JP2022021576A - Tank fixing device - Google Patents

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JP2022021576A JP2020125230A JP2020125230A JP2022021576A JP 2022021576 A JP2022021576 A JP 2022021576A JP 2020125230 A JP2020125230 A JP 2020125230A JP 2020125230 A JP2020125230 A JP 2020125230A JP 2022021576 A JP2022021576 A JP 2022021576A
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学 藤井
Manabu Fujii
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Abstract

To provide a tank fixing device that suppresses movement of a metal band even when a tank expands and extends along an axial direction, and can suppress cracks or wear of a band cover.SOLUTION: A tank fixing device 100 for fixing a tank 20 by fastening a band 11 disposed along an outer periphery of the tank to a support member includes the band including a metal band 41 and a rubber cover 61 or resin cover for covering the metal band. A gap is provided on an opposite side to an extension direction of the tank inside the rubber cover or resin cover. The metal band can slide on an inside of the rubber cover or resin cover.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、タンク固定装置に関する。 The present invention relates to a tank fixing device.

高圧ガスタンクは、ガスが充填されると、タンク内圧の上昇と共にタンク軸方向が膨張する。近年、高圧化と、タンク圧力壁の薄肉化が進んでおり、ガス圧に対するタンク膨張比が増加している。一方で、定置/車両用に拘らずタンクを固縛するのにはバンド拘束する方法が主流である。 When the high-pressure gas tank is filled with gas, the tank axial direction expands as the tank internal pressure rises. In recent years, the pressure has been increased and the tank pressure wall has become thinner, and the tank expansion ratio to the gas pressure has increased. On the other hand, the band restraint method is the mainstream for fixing the tank regardless of whether it is for stationary / vehicle use.

特許文献1には、タンクの外周の一方側に立体断面の剛性フレーム(支持部材)を置き、これにタンクを添わせ、他方側に略平板(低剛性)の金属バンドを配置してその一端を剛性フレームに固定するとともに、他端をコイルスプリングで押さえ、張力を与えてタンクを保持するタンク固定装置が開示されている。なお、タンクとバンドとの間にゴムシートを介在させてもよいとされている。
特許文献2には、タンク口金部に車体を固定するブラケットと、タンクの外周面を取り囲んで車体に固定するバンドとを備える、ガスタンクを搭載した車両が開示されている。
In Patent Document 1, a rigid frame (support member) having a three-dimensional cross section is placed on one side of the outer periphery of the tank, the tank is attached to the frame, and a substantially flat plate (low rigidity) metal band is placed on the other side. Disclosed is a tank fixing device for holding a tank by applying tension to the frame while fixing the frame to a rigid frame and pressing the other end with a coil spring. It is said that a rubber sheet may be interposed between the tank and the band.
Patent Document 2 discloses a vehicle equipped with a gas tank, comprising a bracket for fixing the vehicle body to the tank base portion and a band surrounding the outer peripheral surface of the tank and fixing the vehicle body to the vehicle body.

図5(a)は、従来型のタンク固定装置102でのタンク20が膨張したときのバンドのがたつきの説明図、図5(b)は従来用いられているバンド15の断面図である。図5(a)にて、点線部がタンク膨張前、実線部がタンク膨張後の状態を表しており、矢印はタンクが伸びる方向を示している。従来型のタンク固定装置では、図5(b)のように、金属バンドは、タンク傷つけ防止およびタンク軸方向の把持摩擦力を担保する観点から、バンドカバーを介してタンクに当接しており、タンクがタンク軸方向に沿って伸びる際にバンド長中央付近の高面圧部において静止摩擦力により、バンドもバンドカバーと共にタンク伸び方向に引き摺られる。そのため、バンドが斜め掛けとなったり、付勢機構部におけるスプリングの過圧縮やバンドカバーの亀裂を誘発したり、バンドカバーとタンク表面とが摺動しバンドカバーが摩耗したりなどの不具合を発生し得る。特に片側ネックマウント支持のタンク、長尺タンク、薄肉タンク等では、タンク伸び量が顕著であるため、上記問題が発生しやすい。なお、「タンク伸び量」とは、タンクにバンドを組み付けた位置から、高圧ガス充填等によってタンクがタンク軸方向に沿って伸びる量を表す。 FIG. 5A is an explanatory diagram of band rattling when the tank 20 in the conventional tank fixing device 102 expands, and FIG. 5B is a cross-sectional view of a band 15 conventionally used. In FIG. 5A, the dotted line portion represents the state before the tank expansion and the solid line portion represents the state after the tank expansion, and the arrow indicates the direction in which the tank extends. In the conventional tank fixing device, as shown in FIG. 5B, the metal band is in contact with the tank via the band cover from the viewpoint of preventing damage to the tank and ensuring gripping friction force in the tank axial direction. When the tank extends along the tank axial direction, the band is also dragged in the tank extension direction together with the band cover by the static friction force at the high surface pressure portion near the center of the band length. As a result, problems such as the band being slanted, overcompression of the spring in the urging mechanism, cracking of the band cover, sliding between the band cover and the tank surface, and wear of the band cover occur. Can be done. In particular, in tanks that support one-sided neck mounts, long tanks, thin-walled tanks, etc., the amount of tank elongation is remarkable, so the above problems are likely to occur. The "tank elongation amount" represents an amount in which the tank extends along the tank axial direction from the position where the band is attached to the tank due to high-pressure gas filling or the like.

