(57)【要約】【課題】簡単な構造で、ガスタンクの圧力が高圧になったときに、圧力を逃す。【解決手段】ガスタンク本体３０と、前記ガスタンク本体の一方の端部に設けられ、前記燃料電池への配管が接続される第１のエンドプラグ４００と、前記ガスタンク本体の他方の端部に設けられた第２のエンドプラグ３００であって、貫通孔３１５を有する第２のエンドプラグと、前記貫通孔をシールするとともに、前記ガスタンク本体内部の圧力が高くなるとシールを破り前記ガスタンク内の圧力を逃すＯリング保持部材（３２０、３２５、３３０）と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池へのガスを供給するためのガスタンクであって、
ガスタンク本体と、
前記ガスタンク本体の一方の端部に設けられ、前記燃料電池への配管が接続される第１のエンドプラグと、
前記ガスタンク本体の他方の端部に設けられた第２のエンドプラグであって、貫通孔を有する第２のエンドプラグと、
前記貫通孔をシールするとともに、前記ガスタンク本体内部の圧力が高くなるとシールを破り前記ガスタンク内の圧力を逃す面シール部材と、
を備えるガスタンク。
【請求項２】
請求項１に記載のガスタンクにおいて、
前記貫通孔は、前記第２のエンドプラグの前記ガスタンク本体と反対側に形成された凹部の底に形成されており、
前記面シール部材は、
Ｏリングと、
前記Ｏリングを前記凹部の底に接した状態で保持するＯリング保持部材と、
前記Ｏリング保持部材を前記ガスタンク本体側に押さえ込むことにより、前記Ｏリングを前記凹部の底に押しつけてシールを実現する押圧部材と、
を有しており、
前記押圧部材は、Ｏリングを破って抜けたガスを大気に逃すためのガス逃し穴を有する、ガスタンク。
【請求項３】
請求項２に記載のガスタンクにおいて、
前記押圧部材は前記貫通孔にネジ込まれて接続されており、
前記ネジ込みを緩めることにより、前記ガスタンク本体内の圧力が前記ネジ込みを緩める前のリリーフ圧力よりも低い圧力であっても前記ガスに前記Ｏリングによるシールを破らせる、ガスタンク。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のガスタンクにおいて、
前記ガス逃し穴にはキャップを介して、減圧弁が接続されている、ガスタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタンク内部が高圧になったときにおける、ガスタンク内の圧力を逃す技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池用の水素タンクのエンドボス部にリリーフ弁を設けて、歪みゲージにより検出した樹脂ライナの歪み（収縮応力）に応じてリリーフ弁の開閉を制御する技術が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４３６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来技術では、歪みゲージが必要であり、また、燃料電池へのガス供給部からガスをリリーフしていたためリリーフ弁の開閉制御の構造が複雑になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、簡単な構造で、ガスタンク内の圧力が高圧になったときに、ガスタンク内の圧力を逃すことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
燃料電池へのガスを供給するためのガスタンクであって、ガスタンク本体と、前記ガスタンク本体の一方の端部に設けられ、前記燃料電池への配管が接続される第１のエンドプラグと、前記ガスタンク本体の他方の端部に設けられた第２のエンドプラグであって、貫通孔を有する第２のエンドプラグと、前記貫通孔をシールするとともに、前記ガスタンク本体内部の圧力が高くなるとシールを破り前記ガスタンク内の圧力を逃す面シール部材と、を備えるガスタンク。
この適用例によれば、貫通孔をシールするとともに、ガスタンク本体内部の圧力が高くなるとシールを破り前記ガスタンク内の圧力を逃す面シール部材と、を備えるので、簡単な構成で、ガスタンク内の圧力が高圧になったときに、ガスタンク内の圧力を逃すことが可能となる。
【０００８】
［適用例２］
