JP2016017545A - 圧力容器 - Google Patents

Abstract

【課題】ライナーと口金との界面におけるシール性能を高める。
【解決手段】圧力容器は、内部が収容空間１１となっている容器本体部１３及び容器本体部１３から外面側へ突出した形態の筒状部１４を構成する合成樹脂製のライナー１２と、筒状部１４の内周に同心状に密着して取り付けられた筒状の口金１６と、口金１６の外面のうち収容空間１１側に面し且つライナー１２と非接触の内端面２５に対し、密着した状態で取り付けられた合成樹脂製のシール部材２６と、シール部材２６に一体に形成され、内端面２５よりも外周側へ張り出して溶着によりライナー１２の内面に密着した界面用シール部２５（シール部）とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力容器に関するものである。

特許文献１には、容器本体部及び容器本体部の内外を連通させる筒状部を構成する合成樹脂製のライナーと、筒状部の内周に取り付けられた筒状の口金とを備えた圧力容器が開示されている。ライナーは、筒状部の内周が口金の外周に密着するようにブロー成形されている。

特開２０１２−１８９１０６号公報

ブロー成形によってライナーの筒状部と口金を一体化させる製造方法では、シール性能アップのために口金の外周形状を複雑にしても、その複雑なシール形状に合わせて筒状部を成形することは困難である。したがって、口金の外周形状は凹凸の殆ど無い単純な面とせざるを得ない。そのため、上記従来の構造では、容器本体内の圧力が上昇した場合に、内部の流体が、筒状部の内周面と口金の外周面との僅かな隙間を通って容器外部へ漏出することが懸念される。

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、ライナーと口金との界面におけるシール性能を高めることを目的とする。

本発明の圧力容器は、
内部が収容空間となっている容器本体部及び前記容器本体部から外面側へ突出した形態の筒状部を構成する合成樹脂製のライナーと、
前記筒状部の内周に同心状に密着して取り付けられた筒状の口金と、
前記口金の外面のうち前記収容空間側に面し且つ前記ライナーと非接触の内端面に対し、密着した状態で取り付けられた合成樹脂製のシール部材と、
前記シール部材の外周縁に一体に形成され、前記内端面よりも外周側へ張り出して溶着により前記ライナーの内面に密着したシール部とを備えているところに特徴を有する。

口金の外周面と筒状部の内周面とが接する界面のうち収容空間側の端部は、シール部がライナーの内面に溶着することで、気密状又は液密状に塞がれている。これにより、収容空間内の流体が、口金の外周面と筒状部の内周面とが接する界面に浸入することが防止される。したがって、ライナーと口金の界面におけるシール性能に優れている。

実施例１の圧力容器の部分断面図 図１の部分拡大断面図 圧力容器の製造過程をあらわす部分拡大断面図

（１）本発明の圧力容器は、前記シール部が薄板状をなしており、前記シール部のうち前記ライナーへの密着面と反対側が、前記収容空間に臨む受圧面となっていてもよい。この構成によれば、収容空間内の流体圧が上昇すると、その流体圧が受圧面に作用してシール部をライナーに強く押し付けるので、シール性能に優れている。

（２）本発明の圧力容器は、前記シール部のうち前記ライナーへの密着面には、前記口金を包囲するようにリブが突出形成されていてもよい。この構成によれば、シール部とライナーが溶着するときにリブがライナーの内面に食い込むので、シール性能が高められる。

（３）本発明の圧力容器は、前記シール部と前記ライナーが同一の材料からなっていてもよい。この構成によれば、溶着時におけるシール部とライナーとの密着性が良好となるので、シール性能が高められる。

（４）本発明の圧力容器は、前記口金には、前記ライナーを前記口金との間で挟んで固定するリテーナが取り付けられており、前記リテーナには、前記シール部との間で前記ライナーを挟む押圧部が形成されていてもよい。この構成によれば、押圧部とシール部との間でライナーを挟むことにより、シール性能が高められる。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図３を参照して説明する。図１に示すように、本実施例１の圧力容器は、内部が流体（図示省略）を貯留するための収容空間１１となっている貯留部１０と、収容空間１１に対する流体の流入出経路となる口金構造１５とを有する。

