JP2018013176A - タンクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧タンクにおけるライナと口金との間のシール性を高める。
【解決手段】口金は、内部空間に連通する筒状部と、径方向外側に張り出すフランジと、フランジの筒状部側の端部にて内部空間側に突出する筒状の突出部とを備え、突出部の外表面は、外周面を含み、フランジの外表面は、内部空間側の下面を含み、下面は、下面において最も径方向外側に位置する外周部と、段差部と、を含む。製造方法は、ライナの一部を構成し、外周面におけるフランジとは反対側の端部から外周部までの範囲を覆う端部側壁として、段差部の形状に沿った折れ曲がり形状を有する端部側壁を形成しつつ、ライナを口金と一体形成する第１工程と、第１工程の後、ライナの収縮により、ライナが外周部と接する状態で、段差部と端部側壁との間に空間を生じさせる第２工程とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、タンクの製造方法に関する。

高圧の流体を貯蔵・密封するためのタンクとして、流体を貯蔵する空間を形成するライナと、ライナに取り付けられた口金と、を備えるタンクが知られている。このようなタンクでは、流体の密閉性を確保するために、ライナと口金との間の接続部において十分なシール性が確保されることが望まれる。従来、ライナと口金との間のシール性を確保するための構造として、口金の表面に設けた環状溝の内部にライナを嵌入させる構造であって、上記環状溝の形状を、ライナにおける嵌入部分が拡径方向にスライド可能になる形状にする構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような構造を採用することで、ライナが収縮膨張する場合であっても、ライナの嵌入部分が環状溝内でスライドすることによってライナの収縮膨張を吸収して、ライナと口金とが係合する状態を維持し、ライナと口金との間のシール性の確保を図っている。

特開２０００−２９１８８８号公報

しかしながら、上記のように環状溝内でライナの嵌入部分をスライドさせる場合には、ライナの嵌入部分のスライドに伴って環状溝内に空間が生じるため、この空間内に高圧の流体が入り込む可能性がある。上記空間内に流体が入り込むと、入り込んだ流体に起因して、ライナと口金との間の接触圧を低下させる力が生じるため、ライナと口金との間のシール性の低下を引き起こし得る。そのため、ライナと口金との間のシール性をさらに向上させる技術が望まれていた。

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、以下の形態として実現することが可能である。

本発明の形態によれば、流体を密閉するための内部空間を形成するライナと、該ライナに取り付けられた口金と、を備えるタンクの製造方法が提供される。このタンクの製造方法において、前記口金は、前記内部空間に連通する筒状部と、該筒状部から該筒状部の径方向外側に張り出すフランジと、前記フランジの前記筒状部側の端部にて前記内部空間側に突出する筒状の突出部と、を備え；前記突出部の外表面は、径方向外側の外周面を含み；前記フランジの外表面は、前記内部空間側の下面を含み；前記下面は、前記下面において最も前記径方向外側に位置する外周部と、前記下面に垂直な方向において位置が変化する段差部と、を含み；前記ライナは、冷却されて硬化する際に収縮する樹脂製である。前記製造方法は；前記ライナの一部を構成し、前記外周面における前記フランジとは反対の側の端部から前記外周部までの範囲を覆う端部側壁として、前記段差部の形状に沿った折れ曲がり形状を有する端部側壁を形成しつつ、前記ライナを前記口金と一体形成する第１のライナ形成工程と；前記第１のライナ形成工程の後、前記ライナの収縮により、前記ライナが前記外周部と接する状態で、前記段差部と前記端部側壁との間に空間を生じさせる第２のライナ形成工程と；を備える。この製造方法によれば、第１のライナ形成工程の後にライナが収縮する際に、段差部と端部側壁との間に空間が生じて、段差部から剥離した端部側壁が伸びることにより、ライナの収縮を吸収することができる。また、口金は内部空間側に向かって突出する突出部を有し、突出部の外周面にライナが接することから、この部分に、ライナの収縮による大きな面圧が発生する。そのため、突出部の周面に接するライナが引っ張られるのを抑制することができ、その結果、ライナの先端部分（突出部の外周面におけるフランジとは反対の側の端部）において、面圧を確実に発生させることができる。したがって、ライナと口金との間のシール性を向上させることができる。

