WO2023233469A1

WO2023233469A1 - 弁アセンブリ

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Publication number: WO2023233469A1
Application number: PCT/JP2022/021953
Authority: WO
Inventors: 哲也 ▲徳▼野; 夏輝岩本; 利賀剛久保; 一志沼崎; 庸仁渡邉
Original assignee: 株式会社ジェイテクト
Priority date: 2022-05-30
Filing date: 2022-05-30
Publication date: 2023-12-07

Abstract

弁アセンブリは、ボディ（１１）と、複数の弁サブアセンブリとを備える。複数の弁サブアセンブリは、流入口（１６５）を有する安全弁（１４）と、他の弁とを含む。ボディ（１１）は、ガスタンク（２）に接続される第１流路（２２）及び外部機器に接続される第２流路（２３）を有するガス流路と、第１流路（２２）及び第２流路（２３）の各々に連通する統合取付穴（２６）とを含む。統合取付穴（２６）は、ボディ（１１）の外面に開口するとともに、安全弁（１４）が取り付けられるように構成される第１取付穴（９１）と、第１取付穴（９１）の底面に開口するとともに、他の弁が取り付けられるように構成される第２取付穴（９２）とを含む。流入口（１６５）は、他の弁の開閉状態に関わらず、第１流路（２２）と連通するように構成される。

Description

弁アセンブリ

　本開示は、弁アセンブリに関する。

　例えば特許文献１には、ガスの流通を制御するための弁アセンブリが開示されている。こうした弁アセンブリは、例えば燃料電池自動車のガスタンクに装着されて水素ガスの流通を制御する。

　特許文献１の弁アセンブリは、ボディと、ボディに取り付けられる複数の弁サブアセンブリとを備えている。弁サブアセンブリには、高温になった場合にガスタンク内の水素ガスを外部に放出する安全弁（圧力解除装置ともいう）が含まれる。また、弁サブアセンブリには、上記安全弁以外に、水素ガスがガスタンクから流出することを規制する逆止弁（チェックバルブともいう）、及び水素ガスの燃料電池への送出を制御する電磁弁等が含まれる。ボディは、水素ガスが流通するガス流路と、複数の弁サブアセンブリの各々を取り付けるための複数の取付穴とを有している。そして、複数の弁サブアセンブリが対応する取付穴に取り付けられることで、弁アセンブリが組み立てられている。

特表２０１５－５２３５０９号公報

　上記特許文献１の弁アセンブリでは、複数の取付穴が互いに独立した穴としてボディに設けられている。そのため、ボディの構造が複雑になりやすい。

　本開示の一態様では、弁アセンブリが提供される。前記弁アセンブリは、ボディと、前記ボディに取り付けられるように構成される複数の弁サブアセンブリと、を備える。前記複数の弁サブアセンブリは、流入口を有する安全弁であって、前記安全弁の温度が閾値温度を超えた場合に前記流入口に流入するガスを外部に放出するように構成される安全弁と、前記安全弁とは異なる態様でガスの流通を制御するように構成される他の弁と、を含む。前記ボディは、ガスタンクに接続される第１流路及び外部機器に接続される第２流路を有するガス流路と、前記第１流路及び前記第２流路の各々に連通する統合取付穴と、を含む。前記統合取付穴は、前記ボディの外面に開口するとともに、前記安全弁が取り付けられるように構成される第１取付穴と、前記第１取付穴の底面に開口するとともに、前記他の弁が取り付けられるように構成される第２取付穴と、を含む。前記流入口は、前記他の弁の開閉状態に関わらず、前記第１流路と連通するように構成される。

一実施形態の弁アセンブリの断面図である。図１の弁アセンブリにおける複合弁近傍の拡大断面図である。図１の弁アセンブリにおける安全弁及び逆止弁近傍の拡大断面図である。

　以下、弁アセンブリの一実施形態を図面に従って説明する。
　本明細書における「筒状」は、全体として筒状と見なせればよく、複数の部品又は部分を組み合わせて筒状をなすものや、Ｃ字状のように一部に切り欠きなどを有するものも含む。「筒状」の形状には、軸方向視で、円形、楕円形、及び鋭い又は丸い角を持つ多角形が含まれるが、これらに限定されない。本明細書における「環状」は、全体として環状と見なせればよく、複数の部品又は部分を組み合わせて環状をなすものや、Ｃ字状のように一部に切り欠きなどを有するものも含む。「環状」の形状には、軸方向視で、円形、楕円形、及び鋭い又は丸い角を持つ多角形が含まれるが、これらに限定されない。

　（全体構成）
　図１に示す弁アセンブリ１は、例えば燃料電池自動車のガスタンク２に装着されるとともに、図示しない配管を介して外部機器３に接続される。外部機器３は、自動車に搭載される燃料電池、及び水素ステーション等の水素ガスの供給源を含む。ガスタンク２には、例えば７２．５ＭＰａ程度の高圧の水素ガスが貯蔵される。弁アセンブリ１は、ガスタンク２に充填される水素ガス及びガスタンク２から送出される水素ガスの流通を制御する。

　詳しくは、弁アセンブリ１は、ボディ１１と、ボディ１１に組み付けられる複数の弁サブアセンブリとを備えている。複数の弁サブアセンブリは、例えば手動弁１２、複合弁１３、安全弁１４及び逆止弁１５を含む。複数の弁サブアセンブリは、これらの弁サブアセンブリに加えて又は代えて、任意の弁サブアセンブリを含んでもよい。また、図示のように、弁アセンブリ１は、配管を接続するための継手１６をさらに備えてもよい。

