JP5935653B2 - Gas tank - Google Patents
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Description
本発明は、水素等のガスが充填されるガスタンクに関する。 The present invention relates to a gas tank filled with a gas such as hydrogen.
水素をはじめとするガスが充填されるガスタンクは、ガスバリア性を有する内側の樹脂ライナと、樹脂ライナの外周に配置されたFRPからなる補強層との二層構造の容器本体を有しており、この容器本体の両端に口金が取り付けられている。口金は、ライナを貫通する円筒状のボス部及びボス部の内端側外周に突設されてライナの内面に当接するフランジ部を含む口金本体と、ボス部の外周に外挿されてライナの外面に当接するリングプレートと、ボス部の外端側外周に形成された雄ネジ部に螺合されてリングプレートをライナを介してフランジ部に締付けるロックナットとにより構成されている(例えば、特許文献1,2参照)。 A gas tank filled with gas such as hydrogen has a container body having a two-layer structure of an inner resin liner having gas barrier properties and a reinforcing layer made of FRP disposed on the outer periphery of the resin liner. A base is attached to both ends of the container body. The base includes a cylindrical boss portion that penetrates the liner, a base body including a flange portion that protrudes from the outer periphery of the inner end side of the boss portion and abuts against the inner surface of the liner, and is externally attached to the outer periphery of the boss portion. A ring plate that abuts on the outer surface, and a lock nut that is screwed into a male thread formed on the outer periphery of the boss portion and fastens the ring plate to the flange portion via a liner (for example, a patent) References 1 and 2).
ところで、上記のガスタンクは、リングプレートと、このリングプレートを口金本体のフランジ部に締付けるロックナットとを有する多部品構造であり、このため口金部分での組付作業工程も多く、よって、コストが嵩んでしまう。 By the way, the above gas tank has a multi-part structure having a ring plate and a lock nut for fastening the ring plate to the flange portion of the base body. Therefore, there are many assembly work steps in the base part, and therefore the cost is low. It becomes bulky.
また、ライナへのリングプレートの締め付け箇所において、ライナが経時により変形すると、リングプレートとライナとの間でのシール性が低下するおそれがある。 In addition, when the liner is deformed over time at the tightening portion of the ring plate to the liner, the sealing performance between the ring plate and the liner may be deteriorated.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、部品点数及び組付作業工程を削減してコストを抑えることができ、また、良好なシール性を維持させることが可能なガスタンクを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a gas tank that can reduce costs by reducing the number of parts and the assembly work process, and can maintain good sealing performance. It is an object.
上記目的を達成するために、本発明のガスタンクは、樹脂製のライナと、該ライナの少なくとも一端に設けられた口金と、該口金に固定されるライナ締結ナットとを備え、
前記口金は、前記ライナの肩部に内側から接するフランジ部と、前記ライナ締結ナットが螺合可能な口金ネジ部とを有し、
前記ライナ締結ナットは、前記口金ネジ部に螺合可能な締結ネジ部と、前記ライナの肩部を外側から押圧するつば部とを有するとともに、少なくとも前記締結ネジ部と前記つば部との間が弾性変形可能とされ、
前記ライナは、前記ライナ締結ナットの前記締結ネジ部を前記口金の前記口金ネジ部へ螺合させて締結させることで、前記フランジ部と前記つば部とで挟持されてシールされる。
To achieve the above object, the gas tank of the present invention comprises a resin liner, a base provided at at least one end of the liner, and a liner fastening nut fixed to the base.
The base has a flange portion that comes into contact with the shoulder portion of the liner from the inside, and a base screw portion to which the liner fastening nut can be screwed.
The liner fastening nut has a fastening screw part that can be screwed into the cap screw part, and a collar part that presses the shoulder part of the liner from the outside, and at least a gap between the fastening screw part and the collar part. It can be elastically deformed,
The liner is clamped and sealed between the flange portion and the flange portion by screwing and fastening the fastening screw portion of the liner fastening nut to the base screw portion of the base.
