JP2016094123A - キャップ - Google Patents

Abstract

【課題】キャップの耐久性を向上させる技術を提供する。
【解決手段】キャップは、燃料ガスの充填口の端部に取り付けられる本体部１００と、前記本体部に備えられており、前記本体部が前記端部４００に取り付けられている際に、前記本体部を前記端部に係止し、前記端部に前記本体部が取り付けられる際、および、前記端部から前記本体部が取り外される際に、少なくとも一部が弾性的に変位をする弾性変位部１１０と、前記本体部とは別部材であり、前記弾性変位部の少なくとも一部を覆い、前記本体部の外周を囲むカバー部２００を備え、前記カバー部は、前記変位の際に、前記変位の方向とは逆向きの方向へ前記弾性変位部に力を付与する。
【選択図】図４

Description

本発明は、キャップに関する。

近年、燃料ガスと酸化剤ガスとを電気化学反応させる燃料電池を搭載した車両の実用化が進められている。酸化剤ガスは空気を用いるため車両内に蓄えておく必要がないが、燃料ガスは車両内に蓄えておく必要がある。このため、車両の燃料ガスタンクに燃料ガスを充填する充填口を塞ぐキャップに関する技術が知られている（特許文献１など）。特許文献１において、キャップの内壁に設けられた凸部を充填口に係止させることにより、充填口を塞ぐキャップが開示されている。

特開２００７−１９６９２０号公報 特開２０１１−２２５０１６号公報 特開２０１２−１５９１５１号公報

しかし、充填口にキャップを取り付ける際および充填口からキャップが取り外される際に、キャップに係る荷重は凸部のみが負担するため、凸部が磨耗や破損する虞があった。このため、凸部の耐久性の向上が望まれていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、キャップが提供される。このキャップは、燃料ガスの充填口の端部に取り付けられる本体部と、前記本体部に備えられており、前記本体部が前記端部に取り付けられている際に、前記本体部を前記端部に係止し、前記端部に前記本体部が取り付けられる際、および、前記端部から前記本体部が取り外される際に、少なくとも一部が弾性的に変位をする弾性変位部と、前記本体部とは別部材であり、前記弾性変位部の少なくとも一部を覆い、前記本体部の外周を囲むカバー部を備え、前記カバー部は、前記変位の際に、前記変位の方向とは逆向きの方向へ前記弾性変位部に力を付与する。この形態によれば、充填口に本体部が取り付けられる際、および、充填口から本体部が取り外される際に、弾性変位部に係る力の一部をカバー部が負う。このため、弾性変位部へかかる荷重が減り、弾性変位部の耐久性が向上する。この結果として、キャップの耐久性が向上する。

（２）上記形態のキャップにおいて、前記弾性変位部は、前記本体部と一体で設けられており、前記本体部は、前記弾性変位部の少なくとも一部を囲む貫通孔を備え、前記カバー部は、前記貫通孔を覆うとしてもよい。この形態によれば、貫通孔をカバー部が覆うため、貫通孔からキャップ内部への異物が侵入することを低減できる。

本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、キャップの製造方法や、製造方法を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。

本発明の一実施形態としてのキャップ１０の外観図。 本体部１００を説明するための図。 図２のＡ−Ａ断面を示す図。 カバー部２００が弾性変位部１１０に力を付与する状態を説明する図。 キャップ２０の断面図を示す図。 キャップ３０の外観図。

Ａ．実施形態：
図１は、本発明の一実施形態としてのキャップ１０の外観図である。キャップ１０は、燃料電池に用いる燃料ガスの充填口を塞ぐキャップである。キャップ１０は、本体部１００と、カバー部２００とを備える。本実施形態において、燃料ガスとして水素ガスを用いる。

本体部１００は、燃料ガスの充填口の端部に取り付けられる部材である。本実施形態において、本体部１００は、樹脂により形成されている。

図２は、本体部１００を説明するための図である。破線部は、本体部１００の内壁の形状を示す。本体部１００の内部は、空洞となっている。本体部１００は、弾性変位部１１０と、貫通孔１２０と、を備える。

