(57)【要約】【課題】  高圧流体の流路を接続し、流路の変位を吸収できる高圧継ぎ手を提供することを目的とする。【解決手段】  高圧流体の回路上に配置され、該高圧の流体が流れる流路同士を接続する高圧継ぎ手であって、前記回路上の一の流路と接続する軸部分の内部に、該軸部分の端面と該軸部分の外周とを連通する第１の流路を有し、前記軸部分を該軸方向に摺動可能かつ回転可能に保持する軸受け部分の内部に、第２の流路を有し、前記軸部分と前記軸受け部分との摺動面に、軸方向に所定の長さを有し、前記第１の流路と前記第２の流路とを連通する第３の流路を設け、前記摺動面に、前記第３の流路を通過する流体を外部に対してシールするシール部分を備えた高圧継ぎ手とする。【選択図】  図１
2005054951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧流体の回路上に配置され、該高圧の流体が流れる流路同士を接続する高圧継ぎ手であって、
前記回路上の一の流路と接続する軸部分の内部に、該軸部分の端面と該軸部分の外周とを連通する第１の流路を有し、
前記軸部分を該軸方向に摺動可能かつ回転可能に保持する軸受け部分の内部に、第２の流路を有し、
前記軸部分と前記軸受け部分との摺動面に、軸方向に所定の長さを有し、前記第１の流路と前記第２の流路とを連通する第３の流路を設け、
前記摺動面に、前記第３の流路を通過する流体を外部に対してシールするシール部分を備えた
高圧継ぎ手。
【請求項２】
請求項１に記載の高圧継ぎ手であって、
前記第３の流路は、該第３の流路に流入する前記高圧の流体によって、前記軸方向に受ける力がバランスするように該流体の圧力を受ける受圧面を備えた高圧継ぎ手。
【請求項３】
請求項１または２に記載の高圧継ぎ手であって、
前記軸部分は、前記第３の流路と前記シール部分とを備えた構造である高圧継ぎ手。
【請求項４】
請求項１または２に記載の高圧継ぎ手であって、
前記軸受け部分は、前記第３の流路と前記シール部分とを備えた構造である高圧継ぎ手。
【請求項５】
高圧流体の回路上に配置され、該高圧の流体が流れる流路同士を接続する高圧継ぎ手であって、
前記回路上の一の流路と接続する第１の軸部分の内部に、該軸部分の端面と該軸部分の外周とを連通する第１の流路を有し、
前記第１の軸部分を該軸方向に摺動可能かつ回転可能に保持する第１の軸受け部分の内部に、第２の流路を有し、
前記第１の軸部分と前記第１の軸受け部分との摺動面に、軸方向に所定の長さを有し、前記第１の流路と前記第２の流路とを連通する第３の流路を設け、
前記摺動面に、前記第３の流路を通過する流体を外部に対してシールするシール部分を備え、
前記回路上の他の流路と接続する第２の軸部分の内部に、該軸部分の端面と該軸部分の外周とを連通する第４の流路を有し、
前記第２の軸部分を該軸方向に摺動動可能かつ回転可能に保持する第２の軸受け部分の内部に、第５の流路を有し、
前記第２の軸部分と前記第２の軸受け部分との摺動面に、軸方向に所定の長さを有し、前記第４の流路と前記第５の流路とを連通する第６の流路を設け、
前記摺動面に、前記第６の流路を通過する流体を外部に対してシールするシール部を備え、
前記第１の軸受け部分と前記第２の軸受け部分との間に介装した仕切り部分に、前記第２と第５の流路とを連通する連通孔を設け、
前記仕切り部分を挟んで、前記第１の軸受け部分と第２の軸受け部分とを締結する締結部分を備え、
前記仕切り部分および前記締結部分に、前記軸部分が移動することで形成される空間と外部とを連通する大気孔を設けた
高圧継ぎ手。
【請求項６】
請求項５に記載の高圧継ぎ手であって、
前記軸受け部分は、
前記第１の軸部分と前記第２の軸部分とを同一直線上に配置する構造を有し、
前記軸部分が軸方向へ摺動することで形成される前記軸受け部分の内部の空間と外部とを連通する大気孔を設けた高圧継ぎ手。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の高圧継ぎ手であって、
前記軸部分は、前記回路上の流路に前記軸部分を着脱する際、該軸部分の回転を固定する回り止め部分を備えた高圧継ぎ手。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の高圧継ぎ手であって、
前記軸部分の全移動量は、前記流路と該軸部分との接続に必要な取付代よりも大きい移動量である高圧継ぎ手。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の高圧継ぎ手であって、
車両に搭載する燃料電池システムの水素ガスの流路上に配置したことを特徴とする高圧継ぎ手。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれかに記載の高圧継ぎ手であって、
