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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024148207
(43)【公開日】2024-10-18
(54)【発明の名称】流量調整弁
(51)【国際特許分類】
F16K 31/50 20060101AFI20241010BHJP
F16K 1/38 20060101ALI20241010BHJP
F16K 1/04 20060101ALI20241010BHJP
【ＦＩ】
F16K31/50 B
F16K1/38 C
F16K1/04 A
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023061124
(22)【出願日】2023-04-05
(71)【出願人】
【識別番号】000151346
【氏名又は名称】株式会社タツノ
(74)【代理人】
【識別番号】110000431
【氏名又は名称】弁理士法人高橋特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】竹澤 正浩
【テーマコード（参考）】
3H052
3H063
【Ｆターム（参考）】
3H052AA01
3H052BA03
3H052CA02
3H052CB02
3H052CC01
3H052CC03
3H052CD01
3H052DA02
3H052EA01
3H063AA01
3H063BB05
3H063BB09
3H063BB24
3H063DA02
3H063DB03
3H063FF03
3H063GG03
(57)【要約】
【課題】小流量時には高精度の制御が可能であり、且つ、大流量による気体燃料供給が可能な流量調整弁の提供。
【解決手段】本発明の流量調整弁（３０）は、小径の先端（１Ａ：シャフト先端）を備えたシャフト（１）と、流路（３：流路小径部３Ａを含む）が形成された本体部（２）と、開度調整用回転部材（４：開度調整ダイヤル）と、開度調整用回転部材（４）の回転をシャフト（１）の軸線方向移動に変換する変換機構（５）を備え、シャフト先端（１Ａ：シャフト先端テーパー部１ＡＴ）が本体部（２）に形成された流路（３）の流路小径部（３Ａ）に挿入可能に配置されており、シャフト先端（１Ａ）の外周と流路小径部（３Ａ）の内周面の間には（微小な）隙間（δ）が存在する様に設定されている。
【選択図】図５
【解決手段】本発明の流量調整弁（３０）は、小径の先端（１Ａ：シャフト先端）を備えたシャフト（１）と、流路（３：流路小径部３Ａを含む）が形成された本体部（２）と、開度調整用回転部材（４：開度調整ダイヤル）と、開度調整用回転部材（４）の回転をシャフト（１）の軸線方向移動に変換する変換機構（５）を備え、シャフト先端（１Ａ：シャフト先端テーパー部１ＡＴ）が本体部（２）に形成された流路（３）の流路小径部（３Ａ）に挿入可能に配置されており、シャフト先端（１Ａ）の外周と流路小径部（３Ａ）の内周面の間には（微小な）隙間（δ）が存在する様に設定されている。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
小径の先端を備えたシャフトと、流路が形成された本体部と、開度調整用回転部材と、開度調整用回転部材の回転をシャフトの軸線方向移動に変換する変換機構を備え、
シャフト先端が本体部に形成された流路の流路小径部に挿入可能に配置されており、シャフト先端の外周と流路小径部の内周面の間には隙間が存在する様に設定されていることを特徴とする流量調整弁。
シャフト先端が本体部に形成された流路の流路小径部に挿入可能に配置されており、シャフト先端の外周と流路小径部の内周面の間には隙間が存在する様に設定されていることを特徴とする流量調整弁。
【請求項2】
開度調整用回転部材の回転をシャフトの軸線方向移動に変換する機構は、開度調整用回転部材に形成された内ネジとシャフトの開度調整用回転部材側のネジ山との螺合部を有している請求項１の流量調整弁。
【請求項3】
開度調整用回転部材を回転した際に、シャフトが開度調整用回転部材と共回りすることを防止する共回り防止機構を設けている請求項２の流量調整弁。
【請求項4】
前記シャフトを前記シャフト先端側に移動させる機能を有する開度急速調整部材を設けている請求項１～３の何れか１項の流量調整弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば燃料電池車輌（ＦＣＶ）の水素タンク等の様な気体燃料を充填するべき機器に対して、例えば水素の様な気体燃料を充填するための充填装置（例えば水素充填装置）に関し、特に、当該充填装置に好適に用いられる流量調整弁に関する。
【背景技術】
【0002】
近年の環境問題の対策の一つとして、水素ガスを燃料とする燃料電池自動車（ＦＣＶ）及びそれに関連する設備の開発が活発に行われている。水素ガスを燃料する車両の普及を促進するためには、ＦＣＶに対して安定して水素ガスを充填することが出来る水素充填装置が必要である。出願人は、その様な水素充填装置を既に提案しており（例えば特許文献１）、当該水素充填装置においては、水素供給配管に介装され制御装置の信号に基づき充填する水素の流量制御を行う流量調整弁が開示されている。
また、流量調整弁としては、例えば、ボディ内部に形成される流入口と流出口とを連通する流路と、当該流路に形成される弁座と、弁座に当接・離間し、流路を連通・遮断する弁体と、弁体を移動させるアクチュエータとを備える流量調整弁が提案されている（特許文献２参照）。係る流量調整弁（特許文献２の流量調整弁）では、アクチュエータのステッピングモータの回転軸はボールネジと接続されており、当該ボールネジは、筒状の上部カバー内に上下動可能に備えられたスライダに配設されており、前記ボールネジによって、ステッピングモータの回転運動をスライダの直線運動に変換している。係る構成により、例えば特許文献２の流量調整弁は、作動流体が高圧である場合においても確実に開閉制御を行うことが出来る。
また、流量調整弁としては、例えば、ボディ内部に形成される流入口と流出口とを連通する流路と、当該流路に形成される弁座と、弁座に当接・離間し、流路を連通・遮断する弁体と、弁体を移動させるアクチュエータとを備える流量調整弁が提案されている（特許文献２参照）。係る流量調整弁（特許文献２の流量調整弁）では、アクチュエータのステッピングモータの回転軸はボールネジと接続されており、当該ボールネジは、筒状の上部カバー内に上下動可能に備えられたスライダに配設されており、前記ボールネジによって、ステッピングモータの回転運動をスライダの直線運動に変換している。係る構成により、例えば特許文献２の流量調整弁は、作動流体が高圧である場合においても確実に開閉制御を行うことが出来る。
【0003】
しかし、上述した流量調整弁では、弁体が弁座を離隔した瞬間に、急激に流路断面積が増加して流量が増加するので、特に小流量の水素を流すことが要求される場合には、弁開度或いは流量の制御が困難であるという問題を有している。
ここで、流量を絞ることにより、流量を高精度に制御することが可能であるが、水素等の気体燃料の充填に際してはなるべく早く充填を終わらせたいという要請があり、そのため、大流量で充填することが要求される。
小流量時にも高精度の制御が可能であり、且つ、大流量による気体燃料供給の要請に応えることが出来る流量調整弁は、未だに提案されていない。
ここで、流量を絞ることにより、流量を高精度に制御することが可能であるが、水素等の気体燃料の充填に際してはなるべく早く充填を終わらせたいという要請があり、そのため、大流量で充填することが要求される。