本発明は、上記以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、高圧タンク等の形態で実現することができる。

本発明の第１実施形態としての高圧タンクの概略構成を表わす説明図である。 本実施形態の高圧タンクの製造方法を示すフローチャートである。 口金とライナとの接合部の様子を表わす断面図である。 口金と一体成形したライナが、収縮して変形した様子を示す説明図である。 第１の参考例の高圧タンクの構成を示す断面図である。 第１の参考例において、口金と一体成形したライナが収縮して変形した様子を示す説明図である。 第２の参考例の高圧タンクの構成を示す断面図である。 変形の様子を分かり易く示した説明図である。 本発明の第２実施形態としての高圧タンクにおける口金と第３ライナとの接合部の様子を示す断面図である。 本発明の第３実施形態としての高圧タンクにおける口金と第３ライナとの接合部の様子を示す断面図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．高圧タンクの構成：
図１は、本発明の第１実施形態としての高圧タンク１０の概略構成を表わす説明図である。図１では、高圧タンク１０の中心軸を軸線Ｏとして示しており、軸線Ｏの左半分に外観を示し、右半分に断面を示す。

高圧タンク１０は、本実施形態では圧縮水素を貯蔵し、例えば燃料電池車に搭載される。高圧タンク１０は、ライナ２０と、補強層３０と、一対の口金４０と、を備える。ライナ２０、補強層３０、および口金４０のそれぞれは、概ね、軸線Ｏを中心とする回転対称に形成されている。以下、軸線Ｏを通過して軸線Ｏに直交する方向を径方向と呼ぶ。

ライナ２０は、ナイロン（ポリアミド系合成繊維）等の樹脂製部材であり、流体を密封するための空間を、口金４０と共に形成する。ライナ２０と口金４０とによって形成された水素を充填するための空間を、以下「内部空間」と呼ぶ。ライナ２０は、円筒状の第１ライナ２１と第２ライナ２２とを溶着すると共に、その両端に、略半球状の第３ライナ２３および第４ライナ２４を溶着することによって形成されている。第３ライナ２３および第４ライナ２４は、それぞれ、後述するように口金４０と一体成形される。

補強層３０は、ライナ２０の外表面を覆うように形成されている。この補強層３０は、ライナ２０を補強して高圧タンク１０の強度を向上させるためのものであり、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）によって形成されている。補強層３０は、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維をライナ２０の外周に巻き付けた後に、上記含浸させた樹脂を硬化させることにより形成することができる。

口金４０は、アルミニウム等の金属製部材であり、ライナ２０の両端に配置される第３ライナ２３および第４ライナ２４の各々に取り付けられる。一方の口金４０は、高圧タンク１０への水素の供給および高圧タンク１０からの水素の放出に係る配管が接続され、他方の口金４０は、高圧タンク１０の内部空間を密閉する。双方の口金４０とライナ２０との接続に係る構造は同様であるため、以下では、上記配管が接続される口金４０と、この口金４０と一体形成される第３ライナ２３と、に係る構造について説明する。

Ａ−２．高圧タンクの製造方法：
図２は、本実施形態の高圧タンク１０の製造方法を示すフローチャートである。高圧タンク１０を製造する際には、まず、一対の口金４０と、第１ライナ２１および第２ライナ２２とを用意する（ステップＳ１００）。口金４０は、鍛造および切削により作製する。第１ライナ２１および第２ライナ２２は、射出成形により形成する。

その後、口金４０と第３ライナ２３あるいは第４ライナ２４とを一体成形する（ステップＳ１１０）。すなわち、一方の口金４０をインサートとして第３ライナ２３を射出成形すると共に、他方の口金４０をインサートとして第４ライナ２４を射出成形する。

