JP2020186785A - 高圧タンク及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ライナと口金の弛み又は増し締めを防止して補強層を高速に形成することができる高圧タンク及びその製造方法を提供する。【解決手段】高圧タンク１０は、ライナ２２と、ライナ２２の外面２９に積層される補強層２４と、ライナ２２に接合され気体を流通可能な流路７２を有する口金２６とを備える。ライナ２２と口金２６は、螺合により相互に接合され、且つ当該ライナ２２と当該口金２６に跨るように接続部材７４（片状部材７５、環状部材９８）が配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、気体を貯留する高圧タンク及びその製造方法に関する。
高圧タンクは、高圧の水素ガスを貯留するデバイスとして燃料電池車両（燃料電池自動車）に搭載される。この種の高圧タンクは、特許文献１及び２に開示されるように、ライナと、ライナを補強する補強層と、ライナに接合され気体を流通可能な流路を有する口金とを備える。補強層は、繊維強化樹脂をライナの外面に巻き付けることで構成される。
特許第６３５６１７２号公報 特開２００８−１０１６７７号公報
特許文献１に開示されている高圧タンクの製造では、ライナに口金を螺合する接合工程を実施した後に、口金を支持してライナと口金を共に回転させることで、繊維強化樹脂を巻き付ける補強層形成工程を行う。この補強層形成工程は時間がかかることから、繊維強化樹脂の巻き付けの高速化を図って製造時間を短縮し、製造コストを低下させることが求められている。
しかし、補強層形成工程の繊維強化樹脂巻き付け（フィラメントワインディング）を高速化した場合には、回転時に受ける高張力によって口金とライナの螺合が弛み又は増し締めとなり、この弛んだ又は増し締めされた口金に対して繊維強化樹脂が巻き付けられることで、高圧タンクの品質が低下する可能性がある。
本発明は、上記の高圧タンクの製造時の技術に関連するものであり、例えば、製造時にライナ及び口金の螺合部にフィラメントワインディングの高速回転の高張力がかかっても、ライナと口金の弛みや増し締めを防止して補強層を良好に形成することができる高圧タンク及びその製造方法を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明の第１の態様は、ライナと、前記ライナの外面に積層される補強層と、前記ライナに接合され気体を流通可能な流路を有する口金とを備える高圧タンクであって、前記ライナと前記口金は、螺合により相互に接合され、且つ当該ライナと当該口金に跨るように接続部材が配置され、前記接続部材は、前記ライナと前記口金の相対回転を規制する。
前記の目的を達成するために、本発明の第２の態様は、ライナと、前記ライナの外面に積層される補強層と、前記ライナに接合され気体を流通可能な流路を有する口金とを備える高圧タンクの製造方法であって、前記ライナと前記口金を螺合する接合工程と、前記接合工程後に、前記ライナと前記口金に跨るように接続部材を配置する配置工程と、前記配置工程後に、前記口金を支持して前記ライナ及び前記口金を回転させて、前記ライナの外面及び前記口金の外面に前記補強層を形成する補強層形成工程とを有する。
上記の高圧タンク及びその製造方法は、ライナと口金に跨るように接続部材が配置されることで、ライナと口金の螺合状態を安定的に維持することができる。これにより、高圧タンクは、補強層の形成時に、口金を支持及び回転して補強層を巻き付けても、ライナと口金の弛みや増し締めを防止できる。その結果、ライナ及び口金の外面に補強層を良好に形成することが可能となる。
本発明の第１実施形態に係る高圧タンクの全体構成を示す側面断面図である。 高圧タンクの一端部を拡大して示す側面断面図である。 高圧タンクの一端部を示す分解斜視図である。 高圧タンクの製造時に補強層形成工程の実施状態を概略的に示す説明図である。 高圧タンクの補強層製造時の工程を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る高圧タンクの一端部を示す分解斜視図である。
