JP5375296B2 - 水素タンク - Google Patents

Description

本発明は、水素などの流体が貯蔵されるタンクに関する。

タンクは、例えば、樹脂で形成される樹脂製ライナと、樹脂製ライナの開口部における外側面に当接するように配置され、開口部が膨張することを抑制する膨張抑制部材と、樹脂製ライナの開口部に挿入される口金と、口金と樹脂製ライナとの間に配置され、口金の挿入方向に対して略垂直方向にシールラインを形成するシール部材と、を備える（特許文献１参照）。

特開２００５−４８９１９号公報

上記タンクにおいて、シール部材によるシール性を高めたいという要望があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、タンクにおけるシール部材のシール性を向上させることを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［形態１］
水素タンクであって、
樹脂で形成され筒状の開口部と、前記開口部の外側面に形成される凸部とを備え、内部に水素を貯留可能な樹脂製ライナと、
前記開口部の前記外側面に当接するように配置され、前記開口部が膨張することを抑制する膨張抑制部材であって、前記凸部と勘合し、前記開口部との当接性を高める凹部を有する膨張抑制部材と、
前記樹脂製ライナの前記開口部に挿入される口金と、
前記口金と前記樹脂製ライナとの間に配置され、シールラインを形成すると共に、前記シールラインが、前記凸部の根元部分を通らないように配置されるシール部材と、
前記口金と前記樹脂製ライナとの間において、前記シール部材に隣接して配置され、前記シール部材の変形を抑制すると共に、前記シールラインに略平行であって前記凸部の根元部分を通過する凸部通過ラインと重ならないように配置される変形抑制部材と、
を備え、
前記口金には、前記シール部材および前記変形抑制部材が配置されるリング溝が形成されており、
前記リング溝は、前記凸部通過ラインと重ならないように配置されることを特徴とする水素タンク。
この構成によれば、シール部材のシール性を向上させることができる。また、口金を挿入する挿入方向において、シール部材が大きく変形することを抑制することができる。

[適用例１]
タンクであって、樹脂で形成され筒状の開口部と、前記開口部の外側面に形成される凸部とを備え、内部に所定の流体を貯留可能な樹脂製ライナと、前記開口部の前記外側面に当接するように配置され、前記開口部が膨張することを抑制する膨張抑制部材であって、前記凸部と勘合し、前記開口部との当接性を高める凹部を有する膨張抑制部材と、前記樹脂製ライナの前記開口部に挿入される口金と、前記口金と前記樹脂製ライナとの間に配置され、シールラインを形成すると共に、前記シールラインが、前記凸部の根元部分を通らないように配置されるシール部材と、を備えることを要旨とする。

上記構成のタンクによれば、シール部材のシール性を向上させることができる。

[適用例２]
適用例１に記載のタンクにおいて、前記口金と前記樹脂製ライナとの間において、前記シール部材に隣接して配置され、前記シール部材の変形を抑制すると共に、前記シールラインに略平行であって前記凸部の根元部分を通過する凸部通過ラインと重ならないように配置される変形抑制部材を備えることを特徴とするタンク。

このようにすれば、口金を挿入する挿入方向において、シール部材が大きく変形することを抑制することができる。

[適用例３]
タンクであって、樹脂で形成され筒状な開口部と、前記開口部の外側面に形成される凸部とを備え、内部に所定の流体を貯留可能な樹脂製ライナと、前記開口部の前記外側面に当接するように配置され、前記開口部が膨張することを抑制する膨張抑制部材であって、前記凸部と勘合し、前記開口部との当接性を高める凹部を有する膨張抑制部材と、前記樹脂製ライナの前記開口部に挿入される口金と、前記口金と前記樹脂製ライナとの間に配置され、シールラインを形成するシール部材と、前記口金と前記樹脂製ライナとの間において、前記シール部材に隣接して配置され、前記シール部材の変形を抑制すると共に、前記シールラインに略平行であって前記凸部の根元部分を通過する凸部通過ラインと重ならないように配置される変形抑制部材と、を備えることを特徴とするタンク。

