JP2005308087A - Fluid storing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガス等の流体を貯蔵するための流体貯蔵装置に係り、特に、高圧のガスの貯蔵に対して好適な流体貯蔵装置に関する。 The present invention relates to a fluid storage device for storing a fluid such as a gas, and more particularly to a fluid storage device suitable for storing a high-pressure gas.
近年、車両用の動力用エネルギー源等として実用的な所謂燃料電池の開発が進められている。この燃料電池は、水素と酸素との電気化学反応を利用して発電するシステムであり、その一例としては、固体高分子型燃料電池がある。この固体高分子型燃料電池は、複数のセルを積層することで構成されたスタックを備えている。スタックを構成するセルは、アノード(燃料極)とカソード(空気極)とを備えており、これらのアノードとカソードとの間には、イオン交換基としてスルフォン酸基を有する固体高分子電解質膜が介在している。 In recent years, development of a so-called fuel cell that is practical as a power energy source for vehicles has been underway. This fuel cell is a system that generates electric power by utilizing an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. An example thereof is a polymer electrolyte fuel cell. This polymer electrolyte fuel cell includes a stack constituted by stacking a plurality of cells. The cell constituting the stack includes an anode (fuel electrode) and a cathode (air electrode), and a solid polymer electrolyte membrane having a sulfonic acid group as an ion exchange group is interposed between the anode and the cathode. Intervene.
アノードには燃料ガス(水素ガス又は炭化水素を改質して水素リッチにした改質水素)を含む燃料ガスが供給され、カソードには酸化剤として酸素を含むガス、一例として空気が供給される。アノードに燃料ガスが供給されることで、燃料ガスに含まれる水素がアノードを構成する触媒層の触媒と反応し、これによって水素イオンが発生される。発生した水素イオンは固体高分子電解質膜を通過して、カソードで酸素と電気化学反応を起す。この電気化学反応により発電される構成となっている。 A fuel gas containing a fuel gas (hydrogen gas or reformed hydrogen made by reforming hydrocarbons to be hydrogen rich) is supplied to the anode, and a gas containing oxygen as an oxidant, for example, air is supplied to the cathode. . By supplying the fuel gas to the anode, hydrogen contained in the fuel gas reacts with the catalyst of the catalyst layer constituting the anode, thereby generating hydrogen ions. The generated hydrogen ions pass through the solid polymer electrolyte membrane and cause an electrochemical reaction with oxygen at the cathode. It has a configuration in which power is generated by this electrochemical reaction.
ところで、燃料電池には、上記のように燃料ガスとして水素ガスや炭化水素を改質して水素リッチにした改質水素が用いられる。このような燃料ガスをタンクに充填するにあたっては、できるだけ充填量が多い方が好ましいが、車両に搭載することを考えるとタンクは小さい方が好ましい。このため、下記特許文献1に開示されているような高圧ガス貯蔵用のガスタンクに燃料ガスを非常に高圧の状態で充填する構成になる。
ところで、上記特許文献1に開示されているガスタンクでは、ガスタンクの開口端であるトップボス(口金部)にインタンク電磁弁を装着している。これにより、インタンク電磁弁に設けられたフランジ部分をトップボスの端部に圧接させてを封止していると共に、適宜にガスタンクの内部のガスを送給できる構成となっている。
By the way, in the gas tank disclosed in
ここで、ガスタンク内にガスを高圧の状態で充填すると、ガスタンク内のガス圧がトップボスからインタンク電磁弁を押し出そうとする。特許文献1に開示されたガスタンクは、トップボスの内周部に形成された雌ねじにインタンク電磁弁の外周部に形成された雄ねじを螺合させてインタンク電磁弁をトップボスにねじ込むことでトップボスにインタンク電磁弁を装着する構造である。したがって、インタンク電磁弁の雄ねじの斜面は、ガス圧に基づく押圧力でトップボスの内周部に形成された雌ねじの斜面を押圧する。
Here, when the gas is filled in the gas tank in a high pressure state, the gas pressure in the gas tank tends to push out the in-tank electromagnetic valve from the top boss. In the gas tank disclosed in
このため、ガスタンクの内部に充填するガスの圧力を高くするほどトップボスの内周部に形成する雌ねじ部分の機械的強度を高くしなければならない。このような雌ねじの強度を高くするための一手段としては、雄ねじから押圧力を受ける雌ねじの受圧面積を大きくすればよい。しかしながら、このように雌ねじの受圧面積を大きくすることは、トップボスの内径寸法を大きくしたり、トップボスの開口方向に沿った全長を長くしなければならない。 For this reason, the mechanical strength of the internal thread portion formed on the inner peripheral portion of the top boss must be increased as the pressure of the gas filled in the gas tank is increased. One means for increasing the strength of such an internal thread is to increase the pressure receiving area of the internal thread that receives a pressing force from the external thread. However, increasing the pressure receiving area of the female screw in this way requires increasing the inner diameter of the top boss or increasing the total length along the opening direction of the top boss.
