JP2010111036A - 樹脂ライナの製造方法および流体貯留容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のライナ部品の互いの接合部が接合されて成る樹脂ライナにおいて、接合部の接着強度を向上させる技術を提供する。
【解決手段】複数のライナ部品１０ｅ、１０ｖが接合されて成る樹脂ライナの製造方法は、（ａ）２つのライナ部品の互いの接合部を接触させた状態に組み合わせたライナ組立体を生成する工程と（ｂ）ライナ組立体において、接触された接合部の少なくとも一部を保持具２００によって保持する工程と（ｃ）ライナ組立体の内部の圧力を制御しつつ、レーザ溶着３００により接合部を接合する工程とを備え、工程（ｃ）は、（ｃ１）ライナ組立体の内部の圧力をライナ組立体の外部の圧力よりも高い第１の値に制御する工程と（ｃ２）ライナ組立体の内部の圧力を第１の値よりも低く、ライナ組立体の外部の圧力よりも高い第２の値に制御する工程とを備える。
【選択図】図５

Description

この発明は、流体貯留容器に関する。

ガスタンクの中には、樹脂製の内殻（以下、「樹脂ライナ」という。）を備えるものがある。樹脂ライナは、成型の都合上、複数のライナ部品を、レーザ溶着により接合して完成される構造になっているものが多い。以下、各ライナ部品において、レーザ溶着により接合される箇所を、「接合部」ともいう。

レーザ溶着により樹脂部品を接合する場合には、各樹脂部品の接合部を、適度な圧力で押し付ける必要がある。そこで、従来は、ライナ部品の接合部が接触するように組み合わせた状態で、その内部と外部の圧力差を設けることによって、接合部を適度な圧力で押し付けた状態にして、レーザ溶着を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２４２２４７号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載された方法では、レーザ溶着により接合された接合部に、充分な接着強度が得られないという問題があった。なお、このような問題は、内部に液体を貯留するタンクを含め、種々の流体貯留容器に用いられる樹脂ライナに共通する問題であった。

そこで、本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、複数のライナ部品の互いの接合部が接合されて成る樹脂ライナにおいて、接合部の接着強度を向上させる技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］ 流体貯留容器に用いられる樹脂ライナであって、複数のライナ部品の互いの接合部が接合されて成る前記樹脂ライナの製造方法であって、
（ａ）少なくとも２つの前記ライナ部品の互いの前記接合部を接触させた状態に組み合わせたライナ組立体を生成する工程と、
（ｂ）前記ライナ組立体において、接触された前記接合部の少なくとも一部を、保持具によって、保持する工程と、
（ｃ）密閉された前記ライナ組立体の内部の圧力を制御しつつ、レーザ溶着により、接触された前記接合部を接合する工程と、
を備え、
前記工程（ｃ）は、前記圧力の制御において、
（ｃ１）密閉された前記ライナ組立体の内部の圧力を前記ライナ組立体の外部の圧力よりも高い、第１の値に制御する工程と、
（ｃ２）前記工程（ｃ１）の後に、密閉された前記ライナ組立体の内部の圧力を前記第１の値よりも低く、前記ライナ組立体の外部の圧力よりも高い第２の値に制御する工程と、
を備える、樹脂ライナの製造方法。

この樹脂ライナの製造方法によれば、ライナ組立体の外圧よりも内圧が高くなるように制御すると共に、接合部を外部から保持具によって保持しているため、ライナ部品の互いの接合部の密着性が向上される。ライナ部品の互いの接合部が密着された状態で、レーザ溶着により接合部を接合(接着)することによって、接合部の接着強度が向上される。

また、工程（ｃ）において、ライナの内圧を、第１の内圧から第２の内圧に下げることによって、接合部に過剰に圧力がかかることによるバリの生成を抑制することができる。

［適用例２］ 適用例１に記載の樹脂ライナの製造方法において、
前記工程（ｂ）において、前記保持具は、互いの前記接合部が接触される接触面であって、前記ライナ組立体の内側から外側に向かう向きと交わる向きの接触面の全体を加圧するように配置され、
前記保持具は、レーザ透過性の材料より成る、樹脂ライナの製造方法。

このように、保持具を配置すると、レーザ光の照射経路の途中に保持具が入る場合が多い。このとき、レーザ透過性の保持具を用いると、レーザ光が保持具を透過するため、互いの接合部が接触される接触面にレーザ光を照射することが可能となる。互いの接合部が接触される接触面の全体を充分に加圧しつつレーザ光を照射することにより、接合部同士の接着強度をさらに向上させることができる。

