JP2019015295A - High pressure tank - Google Patents

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Abstract

To make a more appropriate determination that damage may be given to the inside of a reinforcing layer when impact is applied to a high pressure tank protected by a protector.SOLUTION: A high pressure tank 10 includes a liner 50 for sealing fluid, a reinforcing layer 52 covering the outer surface of the liner, and a protector 20 arranged so as to face at least part of the surface of the reinforcing layer. The protector has a plurality of protruded parts 32 protruded on the face facing the reinforcing layer toward the reinforcing layer. The reinforcing layer includes an inner layer 54 which is provided laminated on the liner and formed of fiber reinforcing plastic, and an outer layer 56 which covers the inner layer and to which, when impact is applied from the outside of the protector, damage is given by the protruded part to produce a trace according to the magnitude of the impact.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、高圧タンクに関するものである。   The present invention relates to a high-pressure tank.

高圧の流体を貯蔵・密封するためのタンクとして、流体を貯蔵する空間を形成するライナと、ライナを覆うように設けられて、繊維強化プラスチック(FRP)によって構成される補強層と、を備えるタンクが知られている。また、このようなタンクにおいて、上記補強層上に、さらにプロテクタを配置する構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。補強層上にプロテクタを配置することにより、外力からタンクを保護することができる。   As a tank for storing and sealing a high-pressure fluid, a tank including a liner that forms a space for storing a fluid, and a reinforcing layer that is provided so as to cover the liner and is configured by fiber reinforced plastic (FRP). It has been known. Moreover, the structure which arrange | positions a protector further on the said reinforcement layer in such a tank is known (for example, refer patent document 1). By disposing the protector on the reinforcing layer, the tank can be protected from external force.

特開2013−167285号公報JP 2013-167285 A

しかしながら、プロテクタを設ける場合であっても、プロテクタの外側から加えられる衝撃が大きい場合には、補強層の内部に損傷が生じる場合がある。具体的には、FRPによって構成される補強層の内部で、層間剥離や繊維断裂等のダメージが発生し得る。このような補強層のダメージが大きくなると、タンク内圧に対するタンク強度が低下して、タンクの耐久性が低下するという問題が生じる。しかしながら、このように補強層内部に損傷が発生しても、プロテクタに保護された補強層の表面の損傷は比較的小さくなるため、タンクの外観からタンクの損傷状態を判断することは困難である。そのため、プロテクタによりタンクを保護する場合に、タンクに発生した損傷の可能性を、より適切に判断する技術が望まれていた。   However, even when a protector is provided, if the impact applied from the outside of the protector is large, damage may occur inside the reinforcing layer. Specifically, damage such as delamination or fiber breakage may occur inside the reinforcing layer constituted by FRP. When the damage of such a reinforcing layer is increased, the tank strength against the tank internal pressure is lowered, resulting in a problem that the durability of the tank is lowered. However, even if damage occurs inside the reinforcing layer in this way, the damage on the surface of the reinforcing layer protected by the protector is relatively small, so it is difficult to determine the damaged state of the tank from the appearance of the tank. . Therefore, when protecting a tank with a protector, the technique of determining more appropriately the possibility of the damage which generate | occur | produced in the tank was desired.

本発明は、上述の課題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。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms.

本発明の一形態によれば、高圧タンクが提供される。この高圧タンクは;流体を密封するための内部空間が形成されたライナと;前記ライナの外表面を覆う補強層と;前記補強層の表面の少なくとも一部に対向して配置されるプロテクタと;を備え;前記プロテクタは、前記補強層に対向する面において、前記補強層に向かって突出する複数の凸部を備え;前記補強層は;前記ライナ上に積層して設けられて繊維強化プラスチックによって構成される内層と;該内層を覆う外層であって、前記プロテクタの外側から衝撃が加えられたときに、前記凸部に傷つけられることによって、前記衝撃に応じた痕跡が生じる外層と;を備える。
この形態の高圧タンクによれば、プロテクタにより高圧タンクを保護する場合に、タンクに発生した損傷の可能性を、より適切に判断することができる。
According to one aspect of the invention, a high pressure tank is provided. The high-pressure tank includes: a liner in which an internal space for sealing fluid is formed; a reinforcing layer that covers an outer surface of the liner; a protector that is disposed to face at least a part of the surface of the reinforcing layer; The protector includes a plurality of convex portions projecting toward the reinforcing layer on a surface facing the reinforcing layer; the reinforcing layer is provided by being laminated on the liner, and is made of fiber reinforced plastic. An inner layer configured to cover the inner layer, and when the impact is applied from the outside of the protector, the outer layer generates a trace corresponding to the impact by being damaged by the convex portion. .
According to this type of high-pressure tank, when the high-pressure tank is protected by a protector, the possibility of damage occurring in the tank can be determined more appropriately.

本発明は、上記以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、高圧ガスタンクの製造方法、高圧ガスタンクの配置方法、および、高圧ガスタンクを搭載する移動体等の形態で実現することができる。   The present invention can be implemented in various forms other than the above. For example, it can be realized in the form of a high-pressure gas tank manufacturing method, a high-pressure gas tank arrangement method, and a moving body equipped with the high-pressure gas tank.

高圧タンクの外観の概略を表わす斜視図である。It is a perspective view showing the outline of the appearance of a high-pressure tank. 高圧タンクの断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of a high-pressure tank. マーキング板をY軸方向から見た様子を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing a mode that the marking board was seen from the Y-axis direction. 凸部の外観形状の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the external shape of a convex part. 凸部の外観形状の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the external shape of a convex part. 高圧タンクの断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of a high-pressure tank. 高圧タンクの断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of a high-pressure tank.

A.第1実施形態:
(A−1)高圧タンクの全体構成:
図1は、本発明の第1実施形態の高圧タンク10の外観の概略を表わす斜視図である。また、図2は、高圧タンク10の断面の様子を表わす断面模式図である。
A. First embodiment:
(A-1) Overall configuration of the high-pressure tank:
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of the appearance of a high-pressure tank 10 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a cross-sectional state of the high-pressure tank 10.

高圧タンク10は、本実施形態では、流体として圧縮水素を貯蔵し、燃料電池車両に搭載される。高圧タンク10は、タンク本体11と、タンク固定部材14と、プロテクタ20と、を備える(図1参照)。   In this embodiment, the high-pressure tank 10 stores compressed hydrogen as a fluid and is mounted on a fuel cell vehicle. The high-pressure tank 10 includes a tank body 11, a tank fixing member 14, and a protector 20 (see FIG. 1).

タンク本体11は、図1に示すように,略円筒状に形成されており、図2は、このようなタンク本体11の軸線方向に垂直な断面の様子を表わす。図1、図2、および後述する図3、図6、図7では、水平方向のうち、タンク本体11の軸線方向に平行な方向はX軸方向として表わし、上記軸線方向に垂直な方向はY軸方向として表わしている。また、鉛直方向はZ軸方向と表わしている。タンク本体11は、図2に示すようにライナ50および補強層52を備えると共に、図1に示すようにバルブ12を備える。   As shown in FIG. 1, the tank body 11 is formed in a substantially cylindrical shape, and FIG. 2 shows a state of a cross section perpendicular to the axial direction of the tank body 11. 1, 2, and FIGS. 3, 6, and 7, which will be described later, a horizontal direction parallel to the axial direction of the tank body 11 is represented as an X-axis direction, and a direction perpendicular to the axial direction is Y. Expressed as the axial direction. The vertical direction is represented as the Z-axis direction. The tank body 11 includes a liner 50 and a reinforcing layer 52 as shown in FIG. 2 and a valve 12 as shown in FIG.

