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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsstruktur für Druckbehälter, ein Tankmodul mit derselben und ein Herstellungsverfahren eines Tankmoduls.
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Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
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Als ein Druckbehälter, welcher auf einem Fahrzeug montiert werden soll, war ein mit Wasserstoffgas befüllter Druckbehälter bekannt, wie in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung mit der Nummer 2002-188794 (
JP 2002-188794 A ) beschrieben ist. Wenn der in der
JP 2002-188794 A beschriebene Druckbehälter im Durchmesser reduziert wird, um eine Mehrzahl von Druckbehältern anzuordnen, ist es hierbei möglich, einen Freiheitsgrad zum Montieren der Druckbehälter auf einem Fahrzeug zu verbessern. Beispielsweise sind in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung (Übersetzung der PCT-Anmeldung) mit der Nummer 2001-506737 (
JP 2001-506737 A ) eine Mehrzahl von Druckbehältern (Tubes), die über einen Verteiler verbunden sind, entlang der Gestalt eines Fahrzeugs angeordnet.
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Dabei können, wenn die Druckbehälter mit dem Verteiler verbunden sind, die parallel angeordneten Druckbehälter unterschiedliche Befestigungswinkel besitzen (ein Winkel kann zwischen den parallel angeordneten Druckbehältern ausgebildet sein). Insbesondere wenn die Druckbehälter lang sind, tritt zwischen deren Enden auf der Seite, welche dem Verteiler nicht zugewandt ist, eine große Streckendifferenz auf. Entsprechend besteht Raum für eine Verbesserung einer Struktur zum Verbinden einer Mehrzahl von parallel angeordneten Druckbehältern.
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Kurzfassung der Erfindung
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Die Erfindung stellt eine Verbindungsstruktur zum Verbinden einer Mehrzahl von parallel angeordneten Druckbehältern bereit, wobei die Verbindungsstruktur in der Lage ist, einen Fehler eines Befestigungswinkels zwischen den Druckbehältern zu der Zeit zu beseitigen, wenn die Druckbehälter miteinander verbunden sind.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verbindungsstruktur für Druckbehälter. Die Verbindungsstruktur umfasst: ein erstes Mundstück, das mit zumindest einem Ende eines rohrförmigen ersten Druckbehälters in einer axialen Richtung verbunden ist; ein zweites Mundstück, das mit zumindest einem Ende eines rohrförmigen zweiten Druckbehälters in der axialen Richtung verbunden ist; und eine Gewindemutter. Das erste Mundstück umfasst einen ersten Durchdringungsdurchlass, der sich in einer Schnittrichtung erstreckt, welche die axiale Richtung schneidet, und einen ersten Kommunikationsdurchlass, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den ersten Durchdringungsdurchlass mit einem Inneren eines ersten Körperabschnitts des ersten Druckbehälters verbindet. Das zweite Mundstück umfasst einen sich in der die axiale Richtung schneidenden Schnittrichtung erstreckenden zweiten Durchdringungsdurchlass und einen zweiten Kommunikationsdurchlass, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den zweiten Durchdringungsdurchlass mit einem Inneren eines zweiten Körperabschnitts des zweiten Druckbehälters verbindet. Das erste Mundstück umfasst einen Außengewindeabschnitt, der auf einem ersten Außenwandabschnitt des ersten Durchdringungsdurchlasses vorgesehen ist. Die Gewindemutter ist rotierbar an einem zweiten Außenwandabschnitt des zweiten Durchdringungsdurchlasses des zweiten Mundstücks gesichert und steht mit dem Außengewindeabschnitt des ersten Mundstücks in Gewindeeingriff, um das erste Mundstück und das zweite Mundstück in der Schnittrichtung miteinander zu verbinden.
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Die Verbindungsstruktur wird auf eine Verbindung einer Mehrzahl von Druckbehältern angewendet. Jeweilige Mundstücke sind mit zumindest ersten Enden der Druckbehälter in der axialen Richtung verbunden, und wenn benachbarte Mundstücke in der die axiale Richtung schneidenden Schnittrichtung miteinander verbunden sind, sind die Druckbehälter miteinander verbunden. Hierbei ist die „Schnittrichtung“ nicht auf eine Richtung senkrecht zu der axialen Richtung beschränkt, sondern umfasst ebenso eine diagonale geneigte Richtung. Das erste Mundstück umfasst den ersten Durchdringungsdurchlass, welcher sich in der Schnittrichtung erstreckt, das zweite Mundstück umfasst den zweiten Durchdringungsdurchlass, der sich in Schnittrichtung erstreckt, und der Außengewindeabschnitt, welcher auf dem ersten Außenwandabschnitt des ersten Durchdringungsdurchlasses des ersten Mundstücks vorgesehen ist, ist ausgebildet, um mit einem Innengewindeabschnitt, der auf dem zweiten Außenwandabschnitt des zweiten Durchdringungsdurchlasses des zweiten Mundstücks vorgesehen ist, in Gewindeeingriff gebracht werden zu können. Der Innengewindeabschnitt ist in der Gewindemutter vorgesehen, welche an dem das erste Mundstück und das zweite Mundstück miteinander verbindenden Verbindungsabschnitt rotierbar gesichert ist. Mit der Verbindungsstruktur können die parallel zueinander angeordneten Druckbehälter miteinander verbunden werden und es kann ebenso eine Verrohrung durchgeführt werden. Da die Gewindemutter mit dem Innengewindeabschnitt ausgebildet ist, um unabhängig von dem Verbindungsabschnitt rotierbar zu sein, ist es möglich, einen Fehler des Befestigungswinkels zwischen den Druckbehältern zu beseitigen.
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Die ersten Mundstücke können mit beiden Enden des ersten Körperabschnitts des ersten Druckbehälters verbunden sein. Die zweiten Mundstücke können mit beiden Enden des zweiten Körperabschnitts des zweiten Druckbehälters verbunden sein.
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Mit der Verbindungsstruktur ist es möglich, benachbarte Mundstücke bei den entgegengesetzten Enden der Druckbehälter in der axialen Richtung miteinander zu verbinden.
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Ein Dichtelement, welches den ersten Durchdringungsdurchlass umgibt, kann auf einer Anlagefläche zwischen dem ersten Mundstück und dem zweiten Mundstück vorgesehen sein.
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Aufgrund des Dichtelements, welches zwischen einer Endoberfläche des ersten Mundstücks und einer Endoberfläche des zweiten Mundstücks, welche der Endoberfläche des ersten Mundstücks zugewandt ist, wenn die zueinander benachbarten ersten und zweiten Mundstücke verbunden sind, vorgesehen ist, ist es möglich, den Winkel zu der Zeit anzupassen, wenn die Druckbehälter verbunden werden, und die Luftdichtigkeit zwischen den Verbindungsabschnitten der Druckbehälter sicherzustellen.
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Das erste Mundstück kann eine erste Kegelfläche umfassen, die um den ersten Durchdringungsdurchlass des ersten Mundstücks vorgesehen ist. Das zweite Mundstück kann eine zweite Kegelfläche umfassen, die um den zweiten Durchdringungsdurchlass des zweiten Mundstücks vorgesehen ist, um mit der ersten Kegelfläche aneinander zu stoßen.
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Wenn bei der Verbindungsstruktur die zueinander benachbarten ersten und zweiten Mundstücke verbunden sind, liegen die Kegelflächen bzw. kegelförmigen Oberflächen aneinander an bzw. stoßen aneinander. Entsprechend ist es möglich, den Winkel zu der Zeit anzupassen, wenn die Druckbehälter verbunden sind, und die Luftdichtigkeit zwischen den Verbindungsabschnitten der Druckbehälter sicherzustellen.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Tankmodul einschließlich der Verbindungsstruktur für Druckbehälter.