［適用例３］ 適用例１または２に記載の樹脂ライナの製造方法において、
前記工程（ｃ）において、前記ライナ組立体が回転されることによって、全周にわたる前記接合部がレーザ溶着により接合される場合に、前記ライナ組立体の回転と関連付けて、前記ライナ組立体の内部の圧力を、前記第１の値から前記第２の値へと減圧するように制御する、樹脂ライナの製造方法。

このようにすると、ライナ組立体が回転されるため、例えば、レーザ光を発振するレーザ発振機を固定して、一定の方向にレーザを発振させれば、樹脂ライナの全周に亘る接合部を、容易にレーザ溶着することができる。例えば、ライナ組立体を３回転させることによって、接合部同士が完全に接合される場合に、ライナ組立体の内部の圧力を、１回転目は第１の値に制御して、２回転目と３回点目は第２の値に制御するというように、ライナ組立体の回転と関連付けてライナ組立体の内部の圧力を制御すると、ライナ組立体の内部の圧力を容易に制御することができる。

［適用例４］ 適用例２または３に記載の樹脂ライナの製造方法において、
接合される２つの前記ライナ部品は、レーザ透過率の高い第１のライナ部品と、レーザ透過率の低い第２のライナ部品とを含み、
前記レーザ溶着を行う際に、レーザ光は、前記保持具と、前記第１のライナ部品とを透過して、前記第２のライナ部品に到達するように照射される、樹脂ライナの製造方法。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、流体貯留容器の製造方法等の形態で実現することができる。

Ａ．実施例：
図１は、本発明の一実施例としての樹脂ライナの製造方法によって製造される樹脂ライナを有する流体貯留容器の一実施例としての高圧水素タンク１００の概略構成を示す断面図である。図１では、高圧水素タンク１００の中心軸に平行で中心軸を通る切断面で切断された断面図を示している。高圧水素タンク１００の中心軸は、略円筒状を成す高圧水素タンク本体の円の中心を通る軸と一致する。本実施例において、高圧水素タンク１００は、圧縮水素が充填されるためのものである。例えば、高圧水素タンク１００は、圧縮水素が充填された状態で、燃料電池に水素を供給するために、燃料電池車に搭載される。

高圧水素タンク１００は、樹脂ライナ１０と、外殻２０と、バルブ側口金３０と、エンド側口金４０と、バルブ５０と、を備える。樹脂ライナ１０は、ナイロン樹脂から成り、内部に水素が充填される空間を備える中空状に形成される。樹脂ライナ１０は、水素が外部に漏れないように内部空間を密閉する性質（以下、「ガスバリア性」ともいう。）を有する。樹脂ライナ１０は、バルブ側ライナ部品１０ｖと、エンド側ライナ部品１０ｅとを備え、後に詳述するように、バルブ側ライナ部品１０ｖと、エンド側ライナ部品１０ｅとを、レーザ溶着により接合して生成される。

外殻２０は、樹脂ライナ１０の外周を覆うように形成される。外殻２０は、繊維強化プラスチックとしてのＣＦＲＰ（Ｃarbon Ｆiber Ｒeinforced Ｐlastics）から成り、フィラメントワインディング法（以下、「ＦＷ法」ともいう。）により形成される。外殻２０は、耐圧性を有する。本実施例において、プラスチックとしては、エポキシ樹脂が用いられている。

バルブ側口金３０は、略円筒状を成し、樹脂ライナ１０と外殻２０との間に嵌入されて、固定されている。バルブ側口金３０の略円柱状の開口が、高圧水素タンク１００の開口として機能する。本実施例において、バルブ側口金３０は、ステンレスから成るが、アルミニウム等他の金属から成るものであってもよいし、樹脂製でもよい。バルブ５０は、円柱状の部分に、雄ねじが形成されており、バルブ側口金３０の内側面に形成されている雌ねじに螺合されることにより、バルブ５０によって、バルブ側口金３０の開口が閉じられる。エンド側口金４０は、アルミニウムから成り、一部分が外部に露出した状態で組みつけられ、タンク内部の熱を、外部に導く働きをするものである。

図２は、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅの断面構成を概略的に示す断面図である。図２も、図１と同様に、高圧水素タンク１００の中心軸に平行で中心軸を通る切断面で切断された断面図を示している。バルブ側ライナ部品１０ｖと、エンド側ライナ部品１０ｅとは、樹脂ライナ１０を長手方向に垂直に２分割したような形状を成す。

