專(zhuān)利名稱(chēng)：氣體用調(diào)壓閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將高壓燃料氣體的壓力調(diào)節(jié)為與外加的外加電壓或外加電流相對(duì)應(yīng) 的壓力的氣體用調(diào)壓閥。
背景技術(shù)：
燃料電池汽車(chē)、氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、及天然氣汽車(chē)等使用氫氣和天然氣等的燃料氣 體的清潔能源汽車(chē)已被人們所知。這些清潔能源汽車(chē)具備高壓箱及噴射器或電磁式調(diào)壓 閥，并且貯藏在高壓箱內(nèi)的燃料氣體通過(guò)噴射器或電磁式調(diào)壓閥供給到燃料電池和燃?xì)獍l(fā) 動(dòng)機(jī)等，從而進(jìn)行工作。噴射器及電磁式調(diào)壓閥可調(diào)節(jié)供給到燃料電池和燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃 料氣體的流量(或者壓力)，通過(guò)噴射器或電磁式調(diào)壓閥調(diào)節(jié)燃料氣體的流量(或者壓力)， 以此控制燃料電池和燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。
噴射器設(shè)置為通過(guò)關(guān)閉或者打開(kāi)其噴射孔可以調(diào)節(jié)燃料氣體的流量，通過(guò)開(kāi)閉噴 射孔的時(shí)間之比、即通過(guò)占空比(duty ratiο )改變?nèi)剂蠚怏w的流量。當(dāng)噴射器的上游側(cè)壓 力和輸出側(cè)壓力的壓差大時(shí)，打開(kāi)噴射器的噴射孔時(shí)流過(guò)的燃料氣體的流量極其增大，相 對(duì)于噴射器的占空比的變化的燃料氣體的流量變化增大。尤其是，在小流量區(qū)域(燃料電池 或燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)為低負(fù)荷狀態(tài))中，流量增益(燃料氣體流量除以占空比的值)增大，控制變得 困難。又，噴射器的上游側(cè)壓力增高時(shí)，存在由小流量至大流量的占空比控制跨度極其變窄 的問(wèn)題。
又，電磁式調(diào)壓閥設(shè)置為通過(guò)調(diào)節(jié)閥通路的開(kāi)度(開(kāi)口面積)可以調(diào)節(jié)燃料氣體的 流量。因此，電磁式調(diào)壓閥的上游側(cè)壓力增高時(shí)，該電磁式調(diào)壓閥的前后的壓差增大，僅僅 略微擴(kuò)大開(kāi)度就能使流過(guò)的燃料氣體的流量發(fā)生大的變化，相對(duì)于閥通路的開(kāi)度變化的燃 料氣體的流量變化增大。因此，電磁式調(diào)壓閥也與噴射器一樣，使在小流量區(qū)域(低負(fù)荷狀 態(tài))中的燃料氣體的壓力控制變得極其困難。
為了解決這樣的困難的問(wèn)題而在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的燃料電池系統(tǒng)中，在噴射器 的上游側(cè)設(shè)置有兩個(gè)調(diào)節(jié)器。兩個(gè)調(diào)節(jié)器串聯(lián)地配置，并用二階段減壓從高壓箱供給的氫 氣。在燃料電池系統(tǒng)中，通過(guò)兩個(gè)調(diào)節(jié)器將噴射器的上游壓力維持在低壓的一定壓力以下， 從而減小噴射器前后的壓差，確保壓力控制性。另外，在燃料電池系統(tǒng)中，在兩個(gè)調(diào)節(jié)器的 上游側(cè)具備截止閥，通過(guò)截止閥阻斷氫氣箱和燃料電池之間，阻止氫氣的供給。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2007-188857號(hào)公報(bào)。發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載的燃料電池系統(tǒng)中，為了用多階段減壓燃料氣體的壓力而需要多 個(gè)調(diào)節(jié)器。但是，設(shè)置多個(gè)調(diào)節(jié)器時(shí)，構(gòu)成要素增多，又需要用于設(shè)置調(diào)節(jié)器的空間。這樣， 整個(gè)系統(tǒng)變得大型化而成本提高，或者整個(gè)系統(tǒng)的重量增大。尤其是，由于構(gòu)成要素的空間有限，因此在希望輕量化的汽車(chē)中，搭載上述的系統(tǒng)并不理想。
又，設(shè)置多個(gè)調(diào)節(jié)器會(huì)增大系統(tǒng)的壓力損失，因此相對(duì)于燃料電池或燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī) 的最低工作壓力應(yīng)該將高壓箱的使用極限壓力設(shè)定為較高值。這樣，在高壓箱內(nèi)能夠使用 的燃料氣體的量與不設(shè)置調(diào)節(jié)器的情況相比變少，縮短汽車(chē)的行駛續(xù)航距離。
像這樣，增加多個(gè)調(diào)節(jié)器時(shí)，發(fā)生各種不理想的狀況。又，如上所述，只用現(xiàn)有的噴 射器及電磁式調(diào)壓閥，在其上游側(cè)壓力較高時(shí)，在低負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行燃料氣體的壓力控制 是困難的。
此外，作為電磁式調(diào)壓閥等的密封方式可以使用隔膜(diaphragm)方式，但是隔膜 密封件一般耐壓強(qiáng)度低，因此處理高壓的燃料氣體時(shí)，存在因隔膜的破損而使燃料氣體泄 漏至大氣中的可能性。相對(duì)于此，O形環(huán)方式的情況下，存在高壓時(shí)因沒(méi)預(yù)想到的外部因素 而使燃料氣體泄漏至大氣中的可能性。
因此，本發(fā)明的目的在于提供即使在高壓的燃料氣體環(huán)境下，也可以將其二次側(cè) 壓更加正確地調(diào)節(jié)為目標(biāo)壓力，且能夠防止燃料氣體泄漏至大氣中的氣體用調(diào)壓閥。
解決問(wèn)題的手段本發(fā)明的氣體用調(diào)壓閥是具備具有連接一次側(cè)端口和二次側(cè)端口的閥通路的外殼； 設(shè)置于所述外殼內(nèi)，在關(guān)閉所述閥通路的關(guān)閉位置和打開(kāi)所述閥通路的打開(kāi)位置之間移動(dòng) 以調(diào)節(jié)所述閥通路的開(kāi)度的閥體；對(duì)該閥體向關(guān)閉位置方向施力的復(fù)位用彈簧；和與所述 復(fù)位用彈簧的施力反抗地向所述閥體施加與外加的外加電壓或外加電流相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力 以使所述閥體向所述打開(kāi)位置方向移動(dòng)的閥體驅(qū)動(dòng)單元；并且將通過(guò)所述一次側(cè)端口供給 至所述閥通路的高壓的燃料氣體的壓力調(diào)節(jié)為與所述閥體驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)力相對(duì)應(yīng)的壓 力并從所述二次側(cè)端口輸出的調(diào)壓閥，其中，具備形成于所述外殼內(nèi)，并與所述二次側(cè)端 口連接的壓力返回室；介于所述閥體和所述外殼之間的間隙，并滑動(dòng)支持所述閥體的軸承 構(gòu)件；分別設(shè)置于所述軸承構(gòu)件的兩側(cè)，并分別密封所述間隙的兩側(cè)的第一密封構(gòu)件及第 二密封構(gòu)件；和能相對(duì)移動(dòng)地插入于所述閥體內(nèi)，并在與所述閥體之間形成與所述一次側(cè) 端口連接的背壓室的密封桿；所述第一密封構(gòu)件設(shè)置為向與所述驅(qū)動(dòng)力反抗的方向受到所 述壓力返回室的壓力，根據(jù)所受到的所述壓力使所述閥體向所述關(guān)閉位置方向移動(dòng)；所述 外殼具有與所述二次側(cè)端口連接的緩沖室；并設(shè)置有密封所述背壓室和所述緩沖室之間的 第三密封構(gòu)件。