(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧タンクの開口部とこれに取り付けられた取付け部材との間における高圧タンクのシール構造であって、
前記開口部を構成する開口縁部と前記取付け部材との間には、前記高圧タンクの軸線方向に位置ずれして、それぞれが弾性を有する第１のシール材及び第２のシール材が設けられ、
前記第１のシール材は、第１の温度では前記第２のシール材よりもリークが生じにくく、
前記第２のシール材は、前記第１の温度よりも高い第２の温度では前記第１のシール材よりもリークが生じにくく、
前記第１のシール材と前記第２のシール材とは、材料自体のガス透過性が異なっており、
前記第１のシール材および前記第２のシール材のうちガス透過性の高い方が、ガス透過性の低い方よりも前記高圧タンク内からみて外側に位置している、高圧タンクのシール構造。
【請求項２】
前記第１のシール材は、耐低温特性を有し、
前記第２のシール材は、耐高温特性を有する、請求項１に記載の高圧タンクのシール構造。
【請求項３】
前記第１のシール材と前記第２のシール材とは、前記開口縁部の内周面と前記取付け部材の外周面との間に設けられている請求項１又は２に記載の高圧タンクのシール構造。
【請求項４】
前記開口縁部の内周面および前記取付け部材の外周面の少なくとも一方には、前記第１のシール材および前記第２のシール材を個々に配置するための取付け溝が形成されている請求項３に記載の高圧タンクのシール構造。
【請求項５】
前記開口縁部の内周面および前記取付け部材の外周面の少なくとも一方には、前記第１のシール材および前記第２のシール材をともに配置するための単一の取付け溝が形成されている請求項３に記載の高圧タンクのシール構造。
【請求項６】
前記取付け溝には、バックアップリングが更に配置されている請求項４または５に記載の高圧タンクのシール構造。
【請求項７】
前記第１のシール材は、ブチルゴムで形成されている請求項１ないし６のいずれか一項に記載の高圧タンクのシール構造。
【請求項８】
前記第２のシール材は、ＥＰＤＭで形成されている請求項１ないし７のいずれか一項に記載の高圧タンクのシール構造。
【請求項９】
前記開口部および前記開口縁部は、口金により構成され、
前記取付け部材は、前記口金の前記開口部に取り付けられたバルブボデーからなる請求項１ないし８のいずれか一項に記載の高圧タンクのシール構造。
【請求項１０】
前記開口部および前記開口縁部は、前記高圧タンクの内殻または外殻により構成され、
前記取付け部材は、前記内殻または前記外殻の前記開口部に取り付けられた口金またはバルブボデーからなる請求項１ないし８のいずれか一項に記載の高圧タンクのシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧タンクの開口部に取付け部材を取り付けた構造に関し、例えば開口部を構成する口金と取付け部材を構成するバルブボデーとの間における高圧タンクのシール構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素ガスなどのガスを高圧で貯留する高圧タンクは、例えば燃料電池車両に搭載される。高圧タンクの口金は、高圧タンクの端部に設けたタンク本体の開口部に配置される（例えば特許文献１参照。）。そして、この種の口金の開口部には、バルブ等の配管要素を一体的に組み込んだバルブボデーがねじ込み接続される。高圧タンクのシール性を確保するべく、口金とタンク本体との間や、口金とバルブボデーとの間には、シール材が設けられている（例えば、特許文献１〜３参照。）。例えば特許文献１では、この種のシール性を高めるためのシール方式として、二つのＯリングにより軸シールする二重シール構造を採用している。
【特許文献１】特開２０００−１６１５９０号公報（第３図）
【特許文献２】特開２００３−２７９０００号公報（第２図〜第４図）
【特許文献３】特開２００２−３４９７９６号公報（第２図）