その後、第１ライナ２１〜第４ライナ２４を溶着して、ライナ２０を完成する（ステップＳ１２０）。そして、ライナ２０の外周に補強層３０を構成する樹脂含浸炭素繊維を巻き付けた後（ステップＳ１３０）、上記樹脂を硬化させて（ステップＳ１４０）、高圧タンク１０を完成する。

本実施形態では、ステップＳ１００で用意する口金４０の形状、および、ステップＳ１１０において口金４０と第３ライナ２３および第４ライナ２４とを一体形成する工程に特徴があるため、以下に詳しく説明する。

図３は、口金４０と第３ライナ２３との接合部の様子を表わす断面図である。図３は、ステップＳ１１０において第３ライナ２３を口金４０と共に金型内でインサート成形したときの様子を表わす。ただし、図３では、金型の図示は省略している。また、図３では、高圧タンク１０の軸線Ｏを含む図１と同様の断面における、軸線Ｏよりも右側の部分であって、口金４０および第３ライナ２３の断面のみを示している。図３中のＸ方向は径方向であり、Ｙ方向は軸線Ｏに平行な方向である。なお、図中のＸ方向、Ｙ方向において、矢印の側は＋（プラス）という符号を付けて、矢印と反対の側は−（マイナス）という符号を付けて、それぞれ呼ぶこととする。

図３に示すように、口金４０は、筒状部５０と、フランジ５２と、突出部５４と、を有する。筒状部５０は、貫通孔５１を有する中空の部位である。貫通孔５１は、高圧タンク１０の外部と高圧タンク１０の内部空間とを連通させる流路を形成し、高圧タンク１０の内部空間に対して開口部５３で開口する。貫通孔５１の内周面には、配管用バルブを取り付けるための雌ねじが形成されている。

フランジ５２は、筒状部５０から径方向外側（＋Ｘ方向）に張り出して形成された部位である。具体的には、フランジ５２は、筒状部５０の径方向外側の外周面における−Ｙ方向側の端部を含む所定範囲にて、径方向外側に向いて張り出している部位である。フランジ５２の外表面は、内部空間側（−Ｙ方向）の下面４７と、内部空間と反対の側（＋Ｙ方向）の上面４８と、を含む。下面４７において最も径方向外側であって、上面４８との境界となる部位を、以下、外周部４６と呼ぶ。フランジ５２は、Ｙ方向の厚みが、＋Ｘ方向に向かって次第に薄くなっている。

突出部５４は、フランジ５２の下面４７から内部空間側（−Ｙ方向）に向かって突出する筒状の部位である。具体的には、突出部５４は、下面４７における径方向内側（−Ｘ方向）の端部、すなわち下面４７における筒状部５０側の端部から突出している。突出部５４の外表面は、径方向内側（−Ｘ方向）の内周面５６と、径方向外側（＋Ｘ方向）の外周面５７と、−Ｙ方向の先端に位置する平らな先端面５８と、を含む。

突出部５４の外周面５７には、貫通孔５１の開口部５３を囲んで形成された溝である第１の環状溝４１が形成されている。すなわち、突出部５４の外周面５７は、周方向に沿って形成された第１の環状溝４１を含む。第１の環状溝４１の深さ方向は、径方向内側（−Ｘ方向）である。

フランジ５２の下面４７には、第２の環状溝４２と、第３の環状溝４３と、第１平面部４４と、第２平面部４５と、が形成されている。第２の環状溝４２は、下面４７における−Ｘ方向側の端部、すなわち、筒状部５０側の端部、すなわち、突出部５４側の端部に設けられている。第３の環状溝４３は、下面４７における＋Ｘ方向寄りに設けられている。第１平面部４４は、第２の環状溝４２と第３の環状溝４３との間を結ぶ平面である。第２平面部４５は、第３の環状溝４３と外周部４６との間を結ぶ平面である。第２の環状溝４２および第３の環状溝４３は、貫通孔５１の開口部５３を囲んで形成された溝である。第２の環状溝４２および第３の環状溝４３の深さ方向は、＋Ｙ方向である。第３の環状溝４３と、突出部５４に設けられた第１の環状溝４１とは、口金４０にライナ２０が密着する力を強めるための構造である。第１平面部４４および第２平面部４５は、軸線Ｏ（Ｙ方向）に対して直交する平面であり、Ｙ方向において同一の位置に配置される。

