JPH04231798A - 加圧流体貯蔵用のリザーバ及びその製造方法 - Google Patents

加圧流体貯蔵用のリザーバ及びその製造方法

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JPH04231798A
JPH04231798A JP3128018A JP12801891A JPH04231798A JP H04231798 A JPH04231798 A JP H04231798A JP 3128018 A JP3128018 A JP 3128018A JP 12801891 A JP12801891 A JP 12801891A JP H04231798 A JPH04231798 A JP H04231798A
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reservoir
pressurized fluid
fluid storage
thermoplastic
fibers
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JP3128018A
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Albert Phan
アルヴェール・パン
Jean-Louis Tisne
ジャン−ルイ・ティヌ
Serge Guihou
セルジュ・ギオー
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Airbus Group SAS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加圧流体を貯蔵するた
めのリザーバ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第３５０８６７７号又はフラン
ス国特許第２６３０８１０号には、円筒径部分及び２つ
の端部部材（その少なくとも一方は外方に膨出ないしは
凸面化され、首部が形成されている）から作られ、縦方
向軸線を中心とした回転体の形態をとる内胴と、硬化可
能な結合剤で被覆された繊維（ガラス繊維、炭素繊維、
Ｋｅｖｌａｒ（商標）ホウ素繊維等）から作られ、前記
内胴を前記首部を除いて完全に取り囲む被包材とから構
成されている加圧流体貯蔵用リザーバが示されている。
【０００３】このような周知のリザーバにおいて、前記
内胴は繊維被包材のための心材若しくはマンドレルとし
て機能し、また、繊維を巻き付けることにより容易に被
包材を装着できるよう、前記結合剤は熱硬化型となって
いる。従って、このようなリザーバを製造する方法にお
いては、製造されるリザーバと同数のマンドレル、即ち
内胴が必要であり、熱硬化性結合剤を適宜に硬化（重合
化）させるために、各リザーバを長時間、高温で処理す
る必要がある。
【０００４】従って、このような従来のリザーバは費用
がかかるものであった。他方、この従来のリザーバは高
性能であり、数百ｂａｒ（１ｂａｒは約１．０２ｋｇ／
ｃｍ２）の高い内部圧力にも耐えることができる。
【０００５】しかしながら、低性能のリザーバ、例えば
数十ｂａｒの内部圧力にだけ耐えれば良いリザーバを作
ることが必要な場合、前述した従来のリザーバの構成で
は不経済であった。
【０００６】更に、国際出願ＷＯ−Ａ−８４　００３５
１号又はフランス国特許第２５７９１３０号によれば、
熱可塑性の結合剤で被覆された繊維を巻き付けることで
中空ボディを形成する方法が示されている。この方法で
は、熱可塑性結合剤（即ち、大気温度では可撓性を殆ど
有していない）で被覆された繊維はマンドレルに巻き付
けられ、同時に、追跡型加熱装置の作用を受ける。これ
により、マンドレルの近傍で熱可塑性結合剤付き繊維が
部分的に溶融され、熱可塑性結合剤付き繊維を柔軟とす
