特許 5940991 ライナーとその製造方法および高圧ガスタンク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5940991

(24)【登録日】2016年5月27日

(45)【発行日】2016年6月29日

(54)【発明の名称】ライナーとその製造方法および高圧ガスタンク

(51)【国際特許分類】

   F16J 12/00 20060101AFI20160616BHJP

   F17C 1/06 20060101ALI20160616BHJP

   F17C 1/16 20060101ALI20160616BHJP

【ＦＩ】

   F16J12/00 F

   F17C1/06

   F17C1/16

   F16J12/00 D

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-10963(P2013-10963)

(22)【出願日】2013年1月24日

(65)【公開番号】特開2014-142017(P2014-142017A)

(43)【公開日】2014年8月7日

【審査請求日】2015年3月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000191353

【氏名又は名称】新明工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100097146

【弁理士】

【氏名又は名称】下出 隆史

(72)【発明者】

【氏名】藤田 嗣広

(72)【発明者】

【氏名】渡部 活也

【審査官】 佐々木 佳祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２２５３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１１７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７０７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１３５８１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ １２／００−１３／２４

Ｆ１７Ｃ １／０６

Ｆ１７Ｃ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の中空容器の軸方向端部に、口金フランジと該口金フランジから突出した口金本体とを有する口金を備えたライナーであって、
前記軸方向端部に有する口金装着用の有底の陥没台座部に前記口金フランジを入り込ませて、前記口金本体をライナー端部側に突出させ、
前記口金は、前記口金フランジのフランジ外周縁と前記陥没台座部の内周壁の上縁との間に開口凹所に残しており、
該開口凹所に液状ガスケットを配設した
ライナー。

【請求項2】

前記開口凹所は、前記陥没台座部の底部からライナー軸に沿って離れるほど広く開口した凹所とされている請求項１に記載のライナー。

【請求項3】

前記開口凹所は、前記陥没台座部の底面まで前記口金の軸方向に沿って延びている請求項１または請求項２に記載のライナー。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のライナーであって、
前記陥没台座部の前記内周壁は、少なくとも一部領域が前記ライナーの径方向に突出した形状をなすように、前記ライナーの軸を取り囲むよう形成され、
前記口金フランジの前記フランジ外周縁は、前記陥没台座部の前記内周壁の前記突出した形状に対して、前記開口凹所を残した状態で合致するよう形成されている
前記口金フランジの前記フランジ外周縁は、前記陥没台座部の前記内周壁に合致するよう形成されている
ライナー。

【請求項5】

前記液状ガスケットは、前記開口凹所から前記陥没台座部の上縁側のライナー外周壁と前記口金フランジのフランジ外表中央の側に掛けて薄層状に延びて配設されている請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のライナー。

【請求項6】

筒状の中空容器をなし、端部に口金を装着したライナーの製造方法であって、
前記口金の装着側端部に、口金装着用の有底の陥没台座部を有するライナー本体を準備する工程と、
前記陥没台座部に入り込む口金フランジと、該口金フランジからライナー端部側に突出した口金本体とを有する前記口金であって、前記口金が前記陥没台座部に装着されることで、前記陥没台座部の内周壁の上縁と前記口金フランジのフランジ外周縁との間に開口凹所が形成される形状の前記口金フランジを有する前記口金を準備する工程と、
前記口金フランジを前記陥没台座部に入り込ませて前記口金を前記陥没台座部に装着する工程と、
前記開口凹所に液状ガスケットを塗布して硬化させる工程とを備える
ライナーの製造方法。

【請求項7】

高圧ガスタンクであって、
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のライナーと、
該ライナーの外表に巻回された繊維束を用いた繊維層とを備える
高圧ガスタンク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ライナーとその製造方法および高圧ガスタンクに関する。

