KR20160057977A

KR20160057977A - 캡

Info

Publication number: KR20160057977A
Application number: KR1020150147093A
Authority: KR
Inventors: 히로후미 오니시; 마사아키 곤도; 아키라 야마시타; 유지 후루타; 유키오 요시다
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2016-05-24
Also published as: US20160137057A1; CA2911583C; CA2911583A1; CN105599596B; DE102015119332B4; KR101714240B1; DE102015119332A1; US9884551B2; JP2016094123A; JP6199848B2; CN105599596A

Abstract

본 발명의 과제는, 캡의 내구성을 향상시키는 기술을 제공하는 것이다.
캡은, 연료 가스의 충전구의 단부에 설치되는 본체부와, 상기 본체부에 구비되어 있고, 상기 본체부가 상기 단부에 설치되어 있을 때에, 상기 본체부를 상기 단부에 걸리게 하고, 상기 단부에 상기 본체부가 설치될 때, 및 상기 단부로부터 상기 본체부가 제거될 때에, 적어도 일부가 탄성적으로 변위를 하는 탄성 변위부와, 상기 본체부와는 별도의 부재이며, 상기 탄성 변위부의 적어도 일부를 덮고, 상기 본체부의 외주를 둘러싸는 커버부를 구비하고, 상기 커버부는, 상기 변위 시에, 상기 변위의 방향과는 역방향의 방향으로 상기 탄성 변위부에 힘을 부여한다.

Description

캡 {CAP}

본원은, 2014년 11월 14일에 출원된 출원 번호 제2014-232038호의 일본 특허 출원에 기초하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 모두가 참조에 의해 본원에 포함된다.

본 발명은 캡에 관한 것이다.

최근, 연료 가스와 산화제 가스를 전기 화학 반응시키는 연료 전지를 탑재한 차량의 실용화가 진행되고 있다. 산화제 가스는 공기를 사용하므로 차량 내에 축적해 둘 필요가 없지만, 연료 가스는 차량 내에 축적해 둘 필요가 있다. 이로 인해, 차량의 연료 가스 탱크에 연료 가스를 충전하는 충전구를 막는 캡에 관한 기술이 알려져 있다(JP2007-196920A 등). JP2007-196920A에 있어서, 캡의 내벽에 형성된 볼록부를 충전구에 걸리게 함으로써, 충전구를 막는 캡이 개시되어 있다.

그러나, 충전구에 캡을 설치할 때 및 충전구로부터 캡이 제거될 때에, 캡에 관한 하중은 볼록부만이 부담하므로, 볼록부가 마모나 파손될 우려가 있었다. 이로 인해, 볼록부의 내구성의 향상이 요망되고 있었다.

본 발명은 상술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 이하의 형태로서 실현하는 것이 가능하다.

(1) 본 발명의 일 형태에 따르면, 캡이 제공된다. 이 캡은, 연료 가스의 충전구의 단부에 설치되는 본체부와, 상기 본체부에 구비되어 있고, 상기 본체부가 상기 단부에 설치되어 있을 때에, 상기 본체부를 상기 단부에 걸리게 하고, 상기 단부에 상기 본체부가 설치될 때, 및 상기 단부로부터 상기 본체부가 제거될 때에, 적어도 일부가 탄성적으로 변위를 하는 탄성 변위부와, 상기 본체부와는 별도의 부재이며, 상기 탄성 변위부의 적어도 일부를 덮고, 상기 본체부의 외주를 둘러싸는 커버부를 구비하고, 상기 커버부는, 상기 변위 시에, 상기 변위의 방향과는 역방향의 방향으로 상기 탄성 변위부에 힘을 부여한다. 이 형태에 따르면, 충전구에 본체부가 설치될 때, 및 충전구로부터 본체부가 제거될 때에, 탄성 변위부에 관한 힘의 일부를 커버부가 진다. 이로 인해, 탄성 변위부에 가해지는 하중이 줄어들어, 탄성 변위부의 내구성이 향상된다. 이 결과로서, 캡의 내구성이 향상된다.

