JP2016223494A - 複合容器の口金構造、および複合容器 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガスの漏れを確実に抑制し得る複合容器の口金構造、および複合容器の提供。
【解決手段】 複合容器の口部に設けられる口金構造であって、口部の内側にインサート成形された金属製の内側環状部材と、口部の外側に外嵌された外側環状部材とを備え、内側環状部材は、口部の突出端面側で径方向外方に突出する第一対向鍔部を備え、外側環状部材は口部の軸心方向で第一対向鍔部に対向する第二対向鍔部を備え、第一対向鍔部が口部の突出端面に当接した状態で、第一対向鍔部および第二対向鍔部の間に弾性変形可能な第一環状シール部材が挟持される第一シール部を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、収容胴部とガスを収容胴部に充填する、あるいは収容胴部から取出すために設けた口部とが合成樹脂製により一体的に形成され、収容胴部の周囲にフィラメントワインディングが施された複合容器、およびその口部に設けられる口金構造に関する。

従来から、特許文献１に示すように、合成樹脂製の容器本体の外面が補強（フィラメントワインディングを施して補強）された複合容器が提案されている。特許文献１に記載の複合容器では、容器本体に、液化されたガスを容器本体内に充填あるいは容器本体から取出すための口部が形成されている。口部には、口金が設けられている。口金は、容器本体にインサート成形されている。

特開平０８−３０３６９３号公報

しかしながら、上記特許文献１の複合容器において、口金は単に容器本体にインサート成形されているだけであるので、液化されたガスが容器本体内に充填されている状態では、容器本体と口金の接触部分からガスが気体として漏れ易いといった点が指摘される。

本発明は上記課題に鑑み、ガスの漏れを確実に抑制し得る複合容器の口金構造、および複合容器の提供を目的とする。

本発明は、収容胴部と液化されたガスを収容胴部に充填あるいは収容胴部から取出すよう収容胴部から突出して設けた筒状の口部とが合成樹脂製により一体的に形成されるとともに、収容胴部の周囲が補強された複合容器の、前記口部に設けられる口金構造であって、口部の内側にインサート成形された金属製の内側環状部材と、口部の外側に外嵌された外側環状部材とを備え、内側環状部材は、口部の突出端面側で径方向外方に突出する第一対向鍔部を備え、外側環状部材は口部の軸心方向で第一対向鍔部に対向する第二対向鍔部を備え、第一対向鍔部が口部の突出端面に当接した状態で、第一対向鍔部および第二対向鍔部の間に弾性変形可能な第一環状シール部材が挟持される第一シール部を備えたことを特徴としている。

上記構成では、収容胴部に充填されている液化されたガスが複合容器の口部と内側環状部材との接触部分を伝って漏れる場合には、ガスは、第一シール部において内側環状部材の第一対向鍔部、および外側環状部材の第二対向鍔部の間に口部の軸心方向で挟持される第一環状シール部材によってシールされる。

本発明の複合容器の口金構造では、外側環状部材は、収容胴部において口部の基端に連続する肩面に、口部の軸心方向で当接する当接部を備え、該当接部および肩面の間に弾性変形可能な第二環状シール部材が挟持される第二シール部を備えた構成を採用できる。

上記構成では、収容胴部に充填されている液化されたガスが複合容器の口部と内側環状部材との接触部分を伝って漏れる場合には、ガスは、第二シール部において収容胴部の肩面、および外側環状部材の当接部の間に口部の軸心方向で挟持される第二環状シール部材によってシールされる。

本発明の複合容器の口金構造では、外側環状部材はその当接部から外側に広がって、収容胴部の肩面に口部の軸心方向で当接する環状の裾部を備え、該裾部はフィラメントワインディングによって、肩面に圧接されてなる肩面シール部を備えた構成を採用できる。

上記構成のように、フィラメントワインディングによって、外側環状部材の裾部が収容胴部の肩面に圧接された肩面シール部により、シール性を向上させている。

本発明の複合容器の口金構造では、口部の外周面と外側環状部材の内周面との接触面に、テーパーシール部を備えた構成を採用できる。上記構成では、テーパーシール部によってガスがシールされる。

本発明の複合容器は、収容胴部と液化されたガスを収容胴部に充填あるいは収容胴部から取出すよう収容胴部から突出して設けた筒状の口部とが合成樹脂製により一体的に形成されており、収容胴部の周囲にフィラメントワインディングが施され、上記何れかに記載の口金構造を備えたことを特徴としている。

上記構成の複合容器によれば、収容胴部に充填されている液化されたガスが複合容器の口部と内側環状部材との接触部分を伝って漏れる場合には、ガスは、少なくとも何れか一つのシール部においてシールされる。