ライナ50は、流体を密封するための空間を内部に形成する。ライナ50は、例えば、ナイロン系樹脂(ポリアミド系樹脂)やポリエチレン系樹脂等の合成樹脂、あるいは、アルミニウム合金等の金属によって形成することができ、本実施形態ではナイロンによって形成している。また、ライナ50は、軸線方向に延びる形状を有し、円筒状に形成された部位の両側に、端部に近づくほど縮径する部位を備えている。一方の端部には、図示しない口金が設けられており、この口金には、バルブ12が取り付けられている。   The liner 50 forms a space for sealing a fluid therein. The liner 50 can be formed of, for example, a synthetic resin such as a nylon resin (polyamide resin) or a polyethylene resin, or a metal such as an aluminum alloy. In this embodiment, the liner 50 is formed of nylon. Further, the liner 50 has a shape extending in the axial direction, and is provided on both sides of a cylindrical portion with a portion that decreases in diameter as it approaches the end. A base (not shown) is provided at one end, and a valve 12 is attached to the base.

補強層52は、ライナ50の外表面を覆うように形成されており、ライナ50を補強して高圧タンク10の強度(タンク内圧に対する強度)を向上させる。補強層52は、ライナ50の外表面全体を覆うように設けられており、ライナ50側の内層54と、内層54の外側に設けられた外層56とが、積層された構造となっている。   The reinforcing layer 52 is formed so as to cover the outer surface of the liner 50 and reinforces the liner 50 to improve the strength of the high-pressure tank 10 (strength against the internal pressure of the tank). The reinforcing layer 52 is provided so as to cover the entire outer surface of the liner 50, and the inner layer 54 on the liner 50 side and the outer layer 56 provided on the outer side of the inner layer 54 are laminated.

内層54は、流体が充填されるタンク本体11の内圧に対する強度を確保するための層であり、繊維強化プラスチック(FRP)によって形成される層である。具体的には、樹脂を含浸させた長繊維をライナ50の表面上で巻回した後に樹脂を硬化させた層である。 The inner layer 54 is a layer for securing the strength against the internal pressure of the tank body 11 filled with fluid, and is a layer formed of fiber reinforced plastic (FRP). Specifically, it is a layer obtained by winding a long fiber impregnated with a resin on the surface of the liner 50 and then curing the resin.

外層56は、内層54を保護すると共に、後述するように、高圧タンク10の外部から衝撃が加えられたときに、衝撃に起因する瘢痕を付されることにより、加えられた衝撃の程度を認識可能にするための層である。本実施形態では、外層56も、内層54と同様にFRPによって形成している。   The outer layer 56 protects the inner layer 54 and, as will be described later, when an impact is applied from the outside of the high-pressure tank 10, the outer layer 56 recognizes the degree of the applied impact by being scarred due to the impact. It is a layer to make it possible. In the present embodiment, the outer layer 56 is also formed of FRP in the same manner as the inner layer 54.

FRP層に用いる繊維としては、例えば、金属繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、アルミナ繊維等の無機繊維、アラミド繊維等の合成有機繊維、又は、綿等の天然有機繊維の各種繊維が挙げられる。これらの繊維は、単独で用いてもよいし、2種類以上混合して用いてもよい。本実施形態では、内層54および外層56の各々を構成するFRPに含まれる繊維の種類を異ならせている。内層54および外層56の各々を構成するFRPの種類は、各々の層の既述した機能を果たす観点から、適宜選択すればよい。   Examples of the fibers used for the FRP layer include inorganic fibers such as metal fibers, glass fibers, carbon fibers, and alumina fibers, synthetic organic fibers such as aramid fibers, and various natural organic fibers such as cotton. These fibers may be used alone or in combination of two or more. In the present embodiment, the types of fibers included in the FRP constituting each of the inner layer 54 and the outer layer 56 are different. The type of FRP that constitutes each of the inner layer 54 and the outer layer 56 may be appropriately selected from the viewpoint of fulfilling the functions described above of the respective layers.

本実施形態では、内層54は、繊維としてカーボン繊維を含むカーボン繊維強化プラスチック(CFRP)によって形成している。これにより、内層54をより薄く形成しつつ、タンク内圧に対する十分な強度を確保することを容易にしている。また、本実施形態では、外層56は、繊維としてガラス繊維を含むガラス繊維強化プラスチック(GFRP)によって形成している。CFRPよりも柔らかいGFRPによって外層56を構成することで、後述するように、タンク外部から加えられた衝撃に起因する瘢痕を外層56に付すことが容易になる。 In the present embodiment, the inner layer 54 is formed of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) including carbon fibers as fibers. Thereby, it is easy to secure sufficient strength against the tank internal pressure while forming the inner layer 54 thinner. In the present embodiment, the outer layer 56 is formed of glass fiber reinforced plastic (GFRP) including glass fibers as fibers. By configuring the outer layer 56 with GFRP that is softer than CFRP, as will be described later, it becomes easy to attach a scar due to an impact applied from the outside of the tank to the outer layer 56.

内層54および外層56の各々を構成するFRPに含まれる樹脂としては、熱硬化性樹脂を用いることができ、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等を用いることができる。本実施形態では、内層54および外層56の双方で、エポキシ樹脂を用いているが、内層54と外層56とでは用いる樹脂を異ならせてもよい。   As the resin contained in the FRP that constitutes each of the inner layer 54 and the outer layer 56, a thermosetting resin can be used. As the thermosetting resin, for example, an epoxy resin, a polyester resin, a polyamide resin, or the like can be used. it can. In the present embodiment, epoxy resin is used for both the inner layer 54 and the outer layer 56, but the resin used for the inner layer 54 and the outer layer 56 may be different.

FRPによって構成される内層54および外層56は、フィラメントワインディング法(FW法)によって形成されている。フィラメントワインディング法とは、熱硬化性樹脂が含浸された繊維をマンドレル(本実施例では、ライナ50)に巻き付けて、熱硬化性樹脂を熱硬化させる方法である。樹脂の硬化は、例えば、加熱炉を用いた加熱や、高周波誘導加熱を誘起する誘導加熱コイルを用いた誘導加熱手法により行なうことができる。   The inner layer 54 and the outer layer 56 made of FRP are formed by a filament winding method (FW method). The filament winding method is a method in which a fiber impregnated with a thermosetting resin is wound around a mandrel (in this embodiment, a liner 50) and the thermosetting resin is thermoset. The resin can be cured by, for example, heating using a heating furnace or an induction heating method using an induction heating coil that induces high frequency induction heating.

バルブ12は、金属(本実施形態ではアルミニウム)によって形成される部材であり、既述した口金の開口部に取り付けられて、この開口部を開閉する。具体的には、バルブ12は、ライナ50に対して水素を供給するための流路、および、ライナ50から取り出した水素を導くための流路と、ライナ50内と、を接続するための部材である。バルブ12は、これらの流路とライナ50内とを連通させるためのバルブ内流路と、バルブ内流路における連通状態を調節するための各種の弁と、を備えている。   The valve 12 is a member formed of metal (aluminum in the present embodiment), and is attached to the opening of the base described above to open and close the opening. Specifically, the valve 12 is a member for connecting a flow path for supplying hydrogen to the liner 50, a flow path for guiding hydrogen taken out from the liner 50, and the liner 50. It is. The valve 12 includes an in-valve channel for communicating these channels with the inside of the liner 50, and various valves for adjusting a communication state in the in-valve channel.

