JP4663447B2 - 弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、機器に取り付けられる取付部材に弁ユニットを取り付けた弁装置、特に、機器としての高圧水素ガスを充填した高圧水素タンクの口部に装着した取付部材に弁ユニットを取り付けた弁装置に関する。

従来より、特許文献１にあるように、高圧水素タンクの口部に装着した取付部材に弁ユニットを取り付けた弁装置では、取付部材に、軸方向に沿って、順に主弁座取付孔、ガイド部材取付孔、プランジャ収納孔、電磁部収納孔を同軸上に形成する。主弁座取付孔には主弁座が設けられた主弁座支持部材が挿入され、ガイド部材取付孔には筒状のガイド部材が螺着されている。また、プランジャ収納部にはプランジャが移動可能に収納され、電磁部収納孔にはコイルやコア等が収納されている。
特開２００５−２３９７５号公報（段落番号００１７〜００３９、図４）

しかしながら、こうした従来のものでは、取付部材に、主弁座支持部材、ガイド部材、プランジャ、コイルやコア等を取り付けなければならず、取付作業が煩雑で、特に、取付部材が大型のものであると、取り扱い難く、取付作業が煩雑であるという問題があった。

本発明の課題は、取付部材への弁ユニットの取付作業が容易な弁装置を提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
機器に取り付けられ、流路孔が形成された取付部材と、移動自在な弁体を有すると共に前記弁体が着離する弁座を有する弁ユニットとを備え、
前記弁ユニットのハウジングに収納孔と該収納孔より小径の貫通孔とを連設すると共に、取付座面を形成し、前記弁体と前記弁座とを設けコイルを装着した弁座部材と固定鉄心とを前記収納孔に収納し、また、前記弁座部材の挿着部にポート孔を形成し前記挿着部を前記貫通孔に挿入して前記挿着部を前記取付座面から突出させた前記弁ユニットを形成し、
かつ、前記取付部材には平坦面と該平坦面に開口され前記流路孔に連通した取付孔とを設け、前記取付孔に前記挿着部を挿入して、前記ポート孔と前記流路孔とを連通し、
また、前記取付座面と前記平坦面とを圧接して前記弁ユニットを前記取付部材に固定する固定手段を備えたことを特徴とする弁装置がそれである。

前記固定手段は、前記取付部材に形成された雄ねじ部と、前記弁ユニットに形成された鍔部に回動自在に外嵌して前記雄ねじ部に螺着する環状部材とを備える構成としてもよい。更に、前記挿着部と前記取付孔との間に流体の漏出を防止する密封部材を設けた構成としてもよい。

前記弁体は磁性体で形成された可動鉄心である構成でもよい。また、前記取付座面と前記平坦面との当接で前記取付部材内を通された電気配線と前記コイルからのリード線とを接続するコネクタを設けてもよく、あるいは、前記弁体の前記弁座への着離で前記ポート孔と連通遮断される流路を前記可動鉄心及び前記固定鉄心に形成した構成としてもよい。

請求項１に記載の発明は、弁ユニットのハウジングに収納孔と収納孔より小径の貫通孔とを連設すると共に、取付座面を形成し、そして、弁体と弁座とを設けコイルを装着した弁座部材と固定鉄心とを収納孔に収納し、また、弁座部材の挿着部にポート孔を形成し挿着部を貫通孔に挿入して挿着部を取付座面から突出させた弁ユニットを形成する。そして、弁ユニットの挿着部を取付部材の取付孔に挿入し、固定手段により弁ユニットの取付座面と取付部材の平坦面とを圧接して弁ユニットを取付部材に固定する。このため、弁ユニットを取付部材に取り付けることで、弁体、弁座を併せて取付部材に取り付けることができるから、従来の弁装置の如き、各構成部材をそれぞれ取付部材に取り付けなくてよく、取付部材への取付を容易にすることができるという効果を奏する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の効果に加え、固定手段は、取付部材に形成された雄ねじ部と、弁ユニットに形成された鍔部に回動自在に外嵌して雄ねじ部に螺着する環状部材とを備え、弁ユニットを回動することなく取付部材に固定できるので、取付が更に容易である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明の効果に加え、挿着部と取付孔との間には流体の漏出を防止する密封部材を設けているため、弁ユニットの取り付けに際して、取付部材の取付孔との間に設けた密封部材に弁ユニットの回動に伴う回動力を作用することなくできるので、密封部材の回動による損傷を良好に防止することができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明の効果に加え、弁体を磁性体で形成することにより、弁体を可動鉄心として作用させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明の効果に加え、取付座面と平坦面との当接で取付部材内を通された電気配線とコイルからのリード線とを接続するコネクタを設けたので、電気配線とリード線とを簡単に接続できる。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明の効果に加え、弁体の弁座への着離でポート孔と連通遮断される流路を可動鉄心及び固定鉄心に形成しているため、流路を形成する別部材を設けなくてよく、装置全体を小型化することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１は取付部材で、取付部材１は図示しない高圧水素ガスを充填した機器としての高圧水素タンクの口部に装着されている。高圧水素タンクの口部に装着された取付部材１の先端には、弁ユニット２が取り付けられて、弁ユニット２が高圧水素タンクの内部に配置されている。