特開2016-070467号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-070467 特開2017-185843号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-185843

本開示は、タンクが膨張してタンク軸方向に沿って伸びても金属バンドの移動が抑制され、バンドカバーの亀裂や摩耗の発生を抑制することができるタンク固定装置を提供することを主目的とする。 The main object of the present disclosure is to provide a tank fixing device capable of suppressing the movement of a metal band even when the tank expands and extends along the tank axial direction, and suppresses the occurrence of cracks and wear of the band cover. And.

本開示は上記課題を解決するための一つの手段として、タンクの外周に沿って配置されたバンドを支持部材に締結してタンクを固定する、タンクの固定装置であって、バンドは金属バンドと、金属バンドを覆うゴムカバーまたは樹脂カバーとを備え、ゴムカバーまたは樹脂カバーの内側には、タンクの伸び方向とは反対側に、空隙が設けられ、金属バンドは、ゴムカバーまたは樹脂カバーの内側を摺動可能であることを特徴とするタンク固定装置を開示する。 The present disclosure is a tank fixing device for fixing a tank by fastening a band arranged along the outer periphery of the tank to a support member as one means for solving the above problems, and the band is a metal band. A rubber cover or a resin cover for covering the metal band is provided, and a gap is provided inside the rubber cover or the resin cover on the side opposite to the extension direction of the tank, and the metal band is inside the rubber cover or the resin cover. Disclose a tank fixing device characterized by being slidable.

本開示のタンク固定装置は、タンクが膨張してタンク軸方向に沿って伸びても、バンドカバーがタンクに引きずられて移動し、金属バンドの移動が抑制され、バンドカバーの亀裂や摩耗の発生を抑制することができる。 In the tank fixing device of the present disclosure, even if the tank expands and extends along the tank axial direction, the band cover is dragged and moved by the tank, the movement of the metal band is suppressed, and cracks and wear of the band cover occur. Can be suppressed.

図1は、タンク固定装置100が配置されたタンクの側面図である。FIG. 1 is a side view of a tank in which the tank fixing device 100 is arranged. 図2は、図1のA-A断面図であり、さらにバンドの組付け部位によるスライド量を説明する図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, further illustrating a slide amount depending on a band assembling portion. 図3は、バンドの一つの態様を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing one aspect of the band. 図4は、バンドの他の態様を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing another aspect of the band. 図5(a)は、従来型のタンク固定装置102でのタンクが膨張したときのバンドのがたつきの説明図、図5(b)は従来用いられているバンドの断面図である。5 (a) is an explanatory view of rattling of the band when the tank in the conventional tank fixing device 102 expands, and FIG. 5 (b) is a cross-sectional view of the band conventionally used.

[タンク固定装置]
図1および図2は、タンク固定装置100にタンク20が固定された状態を模式的に示す図である。図1は、タンク固定装置100の側面図、図2は、図1のA-A断面図であり、バンドの組付け部位によるバンドのスライド量を説明する図である。図1および図2に示すように、タンク20は、断面がハット型の剛性フレーム(ロワフレーム)からなる支持部材51の凹部に、タンク軸方向が水平方向となるように配置されている。タンク20の外周に沿って配置されたバンド11とバンド12とは、付勢機構部48によって締結され、バンド11、12と支持部材51のフランジ部とは、それぞれ固定機構部44、45により締結され、タンク20を固定している。なお、タンク20は、燃料電池車用の燃料である水素などの高圧ガスを貯留する円筒状タンクである。タンク20の一端側には金属製の弁70が設けられ、弁70にはガスを供給する不図示の配管が接続され、弁70側は、ネックマウント部材71により支持される。以下、各構成について説明する。
[Tank fixing device]
1 and 2 are diagrams schematically showing a state in which the tank 20 is fixed to the tank fixing device 100. FIG. 1 is a side view of the tank fixing device 100, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 to explain the amount of slide of the band by the band assembling portion. As shown in FIGS. 1 and 2, the tank 20 is arranged in a recess of a support member 51 having a rigid frame (lower frame) having a hat-shaped cross section so that the tank axial direction is horizontal. The band 11 and the band 12 arranged along the outer circumference of the tank 20 are fastened by the urging mechanism portion 48, and the bands 11 and 12 and the flange portion of the support member 51 are fastened by the fixing mechanism portions 44 and 45, respectively. And the tank 20 is fixed. The tank 20 is a cylindrical tank that stores a high-pressure gas such as hydrogen, which is a fuel for a fuel cell vehicle. A metal valve 70 is provided on one end side of the tank 20, a pipe (not shown) for supplying gas is connected to the valve 70, and the valve 70 side is supported by a neck mount member 71. Hereinafter, each configuration will be described.

<バンドA>
図3は、バンドの一つの態様を模式的に示す断面図である。図3に示すように、バンド11、12は、帯状の部材である。バンド11は、金属バンド41と、金属バンドを覆うバンドカバー61と、を備え、金属バンド41の底面とバンドカバー61の底壁内面との間には、スライダープレート81が介在する。バンド12は、金属バンド42と、金属バンドを覆うバンドカバー62と、を備え、金属バンド42の底面とバンドカバー62の底壁内面との間には、スライダープレート82が介在する。さらに、バンドカバー61、62の内側には、タンク伸び方向とは反対側に、空隙30が設けられている。バンド11、12のタンク軸方向にあたる幅方向と幅方向に垂直方向である長さ方向とで形成される面がタンク20の外周に沿うように配置され、その厚さ方向がタンクの径方向となる。
<Band A>
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing one aspect of the band. As shown in FIG. 3, the bands 11 and 12 are band-shaped members. The band 11 includes a metal band 41 and a band cover 61 that covers the metal band, and a slider plate 81 is interposed between the bottom surface of the metal band 41 and the inner surface of the bottom wall of the band cover 61. The band 12 includes a metal band 42 and a band cover 62 that covers the metal band, and a slider plate 82 is interposed between the bottom surface of the metal band 42 and the inner surface of the bottom wall of the band cover 62. Further, inside the band covers 61 and 62, a gap 30 is provided on the side opposite to the tank extending direction. The surfaces of the bands 11 and 12 formed by the width direction corresponding to the tank axial direction and the length direction perpendicular to the width direction are arranged along the outer circumference of the tank 20, and the thickness direction thereof is the radial direction of the tank. Become.

