JP7026142B2 - 圧力容器用ねじ山付きボス - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

［先行技術］
一般に、圧力容器は種々の流体、例えば、水素、酸素、天然ガス、窒素、プロパン、メタン、及び他の燃料を、圧力下で収容するために用いられる。通常、圧力容器の寸法又は構成はいかなるものでもよい。容器は重くても軽くてもよく、単回使用用（例えば、使い捨て）でも、再利用可能なものでも、高圧力対応なものでも、（例えば、１平方インチあたり（ｐｓｉ）５０ポンド（３４４，７３８パスカル）を超える圧力）低圧力対応なものでも、（例えば、５０ｐｓｉ、又は３４４，７３８パスカル未満）、高温度又は極低温度で流体を収容するために使用されるものでもよい。

適切な圧力容器シェル材料は、鋼鉄等の金属又は複合材を含み、複合材は、巻回されたグラスファイバーフィラメント又は他の合成繊維フィラメントを熱硬化性又は熱可塑性の樹脂で接着した積層体を含んでもよい。当該繊維は、グラスファイバー、アラミド、炭素、グラファイト、又は、他の一般的に知られた繊維質補強材でもよい。使用される樹脂材は、エポキシ、ポリエステル、ビニルエステル、熱可塑性樹脂、又は、繊維同士の接着、繊維層同士の接着、及び、容器が使用される特定の応用において必要とされる分離抵抗性を提供し得る他の適切な樹脂質材料でもよい。容器を複合構造とすることで、軽量性、並びに、腐食、疲労、及び突発故障性に対する耐性等の、多数の利点が得られる。このような特性は、補強繊維又は補強フィラメントが有する高比強度に起因する。

重合体の、又は他の非金属性の弾性ライナー又はブラダーは、容器を封止し、内部の流体が複合材料に接触することを防止するために、しばしば複合材シェルの内部に設けられる。ライナーは、圧縮成形、吹込み成形、射出成形、又は他の一般的に知られたあらゆる手法で製造され得る。また、ライナーは、鋼鉄、アルミニウム、ニッケル、チタン、プラチナ、金、銀、ステンレス鋼、及びこれらによる合金を含む、別の材料からも製造され得る。このような材料は、通常、高い弾性係数を有することを特徴とし得る。一実施形態では、ライナーは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いた吹込み成形によって形成される。

図１に、「損傷低減システムを有する圧力容器」という名称の米国特許第５，４７６，１８９号に開示されているような、細長い圧力容器１０を示す。米国特許第５，４７６，１８９号は、本出願に参照により援用する。圧力容器１０は、本体部１２と、ほぼ半球状又はドーム状の端部１４とを有する。圧力容器１０の内部環境１７と外部環境１９との間に連絡用のポートを設けるために、圧力容器１０の一方又は両方の端部に、通常はアルミニウム製である、ボス１６が設けられる。図２に示すとおり、圧力容器１０には、シェル１８に覆われたライナー２０（インナーポリマーライナー等）が形成される。例えば、シェル１８は、フィラメントが巻回された複合材シェルであってもよい。ライナー２０がガスバリアを提供する一方で、シェル１８は圧力容器１０にかかる構造負荷を解決する。

図２に、図１の線２‐２に沿って切断した、ボス１６を含む端部１４の部分断面図を示す。端部１４は、「フィラメント巻回圧力容器用ボス」という名称の米国特許第５，４２９，８４５号に開示されているような端部であり、米国特許第５，４２９，８４５号は、本出願に参照により援用する。ボス１６は、外側面２３とポート２６とを有するネック２２を備える。ポート２６は、ボス１６の外側面２３を垂直に横切り、圧力容器１０の外部環境１９と内部環境１７との間の流体連通を可能にする。また、ボス１６は、ネック２２のポート２６から径方向外側に延在するフランジ２４（環状フランジとして図示）を有する。図面のとおり、図２は、シェル１８とライナー２０との間のインターフェイス６０を示す。また、図２は、ライナー２０とボス１６との間のインターフェイス６２を示す。本開示では、内部環境１７を向いた面、方向、及び要素は、名称に「内側」と付して表記し、外部環境１９を向いた面、方向、及び要素は、名称に「外側」と付して表記する。こうした表記は限定的なものではなく、むしろ理解の便宜と容易化のために使用されるものであり、また、他の表記が使用されてもよい場合、及び／又は、適切である場合もある。

