(57)【要約】  【課題】ガス容器とバルブ装置とを確実に固定して接続部からのリークガス量を低減するうえ、組立やメンテナンスの作業性も向上する。  【解決手段】容器壁(２)の外面に被装着部(４)を形成する。被装着部(４)とガス収容空間(３)とを互いに連通させる小径の透孔(５)を容器壁(２)に透設する。バルブ装置(10)に装着部(12)を形成し、この装着部(12)にガス入口(14)を開口する。被装着部(４)と装着部(12)との間に、ガス入口(14)を取り囲む環状のシール部(23)を形成する。シール部(23)の外側で容器壁(２)に雌ネジ孔(６)を形成する。締結ボルト(25)のボルト頭部(26)を本体ハウジング(11)に支持し、雄ネジ部(29)を雌ネジ孔(６)に螺着する。締結ボルト(25)のボルト座面(30)と雌ネジ孔(６)の外端面(７)との間隔(Ｌ)を、軸径(Ｄ)に比べて十分に長く形成する。【選択図】  図１
2006097754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス容器(１)にバルブ装置(10)を固定手段(24)で固定するガス容器とバルブ装置の接続構造であって、
上記のガス容器(１)はガス収容空間(３)を取り囲む容器壁(２)と、この容器壁(２)の外面に形成された被装着部(４)と、上記の容器壁(２)に透設されて上記の被装着部(４)と上記のガス収容空間(３)とを互いに連通する小径の透孔(５)とを備え、
上記のバルブ装置(10)は装着部(12)とこの装着部(12)に開口されたガス入口(14)とを備えるとともに、本体ハウジング(11)内に入口路(17)を形成してあり、
上記のガス収容空間(３)と上記の入口路(17)とは、上記の装着部(12)を上記の被装着部(４)へ装着することにより、上記のガス入口(14)を介して互いに連通し、
上記の被装着部(４)と装着部(12)との間には、上記のガス入口(14)を取り囲む環状のシール部(23)が形成してあり、
上記の固定手段(24)は、上記の本体ハウジング(11)に支持されるボルト頭部(26)と、上記のシール部(23)の外側で容器壁(２)に形成した雌ネジ孔(６)に螺着される雄ネジ部(29)とを有する締結ボルト(25)からなり、
上記の締結ボルト(25)のボルト座面(30)と上記の雌ネジ孔(６)の外端面(７)との間隔(Ｌ)を、この締結ボルト(25)の軸径(Ｄ)に比べて十分に長く形成してあることを特徴とする、ガス容器とバルブ装置の接続構造。
【請求項２】
上記のボルト座面(30)と雌ネジ孔外端面(７)との間隔(Ｌ)は、上記の締結ボルト(25)の軸径(Ｄ)の５倍以上の寸法である、請求項１に記載のガス容器とバルブ装置の接続構造。
【請求項３】
上記のボルト頭部(26)と雄ネジ部(29)との間の円筒部(31)の少なくとも一部の軸径(Ｄ)を、雄ネジ部(29)の谷径と同等以下の小径に形成してある、請求項１または請求項２に記載のガス容器とバルブ装置の接続構造。
【請求項４】
ガス容器(１)にバルブ装置(10)を固定手段(24)で固定するガス容器とバルブ装置の接続構造であって、
上記のガス容器(１)はガス収容空間(３)を取り囲む容器壁(２)と、この容器壁(２)の外面に形成された被装着部(４)と、上記の容器壁(２)に透設されて上記の被装着部(４)と上記のガス収容空間(３)とを互いに連通する小径の透孔(５)とを備え、
上記のバルブ装置(10)は装着部(12)とこの装着部(12)に開口されたガス入口(14)とを備えるとともに、本体ハウジング(11)内に入口路(17)を形成してあり、
上記のガス収容空間(３)と上記の入口路(17)とは、上記の装着部(12)を上記の被装着部(４)へ装着することにより、上記のガス入口(14)を介して互いに連通し、
上記の被装着部(４)と装着部(12)との間には、上記のガス入口(14)を取り囲む環状のシール部(23)が形成してあり、
上記の固定手段(24)は、上記の本体ハウジング(11)に支持されるボルト頭部(26)と、上記のシール部(23)の外側で容器壁(２)に形成した雌ネジ孔(６)に螺着される雄ネジ部(29)とを有する締結ボルト(25)からなり、
上記のボルト頭部(26)を本体ハウジング(11)に、締結ボルト(25)の締付強度より大きく且つ締結ボルト(25)の塑性変形強度よりも小さい応力で弾性変形する変形吸収部(32)を介して支持したことを特徴とする、ガス容器とバルブ装置の接続構造。
【請求項５】