バルブ側ライナ部品１０ｖは、円筒の一端が縮径した略釣鐘形状を成す。バルブ側ライナ部品１０ｖの縮径した一端には、バルブ側口金３０を圧入可能な口金圧入部１４ｖが形成されている。バルブ側ライナ部品１０ｖの他端には、エンド側ライナ部品１０ｅの接合部１２ｅ（後述する）と接合される接合部１２ｖが形成されている。

エンド側ライナ部品１０ｅも、バルブ側ライナ部品１０ｖと同様に、円筒の一端が縮径した略釣鐘形状を成す。エンド側ライナ部品１０ｅの縮径した一端には、エンド側口金４０を圧入可能な口金圧入部１４ｅが形成されている。エンド側ライナ部品１０ｅの他端には、バルブ側ライナ部品１０ｖの接合部１２ｖと接合される接合部１２ｅが形成されている。接合部１２ｖと接合部１２ｅとは、図２に拡大して示すように、組み合わせると、互いに嵌合するような形状に形成されている。図２に矢印で示すように、バルブ側ライナ部品１０ｖの接合部１２ｖと、エンド側ライナ部品１０ｅの接合部１２ｅとが接触するように組み合わせて、接触された接合部を、レーザ溶着により接合することにより、樹脂ライナ１０が完成する。

バルブ側ライナ部品１０ｖは、レーザ透過性を有するレーザ透過性樹脂部品であり、エンド側ライナ部品１０ｅは、レーザ吸収性を有するレーザ吸収性樹脂部品である。本実施例において、バルブ側ライナ部品１０ｖおよびエンド側ライナ部品１０ｅは、共にナイロン６（ＰＡ６）から成る。エンド側ライナ部品１０ｅは、ナイロン６に、黒色の顔料（着色料）を混入することにより、レーザ透過性を低減させて、レーザ吸収性樹脂部品として構成されている。

図３は、高圧水素タンク１００の製造工程を示すフローチャートである。まず、樹脂ライナ１０を製造する(ステップＳ１００)。樹脂ライナ１０の製造工程については、後に詳述する。

そして、ＦＷ法によって、外殻２０を形成する。具体的には、ステップＳ１００によって完成された樹脂ライナ１０を、マンドレルとして用い、エポキシ樹脂を含浸させたカーボン繊維を、樹脂ライナ１０の周囲に、巻き付ける（ステップＳ２０２）。その後、エポキシ樹脂を含浸させたカーボン繊維を、樹脂ライナ１０の周囲に巻き付けたものを、加熱炉にて加熱して、エポキシ樹脂を硬化させる（ステップＳ２０４）。エポキシ樹脂が硬化すると、ＣＦＲＰから成る外殻２０が形成され、高圧水素タンク１００が完成する。なお、外殻２０を形成する場合に、加熱炉にて加熱する代わりに、大気中に放置して、エポキシ樹脂を硬化させてもよい。

図４、５は、樹脂ライナ１０の製造工程を示すフローチャートである。まず、バルブ側ライナ部品１０ｖにバルブ側口金３０を組み付け、エンド側ライナ部品１０ｅにエンド側口金４０を組み付ける(ステップＳ１０２)。各ライナ部品１０ｖ、１０ｅの口金圧入部１４ｅ、１４ｖに各口金３０、４０をそれぞれ圧入することによって、組み付けることができる。図４では、エンド側ライナ部品１０ｅにエンド側口金４０を組み付ける図を省略している。なお、ステップＳ１０２の後に、アニール処理を行なう工程を設けても良い。アニール処理を行うことにより、バルブ側ライナ部品１０ｖ、エンド側ライナ部品１０ｅの寸法が安定する。また、アニール処理を行うことにより、バルブ側ライナ部品１０ｖ、エンド側ライナ部品１０ｅに含まれる水分が蒸発するため、溶着し易くなり、接着強度が向上する。

そして、口金が組み付けられたバルブ側ライナ部品１０ｖの接合部１２ｖと、エンド側ライナ部品１０ｅの接合部１２ｅとを、図２に示すように嵌合させて、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅとを組み付ける(ステップＳ１０４)。以下、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅとを組み付けたものを、「ライナ組立体１０ｂ」という。

その後、接合部１２ｖと接合部１２ｅとを嵌合させた部分に被せるように、ライナ組立体１０ｂに治具２００を取り付ける(ステップＳ１０６)。治具２００は、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅとの接合部を、外部から押さえて、適度な圧力を加えるための治具である。

