(57)【要約】      （修正有）【課題】新規なねじ螺合構造とそれを用いたバルブ装置を提供する。【解決手段】雌ねじ部７６を有する第１部材７０と雄ねじ部を有する第２部材９２が螺合するねじ螺合構造４０において、雄ねじ部が、第２部材を第１部材に螺合する際に雌ねじ部と雄ねじ部の摩擦により生じる切粉を保持する切粉保持部１１０を備えている。また、切粉保持部はねじ部の軸方向に直交方向にねじ部を一巡する。さらに材料としては弾性係数の低い材料、磁石、ゴム材料等を提案する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雌ねじ部を有する第１部材と雄ねじ部を有する第２部材が螺合するねじ螺合構造において、
雄ねじ部が、第２部材を第１部材に螺合する際に雌ねじ部と雄ねじ部の摩擦により生じる切粉を保持する切粉保持部を備えている、ねじ螺合構造。
【請求項２】
請求項１に記載のねじ螺合構造であって、
切粉保持部は、雌ねじ部の材料より弾性係数の低い弾性材料で作製されており、雄ねじ部の外周を一巡するとともに雄ねじ部の軸線に直交する直交方向に向けて少なくとも雌ねじ部のねじ山の頂部まで伸びており、軸方向の厚みが雌ねじ部のねじ山のピッチより薄い、ねじ螺合構造。
【請求項３】
請求項１に記載のねじ螺合構造であって、
切粉保持部は、磁石で作製されており、雄ねじ部の外周を一巡するとともに雄ねじ部の軸線に直交する直交方向に向けて伸びており、雌ねじ部と非接触である、ねじ螺合構造。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のねじ螺合構造であって、
雄ねじ部は、軸方向先端にねじ山が形成されていない非ねじ部を備えており、
切粉保持部は、非ねじ部に設けられている、ねじ螺合構造。
【請求項５】
請求項１に記載のねじ螺合構造であって、
切粉保持部は、雄ねじ部のねじ山の少なくとも頂部を被覆するゴム材料によって形成されている、ねじ螺合構造。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のねじ螺合構造であって、
第１部材と第２部材によって、内部に密閉構造を備えた容器が形成される、ねじ螺合構造。
【請求項７】
請求項６に記載の容器を含むバルブ装置であって、
第１部材は、開口部を有し、内周面の一部に雌ねじ部が形成されたハウジングであり、
第２部材は、第１部材の開口部に取り付けられる蓋部材であり、
第１部材内に、ピストン部材と、ピストン部材に取り付けられている弁体と、一端がピストン部材に接している付勢部材と、付勢部材の他端に接しているとともに第２部材に接触しており、第２部材を第１部材に螺合することにより軸方向に移動するカバー部材と、が配置されており、
雄ねじ部の軸線に直交する直交方向において、カバー部材と第１部材、又は、カバー部材と第２部材の間に、第２部材を第１部材に螺合する際にカバー部材と第２部材の摩擦により生じる切粉を保持する第２の切粉保持部が設けられている、バルブ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のバルブ装置であって、
第２部材とカバー部材の一方に、他方に向けて軸方向に突出する突出部が設けられており、
第２部材とカバー部材が突出部で接触している、バルブ装置。
【請求項９】
開口部を有し、内周面の一部に雌ねじ部が形成されたハウジングと、
雄ねじ部を有し、ハウジングの開口部に取り付けられる蓋部材と、
ハウジング内に配置されており、弁体が取り付けられているピストン部材と、
ハウジング内に配置されており、一端がピストン部材に接している付勢部材と、
付勢部材の他端に接しているとともに蓋部材に接触しており、蓋部材をハウジングに螺合することにより軸方向に移動するカバー部材と、
蓋部材とカバー部材の一方に設けられており、蓋部材とカバー部材の他方に向けて軸方向に突出する突出部と、
ハウジングと蓋部材が螺合する位置よりもピストン部材側に設けられており、カバー部材とハウジングの間をシールするシール部材と、
を備える、バルブ装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のバルブ装置であって、
突出部の先端が円弧状である、バルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、ねじ螺合構造、及び、ねじ螺合構造を備えるバルブ装置を開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、雌ねじ部を有するハウジングと雄ねじ部を有するボルトが螺合するねじ螺合構造が開示されている。特許文献１では、ボルトの先端側にねじ山が形成されていない非ねじ部（侵入防止壁部）を設け、非ねじ部とハウジングの内壁（雌ねじ部が形成されていない壁面）の隙間を所定値以下に調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−３７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、非ねじ部とハウジングの内壁の隙間を所定値以下に調整することにより、ボルトをハウジングに螺合した際に生じる切粉がハウジング内（螺合部分よりもボルトの進行方向の前方側）に侵入することを防止している。特許文献１の場合、「所定値」を小さく設定すると、ボルト及び／又はハウジングの製造誤差により、非ねじ部とハウジングの内壁が接触することが起こり得る（すなわち、所定値ゼロとなる）。所定値が「ゼロ」になると、非ねじ部とハウジングの摩擦により切粉が生じる。一方、所定値が「ゼロ」にならないように所定値を大きく設定すると、螺合により生じた切粉がハウジング内に侵入することを防止する効果が低下する。そのため、特許文献１は、ボルトとハウジングの隙間を高精度に調整するため、両者の製造公差を極めて小さくする必要があり、製造が困難である。そのため、切粉がハウジング内に侵入することを抑制し得る新規な構造のねじ螺合構造の開発が要求されている。本明細書は、従来とは異なる新規なねじ螺合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書で開示する第１技術は、雌ねじ部を有する第１部材と雄ねじ部を有する第２部材が螺合するねじ螺合構造である。このねじ螺合構造では、雄ねじ部が、第２部材を第１部材に螺合する際に雌ねじ部と雄ねじ部の摩擦により生じる切粉を保持する切粉保持部を備えていてよい。
