(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付孔を形成する第１内周壁面と前記取付孔に連通する流体タンク室とをもつタンクと、
前記タンクの前記取付孔に嵌合され、前記取付孔の第１内周壁面に対面する第１外周壁面と、前記流体タンク室に開口するように前記第１外周壁面よりも径内側に配置された凹状嵌合部と、前記凹状嵌合部を形成する第２内周壁面とをもつ固定部材と、
前記固定部材の前記凹状嵌合部に挿入され前記凹状嵌合部の前記第２内周壁面に対面する第２外周壁面をもつ流体供給弁と、
前記タンクの第１内周壁面と前記固定部材の前記第１外周壁面との間に設けられ、前記タンクの前記第１内周壁面と前記固定部材の前記第１外周壁面との間をシールするリング状をなすシール材料で形成された第１シール部材と、
前記固定部材の前記第２内周壁面と前記流体供給弁の前記第２外周壁面との間に設けられ、前記固定部材の第２内周壁面と前記流体供給弁の前記第２外周壁面との間をシールし、且つ、前記第１シール部材よりもリング径が小さいリング状をなすシール材料で形成された第２シール部材とを具備しており、
前記凹状嵌合部の最大内径をＤ［ミリメートル］とし、前記凹状嵌合部の中心軸線が延設されている延設方向において、組み付け状態における前記第１シール部材の肉厚の中心と前記第２シール部材の肉厚の中心との距離をＬ１［ミリメートル］とすると、Ｌ１は２．５・Ｄ以内に設定され、且つ、前記流体供給弁の前記第２外周壁面の直径よりも短く設定されている流体供給弁組付装置。
【請求項２】
請求項１において、前記延設方向において、前記第２シール部材は前記第１シール部材よりも前記流体タンク室から遠ざかる方向に配置されている流体供給弁組付装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記延設方向において、前記第１シール部材および前記第２シール部材は一部乃至全部重複するように配置されている流体供給弁組付装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちの一項において、
前記固定部材の前記凹状嵌合部には、雌ねじ部と該雌ねじ部よりも前記延設方向において奥方に形成される前記第２内周壁面とが形成され、
前記凹状嵌合部に挿入される前記流体供給弁の凸状挿入部には、前記雌ねじ部に螺合される雄ねじ部と該雄ねじ部よりも前記延設方向において奥方に形成される前記第２外周壁面とが形成され、
前記延設方向と軸直角方向である直径方向において、前記凹状嵌合部の前記第２内周壁面と前記凸状挿入部の前記第２外周壁面との間に形成される隙間α１は、前記直径方向において、前記凹状嵌合部の前記雌ねじ部と前記凸状挿入部の前記雄ねじ部との間に形成される隙間α２よりも、小さく設定されている流体供給弁組付装置。
【請求項５】
請求項４において、前記隙間α１と前記隙間α２とは、前記雄ねじ部の中心軸線と前記第２外周壁面の中心軸線との前記直径方向における芯ずれをβとすると、下記の（１）式を満足する範囲に設定されている流体供給弁組付装置。
０．５・α１＋０．５・α２＞β…（１）
【請求項６】
請求項１〜５のうちの一項において、前記タンクの前記流体タンク室は水素を貯蔵する室である流体供給弁組付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体を加圧状態で貯蔵する流体タンク室をもつタンクに流体供給弁を固定状態に組み付けた流体供給弁組付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１には、タンク室をもつタンクに流体供給弁を固定状態に組み付けた流体供給弁組付装置が開示されている。図８はこの流体供給弁組付装置を模式的に示す。図８に示すように、この流体供給弁組付装置は、タンク室３０をもつタンク３と、タンク３に固定された固定部材１と、固定部材１に挿入された流体供給弁４とをもつ。タンク３は、取付孔３２と、取付孔３２を形成する第１内周壁面３３と、取付孔３２に連通するタンク室３０とをもつ。固定部材１は、タンク３の取付孔３２に嵌合状態に固定されており、取付孔３２の第１内周壁面３３に対面する第１外周壁面１０５と、タンク室３０に開口するように第１外周壁面１０５よりも径内側に配置された凹状嵌合部１７と、凹状嵌合部１７を形成する第２内周壁面１９とをもつ。流体供給弁４は、固定部材１の凹状嵌合部１７に挿入されて取り付けられており、凹状嵌合部１７の第２内周壁面１９に対面する第２外周壁面４０３をもつ。ここで、タンク３の第１内周壁面３３と固定部材１の第１外周壁面１０５との間には、リング状をなす第１シール部材１４が設けられている。第１シール部材１４は、タンク３の第１内周壁面３３と固定部材１の第１外周壁面１０５との間をシールする。更に図８に示すように、固定部材１の第２内周壁面１９と流体供給弁４の第２外周壁面４０３との間には、リング状をなす第２シール部材６５が設けられている。第２シール部材６５は、固定部材１の第２内周壁面１９と流体供給弁４の第２外周壁面４０３との間をシールし、且つ、第１シール部材１４よりもリング径が小さいリング状をなす。第１シール部材１４および第２シール部材６５によりタンク３のタンク室３０に貯蔵されている水素が洩れることが抑制されている。