ステップＳ１１０では、ライナ２０（第３ライナ２３）は、突出部５４の外周面５７、フランジ５２の下面４７、および上面４８を覆うように金型内で口金４０と一体成形される。外周面５７および下面４７では、ライナ２０は、外周面５７における内部空間側（−Ｙ方向）の端部５９からフランジ５２の外周部４６まで、連続して形成される。この部分、すなわち、ライナ２０において、外周面５７のフランジ５２とは反対の側の端部（以下、「先端部」とも呼ぶ）５９からフランジ５２の外周部４６までの範囲を覆う部分が、本願の「課題を解決するための手段」における「端部側壁」に相当する。以下では、ライナ２０において、突出部５４の外周面５７を覆う部分を突出部覆い部２５とも呼び、フランジ５２の下面４７を覆う部分を下面覆い部２６とも呼び、フランジ５２の上面４８を覆う部分を上面覆い部２７とも呼ぶ。突出部覆い部２５と下面覆い部２６とを合わせた部分が、端部側壁である。

突出部覆い部２５は、第１の環状溝４１を中実な状態で完全に塞いでおり、突出部覆い部２５における径方向外側（＋Ｘ方向）の表面は、第１の環状溝４１に対応する溝形状を有さず、平らである。下面覆い部２６は、第３の環状溝４３を中実な状態で完全に塞いでおり、下面覆い部２６における内部空間側（−Ｙ方向）の表面は、第３の環状溝４３に対応する溝形状を有さず、平らである。具体的には、下面覆い部２６おける−Ｙ方向側の表面において、第３の環状溝４３を覆う部分は、第１平面部４４および第２平面部４５と同一平面を構成する。

一方、下面覆い部２６における第２の環状溝４２を覆う部分は、溝を覆い第２の環状溝４２に沿った形状に形成される。すなわち、下面覆い部２６における−Ｙ方向側の表面の、第２の環状溝４２を覆う部分には、第２の環状溝４２と同様の溝が形成される。そのため、端部側壁の一部を構成する下面覆い部２６は、第１平面部４４より径方向内側（−Ｘ方向）において、第２の環状溝４２に沿った折れ曲がり形状を有している。なお、本実施形態では、第２の環状溝４２から第１平面部４４までの範囲、および第２平面部４５において、下面覆い部２６は、ほぼ均一の厚みに形成されている。

第２の環状溝４２は、前述したように折れ曲がり形状であるが、下面４７に垂直なＹ方向において位置が変化する段差と捉えることができる。このため、第２の環状溝４２は、本願の「課題を解決するための手段」における「段差部」に相当する。

図４は、口金と一体成形したライナが、収縮して変形した様子を示す説明図である。ステップＳ１１０では、口金をインサートとして配置した金型内に溶融樹脂を射出することによりライナを成形するが、ライナを構成する樹脂は、冷却されて硬化する際に収縮する。なお、上記冷却の際には金属製の口金も収縮するが、収縮率は、口金よりも硬化時の上記樹脂の方が大きい。そのため、金型内ではライナにおいて収縮応力が発生する。

射出成形の後、口金と一体成形したライナを金型から取り出すと、上記収縮応力によってライナが変形する。図４は、このように、口金と一体成形したライナを金型から取り出した後に変形した様子を表わす。なお、図４および、後述する図６、図８は、解析結果から得られたライナの変形量を５倍にして、変形の様子を分かり易く示した模式図である。本実施形態のステップＳ１１０において、金型内で口金をインサートとしてフランジおよび突出部を射出成形する工程が、「課題を解決するための手段」における「第１のライナ形成工程」に相当し、金型から取り出すことによって収縮したフランジと突出部と口金とが一体形成された構造を得る工程が、「課題を解決するための手段」における「第２のライナ形成工程」に相当する。

