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公開番号2024148241
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023061197
出願日2023-04-05
発明の名称カートリッジとガス消費装置の連結構造
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類F17C 13/00 20060101AFI20241010BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】ガスを貯蔵するタンクをガス消費装置に適切に連結することができるタンクとガス消費装置との連結構造を提供する。
【解決手段】カートリッジと、ガス消費装置30とのコネクタのうち、一方のコネクタの外周面には、外周面から突出する複数の位置決め歯22が、軸心CLを中心とした周方向に、間隔を空けて形成されている。他方のコネクタの内周面の周方向には、位置決め歯22の周方向の歯幅に応じた溝幅を有した複数の位置決め溝42が、間隔を空けて形成されている。他方のコネクタの内周面には、位置決め溝42を通過した位置決め歯22が、軸心CLの周りに回動する回動溝44がさらに形成されている。回動溝44には、所定の回動角度でカートリッジの回動を制限するように、1つの位置決め歯22が当接するストッパ45が形成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ガスを貯蔵するタンクを備えた円柱状のカートリッジを、前記ガスを消費するガス消費装置に収容した状態で、前記カートリッジと前記ガス消費装置とを、着脱自在に連結する連結構造であって、
前記カートリッジには、前記タンクに貯蔵されたガスを、前記カートリッジの所定の周方向に放出する安全弁が設けられており、
前記ガス消費装置は、前記カートリッジを収容する収容部を有しており、
前記収容部には、前記カートリッジの軸心に沿って前記カートリッジを挿入する挿入口が形成されており、
前記連結構造は、前記カートリッジの挿入方向の先端側に設けられた第１コネクタと、前記ガス消費装置に設けられ、前記第１コネクタに連結される第２コネクタと、を有しており、
前記第１および第２コネクタのうち、一方のコネクタには、外周面が形成され、前記外周面には、前記一方のコネクタの外周面から突出する複数の位置決め歯が、前記軸心を中心とした周方向に、間隔を空けて形成されており、
他方のコネクタには、前記外周面と対向する内周面が形成され、前記内周面には、前記他方のコネクタの内周面の周方向に、前記位置決め歯の周方向の歯幅に応じた溝幅を有した複数の位置決め溝が、間隔を空けて形成され、
前記他方のコネクタの前記内周面には、前記カートリッジの挿入時に、前記位置決め溝を通過した前記位置決め歯が、前記他方のコネクタに対して前記軸心の周りに回動する回動溝がさらに形成されており、
前記回動溝には、所定の回動角度で前記カートリッジの回動を制限するように、少なくとも１つの前記位置決め歯を当接させるストッパが形成されていることを特徴とする連結構造。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記複数の位置決め歯のうち、少なくとも１つの位置決め歯の歯幅が、他の歯幅とは異なることを特徴とする請求項１に記載の連結構造。
【請求項３】
前記ガス消費装置は、前記位置決め歯が前記ストッパに当接した状態で、前記収容部に収容された前記カートリッジを、前記ガス消費装置の内部に引き込む引き込み装置を備えており、
前記カートリッジは、弁体を前記軸心に沿った前記タンクの外側に向かって付勢することにより、前記タンクの内部空間を、前記弁体で封止する封止弁を備えており、
前記ガス消費装置は、前記引き込み装置による前記カートリッジの引き込みにより、前記弁体を前記内部空間に向かって押し込み、前記封止弁を開弁するプッシュロッドを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の連結構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、カートリッジとガス消費装置の連結構造に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
たとえば、特許文献１には、燃料電池システムなどをガス消費装置として、燃料電池の発電用のガスを貯蔵したタンクが連結された車両が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－１５１１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ガス消費装置に、タンクを備えたカートリッジを着脱自在に連結することも想定される。緊急時には、カートリッジのタンクに充填されたガスを、安全弁を介して所定の周方向に放出されることが望ましい。しかしながら、ガス消費装置に装着したカートリッジの連結位置によっては、所定の周方向にガスを放出できないことがある。