特開 2025-2796 高圧ガス貯留装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025002796

(43)【公開日】2025-01-09

(54)【発明の名称】高圧ガス貯留装置

(51)【国際特許分類】

   F17C 1/10 20060101AFI20241226BHJP

   F17C 13/02 20060101ALI20241226BHJP

   B65D 90/02 20190101ALI20241226BHJP

【ＦＩ】

F17C1/10

F17C13/02 301Z

F17C13/02 301A

B65D90/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023103152

(22)【出願日】2023-06-23

(71)【出願人】

【識別番号】308039414

【氏名又は名称】株式会社ＦＴＳ

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 吉則

(72)【発明者】

【氏名】酒井 孝典

(72)【発明者】

【氏名】大前 和広

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 彰倫

【テーマコード（参考）】

3E170

3E172

【Ｆターム（参考）】

3E170AA03

3E170AA08

3E170AA14

3E170AB01

3E170BA01

3E170CA01

3E170CA10

3E170CB05

3E170CB10

3E170CC01

3E170CC05

3E170DA01

3E170VA20

3E172AA02

3E172AA05

3E172AA06

3E172AB20

3E172BA04

3E172BB05

3E172BB12

3E172BB17

3E172BC05

3E172BD03

3E172CA10

3E172DA43

3E172DA47

3E172DA90

3E172EA02

3E172EA03

3E172EA12

3E172EA13

3E172EA22

3E172EA23

3E172EA30

3E172EA35

3E172EB02

3E172EB03

(57)【要約】

【課題】アンモニアとの接触に起因する芯線の腐食を防止する。
【解決手段】高圧ガス貯留装置Ａは、アンモニアガスを貯留するタンク１０と、気密空間２９を空けてタンク１０を包囲する外殻体１５と、タンク１０又は外殻体１５に設けられた複数の電気機器２２～２８と、銅製の芯線４２を樹脂製の絶縁被覆４４で包囲した形態であり、電気機器２２～２８に接続されて気密空間２９内に配索された電線４１と、アンモニアガスに対して非透過性を有し、芯線４２を気密状に包囲する保護部材４５と、を備えている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンモニアガスを貯留するタンクと、
気密空間を空けて前記タンクを包囲する外殻体と、
前記タンク又は前記外殻体に設けられた複数の電気機器と、
銅製の芯線を樹脂製の絶縁被覆で包囲した形態であり、前記電気機器に接続されて前記気密空間内に配索された電線と、
アンモニアガスに対して非透過性を有し、前記芯線を気密状に包囲する保護部材と、を備えている高圧ガス貯留装置。

【請求項2】

前記保護部材は、アルミニウム製のパイプと、前記パイプの表面に形成されたアルマイト層とを備えて構成されている請求項１に記載の高圧ガス貯留装置。

【請求項3】

前記保護部材が、パイプと、前記パイプの表面に形成された皮膜とを備えて構成されている請求項１に記載の高圧ガス貯留装置。

【請求項4】

前記保護部材が、前記芯線の外周面に直接的に形成された皮膜によって構成されている請求項１に記載の高圧ガス貯留装置。

【請求項5】

前記皮膜が無電解ニッケルメッキ層によって構成されている請求項３又は請求項４に記載の高圧ガス貯留装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高圧ガス貯留装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、液化ガスを貯留する内槽を、外槽によって包囲した二重殻タンクが開示されている。内槽と外槽との間の空間は、真空空間となっている。この種の装置においては、内槽に、液化ガスの液面高さ、温度、圧力等を電気的に検知するためのセンサが設けられる。また、外槽には、真空空間内の温度や圧力等を電気的に検知するためのセンサが設けられている。これらの電気的な装置に接続されたハーネスは、内槽と外槽との間の空間に配索され、外槽を貫通して外槽の外部へ導出されている。一般的に、ハーネスは、銅製の芯線を絶縁被覆で包囲した被覆電線を束ねて構成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１５２２６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の二重殻タンクに貯留される液化ガスの一例として、アンモニアがある。内槽に貯留されているアンモニアが気化ガスとなって漏れた場合、漏れたアンモニアガスは、内槽と外槽との間の空間に保留される。内槽と外槽との間の空間内では、アンモニアガスが被覆電線の絶縁被覆の材料である樹脂を透過して芯線に触れる。芯線の材料である銅は、アンモニアとの接触によって腐食する虞があるため、対策が必要である。