上記の変形吸収部(32)が弾性部材(33)からなる、請求項４に記載のガス容器とバルブ装置の接続構造。
【請求項６】
上記の変形吸収部(32)が本体ハウジング(11)の一部からなる、請求項４に記載のガス容器とバルブ装置の接続構造。
【請求項７】
ガス容器(１)にバルブ装置(10)を固定手段(24)で固定するガス容器とバルブ装置の接続構造であって、
上記のガス容器(１)はガス収容空間(３)を取り囲む容器壁(２)と、この容器壁(２)の外面に形成された被装着部(４)と、上記の容器壁(２)に透設されて上記の被装着部(４)と上記のガス収容空間(３)とを互いに連通する小径の透孔(５)とを備え、
上記のバルブ装置(10)は装着部(12)とこの装着部(12)に開口されたガス入口(14)とを備えるとともに、本体ハウジング(11)内に入口路(17)を形成してあり、
上記のガス収容空間(３)と上記の入口路(17)とは、上記の装着部(12)を上記の被装着部(４)へ装着することにより、上記のガス入口(14)を介して互いに連通し、
上記の被装着部(４)と装着部(12)との間には、上記のガス入口(14)を取り囲む環状のシール部(23)が形成してあり、
上記の固定手段(24)は、上記の本体ハウジング(11)に支持されるボルト頭部(26)と、上記のシール部(23)の外側で容器壁(２)に形成した雌ネジ孔(６)に螺着される雄ネジ部(29)とを有する締結ボルト(25)からなり、
上記の装着部(12)を上記の被装着部(４)に、締結ボルト(25)の締付強度よりも大きく且つ締結ボルト(25)の塑性変形強度よりも小さい応力で弾性変形する可変部材(34)を介して装着したことを特徴とする、ガス容器とバルブ装置の接続構造。
【請求項８】
ガス容器(１)にバルブ装置(10)を固定手段(24)で固定するガス容器とバルブ装置の接続構造であって、
上記のガス容器(１)はガス収容空間(３)を取り囲む容器壁(２)と、この容器壁(２)の外面に形成された被装着部(４)と、上記の容器壁(２)に透設されて上記の被装着部(４)と上記のガス収容空間(３)とを互いに連通する小径の透孔(５)とを備え、
上記のバルブ装置(10)は装着部(12)とこの装着部(12)に開口されたガス入口(14)とを備えるとともに、本体ハウジング(11)内に入口路(17)を形成してあり、
上記のガス収容空間(３)と上記の入口路(17)とは、上記の装着部(12)を上記の被装着部(４)へ装着することにより、上記のガス入口(14)を介して互いに連通し、
上記の被装着部(４)と装着部(12)との間には、上記のガス入口(14)を取り囲む環状のシール部(23)が形成してあり、
上記の固定手段(24)は、上記の本体ハウジング(11)に支持されるボルト頭部(26)と、上記のシール部(23)の外側で容器壁(２)に形成した雌ネジ孔(６)に螺着される雄ネジ部(29)とを有する締結ボルト(25)からなり、
上記の本体ハウジング(11)と上記のガス容器(１)との間で、上記の締結ボルト(25)の配設位置よりも内側に、貯蔵ガス圧力による容器壁(２)の変形を許容する変形許容空間(35)を形成したことを特徴とする、ガス容器とバルブ装置の接続構造。
【請求項９】
上記の装着部(12)にノズル部(13)を突設してこのノズル部(13)に上記のガス入口(14)を開口し、
上記のノズル部(13)を上記の透孔(５)内へ挿入して、この透孔(５)の内面と上記のノズル部(13)の外周面との間に上記のシール部(23)を形成した、請求項１から８のいずれか１項に記載のガス容器とバルブ装置の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス容器とバルブ装置の接続構造に関し、さらに詳しくは、ガス容器とバルブ装置とを確実に固定して接続部からのリークガス量を低減できるうえ、組立やメンテナンスの作業性を向上できる、ガス容器とバルブ装置の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車燃料用ガスボンベや工業用ガスボンベ、医療用ガスボンベなど、例えば１５ＭＰａ以上の高圧ガスを貯蔵するシリンダー形のガス容器には、バルブ装置が固定手段により固定されている。従来、このガス容器とバルブ装置の接続としては、例えば図９に示すように、ガス容器(51)の首部(52)にバルブ装着孔(53)を形成して、バルブ装置(54)の脚ネジ部(55)をこのバルブ装着孔(53)に螺着固定し、この脚ネジ部(55)の下面に開口したガス入口(56)をガス容器(51)の内部のガス収容空間(57)に臨ませ、上記の脚ネジ部(55)の上部に配置したシール部材(58)を、ガス容器(51)とバルブ装置(54)との間に挟持するように構成したものがある(例えば、特許文献１参照。)。