(2) 상기 형태의 캡에 있어서, 상기 탄성 변위부는, 상기 본체부와 일체로 설치되어 있고, 상기 본체부는, 상기 탄성 변위부의 적어도 일부를 둘러싸는 관통 구멍을 구비하고, 상기 커버부는, 상기 관통 구멍을 덮는 것으로 해도 된다. 이 형태에 따르면, 관통 구멍을 커버부가 덮으므로, 관통 구멍으로부터 캡 내부에의 이물질이 침입하는 것을 저감시킬 수 있다.

본 발명은 다양한 형태로 실현하는 것이 가능하며, 예를 들어 캡의 제조 방법이나, 제조 방법을 실현하기 위한 컴퓨터 프로그램, 그 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체 등의 형태로 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태로서의 캡(10)의 외관도.
도 2는 본체부(100)를 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 2의 A-A 단면을 도시하는 도면.
도 4a는 커버부(200)가 탄성 변위부(110)에 힘을 부여하는 상태를 설명하는 도면.
도 4b는 커버부(200)가 탄성 변위부(110)에 힘을 부여하는 상태를 설명하는 도면.
도 4c는 커버부(200)가 탄성 변위부(110)에 힘을 부여하는 상태를 설명하는 도면.
도 4d는 단부(400)에 관한 힘을 나타내는 도면.
도 5는 캡(20)의 단면도를 나타내는 도면.
도 6은 캡(30)의 외관도.

A. 실시 형태:

도 1은 본 발명의 일 실시 형태로서의 캡(10)의 외관도이다. 캡(10)은, 연료 전지에 사용하는 연료 가스의 충전구를 막는 캡이다. 캡(10)은, 본체부(100)와, 커버부(200)를 구비한다. 본 실시 형태에 있어서, 연료 가스로서 수소 가스를 사용한다.

본체부(100)는, 연료 가스의 충전구의 단부에 설치되는 부재이다. 본 실시 형태에 있어서, 본체부(100)는, 수지에 의해 형성되어 있다.

도 2는, 본체부(100)를 설명하기 위한 도면이다. 파선부는, 본체부(100)의 내벽의 형상을 나타낸다. 본체부(100)의 내부는, 공동(空洞)으로 되어 있다. 본체부(100)는, 탄성 변위부(110)와, 관통 구멍(120)을 구비한다.

탄성 변위부(110)는, 본체부(100)가 연료 가스의 충전구의 단부에 설치되어 있을 때에, 본체부(100)를 연료 가스의 충전구의 단부에 걸리게 하는 부분이다. 또한, 탄성 변위부(110)는, 연료 가스의 충전구의 단부에 본체부(100)가 설치될 때, 및 연료 가스의 충전구의 단부로부터 본체부(100)가 제거될 때에, 적어도 일부가 탄성적으로 변위하는 부분이다. 본 실시 형태에 있어서, 탄성 변위부(110)는, 본체부(100)와 일체로 설치되어 있다. 관통 구멍(120)은, 탄성 변위부(110)의 적어도 일부를 둘러싸는 구멍이다.

도 3은, 도 2의 A-A 단면을 도시하는 도면이다. 탄성 변위부(110)는, 본체부(100)에 복수 구비되어 있다. 탄성 변위부(110)는, 본체부(100)의 다른 부위에 대해 내측으로 돌출되어 있고, 대응하는 충전구의 단부에 형성된 오목부에 걸리도록 설계되어 있다.

캡(10)의 커버부(200)(도 1 참조)는, 본체부(100)와는 별도의 부재이다. 본 실시 형태에 있어서, 커버부(200)는, 탄성 재료에 의해 형성되어 있다. 커버부(200)는, 탄성 변위부(110)의 적어도 일부를 덮고, 본체부(100)의 외주를 둘러싸고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 커버부(200)는, 탄성 변위부(110)의 전체를 덮고 있다. 또한, 커버부(200)는, 탄성 변위부(110)의 적어도 일부가 탄성적으로 변위할 때에, 변위의 방향과는 역방향의 방향으로 탄성 변위부(110)에 힘을 부여한다.

