JP2019108952A - 高圧タンク - Google Patents

Abstract

【課題】タンク室の圧力作用時における第一部材と第二部材との間のシール性能を損なうことなく、第一部材と第二部材との組付時における第二シール部材の挟み込みを防止することが可能な高圧タンクを提供する。
【解決手段】高圧タンクは、軸方向端部に開口孔が設けられた、内部にタンク室が形成される筒状の内周壁と、内周壁の開口孔に嵌る、外周面に溝が設けられた口金と、溝内に取り付けられる、内周壁と口金との間をシールする環状のシール部材と、を備える。シール部材は、タンク室の圧力によりタンク室側とは反対方向へ押圧されて移動するＯリングと、そのＯリングに押圧されることにより径方向幅が大きくなるように変形するバックアップリングと、を有する。溝は、口金と内周壁との組付時にはＯリングがバックアップリングを押圧するのを規制し、内周壁への口金の組付後、タンク室の圧力作用時にはその押圧を許容するように形成された規制部を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば水素タンクなどの内圧の高い容器に適用される高圧タンクに関する。

従来、シール性を有する高圧タンクが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載された高圧タンクは、口金と、バルブと、シール部材と、を備えている。口金には、高圧タンクのタンク室に連通する連通孔が設けられている。バルブは、口金の連通孔を塞ぐようにその連通孔に嵌められる。バルブの外周部には、取付溝が設けられている。バルブの取付溝には、口金とバルブとをシールするシール部材が取り付けられる。シール部材は、Ｏリングなどのシールリングと、そのシールリングとは別体のバックアップリングと、を有している。

シールリングは、バルブの取付溝のタンク室側に配置されている。シールリングは、口金とバルブとの組付後かつタンク室へのガス充填後、その取付溝内でタンク室の圧力によりタンク室側とは反対方向へ押圧されて移動することが可能である。バックアップリングは、バルブの取付溝のタンク室側とは反対側に配置されている。バックアップリングは、二分割された部品からなり、２つの部品が傾斜面同士を対向させつつ重ね合わされた構造を有している。バックアップリングは、タンク室の圧力により移動したシールリングに押圧されることにより２つの部品同士が傾斜面上をスライドして拡径するように変形する。このようにバックアップリングが変形すると、口金とバルブとの径方向隙間がそのバックアップリングにより埋められる。従って、高圧タンクの口金とバルブとの間のシール性能を確保することができる。

特開２００７−１４６９４６号公報

上記の如く、シールリングは、口金とバルブとの組付後、バルブの取付溝内でタンク室の圧力によりタンク室側とは反対方向へ押圧されて移動する。シールリングは、一般的に、口金とバルブとの径方向隙間を埋めるために、その径方向隙間以上の径方向幅を有している。かかる径方向幅を有するシールリングが、口金とバルブとの組付時において、上記したタンク室の圧力作用時と同様に、タンク室側とは反対方向へ押圧されて移動するものとすると、バックアップリングがそのシールリングに押圧されることにより径方向幅が大きくなるように変形してしまう。このように口金とバルブとの組付過程でバックアップリングが拡径する変形が生じると、バックアップリングが口金とバルブとの間に挟み込まれ易くなり、バックアップリングの損傷等に起因して口金とバルブとのシール性能が低下するおそれがある。

尚、口金とバルブとの間でのバックアップリングの挟み込みを抑制するうえでは、バックアップリングの径方向幅を小さくすることが考えられる。しかしながら、この構造では、バックアップリングがシールリングに押圧されたときにバックアップリングの径方向幅が十分に大きくならず、結果として、口金とバルブとのシール性能が確保されない事態が生じ得る。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、タンク室の圧力作用時における第一部材と第二部材との間のシール性能を損なうことなく、第一部材の開口孔に第二部材を嵌める組付時にシール部材が第一部材と第二部材とに挟み込まれるのを防止することが可能な高圧タンクを提供することを目的とする。

本発明は、軸方向端部に開口孔が設けられた、内部にタンク室が形成される筒状の第一部材と、前記第一部材の前記開口孔に嵌る、外周面に環状の溝が設けられた第二部材と、前記溝内に取り付けられる、前記第一部材と前記第二部材との間をシールする環状のシール部材と、を備える高圧タンクであって、前記シール部材は、前記溝の前記タンク室側に配置され、前記タンク室の圧力により前記タンク室側とは反対方向へ押圧されて移動する第一シール部材と、前記溝の前記タンク室側とは反対側に配置され、前記反対方向に移動した前記第一シール部材に押圧されることにより径方向幅が大きくなるように変形する第二シール部材と、を有し、前記溝は、前記第二部材が前記第一部材に対して前記開口孔に嵌るように組み付けられる際には前記第一シール部材が前記第二シール部材を押圧するのを規制する一方、前記第一部材への前記第二部材の組付後、前記タンク室の圧力作用時には前記第一シール部材が前記第二シール部材を押圧するのを許容するように形成された規制部を有する、高圧タンクである。

