JP-2026077358-A - 圧力容器

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Abstract

【課題】複数の本体部及び１以上の屈曲部を容易に形成することができる技術を提供する。【解決手段】流体のための圧力容器は、各々が第１方向に沿って延在する筒状形状を有するとともに、第１方向に直交する第２方向に沿って配列された複数の本体部と、各々が筒状形状を有するとともに、複数の本体部のうちの隣り合う２つの端部間を延在しており、複数の本体部を直列に接続する１以上の屈曲部と、第２方向に配列された複数の本体部の両側にそれぞれ配置される一対のスペーサであって、一対のスペーサのそれぞれは、第２方向において隣接する本体部の直線部分に位置する外周面と接する、一対のスペーサと、複数の本体部及び一対のスペーサの外周に巻き付けられ、複数の本体部及び一対のスペーサを固定する補強層と、を備えている。【選択図】図３

Inventors

入山要次郎

Assignees

トヨタ自動車株式会社

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20241025

Claims (5)

流体のための圧力容器であって、各々が第１方向に沿って延在する筒状形状を有するとともに、前記第１方向に直交する第２方向に沿って配列された複数の本体部であって、前記本体部の前記第１方向に垂直な断面形状は、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に沿って延びる２つの第１直線部分と、２つの第１円弧部分と、を有しており、前記複数の本体部のそれぞれは、前記第１直線部分に位置する外周面において、隣接する他の本体部の前記第１直線部分に位置する外周面と接するように配置されている、前記複数の本体部と、各々が筒状形状を有するとともに、前記複数の本体部のうちの隣り合う２つの端部間を延在しており、前記複数の本体部を直列に接続する１以上の屈曲部と、前記第２方向に配列された前記複数の本体部の両側にそれぞれ配置される一対のスペーサであって、前記一対のスペーサのそれぞれは、前記第２方向において隣接する前記本体部の前記第１直線部分に位置する外周面と接する、前記一対のスペーサと、前記複数の本体部及び前記一対のスペーサの外周に巻き付けられ、前記複数の本体部及び前記一対のスペーサを固定する補強層であって、前記補強層の前記第１方向に垂直な断面形状は、前記第２方向に沿って延びる２つの第２直線部分と、２つの第２円弧部分と、を有している、前記補強層と、を備える、圧力容器。
前記一対のスペーサは、金属製のスペーサである、請求項１に記載の圧力容器。
前記スペーサの前記第１方向に垂直な断面形状は、隣接する前記本体部の前記第１直線部分に接する第３直線部分を有している、請求項１に記載の圧力容器。
前記スペーサの前記第１方向に垂直な断面形状は、半円形状を有している、請求項３に記載の圧力容器。
前記屈曲部の延在方向に垂直な断面形状は、円形状、長円形状、略四角形状のいずれかである、請求項１に記載の圧力容器。