以下、本発明について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る高圧タンク１０は、図１に示すように気体を圧縮して貯留する貯留空間１２を有する。この高圧タンク１０は、燃料電池システム１４に適用され、気体として水素ガス（燃料ガス、アノードガス）を貯留する。例えば、高圧タンク１０は、図示しない燃料電池車両に搭載されて、ガスステーションから供給される水素ガスを貯留する一方で、車両の走行時等に燃料電池スタック（不図示）に水素ガスを供給する。なお、高圧タンク１０は、燃料電池システム１４への適用に限定されず、また水素ガス以外の気体を貯留可能なことは勿論である。
高圧タンク１０は、円筒状の胴部分１６と、胴部分１６の両端を塞ぐ略半球状の閉塞部分１８とを有し、内側の貯留空間１２が適宜の容積を有するように形成される。高圧タンク１０の一端側の閉塞部分１８には、高圧タンク１０の外部と貯留空間１２との間を連通し、燃料電池システム１４の他の部材（配管やバルブ）と接続するためのポート部２０が設けられる。
この高圧タンク１０は、貯留空間１２を内側に有するライナ２２と、ライナ２２の外面を覆う補強層２４と、ポート部２０を構成し水素ガスを流通させる口金２６とを含んで構成される。
ライナ２２は、高圧タンク１０の内層（骨格）を構成する。ライナ２２は、本体部２８と、本体部２８の一端において内側に陥没した陥没部３０と、口金２６を固定するための固定筒部３２とを有する。本体部２８、陥没部３０及び固定筒部３２は、所定の樹脂材料（例えば、ポリアミド系樹脂）により一連に形成される。なお、ライナ２２は、複数の樹脂層を積層した構成でもよい。また図示例では、本体部２８は、一連に構成されているが、例えば、二つの部材が胴部分１６の軸方向中間部で接合され、口金２６が２箇所設けられた構成でもよい。
本体部２８は、その外面２９に補強層２４が直接積層される。本体部２８の胴部分１６の構成箇所は、軸方向に直線状に延在する一方で、本体部２８の閉塞部分１８の構成箇所は、胴部分１６の構成箇所から径方向内側に向かって滑らかに湾曲している。
図１及び図２に示すように、陥没部３０は、本体部２８に口金２６を装着する部分を構成しており、口金２６の他端側に一致した形状となっている。具体的には、陥没部３０は、本体部２８の環状の一端縁に連なり、径方向内側且つ本体部２８の他端側に向かって緩やかに傾斜したテーパ状に形成されている。
固定筒部３２は、陥没部３０の中心に設けられ、陥没部３０から軸方向外側（一端側）に向かって突出している。固定筒部３２の内側には、本体部２８（ライナ２２）の貯留空間１２に連通し、所定の内径に形成された連通孔３２ａが設けられている。また、陥没部３０と固定筒部３２とは、湾曲連結部３４を介して相互に滑らかに連続している。固定筒部３２の外周壁の他端側には、雄ネジ部３６が形成されている。その一方で、固定筒部３２の一端側は、雄ネジ部３６がない滑面３８となっている。
補強層２４は、高圧タンク１０の外層を構成し、ライナ２２の本体部２８の全体と、ライナ２２に取り付けられた口金２６の一部とを覆う。補強層２４としては、例えば、炭素繊維強化樹脂を適用することが好ましい。この補強層２４は、フィラメントワインディングを実施することで形成され得る。フィラメントワインディングでは、送出過程中の強化繊維に母材樹脂を含浸して繊維強化樹脂としつつ、ライナ２２の外面２９及び口金２６の外面に繊維強化樹脂を巻き付けていく。なおフィラメントワインディングでは、強化繊維の送出前に母材樹脂を含浸させておいた繊維強化樹脂を巻き付けることも可能である。強化繊維には炭素繊維を適用することができ、母材樹脂としては、エポキシ系樹脂を適用することができる。
口金２６は、上記したように高圧タンク１０の一端側の閉塞部分１８において水素ガスのポート部２０を構成している。この口金２６は、ライナ２２（陥没部３０、固定筒部３２）の外側に配置される第１部材４０と、ライナ２２（固定筒部３２）の内側に配置される第２部材４２とを有する。第１及び第２部材４０、４２は、同一の又は異なる金属材料によって構成される。