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Bei dem Tankmodul sind die parallel angeordneten Druckbehälter derart konfiguriert, dass benachbarte Mundstücke kontinuierlich bzw. durchgehend verbunden sind. Mit dem Tankmodul ist es möglich, eine Montage und Verrohrung des Tankmoduls ohne Verwendung einer großen und komplizierten Komponente, wie eines Verteilers, zu erreichen.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren des Tankmoduls, und das Herstellungsverfahren umfasst: einen Prozess zum Verbinden des ersten Mundstücks mit dem ersten Körperabschnitt des ersten Druckbehälters; einen Prozess zum Verbinden des zweiten Mundstücks mit dem zweiten Körperabschnitt des zweiten Druckbehälters, der parallel zu dem ersten Druckbehälter angeordnet ist; und einen Prozess zum Verbinden des ersten Mundstücks mit dem zweiten Mundstück.
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Bei dem Herstellungsverfahren wird das Tankmodul durch Ausbilden einer Mehrzahl von Druckbehältern in dem vorstehenden ersten Prozess und anschließendes Verbinden einer notwendigen Anzahl von Druckbehältern für das Tankmodul bei dessen nachfolgenden Prozess hergestellt. Mit dem Herstellungsverfahren können die im Vorhinein bei dem ersten Prozess ausgebildeten Druckbehälter gestapelt werden und anschließend kann eine notwendige Anzahl von Druckbehältern für das Tankmodul in dem nachfolgenden Prozess verbunden werden. Das heißt, es ist möglich, mit der Herstellung einer Mehrzahl von Tankmodulen mit einer unterschiedlichen Anzahl von Druckbehältern und unterschiedlichen Anordnungen davon umzugehen.
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Die Erfindung kann eine Verbindungsstruktur zum Verbinden einer Mehrzahl von parallel angeordneten Druckbehältern bereitstellen, wobei die Verbindungsstruktur in der Lage ist, einen Fehler eines Befestigungswinkels zwischen den Druckbehältern zu der Zeit, wenn die Druckbehälter miteinander verbunden sind, zu beseitigen.
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Figurenliste
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Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
- 1A eine Draufsicht eines Tankmoduls gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
- 1B eine Seitenansicht des Tankmoduls gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
- 1C eine Rückansicht des Tankmoduls gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
- 2 eine Schnittansicht (eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II in 1B) eines Mundstücks in einer Verbindungsstruktur für Druckbehälter gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
- 3 eine Schnittansicht ist, welche einen Zustand darstellt, in welchem benachbarte Mundstücke bei der Verbindungsstruktur für Druckbehälter gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung miteinander verbunden sind;
- 4 eine Draufsicht eines Tankmoduls gemäß der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
- 5 eine Draufsicht eines Tankmoduls gemäß der zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
- 6 eine Draufsicht eines Tankmoduls gemäß der dritten Modifikation der ersten Ausführungsform der Erfindung ist; und
- 7 eine Schnittansicht ist, welche einen Zustand darstellt, in welchem benachbarte Mundstücke bei der Verbindungsstruktur für Druckbehälter gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung miteinander verbunden sind.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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Das Nachstehende beschreibt eine Verbindungsstruktur für Druckbehälter gemäß jeder Ausführungsform der Erfindung. Zu beachten ist, dass in jeder Abbildung ein Pfeil VORNE die Vorderseite in der Fahrzeuglängsrichtung angibt, ein Pfeil OBEN die obere Seite in der Fahrzeug-Aufwärts-Abwärts-Richtung angibt, ein Pfeil LINKS die linke Seite in der Fahrzeug-Rechts-Links-Richtung angibt und ein Pfeil RECHTS die rechte Seite in der Fahrzeug-Rechts-Links-Richtung angibt. Ferner ist eine Richtung, welche die linke Seite mit der rechten Seite in der Fahrzeug-Rechts-Links-Richtung verbindet, als die Fahrzeugquerrichtung bezeichnet.
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Eine Verbindungsstruktur 14 für Druckbehälter gemäß der ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1A bis 3 beschrieben.
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Grundkonfiguration
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Wie in den 1A bis 1C dargestellt ist, ist ein Tankmodul 10, auf welches die Verbindungsstruktur 14 für Druckbehälter gemäß der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird, mit einer Mehrzahl von Druckbehältern 12 vorgesehen und derart konfiguriert, dass die Druckbehälter 12 miteinander verbunden sind. Insbesondere umfassen die Druckbehälter 12 erste Druckbehälter 12A und zweite Druckbehälter 12B mit einer axialen Länge, die kürzer ist als diese der ersten Druckbehälter 12A ist. Das Tankmodul 10 ist durch neun erste Druckbehälter 12A, welche auf der Innenseite in der Fahrzeugquerrichtung parallel angeordnet sind, und zweite Druckbehälter 12B, welche in der Fahrzeugquerrichtung außerhalb der ersten Druckbehälter 12A angeordnet sind, aufgebaut. Das Tankmodul 10 ist als ein Beispiel auf der unteren Seite eines Bodenpaneels (nicht gezeigt) eines Brennstoffzellenfahrzeugs in der Fahrzeug-Aufwärts-Abwärts-Richtung angeordnet.
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Der Druckbehälter 12 ist in einer Säulengestalt ausgebildet, wobei dessen axiale Richtung (die Längsrichtung) entlang der Fahrzeuglängsrichtung vorliegt. Wie in 2 dargestellt ist, ist der Druckbehälter 12 durch einen Körperabschnitt 20, der in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet ist, und Mundstücken 30, welche entsprechend mit Öffnungen 22 verbunden sind, die in der axialen Richtung auf den entgegengesetzten Enden des Körperabschnitts 20 vorgesehen sind, aufgebaut. Der Körperabschnitt 20 umfasst eine zylindrische Auskleidung 24, die beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, und ein Verstärkungselement 26, welches durch Wickeln eines blattförmigen CFRP (kohlefaserverstärktes Harz) um die Außenumfangsfläche der Auskleidung 24 ausgebildet wird. Zu beachten ist, dass Kohlenstofffasern (nicht gezeigt) in dem faserverstärkten Harz auf der Innenumfangsfläche des Verstärkungselements 26 entlang der Umfangsrichtung der Auskleidung 24, schlussendlich des Körperabschnitts 20, ausgerichtet sind. Ferner sind bei einem Teil des Verstärkungselements 26, der von der Innenumfangsfläche abweicht, Kohlenstofffasern entlang der Umfangsrichtung der Auskleidung 24 ausgerichtet, und Kohlenstofffasern mit dem halben Betrag der Kohlenstofffasern, welche so in der Umfangsrichtung ausgerichtet sind, sind ausgerichtet, um die axiale Richtung zu kreuzen. Ferner stehen die entgegengesetzten äußeren Enden des Verstärkungselements 26 in der axialen Richtung in der axialen Richtung von den entgegengesetzten äußeren Enden der Auskleidung 24 in der axialen Richtung nach außen vor.