上記構成のタンクによれば、シール部材のシール性を向上させることができる。

なお、本発明は、上記した装置発明の態様に限ることなく、方法発明としての態様で実現することも可能である。

本発明の一実施例としてのタンク１００の概略断面構成を示す図である。 図１のＸ部分の拡大図である。

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
Ａ．実施例：
図１は、本発明の一実施例としてのタンク１００の概略断面構成を示す図である。図２は、図１のＸ部分の拡大図である。本実施例のタンク１００は、所定の流体（以下では、貯留流体とも呼ぶ）、例えば、水素等を貯留可能な貯留装置であり、図１または図２に示すように、樹脂製ライナ１０と、外周壁２０と、口金３０と、金属製リング４０と、シール部材５０と、バックアップリング６０と、遮断弁７０と、を備える。以下では、後述する口金３０が後述する樹脂製ライナ１０の開口部１０ａに挿入される方向を挿入方向とも呼ぶ。挿入方向は、図１または図２において、右に向かう方向と一致する。また、挿入方向に平行な軸を基準とした回転方向を周方向とも呼ぶ。

樹脂製ライナ１０は、略円筒形をしており、タンク内部を密閉するための内殻である。樹脂製ライナ１０は、樹脂製であり、例えば、ポリアミド、ナイロン、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレン等で構成される。樹脂製ライナ１０は、略円筒形の開口部１０ａ（図１、図２参照）と、開口部１０ａの外側面において周方向に亘って形成される複数の凸部１０ｂ（図２参照）とを備える。凸部１０ｂは、後述する金属製リング４０の凹部４０ａと勘合し、金属製リング４０が脱落することを抑制する機能を有する。なお、図２に示すように、挿入方向に略垂直な方向に沿ったラインであって、凸部１０ｂの根元部分１０ｂ１を通るラインを凸部通過ラインＴＬとも呼ぶ。また、タンク１００において、樹脂製ライナ１０に樹脂を含浸させた強化繊維を巻き付け、樹脂製ライナ１０の耐久性を向上させるようにしている。

外周壁２０は、略円筒形状であり、樹脂製ライナ１０の外側に形成され、タンク１００の耐圧殻として機能する。外周壁２０は、例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）から構成される。樹脂製ライナ１０の端部と外周壁２０の端部は、後述する口金３０の鍔３０ａを挟むように密着し、口金３０と樹脂製ライナ１０との接合部から貯留流体のリークを抑制している。

口金３０は、略円筒形状であり、樹脂製ライナ１０の開口部１０ａに挿入され、遮断弁７０が配設される。口金３０は、鍔３０ａと、周方向に亘って形成されるリング溝３０ｂを備えている。このリング溝３０ｂは、図２に示すように、凸部通過ラインＴＬが通過しない位置であって、各凸部１０ｂとの距離Ｌが、１ｍｍ以上となる位置に設けられる。遮断弁７０は、口金３０に配設され、樹脂製ライナ１０に貯留される貯留流体の遮断、若しくは、放出を行うための弁である。

金属製リング４０は、略円筒形状であり、例えば、ステンレス等の金属で構成される。金属製リング４０は、樹脂製ライナ１０の開口部１０ａの外側面と当接するように配置され、開口部１０ａが膨張することを抑制する機能を有する。金属製リング４０は、周方向に亘って形成される複数の凹部４０ａを備えている。凹部４０ａは、樹脂製ライナ１０の凸部１０ｂと勘合し、金属製リング４０と樹脂製ライナ１０との当接性を高める。すなわち、金属製リング４０は、樹脂製ライナ１０の凸部１０ｂと凹部４０ａとが勘合することで、脱落が抑制される。

シール部材５０は、略円筒形状（Ｏリング形状）であり、樹脂製ライナ１０と口金３０との間であって、口金３０のリング溝３０ｂに配置され、樹脂製ライナ１０および口金３０（リング溝３０ｂの底部）と当接し、挿入方向に対して略垂直な方向にシールラインＳＬを形成する。上述したように、リング溝３０ｂが凸部通過ラインＴＬを通過しない位置に設けられており、シール部材５０は、形成するシールラインＳＬが、凸部通過ラインＴＬと重ならない位置に配置される。

バックアップリング６０は、樹脂製ライナ１０と口金３０との間であって、口金３０のリング溝３０ｂにおいてシール部材５０に隣接して配置される。バックアップリング６０は、樹脂製ライナ１０および口金３０（リング溝３０ｂの底部）と当接し、挿入方向におけるシール部材５０の変形を抑制する機能を有している。上述したように、リング溝３０ｂが凸部通過ラインＴＬを通過しない位置に設けられており、バックアップリング６０は、凸部通過ラインＴＬと重ならない位置に配置される。

ところで、樹脂製ライナ１０は、上述したように樹脂製であり、凸部１０ｂを形成すると、樹脂製ライナ１０の内側（口金３０側）において、根元部分１０ｂ１に対応する部分に、図２に示すようなヒケ部（凹み部）が生じるおそれがあった。そして、シールラインＳＬが、このヒケ部を通過するようにシール部材５０が配置された場合、シール部材５０と樹脂製ライナ１０のヒケ部とが当接することとなり、これら部材間の当接性が低下し、その結果、シール部材５０によるシール性が低下するおそれがあった。

