WO2012029166A1 - 損傷検知システムおよび車両 - Google Patents

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WO2012029166A1
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pressure vessel
damage detection
harness
vehicle
damage
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洋樹 矢橋
石戸谷　尽生
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トヨタ自動車株式会社
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/063—Arrangement of tanks
    • B60K15/067—Mounting of tanks
    • B60K15/07—Mounting of tanks of gas tanks
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    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/1624—Destructible or deformable element controlled
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7723—Safety cut-off requiring reset

Definitions

  • the present invention relates to a damage detection system and a vehicle, and more particularly to a damage detection system for detecting damage to a pressure vessel that can compress and store a fluid, and a vehicle equipped with the pressure vessel.
  • a pressure vessel such as a high-pressure tank filled with a gas substance compressed at a high pressure at normal temperature and normal pressure such as natural gas or hydrogen gas
  • a vehicle such as a natural gas vehicle or a fuel cell vehicle is equipped with a pressure vessel in which a pressure is applied to a natural gas or hydrogen gas used as a fuel to be filled and stored.
  • pressure vessels mounted on vehicles are desired to be reduced in weight in order to improve fuel consumption.
  • fiber reinforced plastics such as carbon fiber reinforced plastic (CFRP) and glass fiber reinforced plastic (GFRP) are used.
  • a pressure vessel made of (FRP) is suitably employed.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2005-066944 discloses that the harness is damaged before the gas pipe is damaged, so that the solenoid is de-energized and the electromagnetic valve provided at the end of the hydrogen gas tank is closed. It is described that gas leakage at the time of collision is prevented.
  • a pressure vessel When a pressure vessel is mounted on a vehicle, it has been placed in places where impact from the outside, such as impact, is relatively small, such as the rear and center of the vehicle, but in recent years it has been necessary to increase the filling amount per unit volume.
  • the pressure resistance of the pressure vessel has been improved due to its characteristics, and the impact resistance has been improved accordingly.
  • the lower or bottom part of the vehicle can It may be desirable to install in
  • Patent Document 1 even when a pressure vessel such as a hydrogen gas tank is damaged due to an impact from below the vehicle due to road surface interference or the like, an electrical failure or damage occurs in the electromagnetic valve or harness. If not, it can be energized to open the valve, and hydrogen gas may leak from the pressure vessel. Even if hydrogen gas leakage can be avoided, when the electromagnetic valve is opened and the gas is refilled, the leakage from the damaged hydrogen gas tank does not allow sufficient compression and the desired amount is filled. It could be impossible.
  • An object of the present invention is to detect or predict damage to a pressure vessel caused by an impact such as interference from the bottom side of the pressure vessel with a simple configuration.
  • a damage detection system is provided at one end portion of a pressure vessel, and is extended so that at least a part thereof is along at least a part of the bottom surface of the pressure vessel, which is operated by supplied electric power.
  • the vehicle according to the present invention is provided at one end portion of the pressure vessel, and is extended so that at least a part thereof is along at least a part of the bottom surface of the pressure vessel, which is operated by supplied electric power.
  • it is a figure for demonstrating the outline of a structure of a vehicle provided with a pressure vessel.
  • it is a figure for demonstrating the outline of a structure of a vehicle provided with a pressure vessel.
  • it is a figure for demonstrating the mode of the damage detection in the vehicle provided with a pressure vessel.
  • it is a figure for demonstrating the outline of a structure of a damage detection apparatus.
  • it is a figure for demonstrating the outline of a structure of a vehicle provided with a pressure vessel. In other embodiment of this invention, it is a figure for demonstrating an example of operation
  • a pressure vessel 10 illustrated in FIG. 1 includes a hollow liner 12 and a fiber reinforced resin layer (FRP layer) 14 that covers an outer peripheral portion of the liner 12.
  • the end of the pressure vessel 10 also has at least one base part 16.
  • the base portion 16 is configured to be connectable with a valve not shown here, and the flow of the high-pressure fluid into and out of the pressure vessel 10 can be controlled by opening and closing the valve.
  • the liner 12 is configured by adding an elastomer, if necessary, to a thermoplastic resin having high gas barrier properties such as nylon resin such as 6-nylon and 6,6-nylon, and polypropylene resin.
  • the fiber reinforced resin layer 14 is made of a fiber bundle (filament) made of, for example, glass fiber, carbon fiber, Kevlar fiber, etc., which is a bundle of a plurality of long and continuous thread-like fibers.
  • a so-called prepreg fiber impregnated with a resin solution containing a resin, dried and / or semi-cured as necessary, is wound around the outer peripheral surface of the liner 12, and then the resin solution is cured.
  • the thickness of the fiber or fiber bundle constituting the fiber reinforced resin layer 14 or the number of windings of the prepreg fiber is adjusted to adjust the thickness of the fiber reinforced resin layer 14 By doing so, the pressure resistance and impact resistance of the pressure vessel 10 and other design strengths can be made desired.
