JP7328766B2

JP7328766B2 - pressure vessel

Info

Publication number: JP7328766B2
Application number: JP2019023743A
Authority: JP
Inventors: 優介大脇; 浩一郎林; 恭範野坂
Original assignee: Toyota Motor Corp; FTS Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; FTS Co Ltd
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2023-08-17
Anticipated expiration: 2039-02-13
Also published as: JP2020133665A

Description

本発明は、圧力容器に関するものである。 The present invention relates to pressure vessels.

特許文献１には、ブロー成形された合成樹脂製のライナーと、口金と、繊維強化樹脂層とを備えた圧力容器が開示されている。ライナーは、円筒形をなす胴部と、胴部の両端部から径方向内側へ延出したドーナツ状の肩部と、肩部の中心孔から軸線方向へ円筒状に突出したネック部とを有する。口金は、円形をなし、肩部とネック部の外面に密着する形態でライナーに取り付けられている。繊維強化樹脂層は、ライナーの外面と口金の外面を密着状態で包囲するように成形されている。 Patent Literature 1 discloses a pressure vessel including a blow-molded synthetic resin liner, a mouthpiece, and a fiber-reinforced resin layer. The liner has a cylindrical body, donut-shaped shoulders extending radially inward from both ends of the body, and a neck cylindrically projecting axially from a center hole of the shoulder. . The mouthpiece is circular and is attached to the liner in a form that closely contacts the outer surfaces of the shoulder and neck portions. The fiber-reinforced resin layer is molded so as to surround the outer surface of the liner and the outer surface of the mouthpiece in close contact.

特開２０１３－１３７０９２号公報JP 2013-137092 A

ライナーをブロー成形した場合、ライナーのうち胴部より小径となる肩部とネック部に連なる部位は、一対の金型の間で密着するように挟み付けられてバリとなる。そして、金型を型締めする際に、肩部の内面のうちバリの両端部に連なる部位に、クレーター状の異形部が発生する。この異形部はライナーに変形が生じたときに応力が集中する部位である。異形部における応力の集中を回避する手段としては、肩部のうち異形部の形成部位を口金で覆い、その部位の変形を抑制することが考えられる。しかし、そうすると、口金の外径が大きくなり、その分、圧力容器の重量が大きくなる。 When the liner is blow-molded, the portion of the liner that is smaller in diameter than the body and connected to the shoulder portion and the neck portion is tightly sandwiched between a pair of molds to form burrs. Then, when the mold is clamped, a crater-shaped deformed portion is generated at a portion of the inner surface of the shoulder portion that is connected to both ends of the burr. This deformed portion is a portion where stress is concentrated when the liner is deformed. As means for avoiding the concentration of stress in the irregularly shaped portion, it is conceivable to cover the portion of the shoulder portion where the irregularly shaped portion is formed with a mouthpiece to suppress the deformation of that portion. However, this increases the outer diameter of the mouthpiece and increases the weight of the pressure vessel accordingly.

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、重量化を回避しながら、ブロー成形により生じる異形部への応力集中を低減することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been completed based on the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce stress concentration on deformed parts caused by blow molding while avoiding weight increase.

本発明は、
合成樹脂材料からなり、円筒形の胴部の端部に略円環状の肩部が連なった形態のブロー成形品であるライナーと、
ブロー成形により前記肩部の内面に形成され、クレーター状に屈曲した凹凸形状の異形部と、
前記肩部の外面の一部のみに当接した状態で、前記ライナーに対し同心状に取り付けられた口金と、を備え、
前記口金の外周縁部は、周方向において前記異形部と対応する部位のみを押え部として径方向外方へ突出させた形態であり、
前記肩部における前記異形部の形成部位に前記押え部が当接されていることを特徴とする。
The present invention
a liner, which is a blow-molded product made of a synthetic resin material and having a substantially annular shoulder connected to the end of a cylindrical body;
a crater-shaped concave-convex deformed portion formed on the inner surface of the shoulder portion by blow molding;
a mouthpiece concentrically attached to the liner while abutting only a portion of the outer surface of the shoulder,
The outer peripheral edge portion of the mouthpiece has a form in which only a portion corresponding to the deformed portion in the circumferential direction protrudes radially outward as a pressing portion,
It is characterized in that the holding portion is in contact with a portion of the shoulder portion where the deformed portion is formed.

肩部のうち異形部の形成部位は、口金の押え部により変形を抑制されるので、応力の集中が低減されている。口金の外周縁部は、周方向において異形部と対応する部位のみが部分的に押え部として径方向外方へ突出した形態なので、周方向において異形部が形成されていない領域まで覆う大きさを有する円形の口金に比べると、本発明の口金は軽量である。 The portion of the shoulder where the deformed portion is formed is restrained from being deformed by the pressing portion of the mouthpiece, so stress concentration is reduced. Since the outer peripheral edge of the mouthpiece has a shape in which only the portion corresponding to the deformed portion in the circumferential direction protrudes radially outward as a holding portion, the size of the mouthpiece is large enough to cover the region where the deformed portion is not formed in the circumferential direction. The base of the present invention is lighter in weight than the circular base provided.