タンク固定部材14は、タンク本体11を燃料電池車両の車体に固定するための部材である。図1に示すように、本実施形態では、タンク固定部材14は帯状に形成されており、タンク本体11の外周に沿うように湾曲されて、両端部が車体に固定された取り付け金具16に締結されている。タンク固定部材14は、タンク本体11を固定するための十分な強度を有していればよく、例えば金属製とすることができる。本実施形態では、2本のタンク固定部材14を用いているが、1または3以上のタンク固定部材14を用いてもよい。また、タンク固定部材14は、帯状以外の形状としてもよい。   The tank fixing member 14 is a member for fixing the tank body 11 to the vehicle body of the fuel cell vehicle. As shown in FIG. 1, in this embodiment, the tank fixing member 14 is formed in a belt shape, is curved along the outer periphery of the tank body 11, and is fastened to a mounting bracket 16 fixed at both ends to the vehicle body. Has been. The tank fixing member 14 only needs to have sufficient strength for fixing the tank main body 11, and can be made of metal, for example. In this embodiment, two tank fixing members 14 are used, but one or three or more tank fixing members 14 may be used. The tank fixing member 14 may have a shape other than the belt shape.

プロテクタ20は、タンク本体11を保護するための部材である。図1に示すように、本実施形態では、プロテクタ20は、薄板状部材によって構成され、タンク本体11の補強層52の表面の少なくとも一部に対向して配置される。プロテクタ20は、補強層52の表面を覆う領域では、タンク本体11の表面形状に沿うように湾曲されている。本実施形態では、プロテクタ20の取り付けは、タンク固定部材14において行なわれる。具体的には、タンク固定部材14には、タンク本体11の径方向外側に向かって突出するように複数のボルト15が設けられている。プロテクタ20には、上記複数のボルト15に対応する位置に複数の締結穴が設けられており、これらの締結穴を対応するボルト15にはめ込んで、ナットにより締結されている。なお、プロテクタ20は、タンク固定部材14への締結以外の方法により、タンク本体11に対して固定してもよい。本実施形態では、プロテクタ20は、金属によって形成されている。具体的には、プロテクタ20は、例えば、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属によって形成することができる。所望の強度を確保可能であれば、金属以外の材料によりプロテクタ20を構成してもよい。   The protector 20 is a member for protecting the tank body 11. As shown in FIG. 1, in this embodiment, the protector 20 is configured by a thin plate-like member, and is disposed to face at least a part of the surface of the reinforcing layer 52 of the tank body 11. The protector 20 is curved so as to follow the surface shape of the tank body 11 in the region covering the surface of the reinforcing layer 52. In the present embodiment, the protector 20 is attached to the tank fixing member 14. Specifically, the tank fixing member 14 is provided with a plurality of bolts 15 so as to protrude outward in the radial direction of the tank body 11. The protector 20 is provided with a plurality of fastening holes at positions corresponding to the plurality of bolts 15, and these fastening holes are fitted into the corresponding bolts 15 and fastened with nuts. The protector 20 may be fixed to the tank body 11 by a method other than fastening to the tank fixing member 14. In the present embodiment, the protector 20 is made of metal. Specifically, the protector 20 can be formed with metals, such as steel, stainless steel, aluminum, for example. The protector 20 may be made of a material other than metal as long as a desired strength can be ensured.

プロテクタ20を配置する箇所(プロテクタ20によって補強層52の表面を覆う範囲)は、例えば、燃料電池車両における高圧タンク10の配置箇所に応じて適宜定めればよい。例えば、高圧タンク10を車両後方に配置する場合には、補強層52における車両の後端に面する領域を覆うようにプロテクタを配置すればよい。これにより、車両後方から加えられる衝撃から高圧タンク10を保護することができる。また、プロテクタ20は、補強層52(タンク本体11の表面)の表面の一部に対向して設けるのではなく、タンク本体11の表面全体に対向して、すなわち、タンク本体11の表面全体を覆うように配置してもよい。また、プロテクタ20は、タンク本体11における比較的強度が低いと考えられる領域を覆う部分をより厚くして、強度を高めてもよい。   The location where the protector 20 is disposed (the range in which the surface of the reinforcing layer 52 is covered by the protector 20) may be appropriately determined according to the location where the high-pressure tank 10 is disposed in the fuel cell vehicle, for example. For example, when the high-pressure tank 10 is disposed at the rear of the vehicle, the protector may be disposed so as to cover a region of the reinforcing layer 52 facing the rear end of the vehicle. Thereby, the high-pressure tank 10 can be protected from an impact applied from the rear of the vehicle. Further, the protector 20 is not provided so as to face a part of the surface of the reinforcing layer 52 (the surface of the tank body 11), but opposed to the entire surface of the tank body 11, that is, the entire surface of the tank body 11 is covered. You may arrange | position so that it may cover. In addition, the protector 20 may increase the strength by thickening a portion covering an area of the tank main body 11 that is considered to be relatively low in strength.

図2に示すように、プロテクタ20は、基板部25と、基板部25上においてタンク本体11側に積層されたマーキング板30と、を備える。マーキング板30は、補強層52に対向する面において、補強層52に向かって突出する複数の凸部32を備える。基板部25およびマーキング板30を金属製とする場合には、両者は、例えば溶接により一体化することができる。   As shown in FIG. 2, the protector 20 includes a substrate unit 25 and a marking plate 30 laminated on the tank body 11 side on the substrate unit 25. The marking plate 30 includes a plurality of convex portions 32 that protrude toward the reinforcing layer 52 on the surface facing the reinforcing layer 52. When the board part 25 and the marking plate 30 are made of metal, both can be integrated by welding, for example.

(A−2)マーキング板の構成:
図3は、タンク本体11上に配置されたプロテクタ20が備えるマーキング板30を、Y軸方向から見た様子を表わす説明図である。マーキング板30は、基板部25と一体化されて、プロテクタ20の裏面側(タンク本体11に対向する側)に配置されているため、図3では、マーキング板30およびマーキング板30に設けられた複数の凸部32は、破線で示している。
(A-2) Configuration of marking plate:
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a state in which the marking plate 30 provided in the protector 20 disposed on the tank body 11 is viewed from the Y-axis direction. Since the marking plate 30 is integrated with the substrate portion 25 and disposed on the back side (the side facing the tank body 11) of the protector 20, the marking plate 30 is provided on the marking plate 30 and the marking plate 30 in FIG. The plurality of convex portions 32 are indicated by broken lines.

本実施形態のマーキング板30は、図1および図3に示すように、タンク固定部材14と重なる位置で分断されて、3つの部分に分かれている。各々のマーキング板30は、既述したように、補強層52に向かって突出する複数の凸部32を備える。本実施形態では、複数の凸部32は、X軸方向とZ軸方向の各々において、隣り合う凸部32間の間隔が特定の長さとなるように設けられており、規則的に配置されている。複数の凸部32を規則的に配置することで、後述するように凸部32が外層56に形成する瘢痕によってタンク本体11に加えられた衝撃の程度を判定する際に、より精度良い判定が可能になる。ただし、複数の凸部32の配置は、不規則的な配置とすることも可能である。   As shown in FIGS. 1 and 3, the marking plate 30 of the present embodiment is divided at a position overlapping the tank fixing member 14 and divided into three parts. Each marking plate 30 includes a plurality of protrusions 32 protruding toward the reinforcing layer 52 as described above. In the present embodiment, the plurality of convex portions 32 are provided such that the interval between the adjacent convex portions 32 has a specific length in each of the X-axis direction and the Z-axis direction, and is regularly arranged. Yes. By arranging the plurality of protrusions 32 regularly, a more accurate determination can be made when determining the degree of impact applied to the tank body 11 by the scar formed by the protrusions 32 on the outer layer 56 as described later. It becomes possible. However, the arrangement of the plurality of convex portions 32 may be irregular.