  • FIG. 2A shows an example of a vehicle 100 according to an embodiment of the present invention, in which pressure vessels 10a and 10b corresponding to the pressure vessel 10 shown in FIG. 1 are mounted.
  • the upper diagram is a top view of the vehicle 100
  • the lower diagram is a side view of the vehicle 100 from the left side.
  • the pressure vessels 10a and 10b are arranged in parallel near the back surface 22 of the vehicle 100 so that the longitudinal direction is the side surface direction of the vehicle 100 and substantially parallel to the horizontal plane.
  • the power source 24 is disposed closer to the front surface 20 than the pressure vessels 10a and 10b.
  • An electromagnetic valve that opens and closes according to the presence or absence of an electric current at one end in the longitudinal direction of the pressure vessels 10a and 10b, more specifically, in the portion corresponding to the opening of the base portion 16 in the pressure vessel 10 illustrated in FIG. 18a and 18b are provided.
  • the bottom part of pressure vessel 10a, 10b is equipped with the damage detection part 28a, 28b which each detects the damage from the downward direction of the pressure vessel 10a, 10b accompanying the road surface interference etc., for example.
  • the power source 24 may be any power supply source that can supply power to the electromagnetic valves 18a and 18b, and may be, for example, a secondary battery or a capacitor. Not exclusively. Further, the solenoid valves 18a and 18b are opened by energization by the action of a built-in solenoid and closed by deenergization so that the flow of fluid inside and outside the pressure vessels 10a and 10b can be controlled. Can be configured.
  • FIG. 2B is a rear view of the vehicle 100 shown in FIG. 2A from the rear 22 side.
  • a harness 26 including one or a plurality of wirings for electrically connecting the power supply 24 and the electromagnetic valve 18a is extended along at least a part of the bottom of the pressure vessel 10a.
  • the harness 26 is configured to include a power source side harness 26a and a solenoid valve side harness 26b, and is electrically connected via a damage detection unit 28a at a substantially central portion of the bottom of the pressure vessel 10a.
  • FIG. 2B only the pressure vessel 10a arranged in the rear of the vehicle 100 and the vicinity thereof are shown, but the pressure vessel 10b and the vicinity thereof may be the same as the arrangement of the pressure vessel 10a and the vicinity thereof. .
  • the harness 26 on the pressure vessel 10 a side and the harness 26 on the pressure vessel 10 b side are generally arranged in parallel to the power supply 24.
  • a part of the power supply side harness 26a may be shared between the pressure vessel 10a side and the pressure vessel 10b side, but may be arranged independently of each other.
  • the power source 24 and the electromagnetic valves 18a and 18b are arranged at the central portions of the pressure vessels 10a and 10b. It is arranged on the opposite side across.
  • the power source 24 is illustrated on the right side of the vehicle 100, and the solenoid valves 18a and 18b are illustrated on the left side of the vehicle 100, respectively.
  • the arrangement of the power supply 24 and the electromagnetic valves 18a and 18b is not limited to the illustrated one.
  • the power supply 24 is arranged on the left side of the vehicle 100 and the electromagnetic valves 18a and 18b are arranged on the right side of the vehicle 100. You may let them.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of the configuration of the damage detection device 28 that can be arranged as the damage detection unit 28a or 28b at the bottom of the pressure vessel 10a or 10b in the vehicle 100 shown in FIGS. 2A and 2B.
  • the upper diagram corresponds to a top view of the damage detection device 28, and the lower diagram corresponds to a rear view from the rear 22 side of the vehicle 100 in which the damage detection device 28 is disposed. .
  • FIG. 3 by inserting the distal end portion of the electromagnetic valve side connector 32 provided at the end of the electromagnetic valve side harness 26b into the power supply side connector 30 provided at the end of the power supply side harness 26a, Configured to connect to.
  • the pin 34 is inserted into an opening penetrating the power supply side connector 30 and the solenoid valve side connector 32 in a substantially vertical direction, so that the electrically connected power supply side connector 30 and the solenoid valve side connector 32 can be easily dropped during normal operation. It is fixed not to.
  • the pin 34 is in contact with a pressure receiving portion 38 provided below, and the pressure receiving portion 38 is bonded or fixed to the power supply side connector 30 via the fragile layer 36.
  • the pin 34 and the pressure receiving portion 38 may be fixed or not fixed as long as they are arranged so as to contact at least.
  • an appropriate shape and / or configuration can be adopted as necessary.
  • the pin 34 when an excessive pressing force is received from below the pressure receiving portion 38, the pin 34 is once pushed up, the fragile layer 36 is deformed, and at least a part thereof is broken and / or dropped. To do. That is, the fragile layer 36 corresponds to a “deformed portion”.
  • the pressure receiving portion 38 is dropped from the power supply side connector 30, and the pin 34 that has lost support by the pressure receiving portion 38 is also dropped.
  • the pin 34 falls off, the electrical connection between the power supply side connector 30 and the solenoid valve side connector 32 is disconnected, and the electrical connection between the power supply 24 side and the solenoid valve 18a or 18b side is released.
  • the damage detection unit 28b disposed at the bottom of the pressure vessel 10b detects or predicts damage to the pressure vessel 10b.