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)改變閥體驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)力，可以改變閥通路的開(kāi)度而調(diào)節(jié)二 次側(cè)壓。該二次側(cè)壓導(dǎo)入至壓力返回室，第一密封構(gòu)件受到壓力返回室的二次側(cè)壓并將閥 體移動(dòng)至關(guān)閉位置。從二次側(cè)壓、驅(qū)動(dòng)力及因復(fù)位用彈簧引起的施加力等的作用于閥體的 力相平衡的狀態(tài)使二次側(cè)壓下降時(shí)，第一密封構(gòu)件使閥體向打開(kāi)位置側(cè)移動(dòng)并將閥通路的 開(kāi)度擴(kuò)大而提升二次側(cè)壓。借助于此，作用于閥體的力回歸到相平衡的狀態(tài)。通過(guò)像這樣 回歸到相平衡的狀態(tài)，二次側(cè)壓回歸到原來(lái)的壓力。即，二次側(cè)壓回歸到與閥體驅(qū)動(dòng)單元的 驅(qū)動(dòng)力相對(duì)應(yīng)的一定壓力，并且不管一次側(cè)壓的變化而保持所述一定壓力。因此，氣體用調(diào) 壓閥的壓力控制性高，可以將高壓的燃料氣體更加正確地可變調(diào)節(jié)為目標(biāo)壓力。
又，在本發(fā)明中，由于形成有與一次側(cè)端口連接的背壓室，因此可以通過(guò)背壓室的 壓力消除作用于閥體的一次側(cè)壓，可以抑制因一次側(cè)壓的變化而引起的二次側(cè)壓的變化。 借助于此，可以改善燃料氣體的壓力控制性，可以與現(xiàn)有的氣體用調(diào)壓閥相比更加正確地控制二次側(cè)壓。
又，在本發(fā)明中，相對(duì)于第三密封構(gòu)件在密封桿的另一端側(cè)形成有緩沖室，該緩沖 室與壓力返回室連接。因此，即使燃料氣體通過(guò)密封桿和閥體之間并從背壓室泄漏至緩沖 室，也可以將泄漏的燃料氣體導(dǎo)入至壓力返回室等的二次側(cè)。這樣，氣體用調(diào)壓閥成為將從 背壓室泄漏的燃料氣體導(dǎo)入至二次側(cè)的安全結(jié)構(gòu)，可以防止燃料氣體釋放到外部的情況。
此外，在本發(fā)明中，通過(guò)設(shè)置軸承構(gòu)件，以此可以使閥體順滑地移動(dòng)，可以改善對(duì) 于目標(biāo)壓力的追隨性。而且，第一密封構(gòu)件與第二密封構(gòu)件一起密封軸承構(gòu)件所介入的間 隙的兩側(cè)。借助于此燃料氣體不流入至間隙內(nèi)，軸承構(gòu)件不暴露在燃料氣體中。借助于此， 可以將對(duì)于燃料氣體不具有耐腐蝕性的材料使用于軸承構(gòu)件，從而增加可選擇的材料。又， 通過(guò)密封間隙，以此即使例如對(duì)軸承構(gòu)件實(shí)施潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油也不會(huì)從間隙流出。借助 于此，可以實(shí)現(xiàn)閥體的順滑的移動(dòng)，并且可以防止?jié)櫥突烊胫寥剂蠚怏w中。
在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是所述閥體具有向所述打開(kāi)位置側(cè)受到所述一次側(cè)端口中 的一次側(cè)壓的第一受壓面和向所述關(guān)閉位置側(cè)受到所述背壓室的壓力的第二受壓面，所述 第一受壓面的受壓面積與所述第二受壓面的受壓面積相同。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)背壓室的壓力抵消閥體所受到的一次側(cè)壓。借助于此， 可以消除因一次側(cè)壓的變化而引起的二次側(cè)壓的變化，可以更加改善二次側(cè)壓的壓力控制 性。此外，可以減小閥體驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)力。因此，可以使氣體用調(diào)壓閥小型化。
在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是所述閥體具有向所述打開(kāi)位置側(cè)受到所述一次側(cè)端口中 的一次側(cè)壓的第一受壓面和向所述關(guān)閉位置側(cè)受到所述背壓室的壓力的第二受壓面，所述 第一受壓面的受壓面積小于所述第二受壓面的受壓面積。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，閥體從背壓室的壓力受到的作用力大于閥體從一次側(cè)壓受到的作 用力。由此，與一次側(cè)壓相對(duì)應(yīng)的力向關(guān)閉方向作用于閥體，因此即使一次側(cè)壓急劇變化而 增高，也不會(huì)出現(xiàn)閥體向打開(kāi)位置側(cè)移動(dòng)而打開(kāi)閥通路的情況。又，在閥體驅(qū)動(dòng)單元不工作 時(shí)，可以確實(shí)地關(guān)閉閥通路，從而不會(huì)使燃料氣體從一次側(cè)泄漏至二次側(cè)。
在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是所述第一密封構(gòu)件是隔膜密封件，所述第二密封構(gòu)件是 摩擦阻力小的低壓密封件。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)使第一密封構(gòu)件采用隔膜密封件，可以消除因第一密封構(gòu)件 引起的滑動(dòng)摩擦。又，通過(guò)使第二密封構(gòu)件采用摩擦阻力小的低壓密封件，可以抑制滑動(dòng)摩 擦。通過(guò)像這樣抑制作用于閥體的滑動(dòng)摩擦，可以使閥體順滑地運(yùn)動(dòng)。借助于此，在一次側(cè) 壓變化時(shí)和驅(qū)動(dòng)力變化時(shí)等，可以將二次側(cè)壓迅速地調(diào)節(jié)為與驅(qū)動(dòng)力相對(duì)應(yīng)的一定壓力， 改善二次側(cè)壓的響應(yīng)性。
在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是所述第三密封構(gòu)件是摩擦阻力小，而且起動(dòng)阻力和滑動(dòng) 阻力之差小的高壓密封件。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以使閥體順滑地運(yùn)動(dòng)，并且可以改善閥體的響應(yīng)性。又，第三密 封構(gòu)件采用高壓密封件，因此提高相對(duì)于一次側(cè)壓的耐壓性能，可以提高從一次側(cè)端口供 給的一次側(cè)壓的極限壓力。