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Das Mundstück 30 umfasst einen Einführungsabschnitt 32, welcher in die in dem Körperabschnitt 20 vorgesehene Öffnung 22 einzuführen ist, und einen Verbindungsabschnitt 34, welcher in der axialen Richtung außerhalb des Einführungsabschnitts 32 vorgesehen ist. Der Einführungsabschnitt 32 ist in den Körperabschnitt 20 eingefügt und der Verbindungsabschnitt 34 ist in der axialen Richtung außerhalb des Körperabschnitts 20 vorgesehen. Der Verbindungsabschnitt 34 erstreckt sich in der Fahrzeugquerrichtung, welche die axiale Richtung kreuzt, und dieser ist ausgebildet, um mit dem Verbindungsabschnitt 34 eines benachbarten Mundstücks 30 in der Fahrzeugquerrichtung verbunden werden zu können. Ferner umfasst das Mundstück 30 einen Durchdringungsdurchlass 48, welcher den Verbindungsabschnitt 34 in der Fahrzeugquerrichtung durchdringt, und einen Kommunikationsdurchlass 46, welcher den Einführungsabschnitt 32 in der axialen Richtung durchdringt und konfiguriert ist, um den Durchdringungsdurchlass 48 mit dem Inneren des Körperabschnitts 20 zu verbinden.
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Der Einführungsabschnitt 32 umfasst einen Vorsprungshalteabschnitt 40 und einen Druckaufnahmeabschnitt 42. Der Vorsprungshalteabschnitt 40 ist in einer im Allgemeinen zylindrischen Gestalt ausgebildet und in Kombination von vier im Allgemeinen keilförmigen Elementen, die entlang der Umfangsrichtung des Körperabschnitts 20 angeordnet sind, ausgebildet. Mit anderen Worten, der Vorsprungshalteabschnitt 40 ist durch Trennlinien (nicht gezeigt), die sich im Allgemeinen entlang der axialen Richtung erstrecken, auf vier Teile aufgeteilt. Ein Flansch 40A, der nach radial außen vorsteht, ist bei einem äußeren Ende des Vorsprungshalteabschnitts 40 in der axialen Richtung ausgebildet. Ferner ist die Innenumfangsfläche des Vorsprungshalteabschnitts 40 als eine kegelförmige Oberfläche bzw. Kegelfläche 40B ausgebildet, die im Durchmesser in der axialen Richtung nach außen reduziert ist.
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Ein gezahnter Abschnitt 40C, welcher durch eine Mehrzahl von Sägezähnen aufgebaut ist, ist auf der Außenumfangsfläche des Vorsprungshalteabschnitts 40 ausgebildet. Der gezahnte Abschnitt 40C ist entlang der Umfangsrichtung des Vorsprungshalteabschnitts 40 kontinuierlich ausgebildet. Jeder der Sägezähne ist derart konfiguriert, dass dessen axial äußere Oberfläche (eine Außenfläche jedes Sägezahns in der axialen Richtung eines Druckbehälters) senkrecht zu der axialen Richtung ist und dessen axial innere Oberfläche entlang der axialen Richtung nach innen nach radial innen geneigt ist. Der Neigungswinkel eines Spitzenendes, welcher durch die axial äußere Oberfläche des Sägezahns und die axial innere Oberfläche davon gebildet ist, entspricht einem spitzen Winkel.
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Der Druckaufnahmeabschnitt 42 ist in den Vorsprungshalteabschnitt 40 eingefügt. Der Druckaufnahmeabschnitt 42 ist in einer im Allgemeinen zylindrischen Gestalt ausgebildet und derart konfiguriert, dass ein Seitenwandabschnitt 42B im Allgemeinen entlang der radialen Richtung um einen oberen Abschnitt 42A, der in der axialen Richtung auf der Außenseite angeordnet ist, nach innen elastisch verformbar ist. Die Außenumfangsfläche des Seitenwandabschnitts 42B ist als eine kegelförmige Oberfläche bzw. Kegelfläche 42C ausgebildet, die entlang der axialen Richtung nach außen im Durchmesser reduziert ist. Die Kegelfläche 42C ist mit der Kegelfläche 40B des Vorsprungshalteabschnitts 40 in Kontakt gebracht. Ferner ist ein nach radial außen vorstehender Vorsprungsabschnitt 42D auf der Außenumfangsfläche eines axial inneren Teils des Seitenwandabschnitts 42B ausgebildet und eine axial innere Endoberfläche des Vorsprungshalteabschnitts 40 ist mit einer axial äußeren Oberfläche des Vorsprungsabschnitts 42D in Kontakt gebracht. Ferner steht eine Öffnung 42E des Druckaufnahmeabschnitts 42 mit dem Inneren des Körperabschnitts 20 in Verbindung. Das heißt, ein Fluid im Inneren des Körperabschnitts 20 strömt in den Druckaufnahmeabschnitt 42, und der Seitenwandabschnitt 42B kann aufgrund des Drucks des Fluids im Allgemeinen nach radial außen verschoben werden. Ferner ist eine Nut 42F entlang der Umfangsrichtung in der Umgebung eines axial inneren Endes des Druckaufnahmeabschnitts 42 ausgebildet. Ein O-Ring 58 als ein elastischer Körper ist in der Nut 42F aufgenommen.
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Ferner umfasst der Verbindungsabschnitt 34 einen Rohrabschnitt 36, der eine rohrförmige Gestalt besitzt und bei einem ersten Ende des Verbindungsabschnitts 34 in der Fahrzeugquerrichtung vorgesehen ist, und einen Flanschabschnitt 38, der bei einem zweiten Ende davon in der Fahrzeugquerrichtung vorgesehen ist. Der Rohrabschnitt 36 und der Flanschabschnitt 38 bilden Wandabschnitte des Durchdringungsdurchlasses 48. Ein Außengewindeabschnitt 50 ist bei einem Ende des Rohrabschnitts 36 als ein Außenwandabschnitt für den Durchdringungsdurchlass 48 eines ersten aus benachbarten Mundstücken 30 ausgebildet. Ferner ist eine Gewindemutter 52 bei dem Flanschabschnitt 38 als ein Außenwandabschnitt für den Durchdringungsdurchlass 48 eines zweiten Mundstücks der benachbarten Mundstücke 30 rotierbar gesichert. Insbesondere ist der Flanschabschnitt 38 bei einer auf der Innenumfangsfläche der Gewindemutter 52 vorgesehenen Nut 52A angebracht bzw. eingepasst. Während die Gewindemutter 52 um die Fahrzeugquerrichtung rotierbar ist, ist deren Bewegung in der Fahrzeugquerrichtung beschränkt. Ein Innengewindeabschnitt 54, welcher mit dem Außengewindeabschnitt 50 in Gewindeeingriff gebracht werden kann, ist bei der Gewindemutter 52 ausgebildet.