  • the electrical connection between the power source 24 and the pressure vessel 10b is released.
  • the power supply from the power source side to the electromagnetic valve can be forcibly stopped. For this reason, the leakage of the fluid from the pressure vessel to the outside can be effectively prevented.
  • it is impossible to energize the solenoid valve from the power source so that it is possible to prevent the high pressure fluid from being accidentally filled into the pressure vessel. .
  • the pin 34 may be inserted into the openings of the power supply side connector 30 and the solenoid valve side connector 32 and can fix the power supply side connector 30 and the solenoid valve side connector 32.
  • stainless steel, aluminum, aluminum alloy or the like having a diameter of about 1 to 2 mm can be suitably used as the pin 34, but is not limited thereto.
  • the fragile layer 36 only needs to be able to bond or fix the power supply side connector 30 and the pressure receiving portion 38, and is formed to have a thickness of about 1 to 2 mm, for example.
  • the present invention is not limited to this, and can be appropriately set according to the desired physical strength and the shape of the pressure receiving portion 38.
  • the pressure receiving portion 38 in order to appropriately transmit the pressing force received by the pressure receiving portion 38 to the pin 34 and the fragile layer 36, it is preferable that the pressure receiving portion 38 has high rigidity and low elasticity.
  • stainless steel, low alloy steel, and the like can be preferably used, but are not limited thereto.
  • FIG. 5A shows an example of a vehicle 200 according to another embodiment of the present invention, in which pressure vessels 10a and 10b corresponding to the pressure vessel 10 shown in FIG. 1 are mounted.
  • the upper diagram is a top view of the vehicle 200
  • the lower diagram is a side view of the vehicle 200 from the left side.
  • the vehicle 200 shown in FIG. 5A has substantially the same configuration as the vehicle 100 shown in FIG. 2A except that the damage detection units 44a and 44b are provided in place of the damage detection units 28a and 28b.
  • FIG. 5B is a rear view of the vehicle 100 shown in FIG. 5A from the rear 22 side. At least a part of a harness 26 including one or a plurality of wirings for electrically connecting the power supply 24 and the electromagnetic valve 18a is extended along at least a part of the bottom of the pressure vessel 10a. Moreover, the damage detection part 44a is arrange
  • FIG. 6A is a diagram illustrating an outline of the configuration of the damage detection device 44 that can be disposed as the damage detection unit 44a or 44b at the bottom of the pressure vessel 10a or 10b in the vehicle 200 shown in FIGS. 5A and 5B.
  • FIG. 6A corresponds to a side view of the vehicle 200 from the left side.
  • the damage detection device 44 shown in FIG. 6A includes a fixing portion 46 that is fixed to the outside of the pressure vessel 10 by an adhesive or other appropriate method, and a pressure receiving portion 48 that receives a pressing force from below the pressure vessel 10. Is provided. Further, the damage detection device 44 is provided with an upper blade 50 and a lower blade 52 projecting at the ends thereof, and the harness 26 is disposed therebetween.
  • the damage detection device 44 when an excessive pressing force is received from below the pressure receiving portion 48, the damage detection device 44 is deformed so that the lower blade 52 is pushed up together with the pressure receiving portion 48, and the upper blade 50 and There is no space for housing the harness 26 between the lower blade 52 and the harness 26 is cut and disconnected at the portion of the lower blade 52 pushed up (see FIG. 6B). That is, the damage detection device 44, more specifically, the lower blade 52 pushed up together with the pressure receiving portion 48 corresponds to the “deformed portion”. By damaging or fixing the damage detection device 44 having such a configuration to the bottom of the pressure vessel, it is possible to easily detect damage based on the pressing force received from below the pressure vessel.
  • the damage detection unit 44b disposed at the bottom of the pressure vessel 10b detects or predicts damage to the pressure vessel 10b.
  • the electrical connection between the power source 24 and the pressure vessel 10b is released.
  • the power supply from the power source side to the solenoid valve can be forcibly stopped.
  • the leakage of fluid from the outside to the outside can be effectively prevented.
  • it is impossible to energize the solenoid valve from the power source so that it is possible to prevent the high pressure fluid from being accidentally filled into the pressure vessel. .
  • FIG. 8A a method for manufacturing a damage detection device 44 using a metal flat plate 54 as illustrated in FIG. 8A will be described.
  • the flat plate 54 shown in FIG. 8A for example, stainless steel having a thickness of about 1 to 2 mm, carbon steel, other steels, low alloy steels, and the like can be preferably used. It can set suitably according to thickness and intensity
  • the portion indicated by the solid line 56 in the flat plate 54 is cut.
  • the portion indicated by the broken line 58 is bent at a substantially right angle in the forward direction.
  • the bent portions are upper blades 50a, 50b, 50c,... 50z and lower blades 52a, 52b, 52c,.
  • the damage detection device 44 as shown in FIG. 8B can be manufactured.