【発明の開示】
【０００３】
ところで、タンク内圧力が２０ＭＰａ〜１００ＭＰａとなる高圧タンクでは、ガスの充填および放出時に、断熱圧縮および膨張により急激な温度変化が生じる。例えば、水素ガスの充填では急激な温度上昇を伴い、その放出では急激な温度低下を伴う。この温度変化（特に低温）によって、ゴムからなるシール材の弾性が低下し、シール性が低下する。この点について、上記特許文献は、二重シール構造とはしているものの、何ら考慮がされていなかった。また、上記各特許文献では、タンクのガス漏れ対策として、性質が等しいシール材を直列に複数設ける構成が提案されているが、更なる改善が望まれていた。
本発明は、シール性を適切に確保することができる高圧タンクのシール構造を提供することを目的としている。また、本発明の一態様では、広範囲な温度領域でシール性を適切に確保することができる高圧タンクのシール構造を提供することをその目的としている。
上記目的を達成するべく、本発明の高圧タンクのシール構造は、高圧タンクの開口部とこれに取り付けられた取付け部材との間における高圧タンクのシール構造であって、開口部を構成する開口縁部と取付け部材との間には、シール特性が互いに異なる複数のシール材が設けられているものである。
この構成によれば、例えばある温度環境化において、一つのシール材の弾性が低下しても、他のシール材の弾性は低下せずにシール性を発揮することができる。このように、複数のシール部材に互いに異なるシール特性をもたせることで、高圧タンクの開口部と取付け部材との間のシール性を適切に確保することができるようになる。
ここで、開口部および開口縁部は、口金により構成することができるし、取付け部材は、口金の開口部に取り付けられた機能部品により構成することができる。機能部品とは、バルブや継手のほか流体用の通路を構成する配管等の配管要素、または圧力センサや温度センサなどの検出要素を含む部品である。例えば、機能部品が、バルブ等の配管要素を一体的に組み込んだバルブボデーからなる場合には、口金とバルブボデーとの間のシール性を適切に確保することができる。
また、開口部および開口縁部は、高圧タンクの内殻または外殻により構成され、取付け部材は、内殻または外殻の開口部に取り付けられた口金またはバルブボデー等の機能部品により構成することができる。したがって、本発明のシール構造は、高圧タンクの内殻と口金との間や、高圧タンクの内殻とバルブボデーとの間や、高圧タンクの外殻と口金との間、および高圧タンクの外殻とバルブボデーとの間などにも適用することができる。
本発明の好ましい一態様では、複数のシール材は、温度特性が互いに異なる。
この構成によれば、充填及び放出に伴い温度変化を生じる高圧タンクを、広範囲な温度領域で確実性良くシールすることができる。
本発明の好ましい一態様では、複数のシール材には、耐低温特性を有する第１のシール材と、耐高温特性を有する第２のシール材と、が含まれる。
別の観点からすれば、本発明の好ましい一態様では、複数のシール材には、第１のシール材と第２のシール材とが含まれ、第１のシール材は、第１の温度では第２のシール材よりもリークが生じにくく、第２のシール材は、第１の温度よりも高い第２の温度では第１のシール材よりもリークが生じにくい。
このような構成によれば、高圧タンクの開口部と取付け部材との間のシール性は、高圧タンク内の温度が低下した場合には第１のシール材により確保され、高圧タンク内の温度が上昇した場合には第２のシール材により確保される。これにより、一方のシール材の弾性が低下する温度環境になったとしても、他方のシール材の弾性が有効に機能するため、開口部と取付け部材との間のシール性を広範囲な温度領域で適切に確保できる。
なお、ある温度でリークが生じにくいとは、第１の温度を一例に説明すると以下のとおりである。すなわち、第１の温度でリークが生じにくいとは、第１の温度になったときに第２のシール材よりも第１のシール材の方が弾性変形し易いことをいう。ただし、この条件は必ずしも十分条件ではなく、材料自体の透過性なども考慮すべき場合もある。
