JP2009156324A

JP2009156324A - レセプタクル

Info

Publication number: JP2009156324A
Application number: JP2007334191A
Authority: JP
Inventors: Akira Yamashita; 顕山下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2009-07-16

Abstract

【課題】耐水素脆化を確保しつつコストを低減させることが可能なレセプタクルを提供する。
【解決手段】水素ガス消費部に水素ガスを補給する際に補給ノズルが接続されるレセプタクル１０において、内部に水素ガスの流路３１、４２、５１が形成されたボディ１１を有する。水素ガスが触れる流路３１、４２、５１を構成するボディ１１の内周部２２が耐水素脆化材料により形成され、その他の部分であるボディ１１の外周部２１が高強度材料により形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、燃料電池自動車などの水素ガス消費部に水素ガスを補給する際に補給ノズルが接続されるレセプタクルに関する。

近年、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応によって発電する燃料電池をエネルギ源とした燃料電池自動車等が注目されている。この種の燃料電池を搭載した燃料電池自動車は、燃料ガスである水素ガスの充填口を備えており、この充填口を構成するレセプタクルにガスステーションの充填ノズル（補給ノズル）を接続し、車両に搭載された高圧タンク内へ燃料ガスである水素ガスを送り込むようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１９７１６号公報

ところで、水素ガスが充填される充填口を構成するレセプタクルは、水素脆化が発生しにくい金属材料を用いることが要求されているが、この水素脆化に強い耐水素脆化材料（例えば、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＨ６６０、Ａ６０６１等）は高価であるため、レセプタクル自体のコストアップを招く原因となっている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、耐水素脆化を確保しつつコストを低減可能なレセプタクルを提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明は、水素ガス消費部に水素ガスを補給する際に補給ノズルが接続されるレセプタクルであって、内部に水素ガスの流路が形成されたボディを有し、前記ボディにおける水素ガスが触れる前記流路を構成する部分が耐水素脆化材料により形成され、他の部分が高強度材料により形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、水素ガスが触れる流路を構成する部分が耐水素脆化材料により形成され、他の部分が高強度材料により形成されているので、水素ガスに対する耐脆化を確保しつつ高価な耐水素脆化材料の量を極力抑えてコストを低減させることができる。つまり、耐水素脆化に優れ、低コストのレセプタクルを実現できる。

また、前記ボディは、筒状に形成されており、前記流路が形成された内周部と、この内周部の外周側に一体的に設けられた外周部とを有し、前記内周部が耐水素脆化材料により形成され、前記外周部が高強度材料により形成されていてもよい。

また、前記内周部が前記外周部内に嵌合され、これら内周部と外周部とが互いに接合されて一体化されていてもよい。

また、内周側が水素脆化に強い耐水素脆化材料とされ、外周側が高強度材料とされたコア・クラッド構造の丸棒に機械加工を施すことによって、前記ボディが形成されていてもよい。

前記ボディの流路には、当該流路を開閉する弁機構が設けられ、当該弁機構も耐水素脆化材料により形成されていてもよい。

本発明のレセプタクルによれば、耐水素脆化を確保しつつコストを低減させることができる。

以下、図１を参照して、本発明の実施の形態に係るレセプタクルについて説明する。

図１は、先端（図１のＸ方向側の端部）にガススタンド側の充填ノズル（補給ノズル）が接続される、本実施の形態に係るレセプタクル１０を示している。このレセプタクル１０は、筒状のボディ１１と、このボディ１１の内部の後方側に設けられた弁機構１２を有している。ボディ１１の後端側に形成されたフランジ１１ａを車体に固定することにより、レセプタクル１０が、水素ガス消費部である例えば燃料電池車両に取り付けられている。

ボディ１１は、外周部２１と先端部を除く内周側の内周部２２とからなる２層構造に形成されている。外周部２１は、高強度鋼などの強度の高い金属材料からなる高強度材料から形成されている。内周部２２は、例えば、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＨ６６０、Ａ６０６１などの水素脆化に強い耐水素脆化に優れた金属材料からなる耐水素脆化材料から形成されている。

内周部２２は、外周部２１に形成された内孔２１ａに、後方側から嵌合されており、互いに接合されて一体化されている。なお、これら外周部２１と内周部２２との接合方法としては、例えば焼きばめ、ろう付け、爆着、溶接、接着あるいは拡散接合などがある。

ボディ１１の先端から後方の弁機構１２に至る部分は、流路３１が形成されている。流路３１の途中には、小径に形成されたノズルシール孔３２が設けられている。このノズルシール孔３２には、溝部３３が形成されており、この溝部３３には、Ｏリング３４が配設されている。また、ボディ１１の先端側の外周に、ボールロック溝３５が形成されている。

充填時には、充填ノズルのノズル部３０が流路３１の先端側に挿入されて、充填ノズル（図示略）がレセプタクル１０に接合される。つまり、充填ノズルは、ノズル部３０が流路３１に挿入されることにより、ノズルシール孔３２のＯリング３４にてシールされ、また、充填ノズルに設けられた図示略のボールロック機構のボールがボールロック溝３５に入り込むことにより、充填ノズルとレセプタクル１０の接続状態がロックされる。