口金２６の第１部材４０は、口金本体４４と、口金本体４４の他端において径方向外側に突出するフランジ部４６とを有する。また、口金本体４４の軸心（中心）には、当該口金本体４４の両端を貫通する貫通孔４８が形成されている。貫通孔４８には、ライナ２２の固定筒部３２が挿入される。
口金本体４４は、固定筒部３２の厚みに対して大幅に厚く形成されている。口金本体４４の外形は、燃料電池システム１４の他の部材（口元バルブ）を取り付け可能な適宜の形状に設定される。例えば図３に示すように、固定筒部３２の外形は、軸方向中央において括れた部分と、一端側で六角形（多角形状）を呈する部分とを有する。口金本体４４の外形の他端（フランジ部４６）側は、補強層２４が積層される被覆部分となっている一方で、口金本体４４の外形の一端（突出端）側は、補強層２４から露出される部分となっている。
口金本体４４において貫通孔４８を構成する内壁部の他端（フランジ部４６）側には、ライナ２２の雄ネジ部３６に対応する雌ネジ部５０が設けられている。さらに、内壁部の雌ネジ部５０の隣接位置には、周方向に沿って環状凹溝５２が形成されている。この環状凹溝５２には、Ｏリング５４（シール部材）が収容される。Ｏリング５４は、ライナ２２の固定筒部３２の外周面（滑面３８）と環状凹溝５２の底面と間をシールして、ライナ２２と口金２６との間の気密性を保持する。また、貫通孔４８を構成する内壁部は、雌ネジ部５０及び環状凹溝５２を有する大径部５６と、この大径部５６の一端側において大径部５６よりも小さく形成された小径部５８とを有し、大径部５６と小径部５８の間に段差部６０を備える。
一方、第１部材４０のフランジ部４６は、口金本体４４の他端から径方向外側に突出し且つ周方向に環状に形成されることで、全体的に円盤状を呈している。このフランジ部４６は、側面断面視で、径方向内側（口金本体４４との連結部分）の肉厚が厚い一方で、径方向外側に向かって肉厚が薄くなっている。
すなわち、口金本体４４及びフランジ部４６においてライナ２２の陥没部３０に対向する他端側の面（対向面６２）は、陥没部３０の外面に面接触可能な傾斜面に形成されている。また、フランジ部４６の対向面６２と反対側の一端面（外面６４）は、ライナ２２と口金２６の組付け状態で、本体部２８の外面２９と面一に連なるように構成される。対向面６２と外面６４とは、フランジ部４６の外縁において所定角度で交わっている。そして、フランジ部４６の外縁には、ライナ２２と口金２６との相対回転を規制する後記の回転規制機構６６が設けられている。
口金２６の第２部材４２は、ライナ２２の固定筒部３２の内側に配置されることで、固定筒部３２を内側から支持するカラーとして機能する。つまり本実施形態において、第１部材４０（口金本体４４）の内周面と、第２部材４２の外周面とはライナ２２の固定筒部３２を挟持し、第２部材４２により固定筒部３２の外周面を押圧する機能を有している。なお、口金２６は、第２部材４２を備えていなくてもよい。
この第２部材４２は、通過孔４２ａを有し固定筒部３２の連通孔３２ａ内に配置される円筒部６８と、円筒部６８の一端において径方向外側に突出し環状に周回する環状凸部７０とを含む。円筒部６８は、固定筒部３２の一端から雄ネジ部３６に対応する長さを有し、固定筒部３２の内面に接触する。円筒部６８の通過孔４２ａは、ライナ２２と口金２６を組付けた状態で、ライナ２２の連通孔３２ａ（貯留空間１２）及び口金２６の小径部５８に連なり、高圧タンク１０において水素ガスを流通させる、また口元バルブのスペースの流路７２を構成する。
一方、環状凸部７０は、固定筒部３２の突出端に引っ掛かり可能であり、ライナ２２に対する第１部材４０の組付けに伴い、固定筒部３２の突出端と第１部材４０の段差部６０との間に挟み込まれる。これにより、第２部材４２のがたつきが防止される。
次に、本実施形態に係る高圧タンク１０に設けられる回転規制機構６６について説明する。回転規制機構６６は、ライナ２２と口金２６に跨って１以上の接続部材７４を配置することで、ライナ２２と口金２６の相対回転を規制する。
