Fig. 8 にパイロットバルブのテーパ角度を 変化させた場合の Pseat の値を示す．本図は 縦軸に面圧，横軸にテーパ角度を示す．面圧に ついては，PAI の曲げ強さを 100% した時の 相対値として示す．バルブに印加する圧力は Psmax および Psmin とした．Pseat の上限値 は高温時の PAI 曲げ強さ，下限値は最低シー ト面圧 Preq とした．Fig. 8 よりテーパ角度を 増加させると，Pseat の値が低下することが分 かる．テーパ角度が 105°を超えると，印加圧 力条件 Psmin において，面圧が Preq を下回 る．従って，テーパ角度の上限値は 105°とす る．このことから，テーパ角を小さく設定した
40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 PAI bending strength
Pseat@Psmax
Surface pressure (%)
Taper angle of pilot valve (deg.) Usable range
Pseat@Psmin
Preq 100
75 50 25 0
66 105
Not occur
Pilot valve angle (deg.)
Load (N)
Wedge effect load
θ1
Occur
40 80 120
0
FCV 用高圧水素供給バルブにおけるパイロット弁仕様の開発
７．まとめ
高圧水素供給バルブに適用する樹脂製パイ ロットバルブについて研究を行い，以下の考 察を得た．
（１） パイロットバルブの材質は，曲げ強さと クリープ特性を考慮して選定する．
（２） パイロットバルブの形状は，フラット形 状に対してテーパ形状の方がシート接触 部の発生応力が小さく，強度的に有利で ある．
（３） パイロットバルブにテーパ形状を適用す る場合，テーパ角度は，シート接触部の発 生応力，Preq の確保，くさび効果の発生 有無を指標として決定することができる．
以上より，パイロットバルブの開発プロセ スを構築することができた．
参考文献
（１） 朝野護人，加藤航一，尾崎浩靖，和田信：
FCV 用 70MPa インタンク電磁弁の開発，
自動車技術会学術講演会予稿集 N o .80-16S (2016)
（２） 本間精一：プラスチック製品の強度設 計とトラブル対策 p .72-74，p .140-144 (2009)
（３） 日本機械学会編：機械工学便覧 A3 p.1-6 (2001)
出した．Fig. 10 中の F1は，バルブを開弁させ る際に発生する摩擦抵抗の軸方向成分である．
また，F2はシート荷重による反力の軸方向成 分である．F1＞ F2となるとくさび効果が発生 し，バルブを開弁させる際に外力が必要とな る．また，シート時はパイロットバルブが弾性 変形し，シート接触部の角度が局所的に狭角 化する（Fig. 11 参照）．従って，テーパ角度θ に対して，CAE 解析により，Psmax 印加時の 弾性変形後の局所角度θ’を求めた．Fig. 9 よ り，シート後の弾性変形によるくさび効果の 発生を防ぐには，テーパ角度をθ1以上に設定 する必要がある（３）．
以上より，テーパ角度について以下の検討 結果が得られた．
① 気密性と強度確保を両立可能な角度範囲：
66°～105°
② くさび効果が発生しない角度範囲：θ1以上
N = F/2 (μcosθ + sinθ) : Seat load
μNcos (θ/2) – Nsin(θ/2) : Wedge effect load
Fig. 10 Calculating model of wedge effect load
Fig. 11 Pilot valve angle after deformation
θ N F2: Nsin (θ/2) F1: µNcos (θ/2) Seat
Pilot valve F
µN
θ Seat
Pilot valve F
θ’
FCV 向け高圧水素デバイスの重要開発項目 である水素遮断技術開発において，基礎的な部 分から携わることができ，非常に有意義な経験 をさせて頂きました．今回得られた知見を今後 の製品開発に積極的に生かしたいと考えます．
最後に，本研究を推進するにあたり，ご指導，
ご協力頂いた皆様に感謝いたします．（滝沢）
本研究の掲載にあたり，皆様には多大なる ご協力を頂き誠に感謝いたします．高圧，水素 の気密性能と耐久性についての開発プロセス を導き出す事で設計に活用する事が可能とな りました．今後も技術の向上に向け，更なる一 歩を踏み出していく所存です．（加藤）
高圧シート技術のプロセス構築，そのプロセ スを用いての製品開発に従事でき技術者として とても面白い開発をさせて頂きました．ご指導，
ご協力頂いた皆様に感謝いたします．（岡野）
岡 野 正 嗣
著 者
滝 沢 啓 太 加 藤 隆 秀
ハイブリッド車向けパワーコントロールユニット
PCU
-MOT/GEN PDU -VCU
-ECU
Transmission -Clutch
-Motor/Generator
Fig. 1 Installation position of PCU
(Published with permission from Honda R&D Co., Ltd.; Further use or distribution of this material is not permitted without permission from Honda R&D Co., Ltd.:)
１．はじめに
自動車業界では省エネルギー，地球温暖 化防止の観点から，車両販売台数に対するハ イブリッド車の割合は年々大幅に増加して いる．ハイブリッド車には，モータ駆動用の PCU（Power Control Unit）が必要不可欠であ り，PCU に求められる機能，性能も年々高い ものが求められる．例えば居住性の観点から 小型化，燃費の観点から軽量，高効率化が求め られる．
本報では，上記の要求変化に対応した PCU 開発の取り組み全般について紹介する．なお，
機能安全（１）および GD（Gate Drive）基板の小 型化のための絶縁対応（２），およびギ酸還元は んだ接合（３）の取り組みについては，各参考文 献を参照願いたい．