　ボディ１１は、例えば金属材料からなる。ボディ１１は、例えばその一部が張り出した直方体状をなしている。ボディ１１の外面は、第１側面１１ａと、第２側面１１ｂと、第３側面１１ｃと、第４側面１１ｄとを含む。第１側面１１ａと第３側面１１ｃとは、例えば互いに平行である。第２側面１１ｂと第４側面１１ｄとは、例えば互いに平行である。第１側面１１ａ及び第３側面１１ｃは、例えば第２側面１１ｂ及び第４側面１１ｄに対して直交する。

　ボディ１１は、水素ガスが流通するガス流路２１と、ボディ１１に取り付けられる部材に応じた複数の取付穴とを有している。ガス流路２１は、逆止弁１５をガスタンク２に接続して充填経路となるとともに、ガスタンク２を複合弁１３に接続して送出経路となる第１流路２２と、複合弁１３及び逆止弁１５を、継手１６を介して外部機器３に接続する第２流路２３とを含む。複数の取付穴は、例えば継手１６を取り付けるための継手用取付穴２４と、手動弁１２を取り付けるための手動弁用取付穴２５と、安全弁１４及び逆止弁１５を取り付けるための統合取付穴２６と、複合弁１３を取り付けるための複合弁用取付穴２７とを含む。

　詳しくは、継手用取付穴２４は、第１側面１１ａに開口している。継手用取付穴２４は、例えば丸穴である。継手用取付穴２４の底面は、例えば第１側面１１ａと平行な平面である。手動弁用取付穴２５は、第２側面１１ｂに開口している。手動弁用取付穴２５は、例えば丸穴である。手動弁用取付穴２５の底面は、例えば第２側面１１ｂと平行な平面である。統合取付穴２６は、第３側面１１ｃに開口している。統合取付穴２６の詳細については後述する。複合弁用取付穴２７は、第４側面１１ｄに開口している。複合弁用取付穴２７は、例えば丸穴である。複合弁用取付穴２７の底面は、第４側面１１ｄと平行な平面である。

　第１流路２２は、統合取付穴２６をガスタンク２と連通する充填部分３１と、複合弁用取付穴２７をガスタンク２と連通する送出部分３２とを含む。充填部分３１は、例えば統合取付穴２６の内周面に開口している。送出部分３２は、例えば複合弁用取付穴２７の内周面に開口している。

　第２流路２３は、継手用取付穴２４の底面から延びる第１部分３３と、手動弁用取付穴２５の底面から延びる第２部分３４とを含む。第１部分３３及び第２部分３４は、例えば直線状に延びている。第２部分３４は、第１部分３３に対して直交している。第２部分３４における第１部分３３との交差位置よりも奥側の部分の内径は、該交差位置の手前側の部分の内径よりも小さい。つまり、第２部分３４は、段差部を有している。

　また、第２流路２３は、第２部分３４を統合取付穴２６と連通させる第３部分３５と、第２部分３４を複合弁用取付穴２７と連通させる第４部分３６とをさらに含む。第３部分３５は、例えば統合取付穴２６の底面に開口している。第４部分３６は、例えば複合弁用取付穴２７の底面に開口している。第３部分３５及び第４部分３６は、例えば直線状に延びている。図示のように、第３部分３５は、例えば第２部分３４における小径の部分に対して直交する。つまり、第２流路２３は、継手用取付穴２４から統合取付穴２６に向かってクランク状に延びていてもよい。第４部分３６は、例えば第２部分３４と同軸上に設けられている。しかし、これに限らず、第３部分３５は、例えば第１部分３３と同軸上に配置されるように第２部分３４に対して直交してもよい。また、第４部分３６は、例えば第２部分３４に対して直交してもよい。

　継手１６は、例えば円柱状をなしている。継手１６は、例えばネジ締結又は圧入等の任意の固定方法により継手用取付穴２４に固定されている。継手１６は、第２流路２３の第１部分３３と連通する継手通路３７を有している。継手１６には、外部機器３から延びる図示しない配管が連結される。これにより、第２流路２３は、外部機器３に接続される。継手１６は、継手通路３７内に組み込まれる過流防止弁等の弁機構を備えてもよい。

　手動弁１２は、手動弁ハウジング４１と、手動弁体４２とを備えている。手動弁ハウジング４１は、例えば筒状をなしている。手動弁ハウジング４１は、例えばネジ締結又は圧入等の任意の固定方法により手動弁用取付穴２５に固定されている。手動弁体４２は、例えば円柱状をなしている。手動弁体４２は、例えばネジ締結により、手動弁ハウジング４１内に第２流路２３の第２部分３４に沿って移動可能かつ手動弁ハウジング４１内における位置を保持可能に収容されている。

　このように構成された手動弁１２では、手動弁体４２の先端が第２部分３４の段差部に当接することで、第１部分３３と第２部分３４との間の水素ガスの流通が規制される。一方、手動弁体４２の先端が第２部分３４の段差部から離間することで、第１部分３３と第２部分３４との間の水素ガスの流通が許容される。

　安全弁１４は、後述する流入口１６５を有している。安全弁１４は、安全弁１４の温度が閾値温度以下の場合には、流入口１６５に流入する水素ガスを外部に放出しない閉状態となる。安全弁１４は、安全弁１４の温度が閾値温度を超えると、不可逆的に閉状態から開状態となる。開状態では、安全弁１４は、流入口１６５に流入する水素ガスを外部に放出する。閾値温度は、ガスタンク２内の水素ガスの圧力が過大となってガスタンク２が損傷しないように予め設定されている。安全弁１４の詳細については後述する。