この構成によれば、第二部材の溝が規制部を有することで、タンク室の圧力作用前は、その溝内の第一シール部材の第二シール部材側への押圧を規制しつつ、タンク室の圧力作用時は、その溝内の第一シール部材を第二シール部材に押圧させて、その第二シール部材を径方向幅が拡大するように変形させることができる。従って、タンク室の圧力作用時における第一部材と第二部材との間のシール性能を損なうことなく、第一部材と第二部材との組付時における第一部材と第二部材との間への第二シール部材の挟み込みを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る高圧タンクの正面図である。 実施形態の高圧タンクを図１に示す一点鎖線で切断した際のII−II断面図である。 実施形態の高圧タンクを図１に示す矢印IIIで見た際の矢視図である。 実施形態の高圧タンクの図２に破線で示す領域の、タンク室の圧力作用時における拡大断面図である。 実施形態の高圧タンクの要部の、内周壁と口金との組付前における拡大断面図である。 実施形態の高圧タンクの要部の、内周壁と口金との組付完了後における拡大断面図である。 本発明の第１変形形態に係る高圧タンクの要部の、内周壁と口金との組付前における拡大断面図である。 本発明の第２変形形態に係る高圧タンクの要部の、内周壁と口金との組付前における拡大断面図である。 本発明の第３変形形態に係る高圧タンクの要部の、内周壁と口金との組付前における拡大断面図である。 本発明の第４変形形態に係る高圧タンクの断面図である。 第４変形形態の高圧タンクの図１０に破線で示す領域の、内周壁と口金との組付完了後における拡大断面図である。 本発明の第５変形形態に係る高圧タンクの断面図である。 第５変形形態の高圧タンクの図１２に破線で示す領域の、口金とバルブとの組付完了後における拡大断面図である。

以下、本発明に係る高圧タンクの具体的な実施形態及びその変形形態について図面を用いて説明する。

一実施形態の高圧タンク１は、例えば水素ガスや天然ガスなどを高圧で充填することが可能なタンクである。高圧タンク１は、例えば自動車などに搭載される。高圧タンク１は、図１及び図３に示す如く、容器本体１０を備えている。容器本体１０は、略円筒状に形成されており、図２に示す如く、内部にタンク室１１を有している。容器本体１０は、内周壁２０と外周壁３０との二重壁により構成されている。以下、高圧タンク１や容器本体１０の軸が延びる方向を、適宜、軸方向Ａと称す。

内周壁２０は、ガスバリア性を有する材料（例えば、ポリエチレンやポリプロピレン，ナイロン，ＥＶＨＯ（エチレン−ビニルアルコール共重合体），その他の樹脂など）により形成された中空のライナである。尚、内周壁２０は、例えばアルミニウムなどの材料により形成された金属ライナであってもよい。内周壁２０は、それぞれ略均一な外径及び内径を有している。外周壁３０は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させたカーボン繊維やガラス繊維，アラミド繊維などの高強度繊維により形成された繊維強化部材である。外周壁３０は、フィラメントワインディング法などにより内周壁２０の外面側に高強度繊維を巻き締めて被覆し樹脂硬化（乾燥）させることにより形成される。

内周壁２０の軸方向両端部にはそれぞれ、円形の開口孔２１が設けられている。容器本体１０は、口金４０を有している。口金４０は、略半球状に形成されたドーム部４１と、ドーム部４１から軸方向Ａの内方へ向けて延びる、内周壁２０の開口孔２１に嵌入可能な筒状に形成された嵌入部４２と、ドーム部４１の頂点近傍から軸方向Ａの外方へ突出するボス部４３と、を有している。

口金４０は、ステンレスやアルミニウムなどの金属により形成されている。口金４０は、内周壁２０の軸方向両端部それぞれに取り付け固定される。この口金４０の取り付け固定は、嵌入部４２が内周壁２０の開口孔２１に嵌入されることにより実現される。口金４０には、高圧タンク１の外部とタンク室１１とを連通する連通孔４４が設けられる。口金４０の連通孔４４には、バルブ（図示せず）が螺合により取り付けられる。口金４０の連通孔４４は、バルブにより閉じられる。

容器本体１０は、内周壁２０と口金４０とが組み付けられて互いに取り付け固定されると共に、その内周壁２０と口金４０との組付構造体の外面に外周壁３０が被覆されることにより製造される。このように容器本体１０が製造されると、内周壁２０の内部（径方向内側）には、閉塞されたタンク室１１が形成される。この閉塞されたタンク室１１には、ガスが充填される。タンク室１１へのガスの充填は、規定圧（例えば７００気圧）まで行われることが可能である。