上記のガス容器用バルブ装置(54)は、ガス容器(51)内に配置されたソレノイドバルブ(59)を備えており、このソレノイドバルブ(59)を開き操作することにより、ガス容器(51)内の貯蔵ガスが上記のガス入口(56)から取り出される。
【０００３】
上記のシール部材(58)は、固定手段である脚ネジ部(55)の外側に配置され、この脚ネジ部(55)よりも大径に形成されるため、シール面積が大きく、このシール部材を透過するリークガス量を容易に低減できない問題がある。
特に、自動車に搭載される燃料電池用水素ガスは、大容量にするため例えば７０ＭＰａ等の高圧化が望まれており、しかも分子量が小さいことから、上記のリークガス量を低減することは一層困難である。
【０００４】
また、上記のバルブ装置(54)は脚ネジ部(55)の下面全体がガス容器(51)のガス収容空間(57)に臨ませてあり、ガス容器(51)内の貯蔵ガス圧はこの脚ネジ部(55)の下面全体に加わる。このため、貯蔵ガス圧を高めようとすると、脚ネジ部(55)のネジ嵌合による固定力を大きくする必要があり、脚ネジ部(55)が大形化する。この結果、この脚ネジ部(55)の大形化に伴って、上記のシール部材(58)が一層大径となり、このシール部材(58)を透過するリークガス量が一層増加する虞がある。
【０００５】
さらに、上記のガス容器(51)は、貯蔵ガスが高圧化されるとその貯蔵ガス圧力による変形が大きくなるが、その変形は均一でなく、バルブ装置(54)を押圧する部分やバルブ装置(54)から離れる部分を生じる。この結果、ガス容器(51)とバルブ装置(54)との間隙が広がり、シール部から貯蔵ガスがリークし易くなる虞がある。また、上記のガス容器(51)の変形が脚ネジ部(55)の弾性変形範囲を超えると、貯蔵ガスの充填と消費との繰り返しにより、脚ネジ部(55)による螺着固定に緩みを生じて、貯蔵ガスがシール部から一層リークし易くなる問題もある。
【０００６】
また、上記のバルブ装置(54)をガス容器(51)のバルブ装着孔(53)へ螺着固定する際に、ガス容器(51)に対してバルブ装置(54)を回転させることから、ガス容器(51)とバルブ装置(54)との相対位置(取付向き)の特定が容易でない。上記のガス容器は車両やガス設備等に予め固定されている場合があり、これらのガス容器にバルブ装置を組み立てたりバルブ装置をメンテナンスする際に、バルブ装置の相対位置が一定しないと、ガス取出路やガス充填路の配管とバルブ装置の接続が容易でない問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−３０１３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の技術的課題は上記の問題点を解消し、ガス容器とバルブ装置とを確実に固定して接続部からのリークガス量を低減できるうえ、ガス容器とバルブ装置の組立やメンテナンスの作業性を向上させた、ガス容器とバルブ装置の接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するため、例えば本発明の実施の形態を示す図１から図８に基づいて説明すると、次のように構成したものである。
【００１０】
即ち、本発明はガス容器とバルブ装置の接続構造に関し、ガス容器(１)にバルブ装置(10)を固定手段(24)で固定するガス容器とバルブ装置の接続構造であって、上記のガス容器(１)はガス収容空間(３)を取り囲む容器壁(２)と、この容器壁(２)の外面に形成された被装着部(４)と、上記の容器壁(２)に透設されて上記の被装着部(４)と上記のガス収容空間(３)とを互いに連通する小径の透孔(５)とを備え、上記のバルブ装置(10)は装着部(12)とこの装着部(12)に開口されたガス入口(14)とを備えるとともに、本体ハウジング(11)内に入口路(17)を形成してあり、上記のガス収容空間(３)と上記の入口路(17)とは、上記の装着部(12)を上記の被装着部(４)へ装着することにより、上記のガス入口(14)を介して互いに連通し、上記の被装着部(４)と装着部(12)との間には、上記のガス入口(14)を取り囲む環状のシール部(23)が形成してあり、上記の固定手段(24)は、上記の本体ハウジング(11)に支持されるボルト頭部(26)と、上記のシール部(23)の外側で容器壁(２)に形成した雌ネジ孔(６)に螺着される雄ネジ部(29)とを有する締結ボルト(25)からなる、ガス容器とバルブ装置の接続構造を基本構成としている。