【０００６】
本明細書で開示する第２技術は、上記第１技術のねじ螺合構造であって、切粉保持部は、雌ねじ部の材料より弾性係数の低い弾性材料で作製されており、雄ねじ部の外周を一巡するとともに雄ねじ部の軸線に直交する直交方向に向けて少なくとも雌ねじ部のねじ山の頂部まで伸びており、軸方向の厚みが雌ねじ部のねじ山のピッチより薄くてよい。
【０００７】
本明細書で開示する第３技術は、上記第１技術のねじ螺合構造であって、切粉保持部は、磁石で作製されており、雄ねじ部の外周を一巡するとともに雄ねじ部の軸線に直交する直交方向に向けて伸びており、雌ねじ部と非接触であってよい。
【０００８】
本明細書で開示する第４技術は、上記第１から第３技術のいずれかのねじ螺合構造であって、雄ねじ部は、軸方向先端にねじ山が形成されていない非ねじ部を備えており、切粉保持部は、非ねじ部に設けられていてよい。
【０００９】
本明細書で開示する第５技術は、上記第１技術のねじ螺合構造であって、切粉保持部は、雄ねじ部のねじ山の少なくとも頂部を被覆するゴム材料によって形成されていてよい。
【００１０】
本明細書で開示する第６技術は、上記第１から第５技術のいずれかのねじ螺合構造であって、第１部材と第２部材によって、内部に密閉構造を備えた容器が形成されてよい。
【００１１】
本明細書で開示する第７技術は、上記第６技術の容器を含むバルブ装置である。そのバルブ装置では、第１部材は、開口部を有し、内周面の一部に雌ねじ部が形成されたハウジングであり、第２部材は、第１部材の開口部に取り付けられる蓋部材であってよい。また、第１部材内に、ピストン部材と、ピストン部材に取り付けられている弁体と、一端がピストン部材に接している付勢部材と、付勢部材の他端に接しているとともに第２部材に接触しており、第２部材を第１部材に螺合することにより軸方向に移動するカバー部材が配置されていてよい。このバルブ装置では、雄ねじ部の軸線に直交する直交方向において、カバー部材と第１部材、又は、カバー部材と第２部材の間に、第２部材を第１部材に螺合する際にカバー部材と第２部材の摩擦により生じる切粉を保持する第２の切粉保持部が設けられていてよい。
【００１２】
本明細書で開示する第８技術は、上記第７技術のバルブ装置であって、第２部材とカバー部材の一方に、他方に向けて軸方向に突出する突出部が設けられており、第２部材とカバー部材が突出部で接触していてよい。
【００１３】
本明細書で開示する第９技術は、バルブ装置であって、開口部を有し、内周面の一部に雌ねじ部が形成されたハウジングと、雄ねじ部を有し、ハウジングの開口部に取り付けられる蓋部材と、ハウジング内に配置されており、弁体が取り付けられているピストン部材と、ハウジング内に配置されており、一端がピストン部材に接している付勢部材と、付勢部材の他端に接しているとともに蓋部材に接触しており、蓋部材をハウジングに螺合することにより軸方向に移動するカバー部材と、蓋部材とカバー部材の一方に設けられており、蓋部材とカバー部材の他方に向けて軸方向に突出する突出部と、ハウジングと蓋部材が螺合する位置よりもピストン部材側に設けられており、カバー部材とハウジングの間をシールするシール部材を備えていてよい。
【００１４】
本明細書で開示する第１０技術は、上記第８または第９技術のバルブ装置であって、突出部の先端が円弧状であってよい。
【発明の効果】
【００１５】
第１技術によると、第１部材と第２部材の隙間を高精度に調整することなく、第１部材と第２部材を螺合する際に生じた切粉を第１部材と第２部材の間に保持することができる。すなわち、第１技術によると、切粉がねじ螺合構造の外部に移動することを抑制することができる。
【００１６】
第２技術によると、切粉保持部と雌ねじ部（雌ねじ部の頂部を含む面）の間に隙間が生じることを防止することができる。そのため、より確実に切粉を第１部材と第２部材の間に保持することができる。また、切粉保持部がねじ山（雌ねじ部）に損傷を与えることを防止することができ、高耐久の（長寿命の）ねじ螺合構造を実現することができる。
【００１７】
第３技術によると、切粉（金属）が磁石に吸着され、切粉を第１部材と第２部材の間に保持することができる。また、切粉保持部（磁石）が雌ねじ部に接触しないので、切粉保持部によって雌ねじ部が損傷することを防止することができる。また、切粉保持部が雌ねじ部の溝部を通過する必要がないので、切粉保持部のサイズ（雄ねじ部から直交方向に伸びる長さ、軸方向の長さ（厚み））を高精度に調整する必要がなく、容易に切粉保持部を備えたねじ螺合構造を実現することができる。
【００１８】
第４技術によると、第１部材と第２部材を螺合する際に生じた切粉が全て切粉保持部に捕獲され、切粉がねじ螺合構造の外部に移動することを確実に防止することができる。
【００１９】
第５技術によると、第１部材と第２部材を螺合する際、雄ねじと雌ねじの間をシールすることができる。第１部材と第２部材を螺合する際に生じた切粉をねじ部(ねじ溝部分)に留めることができる。また、第５技術によると、従来のねじ螺合構造のサイズを変更することなく、雄ねじ部のねじ山部分を加工するだけで切粉保持部を備えたねじ螺合構造を実現することができる。
【００２０】
