 14 are the same as those of the sixth embodiment of FIGS. 12 and 13 .
Although not clearly illustrated, the first embodiment and its modification to the sixth embodiment and its modification are appropriately combined to configure a flow path for supplying and discharging hydrogen gas to and from the
Further, by adjusting the cross-sectional areas of the through
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態は逆止弁について説明しているが、リリーフ弁についても本発明を適用可能である。
It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example and is not intended to limit the technical scope of the present invention.
For example, although the illustrated embodiment describes a check valve, the present invention can also be applied to a relief valve.
１・・・弁座
１Ａ・・・開口部
２・・・弁体
２Ａ・・・弁軸
３・・・軸受部
４・・・弾性体（スプリング）
５～５－１０・・・抵抗付与部
６、７、８・・・貫通孔
９・・・はスペーサー
１０、１４・・・空間
１５、１６・・・溝
１００～１００－１０・・・弁構造
5 to 5-10
Claims (3)
前記弁座側に弾性体によって付勢され、前記開口部から流入する流体の圧力に対応して弁座に着座し或いは弁座から離隔する弁体と、
当該弁体の弁軸が収容される軸受部を含み、
当該軸受部に抵抗付与部が設けられ、
弁軸外周面及び／又は軸受部内周面に溝を設けたことを特徴とする弁構造。 a valve seat having an opening as an inlet for high pressure fluid;
a valve body that is biased toward the valve seat by an elastic body and sits on or separates from the valve seat in response to the pressure of the fluid that flows in from the opening;
including a bearing portion in which the valve shaft of the valve body is accommodated,
A resistance applying part is provided in the bearing part ,
A valve structure characterized in that grooves are provided on the outer peripheral surface of the valve shaft and/or the inner peripheral surface of the bearing portion .
3. The valve structure according to claim 2 , wherein the plurality of grooves are provided at symmetrical positions with respect to the central axis of the bearing portion.
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