JP7567387B2 - Pressure reducing valve - Google Patents
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Description
本発明は、減圧弁に関する。 The present invention relates to a pressure reducing valve.
従来、例えば特許文献1に記載されるように、一次ポートから供給される流体の圧力(以下、一次圧という。)を所定圧以下となるように減圧して二次ポートに送出する減圧弁がある。こうした減圧弁は、一次ポート及び二次ポートに連通するガス流路を有するボディと、ガス流路内に配置される弁座と、弁座に対して接離する弁体と、弁体を弁座から離間させる方向に付勢する付勢部材とを備えている。弁体は、一次圧と減圧弁により減圧された圧力(以下、二次圧という。)との差圧及び付勢部材の付勢力に応じて移動する。そして、弁体の位置に応じて減圧弁の開度が変化することにより、二次圧が所定圧以下となるように調整される。 As described in Patent Document 1, for example, there is a pressure reducing valve that reduces the pressure of a fluid supplied from a primary port (hereinafter referred to as primary pressure) to a predetermined pressure or less and sends it to a secondary port. Such a pressure reducing valve includes a body having a gas flow path communicating with the primary port and the secondary port, a valve seat disposed in the gas flow path, a valve body that moves toward and away from the valve seat, and a biasing member that biases the valve body in a direction to move it away from the valve seat. The valve body moves according to the pressure difference between the primary pressure and the pressure reduced by the pressure reducing valve (hereinafter referred to as secondary pressure) and the biasing force of the biasing member. The opening of the pressure reducing valve changes according to the position of the valve body, thereby adjusting the secondary pressure to a predetermined pressure or less.
ところで、上記従来の構成では、弁体が弁座に着座した閉弁時において、弁体が二次圧に応じて弁座に押し付けられることにより、弁座が過度に変形することがある。その結果、弁座が劣化しやすくなり、例えば寿命の低下を招くおそれがある。 However, in the above conventional configuration, when the valve is closed with the valve disc seated on the valve seat, the valve disc is pressed against the valve seat in response to the secondary pressure, which can cause the valve seat to deform excessively. As a result, the valve seat becomes more susceptible to deterioration, which can lead to, for example, a shortened lifespan.
本発明の目的は、弁座の過度な変形を抑制できる減圧弁を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a pressure reducing valve that can suppress excessive deformation of the valve seat.
上記課題を解決する減圧弁は、ガス流路を有するボディと、前記ガス流路に配置される弁座と、前記ガス流路における前記弁座の下流側に配置され、該弁座に対して接離する弁体と、前記弁体を前記弁座から離間させる方向に付勢する付勢部材と、前記弁体の外周面に装着される少なくとも1つのシール部材と、を備えるものであって、前記弁体は、前記弁座に着座可能な頭部と、前記少なくとも1つのシール部材のうち、最も前記頭部寄りの位置に設けられた先端シール部材よりも該頭部寄りに位置する当接部と、を含み、前記ボディは、前記当接部に当接することにより前記弁体の上流側への移動を規制するストッパを含む。 The pressure reducing valve that solves the above problem includes a body having a gas flow path, a valve seat arranged in the gas flow path, a valve body arranged downstream of the valve seat in the gas flow path and moving toward and away from the valve seat, a biasing member that biases the valve body in a direction to move it away from the valve seat, and at least one seal member attached to the outer circumferential surface of the valve body, the valve body including a head that can be seated on the valve seat and an abutment portion that is located closer to the head than the tip seal member of the at least one seal member that is provided at a position closest to the head, and the body includes a stopper that restricts the movement of the valve body upstream by abutting against the abutment portion.
上記構成によれば、当接部がストッパに当接することで、弁体が上流側に移動することが規制されるため、弁座が過度に変形することを抑制でき、ひいては弁座の寿命の低下を抑制できる。 According to the above configuration, the abutment portion abuts against the stopper, restricting the valve body from moving upstream, thereby preventing the valve seat from being excessively deformed, and thus preventing a decrease in the lifespan of the valve seat.
ここで、弁座を過度に変形させないという観点からは、弁体が上流側に移動した際に、当接部がなるべく早くストッパに当接することが望ましい。一方、一次圧を適切に減圧する観点からは、減圧弁の閉弁時に弁体が弁座にしっかりと着座して流体の流通を遮断できるように、弁体の上流側への移動はなるべく規制しないことが望ましい。したがって、弁座の過度な変形を抑制しつつ、弁体を弁座に対してしっかりと着座させるためには、弁体の上流側への移動が規制される位置を精度良く規定し、製造される個体毎にばらつかないようにする必要がある。この実現には、弁体及びボディの寸法精度をなるべく高くすることが求められる。具体的には、弁体の頭部と当接部との相対位置(距離)、及びボディにおける弁座の取り付け位置とストッパとの相対位置(距離)のばらつきをそれぞれ小さくする必要がある。しかし、例えば弁体及びボディの製造にあたっては、寸法公差が設定されることから、部品全体の寸法精度を高くすることには限界がある。 From the viewpoint of not deforming the valve seat excessively, it is desirable that the abutting portion abuts against the stopper as soon as possible when the valve body moves upstream. On the other hand, from the viewpoint of appropriately reducing the primary pressure, it is desirable to not restrict the movement of the valve body upstream as much as possible so that the valve body can be firmly seated on the valve seat and cut off the flow of fluid when the pressure reducing valve is closed. Therefore, in order to seat the valve body firmly on the valve seat while suppressing excessive deformation of the valve seat, it is necessary to precisely specify the position where the movement of the valve body upstream is restricted and to prevent variation for each manufactured individual. To achieve this, it is required to increase the dimensional accuracy of the valve body and the body as much as possible. Specifically, it is necessary to reduce the variation in the relative position (distance) between the head of the valve body and the abutting portion, and the relative position (distance) between the mounting position of the valve seat on the body and the stopper. However, for example, when manufacturing the valve body and the body, dimensional tolerances are set, so there is a limit to how high the dimensional accuracy of the entire part can be increased.
この点、上記構成では、当接部が先端シール部材よりも頭部寄りに設けられている。つまり、当接部は、頭部に近接した位置に設けられている。そのため、当接部が頭部から離れた位置に設けられる場合に比べ、頭部と当接部との相対位置のばらつきを小さくすることができる。また、弁体の頭部及び当接部に対応して、ストッパが弁座の取付位置に対して近接した位置に設けられるため、弁座の取付位置とストッパとの相対位置のばらつきを小さくすることができる。これにより、弁座の過度な変形を抑制しつつ、二次圧の調圧を適切に行うことができる。 In this regard, in the above configuration, the abutment portion is provided closer to the head than the tip seal member. In other words, the abutment portion is provided in a position close to the head. Therefore, it is possible to reduce the variation in the relative position between the head and the abutment portion compared to when the abutment portion is provided in a position away from the head. Also, since the stopper is provided in a position close to the mounting position of the valve seat in correspondence with the head and abutment portion of the valve body, it is possible to reduce the variation in the relative position between the mounting position of the valve seat and the stopper. This makes it possible to appropriately regulate the secondary pressure while suppressing excessive deformation of the valve seat.
上記減圧弁において、前記弁体は、前記弁体における前記先端シール部材よりも前記頭部寄りの位置に開口する横穴、及び前記横穴に連通するとともに前記ガス流路における前記弁体の下流側に連通する縦穴を有する本体部をさらに含み、前記当接部は、前記弁体における前記横穴よりも前記頭部寄りの位置に設けられることが好ましい。 In the pressure reducing valve, the valve body further includes a main body having a side hole that opens at a position closer to the head than the tip seal member in the valve body, and a vertical hole that communicates with the side hole and communicates with the downstream side of the valve body in the gas flow path, and the abutment portion is preferably provided at a position closer to the head than the side hole in the valve body.
