JP2019032071A - 高圧容器の接続構造、これを利用したタンクモジュール、及びタンクモジュールの製造方法 - Google Patents

高圧容器の接続構造、これを利用したタンクモジュール、及びタンクモジュールの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】並べて配置された複数の高圧容器を接続する場合において、高圧容器同士の取り付け角度の誤差を解消可能な接続構造を提供する。
【解決手段】高圧容器の接続構造１４は、高圧容器１２の軸方向の少なくとも一端に口金３０が接続されており、隣接する口金３０が軸方向と交わる交差方向において接続されることで、並列に配置された高圧容器１２同士が接続可能とされている。口金３０は、軸方向と交わる交差方向に沿って接続部３４を有しており、接続部３４は、一方側に形成された雄ねじ部５０と、他方側に回転可能に係止され、かつ雄ねじ部５０と螺合可能な雌ねじ部５４が形成されたナット５２と、を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、高圧容器の接続構造、これを利用したタンクモジュール、及びタンクモジュールの製造方法に関する。
車両に搭載される高圧容器として、例えば、特許文献１に示されるような、水素ガスが充填される高圧容器が知られている。ここで、特許文献１に示す高圧容器を小径化して複数配置すれば、車両に搭載する際の自由度を向上させることができる。例えば、特許文献２では、マニホールドにより接続された複数の高圧容器（チューブ）が車両の形状に沿って設置されている。
ところで、高圧容器をマニホールドに接続する場合、並列に配置した高圧容器同士の取り付け角度にずれが生ずる場合がある。特に高圧容器が長くなると、マニホールドと反対側の端部における距離のずれが大きくなる。したがって、並列に配置された複数の高圧容器を接続する構造には改善の余地がある。
特開２００２−１８８７９４号公報 特表２００１−５０６７３７号公報
本発明は、並べて配置された複数の高圧容器を接続する場合において、高圧容器同士の取り付け角度の誤差を解消可能な接続構造を提供することを目的とする。
請求項１の高圧容器の接続構造は、筒状に形成される胴体部において軸方向の少なくとも一端に口金が接続された高圧容器を複数備え、前記口金は、前記軸方向において前記胴体部の外側に設けられ、前記軸方向と交わる交差方向において、隣接する前記口金と接続可能な接続部と、前記接続部を前記交差方向に貫通する貫通路と、前記貫通路と前記胴体部の内部とを接続する連通路と、を有し、前記接続部は、一方の前記貫通路の外壁部に形成された雄ねじ部と、他方の前記貫通路の外壁部に回転可能に係止され、前記雄ねじ部と螺合可能な雌ねじ部が形成されたナットと、を有している。
請求項１の高圧容器の接続構造は、複数の高圧容器の接続に適用される。高圧容器は軸方向の少なくとも一端に口金が接続されており、隣接する口金が軸方向と交わる交差方向において接続されることで、高圧容器同士は接続される。ここで、「交差方向」とは、軸方向と直交する方向に限らず、斜めに傾斜する方向も含む。口金は、交差方向に延在する接続部と交差方向を貫通する貫通路を有しており、一方の貫通路の外壁部に設けられた雄ねじ部が、他方の貫通路の外壁部に設けられた雌ねじ部と螺合可能に形成されている。この雌ねじ部は、接続部に対して回転可能に係止されるナットに設けられている。請求項１の高圧容器の接続構造によれば、並列に配置された高圧容器を接続すると共に、配管を行うことができる。そして、雌ねじ部を有するナットは接続部とは独立して回転可能に形成されるため、高圧容器同士の取り付け角度の誤差を解消することができる。
請求項２の高圧容器の接続構造では、前記高圧容器は、前記胴体部の両端に前記口金が接続されている。
請求項２の高圧容器の接続構造は、軸方向の両端に口金を設けたことを特徴としている。請求項２の高圧容器の接続構造によれば、高圧容器１２の軸方向の両端において隣接する口金３０同士を接続させることができる。
請求項３の高圧容器の接続構造では、前記接続部は、一方の端面において、前記貫通路を囲むシール部材が設けられ、他方の端面において、前記貫通路を囲み、かつ前記シール部材が当接する当接部を有している。
請求項３の高圧容器の接続構造は、隣接する口金同士を接続した場合、一方の口金の端面と対向する口金の端面との間にシール部材が介在することを特徴としている。請求項３の高圧容器の接続構造によれば、高圧容器同士を接続させた際の角度の調整を可能としつつ、高圧容器の接続部における気密を確保することができる。
