(57)【要約】      （修正有）【課題】首部を一端にのみ有する高圧ガス容器の支持装置において、前記高圧ガス容器内のガス圧の変化に依らず高圧ガス容器を確実に支持するとともに、高圧容器外周部の補強材料の剥離などによる高圧ガス容器全体の耐圧強度の低下を防ぐことができる小型化された支持装置を提供する。【解決手段】首部１ａを一端にのみ有する高圧ガス容器の支持装置において、前記首部を固定する首部固定手段２と、首部を有さない他端側を弾性部材を介して高圧ガス容器の中心軸方向に支持する支持手段６とを備えたことを特徴とする。【選択図】    図９
2004257413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材から絞り加工により形成され、首部を一端にのみ有する高圧ガス容器の支持装置において、
前記首部を固定する首部固定手段と、
高圧ガス容器の首部を有さない他端側の底部を弾性部材を介して支持する底部支持手段とを備え、
前記首部固定手段と前記底部支持手段とにより、前記高圧ガス容器をその中心軸方向に押圧して支持することを特徴とする高圧ガス容器支持装置。
【請求項２】
前記高圧ガス容器はその円筒外周部を補強材によって覆われるとともに、補強材に覆われていない非被覆部を前記底部に有し、
前記弾性部材は前記高圧ガス容器の中心軸に対して同軸に配置され、かつ前記非被覆部に対向して配置されたシール機能を有する環状の部材であり、高圧ガス容器と前記底部支持手段との間に密閉空間を形成することを特徴とする請求項１に記載の高圧ガス容器支持装置。
【請求項３】
前記底部支持手段は前記高圧ガス容器の中心軸方向にそれぞれ移動可能に形成された第一支持部材と第二支持部材とに分離して構成され、前記第一支持部材及び第二支持部材の双方により、前記弾性部材が支持されることを特徴とする請求項２に記載の高圧ガス容器支持装置。
【請求項４】
前記第一支持部材は前記高圧ガス容器支持装置のベース部材に取り付けられ、かつ前記第二支持部材の位置よりも下方に位置して取り付けられることを特徴とする請求項３に記載の高圧ガス容器支持装置。
【請求項５】
前記第一支持部材は前記高圧ガス容器の中心軸方向に移動可能にネジ部材を介して前記ベース部材に取り付けられ、前記第二支持部材は前記高圧ガス容器の中心軸方向に移動可能にネジ部材を介して前記第一支持部材に取り付けられることを特徴とする請求項４に記載の高圧ガス容器支持装置。
【請求項６】
前記高圧ガス容器支持装置により、複数の高圧ガス容器を並列に支持する場合に、前記高圧ガス容器の前記首部支持手段と、前記底部支持手段との位置を交互に代えて配置して支持することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の高圧ガス容器支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧ガス容器支持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
天然ガス（ＣＮＧ）自動車などの高圧ガス容器を搭載する車両において、その特性から、他のガソリン車の高圧ガス容器よりも確実な保持方法が要求される。一方で、高圧ガス容器はその構造上、容器内ガス残量に比例して、直径方向、長さ方向とも変形し、特に径方向の変化量が大きい。このような高圧ガス容器の支持方法として、車両用高圧ガス容器２０の胴部２１を固定用バンド２２で支持、締結する技術がある（特許文献１及び図１３及び図１４参照。）。
【０００３】
この従来技術では、高圧ガス容器２０がガスが空の状態で締め込んで車両等に固定し、ガスの充填に伴う高圧ガス容器の径方向の変化は、バンド２２内面に適切な厚みを持つ弾性部材２３、例えばゴム材などを挟み込んで吸収する。しかしながら、バンド２２を用いた固定による面圧を胴部２１全体に渡り一定に維持することは困難である。
【０００４】
このような容器残圧に依らない支持方法として、高圧ガス容器２０の両端部の首部２４を支持する首部支持構造がある。しかしながら、首部支持構造による高圧ガス容器２０の支持方法は、高圧ガス容器２０の形状に依存するという問題点がある。