上記構成によれば、当接部が頭部に対して好適に近接した位置に設けられる。そのため、頭部と当接部との相対位置のばらつきをより小さくすることができる。また、弁体の頭部及び当接部に対応して、ストッパが弁座の取付位置に対して好適に近接した位置に設けられる。そのため、弁座の取付位置とストッパとの相対位置のばらつきをより小さくすることができる。 According to the above configuration, the abutment portion is provided at a position preferably close to the head portion. This makes it possible to further reduce the variation in the relative position between the head portion and the abutment portion. Furthermore, the stopper is provided at a position preferably close to the mounting position of the valve seat, corresponding to the head portion and the abutment portion of the valve body. This makes it possible to further reduce the variation in the relative position between the mounting position of the valve seat and the stopper.
上記減圧弁において、前記弁体は、前記弁体における前記先端シール部材よりも前記頭部寄りの位置に開口する横穴、及び前記横穴に連通するとともに前記ガス流路における前記弁体の下流側に連通する縦穴を有する本体部をさらに含み、前記当接部は、前記弁体における前記横穴よりも前記頭部から離れた位置に設けられることが好ましい。 In the pressure reducing valve, the valve body further includes a main body having a side hole that opens to a position in the valve body closer to the head than the tip seal member, and a vertical hole that communicates with the side hole and communicates with the downstream side of the valve body in the gas flow path, and the abutment portion is preferably provided at a position farther from the head than the side hole in the valve body.
上記構成によれば、当接部がストッパに当接する際に、ストッパから当接部に作用する力が、弁体における横穴が設けられた部分に影響を及ぼしにくくなる。これにより、当接部がストッパに対して繰り返し当接しても、横穴が変形することを抑制できる。 According to the above configuration, when the abutment portion abuts against the stopper, the force acting from the stopper on the abutment portion is less likely to affect the portion of the valve body in which the side hole is provided. This makes it possible to prevent the side hole from being deformed even if the abutment portion abuts against the stopper repeatedly.
上記減圧弁において、前記ストッパは、前記ボディの一部として形成されていることが好ましい。
上記構成によれば、ストッパをボディと別体で形成する合に比べ、弁座の取付位置とストッパとの相対位置のばらつきをより小さくすることができる。
In the above pressure reducing valve, it is preferable that the stopper is formed as a part of the body.
According to the above-mentioned configuration, the variation in the relative position between the mounting position of the valve seat and the stopper can be further reduced, compared to the case where the stopper is formed separately from the body.
上記減圧弁において、前記ストッパは、前記ボディとは別体で形成されており、前記弁座に隣接して該弁座の下流側に配置されることが好ましい。
上記構成によれば、閉弁時に、ストッパは弁座と弁体との間に挟まれる。したがって、当接部がストッパに対して当接する際の衝撃が弁座によって吸収されることになり、ストッパに対して当接部が当接する際の打音を低減できる。
In the above pressure reducing valve, it is preferable that the stopper is formed separately from the body and is disposed adjacent to the valve seat on the downstream side of the valve seat.
According to the above-mentioned configuration, when the valve is closed, the stopper is sandwiched between the valve seat and the valve body, so that the impact when the contact portion contacts the stopper is absorbed by the valve seat, thereby reducing the impact noise when the contact portion contacts the stopper.
上記減圧弁において、前記弁座の前記ストッパに対する接触面積は、前記弁座の前記頭部に対する接触面積よりも大きいことが好ましい。
上記構成によれば、弁座がストッパを介して受ける弁体の付勢力によって過度に変形することを抑制できる。
In the above pressure reducing valve, it is preferable that a contact area of the valve seat with the stopper is larger than a contact area of the valve seat with the head.
According to the above-described configuration, it is possible to suppress the valve seat from being excessively deformed by the biasing force of the valve body received via the stopper.
本発明によれば、弁座の過度な変形を抑制できる。 The present invention makes it possible to prevent excessive deformation of the valve seat.
(第1実施形態)
以下、減圧弁の第1実施形態を図面に従って説明する。
図1に示す減圧弁1は、一例として、燃料電池自動車に搭載される水素ガスのガスタンク2と燃料電池3とをつなぐ流体回路の途中に設けられる。減圧弁1は、ガスタンク2から一次ポート4を介して供給される水素ガスの圧力(以下、一次圧という。)を所定圧以下に減圧し、二次ポート5を介して燃料電池3に送出する。なお、一次ポート4から供給される一次圧は、例示的に87.5MPa程度の高圧である。減圧弁1により減圧された圧力(以下、二次圧という。)の目標値である所定圧は、例示的に1.2MPa程度である。
First Embodiment
Hereinafter, a first embodiment of a pressure reducing valve will be described with reference to the drawings.
1 is provided, for example, in the middle of a fluid circuit connecting a gas tank 2 of hydrogen gas mounted on a fuel cell vehicle and a fuel cell 3. The pressure reducing valve 1 reduces the pressure of hydrogen gas supplied from the gas tank 2 via a primary port 4 (hereinafter referred to as the primary pressure) to a predetermined pressure or lower, and sends the hydrogen gas to the fuel cell 3 via a secondary port 5. The primary pressure supplied from the primary port 4 is, for example, a high pressure of about 87.5 MPa. The predetermined pressure, which is the target value of the pressure reduced by the pressure reducing valve 1 (hereinafter referred to as the secondary pressure), is, for example, about 1.2 MPa.
減圧弁1は、ボディ11と、弁座12と、弁体13と、付勢部材14と、可動部シール部材である第1シール部材15及び第2シール部材16とを備えている。
ボディ11は、一次ポート4及び二次ポート5に連通し、高圧ガスが流通するガス流路17を有している。弁座12は、ガス流路17に配置されている。弁体13は、ガス流路17における弁座12の下流側に配置されている。付勢部材14は、弁体13を弁座12から離間させる開弁方向に付勢する。第1シール部材15及び第2シール部材16は、それぞれ弁体13の外周面に装着されている。弁体13は、一次圧と二次圧との差圧及び付勢部材14の付勢力に応じて弁座12に対して接離する。そして、弁体13の位置に応じて減圧弁1の開度が変化することにより、二次圧が所定圧以下となるように調整される。
The pressure reducing valve 1 includes a body 11, a valve seat 12, a valve body 13, a biasing member 14, and a first seal member 15 and a second seal member 16 which are movable seal members.
The body 11 has a gas flow passage 17 that communicates with the primary port 4 and the secondary port 5 and through which high-pressure gas flows. The valve seat 12 is disposed in the gas flow passage 17. The valve element 13 is disposed downstream of the valve seat 12 in the gas flow passage 17. The biasing member 14 biases the valve element 13 in a valve opening direction that separates the valve element 13 from the valve seat 12. The first seal member 15 and the second seal member 16 are each attached to the outer circumferential surface of the valve element 13. The valve element 13 moves toward and away from the valve seat 12 depending on the pressure difference between the primary pressure and the secondary pressure and the biasing force of the biasing member 14. The opening degree of the pressure reducing valve 1 changes depending on the position of the valve element 13, thereby adjusting the secondary pressure to be equal to or lower than a predetermined pressure.
詳しくは、ボディ11は、継ぎ手部材21と、第1ハウジング部材22と、第2ハウジング部材23とを備えている。継ぎ手部材21、第1ハウジング部材22及び第2ハウジング部材23は、それぞれ金属製である。ボディ11は、継ぎ手部材21、第1ハウジング部材22、第2ハウジング部材23の順で、水素ガスの流通方向における上流側から連結されることにより組み立てられている。組み立て後のボディ11において、継ぎ手部材21、第1ハウジング部材22及び第2ハウジング部材23は、それぞれ共通の軸線L上に配置されている。 More specifically, the body 11 includes a coupling member 21, a first housing member 22, and a second housing member 23. The coupling member 21, the first housing member 22, and the second housing member 23 are each made of metal. The body 11 is assembled by connecting the coupling member 21, the first housing member 22, and the second housing member 23 in this order from the upstream side in the flow direction of hydrogen gas. In the assembled body 11, the coupling member 21, the first housing member 22, and the second housing member 23 are each arranged on a common axis L.
