JP7670045B2 - 高圧タンク - Google Patents

Description

本明細書に開示の技術は、高圧タンクに関する。特に、弁体により口金の貫通孔を閉塞する高圧タンクに関する。

特許文献１には、タンク本体と、弁体と、口金と、弁体の外周面と口金の貫通孔の内周面とによって形成される収容領域に収容され、流体をシールするリング状のシール（例えば、Оリング）と、を備える封止構造体が開示されている。口金の貫通孔は、タンク本体の内部空間と外部空間とを連通する。弁体は、口金の貫通孔を開放する開放位置と貫通孔を閉塞する閉塞位置との間を、貫通孔の軸方向に沿って移動する。弁体は、弁体の軸方向に沿って、シールが配置された溝部分と、当該溝部分にタンク本体の内部空間側から隣接するとともに溝部分よりも径の大きい太軸部分を有する。

特開２０１４－０３１８３０号公報

弁体が開放位置から閉塞位置に移動する際、太軸部分の外周面の先端が貫通孔の内周面と接触し、先端が内周面を傷つけることがある。シールは、弁体の溝部分と貫通孔の内周面との間で圧縮された状態で、貫通孔を閉塞する。このため、貫通孔の内周面に傷があると、シールは、傷に対して強く押し付けられる。その結果、シールがダメージを受けるおそれがある。本明細書では、弁体により口金の貫通孔を閉塞する高圧タンクにおいて、シールがダメージを受けることを防止することができる技術を提供する。

本明細書が開示する高圧タンクは、流体を収容する内部空間を有するタンク本体と、前記タンク本体に設けられるとともに、前記内部空間と前記タンク本体の外部空間とを連通する貫通孔を有する口金と、前記貫通孔に収容されているとともに、前記貫通孔を開放する開放位置と前記貫通孔を閉塞する閉塞位置との間を、前記貫通孔の軸方向に沿って移動可能な弁体と、前記弁体の外周面に設けられたリング状のシールと、を備える。前記弁体の前記外周面は、前記弁体の軸方向に沿って、前記シールが配置された溝部分と、前記溝部分に前記内部空間側から隣接するとともに前記溝部分よりも径の大きい太軸部分と、を有する。前記弁体が前記開放位置から前記閉塞位置へ移動する行程において、前記シールの圧縮が開始されるときの前記弁体の位置を圧縮開始位置と定義したときに、前記太軸部分の長さは、前記圧縮開始位置から前記閉塞位置までの距離よりも大きい。ここでいう太軸部分の長さとは、前記溝部分に対して近位に位置する前記太軸部分の近位端から、前記溝部分に対して遠位に位置する前記太軸部分の遠位端までの寸法を意味する。

弁体が開放位置から閉塞位置に移動すると、貫通孔の内周面と弁体の外周面との間でリング状のシールが圧縮される。シールが圧縮されると、シールの全周に亘って、シールから弁体に反力が作用する。ここで、シールの外周面と貫通孔の内周面との間に生じる摩擦力は、シールの周方向に沿って、不均一となり得る。その結果、シールは、シールの周方向のある部位においては圧縮され、他の部位においては引っ張られる。シールが圧縮されている部位では、シールが弁体に作用する反力が大きくなる。シールが引っ張られている部位では、シールが弁体に作用する反力が小さくなる。すなわち、シールから弁体に作用する反力は、シールの周方向に沿って不均一となり得る。シールの反力が不均一となると、弁体が貫通孔に対して偏心する。この場合、弁体がさらに閉塞位置へ移動する行程において、太軸部分の遠位端が貫通孔の内周面に強く接触して、内周面を傷つけることがある。即ち、貫通孔の内周面が損傷を受けるおそれのある区間は、弁体が圧縮開始位置から閉塞位置まで移動するまでの間に、弁体の太軸部分の遠位端が通過する区間となる。

上記の知見に基づいて、本明細書が開示する技術では、太軸部分の長さを、圧縮開始位置から閉塞位置までの距離よりも大きくする。このような構成によると、弁体が圧縮開始位置から閉塞位置まで移動するまでの間に、弁体の太軸部分の遠位端が移動する範囲と、シールが移動する範囲とが互いに重複しない。従って、弁体の偏心によって貫通孔の内周面に傷が形成されても、その傷にシールが接触することを避けることができる。即ち、シールがダメージを受けることを防止することができる。