実施例１の圧力容器の斜視図The perspective view of the pressure vessel of Example 1 ライナーから第１口金と第２口金を外した状態をあらわす斜視図Perspective view showing a state in which the first cap and the second cap are removed from the liner. 圧力容器の上端部の部分拡大正断面図Partial enlarged cross-sectional view of the upper end of the pressure vessel 圧力容器の下端部の部分拡大正断面図Partial enlarged cross-sectional view of the lower end of the pressure vessel ライナーの成形工程をあらわす部分拡大正断面図Partially enlarged cross-sectional view showing the liner molding process ライナーの成形工程をあらわす部分拡大側断面図Partially enlarged side cross-sectional view showing the liner molding process

本発明は、前記肩部の外面のうち前記押え部の当接領域と周方向に隣接する位置には、軸線方向に立ち上げた形態であり前記押え部に対し周方向に当接する側壁部が形成されていてもよい。この構成によれば、押え部と側壁部との当接により、口金とライナーとの相対回転を規制することができる。 According to the present invention, a side wall portion which is raised in the axial direction and is in contact with the pressing portion in the circumferential direction is provided on the outer surface of the shoulder portion at a position circumferentially adjacent to the contact area of the pressing portion. may be formed. According to this configuration, the relative rotation between the mouthpiece and the liner can be restricted by the contact between the pressing portion and the side wall portion.

本発明は、前記肩部の外面には、前記口金の外周縁部に当接する周壁部が形成されていてもよい。この構成によれば、口金の外周縁部を周壁部に当接させることにより、ライナーに対する口金の径方向への相対変位を規制することができる。 In the present invention, a peripheral wall portion may be formed on the outer surface of the shoulder portion so as to abut on the outer peripheral edge portion of the mouthpiece. According to this configuration, by bringing the outer peripheral edge portion of the mouthpiece into contact with the peripheral wall portion, the relative displacement of the mouthpiece with respect to the liner in the radial direction can be restricted.

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１～図６を参照して説明する。尚、以下の説明において、上下の方向については、図１～６にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。前後及び左右の方向については、図３～５にあらわれる向きを、そのまま左方、右方と定義する。 <Example 1>
A first embodiment embodying the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. In the following description, with respect to the vertical direction, the directions appearing in FIGS. 1 to 6 are defined as upward and downward as they are. Regarding the front-rear and left-right directions, the directions appearing in FIGS. 3 to 5 are defined as left and right as they are.

本実施例１の圧力容器Ａは、合成樹脂製のライナー１０と、第１口金２０（請求項に記載の口金）と、第２口金２３（請求項に記載の口金）と、繊維強化樹脂層２７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。 The pressure vessel A of Example 1 includes a synthetic resin liner 10, a first mouthpiece 20 (a mouthpiece described in claims), a second mouthpiece 23 (a mouthpiece described in claims), and a fiber reinforced resin layer. 27. The pressure vessel A is mounted on a fuel cell vehicle or a natural gas vehicle and used as a filling vessel for high-pressure hydrogen gas or natural gas.

ライナー１０は、胴部１１と、上下一対の肩部１２と、上下一対の首部１３を有する単一部材である。胴部１１は、径寸法が全長に亘ってほぼ一定の円筒状をなし、軸線方向をライナー１０と同じく上下方向に向けている。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１４となっている。補強リングは、首部１３の内周に密着した形態でライナー１０と一体化されている。 The liner 10 is a unitary member having a body portion 11, a pair of upper and lower shoulder portions 12, and a pair of upper and lower neck portions 13. As shown in FIG. The body portion 11 has a cylindrical shape with a substantially constant diameter over the entire length, and the axial direction is oriented vertically like the liner 10 . The interior of the liner 10 is a storage space 14 for storing fluid (hydrogen gas, natural gas, etc.). The reinforcing ring is integrated with the liner 10 in a form that is closely attached to the inner circumference of the neck portion 13 .

上側の肩部１２は、胴部１１の上端部に連なり、胴部１１と同心状の円環形（ドーム状）をなす。上側の首部１３は、肩部１２の中心孔から軸線方向上方へ突出した形態であり、胴部１１及び肩部１２と同心の略円筒状をなす。上側の首部１３は、上端部が閉塞された非貫通形態である。 The upper shoulder portion 12 continues to the upper end portion of the body portion 11 and forms an annular shape (dome shape) concentric with the body portion 11 . The upper neck portion 13 protrudes axially upward from the center hole of the shoulder portion 12 and has a substantially cylindrical shape concentric with the body portion 11 and the shoulder portion 12 . The upper neck 13 has a non-penetrating form with a closed upper end.

上端側の肩部１２の内面（下面）には、左右一対の異形部１５が形成されている。異形部１５は、後述するブロー成形の工程において形成されるものであり、クレーター状若しくはえくぼ状に屈曲した凹凸形状をなしている。異形部１５は、後述するブロー成形工程においてパリソンＰのうち金型３０で挟み付けられてバリＢとなる部位の左右両端部に近い位置、即ち肩部１２の外周縁に近い位置に形成される。径方向において、異形部１５は、胴部１１と首部１３との間に配されている。 A pair of left and right deformed portions 15 are formed on the inner surface (lower surface) of the shoulder portion 12 on the upper end side. The deformed portion 15 is formed in a blow molding process, which will be described later, and has an uneven shape bent like a crater or a dimple. The deformed portion 15 is formed at a position near both left and right ends of a portion of the parison P that becomes the burr B by being sandwiched between the molds 30 in the blow molding process to be described later, that is, at a position near the outer peripheral edge of the shoulder portion 12. . In the radial direction, the deformed portion 15 is arranged between the body portion 11 and the neck portion 13 .