継ぎ手部材21の形状は、概ね段付きの円柱状である。継ぎ手部材21における大径部31の外周面は、雄ネジを有している。継ぎ手部材21は、ガス流路17の一部である継ぎ手流路32を有している。継ぎ手流路32は、軸線Lに沿って直線状に延びており、継ぎ手部材21の両端に開口している。継ぎ手流路32の上流側の開口が一次ポート4として機能する。図示の例では、継ぎ手部材21は、継ぎ手流路32の下流側の開口に配置されるフィルタ33を備えている。 The shape of the coupling member 21 is generally cylindrical with a step. The outer peripheral surface of the large diameter portion 31 of the coupling member 21 has a male thread. The coupling member 21 has a coupling flow path 32 that is part of the gas flow path 17. The coupling flow path 32 extends linearly along the axis L and opens at both ends of the coupling member 21. The upstream opening of the coupling flow path 32 functions as the primary port 4. In the illustrated example, the coupling member 21 has a filter 33 arranged at the downstream opening of the coupling flow path 32.
第1ハウジング部材22の形状は、概ね円柱状である。第1ハウジング部材22の外径は、継ぎ手部材21の外径よりも大きい。第1ハウジング部材22は、ガス流路17の一部となる第1取付穴41及び第2取付穴42を有している。 The first housing member 22 is generally cylindrical in shape. The outer diameter of the first housing member 22 is larger than the outer diameter of the coupling member 21. The first housing member 22 has a first mounting hole 41 and a second mounting hole 42 that are part of the gas flow path 17.
第1取付穴41及び第2取付穴42の形状は、それぞれ丸穴状である。第1取付穴41は、継ぎ手部材21と対向する端面、すなわち第1ハウジング部材22の上流側に開口している。第2取付穴42は、第1取付穴41の下流側に連続している。第1取付穴41及び第2取付穴42は、それぞれ同一の軸線L上に設けられている。第1取付穴41の内周面は、雌ネジを有している。そして、第1取付穴41に大径部31がネジ止めされることにより、継ぎ手部材21が第1ハウジング部材22に連結されている。第2取付穴42の内径は、第1取付穴41の内径よりも小さい。第2取付穴42には、弁座12が取り付けられる。これにより、弁座12がガス流路17の途中に配置される。そして、第1ハウジング部材22における第2取付穴42の位置が、ボディ11における弁座12の取付位置である。 The first mounting hole 41 and the second mounting hole 42 are each round. The first mounting hole 41 opens to the end face facing the coupling member 21, i.e., the upstream side of the first housing member 22. The second mounting hole 42 is continuous with the downstream side of the first mounting hole 41. The first mounting hole 41 and the second mounting hole 42 are each provided on the same axis L. The inner peripheral surface of the first mounting hole 41 has a female thread. The coupling member 21 is connected to the first housing member 22 by screwing the large diameter portion 31 into the first mounting hole 41. The inner diameter of the second mounting hole 42 is smaller than the inner diameter of the first mounting hole 41. The valve seat 12 is attached to the second mounting hole 42. As a result, the valve seat 12 is positioned in the middle of the gas flow path 17. The position of the second mounting hole 42 in the first housing member 22 is the mounting position of the valve seat 12 in the body 11.
また、第1ハウジング部材22は、ガス流路17の一部である収容穴43を有している。収容穴43は、第2取付穴42に連続するとともに、第1ハウジング部材22における第2ハウジング部材23と対向する端面、すなわち第1ハウジング部材22の下流側に開口している。収容穴43は、軸線L上に設けられている。収容穴43内には、弁体13の一部が収容される。これにより、弁体13は、ガス流路17における弁座12の下流側に配置される。 The first housing member 22 also has an accommodation hole 43 that is part of the gas flow path 17. The accommodation hole 43 is continuous with the second mounting hole 42 and opens to the end face of the first housing member 22 that faces the second housing member 23, i.e., the downstream side of the first housing member 22. The accommodation hole 43 is provided on the axis L. A part of the valve body 13 is accommodated in the accommodation hole 43. As a result, the valve body 13 is positioned downstream of the valve seat 12 in the gas flow path 17.
図1及び図2に示すように、収容穴43は、概ね丸穴形状である。第1ハウジング部材22は、収容穴43における上流側部分の内径を上流側に向かって徐々に小さくする絞り部44を有している。絞り部44は、第1ハウジング部材22の一部(第1ハウジング部材22と一体)として形成されている。絞り部44は、その内周縁(下流側端部)に軸線Lと略直交する円環状の平面を有している。後述するように、絞り部44の内周縁、特に前記平面は、ストッパ45に相当する。 1 and 2, the accommodation hole 43 is generally circular. The first housing member 22 has a throttling portion 44 that gradually reduces the inner diameter of the upstream portion of the accommodation hole 43 toward the upstream side. The throttling portion 44 is formed as part of the first housing member 22 (integral with the first housing member 22). The throttling portion 44 has an annular flat surface on its inner periphery (downstream end) that is approximately perpendicular to the axis L. As described below, the inner periphery of the throttling portion 44, and in particular the flat surface, corresponds to a stopper 45.
さらに、図1に示すように、第1ハウジング部材22は、収容穴43の外周側に位置する設置溝46を有している。設置溝46の形状は、円環の溝状である。設置溝46は、円筒状の周壁47によって内郭を規定され、収容穴43の外周側に設けられている。設置溝46は、収容穴43と同様に、第1ハウジング部材22の下流側に開口している。設置溝46の外郭を規定する外壁部48は、周壁47よりも下流側に突出している。外壁部48の形状は、円筒状である。第1ハウジング部材22(外壁部48)の外周面は、設置溝46と対応する位置に雄ネジを有している。なお、図示の例では、第1ハウジング部材22は、設置溝46の内部とボディ11の外部とを連通する連通路49を有している。 1, the first housing member 22 has an installation groove 46 located on the outer periphery of the accommodation hole 43. The installation groove 46 is annular groove-shaped. The installation groove 46 is defined by a cylindrical peripheral wall 47 and is provided on the outer periphery of the accommodation hole 43. The installation groove 46 opens on the downstream side of the first housing member 22, like the accommodation hole 43. The outer wall portion 48 that defines the outer periphery of the installation groove 46 protrudes downstream from the peripheral wall 47. The outer wall portion 48 is cylindrical in shape. The outer peripheral surface of the first housing member 22 (outer wall portion 48) has a male thread at a position corresponding to the installation groove 46. In the illustrated example, the first housing member 22 has a communication passage 49 that communicates between the inside of the installation groove 46 and the outside of the body 11.
第2ハウジング部材23の形状は、概ね円柱状である。第2ハウジング部材23の外径は、第1ハウジング部材22の外径よりもやや大きい。第2ハウジング部材23は、第1ハウジング部材22と対向する端面、すなわち第2ハウジング部材23の上流側に開口する連結穴51を有している。連結穴51の形状は、丸穴状である。連結穴51の内周面は、開口端寄りの位置に雌ネジを有している。そして、連結穴51の奥側に外壁部48が挿入されるとともに第1ハウジング部材22の外周面がネジ止めされることにより、第1ハウジング部材22が第2ハウジング部材23に連結されている。なお、外壁部48の外周面には、固定部シール部材である、例えばOリング等の第3シール部材52が装着されている。 The second housing member 23 is generally cylindrical in shape. The outer diameter of the second housing member 23 is slightly larger than the outer diameter of the first housing member 22. The second housing member 23 has a connecting hole 51 that opens on the end face facing the first housing member 22, i.e., on the upstream side of the second housing member 23. The connecting hole 51 is circular in shape. The inner peripheral surface of the connecting hole 51 has a female thread at a position near the open end. The outer wall portion 48 is inserted into the back side of the connecting hole 51 and the outer peripheral surface of the first housing member 22 is screwed, thereby connecting the first housing member 22 to the second housing member 23. A third seal member 52, such as an O-ring, which is a fixed part seal member, is attached to the outer peripheral surface of the outer wall portion 48.