この構成のガスタンクによれば、ライナ締結ナットの締結ネジ部を口金の口金ネジ部へ螺合させて締結させることで、フランジ部とつば部とでライナの肩部を挟持してシールすることができる。
また、経時によってライナにおけるフランジ部とつば部との挟持箇所が変形しても、ライナ締結ナットにおける弾性変形部分がライナの変形に追従して復元するので、つば部とフランジ部とによるシール性を維持することができる。
また、経時によってライナが変形した場合は、ライナ締結ナットを増し締めすることで、つば部とフランジ部とによるライナの肩部の挟持力を高めることができ、さらに良好なシール性を確保することができる。
しかも、口金とライナ締結ナットとでシールする構造であるので、リングプレートをロックナットで締め付けて口金に締結する構造と比較して、部品点数の削減及びそれに伴う組付作業工程の削減により、コストを削減することができる。
According to the gas tank having this configuration, the fastening screw portion of the liner fastening nut is screwed to the base screw portion of the base and fastened, whereby the shoulder portion of the liner is sandwiched and sealed between the flange portion and the collar portion. it can.
Also, even if the clamping part between the flange part and the collar part of the liner is deformed over time, the elastic deformation part of the liner fastening nut is restored following the deformation of the liner, so that the sealing performance between the collar part and the flange part is improved. Can be maintained.
Also, if the liner deforms over time, it is possible to increase the clamping force of the liner shoulder by the flange and flange by tightening the liner fastening nut, and to ensure better sealing performance Can do.
In addition, since the structure is sealed with the base and the liner fastening nut, the cost is reduced by reducing the number of parts and the accompanying assembly process compared to the structure in which the ring plate is fastened with the lock nut and fastened to the base. Can be reduced.
本発明のガスタンクによれば、部品点数及び組付作業工程を削減してコストを抑えることができ、また、良好なシール性を維持させることができる。 According to the gas tank of the present invention, the number of parts and the assembly work process can be reduced, the cost can be reduced, and good sealing performance can be maintained.
図1は、内部に高圧ガス(例えば水素ガス)を充填保管するためのガスタンク11を示すもので、このガスタンク11は、合成樹脂製のライナ12の外周側を、ガラス繊維や炭素繊維などからなる繊維強化樹脂層13によって覆った構成のタンク本体14を有している。
FIG. 1 shows a
タンク本体14の両端(図1では一端のみ図示)には、ライナ12の挿通孔12aが形成された肩部15に、口金16が取り付けられており、バルブが取り付け可能な口金16を有する側がバルブ側とされ、その反対側がエンド側とされている。
At both ends of the tank main body 14 (only one end is shown in FIG. 1), a
次に、口金16のライナ12への取り付け箇所の構造について、バルブ側を例にとって説明する。
Next, the structure of the attachment location of the
口金16は、ボス部21と、このボス部21の一端側に形成されたフランジ部22とを有している。この口金16のボス部21は筒状に形成されており、このボス部21の外周面には、雄ネジ23が形成されている。口金16は、そのボス部21がライナ12に形成された挿通孔12aへ挿通されており、ライナ12の肩部15に内側からフランジ部22が重ね合わされて接するように固定されている。
The
この口金16には、ボス部21の中心に貫通孔24が形成されており、この貫通孔24の内周面には、雌ネジ(口金ネジ部)25が形成されている。そして、この雌ネジ25が形成された貫通孔24にバルブ(図示略)がねじ込まれて装着される。
A through
口金16には、ライナ締結ナット31が締結され、このライナ締結ナット31によってライナ12の肩部15がシールされている。