取付部材１には、高圧水素タンクの外部と内部とを連通するように、流路孔４が形成されており、また、取付部材１には高圧水素タンクの内部の先端に平坦面６が形成されており、流路孔４に連通した取付孔８が平坦面６に開口して平坦面６と垂直に形成されている。取付部材１の先端外周には取付孔８と同軸上に雄ねじ部１０が形成されている。

弁ユニット２には、平坦な取付座面１２が設けられると共に、取付座面１２から突出した挿着部１４が設けられている。挿着部１４は取付座面１２に対して垂直に形成されている。弁ユニット２の挿着部１４が取付孔８に挿入されると共に、弁ユニット２の取付座面１２が取付部材１の平坦面６に当接されている。

弁ユニット２の挿着部１４は、本実施形態では、弁ユニット２の弁座部材１６の一部としてその先端側に一体に形成されている。弁座部材１６には軸方向に後端から取付孔８側の先端に向かって摺動孔１８が形成されており、摺動孔１８には弁体２０が移動可能に挿入されている。摺動孔１８にはポート孔２２が連接されており、ポート孔２２は挿着部１４の先端に開口されて、取付孔８と連通されている。挿着部１４の外周には、Ｏリングを用いた密封部材２４が嵌着されており、挿着部１４と取付孔８との間からの流体の漏出を防止している。

弁座部材１６の摺動孔１８とポート孔２２との間には、弁座２６が形成されており、弁座２６には移動可能な弁体２０が着離して、摺動孔１８とポート孔２２とを連通遮断することができるように構成されている。

弁体２０には、その軸方向に反弁座２６側から順に、収納孔２８、有底孔３０、連通孔３２，３４が連設されており、弁体２０内を通る流路３６が収納孔２８、有底孔３０、連通孔３２，３４により形成されて、摺動孔１８内が弁体２０内の流路３６を介して連通されている。

取付部材１の外側にある弁座部材１６の外周には、コイル３８が装着されており、弁座部材１６の後端には、固定鉄心４０が摺動孔１８に先端を挿入して取り付けられている。固定鉄心４０は磁性体で形成されると共に、弁体２０が磁性体で形成されて、弁体２０が可動鉄心としても作用するよう構成されている。また、弁座部材１６は軸方向の中間が磁性体で形成され、前後方向の両端側が非磁性体で形成されている。本実施形態では、弁座部材１６、弁体（可動鉄心）２０、コイル３８、固定鉄心４０により電磁石４１が構成されている。

固定鉄心４０には、その軸方向に弁体２０側から順に、収納孔４２、連通孔４４、大径孔４６が形成されており、固定鉄心４０内を通る流路４８が収納孔４２、連通孔４４、大径孔４６により形成されている。大径孔４６にはフィルタ５０が挿着されている。

弁体２０の収納孔２８と、固定鉄心４０の収納孔４２とには、コイルスプリングを用いた付勢部材５２が収納されており、付勢部材５２の付勢力により、弁体２０が弁座２６に着座するように付勢されている。

弁座部材１６、コイル３８、固定鉄心４０は、ハウジング５４内に収納されている。ハウジング５４には軸方向に収納孔５６と収納孔５６より小径の貫通孔５７とが連設されており、貫通孔５７に直交して平坦な取付座面１２がハウジング５４に形成されている。貫通孔５７に弁座部材１６の挿着部１４が挿入されて、挿着部１４がハウジング５４の取付座面１２から突出されると共に、収納孔５６に、弁座部材１６の後側、コイル３８、固定鉄心４０が収納されている。

収納孔５６には、栓部材５８が螺着され、栓部材５８にはその軸方向にポート孔６０が貫通形成されて、ポート孔６０が大径孔４６に連通されている。栓部材５８をハウジング５４に螺着してピン６１を挿入することにより弛み止めが図られると共に、弁座部材１６、コイル３８、固定鉄心４０、ハウジング５４が一体的に固定されて、弁ユニット２が一体として組立形成される。