  • the phases of the tip portions of the upper blade 50 and the lower blade 52 are shifted by the thickness of the blade, that is, the thickness of the flat plate 54 as a material
  • the harness 26 can be broken or collapsed by moving the side surfaces of the upper blade 50 and the lower blade 52 relative to each other to disconnect the internal wiring.
  • the upper blades 50a, 50b, 50c,... 50z and the lower blades 52a, 52b, 52c,. 48 can be appropriately set.
  • the damage detection system is capable of being damaged based on an input of a pressing force from the bottom surface side of the pressure vessel due to, for example, an arrangement mode such as being mounted on a lower portion or a bottom portion of a vehicle. Can be applied.
  • the pressure vessel is not limited to, for example, one made of FRP, but may be made of steel, for example, but when mounted on a vehicle, a pressure vessel made of FRP is preferable.
  • the fluid filled in the pressure vessel is not limited to natural gas or hydrogen, and may be nitrogen or oxygen, for example.
  • the vehicle according to the embodiment of the present invention may include any vehicle such as a motorcycle, a bicycle, and a train that can be mounted with a pressure vessel at the bottom or bottom of the vehicle.
  • the vehicle of the present embodiment can be suitably applied to an automobile such as a natural gas automobile or a fuel cell automobile, in which interference between the bottom of the pressure vessel and the road surface may occur depending on the arrangement of the pressure vessel.

Abstract

　損傷検知システムは、圧力容器１０ａの一方端部に設けられ、供給される電力により動作する電磁弁１８ａと、少なくとも一部が圧力容器１０ａの底面の少なくとも一部に沿うように延設される、電磁弁１８ａに電力を供給するためのハーネス２６と、圧力容器１０ａの底面側からの押圧力の入力に基づいて圧力容器１０ａの損傷を検知する損傷検知部２８ａと、を備える。

Description

損傷検知システムおよび車両
　本発明は、損傷検知システムおよび車両に関し、特に、流体を圧縮して貯留し得る圧力容器の損傷を検知する損傷検知システム、および該圧力容器を搭載する車両に関する。
　一般に、天然ガスや水素ガスなどの常温常圧では気体の物質を高圧で圧縮し、充填した高圧タンクなどの圧力容器が知られている。天然ガス自動車や燃料電池自動車などの車両には、燃料となる天然ガスや水素ガスなどに圧力を付加して充填し、貯留した圧力容器が搭載される。車両に搭載する圧力容器には、一般に、燃費の向上などのために軽量化が望まれており、このため、例えば炭素繊維強化プラスティック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスティック（ＧＦＲＰ）などの繊維強化プラスティック（ＦＲＰ）製の圧力容器が好適に採用されている。
　特開２００５－０６９４５４号公報には、ガス配管の損傷より先にハーネスを損傷させることにより、ソレノイドへの通電を切断し、水素ガスタンクの端部に設けられた電磁式バルブを閉弁し、車両衝突時のガス漏洩を防止することが記載されている。
　圧力容器を車両に搭載する場合には、例えば車両後部や中央部など、衝撃などの外部からの影響が比較的少ない箇所に配置されていたが、近年、単位容積あたりの充填量を上昇させる必要性から圧力容器の耐圧性が向上し、これに伴い耐衝撃性も向上したこと、また、搭乗空間または積載容積の確保の要請などの点から、車両の形状や用途によっては車両の下部または底部に搭載することが望ましい場合もある。