本発明は、上記事実を考慮して、口金部を大型化することなく、装置本体内に貯蔵した流体の高い圧力によるインタンクバルブ等の封止手段の変位を確実に防止できる流体貯蔵装置を得ることが目的である。 In view of the above facts, the present invention provides a fluid storage device that can reliably prevent displacement of sealing means such as an in-tank valve due to high pressure of fluid stored in the device body without increasing the size of the base. The purpose is to obtain.
請求項1に記載の本発明に係る流体貯蔵装置は、内部に大気圧よりも高圧の流体を貯蔵する装置本体と、外周形状が円形で両端が開口した筒状に形成されると共に、貫通方向一方の端部の側から他方の端部の側へ向いた圧力を受けることが可能な受圧部が外周部に設けられ、前記貫通方向一方の開口端側で前記装置本体に一体的に結合されて内部が前記装置本体の内部に連通した口金部と、前記口金部の開口端から前記口金部の内側に嵌挿される嵌挿部を有すると共に、前記口金部に対する前記嵌挿部の嵌挿状態で前記口金部の開口方向に沿って前記口金部の前記装置本体とは反対側の開口端に当接して前記口金部の開口端との間を封止する当接部が前記嵌挿部に一体形成された封止手段と、前記口金部を外側から被覆可能な筒状に形成されると共に、前記圧力の向きとは反対側から前記受圧部に係合する係合部を有し、前記係合部が前記受圧部に係合した状態では前記圧力の向きと同方向への変位が規制される筒状部を有すると共に、前記筒状部を前記口金部の外周部を被覆した状態で前記当接部を介して前記口金部とは反対側から前記当接部に干渉して、前記口金部の開口端から離間する方向への前記当接部の変位を規制する干渉部が前記筒状部の内周部から延設された保持手段と、を備えている。 The fluid storage device according to the first aspect of the present invention includes a device main body that stores a fluid having a pressure higher than atmospheric pressure therein, a cylindrical shape having a circular outer periphery and open at both ends, and a penetrating direction. A pressure receiving portion capable of receiving a pressure directed from one end side to the other end side is provided on the outer peripheral portion, and is integrally coupled to the apparatus main body at one opening end side in the penetration direction. And a fitting part inserted into the base part from the opening end of the base part, and a fitting state of the fitting part with respect to the base part. A contact portion that contacts the opening end of the base portion opposite to the device main body along the opening direction of the base portion and seals between the opening end of the base portion in the fitting insertion portion. It is formed in a cylindrical shape that can cover the sealing part formed integrally and the base part from the outside. And an engaging portion that engages with the pressure receiving portion from a side opposite to the direction of the pressure, and in a state where the engaging portion engages with the pressure receiving portion, displacement in the same direction as the direction of the pressure is performed. While having a cylindrical portion to be regulated, the cylindrical portion interferes with the contact portion from the side opposite to the base portion through the contact portion in a state of covering the outer peripheral portion of the base portion, The interference part which controls the displacement of the said contact part to the direction away from the opening end of the said nozzle | cap | die part is provided with the holding means extended from the inner peripheral part of the said cylindrical part.
請求項1に記載の本発明に係る流体貯蔵装置では、装置本体に口金部が形成されており、この口金部に封止手段の嵌挿部が嵌挿されると、嵌挿部に形成された当接部が口金部の開口端に当接し、これにより、口金部が封止される。さらに、封止手段が口金部に装着された状態で保持手段の筒状部が口金部を覆うように口金部に嵌められる。このように、口金部に筒状部が嵌められた状態では、当接部を介して口金部とは反対側から干渉部が当接部に干渉する。 In the fluid storage device according to the first aspect of the present invention, the base portion is formed in the device main body, and when the insertion portion of the sealing means is inserted into the base portion, the insertion portion is formed. The abutting part comes into contact with the opening end of the base part, and thereby the base part is sealed. Further, the cylindrical part of the holding means is fitted to the base part so as to cover the base part while the sealing means is mounted on the base part. Thus, in a state where the cylindrical portion is fitted to the base portion, the interference portion interferes with the contact portion from the side opposite to the base portion via the contact portion.
この状態で、装置本体内に貯蔵された流体の圧力が嵌挿部を外部に押し出そうとすると、嵌挿部に形成された当接部が干渉部に干渉される。この状態では、当接部が干渉部を圧力の作用方向に押圧する。当接部に押圧された干渉部は筒状部を伴い移動しようとするが、筒状部が上記の圧力の作用方向に移動しようとすると、係合部が受圧部に干渉されて圧力の作用方向への係合部の移動が受圧部に規制される。 In this state, when the pressure of the fluid stored in the apparatus main body tries to push the insertion portion outward, the contact portion formed in the insertion portion is interfered with the interference portion. In this state, the contact portion presses the interference portion in the pressure acting direction. The interference part pressed by the abutting part tries to move with the cylindrical part. However, when the cylindrical part tries to move in the direction of the pressure, the engaging part is interfered with the pressure receiving part and the pressure acts. The movement of the engaging portion in the direction is restricted by the pressure receiving portion.
