(57)【要約】【課題】車両の設計自由度を確保しつつ、部品点数の増加を抑制することができる高圧容器ユニットを得る。【解決手段】高圧容器ユニット１０は、軸方向の少なくとも一端側に開口部１８Ａ、１９Ａを備えた円筒状の胴体部１８、１９を複数配列して構成された容器本体部１２と、胴体部１８、１９の開口部１８Ａ、１９Ａにそれぞれ取り付けられることで開口部１８Ａ、１９Ａを閉塞すると共に、胴体部１８、１９の内周面に食い込む複数の突起部２０が一体的に形成された口金部１４と、口金部１４の内部に設けられて複数の胴体部１８、１９の内部空間とそれぞれ連通された連通流路２１Ａと、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の少なくとも一端側に開口部を備えた円筒状の胴体部を複数配列して構成された容器本体部と、
前記胴体部の前記開口部にそれぞれ取り付けられることで前記開口部を閉塞すると共に、前記胴体部の内周面に食い込む複数の突起部が一体的に形成された口金部と、
前記口金部の内部に設けられて複数の前記胴体部の内部空間とそれぞれ連通された連通流路と、
を有する高圧容器ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧容器ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、連続繊維に含浸されたポリイミド樹脂を含む複合材料で構成された圧力容器のライナ（胴体部）が開示されており、このライナに口金が固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１０２５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されているように、１つの圧力容器に水素ガス等の高圧の流体を充填する構造では、必要な容量に応じて圧力容器を大きく形成する必要があり、車両の設計自由度が低下する。このため、径の小さいライナ（胴体部）を複数並べて圧力容器とすることが考えられるが、口金の数が多くなり、部品点数の増加を抑制する観点で改善の余地がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、車両の設計自由度を確保しつつ、部品点数の増加を抑制することができる高圧容器ユニットを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明に係る高圧容器ユニットは、軸方向の少なくとも一端側に開口部を備えた円筒状の胴体部を複数配列して構成された容器本体部と、前記胴体部の前記開口部にそれぞれ取り付けられることで前記開口部を閉塞すると共に、前記胴体部の内周面に食い込む複数の突起部が一体的に形成された口金部と、前記口金部の内部に設けられて複数の前記胴体部の内部空間とそれぞれ連通された連通流路と、を有する。
【０００７】
請求項１に記載の高圧容器ユニットでは、円筒状の胴体部を複数配列して容器本体部が構成されており、それぞれの胴体部は、軸方向の少なくとも一端側に開口部を備えている。また、複数の突起部が一体的に形成された口金部が設けられており、この口金部が胴体部の開口部に取り付けられることで、開口部が閉塞される。このように複数の突起部を一体的に形成することにより、複数の胴体部が配列された構成であっても、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【０００８】
また、口金部の突起部は、胴体部の内周面に食い込むように構成されている。これにより、胴体部の内部空間に高圧の流体を充填した場合であっても漏えいを防止することができる。さらに、口金部の内部には、胴体部の内部空間と連通された連通流路が設けられており、それぞれの内部空間が連通流路を介して連通されるため、１つの高圧タンクとして機能させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、車両の設計自由度を確保しつつ、部品点数の増加を抑制することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（Ａ）は、第１実施形態に係る高圧容器ユニットの平面図であり、（Ｂ）は、第１実施形態に係る高圧容器ユニットの正面図である。
【図２】図１（Ｂ）の２−２線で切断した状態を示す断面図である。
【図３】図２の一部を拡大した拡大断面図である。
【図４】第２実施形態に係る高圧容器ユニットを示す、図２に対応する断面図である。
【図５】図４の一部を拡大した拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
