(57)【要約】【課題】 容器に取り付けられて温度が上昇した場合に容器内のガスを開放する安全弁において、より安全性を向上させたものを提供する。【解決手段】  本体3は、容器Tに設けられている開口に挿入される取付け部6および取付け部6よりも大きい外径を有し外周縁部5aが容器T表面に当接させられる大径部5を有している。筐体2は、その下面が本体3の大径部外周縁部5a上面に突き合わされている。本体3の大径部外周縁部5aに複数の軸方向貫通孔32が設けられるとともに、筐体2に下面から各軸方向貫通孔32に対応するめねじ部33が設けられている。本体3と筐体2とが本体3の大径部外周縁部5a下面から挿入された複数のおねじ部材34によって結合されている。【選択図】    図１
2008202736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に取り付けられる本体および本体と結合された筐体で形成された空間内に、高温時に融解する可溶体を有し可溶体の融解に伴って容器内のガスを開放するガス開放手段が設けられている安全弁において、
本体と筐体とは、本体外周縁部の容器に対向している面側から挿入されて筐体に設けられためねじ部にねじ込まれた複数のおねじ部材によって結合されていることを特徴とする安全弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、安全弁に関し、特に、火災発生時等に容器内圧力が上昇し過ぎることを防止するため、容器に取り付けられて温度が上昇した場合に容器内のガスを開放する安全弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車の水素ガスタンクでは、タンクの温度上昇に伴う内圧の上昇による破裂を防止するために、高温時に融解する可溶体を有し可溶体の融解に伴って容器内のガスを開放するガス開放手段を内蔵した安全弁が必要である。特許文献１には、容器に取り付けられる本体、本体と結合された円筒状筐体およびガス開放手段を備え、本体に設けられたおねじ部と筐体に設けられためねじ部とをねじ合わすことで、ガス開放手段を内蔵した安全弁を構成し、安全弁の本体に設けられたおねじ部を容器のめねじ部にねじ合わせることで、安全弁を容器に取り付けるものが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２６３７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の安全弁では、振動等によって、本体と筐体とのねじ合わせに緩みが生じると、それによって、ガス開放手段が誤作動する可能性があり、その改良が課題となっている。
【０００４】
そこで、図３に示すように、円筒状筐体(42)、円筒状本体(43)、可溶体(7)、移動体(8)、付勢部材(9)、可動栓体(10)および可動栓体保持手段(11)を備えている安全弁(41)において、筐体(42)の外周におねじ部(42a)を形成し、これに対応するめねじ部(43a)を本体(43)の内周に形成し、筐体(42)と本体(43)との緩みを防止するために、筐体(42)のおねじ部(42a)にロックナット(44)をさらに締め付けることが考えられるが、この場合、次のような問題がある。
【０００５】
安全弁(41)は、車に搭載する機器であるため、軽量・コンパクトであることが要求され、且つ感温特性を高めるために全体を薄肉にする必要があるので、ロックナット(44)を強い力で締め付けることができないため、振動でロックナット(44)が緩む可能性を否定できない。また、安全弁(41)を容器(T)に取り付ける際、ボックスレンチ型のトルクレンチでは、ロックナット(44)の対角部と干渉するため、スパナ型のトルクレンチしか使用できず、作業性が劣る。また、安全弁(41)を容器(T)から取り外す際、誤ってロックナット(44)を緩める可能性があり、このままで、安全弁(41)が容器(T)に再組付けされた場合に、ロックナット(44)の緩み防止効果がなくなってしまう。
【０００６】