上端側の肩部１２のうち周方向において異形部１５の形成部位を両側から挟む位置には、夫々、一対の側壁部１６が形成されている。異形部１５は一対形成されているので、側壁部１６は二対形成されている。対をなす側壁部１６は、肩部１２の外面（上面）から上方（ライナー１０の軸線と平行な方向）へ立ち上がった形態である。肩部１２の上面には、対をなす側壁部１６の間に区画された嵌合凹部１７（請求項に記載の肩部における異形部の形成部位）が形成されている。肩部１２をライナー１０の軸線と平行に視たときの平面視において、異形部１５は嵌合凹部１７の形成領域内に位置している。 A pair of side wall portions 16 are formed at positions sandwiching the formation portion of the deformed portion 15 from both sides in the circumferential direction of the shoulder portion 12 on the upper end side. Since a pair of deformed portions 15 are formed, two pairs of side wall portions 16 are formed. The paired side wall portions 16 are configured to rise upward (in a direction parallel to the axis of the liner 10) from the outer surface (upper surface) of the shoulder portion 12. As shown in FIG. The upper surface of the shoulder portion 12 is formed with a fitting recess 17 defined between the pair of side wall portions 16 (formation portion of the deformed portion of the shoulder portion described in claims). In a plan view when the shoulder portion 12 is viewed parallel to the axis of the liner 10 , the deformed portion 15 is positioned within the formation area of the fitting recess 17 .

上端側の肩部１２の外面（上面）には、首部１３を同心状に包囲するように立ち上がる一対の周壁部１８が形成されている。一対の周壁部１８は、ライナー１０と同心状の円弧形をなす。周壁部１８の周方向における端部は、側壁部１６の径方向における内側の端部に対し略直角をなすように連なっている。肩部１２の上面には、一対の周壁部１８で囲まれるように区画された円形の収容凹部１９が形成されている。収容凹部１９の外周における左右両端部には、一対の嵌合凹部１７が連なっている。換言すると、収容凹部１９の外周から一対の嵌合凹部１７が径方向外方へ突き出した形態となっている。 A pair of peripheral wall portions 18 are formed on the outer surface (upper surface) of the shoulder portion 12 on the upper end side so as to concentrically surround the neck portion 13 . A pair of peripheral wall portions 18 are arcuate and concentric with the liner 10 . The circumferential end of the peripheral wall portion 18 is connected to the radially inner end of the side wall portion 16 so as to form a substantially right angle. A circular accommodation recess 19 is formed on the upper surface of the shoulder 12 so as to be surrounded by a pair of peripheral walls 18 . A pair of fitting recesses 17 are connected to both left and right ends of the outer periphery of the housing recess 19 . In other words, the pair of fitting recesses 17 protrude radially outward from the outer periphery of the accommodation recess 19 .

下側の肩部１２は、胴部１１の下端部に連なり、胴部１１と同心状の円環形（ドーム状）をなす。下側の首部１３は、肩部１２の中心孔から軸線方向下方へ突出した形態であり、胴部１１及び肩部１２と同心の略円筒状をなす。下側の首部１３は上下に貫通した形態である。この下端側の肩部１２にも、上端側の肩部１２と同様、左右一対の異形部１５と、一対の側壁部１６と、嵌合凹部１７と、周壁部１８と、収容凹部１９が形成されている。 The shoulder portion 12 on the lower side continues to the lower end portion of the body portion 11 and forms an annular shape (dome shape) concentric with the body portion 11 . The lower neck portion 13 protrudes axially downward from the center hole of the shoulder portion 12 and has a substantially cylindrical shape concentric with the body portion 11 and the shoulder portion 12 . The neck portion 13 on the lower side is vertically penetrated. Similarly to the shoulder portion 12 on the upper end side, the shoulder portion 12 on the lower end side is also formed with a pair of left and right deformed portions 15, a pair of side wall portions 16, a fitting recess 17, a peripheral wall portion 18, and a housing recess 19. It is

上述したように、ライナー１０は、押出機（図示省略）と一対の金型３０を用いてブロー成形法により成形されている。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。 As described above, the liner 10 is molded by blow molding using an extruder (not shown) and a pair of molds 30 . As the material of the liner 10, mixed resin of high density polyethylene (HDPE) and ethylene-vinyl alcohol copolymer resin (EVOH), polyamide resin, polypropylene resin, or the like is used.