通常、ボス１６のフランジ２４は、ライナー２０の複数部分の間に収容される、及び／又は、ライナー２０とシェル１８との間に挟まれる。通常、シェル１８はネック２２に当接する。実施形態によっては、フランジ２４は、外側部３８と内側部３７とを有する。フランジ２４は、ライナー２０のタブ３４（環状タブ等）を収容するように形成された少なくとも１つの溝３２（環状溝として図示）を備えてもよい。この構成により、ボス１６が圧力容器１０に固定され、インターフェイス６２にてボス１６とライナー２０との間が封止される。

圧力容器１０の成形方法は、マンドレルにボスを設置することと、ライナー２０用の液体ポリマー材をフランジ２４の周囲及びボス１６の溝３２の内部に流し込むこととを含む。いくつかの実施形態では、その後ライナー材料が凝固することで、ライナー２０のうち、フランジ２４の外側部３８に隣接する部分３５及び、溝３２に収容されたタブ３４が形成される。このようにして、ライナー２０はボス１６と機械的に結合する。したがって、極圧条件下であっても、ライナー２０がボス１６から分離することが防止される。

通常、シェル１８は巻回された繊維で形成され、ライナー２０と、ボス１６のフランジ２４の少なくとも一部とを包囲する。一方法では、繊維のディスペンサーヘッドは、繊維を所望のパターンでライナー２０に巻き付けるように動く。圧力容器１０が球状ではなく円筒形である場合、繊維の巻回は通常、ほぼ長手方向（螺旋形）及びほぼ周方向（輪状形）の巻回パターンの両方で行われる。この巻回工程は、樹脂含有量、繊維構成、巻回張力、及びライナー２０の軸に対する巻回パターン等の、多数の要因によって定義される。好適な圧力容器の形成に関連する詳細は、「フィラメント巻回工程及び装置」という名称の米国特許第４，８３８，９７１に開示されており、米国特許第４，８３８，９７１号は、本出願に参照により援用する。
［発明の概要］
一局面では、ボスは、ネックと、当該ネックから径方向外側に延在するフランジとを備える。ネックは、当該ネックを貫通する孔を有し、孔は長軸を有する。フランジは、外側面と、内側面と、長軸から最も遠い位置に周囲面とを備える。周囲面は、内側面と外側面とを接続し、ボスのいずれかの半径に沿って第１周縁頂部と第２周縁頂部とを備え、第１周縁頂部は第２周縁頂部よりも外側面の近くに位置する。

別の局面では、圧力容器はボスとライナーとを備える。ボスは、ネックと、当該ネックから径方向外側に延在するフランジとを備える。ネックは、当該ネックを貫通する孔を有し、孔は長軸を有する。フランジは、外側面と、内側面と、長軸から最も遠い位置に周囲面とを備える。周囲面は、内側面と外側面とを接続し、ボスのいずれかの半径に沿って第１周縁頂部と第２周縁頂部とを備え、第１周縁頂部は第２周縁頂部よりも外側面の近くに位置する。ライナーは、ボス周囲面と結合する外周面を備え、外周面は第１周縁頂部及び第２周縁頂部と一致する輪郭を有する。

さらに別の局面では、ボスとライナーとを有する圧力容器の組み立て方法を説明する。ボスは、ネックと、当該ネックから径方向外側に延在するフランジとを備える。ネックは、当該ネックを貫通する孔を有し、孔は長軸を有する。フランジは、外側面と、内側面と、長軸から最も遠い位置に周囲面とを備える。周囲面は、内側面と外側面とを接続し、ボスのいずれかの半径に沿って第１周縁頂部と第２周縁頂部とを備え、第１周縁頂部は第２周縁頂部よりも外側面の近くに位置する。ライナーは、外周面を有する開口を有する。当該方法は、ボスをライナーの開口に挿入することと、ボスの周囲面がライナーの外周面と一致するように、ボスとライナーとを接続することとを含む。