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。

第１実施例の高圧タンク１０の断面図を示す。 図１の破線ＩＩ内の拡大図を示す。 第２実施例の高圧タンク１０ａにおける図２と同様の拡大図を示す。 従来技術の高圧タンク１００について、図２に対応する拡大図を示す。

本技術の一実施形態では、前記弁体の前記軸方向に沿って、前記溝部分に前記外部空間側から隣接するとともに前記太軸部分と同径の第２の太軸部分をさらに有してもよい。このような構成によると、溝部分と第２の太軸部分との段差によって、弁体が圧縮開始位置から閉塞位置に移動する際に、貫通孔の内周面によって圧縮されたシールが溝部分から外部空間側に押し出されることを抑制することができる。

本技術の一実施形態では、前記溝部分に対して遠位に位置する前記太軸部分の遠位端は、面取りされていてもよい。このような構成によると、弁体が圧縮開始位置から閉塞位置に移動する際に、面取りされた面が、貫通孔の内周面と干渉する。これにより、貫通孔の内周面が傷つけられることを抑制することができる。

本技術の一実施形態では、前記貫通孔の内周面は、前記貫通孔の前記軸方向に沿って、第１の直径を有するとともに前記閉塞位置において前記シールが当接する第１の区間と、前記の第１の区間に前記内部空間側から隣接するとともに前記第１の直径よりも径の大きい第２の区間と、を有してもよい。その場合、前記弁体が前記閉塞位置と前記圧縮開始位置のいずれにあるときでも、前記溝部分に対して遠位に位置する前記太軸部分の遠位端は、前記貫通孔の前記第２の区間に対向してもよい。このような構成によると、弁体が閉塞位置と圧縮開始位置との間にある行程において、弁体の太軸部分の少なくとも遠位端は、第１の直径よりも径の大きい第２の区間と対向する。これにより、弁体が閉塞位置と圧縮開始位置との間にある行程において、太軸部分の遠位端と第２の区間との間の距離が大きくなるため、遠位端と貫通孔の内周面が接触することを抑制するこができる。その結果、貫通孔の内周面が傷つけられることを抑制するこができる。

本技術の一実施形態では、前記第１の区間と前記第２の区間との境界に位置する前記第１の区間の端は、面取りされていてもよい。このような構成によると、弁体が圧縮開始位置と閉塞位置との間で移動する際に、面取りされた面が、弁体の太軸部分の外周面と干渉する。これにより、太軸部分の外周面が傷つけられることを抑制するこができる。

（第１実施例）
図面を参照して第１実施例の高圧タンクを説明する。図１は、第１実施例の高圧タンク１０の部分断面図を示す。高圧タンク１０は、タンク本体２と、口金１２と、弁体１３と、シール４０と、を備える。高圧タンク１０は、高圧の水素（即ち、流体）を収容するタンクであり、例えば、燃料電池車両に搭載される。高圧タンク１０は、Ｘ軸方向（即ち、図１の紙面左右方向）に延びる円筒形状を有する。図１では、高圧タンク１０の一方の端部のみを記載する。なお、以下では、高圧タンク１０のタンク本体２側（即ち、図１の紙面左側）を「内側」と記載することがあり、その反対の口金１２側を、「外側」と記載することがある。

タンク本体２は、ライナ４と、補強層６と、を備える。タンク本体２は、Ｘ軸方向（即ち、図１の紙面左右方向）に延びる円筒形状を有する。Ｘ軸方向におけるタンク本体２の両端は、ドーム状に膨らんでいる。ライナ４は、水素を収容する内部空間３を形成する樹脂部品である。補強層６は、例えば、炭素繊維強化樹脂によって構成されており、ライナ４を外側から覆う。これにより、タンク本体２は、高圧の水素を内部空間３に収容することができる。