以下、図１〜３を参照して第１実施形態に係る高圧容器ユニット１０について説明する。図１（Ａ）に示されるように、本実施形態の高圧容器ユニット１０は、燃料電池車両（ＦＣＶ：Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）の床下に搭載されるユニットであり、水素ガスを収容するタンクユニットである。
【００１２】
高圧容器ユニット１０は、燃料電池車両に搭載された図示しないＦＣスタック（Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）へ水素ガスを供給できるように構成されている。そして、ＦＣスタックは、高圧容器ユニット１０から供給される水素ガスと、エアコンプレッサから供給される圧縮空気との電気化学反応により発電を行う。
【００１３】
高圧容器ユニット１０は、主として、容器本体部１２と口金部１４、１６と補強バンド１７とを含んで構成されている。容器本体部１２は、略円筒状の第１胴体部１８及び第２胴体部１９を複数配列して構成されており、本実施形態では一例として、４本の第１胴体部１８と７本の第２胴体部１９とが一方向に配列されて容器本体部１２を構成している。
【００１４】
第１胴体部１８は、第２胴体部１９よりも軸方向の長さが短く、第１胴体部１８及び第２胴体部１９の軸方向が車両搭載時に車両前後方向と一致するように配置される。また、第１胴体部１８及び第２胴体部１９の径方向が車両搭載時に車両幅方向と一致する。なお、本実施形態では一例として、第１胴体部１８及び第２胴体部１９をアルミニウム合金によって形成している。
【００１５】
第１胴体部１８は、図１の紙面上下方向（車両搭載時の車両幅方向）の上部及び下部にそれぞれ２本ずつ、計４本配置されている。そして、４本の第１胴体部１８はそれぞれ、略平行に一端及び他端を揃えて配置されている。また、図２に示されるように、第１胴体部１８の軸方向一端側には開口部１８Ａが形成されており、第１胴体部１８の軸方向他端側には開口部１８Ｂが形成されている。
【００１６】
第２胴体部１９は、７本配列されており、第１胴体部１８の間に挟み込まれるようにして配置されている。そして、７本の第２胴体部１９はそれぞれ、略平行に一端及び他端を揃えて配置されている。また、第２胴体部１９の軸方向一端側には開口部１９Ａが形成されており、第２胴体部１９の軸方向他端側には開口部１９Ｂが形成されている。ここで、第１胴体部１８及び第２胴体部１９は径方向に隙間なく配列されており、一端側（紙面左側）が揃えられている。このため、第１胴体部１８と第２胴体部１９との軸方向の長さの違いにより、第２胴体部１９の他端側が第１胴体部１８よりも紙面右側まで延在されている。なお、本実施形態では、紙面右側が車両前方側を向くようにして車両の床下に搭載される。
【００１７】
以上のように構成された容器本体部１２の軸方向一端側には口金部１４が取り付けられており、軸方向他端側には口金部１６が取り付けられている。口金部１４及び口金部１６の詳細については後述する。
【００１８】
図１に示されるように、容器本体部１２の外周側には補強バンド１７が設けられている。補強バンド１７は、口金部１４の端部から口金部１６の端部まで第１胴体部１８及び第２胴体部１９の軸方向に巻き掛けられた無端状の補強部材である。そして、本実施形態では一例として、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に含浸させた炭素繊維強化樹脂によって補強バンド１７を形成している。
【００１９】
ここで、１本の第１胴体部１８（第２胴体部１９）に対して２つの補強バンド１７が巻き掛けられている。具体的には、図１（Ｂ）に示されるように、第１胴体部１８（第２胴体部１９）の配列方向（紙面上下方向）に対して４５度傾けて１つ目の補強バンド１７が巻き掛けられている。そして、この補強バンド１７の上に、軸方向から見てこの補強バンド１７と直交するように２つ目の補強バンド１７が巻き掛けられている。このため、２つ目の補強バンド１７の方が１つ目の補強バンド１７よりも僅かに大きく形成されている。そして、これらの補強バンド１７によって、口金部１４及び口金部１６が第１胴体部１８及び第２胴体部１９から外れるのを抑制している。
【００２０】
次に、口金部１４及び口金部１６の詳細について説明する。
【００２１】
図２に示されるように、容器本体部１２の軸方向一端側（紙面左側）には、口金部１４が設けられている。口金部１４は、第１胴体部１８の開口部１８Ａ及び第２胴体部１９の開口部１９Ａに取り付けられる複数の突起部２０と、突起部２０を連結する連結部２１とを含んで構成されている。
【００２２】