容器本体１０の内周壁２０及び口金４０はそれぞれ、内周壁２０の内径と口金４０の嵌入部４２（具体的には、後述の本体部４５）の外径とが略一致するように形成されている。尚、口金４０のドーム部４１の最大外径（具体的には、ドーム部４１が嵌入部４２に連接する部位の外径）は、内周壁２０の内径に比して大きくてよい。容器本体１０は、シール部材５０を備えている。シール部材５０は、組付後における内周壁２０の内周面と口金４０の外周面との径方向に空いた隙間を埋めることによりそれらの内周壁２０と口金４０との間をシールする部材である。

口金４０の嵌入部４２は、本体部４５と、溝形成部４６と、を有している。本体部４５は、ドーム部４１に連接しており、内周壁２０の内径に略一致する外径を有している。溝形成部４６は、溝４７が形成される部位である。溝形成部４６は、本体部４５にドーム部４１側とは反対側に連接しており、本体部４５の外径に比して小さい外径を有している。すなわち、口金４０の嵌入部４２の軸方向先端側の外周面には、溝４７が設けられている。

溝４７は、シール部材５０を取り付けるための取付溝である。溝４７は、環状かつ帯状に形成されている。シール部材５０は、溝４７内に嵌められて取り付けられる。溝４７は、容器本体１０の内周壁２０と口金４０との組付後、内部にシール部材５０が配設された状態で支持プレート６０により閉塞される。支持プレート６０は、内周壁２０の内径と略同じ或いはその内径に比して僅かに小さい外径を有している。支持プレート６０は、溝４７とタンク室１１とを区画するプレート部材であって、シール部材５０が溝４７からタンク室１１へ進出するのを防止する機能を有している。尚、支持プレート６０による溝４７の閉塞状態は、溝４７とタンク室１１とが連通し得る僅かな隙間が形成された状態を含んでよい。

シール部材５０は、Ｏリング５１と、バックアップリング５２と、を有している。Ｏリング５１は、例えばゴム製などの弾性を有する材料により構成されたシールリングである。Ｏリング５１は、口金４０の嵌入部４２における溝４７の径方向底壁４７ａでの外周を取り囲むように環状に形成されている。Ｏリング５１の内径は、自然状態で溝４７の径方向底壁４７ａ（具体的には、後述の小径部７１）の外径と略同じである。尚、Ｏリング５１の外径は、自然状態で嵌入部４２の本体部４５の外径と略同じ乃至は僅かに大きくてよい。

Ｏリング５１は、溝４７のタンク室１１側に配置されている。Ｏリング５１の外径は、溝４７のタンク室１１側に配置された状態で内周壁２０の内径に比して大きい。Ｏリング５１の断面形状は、略円形である。Ｏリング５１の断面形状の最大幅（具体的には、断面形状が円形である場合は直径）Ｄは、Ｏリング５１の弾性変形前においても、組付後の口金４０の溝４７の径方向底壁４７ａと内周壁２０の内周面との径方向隙間の最大値Ｓｍａｘ以上である。Ｏリング５１は、容器本体１０の内周壁２０と口金４０との間をシールすることが可能である。

バックアップリング５２は、溝４７のタンク室１１側とは反対側に配置されている。バックアップリング５２は、第一バックアップリング５３と第二バックアップリング５４とからなる。第一バックアップリング５３と第二バックアップリング５４とは、互いに別体で形成されている。第一及び第二バックアップリング５３，５４はそれぞれ、例えば樹脂製材料や金属製材料により構成されたリング部材である。第一及び第二バックアップリング５３，５４はそれぞれ、口金４０の嵌入部４２の外周を取り囲むように環状に形成されている。

第一及び第二バックアップリング５３，５４それぞれの内径は、自然状態で溝４７の径方向底壁４７ａ（具体的には、後述の大径部７２）の外径と略同じである。また、第一及び第二バックアップリング５３，５４それぞれの外径は、自然状態で嵌入部４２の本体部４５の外径又は内周壁２０の内径と略同じである。

第一及び第二バックアップリング５３，５４は、溝４７内においてＯリング５１に対してタンク室１１側とは反対側の軸方向Ａに配置されている。第一及び第二バックアップリング５３，５４同士は、軸方向Ａに並んで接するように配置されている。第一バックアップリング５３は、第二バックアップリング５４に対してタンク室１１側に配置されている。第二バックアップリング５４は、口金４０の溝４７の側壁をなす軸方向側壁４７ｂに接するように口金４０に対して支持されている。