【００１１】
そして本発明１は上記の基本構成において、上記の締結ボルト(25)のボルト座面(30)と上記の雌ネジ孔(６)の外端面(７)との間隔(Ｌ)を、この締結ボルト(25)の軸径(Ｄ)に比べて十分に長く形成してあることを特徴とする。
【００１２】
本発明２は上記の基本構成において、上記のボルト頭部(26)を本体ハウジング(11)に、締結ボルト(25)の締付強度より大きく且つ締結ボルト(25)の塑性変形強度よりも小さい応力で弾性変形する変形吸収部(32)を介して支持したことを特徴とする。
【００１３】
本発明３は上記の基本構成において、上記の装着部(12)を上記の被装着部(４)に、締結ボルト(25)の締付強度よりも大きく且つ締結ボルト(25)の塑性変形強度よりも小さい応力で弾性変形する可変部材(34)を介して装着したことを特徴とする。
【００１４】
本発明４は上記の基本構成において、上記の本体ハウジング(11)と上記のガス容器(１)との間で、上記の締結ボルト(25)の配設位置よりも内側に、貯蔵ガス圧力による容器壁(２)の変形を許容する変形許容空間(35)を形成したことを特徴とする。
【００１５】
本発明は上記の基本構成により、ガス容器の被装着部とバルブ装置の装着部との間に形成されたシール部が、バルブ装置の装着部に開口したガス入口を取り囲むだけでよく、小径に形成される。しかも、固定手段である締結ボルトは、このシール部の外側で容器壁に形成した雌ネジ孔に螺着されることから、貯蔵ガス圧力の高圧化に伴って締結ボルトを大形化したり本数を増加したりしても、シール部は小径に維持され、シール面積を大きくする必要がない。
【００１６】
また上記の固定手段は締結ボルトからなるので、ガス容器へバルブ装置を固定する際にこのバルブ装置を回転等させる必要がなく、このバルブ装置は所定の方向に向けた姿勢でガス容器に固定される。
【００１７】
ガス容器に高圧の貯蔵ガスが充填されると、その貯蔵ガス圧力で容器壁が変形する。このとき、本発明１にあっては、締結ボルトのボルト座面と上記の雌ネジ孔の外端面との間隔が、この締結ボルトの軸径に比べて十分に長く形成してあるので、容器壁の変形によりこの締結ボルトに延伸方向の応力が加わっても、締結ボルトの変形は弾性変形範囲内に収まる。
【００１８】
ここで、上記の締結ボルトの軸径に比べて十分に長く形成した、ボルト座面と雌ネジ孔外端面との間隔とは、この間隔が貯蔵ガス圧力による容器壁の変形で広がる際に、その広がる寸法が上記の締結ボルトの弾性変形範囲内に収まるように設定してあればよく、具体的には、上記の締結ボルトの軸径の５倍以上の寸法に、より好ましくは１０倍以上の寸法に設定される。
【００１９】
また、上記のボルト頭部と雄ネジ部との間は、全て雄ネジ部と同じ太さの円筒部で形成してもよく、さらには締結ボルトの軸部全体に雄ネジ部を形成してもよい。しかし、ボルト頭部と雄ネジ部との間の円筒部の少なくとも一部の軸径を、雄ネジ部の谷径と同等以下の小径に形成するとこの締結ボルトの弾性変形量が大きくなり、好ましい。
【００２０】
容器壁が貯蔵ガス圧力で変形する際、本発明２にあっては、容器壁の変形により上記の締結ボルトに延伸方向の応力が加わり、その応力が塑性変形強度より大きくなろうとすると、上記の変形吸収部が変形するので締結ボルトに加わる応力が低減され、締結ボルトの変形は弾性変形範囲内に収まる。
【００２１】
ここで、上記の変形吸収部は弾性変形する構造であればよく、例えば板バネ等の弾性部材や、フランジ部など本体ハウジングの一部で構成することができる。
【００２２】
容器壁が貯蔵ガス圧力で変形する際、本発明３にあっては、貯蔵ガスの圧力で容器壁が変形すると、このガス容器の被装着部とバルブ装置の装着部との間に配置した可変部材が変形し、容器壁の変形を相殺する。この結果、締結ボルトのボルト座面と上記の雌ネジ孔の外端面との間隔は大きく広がることが抑制されるので、締結ボルトの変形が弾性変形範囲内に収まる。
【００２３】
