JP6264244B2

JP6264244B2 - 高圧タンク

Info

Publication number: JP6264244B2
Application number: JP2014188816A
Authority: JP
Inventors: 祐内田; 高見　昌宜; 昌宜高見
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2018-01-24
Anticipated expiration: 2034-09-17
Also published as: JP2016061352A; CN105423121A; US9683698B2; KR20160033024A; DE102015111591B4; DE102015111591A1; US20160076700A1

Description

本発明は、タンクに関する。

水素ガス等の流体が高圧で充填されるタンクとして、金属製の口金と、樹脂製の内殻（以下、「ライナ」とも称する。）と、繊維強化樹脂製の外殻（以下、「補強層」とも称する。）とを備える高圧タンクが知られている。口金は、高圧タンク内に流体を充填したり、高圧タンク内の流体を放出するための開口部として機能する部材であって、高圧タンクの開口端に設けられている。

高圧タンクの製造方法としては、フィラメントワインディング法（以下、「ＦＷ法」とも称する。）が知られている。ＦＷ法では、ライナに口金を取付けたタンク本体の外表面に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた強化繊維を巻き付ける。そして、その強化繊維に含まれる熱硬化性樹脂を熱硬化させることにより補強層が形成される。

一般に、ＦＷ法では、タンク本体を回転可能に保持した上で、タンク本体をタンク本体の円周方向に回転させつつ、強化繊維を巻き付ける。タンク本体を回転させる場合に、タンク本体の口金をＦＷ装置に固定して回転させる。このとき、口金が空回りして、タンク本体の外表面に熱硬化性樹脂を含浸させた強化繊維を適切に巻き付けられないおそれがあった。

そこで、口金の外周形状を、セレーション形状に形成し、口金の空回りを抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１６７２９８号公報

ところで、高圧タンクの内圧は、使用時に変化する。上述の通り、ライナは樹脂製、口金は金属製であり、膨張率が異なる。そのため、タンクの内圧が変化すると、口金とライナとの膨張率の違いに基づき、口金とライナとの境界において補強層に応力が発生し、補強層にひずみが生じるおそれがある。特許文献１の技術では、口金の外周形状がセレーション形状であり、口金の外周形状が円形状に比べて口金とライナとの境界が長いため、高圧タンクの内圧が変化した場合に、補強層に多数の箇所で歪みが生じやすい。一方、単に口金の外周形状を円形状とすると、前述のように口金が空回りするおそれがある。

本発明は、上述の課題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。

（１）本発明の一形態によれば、高圧タンクが提供される。この高圧タンクは、樹脂製のライナと、前記ライナの開口端に取付けられた非樹脂製の口金と、を有するタンク本体と、前記タンク本体全体を覆い、耐圧性を有する補強層と、を備え、前記ライナは、前記ライナの中心軸と略直交し、前記口金と接触する第１の接触面を備え、前記口金は、前記ライナの前記第１の接触面と接触する第２の接触面と、を備え、前記第１の接触面および前記第２の接触面のいずれか一方は、突起部を備えると共に、他方は、前記突起部と嵌合する凹部を備え、前記第２の接触面の外周形状は、略円形状でもよい。

ここで、「タンク本体全体を覆う」とは、少なくとも、ライナの外表面全体と、ライナと口金との境界を跨ぐように被覆すればよく、口金の一部が補強層によって覆われない（露出する）形態を含む概念である。

この形態の高圧タンクによれば、ライナと口金のいずれか一方が、ライナの中心軸（すなわち、高圧タンクの中心軸）に略直交する接触面に突起部を備え、他方が突起部と嵌合する凹部を備えるため、高圧タンクの中心軸周りの回転に伴い、高圧タンクにトルクが作用した場合に、突起部と凹部とが嵌合して、ライナまたは口金が空転することを抑制することができる。そのため、例えば、ＦＷ法によってライナおよび口金の外表面に補強層を形成する場合に、口金に大きなトルクが作用しても、口金が空転するのを抑制することができる。また、このようにすると、例えば、第２の接触面の外周形状がスプライン形状、セレーション形状、および多角形状等の口金を用いる場合と比較して、ライナと口金との境界が短い。そのため、高圧タンクの内圧が変化して、口金とライナとの膨張率の違いに基づき補強層に応力が作用したとしても、補強層の歪みが多数の箇所で発生することを抑制することができる。