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Wie in 3 dargestellt ist, ist ein Druckbehälter 12 derart konfiguriert, dass die Gewindemutter 52 von dessen benachbarten Druckbehälter 12 an dem bei dem Mundstück 30 des einen Druckbehälters 12 vorgesehenen Rohrabschnitt 36 befestigt ist. Das heißt, die parallel angeordneten Druckbehälter 12 sind derart miteinander verbunden, dass der Außengewindeabschnitt 50 eines Druckbehälters 12 mit dem bei der Gewindemutter 52 von dessen benachbarten Druckbehälter 12 ausgebildeten Innengewindeabschnitt 54 in Gewindeeingriff steht. Zu dieser Zeit sind bei den so benachbarten Druckbehältern 12 deren Durchdringungsdurchlässe 48 in Reihe verbunden. Ferner wird die Luftdichtigkeit zwischen den Verbindungsabschnitten der Druckbehälter 12 durch den O-Ring 56 als ein aus einem elastischen Körper hergestelltes Dichtelement aufrechterhalten. Hierbei ist der O-Ring 56 auf einer Endoberfläche (bei der vorliegenden Ausführungsform einer Endoberfläche auf der Seite des Flanschabschnitts 38) des Verbindungsabschnitts 34 eines ersten Mundstücks von benachbarten Mundstücken 30 vorgesehen, um den Durchdringungsdurchlass 48 zu umgeben. Der O-Ring 56 ist bei einer ringförmigen Nut 38A, welche auf der Endoberfläche auf der Seite des Flanschabschnitts 38 vorgesehen ist, angebracht bzw. eingepasst. Dabei ist bei dem Verbindungsabschnitt 34 eines zweiten Mundstücks aus den benachbarten Mundstücken 30 ein Anlage- bzw. Stoßabschnitt 36A vorgesehen, welcher dem einen Mundstück aus den benachbarten Mundstücken 30 zugewandt ist. Der Anlageabschnitt 36A entspricht einem Teil, an welchem der O-Ring 56 anliegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der O-Ring 56 auf der Endoberfläche auf der Seite des Flanschabschnitts 38 vorgesehen. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht darauf beschränkt und der O-Ring 56 kann auf einer Endoberfläche (der Anlagefläche 36A) auf der Seite des Rohrabschnitts 36 vorgesehen sein.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Mundstücke 30, wie in den 1A und 1B dargestellt ist, bei den entgegengesetzten Enden von jedem der Druckbehälter 12 in der axialen Richtung vorgesehen, so dass benachbarte Druckbehälter 12 bei deren entgegengesetzten Enden in der axialen Richtung miteinander verbunden sind. Hierbei ist bei dem Tankmodul 10 der vorliegenden Ausführungsform die axiale Länge der in der Fahrzeugquerrichtung auf den äußeren Seiten angeordneten zweiten Druckbehälter 12B kürzer als diese der in der Fahrzeugquerrichtung auf der inneren Seite angeordneten neun ersten Druckbehälter 12A. Entsprechend sind der zweite Druckbehälter 12B und der erste Druckbehälter 12A, welcher benachbart dazu angeordnet ist, auf der Rückseite in der Fahrzeuglängsrichtung über das Mundstück 30 miteinander verbunden, diese sind jedoch auf der Vorderseite in der Fahrzeuglängsrichtung über ein Mundstück 62 mit einem sich in der axialen Richtung erstreckenden Erstreckungsabschnitt 62A miteinander verbunden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Tankmodul 10 in Kombination der Druckbehälter 12 mit unterschiedlichen Längen aufgebaut, das Tankmodul 10 kann jedoch lediglich durch die Druckbehälter 12 mit der gleichen Länge aufgebaut sein. In diesem Fall ist das Mundstück 62 nicht erforderlich.
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Ferner ist bei dem Tankmodul 10 der vorliegenden Ausführungsform ein Ventil 64 bei dem auf der Rückseite vorgesehenen Mundstück 30 in der Fahrzeuglängsrichtung des ersten Druckbehälters 12A, der in der Fahrzeugquerrichtung in der Mitte angeordnet ist, vorgesehen. Das Ventil 64 ist konfiguriert, um das Fluid von den Druckbehältern 12 des Tankmoduls 10 zu entnehmen und die Strömungsrate des Fluids zu steuern. Das Ventil 64 ist mit einem Brennstoffzellenstapel, einer Zuführleitung und dergleichen (nicht gezeigt) verbunden.
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Herstellung des Tankmoduls
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Das Tankmodul 10 der vorliegenden Ausführungsform wird grob durch zwei Schritte hergestellt. Ein erster Schritt entspricht einem Schritt zum Verbinden der Mundstücke 30 mit den Öffnungen 22 auf den entgegengesetzten Enden des Körperabschnitts 20 in der axialen Richtung, das heißt, einem Schritt zum Ausbilden des Druckbehälters 12. Insbesondere werden jeweilige Einführungsabschnitte 32 der Mundstücke 30 in jeweilige Öffnungen 22 bei den entgegengesetzten Enden in der axialen Richtung eingeführt. Hierbei ist die axiale Außenfläche des Vorsprungsabschnitts 42D zu der Zeit der Einführung der Einführungsabschnitte 32 von der axial inneren Endoberfläche des Vorsprungshalteabschnitts 40 entfernt bzw. beabstandet. Entsprechend ist der Vorsprungshalteabschnitt 40 im Vergleich zu dem Fall, in welchem die axial äußere Oberfläche des Vorsprungsabschnitts 42D mit der axial inneren Endoberfläche des Vorsprungshalteabschnitts 40 in Kontakt gebracht ist (siehe 2), radial innerhalb angeordnet. Entsprechend ist der Außendurchmesser des Einführungsabschnitts 32 kleiner als der Innendurchmesser der Öffnung 22, so dass der Einführungsabschnitt 32 in den Körperabschnitt 20 eingeführt werden kann. Der bei dem äußeren Ende des Vorsprungshalteabschnitts 40 in der axialen Richtung vorgesehene Flansch 40A stößt gegen die Endoberfläche des Verstärkungselements 26 des blattförmigen CFRP (kohlefaserverstärktes Harz), so dass eine weitere Bewegung des Vorsprungshalteabschnitts 40 in den Körperabschnitt 20 beschränkt ist. Dabei ist die Auskleidung 24 bei einem äußeren Abschnitt des Körperabschnitts 20 in der axialen Richtung, in welchen der Einführungsabschnitt 32 eingeführt wird, nicht vorgesehen, wie in 2 dargestellt ist, so dass der Vorsprungshalteabschnitt 40 des Einführungsabschnitts 32 dem Verstärkungselement 26 zugewandt ist.
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Wenn der Druckaufnahmeabschnitt 42 in der axialen Richtung von dem Vorsprungshalteabschnitt 40 nach außen bewegt wird, nachdem der Einführungsabschnitt 32 in den Körperabschnitt 20 eingefügt ist, bewegt sich der Druckaufnahmeabschnitt 42 in einer Richtung, in welcher die Kegelfläche 42C relativ zu der Kegelfläche 40B im Durchmesser vergrößert ist, so dass der Vorsprungshalteabschnitt 40 nach radial außen verschoben wird. Folglich schneidet der gezahnte Abschnitt 40C des Vorsprungshalteabschnitts 40 in die Innenumfangsfläche des Verstärkungselements 26, wie in 2 dargestellt ist. Hierdurch wird das Mundstück 30 an dem Körperabschnitt 20 fixiert, so dass diese miteinander verbunden sind. Zu beachten ist, dass ein Spitzenende bei dem gezahnten Abschnitt 40C in einen Teil zwischen einer Kohlefaser und deren benachbarter Kohlefaser auf der Innenumfangsfläche des Verstärkungselements 26 schneidet.
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Ferner kann der Vorsprungshalteabschnitt 40 des Mundstücks 30 auf die Aufnahme des Drucks von der Innenseite des Körperabschnitts 20 hin in der radialen Richtung des Körperabschnitts 20 nach außen verschoben werden. Entsprechend wird der Vorsprungshalteabschnitt 40 umso stärker in der radialen Richtung des Körperabschnitts 20 nach außen verschoben und schneidet in das Verstärkungselement 26, je höher der Druck des im Inneren des Körperabschnitts 20 aufgenommenen Fluids ist. Das heißt, für das Mundstück 30 wird es im Verhältnis zu dem Druck des im Inneren des Körperabschnitts 20 aufgenommenen Fluids schwieriger, in der axialen Richtung nach außen verschoben zu werden, so dass ein Fluid mit einem höheren Druck innerhalb des Körperabschnitts 20 aufgenommen werden kann.