容器壁が貯蔵ガス圧力で変形する際、本発明４にあっては、貯蔵ガスの圧力で容器壁が変形すると、その変形部分が上記の変形許容空間内に侵入し、バルブ装置への押圧力が抑制される。この結果、締結ボルトの配設位置では、ガス容器に対するバルブ装置の相対位置に変化が少なく、締結ボルトのボルト座面と上記の雌ネジ孔の外端面との間隔は大きく広がることが抑制されるので、締結ボルトの変形が弾性変形範囲内に収まる。
【００２４】
上記の本発明１から４にあっては、いずれも締結ボルトの変形が弾性変形範囲内に収まるので、貯蔵ガスの充填と消費によりガス容器の容器壁が繰り返し変形しても、この締結ボルトによりバルブ装置の装着部はガス容器の被装着部へ確りと固定された状態が維持され、締結ボルトの緩みに起因するシール部からの貯蔵ガスのリークが防止される。
この場合、この本発明１から４はいずれか２以上を組み合わせて用いても良く、この場合は締結ボルトの変形を一層確実に弾性変形範囲内に収めることができるので、より好ましい。
【００２５】
なお、上記のシール部は上記のガス入口を取り囲んで外部空間から確りと封止できればよく、特定の形状や構造に限定されない。例えば、このシール部を、シール部材を用いないダイレクトシール構造としたり、Ｏリングや、金属製ガスケット、金属製ガスケットの表面に樹脂コーティングしたもの、或いは樹脂製ガスケット等の、シール部材を用いた構造にしてもよい。なお、これらのシール部材は、ガス容器にバルブ装置を装着する際に所定箇所へ配設しても良く、ガス容器とバルブ装置の少なくともいずれか一方に予め装着しておいてもよい。
【００２６】
また上記のバルブ装置のガス入口は、上記のガス容器の透孔に臨ませて配置することができる。この場合、この透孔はガス通路を構成し、ガス収容空間内の貯蔵ガスはこの透孔を経てバルブ装置のガス入口から入口路に流入する。
【００２７】
また、上記のバルブ装置の装着部にノズル部を突設してこのノズル部にガス入口を開口し、このノズル部を上記の透孔に挿入して、この透孔の内面と上記のノズル部の外周面との間に上記のシール部を形成してもよい。
容器壁が貯蔵ガス圧力で変形する際、通常、上記の透孔は出口側(バルブ装置側)ほど拡径し、入口側(ガス収容空間側)では縮径する方向に応力が加わる。この拡径した部位では透孔の内面とノズル部の外周面との間隔が広がってシール性能が低下する虞がある。しかし上記の変形で透孔の長さ方向の中間部よりも内方には、内径が変形しない、若しくは変形量が極めて少ない部分を生じる。そこで、上記のシール部をこの変形しない部分や変形量の少ない部分に設けると、容器壁が貯蔵ガス圧力で変形してもシール部はその影響を受けず、バルブ装置との間を確りと封止することができ、好ましい。
なお、上記のノズル部は、透孔より長く形成して、上記のガス入口を直接ガス収容空間内に臨ませることができ、この場合、上記の貯蔵ガスはこのガス入口から入口路に流入する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は上記のように構成され作用することから、次の効果を奏する。
【００２９】
(１)  シール部はガス入口を取り囲むだけでよく、しかも、貯蔵ガス圧力の高圧化に伴って締結ボルトを大形化したり本数を増加したりしても、シール部を小径に維持でき、シール面積を大きくする必要がない。この結果、このシール部を透過するリークガス量を効果的に低減することができ、例えば水素ガスを７０ＭＰａ等の高圧で、容易にガス容器内へ貯蔵することができる。
【００３０】
(２)  ガス容器への固定の際にバルブ装置を回転等させる必要がなく、このバルブ装置を所定の方向に向けた姿勢でガス容器に固定することができる。この結果、ガス容器が例えば車両やガス設備等に固定された状態にあっても、このガス容器に対するバルブ装置の相対位置(取付方向)を、既設の配管等に適合した任意の方向や姿勢に設定でき、バルブ装置の組付やメンテナンスの作業性を向上させることができる。
【００３１】
(３)  ガス容器の容器壁が貯蔵ガス圧力で変形しても、締結ボルトの変形は弾性変形範囲内に収まることから、貯蔵ガスの充填と消費により容器壁が繰り返し変形しても、この締結ボルトにより、バルブ装置がガス容器に確りと固定された状態を維持でき、締結ボルトの緩みに起因するシール部からの貯蔵ガスのリークを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１及び図２は本発明の第１実施形態を示し、図１(ａ)はガス容器に装着したバルブ装置の一部破断図、図１(ｂ)は図１(ａ)のＢ部の拡大断面図、図２は締結ボルトの正面図である。