車両に搭載する内燃機関に燃料としての天然ガスを供給する流路上に配置したことを特徴とする高圧継ぎ手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧流体の回路上に使用する高圧継ぎ手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、管体を連結する継ぎ手には、図７に示す構造が採用されている。図示するように、管体Ａ，Ｂの接続部分にシール部材Ｃを装着し、その外周を継ぎ手Ｄにて覆う構造である。管体Ａ，Ｂには環状溝ａ１，ｂ１が、継ぎ手Ｄには環状突起ｄ1が、それぞれ設けられ、管体Ａ，Ｂは、環状溝ａ１，ｂ１の幅に相当する分の軸方向への移動が可能となっている。かかる構造では、管体Ａ，Ｂの軸方向への伸びや変位を吸収し、接続部のシール性を向上することができる。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８９３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、こうした継ぎ手は、高圧流体の回路上に使用するには不向きであった。管体Ａ，Ｂが軸方向に移動することで生じる空間Ｅに高圧流体が侵入することで、管体Ａ，Ｂには継ぎ手Ｄから抜ける方向への力が働き、特に管体Ａ，Ｂが長尺であるような場合には、管体の座屈により継ぎ手Ｄから抜けてしまう恐れもあるからである。また、高圧化に伴うシール性能の確保から摺動部分のクリアランスを小さくすると、管体Ａ，Ｂの動作をスムーズなものとすることが困難となる。したがって、かかる構造を高圧回路、例えば、高圧水素タンクを有する車両の燃料電池システムなどに使用するには、限界があった。
【０００５】
本発明は、こうした問題を解決し、高圧流体の流路を接続し、流路の変位を吸収できる高圧継ぎ手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】
【０００６】
本発明の第１の高圧継ぎ手は、上記課題の少なくとも一部を解決するため、以下の手法を採った。すなわち、高圧流体の回路上に配置され、該高圧の流体が流れる流路同士を接続する高圧継ぎ手であって、前記回路上の一の流路と接続する軸部分の内部に、該軸部分の端面と該軸部分の外周とを連通する第１の流路を有し、前記軸部分を該軸方向に摺動可能かつ回転可能に保持する軸受け部分の内部に、第２の流路を有し、前記軸部分と前記軸受け部分との摺動面に、軸方向に所定の長さを有し、前記第１の流路と前記第２の流路とを連通する第３の流路を設け、前記摺動面に、前記第３の流路を通過する流体を外部に対してシールするシール部分を備えたことを要旨としている。
【０００７】
本発明の第１の高圧継ぎ手によれば、回路上の一の流路を流れる高圧の流体は、高圧継ぎ手の軸部分の端面から軸部分の外周へ流れ、軸部分と軸受け部分との摺動面に設けた第３の流路に流入する。この第３の流路は所定の長さを有するため、この長さのストロークであれば、軸部分が摺動しても、第３の流路と軸受け部分の内部の流路とは常に連通し、第３の流路の流体は軸受け部分を介して回路上の他の流路へ流出する。この軸部分は軸受け部分に対して、軸方向に移動可能かつ回転可能に保持されている。したがって、回路上の一の流路と他の流路との接続に関する自由度の高い構造とすることができる。加えて、回路の温度変化、振動などの外的要因で軸と接続する流路の位置が軸方向に変位しても、高圧継ぎ手の軸部分が回転および軸方向へ移動して変位に伴う応力を逃がし、安全性を向上することができる。
【０００８】
上記の構成を有する高圧継ぎ手の第３の流路は、該第３の流路に流入する前記高圧の流体によって、前記軸方向に受ける力がバランスするように該流体の圧力を受ける受圧面を備えるものとしても良い。
【０００９】
かかる構成の高圧継ぎ手によれば、第３の流路に流入した流体の圧力は、受圧面に力を及ぼし、軸方向にかかる力をバランスさせる。つまり、軸部分と軸受け部分とが相対的に移動する軸方向の力は発生しない。したがって、高圧の流体が流れても軸部分が軸受け部分から抜けることはなく、高圧の回路上で安全に使用することができる。加えて、高圧継ぎ手と接続する流路に不要な力をかけることがない。
【００１０】
上記の構成を有する高圧継ぎ手の軸部分は、前記第３の流路と前記シール部分とを備えた構造としても良い。かかる構成の高圧継ぎ手によれば、軸部分に加工して第３の流路とシール部分とを備えるため、軸受け部分の軸部分との係合する部分の構造を簡素なものとすることができる。
【００１１】
上記の構成を有する高圧継ぎ手の軸受け部分は、前記第３の流路と前記シール部分とを備えた構造としても良い。かかる構成の高圧継ぎ手によれば、軸受け部分に加工して第３の流路とシール部分とを備えるため、軸部分の構造を簡素なものとすることができる。
【００１２】
本発明の第２の高圧継ぎ手は、高圧流体の回路上に配置され、該高圧の流体が流れる流路同士を接続する高圧継ぎ手であって、前記回路上の一の流路と接続する第１の軸部分の内部に、該軸部分の端面と該軸部分の外周とを連通する第１の流路を有し、前記第１の軸部分を該軸方向に摺動可能かつ回転可能に保持する第１の軸受け部分の内部に、第２の流路を有し、前記第１の軸部分と前記第１の軸受け部分との摺動面に、軸方向に所定の長さを有し、前記第１の流路と前記第２の流路とを連通する第３の流路を設け、前記摺動面に、前記第３の流路を通過する流体を外部に対してシールするシール部分を備え、前記回路上の他の流路と接続する第２の軸部分の内部に、該軸部分の端面と該軸部分の外周とを連通する第４の流路を有し、前記第２の軸部分を該軸方向に摺動動可能かつ回転可能に保持する第２の軸受け部分の内部に、第５の流路を有し、前記第２の軸部分と前記第２の軸受け部分との摺動面に、軸方向に所定の長さを有し、前記第４の流路と前記第５の流路とを連通する第６の流路を設け、前記摺動面に、前記第６の流路を通過する流体を外部に対してシールするシール部を備え、前記第１の軸受け部分と前記第２の軸受け部分との間に介装した仕切り部分に、前記第２と第５の流路とを連通する連通孔を設け、前記仕切り部分を挟んで、前記第１の軸受け部分と第２の軸受け部分とを締結する締結部分を備え、前記仕切り部分および前記締結部分に、前記軸部分が移動することで形成される空間と外部とを連通する大気孔を設けたことを要旨としている。