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Daher ist ein Druckbehälter 12 derart ausgebildet, dass die Mundstücke 30 entsprechend mit den Öffnungen 22 bei den entgegengesetzten Enden des Körperabschnitts 20 in der axialen Richtung verbunden sind.
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Ein zweiter Schritt entspricht einem Schritt zum miteinander Verbinden jeweiliger Mundstücke 30 der parallel angeordneten Druckbehälter 12. Insbesondere ist das Mundstück 30 eines benachbarten Druckbehälters 12 mit dem Mundstück 30 eines Druckbehälters 12 verbunden. Ferner ist die Gewindemutter 52 des benachbarten Druckbehälters 12 an dem Rohrabschnitt 36 des einen Druckbehälters 12 befestigt. Das heißt, benachbarte Mundstücke 30 werden durch in Gewindeeingriff Bringen des Außengewindeabschnitts 50 mit dem Innengewindeabschnitt 54 miteinander verbunden.
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Hierbei sind in einem Fall, in welchem die Mundstücke 30 bei beiden Enden von benachbarten Druckbehältern 12 in der axialen Richtung gleichzeitig miteinander verbunden werden, falls benachbarte Mundstücke 30 bei einem ersten Ende der Druckbehälter 12 in der axialen Richtung miteinander verbunden werden, die Achsen der benachbarten Druckbehälter 12 geneigt, was es schwierig macht, die Mundstücke 30 bei einem zweiten Ende der Druckbehälter 12 in der axialen Richtung zu verbinden. Entsprechend werden die Gewindemuttern 52 in dem Fall, in welchem benachbarte Druckbehälter 12 (Mundstücke 30) bei den entgegengesetzten Enden davon in der axialen Richtung miteinander verbunden werden, bei den entgegengesetzten Enden in der axialen Richtung mit dem gleichen Gewindegang befestigt. Dies verhindert, dass die Achsen der benachbarten Druckbehälter 12 geneigt sind, und ermöglicht, dass diese einfach verbunden werden.
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Zu beachten ist, dass bei den Durchdringungsdurchlässen 48 der Mundstücke 30, welche bei den Druckbehältern 12, die in der Fahrzeugquerrichtung auf den äußeren Seiten angeordnet sind, vorgesehen sind, eine Abdichtung durchgeführt wird. Insbesondere wird auf der Seite des Rohrabschnitts 36 eine Kappe 60 (siehe 1A bis 1C) mit dem Außengewindeabschnitt 50 in Gewindeeingriff gebracht, so dass der Durchdringungsdurchlass 48 verschlossen ist. Dabei wird auf der Seite des Flanschabschnitts 38 ein Verschluss (nicht gezeigt) mit der Gewindemutter 52 in Gewindeeingriff gebracht, so dass der Durchdringungsdurchlass 48 verschlossen ist.
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Wie vorstehend beschrieben ist, sind der erste Druckbehälter 12A und der zweite Druckbehälter 12B mit unterschiedlichen Längen über das Mundstück 62 mit dem sich in der axialen Richtung erstreckenden Erstreckungsabschnitt 62A miteinander verbunden. Das Tankmodul 10 wird so durch den zweiten Schritt hergestellt.
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Ferner werden ein Schritt zum Verbinden des Ventils 64 mit dem Tankmodul 10, ein Schritt zum Anordnen des Tankmoduls 10 auf der unteren Seite des Bodenpaneels (nicht gezeigt) in der Fahrzeug-Aufwärts-Abwärts-Richtung und ein Schritt zum Verbinden einer sich von dem Brennstoffzellenstapel erstreckenden Zuführleitung mit dem Ventil 64 durchgeführt. Somit wird das Kraftstoffsystem des Brennstoffzellenfahrzeugs ausgebildet.
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Modifikationen
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Das Nachstehende beschreibt Modifikationen der ersten Ausführungsform. Die Modifikationen besitzen mit Ausnahme davon, wie die Mundstücke 30 zu verbinden sind, die gleiche Grundkonfiguration. Die nachstehenden Modifikationen betreffen Unterschiede zu der ersten Ausführungsform. Ferner ist dem gleichen Element wie bei der ersten Ausführungsform das gleiche Bezugszeichen zugewiesen.
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Erste Modifikation
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4 stellt die erste Modifikation der ersten Ausführungsform dar. Wie in 4 dargestellt ist, ist ein Tankmodul 10A, auf welches eine Verbindungsstruktur 14A für Druckbehälter gemäß der ersten Modifikation angewendet wird, derart konfiguriert, dass das Mundstück 30 lediglich bei einem Ende des Druckbehälters 12 in der axialen Richtung vorgesehen ist. Bei dem Druckbehälter 12 der ersten Modifikation ist das Mundstück 30 mit der Öffnung 22 auf der Rückseite in der Fahrzeuglängsrichtung verbunden, und die Öffnung 22 auf der Vorderseite in der Fahrzeuglängsrichtung ist durch ein Abdeckungselement 70 verschlossen. Obwohl dies nicht in besonderer Art und Weise dargestellt ist, umfasst das Abdeckungselement 70 eine Abdeckung zum Verschließen der Öffnung 22. Ein in den Körperabschnitt 20 eingeführter Teil besitzt die gleiche Struktur wie der Einführungsabschnitt 32, ohne den Kommunikationsdurchlass 46. Die übrige Konfiguration ist gleich dieser bei der ersten Ausführungsform.
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Die erste Modifikation kann auf einen Fall angewendet werden, bei welchem der Betrag eines durch den Kommunikationsdurchlass 46 und den Durchdringungsdurchlass 48 in dem Mundstück 30 ausströmenden Fluids kleiner ist als die Anforderung der Brennstoffzelle. Das heißt, bei der ersten Modifikation kann die Anzahl von Mundstücken 30 im Vergleich zu der ersten Ausführungsform reduziert sein, was ermöglicht, die Kosten zu beschränken.
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Zweite Modifikation
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5 stellt die zweite Modifikation der ersten Ausführungsform dar. Wie in 5 dargestellt ist, ist ein Tankmodul 10B, auf welches eine Verbindungsstruktur 14B für Druckbehälter gemäß der zweiten Modifikation angewendet wird, derart konfiguriert, dass die parallel angeordneten Druckbehälter 12 in Reihe verbunden sind. Das Tankmodul 10B der zweiten Modifikation ist durch acht erste Druckbehälter 12A, die in der Fahrzeugquerrichtung auf der inneren Seite parallel angeordnet sind, und zweite Druckbehälter 12B, welche in der Fahrzeugquerrichtung außerhalb der ersten Druckbehälter 12A angeordnet sind, aufgebaut. Hierbei sind bei der zweiten Modifikation drei oder mehr Mundstücke 30 nicht fortlaufend verbunden. Insbesondere sind hinsichtlich der ersten und zweiten Druckbehälter aus den Druckbehältern 12 von der Außenseite in der Fahrzeugquerrichtung deren Mundstücke 30 auf der Rückseite in der Fahrzeuglängsrichtung miteinander verbunden. Hinsichtlich der zweiten und dritten Druckbehälter aus den Druckbehältern 12 ausgehend von der Außenseite in der Fahrzeugquerrichtung sind deren Mundstücke 30 auf der Vorderseite in der Fahrzeuglängsrichtung miteinander verbunden. Hinsichtlich der dritten und vierten Druckbehälter aus den Druckbehältern 12 ausgehend von der Außenseite in der Fahrzeugquerrichtung sind deren Mundstücke 30 auf der Rückseite in der Fahrzeuglängsrichtung miteinander verbunden. Hinsichtlich der vierten und fünften Druckbehälter aus den Druckbehältern 12 ausgehend von der Außenseite in der Fahrzeugquerrichtung sind deren Mundstücke 30 auf der Vorderseite in der Fahrzeuglängsrichtung miteinander verbunden. Hinsichtlich der Druckbehälter 12 in der Mitte in der Fahrzeugquerrichtung (die fünften Druckbehälter aus den Druckbehältern 12 ausgehend von den entgegengesetzten Seiten in der Fahrzeugquerrichtung) sind deren Mundstücke 30 auf der Rückseite in der Fahrzeuglängsrichtung miteinander verbunden.