　車両の下部または底部に圧力容器を搭載した場合であっても、通常の走行では不具合は発生しないが、例えば未舗装路などの路面の凹凸が著しい悪路や、石などの障害物上を車両が通過すると、路面または障害物と車両の下部または底部とが干渉し、干渉部分に損傷を受ける場合がある。このとき、圧力容器に許容限度を超えた損傷を受けた場合には、速やかにその損傷を検知しかつ／または圧力容器からの流体の漏出を回避することが要求される。
特開２００５－０６９４５４号公報
　しかしながら、上述した特許文献１の技術では、路面干渉などによる車両下方からの衝撃により水素ガスタンク等の圧力容器が破損した場合であっても、電磁式バルブやハーネスに電気的故障や破損が発生していなければ、通電されて開弁状態となり得るため、該圧力容器内から水素ガスが漏洩するおそれがある。また、水素ガスの漏洩を回避できた場合であっても、電磁式バルブを開弁しガスを再充填する場合に、破損した水素ガスタンクからの漏洩により圧縮が十分に行えず、所望量が充填できない場合もあり得た。
　本発明の目的は、圧力容器の底部側からの干渉等の衝撃に起因する圧力容器の損傷を簡易な構成で検知または予知することである。
　本発明に係る損傷検知システムは、圧力容器の一方端部に設けられ、供給される電力により動作する電磁弁と、少なくとも一部が前記圧力容器の底面の少なくとも一部に沿うように延設される、前記電磁弁に電力を供給するためのハーネスと、前記圧力容器の底面側からの押圧力の入力に基づいて前記圧力容器の損傷を検知する損傷検知部と、を備える。
　本発明に係る車両は、圧力容器の一方端部に設けられ、供給される電力により動作する電磁弁と、少なくとも一部が前記圧力容器の底面の少なくとも一部に沿うように延設される、前記電磁弁に電力を供給するためのハーネスと、前記圧力容器の底面側からの押圧力の入力に基づいて前記圧力容器の損傷を検知する損傷検知部と、を備える。
圧力容器の構成の概略を示す部分断面図である。 本発明の実施の形態において、圧力容器を備える車両の構成の概略を説明するための図である。 本発明の実施の形態において、圧力容器を備える車両の構成の概略を説明するための図である。 本発明の実施の形態において、圧力容器を備える車両における損傷検知の様子について説明するための図である。 本発明の実施の形態において、損傷検知装置の構成の概略について説明するための図である。 本発明の他の実施の形態において、圧力容器を備える車両の構成の概略を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態において、圧力容器を備える車両の構成の概略を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態において、損傷検知装置の動作の一例について説明するための図である。 本発明の他の実施の形態において、損傷検知装置の動作の一例について説明するための図である。 本発明の他の実施の形態において、損傷検知装置の動作の一例について説明するための図である。 本発明の他の実施の形態において、圧力容器を備える車両における損傷検知の様子について説明するための図である。 本発明の他の実施の形態において、損傷検知装置の作製に用いられる材料の一例について説明するための図である。 作製された損傷検知装置の構成の概略を説明するための図である。
　以下、本発明に係る実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。まず、圧力容器の構成について説明する。図１に例示する圧力容器１０は、中空形状のライナ１２と、ライナ１２の外周部分を被覆する繊維強化樹脂層（ＦＲＰ層）１４とを備え、構成されている。圧力容器１０の端部にはまた、少なくとも一つの口金部１６を有する。口金部１６は、ここでは図示しないバルブを接続可能に構成されており、このバルブの開閉動作により圧力容器１０の内外への高圧流体の流通を制御することができる。ライナ１２には、例えば、６－ナイロン、６，６－ナイロンなどのナイロン樹脂やポリプロピレン樹脂などの高いガスバリア性を有する熱可塑性樹脂に、必要に応じてエラストマーを添加して構成される。
　繊維強化樹脂層１４は一般に、例えばガラス繊維、炭素繊維、ケブラ繊維などからなる、長く連続した糸状の繊維を複数束ねた繊維束（フィラメント）に、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂を含む樹脂液を含浸させ、必要に応じて乾燥および／または半硬化させたいわゆるプリプレグ繊維をライナ１２の外周表面に巻きつけて、その後該樹脂液を硬化させることにより形成することができる。このとき、ライナ１２の材質および／または厚みの他、例えば、繊維強化樹脂層１４を構成する繊維または繊維束の太さやプリプレグ繊維の巻き数等を調整し、繊維強化樹脂層１４の厚みを調整することにより、圧力容器１０の耐圧性および耐衝撃性、その他の設計強度を所望のものとすることができる。
　図２Ａは、図１に示す圧力容器１０に相当する圧力容器１０ａ，１０ｂを搭載した、本発明の実施の形態である車両１００の一例を示したものである。図２Ａにおいて、上段の図は、車両１００を上面視したものであり、下段の図は、この車両１００を左側から側面視したものである。