　逆止弁１５は、ガスタンク２内に充填されたガスの逆流を防止するためのものであり、第１流路２２の充填部分３１から第２流路２３の第３部分３５への水素ガスの流通を規制するとともに、第３部分３５から充填部分３１への水素ガスの流通を許容する。つまり、逆止弁１５は、安全弁１４とは異なる態様で水素ガスの流通を制御するように構成された他の弁に相当する。逆止弁１５の詳細については後述する。

　複合弁１３は、複合弁用取付穴２７に取り付けられる。複合弁１３は、電磁弁の機能及び逆止弁の機能を有している。複合弁１３は、第１流路２２の送出部分３２と第２流路２３の第４部分３６との間の水素ガスの流通を制御する。複合弁１３の詳細については後述する。

　（複合弁１３）
　図２に示すように、複合弁１３は、スリーブ５１と、プラグ５２と、ソレノイドアクチュエータ５３と、電磁弁体５４と、逆止弁体５５と、逆止弁用付勢部材５６とを備えている。また、複合弁１３は、カバー５７をさらに備えてもよい。

　複合弁１３では、スリーブ５１、プラグ５２、ソレノイドアクチュエータ５３及び電磁弁体５４によって、第１流路２２と第２流路２３との間の水素ガスの流通を制御する電磁弁の機能が実現される。また、プラグ５２、逆止弁体５５及び逆止弁用付勢部材５６によって、第１流路２２から第２流路２３への水素ガスの流通を許容するとともに第２流路２３から第１流路２２への水素ガスの流通を規制するように構成される。これにより、水素ガスの充填時等に、高圧が電磁弁に作用することを防止するための逆止弁の機能が実現される。

　詳しくは、スリーブ５１は、例えば一端が閉塞した筒状をなしている。スリーブ５１は、その外径が軸方向に沿って段階的に変化する段付き形状を有している。具体的には、スリーブ５１は、一端側から順に小径部６１と、中間部６２と、大径部６３と、先端部６４とを有している。小径部６１の外径は、中間部６２の外径よりも小さい。中間部６２の外径は、大径部６３の外径よりも小さい。先端部６４の外径は、大径部６３の外径よりも小さい。

　スリーブ５１は、例えばネジ締結又は圧入等の任意の固定方法により複合弁用取付穴２７に固定されている。なお、スリーブ５１がネジ締結により固定されている場合には、ボディ１１から取り外すことが可能になる。スリーブ５１が複合弁用取付穴２７に取り付けられた状態で、大径部６３及び先端部６４は複合弁用取付穴２７内に挿入され、小径部６１及び中間部６２はボディ１１から突出している。大径部６３の外周面には、シール部材６５及びバックアップリング６６が設けられている。これにより、複合弁用取付穴２７の内周面と大径部６３との間がシールされている。

　プラグ５２は、例えば段付きの円柱状をなしている。プラグ５２は、スリーブ５１の先端部６４に固定されてスリーブ５１と複合弁用取付穴２７の底面との間に配置されている。プラグ５２は、例えば圧入又はネジ締結により、スリーブ５１と一体移動可能に先端部６４に固定されている。例えば図示のように、プラグ５２は、スリーブ５１と同軸上に配置されるように固定されている。また、スリーブ５１とプラグ５２の外周縁との間には、フィルタ６７及びシール部材６８が設けられてもよい。

　プラグ５２は、内部流路７１と、内部流路７１に連続する収容穴７２とを有している。内部流路７１は、電磁弁体５４によって開閉される第１開口７３と、逆止弁体５５によって開閉される第２開口７４とを含む。内部流路７１は、例えばプラグ５２の軸線に沿った直線状をなしている。プラグ５２の外周面には、スリーブ５１の内部と外部とを連通するように延びる１つ以上の連通溝７５が設けられている。これにより、第１開口７３は、連通溝７５を介して第１流路２２の送出部分３２と連通している。第２開口７４は、収容穴７２を介して第２流路２３の第４部分３６と連通している。プラグ５２と複合弁用取付穴２７の底面との間には、シール部材７６が設けられている。これにより、複合弁用取付穴２７の底面とプラグ５２との間がシールされている。

　ソレノイドアクチュエータ５３は、ソレノイドコイル８１と、固定鉄心８２と、可動鉄心８３と、電磁弁用付勢部材８４とを備えている。
　ソレノイドコイル８１は、例えば円筒状をなしている。ソレノイドコイル８１は、小径部６１の外周に固定されている。固定鉄心８２は、磁性材料からなる。固定鉄心８２は、スリーブ５１内に固定されている。可動鉄心８３は、磁性材料からなる。可動鉄心８３は、例えば円柱状をなしている。可動鉄心８３は、スリーブ５１内において軸方向にスライド可能である。可動鉄心８３は、電磁弁体５４と一体で軸方向にスライド可能となるように、電磁弁体５４に連結されている。電磁弁体５４は、例えば樹脂材料からなる。

　なお、本実施形態の可動鉄心８３には、周知のパイロット弁機構が組み込まれている。これにより、可動鉄心８３と電磁弁体５４とが一体で移動する前に、可動鉄心８３のみが移動することで、第１流路２２の送出部分３２から内部流路７１への微量の水素ガスの流通が可能となっている。他の実施形態では、パイロット弁機構を可動鉄心８３に組み込まず、電磁弁体５４が可動鉄心８３と完全に一体で軸方向にスライド可能となるように、電磁弁体５４を可動鉄心８３に固定してもよい。

　電磁弁体５４は、電磁弁用付勢部材８４により、可動鉄心８３を介してプラグ５２の第１開口７３に向けて付勢されている。電磁弁用付勢部材８４は、例えば圧縮コイルバネである。電磁弁体５４が第１開口７３の周縁部に着座することにより、第１開口７３が閉じられる。また、電磁弁体５４が第１開口７３の周縁部から離間することにより、第１開口７３が開かれる。つまり、プラグ５２における第１開口７３の周縁部は、電磁弁体５４の弁座として用いられている。