・バンドカバー
バンドカバー61、62は、金属バンド41、42を覆い、バンドカバーの底壁61b、62bの外面がタンク20の外周に接するように配置される。バンドカバー61、62の内側には、タンク20の伸び方向とは反対側に、金属バンド41、42がスライダープレート81、82上を滑るための空隙30を設ける。このように、金属バンド41、42を配置することで、タンクが膨張してタンク伸び方向に移動した際に、金属バンド41、42は、タンク伸び方向と逆方向にスライダープレート81、82上を滑ることができる。
Band cover The band covers 61 and 62 cover the metal bands 41 and 42, and are arranged so that the outer surfaces of the bottom walls 61b and 62b of the band cover are in contact with the outer periphery of the tank 20. Inside the band covers 61 and 62, a gap 30 is provided on the side opposite to the extending direction of the tank 20 for the metal bands 41 and 42 to slide on the slider plates 81 and 82. By arranging the metal bands 41 and 42 in this way, when the tank expands and moves in the tank extension direction, the metal bands 41 and 42 move on the slider plates 81 and 82 in the direction opposite to the tank extension direction. You can slip.

空隙30の幅方向の長さBは、タンク伸び方向とは反対側に金属バンドが摺動できる長さであれば特に制限はないが、タンク伸び量の70%程度以上の長さが好ましく、タンク伸び量の90%以上の長さがより好ましく、タンク伸び量以上の長さがさらに好ましい。タンクの伸び量はタンクのガス圧の変化やタンクの種類・サイズ等によっても異なるため、タンクの特性に応じて空隙30の長さBは制限なく設定できる。
例えば、圧力下で十分な強度が保たれる肉厚を備えたカーボン繊維補強(CFRP)タンクにおいて、圧縮天然ガス(CNG)や水素を充填し、内圧を0から最大圧(CNGでは20MPa、水素では70MPa)にすると、タンク軸方向における伸び率は0.5%~1.0%程度となり、肉厚をさらに薄くすると伸び率は1.5%に近づく。また、タンクのネックマウント固定位置からバンドまでの長さであるピッチPは、長いもので、自動車用では1.5m程度、鉄道、船舶、大型トラック用では5m程度が挙げられる。
The length B of the gap 30 in the width direction is not particularly limited as long as the metal band can slide on the side opposite to the tank elongation direction, but a length of about 70% or more of the tank elongation is preferable. A length of 90% or more of the tank elongation is more preferable, and a length of 90% or more of the tank elongation is further preferable. Since the amount of expansion of the tank varies depending on the change in the gas pressure of the tank, the type and size of the tank, and the like, the length B of the gap 30 can be set without limitation according to the characteristics of the tank.
For example, in a carbon fiber reinforced (CFRP) tank with a wall thickness that maintains sufficient strength under pressure, compressed natural gas (CNG) or hydrogen is filled and the internal pressure is reduced from 0 to maximum (20 MPa for CNG, hydrogen). Then, when it is set to 70 MPa), the elongation rate in the tank axial direction becomes about 0.5% to 1.0%, and when the wall thickness is further reduced, the elongation rate approaches 1.5%. Further, the pitch P, which is the length from the fixed position of the neck mount of the tank to the band, is long, about 1.5 m for automobiles, and about 5 m for railways, ships, and heavy trucks.

バンドカバー61、62の厚さ方向の内寸は、金属バンド41、42の厚さとスライダープレート81、82の厚さとを合わせた厚さと同程度であればよい。金属プレートがバンドカバー内で円滑に移動できる厚さであればよく、金属バンド41、42の滑りやすさのため、例えば0.5mm~2mm程度の余裕があってもよい。 The inner dimensions of the band covers 61 and 62 in the thickness direction may be about the same as the combined thickness of the metal bands 41 and 42 and the slider plates 81 and 82. The thickness of the metal plate may be such that it can move smoothly in the band cover, and the metal bands 41 and 42 may have a margin of, for example, about 0.5 mm to 2 mm due to the slipperiness of the metal bands 41 and 42.