第６技術によると、容器内（第１部分と第２部分の間以外の部分）に切粉が侵入することを抑制することができる。第１部材と第２部材を螺合した際に密閉構造が形成される容器の場合、第２部材を第１部材に取り付けた後（螺合後）に切粉が容器内に存在すると、容器内から切粉を除去することができない。そのため、第１部材と第２部材を螺合した際に密閉構造が形成される容器においては、容器内に切粉が侵入することを抑制する重要度が高い。第６技術、すなわち、上記第１から第５技術のねじ螺合構造を備える容器は、容器内に切粉が侵入することを抑制することができ、密閉構造が形成される容器に好適に適用することができる。
【００２１】
第７技術によると、第１部材と第２部材を螺合する際、第２部材の回転に伴ってカバー部材が回転することを防止することができる。その結果、カバー部材と付勢部材が相対回転することが防止され、カバー部材と付勢部材の間、及び、ピストン部材と付勢部材の間で摩耗粉が生じることを防止することができる。なお、第７技術では、第１部材と第２部材を螺合する際、第２部材とカバー部材が相対回転する。しかしながら、第７技術では、第２部材とカバー部材の間で摩耗粉が生じたとしても、第２の切粉保持部によって摩耗粉が容器内（ハウジング内）に侵入することを防止することができる。
【００２２】
第８技術によると、第２部材とカバー部材の接触面積を小さくすることができるので、第２部材とカバー部材が相対回転する際の摩耗粉の発生を抑制することができる。
【００２３】
第９技術によると、シール部材によって、蓋部材をハウジングに螺合する際に生じた切粉がカバー部材とハウジングの間に保持することができる。また、カバー部材と付勢部材が相対回転することが防止され、カバー部材と付勢部材の間、及び、ピストン部材と付勢部材の間で摩耗粉が生じることを防止することができる。さらに、蓋部材とカバー部材の間で摩耗粉が生じたとしても、シール部材によって、摩耗粉が容器内に侵入することを防止することができる。すなわち、第９技術では、シール部材が、雌ねじ部と雄ねじ部の間で生じた切粉、及び、蓋部材とカバー部材の間で生じた摩耗粉の双方を、カバー部材とハウジングの間に保持することができる。
【００２４】
第１０技術によると、蓋部材とカバー部材の接触面積をさらに小さくする（点接触させる）ことができ、蓋部材をハウジングに螺合する際、蓋部材の回転に伴ってカバー部材が回転することをより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ねじ螺合構造を有するバルブ装置の断面図を示す（第１実施例）。
【図２】第１実施例において、シリンダ部材と螺合構造が螺合する動作を説明するための図を示す。
【図３】ねじ螺合構造を有する収容部材の断面図を示す（第２実施例）。
【図４】ねじ螺合構造の変形例を示す（第３実施例）。
【図５】ねじ螺合構造を有するバルブ装置の断面図を示す（第４実施例）。
【図６】図５の破線ＶＩで囲った範囲の拡大図を示す。
【図７】ねじ螺合構造を有するバルブ装置の断面図を示す（第５実施例）。
【図８】ねじ螺合構造を有するバルブ装置の断面図を示す（第６実施例）。
【図９】図８の破線ＩＸで囲った範囲の拡大図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１実施例）
図１および図２を参照して、第１実施例の弁４０を説明する。弁４０は、例えば、燃料電池を備える燃料電池システムを備える電動自動車に搭載される。弁４０は、弁４０から流出する流体の圧力を調整するための弁である。弁４０が燃料電池システムを備える電動自動車に搭載される場合、弁４０は、燃料電池に供給される水素ガスの圧力を調整する。
【００２７】
図１に示すように、弁４０は、シリンダ部材６０と、弁座５４と、螺合部材９０と、可動部材４２と、ばね部材５６、５８と、を備える。図１は、シリンダ部材６０と螺合部材９０とが螺合した後の弁４０を示す。シリンダ部材６０は、金属材料から作製されている。シリンダ部材６０は、下部シリンダ部材６２と上部シリンダ部材７０とを備える。弁４０は、ねじ螺合部材を備えたバルブ装置の一例である。また、螺合部材９０は第２部材の一例であり、ばね部材５８は付勢部材の一例であり、上部シリンダ部材７０は第１部材の一例であるとともにハウジングの一例である。
【００２８】
下部シリンダ部材６２は、軸ＡＸ方向に延びる筒形状を有する。下部シリンダ部材６２には、吸入口６２ａが形成されている。吸入口６２ａから弁４０の内部に流体が流入する。下部シリンダ部材６２は、内周面によって画定される第２空間６４を有する。
【００２９】
また、下部シリンダ部材６２の上端部には、上部シリンダ部材７０が連結されている。上部シリンダ部材７０は、軸ＡＸ方向の下端部に底壁を有する円筒形状を有する。軸ＡＸは、上部シリンダ部材７０の内周面の中心を通る。上部シリンダ部材７０の底壁には、底壁を軸ＡＸ方向に貫通する貫通孔７０ａが形成されている。上部シリンダ部材７０には、内周面から外周面に向かって貫通する流出口７０ｂが形成されている。弁４０の内部に流入した流体は、流出口７０ｂから弁４０の外部に流出する。
【００３０】
弁座５４は、貫通孔７０ａに配置されている。弁座５４は、ゴム等の弾性材料から作製されている。弁座５４の形状は、円環形状である。弁座５４は、軸ＡＸ方向に貫通する弁孔５４ａを有する。
【００３１】
また、上部シリンダ部材７０の内周面には、雌ねじ部７６が形成されている。雌ねじ部７６は、上部シリンダ部材７０の軸ＡＸ方向の上端部に位置している。上部シリンダ部材７０の上端には開口部が設けられている。図２に示すように、雌ねじ部７６は、山部７８と溝部８０とを備える。図２は、雌ねじ部７６と後述する雄ねじ部９６とが螺合している途中の状態を示しており、図２では、雌ねじ部７６と雄ねじ部９６との隙間が誇張されている。山部７８は、軸ＡＸの回りを螺旋状に延びている。山部７８のねじ山角度（即ち、隣接する山部７８の斜面と山部７８の斜面との間の角度）は、例えば、６０度である。軸ＡＸ方向において、隣接する山部７８と山部７８との間に溝部８０が形成されている。