在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是所述閥體驅(qū)動(dòng)單元具備根據(jù)外加的外加電壓或外加電流 驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部；容納所述驅(qū)動(dòng)部的殼體；與所述閥體連接，在驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部時(shí)，將所述驅(qū) 動(dòng)力施加到所述閥體以使該閥體向打開(kāi)位置側(cè)移動(dòng)的可動(dòng)構(gòu)件；和固定于所述殼體，且能相對(duì)移動(dòng)地插入于所述可動(dòng)構(gòu)件中，具有反抗所述背壓室的壓力并支持所述密封桿的支持 面的基桿；所述基桿的支持面形成為部分球面狀。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于分別獨(dú)立地形成插入于閥體的密封桿和固定在殼體上的基 桿，因此與將它們形成為一體物的情況相比可以降低密封桿及基桿的加工精度。借助于此， 容易制造氣體用調(diào)壓閥。又，由于基桿的支持面形成為部分球面狀，因此可以防止密封桿與 基桿局部接觸的情況，可以確實(shí)地支持密封桿。
在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是形成為在外加在所述閥體驅(qū)動(dòng)單元上的外加電壓或者外 加電流為零時(shí)，通過(guò)所述復(fù)位用彈簧使所述閥體位于所述關(guān)閉位置的常閉型。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)切斷外加在閥體驅(qū)動(dòng)單元上的外加電壓或者外加電流，可以 緊急阻斷閥通路。
發(fā)明效果通過(guò)本發(fā)明可以提供即使是在高壓的燃料氣體環(huán)境下，也可以將其二次側(cè)壓正確地調(diào) 節(jié)為目標(biāo)壓力，且能夠防止燃料氣體泄漏至大氣中的氣體用調(diào)壓閥。


圖1是示出具備第一實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥的燃料氣體供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的回 路圖；圖2是示出第一實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖3是示出第二實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖4是示出第三實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖5是示出第四實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖6是示出第五實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖7是示出第六實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖8是示出第七實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖9是示出第八實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖10是局部地示出第九實(shí)施形態(tài)的調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖11是局部地示出第十實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照上述的

根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài) 第十實(shí)施形態(tài)的調(diào)壓閥 I I1、及具備該調(diào)壓閥的燃料氣體供給系統(tǒng)2。另外，實(shí)施形態(tài)中的上下、左右及前后等的 方向的概念是便于說(shuō)明而使用的，關(guān)于調(diào)壓閥1、1A II及燃料氣體供給系統(tǒng)2，并不是用 于暗示將這些結(jié)構(gòu)的配置及朝向等限定在該方向。又，以下說(shuō)明的調(diào)壓閥1、1A II及燃 料氣體供給系統(tǒng)2只是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形態(tài)，本發(fā)明并不限于該實(shí)施形態(tài)，在不脫離發(fā) 明的主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行增加、刪除、變更。
[燃料氣體供給系統(tǒng)]燃料氣體供給系統(tǒng)2設(shè)置在以高壓狀態(tài)貯藏氫氣和壓縮天然氣等的燃料氣體的高壓 箱3上。燃料氣體供給系統(tǒng)2與燃料電池和燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)等的燃料氣體消耗器連接，從而將 高壓的燃料氣體調(diào)節(jié)為希望的低壓而供給至燃料氣體消耗器中。這樣構(gòu)成的燃料氣體供給系統(tǒng)2具備容器閥4、壓力傳感器5以及運(yùn)算控制器6。容器閥4形成為置于箱上的類(lèi)型， 從而設(shè)置于高壓箱3的開(kāi)口部上。另外，容器閥4并不限于置于箱上的類(lèi)型，也可以是置于 箱內(nèi)的類(lèi)型。容器閥4具有電磁式調(diào)壓閥I和電磁式截止閥7。
電磁式截止閥7設(shè)置于從高壓箱3連接至燃料氣體消耗器的供給通路2a中。電 磁式截止閥7是所謂的電磁開(kāi)閉閥，具有根據(jù)發(fā)送至其上的信號(hào)開(kāi)閉供給通路2a的功能。 又，在供給通路2a中，在電磁式截止閥7的下游側(cè)設(shè)置有電磁式調(diào)壓閥I。電磁式調(diào)壓閥I 具有調(diào)節(jié)高壓的燃料氣體的壓力的功能。此外，在供給通路2a中，在相對(duì)于電磁式調(diào)壓閥 I的下游側(cè)設(shè)置有壓力傳感器5。壓力傳感器5檢測(cè)流過(guò)供給通路2a的燃料氣體的壓力。 壓力傳感器5通過(guò)信號(hào)線(xiàn)8與運(yùn)算控制器6連接，與檢測(cè)到的壓力相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)壓力信號(hào) 輸入至運(yùn)算控制器6中。又，與目標(biāo)壓力相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)壓力指令信號(hào)從未圖示的輸入裝置 和控制裝置等輸入至運(yùn)算控制器6中。
運(yùn)算控制器6運(yùn)算目標(biāo)壓力指令信號(hào)和檢測(cè)壓力信號(hào)之間的差值，并使對(duì)應(yīng)于該 差值的大小的電流流過(guò)電磁式調(diào)壓閥I。電磁式調(diào)壓閥I將高壓的燃料氣體的壓力調(diào)節(jié)為 與流過(guò)的電流相對(duì)應(yīng)的一定壓力。以下詳述設(shè)置于燃料氣體供給系統(tǒng)2中的電磁式調(diào)壓閥 I。另外，第一實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥I僅僅是設(shè)置于燃料氣體供給系統(tǒng)2中的電磁式調(diào) 壓閥的一個(gè)示例，除此之外還有各種實(shí)施形態(tài)。以下，接著第一實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥1， 詳述幾個(gè)代表性的實(shí)施形態(tài)。