ボディ１１の後方側の内周部２２には、メネジ４１を有する嵌合孔４２が形成されている。嵌合孔４２には、フランジ部４３を有する接続部材４４が取り付けられている。接続部材４４には、オネジ４５が形成されている。フランジ部４３がボディ１１に当接するまでオネジ４５をメネジ４１にねじ込むことにより、接続部材４４がボディ１１に接合されている。この接続部材４４には、その後端側に、燃料電池車両に搭載された高圧タンクに繋がる配管（図示略）が接続される。

接続部材４４には、その中心に流路５１が形成されており、この流路５１は先端側が大径に形成された摺動孔５１ａとされている。なお、接続部材４４には、その先端側における外周に、溝部５２が形成されており、この溝部５２には、Ｏリング５３が設けられている。そして、このＯリング５３によって接続部材４４とボディ１１の内周部２２の嵌合孔４２との間がシールされている。

接続部材４４の先端側には、先端へ向かって次第に縮径する台形錐形状の弁部６１と、この弁部６１から後方へ延在する摺動棒６２とを有する弁体６３が設けられている。弁体６３の摺動棒６２は、接続部材４４の摺動孔５１ａに摺動可能に挿入されている。弁体６３の弁部６１には、そのテーパ面６１ａに溝部６１ｂが形成されており、この溝部６１ｂには、Ｏリング６４が設けられている。

また、接続部材４４と弁体６３との間には、圧縮バネ７１が設けられており、この圧縮バネ７１によって弁体６３が先端側へ向かって付勢されている。ボディ１１の内周部２２の流路３１と嵌合孔４２との間には、弁体６３の弁部６１のテーパ面６１ａに対向するテーパ面７２が形成されている。このテーパ面７２には、圧縮バネ７１によって先端側へ付勢されたテーパ面６１ａが当接し、これらテーパ面６１ａ，７２の間がＯリング６４によってシールされる。

弁機構１２では、弁体６３が圧縮バネ７１の付勢力に抗して後方側へ移動すると、テーパ面６１ａ，７２同士が離間し、流路３１、嵌合孔４２及び流路５１が連通する。弁機構１２を構成する接続部材４４、弁体６３及び圧縮バネ７１は、ボディ１１の内周部２２と同様の耐水素脆化に優れた金属材料からなる耐水素脆化材料により形成されている。

そして、上記構造のレセプタクル１０では、その先端部に充填ノズルを接続した状態で、弁体６３が圧縮バネ７１の付勢力に抗して後端側へ移動すると、テーパ面６１ａ，７１同士が離間して、流路３１、嵌合孔４２及び流路５１が連通する。充填ノズルから水素ガスが供給され、ボディ１１内の内周部２２の流路３１、嵌合孔４２及び接続部材４４の流路５１を介して車両の配管に送り込まれ、高圧ガスタンクに充填される。

以上の実施の形態のレセプタクル１０によれば、水素ガスが触れる流路３１、嵌合孔４２及び流路５１を構成するボディ１１の内周部２２及び弁機構１２が耐水素脆化材料により形成され、他の部分であるボディ１１の外周部２１が高強度材料により形成されているので、水素ガスに対する耐脆化を確保しつつ高価な耐水素脆化材料の量を極力抑えてコストを低減させることができる。つまり、耐水素脆化に優れ、低コストのレセプタクル１０を実現できる。

なお、上記実施形態では、高強度材料により形成された外周部２１に、耐水素脆化材料により形成された内周部２２を嵌合し、これらの異種金属同士を接合することによりボディ１１を形成したが、内周側が耐水素脆化材料からなり、外周側が高強度材料からなるコア・クラッド構造の丸棒の金属材料に機械加工を施すことによって、ボディ１１を形成してもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば以上の実施形態では、レセプタクル１０を有する水素ガス消費部が、燃料電池車両であったが、水素ガスを消費する他の各種移動体（ロボット、船舶、航空機等）や、建物（住宅、ビル等）用の発電設備にも本発明を適用できる。

本発明の実施の形態に係るレセプタクルを示す断面図である。

符号の説明

１０レセプタクル
１１ボディ
２１外周部
２２内周部
３１流路
４２嵌合孔（流路）
５１流路

Claims

水素ガス消費部に水素ガスを補給する際に補給ノズルが接続されるレセプタクルであって、
内部に水素ガスの流路が形成されたボディを有し、
前記ボディにおける水素ガスが触れる前記流路を構成する部分が耐水素脆化材料により形成され、他の部分が高強度材料により形成されていることを特徴とする、レセプタクル。
前記ボディは、筒状に形成されており、前記流路が形成された内周部と、この内周部の外周側に一体的に設けられた外周部とを有し、前記内周部が耐水素脆化材料により形成され、前記外周部が高強度材料により形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のレセプタクル。
前記内周部が前記外周部内に嵌合され、これら内周部と外周部とが互いに接合されて一体化されていることを特徴とする、請求項２に記載のレセプタクル。
内周側が耐水素脆化材料からなり、外周側が高強度材料からなるコア・クラッド構造の丸棒に機械加工を施すことによって、前記ボディが形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のレセプタクル。
前記ボディの流路には、当該流路を開閉する弁機構が設けられ、当該弁機構も耐水素脆化材料により形成されていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載のレセプタクル。