【0005】

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、アンモニアとの接触に起因する芯線の腐食を防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、
アンモニアを貯留するタンクと、
気密空間を空けて前記タンクを包囲する外殻体と、
前記タンク又は前記外殻体に設けられた複数の電気機器と、
銅製の芯線を樹脂製の絶縁被覆で包囲した形態であり、前記電気機器に接続されて前記気密空間内に配索された電線と、
アンモニアに対して非透過性を有し、前記芯線を気密状に包囲する保護部材と、を備えている。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、アンモニアとの接触に起因する芯線の腐食を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１の高圧ガス貯留装置の断面図

【図2】実施例１の導電路の断面図

【図3】実施例２の実施例の断面図

【図4】実施例３の実施例の断面図

【発明を実施するための形態】

【0009】

最初に本開示の実施形態を列記して説明する。下記の複数の実施形態を、矛盾を生じない範囲で任意に組み合わせたものも、発明を実施するための形態に含まれる。
本開示の高圧ガス貯留装置は、
（１）アンモニアガスを貯留するタンクと、気密空間を空けて前記タンクを包囲する外殻体と、前記タンク又は前記外殻体に設けられた複数の電気機器と、銅製の芯線を樹脂製の絶縁被覆で包囲した形態であり、前記電気機器に接続されて前記気密空間内に配索された電線と、アンモニアガスに対して非透過性を有し、前記芯線を気密状に包囲する保護部材と、を備えている。この構成によれば、銅製の芯線を保護部材によって気密状に包囲することによって、アンモニアガスとの接触に起因する芯線の腐食を防止することができる。

【0010】

（２）（１）において、前記保護部材は、アルミニウム製のパイプと、前記パイプの表面に形成されたアルマイト層とを備えて構成されていることが好ましい。この構成によれば、電線の配索経路に応じて保護部材の形状を自在に変更することができる。

【0011】

（３）（１）において、前記保護部材が、パイプと、前記パイプの表面に形成された皮膜とを備えて構成されていることが好ましい。

【0012】

（４）（１）において、前記保護部材が、前記芯線の外周面に直接的に形成された皮膜によって構成されていることが好ましい。この構成によれば、電線を別体の保護部材に挿通させる作業が不要である。

【0013】

（５）（３）又は（４）において、前記皮膜が無電解ニッケルメッキ層によって構成されていることが好ましい。この構成によれば、耐熱性が高く、膜厚が均一な皮膜を形成することができる。

【0014】

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１～図２を参照して説明する。尚、以下の説明において、前後の方向については、図１におけるＦ方向を前方と定義する。上下の方向については、図１におけるＨ方向を上方と定義する。

【0015】

本実施例１の高圧ガス貯留装置Ａは、車両（図示省略）に搭載して使用される。具体的には、高圧ガス貯留装置Ａは、車内（例えば、荷物室）又は車外（ボディの床下）に配置される。高圧ガス貯留装置Ａは、タンク１０と、タンク１０を包囲する外殻体１５とを備えて構成されている。タンク１０は、アンモニアを高圧の液化ガスの状態又は高圧の気化ガスの状態で貯留するための気密性を有する貯留槽である。液化ガスは、常温・大気圧下において気相であるアンモニアを、加圧と冷却によって液相へ相転移したものである。気化ガスは、液化ガスの蒸発によって生成された気体である。