【０００５】
従来の高圧ガス容器２０の製造方法では、容器の芯となる部分（ライナー部）を円管を径方向に拡大しながら加工していく方法がとられている。この場合には、高圧ガス容器両端部に拡大する前の円管部（首部２４）が残るため、片端には栓を打ち込むことが必要となるが、両側に首部２４が有るため、図１５に示すような前述の高圧ガス容器２０の胴部２１を固定用バンド２２で支持、締結する方法や、図１６に示すような容器両端の首部２４を支持する首部支持構造のいずれも採用可能である。
【０００６】
ところが、近年、燃料電池自動車のように高圧水素を燃料として用いる車両の開発が進むことで、水素のように分子構造上、比較的漏れやすいガスを貯蔵するため、ガスの漏洩を防止するため接合箇所を減らしたいという要求がある。この要求を満足する技術として、容器の材料として円管ではなく平板を用いて、平板から絞り加工を用いて高圧ガス容器を製造する技術がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−５５０５０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、高圧ガス容器の首部は加工側（絞り元側）に一つしかできないため、栓部からの漏れを無くせるメリットがあるが、首部が両側に無いため、高圧ガス容器両端の首部を支持する首部支持構造が採用できないという課題が発生する。
【０００９】
このため、図１７に示すように、首部２４のみで支持をしようとすると、一つの首部２４で高圧ガス容器２０の全重量を受けなければならないため、堅牢な構造となり、結果として高圧ガス容器支持構造が大型化する。
【００１０】
また、高圧ガス容器２０の芯部加工の後、高圧ガス容器の円筒外周部にカーボンファイバーなどの補強材料２５を巻き付ける行程（ワインディング）が必要である。従来の円管から作成する場合は容器２０の両端部に首部２４を有するため、両首部２４をワインディング機械に固定してワインディングを行うことができるが、平板からの絞り加工によって製造された高圧ガス容器の場合、片端にしか首部２４がないため、ワインディング開始時にワインディング用の軸２６を首部他端側の底部に仮接合し、ファイバー等の補強材料２５を巻き上げた後にワインディング用の軸２６を除去している。このため、軸２６を除去した後、補強部材２５に被覆されない非被覆部が形成され、補強材料２５の端面が露出し、加工精度によっては容器端面と補強材料２５の間に隙間が出来る恐れがある。この高圧ガス容器端面と補強材料２５の隙間に水などが侵入した場合には、補強材料２５が剥離する可能性があり、その場合、容器全体としての強度が低下する恐れがある（図１８を参照）。
【００１１】
したがって、本発明においては、上記の技術的課題を鑑みて、片端にのみ首部を備えた高圧ガス容器を高圧ガス容器内の燃料残存圧力によらず高圧ガス容器を確実に固定する高圧ガス容器支持装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、首部を一端にのみ有する高圧ガス容器の支持装置において、前記首部を固定し、首部を有さない他端側底部を弾性部材を介して支持し、前記高圧ガス容器をその中心軸方向に押圧して支持することを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、首部を一端にのみ有する高圧ガス容器の支持を首部と底部との両端支持とすることができ、高圧ガス容器内の残量によらず確実に容器を支持でき、また両端支持とすることで支持装置の大型化を避けることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の高圧ガス容器支持装置を搭載する燃料電池車両の概略図である。本発明が対象とする高圧ガス容器１は、従来技術で説明した平板から絞り加工により製造する首部を一方にのみ備えたタイプの高圧ガス容器である。なお、高圧ガス容器１の首部を備えた側を首部側、備えていない他端側を底部側と説明の便宜上、呼ぶこととする。首部側には高圧ガス容器から供給される燃料の圧力を調整する圧力調整弁１２が取り付けられ、圧力調整弁１２から燃料電池システム３に供給される燃料は、減圧弁４で適正な圧力に調整されて燃料電池システム３へ供給される。