なお、バンドカバー61、62は、金属バンド41、42がタンク軸方向のどちらの端に移動しても、空隙30が露出しないための、ひさし61a、62aを有する。すなわち、ひさし61a、62aの幅方向の長さは、空隙30の幅方向の長さBより長い。ひさし61a、62aは、泥除けの効果があり、また、金属バンド41、42がバンドカバー61、62から外れることを防ぐ。また、ひさし61a、62aにより金属バンド41、42の幅方向全体が覆われていてもよい。図3(a)、図3(b)、および、図3(c)は、バンドカバーの断面形状を示した例でもある。より具体的には、バンドカバー61、62の断面形状は、図3(a)のように、製造の容易さと金属バンド41、42との組付け容易さ確保のため、ひさし61a、62aで金属バンド41、42全体を覆わず、バンドカバー61、62の断面の一部が解放されている形状が好ましい。また、図3(b)のように、ひさしとひさしとの間に切れ目だけあり開放寸法はない断面形状でもよく、図3(c)のように、切れ目のない筒型の断面形状でもよい。ひさしとひさしとの間に切れ目がある場合に、その位置は特に限定されない。切れ目のない筒型の断面形状の場合には、金属バンド41、42はバンドカバー61、62の端から差し込んで配置できる。 The band covers 61 and 62 have eaves 61a and 62a so that the gap 30 is not exposed even if the metal bands 41 and 42 move to either end in the tank axial direction. That is, the length of the eaves 61a and 62a in the width direction is longer than the length B of the gap 30 in the width direction. The eaves 61a and 62a have a mudguard effect and prevent the metal bands 41 and 42 from coming off the band covers 61 and 62. Further, the entire width direction of the metal bands 41 and 42 may be covered by the eaves 61a and 62a. 3 (a), 3 (b), and 3 (c) are also examples showing the cross-sectional shape of the band cover. More specifically, as shown in FIG. 3A, the cross-sectional shape of the band covers 61 and 62 is made of metal with eaves 61a and 62a in order to ensure ease of manufacturing and easy assembly with the metal bands 41 and 42. A shape that does not cover the entire bands 41 and 42 and that a part of the cross section of the band covers 61 and 62 is open is preferable. Further, as shown in FIG. 3 (b), a cross-sectional shape having only a cut between the eaves and no open dimension may be used, or as shown in FIG. 3 (c), a cylindrical cross-sectional shape without a cut may be used. When there is a break between the eaves, the position is not particularly limited. In the case of a continuous tubular cross-sectional shape, the metal bands 41 and 42 can be inserted and arranged from the ends of the band covers 61 and 62.

図2の点線によって示すように、タンクがタンク軸方向に沿って伸びる際に、バンドのスライド量はバンドの部位によって異なり、バンド長中央付近の高面圧部において、バンドカバー61、62がタンク20の伸び方向に引き摺られる量が多く(図2の例では、20mmが用いられているが数値は限定されない)、バンド長中央から後述する固定機構部44、45に向かい徐々に0に近づく。
バンドカバー61、62は、バンド11、12とタンク20との接触が高押圧になる面を覆っていればよく、バンド長の一部分に採用してもよい。「一部分に採用」とは、バンド11、12とタンク20との接触が高押圧になる部分に、空隙30を部分的に設けたり、図2で示すように、バンドカバーが金属バンドの途中まで(図2の例では、バンド長中央付近から直線EDとバンドとの交点の部分まで)覆うように設けたりすることである。なお、点Eはタンク20の中心を表す。
バンドのスライド量とタンク20中心方向へのバンド面圧とがともに少ない部分、すなわちバンドがタンク20から浮いている部分はバンドカバー61、62によって覆われていなくてよい。
As shown by the dotted line in FIG. 2, when the tank extends along the tank axial direction, the slide amount of the band varies depending on the band portion, and the band covers 61 and 62 are in the tank at the high surface pressure portion near the center of the band length. The amount of dragging of 20 in the extending direction is large (20 mm is used in the example of FIG. 2, but the numerical value is not limited), and gradually approaches 0 from the center of the band length toward the fixing mechanism portions 44 and 45 described later.
The band covers 61 and 62 may be used as a part of the band length as long as they cover the surface where the contact between the bands 11 and 12 and the tank 20 is highly pressed. "Adopted as a part" means that a gap 30 is partially provided in a portion where the contact between the bands 11 and 12 and the tank 20 is highly pressed, or as shown in FIG. 2, the band cover reaches the middle of the metal band. (In the example of FIG. 2, it is provided so as to cover from the vicinity of the center of the band length to the intersection of the straight line ED and the band). The point E represents the center of the tank 20.
The portion where both the slide amount of the band and the band surface pressure toward the center of the tank 20 are small, that is, the portion where the band floats from the tank 20, need not be covered by the band covers 61 and 62.

バンドカバー61、62を構成するための材料は、公知のゴム材料を制限なく用いることができ、例えば、天然ゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム等が挙げられる。また、CFRP樹脂より軟らかい公知の樹脂材料を制限なく用いることができ、例えば、ナイロン等の樹脂が挙げられる。バンドカバーの亀裂や摩耗の発生を抑制する強度をもつ材料および厚さであればよく、例えば、バンドカバーの厚さは、0.5mm~5mm程度でもよい。なお、その厚さは、バンドカバーの底壁61b、62b、ひさし61a、62a、および、バンドカバーの径方向においてそれぞれ異なっていてもよい。 As the material for forming the band covers 61 and 62, known rubber materials can be used without limitation, and for example, natural rubber, urethane rubber, fluororubber, silicon rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, butyl rubber, and ethylene propylene rubber can be used. , Isoprene rubber, styrene-butadiene rubber and the like. Further, known resin materials softer than CFRP resin can be used without limitation, and examples thereof include resins such as nylon. The material and thickness may be any material and thickness having strength to suppress the occurrence of cracks and wear of the band cover. For example, the thickness of the band cover may be about 0.5 mm to 5 mm. The thickness thereof may be different in the radial directions of the bottom walls 61b and 62b of the band cover, the eaves 61a and 62a, and the band cover.

・スライダープレート
バンドカバーと金属バンドとの摩擦抵抗を下げ、また摩耗を防止する為、両者の間に金属または樹脂のスライダープレート81、82を設ける。なお、スライダープレートは、後述するバンドBのように、例えば、バンドカバーとして摩擦抵抗が小さく耐摩耗性が高いゴム、樹脂材料等を用いる場合などには、省略することができる。
-Slider plate In order to reduce the frictional resistance between the band cover and the metal band and prevent wear, metal or resin slider plates 81 and 82 are provided between the two. The slider plate can be omitted when, for example, a rubber, a resin material, or the like having low frictional resistance and high wear resistance is used as the band cover, as in the band B described later.