Ａ−３．実施形態の作用効果：
図４に示すように、本実施形態の高圧タンク１０では、成形収縮が終わった後のライナ２０の突出部覆い部２５は、突出部５４と密着する状態を維持し、下面覆い部２６における第２の環状溝４２と重なる部分は、フランジ５２から離間する結果となった。その理由は、以下のように考えられる。

ライナ２０は筒状であるため、ライナ２０が収縮するときには、軸線Ｏ側（−Ｘ方向）に向かって収縮する力が働く。特に、−Ｙ方向に延びる突出部５４の外周面５７にライナ２０の突出部覆い部２５が形成されていることから、この部分には、収縮による大きな面圧（突出部５４とライナ２０との間の接触圧）が発生する。また、突出部覆い部２５には、突出部５４の第１の環状溝４１に係合する凸構造が設けられているため、突出部覆い部２５と突出部５４との密着性が高められている。これらのことから、ライナ２０の突出部覆い部２５は、突出部５４と密着する状態を維持することができる。

ライナ２０の下面覆い部２６においては、軸線Ｏ側（−Ｘ方向）に向かって収縮力が働く。一方、ライナ２０は、フランジ５２の下面４７および上面４８の双方に沿って設けられているため、外周部４６の近傍においてライナ２０は、フランジ５２に対して強く拘束されている。したがって、外周部４６の近傍では、下面覆い部２６において径方向外側（＋Ｘ方向）に向かって収縮力が働く。そのため、第２の環状溝４２近傍において、下面覆い部２６は、−Ｘ方向と＋Ｘ方向の両方に向かって引っ張られることによりフランジ５２から離間する。その結果、第２の環状溝４２から離間した下面覆い部２６の折れ曲がり形状が引き延ばされて収縮力を吸収する。そして、下面覆い部２６は、−Ｘ方向と＋Ｘ方向の各端部においてフランジ５２に密着しつつ、第２の環状溝４２を含む領域上が開いた（フランジ５２との間に空間が形成された）状態で安定する。

したがって、本実施形態の高圧タンク１０では、ライナ２０の突出部覆い部２５は突出部５４と密着する状態を維持できることと、ライナ２０の下面覆い部２６は収縮によっても安定した状態であること、とを理由として、ライナ２０の先端部５９において、面圧を確実に発生させることができる。したがって、ライナ２０と口金４０との間のシール性を向上させることができる。

本実施形態の高圧タンク１０について、シミュレーション・ツールを用いて解析を行なった結果、ライナ２０の先端部５９における面圧Ｐ１と、第１の環状溝４１の開口付近における面圧Ｐ２とが、後述する参考例の面圧と比較して大きなものとなった。このことからも、ライナ２０の先端部において、面圧が確実に発生していることが判る。

Ａ−４．参考例との比較：
図５は、第１の参考例の高圧タンクの構成を、図３と同様に示した断面図である。第１の参考例の高圧タンクは、口金４０に代えて、フランジ８５２の下面８４７の形状が異なる口金８４０を備えると共に、ライナ２０に代えてライナ８２０を備えること以外は、各部の構成材料および寸法を含めて、第１実施形態と同様の構成を有する。そのため、第１実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略する。

図５に示すように、第１の参考例の高圧タンクの口金８４０の下面８４７には、第１の環状溝８４１と、第１実施形態の第３の環状溝４３と同一の第２の環状溝８４３が形成されているが、突出部５４（図３）は形成されていない。第１の環状溝８４１および第２の環状溝８４３は、第１実施形態における第１の環状溝４１および第３の環状溝４３と同様に、ライナ２２０によって忠実な状態で完全に塞がれている。そして、下面８４７において、第１の環状溝８４１と第２の環状溝８４３との間の領域は、軸線Ｏに対して直交する平面を構成し、ライナ８２０によって覆われている。

