JP6569648B2 - 高圧ガスタンクおよび移動体 - Google Patents

Description

本発明は、高圧ガスタンク、および、高圧ガスタンクを搭載する移動体に関する。

高圧のガスを貯蔵・密封するためのタンクとして、ガスを貯蔵する空間を形成するタンク本体部と、タンク本体部の開口部に取り付けられた口金と、口金に取り付けられたバルブと、を備えるタンクが知られている。このようなタンクでは、ガスの密閉性を確保するために、口金とバルブとの間の接続部において十分なシール性が確保されることが望まれる。口金とバルブとの間の接続部のシール性を確保するための構造として、バルブにおける、口金の開口部内に挿入される部分の外周面と、このバルブの外周面に接する口金の内周面との間に、Ｏリングを配置する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２４３６６０号公報 特開２０１５−２０９８５７号公報 特開２０１４−２２８１０５号公報 特開平１１−２１０９８８号公報

しかしながら、上記のようにＯリングを用いる場合であっても、Ｏリングを透過して、高圧のガスを貯蔵するタンク本体部の内部側から外部側へと、微量のガスが漏れ出し得る。そのため、タンク本体部内のガスがＯリングを介して漏れ出すと、口金内において、Ｏリングよりも口金の開口側に形成される微小な空間内にガスが蓄積され、上記微小な空間内の圧力が上昇する。このような状態でタンク内のガスが消費され、例えばタンク本体部内の圧力が急激に低下すると、口金内でＯリングを間に挟んで圧力の大小関係が逆転する可能性があった。すなわち、上記微小な空間内の圧力の方が、タンク本体部内の圧力よりも高くなる可能性があった。このように、Ｏリングを間に挟んだ圧力の大小関係が逆転すると、Ｏリングによるシール性が損なわれる可能性がある。具体的には、Ｏリングにおいて、設計上の加圧の方向とは逆向きに圧力がかかると、Ｏリングのはみ出し（変形）等が生じて、シール不良が生じる可能性がある。そのため、Ｏリングを用いて口金とバルブとの間のシール性を確保するガスタンクにおいて、シール性の信頼性を更に高める技術が望まれていた。その他、従来の高圧ガスタンクでは、高圧ガスタンクの製造効率の向上、製造の容易化、コストの低減等が望まれていた。

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、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、高圧ガスタンクが提供される。この高圧ガスタンクは、ガスを貯蔵する空間が内部に形成されたタンク本体部と；前記タンク本体部の開口部に取り付けられた口金と；前記口金の開口部に取り付けられて前記タンク本体部へのガス給排口を開閉するバルブであって、該バルブの一部が前記口金の開口部から前記口金の内部に挿入されていると共に、前記口金の開口部を形成する前記口金の端部の面である座面に接する接触面を有するバルブと；前記バルブにおける前記口金の開口部の内部に挿入されている部位の外周面と、前記口金の内周面との間に配置されるシール部材と；を備える。前記口金の前記座面および前記バルブの前記接触面の少なくとも一方において、前記口金と前記バルブとの間の空間と、前記高圧ガスタンクの外部と、を連通させる連通孔を形成するスリットが設けられている。
この形態の高圧ガスタンクによれば、口金の内部において、口金とバルブとの間の空間へとシール部材を介してタンク本体部側から漏れ出したガスを、スリットを介して高圧ガスタンクの外部へと排出することができる。そのため、上記口金とバルブとの間の空間における圧力上昇を抑え、上記空間内の圧力が、タンク本体部内の圧力よりも高くなることを抑えることができる。そのため、このような圧力の逆転に起因する、Ｏリングにおけるシール性の低下を抑制することができる。

（２）上記形態の高圧ガスタンクにおいて、前記バルブは、前記口金の前記座面を覆って、前記座面の外周からはみ出すように配置されていることとしてもよい。このような構成とすれば、スリットが形成する連通孔の開口部を経由して、高圧ガスタンクの外部から口金の内部へと、異物が侵入することを抑えることができる。

