高圧流体用バルブ
【課題】バルブの開弁が容易であり、小型化を図ることができる高圧流体用バルブを提供する。
【解決手段】一次側流路Ｒ１に流入する高圧流体を二次側流路Ｒ２に排出する高圧流体用バルブであって、一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２との間に設けられた弁座１１と、この弁座１１に着離可能に設けられた弁体４０と、を備え、弁体４０は、弁座１１から離座するときの移動方向において、一次側流路Ｒ１の高圧流体の圧力が相殺される第１の作用面Ｐ１と、二次側流路Ｒ２の低圧流体の圧力が相殺される第２の作用面Ｐ２と、を備えて構成されることを特徴とする。
【解決手段】一次側流路Ｒ１に流入する高圧流体を二次側流路Ｒ２に排出する高圧流体用バルブであって、一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２との間に設けられた弁座１１と、この弁座１１に着離可能に設けられた弁体４０と、を備え、弁体４０は、弁座１１から離座するときの移動方向において、一次側流路Ｒ１の高圧流体の圧力が相殺される第１の作用面Ｐ１と、二次側流路Ｒ２の低圧流体の圧力が相殺される第２の作用面Ｐ２と、を備えて構成されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ガス等の高圧流体を貯蔵する高圧容器に搭載される高圧流体用バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、燃料電池電気自動車に用いられる水素ガス等の貯蔵を行う場合に、高圧容器が使用されている。燃料電池電気自動車に用いられる水素は、液体に比べて取り扱いが容易であることから気体の状態のものが用いられ、高圧容器のガス供給口には、通流孔を開閉する電磁開閉式の高圧流体用バルブが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に示された高圧流体用バルブは、図４（ａ）に示すように、電磁コイル６０への通電・非通電によりプランジャ６１がコイルに吸引・吸引解除され、弁体６２が弁座６３に着離して高圧容器５０の内部と外部とを連通する弁室Ｖ１を開閉し、水素ガスを供給または停止するようになっている。
弁体６２はパイロット弁６４を備えており、開弁時には、図４（ｂ）に示すように、プランジャ６１によってこのパイロット弁６４が弁体６２よりも先に開弁するように構成されている。つまり、開弁時には、プランジャ６１の作動によってパイロット弁６４が先に開弁し、これによって、弁体６２の一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２との圧力差が小さくされる。そして、パイロット弁６４の開弁に続き、図４（ｃ）に示すように、プランジャ６１によって弁体６２が弁座６３から離座し、弁体６２を通じて高圧容器５０の内部と外部とが連通される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６３８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記したように、従来の高圧流体用バルブでは、パイロット弁６４が弁体６２より先に開かれることで、弁体６２の一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２との圧力差を小さくすることが可能である。
しかしながら、パイロット弁６４のパイロットシートφ１は、バルブシートφ２に比べて小径に形成されてはいるものの、一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２との差圧が大きい場合には、開弁時にプランジャ６１を引く力を大きく設定する必要がある。
具体的には、例えば、一次側流路Ｒ１の圧力を３５ＭＰａ、二次側流路Ｒ２の圧力を１ＭＰａ、φ１＝１とすると、差圧から単純にパイロット弁６４を開くために必要となるプランジャ６１の吸引力Ｎは、次式（１）により求められ、
吸引力Ｎ＝１／４×１×π（パイロットシート面積）×３４ＭＰａ（差圧）・・（１）
２６．７Ｎとなる。つまり、パイロットシートφ１が小径であっても、前記差圧が大きい場合には、結果としてプランジャ６１を引く力を大きく設定する必要がある。
このため、従来の高圧流体用バルブでは、電磁コイル６０を大きくしてプランジャ６１を吸引する力が大きくなるように設定しなければならず、全体が大型化するという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、弁体の開弁が容易であり、小型化を図ることができる高圧流体用バルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために本発明は、一次側流路に流入する高圧流体を二次側流路に排出する高圧流体用バルブであって、前記一次側流路と前記二次側流路との間に設けられた弁座と、この弁座に着離可能に設けられた弁体と、を備え、前記弁体は、前記弁座から離座するときの移動方向において、前記一次側流路の高圧流体の圧力が相殺される第１の作用面と、前記二次側流路の低圧流体の圧力が相殺される第２の作用面と、を備えて構成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、弁座から離座するときの移動方向において、弁体は、一次側流路の高圧流体の圧力が第１の作用面によって相殺され、また、二次側流路の低圧流体の圧力が第２の作用面によって相殺されるので、一次側流路と二次側流路との差圧による、弁座に対する弁体の押し付け力を低減することができる。したがって、従来のように、弁体を離座させる力（プランジャを吸引する力）が大きくなるように電磁コイルを設定する必要がなく、小さな力（吸引力）で吸引することができて、弁体の開閉が容易になる。また、大きな電磁コイルを必要としないので、高圧用流体バルブの小型化を図ることができる。
【０００９】
また本発明は、前記弁座における受圧面積と前記第１の作用面における受圧面積とが同等である構成とするのがよい。このように構成することによって、一次側流路の高圧流体の圧力を第１の作用面によって好適に相殺することができる。
【００１０】