貯留部１０は、ライナー１２を構成する合成樹脂製の容器本体部１３と、容器本体部１３の表面を覆う外層体（図示省略）とからなる２層構造となっている。ライナー１２の材料の一例として、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）とエチレン・ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）の混合樹脂を用いることができる。外層体の材料の一例として、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を用いることができる。

口金構造１５は、ライナー１２を構成する筒状部１４と、口金１６と、バルブ２０と、リテーナ２１と、シール部材２６と、シールリング３０と、ナット３６とを備えて構成されている。筒状部１４は、容器本体部１３と一体をなし、容器本体部１３の外面から円筒状に突出した形態となっている。筒状部１４の軸線と直角な断面形状は円形であり、筒状部１４は口金１６と同軸をなしている。

口金１６は、全体として円筒形をなし、その中空内にはバルブ２０が取り付けられている。口金１６の外周の上端部には、口金１６と同軸の雄ネジ部１７が形成されている。口金１６の外周のうち雄ネジ部１７の基端側（図１における下側）に隣接する領域は、口金１６の軸線と直角な断面形状が円形であって口金１６と同軸をなす大径部１８となっている。

口金１６の外周のうち大径部１８の基端側に隣接する領域には、口金１６と同軸であり、大径部１８よりも外径寸法の大きい円形のフランジ部１９が形成されている。フランジ部１９の厚さ寸法は、外周側に向かって次第に小さくなっている。口金１６の大径部１８の外周面には、ライナー１２の筒状部１４が気密状又は液密状に密着しているとともに、容器本体部１３のうち筒状部１４に連なる環状領域が、フランジ部１９の外面に対し気密状又は液密状に密着している。

口金１６とライナー１２にはリテーナ２１が組み付けられている。リテーナ２１は、アルミニウム合金等の金属材料からなる。リテーナ２１は、筒状部１４及び口金１６と同軸の円筒状をなす周壁部２２と、周壁部２２の先端縁から径方向内向きに円環形の板状に張り出した形態の覆い部２３と、周壁部２２の基端縁からフランジ状に張り出した環状の押圧部２４とを有している。リテーナ２１は、口金構造１５の先端側から口金１６及び筒状部１４に組み付けられ、雄ネジ部１７にねじ込んだナット３６で覆い部２３を押圧することにより組み付け状態に固定されている。周壁部２２は、筒状部１４の外周面を口金１６の外周面を径方向に押圧している。押圧部２４は、容器本体部１３のうち筒状部１４の近傍領域をフランジ部１９の外面を押圧している。

口金１６の外面のうち収容空間１１側に面する内端面２５（口金１６の基端側の端面）は、フランジ部１９の内面を含み、口金１６の内周面に連なっている。内端面２５は、ライナー１２と非接触となっている。口金１６の内周面は、バルブ２０の外周面と対向又は当接している。口金１６の内周面とバルブ２０の外周面との隙間は、収容空間１１内の流体を収容空間１１外へ漏出されるリーク経路となり得る。

そこで、本実施例１では、収容空間１１内の流体が口金１６の内周面とバルブ２０の外周面との隙間を通って漏出するのを阻止する手段として、シール部材２６とシールリング３０とを設けている。シール部材２６は合成樹脂からなり、その材料は、ライナー１２と同一材質のものである。シール部材２６は、薄膜状をなし、口金１６の内端面２５と、口金１６の内周面とに密着されている。シール部材２６のうち口金１６の内端面２５に密着した部分は、端面密着部２７となている。シール部材２６のうち口金１６の内周面に密着した領域は、周面シール部２８となっている。端面密着部２７と周面密着部は、シール部材２６の全周に亘って連なっている。

バルブ２０の外周には周方向のシール溝２９が形成され、シール溝２９に取り付けたシールリング３０が、周面シール部２８を口金１６の内周面に押圧している。このシールリング３０による押圧部２４分では、流体の通過が阻止される。このシールリング３０のシール作用により、収容空間１１内の流体が、口金１６の内周面とバルブ２０の外周面との隙間を通ってリークすることが防止されている。同時に、収容空間１１内の流体が、口金１６の内周面と周面シール部２８の外周面との隙間に浸入することも防止されている。