【００１５】
複数の高圧ガス容器１を並列に配置する場合は、図１に示すように１つの高圧ガス容器１の首部１ａの位置と底部１ｂの位置を交互に代えて配置して支持板（首部固定手段）２に支持される。このように複数の高圧ガス容器を並列に配置するときに、容器の向きを交互に代えて配置することにより、支持板２に首部１ａ側と底部１ｂ側とを交互に支持することができ、首部の支持構造と同じ強度で底部１ｂ側を支持することが可能となる。
【００１６】
図２は首部１ａの支持方法の概略を説明する図である。支持板２は、上下に上支持板２ａ、下支持板２ｂとに分割され、支持板２には上下支持板２ａ、２ｂに渡って孔部２ｄが形成される。高圧ガス容器１の首部１ａの支持板２への固定は、上支持板２ａを取り外した状態で下支持板２ｂの孔部２ｄに高圧ガス容器１の首部１ａを設置し、設置後、上支持板２ａを取り付けて締結ボルト５により上支持板２ａを下支持板２ｂに締結することにより固定が完了する。また、隣接する高圧ガス容器１ｘを押圧するための雌ネジ２ｅが支持板２に形成される。この雌ネジ２ｅに後述するボルト１３が螺合し、後述する底部１ｂを支持する支持部材６が高圧ガス容器１ｘの中心軸方向に移動する。移動した支持部材６が高圧ガス容器１に接触して隣接する高圧ガス容器１ｘの底部を押圧して支持する。
【００１７】
次に、図３から図８を用いて高圧ガス容器１の底部１ｂの支持板２への取り付け時に用いられる支持部材（底部支持手段）６の詳細を説明する。
【００１８】
支持部材６は、第一、第二支持部材７ａ、８ａがそれぞれが半円板状に形成され、第一支持部材７ａを下方に、第二支持部材８ａを上方に一体的に配置して図３に示すように円板状に構成される。支持部材６の外周部、つまり第一、第二支持部材７ａ、８ａの外周部には、支持する高圧ガス容器１側に湾曲する湾曲部７ｂ、８ｂが形成され、この湾曲部７ｂ、８ｂにシール性を有する弾性部材、例えばＯリング１１が嵌る溝７ｃ、８ｃが高圧ガス容器１の中心軸と同軸に形成される。この湾曲部７ｂ、８ｂの形状は、高圧ガス容器１内のガス量によって高圧ガス容器１が変形しても、高圧ガス容器１が支持部材６に接触しないように形状が決定される。
【００１９】
図５と図６を用いて第一支持部材７ａの詳細形状を説明する。前述の様に第一支持部材７ａは、半円板状に形成される。また、外周部には湾曲部７ｂとＯリング１１用の溝７ｃとを備える。
【００２０】
高圧ガス容器１の中心軸と同軸に配置された軸１０が第一支持部材７ａに固定される。軸１０の高圧ガス容器１側の端部１０ａの端面の中心に凹部１０ｂが形成される。一方、高圧ガス容器１の底部１ｂに軸１０が嵌る凹部１ｃを設け、この設けた凹部１ｃの底面１ｄには凸状のノッチ１ｅが形成される。このノッチ１ｅに軸１０の凹部１０ｂと嵌合し、高圧ガス容器１の芯出しが行われる。
【００２１】
軸１０の高圧ガス容器１に面しない他端側の端部１０ｃにボルト１３が接触する。このボルト１３は、図４に示すように支持板２に形成された雌ネジ２ｅに螺合し、ボルト１３を回転させることで、第一支持部材７ａを高圧ガス容器１方向に押し、移動させることができる。また、第一支持部材７ａを高圧ガス容器１から離れる方向に移動させるためのスプリング１４が、軸１０と支持板２との間に設置される。
【００２２】
また、第一支持部材７ａには第二支持部材８ａと支持板２との間に腕部７ｄが形成される。腕部７ｄは、高圧ガス容器１の半径方向に第二支持部材８ａと平行に延出する。腕部７ｄには図５と図６に示すように所定位置に雌ネジ７ｅが形成されており、この雌ネジ７ｅに後述する第二支持部材８に支持された雄ネジ９ｂが螺合する。
【００２３】
図７と図８に示す第二支持部材８ａは、半円板状に構成され、その外周部に湾曲部８ｃを形成する。さらに第二支持部材８ａの前述の第一支持部材７ａの雌ネジ７ｅと同軸上にネジ部材９が設置される。
【００２４】