突起部２０は、容器本体部１２を構成する第１胴体部１８及び第２胴体部１９と対応する位置に設けられており、本実施形態では第１胴体部１８及び第２胴体部１９と同じ数の突起部２０が形成されている。すなわち、１１個の突起部２０が形成されている。図３に示されるように、突起部２０はそれぞれ、保持部２４と受圧部２２とを含んで構成されている。
【００２３】
保持部２４は、略円筒状に形成されており、保持部２４の内周面は軸方向外側に向かうにつれて縮径するテーパ面２４Ａとされている。
【００２４】
保持部２４の外周面には複数の鋸歯からなる鋸歯部２４Ｂが形成されている。この鋸歯部２４Ｂは、保持部２４の周方向に沿って連続的に形成されている。各鋸歯は、軸方向外側の面が軸方向に直交し、軸方向内側の面が軸方向内側へ向かうにつれて径方向内側へと向かうように傾斜している。そして、この鋸歯の軸方向外側の面と軸方向内側の面とで構成される先端部の傾斜角度は鋭角とされており、鋸歯部２４Ｂが第１胴体部１８の内周面及び第２胴体部１９の内周面に食い込んでいる。
【００２５】
受圧部２２は、保持部２４の内側に挿入されている。この受圧部２２は、略円筒状に形成されており、軸方向外側に配置された頂部２２Ａを中心に軸方向内側に側壁部２２Ｂが略径方向に沿って弾性変形可能に構成されている。側壁部２２Ｂの外周面は、軸方向外側に向かうにつれて縮径するテーパ面２２Ｃとされている。このテーパ面２２Ｃは、保持部２４のテーパ面２４Ａに当接されている。そして、この受圧部２２の内部に流体が入り込むと、この流体の圧力によって側壁部２２Ｂが径方向外側へと変位可能とされている。さらに、受圧部２２の軸方向内側の端部付近には、周方向に沿って溝部２２Ｄが形成されており、この溝部２２ＤにはＯリング２６が取り付けられている。また、受圧部２２の軸方向内側の端部には押さえ板２８がボルト３０によって固定されており、この押さえ板２８によって溝部２２ＤからＯリング２６が抜出すのを防止している。
【００２６】
連結部２１は、第１胴体部１８及び第２胴体部１９の軸方向と直交する方向に延在された長尺状の部材であり、この連結部２１に複数の突起部２０が一体的に形成されている。具体的には、連結部２１に受圧部２２が一体的に形成されている。また、連結部２１の内部には、この連結部２１の長手方向に沿って連通流路２１Ａが形成されている。連通流路２１Ａは、第１胴体部１８の内部空間及び第２胴体部１９の内部空間と連通されている。さらに、連結部２１の外面には、長手方向に間隔をあけて溝部２１Ｂが形成されている。そして、この溝部２１Ｂに補強バンド１７が入り込んでおり、連結部２１に補強バンド１７が保持されている。
【００２７】
以上のように構成された口金部１４には、図示しないバルブが設けられており、このバルブを開くことで、連通流路２１Ａ内の水素ガスを高圧容器ユニット１０の外部へ供給することができる。
【００２８】
一方、図２に示されるように、容器本体部１２の軸方向他端側（紙面右側）には、口金部１６が設けられている。この口金部１６は、第１胴体部１８の開口部１８Ｂ及び第２胴体部１９の開口部１９Ｂに取り付けられる複数の突起部３２と、突起部３２を連結する連結部３４とを含んで構成されている。
【００２９】
突起部３２は、図３に示される口金部１４の突起部２０と同様の構成であるため、説明を省略する。連結部３４は、隣り合う突起部３２を連結する部材であり、直線連結部３４Ａと屈曲連結部３４Ｂとを含んで構成されている。
【００３０】
直線連結部３４Ａは、第１胴体部１８に取り付けられた突起部３２同士、及び第２胴体部１９に取り付けられた突起部３２同士を連結する連結部であり、軸方向と直交する方向に略直線状に延在されている。
【００３１】
一方、屈曲連結部３４Ｂは、第１胴体部１８に取り付けられた突起部３２と第２胴体部１９に取り付けられた突起部３２とを連結する連結部であり、平面視で略Ｌ字状に形成されている。そして、第１胴体部１８に取り付けられた突起部３２の軸方向他端部から軸方向外側へ延在され、さらに高圧容器ユニット１０の幅方向内側へ屈曲されて第２胴体部１９に取り付けられた突起部３２に接続されている。
【００３２】
ここで、連結部３４における突起部３２とは反対側の外面には、間隔をあけて溝部３４Ｃが形成されている。そして、この溝部３４Ｃに補強バンド１７が入り込んでおり、連結部３４に補強バンド１７が保持されている。
【００３３】
以上のように、連結部３４によって複数の突起部３２が連結されることで、複数の突起部３２が一体的に形成されている。なお、口金部１６には連通流路は形成されておらず、第１胴体部１８の軸方向他端側及び第２胴体部１９の軸方向他端側は、口金部１６によって閉塞されている。
【００３４】
（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３５】