この発明の目的は、容器に取り付けられて温度が上昇した場合に容器内のガスを開放する安全弁において、より安全性を向上させたものを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による安全弁は、容器に取り付けられる本体および本体と結合された筐体で形成された空間内に、高温時に融解する可溶体を有し可溶体の融解に伴って容器内のガスを開放するガス開放手段が設けられている安全弁において、本体と筐体とは、本体外周縁部の容器に対向している面側から挿入されて筐体に設けられためねじ部にねじ込まれた複数のおねじ部材によって結合されていることを特徴とするものである。
【０００８】
例えば、本体は、容器に設けられている開口に挿入される取付け部および取付け部よりも大きい外径の大径部を有し、筐体は、その下面が本体の大径部外周縁部上面に突き合わされており、本体の大径部外周縁部に複数の軸方向貫通孔が設けられるとともに、筐体に下面から各軸方向貫通孔に対応するめねじ部が設けられているものとされる。
【０００９】
なお、この明細書において、上下については、容器の上面に安全弁を取り付ける場合（図１）を基準としているが、この上下は便宜的なものであり、安全弁は、この基準とした状態から上下が逆になったり横になったりして取り付けられることがある。
【００１０】
本体に設けられたおねじ部と筐体に設けられためねじ部とがねじ合わされている特許文献１に記載の安全弁では、このねじ合わせが緩むと誤作動を起こすことになるが、この発明による安全弁では、複数のおねじ部材のすべてが緩んだ場合でも誤作動を起こすことがない。なぜなら、本体のフランジ部下面から挿入された複数のおねじ部材は、フランジ部が容器表面に対向する構造設計のため、その緩み代が規制されており、誤作動に至ることがない。
【００１１】
本体および筐体で形成された空間内に設けられるガス開放手段としては、公知の種々のタイプを使用することができる。ガス開放手段は、可溶体の他に、可溶体の融解に伴って移動させられる移動体、移動体を付勢する付勢部材、移動体の移動に伴って開放されて容器と安全弁外部とを連通する可動栓体などを有しているものとされ、本体および筐体にもそれぞれガス開放手段を構成する部分が形成される。
【００１２】
ガス開放手段を含む安全弁の具体的構成としては、例えば、円筒状で上端部に内向きフランジ部が形成されている筐体と、筐体内周との間に間隙を有する小径部、小径部の下端に連なりかつ筐体下端開口を閉鎖する大径部および大径部の下端に連なりかつ容器に取り付けられる取付け部を有する円筒状本体と、筐体の内向きフランジ部の下面に上端面が当接するように本体の小径部と筐体との間に配された可溶体と、可溶体の下端に上端が当接するように本体の小径部と筐体との間に移動可能に配された移動体と、移動体の下端に上端が当接しかつ下端が本体の大径部上面で受け止められるように本体の小径部と筐体との間に配された付勢部材と、本体内に移動可能に挿入された段付き円柱状可動栓体と、通常状態での可動栓体の上方への移動を阻止しかつ移動体が上方位置に移動することによって可動栓体の上方への移動を許容する可動栓体保持手段とを備えており、本体は、容器内に通じている小径軸方向通路と、小径軸方向通路の上端に連なりかつ上端に開口している大径軸方向通路とを有しており、可動栓体は、本体の小径軸方向通路の上端部に嵌まり合っている小径軸部と、小径軸部に連なり本体の大径軸方向通路下端部との間に間隙を有する中間軸部と、中間軸部に連なり本体の大径軸方向通路の中間部分に摺接可能に嵌まり合っている大径軸部とを有し、可動栓体の大径軸部に、その上端から下端までのびる軸方向通路が設けられ、可動栓体の中間軸部に、その周面に開口しかつ大径軸部の軸方向通路の下端に通じる連通路が設けられており、これにより、可溶体が溶融して移動体が上方位置に移動した際、容器内ガスは、本体小径軸方向通路、本体大径軸方向通路下端部、可動栓体連通路および可動栓体軸方向通路を経て、容器外に排出されるようになされているものとされる。