凸部32は、後述するように、高圧タンク10に対してプロテクタ20の外側から衝撃が加えられたときに、外層56に衝突して外層56を傷つけ、外層56において上記衝撃の大きさに応じた瘢痕を生じさせるための構造である。凸部32の形状は、上記のように外層56に瘢痕を生じさせることができればよく、種々の形状を採用可能であり、特に限定されない。ただし、衝撃を受けた際に外層56に刺さる(食い込む)ことによって瘢痕を生じさせることを容易にする観点から、凸部32は、タンク本体11に向かって突出する先端が尖っていること、あるいは、先端が開放端形状であることが望ましい。   As will be described later, when the impact is applied to the high-pressure tank 10 from the outside of the protector 20, the convex portion 32 collides with the outer layer 56 and damages the outer layer 56, and the outer layer 56 depends on the magnitude of the impact. This is a structure for causing scarring. The shape of the convex part 32 should just be able to produce the scar in the outer layer 56 as mentioned above, A various shape is employable and it is not specifically limited. However, from the viewpoint of facilitating the generation of scarring by being pierced (biting into) the outer layer 56 when subjected to an impact, the convex portion 32 has a pointed tip protruding toward the tank body 11, or It is desirable that the tip has an open end shape.

図4および図5は、それぞれ、凸部32の外観形状の一例を示す斜視図である。図4の凸部32は、マーキング板30にバツ印状の切れ込みを設け、切れ込みによって形成される4つの三角形状を立ち上げる曲げ加工(切り起こし)を施すことにより形成している。この場合、凸部32の先端は、上記4つの三角形状の各々の頂点となる。このような形状の凸部32を設けるならば、視認性に特に優れた瘢痕を外層56に形成することが可能になる。図5の凸部32は、マーキング板30において、凸部32を形成すべき位置に円形の穴を打ち抜き加工により形成し、その後、バーリング加工により略円筒状の凸部を形成することにより設けられている。この場合、凸部32の先端は、略円形の開放端となる。高圧タンク10に対して衝撃が加えられたときに、タンク本体11の各領域に加えられた衝撃の大きさを瘢痕の状態(深さ)から判別可能にする観点から、複数の凸部32の形状は、マーキング板30全体で、同じ形状とすることが望ましい。   4 and 5 are perspective views showing an example of the external shape of the convex portion 32, respectively. The convex part 32 of FIG. 4 is formed by providing a cross-shaped notch in the marking plate 30 and bending (cutting up) the four triangular shapes formed by the notch. In this case, the tip of the convex portion 32 is the apex of each of the four triangular shapes. If the convex portion 32 having such a shape is provided, it is possible to form a scar having excellent visibility in the outer layer 56. The convex portion 32 in FIG. 5 is provided by forming a circular hole in the marking plate 30 at a position where the convex portion 32 is to be formed by punching, and then forming a substantially cylindrical convex portion by burring. ing. In this case, the tip of the convex portion 32 is a substantially circular open end. From the viewpoint of making it possible to determine the magnitude of the impact applied to each region of the tank body 11 from the state (depth) of the scar when an impact is applied to the high-pressure tank 10, The shape is desirably the same throughout the marking plate 30.

本実施形態のプロテクタ20は、プロテクタ20としての剛性を確保するための基板部25と、凸部32を有するマーキング板30とを、別部材として備えている。そのため、プロテクタ20において十分な剛性を確保するために、プロテクタ20全体の厚みをより厚くする必要があっても、より薄いマーキング板30を用いることにより、所望の形状の凸部32を、プロテクタ20全体で容易に形成することが可能になる。   The protector 20 of this embodiment is provided with the board | substrate part 25 for ensuring the rigidity as the protector 20, and the marking board 30 which has the convex part 32 as another member. Therefore, in order to ensure sufficient rigidity in the protector 20, even if it is necessary to increase the thickness of the protector 20 as a whole, by using the thinner marking plate 30, the convex portion 32 having a desired shape can be formed. It becomes possible to form it easily as a whole.

プロテクタ20において、基板部25と、複数の凸部32を設けるためのマーキング板30とを別部材とする必要はなく、プロテクタ20において複数の凸部32が形成されていればよい。例えば、マーキング板30を別途用いることなく、基板部25に直接凸部32を形成することとしてもよい。この場合には、例えば、先端が尖った形状(例えば円錐形状)の複数の部材を用意し、これらの部材を基板部25の表面に埋め込むこととすればよい。ただし、生産効率を向上させる観点から、基板部25とは別部材のマーキング板30を加工することにより、複数の凸部32を一括で形成することが望ましい。   In the protector 20, the substrate portion 25 and the marking plate 30 for providing the plurality of convex portions 32 do not need to be separate members, and the plurality of convex portions 32 may be formed in the protector 20. For example, the convex portion 32 may be formed directly on the substrate portion 25 without using the marking plate 30 separately. In this case, for example, a plurality of members having a pointed tip (for example, a conical shape) may be prepared, and these members may be embedded in the surface of the substrate portion 25. However, from the viewpoint of improving production efficiency, it is desirable to form the plurality of convex portions 32 in a lump by processing the marking plate 30 which is a separate member from the substrate portion 25.

(A−3)衝突時の動作
以下に、車両の衝突時などに高圧タンク10に衝撃が加えられて、マーキング板30の凸部32によって、外層56に瘢痕が形成される際の動作について説明する。
(A-3) Operation at the time of collision Hereinafter, an operation when an impact is applied to the high-pressure tank 10 at the time of a vehicle collision and a scar is formed on the outer layer 56 by the convex portion 32 of the marking plate 30 will be described. To do.

図6は、高圧タンク10に衝撃が加えられたときの高圧タンク10の様子を表わす断面模式図であり、図2と同様に、高圧タンク10の軸線方向に垂直な断面の様子を表わす。図2は高圧タンク10に衝撃が加えられる前の状態を示し、図6は衝撃が加えられた後の状態を示す。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state of the high-pressure tank 10 when an impact is applied to the high-pressure tank 10, and shows a state of a cross-section perpendicular to the axial direction of the high-pressure tank 10 as in FIG. FIG. 2 shows a state before an impact is applied to the high-pressure tank 10, and FIG. 6 shows a state after the impact is applied.

車両の衝突時などには、車体が変形し、これにより、例えば高圧タンク10の周囲に配置された他の部材が、干渉物60として高圧タンク10に衝突する。図2では、干渉物60が高圧タンク10に向かって移動する様子を、白抜き矢印により表わしている。干渉物60が高圧タンク10に衝突すると、衝撃によりプロテクタ20が変形し、衝撃がプロテクタ20を介してタンク本体11に伝えられる。このとき、プロテクタ20の変形により、プロテクタ20の内側に形成された凸部32が外層56に刺さる(図6参照)。   At the time of a vehicle collision or the like, the vehicle body is deformed, so that, for example, another member disposed around the high-pressure tank 10 collides with the high-pressure tank 10 as an interference object 60. In FIG. 2, the state in which the interference 60 moves toward the high-pressure tank 10 is represented by a white arrow. When the interference object 60 collides with the high-pressure tank 10, the protector 20 is deformed by the impact, and the impact is transmitted to the tank body 11 through the protector 20. At this time, the convex part 32 formed inside the protector 20 is stuck in the outer layer 56 by deformation | transformation of the protector 20 (refer FIG. 6).