本開示は、装置又は方法となる種々の組み合わせにおいて、以下に記載する項目を特徴としてもよい。

１．貫通した孔を有するネックであって、前記孔が長軸を有するネックと、前記ネックから径方向外側に延在するフランジと、を備えるボスであって、
前記フランジは、外側面と、内側面と、前記長軸から最も遠い位置に周囲面と、を備え、
前記周囲面は、前記内側面と前記外側面とを接続し、
前記周囲面は、前記ボスのいずれかの半径に沿って、第１周縁頂部と第２周縁頂部とを備え、
前記第１周縁頂部は、前記第２周縁頂部よりも前記外側面の近くに位置する、ボス。

２．前記周囲面が、螺旋形のねじ山を備える、項目１に記載のボス。

３．前記長軸と前記第１周縁頂部との間の第１の距離が、前記長軸と前記第２周縁頂部との間の第２の距離に等しい、項目１及び２のいずれかに記載のボス。

４．前記長軸と前記第１周縁頂部との間の第１の距離が、前記長軸と前記第２周縁頂部との間の第２の距離よりも短い、項目１から３のいずれかに記載のボス。

５．前記第１周縁頂部が前記第２周縁頂部よりも小さい、項目１から４のいずれかに記載のボス。

６．前記第１周縁頂部と前記第２周縁頂部とのうちの少なくとも１つが、ほぼ三角形の断面形状を有し、頂点で接する第１面と第２面とを備える、項目１から５のいずれかに記載のボス。

７．前記第１面と前記第２面とのうちの少なくとも１つが、長軸にほぼ垂直である、項目６に記載のボス。

８．前記第１周縁頂部と前記第２周縁頂部とのうちの少なくとも１つが、凸状に湾曲した形状を有する、項目１から７のいずれかに記載のボス。

９．前記第１周縁頂部と前記第２周縁頂部とが離間している、項目１から８のいずれかに記載のボス。

１０．ボスとライナーとを備えた圧力容器であって、
前記ボスは、貫通した孔を有するネックであって、前記孔が長軸を有するネックと、前記ネックから径方向外側に延在するフランジと、を備え、
前記フランジは、外側面と、内側面と、前記長軸から最も遠い位置に周囲面と、を備え、
前記周囲面は、前記内側面と前記外側面とを接続し、
前記周囲面は、前記ボスのいずれかの半径に沿って、第１周縁頂部と第２周縁頂部とを備え、前記第１周縁頂部は前記第２周縁頂部よりも前記外側面の近くに位置し、
前記ライナーは、前記ボスの前記周囲面と結合する外周面を備え、前記外周面は、前記第１周縁頂部と第２周縁頂部と一致する輪郭を有する、圧力容器。

１１．前記ボスが、前記フランジの外側面に環状タブを備え、前記ライナーが、前記タブを収容するように構成された溝を備える、項目１０に記載の圧力容器。

１２．前記タブ及び前記溝が、前記タブと前記溝とのインターフェイスにおいて締まり嵌めを行うように構成された、項目１１に記載の圧力容器。

１３．前記タブと前記溝との間に、ガスケットをさらに備える、項目１１及び１２のいずれかに記載の圧力容器。

１４．前記周囲面が、螺旋形のねじ山を備える、項目１０から１３のいずれかに記載の圧力容器。

１５．ボスとライナーとを備えた圧力容器の組み立て方法であって、
前記ボスは、貫通した孔を有するネックであって、前記孔が長軸を有するネックと、前記ネックから径方向外側に延在するフランジと、を備え、
前記フランジは、外側面と、内側面と、前記長軸から最も遠い位置に周囲面と、を備え、
前記周囲面は、前記内側面と前記外側面とを接続し、
前記周囲面は、前記ボスのいずれかの半径に沿って、第１周縁頂部と第２周縁頂部とを備え、前記第１周縁頂部は前記第２周縁頂部よりも前記外側面の近くに位置し、
前記ライナーは、外周面を有する開口を備え、
前記方法は、
前記ボスを、前記ライナーの前記開口に挿入することと、
前記ボスの前記周囲面が前記ライナーの前記外周面と一致するように、前記ボスと前記ライナーとを接続することと、を備える、方法。