【００１３】
本発明の第２の高圧継ぎ手によれば、回路上の一の流路は第１の軸部分と、他の流路は第２の軸部分と、それぞれ接続され、締結部分によって第１の軸受け部分と第２の軸受け部分とが仕切り部材を挟んで一体として締結される。したがって、各流路に対する軸部分が摺動可能であるため、全体の摺動ストロークを長くとることができる。また、高圧継ぎ手の回路上の流路との取付に寸法誤差が生じても、軸方向に摺動可能であるため、流路の接続および変位に対する自由度を高くすることができる。さらに、各要素を組み合わせて高圧継ぎ手を構成するため、狭いスペースにも高圧継ぎ手を取り付けることができる。
【００１４】
上記の構成を有する軸受け部分は、第１の軸部分と前記第２の軸部分とを同一直線上に配置する構造を有し、前記軸部分が軸方向へ移動することで形成される前記軸受け部分の内部の空間と外部とを連通する大気孔を設けるものとしても良い。かかる構成を有する高圧継ぎ手によれば、２つの軸部分を同一直線上に配置することで、軸受け部分の軸径方向の厚みを抑えることができ、全体をコンパクトにすることができる。また、軸部分が摺動することで形成される空間に、シール部分を経て流体が流入したとしても、該流体は大気孔から放出される。したがって、軸受け部分の内部の空間に流体の圧力がこもることはなく、軸部分が軸受け部分から外れる力が生じることもない。
【００１５】
上記の構成を有する高圧継ぎ手の軸部分は、回路上の流路に前記軸部分を着脱する際、該軸部分の回転を固定する回り止め部分を備えるものとしても良い。かかる構成の高圧継ぎ手によれば、特に回路上の流路と軸部分との接続をネジの締結で行なう場合に、着脱作業が容易となる。
【００１６】
上記の構成を有する高圧継ぎ手の軸部分の全移動量は、前記流路と該軸部分との接続に必要な取付代よりも大きい移動量であるものとしても良い。かかる構成の高圧継ぎ手によれば、高圧継ぎ手の軸部分の摺動ストロークを利用して、回路上の流路との接続を容易に行なうことができる。
【００１７】
上記の構成を有する高圧継ぎ手は、車両に搭載する燃料電池システムの水素ガスの流路上あるいは車両に搭載する内燃機関に燃料としての天然ガスを供給する流路上に配置することができる。かかる用途に使用すれば、車両の振動や高圧の水素ガスあるいは圧縮天然ガスの放出に伴う温度変化などの回路上の流路の変位や取付寸法の誤差が生じても、高圧継ぎ手の軸部分が軸方向に移動して、高圧継ぎ手にかかる負荷を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の高圧継ぎ手の構造の一実施例について説明する。図１は、９０度に交差する２つの高圧配管を接続する高圧継ぎ手の断面模式図である。図示するように、この高圧継ぎ手１００は、主に、一の高圧配管と接続して内部に高圧流体の通過する流路を備えた軸部分１１０と、軸部分１１０の流路と他の高圧配管とを連通する流路を備え、軸部分１１０を挿入して保持する軸受け部分１２０とから構成されている。
【００１９】
軸部分１１０は、略円柱外径形状の円柱軸部分１１２と、その一端部に円柱軸部分１１２よりも大径であり、高圧配管と接続する接続部分１１４とからなる段付きの円柱形状である。円柱軸部分１１２は、その内部で中心軸方向に高圧流体の流路である軸内部流路１１６と、その軸方向の略中央付近に所定幅を有する環状溝部１１８を備え、軸内部流路１１６と環状溝部１１８とを連通する連通流路１１９を有している。なお、環状溝部１１８の軸方向の両端は、面取り加工をした同一形状の受圧面を備えている。
【００２０】
円柱軸部分１１２の外周には、環状溝部１１８を挟んで両側にＯリング１６０を装着するＯリング用溝１１７を、また、接続部分１１４と反対側の円柱軸部分１１２の端部には、軸受け部分１２０からの抜け止めである止め輪１３０を装着する止め輪用溝１１３をそれぞれ備えている。なお、接続部分１１４と反対側の円柱軸部分１１２の端面には、高圧配管との着脱の際の回り止めとして、六角レンチを挿入可能な六角穴部１１５を備えている。この六角穴部１１５に替えて、例えば、円柱軸部分１１２に２面幅を設け、スパナで固定可能な構造としても良い。
【００２１】
接続部分１１４の外周には、高圧配管を締結するナット１４０に係合するネジを有し、その内部には、高圧配管を差し込み可能なテーパ形状の穴部１１１を有している。この穴部１１１のテーパ形状は、高圧配管との接続の用いるスリーブ１５０の外形形状により決定される。なお、穴部１１１と軸内部流路１１６は連通しており、接続部分１１４に接続した高圧配管からの流体は、軸内部流路１１６に流入する構造である。