上記したように、高圧タンク１０は、ライナ２２と口金２６の組付け状態で（以下、まとめてワークＷともいう）、ワークＷの外面に繊維強化樹脂ＲＲを巻き付けることで、補強層２４を形成している。この補強層２４の形成時には、図４に示すように、一対の回転用冶具７６によりワークＷの両端をそれぞれ支持し、図示しない回転機構により回転用冶具７６を回転させる。すなわち、一対の回転用冶具７６の一方は、ライナ２２の一端に設けられた口金２６を支持して、この口金２６に回転力を付与することで、ライナ２２及び口金２６をまとめて回転させる。そして、補強層２４の形成時には、１以上のクリール７８から強化繊維ＲＦを繰り出し、含浸部８０にて母材樹脂を含浸して繊維強化樹脂ＲＲとし、回転中のワークＷにこの繊維強化樹脂ＲＲを巻き付けていく。
ここで、ライナ２２と口金２６が螺合している構造において、仮に回転規制機構６６を備えない状態で、積層時間短縮のために一対の回転用冶具７６を高速回転すると、口金２６に高張力トルクがかかり、ライナ２２と口金２６の間で弛みや増し締めが生じる可能性がある。回転規制機構６６は、補強層２４の形成時に、ライナ２２と口金２６の相対回転を規制することで、ライナ２２と口金２６の弛み又は増し締めを防止する。
具体的には図３に示すように、ライナ２２の本体部２８と口金２６のフランジ部４６との間を跨るように接続部材７４（片状部材７５）を複数配置して、ライナ２２と口金２６の相対回転を規制する。複数の片状部材７５は、直方形状のブロック（板体）に形成され、ライナ２２と口金２６の相対回転を規制可能な剛性を有する。接続部材７４の構成材料は、特に限定されず、樹脂材料又は金属材料のいずれを適用してもよい。
本実施形態において、複数（４つ）の片状部材７５は、本体部２８とフランジ部４６の正円形状の境界（周方向）に沿って等間隔に設けられる。そして、回転規制機構６６は、各片状部材７５を配置するために、本体部２８とフランジ部４６の各々に複数（４つ）の配置用窪み部８２を有する。なお、片状部材７５や配置用窪み部８２の数は、特に限定されず１以上あればよい。
各配置用窪み部８２は、ライナ２２（本体部２８）の外面２９に形成されたライナ側窪み部８４と、口金２６（第１部材４０のフランジ部４６）の外面６４に形成された口金側窪み部８６とで構成される。各ライナ側窪み部８４及び各口金側窪み部８６は、本体部２８やフランジ部４６を厚さ方向に貫通せずに切り欠かれることで、それぞれ直方形状の空間を呈している。
ライナ側窪み部８４の幅及び深さと口金側窪み部８６の幅及び深さとは、互いに一致している。ライナ側窪み部８４及び口金側窪み部８６の長手方向の長さは、相互に連通した状態で片状部材７５の長手方向の長さ以上となれば特に限定されない。ライナ側窪み部８４と口金側窪み部８６は、同じ長さに設定されてもよく、異なる長さに設定されていてもよい。
ライナ側窪み部８４と口金側窪み部８６は、ライナ２２に対する口金２６の螺合状態で、周方向の位相が一致して配置用窪み部８２を形成する。本体部２８の外面２９及びフランジ部４６の外面６４には、螺合完了位置を示す位置決め表示部８８（窪み、凸部、印刷等）が形成されているとよい。例えば、位置決め表示部８８は、ライナ側表示部８８ａ、口金側表示部８８ｂとからなり、これらはライナ側窪み部８４や口金側窪み部８６から周方向に沿ってある程度離間した位置（例えば、隣接し合う配置用窪み部８２の中間位置）に設けられる。なお、位置決め表示部８８は、ライナ２２と口金２６のいずれか一方に設けられていれば、ライナ側窪み部８４や口金側窪み部８６との相対位置を示すことが可能である。
各接続部材７４（片状部材７５）は、延在方向に直交する幅が配置用窪み部８２に一致すると共に、その厚みが配置用窪み部８２の深さ以下に設定されることが好ましい。これにより配置用窪み部８２に接続部材７４を配置した際に、接続部材７４が配置用窪み部８２から突出せず、ライナ２２の外面２９及び口金２６の外面６４に安定して補強層２４を積層することができる。