　図２Ａにおいて、圧力容器１０ａ，１０ｂは、車両１００の背面２２寄りに、その長手方向が車両１００の側面方向であって、かつ水平面にほぼ平行となるように並列に配置されている。一方、電源２４は、圧力容器１０ａ，１０ｂよりも前面２０寄りに配置されている。圧力容器１０ａ，１０ｂの長手方向の一方端部、より具体的には図１に例示する圧力容器１０において口金部１６の開口部分に相当する部分には、電流の有無に応じて開閉する電磁弁１８ａ，１８ｂが設けられている。また、圧力容器１０ａ，１０ｂの底部には、例えば路面干渉などに伴う、圧力容器１０ａ，１０ｂの下方からの損傷を検知する損傷検知部２８ａ，２８ｂをそれぞれ備える。
　本発明の実施の形態において、電源２４は、電磁弁１８ａ，１８ｂに電力を供給し得る電力供給源となり得るものであればよく、例えば、二次電池やキャパシタであってもよいが、これに限らない。また、電磁弁１８ａ，１８ｂは、内蔵するソレノイドの作用により、通電により開弁し、通電解除により閉弁することにより、圧力容器１０ａ，１０ｂの内外の流体の流通を制御可能となるようにそれぞれ構成することができる。
　図２Ｂは、図２Ａに示す車両１００を背面２２側から背面視した図である。電源２４と電磁弁１８ａとを電気的に接続するための、１または複数の配線を含むハーネス２６の少なくとも一部が、圧力容器１０ａの底部の少なくとも一部に沿うように延設されている。ハーネス２６は、電源側ハーネス２６ａと電磁弁側ハーネス２６ｂとを含み構成されており、圧力容器１０ａの底部のほぼ中央部分において、損傷検知部２８ａを介して電気的に接続されている。なお、図２Ｂでは、車両１００の後方に配置された圧力容器１０ａおよびその近傍の配置のみを示したが、圧力容器１０ｂおよびその近傍も圧力容器１０ａおよびその近傍の配置と同様とすることができる。圧力容器１０ａ側のハーネス２６と圧力容器１０ｂ側のハーネス２６は一般に電源２４に対し並列に配置されている。圧力容器１０ａ側と圧力容器１０ｂ側とで電源側ハーネス２６ａの一部が共通していても良いが、それぞれ独立して配置されていてもよい。
　図２Ａ、図２Ｂに示す車両１００において、圧力容器１０ａ，１０ｂの底部にハーネス２６を適切に延設させるために、電源２４と電磁弁１８ａ，１８ｂとは、圧力容器１０ａ，１０ｂの中央部分を挟んで反対側に配置されている。ここでは、電源２４は車両１００の右側に、電磁弁１８ａ，１８ｂは車両１００の左側に、それぞれ配置されたものを例示している。電源２４および電磁弁１８ａ，１８ｂのかかる配置は、図示したものに限定されるものではなく、例えば、電源２４を車両１００の左側、電磁弁１８ａ，１８ｂを車両１００の右側となるようにそれぞれ配置させてもよい。
　図３は、図２Ａ、図２Ｂに示す車両１００において、圧力容器１０ａまたは１０ｂの底部において損傷検知部２８ａまたは２８ｂとして配置することができる損傷検知装置２８の構成の概略について例示する図である。図３において、上の図は、損傷検知装置２８を上面視したものに相当し、下の図は、この損傷検知装置２８を配置させた車両１００の背面２２側から背面視したものに相当する。
　図３において、電源側ハーネス２６ａの端部に設けられた電源側コネクタ３０に、電磁弁側ハーネス２６ｂの端部に設けられた電磁弁側コネクタ３２の先端部分が挿入されることにより、電気的に接続するように構成されている。電源側コネクタ３０および電磁弁側コネクタ３２をほぼ鉛直方向に貫通する開口にピン３４が挿通されることにより、電気的に接続された電源側コネクタ３０および電磁弁側コネクタ３２が通常時に容易に脱落しないように固定されている。ピン３４は、下方に設けられた押圧受容部３８に当接しており、押圧受容部３８は、脆弱層３６を介して電源側コネクタ３０と接着または固定されている。実施の形態において、ピン３４と押圧受容部３８とは、少なくとも当接するように配置されていれば固定されていても、固定されていなくてもよい。ピン３４が損傷検知装置２８の上側から誤って脱落しないように、例えば電源側コネクタ３０の上側から抜けないよう、必要に応じて適切な形状および／または構成とすることができる。
　図３に示す損傷検知装置２８において、押圧受容部３８の下方から過度の押圧力を受けると、一旦ピン３４が押し上げられるとともに、脆弱層３６が変形し、少なくともその一部が破損および／または脱落する。つまり、この脆弱層３６が「変形部」に相当する。脆弱層３６が破損および／または脱落すると、押圧受容部３８が電源側コネクタ３０から脱落し、さらには押圧受容部３８による支えを失ったピン３４も脱落する。ピン３４が脱落すると、電源側コネクタ３０と電磁弁側コネクタ３２との間の電気的接続が外れ、電源２４側と電磁弁１８ａまたは１８ｂ側との電気的接続が解除される。このような構成を有する損傷検知装置２８を、圧力容器の底部に接着などの適切な方法を用いて固定することにより、圧力容器の下方から受ける押圧力に基づく損傷を容易に検知することができる。
　すなわち、例えば図４に示すように、路面４０上の障害物４２の上を走行することにより、圧力容器１０ｂの底部に配置された損傷検知部２８ｂが圧力容器１０ｂの損傷を検知または予知し、電源２４と圧力容器１０ｂとの間の電気的接続を解除する。本実施の形態によれば、例えば目視では確認できない程度の損傷を圧力容器が受けた場合であっても、電源側から電磁弁への電力供給を強制的に停止することができる。このため、圧力容器から外部への流体の漏洩を効果的に防止することができる。また、例えば停止後に再起動を試みた場合であっても、電源から電磁弁への通電が不能となっているため、圧力容器に誤って高圧流体を充填することも未然に防止することができる。