Description

本明細書に開示する技術は、圧力容器に関する。特許文献１には、流体のための圧力容器が開示されている。この圧力容器は、各々が第１方向に沿って延在する筒状形状を有するとともに、第１方向に直交する第２方向に沿って配列された複数の本体部と、各々が筒状形状を有するとともに、複数の本体部のうちの隣り合う２つの端部間を延在しており、複数の本体部を直列に接続する１以上の屈曲部と、を備えている。特表２０１８－５１９４８０号公報圧力容器２の上面図を示す。圧力容器２の上方断面図を示す。圧力容器２の前方断面図を示す。屈曲部１２が形成される前の圧力容器を示す図である。第２実施例に係る圧力容器２０２の上方断面図を示す。第２実施例に係る圧力容器２０２の前方断面図を示す。（第１実施例）図１～図３を参照して、流体のための圧力容器２について説明する。一例であるが、圧力容器２は、燃料電池車両（図示省略）に搭載される。圧力容器２には、燃料電池車両の発電に利用される高圧の水素ガスが充填される。図１に示すように、圧力容器２は、複数の本体部１０Ａ～１０Ｆと、複数の屈曲部１２と、を備えている。なお、以下では、便宜的に、複数の本体部１０Ａ～１０Ｆが並んでいる方向を「左右方向」と記載し、本体部１０Ａ～１０Ｆの長手方向、即ち左右方向に直交する方向を「前後方向」と記載する。また、複数の本体部１０Ａ～１０Ｆのことを、「本体部１０」と記載することがある。また、左右方向の両端に配列される本体部１０Ａ、１０Ｆのことを「端末側本体部」と記載し、それ以外の本体部１０Ｂ～１０Ｅのことを「中央側本体部」と記載することがある。本体部１０は、樹脂で形成されている。本体部１０は、各々が前後方向に沿って延在している。本体部１０は、各々が筒形状を有している。図２に示すように、本体部１０は、中央筒部２０と、前側筒部２２と、後側筒部２４と、を備えている。中央筒部２０は、前後方向に平行に延在している。図３に示すように、中央筒部２０の前後方向に垂直な断面形状は、２つの本体直線部分２０Ａと、２つの本体円弧部分２０Ｂと、を有している。本体直線部分２０Ａは、上下方向に沿って延びている。上側の本体円弧部分２０Ｂは、２つの本体直線部分２０Ａの上端部間に延在しており、下側の本体円弧部分２０Ｂは、２つの本体直線部分２０Ａの下端部間に延在している。本体部１０のそれぞれは、本体直線部分２０Ａに位置する外周面において、隣接する他の本体部１０の本体直線部分２０Ａに位置する外周面と接するように配置されている。図２に示すように、前側筒部２２は、中央筒部２０の前側端部に接続されている。前側筒部２２の左右方向の寸法は、前側に向かうにつれて小さくなるように傾斜している。後側筒部２４は、中央筒部２０の後側端部に接続されている。後側筒部２４の左右方向の寸法は、後側に向かうにつれて小さくなるように傾斜している。複数の屈曲部１２は、各々が筒状形状を有している。複数の屈曲部１２の延在方向に垂直な断面形状は、円形状であってもよいし、長円形状、略四角形状であってもよい。複数の屈曲部１２のうち、圧力容器２の前側に配置される複数の屈曲部１２は、複数の本体部１０のうちの隣り合う２つの本体部１０の前側端部間を延在している。例えば、圧力容器２の前側であり、かつ、一番右側の屈曲部１２は、本体部１０Ｆの前側端部から前側に延在し、その後に、左側に屈曲して延在し、さらに屈曲して隣り合う本体部１０Ｅの前側端部まで延在する。また、複数の屈曲部１２のうち、圧力容器２の後側に配置される複数の屈曲部１２は、本体部１０のうちの隣り合う２つの本体部の後側端部間を延在している。例えば、圧力容器２の後側であり、かつ、一番右側の屈曲部１２は、本体部１０Ｅの後側端部から後方向に延在し、その後に、左側に屈曲して延在し、さらに屈曲して隣り合う本体部１０Ｄの後側端部まで延在する。なお、図１における屈曲部１２の流路軸は、半円弧形状を有している。端末側本体部１０Ａ、１０Ｆの前側端部には屈曲部１２が接続され、中央側本体部１０Ｂ～１０Ｅの前後の両端部には、屈曲部１２が接続される。このように、複数の屈曲部１２によって、本体部１０が直列的に接続される。一対のスペーサ１４は、左右方向に配列された本体部１０の両側にそれぞれ配置される。一対のスペーサ１４は、金属で形成されている。一対のスペーサ１４は、中空の構成を有している。図３に示すように、スペーサ１４の前後方向に垂直な断面形状は、スペーサ直線部分１４Ａと、スペーサ円弧部分１４Ｂと、を有している。当該断面形状は、スペーサ直線部分１４Ａの上下方向の両端部をスペーサ円弧部分１４Ｂが延在している。本明細書では、円弧部分の両端部を直線部分が延在する形状を「半円形状」という。左側のスペーサ１４のスペーサ直線部分１４Ａは、端末側本体部１０Ａの左側の本体直線部分２０Ａに位置する外周面と接する。右側のスペーサ１４のスペーサ直線部分１４Ａは、端末側本体部１０Ｆの右側の本体直線部分２０Ａに位置する外周面と接する。補強層１６は、炭素繊維を含む樹脂からなる。一例であるが、補強層１６は、ＣＦＲＰからなる。補強層１６は、本体部１０及び一対のスペーサ１４の外周に巻き付けられている。補強層１６の前後方向に垂直な断面形状は、２つの補強層直線部分１６Ａと、２つの補強層円弧部分１６Ｂと、を有している。補強層直線部分１６Ａは、左右方向に沿って延びている。補強層直線部分１６Ａは、本体部１０の本体円弧部分２０Ｂの外周面に接している。