【背景技術】

【0002】

ライナーは、高圧ガスタンクのコア材とされ、カーボン繊維強化プラスチックや、ガラス繊維強化プラスチック（以下、これらを総称して、繊維強化樹脂層と呼ぶ）で被覆される。また、タンク内のガスの供給或いはタンク内へのガス充填のため、ライナーは端部に口金を装着している。通常、ライナーは、軽量化の観点から、ガスバリア性を有する樹脂製の中空容器とされ、口金は、金属成形品とされている。このため、口金の装着に際しては、口金・ライナー間のガスシール性を確保する必要があり、種々提案されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６−１３７４３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、口金装着済みのライナーへの繊維強化樹脂層の形成に際しては、フィラメントワインディング方法（以下、ＦＷ法）が広く採用され、このＦＷ法により、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸した繊維束はライナーの外表に繰り返し巻回される。こうしたＦＷ法にライナーを処すに当たり、ライナーは、単独で取り扱われ、その運搬時やＦＷ法でのライナー回転機器への装着時、或いはＦＷ法での繊維束巻回時等において、口金にライナー中央側に向けた力や口金を傾斜させるような力が加わることがある。上記の特許文献で提案された手法では、口金とライナーとの間に射出成形された熱可塑性エラストマーを介在させるので、口金に加わる上記の力により、口金がその姿勢を不用意に変えてしまうことが危惧される。高圧ガスタンクの形態において口金にはガス配管器具が装着され、ＦＷ法では口金にてライナー軸支がなされてライナーは回転するので、口金姿勢は変化しないことが望ましい。また、熱可塑性エラストマーを口金とライナーとの間において広範囲に存在させているので、その充填には射出成形手法を取らざるを得ず、製造設備の大型化やタンクスペックに応じた複数種の成形金型の準備等も必要であった。この他、ライナーにおける口金の簡便なガスシール性の確保や、コスト低下も要請されている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記した課題の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。

【0006】

（１）本発明の一形態によれば、ライナーが提供される。このライナーは、筒状の中空容器であるライナーであって、軸方向端部に、口金装着用の有底の陥没台座部を有し、該陥没台座部に入り込む口金フランジと該口金フランジから突出した口金本体とを有する口金を、前記口金フランジが前記陥没台座部に入り込み、前記口金本体がライナー端部側に突出した状態で、前記軸方向端部に備え、前記口金は、前記口金フランジのフランジ外周縁と前記陥没台座部の内周壁の上縁との間に開口凹所に残しており、該開口凹所に液状ガスケットを配設した。上記形態のライナーでは、ライナーの陥没台座部でこれに入り込んだ口金フランジを支えるので、口金にライナー中央側に向けた力などが加わっても、その力に抗して、口金をライナーにて支える。これにより、上記形態のライナーによれば、口金の姿勢を不用意に変えないようにできる。また、上記形態のライナーでは、開口凹所に配設した液状ガスケットにより、口金とライナーとのガスシール性を、陥没台座部の内周壁とフランジ外周縁との間で確保できる。そして、上記形態のライナーでは、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸した繊維束の巻回がＦＷ法にてなされても、この熱硬化性樹脂の浸入を、開口凹所に配設した液状ガスケットにより防止できる。加えて、上記形態のライナーでは、液状ガスケットの配設箇所を開口凹所としていることから、開口凹所の開口側からの液状ガスケットの塗布等を行えば足り、射出成形手法を必要としないので、低コスト化も可能となる。

【0007】

（２）上記した形態のライナーにおいて、前記開口凹所は、前記フランジ外周縁の側ほど広く開口した凹所とされているようにできる。こうすれば、開口凹所の開口側からの液状ガスケットの塗布等により、開口凹所の底部の側への液状ガスケットの配設、或いは凹所底部を含む凹所全域への液状ガスケットの配設を容易に達成できる。この結果、口金とライナーとのガスシール性もより高まる。

【0008】

（３）上記したいずれかの形態のライナーにおいて、前記開口凹所は、前記陥没台座部の底面まで前記口金の軸方向に沿って延びているようにできる。こうすれば、開口凹所に配設した液状ガスケットによる口金とライナーとのガスシール範囲を、陥没台座部の内周壁上縁から底面までとできるので、ガスシール性の確保の上から有益となる。

【0009】

（４）上記したいずれかの形態のライナーにおいて、前記陥没台座部の前記内周壁は、少なくとも一部領域が前記ライナーの径方向に突出した形状をなすように、前記ライナーの軸を取り囲むよう形成され、前記口金フランジの前記フランジ外周縁は、前記陥没台座部の前記内周壁に合致するよう形成されているようにできる。こうすれば、開口凹所に配設した液状ガスケットによる口金とライナーとのガスシール箇所の軌跡を長くできるので、ガスシール性の確保のみならずガスシール性の向上を図ることができる。

【0010】

（５）上記したいずれかの形態のライナーにおいて、前記液状ガスケットは、前記開口凹所から前記陥没台座部の上縁側のライナー外周壁と前記口金フランジのフランジ外表中央の側に掛けて薄層状に延びて配設されているようにできる。こうすれば、ライナー外周壁とフランジ外表中央に薄層状に延びた液状ガスケットによっても、口金とライナーとのガスシール性を発揮できるので、ガスシール性を高めることができる。また、ＦＷ法にて繊維束の巻回がなされて繊維強化樹脂層が形成された後の状態において、上記形態のライナーでは、ライナー外周壁とフランジ外表中央に薄層状に延びた液状ガスケットは、ライナーと繊維強化樹脂層とで挟まれて、面圧を受ける。よって、ライナー外周壁とフランジ外表中央に薄層状に延びた液状ガスケットによる口金とライナーとのガスシール性は、高まる。しかも、ライナーはタンクガス圧によって膨張しようとするので、ライナー外周壁とフランジ外表中央に薄層状に延びた液状ガスケットは、高い面圧を受けてガスシール性をより高める。

