JP2008002654A - タンクとタンク部品の締結構造及び締結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】締付け軸力を確保できると共にタンク部品及び口金部の座面の損傷を抑制できる、タンクとタンク部品との締結構造及び締結方法を提供する。
【解決手段】タンク部品４がタンクの口金部３にねじ込まれることによりネジ締結される、タンクとタンク部品との締結構造において、ネジ締結の軸力を発生する弾性部材８０がタンク部品と口金部との間に設けられる。タンク部品の座面６１と口金部の座面３６とは、ネジ締結の過程では、互いの接触が弾性部材によって抑制される一方、ネジ締結後では、弾性部材を除く部分で互いに面接触するように構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば燃料電池システムに好適なタンクとこれに締結されるタンク部品との締結構造に関し、特に、両者がネジ締結されてシールされる締結構造及び締結方法に関するものである。

圧縮天然ガスや水素ガスを高圧で貯留する容器として、高圧タンクの開発が進んでいる。高圧タンクは、タンク本体に金属性の口金部が設けられ、口金部の開口部に各種のタンク部品が取り付けられている（例えば、特許文献１ないし５参照。）。この種のタンク部品としては、単なる栓体のみならず、バルブ等の配管要素を一体的に組み込んだ金属製のバルブアッセンブリが知られている。

上記いずれの特許文献も、口金部へのバルブアッセンブリの取り付けは、バルブアッセンブリを口金部にねじ込むことでなされる。つまり、タンクとバルブアッセンブリとの締結構造は、口金部の内周面に加工されためねじに、バルブアッセンブリのボディの外周面に加工されたおねじを螺合するというものである。

このような締結構造の場合、例えば口金部及びバルブアッセンブリのそれぞれに形成された座面どうしを接触させた状態で、増し締めすることで、めねじ・おねじによるネジ締結の軸力を発生させるものがある。締付けトルクを管理することで所定の締付け軸力を発生させることができ、この軸力によって、振動等によるねじの緩みが防止される。
特開２００５−２９１４３４号公報 特開２００３−２４７６９６号公報 特開２００４−３０８７９５号公報 特開２００５−４８９１８号公報 特開２００５−４８９１９号公報

ところで、コスト低減及び軽量化という観点から、口金部やバルブアッセンブリのボディにアルミニウム材料を用いていることがある。しかし、上記のような締結構造では、バルブアッセンブリを締め付ける過程で、口金部及びバルブアッセンブリのそれぞれの座面に例えば同心円状の傷が付いてしまうおそれがある。その原因は、それぞれの座面が互いに接触することで、摩擦によるせん断応力が発生すると共に圧縮応力が発生し、これら応力により発生した座面のバリが締付けの過程で引きずられることが考えられる。

座面に傷が発生してしまうと、例えば点検のために取り外したバルブアッセンブリを再びねじ込む際に、適切な締付けトルク管理で締め付けることができず、場合によってはタンク又はバルブアッセンブリを再利用できなくなる。一方で、タンクと一体になっている口金部を着脱の度に交換することは困難である。また、剥離したバリが、例えば口金部とバルブアッセンブリとの間のシール部に挟まると、シール不良を起こすおそれもある。

本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、タンク部品及び口金部の座面の損傷を抑制しながらも、締付け軸力を確保できる、タンクとタンク部品との締結構造及び締結方法を提供することをその目的としている。

上記目的を達成するための本発明のタンクとタンク部品との締結構造は、タンク部品がタンクの口金部にねじ込まれることによりネジ締結されるものにおいて、タンク部品と口金部との間に設けられ、ネジ締結の軸力を発生する弾性部材を備え、タンク部品の座面と口金部の座面とは、ネジ締結の過程では、互いの接触が弾性部材によって抑制される一方、ネジ締結後では、弾性部材を除く部分で互いに面接触するように構成されているものである。

かかる構成によれば、ネジ締結の過程で、弾性部材がタンク部品及び口金部の座面同士の接触を抑制するので、一方の座面に他方の座面に起因した傷がつくことを抑制できる。また、ネジ締結後では、弾性部材によって締付け軸力を確保できるので、振動等によってネジ締結が緩むことを抑制できる。特に、座面同士を接触させた状態で増し締めしなくとも、弾性部材によって締付け軸力を確保することが可能となる。さらに、ネジ締結後では、タンク部品及び口金部の座面同士が弾性部材を除く部分で面接触するため、座面同士が面接触しない場合に比べて、ネジ締結後が安定化する。