弾性変位部１１０は、本体部１００が燃料ガスの充填口の端部に取り付けられている際に、本体部１００を燃料ガスの充填口の端部に係止する部分である。また、弾性変位部１１０は、燃料ガスの充填口の端部に本体部１００が取り付けられる際、および、燃料ガスの充填口の端部から本体部１００が取り外される際に、少なくとも一部が弾性的に変位する部分である。本実施形態において、弾性変位部１１０は、本体部１００と一体で設けられている。貫通孔１２０は、弾性変位部１１０の少なくとも一部を囲む孔である。

図３は、図２のＡ−Ａ断面を示す図である。弾性変位部１１０は、本体部１００に複数備えられている。弾性変位部１１０は、本体部１００の他の部位に対して内側に突き出ており、対応する充填口の端部に設けられた凹部に係止するように設計されている。

キャップ１０のカバー部２００（図１参照）は、本体部１００とは別部材である。本実施形態において、カバー部２００は、弾性材料により形成されている。カバー部２００は、弾性変位部１１０の少なくとも一部を覆い、本体部１００の外周を囲んでいる。本実施形態において、カバー部２００は、弾性変位部１１０の全体を覆っている。また、カバー部２００は、弾性変位部１１０の少なくとも一部が弾性的に変位する際に、変位の方向とは逆向きの方向へ弾性変位部１１０に力を付与する。

図４は、カバー部２００が弾性変位部１１０に力を付与する状態を説明する図である。図４（Ａ）は、充填口の端部４００と弾性変位部１１０とが接触した直後の状態を示す。図４（Ｂ）は、端部４００と弾性変位部１１０とが接触しており、かつ、弾性変位部１１０とカバー部２００とが接触した状態を示す。図４（Ｃ）は、キャップ１０の弾性変位部１１０が端部４００に設けられた凹部に係止する状態を示す。図４（Ｄ）は、端部４００と弾性変位部１１０とが接触する直前からキャップ１０の弾性変位部１１０が端部４００に設けられた凹部に係止する間において、端部４００に係る力を示す図である。図４（Ｄ）において、縦軸は力（Ｎ）を示し、横軸は端部４００の位置（Ｘ）を示す。

図４（Ａ）に示すように、端部４００と弾性変位部１１０とが接触した直後において、端部４００は、弾性変位部１１０から力を受ける。図４（Ｄ）において、図４（Ａ）の状態は範囲ａに対応する。範囲ａにおいて、弾性変位部１１０の少なくとも一部が弾性的に変位することにより、端部４００に係る力は増加していく。

その後、図４（Ｂ）に示すように、弾性変位部１１０とカバー部２００とが接触することにより、カバー部２００は弾性変位部１１０に力を付与する。カバー部２００が力を付与する方向は、弾性変位部１１０の変位の方向とは逆向きの方向である。図４（Ｄ）において、図４（Ｂ）の状態は範囲ｂに対応する。範囲ｂにおいて、端部４００に係る力αは、弾性変位部１１０の少なくとも一部が弾性的に変位することにより発生する力と、カバー部２００が弾性変位部１１０に付与する力との総和である。カバー部２００が弾性変位部１１０に付与する力は、弾性変位部１１０が変位することによってカバー部２００を半径方向に拡大しようとする力に対する反力である。

その後、図４（Ｃ）に示すように、弾性変位部１１０が端部４００に設けられた凹部に係止する。この状態において、端部４００は、弾性変位部１１０のみから力を受ける。図４（Ｄ）において、図４（Ｃ）の状態は範囲ｃに対応する。

一方、カバー部２００が本体部１００に取り付けていない場合の状態を、範囲ｄとして示す。範囲ｄにおいて、端部４００に係る力βは、弾性変位部１１０の少なくとも一部が弾性的に変位することにより発生する力のみである。つまり、弾性変位部１１０から発生させる力を力α（＞力β）とするためには、より弾性変位部を変位させなければならないため、弾性変位部の設計条件が厳しくなる。なお、範囲ｂにおける力の大きさと範囲ｄにおける力の大きさとの差は、カバー部２００が負担する力である。