図６は、治具２００の構成を概略的に示す図である。図６には、治具２００の構成を説明するために、治具２００と共に、ライナ組立体１０ｂを図示している。図６（Ａ）、（Ｃ）では、治具２００を、ライナ組立体１０ｂに嵌めた状態を、バルブ側ライナ部品１０ｖ側から見て示し、図６（Ｂ）、（Ｄ）では、ライナ組立体１０ｂに嵌めた状態を、１０ｂの側面から見て示す。

図６(Ａ)に示すように、治具２００は、四等分された環状を成す分割環２０２を４つと、各分割環２０２を接続するためのねじ２０４を４本、備える。ねじ２０４によって、分割環２０２が互いに離間した状態で接続することができる(図６（Ａ）)。図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、各分割環２０２が離間して接続された状態で、治具２００の内径は、バルブ側ライナ部品１０ｖの外形よりも大きくなるように構成されている。したがって、治具２００を各分割環２０２を離間した状態にして、その輪の中にライナ組立体１０ｂ通すことができる(図６（Ａ）、（Ｂ）)。

また、ねじ２０４を締めると、隣り合う分割環２０２が接触して、全体として環状を成す(図６（Ｃ）)。分割環２０２の一方の端には、ねじ２０４が螺合されるねじ山が形成された孔が形成されている。そして、分割環２０２の他方の端には、外部から六角レンチ等でねじ２０４を締めるための貫通孔が形成されている。この貫通孔は、ねじ２０４のねじ山が嵌合するように形成されている。４つの分割環２０２の、ねじ山が形成されている一端と、貫通孔が形成されている他端とを、それぞれ向かい合わせて、ねじ２０４で締め付けることにより、図６（Ｃ）に示すように、環状を成す治具２００が完成する。

治具２００は、環状になったときに（図６（Ｃ））、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅとの接合部を外部から適度な圧力で押さえることができるように構成されている（図６（Ｃ）、(Ｄ)）。なお、治具２００が環状になったときに、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅとの接合部を、外側から単に保持するように構成してもよい。単に保持するような構成にしても、ライナ組立体１０ｂの内圧によって、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅとの接合部は、押圧される。

本実施例において、治具２００はガラス製である。ガラスは、レーザ透過性が高いため、治具２００の上からレーザ光を照射しても、レーザ光は、治具２００を透過して、その下の部品に到達する。したがって、接合部１２ｖと接合部１２ｅとが組み合わされた部分を、覆うように治具２００を取り付けて、接合部１２ｖ、１２ｅを直接押圧しても、レーザ溶着により、接合部１２ｖと接合部１２ｅとを接合することができる。

治具２００がライナ組立体１０ｂに取り付けられると(図４：ステップＳ１０６)、ライナ組立体１０ｂ内部の圧力（以下、「内圧」ともいう）を、第１の値Ｐ１に制御しながら、レーザ溶着を行なう(ステップＳ１０８)。図４のステップＳ１０８の欄に図示するように、本実施例において、レーザ溶着にて接合部１２ｖと接合部１２ｅとを、接合する場合には、ライナ組立体１０ｂを回転させつつ、レーザ発振装置３００によって、レーザ光を照射する。

また、図５に示すように、バルブ側口金３０には、配管４０２が接続され、配管４０２には、エアポンプ４０４と、圧力計４０６とが設けられている。このように、配管４０２およびエアポンプ４０４を設けることにより、ライナ組立体１０ｂが密閉される。エアポンプ４０４によって、ライナ組立体１０ｂ内に、空気を送り込むことによって、ライナ組立体１０ｂ内の圧力を、ライナ組立体１０ｂの外部の圧力（大気圧）よりも高い、第１の値Ｐ１に制御することができる。なお、圧力計４０６によって、ライナ組立体１０ｂの内圧を確認することができる。ライナ組立体１０ｂの内圧は、人が、圧力計４０６を視認しながら、エアポンプ４０４を操作することによって、制御する構成にしてもよいし、圧力計４０６による検出値に基づいて、コンピュータを用いて自動的に制御する構成にしてもよい。

また、ライナ組立体１０ｂを回転させるための装置としては、フィラメントワインディング装置を利用することができる。なお、ライナ組立体１０ｂを、フィラメントワインディング装置に設置するときに、回転軸１０ｃ方向に、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅとが互いに押し合うような向きに力が加わるように、設置する。このようにすると、接合部１２ｖと接合部１２ｅには、回転軸１０ｃ方向に力が加わると共に、ライナ組立体１０ｂの内部圧力と、治具２００による外部圧力が加わるため、接合部１２ｖと接合部１２ｅとの嵌合状態が強固に保たれる。

