JP2017129156A - 圧力容器 - Google Patents
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Abstract
Description
合成樹脂製のライナーと、
前記ライナーを構成する胴部と、
前記ライナーを構成し、前記胴部の軸線方向端部から径方向内側へ張り出したドーム部と、
前記ライナーを構成し、前記ドーム部の内周縁部から軸線方向外方へ突出した筒部と、
前記筒部の外周に同軸状に組み付けられた口金と、
前記口金の内周に取り付けられ、前記口金の内周面と前記筒部の外周面との隙間をシールするシールリングと、
前記口金の内周に形成された雌ネジ部と、
前記口金に形成された当接部と、
前記筒部の内周面に固着された筒状部材と、
前記筒状部材に形成され、前記雌ネジ部にねじ込み可能な雄ネジ部と、
前記筒状部材に形成され、前記当接部を当接させることで前記口金が前記筒状部材に対して軸線方向へ相対変位することを規制する受け部とを備えているところに特徴を有する。
以下、本発明を具体化した実施例1を図1〜図4を参照して説明する。実施例1の圧力容器は、合成樹脂製のライナー10と、筒状部材30と、口金40と、シールリング47と、繊維強化樹脂層50とを備えて構成されている。圧力容器Aは、燃料電池自動車や天然ガス自動車に搭載され、高圧の水素ガスや天然ガスの充填容器として用いられるものである。
ライナー10は、図1に示すように、径寸法が全長に亘ってほぼ一定の円筒状をなす胴部11と、胴部11の軸線方向における一方(図1における上側)の端部に連なるドーム部12と、ドーム部12の内周縁部に連なる筒部13と、胴部11の軸線方向における他方の端部に連なる閉塞端部14とを備えた単一部品である。ライナー10の内部は、流体(水素ガスや天然ガス等)を貯留するための貯留空間15となっている。ライナー10は、ブロー成形によって所定形状に成形されている。ライナー10の材料としては、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、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂等が用いられている。
筒状部材30は、金属製であり、全体として円筒形をなす。筒状部材30は、筒部13及び湾曲部18の内周に対し接触した状態で取り付けられている。筒状部材30の上端部は、上面が筒部13の軸線Aと略直角をなす受け部31となっている。筒状部材30の上端部外周には、雄ネジ部32が形成されている。筒状部材30の外周のうち雄ネジ部32の下方(筒部13における基端側)に隣接する領域は、凹んだ形態となっている。この凹んだ部分の下端部は、段差状の係止部33となっている。
筒状部材30は、ライナー10をブロー成形する過程で、ライナー10と一体化されている。ライナー10の成形工程では、ブロー成形機(図示省略)から略円筒形のパリソン(図示省略)が軸線を上下方向に向けて下向きに押し出され、押し出されたパリソン内に、筒状部材30を保持するロッド(図示省略)が収容される。そして、一対の金型(図示省略)が型締めされ、ロッドを通してパリソン内に加圧エアが供給される。すると、パリソンが金型のキャビティ内面に押し付けられて胴部11とドーム部12が成形される。
口金40は、軸線方向に貫通した円筒状をなす本体部41と、本体部41の軸線方向両端部のうち基端部(図1〜3における下端部)から径方向外方へ張り出したフランジ部42とを備えた単一部品である。本体部41の内周の先端部には、バルブ38を取り付けるためのバルブ用第2ネジ部43が形成されている。口金40は、筒部13の外周面の全領域を殆ど隙間なく覆うとともに、ドーム部12のうち肩部16と湾曲部18の外周面を殆ど隙間なく覆うような形態でライナー10に取り付けられている。
繊維強化樹脂層50は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)、ガラス繊維強化プラスッチック等からなる。繊維強化樹脂層50は、胴部11の外周の全領域、ドーム部12のうち口金40よりも外周側の繋ぎ部17、閉塞端部14外周面、口金40の外周面を覆うように形成されている。繊維強化樹脂層50は、フィラメントワインディング法、即ち、胴部11の軸線Aを中心として回転するライナー10及び口金40の外面に、繊維束(図示省略)に液状の熱硬化性樹脂を含浸させたもの、又は繊維束に含浸した熱硬化性樹脂を半硬化状態にしたもの(プリプレグ繊維)を巻き付けることによって形成されている。繊維束は、炭素繊維、ガラス繊維、ケプラ繊維等からなる糸状の繊維を束ねたものである。