一対の金型３０は、前後対称且つ左右対称な構造である。図５，６に示すように、各金型３０は、夫々、前後方向に移動する金型本体３１と、金型本体３１の上端部に取り付けられたスライド型３２と、金型本体３１の下端部に取り付けられたスライド型３２（図示省略）とを備えて構成されている。スライド型３２は、金型本体３１に対して相対的に上下方向（パリソンＰ及びライナー１０の軸線方向と平行な方向）へ移動し得るようになっている。スライド型３２は、肩部１２の外面（上面）のうち収容凹部１９、周壁部１８、嵌合凹部１７及び側壁部１６を含む中心側の円形領域を成形する。下側のスライド型３２も同様の機能を有する。 The pair of molds 30 has a front-rear symmetrical and left-right symmetrical structure. As shown in FIGS. 5 and 6, each mold 30 includes a mold main body 31 that moves in the front-rear direction, a slide mold 32 attached to the upper end of the mold main body 31, and a lower end of the mold main body 31. and a slide mold 32 (not shown) attached to the part. The slide mold 32 can move in the vertical direction (direction parallel to the axial direction of the parison P and the liner 10) relative to the mold main body 31. As shown in FIG. The slide mold 32 forms a central circular region of the outer surface (upper surface) of the shoulder portion 12 including the housing recess 19 , the peripheral wall portion 18 , the fitting recess 17 and the side wall portion 16 . The lower slide mold 32 also has a similar function.

ライナー１０の成形に際しては、ブロー成形機（図示省略）から略円筒形のパリソンＰが軸線を上下方向に向けて下向きに押し出される。押し出されたパリソンＰ内には下方からロッド（図示省略）が収容される。そして、一対の金型３０を前後からパリソンＰを挟むように移動させて型締めし、ロッドを通して供給された加圧エアにより、パリソンＰを金型３０のキャビティ内面に密着させる。 When molding the liner 10, a substantially cylindrical parison P is extruded downward from a blow molding machine (not shown) with its axis directed vertically. A rod (not shown) is accommodated in the extruded parison P from below. Then, the pair of molds 30 are moved from front to back so as to sandwich the parison P, and the molds are clamped.

この後、パリソンＰが固化すれば、金型３０によるライナー１０の成形工程が完了する。ライナー１０が固化した後に金型３０を型開きする際には、まず、上側の一対のスライド型３２を上方へ移動させるとともに、下側の一対のスライド型３２を下方へ移動させる。これにより、金型３０が側壁部１６及び周壁部１８と干渉することを回避する。この後、一対の金型本体３１を前後方向に離間するように移動させ、ライナー１０を取り出す。 After that, when the parison P is solidified, the molding process of the liner 10 by the mold 30 is completed. When opening the mold 30 after the liner 10 is solidified, first, the upper pair of slide dies 32 are moved upward, and the lower pair of slide dies 32 are moved downward. This prevents the mold 30 from interfering with the side wall portion 16 and the peripheral wall portion 18 . After that, the pair of mold bodies 31 are moved apart in the front-rear direction, and the liner 10 is taken out.

型締めしたときには、パリソンＰのうち肩部１２の外面及び首部１３の外周面に連なる部位が、前後一対の金型３０の間で押し潰される。そのため金型３０からライナー１０を取り出しときには、金型３０で押し潰された部位が、肩部１２の外面及び首部１３の外周面に連なるバリＢとして残る。このバリＢを除去すると、除去した痕に左右一対のパーティングライン２８が形成される（図１，２を参照）。上記した異形部１５は、パリソンＰのうち金型３０で押し潰された部位と、加圧により拡径変形する肩部１２の外周縁部との境界に形成される。したがって、パーティングライン２８は、肩部１２の外面のうち異形部１５の形成部位（嵌合凹部１７）を通過する。 When the molds are clamped, portions of the parison P that are continuous with the outer surface of the shoulder portion 12 and the outer peripheral surface of the neck portion 13 are crushed between the front and rear pair of molds 30 . Therefore, when the liner 10 is taken out from the mold 30 , the portion crushed by the mold 30 remains as a burr B continuous with the outer surface of the shoulder portion 12 and the outer peripheral surface of the neck portion 13 . When this burr B is removed, a pair of left and right parting lines 28 are formed in the removed mark (see FIGS. 1 and 2). The deformed portion 15 described above is formed at the boundary between the portion of the parison P that was crushed by the mold 30 and the outer peripheral edge portion of the shoulder portion 12 that deforms and expands in diameter due to pressure. Therefore, the parting line 28 passes through the portion of the outer surface of the shoulder portion 12 where the deformed portion 15 is formed (fitting recess 17).

図２，３に示すように、第１口金２０は、軸線を上下方向に向けた円柱状をなす第１本体部２１と、第１本体部２１の軸線方向両端部のうち基端部（下端部）から径方向外方へ突出した左右一対の第１押え部２２（請求項に記載の押え部）とを備えた単一部品である。第１本体部２１の基端部の外周縁は、第１口金２０及びライナー１０と同心の円形をなす。一対の第１押え部２２は、第１本体部２１の基端部の外周縁から径方向外方へ突出した形態である。 As shown in FIGS. 2 and 3, the first base 20 includes a first main body portion 21 having a columnar shape with an axis directed in the vertical direction, and a base end portion (lower end portion) of both ends of the first main body portion 21 in the axial direction. It is a single component provided with a pair of left and right first pressing portions 22 (pressing portions described in the claims) projecting radially outward from the first pressing portion 22 (pressing portion described in the claims). The outer peripheral edge of the base end portion of the first body portion 21 forms a circular shape concentric with the first mouthpiece 20 and the liner 10 . The pair of first pressing portions 22 protrude radially outward from the outer peripheral edge of the base end portion of the first main body portion 21 .