本発明の複合容器の口金構造によれば、複合容器の口部と内側環状部材との接触部分を伝ったガスを、内側環状部材の第一対向鍔部、および外側環状部材の第二対向鍔部の間に口部の軸心方向で挟持される第一環状シール部材によってシールすることで、ガス漏れを確実に抑制し得る。また、本発明の複合容器によれば、ガス漏れを確実に抑制し得る。

本発明の一実施形態に係る複合容器における、容器本体およびワインディングの断面図である。 同口金構造において外側環状部材を内側環状部材に締付ける前の断面図である。 同金構造において外側環状部材を内側環状部材に締付けた後の断面図である。 同金構造の外側環状部材の単体断面図である。 同金構造の外側環状部材の単体平面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る複合容器の口金構造を、図面に基づいて説明する。はじめに図１を参照しつつ複合容器１を説明する。この複合容器１は、液化されたガス（ＬＰG）を充填するものである。複合容器１は、合成樹脂製の容器本体２と、容器本体２の収容胴部３の外周面に施された補強部材であるフィラメントワインディング（以下、単に「ワインディング」と称する）とを備える。

容器本体２は、収容胴部３と口部４とを備える。収容胴部３は液化された状態のガスを収容するものであり、口部４は収容胴部３にガスを充填し、あるいは収容胴部３からガスを取出す部分である。収容胴部３と口部４とは高密度ポリエチレンにより一体的に形成されている。容器本体２は、外装体（ケーシング）９に内装されている。

収容胴部３は、軸方向を長手方向とする円筒状部５と、円筒状部５の一端側（底側）を閉塞する一端側閉塞部６と、円筒状部５の他端側（天側）を閉塞する他端側閉塞部７とを一体に備えている。円筒状部５と一端側閉塞部６とを連続させる部分は円錐状に形成され、円筒状部５の他端側閉塞部７とを連続させる部分は円錐状に形成されている。

一端側閉塞部６の中心部には、位置決用突起８が形成されている。位置決用突起８は、容器本体２にワインディングを施す際に、容器本体２をその中心で支持させる部分である。他端側閉塞部７の中心部には、前記口部４が形成されている。口部４は、他端側閉塞部７から、収容胴部３の軸心方向Ｌに沿うよう突出して、筒状に形成されている。口部４の外周面の少なくとも一部（この場合、軸心方向Ｌ途中部分のみ）には、基端側（収容胴部３側）ほど順次拡大する口部テーパー面２８が形成されている。

他端側閉塞部７のうち、口部４の基端に連続した近傍領域である肩部１０は平板状に形成されており、肩部１０の外面である肩面１１は平坦面に形成されている。口部４の径方向内側には、金属製の内側環状部材１２がインサート成形されている。内側環状部材１２は、口金とも、ポート部材とも称される。なお、前記外装体９はインジェクション成形により形成されるため、ポリエチレン、ポリプロピレン等の、インジェクション成形に適する合成樹脂が用いられている。内側環状部材１２には、銅、黄銅、ステンレス鋼、高張力鋼、構造用炭素鋼、アルミニウム等が用いられる。

本実施形態における複合容器１は、例えば液化されたガスの収容容量として、４８リットル（２０ｋｇ）、１１８リットル（５０ｋｇ）に対応する大きさとされ、容器本体２の強度と、容器本体２をワインディングにより外装することとにより、基準とされる落下衝撃力、破裂圧力、繰り返し圧力、環境劣化性、損傷性、衝撃性、高温暴露性等に対して耐え得る。

複合容器１は、ガスシール性に優れた口金構造１３を備えている。口金構造１３は口部４に設けられている。すなわち、口金構造１３は、前記内側環状部材１２と、口部４の外側に外嵌された外側環状部材１４と、外側環状部材１４を口部４に固定させるための雄ねじ部材１５と、シール部とを備えている。

内側環状部材１２は、口部４の突出端面１６側で径方向外方に突出する第一対向鍔部１７を備えている。第一対向鍔部１７は環状に形成され、口部４の突出端面１６に外側から当接されている。第一対向鍔部１７は、口部４の突出端面１６よりもわずかに小径に形成されている。

内側環状部材１２は、第一対向鍔部１７に対し口部４の内周面側にあって、口部４の内周面に接触して固定される接触部１８と、第一対向鍔部１７に対し口部４から突出した突出部１９とをさらに備えている。内側環状部材１２に中心部には、図示しないバルブを装着するためのバルブ装着凹部２０が穿設されている。接触部１８はその奥側（収容胴部３内部の収容スペース側）に、口部４の基端側内周面とでラビリンス部Ｒを形成するために樹脂を進入させた樹脂進入部Ｒ１が形成されている。