【特許文献１】特開２００５−１４０１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した装置によれば、図８に示すように、第１シール部材１４の肉厚の中心および第２シール部材６５の肉厚の中心との距離はＬ２として示される。ここで、流体供給弁４が閉弁しているときであっても、タンク３のタンク室３０のガスは高圧であるため、タンク３の取付穴３２の第１内周壁面３３と固定部材１の第１外周壁面１０５との間の隙間２０１に不可避的に進入する。すなわち、高圧のガスは、隙間２０１において、第１シール部材１４よりもタンク室３０側の領域ＷＡ（隙間２０１において△で示す領域）に進入すると考えられる。従って、領域ＷＡにおいては、高圧のガスに基づく圧力Ｆｉ（図８参照）が固定部材１にこれの縮径方向に作用する。
【０００４】
但し、ガスといえども、第１シール部材１４を矢印Ｐ４方向に超えることは容易ではないと考えられる。従って、隙間２０１において、第１シール部材１４よりもタンク室３０から矢印Ｐ４方向に遠ざかる領域ＶＡ（隙間２０１において○で示す領域）は、実質的に大気圧と考えられる。
【０００５】
また、タンク３のタンク室３０の高圧のガス（水素ガス）は、第２内周壁面１９と第２外周壁面４０３との間の隙間２０４にも不可避的に進入する。このとき高圧のガスは、隙間２０４において、第２シール部材６５よりもタンク室３０側の領域ＷＢ（隙間２０４において×で示す領域）に進入すると考えられる。従って、領域ＷＢにおいては、高圧のガスに基づく圧力Ｆｐ（図８参照）が固定部材１にこれの拡径方向に作用する。
【０００６】
但し、ガスといえども、第２シール部材６５を矢印Ｐ４方向に超えることは容易ではないと考えられる。従って、隙間２０４において、第２シール部材６５よりもタンク室３０から矢印Ｐ４方向に遠ざかる領域ＶＢ（隙間２０４において●で示す領域）は、大気圧に近いと考えられる。ここで、圧力Ｆｐおよび圧力Ｆｉは向きが互いに反対方向であるため、相対方向に作用する。
【０００７】
しかしながら図８から理解できるように、延設方向Ｐ５において第１シール部材１４と第２シール部材６５とが離間して距離Ｌ２とされていると、固定部材１の第１部分１１に対して矢印Ｆｐ方向（拡径方向）の力のみが作用する領域が増加する。すなわち、距離Ｌ２においは、拡径方向に向かう矢印Ｆｐ方向の力のみが作用する。このため、固定部材１の第１部分１１を拡径方向に変形させる無用な負荷が増加する。この場合、タンク室３０のガスの圧力は、前述したように高圧であるため、上記した負荷は大きなものとなる。この場合、固定部材１の第１部分１１を拡径方向に変形させたり、変形に起因して疲労させたりするおそれがある。更に、固定部材１の第１部分１１を拡径方向に変形させると、第１シール部材１４に予想外の負荷を与えることにもなりかねない。殊に、水素脆化を抑えるため、固定部材１がアルミニウム合金やステンレス鋼等といった比較的軟らかい金属で形成されている場合には、上記した負荷による影響は大きくなる。
【０００８】
本発明は上記した実情に鑑みなされたものであり、タンクのタンク室に貯蔵されている流体が高圧であっても、固定部材および第１シール部材の変形または疲労を抑制でき、固定部材および第１シール部材の長寿命化に貢献できる流体供給弁組付装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は流体供給弁組付装置について鋭意開発を進めている。そして、組み付け状態における第１シール部材の肉厚の中心と第２シール部材の肉厚の中心との距離をＬ２（図８参照）をできるだけ小さくさせれば、前記した拡径方向に向かう圧力Ｆｐと、縮径方向に向かう圧力Ｆｉとを互いに相殺させ得る割合が高くなることを知見した。本発明はかかる知見に基づいて開発されたものである。
【００１０】
本発明に係る流体供給弁組付装置は、（ｉ）取付孔を形成する第１内周壁面と取付孔に連通する流体タンク室とをもつタンクと、（ｉｉ）タンクの取付孔に嵌合され、取付孔の第１内周壁面に対面する第１外周壁面と、流体タンク室に開口するように第１外周壁面よりも径内側に配置された凹状嵌合部と、凹状嵌合部を形成する第２内周壁面とをもつ固定部材と、（ｉｉｉ）固定部材の凹状嵌合部に挿入され凹状嵌合部の第２内周壁面に対面する第２外周壁面をもつ流体供給弁と、（ｉｖ）タンクの第１内周壁面と固定部材の第１外周壁面との間に設けられ、タンクの第１内周壁面と固定部材の第１外周壁面との間をシールするリング状をなすシール材料で形成された第１シール部材と、（ｖ）固定部材の第２内周壁面と流体供給弁の第２外周壁面との間に設けられ、固定部材の第２内周壁面と流体供給弁の第２外周壁面との間をシールし、且つ、第１シール部材よりもリング径が小さいリング状をなすシール材料で形成された第２シール部材とを具備しており、（ｖｉ）凹状嵌合部の最大内径をＤ［ミリメートル］とし、凹状嵌合部の中央軸線が延設されている延設方向において、組み付け状態における第１シール部材の肉厚の中心と第２シール部材の肉厚の中心との距離をＬ１［ミリメートル］とすると、Ｌ１は２．５・Ｄ以内に設定され、且つ、前記流体供給弁の前記第２外周壁面の直径よりも短く設定されている。
【００１１】