　逆止弁体５５は、例えば樹脂材料からなる。逆止弁体５５は、例えば一端が閉塞した筒状をなしている。逆止弁体５５は、プラグ５２の収容穴７２内に軸方向にスライド移動可能に収容されている。つまり、逆止弁体５５は、プラグ５２に対して電磁弁体５４の反対側に配置されている。逆止弁体５５の筒状部分は、径方向に貫通した横孔８５を有している。逆止弁体５５は、逆止弁用付勢部材５６により、プラグ５２の第２開口７４に向けて付勢されている。逆止弁用付勢部材５６は、例えば圧縮コイルバネである。逆止弁体５５が第２開口７４の周縁部に着座することにより、第２開口７４が閉じられる。また、逆止弁体５５が第２開口７４の周縁部から離間することにより、第２開口７４が開かれる。つまり、プラグ５２における第２開口７４の周縁部は、逆止弁体５５の弁座として用いられている。

　カバー５７は、例えば金属材料又は樹脂材料からなる。カバー５７は、例えば一端が閉塞した筒状をなしている。カバー５７は、複合弁１３における複合弁用取付穴２７から露出した部分を収容している。カバー５７は、図示しないボルト又はスナップフィット構造のような周知の固定方法によってボディ１１の第４側面１１ｄに固定されている。

　このように構成された複合弁１３では、ソレノイドコイル８１に電力が供給されていない状態では、電磁弁体５４が電磁弁用付勢部材８４の付勢力によって第１開口７３の周縁部に着座し、第１開口７３が閉じられる。この状態では、逆止弁体５５は、逆止弁用付勢部材５６の付勢力によって第２開口７４の周縁部に着座し、第２開口７４が閉じられる。このように複合弁１３は、ソレノイドコイル８１への非通電時には、閉状態となる。したがって、第１流路２２の送出部分３２から第２流路２３の第４部分３６へ向かう水素ガスの流通が規制される。

　一方、ソレノイドコイル８１に電力が供給されると、可動鉄心８３と一緒に電磁弁体５４が固定鉄心８２に吸引されることで、電磁弁体５４が第１開口７３の周縁部から離間し、第１開口７３が開かれる。すると、逆止弁体５５が内部流路７１に流入する水素ガスの圧力によって、第２開口７４の周縁部から離間し、第２開口７４が開かれる。このように複合弁１３は、ソレノイドコイル８１への通電時には、開状態となる。したがって、第１流路２２の送出部分３２から第２流路２３の第４部分３６へ向かう水素ガスの流通が許容される。

　（統合取付穴２６）
　図３に示すように、統合取付穴２６は、安全弁１４が取り付けられる第１取付穴９１と、他の弁である逆止弁１５が取り付けられる第２取付穴９２とを有している。第１取付穴９１は、ボディ１１の外面である第３側面１１ｃに開口している。第２取付穴９２は、第１取付穴９１の底面に開口している。つまり、第２取付穴９２は、第１取付穴９１に対して直線的に並ぶように、第１取付穴９１の奥側に設けられている。以下の説明では、第２取付穴９２に対して第１取付穴９１が配置される側を第１側といい、その反対側、すなわち、第１取付穴９１に対して第２取付穴９２が配置される側を第２側という。

　例えば図示のように、第１取付穴９１は、第２側に向かって内径がステップ状に小さくなる段付き穴である。詳しくは、第１取付穴９１は、第１側から順に、大径穴部９４と、中径穴部９５と、小径穴部９６とを有している。第１取付穴９１の内径は、大径穴部９４、中径穴部９５、小径穴部９６の順に小さくなる。大径穴部９４は、第３側面１１ｃに開口している。大径穴部９４の内周面には、雌ネジが設けられている。中径穴部９５の内周面には、放出路９７が開口している。放出路９７は、例えば第１取付穴９１の軸線Ｌ１と直交する方向に延びており、ボディ１１の外面に開口している。小径穴部９６は、第２取付穴９２に連続している。大径穴部９４及び小径穴部９６の底面は、例えば第３側面１１ｃと平行な平面である。中径穴部９５の底面は、例えば第２側に向かって内径が徐々に小さくなるテーパ面である。

　例えば図示のように、第２取付穴９２は、軸線Ｌ２に沿った全長にわたって略一定の内径を有している。第２取付穴９２の内周面における第１側端部には、雌ネジが設けられている。第２取付穴９２の底面は、例えば第３側面１１ｃと平行な平面である。第２取付穴９２は、第１取付穴９１の底面に開口することで、小径穴部９６に連続している。第２取付穴９２の内周面には、逆止弁１５の出口を構成する、第１流路２２の充填部分３１が開口し、第２取付穴９２の底面には、逆止弁１５の入口を構成する、第２流路２３の第３部分３５が開口している。このように第２取付穴９２は、ボディ１１の外面に開口してない。換言すると、ボディ１１は、その外面に第２取付穴９２の開口を有していない。第２取付穴９２は、第１取付穴９１と同軸上に設けられている。つまり、第２取付穴９２の軸線Ｌ２は、第１取付穴９１の軸線Ｌ１と一致する。

　（逆止弁１５）
　逆止弁１５は、逆止弁ハウジング１０１と、逆止弁体１０２とを備えている。また、逆止弁１５は、弁座１０３と、逆止弁付勢部材１０４とをさらに備えてもよい。