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Zu beachten ist, dass die Öffnung 22 des zweiten Druckbehälters 12B auf der Vorderseite in der Fahrzeuglängsrichtung durch das Abdeckungselement 70 verschlossen ist. Ferner ist das Ventil 64 bei der zweiten Modifikation mit dem Mundstück des zweiten Druckbehälters 12B auf der rechten Seite in der Fahrzeugquerrichtung verbunden.
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Daher ist es mit der Verbindungsstruktur 14B für Druckbehälter in der zweiten Modifikation möglich, die Druckbehälter 12 in Reihe zu verbinden.
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Dritte Modifikation
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6 stellt die dritte Modifikation der ersten Ausführungsform dar. Wie in 6 dargestellt ist, ist ein Tankmodul 10C, auf welches eine Verbindungsstruktur 14C für Druckbehälter gemäß der dritten Modifikation angewendet wird, derart konfiguriert, dass die parallel angeordneten Druckbehälter 12 bei den entgegengesetzten Enden davon in der axialen Richtung miteinander verbunden sind. Das Tankmodul 10C der dritten Modifikation ist durch die Druckbehälter 12 (einen ersten Druckbehälter 12C, zweite Druckbehälter 12D, dritte Druckbehälter 12E, vierte Druckbehälter 12F, fünfte Druckbehälter 12G und sechste Druckbehälter 12H) aufgebaut, welche derart angeordnet sind, dass die axiale Länge ausgehend von der äußeren Seite in der Fahrzeugquerrichtung hin zu der inneren Seite in der Fahrzeugquerrichtung zunimmt. Das heißt, der erste Druckbehälter 12C in der Mitte in der Fahrzeugquerrichtung ist länger als dessen benachbarter zweiter Druckbehälter 12D, der zweite Druckbehälter 12D ist länger als dessen benachbarter dritter Druckbehälter 12E, und der dritte Druckbehälter 12E ist länger als dessen benachbarter vierter Druckbehälter 12F. Ferner ist der vierte Druckbehälter 12F länger als dessen benachbarter fünfter Druckbehälter 12G, und der fünfte Druckbehälter 12G ist länger als dessen benachbarter sechster Druckbehälter 12H, welcher in der Fahrzeugquerrichtung auf der äußeren Seite angeordnet ist. Bei der dritten Modifikation ist eine Längendifferenz zwischen irgendwelchen benachbarten Druckbehältern 12 gleich. Das heißt, wie in 6 dargestellt ist, sind in dem Zustand, in welchem die Positionen der hinteren Enden der Druckbehälter 12 in der Fahrzeuglängsrichtung zueinander ausgerichtet sind, deren vordere Enden in der Fahrzeuglängsrichtung in Richtungen angeordnet (siehe Neigungsrichtungen T1, T2), welche in der Fahrzeuglängsrichtung ausgehend von der inneren Seite in der Fahrzeugquerrichtung hin zu den äußeren Seiten in der Fahrzeugquerrichtung nach hinten geneigt sind.
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Hierbei ist ein Mundstück 66 mit einem Verbindungsabschnitt 66A, welcher derart konfiguriert ist, dass sich dessen erstes Ende in der Fahrzeugquerrichtung entlang der Neigungsrichtung T1 erstreckt, und sich dessen zweites Ende entlang der Neigungsrichtung T2 erstreckt, mit der Öffnung 22 des ersten Druckbehälters 12C auf der Vorderseite in der Fahrzeuglängsrichtung verbunden. Ferner sind jeweilige Mundstücke 68, die jeweils einen sich entlang der Neigungsrichtung T1 oder der Neigungsrichtung T2 erstreckenden Verbindungsabschnitt 68A besitzen, mit den Öffnungen 22 auf der Vorderseite in der Fahrzeuglängsrichtung der zweiten Druckbehälter 12D, der dritten Druckbehälter 12E, der vierten Druckbehälter 12F, der fünften Druckbehälter 12G und der sechsten Druckbehälter 12H verbunden. Zu beachten ist, dass das bei dem sechsten Druckbehälter 12H vorgesehene Mundstück 68 derart konfiguriert ist, dass der Durchdringungsdurchlass 48 durch die Kappe 60 oder einen Verschluss (nicht gezeigt) verschlossen ist.
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Daher können die Druckbehälter 12 bei der Verbindungsstruktur 14C für Druckbehälter in der dritten Modifikation durch die Mundstücke 68 miteinander verbunden sein, die entlang der Richtungen (der Neigungsrichtungen T1, T2) diagonal zu der axialen Richtung der Druckbehälter 12 vorgesehen sind.
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Fazit
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Die Merkmale und Effekte der vorliegenden Ausführungsform werden wie folgt zusammengefasst.
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Ein erstes Merkmal liegt darin, dass das mit der Öffnung 22 des Körperabschnitts 20 verbundene Mundstück 30 den Verbindungsabschnitt 34 umfasst, der mit dessen benachbarten Mundstück 30 in einer die axiale Richtung schneidenden Schnittrichtung verbunden werden kann. Der Verbindungsabschnitt 34 umfasst: den Außengewindeabschnitt 50, welcher bei dem Rohrabschnitt 36 als der Außenwandabschnitt für den Durchdringungsdurchlass 48 eines ersten Mundstücks aus benachbarten Mundstücken 30 ausgebildet ist; und die Gewindemutter 52, welche bei dem Flanschabschnitt 38 als der Außenwandabschnitt für den Durchdringungsdurchlass 48 eines zweiten Mundstücks der benachbarten Mundstücke 30 rotierbar gesichert ist, wobei die Gewindemutter 52 den Innengewindeabschnitt 54 besitzt, der mit dem Außengewindeabschnitt 50 in Gewindeeingriff gebracht werden kann. Ein Druckbehälter 12 ist derart konfiguriert, dass die Gewindemutter 52 von dessen benachbarten Druckbehälter 12 an dem bei dem Mundstück 30 des einen Druckbehälters 12 vorgesehenen Rohrabschnitt 36 befestigt ist. Das heißt, benachbarte Mundstücke 30 sind derart verbunden, dass der Außengewindeabschnitt 50 eines ersten Mundstücks aus den benachbarten Mundstücken 30 mit dem bei der Gewindemutter 52 eines zweiten Mundstücks aus den benachbarten Mundstücken 30 ausgebildeten Innengewindeabschnitt 54 in Gewindeeingriff steht. Hierbei sind benachbarte Druckbehälter 12 miteinander verbunden und die Durchdringungsdurchlässe 48 der benachbarten Druckbehälter 12 sind miteinander verbunden (siehe 3).
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Mit dem ersten Merkmal kann im Vergleich zu einem Fall, in welchem Druckbehälter mit einem integral ausgebildeten Verteiler verbunden sind, wie in der
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506737 A beschrieben, der nachfolgende Effekt erhalten werden. Das heißt, in dem Fall, in welchem die Druckbehälter über den Verteiler verbunden sind, ist der Verteiler vergrößert und wird kompliziert, wenn die Anzahl von parallel anzuordnenden Druckbehältern erhöht ist. Dies erhöht entsprechend die Herstellungskosten. Im Gegensatz dazu ist es mit dem ersten Merkmal möglich, wenn die Mundstücke
30 vom gleichen Typ vorbereitet werden, mit einer Zunahme und Abnahme der Anzahl von anzuordnenden Druckbehältern
12 umzugehen. Das heißt, die Herstellungskosten können im Vergleich zum Falle des Verbindens über den Verteiler beschränkt werden.
