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公開番号2025018485
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023122216
出願日2023-07-27
発明の名称高圧タンク
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類F17C 1/06 20060101AFI20250130BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】本明細書は、本明細書は、口金に作用する曲げモーメントへの耐性の高い高圧タンクを提供する。
【解決手段】本明細書が開示する高圧タンクは、ライナと、ライナを覆う補強層と、補強層の開口に取り付けられる口金を備える。口金は、補強層の開口を通してタンク外部へ延びている筒部と、筒部に設けられているフランジを備える。フランジは、補強層の内面に沿って拡がっている。さらに口金は次の特徴を有する。口金の軸線を通るタンク断面において、筒部とフランジとの境界が円弧曲線となっており、補強層の表面(タンク外部に面している表面)が口金に接する点が円弧曲線上に位置している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ライナと、
前記ライナを覆う補強層と、
前記補強層の開口に取り付けられる口金と、
を備えており、
前記口金は、前記補強層の開口を通してタンク外部へ延びている筒部と、前記筒部に設けられており前記補強層の内面に沿って拡がっているフランジと、を備えており、
前記口金の軸線を通る断面において、前記筒部と前記フランジとの境界が円弧曲線となっており、前記補強層の表面が前記口金に接する点が前記円弧曲線上に位置している、
高圧タンク。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、高圧タンクに関する。高圧タンクは、例えば燃料電池車に搭載される水素タンクに利用される。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
高圧タンクは、高圧ガスを閉じ込めるライナ、ライナを覆う補強層、ガスの出入り口である口金を備える。口金は補強層の開口に取り付けられる。口金は、補強層の開口を通過してタンク外部へ延びている筒部と、筒部に設けられているフランジを備える。フランジが補強層の内面に沿って拡がっている（例えば特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１５６３１２号公報
特開２０２１－１１３５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
口金は補強層の開口に取り付けられる。口金の軸線と補強層の軸線は通常は一致しているが、両軸線を非平行にするような外力（曲げモーメント）が口金に加わると、口金の近傍で補強層がダメージを受け、強度が低下するおそれがある。本明細書は、曲げモーメントへの耐性の高い高圧タンクを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する高圧タンクは、ライナと、ライナを覆う補強層と、補強層の開口に取り付けられる口金を備える。口金は、補強層の開口を通してタンク外部へ延びている筒部と、筒部に設けられているフランジを備える。フランジは、補強層の内面に沿って拡がっている。さらに口金は次の特徴を有する。口金の軸線を通るタンク断面において、筒部とフランジとの境界が円弧曲線となっており、補強層の表面（タンク外部に面している表面）が口金に接する点が円弧曲線上に位置している。別言すれば、補強層は、円弧曲線状の境界領域（筒部とフランジの境界領域）よりも口金先端側では口金に接しない。
【０００６】
口金の先端付近まで補強層が拡がっていると、曲げモーメント（軸線に直交する直線を中心とするモーメント）が口金に作用したときに、筒部に対向する補強層に強い力が生じ得る。この力は、補強層にダメージを与え、補強層の強度を低下させ得る。本明細書が開示する高圧タンクの補強層は、円弧曲線状の境界領域（筒部とフランジの境界領域）よりも口金先端側では口金に接しない。それゆえ、従来の高圧タンクではモーメントが加わったときに口金の筒部付近で生じる補強層の強度低下を抑えることができる。
【０００７】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施例の高圧タンクの断面図である。
図１の破線矩形IIの範囲を抽出した図である。
比較例の高圧タンクの断面図である。
第２実施例の高圧タンクの断面図である。
第３実施例の高圧タンクの断面図である。
第４実施例の高圧タンクの断面図である。
図６のVII－VII線に沿った断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施例）図１に、第１実施例の高圧タンク１００の断面図を示す。図１は、高圧タンク１００の口金付近の部分断面図である。高圧タンク１００は、長尺であり、図の一点鎖線ＣＬは、高圧タンク１００の軸線（中心線）を表している。高圧タンク１００は、ライナ１１０、補強層１２０、口金１３０を備えており、軸線ＣＬ（中心線ＣＬ）は、それらの軸線にも相当する。ライナ１１０、補強層１２０、口金１３０は、軸線ＣＬを中心に軸対称であり、軸線ＣＬを含むいかなる平面でカットした断面は図１に等しい。別言すれば、図１は、口金１３０（高圧タンク１００）の軸線を通る断面を示している。図中の座標系のＸ軸は軸線ＣＬに平行であり、Ｙ軸とＺ軸は軸線ＣＬに直交する。
【００１０】
ライナ１１０は、金属または樹脂で作られている薄肉の筒であり、内部に高圧ガスを貯める容器である。補強層１２０はライナ１１０を覆っている筒であり、ライナ１１０を補強する。より詳しくは、補強層１２０は、ライナ１１０を外部からの衝撃から保護するとともに、ライナ内部の高圧ガスによるライナ１１０の膨張を抑える。補強層１２０は、多層化されたメッシュ状の炭素繊維を樹脂で固めた材料、すなわち、炭素繊維強化プラスチック（ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ：ＣＦＲＰ）で作られている。
（【００１１】以降は省略されています）

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