左側の補強層円弧部分１６Ｂは、２つの補強層直線部分１６Ａの左端部間に延在しており、右側の補強層円弧部分１６Ｂは、２つの補強層直線部分１６Ａの右端部間に延在している。左側の補強層円弧部分１６Ｂは、左側のスペーサ１４のスペーサ円弧部分１４Ｂに接しており、右側の補強層円弧部分１６Ｂは、右側のスペーサ１４のスペーサ円弧部分１４Ｂに接している。補強層１６によって、本体部１０及び一対のスペーサ１４が固定される。次いで、圧力容器２の製造方法について説明する。まず、図４に示すように、軸Ａ方向に沿った筒状部材１０２が形成される。一例であるが、筒状部材１０２は、押出成形によって一体的に形成される。筒状部材１０２は、本体部１０と、複数の筒状部１１２と、を備えている。複数の筒状部１１２は、複数の屈曲部１２に対応する部分である。次いで、複数の筒状部１１２を折り曲げることによって複数の屈曲部１２（図１参照）が形成される。次いで、一対のスペーサ１４の一方を端末側本体部１０Ａの左側に配置し、他方を端末側本体部１０Ｆの右側に配置させる。次いで、本体部１０及び一対のスペーサ１４の外周に補強層１６を巻き付ける。このようにして、図１に示す圧力容器２が製造される。上述のように、圧力容器２は、各々が前後方向（「第１方向」の一例）に沿って延在する筒状形状を有するとともに、左右方向（「第２方向」の一例）に沿って配列された本体部１０であって、本体部１０の前後方向に垂直な断面形状は、上下方向（「第３方向」の一例）に沿って延びる２つの本体直線部分２０Ａ（「第１直線部分」の一例）と、２つの本体円弧部分２０Ｂ（「第１円弧部分」の一例）と、を有しており、複数の本体部１０のそれぞれは、本体直線部分２０Ａに位置する外周面において、隣接する他の本体部１０の本体直線部分２０Ａに位置する外周面と接するように配置されている、本体部１０と、各々が筒状形状を有するとともに、複数の本体部１０のうちの隣り合う２つの端部間を延在しており、複数の本体部１０を直列に接続する１以上の屈曲部１２と、左右方向に配列された複数の本体部１０の両側にそれぞれ配置される一対のスペーサ１４であって、一対のスペーサ１４のそれぞれは、左右方向において隣接する本体部１０の本体直線部分２０Ａに位置する外周面と接する、一対のスペーサ１４と、本体部１０及び一対のスペーサ１４の外周に巻き付けられ、本体部１０及び一対のスペーサ１４の外周に巻き付けられ、本体部１０及び一対のスペーサ１４を固定する補強層１６であって、補強層１６の前後方向に垂直な断面形状は、２つの左右方向に沿って延びる補強層直線部分１６Ａ（「第２直線部分」の一例）と、２つの補強層円弧部分１６Ｂ（「第２円弧部分」の一例）と、を有している、補強層１６と、を備えている。上記の構成によると、左右方向に配列された本体部１０の前後方向に垂直な断面形状が同じ形状を有している。このため、端末側本体部１０Ａ、１０Ｆと中央側本体部１０Ｂ～１０Ｅと複数の屈曲部１２に相当する部分とを同じ工程（例えば押出成形工程）で形成することができる。従って、本体部１０及び複数の屈曲部１２を容易に形成することができる。また、一対のスペーサ１４は、金属製のスペーサであってもよい。上記の構成によると、一対のスペーサ１４が放熱部として機能する。従って、圧力容器２内の温度の上昇を抑制することができる。また、スペーサ１４の前後方向に垂直な断面形状は、隣接する本体部１０の本体直線部分２０Ａに接するスペーサ直線部分１４Ａ（「第３直線部分」の一例）を有している。上記の構成によると、本体部１０と一対のスペーサ１４とをしっかりと固定することができる。また、スペーサ１４の前後方向に垂直な断面形状は、半円形状を有している。上記の構成によると、補強層１６の前後方向に垂直な断面形状の左右方向における両端部が、円弧部分を有するようにすることができる。従って、補強層１６の強度を容易に確保することができる。（第２実施例）図５、図６を参照して、第２実施例の圧力容器２０２について説明する。なお、実施例間で共通する構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。図５に示すように、第２実施例の圧力容器２０２では、一対のスペーサ２１４の構成が、第１実施例の一対のスペーサ１４の構成と異なる。一対のスペーサ２１４は、中実の構成を有している。図６に示すように、スペーサ２１４の前後方向に垂直な断面形状は、スペーサ直線部分２１４Ａと、スペーサ円弧部分２１４Ｂと、を有している。当該断面形状は、スペーサ直線部分２１４Ａの上下方向の両端部をスペーサ円弧部分２１４Ｂが延在している。このような構成によると、一対のスペーサ２１４の剛性を向上させることができる。以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。（第１変形例）一対のスペーサ１４は、樹脂製のスペーサであってもよい。（第２変形例）一対のスペーサ１４が、スペーサ直線部分１４Ａを有していなくてもよい。一例であるが、一対のスペーサ１４の前後方向に垂直な断面形状が、スペーサ円弧部分１４Ｂのみを有していてもよい。（第３変形例）一対のスペーサ１４の前後方向に垂直な断面形状が、半円形場でなくてもよい。一例であるが、スペーサ円弧部分１４Ｂが、左右方向の内側に窪んだ陥凹部を有していてもよい。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。