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Ferner ist die Gewindemutter 52 ausgebildet, um unabhängig von dem Verbindungsabschnitt 34 des Mundstücks 30 rotierbar zu sein. Hierbei ist es in einem Fall, in welchem ein an der Seite des Flanschabschnitts 38 festgelegter Innengewindeabschnitt bei dem Verbindungsabschnitt 34 vorgesehen ist, notwendig, einen ersten Druckbehälter von benachbarten Druckbehältern 12 zu fixieren und einen zweiten Druckbehälter der benachbarten Druckbehälter 12 um die Achse entlang des Durchdringungsdurchlasses 48 zu rotieren, so dass der Innengewindeabschnitt mit dem Außengewindeabschnitt 50 des Rohrabschnitts 36 in Gewindeeingriff steht, um daran befestigt zu sein. Entsprechend ist es schwierig, die benachbarten Druckbehälter 12 bei dem Ende des Befestigens parallel zueinander anzuordnen. Im Gegensatz dazu ist es bei der vorliegenden Ausführungsform mit dem ersten Merkmal zu der Zeit des Befestigens der Gewindemutter 52 an dem Rohrabschnitt 36 möglich, einen Befestigungswinkel (ein Winkel um die Fahrzeugquerrichtung) zwischen den parallel angeordneten Druckbehältern 12 anzupassen. Beispielsweise ist es in einem Fall, in welchem die Druckbehälter 12, welche derart konfiguriert sind, dass die Mundstücke 30 lediglich auf einer Seite des Körperabschnitts der Druckbehälter 12 in der axialen Richtung vorgesehen sind, parallel zueinander angeordnet sind, wie bei der ersten Modifikation beschrieben, möglich, einen Fehler des Befestigungswinkels zwischen den Druckbehältern 12 auszuschließen. Das heißt, es ist möglich, eine Abweichung auf der Seite des Abdeckungselements 70 zwischen benachbarten Druckbehältern 12 zu beschränken.
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Ferner umfasst das Mundstück 30 bei der ersten Ausführungsform und den ersten und zweiten Modifikationen den sich in der Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Verbindungsabschnitt 34. Das heißt, wenn die Fahrzeugquerrichtung entlang einer die axiale Richtung des Druckbehälters 12 schneidenden Schnittrichtung vorliegt und benachbarte Mundstücke 30 miteinander verbunden sind, sind die Mundstücke 30 entlang der Fahrzeugquerrichtung ausgerichtet (siehe die 1A bis 1C, 4 und 5). Dabei umfasst das Mundstück 68 bei der dritten Modifikation den sich entlang der Neigungsrichtung T1 oder der Neigungsrichtung T2 erstreckenden Verbindungsabschnitt 68A. Das heißt, wenn die Neigungsrichtung entlang einer die axiale Richtung des Druckbehälters 12 schneidenden Schnittrichtung vorliegt und benachbarte Mundstücke 68 miteinander verbunden sind, sind die Mundstücke 68 entlang der Neigungsrichtung T1 oder der Neigungsrichtung T2 ausgerichtet (siehe 6). Daher können bei der vorliegenden Ausführungsform und deren Modifikationen die so parallel angeordneten Druckbehälter 12 entlang einer vertikalen Richtung (der Fahrzeugquerrichtung) oder einer diagonalen Richtung (die Neigungsrichtungen T1, T2) zu der axialen Richtung der Druckbehälter 12 miteinander verbunden sein.
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Ein zweites Merkmal liegt darin, dass die Mundstücke 30 bei den entgegengesetzten Enden des Körperabschnitts 20 in der axialen Richtung vorgesehen sind. Da bei der vorliegenden Ausführungsform die Mundstücke 30 bei den entgegengesetzten Enden in der axialen Richtung vorgesehen sind, sind benachbarte Mundstücke 30 bei den entgegengesetzten Enden der Druckbehälter 12 in der axialen Richtung miteinander verbunden. Dadurch sind benachbarte Druckbehälter 12 bei deren entgegengesetzten Enden in der axialen Richtung miteinander verbunden, und die Durchdringungsdurchlässe 48 der benachbarten Druckbehälter 12 sind bei deren entgegengesetzten Enden in der axialen Richtung miteinander verbunden. Das heißt, mit dem zweiten Merkmal ist es möglich, zusätzlich zu dem Effekt des ersten Merkmals benachbarte Druckbehälter 12 wirkungsvoll miteinander zu verbinden und eine Verrohung durchzuführen.
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Ferner ist es, wie vorstehend beschrieben, in einem Fall, in welchem ein auf der Seite des Flanschabschnitts 38 festgelegter Innengewindeabschnitt bei dem Verbindungsabschnitt 34 vorgesehen ist, notwendig, einen ersten Druckbehälter der benachbarten Druckbehälter 12 zu fixieren und einen zweiten Druckbehälter aus den benachbarten Druckbehältern 12 um die Achse entlang des Durchdringungsdurchlasses 48 zu rotieren, so dass der Innengewindeabschnitt mit dem Außengewindeabschnitt 50 des Rohrabschnitts 36 in Gewindeeingriff gebracht wird, um daran befestigt zu weden. Aus diesem Grund ist es schwierig, benachbarte Mundstücke 30 gleichzeitig bei den entgegengesetzten Enden der Druckbehälter 12 in der axialen Richtung miteinander zu verbinden. Im Gegensatz dazu ist bei der vorliegenden Ausführungsform mit dem zweiten Merkmal die Gewindemutter 52 ausgebildet, um unabhängig von dem Verbindungsabschnitt 34 des Mundstücks 30 rotierbar zu sein. Entsprechend ist es möglich, benachbarte Mundstücke 30 gleichzeitig bei den entgegengesetzten Enden der Druckbehälter 12 in der axialen Richtung miteinander zu verbinden.
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Zu beachten ist, dass es wie bei der dritten Modifikation der vorliegenden Ausführungsform in einem Fall, in welchem die Längen der Druckbehälter 12 bei einem vorgegebenen Verhältnis verändert sind, möglich ist, benachbarte Druckbehälter 12 bei den entgegengesetzten Enden der Druckbehälter 12 in der axialen Richtung unter Verwendung des Mundstücks 30 und des Mundstücks 68 mit dem entlang einer diagonalen Richtung (der Neigungsrichtungen T1, T2) geneigten Verbindungsabschnitt 68A zu verbinden. Ferner ist es auch in dem Fall der Druckbehälter 12 mit der gleichen Länge möglich, ein Tankmodul auszubilden, das beispielsweise hin zu der Innenseite in der Fahrzeugquerrichtung in der Fahrzeuglängsrichtung nach vorne vorsteht, wenn die Mundstücke 68 bei den entgegengesetzten Enden der Druckbehälter 12 in der axialen Richtung vorgesehen sind.