도 4a 내지 도 4c는, 커버부(200)가 탄성 변위부(110)에 힘을 부여하는 상태를 설명하는 도면이다. 도 4a는, 충전구의 단부(400)와 탄성 변위부(110)가 접촉한 직후의 상태를 나타낸다. 도 4b는, 단부(400)와 탄성 변위부(110)가 접촉하고 있고, 또한 탄성 변위부(110)와 커버부(200)가 접촉한 상태를 나타낸다. 도 4c는, 캡(10)의 탄성 변위부(110)가 단부(400)에 형성된 오목부에 걸리는 상태를 나타낸다. 도 4d는, 단부(400)와 탄성 변위부(110)가 접촉하기 직전으로부터 캡(10)의 탄성 변위부(110)가 단부(400)에 형성된 오목부에 걸리는 사이에 있어서, 단부(400)에 관한 힘을 나타내는 도면이다. 도 4d에 있어서, 종축은 힘(N)을 나타내고, 횡축은 단부(400)의 위치(X)를 나타낸다.

도 4a에 도시하는 바와 같이, 단부(400)와 탄성 변위부(110)가 접촉한 직후에 있어서, 단부(400)는, 탄성 변위부(110)로부터 힘을 받는다. 도 4d에 있어서, 도 4a의 상태는 범위 a에 대응한다. 범위 a에 있어서, 탄성 변위부(110)의 적어도 일부가 탄성적으로 변위함으로써, 단부(400)에 관한 힘은 증가해 간다.

그 후, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 탄성 변위부(110)와 커버부(200)가 접촉함으로써, 커버부(200)는 탄성 변위부(110)에 힘을 부여한다. 커버부(200)가 힘을 부여하는 방향은, 탄성 변위부(110)의 변위의 방향과는 역방향의 방향이다. 도 4d에 있어서, 도 4b의 상태는 범위 b에 대응한다. 범위 b에 있어서, 단부(400)에 관한 힘 α는, 탄성 변위부(110)의 적어도 일부가 탄성적으로 변위함으로써 발생하는 힘과, 커버부(200)가 탄성 변위부(110)에 부여하는 힘의 총합이다. 커버부(200)가 탄성 변위부(110)에 부여하는 힘은, 탄성 변위부(110)가 변위함으로써 커버부(200)를 반경 방향으로 확대하려고 하는 힘에 대한 반력이다.

그 후, 도 4c에 도시하는 바와 같이, 탄성 변위부(110)가 단부(400)에 형성된 오목부에 걸린다. 이 상태에 있어서, 단부(400)는, 탄성 변위부(110)만으로부터 힘을 받는다. 도 4d에 있어서, 도 4c의 상태는 범위 c에 대응한다.

한편, 커버부(200)가 본체부(100)에 설치하고 있지 않은 경우의 상태를, 범위 d로서 나타낸다. 범위 d에 있어서, 단부(400)에 관한 힘 β는, 탄성 변위부(110)의 적어도 일부가 탄성적으로 변위함으로써 발생하는 힘뿐이다. 즉, 탄성 변위부(110)로부터 발생시키는 힘을 힘 α(＞힘 β)로 하기 위해서는, 보다 탄성 변위부를 변위시켜야 하므로, 탄성 변위부의 설계 조건이 엄격해진다. 또한, 범위 b에 있어서의 힘의 크기와 범위 d에 있어서의 힘의 크기의 차는, 커버부(200)가 부담하는 힘이다.

본 실시 형태에 있어서는, 단부(400)에 관한 힘을 탄성 변위부(110)와 커버부(200)가 부여함으로써, 탄성 변위부(110)가 부여해야 할 힘을 낮게 설정할 수 있다. 이로 인해, 탄성 변위부(110)의 내구성이 향상되고, 결과적으로, 캡(10)의 내구성이 향상된다.