（２）上記形態の高圧タンクにおいて、前記突起部は、前記高圧タンクの中心軸を中心とした放射状に形成されてもよい。このようにすると、高圧タンクの回転に伴うトルクと直交するように突起部が配置されるため、ライナまたは口金の空転をより効果的に抑制することができる。

（３）上記形態の高圧タンクにおいて、前記突起部は、前記ライナの前記第１の接触面に形成されてもよい。このようにすると、口金の第２の接触面に突起部を形成する場合と比べて、容易に製造することができる。

（４）上記形態の高圧タンクにおいて、さらに、前記第１の接触面と前記第２の接触面は、互いに掛合して、前記口金と前記ライナとの離隔を抑制する第１の掛合部と第２の掛合部とをそれぞれ備えてもよい。このようにすると、口金とライナとの離隔が抑制されるため、ライナまたは口金の空転をさらに抑制することができる。

（５）上記形態の高圧タンクにおいて、前記第１の掛合部および前記第２の掛合部は、前記突起部より外周に、平面視略円周状に形成されてもよい。このようにすると、口金とライナとの接触面の外周を満遍なく不足なく掛合することができるため、より強固に口金の空転を抑制することができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、高圧タンクを備える燃料電池システム、その燃料電池システムを搭載した移動体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示す断面図である。タンク本体をＦＷ装置に取付けた状態を示す説明図である。タンク本体の外観構成の一部を示す斜視図である。図１におけるＸ１部を拡大して概略的に示す拡大断面図である。ライナの第１の接触面の概略構成を示す斜視図である。口金の第２の接触面の概略構成を示す斜視図である。第２実施形態のライナの第１の接触面の概略構成を示す平面図である。第２実施形態のタンク本体の図７におけるＡ−Ａ断面を拡大して概略的に示す拡大断面図である。第３実施形態のライナの第１の接触面の概略構成を示す平面図である。第３実施形態のタンク本体の図９におけるＢ−Ｂ断面を拡大して概略的に示す拡大断面図である。第４実施形態のライナの第１の接触面の概略構成を示す平面図である。第４実施形態のタンク本体の図１１におけるＣ−Ｃ断面を拡大して概略的に示す拡大断面図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．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の概略構成を示す断面図である。本実施形態において、高圧タンク１００は、例えば、圧縮水素が充填されるためのものである。高圧タンク１００は、圧縮水素が充填された状態で、例えば、燃料電池に水素を供給するために、燃料電池車に搭載される。

高圧タンク１００は、図１に示すように、両端が曲面状に縮径された略円筒形状を成し、ライナ１０と、補強層２０と、口金３０と、口金４０と、バルブ５０と、を備える。以下、口金３０および口金４０が取付けられたライナ１０を、「タンク本体６０」とも称する。

ライナ１０は、ナイロン樹脂から成り、内部空間に充填された水素等が外部に漏れないように遮断する性質を有する。

口金３０は、ライナ１０の一方の開口端に取付けられている。口金３０は、アルミニウムから成り、高圧タンク１００の開口として機能すると共に、タンク本体６０に配管やバルブ５０を取り付けるための取付部として機能する。また、口金３０は、タンク本体６０を後述するフィラメントワインディング装置（以後、「ＦＷ装置」とも称する）へ取り付けるための取付部としても機能する。口金３０は、図示するように、略円筒状の円筒部３６と、円筒部３６と略直交する鍔状の鍔部３８と、を備える。口金３０の構成については、後に、詳述する。

口金４０は、ライナ１０の他の開口端に取付けられている。口金４０は、アルミニウムから成り、一部分が外部に露出した状態で取付けられ、タンク内部の熱を、外部に導く熱伝導部として機能する。また、口金４０は、タンク本体６０をＦＷ装置へ取り付けるための取付部として機能する。口金４０は、図示するように、口金３０の円筒部３６と同径の円柱状を成す円柱部４６と、口金３０の鍔部３８と同径であって円柱部４６と略直交する鍔状の鍔部４８と、を備える。円柱部４６は、タンク本体６０をＦＷ装置へ取り付けるための第１の孔部４２、第２の孔部４４が形成されている。