流体供給弁は流路を開閉可能な弁体をもつものであれば何でも良く、オンオフ弁でも、流量調整弁でも、圧力調整弁でも、電磁弁でも、手動操作弁でも良い。延設方向において、第１シール部材の中心と第２シール部材の中心との距離をＬ１［ミリメートル］とすると、Ｌ１は２．５・Ｄ以内に設定され、且つ、流体供給弁の第２外周壁面の直径よりも短く設定されている。従って、延設方向において、第１シール部材の肉厚の中心と第２シール部材の肉厚の中心とは接近している。このため固定部材を拡径方向に変形させる無用な変形、負荷が低減される。更に変形に起因する疲労も低減される。
【００１２】
この場合、タンク室の流体の圧力が高圧であったとしても、上記した負荷は低減される。このように固定部材の変形または疲労を抑制させるのに有利となる。殊に、固定部材がアルミニウム合金やステンレス鋼等の比較的軟らかい金属で形成されている場合において、有利となる。更に、固定部材の拡径側への変形が抑制されるため、第１シール部材に予想外の負荷を与えることを抑えるのにも有利となる。シール部の中心は、複数個のシール部が同じシール溝に並設されているときには、シール性が最も高いシール部の肉厚の中心とすることができる。
【００１３】
本発明によれば、好ましくは、次の態様が採用される。
【００１４】
好ましくはＬ１［ミリメートル］は２．０・Ｄ以内、１．８・Ｄ以内、更には、１．５・Ｄ以内、１．０・Ｄ以内、０．８・Ｄ以内、０．５・Ｄ以内に設定することができる。これにより延設方向において第１シール部材および第２シール部材を一層接近させることができる。
また、タンクの取付穴の内径をＤｅ［ミリメートル］とすると、Ｌ１［ミリメートル］は０．８・Ｄｅ以内、０．５・Ｄｅ以内、更には０．３・Ｄｅ以内に設定することができる。更には０．２・Ｄｅ以内、０．１・Ｄｅ以内に設定することができる。これにより延設方向において第１シール部材および第２シール部材を一層接近させることができる。
【００１５】
延設方向において、第２シール部材は第１シール部材よりも流体タンク室から遠ざかる方向に配置されていることが好ましい。また、延設方向において、第１シール部材は第２シール部材よりも流体タンク室から遠ざかる方向に配置されていることが好ましい。延設方向において、第１シール部材および第２シール部材は一部重複するように配置されていることが好ましい。延設方向において、第１シール部材および第２シール部材は全部重複するように配置されていることがより好ましい。
【００１６】
固定部材の凹状嵌合部には、雌ねじ部と該雌ねじ部よりも前記延設方向において奥方に形成される第２内周壁面とが形成され、凹状嵌合部に挿入される流体供給弁の凸状挿入部には、雌ねじ部に螺合される雄ねじ部と該雄ねじ部よりも延設方向において奥方に形成される第２外周壁面とが形成され、延設方向と軸直角方向である直径方向において、凹状嵌合部の第２内周壁面と凸状挿入部の第２外周壁面との間に形成される隙間α１は、直径方向において、凹状嵌合部の雌ねじ部と凸状挿入部の雄ねじ部との間に形成される隙間α２よりも、小さく設定されているのが好ましい。
上述の効果に加えてさらに、凸状挿入部の第２外周壁面と凹状嵌合部の第２内周壁面とにおける『かじり』が効果的に抑制される。
また、隙間α１と隙間α２とは、雄ねじ部の中心軸線と第２外周壁面の中心軸線との直径方向における芯ずれをβとすると、下記の（１）式を満足する範囲に設定されているのがより好ましい。
０．５・α１＋０．５・α２＞β…（１）
さらに、『かじり』が効果的に抑制される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、タンクのタンク室に貯蔵されている流体が高圧であっても、固定部材および第１シール部材の長寿命化に貢献できる流体供給弁組付装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施形態１）
本発明の実施形態１を図１〜図６を参照して説明する。本実施形態は車両用、電気機器用、電子機器用、定置用等の燃料電池システムに適用している。図１および図２に示すように、流体供給弁組付装置は、固定部材１と、固定部材１に着脱可能に取り付けられる流体供給弁４とを有する。図１に示すように、固定部材１は、気体（水素ガス等のアノードガス）を高圧状態で貯蔵するタンク３のタンク室３０（流体タンク室）を形成する内壁面３１ｃを有するタンク壁３１の取付穴３２に取り付けられる。タンク室３０には高圧の気体（水素ガス）が貯蔵されている。タンク室３０の圧力は大気圧よりも高圧であり、一般的には１０〜２５０ＭＰａの範囲内、２０〜１５０ＭＰａの範囲内、４０〜１００ＭＰａの範囲内にできる。但しこれらに限定されるものではない。
【００１９】
固定部材１は流体供給弁４をタンク３に固定するためのものであり、タンク壁３１の取付穴３２に取り付けられた軸状をなす第１部分１１と、タンク３外方の大気圧雰囲気Ｗに対面するように第１部分１１に連設されたフランジ状の第２部分１２とを有する。第２部分１２は、流体供給弁４に通電する電気配線を保持するコネクタ部２４（ハーメチックコネクタ部）を有する。
【００２０】
図１に示すように、固定部材１の第１部分１１の第１外周壁面１０５とタンク壁３１の取付穴３２の第１内周壁面３３との間には、シール材料で形成されたリング形状をなす第１シール部材１４が配置されている。第１シール部材１４は、固定部材１の第１部分１１の外周部に同軸状に形成されたリング形状をなす第１シール溝１５に配置されており、固定部材１の第１外周壁面１０５とタンク３の取付穴３２の第１内周壁面３３との間を気密的にシールする。