【００３３】
図１(ａ)に示すように、ガス容器(１)にはバルブ装置(11)が固定手段(24)で確りと固定してある。上記のガス容器(１)は、容器壁(２)で取り囲まれた内部にガス収容空間(３)が形成され、容器壁(２)の外面にバルブ装置(10)を装着するための被装着部(４)が形成してある。上記のガス収容空間(３)に貯蔵ガスが高圧で、例えば水素ガスが７０ＭＰａの高圧で収容される。なお、本発明は、例えば１５ＭＰａ以上の高圧ガスを収容するシリンダー形のガス容器に適用されるが、収容ガスが高圧であるほど、従来構造と比べて良好に効果が発揮され、例えば、３５ＭＰａを超えるような、従来のシール構造では十分なシールが困難な高圧ガスに好適である。
【００３４】
上記の容器壁(２)には、上記の被装着部(４)の略中央にガス通路となる小径の透孔(５)が透設してあり、この透孔(５)を介して被装着部(４)と上記のガス収容空間(３)とを互いに連通してある。また容器壁(２)の外面には、上記の透孔(５)よりも外側に、複数の雌ネジ孔(６…)が形成してある。
【００３５】
上記のバルブ装置(10)の本体ハウジング(11)には、図１(ａ)における下側端面に装着部(12)が形成してあり、この装着部(12)のほぼ中央にノズル部(13)を突設して、このノズル部(13)の先端にガス入口(14)を開口してある。本体ハウジング(11)内には、このガス入口(14)から閉止弁(15)の閉止弁室(16)に亙って入口路(17)が形成してある。上記の閉止弁室(16)には閉止部材(18)が挿入してあり、操作ハンドル(19)によりスピンドル(20)を介してこの閉止部材(18)を進退させることで、閉止弁(15)が開閉される。
【００３６】
なお、この実施形態では便宜上、バルブ装置(10)をガス容器(１)の上部に配置したが、本発明のガス容器やバルブ装置の姿勢はこの実施形態のものに限定されない。例えばガス容器が水平方向に配置される場合などのように、バルブ装置がガス容器の側部に配置される場合もある。
【００３７】
図１(ｂ)に示すように、上記のノズル部(13)の先端近傍の外周面には、前記の透孔(５)の内面との間に、Ｏリング(21)とバックアップリング(22)とからなる環状のシール部(23)が形成してあり、前記のガス入口(14)を取り囲んである。なお、この実施形態ではシール部(23)をノズル部(13)の外周面に形成したが、本発明では透孔(５)の内面に形成してもよい。
【００３８】
上記の本体ハウジング(11)には締結ボルト(25)が付設されており、この締結ボルト(25)が上記のバルブ装置(10)をガス容器(１)に固定する固定手段(24)を構成している。即ち、この締結ボルト(25)のボルト頭部(26)は本体ハウジング(11)に形成したフランジ部(27)で支持され、軸部(28)の先端に形成した雄ネジ部(29)を前記の容器壁(２)に形成した雌ネジ孔(６)に螺着することで、バルブ装置(10)がガス容器(１)に確りと固定される。
【００３９】
上記の締結ボルト(25)のボルト座面(30)と雌ネジ孔(６)の外端面(７)との間隔(Ｌ)は、この締結ボルト(25)の軸径(Ｄ)に比べて十分に長く、例えば軸径(Ｄ)の約１０倍の寸法に設定してある。
また図２に示すように、上記の締結ボルト(25)の軸部(28)は、ボルト頭部(26)と雄ネジ部(29)との間の円筒部(31)の軸径(Ｄ)が、雄ネジ部(29)の谷径よりもやや小径に形成してある。これによりこの締結ボルト(25)は、長さ方向に弾性変形し易くしてある。
【００４０】
上記のガス容器(１)に高圧のガスを充填すると、ガス収容空間(３)内の貯蔵ガス圧力により容器壁(２)が変形する。このとき、ガス容器(１)の容器端部での変形は、例えば図１(ｂ)の仮想線に示すように、中央部分が軸心方向に膨張し、前記の透孔(５)の周囲がバルブ装置(10)側へ突出して、装着部(12)の中央部分を押し上げようとする。この結果、上記の締結ボルト(25)が伸長されるが、この締結ボルト(25)は軸径(Ｄ)に比べて長さ(Ｌ)が十分に長いため、上記の伸長変形は締結ボルト(25)の弾性変形内に収まる。
【００４１】
貯蔵ガスの消費に伴い、上記のガス収容空間(３)内のガス圧力が低下すると、上記の容器壁(２)は元の形状に戻ろうとし、上記の装着部(12)に対する押圧力が低下する。このとき、上記の締結ボルト(25)はその弾性変形が解消されて元の長さに戻ろうとするので、この締結ボルト(25)の締結力により、上記のバルブ装置(10)はガス容器(１)に確りと固定した状態が維持される。