一方、本実施例のタンク１００において、シール部材５０は、形成するシールラインＳＬが、凸部通過ラインＴＬと重ならないように配置されている。このようにすれば、シール部材５０が、樹脂製ライナ１０と当接する部分にヒケ部が位置することを回避することができるので、シール部材５０と樹脂製ライナ１０との当接性を高めることができ、その結果、シール部材５０によるシール性を向上させることができる。

また、本実施例のタンク１００において、バックアップリング６０は、凸部通過ラインＴＬと重ならないように配置されている。このようにすれば、バックアップリング６０が、樹脂製ライナ１０と当接する部分にヒケ部が位置することを回避することができるので、バックアップリング６０と樹脂製ライナ１０との間に大きな隙間が生じることを抑制することができる。その結果、バックアップリング６０によって、シール部材５０が上記隙間を越えてリング溝３０ｂからはみ出したりする等、挿入方向において、シール部材５０が大きく変形することを抑制することができる。

本実施例において、樹脂製ライナ１０は、特許請求の範囲における樹脂製ライナに該当し、金属製リング４０は、特許請求の範囲における膨張抑制部材に該当し、口金３０は、特許請求の範囲における口金に該当し、シール部材５０は、特許請求の範囲におけるシール部材に該当し、開口部１０ａは、特許請求の範囲における開口部に該当し、凸部１０ｂは、特許請求の範囲における凸部に該当し、凹部４０ａは、特許請求の範囲における凹部に該当し、シールラインＳＬは、特許請求の範囲におけるシールラインに該当し、凸部通過ラインＴＬは、特許請求の範囲における凸部通過ラインに該当する。

Ｂ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。

Ｂ１．変形例１：
上記実施例のタンク１００では、口金３０にリング溝３０ｂが設けられ、シール部材５０やバックアップリング６０は、そのリング溝３０ｂに配置されるようにしていたが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、口金３０にリング溝３０ｂが設けられていなくてよい。この場合、シール部材５０は、上記実施例と同様に、シールラインＳＬと凸部通過ラインＴＬとが重ならないように配置されていればよい。このようにしても上記実施例の効果を奏することができる。

Ｂ２．変形例２：
上記実施例のタンク１００では、バックアップリング６０を口金３０のリング溝３０ｂに一つだけ設けるようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、バックアップリング６０を口金３０のリング溝３０ｂに、シール部材５０を挟むように２つ設けるようにしてもよい。このようにしても上記実施例の効果を奏することができる。

１０…樹脂製ライナ
１０ａ…開口部
１０ｂ…凸部
１０ｂ１…根元部分
２０…外周壁
３０…口金
３０ａ…鍔
３０ｂ…リング溝
４０…金属製リング
４０ａ…凹部
５０…シール部材
６０…バックアップリング
７０…遮断弁
１００…タンク
ＴＬ…凸部通過ライン
ＳＬ…シールライン

Claims (2)

1. 水素タンクであって、
   樹脂で形成され筒状の開口部と、前記開口部の外側面に形成される凸部とを備え、内部に水素を貯留可能な樹脂製ライナと、
   前記開口部の前記外側面に当接するように配置され、前記開口部が膨張することを抑制する膨張抑制部材であって、前記凸部と勘合し、前記開口部との当接性を高める凹部を有する膨張抑制部材と、
   前記樹脂製ライナの前記開口部に挿入される口金と、
   前記口金と前記樹脂製ライナとの間に配置され、シールラインを形成すると共に、前記シールラインが、前記凸部の根元部分を通らないように配置されるシール部材と、
   前記口金と前記樹脂製ライナとの間において、前記シール部材に隣接して配置され、前記シール部材の変形を抑制すると共に、前記シールラインに略平行であって前記凸部の根元部分を通過する凸部通過ラインと重ならないように配置される変形抑制部材と、
   を備え、
   前記口金には、前記シール部材および前記変形抑制部材が配置されるリング溝が形成されており、
   前記リング溝は、前記凸部通過ラインと重ならないように配置されることを特徴とする水素タンク。
2. 請求項１に記載の水素タンクであって、
   前記樹脂製ライナは、複数の前記凸部を備え、
   前記リング溝は、各々の前記凸部との距離が１ｍｍ以上であることを特徴とする
   水素タンク。

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