【0016】

高圧ガス貯留装置Ａに貯留するアンモニア（液化ガスと気化ガス）は、車両のエンジン（図示省略）に供給されるガス燃料として使用される。アンモニアは有害性の物質であるため、本実施例１では、万一、タンク１０内のアンモニアガスがタンク１０外へ漏出した場合の対策として、外殻体１５を設けている。外殻体１５は、タンク１０の全体を間隔を空けて包囲するように配置されている。タンク１０の外面と外殻体１５の内面との間の空間は、タンク１０から漏出した高圧ガスを一時的に貯留しておくための気密空間２９として機能する。タンク１０の外面の全領域と外殻体１５の内面の全領域は、気密空間２９に臨んでいる。

【0017】

図１に示すように、タンク１０は、１つの筒部１１と一対のドーム部１２とを有し、全体としてカプセル状をなす。筒部１１は、軸線を水平方向（前後方向）に向けた円筒形の部位である。一対のドーム部１２は、略半球状をなす部位であり、筒部１１の両端の開口を閉塞するように配置されている。筒部１１と一対のドーム部１２は、互いに別体部品として製造された金属製の部材からなり、溶接によって気密状に接合されて一体化されている。筒部１１の下端部の第１取付孔１３の開口縁部には、筒形固定部材１４が溶接によって気密状に固着されている。

【0018】

外殻体１５は、金属製のロアケース１６と金属製のアッパケース１７とを気密状に合体して構成されている。ロアケース１６とアッパケース１７は、ボルト１８とナット１９とによって合体状態に保持されている。ロアケース１６とアッパケース１７を合体した状態の外殻体１５は、カプセル状をなす。ロアケース１６の下端部には、第１取付孔１３と同心状をなす第２取付孔２０が形成されている。第２取付孔２０には、閉塞部材２１が取り付けられている。

【0019】

外殻体１５には、燃料ポンプ２２が取り付けられている。燃料ポンプ２２は、タンク１０内のアンモニアをエンジン（図示省略）へ供給するための装置である。燃料ポンプ２２は、全体として軸線を上下方向に向けた円柱形をなす。燃料ポンプ２２は、筒形固定部材１４を貫通するように配置されており、筒形固定部材１４にボルト締めすることによってタンク１０に固定されている。

【0020】

高圧ガス貯留装置Ａは、複数の電気機器２２～２８と、複数本の導電路４０と、１つのシール部材３１と、１つのコネクタ３２とを備えている。電気機器として、燃料ポンプ２２、濃度センサ２３、第１圧力センサ２４、第２圧力センサ２５、第１温度センサ２６、第２温度センサ２７、レベルセンサ２８が設けられている。

【0021】

濃度センサ２３は、気密空間２９内におけるアンモニアの存在の有無と、アンモニアの濃度とを検出する。第１圧力センサ２４は、気密空間２９内の圧力を検出する。第２圧力センサ２５は、タンク１０内の圧力を検出する。第１温度センサ２６は、気密空間２９内の温度を検出する。第２温度センサ２７は、タンク１０内の温度を検出する。レベルセンサ２８は、タンク１０内における液化ガスの液面高さを検出する。

【0022】

複数本の導電路４０は、気密空間２９内において、上記複数の電気機器２２～２８に個別に接続されており、電気機器２２～２８への電力供給や、電気機器２２～２８に対する電気信号の送受を行う。複数本の導電路４０は、外殻体１５を気密を保った状態で貫通することによって、気密空間２９から外殻体１５の外部へ導出されている。導電路４０を気密に貫通させる手段として、外殻体１５の上端部には貫通孔３０が形成され、貫通孔３０にシール部材３１が取り付けられている。複数本の導電路４０の端部は、外殻体１５の外部においてコネクタ３２に接続されている。コネクタ３２には、電源や制御装置等の図示しない機能機器に接続されたケーブル（図示省略）の端末部が接続されるようになっている。

【0023】

図２に示すように、各導電路４０は、１本の電線４１と、１本の保護部材４５とを備えて構成されている。電線４１は、銅製の芯線４２と、合成樹脂製の絶縁被覆４４とを有する。芯線４２は、複数本の素線４３を寄り合わせて構成されている。絶縁被覆４４は、芯線４２を全周に亘って包囲している。保護部材４５は、アルミニウム製のパイプ４６と、パイプ４６の外周面に形成したアルマイト層４７とを備えて構成されている。アルマイト層４７は、パイプ４６の外周面の全周に亘って形成されている。パイプ４６の一方の端部は、電気機器２２～２８に対して気密状に取り付けられている。パイプ４６の他方の端部は、シール部材３１を気密状に貫通してコネクタ３２に接続されている。パイプ４６内には、電線４１が挿通されている。