ここで、第１のシール材は、既存のガスケットやＯリングを有効に活用することができ、例えばブチルゴムやシリコーンで形成されることが好ましい。同様に、第２のシール材は、既存のガスケットやＯリングを有効に活用することができ、ＥＰＤＭで形成されることが好ましい。これらの材料で各シール材を形成することで、上記の温度特性を好適に発揮し、リークを好適に抑制することができる。なお、より好ましいシール材の組合せは、第１のシール材がシリコーンであり、第２のシール材がＥＰＤＭである。
本発明の好ましい一態様では、第１のシール材は、高圧タンク内からみて第２のシール材よりも内側に位置している。
一般に、高圧タンクではガスの充填よりも放出の方が頻度は高いため、高圧タンク内の温度は、高温となる場合に比べて低温となる頻度が高い。上記構成のように、耐低温特性を有する第１のシール材を高圧タンク内からみて内側（上流側）に位置させることで、使用頻度の高い方に対応したシール性を適切に確保することができる。
上記とは異なり、別の観点からみれば、本発明の好ましい一態様では、第１のシール材は、高圧タンク内からみて第２のシール材よりも外側に位置していてもよい。
この構成によれば、仮に第２のシール材が機能しなくなったとしても、第１のシール材でシール性を確保することができる。
本発明の好ましい一態様では、第１のシール材と第２のシール材とは、ガス透過性が異なっており、第１のシール材および第２のシール材のうちガス透過性の高い方が、ガス透過性の低い方よりも高圧タンク内からみて外側に位置している。
別の観点からすれば、本発明の好ましい一態様では、複数のシール材には、ガス透過性が互いに異なる第１のシール材と第２のシール材とが含まれ、第１のシール材は、第２のシール材よりもガス透過性が高く、且つ高圧タンク内からみて第２のシール材よりも外側に位置していてもよい。
この構成によれば、第１のシール材と第２のシール材との間のガス溜りを防止することができる。また、ガス透過性の高い方を高圧タンク内からみて外側（下流側）に位置させることで、シールの信頼性を高めることができる。
ここで、上記したシリコーンとＥＰＤＭの組合せの場合には、比較的ガス透過性の低いＥＰＤＭからなる第２のシール材を、比較的ガス透過性の高いシリコーンからなる第１のシール材よりも、高圧タンク内からみて内側に位置させることが好ましい。逆に、ブチルゴムとＥＰＤＭの組合せの場合には、比較的ガス透過性の低いブチルゴムからなる第１のシール材を、比較的ガス透過性の高いＥＰＤＭからなる第２のシール材よりも、高圧タンク内からみて内側に位置させることが好ましい。
本発明の好ましい一態様では、第１のシール材と第２のシール材とは、高圧タンクの軸線方向に位置ずれして、開口縁部の内周面と取付け部材の外周面との間に設けられている。
この構成によれば、第１のシール材および第２のシール材はともに軸シールとして機能するため、端面シールとして機能する場合に比べてシールの信頼性を高めることができる。
本発明の好ましい一態様では、開口縁部の内周面および取付け部材の外周面の少なくとも一方には、第１のシール材および第２のシール材を個々に配置するための取付け溝が形成されている。
この構成によれば、二つのシール材が干渉しないため、シール性を好適に高めることができる。
別の観点からすれば、本発明の好ましい一態様では、開口縁部の内周面および取付け部材の外周面の少なくとも一方には、第１のシール材および第２のシール材をともに配置するための単一の取付け溝が形成されていてもよい。
この構成によれば、二つのシール材は干渉し得るが、これらのシールまわりのスペース効率の向上および軽量化を図ることができる。
本発明の好ましい一態様では、取付け溝には、バックアップリングが更に配置されている。
この構成によれば、バックアップリングを併用するため、高圧時のシール性をより一層高めることができる。