　本発明の実施の形態において、ピン３４は、電源側コネクタ３０および電磁弁側コネクタ３２の開口に挿入され、電源側コネクタ３０と電磁弁側コネクタ３２とを固定することができるものであればよい。例えば、直径１～２ｍｍ程度のステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金などをピン３４として好適に利用することができるが、これに限定されるものではない。
　本発明の実施の形態において、脆弱層３６は、電源側コネクタ３０と押圧受容部３８とを接着または固定することができるものであればよく、例えば、厚さ１～２ｍｍ程度となるように形成された樹脂などを好適に利用することができるが、これに限定されるものではなく、所望の物理的強度や押圧受容部３８の形状に応じて適宜設定することができる。
　本発明の実施の形態において、押圧受容部３８が受けた押圧力を適切にピン３４および脆弱層３６に伝達するために、押圧受容部３８の特性としては、剛性が高く、弾性は低いほうが好ましく、例えば、ステンレス鋼、低合金鋼などを好適に利用することができるが、これに限定されるものではない。
　図５Ａは、図１に示す圧力容器１０に相当する圧力容器１０ａ，１０ｂを搭載した、本発明の他の実施の形態である車両２００の一例を示したものである。図５Ａにおいて、上段の図は、車両２００を上面視したものであり、下段の図は、この車両２００を左側から側面視したものである。図５Ａに示す車両２００は、損傷検知部２８ａ，２８ｂに代えて損傷検知部４４ａ，４４ｂをそれぞれ備えることを除き、図２Ａに示す車両１００とほぼ同様の構成を有している。
　図５Ｂは、図５Ａに示す車両１００を背面２２側から背面視した図である。電源２４と電磁弁１８ａとを電気的に接続するための、１または複数の配線を含むハーネス２６の少なくとも一部が、圧力容器１０ａの底部の少なくとも一部に沿うように延設されている。また、圧力容器１０ａの底部に配置されたハーネス２６をほぼ覆うように損傷検知部４４ａが配置されている。なお、図５Ｂでは、車両２００の後方に配置された圧力容器１０ａおよびその近傍の配置のみを示したが、圧力容器１０ｂおよびその近傍も圧力容器１０ａおよびその近傍の配置と同様とすることができることは、図２Ｂと同様である。
　図６Ａは、図５Ａ、図５Ｂに示す車両２００において、圧力容器１０ａまたは１０ｂの底部において損傷検知部４４ａまたは４４ｂとして配置することができる損傷検知装置４４の構成の概略について例示する図である。
　図６Ａは、車両２００の左側から側面視した図に相当する。図６Ａに示す損傷検知装置４４は、その外側に圧力容器１０の底部に接着その他の適切な方法により固定される固定部４６と、圧力容器１０の下方からの押圧力を受ける押圧受容部４８とを備える。また、損傷検知装置４４の内側には、その端部が突起した上刃５０と下刃５２とを備え、その間にハーネス２６が配置されている。
　図６Ａに示す損傷検知装置４４において、押圧受容部４８の下方から過度の押圧力を受けると、押圧受容部４８とともに下刃５２が押し上げられるように損傷検知装置４４が変形し、上刃５０と下刃５２との間にハーネス２６を収容するスペースがなくなり、押し上げられた下刃５２の部分でハーネス２６が切断されて、断線する（図６Ｂ参照）。つまり、この損傷検知装置４４、より具体的には、押圧受容部４８とともに押し上げられる下刃５２が「変形部」に相当する。このような構成を有する損傷検知装置４４を、圧力容器の底部に接着または固定することにより、圧力容器の下方から受ける押圧力に基づく損傷を容易に検知することができる。
　すなわち、例えば図７に示すように、路面４０上の障害物４２の上を走行することにより、圧力容器１０ｂの底部に配置された損傷検知部４４ｂが圧力容器１０ｂの損傷を検知または予知し、電源２４と圧力容器１０ｂとの間の電気的接続を解除する。本実施の形態によれば、例えば目視では確認できない程度の損傷を圧力容器が受けた場合であっても、電源側から電磁弁への電力供給を強制的に停止することができるため、圧力容器から外部への流体の漏洩を効果的に防止することができる。また、例えば停止後に再起動を試みた場合であっても、電源から電磁弁への通電が不能となっているため、圧力容器に誤って高圧流体を充填することも未然に防止することができる。
　本発明の実施の形態において、図６Ｂに例示したように、上刃５０と下刃５２によりハーネスを切断した状態のまま損傷検知装置４４の形状が保持されると、切断されたハーネスと損傷検知装置４４との間で導通してしまい、電磁弁の誤作動や漏電の要因ともなり得る。そこで、図６Ｃに示すように、押圧受容部４８の下側から押圧する障害物または干渉要素が除去または排除された際には、押圧受容部４８が元の位置に戻るようにバネ性を付与することが好ましい。また、別の実施の形態として、損傷検知装置４４の外側を、例えば合成樹脂（例えば、ポリエステル、ポリウレタン）等の絶縁性部材で覆うことも好適である。
　次に、本発明の実施の形態における損傷検知装置４４の作製方法の一例について説明する。本実施の形態は、図８Ａに例示するような、金属製の平板５４を用いる損傷検知装置４４の作製方法について示したものである。図８Ａに示す平板５４として、例えば厚さ１～２ｍｍ程度のステンレス鋼、炭素鋼その他の鉄鋼、低合金鋼などを好適に利用することができるがこれに限定されるものではなく、ハーネス２６の太さや強度に応じて適宜設定することができる。