本実施例では、接合部１２ｖと接合部１２ｅとをレーザ溶着により接合するために、ライナ組立体１０ｂを３回転させる。ライナ組立体１０ｂを１回転させる度に、レーザ光の照射位置を変更する。ライナ組立体１０ｂの１回転目のレーザ溶着を「レーザ溶着１」、そのレーザ光照射位置を「照射位置１」、ライナ組立体１０ｂの２回転目のレーザ溶着を「レーザ溶着２」、そのレーザ光照射位置を「照射位置２」、ライナ組立体１０ｂの３回転目のレーザ溶着を「レーザ溶着３」、そのレーザ光照射位置を「照射位置３」という。

図７は、レーザ光照射位置を概略的に示す説明図である。図７（Ａ）は照射位置１、（Ｂ）は照射位置２、（Ｃ）は照射位置３を示す。図７（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、図５に示すように、ライナ組立体１０ｂの回転軸１０ｃが水平になるようにライナ組立体１０ｂを配置した場合の、ライナ組立体１０ｂの回転軸１０ｃを通り、回転軸１０ｃに平行な切断面で切断した断面図と、レーザ発振装置３００側から見た図を示している。

図７（Ａ）に示すように、治具２００は、接合部１２ｖと接合部１２ｅとが接触する部分を、覆って、直接、外側から押圧するように取り付けられている。接合部１２ｖと接合部１２ｅとが接触する接触面は、ライナ組立体１０ｂ内に充填された空気によってライナ組立体１０ｂの内部から加えられる圧力と、治具２００によって外部から加えられる圧力とによって、密着されている。すなわち、接合部１２ｖと接合部１２ｅと間の隙間は、小さい。

なお、後述するように、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅとがレーザ溶着により接合された後、図７（Ａ）に破線で示すように、ライナ組立体１０ｂの外側に突出した部分（以下、「リブ」ともいう。）は、切削される。そのため、接合部１２ｖと接合部１２ｅとの接触面のうち、破線よりもライナ組立体１０ｂの内部よりの部分が溶着されればよい。以下、接合部１２ｖと接合部１２ｅとの接触面のうち、破線よりもライナ組立体１０ｂの内部よりの部分であって、レーザ溶着により溶着される面を、「溶着面１２ｗ」という。本実施例において、治具２００は、溶着面の大部分を加圧するのに必要な幅に形成されている。しかしながら、治具２００は、溶着面の少なくとも一部を加圧可能な幅に形成されていればよく、溶着面全体を加圧可能な幅に形成されていてもよいし、溶着面全体を加圧可能な幅よりも広い幅に形成されていてもよい。なお、本実施例における溶着面１２ｗが、請求項における接触面に相当する。

レーザ溶着１において、レーザ光は、溶着面の、回転軸１０ｃ（図５）方向の長さの真ん中辺りに照射される(図７（Ａ）)。レーザ溶着２において、レーザ光は、接合部１２ｅの先端近傍に照射される（図７（Ｂ））。レーザ溶着３において、レーザ光は、接合部１２ｖの先端近傍に照射される(図７(Ｃ))。このように、レーザ光の照射位置をずらすことによって、溶着面の全体が溶着される。

図５に示すように、ステップＳ１０８において、レーザ溶着１が終了すると（すなわち、ライナ組立体１０ｂが１回転すると）、ライナ組立体１０ｂの内圧を、第２の値Ｐ２に制御しながら、レーザ光の照射位置を照射位置２に変更して、レーザ溶着２を行なう(図５：ステップＳ１１０)。第２の値Ｐ２は、第１の値Ｐ１よりも低く、ライナ組立体１０ｂの外圧（大気圧）よりも高い値である。例えば、第１の値Ｐ１＝１．０ＭＰａ、第２の値Ｐ２＝０．５ＭＰａとするのが好ましい。ライナ組立体１０ｂの内圧を、低下させることによって、バリの発生を抑制することができる。

ライナ組立体１０ｂが１回転してレーザ溶着２が終了すると、ライナ組立体１０ｂの内圧を、第２の値Ｐ２に維持したまま、レーザ溶着３を行なう(ステップＳ１１０)。レーザ溶着３が終了すると、リブを切削する(ステップＳ１１２)。上記したように、図７（Ａ）に切削面が破線で図示されている。リブを切削することにより、図１に示すように、表面に、ほぼ凸凹のない、樹脂ライナ１０が完成する。