本実施形態に係る高圧容器ユニット１０では、複数の突起部２０が一体的に形成された口金部１４が設けられており、この口金部１４が第１胴体部１８の開口部１８Ａ及び第２胴体部１９の開口部１９Ａに取り付けられることで、これらの開口部が閉塞される。このように、複数の突起部２０を一体的に形成することにより、複数の胴体部（第１胴体部１８、第２胴体部１９）が配列された構成であっても、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【００３６】
また、図３に示されるように、口金部１４の突起部２０は、第１胴体部１８の内周面及び第２胴体部１９の内周面に食い込むように構成されている。これにより、第１胴体部１８及び第２胴体部１９の内部空間に水素ガス等の高圧の流体を充填した場合であっても、漏えいを防止することができる。さらに、口金部１４の内部には、第１胴体部１８及び第２胴体部１９の内部空間と連通された連通流路２１Ａが形成されている。これにより、それぞれの内部空間が連通流路２１Ａを介して連通されるため、１つの高圧タンクとして機能させることができる。このように、車両の設計自由度を確保しつつ、部品点数の増加を抑制することができる。
【００３７】
＜第２実施形態＞
次に、図４、５を参照して第２実施形態に係る高圧容器ユニット５０について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
【００３８】
図４に示されるように、本実施形態に係る高圧容器ユニット５０は、補強バンド１７を備えていない点で第１実施形態と異なっている。すなわち、高圧容器ユニット５０は、主として、容器本体部５２と口金部５４、５６とを含んで構成されている。容器本体部５２は、略円筒状の第１胴体部１８及び第２胴体部１９を複数配列して構成されており、第１本実施形態と同様に、４本の第１胴体部１８と７本の第２胴体部１９とが一方向に配列されて容器本体部５２を構成している。
【００３９】
容器本体部５２の軸方向一端側（紙面左側）には、口金部５４が設けられており、この口金部５４は、第１胴体部１８の開口部１８Ａ及び第２胴体部１９の開口部１９Ａに取り付けられる複数の突起部５８と、突起部５８を連結する連結部２１とを含んで構成されている。
【００４０】
突起部５８は、第１胴体部１８及び第２胴体部１９と対応する位置に設けられており、本実施形態では第１胴体部１８及び第２胴体部１９と同じ数の突起部５８が形成されている。すなわち、１１個の突起部５８が形成されている。
【００４１】
図５に示されるように、突起部５８はそれぞれ、保持部６４と受圧部６２とを含んで構成されている。保持部６４は、略円筒状に形成されており、保持部６４の内周面は、軸方向外側に向かうにつれて縮径するテーパ面６４Ａとされている。
【００４２】
保持部６４の外周面には複数の鋸歯からなる鋸歯部６４Ｂが形成されている。この鋸歯部６４Ｂは、保持部６４の周方向に沿って連続的に形成されている。各鋸歯は、軸方向外側の面が軸方向に直交し、軸方向内側の面が軸方向内側へ向かうにつれて径方向内側へと向かうように傾斜している。そして、この鋸歯の軸方向外側の面と軸方向内側の面とで構成される先端部の傾斜角度は鋭角とされており、鋸歯部６４Ｂが第１胴体部１８の内周面及び第２胴体部１９の内周面に食い込んでいる。
【００４３】
受圧部６２は、保持部６４の内側に挿入されている。この受圧部６２は、略円筒状に形成されており、軸方向外側に配置された頂部６２Ａを中心に軸方向内側に側壁部６２Ｂが略径方向に沿って弾性変形可能に構成されている。側壁部６２Ｂの外周面は、軸方向外側に向かうにつれて縮径するテーパ面６２Ｃとされている。このテーパ面６２Ｃは、保持部６４のテーパ面６４Ａに当接されている。そして、この受圧部６２の内部に流体が入り込むと、この流体の圧力によって側壁部６２Ｂが径方向外側へと変位可能とされている。さらに、受圧部６２の軸方向内側の端部付近には、周方向に沿って溝部６２Ｄが形成されており、この溝部６２ＤにはＯリング７０が取り付けられている。また、受圧部６２の軸方向内側の端部には押さえ板６６がボルト６８によって固定されており、この押さえ板６６によって溝部６２ＤからＯリング７０が抜出すのを防止している。
【００４４】
ここで、本実施形態の突起部５８は、第１実施形態の口金部１４を構成する突起部２０よりも軸方向に長く形成されている。すなわち、保持部６４及び受圧部６２が第１実施形態よりも軸方向に長く形成されている。これにより、第１実施形態と比較して、軸方向に作用する圧力に対する強度が大きくなる。
【００４５】
連結部６０は、第１胴体部１８及び第２胴体部１９の軸方向と直交する方向に延在された長尺状の部材であり、この連結部６０に複数の突起部５８が一体的に形成されている。また、連結部６０の内部には、この連結部６０の長手方向に沿って連通流路６０Ａが形成されており、この連通流路６０Ａは、第１胴体部１８の内部空間及び第２胴体部１９の内部空間と連通されている。