適用例１に記載のガスタンクにおいて、前記貫通孔は、前記第２のエンドプラグの前記ガスタンク本体と反対側に形成された凹部の底に形成されており、前記面シール部材は、Ｏリングと、前記Ｏリングを前記凹部の底に接した状態で保持するＯリング保持部材と、前記Ｏリング保持部材を前記ガスタンク本体側に押さえ込むことにより、前記Ｏリングを前記凹部の底に押しつけてシールを実現する押圧部材と、を有しており、前記押圧部材は、Ｏリングを破って抜けたガスを大気に逃すためのガス逃し穴を有する、ガスタンク。
この適用例によれば、簡単な構成で、ガスタンク内の圧力が高圧になったときに、ガスタンク内の圧力を逃すことが可能となる。
【０００９】
［適用例３］
適用例２に記載のガスタンクにおいて、前記押圧部材は前記貫通孔にネジ込まれて接続されており、前記ネジ込みを緩めることにより、前記ガスタンク本体内の圧力が前記ネジ込みを緩める前のリリーフ圧力よりも低い圧力であっても前記ガスに前記Ｏリング構造によるシールを破らせる、ガスタンク。
この適用例によれば、メンテナンス時にガスタンク内の圧力を容易に逃すことが可能となる。
【００１０】
［適用例４］
適用例２または適用例３に記載のガスタンクにおいて、前記ガス逃し穴にキャップを介して減圧弁が接続されている、ガスタンク。
この適用例によれば、減圧弁により、減圧しながらガスタンク内の圧力を逃すことが可能となる。
【００１１】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、ガスタンクの他、ガスタンクの圧力逃し方法等、様々な形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施例のガスタンクを備える車両を示す説明図である。
【図２】ガスタンクの構成を示す説明図である。
【図３】エンドプラグ３００の構成を示す説明図である。
【図４】Ｏリング保持部材３２０、押圧部材３３０近傍を拡大して示す説明図である。
【図５】ガスタンク３０の内筒３６０の内部の圧力が高くなった状態を示す説明図である。
【図６】ガスタンク３０の内筒３６０の内部の圧力がさらに高くなった状態を示す説明図である。
【図７】第２の実施例を示す説明図である。
【図８】第２の実施例におけるガスタンク３０の圧力を逃す動作を説明する説明図である。
【図９】第３の実施例を示す説明図である。
【図１０】押圧部材３３０をＯリング保持部材３２０と反対側に移動させた状態を示す説明図である。
【図１１】キャップ３５４を緩めた状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１の実施例］
図１は、本実施例のガスタンクを備える車両を示す説明図である。車両１０は、燃料電池２０と、ガスタンク３０と、を備える。ガスタンク３０は、エンドプラグ３００、４００を備えている。エンドプラグ４００は、ガスタンク３０の一方の端部に設けられている。エンドプラグ４００は、燃料電池２０へのガス供給用に用いられ、配管４０により、燃料電池２０に接続されている。一方、エンドプラグ３００は、ガスタンク３０のエンドプラグ４００と反対側の端部に設けられており、ガスタンク３０内の圧力が高くなったときに、ガスタンク内の圧力を逃すリリーフ機構を備えている。リリーフ機構については後述する。
【００１４】
図２は、ガスタンクの構成を示す説明図である。ガスタンク３０は、内筒３６０と、外筒３７０と、上述したエンドプラグ３００、４００とを備える。内筒３６０は、略円筒形をした金属製の筒であり、筒の両端に開口部３６１、３６２を有している。また、この開口部３６１、３６２は、窄んでおり、この窄んだ開口部３６１、３６２にエンドプラグ３００、４００がそれぞれ配置されている。エンドプラグ３００は略円筒形の筒部３１１と、筒部の側面に形成されたフランジ３１２とを備えている。筒部３１１のフランジ３１２より一方の側は、内筒３６０の開口部３６１の中に収まっており、フランジ３１２は、内筒３６０の外側にはみ出ている。エンドプラグ４００についても同様である。
【００１５】
外筒３７０は、繊維強化プラスチックで形成されており、内筒３６０の耐圧殻として機能する。エンドプラグ３００の近傍では、外筒３７０は、フランジ３１２の外側を覆っている。すなわち、フランジ３１２は、内筒３６０と、外筒３７０とに挟まれている。フランジ４１２も同様に内筒３６０と、外筒３７０とに挟まれている。
【００１６】