これにより、筒状部の移動、ひいては干渉部の移動が規制される。このように、圧力の作用方向への干渉部の移動が規制されることで、圧力により口金部から抜け出ようとする封止手段の移動は干渉部により規制される。これにより、口金部に対する封止手段の装着状態が維持される。 As a result, the movement of the cylindrical portion, and hence the movement of the interference portion is restricted. In this way, by restricting the movement of the interference part in the pressure acting direction, the movement of the sealing means that tries to escape from the base part by the pressure is restricted by the interference part. Thereby, the mounting state of the sealing means with respect to the base part is maintained.
ところで、本発明における受圧部と同様の受圧部を口金部の内周部に形成し、嵌挿部の外周部に係合部を形成した場合にも、嵌挿部が口金部から抜け出ようとすると、係合部が受圧部に干渉される。 By the way, even when the pressure receiving part similar to the pressure receiving part in the present invention is formed on the inner peripheral part of the base part and the engaging part is formed on the outer peripheral part of the insertion part, the insertion part tends to come out of the base part. Then, the engaging portion is interfered with the pressure receiving portion.
ここで、受圧部を口金部と同心のリング形状として考えると、受圧部を口金部の内周部に形成した場合には、受圧部の外径寸法は口金部の内径寸法に等しく、受圧部の内径寸法は口金部の内径寸法よりも更に小さくなる。 Here, considering the pressure receiving part as a concentric ring shape with the base part, when the pressure receiving part is formed on the inner peripheral part of the base part, the outer diameter dimension of the pressure receiving part is equal to the inner diameter dimension of the base part. Is smaller than the inner diameter of the base.
これに対し、受圧部を口金部の外周部に形成した場合には、受圧部の内径寸法は口金部の外径寸法に等しく、受圧部の外径寸法は口金部の外径寸法よりも更に大きくなる。 On the other hand, when the pressure receiving part is formed on the outer periphery of the base part, the inner diameter dimension of the pressure receiving part is equal to the outer diameter dimension of the base part, and the outer diameter dimension of the pressure receiving part is further than the outer diameter dimension of the base part. growing.
当然のことながら、口金部の外径寸法は内径寸法よりも大きい。したがって、口金部の開口径方向に沿った受圧部の幅寸法が同じであれば、口金部の内周部に設けられた受圧部の受圧面積よりも口金部の外周部に設けられた受圧部の受圧面積の方が大きくなる。 Naturally, the outer diameter of the base is larger than the inner diameter. Therefore, if the width dimension of the pressure receiving part along the opening radial direction of the base part is the same, the pressure receiving part provided in the outer peripheral part of the base part rather than the pressure receiving area of the pressure receiving part provided in the inner peripheral part of the base part The pressure receiving area is larger.
このため、本発明に係る流体貯蔵装置では、受圧部の単位受圧面積当たりに受ける圧力を小さくできる。これにより、口金部自体を大型化しなくても装置本体内の流体の圧力に基づいて係合部が受圧部を押圧する際の押圧力に十分に耐え得る強度を受圧部に付与できる。 For this reason, in the fluid storage device according to the present invention, the pressure received per unit pressure receiving area of the pressure receiving portion can be reduced. Thereby, the pressure receiving portion can be provided with a strength that can sufficiently withstand the pressing force when the engaging portion presses the pressure receiving portion based on the pressure of the fluid in the apparatus main body without increasing the size of the base portion itself.
したがって、本発明に係る流体貯蔵装置では、装置本体内に貯蔵する流体が高圧であっても、口金部に対する保持手段の相対的な変位や変形を防止又は効果的に抑制でき、ひいては、保持手段に保持される封止手段の口金部に対する変位や変形を防止又は効果的に抑制できる。 Therefore, in the fluid storage device according to the present invention, even when the fluid stored in the device main body is at a high pressure, the relative displacement and deformation of the holding means with respect to the base portion can be prevented or effectively suppressed, and thus the holding means. It is possible to prevent or effectively suppress displacement and deformation of the sealing means held by the base.
請求項2に記載の本発明に係る流体貯蔵装置は、請求項1に記載の本発明において、前記口金部の外周部に形成された雄ねじを前記受圧部とし、当該雄ねじに螺合可能に前記筒状部の内周部に形成された雌ねじを前記係合部とした、ことを特徴としている。 The fluid storage device according to a second aspect of the present invention is the fluid storage device according to the first aspect of the present invention, wherein the male screw formed on the outer peripheral portion of the base portion is the pressure receiving portion, and can be screwed into the male screw. The female screw formed in the inner peripheral part of the cylindrical part was made into the said engaging part, It is characterized by the above-mentioned.