請求項４の高圧容器の接続構造では、前記接続部は、一方の前記貫通路の周りに形成された第１のテーパ面と、他方の前記貫通路の周りに形成され、かつ前記第１のテーパ面に当接する第２のテーパ面と、を有している。
請求項４の高圧容器の接続構造は、隣接する口金同士を接続した場合、テーパ面同士が当接することを特徴としている。請求項４の高圧容器の接続構造によれば、高圧容器同士を接続させた際の角度の調整を可能としつつ、高圧容器の接続部における気密を確保することができる。
請求項５のタンクモジュールは、請求項１〜４のいずれか１項に記載の高圧容器の接続構造を利用したタンクモジュールであって、並列に配置された前記高圧容器の各前記口金が連続して接続されている。
請求項５のタンクモジュールは、並列に配置された高圧容器において、口金を連続して接続したことを特徴としている。請求項５のタンクモジュールによれば、マニホールドのような大型で複雑な部品を使用することなく、タンクモジュールの組み立てと配管を行うことができる。
請求項６のタンクモジュールの製造方法は、前記胴体部に前記口金を接続する工程と、並列に配置された前記高圧容器の前記口金同士を接続する工程と、を有している。
請求項６の製造方法は、最初の工程において高圧容器を形成し、次の工程においてタンクモジュールに必要とされる数の高圧容器を接続させてタンクモジュールを製造するものである。請求項６の製造方法によれば、最初の工程で形成された高圧容器をストックし、後の工程でタンクモジュールに必要とされる数の高圧容器を接続させることができる。すなわち、高圧容器の数量及び配置態様の異なる複数のタンクモジュールの製造に対応させることができる。
本発明によれば、並べて配置された複数の高圧容器を接続する場合において、高圧容器同士の取り付け角度の誤差を解消可能な接続構造を提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係るタンクモジュールの（Ａ）平面図、（Ｂ）側面図、及び（Ｃ）背面図である。 本発明の第１の実施形態に係る高圧容器の接続構造であって、口金の断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。 本発明の第１の実施形態に係る高圧容器の接続構造であって、隣接する口金同士が接続された状態を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の変形例１に係るタンクモジュールの平面図である。 本発明の第１の実施形態の変形例２に係るタンクモジュールの平面図である。 本発明の第１の実施形態の変形例３に係るタンクモジュールの平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る高圧容器の接続構造であって、隣接する口金同士が接続された状態を示す断面図である。
以下、本発明の各実施形態に係る高圧容器の接続構造について説明する。なお、各図において、矢印ＦＲは車両前方を示し、矢印ＵＰは車両上方を示し、矢印ＬＨは車両左方を示し、矢印ＲＨは車両右方を示している。また、車両左方及び車両右方を結ぶ方向を車幅方向と称する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る高圧容器の接続構造１４について図１〜図３を用いて説明する。
（基本構成）
図１（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるように、本実施形態に係る高圧容器の接続構造１４が適用されたタンクモジュール１０は、複数の高圧容器１２を接続することで構成されている。具体的に高圧容器１２は、第１高圧容器１２Ａと、第１高圧容器１２Ａよりも軸方向の長さが短い第２高圧容器１２Ｂと、を含んでいる。そして、タンクモジュール１０は、車幅方向内側に９本並列に配置された第１高圧容器１２Ａと、第１高圧容器１２Ａの車幅方向外側にそれぞれ配置される第２高圧容器１２Ｂと、により構成されている。このタンクモジュール１０は、一例として、燃料電池車両のフロアパネル（図示せず）の車両下方側に配置されている。