【００３２】
軸ＡＸに直交する直交方向において、溝部８０の谷部８０ａの位置は、雌ねじ部７６よりも下方における上部シリンダ部材７０の内周面の位置よりも内周面の半径方向外側に位置している。また、直交方向において、山部７８の頂部７８ａの位置は、雌ねじ部７６よりも下方における上部シリンダ部材７０の内周面の位置よりも内周面の半径方向内側に位置している。直交方向において、溝部８０の谷部８０ａと山部７８の頂部７８ａとの間に、雌ねじ部７６よりも下方における上部シリンダ部材７０の内周面が位置している。
【００３３】
図１に示すように、螺合部材９０は、上部シリンダ部材７０の軸ＡＸ方向の上端部に螺合する。螺合部材９０は、上部シリンダ部材７０の上端開口を閉塞する。螺合部材９０は、上部シリンダ部材７０に固定されている。螺合部材９０は、本体９２とシール部材１１０とを備える。
【００３４】
本体９２は、金属材料から作製されている。本体９２は、上端部に頂壁を有する円筒形状を有する。本体９２の頂壁には、頂壁を軸ＡＸ方向に貫通する大気連通孔９２ａが形成されている。変形例では、本体９２に大気連通孔９２ａが形成されていなくてもよい。
【００３５】
また、本体９２の外周面には、雄ねじ部９６が形成されている。雄ねじ部９６は、本体９２の軸ＡＸ方向の中間位置９２ｃよりも上方に配置されている。図１および図２では、軸ＡＸ方向における中間位置９２ｃの位置が破線で図示されている。雄ねじ部９６は、上部シリンダ部材７０の雌ねじ部７６と螺合する。雄ねじ部９６が雌ねじ部７６に螺合するとき、即ち、上部シリンダ部材７０を固定した状態で螺合部材９０が軸ＡＸを中心にして回転するとき、螺合部材９０は、上部シリンダ部材７０に対して下方に進行する。以下では、螺合部材９０が進行する方向を進行方向Ｄ１と呼ぶ。進行方向Ｄ１は、図１および図２に示される矢印の方向であり、軸ＡＸに平行である。進行方向Ｄ１において、雄ねじ部９６は、本体９２の中間位置９２ｃよりも後方に位置している。また、本体９２の中間位置９２ｃよりも前方（軸方向先端）には、ねじ山が形成されていない非ねじ部が設けられている。
【００３６】
図２に示すように、雄ねじ部９６は、山部９８を備える。山部９８は、軸ＡＸの回りを螺旋状に延びている。山部９８のねじ山角度（即ち、隣接する山部９８の斜面と山部９８の斜面との間の角度）は、雌ねじ部７６の山部７８のねじ山角度と等しい。進行方向Ｄ１において、雄ねじ部９６の山部９８のピッチは、雌ねじ部７６の山部７８のピッチと等しい。上部シリンダ部材７０の雌ねじ部７６に螺合部材９０の雄ねじ部９６が螺合している間、雄ねじ部９６の山部９８は、雌ねじ部７６の溝部８０を移動する。
【００３７】
本体９２の外周面には、固定溝９４が形成されている。固定溝９４は、雄ねじ部９６と本体９２の中間位置９２ｃとよりも下方に、即ち、進行方向Ｄ１の前方に位置している。固定溝９４は、中間位置９２ｃよりも進行方向Ｄ１の前方における本体９２の外周面から内側に向かって凹んでいる。固定溝９４は、非ねじ部に設けられているといえる。
【００３８】
本体９２の外周面には、シール部材１１０が取り付けられている。シール部材１１０は、切粉保持部の一例であり、ゴム等の弾性材料から作製されている。シール部材１１０の弾性係数は、上部シリンダ部材７０と本体９２との弾性係数のそれぞれよりも低い。このため、シール部材１１０は、上部シリンダ部材７０と本体９２とよりも変形し易い。シール部材１１０の形状は、円環形状である。シール部材１１０は、固定溝９４に嵌め込まれている。シール部材１１０は、雄ねじ部９６と本体９２の中間位置９２ｃとよりも進行方向Ｄ１の前方（すなわち、非ねじ部）に配置されている。シール部材１１０は、中間位置９２ｃよりも進行方向Ｄ１の前方における本体９２の外周面を一巡している。
【００３９】
進行方向Ｄ１に直交する（軸ＡＸに直交する）直交方向において、シール部材１１０は、本体９２の外周面から溝部８０の谷部８０ａに向かって延びている。直交方向において、シール部材１１０は、山部７８の頂部７８ａの位置よりも谷部８０ａ側まで延びている。直交方向において、シール部材１１０の先端部１１０ａは、本体９２の外周面から距離Ｌ１だけ離間している。シール部材１１０の先端部１１０ａ（径方向端）は、本体９２の外周面から最も離間する位置である。距離Ｌ１は、本体９２の外周面と山部７８の頂部７８ａとの隙間の距離Ｌ２よりも長い。直交方向において、シール部材１１０は、雌ねじ部７６よりも進行方向Ｄ１の前方における上部シリンダ部材７０の内周面の位置よりも谷部８０ａ側まで延びている。距離Ｌ１は、本体９２の外周面と雌ねじ部７６よりも進行方向Ｄ１の前方における上部シリンダ部材７０の内周面との隙間の距離Ｌ３よりも長い。
【００４０】
進行方向Ｄ１において、シール部材１１０の幅Ｗ１は、直交方向に対して一定である。進行方向Ｄ１において、シール部材１１０の幅Ｗ１は、雌ねじ部７６の山部７８のピッチ、即ち、雌ねじ部７６の隣接する山部７８の頂部７８ａと頂部７８ａとの間の距離Ｗ２よりも短い。進行方向Ｄ１において、シール部材１１０の幅Ｗ１は、雌ねじ部７６よりも進行方向Ｄ１の前方における上部シリンダ部材７０の内周面と同一の位置での隣接する山部７８と山部７８との間の距離Ｗ３よりも短い。進行方向Ｄ１において、シール部材１１０の幅Ｗ１は、シール部材１１０の先端部１１０ａと同一の位置での隣接する山部７８と山部７８との間の距離Ｗ４よりも短い。図２では、雌ねじ部７６よりも進行方向Ｄ１の前方における上部シリンダ部材７０の内周面の位置とシール部材１１０の先端部１１０ａの位置とが破線で図示されている。