【００２２】
軸受け部分１２０は、角柱外形形状の角柱軸受部分１２２と、その略中央に角柱軸受部分１２２の軸に対して直角方向に突出した軸受接続部分１２４とからなる「Ｔ」字型の形状である。角柱軸受部分１２２は、その軸方向の内部に円柱軸部分１１２を挿入可能な貫通孔１２６を有し、軸受接続部分１２４の内部に設けた軸受内部流路１２８と連通している。軸受接続部分１２４の構造は、軸部分１１０の接続部分１１４と同様な構造であり、その外周にネジを、その内部にテーパ形状の穴部１１１を有している。
【００２３】
こうした構成部品を有する高圧継ぎ手１００は、軸部分１１０を軸受け部分１２０に挿入することで組み立てられる。具体的には、２個のＯリング１６０を装着した軸部分１１０を六角穴部１１５の方向から軸受け部分１２０の貫通孔１２６に挿入する。軸部分１１０の止め輪用溝１１３が貫通孔１２６から突出するまで挿入し、止め輪用溝１１３に止め輪１３０を装着することで高圧継ぎ手１００が形成される。この高圧継ぎ手１００は、軸受け部分１２０に対して軸部分１１０がその軸方向にスライド可能に構成され、軸部分１１０の段付き部分（すなわち、接続部分１１４の端面）と軸受け部分１２０の角柱軸受部分１２２の一端面とが当接する位置から、軸部分１１０に装着した止め輪１３０と角柱軸受部分１２２の他端面とが当節する位置までのストロークを有する。なお、軸部分１１０の環状溝部１１８の幅は、このストロークに対応した幅を有している。つまり、軸部分１１０がこのストローク分の移動をしても、軸受内部流路１２８と軸部分１１０の環状溝部１１８は常に接続している。
【００２４】
軸部分１１０の接続部分１１４および軸受け部分１２０の軸受接続部分１２４は、それぞれ高圧配管と接続される。この接続は、ナット１４０、リング１７０、スリーブ１５０をこの順に装着した高圧配管を、各テーパ形状の穴部１１１に挿入し、ナット１４０を締めることで行なわれる。こうした接続構造では、ナット１４０の締結トルクによりスリーブ１５０が締まることで、高圧配管がナット１４０から抜けるのを防止し、スリーブ１５０とリング１７０とを有することで、ナット１４０と高圧配管との間のシール性を向上することができる。
【００２５】
この高圧継ぎ手１００は、高圧配管の取付代γと軸部分１１０のストロークα＋βとの関係が、α＋β＞γを満たすように設定されており、２つの高圧配管の位置はそのままで、軸部分１１０のスライドを利用して接続することができる。なお、軸部分１１０は軸受け部分１２０に対して回転可能であるため、ナット１４０の締結の際には六角穴部１１５を使用する。
【００２６】
こうして高圧配管と接続された高圧継ぎ手１００は、一の高圧配管から流体が流入し、他の高圧配管へ流体を流出する。一の高圧配管からの流体は、軸内部流路１１６から連通流路１１９を介して環状溝部１１８に流れ、環状溝部１１８から軸受内部流路１２８を経て、他の高圧配管へ流出する。なお、環状溝部１１８に流れ込んだ流体の軸部分１１０と軸受け部分１２０との隙間からの漏れは、２つのＯリング１６０によりシールされることで回避される。このＯリング１６０に加えて、バックアップリングを装着して、Ｏリング１６０の耐久性を向上させるものとしても良い。
【００２７】
以上の構成を有する高圧継ぎ手１００では、軸内部流路１１６に流入した高圧流体は軸部分１１０の外周方向の環状溝部１１８へ流れる。環状溝部１１８の軸方向の両端は同一の受圧面を有するため、軸部分１１０に、軸受け部分１２０から軸部分１１０を抜く方向への力が発生することはない。したがって、高圧の回路上で安全に使用することができる。また、軸受け部分１２０に対して軸部分１１０がスライド可能であるため、軸部分１１０と接続する高圧配管の位置の外的要因による軸方向の変位や取付寸法の誤差を吸収し、高圧配管および高圧継ぎ手１００に過大な曲げ応力などの負荷をかけることは無い。さらに、軸内部流路１１６と軸受内部流路１２８との間に、環状溝部１１８を設けることで、軸方向へのスライドに加えて、軸中心回りの回転が可能である。したがって、配管接続の自由度の高い構造とすることができる。
【００２８】
第１実施例に示した高圧継ぎ手１００は９０度に曲がった配管上に使用するものであるが、第１実施例の高圧継ぎ手１００を組み合わせることで、様々な角度の接続が可能となる。図２は、本発明の第２実施例の高圧継ぎ手の断面模式図である。図示するように、第２実施例の高圧継ぎ手２００は、第１実施例の高圧継ぎ手１００を２つ配置した構造である。軸部分１１０の構造および高圧配管との接続に用いるナット１４０等は第１実施例と同様であるため、符号を同じとして説明は省略する。なお、２つの軸部分１１０を区別する場合には、一の高圧配管と接続する第１の軸部分には添え字「ａ」を、他の高圧配管と接続する第２の軸部分には添え字「ｂ」を付して説明する。
【００２９】
第２実施例の高圧継ぎ手２００は、２つの高圧配管とそれぞれ接続する軸部分１１０と、軸部分１１０を挿入する２つの孔を有する軸受け部分２２０とから構成されている。軸受け部分２２０は、直方体の外形形状を有し、その一の面に平行な貫通孔２２６を備えている。この２つの貫通孔２２６は、直方体内部の略中央に設けた連通路２２１により接続され、全体で「Ｈ」型形状の孔となっている。なお、２つの貫通孔２２６は、高圧配管を締結するナット１４０の外形と軸部分１１０の抜け止めの止め輪１３０の外形とが接触しないように孔間距離を設定している。また、連通路２２１は、軸受け部分２２０の外部から一の貫通孔２２６を連通する加工を行ない、その端部に止めネジ（図示せず）を取り付けることで形成しているが、軸受け部分２２０を鋳物等で形成するものとしても良い。