スライダープレート81、82を構成するための材料は、公知の金属材料または樹脂材料を制限なく用いることができるが、低摩擦係数の摺動材料が好ましく、例えば、金属材料であれば圧延鋼板、メッキ鋼板、ステンレス鋼板等が、樹脂材料であれば、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、フッ素樹脂(PTFE)、ポリエチレン(PE)等が挙げられる。スライダープレート81、82はバンドカバーの内側の幅と同程度の幅を持ち、厚さは、特に限定されない。 As the material for forming the slider plates 81 and 82, a known metal material or resin material can be used without limitation, but a sliding material having a low friction coefficient is preferable, and for example, if it is a metal material, a rolled steel plate or plating is used. If the steel plate, stainless steel plate, or the like is a resin material, examples thereof include polyacetal (POM), polyamide (PA), fluororesin (PTFE), and polyethylene (PE). The slider plates 81 and 82 have a width similar to the width inside the band cover, and the thickness is not particularly limited.

<金属バンド>
金属バンド41、42を構成するための材料は特に限定されることはないが、金属バンドは、強度及び弾性変形に有利な材料であることが好ましく、例えば、圧延鋼板、メッキ鋼板、ステンレス鋼板等を挙げることができる。また、適切な弾性を得るために材料、厚さを変更することができる。金属バンドの厚さは限定されることはないが、例えば、圧延鋼板、メッキ鋼板、ステンレス鋼板の場合には0.5mm~2mm程度のものを挙げることができる。また、適切な引張り強度とタンク表面への着座安定性を得るために幅を変更することができ、金属バンドの幅は、限定されることはないが、例えば10mm~150mm程度のものを挙げることができる。
<Metal band>
The material for forming the metal bands 41 and 42 is not particularly limited, but the metal band is preferably a material that is advantageous in strength and elastic deformation, and is, for example, a rolled steel plate, a plated steel plate, a stainless steel plate, or the like. Can be mentioned. In addition, the material and thickness can be changed to obtain appropriate elasticity. The thickness of the metal band is not limited, and examples thereof include rolled steel plates, plated steel plates, and stainless steel plates having a thickness of about 0.5 mm to 2 mm. Further, the width can be changed in order to obtain appropriate tensile strength and seating stability on the tank surface, and the width of the metal band is not limited, but for example, those of about 10 mm to 150 mm are mentioned. Can be done.

図1に示すように、金属バンドの基端部41a、42aは固定機構部44、45により支持部材51に固定され、金属バンドの先端部41b、42bは付勢機構部48により互いに締結されている。 As shown in FIG. 1, the base end portions 41a and 42a of the metal band are fixed to the support member 51 by the fixing mechanism portions 44 and 45, and the tip portions 41b and 42b of the metal band are fastened to each other by the urging mechanism portion 48. There is.

<固定機構部>
固定機構部44、45は、タンク20を介して互いに反対側に位置し、同一の形状、大きさ、機能を有している。固定機構部44、45は、それぞれ、金属バンド41、42を支持部材51に部分的に固定する公知の方法が制限なく用いられ、例えば、ボルト及びナットにより、金属バンドの基端部41a、42aに形成された貫通孔に螺合して固定してもよいし、溶接やその他の方法により固定してもよい。ただし、バンドカバー内を金属バンドが幅方向に制限なく摺動できる固定方法とする。
<Fixing mechanism>
The fixing mechanism portions 44 and 45 are located on opposite sides of each other via the tank 20, and have the same shape, size, and function. For the fixing mechanism portions 44 and 45, a known method of partially fixing the metal bands 41 and 42 to the support member 51 is used without limitation. For example, the base end portions 41a and 42a of the metal band are used by bolts and nuts. It may be fixed by screwing it into a through hole formed in, or it may be fixed by welding or other methods. However, the fixing method shall be such that the metal band can slide in the band cover without limitation in the width direction.

<付勢機構部>
付勢機構部48は、金属バンド41、42を互いに部分的に付勢する公知の方法が制限なく用いられ、例えば、ボルト、受け部材、弾性体48a、ナットを含み、金属バンドの先端部41b、42bに形成された貫通孔に螺合して付勢する機構が挙げられる。ただし、バンドカバー内を金属バンドが制限なく摺動できる付勢方法とする。
弾性体48aは、より具体的にはコイル状のばねであるが、形状等は限定されず、スプリングともいう。付勢機構部48により金属バンドの先端部41b、42bを互いに締結することで、タンク20の成形精度や膨張伸縮に起因する外形寸法のバラつきを吸収してタンク20を支持部材51に固定することができる。
<Bending mechanism>
The urging mechanism portion 48 uses a known method of partially urging the metal bands 41 and 42 with respect to each other without limitation, and includes, for example, a bolt, a receiving member, an elastic body 48a, and a nut, and the tip portion 41b of the metal band. , 42b includes a mechanism that is screwed into and urged through the through hole. However, the urging method shall be such that the metal band can slide in the band cover without limitation.
The elastic body 48a is more specifically a coil-shaped spring, but the shape and the like are not limited, and the elastic body 48a is also referred to as a spring. By fastening the tip portions 41b and 42b of the metal band to each other by the urging mechanism portion 48, the tank 20 is fixed to the support member 51 by absorbing variations in external dimensions due to the molding accuracy of the tank 20 and expansion and contraction. Can be done.