ネジ部材９は、第二支持部材８ａに取り付く軸部９ａと、前述の第一支持部材７ａの雌ネジ７ｅと螺合する雄ネジ９ｂと、軸部９ａと雄ネジ９ｂとの間に設けられ、工具によってネジ部材９を回転させるための二面幅を備えた頭部９ｃとから構成される。ネジ部材９の軸部９ａは第二支持部材８ａに対して回転自在に、かつ相対移動不能に形成される。したがって、工具によって頭部９ｃを回転させることにより、ネジ部材９の雄ネジ９ｂと雌ネジ７ｅとの螺合によりネジ部材９が第一支持部材７ａに対して第二支持部材８ａが高圧ガス容器１の中心軸方向に移動する。
【００２５】
このように構成され、各構成要素の組み立て状態を示す図３と図４を用い、各構成要素の相対移動を説明すると、支持板２に対して第一支持部材７ａが軸１０を押すボルト１３の作用により高圧ガス容器１の中心軸方向に相対移動し、このとき第二支持部材８ａは第一支持部材７ａと一体的に軸方向に相対移動する。また第二支持部材８ａは雄ネジ９ｂの作用により、第一支持部材７ａに対して高圧ガス容器１の中心軸方向の相対移動が可能である。したがって、支持板２に対する支持部材６の相対移動を調整して、支持部材６がＯリング１１を介して高圧ガス容器１の底部１ｂ側を軸方向から押圧して支持することができる。また、軸１０の凹部１０ｂが高圧ガス容器１のノッチ１ｅと嵌合することによって高圧ガス容器１を軸方向から支持できる。
【００２６】
以下、図９から図１２を用いて本発明の高圧ガス容器の支持部材６を用いた高圧ガス容器１の支持手順を説明する。支持される高圧ガス容器１は、補強材が円筒外周部に巻き付けられた後の容器である。ここで、従来技術で説明したように、ワインディングのための回転軸が仮設置される底部１ｂの凹部１ｃには、補強材を巻き付けることができず、高圧ガス容器１本体の一部が露出している。
【００２７】
まず図９と図１０は、高圧ガス容器１が支持部材６を介して支持板２の所定位置にセットされることを示しており、図９で高圧ガス容器１の首部１ａが下支持板２ｂの孔部２ｄに嵌め込められると共に、軸１０の高圧ガス容器１側の端部１０ａが、燃料タンク１に設けられた凹部１ｃに挿入される。この状態で高圧ガス容器１が支持装置６に仮置きされ、落下することがない。この状態から図１０に示すように高圧ガス容器１の首部１ａに上支持板２ａが嵌め込まれて締結ボルト５により、上支持板２ａと下支持板２ｂが締結され、高圧ガス容器１の首部１ａは支持板２に固定される。
【００２８】
図１１では、図１０に示した仮置きの状態から軸１０を押すボルト１３が支持板２に対してねじ込まれる。ボルト１３の移動により支持部材６が高圧ガス容器１方向に移動し、第一支持部材７ａの溝７ｃに嵌め込んだＯリング１１が高圧ガス容器１の底部１ｂ側に接触する。このようにして、第一支持部材７ａはＯリング１１を介して高圧ガス容器１を軸方向から押圧、支持する。この状態で軸１０の端部１０ａに設けられた凹部１０ｂは、高圧ガス容器１のノッチ１ｅに嵌合して高圧ガス容器１の芯出しが行われるとともに、高圧ガス容器１を軸方向から支持する。なおこの状態では、第二支持部材８ａの溝８ｃに嵌め込まれたＯリング１１は高圧ガス容器１に接触していない。
【００２９】
次に図１２で、ネジ部材９の頭部９ｃを工具により回転させて、第二支持部材８ａを第一支持部材７ａに対して高圧ガス容器１側にＯリング１１が高圧ガス容器１に接触するまで移動させる。そして、ボルト１３とネジ部材９とを調整し、Ｏリング１１の高圧ガス容器１に対する面当りを調整する。このようにして高圧ガス容器１は、Ｏリング１１を介して支持部材６により軸方向から支持されるとともに、前述のように軸１０の凹部１０ｂが高圧ガス容器１のノッチ１ｅに嵌合することで軸１０が高圧ガス容器１を軸方向から支持する。したがって、支持板２によって高圧ガス容器１の首部１ａを固定するとともに、底部１ｂ側を支持部材６によって高圧ガス容器１の軸方向から支持することにより、高圧ガス容器１を両側で支持でき、支持装置を大型化する必要がない。また、Ｏリング１１が高圧ガス容器１と支持部材６との間に介装されて、高圧ガス容器１と支持部材６との間に密封空間が形成されるため、補強材の端部が露出する凹部１ｃに水等が浸入することを防止できる。
【００３０】
本発明においては、一首型の高圧ガス容器１の首部１ａを支持板２により固定するとともに、他端の高圧ガス容器１の底部１ｂを弾性部材（Ｏリング）１１を介して支持部材６によって高圧ガス容器１の軸方向から押圧して支持する。このような支持装置により、高圧ガス容器１の残圧に依らず、径方向に変位可能にして、高圧ガス容器１を軸方向から確実に支持することができる。また、高圧ガス容器１の両端を支持できるため、支持装置が大型化することを防止できる。