また、上記したように、本発明の一態様において、開口部および開口縁部が口金により構成され、取付け部材がバルブボデーからなる場合には、以下のような構成を採用することが好ましい。
すなわち、バルブボデーは、開口縁部に螺合されるねじ部を有し、複数のシール材は、ねじ部の軸線方向の両側に位置していることが好ましい。
上記のとおり、高圧タンク及びバルブボデーでは、充填及び放出に伴い温度変化を生じるが、このとき、バルブボデーはその軸線方向において不均一な温度分布となる場合がある。上記構成とすることで、仮にシール材をねじ部の一端側に集中配置する場合と比べて、バルブボデーの温度分布の影響を好適に回避し得る。これにより、締結力とシール性を両立することができる。
この場合、バルブボデーは、その軸線方向視で径が異なる複数の箇所を有し、複数のシール材は、バルブボデーの径に対応して形成されており、高圧タンク内からみてねじ部よりも外側のシール材は、ねじ部よりも内側のシール材と比較して、径が大きいことが、好ましい。
以上説明した本発明の高圧タンクのシール構造によれば、シール性を適切に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、第１実施形態に係る高圧タンクの構成を示す断面図である。
図２は、第１実施形態に係る口金およびバルブボデーまわりのシール構造を示す要部拡大図である。
図３は、第２実施形態に係る口金およびバルブボデーまわりのシール構造を示す要部拡大図である。
図４は、第３実施形態に係る口金およびバルブボデーまわりのシール構造を示す要部拡大図である。
図５は、第４実施形態に係る高圧タンクの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係る高圧タンクのシール構造について説明する。このシール構造は、高圧タンクの開口部とこれに取り付けた取付け部材との間を二重シール構造としたものであるが、その際、二つのシール部材について、異なる温度特性を有するもので構成したものである。以下の第１実施形態から第４実施形態では、高圧タンクの開口部として口金の開口部を例に、また取付け部材の例としてバルブボデーを例に説明する。
［第１実施形態］
図１に示すように、高圧タンク１は、全体として密閉円筒状のタンク本体２と、タンク本体２の長手方向の一端部に設けられた口金３と、口金３に取り付けられたバルブボデー４と、を具備している。タンク本体２の内部は、天然ガスや水素ガスなど各種のガスを高圧で貯留する貯留空間６となっている。高圧タンク１を燃料電池システムに適用した場合には、例えば３５ＭＰａあるいは７０ＭＰａの水素ガス、または２０ＭＰａのＣＮＧガス（圧縮天然ガス）が貯留空間６の内部に貯留される。なお、本発明の高圧タンク１は、ガスタンクのみならず、液体水素タンクやＭＨ（水素吸蔵合金）タンクにも適用することができる。
タンク本体２は、ガスバリア性を有する内側のライナー２０（内殻）と、ライナー２０の外側を覆うＦＲＰからなるシェル２２（外殻）と、の二層構造で構成されている。ライナー２０は、例えば高密度ポリエチレンなどの樹脂で構成される。このように、タンク本体２を樹脂製とすることもできるが、もちろんタンク本体２をアルミニウム合金など金属製として構成してもよい。またあるいは、ライナー２０をアルミニウム等の金属製とし、シェル２２を樹脂製としてもよい。口金３は、例えばステンレスなどの金属で形成され、タンク本体２の半球面状をした端壁部の中心に設けられている。
バルブボデー４（取付け部材）は、例えばステンレスなどの金属で形成されている。バルブボデー４は、口金３の開口部３０にねじ込み接続されることで、開口部３０に取り付けられている。本実施形態のバルブボデー４は、バルブや継手等の配管要素を一体的に組み込んだバルブアッセンブリとして構成されている。バルブアッセンブリを構成するバルブは、例えば、元弁となるシャットバルブと、シャットバルブに直列に配置されたレギュレータと、により構成される。