プロテクタ20を介してタンク本体11に加えられる衝撃の強さは、干渉物60が衝突する箇所が最も強くなり、干渉物60が衝突する箇所から周囲に向かって次第に弱くなる。衝撃の強さは、干渉物60が衝突する箇所を中心として次第に変化するが、図3では、タンク本体11の表面上であってマーキング板30に覆われている部分を、衝撃の強さに応じて便宜的に3段階に分けて示している。具体的には、干渉物60が衝突する箇所を含み、衝撃が最も強い領域を領域Aとして示し、領域Aの外側であって領域Aよりも衝撃が弱い領域を領域Bとして示し、領域Bの外側であって衝撃が最も弱い領域を領域Cとして示している。そして、各領域、および各領域に形成された凸部32において、受けた衝撃力が強いほど、濃いハッチングを付している。干渉物60が高圧タンク10に衝突する際には、衝撃が大きい領域ほど、凸部32がタンク本体11により深く刺さり、より深い瘢痕を外層56に形成する。   The strength of the impact applied to the tank body 11 via the protector 20 is strongest at the location where the interference object 60 collides, and gradually decreases from the location where the interference material 60 collides toward the periphery. Although the impact strength gradually changes around the location where the interference 60 collides, in FIG. 3, the portion of the surface of the tank body 11 covered with the marking plate 30 is changed to the impact strength. Accordingly, it is divided into three stages for convenience. Specifically, a region including the portion where the interference object 60 collides and having the strongest impact is indicated as a region A, a region outside the region A and having a weaker impact than the region A is indicated as a region B, and A region which is outside and has the weakest impact is shown as region C. And in each area | region and the convex part 32 formed in each area | region, the strong hatching is attached | subjected, so that the received impact force is strong. When the interference object 60 collides with the high-pressure tank 10, the convex portion 32 is deeply pierced by the tank body 11 in a region where the impact is large, and a deeper scar is formed in the outer layer 56.

本実施形態では、プロテクタ20(凸部32)を金属で形成し、タンク本体11の外層56をGFRPで形成し、内層54をCFRPによって形成している。GFRP製の外層56は、凸部32が衝突する際には凸部32が刺さることによって瘢痕が形成される。図4および図5では、マーキング板30の表面から突出する凸部32の高さを、高さhとして示している。本実施形態では、凸部32の高さhと、外層56の厚みとは、ほぼ同じとなっている。そのため、プロテクタ20を介してタンク本体11に対してある程度大きな衝撃が加わると、凸部32の先端が内層54に達する瘢痕が、外層56に形成される。なお、より硬いCFRP製の内層54は、凸部32が衝突してもほとんど傷が付かない。   In the present embodiment, the protector 20 (convex portion 32) is formed of metal, the outer layer 56 of the tank body 11 is formed of GFRP, and the inner layer 54 is formed of CFRP. In the outer layer 56 made of GFRP, when the convex part 32 collides, the convex part 32 is pierced to form a scar. 4 and 5, the height of the convex portion 32 protruding from the surface of the marking plate 30 is indicated as a height h. In the present embodiment, the height h of the convex portion 32 and the thickness of the outer layer 56 are substantially the same. Therefore, when a certain degree of impact is applied to the tank body 11 via the protector 20, a scar in which the tip of the convex portion 32 reaches the inner layer 54 is formed in the outer layer 56. It should be noted that the harder CFRP inner layer 54 is hardly damaged even when the convex portion 32 collides.

車両の衝突があったときなど、高圧タンク10に対して衝撃が加えられた後には、タンク本体11からプロテクタ20を取り外して外層56に形成された瘢痕を調べることにより、タンク本体11に加えられた衝撃の程度を判定することができる。本実施形態では、凸部32がその高さ全体にわたって外層56に食い込む衝撃が加えられたときには、タンク本体11の外観上、凸部32による瘢痕以外に特に大きな損傷が認められなくても、内層54の内部において、層間剥離や繊維断裂等のダメージが生じている可能性が比較的高いと判断する。具体的には、内層54であるCFRP層は、炭素を含んで黒色であるため、例えば、タンク本体11の外観上、黒色の瘢痕が認められれば、凸部32による傷が内層54に達していることが分かる。そのため、外層56の表面において黒色の瘢痕が確認された場合には、高圧タンク10(タンク本体11)を交換すべきと判断する。これに対して、タンク本体11の外観上、黒色の瘢痕が認められなければ、凸部32による傷が内層54に達しておらず、タンク本体11に加えられた衝撃が比較的小さいと判定することができる。この場合には、内層54が受けたダメージが許容範囲であると判断することができる。   After an impact is applied to the high-pressure tank 10 such as when there is a vehicle collision, the protector 20 is removed from the tank body 11 and the scar formed on the outer layer 56 is examined to apply the impact to the tank body 11. The degree of impact can be determined. In the present embodiment, when the impact that the convex portion 32 bites into the outer layer 56 over the entire height is applied, the inner layer can be recognized even if no significant damage other than the scar due to the convex portion 32 is observed on the appearance of the tank body 11. It is determined that there is a relatively high possibility that damage such as delamination or fiber breakage has occurred inside 54. Specifically, since the CFRP layer that is the inner layer 54 is black including carbon, for example, if a black scar is recognized on the external appearance of the tank main body 11, a scratch due to the convex portion 32 reaches the inner layer 54. I understand that. Therefore, when a black scar is confirmed on the surface of the outer layer 56, it is determined that the high-pressure tank 10 (tank body 11) should be replaced. On the other hand, if no black scar is recognized on the appearance of the tank body 11, it is determined that the scratch due to the convex portion 32 has not reached the inner layer 54, and the impact applied to the tank body 11 is relatively small. be able to. In this case, it can be determined that the damage received by the inner layer 54 is within an allowable range.

なお、内層54に達する瘢痕が一つでも認められればタンク本体11を交換することとすれば、内層54が損傷しているにもかかわらずタンク本体11の使用を継続する可能性をより低くすることができる。これに対して、高圧タンク10に加えられた衝撃の程度と、外層56に形成される瘢痕の状態との相間を求める等により、タンク本体11の交換のための異なる基準を設けてもよい。たとえば、内層54に達する瘢痕が形成される範囲が、予め定めた基準の範囲を超える場合には、タンク本体11を交換することとしてもよい。   If even one scar reaching the inner layer 54 is recognized, if the tank body 11 is replaced, the possibility of continuing to use the tank body 11 even if the inner layer 54 is damaged is further reduced. be able to. On the other hand, different criteria for replacement of the tank body 11 may be provided, for example, by obtaining a correlation between the degree of impact applied to the high-pressure tank 10 and the state of scars formed in the outer layer 56. For example, when the range in which the scar reaching the inner layer 54 is formed exceeds a predetermined reference range, the tank body 11 may be replaced.

以上のように構成された本実施形態の高圧タンク10によれば、プロテクタ20の内側の面に設けた凸部32によって外層56に形成される瘢痕の状態によって、タンク本体11に加えられた衝撃の程度を判定することができる。そのため、タンク本体11の外観上は大きな損傷が認められない場合であっても、内層54の内部に生じた損傷の可能性を、より適切に判断することができる。その結果、タンク本体11に対してある程度大きな衝撃が加えられた場合には、その事実を認識し、高圧タンク10を交換すべきことを判断できる。また、タンク本体11に加えられた衝撃が許容できる範囲であれば、タンク本体11を継続使用可能と判断して、必要のないタンク交換を抑制することができる。このように、高圧タンク10の継続使用の可否に係る判断を適切に行なうことが、より容易になる。   According to the high-pressure tank 10 of the present embodiment configured as described above, the impact applied to the tank body 11 due to the state of scars formed on the outer layer 56 by the convex portions 32 provided on the inner surface of the protector 20. Can be determined. Therefore, even if no major damage is observed on the appearance of the tank body 11, the possibility of damage occurring inside the inner layer 54 can be determined more appropriately. As a result, when a certain large impact is applied to the tank body 11, it is possible to recognize the fact and determine that the high-pressure tank 10 should be replaced. Further, if the impact applied to the tank main body 11 is within an allowable range, it can be determined that the tank main body 11 can be used continuously, and unnecessary tank replacement can be suppressed. Thus, it becomes easier to appropriately make a determination regarding whether or not the high-pressure tank 10 can be continuously used.