小流量時にも高精度の制御が可能であり、且つ、大流量による気体燃料供給の要請に応えることが出来る流量調整弁は、未だに提案されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－１３９３９０号公報
【特許文献2】特開２０２１－１９６００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、小流量時にも高精度の制御が可能であり、且つ、大流量による気体燃料供給が可能な流量調整弁の提供を目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の流量調整弁（３０）は、小径の先端（１Ａ：シャフト先端）を備えたシャフト（１）と、流路（３：流路小径部３Ａを含む）が形成された本体部（２）と、開度調整用回転部材（４：開度調整ダイヤル）と、開度調整用回転部材（４）の回転をシャフト（１）の軸線方向移動に変換する変換機構（５）を備え、
シャフト先端（１Ａ）が本体部（２）に形成された流路（３）の流路小径部（３Ａ）に挿入可能に配置されており、シャフト先端（１Ａ）の外周と流路小径部（３Ａ）の内周面の間には（微小な）隙間（δ）が存在する様に設定されていることを特徴としている。
シャフト先端（１Ａ）が本体部（２）に形成された流路（３）の流路小径部（３Ａ）に挿入可能に配置されており、シャフト先端（１Ａ）の外周と流路小径部（３Ａ）の内周面の間には（微小な）隙間（δ）が存在する様に設定されていることを特徴としている。
【0007】
本発明において、開度調整用回転部材（４）の回転をシャフト（１）の軸線方向移動に変換する機構（５）は、開度調整用回転部材（４）に形成された内ネジ（４Ｃ）とシャフト（１）の開度調整用回転部材側（シャフト基部１Ｂ）のネジ山（１Ｃ）との螺合部（５Ａ）を有しているのが好ましい。
【0008】
また、開度調整用回転部材（４）を回転した際に、シャフト（１）が開度調整用回転部材（４）と共回りすることを防止する共回り防止機構（６：共回り防止部材６Ａと共回り防止ボルト６Ｂ）を設けているのが好ましい。
【0009】
さらに本発明において、前記シャフト（１）を前記シャフト先端（１Ａ）側（シャフト軸方向の流路調整部１０側）に移動させる機能を有する開度急速調整部材（７：開度急速調整ボタン）を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【0010】
上述の構成を具備する本発明の流量調整弁（３０）によれば、小径のシャフト先端（１Ａ）に隣接するシャフト先端テーパー部（１ＡＴ）が弁体を構成しており、本体部（２）に形成された流路小径部（３Ａ）に隣接する流路テーパー部（３ＡＴ）が弁座を構成して、シャフト先端テーパー部（１ＡＴ）が流路テーパー部（３ＡＴ）に係合することで閉鎖され、シャフト先端テーパー部（１ＡＴ）が流路テーパー部（３ＡＴ）から離隔することで開放される。
ここで、シャフト先端（１Ａ）の外周と流路小径部（３Ａ）の内周面の間には隙間（δ）が存在する。流量調整弁（３０）の開放時であって、シャフト先端（１Ａ）が流路小径部（３Ａ）内に挿入されている場合（小流量領域）には、隙間（δ）を気体燃料（例えば水素）が流れる。隙間（δ）は微小であり、隙間（δ）を気体燃料が流れる距離（シャフト軸方向長さＬｔ）が長いと流路抵抗が大きく、気体燃料流量は小さくなるが、距離が短いと流路抵抗が小さくなり、気体燃料の流量は大きくなる。
本発明によれば、隙間（δ）を気体燃料が流れる長さ、すなわちシャフト先端（１Ａ）が流路小径部（３Ａ）内に挿入されている長さを調整することにより、隙間（δ）を介して流れる気体燃料の流量（比較的小さい流量）を正確に微調整することが出来る。
ここで、シャフト先端（１Ａ）の外周と流路小径部（３Ａ）の内周面の間には隙間（δ）が存在する。流量調整弁（３０）の開放時であって、シャフト先端（１Ａ）が流路小径部（３Ａ）内に挿入されている場合（小流量領域）には、隙間（δ）を気体燃料（例えば水素）が流れる。隙間（δ）は微小であり、隙間（δ）を気体燃料が流れる距離（シャフト軸方向長さＬｔ）が長いと流路抵抗が大きく、気体燃料流量は小さくなるが、距離が短いと流路抵抗が小さくなり、気体燃料の流量は大きくなる。
本発明によれば、隙間（δ）を気体燃料が流れる長さ、すなわちシャフト先端（１Ａ）が流路小径部（３Ａ）内に挿入されている長さを調整することにより、隙間（δ）を介して流れる気体燃料の流量（比較的小さい流量）を正確に微調整することが出来る。
【0011】
ここで本発明によれば、開度調整用回転部材（４）の回転をシャフト（１）の軸線方向移動に変換する変換機構（５）が設けられているので、開度調整用回転部材（４）を回転してシャフト（１）を軸方向に移動して、流路小径部（３Ａ）内のシャフト軸方向長さ（Ｌｔ）及び流路抵抗を変動し、シャフト先端（１Ａ）が流路小径部（３Ａ）内に挿入されている長さ（Ｌｔ）、すなわち隙間（δ）を気体燃料が流れる距離を調整することが出来る。係る機構はネジの回転をネジの軸線方向移動に変換する機構を構成するので、開度調整用回転部材（４）の回転量が大きくてもシャフト軸線方向の移動量は大きくならず、シャフト軸線方向の移動量の微調整が可能である。
ここで、隙間（δ）を気体燃料が流れる場合には、隙間（δ）の流路抵抗が大きいため、気体燃料は小流量であり、小流量領域の微調整が容易且つ確実に行われる。
また、シャフト先端テーパー部（１ＡＴ）が流路テーパー部（３ＡＴ）から離隔しても、気体燃料は流路抵抗が大きい隙間（δ）を流れる。そのため、本発明の流量調整弁（３０）によれば、開放した瞬間に、大量の気体燃料が流れてしまうことが防止される。
ここで、隙間（δ）を気体燃料が流れる場合には、隙間（δ）の流路抵抗が大きいため、気体燃料は小流量であり、小流量領域の微調整が容易且つ確実に行われる。
また、シャフト先端テーパー部（１ＡＴ）が流路テーパー部（３ＡＴ）から離隔しても、気体燃料は流路抵抗が大きい隙間（δ）を流れる。そのため、本発明の流量調整弁（３０）によれば、開放した瞬間に、大量の気体燃料が流れてしまうことが防止される。
【0012】
ここで、本発明の流量調整弁（３０）が閉鎖している状態から、隙間（δ）を介して小流量の水素が流れる状態を介して、水素流量が急速に増加する状態（大流量の状態）に至るまでは、シャフト先端（１Ａ）が流路小径部（３Ａ）から外れる方向に移動することにより流量調整が実行される。そのため、本発明によれば、
閉鎖状態→小流量の状態→大流量の状態
の移行は、シャフト先端（１Ａ）を流路小径部（３Ａ）から外す方向に移動する操作により連続的に行われる。
そのため本発明の流量調整弁（３０）によれば、閉鎖直後すなわち開弁時は少ない流量で水素が流れ、徐々に少ない流量が増加して（小流量領域）、ある状態（図９で示す状態）以降は急速に流量が増加する（大流量領域）。
閉鎖状態→小流量の状態→大流量の状態
の移行は、シャフト先端（１Ａ）を流路小径部（３Ａ）から外す方向に移動する操作により連続的に行われる。
そのため本発明の流量調整弁（３０）によれば、閉鎖直後すなわち開弁時は少ない流量で水素が流れ、徐々に少ない流量が増加して（小流量領域）、ある状態（図９で示す状態）以降は急速に流量が増加する（大流量領域）。
【0013】
気体燃料の充填に際しては、気体燃料を充填するべき容器（２５：例えばＦＣＶの水素タンク）と気体燃料供給タンク（２１）との差圧が減少すると、気体燃料供給タンクを超高圧タンク（２２）に切り換える必要がある。超高圧タンク（２２）に切り換える際には、流量調整弁（３０）の開度を小さくして気体燃料の流量を小さくする必要がある。