また、第2ハウジング部材23は、ガス流路17の一部であるハウジング流路53を有している。ハウジング流路53は、軸線Lに沿って直線状に延びている。ハウジング流路53は、連結穴51の底面に上流側の開口を有し、第2ハウジング部材23における第1ハウジング部材22と反対側、すなわち第2ハウジング部材23の下流側の端面に、下流側の開口を有している。ハウジング流路53の下流側の開口が二次ポート5として機能する。 The second housing member 23 also has a housing flow passage 53 which is part of the gas flow passage 17. The housing flow passage 53 extends linearly along the axis L. The housing flow passage 53 has an upstream opening on the bottom surface of the connecting hole 51, and a downstream opening on the side of the second housing member 23 opposite the first housing member 22, i.e., on the downstream end surface of the second housing member 23. The downstream opening of the housing flow passage 53 functions as the secondary port 5.
弁座12は、樹脂製である。弁座12の形状は、円環状である。弁座12は、第1ハウジング部材22の第2取付穴42に配置されている。そして、弁座12は、第1取付穴41に取り付けられた継ぎ手部材21によって第2取付穴42の底面に押さえつけられている。弁座12は、弁孔61を有している。弁孔61は、軸線Lに沿って直線状に延びており、弁座12の両端に開口している。弁孔61の内周面は、弁孔61の下流側領域において、下流側に向かって内径が大きくなるように傾斜している。 The valve seat 12 is made of resin. The valve seat 12 is annular in shape. The valve seat 12 is disposed in the second mounting hole 42 of the first housing member 22. The valve seat 12 is pressed against the bottom surface of the second mounting hole 42 by the coupling member 21 attached to the first mounting hole 41. The valve seat 12 has a valve hole 61. The valve hole 61 extends linearly along the axis L and opens at both ends of the valve seat 12. The inner peripheral surface of the valve hole 61 is inclined in the downstream region of the valve hole 61 so that the inner diameter increases toward the downstream side.
弁体13は、金属製である。図2に示すように、弁体13は、頭部71と、本体部72と、受圧部73とを有している。頭部71、本体部72及び受圧部73は、上流側からこの順で一体に形成されている。頭部71及び本体部72は第1ハウジング部材22の収容穴43に収容され、受圧部73は周壁47から下流側へ突出して外壁部48の内側に収容されている。そして、弁体13は、ボディ11内において軸線Lに沿って移動可能である。つまり、弁体13は、弁座12に対して接離可能である。 The valve body 13 is made of metal. As shown in FIG. 2, the valve body 13 has a head 71, a main body 72, and a pressure-receiving portion 73. The head 71, the main body 72, and the pressure-receiving portion 73 are integrally formed in this order from the upstream side. The head 71 and the main body 72 are accommodated in the accommodation hole 43 of the first housing member 22, and the pressure-receiving portion 73 protrudes downstream from the peripheral wall 47 and is accommodated inside the outer wall portion 48. The valve body 13 is movable along the axis L within the body 11. In other words, the valve body 13 is capable of approaching and separating from the valve seat 12.
頭部71の形状は、概ね円柱状である。頭部71は、先端側、すなわち上流側に向かって先細となるテーパ形状を有している。頭部71のテーパ形状は、弁孔61の下流側領域の傾斜に対応して傾斜している。 The head 71 is generally cylindrical in shape. The head 71 has a tapered shape that tapers toward the tip, i.e., the upstream side. The tapered shape of the head 71 is inclined to correspond to the inclination of the downstream region of the valve hole 61.
本体部72の形状は、概ね段付きの円柱状である。本体部72は、先端部81と、中間部82と、基端部83とを有している。先端部81、中間部82及び基端部83は、上流側からこの順で一体に形成されている。頭部71は、先端部81における上流側の端面に設けられている。本体部72の外径は、先端部81、中間部82、基端部83の順で大きくなる。基端部83の外周面は、第1装着溝84を有している。第1装着溝84は、基端部83の全周に亘る円環状に延びている。 The shape of the main body 72 is generally cylindrical with a step. The main body 72 has a tip portion 81, an intermediate portion 82, and a base portion 83. The tip portion 81, the intermediate portion 82, and the base portion 83 are integrally formed in this order from the upstream side. The head portion 71 is provided on the upstream end surface of the tip portion 81. The outer diameter of the main body 72 increases in the order of the tip portion 81, the intermediate portion 82, and the base portion 83. The outer peripheral surface of the base portion 83 has a first mounting groove 84. The first mounting groove 84 extends in an annular shape around the entire circumference of the base portion 83.
先端部81の外径は、第1ハウジング部材22の絞り部44、すなわちストッパ45の内径よりも小さく、先端部81と絞り部44との間の隙間がガス流路の17の一部となる。中間部82の外径は、先端部81の外径及びストッパ45の内径よりも大きい。基端部83の外径は、収容穴43の内径よりも僅かに小さく、摺動可能とされている。したがって、中間部82は、ストッパ45内に進入できず、中間部82の外周縁(上流側端部)がストッパ45に当接する。中間部82は、その外周縁に軸線Lと略直交する円環状の平面を有している。つまり、中間部82の外周縁、特に前記平面が当接部85に相当する。 The outer diameter of the tip portion 81 is smaller than the inner diameter of the throttling portion 44 of the first housing member 22, i.e., the stopper 45, and the gap between the tip portion 81 and the throttling portion 44 becomes part of the gas flow path 17. The outer diameter of the intermediate portion 82 is larger than the outer diameter of the tip portion 81 and the inner diameter of the stopper 45. The outer diameter of the base end portion 83 is slightly smaller than the inner diameter of the accommodation hole 43 and is made slidable. Therefore, the intermediate portion 82 cannot enter the stopper 45, and the outer periphery (upstream end) of the intermediate portion 82 abuts against the stopper 45. The intermediate portion 82 has an annular flat surface on its outer periphery that is approximately perpendicular to the axis L. In other words, the outer periphery of the intermediate portion 82, particularly the flat surface, corresponds to the abutment portion 85.
ここで、当接部85と頭部71との相対位置(距離)、及び弁座12の取付位置とストッパ45との相対位置(距離)は、次の条件(a)及び(b)を満足するように設定されている。 The relative position (distance) between the abutment portion 85 and the head portion 71, and the relative position (distance) between the mounting position of the valve seat 12 and the stopper 45 are set to satisfy the following conditions (a) and (b).
(a)頭部71が弁座12に対してしっかりと着座して高圧の水素ガスの流通を遮断できるまでは、当接部85はストッパ45に当接しない。
(b)弁座12が弁体13に押圧されることにより過度に変形する前に、当接部85はストッパ45に当接する。
(a) The contact portion 85 does not contact the stopper 45 until the head portion 71 is firmly seated against the valve seat 12 and can block the flow of high-pressure hydrogen gas.
(b) Before the valve seat 12 is pressed by the valve body 13 and is excessively deformed, the contact portion 85 contacts the stopper 45 .