第一及び第二バックアップリング５３，５４はそれぞれ、断面形状が三角形となる傾斜面５３ａ，５４ａを有するようにテーパ状に形成されている。第一及び第二バックアップリング５３，５４それぞれの断面形状の径方向幅Ｗは、組付後の口金４０の溝４７の径方向底壁４７ａと内周壁２０の内周面との径方向隙間の最小値Ｓｍｉｎに比して僅かに小さい。第一及び第二バックアップリング５３，５４それぞれの断面形状の軸方向幅は、径方向位置に応じて異なる。具体的には、第一バックアップリング５３の断面形状の軸方向幅は、内径側位置から外径側位置にかけて徐々に大きくなる。また、第二バックアップリング５４の断面形状の軸方向幅は、内径側位置から外径側位置にかけて徐々に小さくなる。第一バックアップリング５３と第二バックアップリング５４とは、傾斜面５３ａ，５４ａ同士が対向した状態で軸方向Ａに重ね合わされている。

第一バックアップリング５３は、自然状態から拡径することが可能に形成されている。例えば、第一バックアップリング５３の環状形状は、周方向の一部が切断されたスリット付きのものであってよい。第一バックアップリング５３は、後述の如くＯリング５１に当接されて押圧されるまでは、その外径が口金４０の嵌入部４２の本体部４５の外径と略同じ状態にある一方、Ｏリング５１から押圧力が付与された際には、傾斜面５３ａと第二バックアップリング５４の傾斜面５４ａとの摺動により拡径する。この第一バックアップリング５３の拡径は、第一バックアップリング５３の外周面が容器本体１０の内周壁２０の内周面に当接するまで行われる。

尚、第二バックアップリング５４は、自然状態から縮径することが可能に形成されていてもよい。この場合、例えば、第二バックアップリング５４の環状形状は、周方向の一部が切断されたスリット付きのものであってよい。また、この場合、第二バックアップリング５４は、後述の如く第一バックアップリング５３がＯリング５１に当接されて押圧されるまでは、第二バックアップリング５４の内径が溝４７の径方向底壁４７ａの外径に比して僅かに大きい状態にある一方、Ｏリング５１からの押圧力が第一バックアップリング５３を介して伝達された際には、傾斜面５４ａと第一バックアップリング５３の傾斜面５３ａとの摺動により縮径する。この第二バックアップリング５４の縮径は、第二バックアップリング５４の内周面が溝４７の径方向底壁４７ａに当接するまで行われる。

上記した高圧タンク１の構造においては、容器本体１０の組付後、タンク室１１にガスが所定圧以上充填されると、そのタンク室１１内のガスが支持プレート６０を介して、シール部材５０が配置された溝４７へ進入する。溝４７に高圧のガスが進入すると、まず、その高圧ガスの圧力が、溝４７内でタンク室１１側に配置されたＯリング５１に付与されることで、そのＯリング５１の全体が軸方向Ａにおけるタンク室１１側とは反対方向に押圧されて移動する。かかるＯリング５１の移動が生じると、そのＯリング５１が第一バックアップリング５３の軸方向Ａに向いた端面に当接することで、第一バックアップリング５３に軸方向Ａに移動させる押圧力が付与される。

Ｏリング５１からの押圧力が第一バックアップリング５３に付与されると、第二バックアップリング５４が溝４７の軸方向側壁４７ｂに接することで口金４０に対して支持された状態で、第一及び第二バックアップリング５３，５４が傾斜面５３ａ，５４ａ同士で押圧し合うことでその傾斜面５３ａ，５４ａ上を摺動しながらスライドする。この場合、第一及び第二バックアップリング５３，５４を含むバックアップリング５２全体は、その外径が大きくなり若しくはその外径が大きくなると共に更にその内径が小さくなるように、すなわち、全周に亘って径方向幅が大きくなるように変形する。

そして、このバックアップリング５２の変形が、バックアップリング５２の径方向両端部（具体的には、第一バックアップリング５３の外周側端部及び第二バックアップリング５４の内周側端部）が内周壁２０の内周面及び口金４０の溝４７の径方向底壁４７ａ（具体的には、後述の大径部７２）に当接するまで進行すると、容器本体１０の内周壁２０の内周面と口金４０の外周面との間に形成された径方向隙間がそのバックアップリング５２により埋められる。従って、高圧タンク１の構造によれば、弾性変形可能なＯリング５１だけでなく、径方向幅が拡大し得るバックアップリング５２を用いることにより、タンク室１１へのガスの充填後において容器本体１０の内周壁２０と口金４０との間のシール性能を確保することができる。

尚、バックアップリング５２の変形に伴う、第一バックアップリング５３の外周側端部と内周壁２０の内周面との当接、及び、第二バックアップリング５４の内周側端部と溝４７の径方向底壁４７ａ（具体的には、後述の大径部７２）との当接はそれぞれ、互いに接触する接触部が全周に亘って途切れることなく連続して環状に形成され、かつ、その環状の接触部が軸方向に幅を持つ面接触で構成されることが、シール性能を向上させるうえで望ましい。