補強層２０は、タンク本体６０の外表面を覆うように形成される。詳しくは、補強層２０は、ライナ１０の外表面全体と、口金３０の鍔部３８の外表面全体と、口金３０の円筒部３６の外表面の一部と、口金４０の外表面を覆うように形成されている。補強層２０は、繊維強化プラスチックとしてのＣＦＲＰ（ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｃｓ）から成り、耐圧性を有する。本実施形態において、補強層２０は、ＦＷ法により形成される。具体的には、タンク本体６０を、マンドレルとして用い、エポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維を、タンク本体６０の周囲に、所定の巻き数、巻き付けた後、エポキシ樹脂を硬化させて形成される。

バルブ５０は、円柱状の部分に、雄ねじ（図示しない）が形成されている。口金３０の円筒部３６の内側面に形成されている雌ねじ（図示しない）に、バルブ５０の雄ねじが螺合されることにより、バルブ５０によって、口金３０の開口が閉じられる。

図２は、タンク本体をＦＷ装置に取付けた状態を示す説明図である。ＦＷ装置２００は、タンク本体６０を、ライナ１０の円周方向に回転させつつ、タンク本体６０の外周に、エポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維（以下、単に「炭素繊維」とも称する）を巻き付けるための装置である。ＦＷ装置２００は、支持台２２０と、モータ２１０と、第１の回転軸２１２と、第２の回転軸２１４と、繊維繰り出し部（図示しない）と、を主に備える。

第１と第２の回転軸２１２、２１４は、ＦＷ装置２００において、タンク本体６０を、その中心軸を中心として回転可能なように保持するための支持軸である。タンク本体６０の取り付けに際して、第１の回転軸２１２は、口金３０の貫通孔３７からタンク本体６０の中心軸に沿ってタンク本体６０の中空部に挿入され、その軸端が、口金４０の第１の孔部４２に嵌合させられる。なお、第１の回転軸２１２には、貫通孔３７に形成されている雌ねじ（図示しない）に螺合する雄ねじ（図示しない）が形成されており、第１の回転軸２１２は口金３０を固定するとともに、口金３０の貫通孔３７を気密に封止する。一方、第２の回転軸２１４は、タンク本体６０の外側において、その中心軸がタンク本体６０の中心軸と一致するように配置され、その軸端が、口金４０の第２の孔部４４に嵌合させられる。

第１と第２の回転軸２１２、２１４は、それぞれ、支持台２２０によって支持される。第１の回転軸２１２には、モータ２１０が接続され、モータ２１０の回転に伴い、第１の回転軸２１２が回転し、第１の回転軸２１２に固定された口金３０が第１の回転軸２１２の回転に伴い回転するため、タンク本体６０全体が回転する。図２に矢印で示すように、第１の回転軸２１２およびタンク本体６０が回転すると、タンク本体６０には、回転に伴うトルクが作用する。

上述のモータ２１０の回転を制御して、タンク本体６０をほぼ一定の速度で回転させつつ、繊維繰り出し部から炭素繊維を供給することによって、タンク本体の外周全体に、炭素繊維を、いわゆるフープ巻きやヘリカル巻きによって巻き付ける。

Ａ１−１．タンク本体の構成：
図３は、タンク本体６０の外観構成の一部を示す斜視図である。図３に示すように、口金３０は、自身の中心軸がライナ１０の中心軸ＯＬと一致するように、ライナ１０の一端に設けられている。本実施形態において、口金３０は、インサート成形によりライナ１０に取り付けられているが、例えば、ライナ１０を射出成形により形成した後、口金３０を嵌入する等、他の方法により取付けてもよい。以下、口金３０の中心軸も、「中心軸ＯＬ」と称する。

図４は、図１におけるＸ１部を拡大して概略的に示す拡大断面図である。図４に示すように、ライナ１０は、口金３０の鍔部３８と接触する第１の接触面１１を備える。第１の接触面１１は、ライナ１０の中心軸ＯＬと略直交する。図５は、ライナの第１の接触面の概略構成を示す斜視図である。図４、５に示すように、ライナ１０の第１の接触面１１は、平面視略長方形状（角丸四角形状）の突起部１２を、ライナ１０の中心軸ＯＬを中心として放射状に、８個備える。突起部１２は、図４に示すように、断面略台形状の先細の形状を成す。本実施形態において、突起部１２は、高さｈ＝２ｍｍに形成されているが、高さｈは、本実施形態に限定されず、１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ等、高圧タンク１００のサイズ、タンク本体６０の回転時に作用するトルク、突起部１２の形状等に応じて、適宜設定することができる。