【００４６】
一方、図４に示されるように、容器本体部５２の軸方向他端側（紙面右側）には、口金部５６が設けられている。この口金部５６は、第１胴体部１８の開口部１８Ｂ及び第２胴体部１９の開口部１９Ｂに取り付けられる複数の突起部７２と、突起部７２を連結する連結部７４とを含んで構成されている。
【００４７】
突起部７２は、図５に示される口金部５４の突起部５８と同様の構成であり、第１実施形態の口金部１６を構成する突起部３２よりも軸方向に長く形成されている。連結部は、隣り合う突起部７２を連結する部材であり、直線連結部７４Ａと屈曲連結部７４Ｂとを含んで構成されている。
【００４８】
直線連結部７４Ａは、第１胴体部１８に取り付けられた突起部７２同士、及び第２胴体部１９に取り付けられた突起部７２同士を連結する連結部であり、軸方向と直交する方向に略直線状に延在されている。一方、屈曲連結部７４Ｂは、第１胴体部１８に取り付けられた突起部７２と第２胴体部１９に取り付けられた突起部７２とを連結する連結部であり、平面視で略Ｌ字状に形成されている。そして、第１胴体部１８に取り付けられた突起部７２の軸方向他端部から軸方向外側へ延在され、さらに高圧容器ユニット５０の幅方向内側へ屈曲されて第２胴体部１９に取り付けられた突起部７２に接続されている。
【００４９】
以上のように、連結部７４によって複数の突起部７２が連結されることで、複数の突起部７２が一体的に形成されている。なお、口金部５６には連通流路は形成されておらず、第１胴体部１８の軸方向他端側及び第２胴体部１９の軸方向他端側は、口金部５６によって閉塞されている。
【００５０】
（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００５１】
本実施形態に係る高圧容器ユニット５０では、口金部５４の突起部５８及び口金部５６の突起部７２を第１実施形態よりも長く形成することにより、軸方向に作用する圧力に対する耐圧性能を向上させることができる。この結果、補強バンド１７（図１参照）を設けることなく、水素ガス等の高圧の流体が漏えいするのを抑制することができる。すなわち、より部品点数を削減することができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、口金部５４の突起部５８及び口金部５６の突起部７２を長く形成したことにより、高圧容器ユニット５０の容量が第１実施形態よりも少なくなる。このため、高圧容器ユニットに必要な容量に応じて何れかの実施形態の高圧容器ユニットが適用される。
【００５３】
以上、第１実施形態及び第２実施形態に係る高圧容器ユニットについて説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、容器本体部を構成する第１胴体部１８と第２胴体部１９の長さを異なる長さとしているが、これに限定されず、同じ長さの胴体部を配列して容器本体部を構成してもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、第１胴体部１８及び第２胴体部１９の軸方向両端側が開口された構成としたが、これに限定されない。例えば、第１胴体部１８及び第２胴体部１９の軸方向一端側（紙面左側）のみが開口された構成としてもよい。この場合、第１胴体部１８及び第２胴体部１９の軸方向他端側が閉塞されているので、軸方向他端側の口金部が不要となる。
【００５５】
さらに、上記実施形態では、軸方向一端側の口金部にのみ連通流路を設けたが、これに限定されず、軸方向他端側の口金部にも連通流路を設けてもよい。例えば、図２において、口金部１６にも連通流路を設けてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０      高圧容器ユニット
１２      容器本体部
１４      口金部
１８      胴体部
１８Ａ    開口部
１９      胴体部
１９Ａ    開口部
２０      突起部
２１Ａ    連通流路
３２      突起部
５０      高圧容器ユニット
５２      容器本体部
５４      口金部
５６      口金部
５８      突起部
６０Ａ    連通流路
７２      突起部
【図１】
2019158132.tif 000003
【図２】
2019158132.tif 000004
【図３】
2019158132.tif 000005
【図４】
2019158132.tif 000006
【図５】
2019158132.tif 000007