【0011】

（６）本発明の他の形態によれば、ライナーの製造方法が提供される。このライナーの製造方法は、筒状の中空容器をなし、端部に口金を装着したライナーの製造方法であって、前記口金の装着側端部に、口金装着用の有底の陥没台座部を有するライナー本体を準備する工程と、前記陥没台座部に入り込む口金フランジと、該口金フランジからライナー端部側に突出した口金本体とを有する前記口金であって、前記口金が前記陥没台座部に装着されることで、前記陥没台座部の内周壁の上縁と前記口金フランジのフランジ外周縁との間に開口凹所が形成される形状の前記口金フランジを有する前記口金を準備する工程と、前記口金フランジを前記陥没台座部に入り込ませて前記口金を前記陥没台座部に装着する工程と、前記開口凹所に液状ガスケットを塗布して硬化させる工程とを備える。上記形態のライナーの製造方法によれば、口金とライナーとのガスシール性を確保した上で、口金の姿勢を不用意に変えないライナーを容易に製造できる。

【0012】

（７）本発明のまた別の形態によれば、高圧ガスタンクが提供される。この高圧ガスタンクは、上記のいずれかの形態の記載のライナーと、該ライナーの外表に繊維束を繰り返し巻回して形成された繊維層とを備える。この形態の高圧ガスタンクによれば、タンク両端から延びた口金のガスシール性を確保した上で、口金の姿勢を不用意に変えることのない高圧ガスタンクを提供できる。

【0013】

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、円筒状のライナーの外表に繊維束を巻回してライナーに繊維層を形成する高圧ガスタンクの製造方法等の態様で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態としての高圧ガスタンク１００の構成をその外観と断面図および要部拡大断面図にて示す説明図である。

【図2】ライナー１０の構成を半断面図と正面図および要部拡大図で示す説明図である。

【図3】高圧ガスタンク１００の製造工程の前半を示すフローチャートである。

【図4】高圧ガスタンク１００の製造工程の後半を示すフローチャートである。

【図5】ＦＩＰＧの塗布の様子を模式的に示す説明図である。

【図6】液状ガスケット装着部１８の形状的な様子を説明する説明図である。

【図7】開口凹所１５として適用可能な変形形状例を例示して示す説明図である。

【図8】ＦＩＰＧ塗布の他の実施形態の様子を模式的に示す説明図である。

【図9】ＦＩＰＧ塗布のまた別の実施形態の様子を模式的に示す説明図である。

【図10】他の実施形態の開口凹所１５の様子を模式的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本発明の実施形態としての高圧ガスタンク１００の構成をその外観と断面図および要部拡大断面図にて示す説明図、図２はライナー１０の構成を半断面図と正面図および要部拡大図で示す説明図である。

【0016】

図示するように、高圧ガスタンク１００は、ライナー１０を繊維強化樹脂層１０２で被覆して構成され、口金１６を両端から突出させている。繊維強化樹脂層１０２は、熱硬化性樹脂を含浸した繊維強化樹脂層をＦＷ法によりライナー外周に巻回させることで形成され、後述するように、繊維巻回の際には、フープ巻きによる繊維巻回と低角度・高角度のヘリカル巻きによる繊維巻回とが使い分けられる。繊維強化樹脂層１０２の形成には、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いることが一般的であるが、ポリエステル樹脂やポリアミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、ＦＷ法によりライナー外周に巻回させる補強用の繊維（スライバー繊維）としては、ガラス繊維やカーボン繊維、アラミド繊維等が用いられる他、複数種類（例えば、ガラス繊維とカーボン繊維）のＦＷ法による巻回を順次行うことで、繊維強化樹脂層１０２を異なる繊維からなる樹脂層を積層させて形成することもできる。