また、接続部材７４（片状部材７５）は、係合部材９０を挿入及び係合可能な孔部９２を一端部に有する。この孔部９２は、接続部材７４を配置用窪み部８２に配置した状態で、口金２６に設けられた穴部９４に対向する。図２及び図３に示すように、孔部９２は、接続部材７４を厚み方向に貫通しており、基孔９２ａと、接続部材７４の一方面（外面６４）側に設けられ基孔９２ａに連通する係止用凹部９２ｂとを有する。係止用凹部９２ｂは基孔９２ａよりも大径に形成されている。
係合部材９０は、接続部材７４の外側からフランジ部４６に挿入されることで、口金２６と接続部材７４を係合する。この係合部材９０は、接続部材７４の基孔９２ａ及びフランジ部４６の穴部９４に挿入される軸部９０ａと、軸部９０ａの一端に連結され接続部材７４の係止用凹部９２ｂに配置される頭部９０ｂとを有する。軸部９０ａの外周面には、ネジ山９０ａ１が形成される一方で、穴部９４の内周面には、軸部９０ａのネジ山９０ａ１に対応するネジ溝９４ａが形成されるとよい。
頭部９０ｂは、係止用凹部９２ｂの底部に接触して接続部材７４と係合することで、接続部材７４の脱落を防止する。接続部材７４の係止用凹部９２ｂの深さは、頭部９０ｂの厚みと一致しており頭部９０ｂを係止用凹部９２ｂから突出しないように収容する。また、頭部９０ｂは、補強層２４の形成に伴って、補強層２４から内側（係合部材９０の挿入方向奥側）に向かって押圧される。
なお、接続部材７４と口金２６を固定する係合部材９０は、特に限定されず、例えば、螺合する構造（ネジ）に代えて、孔部９２や穴部９４に単に挿入されるピン等を適用してもよい。接続部材７４が配置用窪み部８２に適宜の摩擦力で嵌め込まれれば接続部材７４の脱落が抑制されるため、係合部材９０は設けられなくてもよい。
本実施形態に係る高圧タンク１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下この高圧タンク１０の製造方法について説明する。
高圧タンク１０の製造では、図５に示すように、接合工程（ステップＳ１）、配置工程（ステップＳ２）、係合工程（ステップＳ３）、補強層形成工程（ステップＳ４）を順に実施する。
接合工程では、個別に提供（成形）されたライナ２２と口金２６とを螺合によって組み付ける。すなわち接合工程において、作業者又は製造装置は、ライナ２２の固定筒部３２の連通孔３２ａに口金２６の第２部材４２を挿入すると共に、第１部材４０の貫通孔４８にこの固定筒部３２を差し込む。そして、固定筒部３２と相対的に第１部材４０を回転させることで、ライナ２２と口金２６とを螺合していく。
ライナ２２に対し口金２６の回転が停止すると、ライナ２２と口金２６の螺合が完了する。螺合状態では、ライナ２２の固定筒部３２の突出端と第１部材４０の段差部６０が第２部材４２の環状凸部７０を挟み込む。この螺合状態では、ライナ２２の本体部２８に設けられたライナ側表示部８８ａと、第１部材４０のフランジ部４６に設けられた口金側表示部８８ｂとが一致する。また螺合状態では、各ライナ側窪み部８４と各口金側窪み部８６の位相が一致し、ライナ２２と口金２６との間で径方向に連なる複数の配置用窪み部８２が形成される。仮に、各ライナ側窪み部８４と各口金側窪み部８６がずれる場合にはライナ２２又は口金２６の成形不良と判断することができる。
次に、配置工程において、図３に示すように、接合工程により形成された各配置用窪み部８２に接続部材７４（片状部材７５）をそれぞれ挿入する。そして、配置用窪み部８２に接続部材７４を挿入した状態で係合工程を実施する。係合工程では、接続部材７４の孔部９２及び口金２６の穴部９４に係合部材９０を挿入し、係合部材９０を捻じ込むことで係合部材９０と口金２６との螺合を行う。これにより接続部材７４と口金２６が強固に係合（締結）され、配置用窪み部８２からの接続部材７４の脱落が防止される。
補強層形成工程では、図４に示すように、ライナ２２と口金２６が組付けられたワークＷを一対の回転用冶具７６にセットする。この際、回転用冶具７６の一方は、口金２６（口金本体４４）の貫通孔４８や外面等を固定することで、ワークＷの一端部を支持する。
そして、ワークＷのセット後に、回転機構により一対の回転用冶具７６を回転させる。これにより、ワークＷ全体が回転用冶具７６の軸回りに回転し、この回転中にクリール７８から強化繊維ＲＦを繰り出して含浸部８０にて母材樹脂を含浸した繊維強化樹脂ＲＲを、ワークＷの外面に巻き付けていく。