上記した高圧タンク１において、容器本体１０の口金４０の嵌入部４２には、上記の如く、シール部材５０を取り付けるための溝４７が設けられている。溝４７は、後述する所定の状況でＯリング５１の移動規制を行うことすなわちＯリング５１がバックアップリング５２を軸方向Ａに押圧するのを規制することが可能な規制部７０を有している。具体的には、規制部７０は、口金４０が内周壁２０に対して開口孔２１に嵌るように組み付けられる際には溝４７内におけるＯリング５１の軸方向移動を規制してそのＯリング５１がバックアップリング５２を押圧するのを規制する一方、その組付後、タンク室１１の圧力作用時には溝４７内におけるＯリング５１のバックアップリング５２側への軸方向移動を許容してそのＯリング５１がバックアップリング５２を押圧するのを許容するように形成されている。

規制部７０は、溝４７内に形成された拡径部７０Ａである。拡径部７０Ａは、溝４７の径方向底壁４７ａのタンク室１１側からそのタンク室１１側とは反対側にかけて拡径する部位であり、図４−図６に示す如く徐々に拡径するようにテーパ状に傾斜している。拡径部７０Ａは、溝４７の軸方向中間位置に設けられている。溝４７の径方向底壁４７ａは、拡径部７０Ａを挟んで軸方向Ａに分かれた小径部７１及び大径部７２を有している。

小径部７１は、径方向底壁４７ａのうち外径が最も小さい部位のことである。小径部７１は、溝４７のタンク室１１側に設けられており、口金４０の軸方向先端まで軸方向Ａに延びている。小径部７１は、軸方向Ａに所定長さだけ設けられており、軸方向位置によらず外径が略一定になるように形成されている。上記した口金４０の溝４７の径方向底壁４７ａと内周壁２０の内周面との径方向隙間の最大値Ｓｍａｘは、小径部７１で生じる径方向隙間である。上記したＯリング５１は、口金４０と内周壁２０との組付が行われてからタンク室１１にガスが充填されるまでは、図５に示す如く、小径部７１を取り囲むように配置されている。

大径部７２は、径方向底壁４７ａのうち外径が最も大きい部位のことである。大径部７２は、溝４７のタンク室１１側とは反対側に設けられている。大径部７２は、軸方向Ａに所定長さだけ設けられており、軸方向位置によらず外径が略一定になるように形成されている。上記した口金４０の溝４７の径方向底壁４７ａと内周壁２０の内周面との径方向隙間の最小値Ｓｍｉｎは、大径部７２で生じる径方向隙間である。

溝４７の径方向底壁４７ａは、タンク室１１側から順に小径部７１、規制部７０（拡径部７０Ａ）、及び大径部７２が並ぶように形成されている。口金４０が内周壁２０に対して開口孔２１に嵌るように組み付けられる際には、Ｏリング５１に内周壁２０との摩擦で軸方向Ａのバックアップリング５２側に向いた摩擦力が付与される。この摩擦力は、Ｏリング５１を軸方向Ａのバックアップリング５２側に向けて押圧する押圧力となる。この押圧力は、例えば、約１０気圧に相当する力であって、口金４０と内周壁２０とが組み付けられかつタンク室１１にガスが充填された後にタンク室１１のガス圧（具体的には、約７００気圧）によりＯリング５１に付与される押圧力に比して小さい。

溝４７の径方向底壁４７ａ（特に、拡径部７０Ａの傾斜角度及び傾斜長さ（或いは小径部７１と大径部７２との外径差））は、口金４０と内周壁２０との組付時に内周壁２０との摩擦でＯリング５１に押圧力が付与されたときは、そのＯリング５１が拡径部７０Ａからの反力によって拡径部７０Ａを乗り越えることができず小径部７１を取り囲んだ状態に維持される一方、口金４０と内周壁２０との組付後におけるタンク室１１へのガス充填後にそのタンク室１１のガス圧によりＯリング５１に押圧力が付与されたときは、そのＯリング５１が拡径部７０Ａを乗り越えて大径部７２を取り囲んだ状態でバックアップリング５２に当接してバックアップリング５２を押圧するように設定されている。タンク室１１のガス圧作用によりＯリング５１がバックアップリング５２に付与する押圧力は、バックアップリング５２の径方向幅が全周に亘って所定量増大するように、具体的には、バックアップリング５２がその外周側端部及び内周側端部が内周壁２０の内周面及び口金４０の溝４７の径方向底壁４７ａに当接するまで変形するように設定されている。

この高圧タンク１の容器本体１０の構造によれば、溝４７に規制部７０が設けられていても、タンク室１１へのガス充填後は、その溝４７内のＯリング５１をバックアップリング５２側へ移動させてバックアップリング５２に当接させ、Ｏリング５１からの押圧力によりそのバックアップリング５２を径方向幅が拡大するように変形させることができる。このため、タンク室１１へのガス充填後、容器本体１０が径方向外方へ膨らんだとしても、シール部材５０により容器本体１０の内周壁２０と口金４０との間のシール性能を確保することができる。