　逆止弁ハウジング１０１は、第２取付穴９２の内周面との間に空間Ｓを形成するように構成されている。逆止弁ハウジング１０１は、例えば第１側端部が閉塞した筒状をなしている。具体的には、逆止弁ハウジング１０１は、筒状部１１１と、筒状部１１１の第１側端部に設けられた端壁部１１２とを有している。筒状部１１１の内部は、第２側に開口した収容穴１１３として構成されている。収容穴１１３の第２側端部には、拡径穴部１１４が設けられている。拡径穴部１１４の内径は、収容穴１１３の第１側部分の内径よりも大きく設定されている。筒状部１１１の外径は、第２側端部を除いて第２取付穴９２の内径よりも小さく設定されている。筒状部１１１の第２側端部の外径は、第２取付穴９２の内径と略等しく設定されている。筒状部１１１は、径方向に貫通した１つ以上の横孔１１５を有している。横孔１１５は、筒状部１１１における第２側端部よりも第１側寄りに設けられている。

　端壁部１１２は、ネジ部１１６を有している。ネジ部１１６の外周面には、雄ネジが設けられている。ネジ部１１６は、例えば端壁部１１２の第１側端部に設けられている。端壁部１１２の外径は、ネジ部１１６を除いて第２取付穴９２の内径よりも小さく設定されている。例えば図示のように、端壁部１１２におけるネジ部１１６以外の部分の外径は、筒状部１１１の外径と同一であってもよい。逆止弁ハウジング１０１は、ネジ部１１６が第２取付穴９２にネジ締結されることにより、第２取付穴９２内に移動不能に固定されている。これにより、第２取付穴９２の内周面と逆止弁ハウジング１０１の外周面との間には、第１流路２２と連通する筒状の空間Ｓが形成されている。

　また、端壁部１１２は、空間Ｓを介して第１流路２２の充填部分３１（逆止弁の出口）を第１取付穴９１の安全弁１４と連通させる連通路１１７を有している。例えば図示のように、連通路１１７は、軸線Ｌ２に沿って延びる縦通路１１８と、軸線Ｌ２と直交する１つ以上の横通路１１９とを有している。横通路１１９の一端は、端壁部１１２の外周面に開口し、横通路１１９の他端は、縦通路１１８に開口している。そして、縦通路１１８の第１側端部は、安全弁１４の入口を構成し、第１取付穴９１の底面に開口している。縦通路１１８の第１側端部を、逆止弁１５の安全弁１４側の出口として参照することがある。

　さらに、端壁部１１２は、収容穴１１３を連通路１１７と連通させる背圧孔１２１を有している。背圧孔１２１は、例えば縦通路１１８と平行に延びる直線状をなしている。端壁部１１２は、図示しない工具と嵌合する１つ以上の工具穴１２２を有していてもよい。工具穴１２２は、例えば第１側に開口するとともに縦通路１１８の周囲に等角度間隔で設けられてもよい。

　弁座１０３は、例えば樹脂材料により構成されている。弁座１０３は、環状をなしている。弁座１０３は、軸線Ｌ２に沿って貫通した弁口１３１を有している。弁座１０３は、逆止弁ハウジング１０１の拡径穴部１１４内に配置されている。そして、弁座１０３は、逆止弁ハウジング１０１が第２取付穴９２内に固定されることで、第２取付穴９２の底面と逆止弁ハウジング１０１との間に挟まれている。これにより、第２取付穴９２の底面と逆止弁ハウジング１０１との間が弁座１０３によりシールされている。

　逆止弁体１０２は、例えば金属材料により構成されている。逆止弁体１０２は、例えば円柱状をなしている。逆止弁体１０２は、弁座１０３の弁口１３１を開閉可能に構成されている。例えば逆止弁体１０２の第２側端部は、第２側に向かって外径が徐々に小さくなるテーパ形状を有している。逆止弁体１０２は、逆止弁ハウジング１０１の収容穴１１３内にスライド可能に収容されている。逆止弁付勢部材１０４は、例えば圧縮コイルバネである。逆止弁付勢部材１０４は、逆止弁体１０２を第２側に付勢するように、収容穴１１３内に配置されている。

　このように構成された逆止弁１５は、逆止弁体１０２が弁座１０３に着座し、弁口１３１が閉じられることで、閉状態となる。これにより、逆止弁１５は、第１流路２２の充填部分３１と第２流路２３の第３部分３５との間の水素ガスの流通を規制する。一方、逆止弁体１０２が弁座１０３から離間し、弁口１３１が開かれることで、開状態となる。これにより、逆止弁１５は、充填部分３１と第３部分３５との間の水素ガスの流通を許容する。

　（安全弁１４）
　安全弁１４は、安全弁ハウジング１４１と、安全弁体１４２と、栓体１４３とを備えている。また、安全弁１４は、安全弁付勢部材１４４と、留め具１４５とをさらに備えてもよい。

　安全弁ハウジング１４１は、例えば段付きの円柱状をなしている。具体的には、安全弁ハウジング１４１は、第１側から順に、頭部１５１と、嵌合部１５２と、軸部１５３とを有している。安全弁ハウジング１４１の外径は、頭部１５１、嵌合部１５２、軸部１５３の順に小さくなる。頭部１５１には、雄ネジが設けられている。雄ネジは、例えば頭部１５１の外周における第２側端部に設けられている。頭部１５１における第１側端部の外周面は、図示しない工具が係合可能な多角形状であってもよい。安全弁ハウジング１４１は、頭部１５１が大径穴部９４とネジ締結することにより、第１取付穴９１に固定されている。