なお、本実施形態では、プロテクタ20の裏面側において、複数の凸部32を設けている。そのため、プロテクタ20に複数の凸部32を設けた範囲にわたって、外部から加えられた衝撃によってタンク本体11に発生した損傷の可能性を判断することができる。さらに、複数の凸部32によって外層56に形成された複数の瘢痕に基づいて、タンク本体11に加えられた衝撃の分布を判断することも可能になる。また、本実施形態では、プロテクタ20の裏面側において、複数の凸部32を規則的に設けている。そのため、プロテクタ20において、比較的狭い範囲に衝撃が加えられる場合であっても、加えられた衝撃によってタンク本体11に発生した損傷の可能性を、精度良く判定することができる。   In the present embodiment, a plurality of convex portions 32 are provided on the back side of the protector 20. Therefore, it is possible to determine the possibility of damage occurring in the tank body 11 due to an impact applied from the outside over a range in which the protector 20 is provided with the plurality of convex portions 32. Furthermore, it is possible to determine the distribution of impact applied to the tank body 11 based on a plurality of scars formed on the outer layer 56 by the plurality of convex portions 32. In the present embodiment, the plurality of convex portions 32 are regularly provided on the back side of the protector 20. Therefore, even when an impact is applied to the protector 20 in a relatively narrow range, it is possible to accurately determine the possibility of damage occurring in the tank body 11 due to the applied impact.

また、本実施形態では、凸部32の高さhと外層56の厚さとを、ほぼ同じとしている。そのため、タンク交換を要しない程度の比較的弱い衝撃が加えられて、凸部32の一部のみが補強層52に食い込む場合には、凸部32の先端は内層54に達しない。したがって、衝撃によって内層54内部に生じるダメージ(層間剥離や繊維断裂)が許容範囲であり、タンクの使用を継続する場合に、凸部32によって内層54の表面が傷つけられることに起因してタンク強度(タンク内圧に対する強度)が低下することを抑えることができる。   In the present embodiment, the height h of the convex portion 32 and the thickness of the outer layer 56 are substantially the same. Therefore, when a relatively weak impact that does not require tank replacement is applied and only a part of the convex portion 32 bites into the reinforcing layer 52, the tip of the convex portion 32 does not reach the inner layer 54. Therefore, damage (delamination or fiber tear) that occurs inside the inner layer 54 due to impact is in an allowable range, and the tank strength is caused by the surface of the inner layer 54 being damaged by the convex portion 32 when the tank is used continuously. It can suppress that (the intensity | strength with respect to a tank internal pressure) falls.

タンク本体11に加えられた衝撃の強さの判定は、外層56の外側からの瘢痕の目視以外の方法により行なってもよい。例えば、外層56における瘢痕が形成された領域を撮像し、得られた画像を解析することにより、黒色のCFRP層に達する瘢痕が形成されているか否かを判定してもよい。あるいは、デプスゲージを用いて、形成された各瘢痕の深さを測定し、内層54に達する瘢痕が形成されたか否かを判定してもよい。また、外層56表面における瘢痕が形成された箇所に粘土等を押し当てて瘢痕形状を写し取り、瘢痕に対応する写し取られた凸部の高さを測定することにより、瘢痕の深さを測定してもよい。これらの方法を用いるならば、目視など外観により瘢痕が内層54に達したか否かを判定できない場合、例えば、内層54に明確な色が付されていない場合や、外層56の厚みが凸部32の高さよりも厚い場合であっても、瘢痕の深さに基づく適切な判断が可能になる。また、凸部32の高さ全体が外層56に食い込んでいない場合であっても、タンク本体11の交換が必要であるとする判断基準を採用することが可能になる。   The strength of the impact applied to the tank body 11 may be determined by a method other than visual inspection of scars from the outside of the outer layer 56. For example, it may be determined whether or not a scar reaching the black CFRP layer is formed by imaging a region where the scar is formed in the outer layer 56 and analyzing the obtained image. Alternatively, a depth gauge may be used to measure the depth of each scar formed to determine whether a scar reaching the inner layer 54 has been formed. Also, the depth of the scar is measured by pressing the clay on the surface of the outer layer 56 where the scar is formed, copying the shape of the scar, and measuring the height of the projected convex portion corresponding to the scar. May be. If these methods are used, it is impossible to determine whether the scar has reached the inner layer 54 by visual appearance or the like, for example, when the inner layer 54 is not clearly colored, or the thickness of the outer layer 56 is convex. Even if it is thicker than 32, it is possible to make an appropriate judgment based on the depth of the scar. In addition, even when the entire height of the convex portion 32 does not bite into the outer layer 56, it is possible to adopt a criterion that the tank body 11 needs to be replaced.

なお、凸部32の高さおよび外層56の厚さは、凸部32が外層56に刺さる深さによって衝撃の程度が判定できるように(例えば、衝撃が小さいときにはタンク本体11の交換が不要であると判定できるように)、十分な大きさとすることが望ましい。例えば、外層56が薄すぎる場合には、比較的小さな衝撃が加えられた場合であっても、外層56を貫通する瘢痕が形成されて、タンク本体11の交換の要否の判定を十分な精度で行なうことが困難になり得るためである。   The height of the convex portion 32 and the thickness of the outer layer 56 are determined so that the degree of impact can be determined by the depth at which the convex portion 32 pierces the outer layer 56 (for example, when the impact is small, the tank body 11 need not be replaced). It is desirable to make it sufficiently large so that it can be determined. For example, when the outer layer 56 is too thin, a scar penetrating the outer layer 56 is formed even when a relatively small impact is applied, and it is sufficient to determine whether the tank body 11 needs to be replaced. This can be difficult to perform.

また、外層56の厚みは、タンク本体11の交換が必要になる程度の衝撃が加えられるまでは、凸部32が内層54に達しないように、十分に厚く形成することが望ましい。すなわち、外層56の厚みは、凸部32の高さ以上とすることが望ましい。これにより、比較的小さい衝撃が加えられた場合には、内層54が損傷することに起因するタンク強度(タンク内圧に対する強度)の低下を抑えることができる。   Further, it is desirable that the thickness of the outer layer 56 be sufficiently thick so that the convex portion 32 does not reach the inner layer 54 until an impact to the extent that the tank body 11 needs to be replaced is applied. That is, the thickness of the outer layer 56 is desirably equal to or greater than the height of the convex portion 32. Thereby, when a relatively small impact is applied, it is possible to suppress a decrease in tank strength (strength with respect to tank internal pressure) due to damage to the inner layer 54.