本発明において開度急速調整部材（７：開度急速調整ボタン）を備えていれば、開度急速調整部材（７）をシャフト軸方向の流路調整部（１０）側に押圧することにより（図４の領域ＬＣ）、シャフト（１）全体を、シャフト基部（１Ｂ）で螺合している開度調整ダイヤル（４）と共に、シャフト軸方向の流路調整部側（１０）に移動させることが出来る。その結果、シャフト先端（１Ａ）が流路小径部（３Ａ）に挿入されている長さ（隙間δを気体燃料が流れる距離：シャフト軸方向長さＬｔ）が長くなり、流路抵抗が大きくなるので、流量調整弁（３０）からの流量は小さくなる（図４の領域ＬＤ）。
すなわち本発明によれば、開度急速調整部材（７）をシャフト軸方向の流路調整部（１０）側に押圧することにより、流量調整弁（３０）からの流量を急激に小さくして、気体燃料供給タンクの交換を安全且つ円滑に行うことが出来る。
本発明において開度急速調整部材（７：開度急速調整ボタン）を備えていれば、開度急速調整部材（７）をシャフト軸方向の流路調整部（１０）側に押圧することにより（図４の領域ＬＣ）、シャフト（１）全体を、シャフト基部（１Ｂ）で螺合している開度調整ダイヤル（４）と共に、シャフト軸方向の流路調整部側（１０）に移動させることが出来る。その結果、シャフト先端（１Ａ）が流路小径部（３Ａ）に挿入されている長さ（隙間δを気体燃料が流れる距離：シャフト軸方向長さＬｔ）が長くなり、流路抵抗が大きくなるので、流量調整弁（３０）からの流量は小さくなる（図４の領域ＬＤ）。
すなわち本発明によれば、開度急速調整部材（７）をシャフト軸方向の流路調整部（１０）側に押圧することにより、流量調整弁（３０）からの流量を急激に小さくして、気体燃料供給タンクの交換を安全且つ円滑に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】水素充填の概要を示す説明図である。
【図2】ＦＣＶタンク圧力の時間に対する特性を示す特性図である。
【図3】ＦＣＶへの水素充填において望ましい流量調整弁開度－水素流量特性を示す特性図である。
【図4】ＦＣＶへの水素充填における時間－流量調整弁開度特性の一例を示す特性図である。
【図5】本発明の第１実施形態に係る流量調整弁の閉鎖時を示す断面図である。
【図6】第１実施形態に係る流量調整弁の閉鎖時におけるシャフト先端と流路小径部の相対位置を示す拡大説明断面図である。
【図7】流量調整弁の小流量領域の状態を示す断面図である。
【図9】流量調整弁の小流量領域の状態と大流量の領域の境界におけるシャフト先端と流路小径部の相対位置を示す拡大説明断面図である。
【図10】流量調整弁の大流量領域の状態を示す断面図である。
【図13】本発明の第２実施形態に係る流量調整弁の閉鎖時を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図示の実施形態では、充填装置である水素充填装置により、気体燃料として水素を、ＦＣＶ（燃料電池自動車：燃料が充填される機器）に充填する態様を例示して説明する。
最初に図１～図３を参照して、水素充填における流量調整弁３０の作用について説明する。
図１において、水素ガス供給タンク２０側は、高圧タンク２１と超高圧タンク２２により構成されている。水素ガス供給タンク２０は水素配管２６を介して燃料電池自動車ＦＣＶの燃料タンク２５に接続され、水素配管２６には流量調整弁３０が介装されている。
水素配管２６において、合流箇所２７では、高圧タンク２１に接続される水素配管２６Ａと超高圧タンク２２に接続される水素配管２６Ｂが合流している。水素配管２６Ａ、２６Ｂにはそれぞれ切換開閉弁２３Ａ、２３Ｂが介装されている。
水素ガスの充填に際しては、最初は水素ガスを充填するべき燃料タンク２５と水素ガス供給側の高圧タンク２１とを連通し、燃料タンク２５と高圧タンク２１の差圧が減少すると、高圧タンク２１を超高圧タンク２２に切り換える。高圧タンク２１を超高圧タンク２２に切り換える際には、切換開閉弁２３Ａ、２３Ｂを操作し、切換当初は流量調整弁３０の開度を小さくして、流量調整弁３０における水素ガスの流量を小さくしている。
図１において、水素充填装置の図示は省略している。
図示の実施形態では、充填装置である水素充填装置により、気体燃料として水素を、ＦＣＶ（燃料電池自動車：燃料が充填される機器）に充填する態様を例示して説明する。
最初に図１～図３を参照して、水素充填における流量調整弁３０の作用について説明する。
図１において、水素ガス供給タンク２０側は、高圧タンク２１と超高圧タンク２２により構成されている。水素ガス供給タンク２０は水素配管２６を介して燃料電池自動車ＦＣＶの燃料タンク２５に接続され、水素配管２６には流量調整弁３０が介装されている。
水素配管２６において、合流箇所２７では、高圧タンク２１に接続される水素配管２６Ａと超高圧タンク２２に接続される水素配管２６Ｂが合流している。水素配管２６Ａ、２６Ｂにはそれぞれ切換開閉弁２３Ａ、２３Ｂが介装されている。
水素ガスの充填に際しては、最初は水素ガスを充填するべき燃料タンク２５と水素ガス供給側の高圧タンク２１とを連通し、燃料タンク２５と高圧タンク２１の差圧が減少すると、高圧タンク２１を超高圧タンク２２に切り換える。高圧タンク２１を超高圧タンク２２に切り換える際には、切換開閉弁２３Ａ、２３Ｂを操作し、切換当初は流量調整弁３０の開度を小さくして、流量調整弁３０における水素ガスの流量を小さくしている。
図１において、水素充填装置の図示は省略している。
【0016】
図１を参照して説明した水素充填において、ＦＣＶ側タンク圧力の時間に対する特性が、図２において特性線Ｌ２として示されている。
ここで、特性線Ｌ２における傾きθが大きい場合には急激な圧力変化（上昇）が生じているので、充填速度は速くなるが、燃料タンク２５（図１）や水素配管２６（図１）が損傷、破損する可能性が増加する。
一方、水素充填に際しては、耐圧、耐久等の面で関連機器が許す限り、早期に充填を終了するため高速で水素充填を行いたいという要請が存在する。
係る要請に対しては、水素流量（例えば質量流量）を高精度に制御する必要があり、当該制御を実行するため、流量調整弁３０（図１）が設けられている。
ここで、図２で示す特性線Ｌ２における領域ＬＡは、上述した水素ガス供給側を高圧タンク２１から超高圧タンク２２に切り換える領域を表示している。
ここで、特性線Ｌ２における傾きθが大きい場合には急激な圧力変化（上昇）が生じているので、充填速度は速くなるが、燃料タンク２５（図１）や水素配管２６（図１）が損傷、破損する可能性が増加する。
一方、水素充填に際しては、耐圧、耐久等の面で関連機器が許す限り、早期に充填を終了するため高速で水素充填を行いたいという要請が存在する。
係る要請に対しては、水素流量（例えば質量流量）を高精度に制御する必要があり、当該制御を実行するため、流量調整弁３０（図１）が設けられている。
ここで、図２で示す特性線Ｌ２における領域ＬＡは、上述した水素ガス供給側を高圧タンク２１から超高圧タンク２２に切り換える領域を表示している。
【0017】
図３では、流量調整弁の開度と水素流量の特性が特性線Ｌ３で示されており、流量調整弁の開度が閉鎖状態（図３の原点）から開弁された後、開度が徐々に増加する（図３の原点近傍の領域）。そして、開度が小さい状態の小流量領域Ｒ１から、開度が増加した大流量領域Ｒ２に移行する。
図３において、小流量領域Ｒ１における特性線Ｌ３１の傾きθ１よりも、大流量領域Ｒ２における特性線Ｌ３２の傾きθ２が大きい。特性線Ｌ３１の傾きθ１を小さくすることにより、小流量領域Ｒ１における圧力上昇を小さくして、ＦＣＶの燃料タンクや各種配管へのダメージを小さくすることが出来るからである。また、特性線Ｌ３２の傾きθ２が大きければ、水素流量が大きくなり、高速で水素充填を行いたいという要請に応えることが出来る。