本実施例の樹脂ライナの製造方法では、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅとをレーザ溶着する際に、ライナ組立体１０ｂ内に空気を充填することによって、ライナ組立体１０ｂの内部に圧力をかけている。それと共に、治具２００によって、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅとの接触部（すなわち、接合部１２ｖ、１２ｅが接触する部分）に、外部から圧力をかけている。そのため、接合部１２ｖと接合部１２ｅとの接触面の隙間が小さくなる。したがって、レーザ溶着により接合部１２ｖと接合部１２ｅとを接合すると、接着強度が向上される。

また、従来は、レーザ透過性の低い、またはレーザ透過性の無い金属製の治具を用いて、接合部１２ｖ、１２ｅに、外部から圧力をかけていた。金属製の治具を用いる場合、接合部１２ｖと接合部１２ｅとを組み付けた部分を覆うように治具を取り付けて、外側から押圧すると、レーザが治具を透過しないため、レーザ溶着をすることができない場合がある。そのため、接合部１２ｖ、接合部１２ｅから離れた部分に治具を取り付けて外部から押圧することによって、間接的に、接合部１２ｖと接合部１２ｅとの接触面に外部から圧力を加えていた。

治具が、接合部１２ｖ、１２ｅから離れて取り付けられていると、接合部１２ｖと接合部１２ｅとの接触面の隙間が大きくなり、レーザ溶着した場合に、充分な接着強度が得られない。これに対して、本実施例では、レーザ透過性の高いガラス製の治具２００を用いているため、接合部１２ｖと接合部１２ｅとを組み付けた部分を、覆うように治具２００を取り付けても、レーザ溶着をすることが可能になった。そのため、接着強度を向上させることができる。

上記したように、本実施例では、ライナ組立体１０ｂに内圧をかけつつ、外部から治具２００で、押圧することにより、接合部１２ｖと接合部１２ｅとの接触面（特に、溶着面１２ｗ）の密着性を向上させている。ライナ組立体１０ｂの内部からも外部からも圧力をかけているため、レーザによって、レーザ吸収性部品であるエンド側ライナ部品１０ｅが溶融すると、ライナ組立体１０ｂ内の圧力と、治具２００による圧力とによって、溶融した樹脂が押し出され、バリが発生するおそれがある。

例えば、ライナ組立体１０ｂの内側にバリを有する樹脂ライナ１０を用いて、高圧水素タンク１００が生成され、使用された場合に、バリがちぎれて、高圧水素タンク１００内に存在すると、異音が発生したり、水素経路内にちぎれたバリが詰まることがある。また、高圧水素タンク１００は、高圧水素タンク１００内の水素量を測定するために、温度センサ（図示しない）を備えているが、ちぎれたバリによって温度センサが損傷するおそれもある。これに対して、本実施例の樹脂ライナの製造方法では、ライナ組立体１０ｂの内圧を、第１の値Ｐ１に制御しつつレーザ溶着１を行なった後、ライナ組立体１０ｂの内圧を、第２の値Ｐ２に下げて、レーザ溶着２、３を行なう。そのため、接合部１２ｖと接合部１２ｅとの密着性を維持しつつ、バリの発生を抑制することができる。

また、本実施例では、接合部１２ｖと接合部１２ｅとの接着強度を向上するために、ライナ組立体１０ｂの内部から圧力をかけつつ、治具２００によって、接合部１２ｖと接合部１２ｅとが接触する部分を、直接押圧して、外部から圧力をかけている。したがって、上記した特許文献１に記載されているようなチャンバーを用いなくても、接着強度を向上することができる。したがって、設備を簡素化して、安価に樹脂ライナ１０を製造することができる。

Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）バルブ側ライナ部品１０ｖの接合部１２ｖの形状と、エンド側ライナ部品１０ｅの接合部１２ｅの形状は、上記した実施例に限定されず、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅとをレーザ溶着にて接合可能な形状であればよい。図８は、接合部１２ｖ、接合部１２ｅの形状の各種の変形例を示す断面図である。接合部１２ｖと接合部１２ｅとは、互いに密着して組み合わせられるような種々の形状に形成可能である。そして、接合部１２ｖ、１２ｅを外側から押圧するように治具２００を取り付けて、図に破線で示すように、治具２００とバルブ側ライナ部品１０ｖを透過して、エンド側ライナ部品１０ｅに到達するように、レーザ光を照射すれば、上記した実施例と同様の効果を得ることができる。