好ましくは、上記のネジ締結後とは、タンク部品の座面と口金部の座面とが弾性部材を除く部分で面接触した直後である。

こうすることで、座面同士が接触した状態で擦りあわされないので、両座面に傷がつくことを確実性良く抑制できる。

好ましくは、弾性部材は、口金部の座面に装着されている。

こうすることで、弾性部材の取り扱いが煩雑になることなく、タンク部品を口金部にねじ込むことができる。

好ましくは、弾性部材は、タンク部品の座面及び口金部の座面の両方に接触するように構成されている。

かかる構成によれば、ネジ締結後では、弾性部材は両座面間で縮むように弾性変形されている。この弾性変形した弾性部材の復元力が両座面に伝達されるので、締付け軸力が発生され得る。

好ましくは、タンク部品の座面及び口金部の座面の少なくとも一方は、アルミニウム系の材料で形成されている。

上記のごとく、両座面の損傷が抑制されているので、アルミニウム系の材料を好適に用いることができ、コスト低減及び軽量化を図ることができる。

好ましくは、弾性部材は、ネジ締結の軸線を中心に環状に形成されている。

かかる構成によれば、弾性部材がもたらす締付け軸力がネジ締結の軸線を中心とする環状に作用する。これにより、締付け軸力がばらつくことを抑制できる。

この場合、弾性部材は、Ｏリングで構成されていることが好ましい。

こうすることで、弾性部材を簡易に構成できる。また、座面間をシールすることも可能となる。Ｏリングの断面は円形でも良いが、弾性力が大きくなる四角形や六角形などの多角形であってもよい。

別の実施態様では、弾性部材は、コイルバネで構成されていることが好ましい。

好ましくは、口金部及びタンク部品の一方には、ネジ締結時に弾性部材が存在する空間を外部と連通するリーク通路が形成されている。

こうすることで、上記空間に溜まり得るタンクからリークした例えばガスを逃がすことが可能となる。

好ましくは、ネジ締結に供されるネジ部よりもタンクの内側に、ネジ締結後に口金部とタンク部品との間をシールするシール部材が設けられている。

かかる構成によれば、ネジ部にタンク内圧が作用することを抑制できる。

好ましくは、ネジ締結の過程においてタンク部品の座面が弾性部材に接触してから口金部の座面に面接触するまでに、タンク部品は、少なくとも１回転するように構成されている。

上記目的を達成するための本発明のタンクとタンク部品との締結方法は、タンクの口金部にタンク部品をねじ込むことによりネジ締結するものにおいて、タンク部品の座面及び口金部の座面の一方に、ネジ締結の軸力を発生する弾性部材を設けておいた上で、口金部へのタンク部品のねじ込みを開始し、タンク部品の座面及び口金部の座面の他方が弾性部材に接触し始めてからの締付けトルク又は締付けトルクの勾配が変更するところで、ねじ込みを終了するものである。

この方法によれば、ねじ込みを開始すると、弾性部材が両座面間で縮むように弾性変形するので、その縮んだ弾性部材の反力によって、締付け軸力を発生できる。これにより、ねじ込み終了後の締付け軸力を確保できる。また、締付けトルク又はその勾配の変化をもとにねじ込みを終了するため、タンク部品をねじ込み過ぎることを防止できる。特に、座面どうしが接触した瞬間に締付けトルク又はその勾配が変更し得るので、座面どうしの接触を抑制でき、座面の損傷を抑制できる。