なお、バルブボデー４は、この種のバルブやガス流路のほか、圧力センサや温度センサを有してもよい。また、口金３にねじ込み接続される機能部品は、バルブボデー４に限らず、単一のバルブや継手などの配管要素、ガス流路を構成する配管、圧力センサや温度センサなどの検出要素などであってもよい。
バルブボデー４は、タンク本体２内に位置する円筒部４０（軸心部）と、タンク本体２外に位置する露出部４２と、によりタンク本体２の内外に亘るように構成されている。円筒部４０および露出部４２には、上記のバルブのほか、貯留空間６と外部のガスラインと接続する図示省略のガス流路が形成されている。
貯留空間６のガスは、バルブボデー４のガス流路やバルブを経て外部のガス供給ラインへと放出（供給）されるが、例えばガスが水素ガスである場合には、タンク本体２内の温度は低下する。なお、タンク本体２内は、３５ＭＰａよりも７０ＭＰａの水素ガスの方が、低い温度まで低下する。一方、貯留空間６へのガスの充填は、外部のガス充填ラインからバルブボデー４のガス流路やバルブを経ることで行われるが、例えばガスが水素ガスである場合には、タンク本体２内の温度は上昇する。
露出部４２の環状の下端面４４は、口金３のタンク本体２外に延出されたフランジ部３２の上端面３４に着座している。円筒部４０は、露出部４２側の外周面４６におねじ４８が形成されており、これに対応して口金３には、その開口部３０の内周面３６にめねじ３８が形成されている。円筒部４０は、このねじ部分を介して口金３の開口部３０にスレートねじ接続されている。円筒部４０は、そのおねじ４８の奥側（露出部４２とは反対側）の位置で、口金３との間をシール手段５０により気密にシールされている。
図２に示すように、シール手段５０は、口金３とバルブボデー４との間を軸シールする二つのＯリング５１，５２を有している。二つのＯリング５１，５２は、バルブボデー４の円筒部４０の外周面４６と口金３の開口部３０の内周面３６（開口縁部）との間に設けられている。
二つのＯリング５１，５２は、バルブボデー４の中心線方向に位置ずれしている。詳細には、第１のＯリング５１は、高圧タンク１内からみて内側（上流側、一次側）にあり、第２のＯリング５２は、高圧タンク１内からみて外側（露出部４２側、下流側、二次側）にある。二つのＯリング５１，５２は、所定のつぶし代を有し、円筒部４０の外周面４６に設けた二つの環状の取付け溝５４，５５にそれぞれ装着されている。なお、二つの取付け溝５４，５５を口金３の開口部３０の内周面３６に形成してもよい。
通常、高圧タンク１内からのガスのリークには、シール手段５０とバルブボデー４又は口金３との密着部分から透過するガス量と、シール手段５０たるシール材を厚み方向に透過するガス量と、の二種類の透過量が考えられる。それゆえ、二つのＯリング５１，５２の材料を選定するにあたっては、二種類のガス透過量の総量を考慮することが望ましい。また、上記したとおり、高圧タンク１内の温度は変動することから、二つのＯリング５１，５２の温度特性が互いに異なるような材料を選定することが望ましい。
本実施形態では、二つのＯリング５１，５２は、温度特性やガスの透過性など、互いに異なるシール特性（性状）を有している。具体的には、第１のＯリング５１は、第２のＯリング５２に比べて、低温特性（耐寒性）に優れた材料で形成されている共に、ガス透過性の低い材料で形成されている。例えば、第１のＯリング５１は、ＩＩＲ（ブチルゴム）で形成され、耐低温特性（良低温特性）および耐ガス透過性（ガス不透過特性）を有している。例えば、第２のＯリング５２は、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）で形成され、耐高温特性（良高温特性）および耐候性を有している。