口金１２は、タンク本体２のＸ軸方向正側（即ち、図１の紙面右側）の端部に設けられている。口金１２は、ベース部１４と、筒部１６と、を備える。ベース部１４のＸ軸方向正側面は、タンク本体２のライナ４に覆われている。筒部１６は、タンク本体２の補強層６から外側に突出している。口金１２は、ベース部１４と筒部１６とに亘ってＸ軸方向に延びる貫通孔２０を有している。貫通孔２０は、タンク本体２の内部空間３と外部空間５とを連通する。貫通孔２０の内周面は、孔側ネジ区間２１を有する。孔側ネジ区間２１には、ネジ山が形成されている。

貫通孔２０には、弁体１３が収容されている。弁体１３は、ハンドル８と、弁棒３０と、を備える。弁棒３０の外周面は、弁側ネジ部分３１を有している。弁側ネジ部分３１には、ネジ山が形成されており、孔側ネジ区間２１のネジ山と螺合する。これにより、例えば、弁体１３のハンドル８が矢印Ｆ１の方向に回転すると、弁体１３は、開放位置Ｐ１から内部空間３に向かって移動する。弁体１３が内部空間３に向かって移動し、ハンドル８の内部空間３側の端面９と口金１２の筒部１６の外部空間５側の端部１８とが当接すると、弁体１３が、貫通孔２０を閉塞する。一方ハンドル８が矢印Ｆ１の反対方向に回転すると、弁体１３は、貫通孔２０を閉塞する閉塞位置Ｐ２から、開放位置Ｐ１に向かって移動する。これにより、貫通孔２０が開放される。このように、弁体１３は、開放位置Ｐ１と閉塞位置Ｐ２との間を、貫通孔２０の軸Ａ１の方向に沿って移動する。

シール４０は、弾性を有するリング状の部材であって、弁体１３の弁棒３０の外周面に設けられている。シール４０は、典型的には、シリコンゴムで構成されるОリングである。シール４０は、貫通孔２０の内周面と、弁棒３０の外周面と、の間で圧縮されることによって、貫通孔２０の内周面と弁棒３０の外周面との間を封止する。なお、シール４０の断面形状は円形に限定されない。変形例では、シール４０には、Оリングに代えて、角リングが採用されてもよい。

図２を参照して、口金１２の貫通孔２０と弁体１３の弁棒３０の詳細構造について説明する。図２は、図１の破線ＩＩに囲まれる範囲の拡大図を示す。図２（Ａ）は、弁体１３が開放位置Ｐ１から閉塞位置Ｐ２に移動する行程において、弁体１３のシール４０が貫通孔２０の内周面と接触を開始するタイミングにおける貫通孔２０と弁棒３０との位置関係を示す。即ち、図２（Ａ）は、シール４０が圧縮を開始するタイミングにおける貫通孔２０と弁棒３０との位置関係を示す。本明細書では、弁体１３が開放位置Ｐ１から閉塞位置Ｐ２に移動する行程において、シール４０が圧縮を開始する弁体１３の位置を、圧縮開始位置Ｐ３と定義する。即ち、図２（Ａ）は、弁体１３が開放位置Ｐ１から閉塞位置Ｐ２に移動する行程において、弁体１３が圧縮開始位置Ｐ３に位置するタイミングにおける、貫通孔２０と弁棒３０との位置関係を示す。一方、図２（Ｂ）は、弁体１３が閉塞位置Ｐ２に位置するタイミングにおける、貫通孔２０と弁棒３０との位置関係を示す。図２（Ｂ）に示される閉塞位置Ｐ２では、シール４０は、シール圧縮区間２５と当接する。なお、図２（Ａ）、図２（Ｂ）では、貫通孔２０の軸Ａ１と、弁体１３の軸とは同軸として記載されている。

貫通孔２０の内周面は、孔側ネジ区間２１に加え、軸Ａ１の方向に沿って、大径区間２２と、ガイド区間２４と、第１の小径区間２６と、第２の小径区間２８と、を有する。大径区間２２は、孔側ネジ区間２１に内部空間３側から隣接するとともに、孔側ネジ区間２１と略同じ径を有する。ガイド区間２４は、大径区間２２に内部空間３側から隣接するとともに、内部空間３側ほど貫通孔２０の中心に近づくように傾斜する曲面を有する。第１の小径区間２６は、ガイド区間２４に内部空間３側から隣接するとともに、大径区間２２よりも小さい径Ｄ２を有する。第２の小径区間２８は、第１の小径区間２６に内部空間３側から隣接するとともに、第１の小径区間２６と同じ径Ｄ２を有する。