（３）上記形態の高圧ガスタンクにおいて、前記口金は、該口金の外周面に、前記高圧ガスタンクの外部から視認可能な位置合わせマークを有しており；前記位置合わせマークから、前記高圧ガスタンクの軸線に向かって前記軸線に垂直な方向に延ばす第１の直線と、前記口金の外周面側に形成される前記連通孔の開口部から、前記軸線に向かって前記軸線に垂直な方向に延ばす第２の直線とを、前記軸線が延びる方向から見たときに、前記第１の直線と前記第２の直線とが成す鋭角側の角度は、３０°以下であることとしてもよい。
このような構成とすれば、位置合わせマークが鉛直方向最上部に位置するように高圧ガスタンクを配置したときに、高圧ガスタンクの外表面において、スリットが形成する連通孔の開口部を、鉛直方向最下点近傍に配置することができる。そのため、高圧ガスタンクの設置箇所の上方の空間に対する、スリットが形成する連通孔の開口部からの距離を確保することができる。その結果、スリットから漏れ出したガスが上記空間に与える影響を抑えることができる。

本発明は、装置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。

高圧ガスタンクの概略構成を示す断面図である。 口金とバルブとの接続部の様子を示す説明図である。 口金の円筒部の外観を表わす斜視図である。 スリットの様子を表わす断面図である。 円筒部を座面側から見た様子を表わす説明図である。 高圧ガスタンクを搭載した燃料電池車両の概略構成を示す説明図である。 Ｏリングが配置された箇所の近傍の様子を拡大して示す説明図である。

Ａ．高圧ガスタンクの全体構成：
図１は、本発明の実施形態としての高圧ガスタンク１００の概略構成を示す断面図である。本実施形態において、高圧ガスタンク１００は、圧縮水素を貯蔵し、燃料電池車両に搭載される。高圧ガスタンク１００は、ライナ１０と、補強層２０と、口金３０と、口金４０と、バルブ５０と、を備える。ライナ１０が、課題を解決するための手段における「タンク本体部」に相当する。ライナ１０、補強層２０、および口金４０のそれぞれは、概ね、軸線Ｏを中心とする回転対称に形成されている。

ライナ１０は、圧縮水素を密封するための空間を口金３０と共に形成する。ライナ１０は、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１０は、軸線Ｏ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。上記各々の縮径する部位には開口部が設けられており、一方の開口部には口金３０が取り付けられ、他方には口金４０が取り付けられている。ライナ１０と口金３０，４０とは、例えば、口金３０，４０をインサートとしてライナを射出成形することにより一体形成してもよく、あるいは、成形後のライナに口金３０，４０を圧入することにより一体化してもよい。

口金３０，４０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る。一方の口金３０には、高圧ガスタンク１００への水素の供給および高圧ガスタンク１００からの水素の放出に係る配管が接続される。また、他方の口金４０は、ライナ１０の内部（以下、単に高圧ガスタンク１００の内部とも呼ぶ）の空間を密閉し、タンク内部の熱を、外部に導く熱伝導部として機能する。口金３０は、バルブの一部が軸線Ｏ方向に挿入されている略円筒状の円筒部３６と、円筒部３６と略直交する鍔状の鍔部３８と、を備える。口金３０の詳しい構成については、後に説明する。

補強層２０は、ライナ１０の外表面を覆うように形成されており、ライナ１０を補強して高圧ガスタンク１００の強度を向上させる。詳しくは、補強層２０は、ライナ１０の外表面全体と、口金３０の鍔部３８の外表面全体と、口金３０の円筒部３６の外表面の一部と、口金４０の外表面を覆うように形成されている。補強層２０は、繊維強化プラスチック（例えば、ＣＦＲＰ、Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｃｓ）から成り、フィラメントワインディング法（ＦＷ法）によって形成される。具体的には、補強層２０は、ライナ１０をマンドレルとして用い、熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）を含浸させた繊維（例えば炭素繊維）を、ライナ１０の周囲に、所定の巻き数、巻き付けた後、熱硬化性樹脂を硬化させて形成される。

バルブ５０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、口金３０の開口部に取り付けられて、口金３０の開口部を開閉する。具体的には、バルブ５０は、高圧ガスタンク１００に対して水素を供給するための流路、および、高圧ガスタンク１００から取り出した水素を導くための流路と、高圧ガスタンク１００と、を接続するための部材である。そして、バルブ５０は、これらの流路と高圧ガスタンク１００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。すなわち、バルブ５０は、ライナ１０（タンク本体部）へのガス給排口を開閉するための部材である。バルブ５０の一部は、既述したように、口金３０の円筒部３６内に挿入されており、バルブ内流路の一端が、高圧ガスタンク１００の内部で開口している。バルブ５０と口金３０との接続部の構成については、後に、詳述する。