また本発明は、前記一次側流路から区画されて前記弁体の背部側に形成され、前記弁座から当該弁体が離座するときの移動に伴って容積が変化する圧力バランス室と、前記二次側流路と前記圧力バランス室とを連通する連通路とを備え、前記圧力バランス室に前記第１の作用面および前記第２の作用面が設けられている構成とするのがよい。このような高圧流体用バルブによれば、弁体の背部側に形成された圧力バランス室に、連通路を通じて二次側流路の圧力が導入される。圧力バランス室には、第１，第２の作用面が設けられているので、一次側流路の高圧流体の圧力、および二次側流路の低圧流体の圧力がともに相殺され、これによって、一次側流路と二次側流路との差圧に基づいて弁体が弁座に押し付けられる力を低減することができる。
【００１１】
さらに本発明は、前記圧力バランス室は、前記弁体に設けられたシリンダ部と、このシリンダ部に挿入された固定ピストンとによって構成されるのがよい。このような高圧流体用バルブによれば、簡単な構成によって圧力バランス室を形成することができる。
【００１２】
また本発明は、前記固定ピストンは、シール手段を介して前記弁体の前記シリンダ部に嵌挿されているとともに、前記弁体は、前記シリンダ部の外周面に前記一次側流路の高圧流体の圧力が作用する第３の作用面を有してなる構成とするのがよい。このような構成によれば、固定ピストンは、シール手段を介して弁体のシリンダ部に嵌挿されるとともに、一次側流路の高圧流体の圧力は、シリンダ部の外周面の第３の作用面に作用するので、固定ピストンと弁体との間のシール性を好適に確保することができる。
【００１３】
また本発明は、前記弁体に連結されたプランジャと、前記プランジャを前記弁座へ向けて付勢する付勢手段と、前記付勢手段の付勢力に抗して前記プランジャを移動させる電磁コイルとを備えた構成とするのがよい。このような構成によれば、付勢手段によって弁体が弁座に着座したときの高いシール性能を確実にしかも安価に実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、バルブの開弁が容易であり、小型化を図ることができる高圧流体用バルブが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を適宜図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る高圧流体用バルブを示す断面図、図２（ａ）は閉弁時の要部の拡大断面図、図２（ｂ）は開弁時の要部の拡大断面図である。なお、本実施形態では、燃料電池電気自動車に搭載された水素ガスの高圧容器に適用した例を示すが、これに限定される意味ではなく、その他の高圧流体の高圧容器等に対しても適用することができる。また、以下では、「上下」は、高圧流体用バルブを高圧容器に取り付けた状態を基準としている。
【００１６】
図１に示すように、高圧流体用バルブは、高圧容器５０に装着されて、この高圧容器５０に貯留された高圧ガスとしての水素ガスを供給するためのものであり、弁装着体１０と、この弁装着体１０の下部に装着され、電磁コイル２１が装着された円筒状のソレノイド部材２０と、このソレノイド部材２０の内空に配置されたプランジャ３０と、このプランジャ３０を後記する弁座１１へ向けて付勢する付勢手段としての戻しばね３１と、ソレノイド部材２０の上部内空に固定された固定ピストン３５と、この固定ピストン３５が挿入される弁体４０と、を主として備えて構成される。そして、固定ピストン３５が挿入された弁体４０内には、本実施形態の特徴的構成である圧力バランス室４５が形成される。このような高圧流体用バルブは、電磁コイル２１が励磁されると、弁体４０が弁座１１から離座して開弁され、高圧容器５０に貯留された水素ガスを図示しない減圧弁等を介して燃料電池スタックのアノード側に供給する。
【００１７】
以下、各部について詳細に説明する。
弁装着体１０は、高圧容器５０の容器口部５１に装着されて容器口部５１を密閉する段付き円筒状の部材であり、下部外壁に設けられた図示しないねじ部を容器口部５１の内壁に螺着させることで取り付けられる。弁装着体１０内には、弁体４０が対峙する弁室Ｖが形成されており、この弁室Ｖに通じる二次側流路Ｒ２（低圧の水素ガスが通流する流路）が弁装着体１０の上部側方へ向けて形成されている。弁室Ｖには、下側に配置される弁体４０に向けて円筒状の弁座１１が突設されている。弁座１１の下端部は、弁体４０が密着した状態で着座するように、丸く面取りされている。
また、弁装着体１０の内空に面する下部内壁には、ソレノイド部材２０が螺合されるねじ部１２が形成されている。
【００１８】
ソレノイド部材２０は、その上部外壁に形成されたねじ部２２を、弁装着体１０の前記ねじ部１２に螺合することで、弁装着体１０に組み付けられる。ソレノイド部材２０には、ねじ部２２の下方周部につば部２３が形成されており、弁装着体１０にソレノイド部材２０が組み付けられた状態で、弁装着体１０の下端部にこのつば部２３が当接する。これによって、弁装着体１０の内空にソレノイド部材２０が必要以上に挿入されず、弁装着体１０に対するソレノイド部材２０の組み付け状態が確定する。
【００１９】
ソレノイド部材２０には、つば部２３の下方に、高圧容器５０内とソレノイド部材２０の内空とを連通する透孔２４が形成されている。この透孔２４は、高圧容器５０内に貯留された水素ガスの導入ポートとして機能する。本実施形態では、透孔２４がソレノイド部材２０の周方向に所定の間隔を置いて計４個（２個のみ図示）形成されている。また、ソレノイド部材２０の内空は、これらの透孔２４に通じる部分の径寸法がプランジャ３０の外径寸法よりも大きくされており、プランジャ３０の外壁面との間に、透孔２４を通じて導入された水素ガスの一次側流路Ｒ１（高圧の水素ガスが通流する流路）が形成されるようになっている。この一次側流路Ｒ１は、弁体４０の周りを通って弁座１１の側方へ連通している。
【００２０】
電磁コイル２１は、ソレノイド部材２０の下部側に環装されており、ソレノイド部材２０の下部に装着される固定コア２５とともに、カバー２１ｂで覆われている。電磁コイル２１には、ワイヤーハーネス２１ａを介して制御電流が供給され、このワイヤーハーネス２１ａは、弁装着体１０に設けられた図示しない孔部を貫通する等して、高圧容器５０の外部へ引き出され、図示しない制御ユニット等に接続されている。
【００２１】
固定コア２５は、鉄や鉄合金等の磁性材料からなり、ソレノイド部材２０の中空に下側から挿入さてソレノイド部材２０の下端に固定される。
【００２２】
プランジャ３０は、鉄や鉄合金等の磁性材料からなり、その上部にピン３２を介して弁体４０を連結させた状態で、ソレノイド部材２０の内部を上下方向に移動する。固定コア２５とプランジャ３０との間には、圧縮状態で戻しばね３１が介設されており、この戻しばね３１によって、プランジャ３０は弁座１１へ向けて付勢されている。すなわち、プランジャ３０は、制御ユニット等の指令に基づいて電磁コイル２１を励磁したときに、固定コア２５に引き寄せられて下方向に移動し、弁体４０を下方向に引っ張る。なお、固定コア２５とプランジャ３０との間には、プランジャ３０の下方向の移動を許容するスペースＳが形成されている。