ることでマンドレル上へのその巻き付けが容易となり、
或は、繊維の巻付けの連続的なターン（繊維の一巻き分
の部分）が融着により互いに固定結合される。明らかで
あろうが、この追跡型加熱装置により発生される熱は正
確なものでなくてはならない。それは、熱可塑性結合剤
で被覆された繊維の部分的溶融が、その巻付け或はター
ン同士の融着を可能とするのに十分であるが、繊維に障
害を与えないよう過度とならない範囲内でなくてはなら
ないからである。この熱供給の調整は、例えば管状の中
空ボディの製造中等、繊維の供給速度が一定の場合には
比較的容易であるが、巻付けによるリザーバのボトム（
端面部分）を形成する場合等、繊維の供給速度が変化す
る場合には熱調整は極めて困難なものとなる。
【０００７】従って、この周知技術は、管を形成する場
合に限って適用可能となる。更に、この周知技術の使用
にあたっては、熱可塑性結合剤で被覆された繊維の巻付
け後に管内に残されたままとなる中空のマンドレルを必
要とし、或は、前記巻付けの後に破壊されなければなら
ない中実のマンドレルを必要とする。いずれの場合にお
いても、形成される管と同数のマンドレルが必要となる
。
【０００８】
【発明の概要】本発明の目的は、消耗品となるマンドレ
ルを用いることなく、繊維と熱可塑性結合剤の複合材料
からリザーバ（単純な管ではない）の形成を可能とする
ことである。
【０００９】そこで、本発明によれば、少なくとも一方
が凸面化され且つ首部を有している２つの端面部分によ
り端部が閉じられた中央管状部分から成り、縦方向軸線
を有する加圧流体貯蔵用のリザーバは、繊維及び熱可塑
性結合剤の複合材料から成る管状の胴と、強化繊維で強
化された熱可塑性材料から作られた２つの端部部材と、
から形成され、且つ、前記胴及び前記端部部材が部分的
熱溶融ゾーンで互いに固着されていることを特徴とする
。
【００１０】従って、本発明によるリザーバは、繊維と
熱可塑性結合剤の複合材料から作られた３つの構成要素
、即ち管状の胴（前記中央管状部分を形成する要素）及
び２つの端部部材（前記端面部分を形成する要素）を熱
融着により互いに固着することで形成される。その結果
、端部部材を周知の方法、例えば射出成形により作るこ
とができ、追跡型加熱装置に係る前記問題点を解決でき
る。３つのリザーバ構成要素が繊維及び熱可塑性結合剤
の複合材料から形成されるので、熱融合によるその組付
けは、特に耐久性及び気密性に優れ、本発明によるリザ
ーバは、３つの要素から形成されているにも拘わらず、
それが１個の部材から成るかの如く取り扱えるようにな
っている。
【００１１】胴及び各端部部材の間に固着部を提供する
各部分的熱溶融ゾーンは、環状で、前記縦方向軸線と同
軸であるのが有効である。
【００１２】また、首部は、前記凸面化された端面部分
を形成する端部部材に形成される。或はまた、首部は、
前記凸面化された端面部分を形成する端部部材に固定さ
れた環状部材によって形成されても良い。この首部を閉
じるための装置をリザーバに固定するために、インサー
トが、前記凸面化された端面部分を形成する端部部材に
部分的に埋設されるのが好適である。
【００１３】本発明によるリザーバを構成する３つの要
素のヒートシールが最適なものとなるように、管状の胴
を形成する複合材料における熱可塑性結合剤と、２つの
端部部材の熱可塑性材料とが同じ種類のものとされる。 例えば、前記熱可塑性結合剤と前記熱可塑性材料がポリ
アミドから作られるのが良い。
【００１４】本発明によれば、少なくとも一方が凸面化
され且つ首部を有している２つの端面部分によって両端
部が閉じられた中央管状部分から成り、縦方向軸線を有
する前記加圧流体貯蔵用のリザーバを、結合剤で被覆さ
れた繊維により形成された複合材料から製造するための
方法は、（１）前記中央管状部分の内面に一致する外面
を有するマンドレル上に、熱可塑性結合剤で被覆された
繊維から成る複合材料の帯状体を巻き付け、該帯状体を