ハウジング５４には、取付座面１２が径方向外側に拡張されて、径方向外側に突き出された鍔部６２が形成されている。ハウジング５４は、環状部材６４の挿入孔６６に回動可能に挿入されており、挿入孔６６の内径は鍔部６２の外径よりも小さく形成されている。

環状部材６４には、挿入孔６６に連設して雌ねじ部６８が形成されており、雌ねじ部６８は取付部材１の雄ねじ部１０に螺着されている。雌ねじ部６８の内径は鍔部６２の外径よりも大きく、鍔部６２に環状部材６４が回動可能に外嵌されている。図２に示すように、環状部材６４の外周は六角形に形成されて、図示しないスパナ等の工具により回転できるように構成されている。尚、本実施形態では、鍔部６２、環状部材６４、雄ねじ部１０により固定手段を構成している。

取付部材１の平坦面６と弁ユニット２の取付座面１２との間には、コネクタ７０が配置されており、本実施形態では、コネクタ７０の雄コネクタ７２が取付部材１の平坦面６側に、雌コネクタ７４が弁ユニット２の取付座面１２側に配置されている。雄コネクタ７２と雌コネクタ７４とは、取付部材１の平坦面６と弁ユニット２の取付座面１２とを当接された際に、接続されるように配置されている。

雄コネクタ７２には取付部材１に形成された通路孔７６に挿入された電気配線７８の一端が接続されており、電気配線の他端は取付部材１内を通り、外部の制御装置等に接続される。雌コネクタ７４にはコイル３８のリード線８０が接続されている。

次に、前述した本実施形態の弁装置の作動について説明する。
コイル３８が非励磁の状態であるときには、図１に示すように、弁体２０は付勢部材５２の付勢力により弁座２６に着座する。よって、ポート孔２２と流路３６，４８とは遮断される。

一方、外部からの電気信号により、電気配線７８、雄コネクタ７２、雌コネクタ７４、リード線８０を介してコイル３８が励磁されると、弁体２０は付勢部材５２の付勢力に抗して固定鉄心４０に吸引され、摺動孔１８内を移動して、弁体２０が弁座２６から離座する。

よって、流路４８，３６とポート孔２２とが連通され、ポート孔６０、フィルタ５０、連通孔４４、収納孔４２、摺動孔１８、収納孔２８、有底孔３０、連通孔３２，３４、摺動孔１８、ポート孔２２、取付孔８、流路孔４を通って流体が流れる。

本実施形態の弁装置を組み立てる際には、まず、弁座部材１６、コイル３８、固定鉄心４０、ハウジング５４、栓部材５８が一体的に固定されて、弁ユニット２が一体に組み立てられる。そして、ハウジング５４を環状部材６４の挿入孔６６に通し、雄コネクタ７２と雌コネクタ７４との位置を合わせて接続すると共に、弁ユニット２の取付座面１２を取付部材１の平坦面６に当接する。

環状部材６４を工具で回転させることにより、環状部材６４の雌ねじ部６８を取付部材１の雄ねじ部１０に螺入する。これにより、弁ユニット２の取付座面１２と取付部材１の平坦面６とが圧接されて、弁ユニット２の取付部材１への取付を完了する。

このように、弁ユニット２を組み立ててから、弁ユニット２を取付部材１に取り付けるので、弁体２０、弁座２６を併せて取付部材１に取り付けることができ、従来の弁装置の如き、各構成部材をそれぞれ取付部材１に取り付けなくてよく、取付部材１への取付を容易にすることができる。

また、環状部材６４を回転させ、環状部材６４の雌ねじ部６８を取付部材１の雄ねじ部１０に螺入するので、弁ユニット２を回動することなく取付部材１に固定でき、取付が容易である。更に、挿着部１４と取付孔８との間に密封部材２４を設けているため、弁ユニット２の取り付けに際して、密封部材２４に弁ユニット２の回動に伴う回動力を作用することなくできるので、密封部材２４の回動による損傷を良好に防止することができる。

しかも、弁ユニット２に電磁石４１を備えていても、取付部材１への取付を容易にすることができる。また、取付座面１２と平坦面６との当接で取付部材１内を通された電気配線７８とコイル３８からのリード線８０とを接続するコネクタ７０を設けたので、電気配線７８とリード線８０とを簡単に接続できる。更に、弁体２０の弁座２６への着離でポート孔２２と連通遮断される流路３６，４８を弁体（可動鉄心）２０及び固定鉄心４０に形成しているため、流路３６，４０を形成する別部材を設けなくてよく、装置全体を小型化することができる。

次に、前述した本実施形態と異なる第２実施形態の弁装置について、図３、図４によって説明する。尚、前述した弁装置と同じ部材については、同一番号を付して詳細な説明を省略する。