第１口金２０は、ライナー１０の上端部に取り付けられ、上側の肩部１２の外面を密着状態で覆っている。第１口金２０をライナー１０に取り付けた状態では、第１本体部２１の基端部が収容凹部１９内に嵌合されている。第１本体部２１（第１口金２０）の外周縁は、周壁部１８に対し径方向内側から密着している。また、一対の第１押え部２２が一対の嵌合凹部１７に嵌合される。第１押え部２２の下面は、嵌合凹部１７の上面（肩部１２のうち異形部１５が形成されている内面とは反対側の外面）に当接している。また、各第１押え部２２の径方向に延びる外側面は、一対の側壁部１６に対し周方向に当接している。 The first mouthpiece 20 is attached to the upper end of the liner 10 and covers the outer surface of the upper shoulder 12 in close contact. When the first mouthpiece 20 is attached to the liner 10 , the base end of the first body portion 21 is fitted into the housing recess 19 . The outer peripheral edge of the first main body portion 21 (first mouthpiece 20) is in close contact with the peripheral wall portion 18 from the inside in the radial direction. Also, the pair of first pressing portions 22 are fitted into the pair of fitting recesses 17 . The lower surface of the first pressing portion 22 is in contact with the upper surface of the fitting recess 17 (the outer surface of the shoulder portion 12 opposite to the inner surface on which the deformed portion 15 is formed). The radially extending outer surface of each first pressing portion 22 is in contact with the pair of side wall portions 16 in the circumferential direction.

図２，４に示すように、第２口金２３は、軸線を上下方向に向けた円筒状をなす第２本体部２４と、第２本体部２４の軸線方向両端部のうち上端部から径方向外方へ張り出した左右一対の第２押え部２５（請求項に記載の押え部）とを備えた単一部品である。第２本体部２４の基端部の外周縁は、第２口金２３及びライナー１０と同心の円形をなす。一対の第２押え部２５は、第２本体部２４の基端部の外周縁から径方向外方へ突出した形態である。第２本体部２４の内周には雌ネジ部２６が形成され、雄ネジ部にはバルブ（図示省略）がねじ込みにより取り付けられるようになっている。 As shown in FIGS. 2 and 4, the second mouthpiece 23 includes a second main body portion 24 having a cylindrical shape with its axis directed in the vertical direction, and a radial It is a single component provided with a pair of left and right second pressing portions 25 (pressing portions described in the claims) projecting outward. The outer peripheral edge of the base end portion of the second body portion 24 forms a circular shape concentric with the second mouthpiece 23 and the liner 10 . The pair of second pressing portions 25 protrude radially outward from the outer peripheral edge of the base end portion of the second body portion 24 . A female screw portion 26 is formed on the inner periphery of the second body portion 24, and a valve (not shown) is attached to the male screw portion by screwing.

第２口金２３は、ライナー１０の上端部に取り付けられ、下側の肩部１２の外面を密着状態で覆っている。第２口金２３をライナー１０に取り付けた状態では、第２本体部２４の基端部が収容凹部１９内に嵌合されている。第２本体部２４（第２口金２３）の外周縁は、周壁部１８に対し径方向内側から密着している。また、一対の第２押え部２５が一対の嵌合凹部１７に嵌合される。第２押え部２５の上面は、嵌合凹部１７の下面（肩部１２のうち異形部１５が形成されている内面とは反対側の外面）に当接している。また、各第２押え部２５の径方向に延びる外側面は、一対の側壁部１６に対し周方向に当接している。 The second mouthpiece 23 is attached to the upper end of the liner 10 and covers the outer surface of the lower shoulder 12 in close contact. When the second mouthpiece 23 is attached to the liner 10 , the base end of the second body portion 24 is fitted into the housing recess 19 . The outer peripheral edge of the second body portion 24 (the second mouthpiece 23) is in close contact with the peripheral wall portion 18 from the inside in the radial direction. Also, the pair of second pressing portions 25 are fitted into the pair of fitting recesses 17 . The upper surface of the second pressing portion 25 is in contact with the lower surface of the fitting recess 17 (the outer surface of the shoulder portion 12 opposite to the inner surface on which the deformed portion 15 is formed). Further, the radially extending outer surface of each second pressing portion 25 is in contact with the pair of side wall portions 16 in the circumferential direction.

繊維強化樹脂層２７は、炭素繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、ガラス繊維強化プラスチック等（ＧＦＲＰ）からなる。繊維強化樹脂層２７は、胴部１１の外周の全領域と、肩部１２の外面のうち第１口金２０よりも外周側の領域と、肩部１２の外面のうち第２口金２３よりも外周側の領域と、第１口金２０の外周面のうち基部側の外周面と、第２口金２３の外周面のうち基部側の領域とに亘って形成されている。 The fiber reinforced resin layer 27 is made of carbon fiber reinforced plastic (GFRP), glass fiber reinforced plastic (GFRP), or the like. The fiber-reinforced resin layer 27 includes the entire outer peripheral region of the body portion 11, the outer peripheral region of the outer surface of the shoulder portion 12 from the first mouthpiece 20, and the outer periphery of the second mouthpiece 23 from the outer surface of the shoulder portion 12. side region, the base-side outer peripheral surface of the outer peripheral surface of the first cap 20 , and the base-side region of the outer peripheral surface of the second cap 23 .

