JP2002364800A - 自動車用高圧容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器内への燃料の充てん量を増加し、かつ、
容器本体の板厚を薄くして軽量化、コスト低減化を図
る。 【解決手段】 容器本体４における表側鏡１ｂの中央部
と裏側鏡２ｂの中央部との間に補強パイプ５を貫通して
設ける自動車用高圧容器において、前記補強パイプ５に
おける中空部５ａの軸方向両端部を密閉し、かつ、該補
強パイプ５における容器本体４内に位置する部分に、補
強パイプ５の中空部５ａと容器本体４内とを連通する穴
１０，１１を形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用高圧容器
に関するもので、より詳しくは、ＬＰＧなどの燃料を貯
溜する容器であって自動車に積載される高圧容器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用高圧容器として、図７に
示すようなシリンダタイプＬＰＧ容器１０１を用い、こ
れを自動車のトランクルーム内に積載するものが広く実
用に供されているが、このシリンダタイプのものはトラ
ンクルーム内に配置される構造のため、トランクルーム
の荷物積み込みスペースが制約を受けることの他、容器
の重量のわりに容積効率が悪いという問題がある。

【０００３】そのため、従来図８に示すように、偏平な
略半球状の天鏡２０１と地鏡２０２を接合して偏平な略
球状の容器２０３とし、これを図９に示すように自動車
のスペアタイヤ積載部に積載してトランクルームを有効
活用するものが、例えばオランダ国公開特許第９３００
９５８号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記図８に示す高圧容
器においては、その容器の板厚を薄くして軽量化を図る
ために、図８に示すように、その容器２０３の中央部に
補強パイプ２０４を貫通して設け、この補強パイプ２０
４の上下部に天鏡２０１と地鏡２０２の内端を溶接にて
固着している。また、この補強パイプ２０４の中空部２
０５の上下２０６，２０７は開口している。

【０００５】しかし、このように補強パイプ２０４を設
けたものにおいては、容器２０３内における補強パイプ
２０４内にはＬＰＧなどのガスが充てんされず、この補
強パイプ２０４の中空部２０５が内容積としてデッドス
ペースとなる。

【０００６】更に、補強パイプ２０４の直径と容器２０
３の板厚との関係は、補強パイプ２０４の直径が大きい
程容器２０３の板厚を薄くすることができることが知ら
れている。そのため、容器２０３の軽量化から補強パイ
プ２０４を太くすることが良いが、反面、補強パイプ２
０４を太くすると容器２０３の内容積が減少する問題が
ある。

【０００７】更に、容器２０３内に、ガスが充てんされ
た場合、補強パイプ２０４の外周面には図８の矢印Ａに
示すように高ガス圧が作用し、補強パイプ２０４の内面
には大気圧が作用することから、その差圧によって補強
パイプ２０４に、その径方向（軸芯方向）へ大きな圧縮
力が作用する。そのため、補強パイプ２０４の板厚を厚
くして強度を高める必要があり、必然的に容器の重量が
嵩む問題がある。

【０００８】更に、容器２０３の鏡２０１，２０２には
図８の矢印Ｂに示すように高ガス圧が作用して補強パイ
プ２０４の軸方向に引っ張り力が作用するため、容器２
０３の設計においては、この引っ張り力と前記の圧縮力
の両方を考慮しなければならない。

【０００９】そこで本発明は、前記の各問題を解消でき
る自動車用高圧容器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の第１の発明は、容器本体における
表側鏡の中央部と裏側鏡の中央部との間に補強パイプを
貫通して設ける自動車用高圧容器において、前記補強パ
イプにおける中空部の軸方向両端部を密閉し、かつ、該
補強パイプにおける容器本体内に位置する部分に、補強
パイプの中空部と容器本体内とを連通する穴を形成した
ことを特徴とするものである。

【００１１】本発明においては、容器本体内に液状燃料
を充てんすると、その燃料は補強パイプに形成した穴を
通じて補強パイプの中空部内にも充てんされる。

【００１２】また、容器本体の中央部に補強パイプを設
けるこの種の容器においては、補強パイプの直径が大き
い程、容器本体の板厚を薄くすることができるため、本
発明においては、補強パイプの直径を大きくして容器本
体の板厚を薄くし、かつ補強パイプ内にも燃料を充てん
して燃料の充てん量を多くすることができる。

【００１３】また、燃料は容器本体内と補強パイプ内に
充てんされるため、補強パイプの径方向の内外面には燃
料による圧力が均等に作用する。

【００１４】請求項２記載の第２の発明は、前記第１の
発明において、前記の穴を、補強パイプにおける容器本
体内に位置する上部と下部に形成したものである。

【００１５】本発明においては、容器本体内に充てんさ
れた液状の燃料は、補強パイプの下部に形成した穴から
補強パイプ内に流入し、補強パイプ内の気体は補強パイ
プの上部に形成した穴から容器本体内に抜け出る。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１乃至図４に示す本発明の実施
の形態について説明する。

