捷太格特展出MIRAI的高压氢密封阀和减压阀
2025-04-29

         捷太格特于2005年1月,由光洋精工和丰田工机合并成立。该公司的转向系统技术及传动技术位居世界前列。


      在此次“人与车科技展2015”上,该公司展出了由花园工厂生产的丰田“MIRAI”用高压氢密封阀和减压阀。


      高压氢密封阀是在向燃料罐供给氢时打开,在充满后关闭,以防止氢泄漏的。减压阀用来对供给燃料电池的氢减压,使压力降至1MPa左右。为防止泄漏,该公司的阀门采用了在密封时阀门部变形以消除缝隙的构造。 


      另外,减压阀是利用弹簧的力平衡控制同样构造的阀门。将弹簧设定为保证燃料电池的压力在1MPa左右的状态,当压力低于1MPa时弹簧收缩,阀门打开,从高压罐供给氢。反之,当压力高于1MPa时阀门关闭。所有零件均采用铝合金外壳,阀门部使用钢材。




      ジェイテクトは「人とくるまのテクノロジー展2015」にトヨタ自動車の「MIRAI」が採用した高圧水素封止弁と減圧弁を展示した。花園工場で生産している。


      高圧水素封止弁は燃料タンクに水素を供給するときに開き、充てん後に閉じることで水素の漏れを防止するもの。減圧弁は、燃料電池に向かう水素を減圧して1MPa程度の圧力に下げるもの。


     水素タンクを満タンにするのにかかる時間は約3分。この時に封止弁を開き、高圧で短時間に水素を充てんする。電磁ソレノイドで弁を開閉する。ポイントは、水素脆化などが起きにくい不純物の低い材料を弁部に使うことと、漏れをなくすために封止時に弁部が変形してすき間がなくなる構造としたこと。


      弁はテーパー状のシリンダーを円筒形のリングに出し入れし、テーパー部がリングに接触することで閉じる構造。この往復動に電磁ソレノイドを使っている。漏れをなくすためには、弁に使う部品の同心度を高め、表面粗さをできるだけ小さくしなければならない。しかし、いくら高精度に作っても弁部には微小なすき間が生じて水素が漏れてしまう。そこで、こうした微小なすき間を弁の弾性変形で埋める構造とした。弁部の耐摩耗性を高めるにはなるべく硬い材料で作ったほうがよいが、そうすると変形しにくくなるのでそのバランスが難しかった点という。MIRAIは高圧水素タンクが二つあり、それぞれのタンクにこの弁が付いている。


      一方、減圧弁は1個。同様な構造の弁をばねの力で釣り合わせている。燃料電池側に通じる圧力室の圧力が1MPa程度になるようにばねが設定されており、圧力が1MPaより低くなるとばねが縮んで弁が開き、高圧タンクから水素が供給される。反対に、圧力が1MPaよりも高くなると弁が閉じる。いずれの部品もハウジングはアルミニウム合金製で、弁部には鋼材を使っている。


 来源:日经BP社

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