【００２１】
図１に示すように、固定部材１の第１部分１１の中央には、第１流路１６が軸長方向に沿って形成されている。第１流路１６は、流体としてのガス（水素ガス）が通過するものであり、ガス（水素ガス）を燃料電池のスタック側に供給する。なお、固定部材１の第１流路１６の出口側と燃料電池のスタックのアノード（燃料極）との間には、減圧弁（図示せず）が設けられている。
【００２２】
図２に示すように、固定部材１は、凹状の円筒形状をなす凹状嵌合部１７を有する。凹状嵌合部１７は固定部材１の第１部分１１に同軸的に形成されており、タンク室３０に向けて開口する。凹状嵌合部１７の内周部は、雌ねじ部１８と、軸長方向において雌ねじ部１８よりも奥方（タンク３のタンク室３０から遠ざかる方向）に形成された軸長方向に沿ってつまり中心軸線Ｐ１に沿って延設された円筒形状をなす第２内周壁面１９とを有する。凹状嵌合部１７において、第２内周壁面１９および雌ねじ部１８は、固定部材１の中心軸線Ｐ１に対して同軸的に配置されている。
【００２３】
固定部材１には、これの軸直角方向（直径方向，矢印Ｒ方向）に沿って延設されたリング状をなすストッパ面２０が形成されている。ストッパ面２０はタンク室３０に対向する側に位置している。更に固定部材１には、電気配線２１ａが通過する配線孔２１が形成されている。
【００２４】
図２に示すように、流体供給弁４は電磁弁で形成されており、固定部材１の凹状嵌合部１７に挿入されて着脱可能に取り付けられる円筒形状をなす凸状挿入部４０と、凸状挿入部４０に部分的に嵌合する筒形状のプラグ４１と、プラグ４１に部分的に嵌合すると共にパイロット流路４２ａを有する筒形状の弁体として機能するメインポペット４２と、メインポペット４２の先端部が着座可能でありメイン口４５ａを有するメインシート４５と、筒形状のパイロットポペット４６と、パイロットポペット４６の先端部が着座可能でありパイロット口４８ａを有するパイロットシート４８と、直径方向に貫通する貫通孔４９ａを有する副プラグ４９と、筒形状のプランジャ５０と、プランジャ５０とパイロットポペット４６と副プラグ４９とを連結させるピン５２と、プランジャ５０を閉弁方向（矢印Ｐ４方向）に付勢するコイル状をなすスプリング５３と、筒形状のストッパ５４と、ストッパ５４およびプランジャ５０の外周側に配置された筒形状をなす励磁コイル５５と、励磁コイル５５が励磁されるとき磁路を形成するためのヨーク５６と、タンク室３０に対面する塵埃除去用のフィルタ５７とを有する。
【００２５】
流体供給弁４の凸状挿入部４０は、固定部材１の中心軸線Ｐ１と同軸的となる中心軸線Ｐ２をもつ。ここで、励磁コイル５５に通電されていないとき、スプリング５３の付勢力により、プランジャ５０は閉弁方向（矢印Ｐ４方向）に付勢され、ピン５２を介してパイロットポペット４６は閉弁方向（矢印Ｐ４方向）に付勢されてパイロットシート４８のパイロット口４８ａを閉弁している。更に、メインポペット４２は閉弁方向（矢印Ｐ４方向）に付勢されてメインシート４５のメイン口４５ａを閉弁している。
【００２６】
図２に示すように、流体供給弁４の内部には、タンク３のタンク室３０のガスを第１流路１６に向けて流すための第２流路６が形成されている。第２流路６の一端である出口６ｐは凸状挿入部４０に同軸的に形成されており、固定部材１の第１流路１６に連通可能である。第２流路６の他端である入口６ｉは、流体供給源としてのタンク３のタンク室３０に対面している。具体的には、第２流路６は、タンク３のタンク室３０に入口６ｉを介して連通する流路６ａと、ヨーク５６の外周側に設けられた流路６ｂと、プラグ４２にこれの直径方向に貫通する流路６ｃと、メインポペット４２の外周部に形成された流路６ｅと、メインシート４５に形成されたメイン口４５ａと、凸状挿入部４０の中央に形成された流路６ｆとを備えている。
【００２７】
本実施形態においては、流体供給弁４を開弁させるにあたっては、励磁コイル５５に通電してこれを励磁すると、ヨーク５６を通る磁路が形成される。すると、スプリング５３の付勢力に抗しつつ、プランジャ５０が開弁方向（矢印Ｐ３方向）に移動する。するとピン５２を介してパイロットポペット４６が開弁方向（矢印Ｐ３方向）に移動し、パイロットシート４８のパイロット口４８ａが閉鎖状態から開放される。すると、タンク室３０の高圧のガスが入口６ｉ、流路６ｂ、副プラグ４９の流路４９ａ、パイロット口４８ａ、メインポペット４２のパイロット流路４２ａ、メインシート４５のメイン口４５ａを流れ、固定部材１の第１流路１６側に流れる。すると、メインポペット４２を閉弁方向（矢印Ｐ４方向）に作用させる圧力とメインポペット４２を開弁方向（矢印Ｐ３方向）に作用させる圧力との差圧が減少する。これによりメインポペット４２が開弁方向（矢印Ｐ３方向）に移動し、メインシート４５のメイン口４５ａが閉鎖状態から開放される。これによりタンク室３０の高圧のガスは、流路６ｂ，６ｃ，６ｅ、メインシート４５のメイン口４５ａを介して凸状挿入部４０の流路６ｆに流れ、更には固定部材１の第２流路１６に流れ、ひいては図略の減圧弁を介して燃料電池のスタックのアノード（燃料極）側に流れる。なお、流体供給弁４を閉弁させるにあたっては、励磁コイル５５に断電すれば良い。
【００２８】