好ましくは、ねじ込みを終了するときに、タンク部品の座面と口金部の座面とを弾性部材を除く部分で互いに面接触させる。

こうすることで、ねじ込み後に安定的にネジ締結しておくことができる。

本発明によれば、締付け軸力を確保できると共に、タンク部品及び口金部の座面の損傷を抑制できる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係るタンクとタンク部品との締結構造について説明する。ここでは、タンクとして高圧タンクを、タンク部品としてバルブアッセンブリを例に説明する。また、第１実施形態では、締付け軸力を発生する弾性部材としてＯリングを例に説明し、第２実施形態では、弾性部材としてコイルスプリングを例に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る高圧タンクを搭載した燃料電池自動車を示す図である。
燃料電池自動車１００は、例えば３つの高圧タンク１を車体のリア部に搭載している。各高圧タンク１は、燃料電池システムの一部を構成し、ガス供給ライン１０２を通じて燃料電池１０４に燃料ガスを供給可能に構成されている。高圧タンク１に貯留される燃料ガスは、可能性の高圧ガスであり、例えば圧縮天然ガス又は水素ガスである。なお、高圧タンク１は、燃料電池自動車のみならず、電気自動車、ハイブリッド自動車などの車両のほか、各種移動体（例えば、船舶や飛行機、ロボットなど）や定置型にも適用できる。

図２は、高圧タンク１の要部を示す断面図である。
高圧タンク１は、タンク本体２及び口金３を有すると共に、口金３にバルブアッセンブリ４（タンク部品）がねじ込み接続されている。タンク本体２は、全体として密閉円筒状からなり、その内部は、燃料ガスを常圧よりも高い圧力（すなわち高圧）で貯留する貯留空間６を構成している。例えば３５ＭＰａあるいは７０ＭＰａの水素ガス、または２０ＭＰａの圧縮天然ガスが貯留空間６内に貯留される。以下では、高圧タンク１が貯留する高圧ガスとして水素ガスを例に説明する。

タンク本体２は、例えば、ガスバリア性を有する内側の樹脂ライナー１０（内殻）と、樹脂ライナー１０の外側を覆うＦＲＰからなるシェル１２（外殻）と、の二層構造を有している。なお、樹脂ライナー１０をアルミニウム等の金属製としてもよい。

口金３（口金部）は、タンク本体２の半球面状をした端壁部の中心に設けられている。口金３は、例えばステンレスなどの金属で形成されており、好ましくはアルミニウムで形成されている。口金３は、タンク本体２の長手方向の一端部又は両端部に設けられ、例えばインサート成形によりタンク本体２と一体成形される。

口金３は、タンク本体２の軸心を中心とする開口部３０を有している。開口部３０の内周面にはめねじ３１が形成されると共に、めねじ３１よりもタンク本体２内側の内周面にはシール面３２が形成されている。めねじ３１は、バルブアッセンブリ４を口金３にネジ締結するのに供される。このネジ締結の軸線は、タンク本体２の軸線に合致する。シール面３２は、後述するシール部材７０が当接する円筒状の周面であり、めねじ３１とは円錐台形状の逆テーパ面３４を介して連続している。このため、シール面３２の内径は、めねじ３１の有効径よりも小さくなっている。

口金３は、タンク本体２外に延出されたフランジ状の着座部３５を有している。着座部３５は、バルブアッセンブリ４が着座する環状の座面３６と、座面３６に形成された取付け溝３７と、を有している。取付け溝３７は、タンク本体２の軸心を中心とする環状の溝であり、座面３６の径方向の中間部に形成されている。取付け溝３７には、弾性部材たるＯリング８０が装着されている。

バルブアッセンブリ４は、開口部３０にねじ込まれることにより、口金３にネジ締結されると共に、口金３との間をシール部材７０によりシールされる。バルブアッセンブリ４は、１以上のバルブを有するものであり、バルブや継手等の配管要素を一体的に組み込んだものである。バルブアッセンブリ４に含まれるバルブとしては、例えば、ガス放出のための遮断弁、遮断弁に直列に配置された調圧弁、ガス充填のための充填弁、リリーフ弁などが挙げられる。また、バルブアッセンブリ４は、圧力センサや温度センサなどの検出要素を有してもよい。

本発明の請求項にいう「タンク部品」とは、上記のようなバルブを１以上有するバルブアッセンブリ４、単一のバルブ、継手などの配管要素、ガス流路を構成する配管、センサ等の検出要素、及び栓体などを包含する概念である。