【００２３】
固定ピストン３５は、図２（ａ）に示すように、切断面によっては断面ハット状を呈しており、ピストン部３６と、固定用のフランジ部３７とを有している。ピストン部３６は、弁体４０の後記するシリンダ部４２に嵌挿されてシリンダ部４２内に圧力バランス室４５を形成する。ピストン部３６には、周壁部に周状の凹溝３６ａが形成されており、この凹溝３６ａには、シール手段としてのＯリング３６ｂとリング状のシール部材３６ｃとが配設されている。Ｏリング３６ｂは、ゴム等の弾性を有する部材からなり、圧力バランス室４５を封止する。シール部材３６ｃは、樹脂製の材料からなり、Ｏリング３６ｂとともに圧力バランス室４５を封止するとともに、凹溝３６ａ内に配置されるスペーサとして機能し、Ｏリング３６ｂの位置ずれ、はみ出しを規制するようなっている。
フランジ部３７は、図３に示すように、ピストン部３６の下部両側から側方へそれぞれ張り出すように設けられており、ソレノイド部材２０の上部内壁に形成された円筒段部２６に載置された状態で上部内空に嵌め入れられる。
【００２４】
また、固定ピストン３５の上には、リング状の固定部材３８がソレノイド部材２０の上部内壁に対して圧入されて固定される。このような固定部材３８の圧入によって、固定ピストン３５は、図２（ａ）に示すように、ソレノイド部材２０の上部内空から抜け出し不能に固定される。
【００２５】
弁体４０は、図３に示すように、有底円筒状の弁部４１と、弁部４１の下部に連続して形成された円筒状のシリンダ部４２とからなり、プランジャ３０の上部にピン３２を介して連結されている（図１参照）。
弁部４１には、弁装着体１０（図１参照）の弁座１１に当接するシール材４３が装着される。弁部４１およびシール材４３には、弁室Ｖ（図２（ａ）参照）とシリンダ部４２とを連通する連通路４１ａ，４３ａがそれぞれ形成されている。
【００２６】
シリンダ部４２の下部には、図３に示すように、切欠部４２ｂ，４２ｂ（一方のみ図示）が形成されており、この切欠部４２ｂ，４２ｂに固定ピストン３５のフランジ部３７，３７が配置されて、固定ピストン３５のピストン部３６がシリンダ部４２に嵌挿されるようになっている。シリンダ部４２の下部には、ピン３２が嵌め入れられる孔部４２ｃが設けられている。なお、ピン３２は、プランジャ３０の上部に設けられた貫通孔３０ａを介して孔部４２ｃに嵌め入れられる。
【００２７】
固定ピストン３５のピストン部３６がシリンダ部４２に嵌挿されると（シリンダ部４２にピストン部３６が嵌挿されるように、ピストン部３６にシリンダ部４２を被せるようにして装着すると）、シリンダ部４２の内部には、閉弁状態において一次側流路Ｒ１から区画された圧力バランス室４５が形成される。
この圧力バランス室４５は、弁座１１に弁部４１が着離するときの弁体４０の上下移動に伴って、容積が変化するようになっている。このような圧力バランス室４５は、弁座１１に弁体４０が着座した状態で、連通路４１ａ，４３ａを通じて二次側流路Ｒ２にのみ連通し、一次側流路Ｒ１の高圧の水素ガスが流入不可の状態となる。つまり、弁座１１に弁体４０が着座した状態で、圧力バランス室４５には、一次側流路Ｒ１の高圧の水素ガスの圧力が作用することがない。
【００２８】
本実施形態では、図２（ａ）に示すように、弁座１１の径φ４と、圧力バランス室４５の底面（第１の作用面Ｐ１）を形成する固定ピストン３５のピストン部３６の径φ３とを同径としてあり、弁座１１における受圧面積と圧力バランス室４５の底面の受圧面積とが同等となるようにしてある。つまり、一次側流路Ｒ１における高圧の水素ガスの圧力は、弁体４０が弁座１１から離座するときの移動方向に対して作用することがなく、圧力バランス室４５の底面の受圧面積によって実質的に相殺されてキャンセルされるようになっている。
また、圧力バランス室４５の上面は、弁部４１の背部側（下部側）に位置しており、弁体４０が弁座１１から離座するときの移動方向に対して、二次側流路Ｒ２の低圧の水素ガスの圧力をその上面の受圧面積に対応して相殺する第２の作用面Ｐ２として機能するようになっている。
なお、一次側流路Ｒ１における高圧の水素ガスの圧力は、圧力バランス室４５を取り囲むシリンダ部４２の外周面（第３の作用面Ｐ３）４２ａ，弁体４１の側面に作用する。つまり、高圧の水素ガスの圧力は、いずれも弁体４０の移動方向に直交する方向に弁体４０に対して作用する。
【００２９】
次に、水素ガスを供給する際の作用について図２（ａ）（ｂ）を参照して説明する。
図２（ａ）に示すように、水素ガスの非供給時は、戻しばね３１（図１参照）の付勢力によってプランジャ３０が上方向へ移動しており、弁体４０が弁座１１に着座して弁体４０の弁部４１に設けられたシール材４３が弁座１１に密着する。これによって、一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２との間が流通不能に遮断されている。この場合、二次側流路Ｒ２、弁室Ｖおよび圧力バランス室４５が相互に連通した状態となっているので、二次側流路Ｒ２の水素ガスが、弁室Ｖから連通路４１ａ，４３ａを通じて圧力バランス室４５に流入し、圧力バランス室４５は低圧の水素ガスで満たされた状態になる。ここで、圧力バランス室４５の底面側には、固定ピストン３５が嵌挿され、シリンダ部４２と固定ピストン３５との間が、Ｏリング３６ｂ、シール部材３６ｃで封止されているので、圧力バランス室４５に対して一次側流路Ｒ１の高圧の水素ガスが流入することがなく、圧力バランス室４５は低圧の状態に保持されることとなる。
【００３０】
この状態から、図示しない制御ユニット等の指令によって、電磁コイル２１（図１参照）に制御電流が供給されると、図２（ｂ）に示すように、プランジャ３０が固定コア２５（図１参照）に引き寄せられて下方向に移動し、弁体４０が下方向に引っ張られる。これによって、弁座１１から弁部４１が離座し、一次側流路Ｒ１の高圧の水素ガスが二次側流路Ｒ２に通流する。なお、この状態で、圧力バランス室４５は、その容積が小さくされるか、閉じられた状態にされる。
ここで、図２（ａ）に示すように、弁座１１の径φ４と、圧力バランス室４５の底面の径φ３とが同径とされており、弁座１１における受圧面積と圧力バランス室４５の底面の受圧面積とが同等とされているので、圧力バランス室４５の第１の作用面Ｐ１（底面）が、弁体４０が弁座１１から離座するときの移動方向に対し、一次側流路Ｒ１の高圧の水素ガスの圧力を実質的に相殺するように作用し、その高圧の水素ガスの圧力をキャンセルする。