高圧容器１２は、車両前後方向を軸方向（長手方向）とする円柱状に形成されている。この高圧容器１２は、図２に示されるように、円筒状に形成された胴体部２０と、胴体部２０の軸方向の両端にそれぞれ設けられた開口２２に接続される口金３０とを含んで構成されている。胴体部２０は、一例としてアルミニウム合金により形成された円筒状のライナ２４と、ライナ２４の外周面にシート状のＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）を巻き付けることで形成された補強層２６と、を有している。なお、補強層２６における内周面側は、繊維強化樹脂内の図示しない炭素繊維がライナ２４ひいては胴体部２０の周方向に沿って配列されている。また、補強層２６における内周面以外の部位は、炭素繊維がライナ２４の周方向に沿って配列されていると共に、この周方向に配列されている炭素繊維の半分の量の炭素繊維が軸方向に交差するように配列されている。さらに、補強層２６の軸方向外側の両端は、ライナ２４の軸方向外側の両端よりも軸方向外側に突出している。
口金３０は、胴体部２０に設けられた開口２２に挿入される挿入部３２と、挿入部３２の軸方向外側に設けられる接続部３４と、を有している。挿入部３２は胴体部２０の内部に挿入されており、接続部３４は軸方向において胴体部２０の外側に設けられている。この接続部３４は、軸方向と交わる車幅方向に延在すると共に、車幅方向において、隣接する口金３０の接続部３４と接続可能に形成されている。また、口金３０は、接続部３４を車幅方向に貫通する貫通路４８と、挿入部３２を軸方向に貫通し、かつ貫通路４８と胴体部２０の内部とを接続する連通路４６と、を有している。
挿入部３２は、突起保持部４０と、受圧部４２とを有している。突起保持部４０は、略円筒状に形成されており、胴体部２０の周方向に沿って配置される４つの略くさび形の部品の組合せからなる。換言すると、突起保持部４０は、軸方向に略沿った図示しない分割線によって４つに分割されている。この突起保持部４０の軸方向外側の端部には径方向外側に突出するフランジ４０Ａが形成されている。また、突起保持部４０の内周面は軸方向外側に向かうにつれて縮径するテーパ面４０Ｂとして形成されている。
突起保持部４０の外周面には複数の鋸歯からなる鋸歯部４０Ｃが形成されている。この鋸歯部４０Ｃは、突起保持部４０の周方向に沿って連続的に形成されている。各鋸歯は、軸方向外側の面が軸方向に直交し、軸方向内側の面が軸方向内側へ向かうにつれて径方向内側へと向かうように傾斜している。この鋸歯の軸方向外側の面と軸方向内側の面とで構成される先端部の傾斜角度は鋭角とされている。
受圧部４２は、突起保持部４０の内部に挿入されている。この受圧部４２は、略円筒状に形成されており、軸方向外側に配置された頂部４２Ａを中心に軸方向内側に側壁部４２Ｂが略径方向に沿って弾性変形可能に構成されている。側壁部４２Ｂの外周面は、軸方向外側に向かうにつれて縮径するテーパ面４２Ｃとして形成されている。このテーパ面４２Ｃは、突起保持部４０のテーパ面４０Ｂに当接されている。また、側壁部４２Ｂの軸方向内側における外周面には、径方向外側に突出された突出部４２Ｄが形成されており、この突出部４２Ｄの軸方向外側の面に突起保持部４０の軸方向内側の端面が当接されている。また、受圧部４２の開口部４２Ｅは、胴体部２０の内部と連通している。つまり、受圧部４２の内部に胴体部２０の内部の流体が入り込むと共に、この流体の圧力によって側壁部４２Ｂが略径方向外側へと変位可能とされている。さらに、受圧部４２の軸方向内側の端部付近には、周方向に沿って溝部４２Ｆが形成されている。この溝部４２Ｆには、弾性体のＯリング５８が収容されている。
また、接続部３４は、車幅方向の一端に設けられた管状の管部３６と、車幅方向の他端に設けられたフランジ部３８と、を有している。管部３６及びフランジ部３８は、共に貫通路４８の壁部を構成している。そして、一方の貫通路４８の外壁部である管部３６の先端には雄ねじ部５０が形成されている。また、他方の貫通路４８の外壁部であるフランジ部３８にはナット５２が回転可能に係止されている。詳しくは、フランジ部３８がナット５２の内周面に設けられた溝部５２Ａに嵌っており、ナット５２は車幅方向を軸に回転可能であるものの、車幅方向への移動が規制されている。このナット５２には、雄ねじ部５０と螺合可能な雌ねじ部５４が形成されている。