本第２実施形態は、前述した実施形態と固定手段が異なり、取付部材１の取付孔８に連設して、雌ねじ孔９０、雌ねじ孔９０よりも小径の小径孔９２が形成され、小径孔９２に流路孔４が連通されている。弁座部材１６の挿着部１４には、雌ねじ孔９０に螺入される雄ねじ部９４が形成されると共に、雄ねじ部９４よりも先端側に小径孔９２に挿入される小径部９６が形成されている。小径孔９２と小径部９６との間に密封部材２４が設けられている。

また、取付部材１の通路孔７６から引き出された電気配線７８と、ハウジング５４から引き出されたコイル３８のリード線８０とがコネクタ９８を介して接続されている。栓部材５８のポート孔６０の一部が六角孔９９に形成されて、図示しない棒スパナ等の工具を挿入できるように構成されている。

本第２実施形態の弁装置を組み立てる際には、前述したと同様に、まず、弁ユニット２を組み立てる。そして、取付部材１の取付孔８に挿着部１４を挿入すると共に、雌ねじ孔９０に雄ねじ部９４を螺入し、小径孔９２に小径部９６を挿入する。その際、六角孔９９に工具を挿入して、回転させることにより、雌ねじ孔９０に雄ねじ部９４を螺入できる。

本第２実施形態では、栓部材５８とハウジング５４とがピン１０１により一体回転するように構成されると共に、ハウジング５４と弁座部材１６とがピン１０２により一体回転するように構成されている。

この第２実施形態の場合、栓部材５８を回転させることにより、雌ねじ孔９０に雄ねじ部９４を螺入し、弁ユニット２の取付座面１２と取付部材１の平坦面６とを圧接して、弁ユニット２の取付部材１への取付を完了する。このように、弁ユニット２を組み立ててから、弁ユニット２を取付部材１に取り付けるので、弁体２０、弁座２６を併せて取付部材１に取り付けることができ、従来の弁装置の如き、各構成部材をそれぞれ取付部材１に取り付けなくてよく、取付部材１への取付を容易にすることができる。

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

本発明の一実施形態としての弁装置の断面図である。 図１のＡ矢視図である。 第２実施形態としての弁装置の断面図である。 図３のＢ矢視図である。

符号の説明

１…取付部材 ２…弁ユニット
４…流路孔 ６…平坦面
８…取付孔 １０…雄ねじ部
１２…取付座面 １４…挿着部
１６…弁座部材 １８…摺動孔
２０…弁体 ２２…ポート孔
２４…密封部材 ２６…弁座
３６，４８…流路 ３８…コイル
４０…固定鉄心 ４１…電磁石
５２…付勢部材 ５４…ハウジング
５８…栓部材 ６２…鍔部
６４…環状部材 ７０，９８…コネクタ
７８…電気配線 ８０…リード線
９０…雌ねじ孔 ９４…雄ねじ部
９９…六角孔

Claims (6)

1. 機器に取り付けられ、流路孔が形成された取付部材と、移動自在な弁体を有すると共に前記弁体が着離する弁座を有する弁ユニットとを備え、
   前記弁ユニットのハウジングに収納孔と該収納孔より小径の貫通孔とを連設すると共に、取付座面を形成し、前記弁体と前記弁座とを設けコイルを装着した弁座部材と固定鉄心とを前記収納孔に収納し、また、前記弁座部材の挿着部にポート孔を形成し前記挿着部を前記貫通孔に挿入して前記挿着部を前記取付座面から突出させた前記弁ユニットを形成し、
   かつ、前記取付部材には平坦面と該平坦面に開口され前記流路孔に連通した取付孔とを設け、前記取付孔に前記挿着部を挿入して、前記ポート孔と前記流路孔とを連通し、
   また、前記取付座面と前記平坦面とを圧接して前記弁ユニットを前記取付部材に固定する固定手段を備えたことを特徴とする弁装置。
2. 前記固定手段は、前記取付部材に形成された雄ねじ部と、前記弁ユニットに形成された鍔部に回動自在に外嵌して前記雄ねじ部に螺着する環状部材とを備えることを特徴とする請求項１に記載の弁装置。
3. 前記挿着部と前記取付孔との間に流体の漏出を防止する密封部材を設けたことを特徴とする請求項２に記載の弁装置。
4. 前記弁体は磁性体で形成された可動鉄心であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の弁装置。
5. 前記取付座面と前記平坦面との当接で前記取付部材内を通された電気配線と前記コイルからのリード線とを接続するコネクタを設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の弁装置。
6. 前記弁体の前記弁座への着離で前記ポート孔と連通遮断される流路を前記可動鉄心及び前記固定鉄心に形成したことを特徴とする請求項４に記載の弁装置。

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