【００４１】
上部シリンダ部材７０の雌ねじ部７６に螺合部材９０の雄ねじ部９６が螺合する初期に、シール部材１１０は、進行方向Ｄ１における雌ねじ部７６の形成領域に位置している。上部シリンダ部材７０の雌ねじ部７６に螺合部材９０の雄ねじ部９６が螺合している間、シール部材１１０は、雌ねじ部７６の山部７８の斜面に沿って弾性変形しており、雌ねじ部７６の溝部８０を移動する。このとき、シール部材１１０は、溝部８０をスムーズに移動する。図２では、シール部材１１０の先端部１１０ａの位置と幅Ｗ１を説明するために弾性変形していない状態のシール部材１１０が図示されているが、図２に示されるシール部材１１０の位置から螺合部材９０の回転方向に所定の角度ずれた位置では、シール部材１１０は弾性変形している。
【００４２】
図１に示すように、螺合部材９０が上部シリンダ部材７０に螺合した後の状態では、シール部材１１０は、雌ねじ部７６よりも進行方向Ｄ１の前方（即ち、下方）に位置している。シール部材１１０は、上部シリンダ部材７０の内周面に合わせて弾性変形している。これにより、上部シリンダ部材７０の内周面の全周に亘って当接する。この結果、上部シリンダ部材７０の内周面と本体９２の外周面との隙間が閉塞される。
【００４３】
図１を参照して、可動部材４２とばね部材５６、５８とを説明する。可動部材４２は、シリンダ部材６０の内部に配置されている。可動部材４２は、下部シリンダ部材６２と上部シリンダ部材７０とに跨って配置されている。可動部材４２は、弁体４４と、ピストン部材４６と、連結部材４８と、パッキン５０と、を備える。
【００４４】
弁体４４とピストン部材４６と連結部材４８とは、金属材料から作製されている。弁体４４は、下部シリンダ部材６２の内部に配置されている。弁体４４の外周面の形状は、円形状である。弁体４４の外周面の直径は、弁座５４の弁孔５４ａの直径よりも大きい。弁体４４は、弁座５４に当接したり、弁座５４から離間したりする。
【００４５】
ピストン部材４６は、上部シリンダ部材７０の内部に配置されている。ピストン部材４６は、螺合部材９０よりも下方（即ち、進行方向Ｄ１の前方）に配置されている。ピストン部材４６の外周面の形状は、円形状である。ピストン部材４６の外周面の直径は、上部シリンダ部材７０の内周面の直径よりも僅かに小さい。ピストン部材４６は、上部シリンダ部材７０の内周面に沿って軸ＡＸ方向に往復動する。ピストン部材４６が往復動すると、弁体４４は、ピストン部材４６に連動して、軸ＡＸ方向に往復動する。これにより、弁体４４が弁座５４に当接したり、弁座５４から離間したりする。
【００４６】
ピストン部材４６の外周面には、パッキン５０が取り付けられている。パッキン５０は、ゴム等の弾性材料から作製されている。パッキン５０の弾性係数は、上部シリンダ部材７０と螺合部材９０の本体９２との弾性係数のそれぞれよりも低い。このため、パッキン５０は、上部シリンダ部材７０と本体９２とよりも変形し易い。パッキン５０は、雌ねじ部７６よりも下方（即ち、進行方向Ｄ１の前方）における上部シリンダ部材７０の内周面の全周に亘って当接している。パッキン５０は、ピストン部材４６の外周面と上部シリンダ部材７０の内周面との隙間を閉塞する。上部シリンダ部材７０は、ピストン部材４６とパッキン５０とによって閉塞される。
【００４７】
上部シリンダ部材７０の内部には、ピストン部材４６とパッキン５０と上部シリンダ部材７０とによって、第１空間７２が画定されている。第１空間７２は、流出口７０ｂに連通している。また、第１空間７２は、弁座５４の弁孔５４ａを介して第２空間６４と連通している。また、上部シリンダ部材７０の内部には、ピストン部材４６とパッキン５０と上部シリンダ部材７０と螺合部材９０とによって、第３空間７４が画定されている。第３空間７４は、第１空間７２と連通していない。第３空間７４は、大気連通孔９２ａによって大気圧に維持されている。上記したように、大気連通孔９２ａは設けられていなくてもよい。大気連通孔９２ａが設けられていない場合、第３空間７４は密閉空間となる。すなわち、ピストン部材４６、パッキン５０、上部シリンダ部材７０及び螺合部材９０によって、密閉構造を備えた容器が形成される。
【００４８】
連結部材４８は、上部シリンダ部材７０の貫通孔７０ａと弁座５４の弁孔５４ａとに挿通されている。連結部材４８は、弁体４４とピストン部材４６とに連結されている。弁体４４とピストン部材４６と連結部材４８とは、一体的に作製されている。
【００４９】
ばね部材５６は、下部シリンダ部材６２の内部に配置されている。ばね部材５６は、コイルばねである。ばね部材５６は、下部シリンダ部材６２と弁体４４とに当接している。ばね部材５６は、弁体４４が弁座５４に近づく方向に弁体４４を付勢する。
【００５０】
ばね部材５８は、上部シリンダ部材７０の内部に配置されている。ばね部材５８は、コイルばねである。ばね部材５８は、本体９２とピストン部材４６とに当接している。上部シリンダ部材７０に固定された螺合部材９０によって、ばね部材５８の上端の位置が固定されている。ばね部材５８は、弁体４４が弁座５４から離れる方向にピストン部材４６を付勢する。螺合部材９０の位置を調整することにより、ピストン部材４６に対する付勢力を調整することができる。
【００５１】
弁４０の開放動作と閉塞動作とを説明する。初期状態では、弁孔５４ａは弁体４４が弁座５４に当接している閉塞状態である。このとき、第１空間７２の圧力は、第１圧力Ｐ１よりも大きい圧力に維持されている。まず、開放動作を説明する。第１空間７２の圧力が第１圧力Ｐ１よりも低くなると、第１空間７２の圧力によってピストン部材４６に加わる力Ｆ１（即ち、図１の上方に向かう力）と、ばね部材５６から弁体４４に加わる付勢力Ｆ２（即ち、図１の上方に向かう力）との合力が、ばね部材５８からピストン部材４６に加わる付勢力Ｆ３（即ち、図１の下方に向かう力）よりも小さくなり、ピストン部材４６は、下方に向かって移動する。これにより、弁体４４が弁座５４から離間し、弁孔５４ａが開放状態に切り替わる。このため、第１空間７２と第２空間６４とが連通する。この結果、流体は、吸入口６２ａからシリンダ部材６０の内部に流入し、第２空間６４、弁孔５４ａ、第１空間７２の順に流れ、流出口７０ｂからシリンダ部材６０の外部に流出する。