請求項2に記載の本発明に係る流体貯蔵装置では、筒状部に形成された雌ねじを口金部の外周部に形成された雄ねじに螺合させることで筒状部、すなわち、保持手段が口金部に装着される。 In the fluid storage device according to the second aspect of the present invention, the cylindrical portion, that is, the holding means is connected to the base by screwing the female screw formed on the cylindrical portion with the male screw formed on the outer peripheral portion of the base portion. It is attached to the part.
嵌挿部が装置本体内の流体の圧力により口金部から押し出されそうになると、当接部が干渉部を押圧する。 When the fitting insertion part is about to be pushed out from the base part by the pressure of the fluid in the apparatus main body, the contact part presses the interference part.
しかしながら、干渉部が形成された筒状部の雌ねじが口金部の外周部に形成された雄ねじに干渉されることで筒状部の移動、ひいては干渉部の移動が規制され、その結果、口金部から抜け出ようとする封止手段の移動は干渉部により規制される。これにより、口金部に対する封止手段の装着状態が維持される。 However, the movement of the cylindrical part, and consequently the movement of the interference part is restricted by the interference of the female screw of the cylindrical part in which the interference part is formed with the male screw formed on the outer peripheral part of the base part. The movement of the sealing means that is about to escape is regulated by the interference portion. Thereby, the mounting state of the sealing means with respect to the base part is maintained.
請求項3に記載の本発明に係る流体貯蔵装置は、請求項1又は請求項2に記載の本発明において、前記口金部の開口方向を軸方向とする軸周り方向への前記口金部に対する前記封止手段の相対的な回動を規制する回動規制手段を備える、ことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the fluid storage device according to the first or second aspect of the present invention, the fluid storage device according to the first aspect or the second aspect is configured so that the opening portion of the base portion is an axial direction and the base portion in the axial direction is the axial direction. A rotation restricting means for restricting relative rotation of the sealing means is provided.
請求項3に記載の本発明に係る流体貯蔵装置では、口金部の開口方向を軸方向とする軸周り方向に、封止手段が口金部に対して回動しようとすると、回動規制手段により封止手段の回動が規制される。このように、口金部に対する封止手段の回動が規制され、しかも、口金部の開口方向に沿った変位は保持手段の干渉部に規制されるため、基本的に口金部に対して封止手段が変位することがない。このため、封止手段による口金部の封止が良好に維持される。 In the fluid storage device according to the third aspect of the present invention, when the sealing means tries to rotate with respect to the base in the axial direction in which the opening direction of the base is the axial direction, the rotation restricting means The rotation of the sealing means is restricted. In this way, the rotation of the sealing means with respect to the base part is restricted, and the displacement along the opening direction of the base part is restricted by the interference part of the holding means. The means will not be displaced. For this reason, the sealing of the base portion by the sealing means is favorably maintained.
特に、請求項3に記載の本発明を請求項2に記載の本発明に従属させたならば、受圧部は雄ねじで、係合部が雌ねじであることから筒状部を口金部に装着するにあたり筒状部を回転させなくてはならない。このため、干渉部が当接部に当接した状態で、更に、筒状部を回転させると、干渉部と当接部との摩擦で当接部、ひいては封止手段が回転しようとする。しかしながら、本発明では、口金部に対して封止手段が回転することはいため、封止手段による口金部の封止が良好に維持される。
In particular, if the present invention described in
以上説明したように、本発明に係る流体貯蔵装置では、口金部を大型化することなく、装置本体内に貯蔵した流体の高い圧力によるインタンクバルブ等の封止手段の変位を確実に防止できる。 As described above, in the fluid storage device according to the present invention, the displacement of the sealing means such as the in-tank valve due to the high pressure of the fluid stored in the device main body can be reliably prevented without increasing the size of the base portion. .