弁体１３の弁棒３０の外周面は、弁側ネジ部分３１に加え、軸Ａ１の方向に沿って、外側太軸部分３２と、溝部分３４と、内側太軸部分３６と、面取り部分３７と、中軸部分３８と、を有する。外側太軸部分３２は、弁側ネジ部分３１に内部空間３側から隣接するとともに、弁側ネジ部分３１よりも小さい径Ｄ１を有する。溝部分３４は、外側太軸部分３２に内部空間３側から隣接するとともに、外側太軸部分３２の径Ｄ１よりも小さい径を有する。溝部分３４には、シール４０が配置される。内側太軸部分３６は、溝部分３４に内部空間３側から隣接するとともに、溝部分３４よりも大きい径Ｄ１を有する。内側太軸部分３６は、溝部分３４に対して近位に位置する近位端Ｅ１と、溝部分３４に対して遠位に位置する遠位端Ｅ２と、を有する。図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示されるように、本明細書では、内側太軸部分３６の長さＬ３は、近位端Ｅ１から遠位端Ｅ２までの寸法を意味する。

外側太軸部分３２と内側太軸部分３６とは、同じ径Ｄ１を有する。このように、弁体１３は、溝部分３４に外部空間５側から隣接するとともに、内側太軸部分３６と同じ径Ｄ１の外側太軸部分３２を有する。すなわち、溝部分３４と外側太軸部分３２との境界には、段差が形成される。これにより、弁体１３が圧縮開始位置Ｐ３から閉塞位置Ｐ２に向かって移動する際に、貫通孔２０の第１の小径区間２６に圧縮されたシール４０が、溝部分３４から押し出されることを抑制することができる。同様に、溝部分３４と内側太軸部分３６との境界の段差によって、弁体１３が閉塞位置Ｐ２から圧縮開始位置Ｐ３に向かって移動する際に、シール４０が、溝部分３４から押し出されることを抑制することができる。

また、本実施例では、弁棒３０を製造する際、外側太軸部分３２と内側太軸部分３６とは、同時に加工される。これにより、外側太軸部分３２と内側太軸部分３６との外径の差異を低減することができるとともに、外側太軸部分３２の中心と内側太軸部分３６の中心とのずれを低減することができる。

また、外側太軸部分３２及び内側太軸部分３６の径Ｄ１は、貫通孔２０の製造時のバラツキ、弁棒３０の製造時のバラツキ等を加味して、外側太軸部分３２及び内側太軸部分３６の外周面と貫通孔２０の第１の小径区間２６の内周面との隙間が最小となる様に設定される。これにより、各太軸部分３２、３６と溝部分３４との間の段差を低くすることなく、シール４０を第１の小径区間２６の内周面に近づけることができる。これにより、シール４０は、第１の小径区間２６の内周面に確実に接触することができる。さらに、外側太軸部分３２及び内側太軸部分３６の外周面からシール４０が突出する量を小さくすることができる。このため、弁体１３が閉塞位置Ｐ２と開放位置Ｐ１との間を移動する際に、溝部分３４と外側太軸部分３２及び内側太軸部分３６との段差によって、シール４０を溝部分３４に確実に収容することができる。

図２（Ａ）の上方の拡大図に示されるように、内側太軸部分３６の遠位端Ｅ２には、面取り部分３７が形成されている。面取り部分３７は、いわゆるＲ面取りである。変形例では、面取り部分３７は、Ｃ面取りであってもよい。中軸部分３８は、内側太軸部分３６に内部空間３側から隣接するとともに、内側太軸部分３６の径Ｄ１よりも小さい径を有する。中軸部分３８は、温度センサ、導入管を内部に収容する。