（２）上記した実施例において、流体貯留容器の一例として、高圧水素タンクを例示したが、高圧水素タンクに限定されない。本発明の製造方法は、例えば、窒素、アルゴン、プロパンガス等を貯留する容器や、液体の燃料等を貯留する容器にも用いることができる。

（３）上記した実施例において、樹脂ライナ１０は、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅとをレーザ溶着により接合することによって形成されているが、２以上の部品をレーザ溶着により接合することによって形成されるものであってもよい。また、上記した実施例において、樹脂ライナ１０を、中心軸に垂直な平面で、２分割したような形状の２つの部品を接合して、樹脂ライナ１０が形成されるが、例えば、中心軸を通り、中心軸に平行な平面で２分割したような形状の部品を接合してもよい。

（４）上記した実施例において、接合部１２ｖと接合部１２ｅとをレーザ溶着により接合する場合に、ライナ組立体１０ｂを回転させることによって、接触面の全周にレーザを照射しているが、ライナ組立体１０ｂは回転させず、レーザ発振装置３００がライナ組立体１０ｂの周囲を周る構成にしてもよい。

（５）ライナ組立体１０ｂの内圧を、第１の値Ｐ１から第２の値Ｐ２に低下させるタイミングは、上記した実施例に限定されない。例えば、予め、実験により、バリの発生が抑制されるタイミング（時間）を計り、レーザ溶着の開始から一定の時間が経過した後に、ライナ組立体１０ｂの内圧を第１の値Ｐ１から第２の値Ｐ２に低下させるようにしてもよい。このとき、ライナ組立体１０ｂの回転と、ライナ組立体１０ｂの内圧を、第１の値Ｐ１から第２の値Ｐ２に低下させるタイミングを関連付けてもよいし、関連付けなくてもよい（例えば、１回転する途中で、内圧を低下させてもよい。）。

（６）また、上記した実施例では、ガラス製の治具２００を用いているが、ガラス製に限定されず、例えば、ポリカーホネートや、ナイロン６等のレーザ透過性の高い材料を用いてもよい。さらに、レーザ透過性の高い治具２００に限定されず、レーザ透過性の低い治具や、レーザ透過性のない治具を用いてもよい。例えば、レーザ透過性のない治具を用いる場合には、接合部１２ｖ、１２ｅを覆うように治具を取り付けても、治具を回避して、レーザ光が接触面に照射されるように、接合部１２ｖ、１２ｅの形状や、レーザ光の照射方向を決定すればよい。このようにしても、接合部の接着強度を向上することができる。

（７）なお、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅの原料は、上記した実施例に限定されない。バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅは、ともに、ガスバリア性を有し、一方がレーザ透過性、他方がレーザ吸収性を有することが好ましい。レーザ吸収性樹脂部品を形成する場合には、必ずしも顔料にて着色する必要はなく、レーザ透過性樹脂部品よりもレーザ透過性の低い樹脂によって形成すればよい。すなわち、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅとの一方がレーザ透過性、他方がレーザ吸収性とするためには、レーザ透過性が異なっていればよい。例えば、エンド側ライナ部品１０ｅとして、ナイロン６よりもレーザ透過性の低い樹脂(例えば、ポリエチレン(ＰＥ)やアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）等)を用いてもよい。また、これらの樹脂に、ガラス繊維等の補強繊維を添加したものを用いてもよい。

また、バルブ側ライナ部品１０ｖ、エンド側ライナ部品１０ｅ共に、着色したい場合には、着色料の粒径や、着色料の含有量を調整することによって、レーザ透過性の差を設けるようにしてもよい。

また、本実施例では、バルブ側ライナ部品１０ｖの全体をレーザ透過性樹脂部品、エンド側ライナ部品１０ｅの全体をレーザ吸収性樹脂部品として構成しているが、接合部１２ｖ、１２ｅのみをレーザ透過性とレーザ吸収性の組合せになるように構成してもよい。例えば、エンド側ライナ部品１０ｅの接合部１２ｅのみをレーザ吸収性を有するように構成し、他の部分およびバルブ側ライナ部品１０ｖをレーザ透過性として構成してもよい。

さらに、バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅとは、共に、レーザ吸収性樹脂部品であってもよいし、共に、レーザ透過性樹脂部品であってもよい。