Ｂ．口金とバルブの接続部の構成：
図２は、口金３０とバルブ５０との接続部の様子を拡大して示す説明図である。図２では、バルブ５０以外の箇所は、断面の様子を表わしている。図２に示すように、バルブ５０は、口金３０の円筒部３６内に挿入されている円柱状の部分の外周面に、雄ねじが形成されている。また、口金３０の円筒部３６の内周面には、雌ねじが形成されている。これらの雄ねじと雌ねじとが螺合されることにより、バルブ５０が、口金３０の開口部に取り付けられる。

バルブ５０が口金３０の開口部に取り付けられることにより、口金３０の開口部を形成する口金３０の端部の面が、バルブ５０と接触する。バルブ５０と接触する口金３０の端部の面を、以下、座面３２と呼ぶ。このようにバルブ５０が口金３０に取り付けられるときには、バルブ５０において、筒状部３６内に挿入される円柱状部分以外の部分は、口金３０の座面３２を覆って座面３２の外周からはみ出すように配置される。

図２に示すように、バルブ５０における口金３０の内部に挿入されている円柱状の部分の外周面と、口金３０の円筒部３６の内周面との間には、Ｏリング６０が配置されている。Ｏリング６０は、バルブ５０と口金３０との間で、既述した雄ねじと雌ねじとが螺合する位置よりも高圧ガスタンク１００の内部側の位置に配置される。なお、バルブ５０と口金３０との間には、Ｏリング６０に隣接して、Ｏリング６０よりも高圧ガスタンク１００の外部側の位置に、バックアップリング６２がさらに配置されている。

また、口金３０の円筒部３６の内部には、既述した雄ねじと雌ねじとが螺合する位置よりも高圧ガスタンク１００の外部側の位置において、バルブ５０との間に、微小な空間である空間３４が形成されている。この空間３４の一端は、上記雄ねじと雌ねじとが螺合して、口金３０の座面３２とバルブ５０とが密着することによって閉塞されている。すなわち、口金３０の座面３２と、バルブ５０における座面３２に接触する接触面との間は、後述するスリット３３が形成される箇所以外は、気密に接している。

このように空間３４がバルブ５０によって閉塞されることにより、高圧ガスタンク１００の外部から空間３４内への異物の侵入が抑えられる。空間３４内に侵入し得る異物としては、例えば、酸性やアルカリ性の溶液が挙げられる。このような異物が侵入すると、例えば、口金３０とバルブ５０とが螺合する箇所において、口金３０の内表面やバルブ５０の外表面が腐食する可能性があり、その結果、口金３０とバルブ５０との締結力が低下する可能性がある。本実施形態では、空間３４の閉塞により、このような不都合が抑えられている。

図３は、口金３０の円筒部３６の外観を、円筒部３６の先端部（座面３２）側から見た様子を表わす斜視図である。図３に示すように、口金３０の座面３２には、スリット３３が設けられている。スリット３３は、溝状の構造であり、座面３２の内周から外周に向かって直線状に連続して延びるように設けられている。スリット３３は、口金３０の内周面とバルブ５０の外周面との間の空間と、高圧ガスタンク１００の外部と、を連通させる連通孔を形成するための構造である。ここで、高圧ガスタンク１００の外部とは、単にライナ１０（タンク本体部）の外部であることではなく、ライナ１０および補強層２０に加えて、口金３０およびバルブ５０を備える高圧ガスタンク１００全体の外部を指す。口金３０の座面３２とバルブ５０との間においてスリット３３によって形成される連通孔を、以下、スリット連通孔とも呼ぶ。なお、スリット３３は、例えば、先端が微小なエンドミルを用いて溝加工する、あるいは、レーザーや電子ビームを用いて加工する、等の方法により形成することができる。

図４は、スリット３３が延びる方向に垂直な断面におけるスリット３３の様子を表わす断面図である。図４に示す断面の位置は、図３において４−４断面として示している。本実施形態のスリット３３は、図４に示すように、断面が三角形型（楔形）に形成されている。このようなスリット３３において、三角形型の頂点の角度（図４に示す角度θ）は、例えば、３０°〜１２０°とすることが好ましい。また、スリット３３の深さ（三角形の高さ）ｄは、例えば、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍとすることが好ましい。

図４では、スリット３３の断面を三角形型にしたが、他の形状、例えば断面を半円形にしてもよい。このような場合には、上記半円形の半径は、例えば、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍとすることが好ましい。