【００４２】
なお、上記の容器壁(２)が変形する際に、上記の透孔(５)は、出口側、即ちバルブ装置(10)側が拡径しようとする。しかし前記のシール部(23)は透孔(５)の長さ方向中間部に配置されているので、上記の変形の際にシール部(23)近傍ではこの透孔(５)の内径変化が僅かであり、透孔(５)の内面とノズル部(13)の外周面との間は、このシール部(23)により確りと封止される。
【００４３】
図３は本発明の第２実施形態を示し、締結ボルト(25)を支持するフランジ部(27)が上記の第１実施形態に比べて薄肉に形成してある。このフランジ部(27)は、締結ボルト(25)の締付強度では変形せず、或いは変形してもその変形量はごく僅かであり、締結ボルト(25)のボルト頭部(26)を確りと支持する。しかし貯蔵ガス圧力でガス容器(１)の容器壁(２)が変形して、締結ボルト(25)に大きな荷重が加わろうとすると、この締結ボルト(25)が塑性変形する前に上記のフランジ部(27)が弾性変形して撓み、これにより締結ボルト(25)の変形が弾性変形範囲内に収まるようにしてある。即ち、このフランジ部(27)は、容器壁(２)の変形を吸収する変形吸収部(32)を構成しており、締結ボルト(25)のボルト頭部(26)は、この変形吸収部(32)を介して本体ハウジング(11)に支持してある。その他の構成は上記の第１実施形態と同様であり、同様に作用するので説明を省略する。
【００４４】
上記の変形吸収部(32)は、例えば図４に示す第３実施形態のように、ボルト頭部(26)とフランジ部(27)との間に配置した板バネなどの弾性部材(33)で構成してもよい。なお、この弾性部材(33)からなる変形吸収部(32)は、一般にボルト頭部(26)とフランジ部(27)等との間に配置されるバネ座金と異なり、締結ボルト(25)の締付強度では十分に変形しないバネ強度のものが用いられる。
【００４５】
図５は本発明の第４実施形態を示し、バルブ装置(10)の装着部(12)とガス容器(１)の被装着部(４)との間に、板バネからなる可変部材(34)が配置してある。この可変部材(34)には、締結ボルト(25)の締付強度ではほとんど変形しないものや、変形しても変形量が僅かであるものが用いられており、この可変部材(34)を介してバルブ装置(10)がガス容器(１)に確りと固定される。
【００４６】
そして、貯蔵ガス圧力によりガス容器(１)の容器壁(２)が変形すると、締結ボルト(25)が塑性変形する前に上記の可変部材(34)が弾性変形し、容器壁(２)の変形が相殺される。このため、締結ボルト(25)の伸長変形は弾性変形内に収まるので、貯蔵ガスの消費に伴い容器壁(２)が元の形状に戻るとこの弾性変形が解消され、バルブ装置(10)をガス容器(１)に確りと固定した状態が維持される。
【００４７】
なお、この可変部材(34)よりも内側の装着部(12)と被装着部(４)との間には、上記の変形した容器壁(２)が入り込む変形許容空間(35)が形成してある。また、上記のバルブ装置(10)の装着部(12)に突設したノズル部(13)の周囲にシール部(23)が形成してあるが、このシール部(23)は透孔(５)内を保密状に摺動できるようにしてあり、上記の変形で透孔(５)に対するシール部(23)の位置が変位しても、透孔(５)とノズル部(13)との間はこのシール部(23)で確りと封止される。その他の構成は上記の第１実施形態と同様であり、同様に作用するので説明を省略する。
【００４８】
上記の可変部材(34)は装着部(12)と被装着部(４)との間に配置してあればよく、例えば図６に示す第１変形例のように、ノズル部(13)の周囲に配置することも可能である。
【００４９】
図７は本発明の第５実施形態を示し、本体ハウジング(11)とガス容器(１)との間で、締結ボルト(25)の配設位置よりも内側に、変形許容空間(35)が形成してある。この変形許容空間(35)は、貯蔵ガス圧力によりガス容器(１)の容器壁(２)が変形した際、その変形した容器壁(２)が入り込むようにしてあり、これにより、この変形した容器壁(２)がバルブ装置(10)を押圧することを防いである。この結果、締結ボルト(25)の配設位置では、ガス容器(１)に対するバルブ装置(10)の相対位置に変化が少なく、上記の容器壁(２)の変形に起因する締結ボルト(25)の変形が弾性変形範囲内に収まる。従って、貯蔵ガス圧力が変化しても締結ボルト(25)によりバルブ装置(10)をガス容器(１)に確りと固定した状態が維持される。その他の構成は上記の第１実施形態と同様であり、同様に作用するので説明を省略する。