図２，図３に示すように、流体供給弁４の凸状挿入部４０は、凹状嵌合部１７の雌ねじ部１８に螺合される雄ねじ部６２を外周部に有する円筒形状をなす軸状部４００と、軸状部４００のうちタンク室３０側の一端部に連設され軸直角方向に沿って延設されリング状をなす当接面４０１をもつフランジ部４０２と、軸状部４００のうちタンク室３０から遠ざかる側の先端部に形成された面取部４５０とを同軸的に有する。
【００２９】
図２および図３に示すように、軸状部４００は、雌ねじ部１８と螺合する雄ねじ部６２と、軸長方向において雄ねじ部６２よりも奥方つまりタンク室３０から遠ざかる側に形成された円筒形状をなす第２外周壁面４０３とを同軸的にもつ。第２外周壁面４０３は円筒形状をなしており、延設方向Ｐ５において面取部４５０と雄ねじ部６２との間に形成されている。
【００３０】
ここで、雄ねじ部６２と雌ねじ部１８とが螺合されると、凸状挿入部４０はタンク室３０から遠ざかる方向（矢印Ｐ４方向）に移動する。この結果、凸状挿入部４０のフランジ部４０２の当接面４０１は、固定部材１のストッパ面２０に当接する。このため凸状挿入部４０は延設方向Ｐ５において位置決めされる。
【００３１】
ここで、流体供給弁４の凸状挿入部４０の雄ねじ部６２（メートルねじ）の呼び径は１４ミリメートルとされている。雄ねじ部６２の外径（雄ねじ部６２の山の頂に接する仮想的な円筒の直径）は１４ミリメートルであり、ピッチは１ミリメートルとされている。流体供給弁４の凸状挿入部４０の雄ねじ部６２の谷の径（雄ねじ部６２の谷底に接する仮想的な円筒の直径）は１２．９１７ミリメートルであり、有効径は１３．３５ミリメートルである。有効径は、雌ねじ部１８の溝幅と雄ねじ部６２のねじ山の幅が等しくなるような仮想的な円筒の直径を意味する。但し、呼び径、ピッチおよび有効径等は上記した値に限定されるものではなく、必要に応じて変更できるものである。なおピッチは０．３〜１０ミリメートルの範囲内で設定できる。
【００３２】
本実施形態によれば、凹状嵌合部１７の雌ねじ部１８と凸状挿入部４０の雄ねじ部６２との間に形成される隙間α２は、ＪＩＳ規格において許容隙間幅のうちの最大値または最大値付近であるように設定されている。具体的には、凹状嵌合部１７の雌ねじ部１８と凸状挿入部４０の雄ねじ部６２との隙間α２（図４参照）は、６０マイクロメートル以上に設定されている。殊に、９０マイクロメートル以、１００マイクロメートル以上に設定されていることが好ましい。なお、凹状嵌合部１７の雌ねじ部１８と凸状挿入部４０の雄ねじ部６２との隙間α２の上限値としては、４００マイクロメートル、５００マイクロメートルとすることができる。なお、従来技術によれば、雌ねじ部１８と雄ねじ部６２との隙間α２は、２６マイクロメートル程度とされている。上記したように本実施形態によれば、雌ねじ部１８と雄ねじ部６２との螺合は、緩めに設定されている。
【００３３】
図５は面取部４５０付近を示す。図５に示すように、面取部４５０は、中心軸線Ｐ２の回りを１周する面取外周面４５１をもつ。面取外周面４５１は、軸状部４００のうちタンク室３０から遠ざかる先端部の先端面４００ｅに向かうにつれて、外径が次第に小さくなるほぼ円錐面状をなす。
【００３４】
次に、タンク３に取り付けられている固定部材１に流体供給弁４を取り付ける場合について説明を加える。この場合には、中心軸線Ｐ１，Ｐ２がほぼ同軸となるように、流体供給弁４をタンク室３０側に配置した状態で、固定部材１の凹状嵌合部１７に流体供給弁４の凸状挿入部４０を対面させる。この状態で、固定部材１の凹状嵌合部１７に対して、流体供給弁４を凸状挿入部４０と共に中心軸線Ｐ１回りで相対回転させる。これにより固定部材１の凹状嵌合部１７の雌ねじ部１８に流体供給弁４の凸状挿入部４０の雄ねじ部６２を螺合させる。凸状挿入部４０のフランジ部４０２の当接面４０１が固定部材１のストッパ面２０に当たると、延設方向Ｐ５における流体供給弁４の凸状挿入部４０の位置決めが完了する。このとき、図２，図３に示すように、凸状挿入部４０の先端面４００ｅと凹状嵌合部１７の底面１７との間には、隙間４００ｋが形成されている。この場合、当接面４０１とストッパ面２０とによるストッパ機能が良好に得られる。
【００３５】
上記したように固定部材１の凹状嵌合部１７に流体供給弁４の凸状挿入部４０を着脱可能に嵌合させて取り付ける。このように取り付けるにあたり（図４参照）、面取部４５０の面取外周面４５１が直径方向（矢印Ｒ方向）におけるガイド機能を果たす。そして、凸状挿入部４０のうちガイドされた軸状部４００の第２外周壁面４０３が凹状嵌合部１７の第２内周壁面１９に当接または接近する。これにより直径方向（矢印Ｒ方向，軸直角方向）における流体供給弁４の凸状挿入部４０の位置を拘束することになる（第１拘束状態）。
【００３６】
また、凹状嵌合部１７の雌ねじ部１８と凸状挿入部４０の雄ねじ部６２とが螺合すると、直径方向（矢印Ｒ方向，軸直角方向）において凸状挿入部４０の位置を拘束することになる（第２拘束状態）。
【００３７】