また、本体部72は、複数の横穴86と、1つの縦穴87とを有している。各横穴86は、軸線Lと直交する方向に沿って直線状に延びている。各横穴86は、中間部82の外周面に開口している。複数の横穴86は、本体部72の周方向に等角度間隔で設けられている。このように各横穴86は中間部82の外周面に開口していることから、当接部85は各横穴86よりも頭部71寄りに設けられている。縦穴87は、軸線Lに沿って直線状に延びている。縦穴87は、本体部72における頭部71が位置する側と反対側の端面に開口している。つまり、縦穴87の下流側端部は、ガス流路17における弁体13の下流側に開口している。一方、縦穴87の上流側端部は、複数の横穴86のそれぞれに連通している。 The main body 72 also has a plurality of horizontal holes 86 and one vertical hole 87. Each horizontal hole 86 extends linearly along a direction perpendicular to the axis L. Each horizontal hole 86 opens on the outer peripheral surface of the intermediate portion 82. The multiple horizontal holes 86 are provided at equal angular intervals in the circumferential direction of the main body 72. Since each horizontal hole 86 opens on the outer peripheral surface of the intermediate portion 82 in this manner, the abutment portion 85 is provided closer to the head 71 than each horizontal hole 86. The vertical hole 87 extends linearly along the axis L. The vertical hole 87 opens on the end face of the main body 72 opposite to the side where the head 71 is located. In other words, the downstream end of the vertical hole 87 opens on the downstream side of the valve body 13 in the gas flow path 17. On the other hand, the upstream end of the vertical hole 87 communicates with each of the multiple horizontal holes 86.
受圧部73の形状は、概ね段付きの円環状である。受圧部73は、本体部72の下流側端部から径方向外側に延出されている。受圧部73の外径は、第1ハウジング部材22の外壁部48の内径よりも僅かに小さく、摺動可能とされている。受圧部73の軸線Lに沿った厚みは、径方向外側部分の方が径方向内側部分よりも厚い。受圧部73の外周面は、第2装着溝88を有している。第2装着溝88は、受圧部73の全周に亘る円環状に延びている。 The pressure receiving portion 73 is generally stepped and annular. The pressure receiving portion 73 extends radially outward from the downstream end of the main body portion 72. The outer diameter of the pressure receiving portion 73 is slightly smaller than the inner diameter of the outer wall portion 48 of the first housing member 22, allowing it to slide. The thickness of the pressure receiving portion 73 along the axis L is thicker at the radially outer portion than at the radially inner portion. The outer peripheral surface of the pressure receiving portion 73 has a second mounting groove 88. The second mounting groove 88 extends annularly around the entire circumference of the pressure receiving portion 73.
付勢部材14には、コイルばねが採用されている。付勢部材14は、設置溝46に収容されている。付勢部材14は、設置溝46において、設置溝46の底面と弁体13の受圧部73との間で軸線Lに沿って圧縮されている。これにより、付勢部材14は、弁体13を開弁方向、すなわち水素ガスの流通方向における下流側に付勢している。 A coil spring is used for the biasing member 14. The biasing member 14 is housed in the installation groove 46. The biasing member 14 is compressed in the installation groove 46 along the axis L between the bottom surface of the installation groove 46 and the pressure-receiving portion 73 of the valve body 13. As a result, the biasing member 14 biases the valve body 13 in the valve opening direction, i.e., downstream in the flow direction of hydrogen gas.
第1シール部材15及び第2シール部材16には、それぞれリップシールが採用されている。第1シール部材15は、第1装着溝84に装着され、第2シール部材16は、第2装着溝88に装着されている。つまり、第1シール部材15が、弁体13の外周面に装着されるシール部材のうち、最も頭部71寄りの位置に設けられた先端シール部材に相当する。上記のように第1装着溝84は本体部72の基端部83に設けられていることから、中間部82に設けられた当接部85は、第1シール部材15(先端シール部材)よりも頭部71寄りの位置に設けられていることになる。 A lip seal is used for each of the first seal member 15 and the second seal member 16. The first seal member 15 is attached to the first mounting groove 84, and the second seal member 16 is attached to the second mounting groove 88. In other words, the first seal member 15 corresponds to the tip seal member that is provided closest to the head 71 among the seal members that are attached to the outer circumferential surface of the valve body 13. As described above, since the first mounting groove 84 is provided at the base end 83 of the main body 72, the abutment portion 85 provided at the intermediate portion 82 is provided at a position closer to the head 71 than the first seal member 15 (tip seal member).
第1シール部材15は、本体部72の外周面と収容穴43の内周面との間をシールしている。第2シール部材16は、受圧部73の外周面と外壁部48の内周面との間をシールしている。これにより、減圧された水素ガスが設置溝46及び連通路49を介して外部に放出されることが防止されている。 The first seal member 15 seals between the outer peripheral surface of the main body 72 and the inner peripheral surface of the accommodation hole 43. The second seal member 16 seals between the outer peripheral surface of the pressure-receiving portion 73 and the inner peripheral surface of the outer wall portion 48. This prevents the reduced pressure hydrogen gas from being released to the outside through the installation groove 46 and the communication passage 49.
次に、減圧弁1の動作について説明する。
一次ポート4から高圧の水素ガスが供給される前の初期状態では、弁体13は付勢部材14の付勢力により下流側に移動する。これにより、弁体13が弁座12から離間し、減圧弁1は開弁した状態となる。
Next, the operation of the pressure reducing valve 1 will be described.
In the initial state before high pressure hydrogen gas is supplied from the primary port 4, the valve element 13 moves downstream due to the biasing force of the biasing member 14. As a result, the valve element 13 moves away from the valve seat 12, and the pressure reducing valve 1 is in an open state.
一次ポート4から供給される一次圧の水素ガスは、ガス流路17である継ぎ手流路32を通り、弁孔61と弁体13の頭部71との間の隙間を介して収容穴43内に流入する。水素ガスは、弁孔61と頭部71との間の隙間を通過する際に、当該隙間の大きさに応じて減圧される。減圧された水素ガスは、横穴86及び縦穴87を介してガス流路17であるハウジング流路53に流入し、二次ポート5から送出される。このように弁孔61を介して流入する水素ガスが増加することで、二次圧が上昇する。 Hydrogen gas at primary pressure supplied from the primary port 4 passes through the joint flow path 32, which is the gas flow path 17, and flows into the accommodation hole 43 through the gap between the valve hole 61 and the head 71 of the valve body 13. When the hydrogen gas passes through the gap between the valve hole 61 and the head 71, the pressure is reduced according to the size of the gap. The reduced pressure hydrogen gas flows into the housing flow path 53, which is the gas flow path 17, through the horizontal hole 86 and the vertical hole 87, and is sent out from the secondary port 5. As the amount of hydrogen gas flowing in through the valve hole 61 increases in this way, the secondary pressure rises.
弁体13は、付勢部材14の付勢力及び弁孔61を介して頭部71が受ける一次圧に応じた付勢力によって、下流側(開弁方向)に付勢される。これに対し、弁体13は、主に受圧部73が受ける二次圧に応じた付勢力によって、上流側(閉弁方向)に付勢される。弁体13は、このような上流側への付勢力と下流側への付勢力との大小関係に応じて、移動する。 The valve body 13 is biased downstream (in the valve opening direction) by the biasing force of the biasing member 14 and by a biasing force corresponding to the primary pressure received by the head 71 through the valve hole 61. In contrast, the valve body 13 is biased upstream (in the valve closing direction) by a biasing force corresponding to the secondary pressure received mainly by the pressure receiving portion 73. The valve body 13 moves depending on the magnitude relationship between the biasing force toward the upstream side and the biasing force toward the downstream side.
弁体13は、二次圧の上昇に応じて弁座12に接近し、二次圧が所定圧になると、弁座12に着座する。つまり、減圧弁1は閉弁した状態となる。そして、本実施形態では、一次ポート4からの水素ガスの流入を遮断できるように弁体13が弁座にしっかりと着座した状態から、二次圧に応じた付勢力により付勢される弁体13が弁座12に向かってさらに移動しようとすると、当接部85がストッパ45に当接する。これにより、弁体13が上流側へ移動することが規制される。 The valve element 13 approaches the valve seat 12 as the secondary pressure increases, and seats on the valve seat 12 when the secondary pressure reaches a predetermined pressure. In other words, the pressure reducing valve 1 is in a closed state. In this embodiment, when the valve element 13 is firmly seated on the valve seat so as to block the inflow of hydrogen gas from the primary port 4, and is biased by a biasing force according to the secondary pressure, and attempts to move further toward the valve seat 12, the abutment portion 85 abuts against the stopper 45. This restricts the valve element 13 from moving upstream.