<第1の実施の形態の構成>
図1には本発明の第1の実施の形態に係る流体貯蔵装置としてのタンク10の要部の構造が分解斜視図によって示されており、図3には本タンク10の要部の構造が断面図によって示されている。なお、以下、各図の上方(上側)を便宜上、各部位の上方(上側)とし、各図の下方(下側)を便宜上、各部位の下方(下側)として説明するが、これは実際にタンク10を製造する際や使用する際の向きや方向とは何ら関係がなく、本発明を何ら限定するものではない。
<Configuration of First Embodiment>
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the structure of the main part of the
これらの図に示されるように、本タンク10は装置本体としてのタンク本体12を備えている。タンク本体12は上下方向を軸方向とする円筒状の芯材の外周部に対して溶融状態の合成樹脂材を含浸させたガラス繊維を巻き付け、熱処理等によって溶融状態の合成樹脂材を硬化させることで形成された所謂「繊維強化プラスチック(FRP)」により形成されている。
As shown in these drawings, the
なお、本実施の形態では、タンク本体12を繊維強化プラスチックにより形成したが、例えば、鉄等、比較的機械的強度が高い金属によって形成してもよい。
In the present embodiment, the
また、タンク本体12の上端側は縮径部14とされている。縮径部14は上方へ向けて絞られており、内径寸法が漸次縮小されている。縮径部14の上端部からは連続して口金部16が形成されている。
The upper end side of the
口金部16は上下方向を軸方向とする円筒形状に形成されており、その下方の開口端は縮径部14の上端にて開口している。また、口金部16の上端も開口しており、口金部16を介してタンク本体12の内部空間は外部に連通している。
The
また、口金部16の上端面には環状溝18が形成されている。環状溝18は口金部16の内周形状及び外周形状に対して略同軸の円形に形成されており、上方へ向けて開口している。この環状溝18には、封止部材として後述する封止手段の一部を構成するOリング(オーリング)20が嵌挿されている。Oリング20は、例えば、ゴム材程度の弾性を有する弾性材料によりリング状に形成されている。
An
また、口金部16には、上記のOリング20と共に封止手段を構成するインタンクバルブ22が設けられる。インタンクバルブ22はバルブ本体24を備えている。バルブ本体24は外径寸法が口金部16の内径寸法よりも極僅かに小さな円柱形状に形成されており、口金部16の内周部との間に基本的に隙間無く嵌挿可能とされている。
The
バルブ本体24の内側には図示しない弁機構が設けられており、弁機構を構成する弁体を開閉することで、インタンクバルブ22の上側(すなわち、タンク本体12の外部側)の開口端と、インタンクバルブ22の下側(すなわち、タンク本体12の内部側)の開口端との間を開放、遮断できる構造になっている。
A valve mechanism (not shown) is provided inside the
さらに、バルブ本体24の上端側の外周部には、当接部としてのフランジ部30が形成されている。フランジ部30は外径寸法が口金部16の外径寸法に略等しい(又は小さな)略円板形状(又はリング状)に形成されており、バルブ本体24の上端側の外周部からがバルブ本体24の半径方向外方側へ延出されている。バルブ本体24を口金部16の内側に嵌挿した状態では、フランジ部30は口金部16の上端面に対向して当接する。
Further, a
また、フランジ部30が口金部16の上端面に当接した状態では上記のOリング20が圧接されて弾性変形する。Oリング20はフランジ部30からの圧力で弾性変形することでフランジ部30に密着すると共に環状溝18の底部に密着し、口金部16の上端部とフランジ部30との間を封止する。
Further, when the
さらに、口金部16には保持手段としての袋ナット32が装着される。袋ナット32は筒状部34を備えている。筒状部34は外周形状が所定の正多角形(例えば、正六角形)で内周形状が円形の筒状に形成されている。
Further, a
筒状部34の内周部には係合部としての雌ねじ36が形成されている。この雌ねじ36は、口金部16の外周部に形成された受圧部としての雄ねじ38に螺合可能に形成されており、雌ねじ36を雄ねじ38に螺合させることで筒状部34が口金部16の外側を略同軸的に被覆した状態で筒状部34(すなわち、袋ナット32)を口金部16に装着できる構造になっている。
A
また、筒状部34の上端部又は上端側近傍には干渉部としてのフランジ部40が設けられている。フランジ部40は筒状部34の上端部又は上端部近傍における内周部から、筒状部34の内周部の半径方向内方側へ向けて延出されている。上記のように筒状部34の雌ねじ36を口金部16の雄ねじ38に螺合させて口金部16に筒状部34を装着すると、フランジ部40は上下方向に沿ってフランジ部30に対向する。
Further, a
さらに、フランジ部40には筒状部34に対して同軸の円孔42が形成されている。円孔42によって筒状部34の内側とフランジ部40を介して筒状部34とは反対側とが連通しており、タンク本体12内に貯蔵したガスが送給される機器とインタンクバルブ22とを直接又は間接的に接続するパイプやチューブ等の接続部材や他のバルブ等は円孔42を貫通する如くインタンクバルブ22に装着される。
Further, a
<第1の実施の形態の作用、効果>
次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。
<Operation and Effect of First Embodiment>
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described.