ここで、水素供給系統（ＦＣＶの燃料タンク等の関連機器を含む）がダメージを受け易いのは、小流量領域Ｒ１、特に流量調整弁が開弁した直後である。
図示の実施形態に係る流量調整弁３０（図５～図１３参照）について、小流量領域Ｒ１での流量調整弁の作動については図５～図９を参照して説明され、大流量領域Ｒ２での流量調整弁の作動については、図１０～図１１を参照して説明される。
図３において、符号Ｌ３３は小流量領域Ｒ１と第流量領域Ｒ２の境界であり、図示の実施形態において、図３の符号３３で示す状態における状態については、図９を参照して後述する。
図３において、小流量領域Ｒ１における特性線Ｌ３１の傾きθ１よりも、大流量領域Ｒ２における特性線Ｌ３２の傾きθ２が大きい。特性線Ｌ３１の傾きθ１を小さくすることにより、小流量領域Ｒ１における圧力上昇を小さくして、ＦＣＶの燃料タンクや各種配管へのダメージを小さくすることが出来るからである。また、特性線Ｌ３２の傾きθ２が大きければ、水素流量が大きくなり、高速で水素充填を行いたいという要請に応えることが出来る。
ここで、水素供給系統（ＦＣＶの燃料タンク等の関連機器を含む）がダメージを受け易いのは、小流量領域Ｒ１、特に流量調整弁が開弁した直後である。
図示の実施形態に係る流量調整弁３０（図５～図１３参照）について、小流量領域Ｒ１での流量調整弁の作動については図５～図９を参照して説明され、大流量領域Ｒ２での流量調整弁の作動については、図１０～図１１を参照して説明される。
図３において、符号Ｌ３３は小流量領域Ｒ１と第流量領域Ｒ２の境界であり、図示の実施形態において、図３の符号３３で示す状態における状態については、図９を参照して後述する。
【0018】
図４において、水素充填における流量調整弁開度の時間特性を例示する特性線Ｌ４において、充填開始直後から時間ＬＢまでは、調整弁開度は傾きθ１で線形に増加する。上述した様に、充填開始直後は水素を小流量で供給し（小流量領域Ｒ１）、その後、水素を大流量で供給する（大流量領域Ｒ２）。
ここで、大流量領域Ｒ２における傾きが小流量領域Ｒ１の傾きθ１から変化して大きくなる可能性があるが、図示の簡略化のため、図４の特性線Ｌ４では、小流量領域Ｒ１と大流量領域Ｒ２は、同一の傾きθ１の直線で表現されている。
図４において符号ＬＣ、ＬＤで示す領域は、高圧タンクから超高圧タンクに切り換えるタイミングを示している。符号ＬＣで示す領域では、タンクを切り換えるために急激に弁開度を減少する。そして、タンク切り換えのために領域ＬＤを経過した後に、超高圧タンクからＦＣＶのタンクに水素を充填され、特性線Ｌ４１に従って調整弁開度が線形に増加する。
そして、図３、図４で示す特性は、図示の実施形態に係る流量調整弁３０により実現される。
ここで、大流量領域Ｒ２における傾きが小流量領域Ｒ１の傾きθ１から変化して大きくなる可能性があるが、図示の簡略化のため、図４の特性線Ｌ４では、小流量領域Ｒ１と大流量領域Ｒ２は、同一の傾きθ１の直線で表現されている。
図４において符号ＬＣ、ＬＤで示す領域は、高圧タンクから超高圧タンクに切り換えるタイミングを示している。符号ＬＣで示す領域では、タンクを切り換えるために急激に弁開度を減少する。そして、タンク切り換えのために領域ＬＤを経過した後に、超高圧タンクからＦＣＶのタンクに水素を充填され、特性線Ｌ４１に従って調整弁開度が線形に増加する。
そして、図３、図４で示す特性は、図示の実施形態に係る流量調整弁３０により実現される。
【0019】
本発明の第１実施形態について、図５～図１１を参照して説明する。
図５において、第１実施形態に係る流量調整弁は全体を符号３０で示されており、流量調整弁３０は、小径の先端１Ａを備えたシャフト１と、流路小径部３Ａが形成された本体部２と、開度調整用回転部材４（開度調整ダイヤル）と、開度調整用回転部材４の回転をシャフト１の軸方向移動に変換する変換機構５を備えている。
シャフト１は、先端側（図５では上方側）の流路調整部１０（図５において２点鎖線で示す領域）に位置するシャフト先端１Ａ、シャフト先端１Ａの他端（図５で下端部）近傍に位置するシャフト基部１Ｂを有しており、本体部２に形成された空間内を軸方向（図５で上下方向）に移動可能である。
本体部２の一部を構成し、シャフト先端１Ａが挿入される流路３Ａが形成されている領域である流路形成部は、図５では符号２Ｃで示されている。
図５において、第１実施形態に係る流量調整弁は全体を符号３０で示されており、流量調整弁３０は、小径の先端１Ａを備えたシャフト１と、流路小径部３Ａが形成された本体部２と、開度調整用回転部材４（開度調整ダイヤル）と、開度調整用回転部材４の回転をシャフト１の軸方向移動に変換する変換機構５を備えている。
シャフト１は、先端側（図５では上方側）の流路調整部１０（図５において２点鎖線で示す領域）に位置するシャフト先端１Ａ、シャフト先端１Ａの他端（図５で下端部）近傍に位置するシャフト基部１Ｂを有しており、本体部２に形成された空間内を軸方向（図５で上下方向）に移動可能である。
本体部２の一部を構成し、シャフト先端１Ａが挿入される流路３Ａが形成されている領域である流路形成部は、図５では符号２Ｃで示されている。
【0020】
開度調整ダイヤル４は中空の部材であり、径寸法の異なる円筒状部材であるシャフト嵌合部４Ａ、ダイヤル操作部４Ｂをシャフト中心軸方向に接続して構成されている。そして開度調整ダイヤル４は、流量調整弁３０における流路調整部１０と反対側（図５で下方）の端部に配置されている。
開度調整ダイヤル４のシャフト嵌合部４Ａの内周面には内ネジ４Ｃが形成され、シャフト基部１Ｂに形成されたシャフトネジ山１Ｃと螺合しており、螺合部５Ａを構成している。そして螺合部５Ａは、開度調整ダイヤル４の回転をシャフト１の軸線方向移動に変換する変換機構５を構成している。換言すれば、変換機構５は、回転運動（ネジの回転）を直線運動（ネジの軸線方向移動）に変換する機能を有する機構であり、図示の実施形態ではネジ機構により構成されている。
開度調整ダイヤル４のダイヤル操作部４Ｂは、本体部２から（図５では下方に）突出して配置されている。
開度調整ダイヤル４のダイヤル操作部４Ｂを回転すると、ダイヤル操作部４Ｂにおける当該回転は、螺合部５Ａにおいて、シャフト１をシャフト軸方向（図５の上下方向）に移動する動きに変換される。その結果、シャフト１は上下に移動する。
開度調整ダイヤル４を円滑に回転するために、流量調整弁３０の本体部２の内部において、開度調整ダイヤル４のシャフト嵌合部４Ａの下端（図５で）はスラストベアリング８によって支持されている。そのため、開度調整ダイヤル４がシャフト軸方向に押圧されても円滑に回転することが出来る。
開度調整ダイヤル４の操作は手動で行われるが、例えばモーター等の手段により回転させることも可能である。
開度調整ダイヤル４のシャフト嵌合部４Ａの内周面には内ネジ４Ｃが形成され、シャフト基部１Ｂに形成されたシャフトネジ山１Ｃと螺合しており、螺合部５Ａを構成している。そして螺合部５Ａは、開度調整ダイヤル４の回転をシャフト１の軸線方向移動に変換する変換機構５を構成している。換言すれば、変換機構５は、回転運動（ネジの回転）を直線運動（ネジの軸線方向移動）に変換する機能を有する機構であり、図示の実施形態ではネジ機構により構成されている。
開度調整ダイヤル４のダイヤル操作部４Ｂは、本体部２から（図５では下方に）突出して配置されている。
開度調整ダイヤル４のダイヤル操作部４Ｂを回転すると、ダイヤル操作部４Ｂにおける当該回転は、螺合部５Ａにおいて、シャフト１をシャフト軸方向（図５の上下方向）に移動する動きに変換される。その結果、シャフト１は上下に移動する。