このように、スリット３３の深さは、例えば、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍとすることが好ましい。また、座面３２におけるスリット３３の開口の幅は、０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。そして、座面３２におけるスリット３３の開口の幅は、０．６ｍｍ以下が好ましい。ここで、スリットが大き過ぎると、スリット３３を介して外部から異物が侵入しやすくなる。異物が侵入すると、侵入した異物によって、既述したように、口金３０内部で口金３０やバルブ５０の表面が腐食したり、スリット連通孔が閉塞される可能性がある。また、水等の液体が浸入した場合には、低温条件下で凍結することにより、スリット連通孔が閉塞される可能性がある。スリットが小さすぎると、スリット連通孔を設けることによる効果が不十分になる可能性がある。そのため、異物侵入のリスクとスリット連通孔を設けることによる効果とを考慮して、上記範囲の大きさとなるように、スリット３３を設けることが望ましい。

また、図３に示すように、口金３０の円筒部３６の外周面には、高圧ガスタンク１００の外部から視認可能な箇所に、位置合わせマーク３９が設けられている。この位置合わせマーク３９は、高圧ガスタンク１００を設置する際に、高圧ガスタンク１００の向きを特定するための目印にするためのものである。具体的には、高圧ガスタンク１００を、高圧ガスタンク１００の軸線Ｏが水平方向に平行になるように配置する際に、スリット３３の配置箇所を、鉛直方向の最下点近傍にするための目印として用いるためのものである。本実施形態では、位置合わせマーク３９が鉛直方向の最上点となるように高圧ガスタンク１００を配置すると、スリットが所望の位置となるように、位置合わせマーク３９を設けている。

位置合わせマーク３９は、例えば、円筒部３６の外周面に対して特定形状のマークを刻印することにより形成すればよい。あるいは、位置合わせマーク３９は、上記のように円筒部３６の外周面に刻印する他、口金３０の外形形状を部分的に変更する（例えば、口金３０の外周面の特定箇所に平坦部を設ける、あるいは、口金３０の外周面の特定箇所に切り欠きを設ける）こととしてもよい。高圧ガスタンク１００の設置の際に、高圧ガスタンク１００の外部から視認可能であればよい。

図５は、高圧ガスタンク１００の軸線Ｏが水平方向に平行になるように、高圧ガスタンク１００を配置したときに、口金３０の円筒部３６を、座面３２側から見た様子を表わす説明図である。図５では、位置合わせマーク３９が鉛直方向の最上点となるように、高圧ガスタンク１００を配置している。図５では、座面３２の外周における鉛直方向の最上点Ｍｕと軸線Ｏとを結ぶ直線を、直線Ｌ１として示している。そして、座面３２において、スリット３３における外周側の端部３５と軸線Ｏとを結ぶ直線を、直線Ｌ２として示している。本実施形態では、座面３２において、端部３５は、軸線Ｏよりも鉛直方向下方に存在し、直線Ｌ１と直線Ｌ２とが成す鋭角側の角度は、３０°以下となっている。図５では、軸線Ｏを通ると共に、座面３２における鉛直方向の最下点Ｍｄを間に挟んで、直線Ｌ１との間で成す角度が３０°である２直線を、それぞれＬ３，Ｌ４として示している。直線Ｌ２は、直線Ｌ３，Ｌ４に挟まれて、最下点Ｍｄを含む領域を通過していればよい。直線Ｌ１は、課題を解決するための手段における「第３の直線」に相当し、直線Ｌ２は、課題を解決するための手段における「第４の直線」に相当する。なお、上記した座面３２の外周側の端部３５は、口金３０の外周面に形成されるスリット連通孔の開口部を形成する。以下の説明では、このようなスリット連通孔の開口部を、開口部３１と呼ぶ（後述する図６参照）。

図５に示す状態は、位置合わせマーク３９から、高圧ガスタンク１００の軸線Ｏに向かって軸線Ｏに垂直な方向に延ばす第１の直線と、口金３０の外周面側に形成されるスリット連通孔の開口部３１から軸線Ｏに向かって軸線Ｏに垂直な方向に延ばす第２の直線とを、軸線Ｏ方向から見たときに、第１の直線と第２の直線とが成す鋭角側の角度が、３０°以下である、と言い換えることができる。上記第１の直線は、直線Ｌ１に対応し、上記第２の直線は、直線Ｌ２に対応する。