ワークＷの回転時には、図２に示すように、ライナ２２と口金２６の間を跨るように接続部材７４が配置されていることで、ライナ２２と口金２６の相対回転が規制される。すなわち、回転用冶具７６が支持している口金２６からライナ２２に回転力がスムーズに伝わり、ワークＷの繊維強化樹脂ＲＲから高張力がかかってもライナ２２と口金２６の螺合状態が弛み又は増し締めされることがない。
上記の工程により製造された高圧タンク１０は、ライナ２２（本体部２８）の外面２９及び口金２６（フランジ部４６）の外面６４において、補強層２４が隆起や陥没等を起こしていない綺麗な巻き付き状態に形成される。つまり接続部材７４が配置用窪み部８２から突出せずに、本体部２８の外面２９とフランジ部４６の外面６４が面一に連なっていることで、接続部材７４の配置箇所でも繊維強化樹脂ＲＲが滑らかに連続する。従って、高圧タンク１０は積層工程において時間短縮の高速ワインディングを実施した後でも高品質なものとなる。
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されず、発明の要旨に沿って種々の改変が可能である。例えば、回転規制機構６６（接続部材７４、ライナ側窪み部８４、口金側窪み部８６）の形状は、ライナ２２と口金２６の相対回転を規制できれば直方形状に限定されず、丸棒状、筒状、フック状等の種々の形状を適用し得る。
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る高圧タンク１０Ａについて、図６を参照して説明する。なお、以降の説明において、上記の実施形態と同じ構成又は同じ機能を有する要素には、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
高圧タンク１０Ａは、回転規制機構６６Ａとして、口金２６（第１部材４０）の外面６４に環状の切り欠き９６を設けて、この切り欠き９６とライナ２２のライナ側窪み部８４に配置可能な環状部材９８を配置する点で、上記の高圧タンク１０と異なる。つまり、環状部材９８が回転規制機構６６Ａの接続部材７４を構成している。
切り欠き９６は、第１部材４０のフランジ部４６を所定の深さ且つ周方向に沿って延在していることで、口金側窪み部８６を構成する。フランジ部４６の外周には、切り欠き９６により段差形状９６ａが形成されている。環状部材９８は、この段差形状９６ａに配置されることで、フランジ部４６に外嵌めされる。また、切り欠き９６とライナ側窪み部８４は、ライナ２２と口金２６の組付け状態で、互いに連通して環状部材９８に一致する形状の空間（配置用窪み部１０２）を形成する。
環状部材９８は、所定の厚みを有する板状に形成されている。この環状部材９８は、切り欠き９６に挿入可能な正円形状のリング部１０４と、リング部１０４の外縁から径方向外側（放射状）に突出する複数（図６中では４つ）の突片１０６とを有する。リング部１０４は、口金２６の一端側からフランジ部４６に向かって口金本体４４を通すことが可能な中央孔１０４ａを有し、その内縁が段差形状９６ａに篏合される。また複数の突片１０６は、相互に等間隔に設けられており、ライナ側窪み部８４に一致する形状（矩形状）に形成されている。
以上の高圧タンク１０Ａでも、ライナ２２と口金２６に跨るように環状部材９８を配置することで、ライナ２２と口金２６の相対回転を規制することができる。特に、環状部材９８は、１つの部材により構成されるので、部品点数が少なくなり、作業効率を向上させ、また製造コストの低廉化を図ることが可能となる。
なお、環状部材９８の形状も、特に限定されないことは勿論であり、上記のように板状に形成されるだけでなく、ブロック状等に形成されていてもよい。リング部１０４が外側（ライナ２２の本体部２８側）に位置する一方で、突片１０６が内側（口金２６のフランジ部４６側）に位置してもよい。この場合、配置用窪み部１０２は、環状部材９８の形状に応じてライナ２２及び口金２６に適宜形成されればよい。また、環状部材９８は、係合部材９０（図３参照）により係合されてもよい。
