(57)【要約】【課題】タンクライナの支持部への接続作業の簡略化及び自動化が可能なタンクライナの接続構造を提供する。【解決手段】接続治具４１と支持部５１との接続構造であって、接続治具４１は、タンクライナ１１内と連通する連通路４３と、接続端４１ｂに設けられたシール面６７と、軸方向に沿って移動可能に設けられて接続端４１ｂへ向けて付勢され、シール面６７に当接されて連通路４３をシールするシール部材６１と、を有する。支持部５１は、接続治具４１を外周側から把持する把持部５３と、把持部５３によって接続治具４１を把持する際に、シール部材６１を押し込んでシール面６７から離間させるとともに、接続治具４１の接続端４１ｂの端面に当接する押圧部材５４と、押圧部材５４に設けられた供給路５５から接続治具４１の連通路４３を介してタンクライナ１１へ内圧を付与する内圧供給部と、を備える。【選択図】図２
2018144310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側の連結端がタンクライナの端部に連結された接続治具と、前記接続治具の他端側の接続端を把持して前記タンクライナを回転可能に支持する支持部との接続構造であって、
前記接続治具は、
前記タンクライナ内と連通する連通路と、
前記接続端に設けられたシール面と、
軸方向に沿って移動可能に設けられて前記接続端へ向けて付勢され、前記シール面に当接されて前記連通路をシールするシール部材と、
を有し、
前記支持部は、
前記接続治具を外周側から把持する把持部と、
前記把持部によって前記接続治具を把持する際に、前記シール部材を押し込んで前記シール面から離間させるとともに、前記接続治具の前記接続端の端面に当接する押圧部材と、
前記押圧部材に設けられた供給路から前記接続治具の前記連通路を介して前記タンクライナへ内圧を付与する内圧供給部と、
を備えるタンクライナの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクライナの接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムは、燃料ガスを貯蔵するガスタンクを備えている。ガスタンクは、熱硬化性樹脂が含浸された繊維をタンクライナの表面に巻き付けるフィラメントワインディング法により製造される。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１２９９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ガスタンクを製造する際には、繊維の巻き付け前のタンクライナに取り付けた治具を、フィラメントワインディング装置の支持部に設けられた内圧を供給するためのタンク内圧供給カプラに手作業によって接続して支持しているが、その接続作業は、作業工数が多く、また、手作業のため自動化が困難であった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、タンクライナの支持部への接続作業の簡略化及び自動化が可能なタンクライナの接続構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のタンクライナの接続構造は、
一端側の連結端がタンクライナの端部に連結された接続治具と、前記接続治具の他端側の接続端を把持して前記タンクライナを回転可能に支持する支持部との接続構造であって、
前記接続治具は、
前記タンクライナ内と連通する連通路と、
前記接続端に設けられたシール面と、
軸方向に沿って移動可能に設けられて前記接続端へ向けて付勢され、前記シール面に当接されて前記連通路をシールするシール部材と、
を有し、
前記支持部は、
前記接続治具を外周側から把持する把持部と、
前記把持部によって前記接続治具を把持する際に、前記シール部材を押し込んで前記シール面から離間させるとともに、前記接続治具の前記接続端の端面に当接する押圧部材と、
前記押圧部材に設けられた供給路から前記接続治具の前記連通路を介して前記タンクライナへ内圧を付与する内圧供給部と、
を備える。
【０００７】
この構成のタンクライナの接続構造によれば、支持部の押圧部材が当接する前では、接続治具に設けられたシール部材のシール面への当接によるシールによってタンクライナの内圧の低下を抑制できる。また、押圧部材がシール部材と当接してシール部材が押し込まれてシールが解除された際には、押圧部材とシール部材とでシールが確保でき、内圧供給部によるタンクライナへの内圧の付与が可能となる。
このように、支持部に対して接続治具を挿抜させることで、支持部への接続及び接続解除を容易に行うことができ、タンクライナの支持部への接続作業工数の削減及び自動化が可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のタンクライナの接続構造によれば、タンクライナの支持部への接続作業の簡略化及び自動化が可能なタンクライナの接続構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るタンクライナの接続構造を説明するタンクライナの概略断面図である。