【００５２】
次に、閉塞動作を説明する。弁孔５４ａが開放状態であるとき、シリンダ部材６０の内部には流体が流れる。このため、第１空間７２の圧力が上昇する。第１空間７２の圧力が第１圧力Ｐ１よりも高くなると、力Ｆ１と付勢力Ｆ２との合力が、付勢力Ｆ３よりも大きくなり、ピストン部材４６は、上方に向かって移動する。この結果、弁体４４が弁座５４に当接し、弁孔５４ａが閉塞状態に切り替わる。これにより、第１空間７２と第２空間６４との連通が遮断される。この結果、流体が弁４０の内部を流れなくなる。
【００５３】
上記の開放動作と閉塞動作とは、繰り返し実行される。これにより、弁４０から流出する流体の圧力が調整される。
【００５４】
（効果）
上記の弁４０では、螺合部材９０を上部シリンダ部材７０に螺合している間、螺合部材９０の雄ねじ部９６と上部シリンダ部材７０の雌ねじ部７６とが擦れ合う。これにより、螺合部材９０の本体９２と上部シリンダ部材７０から、切粉が発生する。上記したように、直交方向において、シール部材１１０は、雌ねじ部７６よりも進行方向Ｄ１の前方における上部シリンダ部材７０の内周面の位置と、雌ねじ部７６の山部７８の頂部７８ａの位置の両方よりも溝部８０の谷部８０ａ側まで延びている。また、シール部材１１０の弾性係数は、上部シリンダ部材７０の弾性係数よりも低い。これらのため、上部シリンダ部材７０と螺合部材９０とが螺合する初期に、シール部材１１０は、雌ねじ部７６の山部７８の斜面に沿って弾性変形する。これにより、シール部材１１０を雌ねじ部７６よりも進行方向Ｄ１の前方に配置せずに済むため、上部シリンダ部材７０と螺合部材９０との螺合構造、即ち、弁４０が大型化することを抑制することができる。また、上記の構成では、上部シリンダ部材７０と螺合部材９０とが螺合した後に、シール部材１１０は、上部シリンダ部材７０の内周面に合わせて弾性変形する。これらの結果、上部シリンダ部材７０と螺合部材９０とが螺合している間および上部シリンダ部材７０と螺合部材９０とが螺合した後では、シール部材１１０は、上部シリンダ部材７０と螺合部材９０との隙間を閉塞する。この結果、切粉が上部シリンダ部材７０と螺合部材９０との隙間を通過することを抑制することができる。
【００５５】
このとき、弁４０の可動部材４２のピストン部材４６は、上部シリンダ部材７０の内周面に沿って軸ＡＸ方向に往復動する。ピストン部材４６と上部シリンダ部材７０の内周面との隙間に切粉が挟まると、ピストン部材４６の往復動に支障が生じる。このため、上記のシール部材１１０の構成では、切粉が本体９２と上部シリンダ部材７０との隙間を通過して、ピストン部材４６の往復動に支障が生じる事態を回避することができる。
【００５６】
また、進行方向Ｄ１において、シール部材１１０の幅Ｗ１は、雌ねじ部７６の隣接する山部７８の頂部７８ａと頂部７８ａとの間の距離Ｗ２よりも短い。このため、螺合部材９０が上部シリンダ部材７０に螺合している間、シール部材１１０は、雌ねじ部７６の溝部８０を移動する。この結果、シール部材１１０と雌ねじ部７６の山部７８の頂部７８ａとの接触を最小限に抑えることができる。この結果、シール部材１１０が破損することを抑制することができる。
【００５７】
また、シール部材１１０は、雄ねじ部９６よりも進行方向Ｄ１の前方に配置されている。このため、例えば、進行方向Ｄ１において、シール部材が第１雌ねじ部と第２雌ねじ部との間に配置される構成と比較して、切粉がシール部材１１０よりも進行方向Ｄ１の前方に移動することを抑制することができる。
【００５８】
また、シール部材１１０は、本体９２の外周面に形成される固定溝９４に嵌め込まれている。このため、シール部材１１０を本体９２に容易に固定することができる。
【００５９】
また、ピストン部材４６の外周面に取り付けられたパッキン５０は、雌ねじ部７６よりも進行方向Ｄ１の前方における上部シリンダ部材７０の内周面の全周に亘って当接している。これにより、上部シリンダ部材７０の内部の第３空間７４は、ピストン部材４６とパッキン５０と上部シリンダ部材７０と螺合部材９０とによって画定されている。第３空間７４は、閉塞されている。このため、切粉が第３空間７４に侵入して、第３空間７４から切粉を除去することができない事態を回避することができる。
【００６０】
さらに、雌ねじ部７６の先端（本体９２の中間位置９２ｃよりも前方）と上部シリンダ部材７０の内壁の隙間を所定値に調整して切粉が第３空間７４に侵入することを抑制する従来技術と比較して、本体９２（本体９２の中間位置９２ｃよりも前方）と上部シリンダ部材７０の加工精度を高度に制御する必要がない。そのため、弁４０は、製造工程を簡略化することができる。
【００６１】
（第２実施例）
図３を参照して、第２実施例の収容部材１４０を説明する。第２実施例では、第１実施例と異なる点を説明し、第１実施例と同様の点について同様の符号を付して説明を省略する。収容部材１４０は、内部の第３空間７４に電子部品等の部品２００が配置される。収容部材１４０は、第１部材１７０と第２部材１９０とを備える。第１部材１７０は、第１実施例の上部シリンダ部材７０が貫通孔７０ａと流出口７０ｂとを有していない場合の構成と同様の構成を有する。即ち、第１部材１７０は、下端開口が底壁１７０ａによって閉塞された形状を有する。
【００６２】