【００３１】
また、圧力バランス室４５の第２の作用面Ｐ２（上面）が、弁部４１の背部側（下部側）に位置して、弁体４０が弁座１１から離座するときの移動方向に対し、二次側流路Ｒ２の低圧の水素ガスの圧力をその受圧面積に対応して相殺するように作用する。
【００３２】
具体的に、例えば、一次側流路Ｒ１の圧力を３５ＭＰａ、二次側流路Ｒ２の圧力を１ＭＰａとし、φ３＝φ４＝１０とすると、弁体４０を開くために必要となる吸引力は、単純に差圧のみに基づいて求めると、次式（２）により、
吸引力＝１／４×（１０２−１０２）π（実質的な受圧面積）×３４ＭＰａ（差圧）・・（２）
０（ゼロ）Ｎとなる。つまり、弁体４０の開弁時にプランジャ３０を引く力が、一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２との差圧に依存しなくなり、一定かつ低設定にすることができる。
【００３３】
なお、図示しない制御ユニット等の指令によって、電磁コイル２１（図１参照）への制御電流の供給が停止されると、プランジャ３０が戻しばね３１の付勢力によって上方向へ移動し、弁体４０の弁部４１が弁座１１に着座する。これによって、一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２とが流通不能に遮断される。
【００３４】
以上説明した実施形態によれば、弁座１１から弁体４０が離座するときの移動方向において、弁体４０は、一次側流路Ｒ１における高圧の水素ガスの圧力が第１の作用面Ｐ１によって相殺され、また、二次側流路Ｒ２における低圧の水素ガスの圧力が第２の作用面Ｐ２によって相殺されるので、一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２との差圧による、弁座１１に対する弁体４０の押し付け力を低減することができる。したがって、従来のように、プランジャ３０を吸引する力が大きくなるように電磁コイル２１として大きなものを使用する必要がなく、小さな吸引力でプランジャ３０を吸引することができて、弁体４０の開閉が容易になる。また、大きな電磁コイルを必要としないので、高圧用流体バルブの小型化を図ることができる。
【００３５】
また、弁座１１における受圧面積と第１の作用面Ｐ１における受圧面積とが同等であるので、一次側流路Ｒ１における高圧の水素ガスの圧力を第１の作用面Ｐ１によって好適に相殺することができる。
【００３６】
また、圧力バランス室４５には、第１，第２の作用面Ｐ１，Ｐ２が設けられているので、一次側流路Ｒ１における高圧の水素ガスの圧力、および二次側流路Ｒ２における低圧の水素ガスの圧力がともに相殺され、これによって、一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２とにおける水素ガスの差圧による、弁座１１に対する弁体４０の押し付け力を低減することができる。
【００３７】
さらに、圧力バランス室４５は、弁体４０に設けられたシリンダ部４２と、このシリンダ部４２に挿入された固定ピストン３５とを備えてなるので、構成が簡単であるとともに、低コストであるという利点が得られる。
【００３８】
また、固定ピストン３５は、Ｏリング３６ｂおよびシール部材３６ｃを介して弁体４０のシリンダ部４２に嵌挿されるとともに、一次側流路Ｒ１における高圧の水素ガスの圧力は、シリンダ部４２の外周面４２ａの第３の作用面Ｐ３に作用するので、固定ピストン３５と弁体４０との間のシール性を好適に確保することができる。
【００３９】
また、戻しばね３１によって弁体４０が弁座１１に着座したときの高いシール性能を確実にしかも安価に実現することができる。
【００４０】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、発明の主旨に応じた適宜の変更実施が可能であることはいうまでもない。例えば、弁体４０や固定ピストン３５、圧力バランス室４５の形状は任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る高圧流体用バルブを示す断面図である。
【図２】（ａ）は閉弁時の要部の拡大断面図、（ｂ）は開弁時の要部の拡大断面図である。
【図３】高圧流体用バルブを構成する主部材の分解斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 弁装着体
１１ 弁座
２０ ソレノイド部材
２１ 電磁コイル
２１ａ ワイヤーハーネス
２４ 透孔
２５ 固定コア
３０ プランジャ
３１ 戻しばね（付勢手段）
３５ 固定ピストン
３６ ピストン部
３６ｂ Ｏリング（シール手段）
３６ｃ シール部材（シール手段）
３８ 固定部材
４０ 弁体
４１ 弁部
４１ａ，４３ａ 連通路
４２ シリンダ部
４２ａ 外周面
４５ 圧力バランス室
５０ 高圧容器
Ｐ１ 第１の作用面
Ｐ２ 第２の作用面
Ｐ３ 第３の作用面
Ｒ１ 一次側流路
Ｒ２ 二次側流路
Ｖ 弁室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ガス等の高圧流体を貯蔵する高圧容器に搭載される高圧流体用バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、燃料電池電気自動車に用いられる水素ガス等の貯蔵を行う場合に、高圧容器が使用されている。燃料電池電気自動車に用いられる水素は、液体に比べて取り扱いが容易であることから気体の状態のものが用いられ、高圧容器のガス供給口には、通流孔を開閉する電磁開閉式の高圧流体用バルブが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に示された高圧流体用バルブは、図４（ａ）に示すように、電磁コイル６０への通電・非通電によりプランジャ６１がコイルに吸引・吸引解除され、弁体６２が弁座６３に着離して高圧容器５０の内部と外部とを連通する弁室Ｖ１を開閉し、水素ガスを供給または停止するようになっている。