【0017】

ライナー１０は、中空のタンク容器であり、タンク長手方向の中央で２分割された一対のライナーパーツの接合品である。２分割のライナーパーツは、それぞれナイロン系樹脂等の適宜な樹脂にて型成型され、その型成型品のライナーパーツを接合してその接合箇所をレーザー融着することで、ライナー１０が形成される。このパーツ接合を経て、ライナー１０は、円筒状のシリンダー部１２の両側に球面形状のドーム部１４を備えることになる。このライナー１０は、ドーム部１４の頂上箇所、即ちライナー１０の軸線に沿った長手方向端部に、口金１６の装着用の陥没台座部１４ｒを備え、その中央に貫通孔１４ｈを有する。この貫通孔１４ｈは、ライナー軸線と一致して形成され、口金１６の位置決め孔として機能する。

【0018】

口金１６は、金属製とされ、陥没台座部１４ｒに入り込む口金フランジ１６ｆと、当該フランジからドーム部頂上側に突出した口金本体１６ｂと、口金フランジ１６ｆからライナー中央に突出した凸部１６ｔと、バルブ接続孔１６ｈを備える。凸部１６ｔは、ドーム部１４の貫通孔１４ｈに嵌合され、貫通孔１４ｈと協働して口金１６をライナー１０に対して位置決めする。バルブ接続孔１６ｈは、口金１６の中央を貫通し、その開口側に配管接続用の高圧シール仕様のテーパネジ部を有する。上記した両タンク口金は、繊維強化樹脂層１０２等の形成のための繊維巻回の際の回転軸装着にも用いられ、一方の口金１６は、バルブ接続孔１６ｈをタンク内部で閉塞した有底孔としている。

【0019】

口金フランジ１６ｆは、その外周縁１６ｆｅをフランジ厚みが外側に行くほど減ずるように弧状に傾斜させており、陥没台座部１４ｒの凹所内周壁１４ｒｓとの間に、開口凹所１５を形成する。開口凹所１５は、口金フランジ１６ｆの外周縁１６ｆｅの側ほど広く開口した凹所とされ、陥没台座部１４ｒの底面まで口金１６の軸方向に沿って延びたくさび形状の凹所とされている。そして、口金１６は、この開口凹所１５に液状ガスケットであるＦＩＰＧ（Formed In Place Gasket）を配設して、このＦＩＰＧの塗布領域を液状ガスケット装着部１８とする。液状ガスケット装着部１８は、開口凹所１５の内部に入り込んでいるほか、開口凹所１５から陥没台座部１４ｒの上縁側のライナー外周壁、詳しくはドーム部１４の外周壁と口金フランジ１６ｆの外表中央の側に掛けて薄層状に延びて、当該部位をドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆとする。この場合、ドーム部１４の凹所内周壁１４ｒｓは、図２に示すように、ライナー１０の軸回りに矩形波形状に蛇行してライナー軸を取り囲むよう形成され、口金フランジ１６ｆにあっても、その外周縁１６ｆｅを凹所内周壁１４ｒｓの蛇行形状に合致して蛇行させている。このため、開口凹所１５は、この蛇行軌跡に沿ってライナー軸を取り囲むことになり、液状ガスケット装着部１８の開口凹所１５に配設された部位にあっても蛇行軌跡に沿ってライナー軸を取り囲む。その一方、ドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆとは、蛇行軌跡の開口凹所１５を含んで帯状にライナー軸を取り囲み、ドーム部１４および口金１６の縁部のライナー表面から盛り上がる。こうした液状ガスケット装着部１８の形状的な点については、後述する。

【0020】

次に、上記した高圧ガスタンク１００とライナー１０の製造手法について説明する。図３は高圧ガスタンク１００の製造工程の前半を示すフローチャート、図４は高圧ガスタンク１００の製造工程の後半を示すフローチャートである。まず、ライナー１０を製造する(ステップＳ１００)。ライナー製造に当たっては、樹脂成形である一対のライナーパーツと上記構成の口金１６とを準備した上で、口金１６をライナーパーツのドーム部１４に組み付ける（ステップＳ１０２）。具体的には、各ライナーパーツにおけるドーム部１４の陥没台座部１４ｒに、口金１６の口金フランジ１６ｆを入り込ませた上で、ドーム部１４の貫通孔１４ｈに口金１６の凸部１６ｔを嵌合させる。これにより、口金１６は、ドーム部１４に位置決めされてドーム部１４に装着され、口金１６をドーム部頂上に有するライナーパーツが得られる。このライナーパーツにおいては、装着済みの口金１６における口金フランジ１６ｆの外周縁１６ｆｅと陥没台座部１４ｒの凹所内周壁１４ｒｓとの間に、開口凹所１５が既述した蛇行軌跡で形成される。