上記の実施形態から把握し得る技術的思想及び効果について、以下に記載する。
本発明に係る高圧タンク１０、１０Ａは、ライナ２２と、ライナ２２の外面２９に積層される補強層２４と、ライナ２２に接合され気体を流通可能な流路７２を有する口金２６とを備える。ライナ２２と口金２６は、螺合により相互に接合され、且つ当該ライナ２２と当該口金２６に跨るように接続部材７４（片状部材７５、環状部材９８）が配置され、接続部材７４は、ライナ２２と口金２６の相対回転を規制する。
上記の高圧タンク１０、１０Ａは、ライナ２２と口金２６に跨るように接続部材７４が配置されていることで、ライナ２２と口金２６の螺合状態を安定的に維持することができる。これにより、高圧タンク１０、１０Ａは、補強層２４の形成時に、口金２６を支持及び回転して補強層２４を巻き付けても、ライナ２２と口金２６の弛みや増し締めを防止して、口金２６の空回り等を生じさせることがない。その結果、ライナ２２及び口金２６の外面に補強層２４を良好に形成することが可能となる。
また、ライナ２２には、接続部材７４が挿入されるライナ側窪み部８４が設けられる一方で、口金２６には、ライナ側窪み部８４に連なると共に接続部材７４が挿入される口金側窪み部８６が設けられる。これにより、高圧タンク１０、１０Ａは、製造時にライナ２２と口金２６に跨るように接続部材７４を簡単に配置することができる。また、ライナ側窪み部８４と口金側窪み部８６によって、螺合状態でライナ２２と口金２６が周方向に位置ずれがないかを視覚的に把握可能であり、部材の成形不良等を早期に発見することで製品の品質や歩留まりを向上することが可能となる。
また、接続部材７４の厚みは、ライナ側窪み部８４及び口金側窪み部８６の深さよりも薄い。これにより、高圧タンク１０、１０Ａは、ライナ側窪み部８４及び口金側窪み部８６に接続部材７４を挿入しても、ライナ２２の外面や口金２６の外面から接続部材７４が突出することがない。そのため、外面２９、６４上に補強層２４が綺麗に形成され、また高圧タンク１０、１０Ａの大型化を防止することができる。
また、口金２６と接続部材７４とを係合する係合部材９０をさらに有する。これにより、高圧タンク１０は、口金２６からの接続部材７４の脱落を確実に防止することができる。
また、係合部材９０は、接続部材７４に引っ掛かると共に補強層２４に覆われる頭部９０ｂと、頭部９０ｂに連なり口金２６に設けられた穴部９４に挿入される軸部９０ａとを有する。これにより、係合部材９０は、補強層２４により頭部９０ｂが抑えられることで、接続部材７４を一層強固に係合することができる。
また、口金２６とライナ２２の少なくとも一方は、ライナ２２と口金２６との接合位置を示す位置決め表示部８８を有する。これにより、高圧タンク１０、１０Ａは、口金２６がライナ２２に対して所定位置で螺合されているか否かを作業者に容易に確認させることが可能となる。
また、接続部材７４（片状部材７５）は、ライナ２２及び口金２６の周方向に沿って複数配置される。これにより、高圧タンク１０は、ライナ２２と口金２６の周方向の複数箇所で接続部材７４よる回転規制を行うことができ、ライナ２２と口金２６の螺合状態をより安定的に維持することが可能となる。
また、接続部材７４（環状部材９８）は、ライナ２２及び口金２６のうちの一方に配置されるリング部１０４と、リング部１０４からライナ２２及び口金２６のうち他方に突出する複数の突片１０６とを有する。これにより、高圧タンク１０Ａは、部品点数を少なくしつつ、ライナ２２と口金２６の周方向の複数箇所で接続部材７４よる回転規制を行うことができる。
また、本発明の他の態様は、ライナ２２と、ライナ２２の外面に積層される補強層２４と、ライナ２２に接合され気体を流通可能な流路７２を有する口金２６とを備える高圧タンク１０、１０Ａの製造方法であって、ライナ２２と口金２６を螺合する接合工程と、接合工程後に、ライナ２２と口金２６に跨るように接続部材７４を配置する配置工程と、配置工程後に、口金２６を支持してライナ２２及び口金２６を回転させて、ライナ２２の外面２９及び口金２６の外面６４に補強層２４を形成する補強層形成工程とを有する。これにより、高圧タンク１０、１０Ａの製造方法では、配置工程により配置した接続部材７４によりライナ２２と口金２６の螺合状態を安定的に維持して、高圧タンク１０、１０Ａの補強層２４を良好に形成することができる。