【００１７】図１は自動車用高圧容器（以下、単に容器
ともいう）の平面図、図２は縦断面図、図３は破断した
斜視図、図４は容器内への燃料の充てん時の状態を示す
縦断面図である。

【００１８】前記の図において、１は表側鏡、２は裏側
鏡で、これらは夫々円筒状の胴部１ａ，２ａと鏡部１
ｂ，２ｂとを一体成形してなり、夫々の胴部１ａ，２ａ
の開口端側で相互に溶接３にて固着され、内部に燃料貯
溜用空間を有する金属製の容器本体４に形成されてい
る。

【００１９】また、前記表側鏡１の鏡部１ｂの中心部と
裏側鏡２の鏡部２ｂの中心部には凹部が形成され、該凹
部間には金属製の補強パイプ５が貫通して設けられ、両
鏡部１ｂ，２ｂの中央部側は夫々補強パイプ５に溶接
６，７で密閉状態に固着されている。

【００２０】また、前記表側鏡１と裏側鏡２の鏡部１
ｂ，２ｂは、前記補強パイプ５の軸芯と略直交する面か
らなる鏡頂部１ｃ，２ｃと、該鏡頂部１ｃ，２ｃと胴部
１ａ，２ａを結ぶ外側曲面部１ｄ，２ｄと、鏡頂部１
ｃ，２ｃと前記補強パイプ５間を結ぶ凹状の内側曲面部
１ｅ，２ｅとからなる。更に、図２に示すように、前記
鏡頂部１ｃ，２ｃは、容器本体４の内側に中心を有する
半径で、かつ、その半径（内径）Ｒ１をできる限り大き
くして平面に近づけた面に形成されている。また、前記
外側曲面部１ｄ，２ｄと内側曲面部１ｅ，２ｅは、夫々
容器本体４の内側に中心を有する曲面に形成されいて
る。

【００２１】更に、鏡頂部１ｃ，２ｃの半径（内径）Ｒ
１と外側曲面部１ｄ，２ｄの半径Ｒ２との比（Ｒ２／Ｒ
１）と、鏡頂部１ｃ，２ｃの半径Ｒ１と内側曲面部１
ｅ，２ｅの半径Ｒ３との比（Ｒ３／Ｒ１）は、前者が小
さく、後者が大きくなるように設定されている。すなわ
ち、前記Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ２の関係に設定されている。

【００２２】前記補強パイプ５における中空部５ａの軸
方向の両端は密閉されている。この密閉方法としては、
図の実施例では、容器本体４の外部へ露出した補強パイ
プ５の両端に密閉蓋８，９を溶接等により固着して密閉
している。また、この密閉蓋８，９は図に示すように、
外側へ膨らんだドーム状に形成されている。

【００２３】更に、前記補強パイプ５における容器本体
４内に位置する部分には、該補強パイプ５の中空部５ａ
と容器本体４内を連通する穴１０，１１が形成されてい
る。該穴１０，１１は、容器本体４と補強パイプ５との
連結部における容器本体４内の上端部と下端部に形成さ
れ、また、その１個の穴径は、補強パイプ５における中
空部５ａの径をｄとした場合、（０．１〜０．２）×ｄ
が望ましい。これは０．１ｄよりも小さいと燃料の流通
性に好ましくなく、また０．２よりも大きいと補強パイ
プ５の強度上このましくないからである。この穴１０，
１１の最も好ましい穴径は、０．１５ｄである。なお、
前記穴１０，１１は、前記の実施例では上部に１個、下
部に１個形成したが、更に補強パイプ５の中間部に形成
してもよく、更に、上部の穴１０と下部の穴１１を夫々
補強パイプ５の周方向に複数設けてもよい。容器の液面
レベルを常に一定に保つには、補強パイプ５の穴１０，
１１の位置は容器本体４内の上端部及び下端部が最も効
果的である。

【００２４】図中１２は、燃料を充てんしたり取り出し
たりするバルブを取り付けるためのバルブ座を示す。

【００２５】なお、前記の容器本体４は、自動車のスペ
アタイヤ積載部に収納して積載される。

【００２６】次に前記実施例の作用、効果について説明
する。

【００２７】ＬＰＧなどの液体燃料Ｇをバルブ座１２に
取り付けられたバルブ１３から図４に示すように容器本
体４内に充てんすると、前記のように補強パイプ５に穴
１０，１１を形成し、かつ、密閉蓋８，９を設けたこと
により、その充てんされた液体燃料Ｇは補強パイプ５に
おける下部の穴１１から矢印Ｃのように補強パイプ５の
中空部５ａ内に流入し、中空部５ａ内の気体は上部の穴
１０から矢印Ｄのように容器本体４内に抜け出る。その
ため、液体燃料Ｇの補強パイプ５内への充てんが良好に
行われるとともに、補強パイプ５内にも液体燃料Ｇが容
器本体４内の液面と同レベルに充てんされる。