１６．前記ボスと前記ライナーとを接続することが、前記ボスの前記周囲面と前記ライナーの前記外周面とをスナップ嵌合することを含む、項目１５に記載の方法。

１７．前記ボスと前記ライナーとを接続することが、前記ライナーの前記外周面から材料を除去するように、前記ボスの前記周囲面を前記ライナーの前記外周面に対して回転させることを含む、項目１５及び１６のいずれかに記載の方法。

１８．前記ボスを、前記長軸に沿って前記ライナーに対して前進させることをさらに含む、項目１７に記載の方法。

１９．前記ボスの前記周囲面と前記ライナーの前記外周面との間のインターフェイスにおいて、締まり嵌めを行うことをさらに含む、項目１５から１８のいずれかに記載の方法。

２０．前記ボスが前記開口を通過するように、前記ライナーを曲げることをさらに含み、前記開口の円周寸法が前記周囲面の円周寸法よりも小さい、項目１５から１９のいずれかに記載の方法。

本概要は、以下に発明の詳細な説明で詳述する本開示の概念を簡略に紹介するものである。本概要は、開示された主題又は請求項に係る主題の重要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、また、開示された実施形態のそれぞれについて、又は、開示された主題又は請求項に係る主題の実施の全てについて説明することを意図するものでもない。特に、本明細書に開示された一実施形態に関する特徴は、別の実施形態にも等しく適用可能であってよい。さらに、本概要は、請求項に係る主題の範囲を決定する裏付けとなることを意図するものではない。他の多くの新規の利点、特徴、及び関係が、本明細書を読み進める中で明らかになるであろう。後述する図面及び説明において、具体的な実施形態をより詳細に例示する。

添付の図面を参照して、本開示の主題を詳述する。添付の図面においては、同様の構造又はシステム要素は、複数の図面を通して同様の参照符号により参照される。さらに、類似した構造には、百番台の参照符号が付されている場合もある。

典型的な従来型の圧力容器の側面図を示す。 図１に示す圧力容器の一端を図１の線２‐２において切断した部分断面図であり、典型的なボス、ライナー、及びシェルを示す。 圧力容器における、ボス及びライナーによる好適なアセンブリの端部の部分断面図を示す。 図３の一部分の拡大図を示す。 図３に示す好適なボス及びライナーの構成部分の分解図を示す。 図５と類似するが、圧力容器のボス及びライナーの第２の好適な実施形態を示す。 図５、図６と類似するが、図６のボスを図５のライナーと共に使用した図を示す。 ボス及びガスケットによるアセンブリの部分断面図を示す。 中間形成工程における、ライナーの一部分の部分断面図を示す。 図１０Ａ～１０Ｅは、本開示のボスの周囲面の別の実施形態を示す。

上述した図面に、本開示の主題の１つ又はそれ以上の実施形態を示したが、本開示に記載のとおり、これら以外の実施形態も考えられる。いずれの場合にも、本開示は代表的な例を示すことによって本開示の主題を提示するものであり、限定を示すものではない。当業者によって、本開示の原理の範囲内に含まれる、多数のほかの変形例及び実施形態が考案され得ることは理解されるべきである。

上述した図面は原寸に比例して描かれていない場合がある。特に、明確化のために、いくつかの特徴をほかの特徴よりも拡大している場合がある。さらに、内側部、外側部、～の上方、～の下方、～を覆って、～の下、～の上部、～の下部、～側、右、左、水平な、垂直な、等の用語が使われる際には、これらの用語が説明の理解を容易にする目的でのみ使用されていることを理解されたい。開示の構造が別の向きで描かれる場合があることも考えられる。

図３から図１０Ｅに示す構成要素の向きは、図２の向きとは異なり、ボス１１６の外側面１２３が、ぞれぞれの図面の下側で水平な面となるように示されている。さらに、本開示のボス１１６は、半分しか図示されていない。図２のボス１６と同様に、ボス１１６はそれぞれ、概ね環状で放射相称の部材であると理解される。好適な実施形態では、ボス１１６は、長軸１５２を軸として径方向に対称な形状を有する。