凸部32の高さおよび外層56の厚さは、例えば、法律等の種々の規則の規定により定められた、タンク表面の傷の深さとして許容された値に基づいて設定することとしてもよい。例えば、高圧ガス保安法に基づく容器保安規則に関連する「国際圧縮水素自動車燃料装置用容器の技術基準の解釈」において、繊維強化プラスチック複合容器における繊維強化プラスチック部分の許容傷深さは1.25mm以下であることが規定されている。そのため、凸部32の高さおよび外層56の厚さは、例えば、1.25mm以下とすることができる。   For example, the height of the convex portion 32 and the thickness of the outer layer 56 may be set based on a value allowed as a flaw depth on the tank surface, which is determined by provisions of various rules such as laws. . For example, in “Interpretation of technical standards for containers for international compressed hydrogen automobile fuel equipment” related to container safety regulations based on the High Pressure Gas Safety Law, the allowable flaw depth of the fiber reinforced plastic part in the fiber reinforced plastic composite container is 1.25 mm. It is specified that: Therefore, the height of the convex portion 32 and the thickness of the outer layer 56 can be set to 1.25 mm or less, for example.

B.第2実施形態:
図7は、第2実施形態の高圧タンク110の、軸線方向に垂直な断面の様子を表わす断面模式図である。図7は、図2と同様に、衝撃が加えられる前の状態を表わす。
B. Second embodiment:
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a state of a cross section perpendicular to the axial direction of the high-pressure tank 110 of the second embodiment. FIG. 7 shows a state before an impact is applied, as in FIG.

第2実施形態の高圧タンク110は、プロテクタ20のマーキング板30と、タンク本体11の外層56との間に、スペーサ層40を備える点において、第1実施形態の高圧タンク10とは異なっている。スペーサ層40は、外層56よりも柔らかい層であって、弾性を有している。そのため、プロテクタ20を介してタンク本体11に衝撃が加えられる際には、スペーサ層40は圧縮されて、凸部32によって貫通され得る。このように、スペーサ層40は、衝撃の大きさに応じた外層56における瘢痕形成を妨げない層であればよい。スペーサ層40は、例えば、ポリウレタンなどの樹脂やゴムによって形成することができる。   The high pressure tank 110 of the second embodiment is different from the high pressure tank 10 of the first embodiment in that a spacer layer 40 is provided between the marking plate 30 of the protector 20 and the outer layer 56 of the tank body 11. . The spacer layer 40 is a softer layer than the outer layer 56 and has elasticity. Therefore, when an impact is applied to the tank body 11 via the protector 20, the spacer layer 40 can be compressed and penetrated by the convex portion 32. As described above, the spacer layer 40 may be a layer that does not prevent scar formation in the outer layer 56 according to the magnitude of the impact. The spacer layer 40 can be formed of, for example, a resin such as polyurethane or rubber.

このような構成とすれば、スペーサ層40の硬さ(凸部32の貫通を妨げる硬さ)や厚さを適宜設定することにより、凸部32が外層56に瘢痕を形成する下限荷重を制御することができる。これにより、高圧タンク110に衝撃が加えられる際の荷重が、タンク交換を要しない軽荷重である場合に、外層56における瘢痕形成を抑え、タンク本体11を継続使用可能であると適切に判定し易くすることができる。   With such a configuration, the lower limit load at which the convex portion 32 forms a scar on the outer layer 56 is controlled by appropriately setting the hardness (hardness that prevents penetration of the convex portion 32) and the thickness of the spacer layer 40. can do. Thereby, when the load when an impact is applied to the high-pressure tank 110 is a light load that does not require tank replacement, it is appropriately determined that scar formation in the outer layer 56 is suppressed and the tank body 11 can be used continuously. Can be made easier.

また、本実施形態によれば、高圧タンク110に衝撃が加えられたときに、スペーサ層40によって衝撃を分散させることができる。そのため、限られた狭い面積に荷重が集中することにより内層54が損傷されることを抑え、高圧タンク110の耐久性を向上させることができる。   Further, according to the present embodiment, the impact can be dispersed by the spacer layer 40 when an impact is applied to the high-pressure tank 110. Therefore, it is possible to prevent the inner layer 54 from being damaged due to the concentration of the load in a limited narrow area, and to improve the durability of the high-pressure tank 110.

さらに、第2実施形態の高圧タンク110によれば、スペーサ層40によって、外層56とマーキング板30との隙間を塞ぐことができる。そのため、上記隙間への、車両走行時の飛び石等の異物の侵入を抑えることができる。飛び石等の異物が上記隙間に侵入する場合には、高圧タンク110に衝撃が加えられる際に、上記異物が存在する小さな面積において加重が伝達される。その結果、比較的小さな衝撃であっても、より大きな荷重が限られた面積に加えられ、内層54において、より大きなダメージを発生させ易くなる。スペーサ層40によって上記隙間を塞ぐことにより、このような不都合を抑えることができる。   Furthermore, according to the high pressure tank 110 of the second embodiment, the gap between the outer layer 56 and the marking plate 30 can be closed by the spacer layer 40. Therefore, it is possible to suppress the entry of foreign matter such as stepping stones when the vehicle travels into the gap. When foreign matter such as stepping stones enters the gap, when an impact is applied to the high-pressure tank 110, the load is transmitted in a small area where the foreign matter exists. As a result, even if the impact is relatively small, a larger load is applied to the limited area, and it is easy to cause more damage in the inner layer 54. Such inconvenience can be suppressed by closing the gap with the spacer layer 40.

C.他の実施形態:
(C−1)外層について:
第1および第2実施形態では、外層56は、GFRPなどのFRPによって形成することとしたが、異なる構成としてもよい。外層56をFRPによって構成する場合であっても、長繊維を巻回したFRPではなく、短繊維を含むFRPによって外層56を形成してもよい。また、FRP以外の材料、例えば、樹脂やゴムによって外層56を形成してもよい。衝撃が加えられたときに、プロテクタ20に設けた凸部32によって、衝撃の大きさに応じた瘢痕を形成可能であり、瘢痕の状態に基づいて、タンク本体11の交換の要否を判定可能であればよい。
C. Other embodiments:
(C-1) About outer layer:
In the first and second embodiments, the outer layer 56 is formed by FRP such as GFRP, but may have a different configuration. Even when the outer layer 56 is configured by FRP, the outer layer 56 may be formed by FRP including short fibers instead of FRP in which long fibers are wound. Moreover, you may form the outer layer 56 with materials other than FRP, for example, resin and rubber | gum. When an impact is applied, the convex portion 32 provided on the protector 20 can form a scar corresponding to the magnitude of the impact, and it is possible to determine whether or not the tank body 11 needs to be replaced based on the state of the scar. If it is.

ただし、内層54が露出することなく、内層54上において所望の厚みの外層56をより均一に形成する観点から、外層56は、FRPにより形成することが望ましい。また、外層56が、強化繊維を含まず樹脂やゴムによって形成される場合には、衝撃が加えられる際には、凸部32の衝突箇所において、凸部32の形状に対してより広い範囲で外層56が剥がれる等、加えられた衝撃力に対して外層56に生じる痕跡がより大きくなる可能性がある。この場合には、加えられた衝撃力が過大に評価される可能性がある。また、強化繊維を含まないことにより、外層56に食い込んだ凸部32が内層54にまで到達し易くなる。その結果、凸部32によって内層54が損傷されて、タンク強度(タンク内圧に対する強度)が低下し、高圧タンクの耐久性が低下する可能性が高まる。このような不都合を抑える観点からも、外層はFRPによって構成することが望ましい。   However, from the viewpoint of more uniformly forming the outer layer 56 having a desired thickness on the inner layer 54 without exposing the inner layer 54, the outer layer 56 is preferably formed by FRP. When the outer layer 56 is formed of resin or rubber that does not include reinforcing fibers, when an impact is applied, the outer layer 56 has a wider range with respect to the shape of the convex portion 32 at the collision location of the convex portion 32. There is a possibility that a trace generated in the outer layer 56 with respect to the applied impact force becomes larger, for example, the outer layer 56 is peeled off. In this case, the applied impact force may be overestimated. Further, since the reinforcing fiber is not included, the convex portion 32 that has bitten into the outer layer 56 easily reaches the inner layer 54. As a result, the inner layer 54 is damaged by the convex portion 32, the tank strength (the strength against the tank internal pressure) is lowered, and the possibility that the durability of the high-pressure tank is lowered is increased. From the viewpoint of suppressing such inconveniences, it is desirable that the outer layer be made of FRP.