[第一實(shí)施形態(tài)]<電磁式調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)>圖2中所示的第一實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥I具備外殼12。外殼12以達(dá)到密封的狀 態(tài)安裝于高壓箱3(參照?qǐng)D1)的開(kāi)口部上。在外殼12上形成有一次側(cè)端口 12a、閥體孔12b 以及二次側(cè)端口 12c。一次側(cè)端口 12a與電磁式截止閥7 (參照?qǐng)D1)連接，并通過(guò)沿著在 上下方向上延伸的軸線(xiàn)LI延伸的一次側(cè)通路12d與閥體孔12b連接。
閥體孔12b沿著軸線(xiàn)LI延伸，并在其下端配置有一次側(cè)通路12d，其上側(cè)開(kāi)口。閥 體孔12b的斷面形成為圓形狀，并且形成為其直徑大于一次側(cè)通路12d的直徑。又，閥體孔 12b的下端側(cè)與二次側(cè)通路12e連接。二次側(cè)通路12e在與軸線(xiàn)LI正交的方向上延伸，并 與二次側(cè)端口 12c相連接，并通過(guò)供給通路2a (參照?qǐng)D1)與燃料氣體消耗器相連接。
這樣配置的二次側(cè)端口 12c與一次側(cè)端口 12a成直角配置，電磁式調(diào)壓閥I為角 式調(diào)壓閥。一次側(cè)端口 12a和二次側(cè)端口 12c通過(guò)一次側(cè)通路12d、下述的閥體孔12b的二 次側(cè)區(qū)域12f及二次側(cè)通路12e相連接，由這些一次側(cè)通路12d、二次側(cè)區(qū)域12f及二次側(cè) 通路12e構(gòu)成閥通路13。
又，在外殼12中，一次側(cè)通路12d和閥體孔12b相連接的開(kāi)口部分形成座部15，在 閥體孔12b中沿著軸線(xiàn)LI插通有閥體14以使梢端部14a就坐于該座部15上。閥體14大 致形成為有底圓筒狀，梢端部14a形成為錐體狀。閥體14如圖2所示位于關(guān)閉位置上時(shí)， 使梢端部14a的一部分插入于一次側(cè)通路12d中并就坐于座部15上，從而堵住閥通路13。
又，閥體14在其基端側(cè)的外周部上具有法蘭14b。法蘭14b在閥體14的外周部 上，在周方向全周上形成。另一方面，外殼12在與法蘭14b相對(duì)的位置上在內(nèi)周部具有密 封件安裝部16。密封件安裝部16向半徑方向內(nèi)方突出，并且在二次側(cè)通路12e的上側(cè)，在 周方向全周上形成。密封件安裝部16和法蘭14b在上下方向上相互分離，在它們之間形成有大致圓環(huán)狀的軸承構(gòu)件容納空間17。在該軸承構(gòu)件容納空間17中容納軸承構(gòu)件18。
軸承構(gòu)件18大致形成為圓筒狀，并且外設(shè)在閥體14上以介于閥體14和外殼12 之間。軸承構(gòu)件18例如由滾珠導(dǎo)具、滾珠軸承、或者滑動(dòng)軸承構(gòu)成，支持閥體14以使閥體 14能夠相對(duì)于外殼12沿著軸線(xiàn)LI在上下方向上移動(dòng)。另外，用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑軸承構(gòu)件18， 以使閥體14的運(yùn)動(dòng)變得順滑，且改善耐久性。又，在軸承構(gòu)件18的上下兩側(cè)上設(shè)置有隔膜 密封件19和低壓密封構(gòu)件20。
作為第一密封構(gòu)件的隔膜密封件19是所謂的隔膜，大致形成為圓環(huán)狀。隔膜密封 件19的外邊緣部安裝于外殼12，內(nèi)邊緣部安裝于閥體14的法蘭14b上。詳細(xì)地說(shuō)，外殼 12形成為可分割成上下兩個(gè)的結(jié)構(gòu)，在上下分割成兩個(gè)的部分上夾住隔膜密封件19的外 邊緣部，以此使隔膜密封件19安裝于外殼12上。又，隔膜密封件19設(shè)置為其內(nèi)邊緣部由 法蘭14b和下述的動(dòng)鐵芯21的法蘭21a夾住，從而安裝于閥體14上。這樣安裝的隔膜密 封件19經(jīng)過(guò)外殼12和閥體14，從而堵住下述的壓力返回室23和軸承構(gòu)件容納空間17之 間。
作為第二密封構(gòu)件的低壓密封構(gòu)件20是大致圓環(huán)狀的O形環(huán)，并由樹(shù)脂等實(shí)施表 面處理以減小摩擦阻力而形成。低壓密封構(gòu)件20安裝于密封件安裝部16上以密封外殼12 和閥體14之間，從而密封閥體孔12b中位于密封件安裝部16的下側(cè)的二次側(cè)區(qū)域12f和 軸承構(gòu)件容納空間17之間。
像這樣，隔膜密封件19及低壓密封構(gòu)件20堵住軸承構(gòu)件容納空間17的上側(cè)及下 側(cè)，并將軸承構(gòu)件容納空間17與形成在外殼12內(nèi)的其他空間隔開(kāi)。在外殼12上形成有連 接于該軸承構(gòu)件容納空間17的大氣連通路22，軸承構(gòu)件容納空間17通過(guò)大氣連通路22向 大氣開(kāi)放。
像這樣，軸承構(gòu)件容納空間17與外殼12內(nèi)的其他空間隔開(kāi)，向大氣開(kāi)放，因此軸 承構(gòu)件18的潤(rùn)滑油不會(huì)暴露在燃料氣體中，潤(rùn)滑油不會(huì)泄漏至外殼12內(nèi)的其他空間、例如 一次側(cè)通路12d和二次側(cè)通路12e等。因此，可以防止軸承構(gòu)件容納空間17內(nèi)的潤(rùn)滑油耗 盡的情況，可以維持軸承構(gòu)件18被潤(rùn)滑的狀態(tài)。借助于此，能夠改善軸承構(gòu)件18的耐久性， 并且可以使閥體14順滑地移動(dòng)。又，也可以防止?jié)櫥托孤┒烊氲饺剂蠚怏w中。
又，動(dòng)鐵芯21插入于閥體14的基端部(即，上端部)中并螺紋結(jié)合。動(dòng)鐵芯21由 磁性材料形成，大致形成為圓筒狀。動(dòng)鐵芯21沿著軸線(xiàn)LI在上下方向上延伸，在上下方向 上可移動(dòng)地支持于外殼12的上部開(kāi)口側(cè)的內(nèi)周部。動(dòng)鐵芯21在閥體14側(cè)的端部上具有 法蘭21a。法蘭21a向半徑方向外方突出，并且在動(dòng)鐵芯21的外周部，在周方向全周上形 成。法蘭21a與閥體14的法蘭14b—起夾持隔膜密封件19的內(nèi)邊緣部。又，法蘭21a延 伸至外殼12的內(nèi)周部附近并與隔膜密封件19相對(duì)，在與隔膜密封件19之間形成壓力返回 室23。
另一方面，外殼12在法蘭21a的上方具有彈簧支撐部12g,在彈簧支撐部12g和法 蘭21a之間形成有彈簧容納空間24。彈簧容納空間24形成為圓環(huán)狀以包圍動(dòng)鐵芯21的外 周部，在其中以壓縮狀態(tài)容納復(fù)位用彈簧25。復(fù)位用彈簧25由壓縮螺旋彈簧構(gòu)成，并外設(shè) 在動(dòng)鐵芯21上。復(fù)位用彈簧25的下端由法蘭21a支撐，上端由彈簧支撐部12g支撐。像 這樣配置的復(fù)位用彈簧25通過(guò)動(dòng)鐵芯21對(duì)閥體14向關(guān)閉位置側(cè)施力。