Ｃ．高圧ガスタンクの移動体への搭載：
図６は、本発明の実施形態の高圧ガスタンク１００を搭載した燃料電池車両である車両７０の概略構成を示す説明図である。車両７０は、駆動燃料を貯蔵する燃料タンクとして、圧縮水素が貯蔵された高圧ガスタンク１００を搭載している。そして、高圧ガスタンク１００の水素を用いて燃料電池７５が発電した電力を、図示しないモータに供給して、車両の駆動力を得る。なお、燃料電池７５を含む燃料電池システムにおいて、燃料電池７５に対する水素供給に関する部位以外の部位については、図示および説明を省略する。

車両７０は、車室ＶＩの床を構成するフロアパネル１１０の下方に燃料電池７５を搭載する。燃料電池７５と高圧ガスタンク１００との間には、燃料電池７５内部の水素流路と、高圧ガスタンク１００のバルブ５０と、を接続する水素供給路７６が設けられている。なお、車室ＶＩは、課題を解決するための手段における「室内部分」に相当する。

車両７０において、高圧ガスタンク１００は、高圧ガスタンク１００の軸線Ｏが水平方向に平行になるように配置されている。そして、高圧ガスタンク１００は、口金３０の外周面に設けられた位置合わせマーク３９が鉛直方向の最上点となるように配置されている。位置合わせマーク３９とスリット３３（口金３０の外周面側に形成されるスリット連通孔の開口部３１）とは、図５に示す位置関係にあるため、口金３０におけるスリット連通孔の開口部３１は、鉛直方向の最下点近傍に位置している。なお、車両７０が搭載する高圧ガスタンク１００の数は、１本ではなく、任意の複数とすることができる。この場合にも、各々の高圧ガスタンク１００において、位置合わせマーク３９、および、口金３０におけるスリット連通孔の開口部３１（スリット３３における外周側の端部３５）の配置を、図５および図６に示す配置にすることが好ましい。

以上のように構成された本実施形態の高圧ガスタンク１００には、口金３０の座面３２において、口金３０とバルブ５０の間の空間と、高圧ガスタンク１００の外部と、を連通させるスリット連通孔を形成するスリット３３が設けられている。そのため、口金３０内に形成される空間３４（図２参照）およびこれに連続する空間内における圧力上昇を抑えることができる。すなわち、Ｏリング６０を介して高圧ガスタンク１００内部の水素が空間３４側に漏れ出すことがあっても、漏れ出した水素を、スリット連通孔を介して高圧ガスタンク１００の外部へと排出させることができる。その結果、空間３４内の圧力が、ライナ１０の内部圧力（以下、「タンク内圧力」とも呼ぶ）を超える（以下、圧力の逆転現象とも呼ぶ）ことを抑え、圧力の逆転現象に起因して、Ｏリング６０におけるシール性が低下することを抑えることができる。

図７は、Ｏリング６０が配置された箇所の近傍の様子を拡大して示す説明図である。図７では、空間３４内の圧力をＰ１、タンク内圧力をＰ２として示している。本実施形態のＯリング６０は、タンク内圧力Ｐ２の方が空間３４内の圧力Ｐ１よりも高いときには、タンク内圧力Ｐ２によってＯリング６０がバックアップリング６２側に潰れることによって、充分なシール性が発揮されるように作製されている。すなわち、バックアップリング６２は、タンク内圧力Ｐ２を受けて潰れるＯリング６０を支えて、Ｏリング６０が配置されるリング溝３７からのＯリング６０の脱落を抑制する機能を有する。

これに対して、Ｏリング６０を介して空間３４側に水素が漏れ出して空間３４内の圧力Ｐ１が上昇し、タンク内圧力Ｐ２よりも高くなると、Ｏリング６０は、バックアップリング６２に支えられていない側に潰れる（変形する）ため、リング溝３７からＯリング６０が脱落し得る。その結果、Ｏリング６０におけるシール性が低下する。このような、Ｏリング６０における望ましくない変形に起因するシール性の低下は、一旦発生すると、その後、高圧ガスタンク１００への水素の充填等により圧力の逆転現象が解消しても、通常は元に戻り難い。本実施形態では、座面３２にスリット３３を設けることにより、Ｏリング６０を介して漏れ出した水素を、空間３４内に蓄積させることなく排出させ、圧力の逆転現象の発生を抑えることができる。