　嵌合部１５２の外径は、第１取付穴９１の中径穴部９５の内径と略等しく設定されている。軸部１５３の外径は、第１取付穴９１の小径穴部９６の内径と略等しく設定されている。軸部１５３の外周面における第２側端部には、シール部材１５４が設けられている。これにより、小径穴部９６と安全弁ハウジング１４１の軸部１５３との間がシールされている。

　軸部１５３の軸線Ｌ１に沿った長さは、小径穴部９６の軸線Ｌ１に沿った長さよりも長く設定されている。これにより、安全弁ハウジング１４１が第１取付穴９１に取り付けられた状態で、軸部１５３の一部は中径穴部９５内に配置されている。なお、安全弁ハウジング１４１が第１取付穴９１に取り付けられた状態で、図示のように軸部１５３と逆止弁ハウジング１０１との間に隙間が形成されてもよいが、軸部１５３が逆止弁ハウジング１０１に当接してもよい。

　安全弁ハウジング１４１は、軸線Ｌ１に沿って貫通した貫通孔１６１を有している。例えば図示のように、貫通孔１６１は、第２側に向かって内径がステップ状に小さくなる段付き孔である。具体的には、貫通孔１６１は、第１側から順に、第１孔部１６２と、第２孔部１６３と、第３孔部１６４とを有している。貫通孔１６１の内径は、第１孔部１６２、第２孔部１６３、第３孔部１６４の順に小さくなる。第１孔部１６２の内周面には、雌ネジが設けられている。第３孔部１６４の内周面には、シール部材１７４が設けられている。第３孔部１６４の第２側端部は、安全弁１４の流入口１６５として用いられている。流入口１６５は、逆止弁ハウジング１０１の連通路１１７に臨んでいる。これにより、流入口１６５は、連通路１１７及び空間Ｓを介して第１流路２２の充填部分３１と連通している。上記のように逆止弁１５は、逆止弁体１０２が収容穴１１３内で移動することにより、開閉状態が切り替わるが、逆止弁体１０２の移動によって連通路１１７及び空間Ｓの構成は変化しない。そのため、流入口１６５は、他の弁である逆止弁１５の開閉状態に関わらず、第１流路２２と連通する。

　安全弁ハウジング１４１は、連通孔１６６をさらに有している。連通孔１６６は、例えば軸線Ｌ１と直交する方向に直線状に延びている。連通孔１６６の一端は、第２孔部１６３の内周面に開口するとともに、連通孔１６６の他端は、軸部１５３の外周面における中径穴部９５内に配置された部分に開口している。これにより、第２孔部１６３内は、連通孔１６６及び上記放出路９７を介して外部に連通している。

　安全弁体１４２は、例えば段付きの円柱状をなしている。具体的には、安全弁体１４２は、第１側から順に、台座部１７１と、ピン部１７２とを有している。安全弁体１４２の軸線Ｌ１に沿った長さは、第２孔部１６３の軸線Ｌ１に沿った長さよりも短く設定されている。これにより、後述する栓体１４３のピン部１７２が第３孔部１６４から離脱した場合には、安全弁体１４２全体が第２孔部１６３内に収容可能である。

　台座部１７１の外径は、第２孔部１６３の内径と略等しく設定されている。ピン部１７２の外径は、第３孔部１６４の内径と略等しく設定されている。ピン部１７２の外周面における第２側端部は、上記シール部材１７４により取り囲まれている。これにより、第３孔部１６４とピン部１７２との間がシールされている。

　安全弁付勢部材１４４は、例えば圧縮コイルバネである。安全弁付勢部材１４４は、ピン部１７２の外周に装着されている。安全弁付勢部材１４４は、第２孔部１６３と第３孔部１６４との間の段差部と、台座部１７１との間に圧縮状態で配置されている。これにより、安全弁付勢部材１４４は、安全弁体１４２を第１側に付勢する。

　栓体１４３は、例えば可溶合金により構成されている。可溶合金の一例は、ビスマス－インジウム系の合金である。栓体１４３の融点は、上記閾値温度である。栓体１４３は、第２孔部１６３における第１側端部に配置されている。栓体１４３は、例えば第２孔部１６３の内径と略等しい外径を有する円柱状をなしている。栓体１４３の軸線Ｌ１に沿った長さは、栓体１４３及び安全弁体１４２の合計の長さが、第２孔部１６３の長さよりも長くなるように設定されている。これにより、固体の栓体１４３が第２孔部１６３内に配置された状態では、ピン部１７２によって第３孔部１６４が閉塞される状態が維持される。他の実施形態では、栓体１４３は、閾値温度となった場合に破壊されるようなガラスバルブであってもよい。

　留め具１４５は、例えば段付きの円柱状をなしている。具体的には、留め具１４５は、第２側に突出する円柱状の押さえ部１８１を有している。押さえ部１８１の外径は、留め具１４５の第１側部分の外径よりも小さく設定されている。押さえ部１８１の外周面には、雄ネジが設けられている。留め具１４５は、第１孔部１６２にネジ締結することにより、安全弁ハウジング１４１に固定され、貫通孔１６１の第１側開口部を閉塞している。押さえ部１８１は、栓体１４３に当接している。これにより、安全弁体１４２及び栓体１４３が、流入口１６５を介して第３孔部１６４内、すなわち安全弁１４内に流入する水素ガスの圧力によって、第２孔部１６３から脱落することが防止されている。

　このように構成された安全弁１４は、その温度が閾値温度以下である場合には、安全弁体１４２によって第３孔部１６４が閉塞されている。つまり、安全弁１４が閉状態となる。そのため、ガスタンク２内の水素ガスが流入口１６５を介して安全弁１４に流入しても、水素ガスが外部に放出されない。一方、安全弁１４の温度が閾値温度を超えると、栓体１４３が溶出し、水素ガスの圧力及び安全弁付勢部材１４４の付勢力によって安全弁体１４２が第２孔部１６３内に押し出される。その結果、第３孔部１６４が開放される。つまり、安全弁１４が開状態となる。そのため、第３孔部１６４から安全弁１４に流入した水素ガスは、第２孔部１６３、連通孔１６６及び放出路９７を介して外部に放出される。