또한, 커버부(200)는, 관통 구멍(120)을 덮는다(도 1 참조). 이로 인해, 관통 구멍(120)으로부터 캡(10)의 내부에 이물질이 침입하는 것을 저감시킬 수 있다. 이 결과, 캡(10)과 단부(400) 사이에 이물질이 끼워 넣어지는 것에 의해 발생하는 흠집의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 캡(10)은, 수소 가스의 충전구의 단부에 설치된다. 통상, 수소 가스는 0℃ 이하에서 충전된다. 이로 인해, 캡(10) 내에 물이 침입한 경우, 캡(10)과 단부(400) 사이에서 물이 동결한다. 그 결과로서, 캡(10)과 단부(400)의 고착이 발생한다. 그러나, 커버부(200)는 관통 구멍(120)을 덮으므로, 관통 구멍(120)으로부터 캡(10)의 내부에 물이 침입하는 것을 저감시킬 수 있다. 이 결과, 캡(10)과 단부(400)의 고착의 발생을 저감시킬 수 있다.

B. 변형예:

B1. 변형예 1:

본 실시 형태에 있어서, 캡(10)이 단부(400)에 삽입되어 있지 않은 경우, 탄성 변위부(110)와 커버부(200)는 접하고 있지 않다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 캡(10)이 단부(400)에 삽입되어 있지 않은 경우에 있어서도, 탄성 변위부(110)는 커버부(200)와 접하고 있어도 된다.

B2. 변형예 2:

본 실시 형태에 있어서, 커버부(200)의 내면은 평탄하다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

도 5는 캡(20)의 단면도를 나타내는 도면이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 커버부(500)의 내면이며, 본체부(600)의 탄성 변위부(610)에 대응하는 부분에, 탄성 변위부(610)를 향해 돌출되는 볼록부(510)를 형성해도 된다.

B3. 변형예 3:

본 실시 형태에 있어서, 커버부(200)의 외면은 평탄하다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

도 6은 캡(30)의 외관도이다. 캡(10)과 캡(30)은, 커버부의 외면이 다르지만 그 이외는 동일하다. 캡(30)의 커버부(700)의 외면은, 환상의 오목부와 환상의 볼록부가 축 방향으로 반복되는 요철부(710)를 구비한다. 이와 같이 함으로써, 캡(30)을 유저가 파지할 때에, 확실히 파지할 수 있다. 또한, 커버부(700)의 오목부나 볼록부의 형상은 이 형상에 한정되지 않는다. 커버부(700)의 외면에 오목부와 볼록부 중 적어도 한쪽을 구비함으로써, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

B4. 변형예 4:

본 실시 형태에 있어서, 탄성 변위부(110)는 3개 설치되어 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 탄성 변위부(110)의 개수는, 단부(400)에 부여하는 힘의 크기에 따라, 유연하게 설정할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 형태나 변형예에 한정되는 것이 아니라, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들어, 발명의 내용의 란에 기재한 각 형태 중의 기술적 특징에 대응하는 실시 형태, 변형예 중의 기술적 특징은, 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해, 혹은, 상술한 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해, 적절히 대체나 조합을 행하는 것이 가능하다. 또한, 그 기술적 특징이 본 명세서 중에 필수인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절히 삭제하는 것이 가능하다.

Claims

연료 가스의 충전구의 단부에 설치되는 본체부와,
상기 본체부에 구비되어 있고, 상기 본체부가 상기 단부에 설치되어 있을 때에, 상기 본체부를 상기 단부에 걸리게 하고, 상기 단부에 상기 본체부가 설치될 때, 및 상기 단부로부터 상기 본체부가 제거될 때에, 적어도 일부가 탄성적으로 변위를 하는 탄성 변위부와,
상기 본체부와는 별도의 부재이며, 상기 탄성 변위부의 적어도 일부를 덮고, 상기 본체부의 외주를 둘러싸는 커버부를 구비하고,
상기 커버부는, 상기 변위 시에, 상기 변위의 방향과는 역방향의 방향으로 상기 탄성 변위부에 힘을 부여하는, 캡.
제1항에 있어서, 상기 탄성 변위부는, 상기 본체부와 일체로 설치되어 있고,
상기 본체부는, 상기 탄성 변위부의 적어도 일부를 둘러싸는 관통 구멍을 구비하고,
상기 커버부는, 상기 관통 구멍을 덮는, 캡.