図６は、第１の参考例において、口金と一体成形したライナが収縮して変形した様子を示す説明図である。第１の参考例の高圧タンクでは、図６に示すように、ライナ８２０の軸線Ｏ側の端部である内周端８２５を含む端部領域において、ライナ８２０の下面覆い部８２６はフランジ８５２から離間して脱落する。その理由は、以下のように考えられる。第１の参考例の高圧タンクでは、フランジ８５２の下面８４７を覆う下面覆い部８２６に、環状溝に沿った折れ曲がり形状を有していない。そのため、外周部８４６近傍で拘束される下面覆い部８２６において、径方向内側（−Ｘ方向）に向かって収縮する力は、特別な構造によって途中で吸収されることなく内周端８２５まで働く。内周端８２５近傍において下面覆い部８２６は第１の環状溝８４１に係合しようとするが、外周部８４６近傍で拘束された状態で径方向外側に向かって収縮する力が強いために、下面覆い部８２６における内周端８２５を含む端部領域は、フランジ５２の下面８４７から剥がれることになる。

これに対して、本実施形態の高圧タンクによれば、前述したように、フランジ５２の下面４７において、段差部としての第２の環状溝４２を設け、この第２の環状溝４２に沿う形状にライナ２０を形成することによって、ライナ２０の下面覆い部２６に折れ曲がり形状を設けている。そのため、ライナ２０の作製時にライナ２０が収縮する際に、下面覆い部２６の収縮を、上記折れ曲がり形状がフランジ５２から剥離して伸びることにより吸収可能となる。そして、ライナ２０の先端部側は、突出部５４の外周面５７を覆う突出部覆い部２５によって、口金４０に対する密着性を確保することができる。したがって、ライナ２０と口金４０との間のシール性を高めることができ、ライナ２０が口金４０のフランジ５２から剥がれることはない。

図７は、第２の参考例の高圧タンクの構成を、図３と同様に示した断面図である。第２の参考例の高圧タンクは、口金４０に代えて、突出部５４を有しない口金９４０を備えると共に、ライナ２０に代えてライナ９２０を備えること以外は、各部の構成材料および寸法を含めて、第１実施形態と同様の構成を有する。そのため、第１実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略する。

図７に示すように、第２の参考例の高圧タンクの口金９４０の下面９４７には、第１の環状溝９４１と、第２の環状溝９４２と、第３の環状溝９４３とが形成されている。下面８４７において、第１の環状溝９４１は径方向内側（−Ｘ方向）に設けられ、第３の環状溝９４２は径方向外側（＋Ｘ方向）に設けられ、第２の環状溝９４２は第１の環状溝９４１と第２の環状溝９４２との中間に設けられている。第１の環状溝９４１および第３の環状溝９４３は、第１実施形態における第１の環状溝４１および第３の環状溝４３と同様に、ライナ９２０によって忠実な状態で完全に塞がれている。第２の環状溝９４２は、第１実施形態における第２の環状溝４２と同様に、ライナ９２０によって第２の環状溝９４２に沿った形状に形成されている。すなわち、ライナ９２０における第２の環状溝９４２を覆う部分は、第２の環状溝９４２に沿った折れ曲がり形状を有している。

図８は、第２の参考例において、口金と一体成形したライナが、収縮して変形した様子を示す。図８に示すように、第２の参考例の高圧タンクは、成形収縮後において、ライナ９２０の軸線Ｏ側（−Ｘ方向）の端部である内周端９２５の近傍、および外周部９４６の近傍では、上面覆い部９２６とフランジ９５２との間の密着状態を維持する。上面覆い部９２６において第２の環状溝９４２と接していた領域は、フランジ９５２から離間して、折れ曲がり形状が伸びることによって収縮を吸収する。したがって、ライナ２０の内周端９２５において、面圧を発生させることができる。

第２の参考例の高圧タンクは、上述したように、ライナ２０の内周端９２５において、面圧をある程度、発生させることができることから、第１の参考例に比べて、ライナ２０と口金４０との間のシール性が優れている。しかしながら、第２の参考例の高圧タンクでは、ライナの成形条件（圧力、冷却温度等）のばらつきにより、収縮の程度が変化し、引張荷重にばらつきが発生することがあった。これによって、ライナ２０の内周端９２５で面圧が発生しなくなり、第１の環状溝９４１からライナ９２０が抜ける虞があった。これに対して、第１実施形態の高圧タンクでは、突出部５４が設けられ、突出部５４の先端部５９までライナが形成され、しかも、突出部５４に第１の環状溝４１が形成され、第１の環状溝４１に係合するライナ２０の凸構造が設けられていることから、ライナ２０の先端部において、面圧を確実に発生させることができる。したがって、第１実施形態の高圧タンクは、第２の参考例の高圧タンクに比べて、ライナ２０と口金４０との間のシール性を高めることができ、ライナ２０が口金４０のフランジ５２から剥がれることを確実に防止できる。