【００３１】
支持部材６は、それぞれが高圧ガス容器１の軸方向に変位可能な２つの支持部材７ａ、８ａと、２つの支持部材７ａ、８ａの双方により支持される弾性部材（Ｏリング１１）とからなり、高圧ガス容器１に弾性部材が接触し、高圧ガス容器１を支持するように２つの支持部材７ａ、８ａを軸方向に移動させる。これにより、高圧ガス容器１の両端を支持できるため、支持装置が大型化することを防止できる。また、高圧ガス容器１と支持部材６間に弾性部材によって密封空間が形成され、高圧ガス容器１の底部１ｂに存在する補強材料の露出部（高圧ガス容器１の非被覆部）に水等が浸入することをシール性を有する弾性部材１１によって防止し、補強材料が剥離することを防止できる。また高圧ガス容器の変形を弾性部材の撓みによって吸収することができる。
【００３２】
また高圧ガス容器を車両等に並列に複数搭載する場合に、首部の固定位置と底部の支持位置とを交互に代えて配置するため、同じ支持板に首部側と底部１ｂ側とを支持することができ、首部の支持構造と同じ強度で底部１ｂ側を支持することが可能となり、弾性部材のシール性を確保することができる。
【００３３】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される燃料電池車両のシステム構成を示す図である。
【図２】図１の矢視Ａから見た矢視図である。
【図３】第一、第二支持部材の組み立て状態を示す正面図である。
【図４】第一、第二支持部材の組み立て状態を示す側面図である。
【図５】第一支持部材の正面図である。
【図６】第一支持部材の側面図である。
【図７】第二支持部材の正面図である。
【図８】第二支持部材の側面図である。
【図９】高圧ガス容器の支持手順を示す図である。
【図１０】同じく高圧ガス容器の支持手順を示す図である。
【図１１】同じく高圧ガス容器の支持手順を示す図である。
【図１２】同じく高圧ガス容器の支持手順を示す図である。
【図１３】従来の燃料電池車両のシステム構成を示す図である。
【図１４】高圧ガス容器の支持方法を説明する断面図である。
【図１５】高圧ガス容器の支持方法を説明する図である。
【図１６】同じく高圧ガス容器の支持方法を説明する図である。
【図１７】同じく高圧ガス容器の支持方法を説明する図である。
【図１８】高圧ガス容器に補強部材を巻き付ける方法を説明する図である。
【符号の説明】
１  高圧ガス容器
２  支持板
３  燃料電池システム
４  減圧弁
５  締結ボルト
６  支持装置
７ａ  第一支持部材
７ｂ  湾曲部
７ｃ  溝
７ｄ  腕部
７ｅ  雌ネジ
８ａ  第二支持部材
８ｂ  湾曲部
８ｃ  溝
９  ネジ部材
９ａ  軸部
９ｂ  雄ネジ
９ｃ  頭部
１０  軸
１０ａ  ボルト
１０ｂ  端部
１１  Ｏリング
１２  圧力調整弁
【図１】
2004257413.tif 000003
【図２】
2004257413.tif 000004
【図３】
2004257413.tif 000005
【図４】
2004257413.tif 000006
【図５】
2004257413.tif 000007
【図６】
2004257413.tif 000008
【図７】
2004257413.tif 000009
【図８】
2004257413.tif 000010
【図９】
2004257413.tif 000011
【図１０】
2004257413.tif 000012
【図１１】
2004257413.tif 000013
【図１２】
2004257413.tif 000014
【図１３】
2004257413.tif 000015
【図１４】
2004257413.tif 000016
【図１５】
2004257413.tif 000017
【図１６】
2004257413.tif 000018
【図１７】
2004257413.tif 000019
【図１８】
2004257413.tif 000020