なお、図７とは異なり、Ｏリング６０に隣接して、バックアップリング６２とは異なる側（高圧ガスタンク１００の内部側）にも、他のバックアップリングを配置する構成も考えられる。このような構成とすれば、上記他のバックアップリングによって、圧力の逆転現象に起因するＯリング６０におけるシール性の低下を抑える効果が期待できる。しかしながら、このような構成とすると、通常のＰ１＜Ｐ２の状態のときには、上記他のバックアップリングによって、Ｏリング６０がバックアップリング６２側に押しつけられることになる。このとき、所望のシール性が得られるようにＯリング６０を押圧可能となる形状に、上記他のバックアップリングを加工するには、困難を伴う。また、この場合には、比較的高価なバックアップリングの部品点数が増加するため、コスト増につながる。本実施形態によれば、部品点数の増加を抑えつつ、溝加工等の簡便かつ安価に実施可能な加工によってスリット３３を形成することで、口金３０内の望ましくない圧力上昇を、高い信頼性で抑制可能になる。なお、部品点数の増加等が許容できる場合には、本実施形態において、上記他のバックアップリングをさらに用いることも可能である。

また、空間３４内の圧力Ｐ１の上昇を抑える方法として、座面３２あるいはバルブ５０における座面３２に接触する接触面の少なくとも一方に、例えば粗面加工を施して、Ｏリング６０を介して漏れ出す水素量に見合った量の水素を、座面３２全体を介して外部に排出可能にする方法も考えられる。しかしながら、表面加工を施す上記表面において表面粗さの程度を大きくし過ぎると、座面３２とバルブ５０との間の隙間を介した口金３０内への異物侵入の問題が生じ得る。また、異物の侵入を抑えるために充分に細かい粗面加工を施す場合には、所望のガス流通性を実現可能となるように均一に粗面加工を施すことには技術的な困難が伴う。本実施形態によれば、粗面加工に比べて遙かに容易かつ安価な溝加工等によってスリット３３を形成することにより、口金３０内の望ましくない圧力上昇を、高い信頼性で抑制可能になる。

また、本実施形態の高圧ガスタンク１００によれば、バルブ５０は、図２に示すように、口金３０の座面３２全体を覆って、座面３２の外周からはみ出すように配置されている。そのため、スリット連通孔の開口部３１がバルブ５０の影になることにより、スリット連通孔内への異物の侵入が抑制される。なお、バルブ５０は、必ずしも座面３２の外周全体からはみ出す必要はないが、座面３２の外周において、少なくとも、スリット連通孔の開口部３１と重なる領域ではみ出すことが望ましい。

なお、口金３０内の空間３４と高圧ガスタンク１００の外部とを連通させる連通路を形成する方法として、口金３０の内部を貫通する連通孔を形成する方法も考えられる。しかしながら、このような貫通孔の形成は加工が困難である。また、口金３０の内部を貫通する連通孔の外表面側の開口部は、本実施形態のようにバルブ５０の影になることなく、高圧ガスタンクの外部に露出することになるため、異物が侵入する可能性が高まる。本実施形態によれば、貫通孔の形成に比べて遙かに容易かつ安価な溝加工等によって、座面３２にスリット３３を形成することにより、異物の侵入を抑えつつ、口金３０内の望ましくない圧力上昇を、高い信頼性で抑制可能になる。

さらに、本実施形態の高圧ガスタンク１００では、位置合わせマーク３９とスリット３３とは、図５に示す位置関係を満たす。すなわち、位置合わせマーク３９を鉛直方向の最上点としたときに、座面３２において、鉛直方向の最上点Ｍｕと軸線Ｏとを結ぶ直線Ｌ１と、スリット３３における外周側の端部３５と軸線Ｏとを結ぶ直線Ｌ２と、が成す鋭角側の角度は、３０°以下となっている。そして、車両７０において、位置合わせマーク３９が鉛直方向最上点となるように、高圧ガスタンク１００を配置している。そのため、スリット連通孔の開口部３１と車室ＶＩとの間の距離をより長く確保することができ、スリット連通孔の開口部３１を介して高圧ガスタンク１００の外部へと水素が排出されるときに、水素が車室ＶＩ内に到達する前に、容易に拡散させることが可能になる。したがって、開口部３１から排出された水素が、フロアパネル１１０の隙間などを経由して車室ＶＩ内へと侵入することを、抑制可能となる。なお、車室ＶＩへの水素の侵入を抑える観点からは、直線Ｌ１と直線Ｌ２とが成す鋭角側の角度は小さいほど良く、両者が重なる（端部３５が最下点となる）ことが最も望ましい。