仮に、第１拘束状態による拘束よりも第２拘束状態による拘束が優先されると、凹状嵌合部１７の雌ねじ部１８と凸状挿入部４０の雄ねじ部６２とが螺合するものの、凸状挿入部４０の軸状部４００の第２外周壁面４０３が凹状嵌合部１７の第２内周壁面１９に無理やり当接することにより、第２外周壁面４０３および第２内周壁面１９において、『かじり』が発生するおそれがある。殊に、凹状嵌合部１７および凸状挿入部４０は、これらの水素脆性を抑制するため、アルミニウム合金やステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６）等の金属（耐水素脆性金属）で形成されており、軟らかめであるため、上記した『かじり』が発生するおそれがある。
【００３８】
この点について本実施形態によれば、前述したように第１拘束状態を第２拘束状態よりも優先させることにしている。このため、凹状嵌合部１７の雌ねじ部１８と凸状挿入部４０の雄ねじ部６２との直径方向の隙間α２（図４参照，半径方向の隙間は０．５・α２）は９０マイクロメートル以上、１００マイクロメートル以上と大きめに設定されている。この結果、隙間α２は、凹状嵌合部１７の雌ねじ部１８と凸状挿入部４０の雄ねじ部６２との許容最大のねじ隙間、あるいは、それに近い値に設定されている。なお、直径方向において第２内周壁面１９と第２外周壁面４０３との間に形成される隙間α１は、隙間α２よりも小さく設定されている。
【００３９】
この結果、第２拘束状態は優先されておらず、第１拘束状態は第２拘束状態よりも優先されている。すなわち、凸状挿入部４０の軸状部４００の第２外周壁面４０３が凹状嵌合部１７の第２内周壁面１９に当接することにより、直径方向（矢印Ｒ方向，軸直角方向）において凸状挿入部４０の位置を優先的に拘束する。このため、従来技術とは異なり、軸状部４００の第２外周壁面４０３と凹状嵌合部１７の第２内周壁面１９とにおける『かじり』が効果的に抑制される。ひいては『かじりによる固着』が効果的に抑制される。殊に、軸状部４００および凹状嵌合部１７がアルミニウム合金やステンレス鋼等の比較的軟らかい金属で形成されている場合であっても、『かじり』ひいては『かじりによる固着』が効果的に抑制される。
【００４０】
本実施形態によれば、図４において、直径方向において第２内周壁面１９と第２外周壁面４０３との間に形成される隙間をα１（半径方向では０．５×α１）とし、直径方向において雌ねじ部１８と雄ねじ部６２との間に形成される隙間をα２（半径方向では０．５×α２）とし、雄ねじ部６２の中心軸線と第２外周壁面４０３の中心軸線との直径方向における芯ずれをβとするとき、下記の（１）式〜（３）式を満足するように設定されている。
【００４１】
ここで、凹状嵌合部１７に流体供給弁４の凸状挿入部４０が嵌合するとき、図４において、第２内周壁面１９と第２外周壁面４０３との間に形成される直径方向の両側の合計隙間はα１となり、直径方向の片側の隙間は０．５・α１となり、雌ねじ部１８と雄ねじ部６２との間に形成される直径方向の両側の合計隙間はα２となり、直径方向の片側の隙間は０．５・α２となる。
【００４２】
凹状嵌合部１７に流体供給弁４の凸状挿入部４０が良好に嵌合するためには、凹状嵌合部１７の中心軸線Ｐ１に対して流体供給弁４の凸状挿入部４０の中心軸線Ｐ２が傾斜しつつ嵌合することを考慮すると、（１）式の関係が満足されることが好ましい。これを展開すると、（２）式および（３）式となる。
０．５・α１＋０．５・α２＞β…（１）
α２＞（２β−α１）…（２）
α２＞｛（２β−α１）×Ｎ｝…（３）
ここでＮは１．００以上の任意値であり、Ｎ＝１．００〜３．００の範囲内、１．００〜１．５０の範囲内、または、１．００〜１．２０の範囲内が例示される。Ｎが大きいと、雌ねじ部１８と雄ねじ部６２との間に形成される隙間α２が大きくなり、雌ねじ部１８と雄ねじ部６２との螺合拘束が緩くなり、直径方向の拘束力を低下させる。よって、第１拘束状態による拘束は、第２拘束状態による拘束よりも優先される。
【００４３】
隙間α１は、第２シール部材６５のシール性に影響を与えるため、小さくすることが好ましい。従って本実施形態によれば、雄ねじ部６２の呼び径が１４ミリメートルのとき、隙間α１＝１０４〜３０４マイクロメートルに設定されている。但しこれに限定されるものではない。（３）式を考慮すると、α１が小さく設定されると、α２は大きく設定されることになる。
【００４４】
次に、円錐面状をなす面取部４５０に基づくガイド機能について、図５，図６を参照して説明を加える。図５，図６は、凸状挿入部４０の中心軸線Ｐ２に沿った断面を示す。面取部４５０に基づく直径方向におけるガイド機能を高めるためには、面取部４５０の面取外周面４５１において最大径と最小径との差が大きい方が好ましい。そこで本実施形態によれば、図５，図６に示すように、凸状挿入部４０の中心軸線Ｐ２と平行な方向に沿った仮想線Ｅ１と面取部４５０の面取外周面４５１との間の角度を面取角ηとするとき、面取角ηは４０°以上に設定されており、具体的には４５°〜７０°の範囲内、殊に５５°〜７０°の範囲内と大きく設定されている。この結果、面取部４５０の面取外周面４５１において最大径と最小径との差の寸法を大きくできる。故に、面取部４５０の面取外周面４５１におけるガイド幅Ｇ１を増加でき、直径方向（矢印Ｒ方向）における面取部４５０のガイド機能を高めることができる。従って、雄ねじ部６２と雌ねじ部１８との螺合も良好に行い得る。なお従来技術によれば、面取角ηはせいぜい３０°程度であった。
【００４５】