更に、溝４７に規制部７０が設けられていることで、タンク室１１へのガス充填前は、その溝４７内のＯリング５１のバックアップリング５２側への移動を規制して、Ｏリング５１がバックアップリング５２に当接してバックアップリング５２を軸方向Ａに押圧するのを規制することができる。このため、タンク室１１へのガス充填前における口金４０と内周壁２０との組付過程で、バックアップリング５２がＯリング５１との当接による押圧によって径方向幅が拡大するように変形するのを防止することができる。従って、口金４０と内周壁２０との組付時、バックアップリング５２が口金４０と内周壁２０の端部との間に挟み込まれるのを防止することができ、これにより、口金４０と内周壁２０との確実かつ容易な組付作業性を得ることができ、生産性の向上を図ることができる。

このように本実施形態の高圧タンク１によれば、タンク室１１へのガス充填後における口金４０と内周壁２０との間のシール性能を損なうことなく、口金４０と内周壁２０との組付時における口金４０と内周壁２０との間へのバックアップリング５２の挟み込みを防止することができる。

高圧タンク１において、口金４０と内周壁２０との間のシール性能を確保しつつ組付時におけるバックアップリング５２の挟み込みを防止する構造を実現するうえでは、容器本体１０の口金４０の溝４７の径方向底壁４７ａに、テーパ状に傾斜した規制部７０（拡径部７０Ａ）を設けることとすればよい。この規制部７０は、口金４０の加工により容易に形成されることが可能である。従って、口金４０と内周壁２０との間のシール性能を確保しつつ組付時におけるバックアップリング５２の挟み込みを防止する構造である規制部７０を、容易に加工形成することができる。

尚、上記の実施形態においては、容器本体１０の内周壁２０が特許請求の範囲に記載した「第一部材」に、口金４０が特許請求の範囲に記載した「第二部材」に、Ｏリング５１が特許請求の範囲に記載した「第一シール部材」に、バックアップリング５２が特許請求の範囲に記載した「第二シール部材」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の実施形態においては、口金４０に設けられる溝４７は、口金４０が内周壁２０に対して開口孔２１に嵌るように組み付けられる際には溝４７内におけるＯリング５１の軸方向移動を規制してそのＯリング５１がバックアップリング５２を押圧するのを規制する一方、その組付後、タンク室１１の圧力作用時には溝４７内におけるＯリング５１のバックアップリング５２側への軸方向移動を許容してそのＯリング５１がバックアップリング５２を押圧するのを許容するように形成された規制部７０を有している。そして、この規制部７０は、小径部７１と大径部７２とにより軸方向Ａで挟まれつつ、溝４７の径方向底壁４７ａのタンク室１１側からそのタンク室１１側とは反対側にかけて徐々に拡径するようにテーパ状に傾斜した拡径部７０Ａである。

しかし、本発明はこれに限定されるものではない。規制部７０は、口金４０が内周壁２０に対して開口孔２１に嵌るように組み付けられる際には溝４７内のＯリング５１がバックアップリング５２を押圧するのを規制する一方、その組付後、タンク室１１の圧力作用時には溝４７内のＯリング５１がバックアップリング５２を押圧するのを許容するように形成されたものであれば、上記の如くテーパ状に傾斜した形状以外の形状や材質を有するものとしてもよい。

例えば図７に示す如く、規制部７０は、外径が略同じ二つの同径部７３，７４により軸方向Ａで挟まれつつ同径部７３，７４に対して径方向外側に向けて突出する突起部７０Ｂであってもよい。尚、同径部７３，７４の外径は、上記の小径部７１の外径及び大径部７２の外径の何れか一方と同じであってよい。この突起部７０Ｂは、溝４７の径方向底壁４７ａの軸方向中間位置に二つの同径部７３，７４に軸方向Ａで挟まれた状態に設けられる。この第１変形形態においても、上記の実施形態の高圧タンク１と同様の効果を得ることができる。また、この第１変形形態においては、Ｏリング５１が、溝４７内のタンク室１１側（すなわち、同径部７３に対向した状態）に位置するときとそのタンク室１１側とは反対側（すなわち、同径部７４に対向した状態）に位置するとき（具体的には、更にバックアップリング５２の押圧前）とで、Ｏリング５１の状態変化を抑えることができるので、バックアップリング５２への押圧時のＯリング５１の変形特性を簡易化することができる。