図２（Ａ）の矢印Ｆ２に示されるように、弁体１３は、圧縮開始位置Ｐ３から閉塞位置Ｐ２に向かってさらに移動する。この際、シール４０の外周面は、ガイド区間２４の内周面との間で圧縮される。その結果、圧縮されたシール４０の全周に亘って、シール４０から弁棒３０に反力が作用する。ここで、弁棒３０とともに矢印Ｆ１の方向に回転するシール４０の外周面とガイド区間２４の内周面との間に生じる摩擦力は、シール４０の周方向に沿って、不均一となり得る。また、例えば、断面形状、材料の充填率等、シール４０には不可避的な製造誤差が存在することがある。その結果、シール４０は、シール４０の周方向のある部位においては圧縮され、他の部位においては引っ張られる。シール４０が圧縮されている部位では、シール４０が弁棒３０に作用する反力が大きくなる。シール４０が引っ張られている部位では、シール４０が弁棒３０に作用する反力が小さくなる。すなわち、シール４０から弁棒３０に作用する反力は、シール４０の周方向に沿って、不均一となり得る。その結果、弁棒３０が、貫通孔２０に対して偏心する。

ここで、一旦図４を参照して従来技術について説明する。図４は、従来技術の高圧タンク１００における図２に対応する拡大図を示す。従来技術の高圧タンク１００は、本実施例の口金１２に代えて、口金１１２を備える。また、高圧タンク１００は、本実施例の弁棒３０に代えて弁棒１３０を有し、シール４０に代えてシール１４０を備える。高圧タンク１００の口金１１２は、貫通孔１２０を有する。貫通孔１２０の内周面は、孔側ネジ区間１２１に加え、大径区間１２２と、ガイド区間１２４と、第１の小径区間１２６と、を有する。従来技術の高圧タンク１００の孔側ネジ区間１２１は、本実施例の高圧タンク１０の孔側ネジ区間２１に比べて内側に延びている。すなわち、従来技術の高圧タンク１００では、本実施例の高圧タンク１０よりも弁棒１３０が貫通孔１２０の内側に入り込む。図４（Ａ）は、弁体が圧縮開始位置Ｐ３に位置している状態における従来技術の高圧タンク１００を示す。図４（Ｂ）は、弁体が閉塞位置Ｐ２に位置している状態における従来技術の高圧タンク１００を示す。

高圧タンク１００の弁棒１３０は、弁側ネジ部分１３１と、外側太軸部分１３２と、溝部分１３４と、内側細軸部分１３６と、を有する。外側太軸部分１３２は、弁側ネジ部分１３１よりも小さい径Ｄ１を有する。溝部分１３４は、外側太軸部分１３２に内部空間３側から隣接するとともに、外側太軸部分１３２の径Ｄ１よりも小さい径を有する。溝部分１３４には、シール１４０が配置される。先に述べたように、弁棒１３０が矢印Ｆ２の方向に沿って内側へ移動する際に、溝部分１３４と外側太軸部分１３２との境界の段差が、シール１４０が溝部分１３４から押し出されることを防止する。

このため、図４の上方の拡大図に示されるように、外側太軸部分１３２の内側端Ｅ１０は、略直角である。これにより、外側太軸部分１３２の内側端Ｅ１０に面取り形状が設けられている構成に比べて、溝部分１３４と外側太軸部分１３２との境界の段差における平面部分を大きくすることができる。これにより、シール１４０が溝部分１３４から押し出されることをより確実に防止することができる。

また、高圧タンク１００の内側細軸部分１３６は、溝部分１３４に内部空間３側から隣接するとともに、外側太軸部分１３２よりも小さい径Ｄ４を有する。このため、高圧タンク１００の内側細軸部分１３６の径Ｄ４は、上述した実施例の高圧タンク１０の内側太軸部分３６の径Ｄ１よりも細い。これにより、内側細軸部分１３６と第１の小径区間１２６との間の距離が大きくなる。従来技術の高圧タンク１００では、例えば、内側細軸部分１３６と第１の小径区間１２６との間に１ｍｍ以上の隙間が確保される。これにより、内側細軸部分１３６が第１の小径区間１２６を通過する際に、弁棒１３０が、貫通孔１２０に対して偏心しても、内側細軸部分１３６の先端は、貫通孔１２０の第１の小径区間１２６と干渉しにくい。このため、従来技術の高圧タンク１００は、第１の小径区間１２６の内周面が傷つけられることを防止することができる。