図３に示されるように、一の高圧容器１２の口金３０に設けられた管部３６には、隣接する他の高圧容器１２のナット５２が締結されている。すなわち、雄ねじ部５０とナット５２に形成された雌ねじ部５４とが螺合されることにより、並列に配置された高圧容器１２が接続されている。このとき、隣り合う高圧容器１２では、貫通路４８が直列に接続されている。また、高圧容器１２の接続部における気密は弾性体のシール部材であるＯリング５６により保持される。ここで、Ｏリング５６は、接続部３４の一方側、本実施形態ではフランジ部３８側の端面において、貫通路４８を囲むように設けられている。このＯリング５６は、フランジ部３８側の端面に設けられた環状の溝部３８Ａに嵌っている。これに対して、接続部３４の他方側、すなわち管部３６側の端面には貫通路４８を囲む当接部３６Ａが設けられている。この当接部３６Ａは、Ｏリング５６が当接する部分とされている。なお、本実施形態では、フランジ部３８側の端面にＯリング５６を設けたが、この限りではなく、管部３６側の端面（当接部３６Ａ）にＯリング５６を設けてもよい。
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、本実施形態では、各高圧容器１２の軸方向両端に口金３０が設けられており、軸方向両端において隣接する高圧容器１２が接続されている。ここで、本実施形態のタンクモジュール１０では、車幅方向外側にそれぞれ設置される第２高圧容器１２Ｂは車幅方向内側に配置された９本の第１高圧容器１２Ａよりも軸方向の長さが短い。そのため、第２高圧容器１２Ｂと隣接配置される第１高圧容器１２Ａとは、車両後方側では、口金３０により接続されるものの、車両前方側では、軸方向に延長部６２Ａを有する口金６２により接続されている。なお、本実施形態では、長さの異なる高圧容器１２を組み合わせてタンクモジュール１０を構成したが、これに限らず、同じ長さの高圧容器１２のみでタンクモジュール１０を構成してもよい。この場合、口金６２は不要となる。
また、本実施形態のタンクモジュール１０では、車幅方向中央の第１高圧容器１２Ａの車両後方側の口金３０にバルブ６４が設けられている。このバルブ６４は、タンクモジュール１０の高圧容器１２から流体を取り出すと共に、流体の流量を制御するためのものである。そして、バルブ６４は、図示しない燃料電池スタックや供給パイプ等に接続されている。
（タンクモジュールの製造）
本実施形態のタンクモジュール１０は、大別して２つの工程を経て製造される。
第１の工程は、胴体部２０の軸方向両端の開口２２それぞれに口金３０を接続する工程、すなわち高圧容器１２を形成する工程である。具体的には、軸方向両端の開口２２それぞれに対して、口金３０の挿入部３２が挿入される。ここで、挿入部３２の挿入時は、突出部４２Ｄの軸方向外側の面と、突起保持部４０の軸方向内側の端面とは離間している。したがって、突出部４２Ｄの軸方向外側の面と、突起保持部４０の軸方向内側の端面とが当接されている場合（図２参照）と比べて、突起保持部４０は径方向内側に位置している。そのため、挿入部３２は、その外径が開口２２の内径よりも小さくなるため胴体部２０に対して挿入することができる。そして、突起保持部４０の軸方向外側に設けられたフランジ４０Ａがシート状のＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）の補強層２６の端面と当接することで、胴体部２０内部へのそれ以上の移動が制限される。一方、図２に示されるように、挿入部３２が挿入される胴体部２０の軸方向外側には、ライナ２４が設けられておらず、挿入部３２の突起保持部４０は、補強層２６と対向する。
胴体部２０の内部に挿入部３２が挿入された後、突起保持部４０に対して受圧部４２を軸方向外側に移動させると、受圧部４２はテーパ面４２Ｃがテーパ面４０Ｂに対して拡径する方向に移動するため、突起保持部４０は径方向外側に変位する。そして、図２に示されるように、突起保持部４０の鋸歯部４０Ｃが補強層２６の内周面に食い込む。これにより、口金３０が胴体部２０に固定され、両者は接続される。なお、鋸歯部４０Ｃの先端は、補強層２６の内周面における炭素繊維とこれと隣接する炭素繊維との間に食い込まれている。
また、口金３０の突起保持部４０は、胴体部２０の内部からの圧力を受けて胴体部２０の径方向外側へと変位可能とされている。そのため、胴体部２０の内部に収容された流体の圧力が高いほど突起保持部４０は胴体部２０の径方向外側へと変位して補強層２６への食い込み量が多くなる。つまり、胴体部２０の内部に収容された流体の圧力に比例して口金３０が軸方向外側へ変位し難くなることから、より一層高圧の流体を内部に収容することが可能となる。
以上のように、胴体部２０の軸方向両端の開口２２それぞれに口金３０が接続されることで一の高圧容器１２が形成される。
第２の工程は、並列に配置された高圧容器１２の口金３０同士を接続する工程である。具体的には、一の高圧容器１２の口金３０に対して、隣接する高圧容器１２の口金３０を接続する。さらに詳しくは、一の高圧容器１２の管部３６に対して、隣接する高圧容器１２のナット５２を締結させる、すなわち、雄ねじ部５０と雌ねじ部５４とを螺合させることで、隣接する口金３０同士を接続する。