　図８Ａに示すように、平板５４内の実線５６で示した箇所を切断する。次に、破線５８で示した箇所を手前方向にほぼ直角に折り曲げる。この折り曲げた部分が図８Ｂに示す上刃５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，・・・・５０ｚおよび下刃５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，・・・・５２ｚとなる。最後に、長破線６０で示した箇所を図の手前方向に折り曲げると、図８Ｂに示したような損傷検知装置４４を作製することができる。
　図８Ｂに例示したような構成を有する損傷検知装置４４によれば、上刃５０および下刃５２の先端部をその刃の厚さ、つまり材料となる平板５４の厚さだけその位相をずらし、上刃５０および下刃５２の側面を互いに摺動させるような動きでハーネス２６を破断または崩壊させて内部の配線を断線させることができる。他の実施の形態として、上刃５０および下刃５２の先端部を鋭利に加工し、位相を合わせた刃先同士でハーネス２６を切断し、内部の配線を断線させる態様とすることも可能である。また、ハーネス２６の太さや強度に応じて、上刃５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，・・・・５０ｚおよび下刃５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，・・・・５２ｚそれぞれの間隔や固定部４６と押圧受容部４８との間隔をそれぞれ適宜設定することができる。
　本発明の実施形態の損傷検知システムは、例えば車両の下部または底部に搭載するなどの配置の態様に起因して、圧力容器の底面側からの押圧力の入力に基づいて損傷を受けうる態様において適用することができる。圧力容器としては、例えば、ＦＲＰ製のものに限らず、例えば鋼鉄製のものであっても構わないが、車両に搭載する場合には好ましくはＦＲＰ製の圧力容器である。また、圧力容器に充填する流体は天然ガスや水素に限らず、例えば窒素や酸素などであってもよい。
　本発明の実施形態の車両には、車両の下部または底部に圧力容器を搭載し得る、例えば、自動二輪車、自転車、電車等、あらゆる車両が含まれ得る。本実施形態の車両は特に、圧力容器の配置の態様によって該圧力容器の底部と路面との干渉等が起こりうる、例えば天然ガス自動車や燃料電池自動車などの自動車に好適に適用することができる。
　１０，１０ａ，１０ｂ　圧力容器、１２　ライナ、１４　繊維強化樹脂層、１６　口金部、１８ａ，１８ｂ　電磁弁、２０　前面、２２　背面、２４　電源、２６　ハーネス、２６ａ　電源側ハーネス、２６ｂ　電磁弁側ハーネス、２８，４４　損傷検知装置、２８ａ，２８ｂ，４４ａ，４４ｂ　損傷検知部、３０　電源側コネクタ、３２　電磁弁側コネクタ、３４　ピン、３６　脆弱層、３８　押圧受容部、４０　路面、４２　障害物、４６　固定部、４８　押圧受容部、５０　上刃、５２　下刃、５４　平板、１００，２００　車両。

Claims (8)

  1. 　圧力容器の一方端部に設けられ、供給される電力により動作する電磁弁と、
    　少なくとも一部が前記圧力容器の底面の少なくとも一部に沿うように延設される、前記電磁弁に電力を供給するためのハーネスと、
    　前記圧力容器の底面側からの押圧力の入力に基づいて前記圧力容器の損傷を検知する損傷検知部と、
    　を備える損傷検知システム。
  2. 　前記損傷検知部が前記圧力容器の損傷を検知したときに、前記ハーネスと前記電磁弁との電気的接続を解除し、前記電磁弁への通電を不能にする、請求項１に記載の損傷検知システム。
  3. 　前記損傷検知部が、前記圧力容器の底面側からの押圧力を受容する押圧受容部と、前記押圧受容部が受ける押圧力に基づいて変形し、前記ハーネスと前記電磁弁との電気的接続を解除する変形部とを備える、請求項１に記載の損傷検知システム。
  4. 　前記損傷検知部が、前記圧力容器の底面側からの押圧力を受容する押圧受容部と、前記押圧受容部が受ける押圧力に基づいて変形し、前記ハーネスと前記電磁弁との電気的接続を解除する変形部とを備える、請求項２に記載の損傷検知システム。
  5. 　圧力容器の一方端部に設けられ、供給される電力により動作する電磁弁と、
    　少なくとも一部が前記圧力容器の底面の少なくとも一部に沿うように延設される、前記電磁弁に電力を供給するためのハーネスと、
    　前記圧力容器の底面側からの押圧力の入力に基づいて前記圧力容器の損傷を検知する損傷検知部と、
    　を備える車両。
  6. 　前記損傷検知部が前記圧力容器の損傷を検知したときに、前記ハーネスと前記電磁弁との電気的接続を解除し、前記電磁弁への通電を不能にする、請求項５に記載の車両。
  7. 　前記損傷検知部が、前記圧力容器の底面側からの押圧力を受容する押圧受容部と、前記押圧受容部が受ける押圧力に基づいて変形し、前記ハーネスと前記電磁弁との電気的接続を解除する変形部とを備える、請求項５に記載の車両。
  8. 　前記損傷検知部が、前記圧力容器の底面側からの押圧力を受容する押圧受容部と、前記押圧受容部が受ける押圧力に基づいて変形し、前記ハーネスと前記電磁弁との電気的接続を解除する変形部とを備える、請求項６に記載の車両。
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