本タンク10は、例えば、タンク本体12内にガスが貯蔵されていない空の状態でインタンクバルブ22のバルブ本体24が口金部16の内側に嵌挿される。このように、口金部16にバルブ本体24が嵌挿されることで、インタンクバルブ22のフランジ部30が口金部16の上端部に当接する。
In the
次いで、口金部16の雄ねじ38に袋ナット32の雌ねじ36が螺合させられ、口金部16の開口方向を軸方向とする軸周り方向一方に袋ナット32が口金部16に対して相対的に回転させられる。これにより、口金部16に対して袋ナット32が下降し、フランジ部30に対向する袋ナット32のフランジ部40が接近する。
Next, the
袋ナット32が所定量回転しつつ下降するとフランジ部40がフランジ部30に圧接して、フランジ部30を下方へ押圧する。フランジ部40からの押圧力を受けたフランジ部30は口金部16の上端部に圧接し、Oリング20を弾性変形させる。これにより、図2及び図3に示されるように、Oリング20がフランジ部30及び環状溝18の底部に密着し、口金部16の上端部とフランジ部30との間が封止される。
When the
このような状態のタンク本体12の内部にインタンクバルブ22を介してガス等の流体が大気圧よりも十分に高圧の状態になるまで供給され、タンク本体12の内部に貯蔵される。
A fluid such as gas is supplied into the
この状態では、タンク本体12の内部に貯蔵された流体の圧力がインタンクバルブ22のバルブ本体24を押圧し、口金部16から押し出そうとする。このように流体の圧力を受けたバルブ本体24はフランジ部30によって袋ナット32のフランジ部40を押圧する。
In this state, the pressure of the fluid stored in the
フランジ部30からの押圧力を受けて袋ナット32が上昇しようとすると、口金部16の外周部に形成された雄ねじ38の下側斜面が筒状部34の内周部に形成されや雌ねじ36の上側斜面に干渉する。このような雄ねじ38からの干渉を雌ねじ36が受けることで筒状部34、すなわち、袋ナット32の口金部16に対する上昇が規制される。
When the
さらに、袋ナット32の上昇が規制されることで、流体の圧力によって口金部16から抜け出ようとするインタンクバルブ22は、フランジ部30がフランジ部40に干渉される。このため、口金部16から抜け出ようとする方向へのインタンクバルブ22の移動がフランジ部40(すなわち、袋ナット32)により規制され、インタンクバルブ22が袋ナット32に保持される。これにより、口金部16の上端部及びOリング20に対するフランジ部30の圧接状態が維持され、口金部16の上端部とフランジ部30との間が封止される。
Further, the rise of the
ここで、雄ねじ38は口金部16の外周部に形成されているため、雄ねじ38の歯元円の直径寸法は口金部16の外周部の外径寸法に等しく、当然のことながら雄ねじ38の歯先円の直径寸法は口金部16の外径寸法よりも十分に大きい。
Here, since the
これに対して、仮に、口金部16の内周部に雌ねじを形成した場合には、この雌ねじの歯元円の直径寸法は口金部16の内径寸法に等しく、当然のことながら雌ねじの歯先円の直径寸法は口金部16の内径寸法よりも十分に小さい。
On the other hand, if a female screw is formed on the inner peripheral portion of the
また、当然ではあるが口金部16の外径寸法は内径寸法よりも十分に大きい。
Of course, the outer diameter of the
以上のことから、仮に、歯元から歯先までの寸法が等しければ、ねじの斜面部の総面積は口金部16の内周部に雌ねじを形成した場合に比べて外周部に形成した雄ねじ38を方が遥かに広い。
From the above, if the dimensions from the tooth base to the tooth tip are equal, the total area of the inclined surface portion of the screw is a
上記のように、雄ねじ38の斜面が筒状部34の雌ねじ36からタンク本体12内のガスの圧力に基づく押圧力を受けるため、ねじの斜面部の総面積は広い方が単位面積当たりにかかる圧力が小さくなる。このように、本実施の形態に係るタンク10では、口金部16の外周部に形成した雄ねじ38によってタンク本体12内のガスの圧力に基づく押圧力を受ける構造にしたため、口金部16の形状を大きくすることなく、上記の押圧力の受圧面積の増加を図ることができる。
As described above, the inclined surface of the
受圧面積の増加が可能になることで、タンク本体12内の流体の圧力に基づく力により、口金部16に対して袋ナット32が変位したり変形することを防止又は効果的に抑制できる。このように、袋ナット32の変位や変形を防止又は効果的に抑制できることで、袋ナット32のフランジ部40は、確実にフランジ部30を押さえ付け、これにより、タンク本体12内の流体の圧力でインタンクバルブ22が変位したり変形することを防止できる。
Since the pressure receiving area can be increased, it is possible to prevent or effectively suppress the
また、タンク本体12内に貯蔵した流体の圧力が高圧であると、その圧力が縮径部14を内側から押圧すると縮径部14の上端側、ひいては口金部16を押し開こうとする。ここで、口金部16の内周部に雌ねじを形成して、バルブ本体24の外周部に形成した雄ねじを螺合させてインタンクバルブ22を装着した構成では、流体の圧力により口金部16が押し開かれることで、口金部16の内周部に形成された雌ねじがバルブ本体24の外周部に形成された雄ねじから離間する。このため、口金部16の内周部とバルブ本体24の外周部との間に隙間が形成され、流体が漏れやすくなる。
Further, if the pressure of the fluid stored in the
これに対して、本実施の形態では、筒状部34(袋ナット32)の内周部に形成された雌ねじ36が口金部16の外周部に形成された雄ねじ38に螺合する構成である。このため、仮に、流体の圧力により口金部16が押し開かれそうになっても、本実施の形態では口金部16の外周部が筒状部34の内周部に接近するだけのことであり、口金部16の拡径は筒状部34の内周部によって規制される。これにより、流体の圧力に起因してバルブ本体24の外周部と口金部16の内周部との間に隙間が形成されたり、隙間が拡大されることを効果的に防止でき、極めて高いシール性(封止性能)を確保、維持できる。
On the other hand, in the present embodiment, the
なお、本実施の形態では、封止手段をインタンクバルブ22としたが、このインタンクバルブ22の具体的な内部構造に関しては何ら限定されるものではない。したがって、インタンクバルブ22は、手動のバルブであってもよいし、減圧弁や電磁弁であってもよい。また、封止手段はインタンクバルブ22のような弁機構を備えた構造でなくてもよく、単純な栓であってもよい。