繊維強化樹脂層２７は、フィラメントワインディング法、即ち、胴部１１の軸線を中心として回転するライナー１０、第１口金２０及び第２口金２３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。 The fiber reinforced resin layer 27 is formed by a filament winding method, that is, on the outer surfaces of the liner 10, the first mouthpiece 20 and the second mouthpiece 23 rotating around the axis of the body 11, a fiber bundle (not shown) and a liquid thermosetting resin. It is formed by winding a fiber bundle impregnated with a thermosetting resin or semi-cured thermosetting resin (prepreg fiber). The fiber bundle is a bundle of filamentous fibers made of carbon fiber, glass fiber, Kevlar fiber, or the like.

ライナー１０に繊維強化樹脂層２７を成形する工程を説明する。まず、所定形状にブロー成形されて第１口金２０と第２口金２３が取り付けられたライナー１０を、所定のフィラメントワインディング位置へ搬送し、第１口金２０と第２口金２３に回転駆動装置の駆動軸（図示省略）を取り付ける。この状態で、回転駆動装置を起動してライナー１０と両口金２０，２３を回転させる。回転しているライナー１０の外面には、ボビン（図示省略）から繰り出した繊維束が巻き付けられていく。 A process of forming the fiber reinforced resin layer 27 on the liner 10 will be described. First, the liner 10 blow-molded into a predetermined shape and attached with the first spinneret 20 and the second spinneret 23 is conveyed to a prescribed filament winding position, and the first spinneret 20 and the second spinneret 23 are driven by the rotation drive device. Attach the shaft (not shown). In this state, the rotation driving device is activated to rotate the liner 10 and the mouthpieces 20 and 23 . A fiber bundle drawn out from a bobbin (not shown) is wound around the outer surface of the rotating liner 10 .

繊維束を巻き付ける工程では、駆動軸が連結された第１口金２０と、ボビンから繊維束を引き込む従動側のライナー１０の上端部との界面に、回転方向の剪断力が作用する。そのため、剪断力が大きくなった場合には、第１口金２０とライナー１０との間で滑りが生じて第１口金２０が空転することが懸念される。また、駆動側の第２口金２３とライナー１０の下端部との間にも剪断力が作用するので、第２口金２３が空転することも懸念される。 In the process of winding the fiber bundle, a rotational shear force acts on the interface between the first spinneret 20 to which the drive shaft is connected and the upper end of the driven side liner 10 that draws the fiber bundle from the bobbin. Therefore, when the shearing force increases, there is concern that slippage may occur between the first mouthpiece 20 and the liner 10 and the first mouthpiece 20 may idle. In addition, since a shearing force acts between the second mouthpiece 23 on the drive side and the lower end of the liner 10, there is concern that the second mouthpiece 23 may idle.

その対策として、本実施例１では、ライナー１０の側壁部１６と第１押え部２２とを周方向に当接させているとともに、ライナー１０の側壁部１６と第２押え部２５とを周方向に当接させている。これらの当接により、ライナー１０と第１口金２０と第２口金２３は、一体回転する状態に保たれる。繊維束の巻き付け工程が終わった後は、繊維束に含浸されている樹脂を硬化させる。以上の工程を経ることにより、ライナー１０と両口金２０，２３の外面に繊維強化樹脂層２７が積層状態で形成され、圧力容器Ａの製造が完了する。 As a countermeasure, in the first embodiment, the side wall portion 16 of the liner 10 and the first pressing portion 22 are brought into contact with each other in the circumferential direction, and the side wall portion 16 of the liner 10 and the second pressing portion 25 are moved in the circumferential direction. is in contact with Due to these abutments, the liner 10, the first mouthpiece 20 and the second mouthpiece 23 are maintained in a state of integral rotation. After the fiber bundle winding process is finished, the resin impregnated in the fiber bundle is cured. Through the above steps, the fiber reinforced resin layer 27 is formed in a laminated state on the outer surfaces of the liner 10 and the mouthpieces 20, 23, and the production of the pressure vessel A is completed.

また、繊維束の巻き付け工程において、第１口金２０とライナー１０との間に剪断力が作用し、第２口金２３とライナー１０との間に剪断力が作用したときには、肩部１２の内面のうち形状が複雑な異形部１５には応力が集中することが懸念される。また、繊維強化樹脂層２７の形成後において圧力容器Ａ（貯留空間１４）の内圧上昇等に起因してライナー１０が外面側へ膨らむように変形した場合にも、異形部１５に応力が集中することが懸念される。しかし、第１押え部２２と第２押え部２５が、肩部１２の外面のうち異形部１５が形成されている部位に密着状態で当接しているので、異形部１５及び異形部１５に隣接する領域の変形が抑制される。これにより、異形部１５における応力の集中が防止される。 Further, in the process of winding the fiber bundle, when a shearing force acts between the first spinneret 20 and the liner 10 and a shearing force acts between the second spinneret 23 and the liner 10, the inner surface of the shoulder portion 12 There is concern that stress will concentrate on the deformed portion 15, which has a complicated shape. Further, even if the liner 10 is deformed so as to bulge outward due to an increase in the internal pressure of the pressure vessel A (storage space 14 ) after the fiber-reinforced resin layer 27 is formed, stress is concentrated on the deformed portion 15 . There is concern that However, since the first pressing portion 22 and the second pressing portion 25 are in close contact with the portion of the outer surface of the shoulder portion 12 where the deformed portion 15 is formed, the deformed portion 15 and the deformed portion 15 are adjacent to each other. Deformation of the region to be controlled is suppressed. As a result, concentration of stress in the deformed portion 15 is prevented.