開度調整ダイヤル４を円滑に回転するために、流量調整弁３０の本体部２の内部において、開度調整ダイヤル４のシャフト嵌合部４Ａの下端（図５で）はスラストベアリング８によって支持されている。そのため、開度調整ダイヤル４がシャフト軸方向に押圧されても円滑に回転することが出来る。
開度調整ダイヤル４の操作は手動で行われるが、例えばモーター等の手段により回転させることも可能である。
【0021】
高圧タンク２１（或いは超高圧タンク２２：図１参照）から供給される水素ガスは、水素流入口２Ａから本体部２に流入し（矢印Ａ１）、流路調整部１０を流過し、流出口２Ｂから流出する（矢印Ａ２）。そして水素充填装置の充填ノズル（図示せず）を介して、水素ガスはＦＣＶの車載タンク２５（図１）に充填される。流路調整部１０では、シャフト１（小径の先端１Ａ）の軸方向位置により、水素ガスの充填開始から流量調整弁３０の弁開度（或いは水素ガス流量）が微調整され、圧力、流量が調整（制御）される。
流路調整部１０において、シャフト１が（図５で）上方へ移動すると、シャフト先端１Ａが本体部２に形成された流路小径部３Ａ（図６参照）に差し込まれ、シャフト先端１Ａが流路小径部３Ａに差し込まれる軸方向長さが長くなる。
一方、流路調整部１０において、シャフト１が（図５で）下方へ移動すると、シャフト先端１Ａが流路小径部３Ａ（図６参照）に差し込まれる軸方向長さが小さくなり、さらにシャフト先端１Ａが流路小径部３Ａから外れる。
図６を参照して後述する様に、シャフト先端１Ａが流路小径部３Ａに差し込まれる軸方向長さが大きいと、流路小径部３Ａにおける流路抵抗が大きくなり、流路小径部３Ａを流れる水素ガスの流量が小さくなる。一方、シャフト先端１Ａが流路小径部３Ａに差し込まれる軸方向長さが小さいと、流路小径部３Ａにおける流路抵抗が小さくなり、流路小径部３Ａを流れる水素ガスの流量が大きくなる。流路調整部１０における水素ガスの流量調整制御については、図６も参照して詳述する。
流路調整部１０において、シャフト１が（図５で）上方へ移動すると、シャフト先端１Ａが本体部２に形成された流路小径部３Ａ（図６参照）に差し込まれ、シャフト先端１Ａが流路小径部３Ａに差し込まれる軸方向長さが長くなる。
一方、流路調整部１０において、シャフト１が（図５で）下方へ移動すると、シャフト先端１Ａが流路小径部３Ａ（図６参照）に差し込まれる軸方向長さが小さくなり、さらにシャフト先端１Ａが流路小径部３Ａから外れる。
図６を参照して後述する様に、シャフト先端１Ａが流路小径部３Ａに差し込まれる軸方向長さが大きいと、流路小径部３Ａにおける流路抵抗が大きくなり、流路小径部３Ａを流れる水素ガスの流量が小さくなる。一方、シャフト先端１Ａが流路小径部３Ａに差し込まれる軸方向長さが小さいと、流路小径部３Ａにおける流路抵抗が小さくなり、流路小径部３Ａを流れる水素ガスの流量が大きくなる。流路調整部１０における水素ガスの流量調整制御については、図６も参照して詳述する。
【0022】
図５において、開度調整ダイヤル４を回転した際に、シャフト１が開度調整ダイヤル４と共回りをしてしまうと、シャフト１は軸方向（図５の上下方向）に移動しない。開度調整ダイヤル４を回転した際にシャフト１が開度調整ダイヤル４と共回りしない様にするため、流量調整弁３０には共回り防止機構６が設けられている。共回り防止機構６は、共回り防止部材６Ａと共回り防止ボルト６Ｂとを有している。ここで、共回り防止ボルト６Ｂに代えて、ピンを用いることも可能である。
共回り防止部材６Ａは、中空円筒形である上側部材６Ａ１と下側部材６Ａ２を組み合わせた回転体形状をしている。上側部材６Ａ１の上端部には半径方向外方に延在するつば部６Ａ３が形成され、下側部材６Ａ２にはシャフト軸方向に延在する溝６Ａ４（共回り防止部材の溝）が形成されている。共回り防止部材６Ａは、図示しない手段により本体部２に取り付けられているため、シャフト円周方向には回転しない。
共回り防止部材６Ａは、中空円筒形である上側部材６Ａ１と下側部材６Ａ２を組み合わせた回転体形状をしている。上側部材６Ａ１の上端部には半径方向外方に延在するつば部６Ａ３が形成され、下側部材６Ａ２にはシャフト軸方向に延在する溝６Ａ４（共回り防止部材の溝）が形成されている。共回り防止部材６Ａは、図示しない手段により本体部２に取り付けられているため、シャフト円周方向には回転しない。
【0023】
共回り防止ボルト６Ｂは下側部材６Ａ２の溝６Ａ４からシャフト１の大径部１Ｄに螺合されており、他端にはナット６Ｄが嵌合している。溝６Ａ４はシャフト軸方向に延在しているので、共回り防止ボルト６Ｂ及びシャフト１はシャフト軸方向（図５では上下方向）には移動可能である。
本体部２の内部において、共回り防止部材６Ａの半径方向外方に複数の（例えば４箇所の）付勢用バネ６Ｃがシャフト円周方向に等間隔に設けられている。
付勢用バネ６Ｃの（図５における）上端は、シャフト軸方向に固定されたつば部６Ａ３に当接し、付勢用バネ６Ｃの下端は、共回り防止ボルト６Ｂに当接している。そして、付勢用バネ６Ｃのシャフト軸方向に伸長しようとする弾性反発力は、共回り防止ボルト６Ｂを常にシャフト軸方向の（図５における）下側に押し付ける様に作用している。
本体部２の内部において、共回り防止部材６Ａの半径方向外方に複数の（例えば４箇所の）付勢用バネ６Ｃがシャフト円周方向に等間隔に設けられている。
付勢用バネ６Ｃの（図５における）上端は、シャフト軸方向に固定されたつば部６Ａ３に当接し、付勢用バネ６Ｃの下端は、共回り防止ボルト６Ｂに当接している。そして、付勢用バネ６Ｃのシャフト軸方向に伸長しようとする弾性反発力は、共回り防止ボルト６Ｂを常にシャフト軸方向の（図５における）下側に押し付ける様に作用している。
【0024】
共回り防止ボルト６Ｂにはシャフト回転防止ベアリング６Ｅが下側部材６Ａ２の溝６Ａ４に当接するように設けられている。シャフト回転防止ベアリング６Ｅは、共回り防止ボルト６Ｂの周方向について円滑に回転するので、共回り防止ボルト６Ｂが共回り防止部材６Ａの溝６Ａ４内でシャフト軸方向（図５では上下方向）に円滑に移動するのを補助する。
従って、螺合部５Ａ（変換機構５）において開度調整ダイヤル４の回転がシャフト１の軸方向移動に変換されて、シャフト１はシャフト軸方向（図５では上下方向）に円滑に移動する。
従って、螺合部５Ａ（変換機構５）において開度調整ダイヤル４の回転がシャフト１の軸方向移動に変換されて、シャフト１はシャフト軸方向（図５では上下方向）に円滑に移動する。
【0025】
図５において、シャフト１の軸方向位置で、シャフト先端１Ａと共回り防止部材６Ａが配置される位置の中間位置には可動シール９が配置される。
可動シール９は、流入口２Ａから本体部２に流入した水素ガス（矢印Ａ１）が、シャフト１と本体部２との境界に沿って、流出口２Ｂと反対方向（図５で下方）に漏洩するのを防止する機能を有する。そして、当該漏洩防止機能に加えて、シャフト１と本体部２のシャフト軸方向の円滑な相対移動を支持する機能も有している。ただし可動シール９は、シャフト１の半径方向移動は防止している。
また、シャフト１における共回り防止部材６Ａの内周面には軸方向ベアリング１１が配置される。軸方向ベアリング１１を設けることにより、シャフト１の円滑な軸方向移動（図５の上下方向：本体部２に対する上下方向の相対移動）が促進される。
可動シール９は、流入口２Ａから本体部２に流入した水素ガス（矢印Ａ１）が、シャフト１と本体部２との境界に沿って、流出口２Ｂと反対方向（図５で下方）に漏洩するのを防止する機能を有する。そして、当該漏洩防止機能に加えて、シャフト１と本体部２のシャフト軸方向の円滑な相対移動を支持する機能も有している。ただし可動シール９は、シャフト１の半径方向移動は防止している。