<バンドB>
図4は、バンドの他の態様を模式的に示す断面図である。図4に示すように、バンド13、14は、帯状の部材である。バンド13は金属バンド41と金属バンドを覆うバンドカバー63とを備え、バンド14は金属バンド42と金属バンドを覆うバンドカバー64とを備える。さらに、バンドカバー63、64の内側には、タンク伸び方向とは反対側に空隙30が設けられている。バンド13、14の長さ方向と幅方向で形成される面がタンク20の外周に沿うように配置され、その厚さ方向がタンクの径方向となる。
金属バンド41、42、空隙30、および、その他の構成については、タンクの固定装置100と同一の構成であるため、同一符号を付し説明を省略する。
<Band B>
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing another aspect of the band. As shown in FIG. 4, the bands 13 and 14 are band-shaped members. The band 13 includes a metal band 41 and a band cover 63 that covers the metal band, and the band 14 includes a metal band 42 and a band cover 64 that covers the metal band. Further, inside the band covers 63 and 64, a gap 30 is provided on the side opposite to the tank extending direction. The surfaces of the bands 13 and 14 formed in the length direction and the width direction are arranged along the outer periphery of the tank 20, and the thickness direction thereof is the radial direction of the tank.
Since the metal bands 41, 42, the gap 30, and other configurations are the same as those of the tank fixing device 100, the same reference numerals are given and the description thereof will be omitted.

・バンドカバー
バンドカバー63、64は、金属バンド41、42を覆い、バンドカバーの底壁63b、64bの外面がタンク20の外周に接するように配置される。バンドカバー63、64の内側には、タンク20の伸び方向とは反対側に、金属バンド41、42がバンドカバー63、64上を滑るための空隙30を設ける。このように、金属バンド41、42を配置することで、タンクが膨張してタンク軸方向に沿って伸びた際に、金属バンド41、42は、タンク軸方向と反対の方向にバンドカバー63、64上を滑ることができる。
Band cover The band covers 63 and 64 cover the metal bands 41 and 42, and are arranged so that the outer surfaces of the bottom walls 63b and 64b of the band cover are in contact with the outer periphery of the tank 20. Inside the band covers 63 and 64, a gap 30 is provided on the side opposite to the extending direction of the tank 20 for the metal bands 41 and 42 to slide on the band covers 63 and 64. By arranging the metal bands 41 and 42 in this way, when the tank expands and extends along the tank axial direction, the metal bands 41 and 42 are placed in the band cover 63 in the direction opposite to the tank axial direction. You can slide on 64.

空隙30の幅方向の長さBは、タンク伸び方向とは反対側に金属バンドが摺動できる長さであれば特に制限はないが、タンク伸び量の70%程度以上の長さが好ましく、タンク伸び量の90%以上の長さがより好ましく、タンク伸び量以上の長さがさらに好ましい。タンクの伸び量はタンクのガス圧の変化やタンクの種類・サイズ等によっても異なるため、タンクの特性に応じて空隙30の長さBは制限なく設定できる。
例えば、圧力下で十分な強度が保たれる肉厚を備えたカーボン繊維補強(CFRP)タンクにおいて、圧縮天然ガス(CNG)や水素を充填し、内圧を0から最大圧(CNGでは20MPa、水素では70MPa)にすると、タンク軸方向における伸び率は0.5%~1.0%程度となり、肉厚をさらに薄くすると伸び率は1.5%に近づく。また、タンクのネックマウント固定位置からバンドまでの長さであるピッチPは、長いもので、自動車用では1.5m程度、鉄道、船舶、大型トラック用では5m程度が挙げられる。
The length B of the gap 30 in the width direction is not particularly limited as long as the metal band can slide on the side opposite to the tank elongation direction, but a length of about 70% or more of the tank elongation is preferable. A length of 90% or more of the tank elongation is more preferable, and a length of 90% or more of the tank elongation is further preferable. Since the amount of expansion of the tank varies depending on the change in the gas pressure of the tank, the type and size of the tank, and the like, the length B of the gap 30 can be set without limitation according to the characteristics of the tank.
For example, in a carbon fiber reinforced (CFRP) tank with a wall thickness that maintains sufficient strength under pressure, compressed natural gas (CNG) or hydrogen is filled and the internal pressure is reduced from 0 to maximum (20 MPa for CNG, hydrogen). Then, when it is set to 70 MPa), the elongation rate in the tank axial direction becomes about 0.5% to 1.0%, and when the wall thickness is further reduced, the elongation rate approaches 1.5%. Further, the pitch P, which is the length from the fixed position of the neck mount of the tank to the band, is long, about 1.5 m for automobiles, and about 5 m for railways, ships, and heavy trucks.