また、口金１６の外面とライナー１２の内面との界面３１における内側の端縁部は、フランジ部１９の外周縁に位置している。界面３１は、本来は、貯留部１０（収容空間１１）内の流体が通過できないように気密状態又は液密状態が維持されるべきである。しかし、温度変化の大きい環境下での線膨張率の違いや、貯留部１０内の圧力上昇等が原因となり、界面３１には僅かな隙間が生じ得る。この場合、この隙間の生じた界面３１は、貯留部１０（収容空間１１）内の流体を外部へ漏出させるリーク経路となり得る。

そこで、本実施例１では、収容空間１１内の流体が界面３１内に浸入するのを阻止する手段として、上記シール部材２６に、界面用シール部３２（請求項に記載のシール部）を形成している。界面用シール部３２は、シール部材２６の外周縁に一体に形成されている。つまり、界面用シール部３２は、端面密着部２７の外周縁から径方向外方へ全周に亘って張り出している。この界面用シール部３２は、口金１６の内端面２５よりも外周側へ張り出しており、容器本体部１３のうちフランジ部１９の外周縁に近い領域の内面に対し、水密状又は液密状に密着している。

界面用シール部３２は、薄板状をなしている。また、界面用シール部３２の外面（ライナー１２との密着面３３）には、周方向に延びるリブ３４が一体に突出形成されている。リブ３４は、水密状又は液密状を保ったままでライナー１２の内面に食い込んでいる。リブ３４は、径方向に間隔を空けて同心状に複数、配置されている。界面用シール部３２のうち密着面３３と反対側の内面は、収容空間１１に臨む受圧面３５となっている。さらに、径方向において、界面用シール部３２は、リテーナ２１の押圧部２４と対応するように配されている。つまり、ライナー１２は、界面用シール部３２材２６と押圧部２４との間で挟み付けられた状態となっており、リブ３４も押圧部２４と対応する領域に配されている。

次に、圧力容器の製造工程を説明する。まず、シール部材２６を成形するための射出成形用の金型（図示省略）に口金１６をセットし、その金型内に溶融樹脂を注入する。この射出成形工程において、所定形状をなす薄膜状のシール部材２６が成形されると同時に、シール部材２６が口金１６と一体化される。即ち、シール部材２６の周面シール部２８が、口金１６の内周面に密着するととともに、シール部材２６の端面用密着部が、口金１６の内端面２５に密着する。そして、図３に示すように、界面用シール部３２がフランジ部１９の外周側へ張り出した（突出した）状態となる。このとき、界面用シール部３２の密着面３３にリブ３４が形成される。

この後、一体化した口金１６とシール部材２６を、ブロー成形機（図示省略）の所定位置にセットするとともに、界面用シール部３２の受圧面３５に受け治具（図示省略）を宛がうようにセットする。そして、パリソン（図示省略）の端部を、加熱するとともにブロー成形用金型（図示省略）により口金１６の外周面と界面用シール部３２の外面に溶着させる。このライナー１２を所定形状に成形するブロー成形工程では、同時に、ライナー１２と口金１６が一体化されるとともに、ライナー１２と界面用シール部３２が一体化される。この後、口金１６とライナー１２にリテーナ２１が組み付けられる。また、口金１６にバルブ２０が取り付けられる。以上により、圧力容器の製造が完了する。

本実施例１の圧力容器は、内部が収容空間１１となっている容器本体部１３及び容器本体部１３から外面側へ突出した形態の筒状部１４を構成する合成樹脂製のライナー１２と、筒状部１４の内周に同心状に密着して取り付けられた筒状の口金１６と、口金１６の外面のうち収容空間１１に臨み且つライナー１２と非接触の内端面２５に対し、密着した状態で取り付けられた合成樹脂製のシール部材２６とを備えている。