図３に示すとおり、本開示では圧力容器用のボス１１６について記載する。ボス１１６は、ポート又は孔１２６が貫通したネック１２２を有する。孔１２６は長軸１５２を有する。ボス１１６は、ネック１２２から径方向外側に延在するフランジ１２４を有する。フランジ１２４は、外部環境１９に面した外側部１３８と、内部環境１７に面した内側部１３７とを有する。フランジ１２４における、孔１２６から最も遠い位置に、周囲面１２８が位置する。周囲面１２８は、フランジ１２４の外側部１３８と内側部１３７とを接続する。

図３から図１０Ｅでは、ボス１１６及び／又はライナー１２０の径方向断面図を示す。ボス１１６のいずれかの半径に沿って切断した断面図を見ると、周囲面１２８は周縁頂部１５８を有する。第１周縁頂部１５８´は、第２周縁頂部１５８´´よりもフランジ１２４の外側部１３８の近くに位置する。

図３、図４に示す好適な実施例では、周囲面１２８は螺旋形のねじ山を有する。したがって、ボス１１６のいずれかの半径に沿って切断した断面図では、第１周縁頂部１５８´及び第２周縁頂部１５８´´は離間して見えるが、立体的に見ると、第１周縁頂部１５８´と第２周縁頂部１５８´´とが周囲面１２８を中心とした螺旋状に接続している実施形態があると理解されたい。別の実施形態では、隣り合う周縁頂部１５８同士は、互いを隔てるねじ溝の谷によって離間された、個別の構造である。

アセンブリ１５０におけるボス１１６とライナー１２０との接着を確実にするために、ボス１１６をライナー１２０の既製のドーム状のライナー端部１１４に挿入し、焼き鈍してもよい。このような既製品は、例えば、鋳型加工や機械加工等の既知の手段によって得ることもできる。アセンブリ１５０の形成後に封止を強化させ、ライナー１２０に対するボス１１６の移動を防止するために、ライナー１２０の溝１３６に挿入されるボス１１６のタブ１３０等の付加的なロック機能をフランジ１２４の外側部１３８に備えてもよい。さらに、封止を強化させ、ライナー１２０に対するボス１１６の移動を防止するために、ボス１１６の環状溝１４０がライナー１２０の環状タブ１４２を収容するように構成することもできる。図３から図１０Ｅにはシェル１８を記載していないが、典型的な圧力容器では、このようなシェルは、ボス１１６及びライナー１２０によるアセンブリ１５０を覆って形成されることを理解されたい。

上述した概念は、結果的にボス１１６における応力集中を減少させるため、ボス１１６の潜在寿命が延びる。さらに、ライナー１２０の成形後にボス１１６をライナー１２０に固定することができる。好適な実施形態では、ねじ山として接続することができる頂部等の、周囲面１２８に設けられる構造は、フランジ１２４におけるポート１２６から最も離れた位置に設けられる。好適な実施形態では、ライナー１２０の開口１４４（図９に記載）は、フランジ１２４の周囲面１２８における外径よりも小さい。したがって、（例えば、図５から図７に示すように）ライナー１２０の内側１７からライナー１２０と接続可能な、大きなボスのフランジ１２４を通過させるために、通常、ライナー１２０は屈曲される。これにより、ボス１１６の周囲面１２８とライナー１２０の開口１４４とが連携する機械構造だけでなく、ボスのフランジ１２４に部分的に重なるライナー部１３５による、ボス１１６とライナー１２０との確実な接続を得ることができる。ねじ結合の代わりに、スナップロックによる結合を採用することも可能であると考えられる。

図４に、インターフェイス１６２における、ボス１１６とライナー１２０との結合部の拡大図を示す。図面に記載の実施形態では、フランジ１２４の外側面において、ボス１１６のタブ１３０とライナー１２０の溝１３６との締まり嵌めが形成される。図面に記載の実施形態では、ライナー１２０は、ボス１１６が嵌っていないときに、溝１３６の圧縮されていない面が点線１４６まで延在するように形成されている。ボス１１６とライナー１２０とが組み立てられると、ライナー１２０の溝１３６の当該延在部分がボス１１６のタブ１３０によって圧縮される。このようにして、この締まり嵌めは、ボス１１６のタブ１３０とライナー１２０の溝１３６とのインターフェイスにて、ボス１１６とライナー１２０との間を頑強に封止する。