ここで、第１のＯリング５１の「耐低温特性」とは、例えばガス放出（水素ガスの放出）に伴い低下したタンク本体２内の温度に対して、第１のＯリング５１の弾性が低下しない又は抑制されることを意味する。同様に、第２のＯリング５２の「耐高温特性」とは、例えばガス充填（水素ガスの充填）に伴い上昇したタンク本体２内の温度に対して、第２のＯリング５２の弾性が低下しない又は抑制されることを意味する。また、これら二つのＯリング５１，５２は、ガス放出およびガス充填のいずれでもない高圧タンク１の待機時、すなわちタンク本体２内が常温である場合には、弾性が低下しない温度特性を有している。
このように、高圧タンク１内の温度変化を考慮し、第１の温度では第２のＯリング５２よりもリークが生じにくい特性の第１のＯリング５１と、第１の温度よりも高い第２の温度では第１のＯリング５１よりもリークが生じにくい第２のＯリング５２と、の両者を併用して密閉することで、高圧タンク１からのガスのリークを効果的に抑制できる。
図中の符号５７および５８は、第１のＯリング５１が装着された取付け溝５４に互いに隣接して配置された二つのバックアップリングを示している。二つのバックアップリング５７，５８は第１のＯリング５１の下流側（低圧側）に配置され、一方のバックアップリング５７は第１のＯリング５１に隣接している。なお、第１のＯリング５１の片側のみならず、両側にも一つまたは二つのバックアップリングを配置してもよい。また、第２のＯリング５２の取付け溝５５にも、バックアップリングを配置してもよい。
以上のように、本実施形態の高圧タンク１のシール構造によれば、口金３とバルブボデー４との間に介在させたシール手段５０が、温度特性の異なる二つのＯリング５１，５２により構成されている。このため、一方のＯリング（５１または５２）の弾性が低下するような温度環境になった場合にも、他方のＯリング（５２または５１）の弾性が確保されることになる。
これにより、高圧タンク１内の温度が上昇した場合も低下した場合も、二つのＯリング５１，５２のいずれか一方によって、口金３とバルブボデー４との間を気密にシールしておくことができる。したがって、既存のＯリングを有効に活用して、口金３とバルブボデー４との間のシール性を広範囲な温度領域で適切に確保することができる。
また、高圧タンク１を例えば燃料電池車両に適用した場合には、水素ガスの充填に比べ、水素ガスの放出の方が頻度は高い。つまり、高圧タンク１内は、高温となる場合に比べて低温となる場合の頻度が高いことになる。上記のように、耐低温特性を有する第１のＯリング５１を高圧タンク１内からみて内側に設けたため、使用頻度の高い方に対応したシール性を適切に確保することができる。
また、二つのＯリング５１，５２のガス透過性が異なり、ガス透過性の高い第２のＯリング５２を第１のＯリング５１よりも高圧タンク１内からみて外側に設けている。このため、Ｏリング間（５１，５２間）のガス溜りを適切に防止することができる。
なお、シール手段５０を二つのＯリング５１，５２で構成したが、もちろんリップパッキンやガスケットなどで構成してもよい。また、二つのＯリング５１，５２を両方とも軸シールとして用いたが、もちろん端面シールを併用してもよい。例えば、第２のＯリング５２で、バルブボデー４の露出部４２の下端面４４と口金３のフランジ部３２の上端面３４との間を気密にシールしてもよい。この場合には、Ｏリングではなくガスケットを用いてもよい。
また、シール手段５０は、温度特性の異なる三つ以上のシール材を具備してもよい。さらに、第１のＯリング５１と第２のＯリング５２との配置を逆にしてもよく、耐高温特性を有する第２のＯリング５２を高圧タンク１内からみて内側に設けてもよい。また、バックアップリング５７，５８を併用しない構造とすることができる。
［第２実施形態］
次に、図３を参照して、第２実施形態にかかる高圧タンク１のシール構造について説明する。第１実施形態との相違点は、シール手段５０の二つのＯリング５１，５２を共通の取付け溝６１に配置した点である。共通の取付け溝６１には、高圧タンク１の上流側からみて順に、上記の性状の第１のＯリング５１、第２のＯリング５２、および二つのバックアップリング５７，５８が隣接して配置されている。