しかしながら、内側細軸部分１３６の径Ｄ４が外側太軸部分１３２の径Ｄ１よりも小さいと、内側細軸部分１３６と外側太軸部分１３２との間に段差が生じる。別言すれば、弁棒１３０の径方向に関して、外側太軸部分１３２の内側端Ｅ１０が、内側細軸部分１３６の外周面よりも外側に突出する。すなわち、外側太軸部分１３２の内側端Ｅ１０が、内側細軸部分１３６よりも第１の小径区間１２６の内周面に近づく。先に述べたように、外側太軸部分１３２の内側端Ｅ１０は、略直角であり、鋭利である。このため弁棒１３０が内側に移動して弁棒１３０が、貫通孔１２０に対して偏心すると、図４（Ｂ）に示されるように、外側太軸部分１３２の内側端Ｅ１０は、第１の小径区間１２６の内周面のうち、通過した対向区間１２７を傷つける。

従来技術の高圧タンク１００の弁体が閉塞位置Ｐ２まで移動すると、高圧タンク１００が閉塞される。図４（Ｂ）に示されるように、閉塞位置Ｐ２では、シール１４０は、シール圧縮区間１２５に対向する。シール圧縮区間１２５は、対向区間１２７よりも内側に位置する。すなわち、閉塞位置Ｐ２において、シール１４０は、対向区間１２７と接触しない。このため、対向区間１２７に設けられた傷は、シール１４０にダメージを与えない。

しかしながら、例えば、従来技術の高圧タンク１００の弁体が一旦圧縮開始位置Ｐ３まで移動し、再び閉塞位置Ｐ２に移動する場合、あるいは、従来技術の高圧タンク１００の弁体が交換され、新たな弁体が閉塞位置Ｐ２に移動する場合が想定される。これらの場合、シール１４０が対向区間１２７を通過してシール圧縮区間１２５に移動する際に、シール１４０がダメージを受ける。

従来、弁棒１３０の偏心は、貫通孔１２０の製造寸法のバラツキ、弁棒１３０の製造寸法のバラツキ、あるいは、シール１４０の製造寸法のバラツキなどの、各部位における寸法精度に起因すると考えられていた。しかしながら、本発明者らは、各部位の寸法精度と弁棒１３０の偏心の発生と関係を調査した。その結果、本発明者らは、弁棒１３０の偏心の主な原因が、各部位の寸法精度ではなく、弁棒１３０とともに矢印Ｆ１（図１参照）の方向に回転するシール１４０とガイド区間１２４の内周面との間に生じる摩擦力がシール１４０の周方向において変化することよるものであることを発見した。この知見から、本発明者らは、上述した各部位の寸法精度を向上させても、弁棒１３０の偏心の発生をゼロにすることはできないと考え、弁棒１３０が偏心しても、シール１４０がダメージを受けることを防止することができる構造を模索した。

再び図２（Ｂ）に戻り本実施例の高圧タンク１０の構造を説明する。の弁棒３０が貫通孔２０に対して偏心すると、弁棒３０の内側太軸部分３６の内部空間３側の遠位端Ｅ２に設けられる面取り部分３７が、貫通孔２０の第２の小径区間２８に接触する。その結果、図２（Ｂ）に示されるように、内側太軸部分３６が、第２の小径区間２８の内周面のうち、面取り部分３７と対向する対向区間２７を傷つける。同様に、弁体１３が閉塞位置Ｐ２から圧縮開始位置Ｐ３に移動する場合も、弁棒３０の面取り部分３７が、貫通孔２０の対向区間２７と接触し、対向区間２７を傷つける。図２（Ｂ）に示されるように、弁体１３は、圧縮開始位置Ｐ３から閉塞位置Ｐ２まで、距離Ｌ１だけ内部空間３に向かって移動する。そのため、傷が発生する対向区間２７の長さＬ２は、圧縮開始位置Ｐ３から閉塞位置Ｐ２までの距離Ｌ１と等しくなる。

図４を参照して説明したように、対向区間２７の傷にシール４０の外周面が押し付けられると、シール４０がダメージを受ける。その結果、シール４０は、貫通孔２０を封止できないおそれがある。本実施例の高圧タンク１０では、内側太軸部分３６の長さＬ３は、圧縮開始位置Ｐ３から閉塞位置Ｐ２まで距離Ｌ１よりも長い。そのため、本実施例の高圧タンク１０では、従来技術の高圧タンク１００とは異なり、シール圧縮区間２５が、対向区間２７よりも外側に位置する。すなわち、弁体１３が圧縮開始位置Ｐ３から閉塞位置Ｐ２まで移動するまでの間に、弁体１３の内側太軸部分３６の遠位端Ｅ２が移動する範囲と、シール４０が移動する範囲とが互いに重複しない。従って、弁棒３０の偏心によって貫通孔２０の内周面の対向区間２７に傷が形成されても、当該傷にシール４０が接触することを避けることができる。このため、本実施例の高圧タンク１０は、対向区間２７の傷によってシール４０がダメージを受けることを抑制することができる。