本実施例の圧力容器Ａは、合成樹脂製のライナー１０と、第１口金２０と、第２口金２３とを備えている。ライナー１０は、円筒形の胴部１１の端部に略円環状の肩部１２が連なった形態である。肩部１２の内面には凹凸形状（クレーター状）の異形部１５が形成されている。第１口金２０は、上端側の肩部１２の外面の一部のみに当接した状態で、ライナー１０に対し同心状に取り付けられている。第２口金２３は、下端側の肩部１２の外面の一部のみに当接した状態で、ライナー１０に対し同心状に取り付けられている。 The pressure vessel A of this embodiment includes a liner 10 made of synthetic resin, a first mouthpiece 20 and a second mouthpiece 23 . The liner 10 has a configuration in which a substantially annular shoulder portion 12 is connected to the end portion of a cylindrical body portion 11 . An uneven (crater-shaped) deformed portion 15 is formed on the inner surface of the shoulder portion 12 . The first mouthpiece 20 is concentrically attached to the liner 10 while being in contact with only a portion of the outer surface of the shoulder 12 on the upper end side. The second mouthpiece 23 is concentrically attached to the liner 10 while being in contact with only a portion of the outer surface of the shoulder 12 on the lower end side.

第１口金２０の外周縁部は、周方向において異形部１５と対応する部位のみを第１押え部２２として径方向外方へ突出させた形態である。第２口金２３の外周縁部は、周方向において異形部１５と対応する部位のみを第２押え部２５として径方向外方へ突出させた形態である。第１押え部２２及び第２押え部２５は、肩部１２における異形部１５の形成部位（嵌合凹部１７）に当接されている。上側の肩部１２における異形部１５の形成部位は、第１押え部２２により変形を抑制されるので、応力の集中が低減されている。下側の肩部１２における異形部１５の形成部位は、第２押え部２５により変形を抑制されるので、応力の集中が低減されている。 The outer peripheral edge portion of the first mouthpiece 20 has a form in which only a portion corresponding to the deformed portion 15 in the circumferential direction protrudes radially outward as a first pressing portion 22 . The outer peripheral edge portion of the second mouthpiece 23 has a form in which only a portion corresponding to the deformed portion 15 in the circumferential direction protrudes radially outward as a second pressing portion 25 . The first pressing portion 22 and the second pressing portion 25 are in contact with the portion of the shoulder portion 12 where the deformed portion 15 is formed (fitting recess 17 ). Since deformation of the portion of the upper shoulder portion 12 where the deformed portion 15 is formed is suppressed by the first pressing portion 22, concentration of stress is reduced. Since deformation of the portion of the lower shoulder portion 12 where the deformed portion 15 is formed is suppressed by the second pressing portion 25, concentration of stress is reduced.

第１口金２０の外周縁部は、周方向において異形部１５と対応する部位のみが部分的に第１押え部２２として径方向外方へ突出した形態である。第２口金２３の外周縁部も、周方向において異形部１５と対応する部位のみが部分的に第２押え部２５として径方向外方へ突出した形態である。これにより、周方向において異形部１５が形成されていない領域まで覆う大きさを有する円形の口金に比べると、本実施例１の第１口金２０と第２口金２３は軽量となっている。したがって、本実施例１の圧力容器Ａによれば、重量化を回避しながら、ブロー成形により生じる異形部１５への応力集中を抑制することができる。 The outer peripheral edge portion of the first mouthpiece 20 has a form in which only a portion corresponding to the deformed portion 15 in the circumferential direction partially protrudes radially outward as a first pressing portion 22 . The outer peripheral edge portion of the second cap 23 also has a form in which only a portion corresponding to the deformed portion 15 in the circumferential direction partially protrudes radially outward as a second pressing portion 25 . As a result, the first and second caps 20 and 23 of the first embodiment are lighter than a circular cap that is large enough to cover even the area where the deformed portion 15 is not formed in the circumferential direction. Therefore, according to the pressure vessel A of the first embodiment, it is possible to suppress stress concentration on the deformed portion 15 caused by blow molding while avoiding an increase in weight.