また、例えば図８に示す如く、規制部７０は、外径が略一定である溝４７の径方向底壁４７ａの表面に設けられた摩擦抵抗体７０Ｃであってもよい。尚、この摩擦抵抗体７０Ｃは、溝４７の径方向底壁４７ａの少なくとも軸方向中間位置に取り付けられていればよく、その径方向底壁４７ａの全域に亘って取り付けられていてもよい。また、この摩擦抵抗体７０Ｃは、軸方向Ａに移動するＯリング５１に摩擦抵抗を付与し得る形状や材質を有するものであればよく、例えば、樹脂などの粘着質材により構成されていてもよく、また、径方向底壁４７ａの表面に軸方向Ａに連続して形成された凹凸であってもよい。この第２変形形態においても、上記の実施形態の高圧タンク１と同様の効果を得ることができる。また、この第２変形形態においては、Ｏリング５１が、溝４７内のタンク室１１側に位置するときとそのタンク室１１側とは反対側に位置するとき（具体的には、更にバックアップリング５２の押圧前）とで、Ｏリング５１の状態変化を抑えることができるので、バックアップリング５２への押圧時のＯリング５１の変形特性を簡易化することができる。

また、例えば図９に示す如く、規制部７０は、溝４７の径方向底壁４７ａの軸方向端部間で連続して一定角度でテーパ状に傾斜した拡径部７０Ｄであってもよい。この拡径部７０Ｄの傾斜角度及び傾斜長さは、口金４０と内周壁２０との組付時に内周壁２０との摩擦でＯリング５１に押圧力が付与されたときは、そのＯリング５１がバックアップリング５２に当接するまで移動することができずバックアップリング５２を押圧できない一方、口金４０と内周壁２０との組付後におけるタンク室１１へのガス充填後にそのタンク室１１のガス圧によりＯリング５１に押圧力が付与されたときは、そのＯリング５１がバックアップリング５２に当接するまで移動してバックアップリング５２を押圧するように設定されている。この第３変形形態においても、上記の実施形態の高圧タンク１と同様の効果を得ることができる。

また、上記の実施形態においては、開口孔２１に口金４０が嵌入されるライナである内周壁２０が、軸方向端部で折り返されることなく軸方向Ａに直線状に延びるように円筒状に形成され、シール部材５０が、その内周壁２０の内周面と口金４０の嵌入部４２の外周面との径方向に空いた隙間を埋めるものとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図１０及び図１１に示す如く、内周壁２０が軸方向端部で折り返されるように形成され、シール部材５０が、その内周壁２０の折り返された折返部２２の内周面と口金４０の嵌入部４２の外周面との径方向に空いた隙間を埋めるものに適用することとしてもよい（第４変形形態）。尚、この第４変形形態の規制部７０は、図１０及び図１１に示す如く、溝４７の径方向底壁４７ａのタンク室１１側からそのタンク室１１側とは反対側にかけて徐々に拡径した拡径部７０Ａであるが、図７、図８、又は図９に示した突起部７０Ｂ、摩擦抵抗体７０Ｃ、又は拡径部７０Ｄであってもよい。

また、上記の実施形態においては、ライナである内周壁２０の開口孔２１に口金４０が嵌入される容器本体１０が、内周壁２０の内周面と口金４０の外周面との径方向に空いた隙間を埋めるシール部材５０を備え、口金４０が、そのシール部材５０のＯリング５１のバックアップリング５２への押圧規制を行う規制部７０を有するものとしている。

しかし、本発明はこれに限定されるものではない。図１２及び図１３に示す如く、口金４０に設けられた開口孔である連通孔４４にバルブ８０が螺合により取り付けられる容器本体１０が、口金４０の内周面とバルブ８０の外周面との径方向に空いた隙間を埋めるシール部材５０を備えるものとし、バルブ８０が、そのシール部材５０のＯリング５１の押圧規制を行う規制部７０を有するものに適用することとしてもよい。

この第５変形形態において、バルブ８０は、連通孔４４に螺合される外面に雄ネジが形成された軸部８１と、軸部８１の軸方向外側において径方向外側に向けて円板状に広がるフランジ部８２と、を有する。バルブ８０の軸部８１の先端側の外周面には、溝８３が設けられる。溝８３は、上記の溝４７と同様にシール部材５０を取り付けるための取付溝である。溝８３は、バルブ８０の軸部８１が口金４０に対して連通孔４４に嵌るように組み付けられる際には溝８３内におけるＯリング５１の軸方向移動を規制してそのＯリング５１がバックアップリング５２を押圧するのを規制する一方、その組付後、タンク室１１の圧力作用時には溝８３内におけるＯリング５１の軸方向移動を許容してそのＯリング５１がバックアップリング５２を押圧するのを許容するように形成された規制部７０を有する。尚、この規制部７０は、図１２及び図１３に示す如く、溝８３の径方向底壁８３ａのタンク室１１側からそのタンク室１１側とは反対側にかけて徐々に拡径した拡径部７０Ａであってよいし、また、図７、図８、又は図９に示した突起部７０Ｂ、摩擦抵抗体７０Ｃ、又は拡径部７０Ｄであってもよい。