外側環状部材１４は、口部４の軸心方向Ｌで第一対向鍔部１７に対向する第二対向鍔部２１と、口部４の外側で口部４に嵌合する筒部２２と、筒部２２の端部にあって、収容胴部３において口部４側に連続する肩面１１に、口部４の軸心方向Ｌで当接する当接部２３と、当接部２３から外側に広がって、収容胴部３の肩面１１に口部４の軸心方向Ｌで当接する環状の裾部２４とを一体的に備えている。

雄ねじ部材１５は筒状に形成されており、口部４の基端側外周面に嵌着されている。筒部２２における収容胴部３側の内周面には、雌ねじ部２５が形成されている。外側環状部材１４は、その雌ねじ部２５を雄ねじ部材１５に螺合することで、口部４に雄ねじ部材１５を介して嵌着される。

第二対向鍔部２１は、第一対向鍔部１７に口部４の軸心方向Ｌで対向する部分であり、環状に形成されている。第二対向鍔部２１の径方向内方には、前記バルブをバルブ装着凹部２０に挿入可能とする開口２１ａが形成されている。第一対向鍔部１７と第二対向鍔部２１との間に、弾性変形可能な第一環状シール部材２６であるＯリングが配置され、第一環状シール部材２６は、外側環状部材１４が口部４に雄ねじ部材１５を介して嵌着されることで、第一対向鍔部１７と第二対向鍔部２１とで、弾性変形した状態で挟持されている。なお、外側環状部材１４の外周面の一部は切欠かれて、絞付用工具で掴むための掴み面２２ａが形成されている。

筒部２２の内周面の少なくとも一部（この場合、軸心方向Ｌ途中部分のみ）には、収容胴部３側ほど順次拡大する筒部テーパー面２７を備えている。この筒部テーパー面２７の傾斜と、口部テーパー面２８の傾斜とは異なる傾斜角度であり、筒部テーパー面２７の傾斜角度のほうが、口部テーパー面２８の傾斜角度よりもわずかに大きい（軸心方向Ｌに沿う方向に近い）。そして筒部テーパー面２７と口部テーパー面２８とが嵌着しあっている。

当接部２３の下端面は平坦面であり、径方向内方に、弾性変形可能な第二環状シール部材２９であるＯリングを装着するための溝３０が形成されている。そして、外側環状部材１４が口部４に雄ねじ部材１５を介して嵌着されることで、当接部２３の下端面である平坦面が、肩部１０の肩面１１である平坦面に圧接し、第二環状シール部材２９は、溝３０の底面と肩面１１とで、弾性変形した状態で挟持されている。なお、第一環状シール部材２６および第二環状シール部材２９は、ともにガスに対する耐久性に優れた合成ゴム製のものが用いられている。

外側環状部材１４が雄ねじ部材１５を介して口部４に嵌着された状態で、容器本体２の外面にワインディングが施されている。本実施形態では、ワインディングは三層からなる。但し、ワインディングは、少なくとも三層であり、設計強度に対し、四層以上、場合によっては数十層とすることも可能である。ワインディングは、内側（容器本体２側）、および最も外側のフープワインディング層３１，３２、フープワインディング層３１，３２の間のヘリカルワインディング層３３を備えている。ワインディングは、肩面１１にも施されていることから、裾部２４の外面にも設けられ、裾部２４を外側から肩面１１へ圧接している。

すなわち本実施形態における複合容器１の口金構造１３は、第一シール部S１と、第二シール部S２と、テーパーシール部S３と、肩面シール部S４の、四つのシール部を備えている。

第一シール部S１は、第一対向鍔部１７が口部４の突出端面１６に当接した状態で、第一対向鍔部１７および第二対向鍔部２１の間に弾性変形可能な第一環状シール部材２６が挟持される構成である。第二シール部S２は、外側環状部材１４の当接部２３が、収容胴部３の肩面１１に、口部４の軸心方向Ｌで当接した状態で、当接部２３および肩面１１の間に弾性変形可能な第二環状シール部材２９が挟持される構成である。肩面シール部S４は、外側環状部材１４の裾部２４がワインディングによって、肩面１１に圧接されてなる構成である。テーパーシール部S３は、筒部テーパー面２７と口部テーパー面２８とが嵌着する構成である。そして、これらシール部は、何れも、外側環状部材１４を雄ねじ部材１５に締付けることで、軸心方向Ｌでのシール性を向上させることのできる構成である。