第２部材１９０は、本体１９２とシール部材１１０とを備える。本体１９２は、第１実施例の螺合部材９０が大気連通孔９２ａを有していない場合の構成と同様の構成を有する。第２実施例のシール部材１１０は、第１実施例のシール部材１１０と同様の構成を有する。シール部材１１０は、第１部材１７０と第２部材１９０との隙間を閉塞する。
【００６３】
第１部材１７０と第２部材１９０とが螺合した後の状態では、第２部材１９０は、第１部材１７０の上端開口を閉塞する。第２部材１９０よりも進行方向Ｄ１の前方には、第１部材１７０の底壁１７０ａが配置されている。第１部材１７０と第２部材１９０とによって、第３空間７４が画定される。第３空間７４は閉塞されている。
【００６４】
（効果）
上記の構成では、第１部材１７０と第２部材１９０とが螺合することにより発生した切粉が閉塞された第３空間７４に侵入して、第３空間７４から切粉を除去することができない事態を回避することができる。
【００６５】
（バルブ装置（弁）の他の実施形態）
以下、バルブ装置の変形例を説明する（第３〜第６実施例）。以下に説明するバルブ装置は、バルブ装置（弁）４０の変形例である。そのため、第３〜第６実施例のバルブ装置について、バルブ装置４０と同様の特徴については、バルブ装置４０に付した参照番号と同一又は下二桁が同一の参照番号を付すことにより説明を省略することがある。
【００６６】
（第３実施例）
図４は、バルブ装置２４０の雌ねじ部７６と雄ねじ部９６の螺合部分を示しており、バルブ装置４０において図２で示した範囲に相当する。バルブ装置２４０では、固定溝（非ねじ部）９４に磁石２１０が嵌め込まれている。磁石２１０は、切粉保持部の一例である。進行方向Ｄ１に直交する直交方向において、磁石２１０は、本体９２の外周面から溝部８０の谷部８０ａに向かって延びている。具体的には、磁石２１０の先端部２１０ａは、本体９２の外周面から距離Ｌ１だけ離間している。距離Ｌ１は、本体９２の外周面と山部７８の頂部７８ａとの隙間の距離Ｌ２よりも短い。そのため、磁石２１０は、雌ねじ部７６（雌ねじ部７６の山部７８の頂部７８ａを含む仮想面）と非接触である。なお、磁石２１０は円環形状であり、本体９２の外周面を一巡している。
【００６７】
バルブ装置２４０では、雄ねじ部９６と雌ねじ部７６が擦れ合って生じた切粉が、上部シリンダ部材７０と螺合部材９０との隙間を通過することなく、磁石に吸着される。すなわち、切粉が第３空間７４（図１も参照）に侵入してピストン部材４６の往復動に支障が生じる事態を回避することができる。また、磁石２１０が雌ねじ部７６と非接触なので、磁石２１０が雌ねじ部７６に損傷を与えることはない。なお、磁石２１０を雌ねじ部７６が非接触であっても、雄ねじ部９６を雌ねじ部７６に螺合する際に生じた切粉は、磁石２１０に吸引され、吸着される。そのため、切粉が磁石２１０と雌ねじ部７６の隙間を通過して第３空間７４に侵入することを防止することができる。
【００６８】
（第４実施例）
図５及び図６を参照し、バルブ装置３４０について説明する。図５に示すように、バルブ装置３４０では、螺合部材３９０が上部シリンダ部材７０に螺合する。螺合部材３９０では、本体９２の外周面のほぼ全面に、雄ねじ部３９６が形成されている。換言すると、螺合部材３９０は、雄ねじ部３９６の先端側に、ねじ山が形成されていない非ねじ部を有していない（図２，４を比較参照）。
【００６９】
図６に示すように、雄ねじ部３９６の山部３９８は、頂部が平坦に加工されており、頂部がゴム部３０で被覆されている。ゴム部３０は、切粉保持部の一例である。バルブ装置３４０では、螺合部材３９０を上部シリンダ部材７０に螺合する際、ゴム部３０が、雄ねじ部３９６と雌ねじ部７６の接触面（山部３９８の斜面と山部７８の斜面の接触面）をシールする。そのため、雄ねじ部３９６と雌ねじ部７６を螺合する際に生じた切粉は、山部３９８，３９８間の溝、あるいは、山部７８，７８間の溝内に保持される。すなわち、ゴム部３０は、切粉が雄ねじ部３９６と雌ねじ部７６の隙間を移動すること自体を防止する。そのため、雄ねじ部３９６を雌ねじ部７６に螺合する際に生じた切粉が第３空間７４に侵入することを防止することができる。
【００７０】
（第５実施例）
図７を参照し、バルブ装置４４０について説明する。バルブ装置４４０では、上部シリンダ部材７０に蓋部材４９５が螺合する。蓋部材４９５は、第２部材の一例である。蓋部材４９５は、雄ねじ部４９６を備えており、雄ねじ部４９６は上部シリンダ部材７０の雌ねじ部７６に螺合する。また、ばね部材５８は、カバー部材４９２とピストン部材４６に当接している。蓋部材４９５は筒状であり、カバー部材４９２の外周を覆っている。蓋部材４９５とカバー部材４９２は、固定されておらず、蓋部材４９５に設けられている突出部４９７で接触している。突出部４９７は、ばね部材５８の反対側でカバー部材４９２に接触している。突出部４９７は円弧状であり、突出部４９７とカバー部材４９２は点接触している。
【００７１】
バルブ装置４４０では、蓋部材４９５を回転すると、カバー部材４９２が蓋部材４９５とともに軸ＡＸ方向に移動する。カバー部材４９２が軸ＡＸ方向に移動することにより、ピストン部材４６に対するばね部材５８の付勢力を調整することができる。なお、蓋部材４９５とカバー部材４９２は固定されていないので、蓋部材４９５を回転させてもカバー部材４９２は回転しない。特に、蓋部材４９５とカバー部材４９２は突出部４９７で点接触しているので、両者の間に生じる摩擦を低減することができ、蓋部材４９５の回転に伴ってカバー部材４９２が回転することが抑制されている。また、カバー部材４９２と上部シリンダ部材７０の間に円環形状のシール材９１が配置されている。シール材９１は、第２の切粉保持部の一例である。
【００７２】