ここで、高圧容器１２の軸方向両端において口金３０を同時に接続する場合、軸方向の一方側の口金３０同士を先に接続すると、隣接する高圧容器１２の軸が斜めになるため、他方側の口金３０同士は接続し辛くなる。したがって、軸方向両端において隣接する高圧容器１２（口金３０）同士を接続する場合は、軸方向両端において、同じピッチでナット５２を締結させると、隣接する高圧容器１２の軸が斜めにならずに接続しやすい。
なお、車幅方向外側の高圧容器１２に設けられた口金３０の貫通路４８には、それぞれ封止処理が施される。具体的には、管部３６側においては、雄ねじ部５０にキャップ６０（図１参照）が螺合されることで貫通路４８が塞がれる。また、フランジ部３８側においては、ナット５２に対して図示しないプラグが螺合されることで貫通路４８が塞がれる。
そして、上述のように、長さの異なる第１高圧容器１２Ａと第２高圧容器１２Ｂとは、軸方向に延長部６２Ａを有する口金６２により接続される。以上の第２の工程により、タンクモジュール１０は製造される。
さらに、タンクモジュール１０にバルブ６４を接続する工程、タンクモジュール１０をフロアパネル（図示せず）の車両下方側に配置する工程、及びバルブ６４に燃料電池スタックから延びる供給パイプを接続する工程を経て、燃料電池車両の燃料系は形成される。
（変形例）
以下、第１の実施形態の変形例を示す。各変形例は口金３０の接続方法が異なる以外、基本構成は同じである。以下の各変形例においては、第１の実施形態との相違点について説明する。また、第１の実施形態と同じ構成には同じ符号を付している。
（変形例１）
図４に第１の実施形態の変形例１を示す。図４に示されるように、変形例１の高圧容器の接続構造１４Ａが適用されたタンクモジュール１０Ａは、高圧容器１２の軸方向一方のみに口金３０が設けられている。変形例１の高圧容器１２では、車両後方側の開口２２に対して口金３０が接続されており、車両前方側の開口２２には、蓋部材７０により塞がれている。蓋部材７０は特に図示しないが、開口２２を塞ぐ蓋を備えており、胴体部２０に挿入される部分は、連通路４６のない挿入部３２と同じ構造を有する。なお、その他の構造については第１の実施形態と同じである。
変形例１は、口金３０における連通路４６及び貫通路４８を通じて流出する流体の量が燃料電池の需要量よりも少ない場合に適用することができる。すなわち、変形例１では、第１の実施形態に比べて、口金３０を減らすことができるため、コストの抑制を図ることができる。
（変形例２）
図５に第１の実施形態の変形例２を示す。図５に示されるように、変形例２の高圧容器の接続構造１４Ｂが適用されたタンクモジュール１０Ｂは、並列に配置された高圧容器１２を直列に接続したものである。変形例２のタンクモジュール１０Ｂは、車幅方向内側に８本並列に配置された第１高圧容器１２Ａと、第１高圧容器１２Ａの車幅方向外側にそれぞれ配置される第２高圧容器１２Ｂと、により構成されている。ここで、変形例２では、口金３０が３つ以上連続で接続されることはない。具体的には、車幅方向外側から１番目と２番目の高圧容器１２は、車両後方側の口金３０同士が接続されている。また、車幅方向外側から２番目と３番目の高圧容器１２は、車両前方側の口金３０同士が接続されている。また、車幅方向外側から３番目と４番目の高圧容器１２は、車両後方側の口金３０同士が接続されている。また、車幅方向外側から４番目と５番目の高圧容器１２は、車両前方側の口金３０同士が接続されている。そして、車幅方向中央（車幅方向両端からそれぞれ５番目）の高圧容器１２は、車両後方側の口金３０同士が接続されている。
なお、第２高圧容器１２Ｂにおける車両前方側の開口２２は、蓋部材７０により塞がれている。また、変形例２では、車幅方向右側の第２高圧容器１２Ｂの口金に対してバルブ６４が接続されている。
以上のように、変形例２の高圧容器の接続構造１４Ｂによれば、高圧容器１２同士を直列に接続させることができる。
（変形例３）