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、カートリッジから放出されるガスを、所定の周方向に放出することができるカートリッジとガス消費装置の連結構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題に鑑みて、本発明に係るカートリッジとガス消費装置との連結構造は、ガスを貯蔵するタンクを備えた円柱状のカートリッジを、前記ガスを消費するガス消費装置に収容した状態で、前記カートリッジと前記ガス消費装置とを、着脱自在に連結する連結構造である。前記カートリッジには、前記タンクに貯蔵されたガスを、前記カートリッジの所定の周方向に放出する安全弁が設けられている。前記ガス消費装置は、前記カートリッジを収容する収容部を有している。前記収容部には、前記カートリッジの軸心に沿って前記カートリッジを挿入する挿入口が形成されている。前記連結構造は、前記カートリッジの挿入方向の先端側に設けられた第１コネクタと、前記ガス消費装置に設けられ、前記第１コネクタに連結される第２コネクタと、を有している。前記第１および第２コネクタのうち、一方のコネクタには、外周面が形成されている。前記外周面には、前記一方のコネクタの外周面から突出する複数の位置決め歯が、前記軸心を中心とした周方向に、間隔を空けて形成されている。他方のコネクタには、前記外周面と対向する内周面が形成されている。前記内周面には、前記他方のコネクタの内周面の周方向に、前記位置決め歯の周方向の歯幅に応じた溝幅を有した複数の位置決め溝が、間隔を空けて形成されている。前記他方のコネクタの前記内周面には、前記カートリッジの挿入時に、前記位置決め溝を通過した前記位置決め歯が、前記他方のコネクタに対して前記軸心の周りに回動する回動溝がさらに形成されている。前記回動溝には、所定の回動角度で前記カートリッジの回動を制限するように、少なくとも１つの前記位置決め歯を当接させるストッパが形成されている。
【０００７】
本発明によれば、円柱状のカートリッジを、ガス消費装置の挿入口から収容部に挿入し、収容部内に設けられた第２コネクタに、カートリッジの挿入側に設けられた第１コネクタを連結することができる。具体的には、第１および第２コネクタのうち、他方のコネクタの複数の位置決め溝に、一方のコネクタの位置決め歯を通過させ、第１および第２コネクタを回動溝に沿って軸心の周りに相対的に回動させる。位置決め歯が回動溝のストッパに当接すると、第１および第２コネクタの相対的な回動が制限される。このようにして、カートリッジとガス消費装置とが連結される。このように、ガス消費装置にカートリッジを挿入した後、カートリッジを所定角度まで回動させることができる。この結果、カートリッジを連結した状態のガス消費装置の周辺が高温環境下に晒されたとしても、カートリッジに設けられた安全弁を介して、タンク内部に貯留されたガスを所定方向から放出することができる。
【０００８】
より好ましい態様としては、前記複数の位置決め歯のうち、少なくとも１つの位置決め歯の歯幅が、他の歯幅とは異なる。別のより好ましい態様としては、前記ガス消費装置は、前記位置決め歯が前記ストッパに当接した状態で、前記収容部に収容された前記カートリッジを、前記ガス消費装置の内部に引き込む引き込み装置を備える。前記カートリッジは、弁体を前記軸心に沿った前記タンクの外側に向かって付勢することにより、前記タンクの内部空間を、前記弁体で封止する封止弁を備える。前記ガス消費装置は、前記引き込み装置による前記カートリッジの引き込みにより、前記弁体を前記内部空間に向かって押し込み、前記封止弁を開弁するプッシュロッドを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、カートリッジから放出されるガスを、所定の周方向に放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１（ａ）は、本発明に係るカートリッジとガス消費装置の連結構造の一実施形態を示すガス消費装置のカートリッジ装着部分の要部斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すカートリッジのガス消費装置側から見た斜視図である。
図２（ａ）は、図１（ｂ）に示すカートリッジの軸心に沿う縦断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の要部拡大断面図である。
図３（ａ）は、図２に示すカートリッジの安全弁周辺の部材を示す分解状態の斜視図であり、図３（ｂ）は、本実施形態の連結構造のカートリッジ側の第１コネクタと、ガス消費装置側の第２コネクタを示す分解状態の斜視図である。
カートリッジとガス消費装置の連結構造を示す要部の分解断面図である。
図３（ｂ）のＡ－Ａ線に沿って見た第１コネクタと第２コネクタを示し、図５（ａ）は、第２コネクタの位置決め溝を示す模式図であり、図５（ｂ）は、第１コネクタの位置決め歯を示す模式図であり、図５（ｃ）は、第２コネクタに第１コネクタが係合した状態の模式図である。
本実施形態に係る連結構造の動作状態を示し、図６（ａ）は、タンク内のガスがガス消費装置に流れない状態の要部断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のさらに拡大した要部断面図であり、図６（ｃ）は、タンク内のガスがガス消費装置に流れる状態の要部断面図であり、図６（ｄ）は、図６（ｃ）のさらに拡大した要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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