図2に示すように、ライナ締結ナット31は、円筒状に形成された締結ナット部32と、この締結ナット部32の一端側から外周側へ張り出されたつば部33とを有している。締結ナット部32は、その内周面に、雌ネジ34が形成されており、この雌ネジ34は、口金16のボス部21の雄ネジ23に螺合可能とされている。このライナ締結ナット31のつば部33には、その外周側における締結ナット部32と反対側に、押圧面35が形成されている。
A
As shown in FIG. 2, the
このライナ締結ナット31は、弾性を有する金属材料から形成されたもので、つば部33の押圧面35に力が加わると、つば部33が力の作用方向(図2中矢印A方向)へ弾性変形し、その位置が力の作用側(図2中点線の位置)へ変位する。
The
次に、ライナ締結ナット31によってライナ12の肩部15をシールする場合について説明する。
Next, the case where the
ライナ12の挿通孔12aへ口金16のボス部21が挿入され、ライナ12の肩部15に内側からフランジ部22が重ね合わされて固定された口金16のボス部21側から、つば部33を口金16側へ向けてライナ締結ナット31を近づけ、ライナ締結ナット31の雌ネジ34をボス部21の雄ネジ(口金ネジ部)23に螺合させてねじ込む。
The
すると、ライナ締結ナット31は、雄ネジ23に対する雌ネジ(締結ネジ部)34のねじ込みによって、口金16のフランジ部22側へ移動し、つば部33の押圧面35がライナ12の肩部15に当接する。
Then, the liner fastening
この状態で、ライナ締結ナット31をさらにねじ込む。すると、さらにライナ締結ナット31がガスタンク11の内部側へ移動し、つば部33の押圧面35によってライナ12の肩部15が押圧される。
In this state, the
これにより、図3に示すように、ライナ12は、その肩部15が、口金16のフランジ部22とライナ締結ナット31のつば部33とで挟持される。よって、ライナ12の肩部15が、口金16とライナ締結ナット31とでシールされる。
Thereby, as shown in FIG. 3, the
また、このように、口金16にライナ締結ナット31を締結すると、ライナ締結ナット31のつば部33は、押圧面35に作用するライナ12からの反発力によって反発力の作用方向側へ弾性変形した状態となる。
Further, when the
このようにライナ締結ナット31を締結した状態で、時間が経過すると、ライナ12は、押圧面35での押圧箇所が経時によって圧縮するように変形することがある。このように、ライナ12が圧縮されると、図4に示すように、ライナ締結ナット31は、つば部33が弾性変形していた締結初期の位置(図4中点線の位置)からライナ12の変形に追従して復元する。したがって、ライナ12が経時によって変形しても、その変形箇所は、つば部33の押圧面35によって押圧された状態に維持されることで、押圧面35と口金16のフランジ部22とで挟持されてシール性が維持される。
When the time elapses with the liner fastening
また、経時によってライナ12が変形した場合は、ライナ締結ナット31を増し締めする。すると、ライナ締結ナット31が締め付け方向側へ移動し、つば部33の押圧面35によるライナ12の肩部15の押圧力が回復し、さらに良好なシール性が確保される。
Further, when the
このように、上記実施形態に係るガスタンクによれば、ライナ締結ナット31の雌ネジ34を口金16の雄ネジ23へ螺合させて締結させることで、フランジ部22とつば部33とでライナ12の肩部15を挟持してシールすることができる。
As described above, according to the gas tank according to the above-described embodiment, the
また、経時によってライナ12におけるフランジ部22とつば部33との挟持箇所が変形しても、ライナ締結ナット31の弾性変形していた部分がライナ12の変形に追従して復元するので、つば部33とフランジ部22とによるシール性を維持することができる。
Further, even if the clamping portion of the
また、経時によってライナ12が変形した場合は、ライナ締結ナット31を増し締めすることで、つば部33とフランジ部22とによるライナ12の肩部15の挟持力を高めることができ、さらに良好なシール性を確保することができる。
In addition, when the
しかも、口金16とライナ締結ナット31とでシールする構造であるので、リングプレートをロックナットで締め付けて口金に締結する構造と比較して、部品点数の削減及びそれに伴う組付作業工程の削減により、コストを削減することができる。
In addition, since the structure is sealed with the
ところで、水素ガス等の分子量の小さいガスをガスタンク11内に充填した場合、ライナ12を透過したガスが、口金16、ライナ締結ナット31、ライナ12によって形成された隙間へ僅かに漏れ出すことがある。すると、この隙間の圧力上昇によってつば部33の押圧面35の面圧が低下するおそれがある。
By the way, when the
したがって、図5に示すように、ライナ締結ナット31の締結ナット部32に、軸方向に沿うガス抜き孔36を形成するのが好ましい。このようにガス抜き孔36を形成すれば、隙間Sに漏れ出したガスを、ガス抜き孔36を通して外部に放出させることができ、よって、ライナ締結ナット31が高濃度の水素等に曝されることが抑制される。これにより、ライナ締結ナット31の材料として、水素脆化等に配慮することなく、高強度の材料を選択して用いることができる。よって、ライナ締結ナット31を、薄肉で弾性変形量の大きい形状とし、押圧面35での面圧の維持の容易化を図ることができる。
Therefore, as shown in FIG. 5, it is preferable to form a
次に変形例について説明する。 Next, a modified example will be described.