In this embodiment, the sealing means is the in-
<第2の実施の形態の構成>
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態を説明するにあたり、前記第1の実施の形態と基本的に同一の部位に関しては、同一の符号を付与してその説明を省略する。
<Configuration of Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the present embodiment, the same reference numerals are assigned to the same parts as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
図4には本発明の第2の実施の形態に係る流体貯蔵装置としてのタンク60の要部の構造が断面図によって示されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the main part of a
この図に示されるように、本タンク60のタンク本体12には口金部16に代わり口金部62が形成されている。口金部62は基本的に口金部16と同じ構造であるが、上端部に孔部64が形成されている点で口金部16とは構成が異なる。
As shown in this figure, a
一方、本タンク60のインタンクバルブ22には、フランジ部30に代わり当接部としてのフランジ部66が形成されている。フランジ部66は基本的にフランジ部30と同じ構造であるが、バルブ本体24を口金部62に嵌挿した状態で口金部62の上端部と対向するフランジ部66の端面に孔部68が形成されている点でフランジ部66はフランジ部40と構成が異なる。孔部68は、フランジ部66の中心までの距離は、孔部64から口金部62の中心までの距離に概ね等しく、バルブ本体24を口金部62に嵌挿した状態で孔部68を孔部64に対向させることができるようになっている。
On the other hand, the in-
また、孔部64の内側には回動規制手段としてのピン70が配置されている。ピン70は全体的に柱状(円柱形状)に形成されている。ピン70の外周形状は孔部64及び孔部68の開口形状に対応しており、孔部64及び孔部68に対してピン70を嵌挿できる構造となっている。
In addition, a
また、ピン70の全高寸法(ピン70が円柱形状であるならば軸方向に沿った全長)は、孔部64の深さよりも大きく、孔部64の深さと孔部68の深さの和よりも小さい。したがって、孔部64にピン70を嵌挿した状態では、ピン70はその一部が孔部64から突出する。
The total height of the pin 70 (the total length along the axial direction if the
孔部64から突出したピン70の先端側を孔部68に嵌挿した状態では、孔部68の内底部がピン70の先端に干渉することがなく、この状態で口金部62の上端面とフランジ部66の下端面(口金部62と対向する側の端面)とを互いに付き合わせる(当接させる)ことができる。
In a state where the tip side of the
<第2の実施の形態の作用、効果>
前記第1の実施の形態でも説明したように、口金部62の外周部に形成された雄ねじ38に袋ナット32を構成する筒状部34の内周部に形成された雌ねじ36を螺合させた状態で、袋ナット32をその軸周り一方に回転させつつ袋ナット32を下降させることで袋ナット32が口金部62に装着される。
<Operation and Effect of Second Embodiment>
As described in the first embodiment, the
このように袋ナット32を口金部62に装着するに際して、袋ナット32が下降すると袋ナット32のフランジ部40がインタンクバルブ22のフランジ部66に当接する。フランジ部66を口金部62の上端部に圧接させてOリング20を弾性変形させるためには、通常、単純にフランジ部66にフランジ部40が当接した状態から更に袋ナット32を回転させて締め込まなくてはならない。
In this way, when the
このように、フランジ部66にフランジ部40が当接した状態で袋ナット32を回転させると、フランジ部40、66間で生じた摩擦により、フランジ部40がフランジ部66を回転させようとする。フランジ部66が回転しようとすると、フランジ部66の孔部68の内周部がピン70をその回転方向に押圧する。
As described above, when the
ピン70は孔部68の内周部からの押圧力を受けることで、フランジ部40と共に回転しようとするが、ピン70は口金部62の孔部64内にも嵌挿されているため、ピン70が口金部62の軸心周りに回転しようとすると、孔部64の内周部がピン70に干渉して、ピン70の回転を規制する。このようにピン70は口金部62の軸心周りの回転が規制されることで、孔部68の内周部の回転、すなわち、フランジ部66の回転を規制する。
The
したがって、本実施の形態では、袋ナット32を口金部62に装着するにあたり、フランジ部40が摩擦でフランジ部40を回転させようとしてもフランジ部40が回転することはない。これにより、フランジ部40が回転することでOリング20が引きずられて回転することもなく、袋ナット32を装着する際のOリング20の磨耗や損傷を効果的に防止でき、これにより、フランジ部66と口金部62との間の高いシール性(封止性能)を確保できる。
Therefore, in the present embodiment, when the
なお、本実施の形態では、上記のようにインタンクバルブ22や口金部62とは別にピン70を設け、このピン70を回転規制手段とした。しかしながら、回転規制手段は結果的に口金部62に対するフランジ部66の回転を規制できる構造であればよく、その具体的な構造に何ら限定されるものではない。
In the present embodiment, the
10 タンク
12 タンク本体(装置本体)
16 口金部
20 Oリング(封止手段)
22 インタンクバルブ(封止手段)
24 バルブ本体(嵌挿部)
30 フランジ部(当接部)
32 袋ナット(保持手段)
36 雌ねじ(係合部)
38 雄ねじ(受圧部)
40 フランジ部(干渉部)
60 タンク
62 口金部
66 フランジ部(当接部)
70 ピン(回転規制手段)
10
16 Base 20 O-ring (sealing means)
22 In-tank valve (sealing means)
24 Valve body (insertion part)
30 Flange part (contact part)
32 Cap nut (holding means)
36 Female thread (engagement part)
38 Male thread (pressure receiving part)
40 Flange (interference part)