弁体６２はパイロット弁６４を備えており、開弁時には、図４（ｂ）に示すように、プランジャ６１によってこのパイロット弁６４が弁体６２よりも先に開弁するように構成されている。つまり、開弁時には、プランジャ６１の作動によってパイロット弁６４が先に開弁し、これによって、弁体６２の一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２との圧力差が小さくされる。そして、パイロット弁６４の開弁に続き、図４（ｃ）に示すように、プランジャ６１によって弁体６２が弁座６３から離座し、弁体６２を通じて高圧容器５０の内部と外部とが連通される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６３８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記したように、従来の高圧流体用バルブでは、パイロット弁６４が弁体６２より先に開かれることで、弁体６２の一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２との圧力差を小さくすることが可能である。
しかしながら、パイロット弁６４のパイロットシートφ１は、バルブシートφ２に比べて小径に形成されてはいるものの、一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２との差圧が大きい場合には、開弁時にプランジャ６１を引く力を大きく設定する必要がある。
具体的には、例えば、一次側流路Ｒ１の圧力を３５ＭＰａ、二次側流路Ｒ２の圧力を１ＭＰａ、φ１＝１とすると、差圧から単純にパイロット弁６４を開くために必要となるプランジャ６１の吸引力Ｎは、次式（１）により求められ、
吸引力Ｎ＝１／４×１×π（パイロットシート面積）×３４ＭＰａ（差圧）・・（１）
２６．７Ｎとなる。つまり、パイロットシートφ１が小径であっても、前記差圧が大きい場合には、結果としてプランジャ６１を引く力を大きく設定する必要がある。
このため、従来の高圧流体用バルブでは、電磁コイル６０を大きくしてプランジャ６１を吸引する力が大きくなるように設定しなければならず、全体が大型化するという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、弁体の開弁が容易であり、小型化を図ることができる高圧流体用バルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために本発明は、一次側流路に流入する高圧流体を二次側流路に排出する高圧流体用バルブであって、前記一次側流路と前記二次側流路との間に設けられた弁座と、この弁座に着離可能に設けられた弁体と、を備え、前記弁体は、前記弁座から離座するときの移動方向において、前記一次側流路の高圧流体の圧力が相殺される第１の作用面と、前記二次側流路の低圧流体の圧力が相殺される第２の作用面と、を備えて構成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、弁座から離座するときの移動方向において、弁体は、一次側流路の高圧流体の圧力が第１の作用面によって相殺され、また、二次側流路の低圧流体の圧力が第２の作用面によって相殺されるので、一次側流路と二次側流路との差圧による、弁座に対する弁体の押し付け力を低減することができる。したがって、従来のように、弁体を離座させる力（プランジャを吸引する力）が大きくなるように電磁コイルを設定する必要がなく、小さな力（吸引力）で吸引することができて、弁体の開閉が容易になる。また、大きな電磁コイルを必要としないので、高圧用流体バルブの小型化を図ることができる。
【０００９】
また本発明は、前記弁座における受圧面積と前記第１の作用面における受圧面積とが同等である構成とするのがよい。このように構成することによって、一次側流路の高圧流体の圧力を第１の作用面によって好適に相殺することができる。
【００１０】
また本発明は、前記一次側流路から区画されて前記弁体の背部側に形成され、前記弁座から当該弁体が離座するときの移動に伴って容積が変化する圧力バランス室と、前記二次側流路と前記圧力バランス室とを連通する連通路とを備え、前記圧力バランス室に前記第１の作用面および前記第２の作用面が設けられている構成とするのがよい。このような高圧流体用バルブによれば、弁体の背部側に形成された圧力バランス室に、連通路を通じて二次側流路の圧力が導入される。圧力バランス室には、第１，第２の作用面が設けられているので、一次側流路の高圧流体の圧力、および二次側流路の低圧流体の圧力がともに相殺され、これによって、一次側流路と二次側流路との差圧に基づいて弁体が弁座に押し付けられる力を低減することができる。
【００１１】
さらに本発明は、前記圧力バランス室は、前記弁体に設けられたシリンダ部と、このシリンダ部に挿入された固定ピストンとによって構成されるのがよい。このような高圧流体用バルブによれば、簡単な構成によって圧力バランス室を形成することができる。
【００１２】
また本発明は、前記固定ピストンは、シール手段を介して前記弁体の前記シリンダ部に嵌挿されているとともに、前記弁体は、前記シリンダ部の外周面に前記一次側流路の高圧流体の圧力が作用する第３の作用面を有してなる構成とするのがよい。このような構成によれば、固定ピストンは、シール手段を介して弁体のシリンダ部に嵌挿されるとともに、一次側流路の高圧流体の圧力は、シリンダ部の外周面の第３の作用面に作用するので、固定ピストンと弁体との間のシール性を好適に確保することができる。
【００１３】
また本発明は、前記弁体に連結されたプランジャと、前記プランジャを前記弁座へ向けて付勢する付勢手段と、前記付勢手段の付勢力に抗して前記プランジャを移動させる電磁コイルとを備えた構成とするのがよい。このような構成によれば、付勢手段によって弁体が弁座に着座したときの高いシール性能を確実にしかも安価に実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、バルブの開弁が容易であり、小型化を図ることができる高圧流体用バルブが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を適宜図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る高圧流体用バルブを示す断面図、図２（ａ）は閉弁時の要部の拡大断面図、図２（ｂ）は開弁時の要部の拡大断面図である。なお、本実施形態では、燃料電池電気自動車に搭載された水素ガスの高圧容器に適用した例を示すが、これに限定される意味ではなく、その他の高圧流体の高圧容器等に対しても適用することができる。また、以下では、「上下」は、高圧流体用バルブを高圧容器に取り付けた状態を基準としている。
【００１６】