また、凸状挿入部４０を凹状嵌合部１７に挿入させるにあたり、凸状挿入部４０および凹状嵌合部１７における機械的な損傷等を抑制させるためには、直径方向（矢印Ｒ方向）において、凸状挿入部４０の第２外周壁面４０３を凹状嵌合部１７の第２内周壁面１９に緩やかに接触させることが好ましい。そこで本実施形態によれば、図５，図６に示すように、面取部４５０のうち外径が最も大きくなる部位は、曲率半径ｒ１を有する凸円弧のアール状をなすアール面４５１ｒとされている。この結果、流体供給弁４の凸状挿入部４０を固定部材１の凹状嵌合部１７の奥方に相対的に進入させるとき、直径方向（矢印Ｒ方向）における当接に基づく衝撃をできるだけ低減させることができる。すなわち、凸状挿入部４０の第２外周壁面４０３を凹状嵌合部１７の第２内周壁面１９に緩やかに当接させ、直径方向に拘束させるのに有利となる。ひいては、上記した隙間α１を小さくして第２シール部材６５のシール性を確保しつつ、第２外周壁面４０３および第２内周壁面１９における機械的な損傷等を抑制させるのに有利となる。
【００４６】
なお本実施形態によれば、面取部４５０が第２内周壁面１９により拘束される拘束開始の時点では、雌ねじ部１８と雄ねじ部６２との螺合は開始されていない。面取部４５０続いて第２外周壁面４０３が直径方向おいて第２内周壁面１９によりある程度拘束された後に、雌ねじ部１８と雄ねじ部６２との螺合が開始される。
【００４７】
上記したように本実施形態によれば、前述したように、固定部材１の凹状嵌合部１７の雌ねじ部１８に流体供給弁４の凸状挿入部４０の雄ねじ部６２を螺合させることにより、固定部材１の凹状嵌合部１７に流体供給弁４の凸状挿入部４０を取り付ける。この場合、本実施形態によれば、流体供給弁４の凸状挿入部４０の位置をこれの直径方向（矢印Ｒ方向，軸直角方向）に拘束させるにあたり、前述したように、第１拘束状態を第２拘束状態よりも優先させる。ここで、第１拘束状態の基準は、第２外周壁面４０３の外径、第２内周壁面１９の内径である。ここで、第２外周壁面４０３にはリング状の第２シール溝４０６が同軸的に形成されている。シール材料で形成されたリング状の第２シール部材６５が第２シール溝４０６に配置されている。第２シール部材６５がシールしている状態では、第２シール部材６５は弾性変形してシール性を高めている。このように本実施形態によれば、凸状挿入部４０のうち第１拘束状態の基準となり『かじり』が抑制される第２外周壁面４０３において、第２シール部材６５が設けられている。このため直径方向（矢印Ｒ方向）における第２シール部材６５を均一に弾性変形させるのに有利となる。ひいては第２シール部材６５の弾性変形の偏りを抑制させるのに有利となる。故に、第２シール部材６５によるシール性を効果的に高め得る利点が得られる。
【００４８】
図８は、本実施形態と類似した構造を表す従来例を示す。図８を用いて更に説明を加える。本実施形態と共通する部位には共通の符号を付する。図８において、仮に、中心軸線Ｐ２が延設されている延設方向Ｐ５において、仮に、フランジ部４０２の当接面４０１から面取部４５０の先端面４００ｅまでの距離Ｐ８を増大させる構造が採用されている場合には、流体供給弁４の取付時において、凸状挿入部４０の中心軸線Ｐ２が固定部材１の中心軸線Ｐ１に対して微小量傾斜したとしても、直径方向（矢印Ｒ方向，軸直角方向）において凸状挿入部４０の先端面４００ｅのずれ量が増加する。この場合、流体供給弁４の取付精度を向上させるためには、好ましくない。そこで本実施形態によれば、フランジ部４０２の当接面４０１から面取部４５０の先端面４００ｗまでの距離Ｐ８をできるだけ短縮させる短縮構造が採用されている。
【００４９】
すなわち、図１に示すように、前述したように、固定部材１の第１外周壁面１０５とタンク３の取付穴３２の第１内周壁面３３との間には、第１シール部材１４が配置されている。凸状挿入部４０の中心軸線Ｐ２が延設される延設方向Ｐ５において、第１シール部材１４はタンク３外方の大気圧雰囲気Ｗよりもタンク室３０側に接近されている。更に、図２，図３に示すように、延設方向Ｐ５において第１シール部材１４の位置に第２シール部材６５の位置が接近している。ここで、第１シール部材１４の肉厚の中心および第２シール部材６５の肉厚の中心との距離は、Ｌ１（図２，図３参照）として示される。Ｌ１は、凹状嵌合部１７の最大内径Ｄよりも小さく設定されている。このため本実施形態によれば、延設方向Ｐ５においてフランジ部４０２の当接面４０１から面取部４５０の先端面４００ｅまでの距離を、できるだけ短縮させることができる。これにより流体供給弁４の取付精度を向上させるのに有利となる。
【００５０】
本実施形態によれば、図２および図３に示すように、延設方向Ｐ５において第１シール部材１４と第２シール部材６５とが接近している。ここで、第１シール部材１４の肉厚の中心と第２シール部材６５の肉厚の中心との距離は、Ｌ１（図２参照，Ｌ１＜Ｌ２）として示される。具体的には、Ｌ１は、凹状嵌合部１７の最大内径をＤ［ミリメートル］とし、凹状嵌合部１７の中心軸線Ｐ１が延設されている延設方向Ｐ５において、Ｌ１［ミリメートル］は２．５・Ｄ以内に設定されている。具体的に１．０・Ｄ以内、０．５・Ｄ以内に設定されている。なお、凹状嵌合部１７の最大内径Ｄは、雌ねじ部１８の最大内径とする。
【００５１】