【００３０】
この軸受け部分２２０の２つの貫通孔２２６に、Ｏリング１６０を装着した軸部分１１０をそれぞれ対向方向に挿入し、止め輪１３０を取り付けて抜け止めをする。こうして第２実施例の高圧継ぎ手２００は、それぞれの軸が回転可能、かつ、平行する２軸が軸方向にスライド可能に組み立てられ、軸部分１１０の接続部分１１４にナット１４０を締結して高圧配管と接続される。
【００３１】
一の高圧配管からの流体は、第１の軸部分１１０ａの軸内部流路１１６ａを通過し、連通流路１１９ａを介して環状溝部１１８ａに流入する。第１の軸部分１１０ａの環状溝部１１８ａの流体は、軸受け部分２２０の連通路２２１を介して、第２の軸部分１１０ｂの環状溝部１１８ｂに流入する。この環状溝部１１８ｂの流体は、連通流路１１９ｂを介して軸内部流路１１６ｂから他の高圧配管に流出する。一の高圧配管と他の高圧配管との位置関係が、例えば、温度変化などの熱の影響や取付箇所の振動などによって変位しても、第１の軸部分１１０ａおよび第２の軸部分１１０ｂ、それぞれが軸方向にスライド可能、かつ、回転可能であるため、その変位を吸収できる。したがって、両軸部分１１０のどちらから高圧の流体が流入しても、軸部分１１０に、軸受け部分２２０から抜ける方向の力が働くことは無い。
【００３２】
第２実施例の高圧継ぎ手２００では、平行する２つの高圧配管と接続する軸部分１１０のそれぞれが所定量のストロークを有する。したがって、全体としてコンパクトでありながら、ストロークを長く取ることができ、高圧配管との接続作業を容易なものとすることができる。
【００３３】
こうした高圧継ぎ手２００の２軸は、例えば、図３に示すように、ねじれの位置関係としても良い。図３は、ねじれの位置関係にある高圧配管と接続する高圧継ぎ手の模式図およびその断面図である。図３に示した高圧継ぎ手３００は、ねじれの位置関係にある軸部分３１０と、その軸部分３１０を保持する軸受け部分３２０とから構成されている。この高圧継ぎ手３００は、図示するように、一の高圧配管方向をＸ方向、他の高圧配管方向をＹ方向とすると、ＸＹＺ空間の中、２方向（Ｘ，Ｙ方向）への自由度を有することになる。したがって、高圧回路上の曲がり角等に使用することで、高圧配管の接続位置が変位しても、その変位の吸収を容易なものとすることができる。なお、図３に示した高圧継ぎ手３００の軸部分３１０は、図２に示した軸部分１１０の接続部分１１４（つまり、雄ネジ）を有しない構造とし、高圧配管との接続には、配管同士を接続する継ぎ手３５０を用いている。また、図２に示した軸部分１１０に設けていた環状溝部１１８の機能は、軸受け部分３２０側に環状軸受溝部３２５を設けることで代用している。こうすることで、軸部分３１０の構造を簡素なものとすることができる。
【００３４】
次に第３実施例の高圧継ぎ手について説明する。図４は、同一直線上に配置された２つの高圧配管を接続する高圧継ぎ手の断面模式図である。図示するように、この高圧継ぎ手４００は、大きく、高圧配管と接続する２つの軸部分４１０と、軸部分４１０をスライド可能に保持する第１の軸受け部分４２０および第２の軸受け部分４９０と、両軸受け部分４２０，４９０を連結する連結部材４３０と、両軸受け部分４２０，４９０の間に介装する仕切り部材４４０とから構成されている。
【００３５】
軸部分４１０は、円柱外形部分４１２とそれより大径である大径部分４１４とからなる段付きの円柱外径形状をしており、その内部には、所定の深さを有し、円柱外形部分４１２の中心軸上に軸内部流路４１６を備えている。円柱外形部分４１２の外周には、中心軸を通過し、円柱外形部分４１２を貫通する２つの連通流路４１９を設けている。この２つの連通流路４１９は、軸内部流路４１６に連通している。
【００３６】
第１の軸受け部分４２０は、連結部材４３０と係合する雄ネジを有する雄ネジ部分４２２と六角外形を有する六角部分４２４とからなり、内部に軸部分４１０を挿入する挿通穴部４２６を備えている。この挿通穴部４２６は、軸部分４１０の大径部分４１４の外径と略同径の内径を有し、六角部分４２４の端部と第１の軸受け部分４２０の高さ方向の略中央付近との２箇所に、軸部分４１０の円柱外形部分４１２と略同径の環状突起部分４２８を備えている。つまり、第１の軸受け部分４２０に軸部分４１０を挿入すると、軸部分４１０は２箇所の環状突起部分４２８で保持され、軸部分４１０の外周面と両環状突起部分４２８と挿通穴部４２６の内周面とで囲まれた第１の空間４２９が形成される構造となっている。
【００３７】
こうして形成される第１の空間４２９は、環状突起部分４２８に設けたＯリング用の溝にＯリング４７０を取り付けることで、気密に保持される。この第１の空間４２９は、図１に示した第１実施例の環状溝部１１８と貫通孔１２６の内周面とで形成する空間に相当する。なお、第１の軸受け部分４２０は、この第１の空間４２９から雄ネジ部分４２２の端面へ貫通する軸受内部流路４２７を備えている。