外筒３７０は、樹脂を含浸させた強化繊維を、エンドプラグ３００、４００を取り付けた内筒３６０に巻き付けることにより形成される。樹脂を強化する繊維として、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維（例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維（ケブラー繊維、ケブラーは登録商標）など）を用いることが可能である。また、繊維により強化される樹脂として、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂を用いることが可能である。なお、強化繊維の巻き付けのパターンにより外筒３７０の引っ張り強さなどの機械的性質を調整することが可能である。ここで、エンドプラグ３００を設けず、強化繊維を巻き付けようとすると、エンドプラグ３００が存在しない端部において、強化繊維の巻き付けが難しくなるという問題が生じる。そのため、従来の構成では、強化繊維の巻き付けを容易にするために、燃料電池２０（図１）へのガス供給の用途に用いられないエンドプラグ３００を備える構成を採用していた。本実施例は、この強化繊維の巻き付けを容易にするために配置されていたエンドプラグ３００をガスタンク３０の圧力を下げる機構に活用するものである。
【００１７】
図３は、エンドプラグ３００の構成を示す説明図である。エンドプラグ３００は、エンドプラグ本体３１０と、Ｏリング保持部材３２０と、押圧部材３３０とを備える。エンドプラグ本体３１０は、上述した、略円筒形の筒部３１１と、フランジ３１２と、を備えている。筒部３１１は、略円柱形の凹部３１３を有する。凹部３１３は、ガスタンク３０の外側に面する方向に形成されている。凹部３１３の底と、筒部３１１の凹部３１３と反対側の面３１４とは、貫通孔３１５により、導通している。凹部３１３の側面には、雌ネジが切られている。
【００１８】
凹部３１３の中には、Ｏリング保持部材３２０と、押圧部材３３０とが配置されている。Ｏリング保持部材３２０は、略円柱形の部材である。Ｏリング保持部材３２０の直径は、凹部３１３の直径よりも小さく形成されている。Ｏリング保持部材３２０の凹部３１３の底面側には、略円環形状をした溝３２１が形成されており、溝３２１の中には、Ｏリング３２５が配置されている。Ｏリングは、例えばゴムで形成されており、Ｏリング３２５の太さは、溝３２１の深さよりも大きい。したがって、Ｏリング３２５は、溝３２１から僅かにはみ出している。そのため、Ｏリング３２５がシールを実現するときに、Ｏリング保持部材３２０の凹部３１３側の面と、凹部３１３の底面とは接触しなくてもよい。溝３２１の内径は、貫通孔３１５の直径よりも大きくなっており、溝３２１は、貫通孔３１５と連通している。Ｏリング３２５の直径は、貫通孔３１５の直径よりも大きい。
【００１９】
押圧部材３３０は、Ｏリング保持部材３２０の溝３２１と反対側の面側に配置されている。押圧部材３３０は略円柱形の部材であり、押圧部材３３０の直径は、凹部３１３の直径と同じである。押圧部材３３０の側面には、雄ネジが切られている。この雄ネジは、凹部３１３の雌ネジと噛み合っている。押圧部材３３０のＯリング保持部材３２０と反対側の面には、六角レンチ孔３３２が形成されている。六角レンチ孔３３２に六角レンチを差し込んで押圧部材３３０を回転させることにより、押圧部材３３０をＯリング保持部材３２０方向、あるいはその反対方向に移動させることができる。押圧部材３３０をＯリング保持部材３２０方向に移動させることにより、Ｏリング３２５を凹部３１３の底と密着させ、エンドプラグ３００におけるシールを実現することができる。
【００２０】
凹部３１３の側面、底面、Ｏリング保持部材３２０の側面及び押圧部材３３０に囲われて、空間３２３が形成されている。ガスタンク３０の内筒３６０（図２）の内部の圧力が高くなると、Ｏリング３２５によるシールを破り、空間３２３に内筒３６０内のガスが流入する。押圧部材３３０は、空間３２３と大気とを連通するガス逃し穴３３１を備えている。空間３２３に流入したガスは、ガス逃し穴３３１を介して、大気に放出される。なお、エンドプラグ本体３１０は、放出されたガスが車両１０（図１）の室内方向に向かわないようにするための誘導板３４０を備えてもよい。
【００２１】