　（弁アセンブリ１の動作）
　図１～図３を参照して、ガスタンク２に水素ガスを充填する際の弁アセンブリ１の動作について説明する。この場合、継手１６には、外部機器３である水素ガスの供給源から延びる配管が接続される。外部機器３から継手１６を介して水素ガスが供給されると、水素ガスは第２流路２３の第１部分３３、第２部分３４及び第３部分３５を介して逆止弁１５に流入する。すると、水素ガスの圧力により逆止弁体１０２が第１側に移動することで、逆止弁１５が開状態となる。その結果、第１流路２２が逆止弁ハウジング１０１の横孔１１５及び空間Ｓを介して第１流路２２の充填部分３１と連通する。これにより、充填部分３１を介して水素ガスがガスタンク２に充填される。

　このとき、水素ガスは、空間Ｓ及び連通路１１７を介して安全弁１４の流入口１６５にも流入する。しかし、安全弁１４が高温になっていなければ、安全弁１４は閉状態となるため、水素ガスは外部に放出されない。また、水素ガスは、第２流路２３の第２部分３４から第４部分３６を介して複合弁１３にも流入する。しかし、逆止弁体５５は、水素ガスの圧力によってプラグ５２の第２開口７４に押し付けられるため、第２開口７４は閉じられたままとなる。そのため、高圧の水素ガスが電磁弁に作用してしまい、電磁弁の機能に悪影響を及ぼすことがない。

　次に、ガスタンク２から水素ガスを送出する際の弁アセンブリ１の動作について説明する。この場合、継手１６には、外部機器３である燃料電池から延びる配管が接続される。ガスタンク２内の水素ガスは、第１流路２２の送出部分３２を介して複合弁１３に流入する。上記のようにソレノイドコイル８１に電力が供給されると、プラグ５２における内部流路７１の第１開口７３及び第２開口７４も開かれる。その結果、水素ガスは、第２流路２３の第４部分３６、第２部分３４及び第１部分３３を介して継手１６に流入し、燃料電池へと送出される。

　次に、安全弁１４の温度が閾値温度を超える高温になった場合を想定する。この場合、安全弁１４の栓体１４３が溶出することで、安全弁１４が開状態となる。このとき、水素ガスは、ガスタンク２から第１流路２２の充填部分３１、空間Ｓ、連通路１１７を介して安全弁１４の流入口１６５に流入する。そして、安全弁１４に流入した水素ガスは、第３孔部１６４、第２孔部１６３、連通孔１６６、及び放出路９７を介して外部に放出される。これにより、ガスタンク２の圧力が過大になることが抑制される。

　次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
　（１）ボディ１１の統合取付穴２６は、ボディ１１の外面である第３側面１１ｃに開口するとともに安全弁１４が取り付けられる第１取付穴９１と、第１取付穴９１の底面に開口するとともに逆止弁１５が取り付けられる第２取付穴９２とを含む。このように第２取付穴９２が第１取付穴９１の底面に開口するため、第２取付穴９２が第１取付穴９１と直線的に並ぶように配置される。そのため、例えば第１取付穴９１及び第２取付穴９２が互いに独立した穴である場合に比べ、ボディ１１の構造の簡素化を図ることができる。また、第１取付穴９１が第２取付穴９２と交差する場合に比べ、第１取付穴９１と第２取付穴９２との連結部分に水素ガスの圧力に起因した応力が集中することを抑制できる。そして、安全弁１４の流入口１６５は、逆止弁１５の開閉状態に関わらず、第１流路２２（充填経路）を介してガスタンク２内と連通しているため、ガスタンク２が高温になった場合に、上記のように安全弁１４を介して確実に水素ガスを外部に放出できる。

　（２）第２取付穴９２は、第１取付穴９１と同軸上に設けられる。そのため、第２取付穴９２の軸線Ｌ２が第１取付穴９１の軸線Ｌ１に対してずれている場合に比べ、容易に第１取付穴９１及び第２取付穴９２を形成することができる。これにより、例えばボディ１１の加工時間の短縮を図ることができる。

　（３）第１流路２２から第２流路２３への水素ガスの流通を規制するとともに第２流路２３から第１流路２２への水素ガスの流通を許容する逆止弁１５を、安全弁１４とは異なる態様で水素ガスの流通を制御する他の弁として用いている。

　ここで、第２取付穴９２が第１取付穴９１の底面に開口する構成では、他の弁は第１取付穴９１を介して第２取付穴９２に取り付ける必要がある。そのため、例えば第２取付穴９２がボディ１１の外面に開口している場合に比べ、他の弁の組み付け性の低下は避けられない。この点、逆止弁１５は、例えば電磁弁等に比べて比較的簡易な構成の弁であるため、第１取付穴９１を介して容易に第２取付穴９２に取り付けることができる。これにより、弁アセンブリ１の組み付け性の低下を抑制できる。

　（４）第１流路２２は、第２取付穴９２の内周面に開口し、第２流路２３は、第２取付穴９２の底面に開口する。そのため、例えば第１流路２２が第１取付穴９１の内周面に開口する場合に比べ、第２流路２３から流入する水素ガスを速やかにガスタンク２に充填することができる。