【００３８】
第２の軸受け部分４９０は、鍔部分４９２を備えた円柱外形を有し、その内部には、第１の軸受け部分４２０と同様に、挿通穴部４２６およびＯリング用の溝を備えた２箇所の環状突起部分４２８を備えている。この鍔部分４９２は、連結部材４３０と当接し、第１の軸受け部分４２０と第２の軸受け部分４９０との締結に用いられる。
【００３９】
なお、第３実施例の高圧継ぎ手４００では、図３に示した高圧継ぎ手３００と同様、第１実施例で軸部分１１０側に設けた環状溝部１１８の機能を軸受け部分４２０，４９０側に備えている。加えて、Ｏリングも軸受け部分４２０，４９０側に設けて、軸部分４１０の構造を簡素なものとしている。
【００４０】
連結部材４３０は、六角外形形状を有し、その内部に第２の軸受け部分４９０を挿入可能な穴部４３２を設けている。穴部４３２の一端には、第１の軸受け部分４２０の雄ネジ部分４２２に係合する雌ネジ部分４３３を有し、他端には、第２の軸受け部分４９０の鍔部分４９２と当接する凸部分４３４を有している。連結部材４３０の側面には、仕切り部材４４０を介して、高圧継ぎ手４００の内部と外部とを連通する大気孔４３６を設けている。
【００４１】
仕切り部材４４０は、大きく、２つの小径円柱部分４４２と大径円柱部分４４３との３つの円柱部分を有し、大径円柱部分４４３の両側で中心軸上に小径円柱部分４４２を配置した構造である。仕切り部材４４０の中心軸上には、仕切り部材４４０を貫通する開放孔４４５を備えている。大径円柱部分４４３の外周には、環状の大気溝部４４６を有し、大気溝部４４６から円中心方向へ接続孔４４７を設けている。この接続孔４４７は、大気溝部４４６と開放孔４４５とを連通し、連結部材４３０の大気孔４３６を介して、高圧継ぎ手４００の内部と外部とを連通する。なお、小径円柱部分４４２の外径は、軸部分４１０の大径部分４１４と略同径であり、両軸受け部分４２０，４９０の挿通穴部４２６に挿入可能である。
【００４２】
大径円柱部分４４３の両端面には、小径円柱部分４４２の外径よりも大きい径の軸受接続溝４４８を有し、その軸方向には、２つの軸受接続溝４４８を連通する軸受接続流路４４９を有している。この２つの軸受接続溝４４８と軸受接続流路４４９とには、両軸受け部分４２０，４９０の軸受内部流路４２７と接続することで高圧の流体が流入する。仕切り部材４４０には、４つのＯリングを取り付け、流入した流体が仕切り部材４４０と各軸受け部分４２０，４９０との間から漏れるのを防いでいる。
【００４３】
第３実施例の高圧継ぎ手４００は、こうした構造の第１の軸受け部分４２０および第２の軸受け部分４９０に、Ｏリング４７０を装着し、軸部分４１０を挿入し、両軸受け部分４２０，４９０の間にＯリングを装着した仕切り部材４４０を介装し、第２の軸受け部分４９０に外嵌した連結部材４３０の雌ネジ部分４３３と第１の軸受け部分４２０の雄ネジ部分４２２とを締結して組み立てられる。こうして組み立てられた高圧継ぎ手４００は、第１の軸受け部分４２０と、第２の軸受け部分４９０と、仕切り部材４４０と、連結部材４３０とが一体として構成され、この一体部分に対して、軸部分４１０がスライド可能、かつ、回転可能に保持される構造となる。なお、仕切り部材４４０には大気溝部４４６および軸受接続溝４４８が設けてあるため、組付け時に位置決めをする必要はない。いかように組付けても、両軸受け部分４２０，４９０の軸受内部流路４２７同士は、軸受接続溝４４８および軸受接続流路４４９を介して、常に連通することとなる。
【００４４】
高圧継ぎ手４００の軸部分４１０は、それぞれ配管接続用の継ぎ手３５０を介して高圧配管と接続される。配管と接続された高圧継ぎ手４００には、例えば、一の高圧配管から、高圧流体が流入する。具体的には、高圧流体は、第１の軸受け部分４２０に保持された軸部分４１０の軸内部流路４１６に流入し、連通流路４１９を介して第１の空間４２９に到達する。この第１の空間４２９を介して、軸部分４１０から第１の軸受け部分４２０に流体が受け渡される。第１の空間４２９の流体は、第１の軸受け部分４２０の軸受内部流路４２７を経て、仕切り部材４４０の第１の軸受け部分４２０側の軸受接続溝４４８に流れる。この流体は、第１の軸受け部分４２０側の軸受接続溝４４８から、軸受接続流路４４９、第２の軸受け部分４９０側の軸受接続溝４４８へと流れて仕切り部材４４０を通過し、第２の軸受け部分４９０の軸受内部流路４２７に到達する。以下、同様にして、流体は、第２の軸受け部分４９０から軸部分４１０へ受け渡され、他の高圧配管へと流れる。
【００４５】
以上の構成を有する高圧継ぎ手４００では、高圧配管と同軸上の軸部分４１０の軸内部流路４１６とは、同軸上にない軸受内部流路４２７を設け、そこへ流体を流す構造であるため、軸部分４１０および高圧配管には、軸受け部分４２０，４９０から抜ける方向への力が働くことは無い。したがって、高圧回路に使用することができる。また、第１の空間４２９は軸方向に所定の幅を有するため、軸部分４１０が軸方向にスライドしても、常に流路を連結している。したがって、高圧配管の軸方向の変位を軸部分４１０のストローク内で吸収することができる。なお、軸部分４１０のストロークは、軸部分４１０の大径部分４１４が軸受け内部の環状突起部分４２８と当接する位置から、大径部分４１４が仕切り部材４４０と当接する位置までの距離となる。