本実施形態においては、端部４００に係る力を弾性変位部１１０とカバー部２００とが付与することにより、弾性変位部１１０が付与すべき力を低く設定できる。このため、弾性変位部１１０の耐久性が向上し、結果として、キャップ１０の耐久性が向上する。

なお、カバー部２００は、貫通孔１２０を覆う（図１参照）。このため、貫通孔１２０からキャップ１０の内部へ異物が侵入することを低減できる。この結果、キャップ１０と端部４００との間に異物が挟みこまれることによって生じる傷の発生を抑制できる。

また、キャップ１０は、水素ガスの充填口の端部に取り付けられる。通常、水素ガスは０℃以下で充填される。このため、キャップ１０内に水が浸入した場合、キャップ１０と端部４００との間で水が凍結する。その結果として、キャップ１０と端部４００との固着が発生する。しかし、カバー部２００は貫通孔１２０を覆うため、貫通孔１２０からキャップ１０の内部へ水が浸入することを低減できる。この結果、キャップ１０と端部４００との固着の発生を低減できる。

Ｂ．変形例：
Ｂ１．変形例１：
本実施形態において、キャップ１０が端部４００に挿入されていない場合、弾性変位部１１０とカバー部２００とは接していない。しかし、本発明はこれに限られず、キャップ１０が端部４００に挿入されていない場合においても、弾性変位部１１０はカバー部２００と接していてもよい。

Ｂ２．変形例２：
本実施形態において、カバー部２００の内面は、平坦である。しかし、本発明はこれに限られない。

図５は、キャップ２０の断面図を示す図である。図５に示すように、カバー部５００の内面であって、本体部６００の弾性変位部６１０に対応する部分に、弾性変位部６１０に向かって突出する凸部５１０を設けてもよい。

Ｂ３．変形例３：
本実施形態において、カバー部２００の外面は、平坦である。しかし、本発明はこれに限られない。

図６は、キャップ３０の外観図である。キャップ１０とキャップ３０とは、カバー部の外面が異なるがそれ以外は同じである。キャップ３０のカバー部７００の外面は、環状の凹部と環状の凸部とが軸方向に繰り返される凹凸部７１０を備える。このようにすることにより、キャップ３０をユーザが把持する際に、しっかりと把持することができる。なお、カバー部７００の凹部や凸部の形状はこの形状に限定されない。カバー部７００の外面に凹部と凸部との少なくとも一方を備えることにより、同様の効果を得ることができる。

Ｂ４．変形例４：
本実施形態において、弾性変位部１１０は３つ設けられている。しかし、本発明は、これに限られない。弾性変位部１１０の個数は、端部４００へ付与する力の大きさに応じて、柔軟に設定できる。

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…キャップ
２０…キャップ
３０…キャップ
１００…本体部
１１０…弾性変位部
１２０…貫通孔
２００…カバー部
４００…端部
５００…カバー部
５１０…凸部
６００…本体部
６１０…弾性変位部
７００…カバー部
７１０…凹凸部
ａ…範囲
ｂ…範囲
ｃ…範囲
ｄ…範囲

Claims (2)

1. 燃料ガスの充填口の端部に取り付けられる本体部と、
   前記本体部に備えられており、前記本体部が前記端部に取り付けられている際に、前記本体部を前記端部に係止し、前記端部に前記本体部が取り付けられる際、および、前記端部から前記本体部が取り外される際に、少なくとも一部が弾性的に変位をする弾性変位部と、
   前記本体部とは別部材であり、前記弾性変位部の少なくとも一部を覆い、前記本体部の外周を囲むカバー部を備え、
   前記カバー部は、前記変位の際に、前記変位の方向とは逆向きの方向へ前記弾性変位部に力を付与する、キャップ。
2. 請求項１に記載のキャップであって、
   前記弾性変位部は、前記本体部と一体で設けられており、
   前記本体部は、前記弾性変位部の少なくとも一部を囲む貫通孔を備え、
   前記カバー部は、前記貫通孔を覆う、キャップ。

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