又，在外殼12的上部開(kāi)口側(cè)上設(shè)置有電磁比例螺線(xiàn)管26。作為閥體驅(qū)動(dòng)手段的電磁比例螺線(xiàn)管26固定在外殼12的外周部上，并具有螺線(xiàn)管線(xiàn)圈27和固定磁極28。螺線(xiàn)管線(xiàn)圈27大致形成為圓筒狀，從其下端側(cè)嵌插有外殼12。螺線(xiàn)管線(xiàn)圈27具有大致圓筒狀的殼體27a，在其中設(shè)置有線(xiàn)軸27b和線(xiàn)圈線(xiàn)27c。線(xiàn)軸27b也大致形成為圓筒狀，在該線(xiàn)軸 27b上卷繞線(xiàn)圈線(xiàn)27c而構(gòu)成螺線(xiàn)管線(xiàn)圈27。螺線(xiàn)管線(xiàn)圈27設(shè)置為通過(guò)電流流過(guò)線(xiàn)圈線(xiàn) 27c以磁化動(dòng)鐵芯21。而且，在螺線(xiàn)管線(xiàn)圈27的上端側(cè)嵌插有固定磁極28。
固定磁極28由磁性體形成,并大致形成為圓筒狀。固定磁極28配置為其下端側(cè)與動(dòng)鐵芯21相對(duì)。固定磁極28位于遠(yuǎn)離動(dòng)鐵芯21的位置上，并通過(guò)與在螺線(xiàn)管線(xiàn)圈27中流過(guò)的電流相對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁力(驅(qū)動(dòng)力)吸引被螺線(xiàn)管線(xiàn)圈27磁化的動(dòng)鐵芯21。通過(guò)吸引， 動(dòng)鐵芯21及閥體14向打開(kāi)位置側(cè)移動(dòng)，閥通路13被打開(kāi)。另外，打開(kāi)位置是指動(dòng)鐵芯21 向固定磁極28側(cè)被吸引的狀態(tài)下的閥體14的位置。
在閥體14中嵌插有密封桿29。密封桿29大致形成為圓柱狀，并堵住閥體14的基端側(cè)的開(kāi)口以在閥體14內(nèi)形成背壓室30。在閥體14的梢端部14a中沿著軸線(xiàn)LI形成有連通路31，背壓室30通過(guò)連通路31與一次側(cè)通路12d連接。又，在密封桿29的梢端側(cè)的外周部上形成有在其周方向全周上延伸的密封用槽29a。在密封用槽29a中嵌入圓環(huán)狀的高壓密封構(gòu)件32。作為第三密封構(gòu)件的高壓密封構(gòu)件32是摩擦阻力小且起動(dòng)阻力和滑動(dòng)阻力之差小的高壓密封件，例如是由氟樹(shù)脂等進(jìn)行表面處理而形成的O形環(huán)。高壓密封構(gòu)件32密封閥體14和密封桿29之間，防止背壓室30內(nèi)的燃料氣體從閥體14內(nèi)泄漏。
又、密封桿29在其基端側(cè)的外周部具有彈簧支撐部2%。彈簧支撐部29b向半徑方向外方突出，并且在密封桿29的外周部，在其周方向全周上形成。彈簧支撐部29b與閥體14的基端部相對(duì)，并且密封桿用彈簧33以外設(shè)在密封桿29上的狀態(tài)下配置在彈簧支撐部29b與閥體14的基端部之間。密封桿用彈簧33被壓縮，并對(duì)密封桿29向上方施力。又， 在密封桿29上設(shè)置有基桿34以反抗上述施力而支持密封桿29。
基桿34大致形成為圓柱狀，其梢端部形成為部分球面狀?；鶙U34從外側(cè)插通于固定磁極28中，以達(dá)到密封的狀態(tài)與固定磁極28螺紋結(jié)合。[!卩，基桿34通過(guò)固定磁極28 固定在殼體27a上。又，基桿34延伸至動(dòng)鐵芯21內(nèi)，并使其梢端接觸到密封桿29的上端以從上方支持密封桿29。密封桿29的上端形成為隨著向下方行進(jìn)而梢部越來(lái)越細(xì)的形狀的錐體狀，密封桿29形成為通過(guò)基桿34可自動(dòng)調(diào)整軸心的結(jié)構(gòu)。
基桿34延伸至動(dòng)鐵芯21內(nèi)的下端側(cè)。動(dòng)鐵芯21內(nèi)的下端側(cè)設(shè)置為其直徑大于上端側(cè)的直徑，并構(gòu)成緩沖室35。密封桿29從該緩沖室35嵌插于閥體14中，其上端側(cè)位于緩沖室35，下端側(cè)位于背壓室30。這兩個(gè)室35、30之間由設(shè)置于密封桿29的高壓密封構(gòu)件32堵住，從而不會(huì)使燃料氣體從背壓室30泄漏至緩沖室35。
又，在動(dòng)鐵芯21上形成有連接緩沖室35和彈簧容納空間24的多個(gè)連通路36，在外殼12上形成有連接彈簧容納空間24和閥體孔12b的二次側(cè)區(qū)域12f的壓力返回通路37。 即，緩沖室35通過(guò)連通路36、彈簧容納空間24及壓力返回通路37與二次側(cè)區(qū)域12f及在其上的二次側(cè)端口 12c相連接，并設(shè)置為假設(shè)燃料氣體從背壓室30泄漏至緩沖室35也能夠返回至二次側(cè)區(qū)域12f。S卩，電磁式調(diào)壓閥I成為不會(huì)使從一次側(cè)泄漏的燃料氣體向外側(cè)泄漏而返回至二次側(cè)的安全結(jié)構(gòu)的閥。
又，緩沖室35通過(guò)動(dòng)鐵芯21和基桿34之間的間隙，也與動(dòng)鐵芯21和固定磁極28 之間的空間連接。借助于此，二次側(cè)壓導(dǎo)入至動(dòng)鐵芯21和固定磁極28之間，并抵消作用于閥體14的二次側(cè)壓。又，彈簧容納空間24通過(guò)動(dòng)鐵芯21的法蘭21a和外殼12之間的間 隙與壓力返回室23相連接，并且二次側(cè)壓P2導(dǎo)入至壓力返回室23中。隔膜密封件19受到 導(dǎo)入至壓力返回室23的二次側(cè)壓p2，并利用與受到的二次側(cè)壓P2相對(duì)應(yīng)的力使閥體14向 關(guān)閉方向移動(dòng)。
像這樣根據(jù)二次側(cè)壓P2向關(guān)閉方向移動(dòng)的閥體14在其梢端部14a的受壓面Pl上 向上方(從關(guān)閉位置向打開(kāi)位置的方向)受到一次側(cè)通路12d的一次側(cè)壓P1，在閥體14內(nèi)部 的受壓面P2上向下方(從打開(kāi)位置向關(guān)閉位置的方向)受到導(dǎo)入至背壓室30中的一次側(cè)壓 Pl。因此，在受壓面Pl上所受到的作用力與在受壓面P2上所受到的作用力相互抵消。又， 受壓面Pl的受壓面積Al根據(jù)座部15的內(nèi)徑、即根據(jù)座徑?jīng)Q定，又，受壓面P2的受壓面積 A2根據(jù)背壓室30的孔徑?jīng)Q定。在本實(shí)施形態(tài)中，外殼12及閥體14形成為座徑和孔徑相 等。因此，在本實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥I中在受壓面Pl上所受到的作用力與在受壓面P2 上所受到的作用力相互抵消。
又，隔膜密封件19的受壓面積A3大于受壓面積A1、A2，充分受到二次側(cè)壓p2。因 此，位于閥體14的基端側(cè)向關(guān)閉位置方向受到二次側(cè)壓P2的受壓面P3的受壓面積大于位 于閥體14的梢端側(cè)向打開(kāi)位置方向受到二次側(cè)壓P2的受壓面P4的受壓面積。因此，通過(guò) 二次側(cè)壓P2及復(fù)位用彈簧25將閥體14向關(guān)閉位置側(cè)按壓，在電流不流過(guò)螺線(xiàn)管線(xiàn)圈27的 狀態(tài)下，閥體14位于關(guān)閉位置。即，電磁式調(diào)壓閥I形成為常閉型的閥的結(jié)構(gòu)。因此，通過(guò) 切斷流過(guò)螺線(xiàn)管線(xiàn)圈27的電流可以緊急阻斷閥通路13。
<電磁式調(diào)壓閥的動(dòng)作>以下參照?qǐng)D2說(shuō)明電磁式調(diào)壓閥I的動(dòng)作。電流流過(guò)電磁比例螺線(xiàn)管26的螺線(xiàn)管線(xiàn) 圈27時(shí)，勵(lì)磁力作用于動(dòng)鐵芯21，動(dòng)鐵芯21被吸引至固定磁極28側(cè)。借助于此，閥體14 從座部15分離而向打開(kāi)位置側(cè)移動(dòng)，打開(kāi)閥通路13。通過(guò)打開(kāi)閥通路13，在閥體14和座 部15之間形成孔(未圖示)，燃料氣體通過(guò)該孔減壓為二次側(cè)壓P2并流入二次側(cè)區(qū)域12f。