【0024】

次に、本実施例１の高圧ガス貯留装置Ａの作用を説明する。アンモニアガスを貯留するタンク１０は、その全体が気密性を有する外殻体１５によって包囲され、タンク１０と外殻体１５との間には、タンク１０から漏れたアンモニアガスを一時的に貯留するための気密空間２９が確保されている。したがって、万一、タンク１０内のアンモニアガスがタンク１０外へ漏れたとしても、漏れたアンモニアガスは、気密空間２９内に留まる。したがって、タンク１０から漏れたアンモニアガスが、車両のキャビン内に侵入したり、車両の周辺に拡散したりする虞はない。

【0025】

タンク１０内のアンモニアガスが気密空間２９へ漏れた場合は、第１濃度センサ２３によるアンモニアガスの検出が行われるとともに、アンモニアガスの漏れに起因する気密空間２９内の圧力上昇が第１圧力センサ２４によって検出される。第１濃度センサ２３又は第１圧力センサ２４による検出が行われると、車両のインストルメントパネルに警告ランプが表示される、あるいは車両のキャビン内に警報音が発せられる等によって異常の発生が報知される。

【0026】

気密空間２９内には、銅製の芯線４２を合成樹脂製の絶縁被覆４４で包囲した電線４１が配索されている。アンモニアガスは、合成樹脂製の絶縁被覆４４を透過する特性を有するため、芯線４２に接触する虞がある。銅は、アンモニアとの接触によって腐食することが懸念される。この点に鑑み、本実施例１では、電線４１を保護部材４５内に収容している。保護部材４５は、アンモニアを透過させないアルマイト層４７を有し、このアルマイト層４７によって芯線４２を包囲している。したがって、芯線４２にアンモニアガスが接触する虞はない。

【0027】

本実施例１の高圧ガス貯留装置Ａは、アンモニアガスを貯留するタンク１０と、気密空間２９を空けてタンク１０を包囲する外殻体１５と、タンク１０又は外殻体１５に設けられた複数の電気機器２２～２８とを有する。高圧ガス貯留装置Ａは、電線４１と、保護部材４５とを有する。電線４１は、銅製の芯線４２を樹脂製の絶縁被覆４４で包囲した形態である。電線４１は、電気機器２２～２８に接続されており、気密空間２９内に配索されている。保護部材４５は、アンモニアガスに対して非透過性を有しており、芯線４２を気密状に包囲している。本実施例１の高圧ガス貯留装置Ａによれば、銅製の芯線４２を保護部材４５によって気密状に包囲しているので、アンモニアガスとの接触に起因する芯線４２の腐食を防止することができる。

【0028】

保護部材４５は、アルミニウム製のパイプ４６と、パイプ４６の表面に形成されたアルマイト層４７とを備えて構成されている。アルミニウム製のパイプ４６は可撓性を有しているので、電線４１の配索経路に応じて保護部材４５（導電路４０）の形状を自在に変更することができる。

【0029】

＜実施例２＞
次に、本発明を具体化した実施例２を図３を参照して説明する。本実施例２は、導電路５０を構成する保護部材５１を上記実施例１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

【0030】

図３に示すように、導電路５０は、１本の電線４１と、１本の保護部材５１とを備えて構成されている。電線４１は、実施例１の電線４１と同じ部材である。保護部材５１は、アルミニウム製のパイプ５２と、パイプ５２の外周面に形成した皮膜５３とを備えて構成されている。皮膜５３は、パイプ５２の外周面の全周に亘って形成されている。皮膜５３は、無電解ニッケルメッキ層によって構成されている。無電解ニッケルメッキ層は、無電解Ｎｉ－Ｐメッキからなる。Ｐの含有率は、比較的高く例えば、１３ｗｔ％である。皮膜５３の厚さは、例えば、１０μｍ～１２μｍである。無電解Ｎｉ－Ｐメッキは、耐熱性と耐アルカリ性が高い。