【００４６】
さらに、Ｏリング等の劣化や破損によってシール機能が低下し、第１の空間４２９や軸受け部分４２０，４９０と仕切り部材４４０との隙間から、軸部分４１０の大径部分４１４の端面側と仕切り部材４４０の端面とで挟まれた空間に、流体が浸入しても、流体は、仕切り部材４４０の開放孔４４５、接続孔４４７を経て、大気溝部４４６へ流れ、連結部材４３０の大気孔４３６から外部へ放出される。したがって、高圧継ぎ手４００の内部に流体の圧力が残留することはない。
【００４７】
こうした高圧継ぎ手４００は、高圧配管との接続を容易なものとすることができる。図５は、第３実施例の高圧継ぎ手４００の組み立て手順の一例の説明図である。図示するように、高圧継ぎ手は、２つの高圧配管の位置を固定したままで、（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に組み立てられる。以下、順に、高圧配管と接続する高圧継ぎ手４００の組み立て過程を説明する。
【００４８】
図５（ａ）に示すように、軸部分４１０を組み込んだ第２の軸受け部分４９０に連結部材４３０を装着したものを、継ぎ手３５０を介して一の高圧配管と接続し、第２の軸受け部分４９０と連結部材４３０とを接続した一の高圧配管方向へスライドさせる。こうして確保した作業空間に、軸部分４１０を組み込んだ第１の軸受け部分４２０を入れ込み、その軸部分４１０を継ぎ手３５０を介して他の高圧配管と接続し、第１の軸受け部分４２０を接続した他の高圧配管方向へスライドさせる。
【００４９】
続いて、図５（ｂ）に示すように、２つの軸受け部分４２０，４９０を、それぞれ高圧配管方向へスライドして形成した空間に、仕切り部材４４０を入れ、仕切り部材４４０の小径円柱部分４４２を第１の軸受け部分４２０の挿通穴部４２６に装着する。次に、仕切り部材４４０の他方の小径円柱部分４４２を第２の軸受け部分４９０の挿通穴部４２６に装着する。この仕切り部材４４０の取付は、第１の軸受け部分４２０および第２の軸受け部分４９０をスライドさせることで行なう。
【００５０】
こうして仮組みした部品を固定するため、図５（ｃ）に示すように、連結部材４３０を第１の軸受け部分４２０方向へスライドさせ、連結部材４３０と第１の軸受け部分４２０とを締結する。ネジを締めると共に、連結部材４３０は、第２の軸受け部分４９０外周上を徐々にスライドし、連結部材４３０の凸部分４３４が第２の軸受け部分４９０の鍔部分４９２に当接する位置までスライドする。連結部材４３０と第１の軸受け部分４２０とのネジの締結により生じる軸力によって、仕切り部材４４０を挟んで第１の軸受け部分４２０と第２の軸受け部分４９０とは、確実に固定されることとなる。
【００５１】
以上のように、高圧継ぎ手は組み立てることで、２つの高圧配管の位置をそのままとした状態で、高圧継ぎ手４００を接続することがでる。本実施例の高圧継ぎ手は、スライド機能を利用して高圧配管との接続を容易にするが、特に第３実施例の高圧継ぎ手４００は、複数部品から構成されているため、配管との接続の自由度を高くすることができる。
【００５２】
本実施例の高圧継ぎ手は、高圧の回路、例えば、天然ガスの流路上、とりわけ、内燃機関に燃料としての天然ガスを供給する流路上，圧縮天然ガスを用いたＣＮＧ車両や、プロパンガスを用いたＬＰＧ車両や、燃料電池システムの水素ガスの流路上，水素ガスを用いた燃料電池車両などに用いることとしても良い。
【００５３】
ここで、本発明の高圧継ぎ手を用いた燃料電池システムについて一例を説明する。図６は、高圧継ぎ手１００を用いた車両の燃料電池システムの概略構成図である。この燃料電池システムは、水素と酸素との電気化学反応により発電するシステムであり、燃料電池による発電した電力を車両の動力源としている。図６に示すように、この燃料電池システムは、主に、燃料電池スタック１０、エアライン２０、燃料ライン３０から構成されている。
【００５４】
燃料電池スタック１０は、水素極（以下、アノードと呼ぶ）と酸素極（以下、カソードと呼ぶ）とを備えた単一セルを複数重ね合わせた積層体として形成されている。この単一セルは、セパレータ、アノード、電解質膜、カソード、セパレータをこの順に重ね合わせた構造であり、セパレータに設けた溝を介して供給される水素ガスおよび空気に含まれる酸素の電気化学反応により発電する。なお、本実施例では、電解質膜に固体高分子膜を用いた固体高分子型燃料電池を使用しているが、例えば、リン酸型、アルカリ型など種々の燃料電池を用いても良い。
【００５５】
この電気化学反応に使用される酸素の流路であるエアライン２０は、フィルタ４０、コンプレッサ５０、加湿器６０等とこうした機器を接続する配管とから構成されている。外部からフィルタ４０を通して取り込まれた空気は、コンプレッサ５０にて圧縮され、加湿器６０により水分を含んだ状態で燃料電池スタック１０のカソードに供給される。燃料電池スタック１０での反応に使用された後の排気は、スタック下流の排気管から外部へ排出される。この排気管路上に設けた調圧バルブ９０は、バルブの絞りを調整することで、バルブ上流側に背圧を立て燃料電池スタック１０に供給する空気の圧力を調整している。エアライン２０上に配置した温度センサ３５はフィルタ４０を通して取り込まれた空気の温度Ｔを、圧力センサ８５は燃料電池スタック１０にかかる圧力Ｐを、それぞれ検出し、その検出値をシステムの運転を制御する制御ユニット（図示せず）に出力する。