二次側(cè)區(qū)域12f的燃料氣體通過(guò)二次側(cè)通路12e從二次側(cè)端口 12c排出，并且通 過(guò)壓力返回通路37及彈簧容納空間24導(dǎo)入至壓力返回室23。隔膜密封件19受到導(dǎo)入至 壓力返回室23的燃料氣體的二次側(cè)壓p2。閥體14向關(guān)閉位置或打開(kāi)位置的一側(cè)移動(dòng)直至 到達(dá)動(dòng)鐵芯21受到的勵(lì)磁力和由在受壓面P3上受到的二次側(cè)壓p2引起的作用力以及復(fù) 位用彈簧25的彈簧力相平衡的位置為止。即，調(diào)節(jié)閥通路13的開(kāi)度(即，孔的開(kāi)度)以使上 述力相平衡，以此調(diào)節(jié)流過(guò)二次側(cè)區(qū)域12f的燃料氣體的二次側(cè)壓p2。借助于此，二次側(cè)壓 P2達(dá)到與流過(guò)螺線(xiàn)管線(xiàn)圈27的電流相對(duì)應(yīng)的壓力(即，目標(biāo)壓力)。
例如，二次側(cè)壓？2低于目標(biāo)壓力時(shí)，勵(lì)磁力大于由二次側(cè)壓P2引起的作用力，閥體 14向遠(yuǎn)離座部15的方向、(即、打開(kāi)位置方向)移動(dòng)。此時(shí)，閥通路13的開(kāi)度變寬，二次側(cè)壓 P2上升。閥體14在勵(lì)磁力和由二次側(cè)壓p2引起的作用力以及復(fù)位用彈簧25的彈簧力相 平衡的位置(開(kāi)度)上將二次側(cè)壓P2調(diào)節(jié)為目標(biāo)壓力。因此，電磁式調(diào)壓閥I即使在一次側(cè) 壓P1變化時(shí)，也可以與此相應(yīng)地控制閥通路13的開(kāi)度，將二次側(cè)壓P2調(diào)節(jié)為目標(biāo)壓力。因 此，即使不將一次側(cè)壓P1預(yù)先減壓為一定壓力，也可以通過(guò)單個(gè)電磁式調(diào)壓閥I將高壓的 燃料氣體減壓并調(diào)節(jié)至規(guī)定的低壓、即目標(biāo)壓力。因此，電磁式調(diào)壓閥I的壓力控制性高。
在電磁式調(diào)壓閥I中，通過(guò)將一次側(cè)壓P1導(dǎo)入至背壓室30中，以此在受壓面Pl及 受壓面P2上由一次側(cè)壓P1所受到的作用力相抵消。借助于此，可以抑制因一次側(cè)壓P1的變化而引起的二次側(cè)壓P2的變化。因此，可以改善針對(duì)高壓的燃料氣體的壓力控制性，并且 與現(xiàn)有的電磁式調(diào)壓閥相比，可以正確地控制二次側(cè)壓P2。又，通過(guò)抵消由一次側(cè)壓P1K 受到的作用力，可以減小電磁比例螺線(xiàn)管26的勵(lì)磁力，可以使電磁式調(diào)壓閥I小型化。
又，在電磁式調(diào)壓閥I中，一次側(cè)壓P1和二次側(cè)壓P2之間的壓差大，因此閥體14 移動(dòng)時(shí)燃料氣體有可能從背壓室30稍微泄漏至緩沖室35。但是，電磁式調(diào)壓閥I設(shè)置為使 泄漏到緩沖室35的燃料氣體返回至彈簧容納空間24、壓力返回室23和二次側(cè)區(qū)域12f等 二次側(cè)的安全結(jié)構(gòu)，因此燃料氣體不會(huì)釋放到電磁式調(diào)壓閥I的外部。即，燃料氣體不會(huì)泄 漏至大氣中。
又，通過(guò)采用隔膜密封件19，可以消除閥體14移動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)摩擦。又，通過(guò)采用摩 擦阻力小的低壓密封構(gòu)件20，可以盡量抑制滑動(dòng)摩擦。通過(guò)抑制像這樣作用于閥體14的 滑動(dòng)摩擦，可以使閥體14順滑地運(yùn)動(dòng)。借助于此，可以將二次側(cè)壓P2快速地調(diào)節(jié)為目標(biāo)壓 力，改善二次側(cè)壓P2的響應(yīng)性。此外，通過(guò)采用高壓密封構(gòu)件32，可以改善相對(duì)于電磁式調(diào) 壓閥I的一次側(cè)壓P1的耐壓性能，從而可以提高從一次側(cè)端口 12a供給的一次側(cè)壓的極限 壓力。
又，分別獨(dú)立地形成插入于閥體14中的密封桿29和基桿34，因此與將它們形成 為一體物的情況相比可以降低密封桿29及基桿34的加工精度。借助于此，電磁式調(diào)壓閥 I的制造變得容易。又，基桿34的梢端形成為部分球面狀，因此可以防止密封桿29與基桿 34局部接觸的情況，可以很好地支持密封桿29。
又，在燃料氣體供給系統(tǒng)2中，通過(guò)在電磁式調(diào)壓閥I的上游側(cè)設(shè)置電磁式截止閥 7，以此通過(guò)具有阻斷功能的兩個(gè)閥1、7可以阻斷高壓箱3和燃料氣體消耗器之間。借助于 此，改善燃料氣體供給系統(tǒng)2的安全性。又，通過(guò)在高壓箱2的開(kāi)口部上配置電磁式調(diào)壓閥 1，以此使來(lái)自于高壓箱3的輸出壓力水平達(dá)到低壓，大幅度改善燃料氣體供給系統(tǒng)2的安 全性。
[第二實(shí)施形態(tài)]根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥IA與根據(jù)第一實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥 I結(jié)構(gòu)類(lèi)似。因此，關(guān)于根據(jù)第二實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥IA的結(jié)構(gòu)，僅說(shuō)明不同于第一實(shí) 施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥I的結(jié)構(gòu)，對(duì)于相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)以相同的符號(hào)并省略其說(shuō)明。對(duì)于第 三實(shí)施形態(tài)以后的實(shí)施形態(tài)也是一樣的。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥IA設(shè)置為如圖3所示密封桿29A延 伸至固定磁極28，并固定在固定磁極28上。即，形成為使第一實(shí)施形態(tài)的密封桿29和基桿 34 —體化的結(jié)構(gòu)。通過(guò)設(shè)置為這樣的結(jié)構(gòu)，可以減少部件數(shù)量，可以降低制造成本。
除此之外，第二實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥IA發(fā)揮與根據(jù)第一實(shí)施形態(tài)的電磁式 調(diào)壓閥I相同的作用效果。
[第三實(shí)施形態(tài)]根據(jù)第三實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥IB設(shè)置為如圖4所示壓力返回通路37B形成在閥 體14內(nèi)。具體地說(shuō)，在電磁式調(diào)壓閥IB中，密封桿29B的下端部延伸至閥體14內(nèi)的底面 附近，相對(duì)于密封用槽29a的上端側(cè)與剩余的部分相比形成為小直徑。借助于此，在閥體14 的內(nèi)周部和密封桿29B的內(nèi)周部之間形成有通路41。又，在閥體14的梢端部14a側(cè)形成有 連接該通路41和二次側(cè)區(qū)域12f的連接通路42，連接通路42和通路41構(gòu)成壓力返回通路37B。壓力返回通路37B設(shè)置為連接二次側(cè)區(qū)域12f和緩沖室35，并使泄漏至緩沖室35的 燃料氣體返回至二次側(cè)區(qū)域12f。像這樣，通過(guò)在閥體14內(nèi)形成壓力返回通路37B，以此在 外殼12中無(wú)需形成壓力返回通路37，外殼12的加工變得容易。