また、シャフト１における共回り防止部材６Ａの内周面には軸方向ベアリング１１が配置される。軸方向ベアリング１１を設けることにより、シャフト１の円滑な軸方向移動（図５の上下方向：本体部２に対する上下方向の相対移動）が促進される。
【0026】
図５において、流量調整弁３０におけるシャフト先端１Ａと反対側（流路調整部１０と反対側：図５では下方）の端部に、シャフト１をシャフト先端１Ａ側（流路調整部１０側、図５では上方）に素早く移動させる機能を有する開度急速調整部材７（開度急速調整ボタン）が配置されている。開度急速調整ボタン７はボタン操作部７Ａと軸部７Ｂを備えており、軸部７Ｂの先端近傍のシャフト螺合部７Ｃにおいてシャフト基部１Ｂに形成された内ネジ（雌ネジ）に締結され、以て、軸部７Ｂはシャフト基部１Ｂに固定されている。
開度急速調整ボタン７をシャフト先端１Ａ側（図５の上方向）に押圧することにより、シャフト１全体を流路小径部３Ａ側（図５の上方向）に移動させることが出来る。
開度急速調整ボタン７をシャフト先端１Ａ側（図５の上方向）に押圧することにより、シャフト１全体を流路小径部３Ａ側（図５の上方向）に移動させることが出来る。
【0027】
図５に加え、図６を参照して、流量調整弁３０の流路調整部１０における調整弁開度或いは水素ガス流量の制御について説明する。図５、図６で示す状態では流量調整弁３０は閉鎖されている。
流路調整部１０の詳細を示す図６において、シャフト先端１Ａが挿入される領域を構成する流路形成部２Ｃには流路３（水素ガス流路）が形成されており、流路形成部２Ｃは本体部２の一部を構成している。
流路３は、流出口２Ｂに連通する流路小径部３Ａと、流路流入口２Ａに連通する流路大径部３Ｂと、それらを繋ぐ流路テーパー部３ＡＴとで形成されている。
シャフト先端１Ａの流入口２Ａ側（図５、図６では下側）にはシャフト先端テーパー部１ＡＴが形成されており、シャフト先端テーパー部１ＡＴの流入口２Ａ側はシャフト１（シャフト本体）に連続している。
図６の状態では、シャフト先端１Ａは流路小径部３Ａに挿入されており、シャフト先端テーパー部１ＡＴは流路テーパー部３ＡＴに係合（着座）している。ここで、シャフト先端テーパー部１ＡＴが弁体を構成し、流路テーパー部３ＡＴが弁座を構成している。図６の状態では、流量調整弁３０は閉鎖されており、水素ガスは通過不可能である。
ここで、弁体を構成しているシャフト先端テーパー部１ＡＴが、流路テーパー部３ＡＴに係合していない状態から係合（座着）するためには、シャフト先端テーパー部１ＡＴは、図５及び図６において、上方（流出口２Ｂ側）へ移動する。
流路調整部１０の詳細を示す図６において、シャフト先端１Ａが挿入される領域を構成する流路形成部２Ｃには流路３（水素ガス流路）が形成されており、流路形成部２Ｃは本体部２の一部を構成している。
流路３は、流出口２Ｂに連通する流路小径部３Ａと、流路流入口２Ａに連通する流路大径部３Ｂと、それらを繋ぐ流路テーパー部３ＡＴとで形成されている。
シャフト先端１Ａの流入口２Ａ側（図５、図６では下側）にはシャフト先端テーパー部１ＡＴが形成されており、シャフト先端テーパー部１ＡＴの流入口２Ａ側はシャフト１（シャフト本体）に連続している。
図６の状態では、シャフト先端１Ａは流路小径部３Ａに挿入されており、シャフト先端テーパー部１ＡＴは流路テーパー部３ＡＴに係合（着座）している。ここで、シャフト先端テーパー部１ＡＴが弁体を構成し、流路テーパー部３ＡＴが弁座を構成している。図６の状態では、流量調整弁３０は閉鎖されており、水素ガスは通過不可能である。
ここで、弁体を構成しているシャフト先端テーパー部１ＡＴが、流路テーパー部３ＡＴに係合していない状態から係合（座着）するためには、シャフト先端テーパー部１ＡＴは、図５及び図６において、上方（流出口２Ｂ側）へ移動する。
【0028】
図６において、シャフト先端１Ａの外周と流路小径部３Ａの内周面の間には、微小な半径方向寸法の円環状隙間δが存在する。当該隙間δのシャフト半径方向寸法は極めて微小であり、例えば、シャフト先端１Ａの直径の３％以下である。弁体を構成しているシャフト先端テーパー部１ＡＴと流路テーパー部３ＡＴが離隔している場合、図８で後述する様に、水素は小流量ながら円環状隙間δを流過する。
また、シャフト先端１Ａが流路小径部３Ａに挿入されているシャフト軸方向長さＬｔは、円環状隙間δを水素ガスが流れる距離（シャフト軸方向長さ）である。
また、シャフト先端１Ａが流路小径部３Ａに挿入されているシャフト軸方向長さＬｔは、円環状隙間δを水素ガスが流れる距離（シャフト軸方向長さ）である。
【0029】
図５、図６に示す流量調整弁３０が閉弁している状態から、開度調整ダイヤル４を回転してシャフト１（シャフト先端１Ａ）を（図５において下側に）移動させた場合の状態が、図７、図８で示されている。
図７において、シャフト基部１Ｂの外周のネジ山１Ｃと開度調整ダイヤル４のシャフト嵌合部４Ａの内ネジ４Ｃが螺合している螺合部５Ａの位置は、図５に比較すると、シャフト先端１Ａ側（図５、図７の上側）になっている。開度調整ダイヤル４のシャフト中心軸方向位置（図５、図７の上下方向位置）は固定されているので、図７で示す様に螺合部５Ａの位置がシャフト先端１Ａ側になれば、図５に比較してシャフト１（シャフト先端１Ａ）は本体部２に対して下方に位置することになる。
図７における流路調整部１０を詳細に示す図８において、シャフト１（シャフト先端１Ａ）が下降したため、シャフト先端テーパー部１ＡＴは流路テーパー部３ＡＴから離隔して、流量調整弁３０は開弁する。ここで、シャフト先端１Ａが流路小径部３Ａに挿入されているシャフト軸方向長さＬｔは、図６に比較して短い。
図７において、シャフト基部１Ｂの外周のネジ山１Ｃと開度調整ダイヤル４のシャフト嵌合部４Ａの内ネジ４Ｃが螺合している螺合部５Ａの位置は、図５に比較すると、シャフト先端１Ａ側（図５、図７の上側）になっている。開度調整ダイヤル４のシャフト中心軸方向位置（図５、図７の上下方向位置）は固定されているので、図７で示す様に螺合部５Ａの位置がシャフト先端１Ａ側になれば、図５に比較してシャフト１（シャフト先端１Ａ）は本体部２に対して下方に位置することになる。
図７における流路調整部１０を詳細に示す図８において、シャフト１（シャフト先端１Ａ）が下降したため、シャフト先端テーパー部１ＡＴは流路テーパー部３ＡＴから離隔して、流量調整弁３０は開弁する。ここで、シャフト先端１Ａが流路小径部３Ａに挿入されているシャフト軸方向長さＬｔは、図６に比較して短い。
【0030】
図８で示す状態では、円環状隙間δ内を、水素ガスが流れる。隙間δの半径方向寸法は微小であり、且つ、図８の状態では流路小径部３Ａに挿入されているシャフト軸方向長さＬｔが長いので、円環状隙間δにおける流路抵抗が大きい。そのため、隙間δ内を流れる水素ガスの流量は小さい。
ここで、図８よりもシャフト１（シャフト先端１Ａ）が下降して、流路小径部３Ａに挿入されているシャフト軸方向長さＬｔが短くなると（図示せず）、隙間δにおける流路抵抗が小さくなり、水素ガス流量は多くなる。
図示の第１実施形態では、開度調整ダイヤル４を回転して、シャフト軸方向長さＬｔを変動して流路抵抗を変動させることにより、円環状隙間δを流れる水素ガスの流量を微調整することが出来る。
ここで、図８よりもシャフト１（シャフト先端１Ａ）が下降して、流路小径部３Ａに挿入されているシャフト軸方向長さＬｔが短くなると（図示せず）、隙間δにおける流路抵抗が小さくなり、水素ガス流量は多くなる。
図示の第１実施形態では、開度調整ダイヤル４を回転して、シャフト軸方向長さＬｔを変動して流路抵抗を変動させることにより、円環状隙間δを流れる水素ガスの流量を微調整することが出来る。
【0031】