図６に第１の実施形態の変形例３を示す。図６に示されるように、変形例３の高圧容器の接続構造１４Ｃが適用されたタンクモジュール１０Ｃは、並列に配置された高圧容器１２が軸方向両端において接続されている。変形例３のタンクモジュール１０Ｃでは、軸方向の長さが車幅方向外側から車幅方向内側に向かうにつれて長くなる複数の高圧容器１２（第１高圧容器１２Ｃ、第２高圧容器１２Ｄ、第３高圧容器１２Ｅ、第４高圧容器１２Ｆ、第５高圧容器１２Ｇ及び第６高圧容器１２Ｈ）により形成されている。すなわち、車幅方向中央の第１高圧容器１２Ｃは隣接する第２高圧容器１２Ｄよりも長く、第２高圧容器１２Ｄは隣接する第３高圧容器１２Ｅよりも長く、第３高圧容器１２Ｅは隣接する第４高圧容器１２Ｆよりも長い。また、第４高圧容器１２Ｆは隣接する第５高圧容器１２Ｇよりも長く、第５高圧容器１２Ｇは隣接する車幅方向外側の第６高圧容器１２Ｈよりも長い。そして、変形例３では隣接する高圧容器１２同士の差が一定になるように形成されている。すなわち、図６に示されるように、複数の高圧容器１２は車両後方側の位置を揃えた状態において、車両前方側は車幅方向内側から車幅方向外側に向かうにつれ車両後方に傾斜する方向（傾斜方向Ｔ１、Ｔ２参照）に並んでいる。
ここで、第１高圧容器１２Ｃの車両前方の開口２２には、車幅方向の一方が傾斜方向Ｔ１に沿って延び、他方が傾斜方向Ｔ２に沿って延びる接続部６６Ａを有する口金６６が接続されている。また、第２高圧容器１２Ｄ、第３高圧容器１２Ｅ、第４高圧容器１２Ｆ、第５高圧容器１２Ｇ及び第６高圧容器１２Ｈの車両前方の開口２２には、傾斜方向Ｔ１又は傾斜方向Ｔ２に沿って延在する接続部６８Ａを有する口金６８が接続されている。なお、第６高圧容器１２Ｈに設けられた口金６８は、キャップ６０又はプラグ（図示せず）により貫通路４８が閉塞されている。
以上、変形例３の高圧容器の接続構造１４Ｃによれば、高圧容器１２の軸方向に対して斜め方向（傾斜方向Ｔ１、Ｔ２）に沿って設けられる口金６８により高圧容器１２同士を接続させることができる。
（まとめ）
以上、本実施形態の特徴点及び効果をまとめると以下のとおりである。
第１の特徴点は、胴体部２０の開口２２に接続される口金３０は、軸方向と交わる交差方向において、隣接する口金３０と接続可能な接続部３４を有する点である。この接続部３４は、一方の貫通路４８の外壁部である管部３６に形成された雄ねじ部５０と、他方の貫通路４８の外壁部であるフランジ部３８に回転可能に係止され、雄ねじ部５０と螺合可能な雌ねじ部５４が形成されたナット５２とを有している。そして、一の高圧容器１２の口金３０に設けられた管部３６には、隣接する他の高圧容器１２のナット５２が締結されている。すなわち、雄ねじ部５０とナット５２に形成された雌ねじ部５４とが螺合されることで、隣接する口金３０同士は接続される。これにより、隣接する高圧容器１２同士が接続されると共に、隣接する高圧容器１２の貫通路４８が接続される（図３参照）。
第１の特徴点を有することにより、特許文献２のような一体成形されたマニホールドに高圧容器を接続する場合と比べて以下の効果を有する。すなわち、マニホールドによる接続の場合、並べて配置する高圧容器の数が増えるほど、マニホールドが大型し、かつ複雑化する。そのため、製造コストが増加する。これに対して、第１の特徴点によれば、口金３０を一種類用意すれば、配置する高圧容器１２の数の増減に対応させることができる。すなわち、マニホールドによる接続の場合と比べて、製造コストを抑えることができる。
また、ナット５２は、口金３０の接続部３４とは独立して回転可能に形成されている。ここで、接続部３４においてフランジ部３８側に固定された雌ねじ部を設けた場合、管部３６の雄ねじ部５０に対し雌ねじ部を螺合させて締結するには、一方の高圧容器１２を固定し、他方の高圧容器１２を貫通路４８に沿った軸周りに回転させる必要がある。そのため、締結完了時において、隣接する高圧容器１２を平行にすることは難しい。これに対して、第１の特徴点を有する本実施形態は、ナット５２の管部３６への締結時において、並列に配置された高圧容器１２同士の取り付け角度（車幅方向周りの角度）を調整することができる。例えば、変形例１のように一方側にのみ口金３０が設けられている高圧容器１２を複数並べて配置する場合において、高圧容器１２同士の取り付け角度の誤差を解消することができる。つまり、隣り合う高圧容器１２において、蓋部材７０側のずれを抑えることができる。
さらに、第１の実施形態並びにその変形例１及び２において、口金３０は車幅方向に延在する接続部３４を有している。すなわち、車幅方向が高圧容器１２の軸方向と交わる交差方向であって、隣り合う口金３０同士が接続されると、複数の口金３０は車幅方向に沿って整列される（図１、図４及び図５参照）。一方、変形例３において、口金６８は傾斜方向Ｔ１又は傾斜方向Ｔ２に沿って延在する接続部６８Ａを有している。すなわち、傾斜方向が高圧容器１２の軸方向と交わる交差方向であって、隣り合う口金６８同士が接続されると、複数の口金６８は傾斜方向Ｔ１又は傾斜方向Ｔ２に沿って整列される（図６参照）。以上のように、本実施形態及びその変形例によれば、並列に配置した高圧容器１２をその軸方向に対して垂直方向（車幅方向）又は斜め方向（傾斜方向Ｔ１、Ｔ２）に沿って接続させることができる。