図１に示すように、高圧流体用バルブは、高圧容器５０に装着されて、この高圧容器５０に貯留された高圧ガスとしての水素ガスを供給するためのものであり、弁装着体１０と、この弁装着体１０の下部に装着され、電磁コイル２１が装着された円筒状のソレノイド部材２０と、このソレノイド部材２０の内空に配置されたプランジャ３０と、このプランジャ３０を後記する弁座１１へ向けて付勢する付勢手段としての戻しばね３１と、ソレノイド部材２０の上部内空に固定された固定ピストン３５と、この固定ピストン３５が挿入される弁体４０と、を主として備えて構成される。そして、固定ピストン３５が挿入された弁体４０内には、本実施形態の特徴的構成である圧力バランス室４５が形成される。このような高圧流体用バルブは、電磁コイル２１が励磁されると、弁体４０が弁座１１から離座して開弁され、高圧容器５０に貯留された水素ガスを図示しない減圧弁等を介して燃料電池スタックのアノード側に供給する。
【００１７】
以下、各部について詳細に説明する。
弁装着体１０は、高圧容器５０の容器口部５１に装着されて容器口部５１を密閉する段付き円筒状の部材であり、下部外壁に設けられた図示しないねじ部を容器口部５１の内壁に螺着させることで取り付けられる。弁装着体１０内には、弁体４０が対峙する弁室Ｖが形成されており、この弁室Ｖに通じる二次側流路Ｒ２（低圧の水素ガスが通流する流路）が弁装着体１０の上部側方へ向けて形成されている。弁室Ｖには、下側に配置される弁体４０に向けて円筒状の弁座１１が突設されている。弁座１１の下端部は、弁体４０が密着した状態で着座するように、丸く面取りされている。
また、弁装着体１０の内空に面する下部内壁には、ソレノイド部材２０が螺合されるねじ部１２が形成されている。
【００１８】
ソレノイド部材２０は、その上部外壁に形成されたねじ部２２を、弁装着体１０の前記ねじ部１２に螺合することで、弁装着体１０に組み付けられる。ソレノイド部材２０には、ねじ部２２の下方周部につば部２３が形成されており、弁装着体１０にソレノイド部材２０が組み付けられた状態で、弁装着体１０の下端部にこのつば部２３が当接する。これによって、弁装着体１０の内空にソレノイド部材２０が必要以上に挿入されず、弁装着体１０に対するソレノイド部材２０の組み付け状態が確定する。
【００１９】
ソレノイド部材２０には、つば部２３の下方に、高圧容器５０内とソレノイド部材２０の内空とを連通する透孔２４が形成されている。この透孔２４は、高圧容器５０内に貯留された水素ガスの導入ポートとして機能する。本実施形態では、透孔２４がソレノイド部材２０の周方向に所定の間隔を置いて計４個（２個のみ図示）形成されている。また、ソレノイド部材２０の内空は、これらの透孔２４に通じる部分の径寸法がプランジャ３０の外径寸法よりも大きくされており、プランジャ３０の外壁面との間に、透孔２４を通じて導入された水素ガスの一次側流路Ｒ１（高圧の水素ガスが通流する流路）が形成されるようになっている。この一次側流路Ｒ１は、弁体４０の周りを通って弁座１１の側方へ連通している。
【００２０】
電磁コイル２１は、ソレノイド部材２０の下部側に環装されており、ソレノイド部材２０の下部に装着される固定コア２５とともに、カバー２１ｂで覆われている。電磁コイル２１には、ワイヤーハーネス２１ａを介して制御電流が供給され、このワイヤーハーネス２１ａは、弁装着体１０に設けられた図示しない孔部を貫通する等して、高圧容器５０の外部へ引き出され、図示しない制御ユニット等に接続されている。
【００２１】
固定コア２５は、鉄や鉄合金等の磁性材料からなり、ソレノイド部材２０の中空に下側から挿入さてソレノイド部材２０の下端に固定される。
【００２２】
プランジャ３０は、鉄や鉄合金等の磁性材料からなり、その上部にピン３２を介して弁体４０を連結させた状態で、ソレノイド部材２０の内部を上下方向に移動する。固定コア２５とプランジャ３０との間には、圧縮状態で戻しばね３１が介設されており、この戻しばね３１によって、プランジャ３０は弁座１１へ向けて付勢されている。すなわち、プランジャ３０は、制御ユニット等の指令に基づいて電磁コイル２１を励磁したときに、固定コア２５に引き寄せられて下方向に移動し、弁体４０を下方向に引っ張る。なお、固定コア２５とプランジャ３０との間には、プランジャ３０の下方向の移動を許容するスペースＳが形成されている。
【００２３】
固定ピストン３５は、図２（ａ）に示すように、切断面によっては断面ハット状を呈しており、ピストン部３６と、固定用のフランジ部３７とを有している。ピストン部３６は、弁体４０の後記するシリンダ部４２に嵌挿されてシリンダ部４２内に圧力バランス室４５を形成する。ピストン部３６には、周壁部に周状の凹溝３６ａが形成されており、この凹溝３６ａには、シール手段としてのＯリング３６ｂとリング状のシール部材３６ｃとが配設されている。Ｏリング３６ｂは、ゴム等の弾性を有する部材からなり、圧力バランス室４５を封止する。シール部材３６ｃは、樹脂製の材料からなり、Ｏリング３６ｂとともに圧力バランス室４５を封止するとともに、凹溝３６ａ内に配置されるスペーサとして機能し、Ｏリング３６ｂの位置ずれ、はみ出しを規制するようなっている。
フランジ部３７は、図３に示すように、ピストン部３６の下部両側から側方へそれぞれ張り出すように設けられており、ソレノイド部材２０の上部内壁に形成された円筒段部２６に載置された状態で上部内空に嵌め入れられる。
【００２４】
また、固定ピストン３５の上には、リング状の固定部材３８がソレノイド部材２０の上部内壁に対して圧入されて固定される。このような固定部材３８の圧入によって、固定ピストン３５は、図２（ａ）に示すように、ソレノイド部材２０の上部内空から抜け出し不能に固定される。
【００２５】
弁体４０は、図３に示すように、有底円筒状の弁部４１と、弁部４１の下部に連続して形成された円筒状のシリンダ部４２とからなり、プランジャ３０の上部にピン３２を介して連結されている（図１参照）。
弁部４１には、弁装着体１０（図１参照）の弁座１１に当接するシール材４３が装着される。弁部４１およびシール材４３には、弁室Ｖ（図２（ａ）参照）とシリンダ部４２とを連通する連通路４１ａ，４３ａがそれぞれ形成されている。
【００２６】
シリンダ部４２の下部には、図３に示すように、切欠部４２ｂ，４２ｂ（一方のみ図示）が形成されており、この切欠部４２ｂ，４２ｂに固定ピストン３５のフランジ部３７，３７が配置されて、固定ピストン３５のピストン部３６がシリンダ部４２に嵌挿されるようになっている。シリンダ部４２の下部には、ピン３２が嵌め入れられる孔部４２ｃが設けられている。なお、ピン３２は、プランジャ３０の上部に設けられた貫通孔３０ａを介して孔部４２ｃに嵌め入れられる。
【００２７】
固定ピストン３５のピストン部３６がシリンダ部４２に嵌挿されると（シリンダ部４２にピストン部３６が嵌挿されるように、ピストン部３６にシリンダ部４２を被せるようにして装着すると）、シリンダ部４２の内部には、閉弁状態において一次側流路Ｒ１から区画された圧力バランス室４５が形成される。