本実施形態によれば、シール性を広範囲な温度領域で適切に確保することができるなど、上記同様の作用・効果を奏することができる。加えて、これらのシールまわりのスペース効率の向上および軽量化を図ることができる。なお、上記同様に、第１のＯリング５１および第２のＯリング５２の配置順序は逆であってもよいし、二以上のＯリング（シール材）を用いてもよい。さらに、バックアップリング５７，５８は、これらシール材の両側に設けてもよい。
［第３実施形態］
次に、図４を参照して、第３実施形態にかかる高圧タンク１のシール構造について説明する。第１実施形態との主な相違点は、シール手段５０の二つのＯリング５１，５２を形成する材質を代えたことである。
先ず、材質を代えた理由を説明する。
上記したように、二つのＯリング５１、５２の材質の組合せは、高圧タンク１内の温度変化を考慮して選定することが好ましく、その際、高圧タンク１内に充填するガスの種類や圧力によって選定することが好ましい。上記した第１実施形態の組合せ、すなわち第１のＯリング５１をＩＩＲで形成し、第２のＯリング５２をＥＰＤＭで形成する組合せは、３５ＭＰａの水素ガスを充填する場合には有効である。しかしながら、７０ＭＰａの水素ガスを充填する場合には、３５Ｍｐａの場合よりもガス放出時の低温に耐えられる必要があり、ＩＩＲよりも低温特性に優れた材質のＯリングを用いることが好ましい。
そこで、本実施形態では、耐低温特性の第１のＯリング５１を、ＩＩＲよりも低温特性に優れたシリコーンで形成し、耐高温特性の第２のＯリング５２を、ＥＰＤＭで形成している。シリコーンからなる第１のＯリング５１は、ＩＩＲやＥＰＤＭが弾性を失うような例えば−５０℃以下の温度環境下でも、弾性が低下せず、密着力を確保することができる。
もっとも、シリコーンからなるＯリング５１は、ＥＰＤＭからなるＯリング５２に比べて、水素ガスのガス透過性が高いので、シール性が懸念されるとも考えられる。しかしながら、上記のとおり、高圧タンク１内からのガスのリークを考慮する場合、Ｏリング５１，５２とバルブボデー４等との密着性と、Ｏリング５１，５２自体の材料透過性と、の両者を考慮する必要がある。このため、水素透過全体で考えた場合に、ＥＰＤＭが弾性を失うような−５０℃以下の温度環境下では、シリコーンのＯリング５１は、ＥＰＤＭのＯリング５２よりもシール性が高くなるので、ガスのリークを適切に抑制することができる。
次に、二つのＯリング５１，５２の配置について述べる。
本実施形態では、第１のＯリング５１が高圧タンク１内からみて第２のＯリング５２よりも外側に配置されている。このように、第２のＯリング５２に比べて材料自体のガス透過性の高い第１のＯリング５１を、第２のＯリング５２よりも外側に（二次側に）設けることで、Ｏリング間（５１，５２間）のガス溜りを適切に防止することができる。なお、取付け溝５４，５５のそれぞれには、二つのバックアップリング５７，５８を隣接して配置しているが、バックアップリングの個数及び配置態様はこれに限るものではない。
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態よりも広範囲な温度領域、特に低温の領域で適切にシール性を確保することができる。なお、第１実施形態で説明した変形例は、本実施形態においても適宜適用することができる。
［第４実施形態］
次に、図５を参照して、第４実施形態にかかる高圧タンク１のシール構造について説明する。第１実施形態との主な相違点は、バルブボデー４の径を代えたことと、シール手段５０たるＯリング５１，５２の配置位置を代えたことである。
バルブボデー４は、その軸線方向視で径が異なる複数の箇所を有している。具体的には、バルブボデー４の円筒部４０は、おねじ４８が形成されたねじ部と、おねじ４８よりもタンク本体２内側に位置する小径部１０１と、おねじ４８よりもタンク本体２外側に位置する太径部１０２と、を有している。おねじ４８の有効径は、小径部１０１の外径Ｄ１よりも大きく、且つ、太径部１０２の外径Ｄ２よりも小さく設定されている。