図８に、追加又は代替して使用できる別の機構を示す。図８では、フランジ１２４の外側部１３８における面、つまりライナー１２０に隣接する部分１３５に、封止体１４８が示されている。一実施形態では、このような封止体１４８を環状ガスケットとして形成してもよい。別の実施形態では、封止体１４８は、フランジ１２４及び／又は部分１３５に、例えば、コーティング又はコーキング材の層として形成することもできる。

図３に示すとおり、ボス１１６とライナー１２０とのアセンブリ１５０は、図２を参照して上述した方法によって形成することができる。つまり、ボス１１６の複数部分の周囲にライナー溶融材料が流入されることで、溶融材料がフランジ１２４に密着する。別の製造方法では、ライナー１２０はボス１１６とは別に製造された既製品でもよい。このような既製品は、例えば、鋳型加工や機械加工等の既知の手段によって得ることもできる。図５から図７に、連携してアセンブリ１５０を形成するボス１１６，１１６´及びライナー１２０，１２０´の実施形態をいくつか示す。好適な方法では、ボス１１６は、ライナー１２０の内側１７から取り付けられるように、ライナー１２０の開口１４４に挿入される。特に、開口１４４の円周寸法がフランジ１２４の円周寸法よりも小さい場合（例えば、周囲面１２８において、軸１５２から直角に採寸する）開口１４４へのボス１１６の挿入に、ライナー１２０の屈曲を伴う実施形態もある。本開示の記載にあるように、「円周の」、及び「円周」等の用語は、円又は円ではない形状の周囲について言及するものであり、当該形状には多角形、長円形、楕円形、及びこれらに実質的に近い形状を含む。

一実施形態では、インターフェイス１６２におけるボス１１６及びライナー１２０の面は、ボス１１６とライナー１２０とのスナップ嵌合を可能にする連携構造特性を有して形成されている（例えば、補完要素の通路を共同で提供するために、連携要素同士が屈曲した後屈曲前の姿勢に戻る）。別のアセンブリ方法では、ねじ山付き周囲面１２８を有するボス１１６は、開口１４４に挿入されながらライナー１２０の開口１４４にボス１１６に対応する連携特性を形成するタップとして使用できる。このようなアセンブリ方法では、ボス１１６は、方向１５４に向かってライナー１２０に挿入されながら、自らの長軸１５２（ポート１２６の中心を通る）を中心として回転することになる。この回転と軸方向の前進運動の組み合わせにより、ねじ山付き周囲面１２８は、ライナー１２０の開口１４４の外周面１６０においてライナー材料を部分的に彫り出し、連結したインターフェイス１６２を形成する。

図５に、長軸１５２とほぼ平行に配置されたねじ山付き周囲面１２８を有するボス１１６を示す。さらに、ライナー１２０の開口１４４の外周面１６０も、長軸１５２とほぼ平行である。図６には、長軸１５２に対して傾斜したねじ山付き周囲面１２８´を有するボス１１６´を含む構成要素を示す。ライナー１２０´は、補完的に傾斜した外周面１６０´を有する開口１４４´を有する。図７には、傾斜したねじ山付き周囲面１２８´を有する図６のボス１１６´を、長軸１５２とほぼ平行な外周面１６０を有する開口１４４を有するライナー１２０とともに示す。したがって、図７のボス１１６´とライナー１２０とによるアセンブリでは、周囲面１２８´と外周面１６０との間のインターフェイス１６２において、頑強な封止を得るために、部分的に締まり嵌めが行われる。

図３及び図４に示すとおり、アセンブリ１５０においてボス１１６とライナー１２０とが取り付けられて、圧力容器の少なくとも一部を形成するとき、ライナー１２０の外周面１６０はインターフェイス１６２にてボス１１６の周囲面１２８と結合する。外周面１６０は、周囲面１２８の輪郭（例えば、周縁頂部１５８）と一致する輪郭を有する。外周面１６０は、このような輪郭を有して製造されてもよい。別の実施形態では、ボス１１６とライナー１２０とが組み立てられるとともに、外周面１６０に輪郭が形成される。