60
70 pins (rotation restricting means)
Claims (3)
外周形状が円形で両端が開口した筒状に形成されると共に、貫通方向一方の端部の側から他方の端部の側へ向いた圧力を受けることが可能な受圧部が外周部に設けられ、前記貫通方向一方の開口端側で前記装置本体に一体的に結合されて内部が前記装置本体の内部に連通した口金部と、
前記口金部の開口端から前記口金部の内側に嵌挿される嵌挿部を有すると共に、前記口金部に対する前記嵌挿部の嵌挿状態で前記口金部の開口方向に沿って前記口金部の前記装置本体とは反対側の開口端に当接して前記口金部の開口端との間を封止する当接部が前記嵌挿部に一体形成された封止手段と、
前記口金部を外側から被覆可能な筒状に形成されると共に、前記圧力の向きとは反対側から前記受圧部に係合する係合部を有し、前記係合部が前記受圧部に係合した状態では前記圧力の向きと同方向への変位が規制される筒状部を有すると共に、前記筒状部を前記口金部の外周部を被覆した状態で前記当接部を介して前記口金部とは反対側から前記当接部に干渉して、前記口金部の開口端から離間する方向への前記当接部の変位を規制する干渉部が前記筒状部の内周部から延設された保持手段と、
を備える流体貯蔵装置。 An apparatus body for storing a fluid having a pressure higher than atmospheric pressure inside;
The outer peripheral portion is formed in a cylindrical shape having a circular outer shape and both ends open, and a pressure receiving portion capable of receiving pressure from one end side to the other end side in the penetrating direction is provided on the outer peripheral portion. A base part integrally connected to the apparatus main body at one opening end side in the penetrating direction, and the inside communicated with the inside of the apparatus main body,
While having an insertion part inserted into the inside of the base part from the opening end of the base part, in the insertion state of the insertion part with respect to the base part, the opening of the base part along the opening direction of the base part A sealing means in which a contact portion that contacts the opening end opposite to the apparatus main body and seals between the opening end of the base portion is formed integrally with the fitting insertion portion;
The cap portion is formed in a cylindrical shape that can be covered from the outside, and has an engaging portion that engages with the pressure receiving portion from a side opposite to the direction of the pressure, and the engaging portion is engaged with the pressure receiving portion. In the combined state, it has a cylindrical part whose displacement in the same direction as the direction of the pressure is restricted, and the base part is covered with the outer periphery of the base part through the contact part. An interference portion that interferes with the contact portion from the side opposite to the portion and regulates displacement of the contact portion in a direction away from the opening end of the base portion extends from the inner peripheral portion of the cylindrical portion Holding means,
A fluid storage device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の流体貯蔵装置。 The male screw formed on the outer peripheral part of the base part is used as the pressure receiving part, and the female screw formed on the inner peripheral part of the cylindrical part so as to be screwable with the male screw is used as the engaging part.
The fluid storage device according to claim 1.
請求項1又は請求項2に記載の流体貯蔵装置。 A rotation restricting means for restricting the relative rotation of the sealing means with respect to the base portion in the direction around the axis with the opening direction of the base portion as an axial direction;
The fluid storage device according to claim 1 or 2.
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