【００５６】
他方、燃料である水素ガスの流路である燃料ライン３０は、４本を並列に接続した高圧の水素タンク７０、水素タンク７０から水素ガスを放出するシャットバルブ８０、放出された水素ガスを低圧に減圧する減圧バルブ４５等とこうした機器を接続する配管と、高圧継ぎ手１００から構成されている。高圧の水素タンク７０に貯留された水素ガスは、減圧バルブ４５で低圧に減圧され、燃料電池スタック１０のアノードに供給される。燃料電池スタック１０での反応に使用された後の排気には、反応で消費しなかった水素ガスが含まれる。この水素ガスは、水素循環ポンプ９５により再び燃料ライン３０へ戻される。
【００５７】
こうして供給された水素と酸素とを用いて燃料電池スタック１０から発電した電力は、インバータ６５等に出力され、車両の走行モータ７５の駆動に使用される。また、車両の走行に必要な電力が発電量に対して少ない場合には、余剰分をＤＣ／ＤＣコンバータ５５等を介して蓄電池２５に蓄電し、急加速時など、必要な電力が大きい場合に、その不足分を蓄電池２５から補う。
【００５８】
上記の燃料電池システムの燃料ライン３０、特に、各水素タンク７０から減圧バルブ４５までの回路上には、高圧の水素ガスが流れる。こうした回路上に、高圧継ぎ手１００を配置して配管同士を接続することで、車両の振動、衝撃や、水素ガスの充填・放出に伴う配管路の温度変化や、経年変化など様々な要因により配管が変位しても、高圧継ぎ手１００のスライドスローク分の変位量を吸収することができる。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施し得ることは勿論である。本実施例では、高圧継ぎ手１００の軸部分１１０に、高圧配管との接続用のナット１４０に係合するネジを設けたが、例えば、軸部分１１０との接続相手が雌ネジを有するブロックなどの場合には、軸部分１１０にテーパネジを設けても良い。かかる構造とすることで、軸部分１１０の構造が簡素なものとすることができる。また、本実施例では、高圧継ぎ手１００の環状溝部１１８の両端には同一形状の受圧面を設け、軸方向にかかる力を相殺する構造としたが、積極的に受圧面の形状を変えて、軸受け部分１２０から抜け出ない方向に軸部分１１０が力を受ける構造としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】９０度に交差する２つの高圧配管を接続する高圧継ぎ手の断面模式図である。
【図２】本発明の第２実施例の高圧継ぎ手の断面模式図である。
【図３】ねじれの位置関係にある高圧配管と接続する高圧継ぎ手の模式図およびその断面図である。
【図４】同一直線上に配置された２つの高圧配管を接続する高圧継ぎ手の断面模式図である。
【図５】第３実施例の高圧継ぎ手の組み立て手順の一例の説明図である。
【図６】高圧継ぎ手を用いた車両の燃料電池システムの概略構成図である。
【図７】従来の管体継ぎ手の断面模式図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０...燃料電池スタック
２０...エアライン
２５...蓄電池
３０...燃料ライン
３５...温度センサ
４０...フィルタ
４５...減圧バルブ
５０...コンプレッサ
６０...加湿器
６５...インバータ
７０...水素タンク
７５...走行モータ
８０...シャットバルブ
８５...圧力センサ
９０...調圧バルブ
９５...水素循環ポンプ
１００，２００，３００，４００...高圧継ぎ手
１１０，１１０ａ，１１０ｂ，３１０，４１０...軸部分
１１１...穴部
１１２...円柱軸部分
１１３...止め輪用溝
１１４...接続部分
１１５...六角穴部
１１６，１１６ａ，１１６ｂ，４１６...軸内部流路
１１７...Ｏリング用溝
１１８，１１８ａ，１１８ｂ...環状溝部
１１９，１１９ａ，１１９ｂ，４１９...連通流路
１２０，２２０，３２０，４２０，４９０...軸受け部分
１２２...角柱軸受部分
１２４...軸受接続部分
１２６，２２６...貫通孔
１２８，４２７...軸受内部流路
１３０...止め輪
１４０...ナット
１５０...スリーブ
１７０...リング
２２１...連通路
３２５...環状軸受溝部
３５０...継ぎ手
４１２...円柱外形部分
４１４...大径部分
４２２...雄ネジ部分
４２４...六角部分
４２６...挿通穴部
４２８...環状突起部分
４２９...第１の空間
４３０...連結部材
４３２...穴部
４３３...雌ネジ部分
４３４...凸部分
４３６...大気孔
４４０...仕切り部材
４４２...小径円柱部分
４４３...大径円柱部分
４４５...開放孔
４４６...大気溝部
４４７...接続孔
４４８...軸受接続溝
４４９...軸受接続流路
４９２...鍔部分
【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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