第１の接触面１１は、さらに、ライナ１０の中心軸ＯＬを中心として、突起部１２の外側に、平面視略円周状（円環状）の第１の掛合部１４を、備える。図４に示すように、第１の掛合部１４は、根元から先端にかけて、中心軸ＯＬに向かって傾斜する凸状に形成されている。

図４に示すように、口金３０は、ライナ１０と接触する第２の接触面３１を備える。図６は、口金の第２の接触面の概略構成を示す斜視図である。図６では、第２の接触面３１を図示するために、図４に示す口金３０の上下を反転した状態を図示している。図４、６に示すように、口金３０の第２の接触面３１は、ライナ１０の第１の接触面１１が備える突起部１２と嵌合する凹部３２を、口金３０の中心軸ＯＬを中心として放射状に、８個備える。

第２の接触面３１は、さらに、口金３０の中心軸ＯＬを中心として、凹部３２の外側に、平面視略円周状（円環状）の第２の掛合部３４を、備える。図４に示すように、第２の掛合部３４は、ライナ１０の第１の掛合部１４と互いに掛合する。なお、口金３０の第２の接触面３１において、ライナ１０の第１の掛合部１４に嵌合する溝を形成することにより、第２の掛合部３４が形成される。

Ａ２．第１実施形態の効果：
第１実施形態の高圧タンク１００によれば、口金３０の鍔部３８の外周形状が円形状であるため、口金の鍔部の外周形状がスプライン形状、セレーション形状、および多角形状等の口金を用いる場合と比較して、ライナ１０と口金３０との境界が短い。そのため、高圧タンク１００の内圧が変化して、口金３０とライナ１０との境界において補強層２０に応力が発生しても、補強層２０の歪みの発生を抑制することができる。

また、上述の通り、ライナ１０に口金３０と口金４０とを取付けたタンク本体６０をマンドレルとして、ＦＷ法により補強層２０を形成する場合に、図２に示すように、タンク本体６０の口金３０をＦＷ装置２００に固定して回転させる。口金３０がＦＷ装置２００の第１の回転軸２１２に固定され、第１の回転軸２１２の回転に伴い口金３０が回転し、口金３０の回転に伴いライナ１０が回転する。第１実施形態の高圧タンク１００では、ライナ１０の第１の接触面１１に突起部１２が形成され、口金３０の第２の接触面３１には、突起部１２と嵌合する凹部３２が形成されている。そのため、口金３０が高速で回転しても、突起部１２と凹部３２とが嵌合することにより、口金３０の空転を抑制することができる。第１実施形態の高圧タンク１００では、ライナ１０の中心軸ＯＬを中心として放射状に平面視略長方形状（角丸四角形状）の突起部１２が形成されており、ＦＷ法により補強層２０を形成する場合に、口金３０の回転に伴い作用するトルクと、突起部１２とが直交する。そのため、口金３０の空転をより効果的に抑制できる。

さらに、高圧タンク１００において、ライナ１０は第１の掛合部１４を備え、口金３０は第２の掛合部３４を備える。上述の通り、ＦＷ法により補強層２０を形成する場合には、タンク本体６０の回転に伴い、タンク本体６０にトルクが作用する。突起部１２が先端に向かって先細の形状に形成されているため、タンク本体６０に作用するトルクにより、突起部１２の先端形状が、根元の方向に歪み、口金３０とライナ１０とが離隔する可能性がある。これに対し、第１の掛合部１４と第２の掛合部３４とが掛合するため、口金３０とライナ１０との離隔が抑制され、口金３０の空転を、さらに抑制することができる。ここで、第１の掛合部１４と第２の掛合部３４とは、突起部１２より外周に平面視略円周状に形成されているため、ライナ１０と口金３０との離隔を満遍なく不足なく抑制することができるため、より強固に口金３０の空転を抑制することができる。

以下に、第２〜４の実施形態の高圧タンクについて、図７〜１２に基づいて説明する。実施例２〜４の高圧タンクは、ライナにおいて口金と接触する第１の接触面の形状、および口金においてライナと接触する第２の接触面の形状が、第１の実施形態と異なるものの、その他の構成は第１実施形態と同様であるため、ライナおよび口金についてのみ説明し、その他の説明は省略する。