またＬ１は第２外周壁面４０３の直径ひいては半径よりも短い。このため本実施形態によれば、図８に示す従来例とは異なり、矢印Ｆｉ方向の力と矢印Ｆｐ方向の力とが相殺される割合が向上する。従って、固定部材１の第１部分１１を拡径方向に変形させることが抑制される。ひいては変形に起因する疲労が抑制される。従って、第１シール部材１４および第２シール部材６５に予想外の負荷を与えるといった不具合を改善することができる。
【００５２】
本実施形態によれば、タンク３の取付穴３２の内径をＤｅ［ミリメートル］とすると、Ｌ１［ミリメートル］は０．３・Ｄｅ以内に設定されている。具体的に０．２・Ｄｅ以内、０．１・Ｄｅ以内に設定されている。なお、第１シール部材１４の肉厚の中心と第２シール部材６５の肉厚の中心との距離Ｌ１は、延設方向Ｐ５において、第１シール部材１４を保持するシール溝１５の中心と、第２シール部材６５を保持するシール溝４０６の中心との距離に相当する。  
【００５３】
（実施形態２）
図７は実施形態２を説明する。本実施形態は実施形態１と基本的には共通の構成および共通の作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図７は流体供給弁４の凸状挿入部４０の中心軸線Ｐ２に沿った断面を示す。図７に示すように、延設方向Ｐ５において第１シール部材１４および第２シール部材６５はかなりの部分重複するように配置されている。従って、組み付け状態における第１シール部材１４の肉厚の中心と第２シール部材６５の肉厚の中心との距離をＬ１［ミリメートル］とすると、Ｌ１は０．３・Ｄ以内に設定されている（Ｌ１＜Ｄ）。具体的にはＬ１＜０．２・Ｄの関係とされている。本実施形態においても、固定部材１の変形または疲労を抑制できる。よって、固定部材１、第１シール部材１４、第２シール部材６５の長寿命化に貢献できる。
【００５４】
（他の実施形態）
雄ねじ部６２の呼び径、雄ねじ部６２の外径、雄ねじ部６２の谷の径は、上記した数値に限定されるものではなく、固定部材１および流体供給弁４の種類に応じて適宜変更できる。上記したように雄ねじ部６２の呼び径は上記した値に限定されず、０．９９〜３５５ミリメートルの範囲内が例示される。この場合、ねじピッチが０．２〜８ミリメートルであれば、隙間α２としては、雄ねじ部６２の呼び径に応じて６〜１８４０マイクロメートルの範囲内が例示される。
【００５５】
上記した各実施形態によれば、タンク３は高圧の水素ガスを貯蔵させているが、燃料電池の改質用の燃料となり得るメタンガス等の炭化水素系の燃料ガスでも良い。更にはアルゴンガス、窒素ガスといった燃料電池や改質器をパージ処理するためのパージ用ガスでも良いし、カソードガスとして機能する酸素ガス等の他の高圧ガスでも良い。上記した各実施形態は燃料電池システムに適用されるが、これに限定されるものではなく、他のシステムにも適用できる。本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施可能である。ある実施形態に特有の構造および機能は他の実施形態についても適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は燃料電池システムに利用することができる。燃料電池システムは例えば車両用、定置用、産業用、電気機器用等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施形態１に係り、高圧のガスを貯蔵するタンクの固定部材に流体供給弁が取り付けられている状態を示す断面図である。
【図２】高圧のガスを貯蔵するタンクの固定部材に流体供給弁が取り付けられている状態を拡大して示す部分断面図である。
【図３】高圧のガスを貯蔵するタンクの固定部材に流体供給弁が取り付けられている状態を更に拡大して示す部分断面図である。
【図４】直径方向において内周壁面と外周壁面との間に形成される隙間α１、直径方向において雌ねじ部と雄ねじ部との間に形成される隙間α２と模式的に示す断面図である。
【図５】凸状挿入部を凹状嵌合部に嵌合させる直前の状態を示す断面図である。
【図６】凸状挿入部の面取部付近を拡大して示す断面図である。
【図７】実施形態２に係り、第１シール部材および第２シール部材付近を示す断面図である。
【図８】従来例に係り、凸状挿入部が凹状嵌合部に嵌合して状態を第１シール部材及び第２シール部材と共に模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
図中、１は固定部材、１０５は第１外周壁面、１１は第１部分、１２は第２部分、１４は第１シール部材、１５は第１シール溝、１６は第１流路、１７は凹状嵌合部、１８は雌ねじ部、１９は第２内周壁面、２０はストッパ面、３はタンク（気体供給源）、３０はタンク室、３１はタンク壁、３２は取付穴、３３は第１内周壁面、４は流体供給弁、４０は凸状挿入部、４００は軸状部、４０１は当接面、４０２はフランジ部、４０３は第２外周壁面、４０６は第２シール溝、４５０は面取部、４５１は面取外周面、４１はブラグ、４２はメインポペット（弁体）、４５はメインシート、４６はパイロットポペット、５０はプランジャ、５３はスプリング、５５は励磁コイル、５６はヨーク、６は第２流路、６２は雄ねじ部、６５は第２シール部材を示す。
【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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