二つのＯリング５１，５２は、それぞれＩＩＲ及びＥＰＤＭからなり、おねじ４８の軸線方向の両側に配置されている。具体的には、第１のＯリング５１は、小径部１０１に形成された取付け溝５４に、バックアップリング１１１ともに装着されている。一方、第２のＯリング５２は、大径部１０２に形成された取付け溝５５に、バックアップリング１１２とともに装着されている。上記のとおり、小径部１０１の外径Ｄ１が大径部１０２の外径Ｄ２よりも小さいので、第１のＯリング５１は第２のＯリング５２よりも径が小さくなっている。
本実施形態の作用及び効果について説明する。
上記のとおり、高圧タンク１及びバルブボデー４では、水素ガスの充填及び放出に伴い温度変化を生じる。このとき、バルブボデー４はその軸線方向において不均一な温度分布となる場合がある。本実施形態のように、二つのＯリング５１，５２をバルブボデー４の軸線方向に離間して配置することで、これらをおねじ４８の一端側に集中配置する場合に比べて、バルブボデー４の温度分布の影響を好適に回避することができる。これにより、おねじ４８による締結性と二つのＯリング５１，５２によるシール性を両立することができる。
また、バルブボデー４の軸線方向の径を上記のように設定しているため、Ｏリング５１，５２が装着されたバルブボデー４が口金３にねじ込み接続される際に、Ｏリング５１がめねじ３８に摺動することを抑制できる。これにより、Ｏリング５１の耐久性を高めることができる。さらに、外側のＯリング５２のガス透過性は内側のＯリング５１のそれよりも高いので、低温・低圧時にめねじ３８とおねじ４８との間のガス黙りを好適に抑制することができる。
なお、本実施形態においても、第３実施形態で説明した二つのＯリング５１，５２の材質を適用できる。すなわち、小径部１０１側のＯリングをＥＰＤＭを形成し、大径部１０２側のＯリングをシリコーンで形成することができる。
［他の実施形態］
上記の各実施形態では、高圧タンク１のシール構造について、口金３とバルブボデー４との間にシール材（第１のＯリング５１や、第２のＯリング５２）を配置した例について説明したが、もちろんこのシール構造（シール手段５０）は、高圧タンク１の他の部分にも適用することができる。
例えば図１及び図５に示すように、ライナー２０の開口部７０とこれに取り付けられた口金３（取付け部材）との間に適用した場合には、開口部７０の内周面（開口縁部）と口金４の外周面との間に、軸シールする二つのシール材８１，８２が設けられる。一方のシール材８１は例えばＯリング５１と同様の性状（例えばＩＩＲなどの材質）で、他方のシール材８２は例えばＯリング５２と同様の性状（例えばＥＰＤＭなどの材質）で構成すればよい。あるいは、第３実施形態のようにシール材８１をＥＰＤＭで形成し、シール材８２をシリコーンで形成してもよい。開口部７０は、主としてライナー２０の強度を確保する返し部７１の内周側に構成される。
また、タンク本体２や口金３が他の構造からなる場合や、これに関連してバルブボデー４などの機能部品が他の構造からなる場合には、本発明のシール手段５０は、図示省略した他の部分にも適用することができる。例えば、ライナー２０の開口部にバルブボデー４が嵌め込まれるように取り付けられた場合には、その開口部の開口縁部とバルブボデー４の外周面との間にシール手段５０を設けてもよい。また、シェル２２の開口部に口金３が嵌め込まれるように取り付けられた場合には、その開口部の開口縁部と口金３の外周面との間にシール手段５０を設けてもよい。さらに、シェル２２の開口部にバルブボデー４が嵌め込まれるように取り付けられた場合には、その開口部の開口縁部とバルブボデー４の外周面との間にシール手段５０を設けてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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