第２の特徴点は、胴体部２０の軸方向両端に対して口金３０が設けられている点である。本実施形態では軸方向両端に口金３０が設けられているため、高圧容器１２の軸方向両端において隣接する口金３０同士が接続される。これにより、隣接する高圧容器１２同士が軸方向両端において接続されると共に、隣接する高圧容器１２の貫通路４８が軸方向両端において接続される。すなわち、第２の特徴点によれば、第１の特徴点の効果に加えて、隣接する高圧容器１２の接続と配管の形成を効率よく行うことができる。
また上述のように、接続部３４においてフランジ部３８側に固定された雌ねじ部を設けた場合、管部３６の雄ねじ部５０に対し雌ねじ部を螺合させて締結するには、一方の高圧容器１２を固定し、他方の高圧容器１２を貫通路４８に沿った軸周りに回転させる必要がある。そのため、高圧容器１２の軸方向両端において隣接する口金３０同士を同時に接続させることは困難である。これに対して、第２の特徴点を有する本実施形態では、ナット５２が口金３０の接続部３４とは独立して回転可能に形成されている。そのため、高圧容器１２の軸方向両端において隣接する口金３０同士を同時に接続させることができる。
なお、本実施形態の変形例３のように、高圧容器１２の長さが一定の割合で変化する場合には、口金３０と、斜め方向（傾斜方向Ｔ１、Ｔ２）に沿って傾斜する接続部６８Ａを備えた口金６８と、を使用すれば高圧容器１２の軸方向両端において隣接する高圧容器１２同士を接続させることができる。さらに、同じ長さの高圧容器１２であっても、軸方向両端に口金６８を設けることで、例えば、車幅方向内側ほど車両前方に突出するタンクモジュールを形成することができる。
第３の特徴点は、接続部３４の一方側の端面に貫通路４８を囲むようにＯリング５６が設けられ、他方側の端面の貫通路４８を囲む位置においてＯリング５６が当接される点である。本実施形態では、フランジ部３８側の端面に貫通路４８を囲むようにＯリング５６が設けられ、管部３６側の端面にＯリング５６が当接する当接部３６Ａが設けられている。第３の特徴点によれば、高圧容器１２同士を接続させた際の車幅方向周りの角度の調整を可能としつつ、高圧容器１２の接続部における気密を確保することができる。
第４の特徴点は、タンクモジュール１０において、並列に配置された高圧容器１２の各口金３０が連続して接続されている点である。高圧容器を複数配置して相互に接続する場合、各高圧容器に対しバルブや配管を設けると、構造が複雑化し、コストが増大する。これに対して、第４の特徴点によれば、マニホールドのような大型で複雑な部品を使用することなく、高圧容器１２同士を接続することで、タンクモジュール１０の組み立てと配管を行うことができる。
第５の特徴点は、タンクモジュール１０の製造方法において、胴体部２０の開口２２に口金３０を接続する工程、すなわち高圧容器１２を形成する第１の工程と、並列に配置された高圧容器１２の口金３０同士を接続する第２の工程と、を有する点である。第５の特徴点をタンクモジュール１０の製造方法に適用すると、最初の工程により、予め形成された高圧容器１２をストックすることができ、後の工程でタンクモジュール１０に必要とされる数の高圧容器１２を接続させることができる。すなわち、高圧容器１２の数量及び配置態様の異なる複数のタンクモジュール１０の製造に対応させることができる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る高圧容器の接続構造１４Ｄについて図７を用いて説明する。第２の実施形態の高圧容器の接続構造１４Ｄが適用されたタンクモジュール１０Ｄは、第１の実施形態と接続部３４の端部の形状が異なる。以下、第１の実施形態との相違点について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成には同じ符号を付している。
図７に示されるように接続部３４は、一方側の端面において貫通路４８の周りに形成された第１のテーパ面３６Ｂと、他方側の端面において貫通路４８の周りに形成され、かつ第１のテーパ面３６Ｂに当接する第２のテーパ面３８Ｂとを有している。具体的には、第１のテーパ面３６Ｂは、管部３６の端面に設けられた台形円錐状の突出部の円錐面として形成されている。また、第２のテーパ面３８Ｂは、フランジ部３８の端面に設けられた台形円錐状の窪みの傾斜面として形成されている。なお、第１のテーパ面を管部３６の端面に設けられた台形円錐状の窪みの傾斜面とし形成し、第２のテーパ面をフランジ部３８の端面に設けられた台形円錐状の突出部の円錐面として形成してもよい。