図７、図８で示す状態から、開度調整ダイヤル４を回転してシャフト１（シャフト先端１Ａ）を開度急速調整ボタン７側に更に移動すると（図７、図８においてシャフト１をさらに下降すると）、図９で示す様に、シャフト先端１Ａの端面１ＡＢが、流路小径部３Ａと流路テーパー部３ＡＴの境界３Ｃと整合する位置となる。つまり、シャフト軸方向長さＬｔ（図８）はゼロとなる。
図９で示す状態が、図示の第１実施形態に係る流量調整弁３０の小流量領域と大流量領域の境界の状態である。
すなわち、図３、図４における小流量領域Ｒ１は図５～図８で示す状態であり、図３、図４における大流量領域Ｒ２は後述する図１０、図１１で示す状態であり、小流量領域Ｒ１と大流量領域Ｒ２の境界の状態が図９で示す状態である。
図９で示す状態が、図示の第１実施形態に係る流量調整弁３０の小流量領域と大流量領域の境界の状態である。
すなわち、図３、図４における小流量領域Ｒ１は図５～図８で示す状態であり、図３、図４における大流量領域Ｒ２は後述する図１０、図１１で示す状態であり、小流量領域Ｒ１と大流量領域Ｒ２の境界の状態が図９で示す状態である。
【0032】
図５～図９を参照して説明した様に、小流量領域においてはシャフト１（シャフト先端１Ａ）をシャフト軸線方向に移動させることにより、隙間δにおける流路抵抗を変動して水素の流量を制御している。
シャフト１のシャフト軸線方向の移動に際しては、螺合部５Ａで開度調整ダイヤル４の回転を軸線方向の移動に変換している。そのため、開度調整ダイヤル４の回転量に対してシャフト１（シャフト先端１Ａ）のシャフト軸線方向の移動量は小さく、微調整が可能となる。すなわち、小流量領域における流量を微調整することが出来る。ここで、隙間δを流れる水素ガスは小流量である。
そして、図５、図６で示す流量調整弁３０が閉鎖した状態から、シャフト先端テーパー部１ＡＴを流路テーパー部３ＡＴから離隔した直後においても、微小な隙間δの領域Ｌｔが長く流路抵抗が大きいので、隙間δを大量の水素ガスが流れることは出来ない。すなわち、流量調整弁３０が閉鎖状態から開放した直後に急速に流量が増加することが確実に防止される。
シャフト１のシャフト軸線方向の移動に際しては、螺合部５Ａで開度調整ダイヤル４の回転を軸線方向の移動に変換している。そのため、開度調整ダイヤル４の回転量に対してシャフト１（シャフト先端１Ａ）のシャフト軸線方向の移動量は小さく、微調整が可能となる。すなわち、小流量領域における流量を微調整することが出来る。ここで、隙間δを流れる水素ガスは小流量である。
そして、図５、図６で示す流量調整弁３０が閉鎖した状態から、シャフト先端テーパー部１ＡＴを流路テーパー部３ＡＴから離隔した直後においても、微小な隙間δの領域Ｌｔが長く流路抵抗が大きいので、隙間δを大量の水素ガスが流れることは出来ない。すなわち、流量調整弁３０が閉鎖状態から開放した直後に急速に流量が増加することが確実に防止される。
【0033】
図１０、図１１は、流量調整弁３０が図７、図８に示す状態から、開度調整ダイヤル４を回転してシャフト１（シャフト先端１Ａ）をさらに（図７において）下降させることにより、図３、図４の大流量領域Ｒ２の特性を実現した状態である。
図１０において、ダイヤル操作部４Ｂのシャフト１側（図１０の上側）端面は符号４ＢＴで示されており、シャフト基部１Ｂのダイヤル操作部４Ｂ側（図１０の下方）端面は符号１ＢＢで示されている。そして、ダイヤル操作部４Ｂのシャフト１側端面４ＢＴと、シャフト基部１Ｂのダイヤル操作部４Ｂ側端面１ＢＢとの間隔（シャフト１の軸線方向距離）は符号Ｌ１０で示されている。
図１０において、ダイヤル操作部４Ｂのシャフト１側（図１０の上側）端面は符号４ＢＴで示されており、シャフト基部１Ｂのダイヤル操作部４Ｂ側（図１０の下方）端面は符号１ＢＢで示されている。そして、ダイヤル操作部４Ｂのシャフト１側端面４ＢＴと、シャフト基部１Ｂのダイヤル操作部４Ｂ側端面１ＢＢとの間隔（シャフト１の軸線方向距離）は符号Ｌ１０で示されている。
【0034】
図１０における流路調整部１０を示す図１１において、シャフト先端１Ａの端面１ＡＢは、流路小径部３Ａと流路テーパー部３ＡＴの境界３Ｃよりも、下方に位置している。
水素ガスの流路の断面積は、図５～図８の小流量領域ではシャフト先端１Ａの外周面と流路小径部３Ａの内周面との間の円環状隙間δの領域で構成されるが、図１１の状態（大流量領域）ではシャフト先端１Ａの外周面と流路テーパー部３ＡＴの内周面との間の領域で構成される。そしてシャフト１（シャフト先端１Ａ）がさらに下降した場合、シャフト先端１Ａの外周面と流路大径部３Ｂの内周面との間の領域で、水素ガスの流路が構成される。そのため、図１０、図１１の状態における水素ガスの流路の断面積が飛躍的に増大する。
図１０、図１１で示す様に水素ガスが大流量で流れる状態（大流量領域）であれば、充填時間を短くしたい（素早く充填したい）という要請に応えることが出来る。
換言すれば、図８で示す様に、水素ガスが流れる流路が円環状隙間δにより構成されており、流路抵抗が大きい状態における水素ガスの流量が、「小流量」である。一方、図１１で示す様に、水素ガスが流れる流路がシャフト先端１Ａの外周面と流路テーパー部３ＡＴの内周面との間の領域で構成される状態における水素ガスの流量が、「大流量」である。
水素ガスの流路の断面積は、図５～図８の小流量領域ではシャフト先端１Ａの外周面と流路小径部３Ａの内周面との間の円環状隙間δの領域で構成されるが、図１１の状態（大流量領域）ではシャフト先端１Ａの外周面と流路テーパー部３ＡＴの内周面との間の領域で構成される。そしてシャフト１（シャフト先端１Ａ）がさらに下降した場合、シャフト先端１Ａの外周面と流路大径部３Ｂの内周面との間の領域で、水素ガスの流路が構成される。そのため、図１０、図１１の状態における水素ガスの流路の断面積が飛躍的に増大する。
図１０、図１１で示す様に水素ガスが大流量で流れる状態（大流量領域）であれば、充填時間を短くしたい（素早く充填したい）という要請に応えることが出来る。
換言すれば、図８で示す様に、水素ガスが流れる流路が円環状隙間δにより構成されており、流路抵抗が大きい状態における水素ガスの流量が、「小流量」である。一方、図１１で示す様に、水素ガスが流れる流路がシャフト先端１Ａの外周面と流路テーパー部３ＡＴの内周面との間の領域で構成される状態における水素ガスの流量が、「大流量」である。
【0035】
図示の実施形態によれば、閉鎖状態→小流量の状態→大流量の状態の移行は、全てシャフト先端１Ａを流路小径部３Ａから外す方向に移動する操作により連続的に行われる。
従って、図示の実施形態の流量調整弁３０によれば、連続的で円滑な操作により、閉鎖直後すなわち開弁時は少ない流量で水素ガスが流れ、徐々に少ない流量が増加して（小流量領域Ｒ１）、図９で示す状態（図３のＬ３３）以降は、急速に水素ガス流量が増加する（大流量領域Ｒ２）。
従って、図示の実施形態の流量調整弁３０によれば、連続的で円滑な操作により、閉鎖直後すなわち開弁時は少ない流量で水素ガスが流れ、徐々に少ない流量が増加して（小流量領域Ｒ１）、図９で示す状態（図３のＬ３３）以降は、急速に水素ガス流量が増加する（大流量領域Ｒ２）。
【0036】
例えば、流量調整弁３０が図１０に示す大流量領域の状態において、高圧タンクから超高圧タンクに切り換える場合には（図４の領域ＬＣ、ＬＤ）、タンク交換を安全且つ円滑に行うため、流量調整弁３０の弁開度を急激に減少させて、水素ガスの流量を小さくすることが必要である。
図示の第１実施形態では、図１０において、開度急速調整ボタン７をシャフト軸方向の流路調整部１０側（シャフト先端１Ａ側：図１０で上方）に押圧して（図４の領域ＬＣ）、シャフト１全体を（開度調整ダイヤル４と共に）、素早くシャフト軸方向の流路調整部１０側に移動させることが出来る。