貯留空間６の水素ガスは、バルブアッセンブリ４の遮断弁及び調圧弁を経て外部のガス供給ライン１０２へと放出（供給）され、燃料電池１０４に供給される。一方、貯留空間６への水素ガスの充填は、例えば水素ステーションにおける外部のガス充填ラインからバルブアッセンブリ４のガス流路や充填弁を経ることで行われる。

バルブアッセンブリ４は、例えばステンレスなどの金属、好ましくはアルミニウムで形成されたバルブボデー４０を有している。バルブボデー４０は、タンク本体２内に位置する挿入部４１と、タンク本体２外に位置する着座部４２と、で構成されている。挿入部４１及び着座部４２の内部に、上記したガス流路や遮断弁等が形成もしくは設けられている。

挿入部４１の外周面には、めねじ３１に螺合するおねじ５１と、シール部材７０を装着するための取付け溝５２と、が形成されている。めねじ３１とおねじ５１との螺合態様は、例えばストレート接続である。なお、挿入部４１は、おねじ５１を有するネジ部と、シール部材７０によるシールに供されるシール部とで構成されていると、換言することもできる。

着座部４２は、環状の座面６１と、リーク通路６２と、を有している。座面６１は、口金３の座面３６と平行に対向する。また、座面６１の一部は、Ｏリング８０に環状に接触可能に構成されている。バルブアッセンブリ４のねじ込み接続後では、座面６１は、座面３６に着座するように面接触すると共に、Ｏリング８０から所定の反力を受けるようになっている（詳細は後述する）。なお、座面６１及び座面３６は、平滑面で形成されるか、あるいはアルマイト処理されることが好ましい。

リーク通路６２は、着座部４２を貫通して形成されており、一端６２ａが座面６１に開口し且つ他端６２ｂが大気開放している。リーク通路６２の一端６２ａは、取付け溝３７に対応する位置に形成されている。このため、バルブアッセンブリ４のねじ込み状態では、一端６２ａが取付け溝３７内で開放され、取付け溝３７内と大気中の外部とがリーク通路６２で連通される。これにより、シール部材７０を透過（リーク）し得る微量の水素ガスを取付け溝３７内に溜めないようにできる。

シール部材７０は、高圧タンク１の密封性を保つためのものであり、口金３のシール面３２に当接可能に構成されている。シール部材７０は、例えば、所定のつぶししろを有するＯリングからなり、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）、シリコーンゴムなどで形成されている。シール部材７０は、シール面３２と挿入部４１の外周面４１ａとの間のクリアランスをふさぎ、両者の間を軸シールする。なお、シール部材７０に隣接してバックアップリングを配置しても良いし、このシール構造を二重シールとしてもよい。

Ｏリング８０は、上記した取付け溝３７に装着されており、タンク本体２の軸線を中心に環状に位置している。Ｏリング８０は、めねじ３１及びおねじ５１によるねじ締結部よりも口金３の径方向外側に位置している。Ｏリング８０は、バネ要素、つまり弾性部材として機能するものであり、ネジ締結の過程でつぶれることにより締付け軸力を発生する。Ｏリング８０の断面は、例えば円形又は楕円形であるが、バネ性（弾力性）を大きくしたい場合には四角形や六角形などの多角形であってもよい。

このようなＯリング８０は、例えばゴム製である。Ｏリング８０に用いるゴム材料は、そもそもＯリング８０自体が水素ガスのシールを目的としているわけではないので、基本的にあらゆるものを用いることができる。ただし、燃料電池車両１００の使用環境に対して塑性変形の起こり難い材料が好ましく、ここではＥＰＤＭからなるＯリング８０を用いている。また、ＥＰＤＭとすることで、Ｏリング８０は端面シールとしても機能できる。ただし、Ｏリング８０たる弾性部材は、所望の弾性特性を満たすものであればシール性を有しなくても良い。このようにすれば、弾性部材に用いる材料の選択の幅が広がる。

Ｏリング８０は、バルブアッセンブリ４を口金３にねじ込む際に、座面３６が座面６１に接触するよりも時間的に優先して座面６１に接触するように構成されている。具体的には、Ｏリング８０は、ネジ締結の過程前では、座面３６の表面レベルを超えて取付け溝３７の外部に突出している。要するに、Ｏリング８０の大きさは、取付け溝３７の深さ（大きさ）よりも大きくなっている。好ましくは、Ｏリング８０の中心部は、座面３６と同レベルに位置するか、あるいは座面３６よりも座面６１に近い方に位置するとよい。