Ｂ．第２実施形態：
図９は、本発明の第２実施形態としての高圧タンクにおける口金と第３ライナとの接合部の様子を、図３と同様に示す断面図である。第２実施形態の高圧タンクは、口金４０に代えて、フランジ２５２の下面２４７の形状が異なる口金２４０を備えると共に、ライナ２０に代えて、ライナ２２０を備えること以外は、各部の構成材料および寸法を含めて、第１実施形態と同様の構成を有する。そのため、第１実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略する。

図９に示すように、第２実施形態の高圧タンクの口金２４０の下面２４７において、第３の環状溝４３と突出部５４との間に段差部２４２が形成されている。段差部２４２は、第１実施形態における第２の環状溝４２に代えるものである。段差部２４２は、径方向外側（＋Ｘ方向）に向かってフランジ２５２の厚みが急激に薄くなる部分、換言すれば、下面４７に垂直なＹ方向において位置が変化する部分である。段差部２４２の＋Ｘ方向側の平面、すなわち下面２４７に、第３の環状溝４３が形成されている。段差部２４２の−Ｘ方向側の平面２４５は、＋Ｘ方向側の平面（下面２４７）よりも内部空間側（−Ｙ方向）に位置し、−Ｙ方向に延びる突出部５４の外周面５７と直交する。

ライナ２２０は、第１実施形態と同様に、突出部５４の先端部５９から外周部４６までの範囲を塞いでおり、第１の環状溝４１および第３の環状溝４３を中実な状態で完全に塞いでいる。これに対して、ライナ２２０における段差部２４２を覆う部分は、段差部２４２を塞ぐことなく、段差部２４２に沿った形状に形成される。すなわち、段差部２４２を覆う部分には、段差部２４２と同様の段差が形成される。そのため、突出部５４の外周面５７と平面２４５とが交差する部位から第３の環状溝４３までの範囲において、段差部２４２に沿った折れ曲がり形状を有している。

以上のように構成された第２の実施形態の高圧タンクでは、ライナ２２０の作製時にライナ２２０が収縮する際に、ライナ２２０の収縮を、段差部２４２に沿った部分がフランジ５２から剥離して伸びることにより吸収可能となる。したがって、第２の実施形態の高圧タンクでは、第１の実施形態の高圧タンクと同様に、ライナ２２０の先端部５９において、面圧を確実に発生させることができる。したがって、第２の実施形態の高圧タンクでは、第１の実施形態の高圧タンクと同様に、ライナ２２０と口金４０との間のシール性を向上させることができる。

Ｃ．第３実施形態：
図１０は、本発明の第３実施形態としての高圧タンクにおける口金と第３ライナとの接合部の様子を、図３と同様に示す断面図である。第３実施形態の高圧タンクは、口金４０に代えて、フランジ３５２の下面３４７の形状および突出部３５４の外周面３５７の形状が異なる口金３４０を備えると共に、ライナ２０に代えて、ライナ３２０を備えること以外は、各部の構成材料および寸法を含めて、第１実施形態と同様の構成を有する。そのため、第１実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略する。

図１０に示すように、第３実施形態の高圧タンクの口金３４０の突出部３５４の外周面３５７において、第１実施形態において設けられた第１の環状溝４１（図３）が形成されておらず、代わりに、第１の環状溝３４１は、フランジ３５２の下面３４７の突出部３５４側に形成されている。フランジ３５２の下面３４７において、第１実施形態において設けられた第２の環状溝４２（図３）が、第２の環状溝３４２として、外周部４６近傍に設けられている。第２の環状溝３４２は、第１実施形態において設けられた第３の環状溝４３（図３）と同一の位置に設けられている。