さらに、本実施例の高圧タンク１０では、内側太軸部分３６の遠位端Ｅ２には面取り部分３７が設けられている。このため、弁体１３が圧縮開始位置Ｐ３と閉塞位置Ｐ２との間を移動する際、対向区間２７が、面取り部分３７と接触する。このため、例えば、面取りされていない遠位端Ｅ２と対向区間２７とが接触する構成（第２実施例の弁棒３０ａ参照）に比べて、対向区間２７が傷つけられることを抑制することができる。

（第２実施例）
図３を参照して、第２実施例の高圧タンク１０ａについて説明する。第２実施例の高圧タンク１０ａは、第１実施例の貫通孔２０に代えて、貫通孔２０ａを備え、第１実施例の弁棒３０に代えて、弁棒３０ａを備える。それ以外の点においては、第２実施例の高圧タンク１０ａは、第１実施例の高圧タンク１０と同様の構造を有する。

第２実施例の高圧タンク１０ａの貫通孔２０ａは、第２の小径区間２８に代えて、面取り区間２７ａと第２の大径区間２８ａとを備える。面取り区間２７ａは、第１の小径区間２６と第２の大径区間２８ａとの境界に位置する第１の小径区間２６の端に設けられる。面取り区間２７ａは、いわゆる、Ｒ面取りである。変形例では、面取り区間２７ａは、Ｃ面取りであってもよい。第２の大径区間２８ａは、第１の小径区間２６に内部空間３側から隣接するとともに、第１の小径区間２６の径Ｄ２よりも大きな径Ｄ３を有する。

第２実施例の弁棒３０ａは、第１実施例の弁棒３０とは異なり、面取り部分３７を有さない。このため、内側太軸部分３６の遠位端Ｅ２は、直角となる。

第１実施例の高圧タンク１０と同様に、第２実施例の高圧タンク１０ａも、内側太軸部分３６の長さＬ３（即ち、内側太軸部分３６の近位端Ｅ１から遠位端Ｅ２までの寸法）は、圧縮開始位置Ｐ３から閉塞位置Ｐ２まで距離Ｌ１よりも長い。さらに、第２実施例の高圧タンク１０ａでは、閉塞位置Ｐ２においてシール４０が当接するシール圧縮区間２５が設けられる第１の小径区間２６に加え、第１の小径区間２６に内部空間３側から隣接するとともに第１の小径区間２６の径Ｄ２よりも大きな径Ｄ３を有する第２の大径区間２８ａを備える。本実施例の高圧タンク１０ａでは、シール圧縮区間２５が、第２の大径区間２８ａよりも外側に位置する。

また、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示されるように、弁体１３の弁棒３０が閉塞位置Ｐ２と圧縮開始位置Ｐ３のいずれかにあるときでも、弁体１３の内側太軸部分３６の遠位端Ｅ２は、第２の大径区間２８ａと対向している。即ち、シール４０の圧縮が開始されてから弁体１３が閉塞位置Ｐ２に移動するまで、内側太軸部分３６の遠位端Ｅ２が第１の小径区間２６と対向しない。このため、シール４０の反力によって、内側太軸部分３６の遠位端Ｅ２が第１の小径区間２６を傷つけることを抑制することができる。さらに、内側太軸部分３６の遠位端Ｅ２と第２の大径区間２８ａとの間の距離を大きくすることによって、内側太軸部分３６の遠位端Ｅ２が第２の大径区間２８ａを傷つけることを抑制することができる。

また、先に述べたように、第１の小径区間２６の内部空間３側の端には、面取り区間２７ａが形成されている。このため、第１の小径区間２６の内部空間３側の端が直角となる構成に比べて、面取り区間２７ａが内側太軸部分３６の外周面を傷つけることを抑制することができる。