Ｂ：第２実施形態：
図７は、第２実施形態のライナの第１の接触面の概略構成を示す平面図である。図８は、第２実施形態のタンク本体の図７におけるＡ−Ａ断面を拡大して概略的に示す拡大断面図である。図８は、第１実施形態の図１におけるＸ１部の拡大断面図（図４）に相当する図面である。

図７、８に示すように、ライナ１０Ａの第１の接触面１１Ａは、略円錐台形状の突起部１２Ａを１２個備える。第１の接触面１１Ａは、さらに、ライナ１０Ａの中心軸ＯＬを中心として、突起部１２Ａの外側に、平面視略円周状（円環状）の第１の掛合部１４Ａを、備える。第２実施形態における第１の掛合部１４Ａは、第１実施形態における第１の掛合部１４と同一の形状である。

図８に示すように、口金３０Ａの第２の接触面３１Ａは、ライナ１０Ａの第１の接触面１１Ａが備える突起部１２Ａと嵌合する凹部３２Ａを、１２個備える。第２の接触面３１Ａは、さらに、口金３０Ａの中心軸ＯＬを中心として、凹部３２Ａの外側に、平面視略円周状（円環状）の第２の掛合部３４Ａを、備える。第２実施形態における第２の掛合部３４Ａは、第１実施形態における第２の掛合部３４と同一の形状である。

第２実施形態の高圧タンクによっても、ＦＷ法により補強層を形成する場合に、突起部１２Ａと凹部３２Ａとが嵌合し、さらに、第１の掛合部１４Ａと第２の掛合部３４Ａとが掛合することにより、口金３０Ａの空転を抑制することができる。すなわち、突起部１２Ａの形状を、円錐台形状にしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。但し、上述の通り、第１実施形態で示した形状および配置の突起部１２によれば、口金の空転をより効果的に抑制でき、好ましい。

Ｃ：第３実施形態：
図９は、第３実施形態のライナの第１の接触面の概略構成を示す平面図である。図１０は、第３実施形態のタンク本体の図９におけるＢ−Ｂ断面を拡大して概略的に示す拡大断面図である。図１０は、第１実施形態の図１におけるＸ１部の拡大断面図（図４）に相当する図面である。

図９、１０に示すように、ライナ１０Ｂの第１の接触面１１Ｂは、平面視略長方形状（角丸四角形状）の突起部１２Ｂを、ライナ１０Ｂの中心軸ＯＬを中心として放射状に、８個備える。すなわち、突起部１２Ｂは、第１実施形態と同一の形状および配置に形成されている。第１の接触面１１Ｂは、さらに、８個の第１の掛合部１４Ｂを備える。第１の掛合部１４Ｂは、平面視略矩形状であって（図９）、根元から先端にかけて中心軸ＯＬに向かって傾斜する凸状に形成されている（図１０）。第１の掛合部１４Ｂは、ライナ１０Ｂの中心軸ＯＬを中心として、突起部１２Ｂの外側に、突起部１２Ｂの位置に対応させて配置されている。

図１０に示すように、口金３０Ｂの第２の接触面３１Ｂは、ライナ１０Ｂの第１の接触面１１Ｂが備える突起部１２Ｂと嵌合する凹部３２Ｂを、８個備える。第２の接触面３１Ｂは、さらに、口金３０Ｂの中心軸ＯＬを中心として、凹部３２Ｂの外側に、第２の掛合部３４Ｂを、８個備える。第２の掛合部３４Ｂは、ライナ１０Ｂの第１の掛合部１４Ｂと互いに掛合する。

第３実施形態の高圧タンクによっても、ＦＷ法により補強層を形成する場合に、突起部１２Ｂと凹部３２Ｂとが嵌合し、さらに、第１の掛合部１４Ｂと第２の掛合部３４Ｂとが掛合することにより、口金３０Ｂの空転を抑制することができる。但し、第１実施形態では、第１の掛合部１４と第２の掛合部３４とが、突起部１２より外周に平面視略円周状に形成されているため、ライナ１０と口金３０との離隔を満遍なく不足なく抑制することができるため、より強固に口金３０の空転を抑制することができ、好ましい。

Ｄ：第４実施形態：
図１１は、第４実施形態のライナの第１の接触面の概略構成を示す平面図である。図１２は、第４実施形態のタンク本体の図１１におけるＣ−Ｃ断面を拡大して概略的に示す拡大断面図である。図１２は、第１実施形態の図１におけるＸ１部の拡大断面図（図４）に相当する図面である。