実施形態では、高圧ガスタンク１００の外部から視認可能な位置に位置合わせマーク３９を設けて、位置合わせマーク３９を鉛直方向の最上点になるように高圧ガスタンク１００を配置することによって、スリット３３を位置合わせしたが、異なる構成としてもよい。例えば、口金３０に設けた位置合わせマーク３９を用いる以外の方法によって、高圧ガスタンク１００の位置合わせを行なってもよい。図５に基づいて説明したように、スリット３３の端部３５が鉛直方向最下点近傍になるように高圧ガスタンク１００を配置するならば、実施例と同様の効果が得られる。

Ｄ．変形例：
・変形例１（スリットの変形）：
上記実施形態では、スリット連通孔の開口部３１は、位置合わせマーク３９を鉛直方向の最上点に配置したときに、軸線Ｏよりも鉛直方向下方に存在することとしたが、異なる構成としてもよい。例えば、位置合わせマーク３９を鉛直方向最下点に配置したときに、スリット連通孔の開口部３１が軸線Ｏよりも鉛直方向下方に存在することとしてもよい。このような場合であっても、位置合わせマーク３９から、高圧ガスタンク１００の軸線Ｏに向かって軸線Ｏに垂直な方向に延ばす第１の直線（直線Ｌ１に相当）と、口金３０の外周面側に形成されるスリット連通孔の開口部３１から軸線Ｏに向かって軸線Ｏに垂直な方向に延ばす第２の直線（直線Ｌ２に相当）とを、軸線Ｏ方向から見たときに、第１の直線と第２の直線とが成す鋭角側の角度が、３０°以下であればよい。このような場合には、位置合わせマーク３９が鉛直方向最下点となるように高圧ガスタンク１００を配置することで、実施形態と同様の効果が得られる。

上記実施形態では、スリット３３は、座面３２の内周と外周とを結ぶ直線状に形成されているが、異なる構成としてもよい。例えば、スリット３３は、途中に曲線部等を有していてもよい。ただし、スリット連通孔の圧損を低減する観点からは、スリットは、直線状に形成することが望ましい。

上記実施形態では、スリット３３を１つのみ設けたが、複数設けることとしてもよい。スリットを複数設ける場合には、スリットの一つが閉塞しても、他のスリットによって口金内から水素を排出させることができるため、Ｏリング６０によるシール性の信頼性をより高めることができる。これに対して、スリットの数を増やすと、座面３２とバルブ５０との接触部分の面積が減少するため、バルブ５０を口金３０に組み付ける際に口金３０が変形し易くなる、あるいは、組み付けたバルブ５０と口金３０の間が緩みやすくなる、等の可能性がある。また，スリットの数を増やすと、加工コストが上昇する。スリットの数を増やすことによる上記影響を考慮して、スリットの数を適宜設定すればよい。なお、スリットを複数設ける場合にも、これらのスリットの位置は、鉛直方向最下点近傍になること、すなわち、図５に基づいて説明した位置関係を満たすことが望ましい。

上記実施形態では、スリット３３は口金３０の座面３２に設けたが、異なる構成としてもよい。座面３２に代えて、あるいは、座面３２に加えて、バルブ５０における座面３２との接触面にスリットを設けてもよい。座面３２と、バルブ５０における座面３２に接触する接触面と、の少なくとも一方において、口金３０内の空間３４と、高圧ガスタンク１００の外部と、を連通させる連通孔を形成するスリットが設けられていればよい。

・変形例２：
上記実施形態では、口金３０の座面３２およびバルブ５０の接触面は、高圧ガスタンク１００の軸線Ｏに垂直に形成したが、異なる構成としてもよい、上記座面３２および接触面が、軸線Ｏに対して垂直ではない場合であっても、スリット連通孔の開口部３１を含み軸線Ｏに垂直な高圧ガスタンク１００の断面において、この断面の外周における鉛直方向の最上点（図５のＭｕに相当）と軸線Ｏとを結ぶ直線（直線Ｌ１に相当）と、スリット連通孔の開口部３１と軸線Ｏとを結ぶ直線（直線Ｌ２に相当）と、が成す鋭角側の角度が、３０°以下であればよい。