本実施形態の口金構造１３によれば、収容胴部３に充填されている液化されたガスが、口部４と内側環状部材１２との接触部分（ラビリンス部Ｒ）を伝って漏れる場合には、ガスは、第一シール部S１において内側環状部材１２の第一対向鍔部１７、および外側環状部材１４の第二対向鍔部２１の間に口部４の軸心方向Ｌで挟持される第一環状シール部材２６によってシールされる。

また、収容胴部３に充填されている液化されたガスが、口部４と内側環状部材１２との接触部分を伝って漏れる場合には、ガスは、第二シール部S２において収容胴部３の肩面１１、および外側環状部材１４の当接部２３の間に口部４の軸心方向Ｌで挟持される第二環状シール部材２９によってシールされる。

さらに、筒部テーパー面２７と口部テーパー面２８とが嵌着するテーパーシール部S３によってもガスがシールされ、外側環状部材１４の裾部２４が、ワインディングによって肩面１１に圧接されてなる肩面シール部S４でもガスのシールが期待できる。

なお、例えば口部４に口部テーパー面２８を形成することなく、口部４を同一径として、筒部テーパー面２７と嵌着させることもできる。しかしながら、筒部テーパー面２７と口部テーパー面２８とに所定の軸心方向Ｌでの長さを付与して両面が圧接される領域を確保することで、シール性を向上させることができる。

本実施形態では、ワインディングを施した容器本体２の耐圧強度を１０Ｍｐａ以上とするために、ブロー成形した容器本体２（プラスティック製ライナー）の外側に、フープワインディング層３１を０．３〜０．５ｍｍ、ヘリカルワインディング層３３を１．０〜１．８ｍｍ、フープワインディング層３２を０．８〜１．２ｍｍとして、フィラメントワインディングを行っている。

上記実施形態では、外側環状部材１４は金属製としたが、高密度ポリエチレン等の合成樹脂で形成することもできる。また、上記実施形態では、容器本体２を補強するためにその外面にワインディングを施した例を示した。しかしながら、例えば、編組のネットチューブによる補強、プリプレグテープによる巻き付け等により、容器本体２を補強することもできる。

１…複合容器、２…容器本体、３…収容胴部、４…口部、６…一端側閉塞部、７…他端側閉塞部、９…外装体、１０…肩部、１１…肩面、１２…内側環状部材、１３…口金構造、１４…外側環状部材、１５…雄ねじ部材、１６…突出端面、１７…第一対向鍔部、１９…突出部、２１…第二対向鍔部、２１ａ…開口、２２…筒部、２３…当接部、２４…裾部、２５…雌ねじ部、２６…第一環状シール部材、２７…筒部テーパー面、２８…口部テーパー面、２９…第二環状シール部材、３０…溝、３１，３２…フープワインディング層、３３…フヘリカルワインディング層、S１…第一シール部、S２…第二シール部、S３…テーパーシール部、S４…肩面シール部

Claims (5)

1. 収容胴部と液化されたガスを収容胴部に充填あるいは収容胴部から取出すよう収容胴部から突出して設けた筒状の口部とが合成樹脂製により一体的に形成されるとともに、収容胴部の周囲が補強された複合容器の、前記口部に設けられる口金構造であって、
   口部の内側にインサート成形された金属製の内側環状部材と、口部の外側に外嵌された外側環状部材とを備え、
   内側環状部材は、口部の突出端面側で径方向外方に突出する第一対向鍔部を備え、外側環状部材は口部の軸心方向で第一対向鍔部に対向する第二対向鍔部を備え、
   第一対向鍔部が口部の突出端面に当接した状態で、第一対向鍔部および第二対向鍔部の間に弾性変形可能な第一環状シール部材が挟持される第一シール部を備えていることを特徴とする複合容器の口金構造。
2. 外側環状部材は、収容胴部において口部の基端に連続する肩面に、口部の軸心方向で当接する当接部を備え、該当接部および肩面の間に弾性変形可能な第二環状シール部材が挟持される第二シール部を備えている請求項１記載の複合容器の口金構造。
3. 外側環状部材はその当接部から外側に広がって、収容胴部の肩面に口部の軸心方向で当接する環状の裾部を備え、該裾部はフィラメントワインディングによって、肩面に圧接されてなる肩面シール部を備えている請求項２記載の複合容器の口金構造。
4. 口部の外周面と外側環状部材の内周面との接触面に、テーパーシール部を備えている請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の複合容器の口金構造。
5. 収容胴部と液化されたガスを収容胴部に充填あるいは収容胴部から取出すよう収容胴部から突出して設けた筒状の口部とが合成樹脂製により一体的に形成されており、収容胴部の周囲にフィラメントワインディングが施され、請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の口金構造を備えた複合容器。

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