その後、燃料電池3において水素ガスが消費され、二次圧が低下すると、弁体13が下流側へ移動する。これにより、減圧弁1が開弁した状態となり、一次ポート4から水素ガスが流入する。このように一次圧と二次圧との差圧に応じて弁体13が移動することで、所定圧の水素ガスが減圧弁1から送出される。 After that, when hydrogen gas is consumed in the fuel cell 3 and the secondary pressure drops, the valve body 13 moves downstream. This opens the pressure reducing valve 1 and hydrogen gas flows in from the primary port 4. In this way, the valve body 13 moves according to the pressure difference between the primary and secondary pressures, and hydrogen gas at a predetermined pressure is discharged from the pressure reducing valve 1.
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
(1)弁体13は、当接部85を備える。ボディ11は、当接部85に当接することにより弁体13の上流側への移動を規制するストッパ45を備える。したがって、当接部85がストッパ45に当接することで、弁体13が上流側に移動することが規制されるため、弁座12が過度に変形することを抑制でき、ひいては弁座12の寿命の低下を抑制できる。
Next, the operation and effects of this embodiment will be described.
(1) The valve element 13 has a contact portion 85. The body 11 has a stopper 45 that restricts the upstream movement of the valve element 13 by contacting the contact portion 85. Therefore, the upstream movement of the valve element 13 is restricted by the contact portion 85 contacting the stopper 45, so that excessive deformation of the valve seat 12 can be suppressed, and thus a reduction in the life of the valve seat 12 can be suppressed.
ここで、弁座12を過度に変形させないという観点からは、弁体13が上流側に移動した際に、当接部85がなるべく早くストッパ45に当接することが望ましい。一方、高圧の水素ガスを適切に減圧する観点からは、減圧弁1の閉弁時に弁体13が弁座12にしっかりと着座して水素ガスの流通を遮断できるように、弁体13の上流側への移動はなるべく規制しないことが望ましい。したがって、弁座12の過度な変形を抑制しつつ、弁体13を弁座12に対してしっかりと着座させるためには、弁体13の上流側への移動が規制される位置を精度良く規定し、製造される個体毎にばらつかないようにする必要がある。この実現には、弁体13及びボディ11の寸法精度をなるべく高くすることが求められる。具体的には、頭部71と当接部85との相対位置、及び弁座12の取り付け位置とストッパ45との相対位置のばらつきをそれぞれ小さくする必要がある。しかし、例えば弁体13及びボディ11の製造にあたっては、寸法公差が設定されることから、部品全体の寸法精度を高くすることには限界がある。 Here, from the viewpoint of not deforming the valve seat 12 excessively, it is desirable that the abutment portion 85 abuts against the stopper 45 as soon as possible when the valve body 13 moves upstream. On the other hand, from the viewpoint of appropriately reducing the pressure of the high-pressure hydrogen gas, it is desirable to not restrict the movement of the valve body 13 upstream as much as possible so that the valve body 13 can be firmly seated on the valve seat 12 and block the flow of hydrogen gas when the pressure reducing valve 1 is closed. Therefore, in order to seat the valve body 13 firmly against the valve seat 12 while suppressing excessive deformation of the valve seat 12, it is necessary to precisely define the position at which the movement of the valve body 13 upstream is restricted and to prevent variation for each individual manufactured. To achieve this, it is required to increase the dimensional accuracy of the valve body 13 and the body 11 as much as possible. Specifically, it is necessary to reduce the variation in the relative position between the head 71 and the abutment portion 85, and the relative position between the mounting position of the valve seat 12 and the stopper 45. However, for example, dimensional tolerances are set when manufacturing the valve body 13 and body 11, so there is a limit to how high the dimensional precision of the entire part can be.
この点、本実施形態では、当接部85は、弁体13における横穴86よりも頭部71寄りの位置に設けられている。つまり、当接部85は、頭部71に好適に近接した位置に設けられている。そのため、当接部85が頭部71から離れた位置に設けられる場合に比べ、頭部71と当接部85との相対位置のばらつきを好適に小さくすることができる。また、頭部71及び当接部85に対応して、ストッパ45が弁座12の取付位置に対して好適に近接した位置に設けられる。そのため、弁座12の取付位置とストッパ45との相対位置のばらつきを好適に小さくすることができる。これにより、弁座12の過度な変形を抑制しつつ、二次圧の調圧を適切に行うことができる。 In this respect, in the present embodiment, the abutment portion 85 is provided at a position closer to the head 71 than the lateral hole 86 in the valve body 13. In other words, the abutment portion 85 is provided at a position preferably close to the head 71. Therefore, compared to a case in which the abutment portion 85 is provided at a position away from the head 71, the variation in the relative position between the head 71 and the abutment portion 85 can be preferably reduced. In addition, the stopper 45 is provided at a position preferably close to the mounting position of the valve seat 12 in correspondence with the head 71 and the abutment portion 85. Therefore, the variation in the relative position between the mounting position of the valve seat 12 and the stopper 45 can be preferably reduced. This makes it possible to appropriately regulate the secondary pressure while suppressing excessive deformation of the valve seat 12.
(2)ストッパ45は、ボディ11の一部(ボディ11と一体)として形成されている。そのため、ストッパ45をボディ11と別体で形成する合に比べ、弁座12の取付位置とストッパ45との相対位置のばらつきをより小さくすることができる。 (2) The stopper 45 is formed as part of the body 11 (integrally with the body 11). Therefore, the variation in the relative position between the mounting position of the valve seat 12 and the stopper 45 can be reduced compared to when the stopper 45 is formed separately from the body 11.
(3)当接部85は、弁体13の一部(弁体13と一体)として形成されている。そのため、当接部85を弁体13と別体で形成する合に比べ、頭部71と当接部85との相対位置のばらつきをより小さくすることができる。 (3) The abutment portion 85 is formed as part of the valve body 13 (integrally with the valve body 13). Therefore, the variation in the relative position between the head 71 and the abutment portion 85 can be reduced compared to when the abutment portion 85 is formed separately from the valve body 13.
(第2実施形態)
次に、減圧弁の第2実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a pressure reducing valve according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. For the sake of convenience, the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
図3に示すように、本実施形態の収容穴43の形状は、段付きの丸穴状である。収容穴43は、下流側の大径穴部91と、大径穴部91の上流側に連続する小径穴部92とを有している。大径穴部91は、弁体13の基端部83の外径よりも僅かに大きく、弁体13が摺動可能とされている。小径穴部92は、基端部83の外径よりも小さく、中間部82の外径よりも大きい。ストッパ93は、第1ハウジング部材22における大径穴部91と小径穴部92との間の段差部分に、第1ハウジング部材22の一部として形成されている。 As shown in FIG. 3, the shape of the accommodation hole 43 in this embodiment is a stepped circular hole. The accommodation hole 43 has a downstream large diameter hole portion 91 and a small diameter hole portion 92 that continues to the upstream side of the large diameter hole portion 91. The large diameter hole portion 91 is slightly larger than the outer diameter of the base end portion 83 of the valve body 13, allowing the valve body 13 to slide. The small diameter hole portion 92 is smaller than the outer diameter of the base end portion 83 and larger than the outer diameter of the intermediate portion 82. The stopper 93 is formed as a part of the first housing member 22 in the step portion between the large diameter hole portion 91 and the small diameter hole portion 92 in the first housing member 22.