図１１、１２に示すように、ライナ１０Ｃの第１の接触面１１Ｃは、平面視略長方形状（角丸四角形状）の突起部１２Ｃを、ライナ１０Ｃの中心軸ＯＬを中心として放射状に、８個備える。突起部１２Ｃは、第１実施形態と同一の形状および配置を成す。第１の接触面１１Ｃは、さらに、ライナ１０Ｃの中心軸ＯＬを中心として、突起部１２Ｃの内側に、平面視略円周状（円環状）の第１の掛合部１４Ｃを、備える。第４実施形態における第１の掛合部１４Ｃは、図１２に示すように、根元から先端にかけて径方向に傾斜する凸状に形成されている。

図１２に示すように、口金３０Ｃの第２の接触面３１Ｃは、ライナ１０Ｃの第１の接触面１１Ｃが備える突起部１２Ｃと嵌合する凹部３２Ｃを、８個備える。第２の接触面３１Ｃは、さらに、口金３０Ｃの中心軸ＯＬを中心として、凹部３２Ｃの内側に、第２の掛合部３４Ｃを備える。第２の掛合部３４Ｃは、ライナ１０Ｃの第１の掛合部１４Ｃと互いに掛合する。

第４実施形態の高圧タンクによっても、ＦＷ法により補強層を形成する場合に、突起部１２Ｃと凹部３２Ｃとが嵌合し、さらに、第１の掛合部１４Ｃと第２の掛合部３４Ｃとが掛合することにより、口金３０Ｃの空転を抑制することができる。但し、第１実施形態では、第１の掛合部１４と第２の掛合部３４とが、突起部１２より外周に平面視略円周状に形成されているため、第４実施形態と比較して長い距離で、ライナ１０と口金３０との離隔を抑制することができるため、より強固に口金３０の空転を抑制することができ、好ましい。

Ｅ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記実施形態において、ライナの第１の接触面は、突起部と第１の掛合部とを備え、口金の第２の接触面は凹部と第２の掛合部とを備える構成を例示したが、第１、２の掛合部を備えない構成としてもよい。このようにしても、突起部と凹部とが嵌合することにより、ＦＷ法によって補強層を形成する場合に、口金の空転を抑制することができる。また、突起部および凹部の形状を、ライナと口金とが互いに掛合するような形状に形成して、第１の掛合部および第２の掛合部としての機能を併せ持つ構成にしてもよい。このようにしても、タンク本体の回転に伴いタンク本体に作用するトルクによる、口金とライナとの離隔を抑制することができ、口金の空転を抑制することができる。

（２）上記実施形態において、ライナの第１の接触面が突起部を備える構成を例示したが、口金の第２の接触面が突起部を備える構成にしてもよい。口金が突起部を備える場合、ライナが突起部と嵌合する凹部を備える構成にすればよい。このようにしても上記実施例と同様の効果を得ることができる。但し、口金に突起部を形成するよりも、ライナに突起部を形成する方が製造が容易であるため、好ましい。

（３）突起部、凹部、第１の掛合部、および第２の掛合部の形状および個数は、上記実施形態に例示した形状に限定されない。例えば、突起部を、第１実施形態の突起部１２を切り欠いて複数本に分断した形状にしてもよい。また、例えば、第１の掛合部の平面視形状を、第１実施形態の第１の掛合部１４を切り欠いて複数本に分断した切り欠きのある環状にしてもよい。突起部、凹部、第１の掛合部、および第２の掛合部は、少なくとも１個以上形成すればよい。例えば、第１実施形態に示した第１の掛合部１４と第４実施形態に示した第１の掛合部１４Ｃとの両方を、第１の掛合部として備える構成にしてもよい。

（４）上記実施形態において、ライナ１０の材料としてナイロン、口金３０、４０の材料としてアルミニウム、補強層２０の材料である繊維強化プラスチックとして、炭素繊維とエポキシ樹脂を含む、ＣＦＲＰを用いているが、これらの材料に限定されない。例えば、ライナ用の材料としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、またはその他の硬質樹脂等を用いてもよい。口金３０、４０の材料としては、例えば、ステンレス、アルミニウム合金等他の金属、合金を用いてもよい。繊維強化プラスチックにおいて、樹脂として、例えば、変性エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を用いてもよい。また、補強繊維とし、金属繊維等を用いてもよい。