又，軸承構(gòu)件45介于基桿34和動(dòng)鐵芯21之間。動(dòng)鐵芯21通過(guò)該軸承構(gòu)件45由 基桿34引導(dǎo)而沿著軸線(xiàn)LI順滑地移動(dòng)。
除此之外，第三實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥IB發(fā)揮與根據(jù)第一實(shí)施形態(tài)的電磁式 調(diào)壓閥I相同的作用效果。
[第四實(shí)施形態(tài)]在根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥IC中，與第三實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓 閥IB相同地如圖5所示在閥體14內(nèi)形成有壓力返回通路37B。又，在電磁式調(diào)壓閥IC中， 在基桿34C上形成有二次側(cè)端口 34a，為了連接該二次側(cè)端口 34a和壓力返回通路37B，而 在基桿34C及密封桿29C上形成有二次側(cè)通路44。二次側(cè)通路44沿著軸線(xiàn)LI貫通基桿 34C而延伸至密封桿29C的中間部分。二次側(cè)通路44在下端具有向半徑方向延伸的連接通 路部44a，通過(guò)該連接通路部44a連接于壓力返回通路37B。
電磁式調(diào)壓閥IC直線(xiàn)配置一次側(cè)端口 12a和二次側(cè)端口 34a，并構(gòu)成直線(xiàn)型(直列 型)的調(diào)壓閥。由于是直線(xiàn)型的調(diào)壓閥，因此可以沿著軸線(xiàn)LI配置輸入及輸出的配管等。
除此之外，第四實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥IC發(fā)揮與根據(jù)第一實(shí)施形態(tài)的電磁式 調(diào)壓閥I相同的作用效果。
[第五實(shí)施形態(tài) 第八實(shí)施形態(tài)]根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施形態(tài) 第八實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥ID IG如圖6 圖9所 示，除了受壓面積Al及受壓面積A2不相同這一點(diǎn)之外，與根據(jù)第一實(shí)施形態(tài) 第四實(shí)施形 態(tài)的電磁式調(diào)壓閥I IC相同。以下僅說(shuō)明這一點(diǎn)。
在電磁式調(diào)壓閥ID IG中，閥體14及外殼12形成為使座徑小于背壓室30的孔 徑,受壓面積Al小于受壓面積A2。因此，在閥體14上向關(guān)閉位置作用著由與受壓面積Al 和受壓面積A2的面積差相對(duì)應(yīng)的一次側(cè)壓P1而引起的作用力。因此，阻斷流過(guò)螺線(xiàn)管線(xiàn) 圈27的電流時(shí)閥體14向關(guān)閉位置的速度變快，提高阻斷性能。
又，由于向關(guān)閉位置作用著因一次側(cè)壓P1而引起的作用力，因此閥體14和座部15 的就坐部分的密封面壓力增高。因此，電磁式調(diào)壓閥ID IG可以確實(shí)地關(guān)閉閥通路13，從 而不會(huì)使燃料氣體從一次側(cè)泄漏至二次側(cè)。
除此之外，第五實(shí)施形態(tài) 第八實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥ID IG發(fā)揮與根據(jù)第 一實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào)壓閥I相同的作用效果。
[第九實(shí)施形態(tài)]根據(jù)第九實(shí)施形態(tài)的調(diào)壓閥1H，如圖10所示，代替電磁比例螺線(xiàn)管26而具備壓電執(zhí) 行器26H。作為閥體驅(qū)動(dòng)手段的壓電執(zhí)行器26H具有壓電元件(piezoelectric element) 26a (例如，壓電元件(piezo element))，壓電元件26a設(shè)置為根據(jù)外加的外加電壓而收縮 并產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的結(jié)構(gòu)。像這樣，通過(guò)壓電元件26a收縮，閥體14通過(guò)可動(dòng)構(gòu)件21H向打開(kāi) 位置方向(上方向)移動(dòng)，打開(kāi)閥通路13。此時(shí)，以與產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力相對(duì)應(yīng)的開(kāi)度打開(kāi)閥通 路13，調(diào)壓閥IH也可以將二次側(cè)壓P2調(diào)節(jié)為與外加至壓電執(zhí)行器26H的外加電壓相對(duì)應(yīng) 的壓力。
此外，在調(diào)壓閥IH中，基桿34H螺紋結(jié)合并固定在壓電執(zhí)行器26H的殼體26b上。 該基桿34H貫通殼體26b及壓電元件26a，此外還貫通可動(dòng)構(gòu)件21H。而且，基桿34H的梢 端與密封桿29的上端接觸，從上方支持密封桿29。
除此之外，根據(jù)第九實(shí)施形態(tài)的調(diào)壓閥IH具有與根據(jù)第一實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào) 壓閥I相同的結(jié)構(gòu)，發(fā)揮相同的作用效果。
[第十實(shí)施形態(tài)]根據(jù)第十實(shí)施形態(tài)的調(diào)壓閥II，如圖11所示，代替電磁比例螺線(xiàn)管26而具備力馬達(dá) 261。作為閥體驅(qū)動(dòng)手段的力馬達(dá)261設(shè)置為在圓筒狀的永久磁鐵61中插入有可動(dòng)線(xiàn)圈 62，電流流過(guò)可動(dòng)線(xiàn)圈62時(shí)產(chǎn)生與電流相對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁力，通過(guò)該勵(lì)磁力可動(dòng)線(xiàn)圈62在磁軛 63內(nèi)向上方運(yùn)動(dòng)。在可動(dòng)線(xiàn)圈62上一體地設(shè)置有可動(dòng)構(gòu)件211，通過(guò)可動(dòng)線(xiàn)圈62的移動(dòng) 閥體14向打開(kāi)位置方向移動(dòng)，從而打開(kāi)閥通路13。此時(shí)，以與產(chǎn)生的勵(lì)磁力相對(duì)應(yīng)的開(kāi)度 打開(kāi)閥通路13，調(diào)壓閥II也可以將二次側(cè)壓P2調(diào)節(jié)為與流過(guò)力馬達(dá)261的電流相對(duì)應(yīng)的 壓力。