その巻付けの後に加熱して部分的に溶融点とすることに
よって、胴を形成し、（２）前記胴を前記マンドレルか
ら取り外して、前記中央管状部分の長さに相当する長さ
に切断し、（３）次いで、２つの部材を、強化繊維で強
化された熱可塑性材から、端部部材の形状に形成し、（
４）前記熱可塑性材料の部材を前記胴の端部に組み付け
、（５）繊維で強化された前記熱可塑性材料の部材と、
繊維及び熱可塑性結合剤の複合材料から作られた前記胴
とを、部分的熱融着により互いに固着する、ことを特徴
としている。
【００１５】胴とマンドレルとの分離を容易に行うため
に（これにより、マンドレルを他のリザーバを製造する
のに再利用することができる）、繊維及び熱可塑性結合
剤の複合材料から成る帯状体をマンドレルに巻き付ける
前に、繊維を含まない可撓性熱可塑性材料の第２帯状体
を、マンドレルの表面全体を覆うようにしてマンドレル
に巻き付け、その後、繊維及び熱可塑性結合剤の複合材
料から成る前記帯状体をその上に巻き付けるようにする
のが好ましい。前記第２帯状体により形成され且つその
巻付けによる形成中に熱融着により前記胴と一体化する
被包材は、前記胴とマンドレルとの間の摺動面を形成し
、また、リザーバの内部にシール膜を形成する。
【００１６】熱可塑性材料の部材の各々（好適には、射
出成形により得られる）は、繊維及び熱可塑性結合剤の
複合材料から成る胴の対応の端部に締まりばめ状態で取
り付けられるためのカラーを有するのが有効である。ま
た、熱可塑性材料の部材の各々を繊維及び熱可塑性結合
剤の複合材料から成る胴の対応の端部に固着させるため
の部分的な熱溶融は、前記部材の前記カラーとそれに対
向する前記胴の面との間で行われる。
【００１７】このような熱溶融は、カラーを取り囲み、
且つ、該カラーが前記胴の対応の端部に取り付けられた
場合に該カラーとそれに対向する前記胴の面との間に配
置される電気抵抗によって行われるのが好適である。こ
のような電気抵抗は、可塑性の網又は布の形態であるの
が良い。電気抵抗は、前記部材を前記胴の対応の端部に
取り付ける前に、前記カラーに巻き付けられ、その後、
熱処理して前記部材及び前記胴が互いに固着される。
【００１８】互いに結合される要素の収縮及び／又は膨
張を引き起こすこのような熱処理によって、前記電気抵
抗の各々が対応の端部部材と胴との間で径方向に圧縮さ
れるようにして前記要素を互いに強制的に結合させるこ
とができる。その結果、ヒートシールが最適なものとな
る。
【００１９】添付図面には本発明の実施例が示されてい
るが、図中、同一符号は同一要素を示すものとする。
【００２０】
【実施例】図１及び図２には本発明によるリザーバ１が
示されており、このリザーバ１は、例えば、約２０．４
ｋｇ／ｃｍ２（２０ｂａｒ）と同等の使用圧力に耐える
水又は粉末式の消火器の本体等を形成するものである。
【００２１】リザーバ１は、縦方向軸線Ｌ−Ｌを中心と
した円筒形状であり、両端がそれぞれ端面部分３、４に
より閉じられた円筒形の中央管状部分２から成っている
。前部端面部分４は外方に凸面化され、首部５が設けら
れている。
【００２２】図１及び図２の上半分を見ると、首部５が
前部端面部分４と一体部分をなし前部端面部分１４の材
料で形成されるという実施態様が示されている。他方、
図１及び図２の下半分は、首部５が環状部材６により形
成され前部端面部分４に気密に固定されるという別の実
施態様を示している。
【００２３】首部５を開閉自在に閉じるための装置（図
示しない）を取り付けるために、金属製のインサート７
が前部端面部分４に固定されている。
【００２４】図３〜図５に示すように、リザーバ１は、
円筒形の胴２Ａ（中央管状部分２を形成するためのもの
）と２つの端部部材３Ａ、４Ａ（それぞれ、後部端面部
分３及び前部端面部分４を形成するためのもの）とを互
いにしっかりと組み付け固定することにより、形成され
ている。
【００２５】円筒形の胴２Ａを得るためには、まず第１