ライナ３２０は、第１実施形態と同様に、突出部３５４の先端部３５９から外周部４６までの範囲を塞いでおり、第１の環状溝３４１を中実な状態で完全に塞いでいる。第２の環状溝３４２については、第１実施形態において設けられた第２の環状溝４２（図３）と同様に、第２の環状溝３４２に沿った折れ曲がり形状を有している。第２の環状溝３４２は、本願の「課題を解決するための手段」における「段差部」に相当する。

以上のように構成された第３の実施形態の高圧タンクでは、ライナ３２０の作製時にライナ３２０が収縮する際に、ライナ３２０の収縮を、第２の環状溝３４２に沿った部分がフランジ５２から剥離して伸びることにより吸収可能となる。また、口金３４０は−Ｙ方向に延びる突出部３５４を有し、突出部３５４の外周面３５７にライナ３２０の一部分が形成されていることから、この部分に、収縮による大きな面圧が発生する。したがって、第３の実施形態の高圧タンクでは、第１の実施形態の高圧タンクと同様に、ライナ３２０の先端部３５９において、面圧を確実に発生させることができる。

Ｄ．変形例：
・変形例１：
上記各実施形態では、ライナは、フランジの上面４８を覆う上面覆い部２７を備えることとしたが、上面覆い部２７は設けないこととしてもよい。このような場合であっても、ライナの底面層が、フランジの外周部４６近傍で拘束されていれば、各実施形態と同様の効果が得られる。

・変形例２：
上記各実施形態では、高圧タンクは加圧水素の貯蔵に用いたが、水素以外の他の加圧流体の貯蔵に用いてもよい。

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…高圧タンク
２０…ライナ
２１…第１ライナ
２２…第２ライナ
２３…第３ライナ
２４…第４ライナ
２５…突出部覆い部
２６…下面覆い部２６
２７…上面覆い部
３０…補強層
４０…口金
４１…第１の環状溝
４２…第２の環状溝
４３…第３の環状溝
４４…第１平面部
４５…第２平面部
４６…外周部
４７…下面
４８…上面
５０…筒状部
５１…貫通孔
５２…フランジ
５３…開口部
５４…突出部
５６…内周面
５７…外周面
５８…先端面
５９…先端部
２２０…ライナ
２４０…口金
２４２…段差部
２４５…平面
２４７…下面
２５２…フランジ
３２０…ライナ
３４０…口金
３４１…第１の環状溝
３４２…第２の環状溝
３４７…下面
３５２…フランジ
３５４…突出部
３５７…外周面
３５９…端部

Claims (1)

1. 流体を密閉するための内部空間を形成するライナと、該ライナに取り付けられた口金と、を備えるタンクの製造方法であって、
   前記口金は、前記内部空間に連通する筒状部と、該筒状部から該筒状部の径方向外側に張り出すフランジと、前記フランジの前記筒状部側の端部にて前記内部空間側に突出する筒状の突出部と、を備え、
   前記突出部の外表面は、径方向外側の外周面を含み、
   前記フランジの外表面は、前記内部空間側の下面を含み、
   前記下面は、前記下面において最も前記径方向外側に位置する外周部と、前記下面に垂直な方向において位置が変化する段差部と、を含み、
   前記ライナは、冷却されて硬化する際に収縮する樹脂製であり、
   前記製造方法は、
   前記ライナの一部を構成し、前記外周面における前記フランジとは反対の側の端部から前記外周部までの範囲を覆う端部側壁として、前記段差部の形状に沿った折れ曲がり形状を有する端部側壁を形成しつつ、前記ライナを前記口金と一体形成する第１のライナ形成工程と、
   前記第１のライナ形成工程の後、前記ライナの収縮により、前記ライナが前記外周部と接する状態で、前記段差部と前記端部側壁との間に空間を生じさせる第２のライナ形成工程と、
   を備えるタンクの製造方法。

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