此外，在調(diào)壓閥II中，基桿341螺紋結(jié)合并固定在力馬達(dá)261的殼體64上。該基 桿341貫通殼體64及可動(dòng)線(xiàn)圈62，此外還貫通可動(dòng)構(gòu)件211。而且，基桿341的梢端與密 封桿29的上端接觸，從上方支持密封桿29。
除此之外，根據(jù)第十實(shí)施形態(tài)的調(diào)壓閥II具有與根據(jù)第一實(shí)施形態(tài)的電磁式調(diào) 壓閥I相同的結(jié)構(gòu)，并發(fā)揮相同的作用效果。
[其他的實(shí)施形態(tài)]在本實(shí)施形態(tài)中，由隔膜密封件19受到壓力返回室23的二次側(cè)壓P2，但是并不一定是 隔膜密封件，也可以是O形環(huán)等的低壓密封構(gòu)件。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明可以適用于將高壓的燃料氣體的壓力調(diào)節(jié)為與外加的外加電壓或外加電流相 對(duì)應(yīng)的壓力的氣體用調(diào)壓閥。
符號(hào)說(shuō)明I IG電磁式調(diào)壓閥IHUI調(diào)壓閥；2燃料氣體供給系7電磁式截止閥；12夕卜殼;12a一次側(cè)端口；12c二次側(cè)端口；13閥通路；14閥體；18軸承構(gòu)件；19隔膜密封件；20低壓密封構(gòu)件；23壓力返回室；25復(fù)位用彈簧；2626H26129-30 32 34廣 35電磁比例螺線(xiàn)管； 壓電執(zhí)行器；力馬達(dá)；29C 密封桿；背壓室；高壓密封構(gòu)件； 34C、34H、34I 基桿；緩沖室。
權(quán)利要求
1.一種氣體用調(diào)壓閥，具備具有連接一次側(cè)端口和二次側(cè)端口的閥通路的外殼； 設(shè)置于所述外殼內(nèi)，在關(guān)閉所述閥通路的關(guān)閉位置和打開(kāi)所述閥通路的打開(kāi)位置之間移動(dòng)以調(diào)節(jié)所述閥通路的開(kāi)度的閥體；對(duì)所述閥體向關(guān)閉位置方向施力的復(fù)位用彈簧；和與所述復(fù)位用彈簧的施力反抗地向所述閥體施加與外加的外加電壓或外加電流相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力以使所述閥體向所述打開(kāi)位置方向移動(dòng)的閥體驅(qū)動(dòng)單元；并且將通過(guò)所述一次側(cè)端口供給至所述閥通路的高壓的燃料氣體的壓力調(diào)節(jié)為與所述閥體驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)力相對(duì)應(yīng)的壓力并從所述二次側(cè)端口輸出，其特征在于，具備形成于所述外殼內(nèi)，并與所述二次側(cè)端口連接的壓力返回室；介于所述閥體和所述外殼之間的間隙，并滑動(dòng)支持所述閥體的軸承構(gòu)件；分別設(shè)置于所述軸承構(gòu)件的兩側(cè)，并分別密封所述間隙的兩側(cè)的第一密封構(gòu)件及第二密封構(gòu)件；和能相對(duì)移動(dòng)地插入于所述閥體內(nèi)，并在與所述閥體之間形成與所述一次側(cè)端口連接的背壓室的密封桿；所述第一密封構(gòu)件形成為向與所述驅(qū)動(dòng)力反抗的方向受到所述壓力返回室的壓力，根據(jù)所受到的所述壓力使所述閥體向所述關(guān)閉位置方向移動(dòng)的結(jié)構(gòu)；所述外殼具有與所述二次側(cè)端口連接的緩沖室；并設(shè)置有密封所述背壓室和所述緩沖室之間的所述第三密封構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體用調(diào)壓閥，其特征在于，所述閥體具有向所述打開(kāi)位置側(cè)受到所述一次側(cè)端口中的一次側(cè)壓的第一受壓面和向所述關(guān)閉位置側(cè)受到所述背壓室的壓力的第二受壓面；所述第一受壓面的受壓面積與所述第二受壓面的受壓面積相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體用調(diào)壓閥，其特征在于，所述閥體具有向所述打開(kāi)位置側(cè)受到所述一次側(cè)端口中的一次側(cè)壓的第一受壓面和向所述關(guān)閉位置側(cè)受到所述背壓室的壓力的第二受壓面；所述第一受壓面的受壓面積小于所述第二受壓面的受壓面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的氣體用調(diào)壓閥，其特征在于，所述第一密封構(gòu)件是隔膜密封件；所述第二密封構(gòu)件是摩擦阻力小的低壓密封件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的氣體用調(diào)壓閥，其特征在于，所述第三密封構(gòu)件是摩擦阻力小，而且起動(dòng)阻力和滑動(dòng)阻力之差小的高壓密封件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的氣體用調(diào)壓閥，其特征在于，所述閥體驅(qū)動(dòng)單元具備根據(jù)外加的外加電壓或外加電流驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部；容納所述驅(qū)動(dòng)部的殼體；與所述閥體連接，在驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)力施加到所述閥體以使該閥體向打開(kāi)位置側(cè)移動(dòng)的可動(dòng)構(gòu)件；和固定于所述殼體，且能相對(duì)移動(dòng)地插入于所述可動(dòng)構(gòu)件中，具有反抗所述背壓室的壓力并支持所述密封桿的支持面的基桿； 所述基桿的支持面形成為部分球面狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的氣體用調(diào)壓閥，其特征在于，形成為在外加在所述閥體驅(qū)動(dòng)單元上的外加電壓或者外加電流為零時(shí)，通過(guò)所述復(fù)位用彈簧使所述閥體位于所述關(guān)閉位置的常閉型。
全文摘要
提供即使是在高壓的燃料氣體環(huán)境下，也可將其二次側(cè)壓更加正確地調(diào)節(jié)為目標(biāo)壓力，且能夠防止燃料氣體泄漏至大氣中的氣體用調(diào)壓閥。電磁調(diào)壓閥(1)具備閥體(14)，通過(guò)使閥體(14)移動(dòng)而調(diào)節(jié)閥通路(13)的開(kāi)度，以此將二次側(cè)壓(p2)可調(diào)節(jié)為目標(biāo)壓力。閥體(14)由軸承構(gòu)件(18)滑動(dòng)支持，軸承構(gòu)件(18)的兩側(cè)被隔膜密封件(19)和低壓密封構(gòu)件(20)密封。隔膜密封件(19)從與二次側(cè)端口(12c)連接的壓力返回室(23)受到二次側(cè)壓(p2)并使閥體(14)向關(guān)閉位置方向移動(dòng)。通過(guò)插入于閥體(14)內(nèi)的密封桿(29)形成與一次側(cè)端口(12a)連接的背壓室(30)，在外殼(12)中形成有與二次側(cè)端口(12c)連接的緩沖室(35)。用高壓密封構(gòu)件(32)密封緩沖室(35)和背壓室(30)之間。
文檔編號(hào)G05D16/20GK103003607SQ20118003725
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者野道薰, 鈴木豐, 二宮誠(chéng) 申請(qǐng)人:川崎重工業(yè)株式會(huì)社