【図２】接続前におけるタンクライナの端部に設けられた接続治具及びフィラメントワインディング装置の支持部の断面図である。
【図３】接続時におけるタンクライナの端部に設けられた接続治具及びフィラメントワインディング装置の支持部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係るタンクライナの接続構造の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るタンクライナの接続構造を説明するタンクライナの概略断面図である。
【００１１】
図１に示すように、ガスタンク１０は、タンクライナ１１と、口金部２１，２２とを有している。ガスタンク１０は、例えば、燃料電池システムにおいて燃料ガスを貯蔵する高圧ガスタンクである。タンクライナ１１は、中央部分に形成された略円筒状の胴体部１２と、胴体部１２の両端から連続して形成された略半球状のドーム部１３とを有している。タンクライナ１１としては、例えば、高強度のアルミニウム材、ステンレス材あるいは樹脂材が用いられる。
【００１２】
口金部２１，２２は、金属で形成されたもので、タンクライナ１１の両端部のドーム部１３にそれぞれ固定されている。口金部２１，２２は、金属で形成されている。一方の口金部２１は、貫通路２３を有しており、この口金部２１には、配管が接続される。
【００１３】
このタンクライナ１１には、その外周に、フィラメントワインディング法によって繊維が巻き付けられて繊維強化樹脂層が形成されて強度が高められる。タンクライナ１１に巻き付けられる繊維は、例えば、繊維径が３μｍ〜８μｍ程度のカーボン繊維であり、熱硬化樹脂であるエポキシ樹脂を予め含浸した繊維である。なお、繊維の素材としては、例えば、レーヨン系カーボン繊維、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系カーボン繊維、あるいはピッチ系カーボン繊維などを用いることもできる。
【００１４】
フィラメントワインディング法によってタンクライナ１１の外周に繊維を巻き付ける際には、タンクライナ１１の両端の口金部２１，２２に、継手部材３１，３２を介して接続治具４１，４２の一端側である連結端４１ａ，４２ａが接続される。そして、この接続治具４１，４２がフィラメントワインディング装置の支持部５１，５２に支持され、これにより、タンクライナ１１は、軸線を中心として回転可能とされる。そして、このタンクライナ１１は、軸線を中心として回転されることで、その外周に、予め熱硬化樹脂を含浸させた強化繊維が幾重にも巻き付けられて表層に高強度の繊維強化樹脂層が形成される。
【００１５】
貫通路２３を有する口金部２１に連結される継手部材３１及び接続治具４１は、それぞれ連通路３３，４３を有しており、これらの連通路３３，４３は、口金部２１の貫通路２３と連通されている。そして、タンクライナ１１内には、連通路３３，４３及び貫通路２３を通して、フィラメントワインディング装置の支持部５１側に設けられた内圧供給部（図示略）からエアーが供給され、これにより、タンクライナ１１に内圧が付与される。
【００１６】
次に、タンクライナ１１の貫通路２３を有する口金部２１が設けられた端部におけるフィラメントワインディング装置の支持部５１による支持構造について説明する。
図２は、接続前におけるタンクライナの端部に設けられた接続治具及びフィラメントワインディング装置の支持部の断面図である。
【００１７】
図２に示すように、接続治具４１は、連結端４１ａと反対側の端部が接続端４１ｂとされている。接続端４１ｂには、収容凹部４６が形成されている。この収容凹部４６には、その中心に、収容凹部４６の底部４７から延在して接続治具４１の端面４１ｃから突出する係止ピン４８が設けられている。係止ピン４８の先端には、外周側へ張り出す係止板部４８ａが形成されている。また、接続治具４１には、収容凹部４６の底部４７に、流路４９が形成されており、この流路４９を介して連通路４３と収容凹部４６とが連通されている。
【００１８】
この接続治具４１には、収容凹部４６内に、リング状のシール部材６１が収容されている。シール部材６１は、収容凹部４６の内径よりも僅かに小さい外径を有しており、収容凹部４６内において、軸方向へ移動可能とされている。シール部材６１には、その外周にＯリング６２が設けられており、このＯリング６２によってシール部材６１の外周面と収容凹部４６の内周面との間がシールされている。また、収容凹部４６内には、シール部材６１と底部４７との間に、バネ６５が設けられており、このバネ６５によってシール部材６１が接続治具４１の先端側へ向かって付勢されている。そして、シール部材６１は、バネ６５の付勢力によって係止ピン４８の係止板部４８ａに当接されてシールされた状態とされている。このように、係止板部４８ａにおけるシール部材６１との当接面は、シール部材６１と係止板部４８ａとの間をシールする面シールを構成するシール面６７とされている。
【００１９】
接続治具４１に連結されるフィラメントワインディング装置の支持部５１は、把持部５３と、押圧部材５４とを備えている。
【００２０】