高圧水素タンク１００の概略構成を示す断面図である。 バルブ側ライナ部品１０ｖとエンド側ライナ部品１０ｅの断面構成を概略的に示す断面図である。 高圧水素タンク１００の製造工程を示すフローチャートである。 樹脂ライナ１０の製造工程を示すフローチャートである。 樹脂ライナ１０の製造工程を示すフローチャートである。 治具２００の構成を概略的に示す図である。 レーザ光照射位置を概略的に示す説明図である。 接合部１２ｖ、接合部１２ｅの形状の各種の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１０…樹脂ライナ
１０ｂ…ライナ組立体
１０ｃ…回転軸
１０ｅ…エンド側ライナ部品
１０ｖ…バルブ側ライナ部品
１２ｅ、１２ｖ…接合部
１２ｗ…溶着面
１４ｅ、１４ｖ…口金圧入部
２０…外殻
３０…バルブ側口金
４０…エンド側口金
５０…バルブ
１００…高圧水素タンク
２００…治具
２０２…分割環
２０４…ねじ
３００…レーザ発振装置
４０２…配管
４０４…エアポンプ
４０６…圧力計

Claims (5)

1. 流体貯留容器に用いられる樹脂ライナであって、複数のライナ部品の互いの接合部が接合されて成る前記樹脂ライナの製造方法であって、
   （ａ）少なくとも２つの前記ライナ部品の互いの前記接合部を接触させた状態に組み合わせたライナ組立体を生成する工程と、
   （ｂ）前記ライナ組立体において、接触された前記接合部の少なくとも一部を、保持具によって、保持する工程と、
   （ｃ）前記ライナ組立体の内部の圧力を制御しつつ、レーザ溶着により、接触された前記接合部を接合する工程と、
   を備え、
   前記工程（ｃ）は、前記圧力の制御において、
   （ｃ１）前記ライナ組立体の内部の圧力を前記ライナ組立体の外部の圧力よりも高い、第１の値に制御する工程と、
   （ｃ２）前記工程（ｃ１）の後に、前記ライナ組立体の内部の圧力を前記第１の値よりも低く、前記ライナ組立体の外部の圧力よりも高い第２の値に制御する工程と、
   を備える、樹脂ライナの製造方法。
2. 請求項１に記載の樹脂ライナの製造方法において、
   前記工程（ｂ）において、前記保持具は、互いの前記接合部が接触される接触面であって、前記ライナ組立体の内側から外側に向かう向きと交わる向きの接触面の全体が加圧されるように配置され、
   前記保持具は、レーザ透過性の材料より成る、樹脂ライナの製造方法。
3. 請求項１または２に記載の樹脂ライナの製造方法において、
   前記工程（ｃ）において、前記ライナ組立体が回転されることによって、全周にわたる前記接合部がレーザ溶着により接合される場合に、前記ライナ組立体の回転と関連付けて、前記ライナ組立体の内部の圧力を、前記第１の値から前記第２の値へと減圧するように制御する、樹脂ライナの製造方法。
4. 請求項２または３に記載の樹脂ライナの製造方法において、
   接合される２つの前記ライナ部品は、レーザ透過率の高い第１のライナ部品と、レーザ透過率の低い第２のライナ部品とを含み、
   前記レーザ溶着を行う際に、レーザ光は、前記保持具と、前記第１のライナ部品とを透過して、前記第２のライナ部品に到達するように照射される、樹脂ライナの製造方法。
5. 複数のライナ部品の互いの接合部が接合されて成る樹脂ライナを備える、流体貯留容器の製造方法であって、
   （ａ）少なくとも２つの前記ライナ部品の互いの前記接合部を接触させた状態に組み合わせたライナ組立体を生成する工程と、
   （ｂ）前記ライナ組立体において、接触された前記接合部の少なくとも一部を、保持具によって、保持する工程と、
   （ｃ）前記ライナ組立体の内部の圧力を制御しつつ、レーザ溶着により、接触された前記接合部を接合する工程と、
   を備え、
   前記工程（ｃ）は、前記圧力の制御において、
   （ｃ１）前記ライナ組立体の内部の圧力を前記ライナ組立体の外部の圧力よりも高い、第１の値に制御する工程と、
   （ｃ２）前記工程（ｃ１）の後に、前記ライナ組立体の内部の圧力を前記第１の値よりも低く、前記ライナ組立体の外部の圧力よりも高い第２の値に制御する工程と、
   を備える、流体貯留容器の製造方法。

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