開度調整ダイヤル４のダイヤル操作部４Ｂは小径円筒形状であり、開口２Ｄを貫通しているので、開度急速調整ボタン７をシャフト軸方向のシャフト先端１Ａ側（図１０で上方）に押圧した際に、ダイヤル操作部４Ｂが本体部と干渉することはなく、シャフト１と共にシャフト軸方向に移動する。
図示の第１実施形態では、図１０において、開度急速調整ボタン７をシャフト軸方向の流路調整部１０側（シャフト先端１Ａ側：図１０で上方）に押圧して（図４の領域ＬＣ）、シャフト１全体を（開度調整ダイヤル４と共に）、素早くシャフト軸方向の流路調整部１０側に移動させることが出来る。
開度調整ダイヤル４のダイヤル操作部４Ｂは小径円筒形状であり、開口２Ｄを貫通しているので、開度急速調整ボタン７をシャフト軸方向のシャフト先端１Ａ側（図１０で上方）に押圧した際に、ダイヤル操作部４Ｂが本体部と干渉することはなく、シャフト１と共にシャフト軸方向に移動する。
【0037】
図１２は、開度急速調整ボタン７（ボタン操作部７Ａ）を操作して、シャフト１全体をシャフト軸方向の流路調整部１０側（図１２で上方）に移動させた状態を示している。図５、図７、図１０と比較すると、図１２では、開度調整ダイヤル４（シャフト嵌合部４Ａ、ダイヤル操作部４Ｂ）がシャフト１と共にシャフト軸方向の流路調整部１０側に移動している。
ダイヤル操作部４Ｂのシャフト１側（図１０の上側）端面４ＢＴと、シャフト基部１Ｂのダイヤル操作部４Ｂ側（図１０の下方）端面との間隔（シャフト１の軸線方向距離）は、図１２では符号Ｌ１２で示されている。図１０の間隔Ｌ１０と図１２の間隔Ｌ１２の差分だけ、開度調整ダイヤル４（シャフト嵌合部４Ａ、ダイヤル操作部４Ｂ）がシャフト軸方向の流路調整部１０側に移動している。
シャフト先端１Ａが流路小径部３Ａ内に挿入されている長さＬｔ（図６、図８参照）が長く、流路抵抗が大きくなり、流量調整弁３０を流れる水素ガスの流量は小さくなる（図４の領域ＬＤ）。そのため、シャフト全体１を素早くシャフト軸方向の流路調整部１０側に移動させることにより、気体燃料供給タンクの交換が安全且つ円滑に行われる。
ダイヤル操作部４Ｂのシャフト１側（図１０の上側）端面４ＢＴと、シャフト基部１Ｂのダイヤル操作部４Ｂ側（図１０の下方）端面との間隔（シャフト１の軸線方向距離）は、図１２では符号Ｌ１２で示されている。図１０の間隔Ｌ１０と図１２の間隔Ｌ１２の差分だけ、開度調整ダイヤル４（シャフト嵌合部４Ａ、ダイヤル操作部４Ｂ）がシャフト軸方向の流路調整部１０側に移動している。
シャフト先端１Ａが流路小径部３Ａ内に挿入されている長さＬｔ（図６、図８参照）が長く、流路抵抗が大きくなり、流量調整弁３０を流れる水素ガスの流量は小さくなる（図４の領域ＬＤ）。そのため、シャフト全体１を素早くシャフト軸方向の流路調整部１０側に移動させることにより、気体燃料供給タンクの交換が安全且つ円滑に行われる。
【0038】
次に図１３を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態に係る流量調整弁は、図１３において全体を符号３０－１で示されている。図１３で示す流量調整弁３０－１は、閉鎖した状態である。以下の第２実施形態の説明にでは、第１実施形態と異なる構成のみを説明し、第１実施形態と同様な構成については説明を省略する。
図１３において、第２実施形態に係る流量調整弁３０－１は、共回り防止機構６に配置される付勢用バネ６Ｃ－１は、第１実施形態の流量調整弁３０（図５～図１２）における共回り防止機構６の付勢用バネ６Ｃと異なる構成となっている。
図５～図１２の第１実施形態では、付勢用バネ６Ｃはシャフト円周方向に等間隔に複数設けられている。それに対して、図１３で示す第２実施形態では、単一の付勢用バネ６Ｃ－１が、共回り防止部材６Ａ－１の中空部に設けられている。そして単一の付勢用バネ６Ｃ－１は、シャフト包囲部６ＡＢ－１を包囲する様に配置されている。
単一の付勢用バネ６Ｃ－１は、一端が共回り防止部材６Ａ－１における中空部６Ａ１－Ｉの底面６Ａ１－Ｔ（上方端面：閉鎖面）に当接しており、もう一端がシャフト１に形成されたつば部１Ｅと当接している。そして、単一の付勢用バネ６Ｃ－１はシャフトつば部１Ｅをシャフト軸方向の開度調整ダイヤル４側（図１３の下側）に常時付勢している。
図１３の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図５～図１２の第１実施形態と同様である。
第２実施形態に係る流量調整弁は、図１３において全体を符号３０－１で示されている。図１３で示す流量調整弁３０－１は、閉鎖した状態である。以下の第２実施形態の説明にでは、第１実施形態と異なる構成のみを説明し、第１実施形態と同様な構成については説明を省略する。
図１３において、第２実施形態に係る流量調整弁３０－１は、共回り防止機構６に配置される付勢用バネ６Ｃ－１は、第１実施形態の流量調整弁３０（図５～図１２）における共回り防止機構６の付勢用バネ６Ｃと異なる構成となっている。
図５～図１２の第１実施形態では、付勢用バネ６Ｃはシャフト円周方向に等間隔に複数設けられている。それに対して、図１３で示す第２実施形態では、単一の付勢用バネ６Ｃ－１が、共回り防止部材６Ａ－１の中空部に設けられている。そして単一の付勢用バネ６Ｃ－１は、シャフト包囲部６ＡＢ－１を包囲する様に配置されている。
単一の付勢用バネ６Ｃ－１は、一端が共回り防止部材６Ａ－１における中空部６Ａ１－Ｉの底面６Ａ１－Ｔ（上方端面：閉鎖面）に当接しており、もう一端がシャフト１に形成されたつば部１Ｅと当接している。そして、単一の付勢用バネ６Ｃ－１はシャフトつば部１Ｅをシャフト軸方向の開度調整ダイヤル４側（図１３の下側）に常時付勢している。
図１３の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図５～図１２の第１実施形態と同様である。
【0039】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
例えば、本発明の流量調整弁は、水素以外の気体燃料をＦＣＶ以外の機器に充填する充填装置（水素充填機以外の充填装置）について用いることが可能である。
例えば、本発明の流量調整弁は、水素以外の気体燃料をＦＣＶ以外の機器に充填する充填装置（水素充填機以外の充填装置）について用いることが可能である。
【符号の説明】
【0040】
１・・・シャフト
１Ａ・・・シャフト先端（小径の先端）
１ＡＴ・・・シャフト先端テーパー部
１Ｂ・・・シャフト基部
１Ｃ・・・ネジ山（シャフト基部のネジ山）
２・・・本体部
３・・・流路
３Ａ・・・流路小径部
３ＡＴ・・・流路テーパー部
４・・・開度調整用回転部材（開度調整ダイヤル）
４Ｃ・・・内ネジ（開度調整用回転部材に形成された内ネジ）
５・・・変換機構
５Ａ・・・螺合部
６・・・共回り防止機構
６Ａ・・・共回り防止部材
６Ｂ・・・共回り防止ボルト
７・・・開度急速調整部材（開度急速調整ボタン）
１０・・・流路調整部
３０・・・流量調整弁
δ・・・微小な隙間
１Ａ・・・シャフト先端（小径の先端）
１ＡＴ・・・シャフト先端テーパー部
１Ｂ・・・シャフト基部
１Ｃ・・・ネジ山（シャフト基部のネジ山）
２・・・本体部
３・・・流路
３Ａ・・・流路小径部
３ＡＴ・・・流路テーパー部
４・・・開度調整用回転部材（開度調整ダイヤル）
４Ｃ・・・内ネジ（開度調整用回転部材に形成された内ネジ）
５・・・変換機構
５Ａ・・・螺合部
６・・・共回り防止機構
６Ａ・・・共回り防止部材
６Ｂ・・・共回り防止ボルト
７・・・開度急速調整部材（開度急速調整ボタン）
１０・・・流路調整部
３０・・・流量調整弁
δ・・・微小な隙間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】