このような安全弁では、容器内のガスの圧力は、筐体に固定された本体内に設けられかつ可動栓体保持手段によって上方への移動が阻止されている可動栓体によって受けられており、移動体に容器内の圧力が及ばないので、可溶体にかかる力は付勢部材の弾性力だけとされており、設定値よりも低い温度での誤作動をなくすことができることから、ガス開放手段部分の安全性が非常に高いものとなっており、その分、ねじの緩み対策が重要なものとなっており、これが改良されることで極めて信頼性の高い安全弁が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の安全弁によると、ねじ合わせが緩む可能性が実質的にゼロとなるので、ねじの緩みによる誤作動がなくなり、安全弁を取り外す際、誤ってねじ部材を緩める可能性もなくなることで、信頼性が大幅に向上する。また、ロックナットを使用しないことで、安全弁を容器に取り付ける際にボックスレンチ型トルクレンチの使用が可能となり、作業性にも優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、上下および左右は、図の上下および左右をいうものとする。
【００１５】
図１および図２は、この発明の安全弁の実施形態を示している。図１は、安全弁の雰囲気温度が所定値以下の通常状態すなわち通路が閉鎖された状態を示している。
【００１６】
安全弁(1)は、図１に示すように、周壁(12)および頂壁(13)を有する円筒状で周壁(12)上端部に内向きフランジ部(12a)が形成されている筐体(2)と、筐体(2)内周との間に間隙を有する小径部(4)、小径部(4)の下端に連なりかつ筐体(2)下端開口を閉鎖する大径部(5)および大径部(5)の下端に連なりかつ容器(T)に取り付けられる取付け部(6)を有する円筒状本体(3)と、筐体(2)の内向きフランジ部(12a)の下面に上端面が当接するように本体(3)の小径部(4)上端部と筐体(2)上端部との間に配された円筒状可溶合金（可溶体）(7)と、可溶合金(7)の下端に上端が当接するように本体(3)の小径部(4)中間部と筐体(2)の中間部との間に移動可能に配された円筒状移動体(8)と、移動体(8)の下端に上端が当接しかつ下端が本体(3)の大径部(5)上面で受け止められるように本体(3)の小径部(4)下端部と筐体(2)下端寄り部との間に配された円筒状コイルばね（付勢部材）(9)と、本体(3)内に移動可能に挿入された段付き円柱状可動栓体(10)と、通常状態での可動栓体(10)の上方への移動を阻止しかつ移動体(8)が上方位置に移動することによって可動栓体(10)の上方への移動を許容する可動栓体保持手段(11)とを備えている。
【００１７】
筐体(2)の頂壁(13)には、筐体(2)内のガスを外部に排出するガス排出通路(13a)が形成されている。本体(3)の小径部(4)の上端は、筐体(2)の頂壁(13)下面にわずかな隙間を介して対向させられている。
【００１８】
本体(3)の取付け部(6)は、容器(T)の安全弁取付け部の形状に応じた形状とされており、この実施形態では、外周におねじ部(6a)が設けられたものとされている。この取付け部(6)は、容器(T)に設けられている開口に挿入されてここに設けられているめねじ部(28)にねじ合わされ、これにより、安全弁(1)が容器(T)に取り付けられる。本体(3)の大径部(5)は、取付け部(6)よりも大きい外径を有しており、安全弁(1)が容器(T)に取り付けられた状態で、大径部(5)の外周縁部(5a)下面が容器(T)表面に僅かの間隙をおいて対向させられる。本体(3)の大径部(5)外周には、図２に示すように、六角柱状係合部(31)が形成されており、安全弁(1)の容器(T)への取付けは、この六角柱状係合部(31)にボックスレンチ型のトルクレンチを嵌め合わせることで行うことができる。
【００１９】
筐体(2)は、その下面が本体(3)の大径部(5)外周縁部(5a)上面に突き合わされている。本体(3)の大径部(5)外周縁部(5a)には、複数（図示は６つ）の軸方向貫通孔(32)が設けられている。筐体(2)には、下面から各軸方向貫通孔(32)に対応するめねじ部(33)が設けられている。そして、本体(3)と筐体(2)とが本体(3)の大径部(5)外周縁部(5a)下面から挿入された複数（この例では６本）のおねじ部材(34)によって結合されている。おねじ部材(34)は、六角孔付きボルトであり、各軸方向貫通孔(32)の下端部には、六角孔付きボルトの頭部を収める大径部(32a)が設けられている。大径部(5)の外周縁部(5a)下面と容器(T)表面との間には、上述のように僅かな間隙があるだけであり、おねじ部材(34)の下面と容器(T)表面との間隙も僅かなものとなっている。そのため、振動等によっておねじ部材(34)が緩む場合の緩み代は非常に小さいものとなっている。