なお、バンドカバー63、64は、金属バンド41、42がタンク軸方向のどちらの端に移動しても、空隙30が露出しないための、ひさし63a、64aを有する。すなわち、ひさし63a、64aの幅方向の長さは、空隙30の幅方向の長さBより長い。ひさし63a、64aは、泥除けの効果があり、また、金属バンド41、42がバンドカバー63、64から外れることを防ぐ。また、ひさし63a、64aにより金属バンド41、42の幅方向全体が覆われていてもよい。より具体的には、図4のように、バンドカバー63、64の断面形状は、製造の容易さと金属バンド41、42との組付け容易さ確保のため、ひさし63a、64aで金属バンド41、42全体を覆わず、バンドカバー63、64の断面の一部が解放されている形状が好ましい。また、ひさしとひさしとの間に切れ目だけあり開放寸法はない断面形状でもよく、切れ目のない筒型の断面形状でもよい。ひさしとひさしとの間に切れ目がある場合に、その位置は特に限定されない。切れ目のない筒型の断面形状の場合には、金属バンド41、42はバンドカバー63、64の端から差し込んで配置できる。 The band covers 63 and 64 have eaves 63a and 64a so that the gap 30 is not exposed even if the metal bands 41 and 42 move to either end in the tank axial direction. That is, the length of the eaves 63a and 64a in the width direction is longer than the length B of the gap 30 in the width direction. The eaves 63a and 64a have a mudguard effect and prevent the metal bands 41 and 42 from coming off the band covers 63 and 64. Further, the entire width direction of the metal bands 41 and 42 may be covered by the eaves 63a and 64a. More specifically, as shown in FIG. 4, the cross-sectional shape of the band covers 63, 64 is such that the metal bands 41, with the eaves 63a, 64a, for ease of manufacturing and assembling with the metal bands 41, 42. It is preferable that the band covers 63 and 64 do not cover the entire 42 and a part of the cross section of the band covers 63 and 64 is open. Further, a cross-sectional shape having only a cut between the eaves and no open dimension may be used, or a tubular cross-sectional shape without a cut may be used. When there is a break between the eaves, the position is not particularly limited. In the case of a continuous tubular cross-sectional shape, the metal bands 41 and 42 can be inserted and arranged from the ends of the band covers 63 and 64.

タンクがタンク軸方向に沿って伸びる際に、バンドのスライド量はバンドの部位によって異なり、バンド長中央付近の高面圧部において、バンドカバー63、64がタンク20の伸び方向に引き摺られる量が多く、バンド長中央から後述する固定機構部44、45に向かい徐々に0に近づく。
バンドカバー63、64は、バンド13、14とタンク20との接触が高押圧になる面を覆っていればよく、上述したようにバンド長の一部分に採用してもよい。
バンドのスライド量とタンク20中心方向へのバンド面圧とがともに少ない部分、すなわちバンドがタンク20から浮いている部分はバンドカバー63、64によって覆われていなくてよい。
When the tank extends along the tank axial direction, the amount of slide of the band differs depending on the part of the band, and the amount of the band covers 63 and 64 being dragged in the extension direction of the tank 20 in the high surface pressure portion near the center of the band length is In many cases, it gradually approaches 0 from the center of the band length toward the fixing mechanism portions 44 and 45, which will be described later.
The band covers 63 and 64 may cover a surface where the contact between the bands 13 and 14 and the tank 20 is highly pressed, and may be adopted as a part of the band length as described above.
The portion where both the slide amount of the band and the band surface pressure toward the center of the tank 20 are small, that is, the portion where the band floats from the tank 20, need not be covered by the band covers 63 and 64.

バンドカバー63、64を構成するための材料は、公知の樹脂材料を制限なく用いることができるが、低摩擦係数の摺動材料が好ましく、例えば、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、フッ素樹脂(PTFE)、ポリエチレン(PE)等が挙げられる。また、低摩擦係数の摺動材料であれば、公知のゴム材料等を制限なく用いることができる。適切な摺動効果および亀裂や摩耗の発生を抑制する強度を得るために、材料、厚さを変更することができる。バンドカバー63、64の厚さは限定されることはないが、例えば、0.5mm~5mm程度が挙げられる。 As the material for forming the band covers 63 and 64, known resin materials can be used without limitation, but sliding materials having a low coefficient of friction are preferable, for example, polyacetal (POM), polyamide (PA), and fluororesin. (PTFE), polyethylene (PE) and the like can be mentioned. Further, as long as it is a sliding material having a low coefficient of friction, a known rubber material or the like can be used without limitation. The material and thickness can be changed to obtain an appropriate sliding effect and strength to suppress the occurrence of cracks and wear. The thickness of the band covers 63 and 64 is not limited, but may be, for example, about 0.5 mm to 5 mm.

本開示のタンク固定装置では、タンクにバンドを組み付けた位置から、高圧ガス充填等によってタンクがタンク軸方向に沿って伸びても、バンドカバーがタンクに引きずられて移動し、バンドカバーの内側に位置する金属バンドは、タンク伸び方向と逆方向にバンドカバー内側を滑り、バンドカバーの移動に追従しない。これは、タンク表面とバンドカバーの静止摩擦力より、金属バンドとスライダープレートとの静止摩擦力、または、スライダープレートが省略される場合においては金属バンドとバンドカバーとの静止摩擦力が低いためである。そのため、バンドが斜め掛けとなったり、付勢機構部におけるスプリングの過圧縮やバンドカバーの亀裂を誘発したり、バンドカバーとタンク表面とが摺動しバンドカバーが摩耗したりなどの不具合を抑制することができる。 In the tank fixing device of the present disclosure, even if the tank extends along the tank axial direction due to high-pressure gas filling or the like from the position where the band is attached to the tank, the band cover is dragged by the tank and moves to the inside of the band cover. The located metal band slides inside the band cover in the direction opposite to the tank extension direction and does not follow the movement of the band cover. This is because the static friction force between the metal band and the slider plate or, when the slider plate is omitted, the static friction force between the metal band and the band cover is lower than the static friction force between the tank surface and the band cover. be. Therefore, it suppresses problems such as the band being slanted, overcompression of the spring in the urging mechanism, cracking of the band cover, sliding between the band cover and the tank surface, and wear of the band cover. can do.