また、高圧タンク１０、１０Ａの製造方法は、配置工程と、補強層形成工程との間に、接続部材７４と口金２６を係合する係合工程を有する。これにより、高圧タンク１０の製造方法では、ライナ２２及び口金２６からの接続部材７４の脱落を確実に防ぐことが可能となり、補強層形成工程を安定的に行うことができる。
１０、１０Ａ…高圧タンク ２２…ライナ
２４…補強層 ２６…口金
２９、６４…外面 ６６…回転規制機構
７２…流路 ７４…接続部材
８２、１０２…配置用窪み部 ８４…ライナ側窪み部
８６…口金側窪み部 ８８…位置決め表示部
９０…係合部材 ９０ａ…軸部
９０ｂ…頭部 ９４…穴部
１０４…リング部 １０６…突片

Claims (10)

  1. ライナと、前記ライナの外面に積層される補強層と、前記ライナに接合され気体を流通可能な流路を有する口金とを備える高圧タンクであって、
    前記ライナと前記口金は、螺合により相互に接合され、且つ当該ライナと当該口金に跨るように接続部材が配置され、
    前記接続部材は、前記ライナと前記口金の相対回転を規制する
    高圧タンク。
  2. 請求項１記載の高圧タンクにおいて、
    前記ライナには、前記接続部材が挿入されるライナ側窪み部が設けられる一方で、
    前記口金には、前記ライナ側窪み部に連なると共に前記接続部材が挿入される口金側窪み部が設けられる
    高圧タンク。
  3. 請求項２記載の高圧タンクにおいて、
    前記接続部材の厚みは、前記ライナ側窪み部及び前記口金側窪み部の深さよりも薄い
    高圧タンク。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の高圧タンクにおいて、
    前記口金と前記接続部材とを係合する係合部材をさらに有する
    高圧タンク。
  5. 請求項４記載の高圧タンクにおいて、
    前記係合部材は、前記接続部材に引っ掛かると共に前記補強層に覆われる頭部と、前記頭部に連なり前記口金に設けられた穴部に挿入される軸部とを有する
    高圧タンク。
  6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の高圧タンクにおいて、
    前記口金と前記ライナの少なくとも一方は、前記ライナと前記口金との接合位置を示す位置決め表示部を有する
    高圧タンク。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の高圧タンクにおいて、
    前記接続部材は、前記ライナ及び前記口金の周方向に沿って複数配置される
    高圧タンク。
  8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の高圧タンクにおいて、
    前記接続部材は、前記ライナ及び前記口金のうちの一方に配置されるリング部と、前記リング部から前記ライナ及び前記口金のうち他方に突出する複数の突片とを有する
    高圧タンク。
  9. ライナと、前記ライナの外面に積層される補強層と、前記ライナに接合され気体を流通可能な流路を有する口金とを備える高圧タンクの製造方法であって、
    前記ライナと前記口金を螺合する接合工程と、
    前記接合工程後に、前記ライナと前記口金に跨るように接続部材を配置する配置工程と、
    前記配置工程後に、前記口金を支持して前記ライナ及び前記口金を回転させて、前記ライナの外面及び前記口金の外面に前記補強層を形成する補強層形成工程とを有する
    高圧タンクの製造方法。
  10. 請求項９記載の高圧タンクの製造方法において、
    前記配置工程と、前記補強層形成工程との間に、前記接続部材と前記口金を係合する係合工程を有する高圧タンクの製造方法。
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