【００２０】
本体(3)の内周面形状は、小径部(4)側が大径で、取付け部(6)側が小径とされており、大径部(5)の内周の径はその中間とされている。これにより、本体(3)には、大径部(5)の下端近くから取付け部(6)の下端までのびて容器(T)内に通じている小径軸方向通路(14)と、小径軸方向通路(14)に連なって上方にのびる中間径軸方向通路(35)と、中間径軸方向通路(35)に連なって上方にのび上端に開口している大径軸方向通路(15)とが形成されている。
【００２１】
可溶合金(7)は、予め設定された温度になると溶融するようになされている。筐体(2)の周壁(12)の上端部には、溶融した合金(7)を外部に排出するための合金排出通路(16)が設けられている。
【００２２】
移動体(8)は、その内周が本体(3)の小径部(4)外周に接しかつその外周が筐体(2)の内周に接した状態で摺動可能なように、筐体(2)と本体(3)との間に配されている。移動体(8)の下端部内周には、左右のボール移動用凹所(17)が形成されている。
【００２３】
コイルばね(9)は、移動体(8)を上向きに付勢し、可溶合金(7)が溶融した際に、可溶合金(7)を筐体(2)の合金排出通路(16)から排出するとともに移動体(8)を上方に移動させるもので、その弾性力は、安全弁(1)が作動するように設定されている温度における可溶合金(7)の流動特性等を考慮して、移動体(8)を上方に移動可能でかつ小さな値に設定されている。
【００２４】
可動栓体(10)は、本体(3)の中間径軸方向通路(35)の上端部に嵌まり合っている小径軸部(18)と、小径軸部(18)に連なり本体(3)の大径軸方向通路(15)下端部との間に間隙を有する中間軸部(19)と、中間軸部(19)に連なり本体(3)の大径軸方向通路(15)に摺接可能に嵌まり合っている大径軸部(20)とを有している。
【００２５】
可動栓体(10)の大径軸部(20)には、その上端から下端までのびる軸方向通路(21)が設けられている。可動栓体(10)の中間軸部(19)には、その外周面に開口しかつ大径軸部(20)の軸方向通路(21)の下端に通じる左右の連通路(22)が設けられている。したがって、この連通路(22)は、本体(3)の大径軸方向通路(15)下端部と中間軸部(19)外周との間に存在する間隙に開口している。
【００２６】
可動栓体(10)の大径軸部(20)上端と筐体(2)の頂壁(13)下面との間には、大径軸部(20)が上方に移動可能なように、所定の間隙が設けられており、この間隙は、小径軸部(18)の長さよりも大きくなされている。したがって、可動栓体(10)が容器(T)内のガスの圧力によって強制的に押し上げられると、可動栓体(10)は、その上端が筐体(2)の頂壁(13)下面に当接した位置で停止し、この際、本体(3)の小径軸方向通路(14)および中間径軸方向通路(35)と可動栓体(10)の連通路(22)とが、本体(3)の大径軸方向通路(15)の下端部を介して連通することになる。可動栓体(10)の小径軸部(18)の外周にはＯリング(23)が設けられている。
【００２７】
可動栓体保持手段(11)は、可動栓体(10)の上端寄り部分の外周に設けられた左右の凹所(25)と、この凹所(25)と同じ位置にあるように本体(3)の小径部(4)に設けられた貫通孔(26)と、これらの凹所(25)および貫通孔(26)にまたがるように収納されたボール(27)と、移動体(8)のボール移動用凹所(17)とからなる。ボール移動用凹所(17)は、可溶合金(7)が溶融して移動体(8)が上方位置に移動したときに、貫通孔(26)に対向するように形成されている。
【００２８】
ボール(27)の径方向の動きは、可動栓体(10)の凹所(25)底面と移動体(8)の内周面とによって規制されている。したがって、可動栓体(10)に上向きの力が作用した際には、可動栓体(10)の凹所(25)下面からボール(27)に斜め上向きの力が作用し、この力に抗して、本体(3)の貫通孔(26)の上面からボール(27)に斜め下向きの力が作用することから、両方の力が釣り合うこととなる。こうして、通常状態においては、ボール(27)したがって可動栓体(10)の上方への移動が阻止されている。