図４は、Ｏリング保持部材３２０、押圧部材３３０近傍を拡大して示す説明図である。Ｏリング保持部材３２０は、溝３２１と反対側の面の中央に凹部３２２を有している。また、押圧部材３３０は、Ｏリング保持部材３２０の面の中央に凸部３３３を有する。この凸部３３３に凹部３２２が嵌めこまれることにより、Ｏリング保持部材３２０を凹部３１３のほぼ中央に位置するように配置される。なお、Ｏリング保持部材３２０に凸部、押圧部材３３０に凹部があってもよい。また、凸部３３３、凹部３２２は、円錐形をしていても良い。円錐形をしていれば、Ｏリング保持部材３２０が凹部３１３の中心からずれていても、円錐形の凸部３３３が円錐形の凹部３２２に嵌って行くに従って、Ｏリング保持部材３２０は、凹部３１３の中心に位置するように段々と移動する。
【００２２】
六角レンチ孔３３２に六角レンチを挿入して回転させることにより、押圧部材３３０を凹部３１３の底の方に移動させると、押圧部材３３０は、Ｏリング保持部材３２０を凹部３１３の底の方に移動させる。上述したように、Ｏリング３２５の太さは溝３２１の深さよりも大きいため、Ｏリング３２５が溝３２１の底と凹部３１３の底の両方に接したとき、Ｏリング保持部材３２０と凹部３１３の底の間には、隙間３２６が開く。この隙間３２６は、Ｏリング３２５によるシールが破れたときにガスの流路となる。なお、押圧部材３３０が、Ｏリング保持部材３２０を押す力により、Ｏリング３２５によるシールが破れるリリーフ圧を調整することが可能である。
【００２３】
図５は、ガスタンク３０の内筒３６０の内部の圧力が高くなった状態を示す説明図である。貫通孔３１５と溝３２１とは繋がっているため、内筒３６０（図２）の圧力が高くなり貫通孔３１５の圧力が高くなると、ガスは溝３２１に移動して、Ｏリング３２５よりも内側における溝３２１内の圧力も高くなる。Ｏリング３２５よりも外側における溝３２１内の圧力は、ほぼ大気圧であるので、Ｏリング３２５の内側と外側（隙間３２６、空間３２３）の圧力差により、Ｏリング３２５は外側に広がる。
【００２４】
図６は、ガスタンク３０の内筒３６０の内部の圧力がさらに高くなった状態を示す説明図である。Ｏリング３２５の内側と、外側（隙間３２６、空間３２３）との圧力差がさらに大きくなると、Ｏリング３２５は変形して、隙間３２６からはみ出すようになる。そして、Ｏリング３２５が破損すると、Ｏリング３２５によるシールが破れ、内筒３６０のガスは、貫通孔３１５、溝３２１、隙間３２６を経て空間３２３に流出する。空間３２３は、上述したように、ガス逃し穴３３１により大気に繋がっている。空間３２３に流出したガスは、ガス逃し穴３３１から大気に放出される。この結果、内筒３６０の内部の圧力を下げることが可能となる。
【００２５】
以上、第１の実施例によれば、従来ガス供給の用途に用いられていなかったエンドプラグ３００にＯリング保持部材３２０を備えることにより、ガス供給の用途に用いられているエンドプラグ４００の構成を複雑にすることなく、簡単な構造で、ガスタンク３０内の圧力が高圧になったときに、ガスタンク３０内の圧力を逃すことが可能となる。また、本実施例では、エンドプラグ３００に圧力を逃すための機構（Ｏリング３２５、Ｏリング保持部材３２０、押圧部材３３０）を有しているので、別途配管４０上に圧力を逃す機構を設ける必要がない。そのため、車両１０への搭載スペースを少なくする事が可能となる。
【００２６】
本実施例のガスタンク３０は、燃料電池２０を搭載した車両１０に用いられる。一般に、天然ガス（ＣＮＧ）を燃料とする車両の燃料タンクの内部の常用圧力は約２０ＭＰａであるのに対し、燃料電池２０を搭載した車両１０のガスタンク３０の常用圧力は約７０ＭＰａである。したがって、圧力が高い分、Ｏリング保持部材３２０の溝３２１内のＯリング３２５を変形させやすい。すなわち、本実施例の構造は、燃料電池２０を搭載した車両１０のように、高い常用圧力を有するガスタンク３０において、初めて実現可能となったものである。また、本実施例によれば、押圧部材３３０がＯリング保持部材３２０を押す力を変えることにより、リリーフ圧を容易に変更することができる。
【００２７】
［第２の実施例］
図７は、第２の実施例を示す説明図である。第１の実施例では、ガス逃し穴３３１の数については制限がないが、第２の実施例は、ガス逃し穴３３１を１つのみ有している。そして、ガス逃し穴３３１に減圧弁３８０が接続されている。ガス逃し穴３３１と減圧弁３８０とは、キャップ３５０と、配管３５２により接続される。なお、キャップ３５０は、ガス逃し穴３３１にネジにより接続することが可能であり、メンテナンス時以外では、キャップ３５０は取り外されている。キャップ３５０は、Ｏリング３５５を有している。キャップ３５０のＯリング３５５は、キャップ３５０がガス逃し穴３３１に取り付けられたときに、キャップ３５０と、ガス逃し穴３３１との隙間からガスが抜けるのを抑制する。