【００２８】この燃料の充てん完了状態を図５（ａ）に
示す。この液体燃料の充てん状態では、図５（ｂ）に示
すような補強パイプ５内に燃料を充てんしないものに比
べて、液体燃料の充てん量は、当然ながら補強パイプ５
の中空部５ａ内に充てんされた分だけ多くなる。したが
って、同容積の容器（補強パイプも含む）であっても、
１回の燃料充てんによる自動車の走行距離を延長するこ
とができる。

【００２９】また、前記のように、補強パイプ５の直径
を大きくするほど容器本体４の板厚を薄くすることがで
きるから、補強パイプ５の直径を大きくして容器本体４
の板厚の薄肉化を図っても、補強パイプ５内に液体燃料
が充てんされることから燃料の充てん量が低減されるこ
とがない。したがって、従来以上の容量を確保して容器
本体４の板厚を薄くし、軽量化、コスト低減を図ること
ができる。

【００３０】次に、容器本体４内と補強パイプ５内の圧
力について説明する。

【００３１】前記のように液体燃料が充てんされた状態
では、図６に示すように、容器本体４内の燃料による補
強パイプ５の外面に作用する圧力Ａと、補強パイプ５内
の燃料による補強パイプ５の内面に作用する圧力Ａとが
均等になり、補強パイプ５を径方向に変形させる圧縮力
は生じない。

【００３２】なお、容器本体１の表裏の鏡部１ｂ，２ｂ
には図６に示すように、鏡部１ｂ，２ｂを外方へ膨出さ
せる圧力Ｂが作用し、鏡部１ｂ，２ｂと補強パイプ５と
の接合部に、補強パイプ５の軸方向への引っ張り力が作
用する。

【００３３】したがって、本実施例においては、設計
上、前記圧力Ａによる圧縮力は考慮する必要はなく、前
記の圧力Ｂのみ考慮すれば良く、前記図８に示す従来の
容器２０３のように、圧縮力と引っ張り力の両方を考慮
するものに比べて設計が容易になる。また、前記のよう
に圧縮力を無視できることは、従来のものに比べて補強
パイプ５の強度が低くてもよいことになり、補強パイプ
５の板厚を薄くして軽量化及びコスト低減化に寄与でき
る。

【００３４】なお、本発明は，図１乃至図６に示す形状
の容器本体に限らず、図８に示す偏平な略球状の容器に
適用してもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上のようであるから本発明によれば、
補強パイプ内にも燃料を充てんできるため、従来のよう
に補強パイプ内に燃料が充てんされないものに比べて、
燃料の充てん量の増加を図ることができる。

【００３６】更に、補強パイプの直径を大きくして容器
本体の板厚を薄くしても前記のように燃料の充てん量を
低減しないため、容器本体の板厚を薄くして容器の軽量
化、コスト低減化を図ることができる。

【００３７】更に、補強パイプの径方向の内外面には燃
料による圧力が均等に作用するため、設計上、この径方
向の圧力は無視することができる。そのため、前記従来
のように補強パイプの径方向の圧縮力と軸方向の引っ張
り力の両方を考慮する必要はなく、かつ、補強パイプの
強度を従来のものよりも低くして軽量化、コスト低減化
を図ることができる。

【００３８】また、請求項２の発明によれば、更に、補
強パイプ内への燃料の充てんが良好に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す自動車用高圧容器の平面
図。

【図２】図１の縦断面図。

【図３】図１に示す容器の切断した斜視図。

【図４】図１の容器への燃料充てん状態を示す縦断面
図。

【図５】燃料の充てん量を比較する縦断面図で、（ａ）
は本発明の状態、（ｂ）は従来型の状態を示す。

【図６】本発明の容器における燃料による圧力の作用状
態を示す縦断面図。

【図７】従来のシリンダタイプの自動車用高圧容器を示
す側面図。

【図８】従来の補強パイプを設けた自動車用高圧容器を
示す縦断面図。

【図９】図８の自動車用高圧容器を自動車に積載した状
態を示す図。

【符号の説明】

１ｂ 表鏡部 ２ｂ 裏鏡部 ４ 容器本体 ５ 補強パイプ ５ａ 中空部 ８，９ 密閉蓋 １０，１１ 穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器本体における表側鏡の中央部と裏側
   鏡の中央部との間に補強パイプを貫通して設ける自動車
   用高圧容器において、前記補強パイプにおける中空部の
   軸方向両端部を密閉し、かつ、該補強パイプにおける容
   器本体内に位置する部分に、補強パイプの中空部と容器
   本体内とを連通する穴を形成したことを特徴とする自動
   車用高圧容器。
2. 【請求項２】 前記の穴を、補強パイプにおける容器本
   体内に位置する上部と下部に形成した請求項１記載の自
   動車用高圧容器。