また、上側の肩部１２の外面のうち第１押え部２２の当接領域（嵌合凹部１７）と周方向に隣接する位置には、一対の側壁部１６が形成されている。一対の側壁部１６は、肩部１２の外面から軸線方向に突出した形態であり、第１押え部２２に対し周方向に当接する。下側の肩部１２の外面のうち第２押え部２５の当接領域（嵌合凹部１７）と周方向に隣接する位置には、一対の側壁部１６が形成されている。一対の側壁部１６は、肩部１２の外面から軸線方向に突出した形態であり、第２押え部２５に対し周方向に当接する。第１押え部２２と側壁部１６との当接及び第２押え部２５と側壁部１６との当接により、第１口金２０とライナー１０との相対回転及び第２口金２３とライナー１０との相対回転が規制されている。 A pair of side walls 16 are formed on the outer surface of the upper shoulder 12 at positions circumferentially adjacent to the contact area (fitting recess 17 ) of the first pressing portion 22 . The pair of side wall portions 16 protrude in the axial direction from the outer surface of the shoulder portion 12 and come into contact with the first pressing portion 22 in the circumferential direction. A pair of side walls 16 are formed on the outer surface of the lower shoulder 12 at positions circumferentially adjacent to the contact area (fitting recess 17 ) of the second pressing portion 25 . The pair of side wall portions 16 protrude in the axial direction from the outer surface of the shoulder portion 12 and come into contact with the second pressing portion 25 in the circumferential direction. The contact between the first holding portion 22 and the side wall portion 16 and the contact between the second holding portion 25 and the side wall portion 16 cause relative rotation between the first cap 20 and the liner 10 and between the second cap 23 and the liner 10. Relative rotation is restricted.

また、上側の肩部１２の外面には、第１口金２０の外周縁部のうち第１押え部２２が形成されていない領域に当接する周壁部１８が形成されている。第１口金２０の外周縁部を周壁部１８に当接させることにより、ライナー１０に対する第１口金２０の径方向への相対変位を規制することができる。また、下側の肩部１２の外面にも、第２口金２３の外周縁部のうち第２押え部２５が形成されていない領域に当接する周壁部１８が形成されている。第２口金２３の外周縁部を周壁部１８に当接させることにより、ライナー１０に対する第２口金２３の径方向への相対変位を規制することができる。 A peripheral wall portion 18 is formed on the outer surface of the upper shoulder portion 12 so as to abut on the region of the outer peripheral edge portion of the first mouthpiece 20 where the first pressing portion 22 is not formed. By bringing the outer peripheral edge portion of the first mouthpiece 20 into contact with the peripheral wall portion 18 , the relative displacement of the first mouthpiece 20 with respect to the liner 10 in the radial direction can be restricted. A peripheral wall portion 18 is also formed on the outer surface of the lower shoulder portion 12 so as to contact an area of the outer peripheral edge portion of the second cap 23 where the second pressing portion 25 is not formed. By bringing the outer peripheral edge portion of the second mouthpiece 23 into contact with the peripheral wall portion 18 , the relative displacement of the second mouthpiece 23 with respect to the liner 10 in the radial direction can be restricted.

＜他の実施例＞
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、肩部に、押え部と周方向に当接する側壁部が形成されているが、肩部は、側壁部を有しない形態であってもよい。
（２）上記実施例では、肩部に、口金の外周縁を径方向に当接される周壁部を形成したが、肩部は、周壁部を有しない形状であってもよい。 <Other Examples>
The present invention is not limited to the embodiments explained by the above description and drawings, and the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In the above embodiment, the shoulder portion is formed with a side wall portion that abuts on the pressing portion in the circumferential direction, but the shoulder portion may have no side wall portion.
(2) In the above embodiment, the shoulder portion is formed with a peripheral wall portion that abuts the outer peripheral edge of the mouthpiece in the radial direction, but the shoulder portion may have a shape that does not have a peripheral wall portion.

Ａ…圧力容器
１０…ライナー
１１…胴部
１２…肩部
１５…異形部
１６…側壁部
１７…嵌合凹部（肩部における異形部の形成部位）
１８…周壁部
２０…第１口金（口金）
２２…第１押え部（押え部）
２３…第２口金（口金）
２５…第２押え部（押え部） A... Pressure vessel 10... Liner 11... Body part 12... Shoulder part 15... Irregularly shaped part 16... Side wall part 17... Fitting concave part (formation part of irregularly shaped part in shoulder part)
18... Surrounding wall part 20... First base (base)
22... First holding portion (holding portion)
23...Second cap (cap)
25 . . . Second holding portion (holding portion)

Claims

a liner, which is a blow-molded product made of a synthetic resin material and having a substantially annular shoulder connected to the end of a cylindrical body;
a crater-shaped concave-convex deformed portion formed on the inner surface of the shoulder portion by blow molding;
a mouthpiece concentrically attached to the liner while abutting only a portion of the outer surface of the shoulder,
The outer peripheral edge portion of the mouthpiece has a form in which only a portion corresponding to the deformed portion in the circumferential direction protrudes radially outward as a pressing portion,
A pressure vessel, wherein the pressing portion is in contact with a portion of the shoulder portion where the deformed portion is formed.

A side wall portion is formed on the outer surface of the shoulder portion at a position circumferentially adjacent to the contact area of the pressing portion, the side wall portion being raised in the axial direction and in contact with the pressing portion in the circumferential direction. 2. The pressure vessel according to claim 1, characterized in that:

3. The pressure vessel according to claim 1, wherein the outer surface of the shoulder portion is formed with a peripheral wall portion that abuts on the outer peripheral edge portion of the mouthpiece.