上記のように基端部83の外径は、小径穴部92の内径よりも大きい。そのため、弁体13が弁座12に着座した状態からさらに弁座12に向かって移動しようとすると、基端部83の外周縁がストッパ93に当接する。基端部83は、その外周縁に軸線Lと略直交する円環状の平面を有している。つまり、基端部83の外周縁、特に前記平面が当接部94に相当する。このように当接部94は、基端部83の外周縁であることから、横穴86よりも頭部71から離れているものの、第1シール部材15よりも頭部71寄りの位置に設けられている。なお、当接部94と頭部71との相対位置、及び弁座12の取付位置とストッパ93との相対位置は、上記(a)及び(b)の条件を満たすように設定されている。 As described above, the outer diameter of the base end 83 is larger than the inner diameter of the small diameter hole 92. Therefore, when the valve body 13 moves further toward the valve seat 12 from the state where it is seated on the valve seat 12, the outer peripheral edge of the base end 83 abuts against the stopper 93. The base end 83 has an annular flat surface on its outer peripheral edge that is approximately perpendicular to the axis L. In other words, the outer peripheral edge of the base end 83, particularly the flat surface, corresponds to the abutment portion 94. As described above, since the abutment portion 94 is the outer peripheral edge of the base end 83, it is located farther from the head 71 than the side hole 86, but is located closer to the head 71 than the first seal member 15. The relative positions of the abutment portion 94 and the head 71, and the relative positions of the mounting position of the valve seat 12 and the stopper 93 are set to satisfy the above conditions (a) and (b).
以上、本実施形態では、上記第1実施形態の(2),(3)の作用及び効果と同様の作用及び効果に加え、以下の作用及び効果を奏する。
(4)当接部94は、弁体13における第1シール部材15よりも頭部71寄りの位置に設けられている。つまり、当接部94は、頭部71に近接した位置に設けられている。そのため、当接部94が頭部71から離れた位置に設けられる場合に比べ、頭部71と当接部94との相対位置のばらつきを小さくすることができる。また、頭部71及び当接部94に対応して、ストッパ93が弁座12の取付位置に対して近接した位置に設けられる。そのため、弁座12の取付位置とストッパ93との相対位置のばらつきを小さくすることができる。
As described above, in addition to the same effects and advantages as those of (2) and (3) of the first embodiment, the present embodiment provides the following effects and advantages.
(4) The abutment portion 94 is provided at a position on the valve body 13 closer to the head 71 than the first seal member 15. In other words, the abutment portion 94 is provided at a position close to the head 71. Therefore, it is possible to reduce variation in the relative position between the head 71 and the abutment portion 94 compared to a case in which the abutment portion 94 is provided at a position away from the head 71. Furthermore, the stopper 93 is provided at a position close to the attachment position of the valve seat 12 in correspondence with the head 71 and the abutment portion 94. Therefore, it is possible to reduce variation in the relative position between the attachment position of the valve seat 12 and the stopper 93.
(5)当接部94は、横穴86よりも頭部71から離れた位置に設けられている。そのため、当接部94がストッパ93に当接する際に、ストッパ93から当接部94に作用する力が、基端部83よりも上流側に設けられた中間部82に影響を及ぼしにくくなる。これにより、当接部94がストッパ93に対して繰り返し当接しても、横穴86が変形することを抑制できる。 (5) The abutment portion 94 is located farther from the head 71 than the lateral hole 86. Therefore, when the abutment portion 94 abuts against the stopper 93, the force acting from the stopper 93 on the abutment portion 94 is less likely to affect the intermediate portion 82 located upstream of the base end portion 83. This makes it possible to prevent the lateral hole 86 from deforming even if the abutment portion 94 repeatedly abuts against the stopper 93.
(第3実施形態)
次に、減圧弁の第3実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the pressure reducing valve will be described with reference to the drawings. For convenience of explanation, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
図4に示すように、第1ハウジング部材22は、ガス流路17の一部である第3取付穴101を有している。第3取付穴101は、第2取付穴42の下流側に連続している。第3取付穴101の形状は、丸穴状である。第3取付穴101は、軸線L上に設けられている。第3取付穴101の内径は、第2取付穴42の内径よりも小さく、かつ絞り部44の内周縁の内径よりも大きい。 As shown in FIG. 4, the first housing member 22 has a third mounting hole 101 that is part of the gas flow path 17. The third mounting hole 101 is continuous with the downstream side of the second mounting hole 42. The third mounting hole 101 is circular in shape. The third mounting hole 101 is provided on the axis L. The inner diameter of the third mounting hole 101 is smaller than the inner diameter of the second mounting hole 42 and larger than the inner diameter of the inner peripheral edge of the constriction portion 44.
ボディ11は、金属製のストッパ102を備えている。ストッパ102は、第1ハウジング部材22とは別体で形成されている。ストッパ102は、第3取付穴101に取り付けられる。つまり、ストッパ102は、弁座12に隣接して該弁座12の下流側に配置されている。 The body 11 is provided with a metal stopper 102. The stopper 102 is formed separately from the first housing member 22. The stopper 102 is attached to the third mounting hole 101. In other words, the stopper 102 is disposed adjacent to the valve seat 12 and downstream of the valve seat 12.
ストッパ102の形状は、円環状である。ストッパ102は、貫通孔103を有している。貫通孔103は、軸線Lに沿って直線状に延びており、ストッパ102の両端に開口している。貫通孔103の内径は、絞り部44の内径よりも小さく、頭部71の外径よりも大きい。ストッパ102が第3取付穴101内に配置された状態で、ストッパ102の上流側端面の全体が弁座12に接触している。ストッパ102は、弁体13の頭部71よりも大きな内外径を有しており、弁座12のストッパ102に対する接触面積は、弁座12の頭部71に対する接触面積よりも大きい。 The stopper 102 has a circular ring shape. The stopper 102 has a through hole 103. The through hole 103 extends linearly along the axis L and opens at both ends of the stopper 102. The inner diameter of the through hole 103 is smaller than the inner diameter of the throttling portion 44 and larger than the outer diameter of the head 71. When the stopper 102 is placed in the third mounting hole 101, the entire upstream end face of the stopper 102 contacts the valve seat 12. The stopper 102 has an inner and outer diameter larger than the head 71 of the valve body 13, and the contact area of the valve seat 12 with the stopper 102 is larger than the contact area of the valve seat 12 with the head 71.
弁体13の先端部81の外径は、絞り部44の内径よりも小さく、先端部81と絞り部44との間の隙間がガス流路17の一部となっている。弁体13の先端部81の外径は、ストッパ102の内径よりも大きい。そのため、弁体13が弁座12に着座した状態からさらに弁座12に向かって移動しようとすると、先端部81の外周縁がストッパ102に当接する。先端部81は、その外周縁に軸線Lと略直交する円環状の平面を有している。つまり、先端部81の外周縁、特に前記平面が当接部104に相当する。なお、当接部104と頭部71との相対位置、及び弁座12の取付位置とストッパ102との相対位置は、上記(a)及び(b)の条件を満たすように設定されている。 The outer diameter of the tip 81 of the valve body 13 is smaller than the inner diameter of the throttling portion 44, and the gap between the tip 81 and the throttling portion 44 forms part of the gas flow path 17. The outer diameter of the tip 81 of the valve body 13 is larger than the inner diameter of the stopper 102. Therefore, when the valve body 13 moves further toward the valve seat 12 from the state where it is seated on the valve seat 12, the outer periphery of the tip 81 abuts against the stopper 102. The tip 81 has an annular flat surface on its outer periphery that is approximately perpendicular to the axis L. In other words, the outer periphery of the tip 81, particularly the flat surface, corresponds to the abutment portion 104. The relative positions of the abutment portion 104 and the head 71, and the relative positions of the mounting position of the valve seat 12 and the stopper 102 are set to satisfy the above conditions (a) and (b).
以上、本実施形態では、上記第1実施形態の(1),(3)の作用及び効果と同様の作用及び効果に加え、以下の作用及び効果を奏する。
(6)ボディ11とは別体で形成されたストッパ102が、弁座12に隣接して該弁座12の下流側に配置されている。これにより、閉弁時に、ストッパ102は弁座12と弁体13との間に挟まれる。したがって、当接部104がストッパ102に対して当接する際の衝撃が弁座12によって吸収されることになり、ストッパ102に対して当接部104が当接する際の打音を低減できる。
As described above, in addition to the same effects and advantages as those of (1) and (3) of the first embodiment, the present embodiment provides the following effects and advantages.