なお、タンクにバンドを組付ける工程において、タンクの伸び方向とは反対側に空隙30を寄せて金属バンドを配置することが好ましいが、タンクの伸び方向とは反対側に空隙30があればよく空隙30を寄せて金属バンドを配置してなくてもよい。また、タンクにバンド組付ける(例えば、車両にタンクを固定する)工程において、タンク内圧は特に限定されないが、例えば、1MPa以下の状態で、タンクにバンドを組付ける。次に、高圧ガスを充填するとタンクは軸方向に伸びる。その後、タンクの中身を使い切り車両が冷えるとタンクは組付け時よりもわずかに縮むが、CFRPの(温度)線膨張係数はほぼ0であるため、車体の縮小がタンクの縮小より大きく、バンドがタンクの伸び方向の逆側に傾斜することはない。 In the step of assembling the band to the tank, it is preferable to arrange the metal band with the gap 30 close to the side opposite to the extension direction of the tank, but it is sufficient if the gap 30 is on the side opposite to the extension direction of the tank. It is not necessary to place the metal band close to the gap 30. Further, in the step of assembling the band to the tank (for example, fixing the tank to the vehicle), the tank internal pressure is not particularly limited, but for example, the band is attached to the tank in a state of 1 MPa or less. Next, when filled with high-pressure gas, the tank extends axially. After that, when the contents of the tank are used up and the vehicle cools, the tank shrinks slightly compared to when it is assembled, but since the (temperature) line expansion coefficient of CFRP is almost 0, the shrinkage of the car body is larger than the shrinkage of the tank, and the band It does not tilt to the opposite side of the tank's extension direction.

図1のように、本開示のタンク固定装置は、弁側の片側ネックマウント支持のタンクを1外周あたり2本のバンド部材を用いて、1外周のみでタンクを押さえていたが、単一のタンクを押えるためのバンドは、2外周以上であってもよく、1外周あたりのバンド部材の本数は1帯以上であればよい。さらに、付勢機構部のタンクおよび支持部材に対する位置は限定されない。例えば、1帯のバンド部材の基端部が支持部材に固定機構部によって締結され、その先端部が支持部材に付勢機構部によって締結され、固定機構部と付勢機構部がタンクの反対側に配置されるタンク固定装置が挙げられる。
タンクは、高圧時にタンク軸方向に沿って伸縮するタンクであればよい。タンクの種類は、片側ネックマウント支持のタンクに限らず、例えば、長尺タンク、薄肉タンク等でもよく、樹脂製タンク、金属製タンク等であってもよい。タンクの形状は円筒状に限定されず、例えば角柱状、多角柱状等のその他の形状であってもよい。また、屋外、屋内を問わずに据え置き型のタンクに対しても使用できる。
As shown in FIG. 1, in the tank fixing device of the present disclosure, the tank of the one-side neck mount support on the valve side is held by only one outer circumference by using two band members per outer circumference, but a single tank is held. The band for holding the tank may have two or more outer circumferences, and the number of band members per outer circumference may be one or more. Further, the position of the urging mechanism with respect to the tank and the support member is not limited. For example, the base end portion of the band member of one band is fastened to the support member by the fixing mechanism portion, the tip end portion thereof is fastened to the support member by the urging mechanism portion, and the fixing mechanism portion and the urging mechanism portion are on the opposite side of the tank. The tank fixing device arranged in is mentioned.
The tank may be a tank that expands and contracts along the tank axial direction at high pressure. The type of the tank is not limited to the tank supported on one side of the neck mount, and may be, for example, a long tank, a thin-walled tank, or the like, or a resin tank, a metal tank, or the like. The shape of the tank is not limited to a cylindrical shape, and may be another shape such as a prismatic shape or a polygonal columnar shape. It can also be used for stationary tanks, both outdoors and indoors.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the examples of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific examples, and various modifications and variations are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

11、12、13、14、15 バンド
20 タンク
30 空隙
41、42 金属バンド
41a、42a 金属バンドの基端部
41b、42b 金属バンドの先端部
61、62、63、64 バンドカバー
61a、62a、63a、64a ひさし
61b、62b、63b、64b バンドカバー底壁
48 付勢機構部
48a 弾性体
44、45 固定機構部
51 支持部材
70 弁
71 ネックマウント部材
81、82 スライダープレート
100、102 固定装置
11, 12, 13, 14, 15 Band 20 Tank 30 Void 41, 42 Metal band 41a, 42a Metal band base end 41b, 42b Metal band tip 61, 62, 63, 64 Band cover 61a, 62a, 63a , 64a Eaves 61b, 62b, 63b, 64b Band cover bottom wall 48 urging mechanism part 48a elastic body 44, 45 fixing mechanism part 51 support member 70 valve 71 neck mount member 81, 82 slider plate 100, 102 fixing device

Claims (1)

タンクの外周に沿って配置されたバンドを支持部材に締結してタンクを固定する、タンクの固定装置であって、
前記バンドは金属バンドと、前記金属バンドを覆うゴムカバーまたは樹脂カバーと、を備え、
前記ゴムカバーまたは樹脂カバーの内側には、前記タンクの伸び方向とは反対側に、空隙が設けられ、
前記金属バンドは、前記ゴムカバーまたは樹脂カバーの内側を摺動可能であることを特徴とするタンク固定装置。
A tank fixing device that fixes the tank by fastening a band arranged along the outer circumference of the tank to the support member.
The band comprises a metal band and a rubber or resin cover covering the metal band.
Inside the rubber cover or the resin cover, a gap is provided on the side opposite to the extension direction of the tank.
The tank fixing device, wherein the metal band is slidable inside the rubber cover or the resin cover.
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