に、例えばポリアミドのような熱可塑性材料から成る第
１の可撓性帯状体が、例えばアルミニウムから作られた
円筒形マンドレルに巻き付けられ、マンドレルの表面を
隙間なく被覆する下層８が形成される。この目的で、第
１の可撓性帯状体は、例えば、少なくとも一層でターン
を接合する状態で螺旋状に巻き付けられる。このような
巻付け作業は周知技術であるので、図示せず、また、マ
ンドレルについても図示しない。この後、マンドレルの
適所に保持された下層８上に、ガラス繊維等の繊維を含
有する熱可塑性材料（例えばポリアミド）の第２の帯状
体が巻き付けられ、表面層９が形成される。第２の帯状
体の巻付けが終わったならば、例えばフランス国特許第
２５７９１３０号に述べられているように、その熱可塑
性材料が溶融される。第２の帯状体の熱可塑性材料を溶
かすことによって、この第２の帯状体は確実に熱融着さ
れると共に、第１の帯状体のターン同士も熱融着される
。表面層９は、第２の帯状体を複数層にして形成される
のが好適である。
【００２６】このようにして層８、９を互いに強く結合
した後、これらの層８、９の結合体はマンドレルから取
り外され、円筒形の胴２Ａを形成するような長さに切断
される。尚、下層８があることによって、マンドレルか
らの取外しは長手方向に移動させることで容易に行われ
ることに注意されたい。即ち、下層８によって、層８、
９の結合体をマンドレル上で摺動させることができる。 マンドレルは、この胴２Ａと同様な別の胴を形成するた
めに、再度用いられても良い。
【００２７】端部部材３Ａ、４Ａは、熱可塑性材料（例
えばポリアミド）から射出成形によって形成されるのが
好適である。この射出成形は周知技術であり、よって図
示説明は省略する。所望の機械的圧力強度を得るために
、強化繊維（例えばガラス繊維）が熱可塑性材料の射出
前に射出成形金型内に導入される。この強化繊維の長短
は用途に応じて適宜選択される。強化繊維は、不規則に
、或はその逆で規則的に配分される。後者の場合、射出
成形金型内に織布を配置するのが有効である。また、熱
可塑性材料の射出の前に、射出成形金型内にインサート
７を、可能ならば環状部材６と共に配置し、その少なく
とも一部を熱可塑性材中に埋設して端部部材３Ａ、４Ａ
にしっかりと固定する。
【００２８】図から分かるように、端部部材３Ａ、４Ａ
の各々は、胴２Ａの対応の端部１２、１３にそれを固定
するためのカラー１０、１１を有している。カラー１０
、１１が端部１２、１３に差し込まれる場合が図示され
ている。この構成は有効ではあるが、限定的なものでは
なく、実際には、カラー１０、１１は、胴２Ａの端部１
２、１３がカラー１０、１１の中に差し込まれるように
形成されても良い。その場合、後述の熱融着用電気抵抗
は、カラー１０、１１ではなく、胴２Ａの端部１２、１
３上に配置することができる。
【００２９】図４に示すように、カラー１０、１１の外
側円筒面上には、それぞれ、電気抵抗１６、１７が配置
されている。このような電気抵抗は、電気抵抗線を螺旋
状に巻くことによって得られる。しかし、この電気抵抗
１６、１７は、図示するように、金属布（又は網）の構
造を有するようにしても有効であり、この場合、布はカ
ラー１０、１１の円筒面１４、１５の全体に取り付けら
れる。電気抵抗１６、１７は、それぞれ接続導線１８、
１９によって外部電源（図示しない）に接続されるのが
良い。
【００３０】電気抵抗１６、１７がカラー１０、１１の
外側円筒面１４、１５に配置された後、電気抵抗１６、
１７の厚さによって増加された円筒面１４、１５の径は
、胴２Ａの内径にほぼ等しくなる。従って、電気抵抗１
６、１７により覆われたカラー１０、１１を胴２Ａの端
部１２、１３内に容易に挿入するために、胴２Ａ又は端
部部材３Ａ、４Ａ、或はその両者に熱処理がなされる。 例えば、胴２Ａが１００℃まで加熱され（胴２Ａは膨張
する）、他方、部材３Ａ、４Ａが−１８℃まで冷却され