【0031】

本実施例２の導電路５０は、電線４１を保護部材５１内に収容して構成されている。保護部材５１は、アンモニアガスを透過させない無電解ニッケルメッキ層からなる皮膜５３を有している。この無電解ニッケルメッキ層によって芯線４２を包囲している。したがって、芯線４２にアンモニアガスが接触する虞がなく、アンモニアガスとの接触に起因する銅製の芯線４２の腐食を防止することができる。皮膜５３は、無電解ニッケルメッキ層によって構成されているので、膜厚が均一な皮膜５３を形成することができる。

【0032】

＜実施例３＞
次に、本発明を具体化した実施例３を図４を参照して説明する。本実施例３は、導電路６０を上記実施例１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

【0033】

図４に示すように、導電路６０は、１本の電線６１と、１本の保護部材６５とを備えて構成されている。電線６１は、銅製の芯線６２と、合成樹脂製の絶縁被覆６４とを有する。芯線６２は、複数本の素線６３を寄り合わせて構成されている。保護部材６５は、芯線６２の外周面に形成した皮膜６６によって構成されている。皮膜６６は、芯線６２の外周面の全周に亘って形成されている。

【0034】

皮膜６６は、無電解ニッケルメッキ層によって構成されている。無電解ニッケルメッキ層は、無電解Ｎｉ－Ｐメッキからなる。Ｐの含有率は、比較的高く例えば、１３ｗｔ％である。皮膜６６の厚さは、例えば、１０μｍ～１２μｍである。無電解Ｎｉ－Ｐメッキは、耐熱性と耐アルカリ性が高い。絶縁被覆６４は、保護部材６５（皮膜６６）の外周面に対して、全周に亘って包囲するように密着している。

【0035】

本実施例３の導電路６０は、電線６１を構成する芯線６２と絶縁被覆６４との間に、保護部材６５としての皮膜６６を介在させている。皮膜６６は、アンモニアガスを透過させない無電解ニッケルメッキ層からなり、芯線６２を包囲している。したがって、芯線６２にアンモニアガスが接触する虞がなく、アンモニアガスとの接触に起因する銅製の芯線６２の腐食を防止することができる。皮膜６６は、無電解ニッケルメッキ層によって構成されているので、膜厚が均一な皮膜６６を形成することができる。保護部材６５は、芯線６２の外周面に直接的に形成された皮膜６６によって構成されているので、電線６１を管状をなす別体の保護部材に挿通させる作業が不要である。皮膜６６は無電解ニッケルメッキ層によって構成されているので、膜厚が均一な皮膜６６を形成することができる。

【0036】

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
実施例１～３において、芯線は、撚り線に限らず、単芯線でもよい。
実施例１において、１本のパイプに複数本の電線を挿通してもよい。
実施例２において、パイプの材料は、アルミニウム以外の金属や、合成樹脂や、エラストマー等でもよい。
実施例２，３において、被膜は、無電解ニッケルメッキ層に限らず、電気メッキ層や陽極酸化被膜であってもよい。

【符号の説明】

【0037】

Ａ…高圧ガス貯留装置
１０…タンク
１５…外殻体
２２…燃料ポンプ（電気機器）
２３…濃度センサ（電気機器）
２４…第１圧力センサ（電気機器）
２５…第２圧力センサ（電気機器）
２６…第１温度センサ（電気機器）
２７…第２温度センサ（電気機器）
２８…レベルセンサ（電気機器）
２９…気密空間
４１…電線
４２…芯線
４４…絶縁被覆
４５…保護部材
４６…パイプ
４７…アルマイト層
５１…保護部材
５２…パイプ
５３…皮膜
６１…電線
６２…芯線
６４…絶縁被覆
６５…保護部材
６６…被膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】