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Ein drittes Merkmal liegt darin, dass der O-Ring 56 auf einer Endoberfläche (der Endoberfläche des Verbindungsabschnitts 34 auf einer Seite) eines ersten Mundstücks der Mundstücke 30 von benachbarten Druckbehältern 12 vorgesehen ist, um den Durchdringungsdurchlass 48 zu umgeben, und der O-Ring 56 wird mit einer Endoberfläche eines zweiten Mundstücks der Mundstücke 30 bei einer Position, welche den Durchdringungsdurchlass 48 umgibt, in Kontakt gebracht. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der O-Ring 56 auf der Endoberfläche auf der Seite des Flanschabschnitts 38 vorgesehen, um den Durchdringungsdurchlass 48 zu umgeben, und der Anlageabschnitt 36A, an welchem der O-Ring 56 anliegt, ist auf der Endoberfläche auf der Seite des Rohrabschnitts 36 vorgesehen. Mit dem dritten Merkmal ist es möglich, den Winkel um die Fahrzeugquerrichtung zu der Zeit anzupassen, wenn die Druckbehälter 12 verbunden werden, und die Luftdichtigkeit zwischen den Verbindungsabschnitten der Druckbehälter 12 sicherzustellen.
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Ein viertes Merkmal liegt darin, dass die Mundstücke 30 der parallel angeordneten Druckbehälter 12 in dem Tankmodul 10 durchgehend miteinander verbunden sind. In einem Fall, in welchem eine Mehrzahl von Druckbehältern derart angeordnet sind, dass die Druckbehälter miteinander verbunden sind, wird die Struktur kompliziert und die Kosten nehmen zu, falls Ventile und Leitungen bei den Druckbehältern vorgesehen sind. Im Gegensatz dazu ist es mit dem vierten Merkmal möglich, eine Montage und eine Verrohrung des Tankmoduls 10 durchzuführen, so dass die Druckbehälter 12 miteinander verbunden sind, ohne eine große und komplizierte Komponente, wie einen Verteiler, zu verwenden.
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Ein fünftes Merkmal liegt darin, dass das Herstellungsverfahren des Tankmoduls 10 einen Schritt zum Verbinden der Mundstücke 30 mit den Öffnungen 22 des Körperabschnitts 20, das heißt, einen ersten Schritt zum Ausbilden der Druckbehälter 12 und einen zweiten Schritt zum miteinander Verbinden jeweiliger Mundstücke 30 der parallel angeordneten Druckbehälter 12, umfasst. Wenn das fünfte Merkmal auf das Herstellungsverfahren des Tankmoduls 10 angewendet wird, können die im Vorhinein ausgebildeten Druckbehälter 12 in einem ersten Schritt gelagert werden, und dann können eine notwendige Anzahl von Druckbehältern 12 für das Tankmodul 10 in dem zweiten Schritt miteinander verbunden werden. Das heißt, es ist möglich, mit der Herstellung einer Mehrzahl von Tankmodulen 10 mit einer unterschiedlichen Anzahl von Druckbehältern 12 und unterschiedlichen Anordnungen davon umzugehen.
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Zweite Ausführungsform
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Eine Verbindungsstruktur 14D für Druckbehälter gemäß der zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Ein Tankmodul 10D, auf welches die Verbindungsstruktur 14D für Druckbehälter gemäß der zweiten Ausführungsform angewendet wird, unterscheidet sich hinsichtlich der Gestalt des Endes des Verbindungsabschnitts 34 von der ersten Ausführungsform. Das Nachstehende beschreibt Unterschiede zu der ersten Ausführungsform. Zu beachten ist, dass dem gleichen Bauelement wie bei der ersten Ausführungsform das gleiche Bezugszeichen zugewiesen ist.
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Wie in 7 dargestellt ist, umfasst der Verbindungsabschnitt 34: eine erste Kegelfläche 36B, die bei einer Endoberfläche (einer Endoberfläche auf einer Seite) eines ersten Mundstücks der Mundstücke 30 von benachbarten Druckbehältern 12 um den Durchdringungsdurchlass 48 ausgebildet ist; und eine zweite Kegelfläche 38B, welche auf einer Endoberfläche eines zweiten Mundstücks der Mundstücke 30 um den Durchdringungsdurchlass 48 ausgebildet ist und gegen die erste Kegelfläche 36B stößt bzw. an dieser anliegt. Insbesondere ist die erste Kegelfläche 36B als eine konische Oberfläche eines trapezförmigen, konisch gestalteten Vorsprungsabschnitts, der auf der Endoberfläche des Rohrabschnitts 36 vorgesehen ist, ausgebildet. Ferner ist die zweite Kegelfläche 38B als eine geneigte Oberfläche einer trapezförmigen, konisch gestalteten Vertiefung, welche bei der Endoberfläche des Flanschabschnitts 38 vorgesehen ist, ausgebildet. Zu beachten ist, dass die erste Kegelfläche als eine geneigte Oberfläche einer bei der Endoberfläche des Rohrabschnitts 36 vorgesehenen trapezförmigen, konisch gestalteten Vertiefung ausgebildet sein kann, und die zweite Kegelfläche als eine konische Oberfläche eines bei der Endoberfläche des Flanschabschnitts 38 vorgesehenen trapezförmigen, konisch gestalteten Vorsprungsabschnitts ausgebildet sein kann.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es wie bei dem dritten Merkmal der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform möglich, den Winkel um die Fahrzeugquerrichtung zu der Zeit anzupassen, wenn die Druckbehälter 12 miteinander verbunden werden, und die Luftdichtigkeit zwischen den Verbindungsabschnitten der Druckbehälter 12 sicherzustellen. Ferner kann in einem Bereich, in welchem die erste Kegelfläche 36B an der zweiten Kegelfläche 38B anliegt, eine Abweichung (eine Abweichung eines Parallelisierungsgrads) des Winkels zwischen jeweiligen axialen Richtungen von benachbarten Druckbehältern 12 zugelassen sein. Ferner ist es bei der zweiten Ausführungsform möglich, die Luftdichtigkeit sicherzustellen, wenn die erste Kegelfläche 36B ohne irgendeinen Spalt um den Durchdringungsdurchlass 48 mit der zweiten Kegelfläche 38B in Kontakt kommt, so dass der O-Ring 56 als das Dichtelement nicht erforderlich ist. Entsprechend ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Struktur zu vereinfachen und die Kosten zu beschränken, da der O-Ring 56 nicht erforderlich ist.
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Anmerkungen
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Bei jeder der vorstehenden Ausführungsformen ist der gezahnte Abschnitt 40C des Vorsprungshalteabschnitts 40 derart konfiguriert, dass dessen axial äußere Oberfläche senkrecht zu der axialen Richtung ist und dessen axial innere Oberfläche entlang der axialen Richtung nach innen nach radial innen geneigt ist (siehe die 2 und 3), die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die axial äußere Oberfläche nicht senkrecht zu der axialen Richtung sein und diese kann entlang der axialen Richtung nach außen nach radial innen geneigt sein. Ferner können anstelle des gezahnten Abschnitts 40C Vorsprünge mit anderen Gestaltungen bei dem Vorsprungshalteabschnitt 40 ausgebildet sein.
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Ferner ist die Auskleidung 24 jeder Ausführungsform aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Die Auskleidung 24 ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann aus einem Material, wie Nylonharz, hergestellt sein, das ein Durchdringen von Wasserstoff innerhalb der Auskleidung 24 beschränkt. Ferner ist der Druckbehälter 12 derart konfiguriert, dass Wasserstoff darin aufgenommen ist. Der Druckbehälter 12 ist jedoch nicht darauf beschränkt und es können darin andere Gase, eine Flüssigkeit, wie LPG, oder dergleichen aufgenommen sein.
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Vorstehend wurden die Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehende Beschreibung beschränkt und kann verschiedenartig modifiziert und durchgeführt werden, solange die Modifikationen nicht über den Grundgedanken davon hinausgehen.