　（５）逆止弁１５は、第２取付穴９２の内周面との間に空間Ｓを形成するように構成され、第２取付穴９２内に固定される逆止弁ハウジング１０１と、逆止弁ハウジング１０１内にスライド可能に収容される逆止弁体１０２とを備える。逆止弁ハウジング１０１は、逆止弁体１０２を収容するとともに第２流路２３と連通する収容穴１１３と、収容穴１１３を空間Ｓと連通させる横孔１１５と、空間Ｓを第１取付穴９１と連通させる連通路１１７とを有する。安全弁１４の流入口１６５は、連通路１１７及び空間Ｓを介して第１流路２２と連通する。

　上記構成によれば、第１取付穴９１は、ボディ１１に固定された逆止弁ハウジング１０１の連通路１１７を介して第１流路２２と連通される。そのため、安全弁１４の流入口１６５を第１流路２２に安定して連通させることができる。

　本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　・逆止弁ハウジング１０１は、ネジ締結により第２取付穴９２内に固定されたが、これに限らず、例えば圧入等の任意の固定方法により第２取付穴９２内に固定されてもよい。同様に、安全弁ハウジング１４１は、例えば圧入等の任意の固定方法により第１取付穴９１内に固定されてもよい。また、留め具１４５は、例えば圧入等の任意の固定方法により安全弁ハウジング１４１に固定されてもよい。

　・連通路１１７は、縦通路１１８及び横通路１１９を有したが、これに限らない。連通路１１７は、充填部分３１を第１取付穴９１と連通させることができれば、例えば軸線Ｌ２に対して傾斜した直線状をなしていてもよい。

　・第２取付穴９２の内周面と逆止弁ハウジング１０１の外周面との間に筒状の空間Ｓを形成したが、これに限らず、第１流路２２の充填部分３１を第１取付穴９１に連通させることができれば、空間Ｓの形状は筒状でなくてもよい。

　・逆止弁ハウジング１０１と安全弁ハウジング１４１とは、互いに分離した別部品として構成されたが、これに限らず、逆止弁ハウジングと安全弁ハウジングとを切れ目のない連続した一体品（ｏｎｅ　ｐｉｅｃｅ）として構成してもよい。つまり、安全弁１４及び逆止弁１５が１つのハウジングを共有してもよい。

　・第１取付穴９１の形状は適宜変更可能である。第１取付穴９１は、例えば軸線Ｌ１に沿った全長にわたって略一定の内径を有していてもよい。つまり、第１取付穴９１は、段付き穴ではなく、単純な丸穴であってもよい。また、第２取付穴９２の形状は適宜変更可能である。第２取付穴９２は、例えば段付き穴であってもよい。さらに、第１取付穴９１の内径と第２取付穴９２の内径とが互いに略同一であってもよい。

　・逆止弁１５以外の弁サブアセンブリ、例えば過流防止弁や電磁弁等を他の弁として用いてもよい。
　・第１流路２２の充填部分３１を第２取付穴９２の内周面に開口させたが、これに限らず、例えば第１取付穴９１の内周面における底面寄りに開口させてもよい。

　・第２取付穴９２の軸線Ｌ２が第１取付穴９１の軸線Ｌ１と一致しなくてもよい。つまり、第２取付穴９２を第１取付穴９１と同軸上に設けなくてもよい。
　・弁アセンブリ１は高圧の水素ガスの流通を制御したが、これに限らず、水素ガス以外のガスの流通を制御してもよい。

Claims

　ボディと、
　前記ボディに取り付けられるように構成される複数の弁サブアセンブリと、を備える弁アセンブリであって、
　前記複数の弁サブアセンブリは、
　　流入口を有する安全弁であって、前記安全弁の温度が閾値温度を超えた場合に前記流入口に流入するガスを外部に放出するように構成される安全弁と、
　　前記安全弁とは異なる態様でガスの流通を制御するように構成される他の弁と、を含み、
　前記ボディは、
　　ガスタンクに接続される第１流路及び外部機器に接続される第２流路を有するガス流路と、
　前記第１流路及び前記第２流路の各々に連通する統合取付穴と、を含み、
　前記統合取付穴は、
　　前記ボディの外面に開口するとともに、前記安全弁が取り付けられるように構成される第１取付穴と、
　　前記第１取付穴の底面に開口するとともに、前記他の弁が取り付けられるように構成される第２取付穴と、を含み、
　前記流入口は、前記他の弁の開閉状態に関わらず、前記第１流路と連通するように構成される、弁アセンブリ。
　請求項１に記載の弁アセンブリであって、
　前記第２取付穴は、前記第１取付穴と同軸上に設けられる、弁アセンブリ。
　請求項１又は２に記載の弁アセンブリであって、
　前記他の弁は、前記第１流路から前記第２流路へのガスの流通を規制するとともに、前記第２流路から前記第１流路へのガスの流通を許容する逆止弁である、弁アセンブリ。
　請求項３に記載の弁アセンブリであって、
　前記第１流路は、前記第２取付穴の内周面に開口し、
　前記第２流路は、前記第２取付穴の底面に開口する、弁アセンブリ。
　請求項４に記載の弁アセンブリであって、
　前記逆止弁は、
　　前記第２取付穴の内周面との間に空間を形成するように構成されるハウジングであって、前記第２取付穴内に固定されるハウジングと、
　　前記ハウジング内にスライド可能に収容される弁体と、を備え、
　前記ハウジングは、
　　前記弁体を収容するとともに前記第２流路と連通する収容穴と、
　　前記収容穴を前記空間と連通させる横孔と、
　　前記空間を前記第１取付穴と連通させる連通路と、を有し、
　前記流入口は、前記連通路及び前記空間を介して前記第１流路と連通する、弁アセンブリ。