以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許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。上記の実施例の変形例を以下に列挙する。

（変形例１）高圧タンク１０の内部空間３に収容される流体は高圧な水素に限定されず、例えば、窒素ガス、酸素ガス、液体酸素、液体窒素であってもよい。

（変形例２）第１実施例の弁体１３の弁棒３０は、外側太軸部分３２を有さなくてもよい。また、さらなる変形例では、内側太軸部分３６と外側太軸部分３２とは互いに異なる径を有してもよい。

（変形例３）第１実施例の弁体１３の弁棒３０は、中軸部分３８を有さなくてもよい。その場合、内側太軸部分３６がさらに内部空間３に向かって延びていてもよい。

（変形例４）第２実施例の弁体１３の弁棒３０ａは、面取り部分３７を有してもよい。

（変形例５）第２実施例の口金１２の貫通孔２０ａは、面取り区間２７ａを有さなくてもよい。

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し得るものであり、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。

２：タンク本体、３：内部空間、４：ライナ、５：外部空間、６：補強層、８：ハンドル、９：端面、１０，１０ａ、１００：高圧タンク、１２，１１２：口金、１３：弁体、１４：ベース部、１６：筒部、１８：端部、２０，２０ａ，１２０：貫通孔、２１：孔側ネジ区間，１２１、２２：大径区間、２４，１２４：ガイド区間、２５，１２５：シール圧縮区間、２６，１２６：第１の小径区間、２７，１２７：対向区間、２７ａ：面取り区間、２８：第２の小径区間、２８ａ：第２の大径区間、３０，３０ａ，１３０：弁棒、３１：弁側ネジ部分，１３１、３２，１３２：外側太軸部分、３４，１３４：溝部分、３６：内側太軸部分、３７：面取り部分、３８：中軸部分、４０，１４０：シール、１３６：内側細軸部分、Ａ１：軸、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４：径、Ｅ１：近位端、Ｅ２：遠位端、Ｐ１：開放位置、Ｐ２：閉塞位置、Ｐ３：圧縮開始位置

Claims (4)

1. 高圧タンクであって、
   流体を収容する内部空間を有するタンク本体と、
   前記タンク本体に設けられるとともに、前記内部空間と前記タンク本体の外部空間とを連通する貫通孔を有する口金と、
   前記貫通孔に収容されているとともに、前記貫通孔を開放する開放位置と前記貫通孔を閉塞する閉塞位置との間を、前記貫通孔の軸方向に沿って移動可能な弁体と、
   前記弁体の外周面に設けられたリング状のシールと、
   を備え、
   前記弁体の前記外周面は、前記弁体の軸方向に沿って、
   前記シールが配置された溝部分と、
   前記溝部分に前記内部空間側から隣接するとともに前記溝部分よりも径の大きい太軸部分と、
   を有し、
   前記弁体が前記開放位置から前記閉塞位置へ移動する行程において、前記シールの圧縮が開始されるときの前記弁体の位置を圧縮開始位置と定義したときに、前記太軸部分の長さは、前記圧縮開始位置から前記閉塞位置までの距離よりも大きく、
   前記貫通孔の内周面は、前記貫通孔の前記軸方向に沿って、第１の直径を有するとともに前記閉塞位置において前記シールが当接する第１の区間と、前記の第１の区間に前記内部空間側から隣接するとともに前記第１の直径よりも径の大きい第２の区間と、を有し、
   前記弁体が前記閉塞位置と前記圧縮開始位置のいずれにあるときでも、前記溝部分に対して遠位に位置する前記太軸部分の遠位端は、前記貫通孔の前記第２の区間に対向する、
   高圧タンク。
2. 前記弁体の前記外周面は、前記弁体の前記軸方向に沿って、前記溝部分に前記外部空間側から隣接するとともに前記太軸部分と同径の第２の太軸部分をさらに有する、
   請求項１に記載の高圧タンク。
3. 前記溝部分に対して遠位に位置する前記太軸部分の遠位端は、面取りされている、請求項１に記載の高圧タンク。
4. 前記第１の区間と前記第２の区間との境界に位置する前記第１の区間の端は、面取りされている、請求項１に記載の高圧タンク。

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