把持部５３は、いわゆるコレットチャックからなるもので、周方向に等間隔の切れ込みを有する筒状に形成されている。この把持部５３には、接続治具４１が挿し込まれる。そして、この把持部５３が外周側から締め付けられて縮径することで、把持部５３の内周面が接続治具４１の外周面に密着され、これにより、把持部５３に接続治具４１が把持される。
【００２１】
押圧部材５４は、中心に供給路５５を有する軸状に形成されており、先端面が位置決め面５４ａとされている。この押圧部材５４は、その先端部に、凹部５６が形成されている。また、押圧部材５４の先端面には、凹部５６の縁部に沿って、前方へ突出する押圧突起５７が形成されている。
【００２２】
上記構造のタンクライナ１１では、支持部５１の押圧部材５４が当接する前では、接続治具４１に設けられたシール部材６１のシール面６７への当接による面シールによってタンクライナ１１の内圧の低下が抑制された状態に維持される。
【００２３】
次に、継手部材３１を介してタンクライナ１１に連結された接続治具４１をフィラメントワインディング装置の支持部５１に支持させる場合について説明する。
図３は、接続時におけるタンクライナの端部に設けられた接続治具及びフィラメントワインディング装置の支持部の断面図である。
【００２４】
（接続時）
図３に示すように、支持部５１の把持部５３に接続治具４１を挿し込み、接続治具４１の端面４１ｃを押圧部材５４の位置決め面５４ａに当接させる。このようにすると、支持部５１に対してタンクライナ１１が軸方向に位置決めされる。
【００２５】
また、支持部５１の把持部５３に接続治具４１を挿し込むことで、シール部材６１が押圧部材５４の押圧突起５７によってバネ６５の付勢力に抗して収容凹部４６の底部４７側へ押し込まれる。すると、シール部材６１が係止板部４８ａのシール面６７から離間し、シールが解除されるとともに、バネ６２によって付勢されているシール部材６１と押圧部材５４の押圧突起５７との当接箇所でシールが確保され、押圧部材５４の供給路５５が、収容凹部４６、流路４９を介して連通路４３と連通され、内圧供給部によるタンクライナ１１への内圧の付与が可能とされる。
【００２６】
その後、把持部５３を締め付けて縮径させると、把持部５３の内周面が接続治具４１の外周面に密着し、接続治具４１が把持部５３に把持され、径方向に位置決めされる。
【００２７】
（接続解除時）
フィラメントワインディング装置によるタンクライナ１１の外周への繊維の巻き付け後に、接続治具４１を支持部５１から取り外すには、まず、把持部５３の締め付けを解除し、把持部５３を拡径させる。このようにすると、把持部５３による接続治具４１の把持が解除される。
【００２８】
次に、支持部５１から接続治具４１を離間させる。このようにすると、押圧部材５４の押圧突起５７によって押し込まれていたシール部材６１がバネ６２の付勢力によって係止板部４８ａに押し付けられ、シール部材６１と係止板部４８ａのシール面６７とでシールされる。これにより、タンクライナ１１の内圧が維持された状態で接続治具４１が支持部５１から外される。
【００２９】
以上、説明したように、本実施形態に係るタンクライナ１１の接続構造によれば、支持部５１の押圧部材５４が当接する前では、接続治具４１に設けられたシール部材６１のシール面６７への当接によるシールによってタンクライナ１１の内圧の低下を抑制できる。また、押圧部材５４がシール部材６１と当接してシール部材６１が押し込まれてシールが解除された際には、押圧部材５４の押圧突起５７とシール部材６１とでシールが確保でき、内圧供給部によるタンクライナ１１への内圧の付与が可能となる。
【００３０】
つまり、軸方向への押し込み動作のワンアクションで、タンクライナ１１の内圧の付与を可能にでき、また、軸方向への位置決めを行うことができる。しかも、押圧部材５４の押圧突起５７とシール部材６１とが面接触してシールする面シール構造を有するので、把持部５３内での接続治具４１の芯ずれを許容しつつ良好なシールを確保できる。
【００３１】
このように、支持部５１に対して接続治具４１を挿抜させることで、支持部５１への接続及び接続解除を容易に行うことができ、タンクライナ１１の支持部５１への接続作業工数の削減及び自動化が可能となる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、押圧部材５４の押圧突起５７がシール部材６１を押し込むとともにシール部材６１との間でシールを確保する構造としたが、押圧突起５７を設けず、押圧部材５４の端面である位置決め面５４ａでシール部材６１を押し込むとともに押圧部材５４の位置決め面５４ａとシール部材６１との間でシールを確保する構造としてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１１  タンクライナ
４１  接続治具
４１ａ  連結端
４１ｂ  接続端
４３  連通路
５１  支持部
５３  把持部
５４  押圧部材
６１  シール部材
６７  シール面
【図１】
2018144310.tif 000003
【図２】
2018144310.tif 000004
【図３】
2018144310.tif 000005