た場合（部材３Ａ、４Ａは収縮する）、カラー１０、１
１（電気抵抗１６、１７を伴っている）は胴２Ａの端部
１２、１３内に嵌合することができ、接続導線１８、１
９はそのまま外側から取り扱うことができる（図５参照
）。
【００３１】このような嵌合が行われると、電気抵抗１
６、１７はカラー１０、１１と胴２Ａの内壁面との間で
圧縮される。
【００３２】この後、電気抵抗１６、１７は、接続導線
１８、１９を介して電源に接続されることにより、電力
が供給される。その結果、電気抵抗１６、１７は、これ
に対抗するカラー１０、１１及び胴２Ａの表面の熱可塑
性材料を加熱し溶融する。この加熱の後、カラー１０、
１１は熱融着によって、電気抵抗１６、１７を取り囲む
部分的熱溶融ゾーン（再固化される）で胴２Ａに固定さ
れる（図１参照）。
【００３３】接続導線１８、１９は、通電することによ
って消滅しない場合、切断される。尚、電気抵抗１６、
１７はリザーバ１内に収容された状態で保持され、端面
部分３、４の補強材を構成する。
【００３４】このように、本発明によれば、軽量のリザ
ーバが得られる（その重量は、同じ容積で同じ圧力強度
を有する金属製のリザーバよりも５０％軽い）。尚、前
記と同じ端面部分３、４を用いるが、異なる長さの胴２
Ａを用いることによって、同一の工具で色々な容積のリ
ザーバを形成することができる。
【００３５】前記の例は特に消火器用の本体に関するも
のであるが、本発明は、例えば家庭用ガス貯蔵シリンダ
のような他の色々な用途のためのリザーバを製造するの
にも適用可能なことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリザーバの２つの実施例を示す縦
断面図である。
【図２】図１のリザーバを首部側から見た場合の端面図
である。
【図３】図１及び図２のリザーバの組立前の状態を示す
縦断面図である。
【図４】図１及び図２のリザーバを構成する端部部材に
電気抵抗を装着した際の状態を示す縦断面図である。
【図５】図１及び図２のリザーバを構成する端部部材及
び胴を組み付けた際の状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１　　　　リザーバ ２　　　　中央管状部分 ２Ａ　　　　胴 ３，４　　　　端面部分 ３Ａ，４Ａ　　　　端部部材 ５　　　　首部 ７　　　　インサート １０，１１　　　　カラー １２，１３　　　　端部 １６，１７　　　　電気抵抗

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　少なくとも一方が凸面化され且つ首部
    を有している２つの端面部分によって両端部が閉じられ
    た中央管状部分から成り、縦方向軸線を有する加圧流体
    貯蔵用のリザーバであって、繊維及び熱可塑性結合剤の
    複合材料から成る管状の胴と、強化繊維で強化された熱
    可塑性材料から作られた２つの端部部材と、から形成さ
    れ、且つ、前記胴及び各前記端部部材の間に前記縦方向
    軸線と同軸の環状の固着部を提供する部分的熱溶融ゾー
    ンで、前記胴及び前記端部部材が互いに固着されている
    、加圧流体貯蔵用のリザーバ。
  2. 【請求項２】　　前記首部が、前記凸面化された端面部
    分を形成する端部部材に形成されている請求項１記載の
    加圧流体貯蔵用のリザーバ。
  3. 【請求項３】　　前記首部が、前記凸面化された端面部
    分を形成する端部部材に固定された環状部材によって形
    成されている請求項１記載の加圧流体貯蔵用のリザーバ
    。
  4. 【請求項４】　　インサートが、前記凸面化された端面
    部分を形成する端部部材に部分的に埋設されている請求
    項１記載の加圧流体貯蔵用のリザーバ。
  5. 【請求項５】　　前記管状の胴を形成する複合材料にお
    ける熱可塑性結合剤と、２つの前記端部部材の熱可塑性