(C−2)内層について:
内層54は、CFRP以外によって形成してもよく、長繊維を巻回して形成するFRP層であればよい。CFRP層は、衝撃が加えられる際に凸部32が衝突してもほとんど傷が付かない硬さ(凸部32の貫通を妨げる硬さ)を有しているが、カーボン繊維よりも柔らかい繊維を用いて、より柔らかい内層54を形成してもよい。
(C-2) Inner layer:
The inner layer 54 may be formed by other than CFRP, and may be an FRP layer formed by winding long fibers. The CFRP layer has a hardness (hardness that prevents penetration of the convex portion 32) that is hardly damaged even when the convex portion 32 collides when an impact is applied, but a softer fiber than the carbon fiber. It may be used to form a softer inner layer 54.

このように、より柔らかいFRPによって内層54を形成する場合であっても、内層54の内部におけるダメージ(層間剥離や繊維断裂)が許容範囲となる衝撃が加えられるときに、凸部32による内層54の損傷が抑えられていればよい。これにより、衝撃に起因する上記ダメージが許容範囲であるときに、凸部32による損傷によって、内層54の内圧に対する強度(タンク強度)が低下することを抑えることができる。凸部32による内層54の損傷を抑えるには、例えば、外層56やスペーサ層40の硬さ(凸部32の貫通を妨げる硬さ)や厚さを調節すればよい。具体的には、例えば、外層56の厚さを凸部32の高さよりも厚くすれば、凸部32全体が外層56に食い込んで、衝撃の大きさが許容範囲を超えると判断される場合であっても、凸部32による内層54の損傷を抑えることができる。ただし、内層54の厚みをより薄くして、高圧タンク全体を小型化する観点からは、引っ張り強度が極めて強いカーボン繊維を用いたCFRP層によって内層54を構成することが望ましい。   As described above, even when the inner layer 54 is formed of softer FRP, the inner layer 54 formed by the protrusions 32 is applied when an impact in which damage (delamination or fiber breakage) within the inner layer 54 is within an allowable range is applied. As long as the damage is suppressed. Thereby, when the said damage resulting from an impact is a tolerance | permissible_range, it can suppress that the intensity | strength (tank intensity | strength) with respect to the internal pressure of the inner layer 54 by the damage by the convex part 32 falls. In order to suppress damage to the inner layer 54 due to the convex portion 32, for example, the hardness (hardness that prevents penetration of the convex portion 32) and the thickness of the outer layer 56 and the spacer layer 40 may be adjusted. Specifically, for example, when the thickness of the outer layer 56 is made thicker than the height of the convex portion 32, the entire convex portion 32 bites into the outer layer 56, and it is determined that the magnitude of impact exceeds the allowable range. Even if it exists, damage to the inner layer 54 by the convex part 32 can be suppressed. However, from the viewpoint of reducing the thickness of the inner layer 54 and reducing the size of the entire high-pressure tank, it is desirable that the inner layer 54 is composed of a CFRP layer using carbon fiber having extremely high tensile strength.

(C−3)高圧タンクの適用対象:
第1および第2実施形態では、高圧タンクは加圧水素の貯蔵に用いたが、水素以外の他の加圧流体の貯蔵に用いてもよい。
(C-3) Application target of high-pressure tank:
In the first and second embodiments, the high-pressure tank is used for storing pressurized hydrogen, but may be used for storing pressurized fluid other than hydrogen.

また、第1および第2実施形態では、高圧タンクを燃料電池車両に搭載し、燃料電池に供給する燃料ガスとしての水素ガスを貯蔵するために用いたが、異なる構成としてもよい。例えば、燃料電池車両以外の移動体に搭載して、駆動燃料であるガスを貯蔵する燃料タンクにおいて、本願発明を適用する場合であっても、同様の効果が得られる。また、移動体以外の装置で用いるガスを貯蔵する高圧ガスタンクにおいて、本願発明を適用してもよい。高圧タンクにおいて外部から加えられると予想される衝撃に応じた箇所に、複数の凸部32を備えるプロテクタ20を配置することで、衝撃の大きさに応じた瘢痕が外層56に形成され、高圧タンクの交換の要否を判定可能であればよい。   In the first and second embodiments, the high-pressure tank is mounted on the fuel cell vehicle and used to store hydrogen gas as the fuel gas supplied to the fuel cell. However, different configurations may be used. For example, the same effect can be obtained even when the present invention is applied to a fuel tank that is mounted on a moving body other than a fuel cell vehicle and stores a gas that is driving fuel. Further, the present invention may be applied to a high-pressure gas tank that stores a gas used in an apparatus other than the moving body. By disposing the protector 20 having a plurality of convex portions 32 at a location corresponding to an impact expected to be applied from the outside in the high-pressure tank, a scar corresponding to the magnitude of the impact is formed in the outer layer 56, and the high-pressure tank It is sufficient if it is possible to determine whether or not replacement is necessary.

本発明は、上述の実施形態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。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized with various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are intended to solve part or all of the above-described problems, or one of the above-described effects. In order to achieve part or all, replacement or combination can be appropriately performed. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

10,110…高圧タンク
11…タンク本体
12…バルブ
14…タンク固定部材
15…ボルト
16…取り付け金具
20…プロテクタ
25…基板部
30…マーキング板
32…凸部
40…スペーサ層
50…ライナ
52…補強層
54…内層
56…外層
60…干渉物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,110 ... High pressure tank 11 ... Tank main body 12 ... Valve 14 ... Tank fixing member 15 ... Bolt 16 ... Mounting bracket 20 ... Protector 25 ... Substrate part 30 ... Marking plate 32 ... Convex part 40 ... Spacer layer 50 ... Liner 52 ... Reinforcement Layer 54 ... Inner layer 56 ... Outer layer 60 ... Interfering substance

Claims (1)

高圧タンクであって、
流体を密封するための内部空間が形成されたライナと、
前記ライナの外表面を覆う補強層と、
前記補強層の表面の少なくとも一部に対向して配置されるプロテクタと、
を備え、
前記プロテクタは、前記補強層に対向する面において、前記補強層に向かって突出する複数の凸部を備え、
前記補強層は、
前記ライナ上に積層して設けられて繊維強化プラスチックによって構成される内層と、
該内層を覆う外層であって、前記プロテクタの外側から衝撃が加えられたときに、前記凸部に傷つけられることによって、前記衝撃の大きさに応じた痕跡が生じる外層と、
を備える
高圧タンク。
A high pressure tank,
A liner formed with an internal space for sealing the fluid;
A reinforcing layer covering the outer surface of the liner;
A protector disposed opposite to at least a part of the surface of the reinforcing layer;
With
The protector includes a plurality of convex portions projecting toward the reinforcing layer on a surface facing the reinforcing layer,
The reinforcing layer is
An inner layer provided by laminating on the liner and made of fiber reinforced plastic;
An outer layer covering the inner layer, and when an impact is applied from the outside of the protector, the outer layer generates a trace corresponding to the magnitude of the impact by being damaged by the convex portion;
With high pressure tank.
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