図９に、中間形成工程におけるライナー１２０を示す。ここでは、ライナー１２０´´の鋳造部分に、鋳型の空洞に注入したライナー材料で形成した脚１５６を備える。こうした空洞は、過剰なライナー材料を収容するように設けられている。ライナー１２０を鋳造する際の過剰なライナー材料が、気泡、隙間、及びその他の鋳造における不規則性を除去するのに役立つため、結果として、開口１４４における表面の鋳造に高い正確性が確保される。ライナー１２０´´の鋳造と硬化後、脚１５６は、所望の形状に形成された完成品のライナー１２０から、切断又は破壊して取り除かれる。

図１０Ａから図１０Ｅに、本開示のボス１１６ａから１１６ｅそれぞれの、頂部が形成された周囲面１２８ａから１２８ｅの実施形態を示す。いくつかの変形例は明確に図示されているが、ほかの構成も取り得ることが考えられる。

図１０Ａに、有効径が可変であるねじ山が形成されたねじ山付き周囲面１２８ａを有するボス１１６ａを示す。例えば、第１周縁頂部１５８ａ´は、第２周縁頂部１５８ａ´´よりも小さい。図５に示すとおり、この形状のねじ山は、ねじ山が形成されていないプラスチック製のライナー１２０への、ボス１１６ａの取り付けを容易にする。この場合、ボス１１６ａがライナー１２０の開口１４４にねじ入れられるときに、ねじ山付き周囲面１２８ａはライナー１２０に補完的な溝を彫る。導入部となるねじ山１５８ａ´は他より小さく、ライナーの開口１４４へのボス１１６ａの挿入を容易にするため、より大きなねじ山１５８ａ´´を誘導する役割を持つ。径方向断面図における第１周縁頂部１５８ａ´と第２周縁頂部１５８ａ´´との離間状態から分かるように、この実施形態にはピッチの減少も含まれる。このようにピッチが減少又は低減されたねじは、ライナー１２０の開口１４４内にボス１１６ａを取り付ける際に、あまり回転を必要としない。結果として、アセンブリ１５０を形成するのに必要な組立て時間を削減できる。

図１０Ｂに、図６及び図７を参照して説明したように、傾斜したねじ山付き周囲面１２８ｂを有するボス１１６ｂを示す。周囲面１２８ｂがこのように傾斜することで、第１周縁頂部１５８ｂ´は第２周縁頂部１５８ｂ´´よりも長軸１５２に近くなる（図７参照）。図７を参照して示したとおり、この種のねじの構成によると、面１２８ｂとライナー１２０の外周面１６０とが干渉することにより、インターフェイス１６２において発揮し得る封止能力が向上する。

図１０Ｃに示すボス１１６ｃは、少数の離間したねじ山、つまり頂部１５８、が形成されたねじ山付き周囲面１２８ｃを有する。したがって、径方向断面図において、第１周縁頂部１５８ｃ´と第２周縁頂部１５８ｃ´´とは離間している。このようにピッチが減少又は低減されたねじは、ライナー１２０の開口１４４内にボス１１６ｅを取り付ける際に、さらに少ない回転しか必要としない。結果として、アセンブリ１５０を形成するのに必要な組立て時間を削減できる。

図１０Ｄに、鋸歯ねじが形成されたねじ山付き周囲面１２８ｄを有するボス１１６ｄを示す。周縁頂部１５８ｄそれぞれの表面が、長軸１５２にほぼ垂直であるため、図４に示す標準的な構成のねじ山付き周囲面１２８よりも、インターフェイス１６２におけるせん断面の接触が大きい。したがって、ひとたびライナー１２０の開口１４４内に取り付けられると、このねじ山１５８ｄの構造は、挿入方向１５４とは逆の方向に向かってライナー１２０からの離脱に抵抗する。この設計により、一方向への軸方向負荷容量が増大する。そのため、シェル１８を形成するフィラメント巻回工程中及び圧力容器１０の稼動寿命中、ボス１１６ｄとライナー１２０との接続は頑強であり続ける。