(変形例1)
図6に示すように、変形例1で用いるライナ締結ナット31Aは、締結ナット部32における口金16への取り付け側と反対側の端部につば部33が形成されている。また、このライナ締結ナット31Aは、締結ナット部32の外周側に雄ネジ(締結ネジ部)41が形成されている。
(Modification 1)
As shown in FIG. 6, the
このライナ締結ナット31Aでは、雄ネジ41をボス部21の貫通孔24の雌ネジ25に螺合させてねじ込むことで、つば部33の押圧面35がライナ12の肩部15に当接する。
In the
この状態で、ライナ締結ナット31Aをさらにねじ込むと、つば部33の押圧面35によってライナ12の肩部15が押圧され、口金16のフランジ部22とライナ締結ナット31Aのつば部33とで挟持されてシールされる。
When the
また、このように、口金16にライナ締結ナット31Aを締結すると、ライナ締結ナット31Aのつば部33が押圧面35に作用するライナ12からの反発力によって反発力の作用方向側へ弾性変形した状態となる。
Further, when the
このライナ締結ナット31Aの場合も、押圧面35での押圧箇所が経時によって圧縮するように変形すると、弾性変形していたつば部33がライナ12の変形に追従して復元し、押圧面35と口金16のフランジ部22とで挟持されたシール箇所のシール性が維持される。
Also in the case of the
また、経時によってライナ12が変形した場合は、ライナ締結ナット31Aを増し締めすることで、ライナ締結ナット31Aが締め付け方向側へ移動し、つば部33の押圧面35によるライナ12の肩部15の押圧力が回復し、さらに良好なシール性が確保される。
In addition, when the
(変形例2)
図7に示すように、変形例2で用いるライナ締結ナット31Bは、圧力容器弁または圧力容器栓を兼ねている。このライナ締結ナット31Bは、肩部15の外側を覆う本体部51と、この本体部51から貫通孔24内へ延びる栓部52とを有しており、本体部51に、つば部33が形成されている。栓部52における本体部51側には、その外側に雄ネジ(締結ネジ部)53が形成されており、この雄ネジ53が口金16の貫通孔24に形成された雌ネジ25に螺合される。
(Modification 2)
As shown in FIG. 7, the liner fastening nut 31B used in the second modification also serves as a pressure vessel valve or a pressure vessel stopper. The
このライナ締結ナット31Bでは、貫通孔24の雌ネジ25に栓部52の雄ネジ53を螺合させてねじ込むことで、つば部33の押圧面35がライナ12の肩部15に当接する。
In the
この状態で、ライナ締結ナット31Bをさらにねじ込むと、つば部33の押圧面35によってライナ12の肩部15が押圧され、口金16のフランジ部22とライナ締結ナット31Bのつば部33とで挟持されてシールされる。
When the liner fastening nut 31B is further screwed in this state, the
また、このように、口金16にライナ締結ナット31Bを締結すると、ライナ締結ナット31Bのつば部33が押圧面35に作用するライナ12からの反発力によって反発力の作用方向側へ弾性変形した状態となる。
Further, when the liner fastening nut 31B is fastened to the base 16 as described above, the
このライナ締結ナット31Bの場合も、押圧面35での押圧箇所が経時によって圧縮するように変形すると、弾性変形していたつば部33がライナ12の変形に追従して復元し、押圧面35と口金16のフランジ部22とで挟持されたシール箇所のシール性が維持される。
Also in the case of the liner fastening nut 31B, when the pressed portion on the
また、経時によってライナ12が変形した場合は、ライナ締結ナット31Bを増し締めすることで、ライナ締結ナット31Bが締め付け方向側へ移動し、つば部33の押圧面35によるライナ12の肩部15の押圧力が回復し、さらに良好なシール性が確保される。
When the
(変形例3)
図8に示すように、変形例3で用いるライナ締結ナット31Cも、圧力容器弁または圧力容器栓を兼ねている。このライナ締結ナット31Cは、肩部15の外側に配置される本体部61と、この本体部61から貫通孔24内へ延びる栓部62とを有している。本体部61は、ライナ12の挿通孔12aよりも大径に形成されており、この本体部61における挿通孔12aよりも外側へ張り出す部分が、ライナ12を押圧する押圧面63を有するつば部64とされている。また、栓部62には、その先端側に、口金16の貫通孔24に形成された雌ネジ25に螺合可能な雄ネジ(締結ネジ部)65が形成されており、この栓部62における雄ネジ65が形成されていない部分が弾性変形可能とされている。