（５）上記実施形態において、ライナ１０が口金３０の鍔部３８の外表面を被覆せず、鍔部３８の外表面を補強層２０が被覆する構成を例示したが、ライナ１０の形状は上記実施形態に限定されない。例えば、ライナ１０が口金３０の鍔部３８の外表面全体を被覆する形状にしてもよい。この場合、補強層２０は、ライナ１０の外表面全体を被覆し、その結果、補強層２０は、ライナ１０を介してライナ１０と口金３０との境界を跨いで被覆している（すなわち、補強層２０は、口金３０の鍔部３８とは接触していない）。また、ライナ１０が口金３０の鍔部３８の外表面の周縁部分を被覆する形状としてもよい。この場合、補強層は、ライナ１０の外表面全体を被覆すると共に、口金３０の鍔部３８の外表面を被覆してもよい。このようにしても、補強層２０は、ライナ１０を介してライナ１０と口金３０との境界を跨いで被覆している。このように、少なくとも、ライナの外表面全体と、ライナと口金との境界を跨ぐように被覆することを、請求項において、「タンク本体全体を覆う」と表現しており、例えば、口金３０の円筒部３６の外表面の一部、口金３０の鍔部３８の外表面の一部が、補強層２０によって被覆されない形態を含む。

（６）上記実施形態において、ライナ１０の口金３０と接触する第１の接触面１１に突起部１２と第１の掛合部１４とが形成され、口金３０の第２の接触面３１に凹部３２と第２の掛合部３４とが形成される構成を例示したが、口金４０側にそれらが形成される構成にしてもよい。すなわち、ライナ１０の口金４０と接触する第１の接触面に突起部と第１の掛合部とが形成され、口金４０のライナ１０と接触する第２の接触面に凹部と第２の掛合部とが形成される構成としてもよい。また、口金３０および口金４０の両側にそれらが形成される構成にしてもよい。ＦＷ法によって補強層を形成する場合に、少なくともＦＷ装置に固定されて回転する口金側に、突起部、凹部が形成されていると、口金の空転を抑制することができる。なお、上記実施例では、口金３０と口金４０とを備える高圧タンク１００を例示したが、高圧タンク１００内に収容される流体が流通する貫通孔を有し、高圧タンクの開口として機能する口金を、少なくとも１つ備えればよい。例えば、口金４０を備えない構成にしてもよい。

（７）高圧タンク１００内に収容される流体は、上記した圧縮水素に限定されず、圧縮窒素等、高圧の流体であればよい。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…ライナ
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ…第１の接触面
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ…突起部
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ…第１の掛合部
２０…補強層
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…口金
３１、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ…第２の接触面
３２、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ…凹部
３４、３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ…第２の掛合部
３６…円筒部
３７…貫通孔
３８…鍔部
４０…口金
４２…第１の孔部
４４…第２の孔部
４６…円柱部
４８…鍔部
５０…バルブ
６０…タンク本体
１００…高圧タンク
２００…ＦＷ装置
２１０…モータ
２１２…第１の回転軸
２１４…第２の回転軸
２２０…支持台
ＯＬ…中心軸

Claims

高圧タンクであって、
樹脂製のライナと、前記ライナの開口端に取付けられた非樹脂製の口金と、を有するタンク本体と、
前記タンク本体全体を覆い、耐圧性を有する補強層と、
を備え、
前記ライナは、
前記ライナの中心軸と略直交し、前記口金と接触する第１の接触面を備え、
前記口金は、
前記ライナの前記第１の接触面と接触する第２の接触面を備え、
前記第１の接触面および前記第２の接触面のいずれか一方は、突起部を備えると共に、他方は、前記突起部と嵌合する凹部を備え、
前記第２の接触面の外周形状は、略円形状であり、
前記第１の接触面と前記第２の接触面は、さらに、互いに掛合して、前記口金と前記ライナとの離隔を抑制する第１の掛合部と第２の掛合部とをそれぞれ備え、
前記第１の掛合部および前記第２の掛合部は、前記突起部より外周に、平面視略円周状に形成される、
高圧タンク。
請求項１に記載の高圧タンクにおいて、
前記突起部は、前記高圧タンクの中心軸を中心とした放射状に形成される、
高圧タンク。
請求項１または請求項２に記載の高圧タンクにおいて、
前記突起部は、前記ライナの前記第１の接触面に形成される、
高圧タンク。