(6) The stopper 102, which is formed separately from the body 11, is disposed adjacent to the valve seat 12 and downstream of the valve seat 12. As a result, when the valve is closed, the stopper 102 is sandwiched between the valve seat 12 and the valve body 13. Therefore, the impact when the abutting portion 104 abuts against the stopper 102 is absorbed by the valve seat 12, and the hitting sound when the abutting portion 104 abuts against the stopper 102 can be reduced.
(7)弁座12のストッパ102に対する接触面積は、弁座12の頭部71に対する接触面積よりも大きい。そのため、弁座12がストッパ102を介して受ける弁体13の付勢力によって過度に変形することを抑制できる。 (7) The contact area of the valve seat 12 with the stopper 102 is larger than the contact area of the valve seat 12 with the head 71. Therefore, the valve seat 12 can be prevented from being excessively deformed by the biasing force of the valve body 13 received through the stopper 102.
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記第3実施形態において、弁座12のストッパ102に対する接触面積を、弁座12の頭部71に対する接触面積以下としてもよい。
The above-described embodiments may be modified as follows: The above-described embodiments and the following modifications may be combined with each other to the extent that no technical contradiction occurs.
In the third embodiment, the contact area of the valve seat 12 with the stopper 102 may be set to be equal to or smaller than the contact area of the valve seat 12 with the head 71 .
・上記第3実施形態において、ストッパ102を、例えば樹脂製としてもよい。
・上記第1及び第2実施形態において、ストッパ45,93を第1ハウジング部材22と別体で形成してもよい。この場合において、ストッパを、例えば樹脂製としてもよい。
In the third embodiment, the stopper 102 may be made of, for example, resin.
In the first and second embodiments, the stoppers 45, 93 may be formed separately from the first housing member 22. In this case, the stoppers may be made of, for example, resin.
・上記各実施形態において、当接部85,94,104を、弁体13と別体で形成してもよい。この場合において、当接部を、例えば樹脂製としてもよい。
・上記実施形態では、減圧弁1が第1シール部材15及び第2シール部材16の2つを備えていたが、これに限らず、単一の又は3つ以上のシール部材を備えてもよい。シール部材としては、リップシールに限らず、例えばOリング等を採用してもよい。さらに、シール部材は、リップシール又はOリングに加え、例えばバックアップリングを備える構成であってもよい。
In each of the above-described embodiments, the contact portions 85, 94, 104 may be formed separately from the valve body 13. In this case, the contact portions may be made of, for example, resin.
In the above embodiment, the pressure reducing valve 1 includes two seal members, the first seal member 15 and the second seal member 16, but the present invention is not limited to this and may include a single seal member or three or more seal members. The seal member is not limited to a lip seal, and may be, for example, an O-ring. Furthermore, the seal member may include, for example, a backup ring in addition to the lip seal or the O-ring.
・上記各実施形態において、横穴86の数、及び配置は適宜変更可能である。
・上記各実施形態では、付勢部材14としてコイルばねを採用したが、これに限らず、例えば皿ばね等、他の弾性部材を採用してもよい。
In each of the above-described embodiments, the number and arrangement of the lateral holes 86 may be changed as appropriate.
In each of the above embodiments, a coil spring is used as the biasing member 14. However, the present invention is not limited to this and other elastic members, such as a disc spring, may be used.
・上記各実施形態では、減圧弁1を高圧の水素ガスを減圧する用途に用いたが、これに限らず、水素以外の高圧ガスを減圧する用途に用いてもよい。 - In each of the above embodiments, the pressure reducing valve 1 is used to reduce the pressure of high-pressure hydrogen gas, but it may also be used to reduce the pressure of high-pressure gases other than hydrogen.
1…減圧弁
11…ボディ
12…弁座
13…弁体
14…付勢部材
15…第1シール部材(シール部材、先端シール部材)
16…第2シール部材(シール部材)
17…ガス流路
45,93,102…ストッパ
71…頭部
85,94,104…当接部
REFERENCE SIGNS LIST 1... Pressure reducing valve 11... Body 12... Valve seat 13... Valve body 14... Pressurizing member 15... First seal member (seal member, tip seal member)
16...Second seal member (seal member)
17: Gas flow passage 45, 93, 102: Stopper 71: Head portion 85, 94, 104: Contact portion
Claims (6)
前記ガス流路に配置される弁座と、
前記ガス流路における前記弁座の下流側に配置され、該弁座に対して接離する弁体と、
前記弁体を前記弁座から離間させる方向に付勢する付勢部材と、
前記弁体の外周面に装着される少なくとも1つのシール部材と、を備える減圧弁であって、
前記弁体は、
前記弁座に着座可能な頭部と、
前記少なくとも1つのシール部材のうち、最も前記頭部寄りの位置に設けられた先端シール部材よりも該頭部寄りに位置する当接部と、を含み、
前記ボディは、前記当接部に当接することにより前記弁体の上流側への移動を規制するストッパを含む減圧弁。 a body having a gas flow passage;
a valve seat disposed in the gas flow path;
a valve body that is disposed downstream of the valve seat in the gas flow path and moves toward and away from the valve seat;
a biasing member that biases the valve body in a direction away from the valve seat;
At least one seal member attached to an outer circumferential surface of the valve body,
The valve body is
a head portion capable of being seated on the valve seat;
a contact portion located closer to the head than a tip seal member provided at a position closest to the head among the at least one seal member,
The body includes a stopper that restricts upstream movement of the valve element by abutting against the abutment portion.
前記弁体は、前記弁体における前記先端シール部材よりも前記頭部寄りの位置に開口する横穴、及び前記横穴に連通するとともに前記ガス流路における前記弁体の下流側に連通する縦穴を有する本体部をさらに含み、
前記当接部は、前記弁体における前記横穴よりも前記頭部寄りの位置に設けられる減圧弁。 2. The pressure reducing valve according to claim 1,
the valve body further includes a main body having a lateral hole that opens at a position in the valve body closer to the head than the tip seal member, and a vertical hole that communicates with the lateral hole and communicates with a downstream side of the valve body in the gas flow path,
The abutment portion is provided at a position closer to the head than the lateral hole in the valve body.
前記弁体は、前記弁体における前記先端シール部材よりも前記頭部寄りの位置に開口する横穴、及び前記横穴に連通するとともに前記ガス流路における前記弁体の下流側に連通する縦穴を有する本体部をさらに含み、
前記当接部は、前記弁体における前記横穴よりも前記頭部から離れた位置に設けられる減圧弁。 2. The pressure reducing valve according to claim 1,
the valve body further includes a main body having a lateral hole that opens at a position in the valve body closer to the head than the tip seal member, and a vertical hole that communicates with the lateral hole and communicates with a downstream side of the valve body in the gas flow path,
The abutment portion is provided at a position farther from the head portion than the lateral hole in the valve body.
前記ストッパは、前記ボディの一部として形成されている減圧弁。 The pressure reducing valve according to any one of claims 1 to 3,
The stopper is a pressure reducing valve formed as part of the body.
前記ストッパは、前記ボディとは別体で形成されており、前記弁座に隣接して該弁座の下流側に配置される減圧弁。 The pressure reducing valve according to any one of claims 1 to 3,
The stopper is formed separately from the body, and is disposed adjacent to the valve seat downstream of the valve seat.
前記弁座の前記ストッパに対する接触面積は、前記弁座の前記頭部に対する接触面積よりも大きい減圧弁。 6. The pressure reducing valve according to claim 5,
A pressure reducing valve, wherein the contact area of the valve seat with the stopper is larger than the contact area of the valve seat with the head.
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