したがって、Ｏリング８０は、ネジ締結の過程前では座面３６から一部が突出しており、ネジ締結後には座面３６，６１同士が面接触するように潰される。そして、好ましくは、ネジ締結後には、Ｏリング８０は、その先端（すなわち、座面６１側の頂面）が座面３６と同一面上に位置するように潰される。なお、Ｏリング８０はバルブアッセンブリ４側に設けてもよい。

ここで、口金３へのバルブアッセンブリ４の締結方法について図２及び図３を参照して説明する。

先ず、口金３の開口部３０にバルブアッセンブリ４の一部を挿入し、おねじ５１をめねじ３１に螺合することで、開口部３０へのバルブアッセンブリ４のねじ込みを開始する。なお、ネジ締結の過程前では、Ｏリング８０の一部は座面３６から突出している。ネジ締結が進行する過程では、バルブアッセンブリ４の座面６１は、座面３６に平行に近づいていき、座面３６と離間した状態でＯリング８０に接触する（図２の状態）。さらにネジ締結が進行すると、座面６１がＯリング８０を縮めながら座面３６に接近していくが、このとき座面６１と座面３６との接触はＯリング８０によって抑制（事実上回避）される。

そして、座面６１と座面３６とが接触した瞬間にネジ締結の進行を終了させ、バルブアッセンブリ４のねじ込みが完了する（図３の状態）。ネジ締結を終了させる管理方法、つまり締付けを止める管理方法は、トルク管理、トルク−回転角管理、及びトルク−回転角勾配管理などを用いることができる。ここでは、トルク−回転角勾配管理（トルク勾配法ともいう。）を用いた例について図４を例に説明する。

図４は、Ｏリング８０に接触後のバルブアッセンブリ４のネジ締結の過程におけるトルクと回転角との関係を示すグラフである。

例えばトルクレンチによってバルブアッセンブリ４に作用させる締付けトルクと回転角の勾配は、回転角θ₁までは一定のα₁であり、回転角θ₁以降では一定のα₂であり、回転角θ₁で急激に大きくなるように変化する。これは、回転角θ₁までは、座面６１と座面３６とが非接触を維持されながら、Ｏリング８０のみが縮む（潰れる）ことを意味する。また、座面６１と座面３６とが面接触する瞬間が、回転角θ₁であることを意味し、回転角θ₁を超えると、座面６１が座面３６に面接触しながら回転することを意味する。

本実施形態の締付け方法では、例えば締付けトルクの勾配をモニタリングしておき、勾配が急激に大きくなったときに（つまり回転角θ₁で）、座面６１が座面３６に接触したとみなし、ネジ締結を終了させる。なお、ネジ締結を終了させるタイミングは、締付けトルクの勾配が変化する時点だけではなく、締付けトルクが変化する時点であってもよい。

他の変形例では、締付けを停止するタイミングは、ネジ締結時のバルブアッセンブリ４の回転数で管理してもよい。例えば、座面６１がＯリング８０に接触してから座面３６に面接触するまでに、バルブアッセンブリ４を例えば１回転するように構成してもよい。このような回転数は、Ｏリング８０のゴムの大きさを含む性状を適宜設計することで所望の回転数に設定できる。もっとも、潰れたＯリング８０がねじ締結部（おねじ５１・めねじ３１）に十分な軸力を発生させるためには、バルブアッセンブリ４を少なくとも１回転させることが好ましく、より好ましくは２回転又はそれ以上させるとよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、口金３へのバルブアッセンブリ４のねじ込み（締付け）を、座面６１と座面３６とが面接触した瞬間に止めることができる。このように接触した瞬間にネジ締結が終了するので、座面６１，３６どうしが互いに食い込むようなことにならず、座面６１、３６のそれぞれに圧縮応力をほとんど発生させなくて済む。