バルブ装置４４０では、蓋部材４９５を回転させても（ピストン部材４６に対するばね部材５８の付勢力を変化させても）、カバー部材４９２は回転しない。そのため、蓋部材４９５を上部シリンダ部材７０に螺合する際、カバー部材４９２とばね部材５８が擦れ合うことが抑制させ、カバー部材４９２又はばね部材５８が摩耗することが抑制される。その結果、カバー部材４９２又はばね部材５８の摩耗粉が生じることが抑制され、第３空間７４に摩耗粉が侵入することを抑制することができる。また、蓋部材４９５と上部シリンダ部材７０の間（雄ねじ部４９６と雌ねじ部７６の間）で生じた切粉は、シール材９１によってカバー部材４９２と上部シリンダ部材７０の間に保持される。蓋部材４９５と上部シリンダ部材７０の間で生じた切粉が、第３空間７４に侵入することも抑制することができる。また、蓋部材４９５（突出部４９７）とカバー部材４９２の間で摩耗粉が生じたとしても、シール材９１によってカバー部材４９２と上部シリンダ部材７０の間に保持される。
【００７３】
（第６実施例）
図８及び図９を参照し、バルブ装置５４０について説明する。バルブ装置５４０は、バルブ装置３４０，４４０の変形例である。バルブ装置５４０では、蓋部材５９５が上部シリンダ部材７０に螺合する。蓋部材５９５は、第２部材の一例である。蓋部材５９５は、雄ねじ部５９６を備えており、雄ねじ部５９６は上部シリンダ部材７０の雌ねじ部７６に螺合する。雄ねじ部５９６の山部５９８は、頂部が平坦に加工されており、頂部がゴム部３０で被覆されている。バルブ装置５４０では、バルブ装置３４０と同様に、ゴム部３０は、切粉が雄ねじ部５９６と雌ねじ部７６の隙間を移動すること自体を防止する。そのため、バルブ装置５４０も、雄ねじ部５９６を雌ねじ部７６に螺合する際に生じた切粉が第３空間７４に侵入することを防止することができる。
【００７４】
蓋部材５９５は筒状であり、カバー部材５９２の外周を覆っている。また、カバー部材５９２の外周面に固定溝５９２ａが形成されており、固定溝５９２ａに円環形状のシール部材５９１が嵌め込まれている。シール部材５９１は、第２の切粉保持部の一例である。シール部材５９１は、蓋部材５９５（雄ねじ部５９６）に向けて伸びている。蓋部材５９５の内周面に収容溝５９５ａが形成されており、シール部材５９１の外周側が収容溝５９５ａ内に収容されている。なお、シール部材５９１は、収容溝５９５ａに固定されていない。蓋部材５９５には円弧状の突出部５９７が設けられている。蓋部材５９５（突出部５９７）は、ばね部材５８の反対側でカバー部材５９２に接触（点接触）している。シール部材５９１は、蓋部材５９５（突出部５９７）とカバー部材５９２の間で摩耗粉が生じた場合に、摩耗粉をカバー部材５９２と蓋部材５９５の間に保持し、摩耗粉が第３空間７４に侵入することを防止することができる。
【００７５】
（他の実施形態）
（１）第１及び第２実施例では、直交方向において、山部７８の頂部７８ａの位置は、雌ねじ部７６よりも進行方向Ｄ１の前方における上部シリンダ部材７０の内周面の位置よりも内周面の半径方向内側に位置している。しかしながら、直交方向において、山部７８の頂部７８ａの位置は、雌ねじ部７６よりも進行方向Ｄ１の前方における上部シリンダ部材７０の内周面の位置と一致していてもよい。
【００７６】
（２）第１及び第２実施例では、本体９２の外周面に固定溝９４が形成されている。しかしながら、本体９２の外周面に固定溝９４が形成されていなくてもよい。この場合、シール部材１１０は、接着剤等によって、本体９２の外周面に取り付けられていてもよい。同様に、第３実施例の磁石２１０、第５実施例のシール部材５９１も、接着剤等によって、本体９２、カバー部材５９２の外周面に取り付けられていてもよい。
【００７７】
（３）第１実施例の弁４０は、燃料電池を備える燃料電池システムに限らず、他のシステムに適用されてもよい。例えば、弁４０は、内燃機関を備える自動車に搭載されてもよい。この場合、弁４０は、燃料タンクから内燃機関に供給される液体燃料の圧力を調整する。同様に、バルブ装置２４０，３４０，４４０及び５４０も、内燃機関を備える自動車に搭載されてもよい。
【００７８】
（４）第１実施例では、進行方向Ｄ１において、シール部材１１０の幅Ｗ１は、雌ねじ部７６の隣接する山部７８の頂部７８ａと頂部７８ａとの間の距離Ｗ２よりも短い。しかしながら、進行方向Ｄ１において、シール部材１１０の幅Ｗ１は、雌ねじ部７６の隣接する山部７８の頂部７８ａと頂部７８ａとの間の距離Ｗ２以上であってもよい。
【００７９】
（５）また、シール部材１１０，５９１に代えて、ブラシを用いてもよい。
【００８０】
（６）第５及び第６実施例において、蓋部材４９５，５９５に突出部４９７，５９７を設けず、カバー部材４９２，５９２に突出部を設けてもよい。また、突出部の数は任意であり、２個以上の突出部を蓋部材４９５，５９５又はカバー部材４９２，５９２に設けてもよい。あるいは、蓋部材４９５，５９５及びカバー部材４９２，５９２に突出部を設けず、蓋部材４９５，５９５とカバー部材４９２，５９２を面接触させてもよい。
【００８１】
（７）第４及び第６実施例において、ゴム部３０（切粉保持部）は、雌ねじ部の谷部を被覆していてもよい。すなわち、本明細書で開示する技術は、雌ねじ部を有する第１部材と雄ねじ部を有する第２部材が螺合するねじ螺合部材において、雌ねじ部が、第２部材を第１部材に螺合する際に雌ねじ部と雄ねじ部の摩擦により生じる切粉を保持する切粉保持部を備えており、切粉保持部は、雌ねじ部のねじ山の少なくとも谷部を被覆するゴム材料によって形成されていてよい。
【００８２】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００８３】
４０：ねじ螺合構造（バルブ装置）
７０：第１部材
７６：雌ねじ部
９２：第２部材
９６：雄ねじ部
１１０：切粉保持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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