本実施例の圧力容器は、合成樹脂製のライナー10を備えている。ライナー10は、胴部11と、胴部11の軸線方向端部から径方向内側へ張り出したドーム部12と、ドーム部12の内周縁部から軸線方向外方へ突出した筒部13とを備えて構成されている。ドーム部12は、その内周縁部を構成する湾曲部18を備えている。湾曲部18は、筒部13の軸線Aを含む断面の形状が曲線状をなし、筒部13の基端部に滑らかに連なっている。また、圧力容器は、筒部13の外周に取り付けられた口金40と、口金40の内周面と筒部13の外周面との隙間をシールするシールリング47とを備えている。そして、筒部13のうちシールリング47が密着するシール部19から湾曲部18との境界近傍に至る領域は、ドーム部12のうち湾曲部18よりも外周側の肉厚部22に比べて肉厚の薄い肉薄部21となっている。
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、筒状部材に、湾曲部のうち肉薄部の形成領域に当接する張出部を形成したが、筒状部材は張出部を有しない形態でもよい。
(2)上記実施例では、肉薄部の形成領域が湾曲部の一部を含んでいるが、肉薄部の形成領域は、湾曲部を全く含まなくてもよく、湾曲部の全体を含んでいてもよい。
(3)上記実施例では、口金に、ドーム部の外周面に密着するフランジ部を形成したが、口金はフランジ部を形成しない形態であってもよい。
(4)上記実施例では、肉薄部が筒部の内周面を凹ませた形態であるが、肉薄部は、筒部の外周面を凹ませた形態であってもよい。
(5)上記実施例では、筒部に引掛け部を形成したが、筒部は、引掛け部を形成しない形態であってもよい。
(6)上記実施例では、回り止め部を張出部に形成したが、回り止め部は、筒状部材のうち張出部以外の部分に形成してもよい。
(7)上記実施例では、筒状部材に回り止め部を形成したが、筒状部材は、回り止め部を有しない形態であってもよい。
(8)上記実施例では、肉薄部は、その肉厚がシールリングから遠ざかるほどが薄くなるように変化した形態であるが、肉薄部の肉厚は、シールリングから遠ざかるほど厚くなるように変化した形態でもよく、シールリングからの距離に拘わらず一定であってもよい。
(9)上記実施例では、シールリングを肉薄部に接触させたが、シールリングは、肉薄部以外の領域に接触させてもよい。
10…ライナー
11…胴部
12…ドーム部
13…筒部
18…湾曲部
19…シール部
20…引掛け部
21…肉薄部
22…肉厚部
30…筒状部材
31…受け部
32…雄ネジ部
34…張出部
36…回り止め部
40…口金
42…フランジ部
44…当接部
45…雌ネジ部
47…シールリング
Claims (7)
- 合成樹脂製のライナーと、
前記ライナーを構成する胴部と、
前記ライナーを構成し、前記胴部の軸線方向端部から径方向内側へ張り出したドーム部と、
前記ライナーを構成し、前記ドーム部の内周縁部から軸線方向外方へ突出した筒部と、
前記筒部の外周に同軸状に組み付けられた口金と、
前記口金の内周に取り付けられ、前記口金の内周面と前記筒部の外周面との隙間をシールするシールリングと、
前記口金の内周に形成された雌ネジ部と、
前記口金に形成された当接部と、
前記筒部の内周面に固着された筒状部材と、
前記筒状部材に形成され、前記雌ネジ部にねじ込み可能な雄ネジ部と、
前記筒状部材に形成され、前記当接部を当接させることで前記口金が前記筒状部材に対して軸線方向へ相対変位することを規制する受け部とを備えていることを特徴とする圧力容器。 - 前記筒状部材には、前記ライナーに食い込むことにより前記ライナーと前記筒状部材との相対回転を規制する回り止め部が形成されていることを特徴とする請求項1記載の圧力容器。
- 前記ドーム部の内周縁部を構成し、前記筒部の軸線を含む断面の形状が曲線状をなし、前記筒部の基端部に滑らかに連なる湾曲部と、
前記筒状部材に形成され、前記湾曲部の内周面に当接する張出部とを備え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。 - 前記筒部の内周に形成され、前記筒状部材を軸線方向に当接させる突起状の引掛け部を備え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。
- 前記筒部のうち前記引掛け部よりも基端側の領域は、前記引掛け部よりも厚さの薄い肉薄部となっていることを特徴とする請求項4記載の圧力容器。
- 前記肉薄部は、前記筒部の内周面を前記引掛け部に対して相対的に凹ませた形態であることを特徴とする請求項5記載の圧力容器。
- 前記肉薄部は、その肉厚が前記シールリングから遠ざかるほど薄くなるように変化した形態であることを特徴とする請求項5又は請求項6記載の圧力容器。
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