そして、この状態では、Ｏリング８０が元の大きさから弾性変形して縮んでいるので、Ｏリング８０の復元力が両座面６１，３６に伝達され、おねじ５１・めねじ３１のねじ締結部に軸力を作用させる。これにより、バルブアッセンブリ４を増し締めしなくとも、ねじ込み終了後の締付け軸力を確保できる。よって、おねじ５１・めねじ３１の経時的な緩みや、燃料電池車両１００等の振動に起因した緩みを抑制できる。

また、増し締めしないゆえに、座面６１，３６どうしが接触しながら回転することを回避される。これにより、口金３やバルブアッセンブリ４にアルミニウムの材料を用いても、座面６１，３６のそれぞれに傷がつくことを抑制できる。したがって、ねじ込み終了後も座面６１，３６の平滑面が維持され、点検等のためにバルブアッセンブリ４を取り外しても、次回の締付け時に適切にトルク管理できる。

さらに、ネジ締結後では、座面６１，３６どうしがＯリング８０を除く部分で面接触する構成である。このため、例えば座面６１，３６どうしを離間させた位置でネジ締結を終了させる場合に比べて、安定的にネジ締結しておくことができる。

また、座面６１，３６のそれぞれ又はどちらかにグリスなどの潤滑剤を塗布することもできる。これは、Ｏリング８１により締付け軸力が確保されているので、座面６１，３６を潤滑しても、締付けトルクが不安定にならないからである。こうすることで、ネジ締結後の座面６１，３６に生じ得る圧縮応力やせん断応力をより一層低減できる。同様に、Ｏリング８１自体にも例えばフッ素系のグリスを塗布してもよい。

さらに、ネジ締結後には、リーク通路６２がＯリング８０のある空間（取付け溝３７内）を外部と連通する。これにより、Ｏリング８０の空間が高圧になることを抑制できる。また、例えばリーク通路６２の他端６２ｂの近傍に水素センサ等を設けておけば、シール部材７０から水素ガスがリークしているか否かのリークチェックを簡単に且つ迅速に行える。

＜第２実施形態＞
次に、図５を参照して、第２実施形態に係るタンクとタンク部品との締結構造について相違点を中心に説明する。第１実施形態との主な相違点は、Ｏリング８０に代えてコイルバネ９０を弾性部材として用いたことである。以下、第１実施形態と共通する第２実施形態の構成については、同一の符号を付してできるだけ説明を省略する。

コイルバネ９０は、ネジ締結の過程で、座面６１が座面３６に接触するよりも前に、座面６１と座面３６との間で軸方向に縮むように構成されている。コイルバネ９０の軸線は、タンク本体２の軸線に合致する。コイルバネ９０の断面は、円形でも良いが、矩形であることが好ましい。コイルバネ９０のバネ材料は、水素脆化に強く且つ加工硬化の起こる材料であればよく、例えばＳＵＳ３１６の冷間引き抜き材を用いることができる。

座面３６には、コイルバネ９０を収容可能な座ぐり穴状の凹部９２が形成されている。凹部９２は、開口部３０と同心で且つ開口部３０よりも内径が大きいものである。凹部９２の底面には、フッ素系樹脂９３のプレートが取り付けられ、あるいはフッ素系樹脂９３の層がコーティングされている。一方、座面６１は、コイルバネ９０の対応する位置に、フッ素系樹脂９５のプレートが取り付けられ、あるいはフッ素系樹脂９５の層がコーティングされている。こうすることで、コイルバネ９０の両端をフッ素系樹脂９３，９５で挟み込むことができ、座面３６，６１の傷を防止できる。なお、フッ素系樹脂以外の樹脂、あるいは金属製の板を用いても良い。

以上説明した本実施形態においても、口金３へのバルブアッセンブリ４の締付けに際して例えば図４に示すトルク勾配法を用いれば、座面６１と座面３６とが面接触した瞬間に止めることができる。また、ネジ締結の過程で縮んだコイルバネ９０の反力（復元力）によって締付け軸力を確保でき、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、座面６１，３６のそれぞれ又はどちらかにグリスなどの潤滑剤を塗布してもよく、またフッ素系樹脂９３，９５に同様の潤滑剤を塗布しても良い。