この圧力バランス室４５は、弁座１１に弁部４１が着離するときの弁体４０の上下移動に伴って、容積が変化するようになっている。このような圧力バランス室４５は、弁座１１に弁体４０が着座した状態で、連通路４１ａ，４３ａを通じて二次側流路Ｒ２にのみ連通し、一次側流路Ｒ１の高圧の水素ガスが流入不可の状態となる。つまり、弁座１１に弁体４０が着座した状態で、圧力バランス室４５には、一次側流路Ｒ１の高圧の水素ガスの圧力が作用することがない。
【００２８】
本実施形態では、図２（ａ）に示すように、弁座１１の径φ４と、圧力バランス室４５の底面（第１の作用面Ｐ１）を形成する固定ピストン３５のピストン部３６の径φ３とを同径としてあり、弁座１１における受圧面積と圧力バランス室４５の底面の受圧面積とが同等となるようにしてある。つまり、一次側流路Ｒ１における高圧の水素ガスの圧力は、弁体４０が弁座１１から離座するときの移動方向に対して作用することがなく、圧力バランス室４５の底面の受圧面積によって実質的に相殺されてキャンセルされるようになっている。
また、圧力バランス室４５の上面は、弁部４１の背部側（下部側）に位置しており、弁体４０が弁座１１から離座するときの移動方向に対して、二次側流路Ｒ２の低圧の水素ガスの圧力をその上面の受圧面積に対応して相殺する第２の作用面Ｐ２として機能するようになっている。
なお、一次側流路Ｒ１における高圧の水素ガスの圧力は、圧力バランス室４５を取り囲むシリンダ部４２の外周面（第３の作用面Ｐ３）４２ａ，弁体４１の側面に作用する。つまり、高圧の水素ガスの圧力は、いずれも弁体４０の移動方向に直交する方向に弁体４０に対して作用する。
【００２９】
次に、水素ガスを供給する際の作用について図２（ａ）（ｂ）を参照して説明する。
図２（ａ）に示すように、水素ガスの非供給時は、戻しばね３１（図１参照）の付勢力によってプランジャ３０が上方向へ移動しており、弁体４０が弁座１１に着座して弁体４０の弁部４１に設けられたシール材４３が弁座１１に密着する。これによって、一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２との間が流通不能に遮断されている。この場合、二次側流路Ｒ２、弁室Ｖおよび圧力バランス室４５が相互に連通した状態となっているので、二次側流路Ｒ２の水素ガスが、弁室Ｖから連通路４１ａ，４３ａを通じて圧力バランス室４５に流入し、圧力バランス室４５は低圧の水素ガスで満たされた状態になる。ここで、圧力バランス室４５の底面側には、固定ピストン３５が嵌挿され、シリンダ部４２と固定ピストン３５との間が、Ｏリング３６ｂ、シール部材３６ｃで封止されているので、圧力バランス室４５に対して一次側流路Ｒ１の高圧の水素ガスが流入することがなく、圧力バランス室４５は低圧の状態に保持されることとなる。
【００３０】
この状態から、図示しない制御ユニット等の指令によって、電磁コイル２１（図１参照）に制御電流が供給されると、図２（ｂ）に示すように、プランジャ３０が固定コア２５（図１参照）に引き寄せられて下方向に移動し、弁体４０が下方向に引っ張られる。これによって、弁座１１から弁部４１が離座し、一次側流路Ｒ１の高圧の水素ガスが二次側流路Ｒ２に通流する。なお、この状態で、圧力バランス室４５は、その容積が小さくされるか、閉じられた状態にされる。
ここで、図２（ａ）に示すように、弁座１１の径φ４と、圧力バランス室４５の底面の径φ３とが同径とされており、弁座１１における受圧面積と圧力バランス室４５の底面の受圧面積とが同等とされているので、圧力バランス室４５の第１の作用面Ｐ１（底面）が、弁体４０が弁座１１から離座するときの移動方向に対し、一次側流路Ｒ１の高圧の水素ガスの圧力を実質的に相殺するように作用し、その高圧の水素ガスの圧力をキャンセルする。
【００３１】
また、圧力バランス室４５の第２の作用面Ｐ２（上面）が、弁部４１の背部側（下部側）に位置して、弁体４０が弁座１１から離座するときの移動方向に対し、二次側流路Ｒ２の低圧の水素ガスの圧力をその受圧面積に対応して相殺するように作用する。
【００３２】
具体的に、例えば、一次側流路Ｒ１の圧力を３５ＭＰａ、二次側流路Ｒ２の圧力を１ＭＰａとし、φ３＝φ４＝１０とすると、弁体４０を開くために必要となる吸引力は、単純に差圧のみに基づいて求めると、次式（２）により、
吸引力＝１／４×（１０２−１０２）π（実質的な受圧面積）×３４ＭＰａ（差圧）・・（２）
０（ゼロ）Ｎとなる。つまり、弁体４０の開弁時にプランジャ３０を引く力が、一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２との差圧に依存しなくなり、一定かつ低設定にすることができる。
【００３３】
なお、図示しない制御ユニット等の指令によって、電磁コイル２１（図１参照）への制御電流の供給が停止されると、プランジャ３０が戻しばね３１の付勢力によって上方向へ移動し、弁体４０の弁部４１が弁座１１に着座する。これによって、一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２とが流通不能に遮断される。
【００３４】
以上説明した実施形態によれば、弁座１１から弁体４０が離座するときの移動方向において、弁体４０は、一次側流路Ｒ１における高圧の水素ガスの圧力が第１の作用面Ｐ１によって相殺され、また、二次側流路Ｒ２における低圧の水素ガスの圧力が第２の作用面Ｐ２によって相殺されるので、一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２との差圧による、弁座１１に対する弁体４０の押し付け力を低減することができる。したがって、従来のように、プランジャ３０を吸引する力が大きくなるように電磁コイル２１として大きなものを使用する必要がなく、小さな吸引力でプランジャ３０を吸引することができて、弁体４０の開閉が容易になる。また、大きな電磁コイルを必要としないので、高圧用流体バルブの小型化を図ることができる。
【００３５】
また、弁座１１における受圧面積と第１の作用面Ｐ１における受圧面積とが同等であるので、一次側流路Ｒ１における高圧の水素ガスの圧力を第１の作用面Ｐ１によって好適に相殺することができる。
【００３６】
また、圧力バランス室４５には、第１，第２の作用面Ｐ１，Ｐ２が設けられているので、一次側流路Ｒ１における高圧の水素ガスの圧力、および二次側流路Ｒ２における低圧の水素ガスの圧力がともに相殺され、これによって、一次側流路Ｒ１と二次側流路Ｒ２とにおける水素ガスの差圧による、弁座１１に対する弁体４０の押し付け力を低減することができる。
【００３７】