【００５０】
上記の第２実施形態から第５実施形態では、いずれも第１実施形態と同様に、軸径に比べて十分に長い締結ボルトを用いたので、貯蔵ガス圧力に起因する締結ボルトの変形を弾性変形範囲内に一層確実に収めることができる。しかし本発明の第２〜５実施形態では、より短い締結ボルトを用いても良い。
【００５１】
例えば図８は上記第４実施形態の第２変形例を示し、軸部(28)が短い締結ボルト(25)により、ガス容器(１)にバルブ装置(10)を固定したものである。その他の構成は上記の第４実施形態と同様であり同様に作用する。即ち、このように短い締結ボルト(25)を用いた場合であっても、貯蔵ガス圧力によりガス容器(１)の容器壁(２)が変形すると、締結ボルト(25)が塑性変形する前に上記の可変部材(34)が弾性変形し、これにより容器壁(２)の変形が相殺されるので、締結ボルト(25)の伸長変形が弾性変形内に収まる。
【００５２】
なお、上記の各実施形態で説明したガス容器とバルブ装置の接続構造は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものであり、ガス容器やバルブ装置、シール部、固定手段等の各部の材質や形状、構造、数量等を、これらの実施形態のものに限定するものではなく、本発明の特許請求の範囲内において種々の変更を加え得るものである。さらにガス容器に貯蔵するガスの種類や圧力なども、上記の実施形態のものに限定されないことは言うまでもない。
【００５３】
例えば、上記の各実施形態ではバルブ装置の本体ハウジングに装着部を形成したが、本発明ではバルブ装置を本体ハウジングと接続部材とから構成して、この接続部材に上記の装着部を形成し、この接続部材を介して本体ハウジングをガス容器へ固定するように構成してもよい。また、本発明のバルブ装置は、本体ハウジングを複数のハウジング部分から構成し、その１つのハウジング部分に装着部を形成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、自動車燃料用ガスボンベや工業用ガスボンベ、医療用ガスボンベなど、例えば１５ＭＰａ以上の高圧ガスを貯蔵するシリンダー形のガス容器とそれに付設するバルブ装置との接続構造に適用でき、特に、３５ＭＰａを越える高圧ガス用のガス容器とバルブ装置との接続構造に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、図１(ａ)はガス容器に装着したバルブ装置の一部破断図、図１(ｂ)は図１(ａ)のＢ部の拡大断面図である。
【図２】締結ボルトの正面図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す、図１(ａ)相当図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す、図１(ａ)相当図である。
【図５】本発明の第４実施形態を示す、図１(ａ)相当図である。
【図６】本発明の第４実施形態の第１変形例を示す、図１(ａ)相当図である。
【図７】本発明の第５実施形態を示す、図１(ａ)相当図である。
【図８】本発明の第４実施形態の第２変形例を示す、図１(ａ)相当図である。
【図９】従来技術を示す、ガス容器に装着したバルブ装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…ガス容器
２…容器壁
３…ガス収容空間
４…被装着部
５…透孔
６…雌ネジ孔
７…雌ネジ孔(６)の外端面
10…バルブ装置
11…本体ハウジング
12…装着部
13…ノズル部
14…ガス入口
17…入口路
23…シール部
24…固定手段
25…締結ボルト
26…ボルト頭部
29…雄ネジ部
30…ボルト座面
31…円筒部
32…変形吸収部
33…弾性部材
34…可変部材
35…変形許容空間
Ｌ…ボルト座面(30)と雌ネジ孔外端面(７)との間隔
Ｄ…締結ボルト(25)の軸径
【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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