【００２９】
ボール移動用凹所(17)は、移動体(8)が上方位置に移動することによって可動栓体(10)の上方への移動を許容するための構成であり、すなわち、移動体(8)が上方位置に移動すると、ボール移動用凹所(17)が本体(3)の貫通孔(26)の外端開口に対向することになり、移動体(8)の内周によって径方向外向きの移動が阻止されていたボール(27)が径方向外向きに移動可能となる。可動栓体(10)の凹所(25)はテーパ状とされており、ボール(27)には径方向外向き成分の力が作用していることから、ボール(27)は容易に径方向外向きに移動する。これにより、ボール(27)は、可動栓体(10)の凹所(25)から脱出して貫通孔(26)とボール移動用凹所(17)とにまたがって収納されることになり、可動栓体(10)の上方への移動を阻止する作用が解除される。この状態で、容器内ガス圧力が可動栓体(10)の摩擦力を超えている場合には、可動栓体(10)が上方に移動することになる。こうして、移動体(8)が上方位置に移動すると、その後すぐに、可動栓体(10)が上方に移動する。
【００３０】
安全弁(1)の雰囲気温度が所定値を越えると、可溶合金(7)が溶融し、安全弁(1)は作動状態となる。この作動状態の安全弁(1)は、可溶合金(7)が合金排出通路(16)から排出されて消失し、コイルばね(9)に付勢された移動体(8)が上方位置まで移動する。移動体(8)の上方位置は、移動体(8)の上端が筐体(2)の内向きフランジ部(12a)の下面に当接した位置となる。移動体(8)が上方位置に移動すると、上述したように、可動栓体(10)の上方への移動を阻止するものがなくなり、可動栓体(10)も上方位置に移動する。可動栓体(10)の上方位置は、その上端が筐体(2)の頂壁(13)下面に当接した位置となる。したがって、中間径軸方向通路(35)を閉鎖していた可動栓体(10)の小径軸部(18)が大径軸方向通路(15)内まで押し上げられることにより、安全弁(1)には、容器(T)内のガスを排出するための開放通路が形成される。すなわち、可溶合金(7)が溶融して移動体(8)が上方位置に移動した際、容器(T)内ガスは、本体小径軸方向通路(14)、本体中間径軸方向通路(35)、本体大径軸方向通路(15)下端部、可動栓体連通路(22)および可動栓体軸方向通路(21)を経て、筐体(2)の頂壁(13)に設けられたガス排出通路(13a)から排出される。
【００３１】
本体(3)と筐体(2)とのねじ合わせが緩んだ場合、すなわち、筐体(2)が本体(3)に対して上方に移動した場合、これに伴って移動体(8)が上方に移動することになり、上記安全弁の作動状態と同じこと（誤作動）が起こり得る。図３に示した安全弁(41)では、ロックナット(44)が振動等で緩んだり、誤ってロックナット(44)を緩めてしまうことが防止されていないので、この誤作動が起こる可能性があるが、この発明の安全弁(1)によると、図１に示す安全弁(1)の取付け状態では、おねじ部材(34)が安全弁(1)から露出していないため、これを誤って緩める可能性が全くなくなっており、しかも、振動によって生じるおねじ部材(34)の緩み代が僅かであるので、極めて信頼性の高いものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明による安全弁の実施形態を示す断面図で、通常状態（閉状態）を示している。
【図２】図１のII-IIに沿う断面図である。
【図３】従来の安全弁を示す断面図で、通常状態（閉状態）を示している。
【符号の説明】
【００３３】
(1)       安全弁
(2)       筐体
(3)       本体
(5a)      外周縁部
(7)       可溶合金（可溶体）
(33)      めねじ部
(34)      おねじ部材
(T)       容器
【図１】
2008202736.tif 000003
【図２】
2008202736.tif 000004
【図３】
2008202736.tif 000005