本実施形態によれば、上述した第１の実施形態の第３の特徴のように、高圧容器１２同士を接続させた際の車幅方向周りの角度の調整を可能としつつ、高圧容器１２の接続部における気密を確保することができる。また、第１のテーパ面３６Ｂと第２のテーパ面３８Ｂとが当接する範囲であれば、隣り合う高圧容器１２の軸方向同士の角度のずれ（平行度の誤差）を許容することができる。さらに、第２の実施形態では、第１のテーパ面３６Ｂと第２のテーパ面３８Ｂとが貫通路４８周りに隙間なく接触することで気密が確保できるため、シール部材であるＯリング５６を必要としない。したがって、本実施形態によれば、Ｏリング５６を必要としない分、構造の簡素化とコストの抑制を図ることができる。
（備考）
なお、上述した各実施形態では、突起保持部４０の鋸歯部４０Ｃは、軸方向外側の面が軸方向と直交し、軸方向内側の面が軸方向内側へ向かうにつれて径方向内側へと向かうように傾斜しているが（図２及び図３参照）、これに限らない。例えば、軸方向外側の面は直交させずに、軸方向外側へ向かうにつれて径方向内側へと向かうように傾斜させた形状としてもよい。また、鋸歯部４０Ｃに限らず、別の形状の突起部が突起保持部４０に形成されていてもよい。
また、各実施形態のライナ２４は、アルミニウム合金により構成されているが、これに限らず、ナイロン樹脂等、内部の水素の透過を抑制する材料で構成されてもよい。さらに、高圧容器１２は、内部に水素が収容された構成とされているが、これに限らず、その他の気体やＬＰＧ等の液体等が収容されてもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
１０ タンクモジュール
１０Ａ タンクモジュール
１０Ｂ タンクモジュール
１０Ｃ タンクモジュール
１０Ｄ タンクモジュール
１２ 高圧容器
１４ 高圧容器の接続構造
１４Ａ 高圧容器の接続構造
１４Ｂ 高圧容器の接続構造
１４Ｃ 高圧容器の接続構造
１４Ｄ 高圧容器の接続構造
２０ 胴体部
３０ 口金
３４ 接続部
３６Ａ 当接部
３６Ｂ 第１のテーパ面
３８Ｂ 第２のテーパ面
４６ 連通路
４８ 貫通路
５０ 雄ねじ部
５２ ナット
５４ 雌ねじ部
５６ Ｏリング（シール部材）
６８ 口金
６８Ａ 接続部

Claims (6)

  1. 筒状に形成される胴体部において軸方向の少なくとも一端に口金が接続された高圧容器を複数備え、
    前記口金は、
    前記軸方向において前記胴体部の外側に設けられ、前記軸方向と交わる交差方向において、隣接する前記口金と接続可能な接続部と、
    前記接続部を前記交差方向に貫通する貫通路と、
    前記貫通路と前記胴体部の内部とを接続する連通路と、を有し、
    前記接続部は、
    一方の前記貫通路の外壁部に形成された雄ねじ部と、
    他方の前記貫通路の外壁部に回転可能に係止され、前記雄ねじ部と螺合可能な雌ねじ部が形成されたナットと、
    を有する高圧容器の接続構造。
  2. 前記高圧容器は、前記胴体部の両端に前記口金が接続されている請求項１に記載の高圧容器の接続構造。
  3. 前記接続部は、
    一方の端面において、前記貫通路を囲むシール部材が設けられ、
    他方の端面において、前記貫通路を囲み、かつ前記シール部材が当接する当接部を有する請求項１又は２に記載の高圧容器の接続構造。
  4. 前記接続部は、
    一方の前記貫通路の周りに形成された第１のテーパ面と、
    他方の前記貫通路の周りに形成され、かつ前記第１のテーパ面に当接する第２のテーパ面と、
    を有する請求項１又は２に記載の高圧容器の接続構造。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の高圧容器の接続構造を利用したタンクモジュールであって、
    並列に配置された前記高圧容器の各前記口金が連続して接続されているタンクモジュール。
  6. 前記胴体部に前記口金を接続する工程と、
    並列に配置された前記高圧容器の前記口金同士を接続する工程と、
    を有する請求項５に記載のタンクモジュールの製造方法。
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