第１実施形態に係るタンクを搭載した燃料電池自動車を示す図である。 第１実施形態に係るタンクとバルブアッセンブリとの締結構造の要部を示す断面図であり、口金へのバルブアッセンブリのねじ込みが完了する前の状態を示す図である。 第１実施形態に係るタンクとバルブアッセンブリとの締結構造の要部を示す断面図であり、口金へのバルブアッセンブリのねじ込みが完了した後の状態を示す図である。 実施形態に係るバルブアッセンブリが弾性部材に接触し始めてからのネジ締結の過程における締付けトルクについて示すグラフであり、バルブアッセンブリのネジ締結の過程におけるトルクと回転角との関係を示すグラフである。 第２実施形態に係るタンクとバルブアッセンブリとの締結構造の要部を示す断面図であり、口金へのバルブアッセンブリのねじ込みが完了する前の状態を示す図である。

符号の説明

１ 高圧タンク、２ タンク本体、３ 口金、４ バルブアッセンブリ（タンク部品）、３１ めねじ、３６ 座面、３７ 取付け溝（空間）、５１ おねじ、６１ 座面、６２ リーク通路、７０ シール部材、８０ Ｏリング（弾性部材）、９０ コイルバネ（弾性部材）

Claims (13)

1. タンク部品がタンクの口金部にねじ込まれることによりネジ締結される、タンクとタンク部品との締結構造において、
   前記タンク部品と前記口金部との間に設けられ、前記ネジ締結の軸力を発生する弾性部材を備え、
   前記タンク部品の座面と前記口金部の座面とは、前記ネジ締結の過程では、互いの接触が前記弾性部材によって抑制される一方、前記ネジ締結後では、前記弾性部材を除く部分で互いに面接触するように構成されている、タンクとタンク部品との締結構造。
2. 前記ネジ締結後とは、前記タンク部品の座面と前記口金部の座面とが前記弾性部材を除く部分で面接触した直後である、請求項１に記載のタンクとタンク部品との締結構造。
3. 前記弾性部材は、前記口金部の座面に装着されている、請求項１又は２に記載のタンクとタンク部品との締結構造。
4. 前記弾性部材は、前記タンク部品の座面及び前記口金部の座面の両方に接触するように構成されている、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のタンクとタンク部品との締結構造。
5. 前記タンク部品の座面及び前記口金部の座面の少なくとも一方は、アルミニウム系の材料で形成されている、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のタンクとタンク部品との締結構造。
6. 前記弾性部材は、前記ネジ締結の軸線を中心に環状に形成されている、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のタンクとタンク部品との締結構造。
7. 前記弾性部材は、Ｏリングで構成されている、請求項６に記載のタンクとタンク部品との締結構造。
8. 前記弾性部材は、コイルバネで構成されている、請求項６に記載のタンクとタンク部品との締結構造。
9. 前記口金部及び前記タンク部品の一方には、前記ネジ締結時に前記弾性部材が存在する空間を外部と連通するリーク通路が形成されている、請求項１ないし８のいずれか一項に記載のタンクとタンク部品との締結構造。
10. 前記ネジ締結に供されるネジ部よりも前記タンクの内側に、前記ネジ締結後に前記口金部と前記タンク部品との間をシールするシール部材が設けられている、請求項１ないし９のいずれか一項に記載のタンクとタンク部品との締結構造。
11. 前記ネジ締結の過程において前記タンク部品の座面が前記弾性部材に接触してから前記口金部の座面に面接触するまでに、前記タンク部品は、少なくとも１回転するように構成されている、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のタンクとタンク部品との締結構造。
12. タンクの口金部にタンク部品をネジ締結する、タンクとタンク部品との締結方法において、
    前記タンク部品の座面及び前記口金部の座面の一方に、前記ネジ締結の軸力を発生する弾性部材を設けておいた上で、前記口金部への前記タンク部品のねじ込みを開始し、
    前記タンク部品の座面及び前記口金部の座面の他方が前記弾性部材に接触し始めてからの締付けトルク又は当該締付けトルクの勾配が変更するところで、前記ねじ込みを終了する、タンクとタンク部品との締結方法。
13. 前記ねじ込みを終了するときに、前記タンク部品の座面と前記口金部の座面とを前記弾性部材を除く部分で互いに面接触させる、請求項１２に記載のタンクとタンク部品との締結方法。

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