【００２８】
図８は、第２の実施例におけるガスタンク３０の圧力を逃す動作を説明する説明図である。第２の実施例は、例えば、ガスタンク３０のメンテナンス時に、ガスタンク３０内の圧力を下げるときに用いられる。
【００２９】
第２の実施例では、メンテナンス時に、減圧弁３８０が接続された配管３５２とキャップ３５０をガス逃し穴３３１に取り付ける。次に押圧部材３３０をＯリング保持部材３２０と反対側に移動させる。Ｏリング保持部材３２０は、内筒３６０内のガスの圧力により押圧部材３３０の方に押され、溝３２１の底と凹部３１３の底との間の間隔が広がる。溝３２１の底と凹部３１３の底との間の間隔が、Ｏリング３２５の太さよりも広くなると、Ｏリング３２５は、シール出来なくなる。なお、このとき、Ｏリング保持部材３２０と凹部３１３の底との隙間３２６も広がる。ガスは、隙間３２６から空間３２３に流出し、ガス逃し穴３３１を通って、減圧弁３８０で減圧されて、大気に放出される。
【００３０】
以上、第２の実施例によれば、メンテナンス時にガスタンク３０内の圧力を容易に逃すことが可能となる。また、第２の実施例では、減圧弁３８０を備えているので、ガスタンク３０内の圧力をゆっくり下げることができる。
【００３１】
［第３の実施例］
図９は、第３の実施例を示す説明図である。第２の実施例では、ガス逃し穴３３１に接続されるキャップ３５０は、配管３５２を介して減圧弁３８０に接続されているが、第３の実施例では、ガス逃し穴３３１は、キャップ３５４により塞がれている。
【００３２】
図１０は、押圧部材３３０をＯリング保持部材３２０と反対側に移動させた状態を示す説明図である。第２の実施例と同様に、内筒３６０内のガスは、空間３２３に移動する。しかし、第３の実施例では、キャップ３５４によりガス逃し穴３３１が塞がれているため、空間３２３の内部の圧力は高くなるが、空間３２３からガスは抜けない。
【００３３】
図１１は、キャップ３５４を緩めた状態を示す説明図である。キャップ３５４は、ネジによりガス逃し穴３３１に接続されている。したがって、キャップ３５４を回転させてネジを緩めることにより、Ｏリング３５５によるシールを緩め、キャップ３５４とガス逃し穴との接合の隙間（ネジの隙間）からガスを放出させて、空間３２３や内筒３６０の内部の圧力を下げることが出来る。
【００３４】
以上、本実施例によれば、減圧弁３８０を備えずに、簡単な構成で、ガスタンク３０の圧力を逃すことが可能となる。
【００３５】
上記各実施例では、Ｏリング保持部材３２０と、押圧部材３３０とは別の部材として説明したが、これらは一体構造であってもよい。より簡単な構成となる。なお、上記各実施例では、ガスをシールしたり、リリーフしたりする場合に、押圧部材３３０を回転させるの。このときＯリング保持部材３２０が押圧部材３３０と一体であると、Ｏリング保持部材３２０も回転し、Ｏリング３２５を痛める恐れがある。したがって、Ｏリング保持部材３２０と、押圧部材３３０とを別の部材として構成した方が、好ましい。
【００３６】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００３７】
１０…車両
２０…燃料電池
３０…ガスタンク
４０…配管
３００…エンドプラグ
３１０…エンドプラグ本体
３１１…筒部
３１２…フランジ
３１３…凹部
３１４…面
３１５…貫通孔
３２０…面シール部材
３２１…溝
３２２…凹部
３２３…空間
３２５…Ｏリング
３２６…隙間
３３０…押圧部材
３３１…穴
３３２…六角レンチ孔
３３３…凸部
３４０…誘導板
３５０…キャップ
３５２…配管
３５４…キャップ
３５５…Ｏリング
３６０…内筒
３６１、３６２…開口部
３７０…外筒
３８０…減圧弁
４００…エンドプラグ
４１２…フランジ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2012041998.tif 000012
【図１１】
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