(Modification 3)
As shown in FIG. 8, the
このライナ締結ナット31Cでは、貫通孔24の雌ネジ25に栓部62の雄ネジ65を螺合させてねじ込むことで、つば部64の押圧面63がライナ12の肩部15に当接する。
In the
この状態で、ライナ締結ナット31Cをさらにねじ込むと、つば部64の押圧面63によってライナ12の肩部15が押圧され、口金16のフランジ部22とライナ締結ナット31Cのつば部64とで挟持されてシールされる。
When the
また、このように、口金16にライナ締結ナット31Cを締結すると、ライナ締結ナット31Cの栓部62における雄ネジ65が形成されていない部分が延びるように弾性変形した状態となる。
In addition, when the
このライナ締結ナット31Cの場合も、押圧面63での押圧箇所が経時によって圧縮するように変形すると、弾性変形していた栓部62がライナ12の変形に追従して縮むように復元し、押圧面63と口金16のフランジ部22とで挟持されたシール箇所のシール性が維持される。
Also in the case of the
また、経時によってライナ12が変形した場合は、ライナ締結ナット31Cを増し締めすることで、ライナ締結ナット31Cが締め付け方向側へ移動し、つば部33の押圧面63によるライナ12の肩部15の押圧力が回復し、さらに良好なシール性が確保される。
When the
11…ガスタンク、12…ライナ、15…肩部、22…フランジ部、23…雄ネジ(口金ネジ部)、25…雌ネジ(口金ネジ部)、31,31A,31B,31C…ライナ締結ナット、34…雌ネジ(締結ネジ部)、35,64…つば部、41,53,65…雄ネジ(締結ネジ部)
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記口金は、前記ライナの肩部に内側から接するフランジ部と、前記ライナ締結部が螺合可能な口金ネジ部とを有し、
前記ライナ締結部は、前記口金ネジ部に螺合可能な締結ネジ部と、前記ライナの肩部を外側から押圧するつば部と、前記つば部の一端側に接続された締結部と、を有するとともに、少なくとも前記締結ネジ部と前記つば部との間が弾性変形可能とされ、
前記ライナは、前記ライナ締結部の前記締結ネジ部を前記口金の前記口金ネジ部へ螺合させて締結させることで、前記フランジ部と前記つば部とで挟持されてシールされ、
前記締結部には、軸方向に沿うガス抜き孔が形成されている、ガスタンク。 A resin liner, a base provided at at least one end of the liner, and a liner fastening portion fixed to the base;
The base has a flange portion that comes into contact with the shoulder portion of the liner from the inside, and a base screw portion that can be screwed into the liner fastening portion .
The liner fastening portion includes a fastening screw portion that can be screwed into the cap screw portion, a collar portion that presses the shoulder portion of the liner from the outside , and a fastening portion that is connected to one end side of the collar portion. And at least between the fastening screw part and the collar part can be elastically deformed,
The liner is clamped and sealed between the flange portion and the collar portion by screwing and fastening the fastening screw portion of the liner fastening portion to the base screw portion of the base.
A gas tank in which a gas vent hole along the axial direction is formed in the fastening portion .
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