・変形例３：
上記実施形態では、高圧ガスタンク１００の軸線Ｏが水平方向に平行になるように高圧ガスタンク１００を配置すると共に、このとき、スリット連通孔の開口部３１が、鉛直方向最下点近傍になるようにスリット３３を形成したが、異なる構成としてもよい。異なる配置とする場合であっても、スリットを設けることにより、空間３４における圧力Ｐ１の上昇を抑え、Ｏリング６０におけるシール性の低下を抑える同様の効果が得られる。

・変形例４：
上記実施形態では、口金３０の内周面とバルブ５０の外周面との間の隙間をシールするシール部材としてＯリング６０を用いたが、異なる構成としてもよい。例えば、Ｏリング以外の形状の種々のガスケットを用いることができる。

・変形例５：
上記実施形態では、高圧ガスタンク１００は、圧縮水素を貯蔵することとしたが異なる構成としてもよい。水素以外の高圧ガスを貯蔵する高圧ガスタンクにおいても、本願発明を適用することにより同様の効果が得られる。

・変形例６：
上記実施形態では、高圧ガスタンク１００を、燃料電池７５を備える車両７０に搭載したが、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されて、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く、同様の効果が得られる。このとき、さらに、図５で説明したようにスリット連通孔の開口部が鉛直方向最下点近傍になるように配置するならば、高圧ガスタンクの設置箇所の上方の空間に対するスリット連通孔の開口部からの距離を確保して、スリットから漏れ出したガスが上記空間に対して与える影響を抑えることができる。

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例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、実施例、変形例中の技術的特徴は、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。

１０…ライナ
２０…補強層
３０…口金
３１…開口部
３２…座面
３３…スリット
３４…空間
３５…端部
３６…円筒部
３７…リング溝
３８…鍔部
３９…位置合わせマーク
４０…口金
５０…バルブ
６０…Ｏリング
６２…バックアップリング
７０…車両
７５…燃料電池
７６…水素供給路
１００…高圧ガスタンク
１１０…フロアパネル

Claims (4)

1. 高圧ガスタンクであって、
   ガスを貯蔵する空間が内部に形成されたタンク本体部と、
   前記タンク本体部の開口部に取り付けられた口金と、
   前記口金の開口部に取り付けられて前記タンク本体部へのガス給排口を開閉するバルブであって、該バルブの一部が前記口金の開口部から前記口金の内部に挿入されていると共に、前記口金の開口部を形成する前記口金の端部の面である座面に接する接触面を有するバルブと、
   前記バルブにおける前記口金の開口部の内部に挿入されている部位の外周面と、前記口金の内周面との間に配置されるシール部材と、
   を備え、
   前記口金の前記座面および前記バルブの前記接触面の少なくとも一方において、前記口金と前記バルブとの間の空間と、前記高圧ガスタンクの外部と、を連通させる連通孔を形成するスリットが設けられている
   高圧ガスタンク。
2. 請求項１に記載の高圧ガスタンクであって、
   前記バルブは、前記口金の前記座面を覆って、前記座面の外周からはみ出すように配置されている
   高圧ガスタンク。
3. 請求項１または請求項２に記載の高圧ガスタンクであって、
   前記口金は、該口金の外周面に、前記高圧ガスタンクの外部から視認可能な位置合わせマークを有しており、
   前記位置合わせマークから、前記高圧ガスタンクの軸線に向かって前記軸線に垂直な方向に延ばす第１の直線と、前記口金の外周面側に形成される前記連通孔の開口部から、前記軸線に向かって前記軸線に垂直な方向に延ばす第２の直線とを、前記軸線が延びる方向から見たときに、前記第１の直線と前記第２の直線とが成す鋭角側の角度は、３０°以下である
   高圧ガスタンク。
4. 駆動燃料を貯蔵する燃料タンクとして、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の高圧ガスタンクを搭載する移動体であって、
   前記高圧ガスタンクは、前記移動体における室内部分に対して下方の位置で、前記高圧ガスタンクの軸線が水平方向に平行になるように配置されており、
   前記口金の外周面側に形成される前記連通孔の開口部を含み前記軸線に垂直な前記高圧ガスタンクの断面において、
   前記連通孔の開口部は、前記軸線よりも鉛直方向下方に存在し、
   前記断面の外周における鉛直方向の最上点と前記軸線とを結ぶ第３の直線と、前記連通孔の開口部と前記軸線とを結ぶ第４の直線と、が成す鋭角側の角度は、３０°以下である
   移動体。

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