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公開番号2024148207
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023061124
出願日2023-04-05
発明の名称流量調整弁
出願人株式会社タツノ
代理人弁理士法人高橋特許事務所
主分類F16K 31/50 20060101AFI20241010BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】小流量時には高精度の制御が可能であり、且つ、大流量による気体燃料供給が可能な流量調整弁の提供。
【解決手段】本発明の流量調整弁(30)は、小径の先端(1A:シャフト先端)を備えたシャフト(1)と、流路(3:流路小径部3Aを含む)が形成された本体部(2)と、開度調整用回転部材(4:開度調整ダイヤル)と、開度調整用回転部材(4)の回転をシャフト(1)の軸線方向移動に変換する変換機構(5)を備え、シャフト先端(1A:シャフト先端テーパー部1AT)が本体部(2)に形成された流路(3)の流路小径部(3A)に挿入可能に配置されており、シャフト先端(1A)の外周と流路小径部(3A)の内周面の間には(微小な)隙間(δ)が存在する様に設定されている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
小径の先端を備えたシャフトと、流路が形成された本体部と、開度調整用回転部材と、開度調整用回転部材の回転をシャフトの軸線方向移動に変換する変換機構を備え、
シャフト先端が本体部に形成された流路の流路小径部に挿入可能に配置されており、シャフト先端の外周と流路小径部の内周面の間には隙間が存在する様に設定されていることを特徴とする流量調整弁。
続きを表示（約 270 文字）【請求項２】
開度調整用回転部材の回転をシャフトの軸線方向移動に変換する機構は、開度調整用回転部材に形成された内ネジとシャフトの開度調整用回転部材側のネジ山との螺合部を有している請求項１の流量調整弁。
【請求項３】
開度調整用回転部材を回転した際に、シャフトが開度調整用回転部材と共回りすることを防止する共回り防止機構を設けている請求項２の流量調整弁。
【請求項４】
前記シャフトを前記シャフト先端側に移動させる機能を有する開度急速調整部材を設けている請求項１～３の何れか１項の流量調整弁。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば燃料電池車輌（ＦＣＶ）の水素タンク等の様な気体燃料を充填するべき機器に対して、例えば水素の様な気体燃料を充填するための充填装置（例えば水素充填装置）に関し、特に、当該充填装置に好適に用いられる流量調整弁に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題の対策の一つとして、水素ガスを燃料とする燃料電池自動車（ＦＣＶ）及びそれに関連する設備の開発が活発に行われている。水素ガスを燃料する車両の普及を促進するためには、ＦＣＶに対して安定して水素ガスを充填することが出来る水素充填装置が必要である。出願人は、その様な水素充填装置を既に提案しており（例えば特許文献１）、当該水素充填装置においては、水素供給配管に介装され制御装置の信号に基づき充填する水素の流量制御を行う流量調整弁が開示されている。
また、流量調整弁としては、例えば、ボディ内部に形成される流入口と流出口とを連通する流路と、当該流路に形成される弁座と、弁座に当接・離間し、流路を連通・遮断する弁体と、弁体を移動させるアクチュエータとを備える流量調整弁が提案されている（特許文献２参照）。係る流量調整弁（特許文献２の流量調整弁）では、アクチュエータのステッピングモータの回転軸はボールネジと接続されており、当該ボールネジは、筒状の上部カバー内に上下動可能に備えられたスライダに配設されており、前記ボールネジによって、ステッピングモータの回転運動をスライダの直線運動に変換している。係る構成により、例えば特許文献２の流量調整弁は、作動流体が高圧である場合においても確実に開閉制御を行うことが出来る。
【０００３】
しかし、上述した流量調整弁では、弁体が弁座を離隔した瞬間に、急激に流路断面積が増加して流量が増加するので、特に小流量の水素を流すことが要求される場合には、弁開度或いは流量の制御が困難であるという問題を有している。
ここで、流量を絞ることにより、流量を高精度に制御することが可能であるが、水素等の気体燃料の充填に際してはなるべく早く充填を終わらせたいという要請があり、そのため、大流量で充填することが要求される。
小流量時にも高精度の制御が可能であり、且つ、大流量による気体燃料供給の要請に応えることが出来る流量調整弁は、未だに提案されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１３９３９０号公報
特開２０２１－１９６００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、小流量時にも高精度の制御が可能であり、且つ、大流量による気体燃料供給が可能な流量調整弁の提供を目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の流量調整弁（３０）は、小径の先端（１Ａ：シャフト先端）を備えたシャフト（１）と、流路（３：流路小径部３Ａを含む）が形成された本体部（２）と、開度調整用回転部材（４：開度調整ダイヤル）と、開度調整用回転部材（４）の回転をシャフト（１）の軸線方向移動に変換する変換機構（５）を備え、
シャフト先端（１Ａ）が本体部（２）に形成された流路（３）の流路小径部（３Ａ）に挿入可能に配置されており、シャフト先端（１Ａ）の外周と流路小径部（３Ａ）の内周面の間には（微小な）隙間（δ）が存在する様に設定されていることを特徴としている。
【０００７】
本発明において、開度調整用回転部材（４）の回転をシャフト（１）の軸線方向移動に変換する機構（５）は、開度調整用回転部材（４）に形成された内ネジ（４Ｃ）とシャフト（１）の開度調整用回転部材側（シャフト基部１Ｂ）のネジ山（１Ｃ）との螺合部（５Ａ）を有しているのが好ましい。
【０００８】
また、開度調整用回転部材（４）を回転した際に、シャフト（１）が開度調整用回転部材（４）と共回りすることを防止する共回り防止機構（６：共回り防止部材６Ａと共回り防止ボルト６Ｂ）を設けているのが好ましい。
【０００９】
さらに本発明において、前記シャフト（１）を前記シャフト先端（１Ａ）側（シャフト軸方向の流路調整部１０側）に移動させる機能を有する開度急速調整部材（７：開度急速調整ボタン）を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
上述の構成を具備する本発明の流量調整弁（３０）によれば、小径のシャフト先端（１Ａ）に隣接するシャフト先端テーパー部（１ＡＴ）が弁体を構成しており、本体部（２）に形成された流路小径部（３Ａ）に隣接する流路テーパー部（３ＡＴ）が弁座を構成して、シャフト先端テーパー部（１ＡＴ）が流路テーパー部（３ＡＴ）に係合することで閉鎖され、シャフト先端テーパー部（１ＡＴ）が流路テーパー部（３ＡＴ）から離隔することで開放される。
ここで、シャフト先端（１Ａ）の外周と流路小径部（３Ａ）の内周面の間には隙間（δ）が存在する。流量調整弁（３０）の開放時であって、シャフト先端（１Ａ）が流路小径部（３Ａ）内に挿入されている場合（小流量領域）には、隙間（δ）を気体燃料（例えば水素）が流れる。隙間（δ）は微小であり、隙間（δ）を気体燃料が流れる距離（シャフト軸方向長さＬｔ）が長いと流路抵抗が大きく、気体燃料流量は小さくなるが、距離が短いと流路抵抗が小さくなり、気体燃料の流量は大きくなる。
本発明によれば、隙間（δ）を気体燃料が流れる長さ、すなわちシャフト先端（１Ａ）が流路小径部（３Ａ）内に挿入されている長さを調整することにより、隙間（δ）を介して流れる気体燃料の流量（比較的小さい流量）を正確に微調整することが出来る。
（【００１１】以降は省略されています）

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