バックアップリング５２の第一及び第二バックアップリング５３，５４は、溝８３内においてＯリング５１に対してタンク室１１側とは反対側の軸方向Ａに配置されている。第一及び第二バックアップリング５３，５４同士は、軸方向Ａに並んで接するように配置されている。第一バックアップリング５３は、第二バックアップリング５４に対してタンク室１１側に配置されている。第二バックアップリング５４は、バルブ８０の溝８３の側壁をなす軸方向側壁８３ｂに接するようにバルブ８０に対して支持されている。

この第５変形形態においては、容器本体１０の内周壁２０及び口金４０が特許請求の範囲に記載した「第一部材」に、連通孔４４が特許請求の範囲に記載した「開口孔」に、バルブ８０が特許請求の範囲に記載した「第二部材」に、Ｏリング５１が特許請求の範囲に記載した「第一シール部材」に、バックアップリング５２が特許請求の範囲に記載した「第二シール部材」に、それぞれ相当している。

また、上記の実施形態においては、バックアップリング５２が、互いに別体で形成された第一及び第二バックアップリング５３，５４からなり、傾斜面５３ａ，５４ａ同士が対向した状態で軸方向Ａに重ね合わされている。そして、図４などに示す如く、溝４７内でタンク室１１側に位置する第一バックアップリング５３が、Ｏリング５１が当接するタンク室１１側から軸方向反対側にかけて内径が徐々に大きくなるように形成され、溝４７内でタンク室１１側とは反対側に位置する第二バックアップリング５４が、タンク室１１側から軸方向反対側にかけて外径が徐々に大きくなるように形成されている。

しかし、本発明はこれに限定されるものではない。逆に、溝４７内でタンク室１１側に位置する第一バックアップリング５３が、Ｏリング５１が当接するタンク室１１側から軸方向反対側にかけて外径が徐々に小さくなるように形成され、溝４７内でタンク室１１側とは反対側に位置する第二バックアップリング５４が、タンク室１１側から軸方向反対側にかけて内径が徐々に小さくなるように形成されていてもよい。

また、上記の実施形態においては、バックアップリング５２が、互いに別体で形成された第一及び第二バックアップリング５３，５４からなる。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。バックアップリング５２は、Ｏリング５１からの押圧によって全周に亘って径方向幅が大きくなるように変形するものであればよく、全体として一体成形されたものであってもよい。

尚、本発明は、上述した実施形態や変形形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。

１：高圧タンク、１０：容器本体、１１：タンク室、２０：内周壁、２１：開口孔、３０：外周壁、４０：口金、４２：嵌入部、４７，８３：溝、４７ａ，８３ａ：径方向底壁、４４：連通孔、５０：シール部材、５１：Ｏリング、５２：バックアップリング、５３：第一バックアップリング、５４：第二バックアップリング、７０：規制部、７０Ａ，７０Ｄ：拡径部、７０Ｂ：突起部、７０Ｃ：摩擦抵抗体、８０：バルブ。

Claims (5)

1. 軸方向端部に開口孔が設けられた、内部にタンク室が形成される筒状の第一部材と、
   前記第一部材の前記開口孔に嵌る、外周面に環状の溝が設けられた第二部材と、
   前記溝内に取り付けられる、前記第一部材と前記第二部材との間をシールする環状のシール部材と、
   を備える高圧タンクであって、
   前記シール部材は、
   前記溝の前記タンク室側に配置され、前記タンク室の圧力により前記タンク室側とは反対方向へ押圧されて移動する第一シール部材と、
   前記溝の前記タンク室側とは反対側に配置され、前記反対方向に移動した前記第一シール部材に押圧されることにより径方向幅が大きくなるように変形する第二シール部材と、
   を有し、
   前記溝は、前記第二部材が前記第一部材に対して前記開口孔に嵌るように組み付けられる際には前記第一シール部材が前記第二シール部材を押圧するのを規制する一方、前記第一部材への前記第二部材の組付後、前記タンク室の圧力作用時には前記第一シール部材が前記第二シール部材を押圧するのを許容するように形成された規制部を有する、高圧タンク。
2. 前記規制部は、前記溝の底壁の前記タンク室側から前記タンク室側とは反対側にかけて拡径する拡径部である、請求項１に記載の高圧タンク。
3. 前記規制部は、前記溝の底壁の中間位置に設けられた径方向外側に向けて突出する突起部である、請求項１に記載の高圧タンク。
4. 前記規制部は、前記溝の底壁に設けられた摩擦抵抗体である、請求項１に記載の高圧タンク。
5. 前記第一部材は、前記タンク室を覆うライナであり、
   前記第二部材は、前記第一部材の軸方向端部に取り付けられる口金である、請求項１乃至４の何れか一項に記載の高圧タンク。

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