さらに、圧力バランス室４５は、弁体４０に設けられたシリンダ部４２と、このシリンダ部４２に挿入された固定ピストン３５とを備えてなるので、構成が簡単であるとともに、低コストであるという利点が得られる。
【００３８】
また、固定ピストン３５は、Ｏリング３６ｂおよびシール部材３６ｃを介して弁体４０のシリンダ部４２に嵌挿されるとともに、一次側流路Ｒ１における高圧の水素ガスの圧力は、シリンダ部４２の外周面４２ａの第３の作用面Ｐ３に作用するので、固定ピストン３５と弁体４０との間のシール性を好適に確保することができる。
【００３９】
また、戻しばね３１によって弁体４０が弁座１１に着座したときの高いシール性能を確実にしかも安価に実現することができる。
【００４０】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、発明の主旨に応じた適宜の変更実施が可能であることはいうまでもない。例えば、弁体４０や固定ピストン３５、圧力バランス室４５の形状は任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る高圧流体用バルブを示す断面図である。
【図２】（ａ）は閉弁時の要部の拡大断面図、（ｂ）は開弁時の要部の拡大断面図である。
【図３】高圧流体用バルブを構成する主部材の分解斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 弁装着体
１１ 弁座
２０ ソレノイド部材
２１ 電磁コイル
２１ａ ワイヤーハーネス
２４ 透孔
２５ 固定コア
３０ プランジャ
３１ 戻しばね（付勢手段）
３５ 固定ピストン
３６ ピストン部
３６ｂ Ｏリング（シール手段）
３６ｃ シール部材（シール手段）
３８ 固定部材
４０ 弁体
４１ 弁部
４１ａ，４３ａ 連通路
４２ シリンダ部
４２ａ 外周面
４５ 圧力バランス室
５０ 高圧容器
Ｐ１ 第１の作用面
Ｐ２ 第２の作用面
Ｐ３ 第３の作用面
Ｒ１ 一次側流路
Ｒ２ 二次側流路
Ｖ 弁室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側流路に流入する高圧流体を二次側流路に排出する高圧流体用バルブであって、
前記一次側流路と前記二次側流路との間に設けられた弁座と、電磁コイルにより前記弁座に着離可能に設けられた弁体と、を備え、
前記弁体は、前記弁座から離座するときの移動方向において、
前記一次側流路の高圧流体の圧力が相殺される第１の作用面と、
前記二次側流路の低圧流体の圧力が相殺される第２の作用面と、を備えて構成されることを特徴とする高圧流体用バルブ。
【請求項２】
前記弁座における受圧面積と前記第１の作用面における受圧面積とが同等であることを特徴とする請求項１に記載の高圧流体用バルブ。
【請求項３】
前記一次側流路から区画されて前記弁体の背部側に形成され、前記弁座から当該弁体が離座するときの移動に伴って容積が変化する圧力バランス室と、
前記二次側流路と前記圧力バランス室とを連通する連通路とを備え、
前記圧力バランス室に前記第１の作用面および前記第２の作用面が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高圧流体用バルブ。
【請求項４】
前記圧力バランス室は、前記弁体に設けられたシリンダ部と、このシリンダ部に挿入された固定ピストンとによって構成されることを特徴とする請求項３に記載の高圧流体用バルブ。
【請求項５】
前記固定ピストンは、シール手段を介して前記弁体の前記シリンダ部に嵌挿されているとともに、
前記弁体は、前記シリンダ部の外周面に前記一次側流路の高圧流体の圧力が作用する第３の作用面を有してなることを特徴とする請求項４に記載の高圧流体用バルブ。
【請求項６】
前記弁体に連結されたプランジャと、前記プランジャを前記弁座へ向けて付勢する付勢手段と、前記付勢手段の付勢力に抗して前記プランジャを移動させる電磁コイルとを備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の高圧流体用バルブ。
【請求項１】
一次側流路に流入する高圧流体を二次側流路に排出する高圧流体用バルブであって、
前記一次側流路と前記二次側流路との間に設けられた弁座と、電磁コイルにより前記弁座に着離可能に設けられた弁体と、を備え、
前記弁体は、前記弁座から離座するときの移動方向において、
前記一次側流路の高圧流体の圧力が相殺される第１の作用面と、
前記二次側流路の低圧流体の圧力が相殺される第２の作用面と、を備えて構成されることを特徴とする高圧流体用バルブ。
【請求項２】
前記弁座における受圧面積と前記第１の作用面における受圧面積とが同等であることを特徴とする請求項１に記載の高圧流体用バルブ。
【請求項３】
前記一次側流路から区画されて前記弁体の背部側に形成され、前記弁座から当該弁体が離座するときの移動に伴って容積が変化する圧力バランス室と、
前記二次側流路と前記圧力バランス室とを連通する連通路とを備え、
前記圧力バランス室に前記第１の作用面および前記第２の作用面が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高圧流体用バルブ。
【請求項４】
前記圧力バランス室は、前記弁体に設けられたシリンダ部と、このシリンダ部に挿入された固定ピストンとによって構成されることを特徴とする請求項３に記載の高圧流体用バルブ。
【請求項５】
前記固定ピストンは、シール手段を介して前記弁体の前記シリンダ部に嵌挿されているとともに、
前記弁体は、前記シリンダ部の外周面に前記一次側流路の高圧流体の圧力が作用する第３の作用面を有してなることを特徴とする請求項４に記載の高圧流体用バルブ。
【請求項６】
前記弁体に連結されたプランジャと、前記プランジャを前記弁座へ向けて付勢する付勢手段と、前記付勢手段の付勢力に抗して前記プランジャを移動させる電磁コイルとを備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の高圧流体用バルブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１１５９６５（Ｐ２００８−１１５９６５Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３００５３１（Ｐ２００６−３００５３１）
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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