図１０Ａから図１０Ｄの実施形態において、周縁頂部１５８ａから周縁頂部１５８ｄは、それぞれほぼ三角形の断面形状を有し、頂点で接する第１面と第２面とを備える。しかしながら、頂部のほかの構成もあり得る。

例えば、図１０Ｅは、丸ねじ山が形成されたねじ山付き周囲面１２８ｅを有するボス１１６ｅを示すものであり、周縁頂部１５８ｅは、鋭角というよりも凸状に湾曲した縁部を有する。この構成により、ねじ山付き面１２８ｅとライナー１２０の開口１４４との間のインターフェイス１６２にかかる圧力を低減することができ、したがって、ライナー１２０のプラスチック材料に欠陥が形成されることを防ぐことができる。

本開示の主題をいくつかの実施形態を参照して説明したが、本開示の範囲から逸脱することなく形状又は詳細に変更を加えてもよいことは、当業者には明らかであろう。また、一実施形態に関して開示されたあらゆる特徴又は説明は、他の実施形態においても適用でき、また、組み込まれてもよく、その逆も同様である。

Claims (13)

1. 貫通した孔を有するネックであって、前記孔が長軸を有するネックと、前記ネックから径方向外側に延在するフランジと、を備えるボスであって、
   前記フランジは、
   外側面と、
   内側面と、
   前記長軸から最も遠い位置に周囲面と、を備え、
   前記周囲面は、前記内側面と前記外側面とを接続し、
   前記周囲面は、螺旋形のねじ山を備え、前記ボスのいずれかの半径に沿って、前記螺旋形のねじ山は、第１周縁頂部と第２周縁頂部とを備え、
   前記第１周縁頂部は、前記第２周縁頂部よりも前記外側面の近くに位置する、ボス。
2. 前記周囲面が、前記長軸に対して、略平行である、請求項１に記載のボス。
3. 断面領域において前記長軸と前記第１周縁頂部との間の第１の距離が、前記長軸と前記第２周縁頂部との間の第２の距離よりも短い、請求項１に記載のボス。
4. 前記第１周縁頂部が前記第２周縁頂部よりも小さい、請求項１～３のいずれか１項に記載のボス。
5. 請求項１に記載のボスとライナーとを備えた圧力容器であって、
   前記ライナーは、前記ボスの前記周囲面と結合する外周面を備え、
   前記外周面は、前記第１周縁頂部と第２周縁頂部と一致する輪郭を有する、圧力容器。
6. 前記ボスが、前記フランジの外側面に環状タブを備え、前記ライナーが、前記タブを収容するように構成された溝を備える、請求項５に記載の圧力容器。
7. 前記タブ及び前記溝が、前記タブと前記溝とのインターフェイスにおいて締まり嵌めを行うように構成された、請求項６に記載の圧力容器。
8. 前記タブと前記溝との間に、ガスケットをさらに備える、請求項６又は７に記載の圧力容器。
9. 請求項１に記載のボスとライナーとを備えた圧力容器の組み立て方法であって、
   前記方法は、
   前記フランジが前記開口を通過するように、前記ライナーを曲げることを含み、前記開口が前記周囲面の円周寸法よりも小さい円周寸法を有していて、
   前記ボスを、前記ライナーの前記開口に挿入することと、
   前記ボスの前記周囲面が前記ライナーの前記外周面と一致するように、前記ボスと前記ライナーとを接続することと、を含む方法。
10. 前記ボスと前記ライナーとを接続することが、前記ボスの前記周囲面と前記ライナーの前記外周面とをスナップ嵌合することを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記ボスと前記ライナーとを接続することが、前記ライナーの前記外周面から材料を除去するように、前記ボスの前記周囲面を前記ライナーの前記外周面に対して回転させることを含む、請求項９に記載の方法。
12. 前記ボスを、前記長軸に沿って前記ライナーに対して前進させることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記ボスの前記周囲面と前記ライナーの前記外周面との間のインターフェイスにおいて、締まり嵌めを行うことをさらに含む、請求項９～１２のいずれか１項に記載の方法。

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