このシール部材２６の外周縁には、内端面２５よりも外周側へ張り出した形態の界面用シール部３２が一体に形成されている。そして、この界面用シール部３２が、溶着によってライナー１２の内面に気密状又は液密状に密着している。この界面用シール部３２の溶着により、口金１６の外周面と筒状部１４の内周面とが接する界面３１のうち収容空間１１側の端部は、気密状又は液密状に塞がれている。これにより、収容空間１１内の流体が、口金１６の外周面と筒状部１４の内周面とが接する界面３１に浸入することが防止される。したがって、ライナー１２と口金１６の界面３１におけるシール性能に優れている。

また、界面用シール部３２は薄板状又は膜状をなしている。そして、界面用シール部３２の外面のうちライナー１２への密着面３３と反対側が、収容空間１１に臨む受圧面３５となっていてる。この構成によれば、収容空間１１内の流体圧が上昇すると、その流体圧が受圧面３５に作用して界面用シール部３２をライナー１２に強く押し付けるので、シール性能に優れている。

また、界面用シール部３２の外面のうちライナー１２に溶着される密着面３３には、口金１６を包囲するようにリブ３４が突出形成されている。ブロー成形工程では、ライナー１２が加熱されて軟らかくなるので、ライナー１２を界面用シール部３２に溶着するときに、リブ３４がライナー１２の内面に食い込む。このリブ３４の食い込みにより、界面３１におけるシール性能が高められている。

また、界面用シール部３２とライナー１２は同一の材料からなっているので、溶着時における界面用シール部３２とライナー１２との密着性が良好となる。したがって、界面３１におけるシール性能が高められている。

また、口金１６には、ライナー１２の筒状部１４及び容器本体部１３のうちフランジ部１９と対応する領域を、口金１６との間で挟んで固定するリテーナ２１が取り付けられている。そして、このリテーナ２１には、界面用シール部３２との間でライナー１２を挟む押圧部２４が形成されている、このように、押圧部２４と界面用シール部３２との間でライナー１２を挟むことにより、界面３１におけるシール性能が高められている。

＜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。
（１）上記実施例では、シール部（シール部材）とライナーを同一の材料としたが、シール部（シール部材）とライナーは異なる材料であってもよい。
（２）上記実施例では、シール部におけるライナーとの密着面にリブを形成し、このリブをライナーの内面に食い込ませるようにしたが、シール部にリブを形成しない形態としてもよい。
（３）上記実施例では、シール部を比較的肉薄の薄板状としたが、シール部は、肉厚のブロック状をなしていてもよい。
（４）上記実施例では、ライナーの筒状部の外周面を包囲するリテーナを設けたが、ライナーを設けず、筒状部の外周面を露出した形態としてもよい。

１１…収容空間
１２…ライナー
１３…容器本体部
１４…筒状部
１６…口金
２１…リテーナ
２４…押圧部
２５…内端面
２６…シール部材
３２…界面用シール部（シール部）
３３…密着面
３４…リブ
３５…受圧面

Claims (5)

1. 内部が収容空間となっている容器本体部及び前記容器本体部から外面側へ突出した形態の筒状部を構成する合成樹脂製のライナーと、
   前記筒状部の内周に同心状に密着して取り付けられた筒状の口金と、
   前記口金の外面のうち前記収容空間側に面し且つ前記ライナーと非接触の内端面に対し、密着した状態で取り付けられた合成樹脂製のシール部材と、
   前記シール部材の外周縁に一体に形成され、前記内端面よりも外周側へ張り出して溶着により前記ライナーの内面に密着したシール部とを備えていることを特徴とする圧力容器。
2. 前記シール部が薄板状をなしており、
   前記シール部のうち前記ライナーへの密着面と反対側が、前記収容空間に臨む受圧面となっていることを特徴とする請求項１記載の圧力容器。
3. 前記シール部のうち前記ライナーへの密着面には、前記口金を包囲するようにリブが突出形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の圧力容器。
4. 前記シール部と前記ライナーが同一の材料からなっていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の圧力容器。
5. 前記口金には、前記ライナーを前記口金との間で挟んで固定するリテーナが取り付けられており、
   前記リテーナには、前記シール部との間で前記ライナーを挟む押圧部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の圧力容器。

Images