    材料が同じ種類のものである請求項１記載の加圧流体貯
    蔵用のリザーバ。
  6. 【請求項６】　　前記熱可塑性結合剤と前記熱可塑性材
    料がポリアミドから作られている請求項５記載の加圧流
    体貯蔵用のリザーバ。
  7. 【請求項７】　　少なくとも一方が凸面化され且つ首部
    を有している２つの端面部分によって両端部が閉じられ
    た中央管状部分から成り、縦方向軸線を有する加圧流体
    貯蔵用のリザーバを、結合剤で被覆された繊維により形
    成された複合材料から製造するための製造方法において
    、前記中央管状部分の内面に一致する外面を有するマン
    ドレル上に、熱可塑性結合剤で被覆された繊維から成る
    複合材料の帯状体を巻き付け、該帯状体をその巻付けの
    後に加熱して部分的に溶融点とすることによって、胴を
    形成し、前記胴を前記マンドレルから取り外して、前記
    中央管状部分の長さに相当する長さに切断し、次いで、
    ２つの部材を、強化繊維で強化された熱可塑性材から、
    端部部材の形状に形成し、前記熱可塑性材料の部材を前
    記胴の端部に組み付け、繊維で強化された前記熱可塑性
    材料の部材と、繊維及び熱可塑性結合剤の複合材料から
    作られた前記胴とを、前記縦方向軸線と同軸の環状の部
    分ゾーンを熱溶融することにより互いに固着する、こと
    から成る加圧流体貯蔵用のリザーバの製造方法。
  8. 【請求項８】　　繊維及び熱可塑性結合剤の複合材料か
    ら成る前記帯状体を前記マンドレルに巻き付ける前に、
    繊維を含まない可撓性熱可塑性材料の帯状体を、前記マ
    ンドレルの表面全体を覆うようにして前記マンドレルに
    巻き付け、その後、繊維及び熱可塑性結合剤の複合材料
    から成る前記帯状体をその上に巻き付けるようにした請
    求項７記載の加圧流体貯蔵用のリザーバの製造方法。
  9. 【請求項９】　　前記熱可塑性材料の部材が射出成形に
    より形成される請求項７記載の加圧流体貯蔵用のリザー
    バの製造方法。
  10. 【請求項１０】　　前記熱可塑性材料の部材の各々が、
    繊維及び熱可塑性結合剤の複合材料から成る前記胴の対
    応の端部に締まりばめ状態で取り付けられるためのカラ
    ーを有している請求項７記載の加圧流体貯蔵用のリザー
    バの製造方法。
  11. 【請求項１１】　　前記熱可塑性材料の部材の各々を繊
    維及び熱可塑性結合剤の複合材料から成る前記胴の対応
    の端部に固着させるための部分的な熱溶融は、前記部材
    の前記カラーとそれに対向する前記胴の面との間で生ず
    る請求項１１記載の加圧流体貯蔵用のリザーバの製造方
    法。
  12. 【請求項１２】　　前記カラーを取り囲み、且つ、該カ
    ラーが前記胴の対応の端部に取り付けられた場合に該カ
    ラーとそれに対向する前記胴の面との間に配置される電
    気抵抗によって、前記部分的な熱溶融が行われる請求項
    １１記載の加圧流体貯蔵用のリザーバの製造方法。
  13. 【請求項１３】　　前記電気抵抗が可塑性の網の形態と
    なっている請求項１２記載の加圧流体貯蔵用のリザーバ
    の製造方法。
  14. 【請求項１４】　　前記部材を前記胴の対応の端部に取
    り付ける前に、前記電気抵抗を前記カラーに巻き、その
    後、加熱処理して前記部材及び前記胴を互いに固着する
    ようにした請求項１２記載の加圧流体貯蔵用のリザーバ
    の製造方法。
JP3128018A 1990-06-12 1991-05-31 加圧流体貯蔵用のリザーバ及びその製造方法 Pending JPH04231798A (ja)

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