【0021】

次いで、口金１６を両端に装着済みの一対のライナーパーツを、シリンダー部１２の側で接合してその接合箇所をレーザー融着して組み付ける（ステップＳ１０４）。これにより、口金１６を両端に装着済みのライナー１０が得られるので、当該ライナーの両端の側にて、それぞれの開口凹所１５にＦＩＰＧを塗布し、乾燥養生を経てＦＩＰＧを硬化させ、液状ガスケット装着部１８を形成する（ステップＳ１０６）。図５はＦＩＰＧの塗布の様子を模式的に示す説明図である。ＦＩＰＧの塗布に際しては、まず、口金１６を装着済みのライナー１０を軸回りに低速で定回転させる。その上で、ＦＩＰＧを加圧供給する図示しないパワーブースターから塗布ヘッド１１０にＦＩＰＧを送り出し、長方形状の吐出口を有する塗布ヘッド１１２から、ＦＩＰＧを帯状に塗布する。塗布された帯状のＦＩＰＧは、開口凹所１５の蛇行軌跡に重なって円弧状に延び、ヘッド下流に設けた傾斜プレート１２０にてライナー表面の側に押圧される。これにより、ＦＩＰＧは、外周縁１６ｆｅに沿った開口凹所１５の内部に入り込むと共に、凹所両側に薄層状に広がるので、フランジ側装着部１８ｆとドーム側装着部１８ｄを有する液状ガスケット装着部１８が形成される。図６は液状ガスケット装着部１８の形状的な様子を説明する説明図である。図示するように、液状ガスケット装着部１８は、ライナー表面から盛り上がって形成され、本実施形態では、ドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆの裾部盛り上がり程度ｄ１を、０．５ｍｍ程度とした。また、液状ガスケット装着部１８の開口凹所１５に入り込んだ部位にあっては、開口凹所１５をＦＩＰＧで隙なく埋め尽くすようにできるほか、上記のライナー表面からの入り込み深さｄ２が少なくとも２ｍｍ以上となるまでＦＩＰＧを入り込ませるようにしてもよい。こうして形成済みの液状ガスケット装着部１８は、乾燥養生を経て硬化した状態となり、開口凹所１５の蛇行軌跡に沿って、ライナー１０と口金１６、詳しくは、ドーム部１４と口金１６とをガスシールする。ここまでのライナー製造工程により、ライナー１０が製造され、このライナー１０は、円筒状のシリンダー部１２の両側に球面形状のドーム部１４を備え、各ドーム部に口金１６をガスシールして有することになる。

【0022】

こうしてライナー１０が得られると、図４に示すように、ライナー１０の外周に、ＦＷ法によって、繊維強化樹脂層１０２を形成する。具体的には、ステップＳ１００によって完成されたライナー１０を、その両端の口金１６を用いて回転させつつ、エポキシ樹脂を含浸させたカーボン繊維ＥＣＦを、ライナー１０の周囲に繰り返し巻回する（ステップＳ２０２）。このカーボン繊維ＥＣＦの巻回に際しては、ライナー１０におけるシリンダー部１２の外周範囲に亘るフープ巻きによる繊維巻回と、ドーム部１４の外周範囲に亘る低角度・高角度のヘリカル巻きによる繊維巻回とが使い分けられ、ライナー１０の回転速度や繊維送り出し速度についても調整される。その後、エポキシ樹脂を含浸させたカーボン繊維ＥＣＦを、ライナー１０の周囲に巻き付けたものを、加熱炉にて加熱して、エポキシ樹脂を硬化させる（ステップＳ２０４）。エポキシ樹脂が硬化すると、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics：カーボン繊維強化プラスチック）から成る繊維強化樹脂層１０２が形成され、高圧ガスタンク１００が完成する。なお、繊維強化樹脂層１０２を形成する場合に、加熱炉に代わり、高周波誘導加熱を誘起する誘導加熱コイルを用いて誘導加熱手法を用いることができる。この高周波誘導加熱では、速やかな熱硬化性樹脂の昇温を図ることができる。

【0023】

以上説明したように、本実施形態のライナー１０では、その両端のドーム部１４の頂上に口金１６を装着するに当たり、ドーム部１４に陥没台座部１４ｒを設けて、この陥没台座部１４ｒに口金１６の口金フランジ１６ｆを入り込ませる。これにより、本実施形態のライナー１０では、陥没台座部１４ｒに入り込んだ口金フランジ１６ｆを当該台座部にて支えるので、口金１６にライナー中央側に向けた力が加わっても、その力に抗することができる。よって、本実施形態のライナー１０によれば、口金１６にライナー中央側に向けた力が加わっても、口金１６の姿勢を不用意に変えないようにできる。口金１６にライナー中央側に向けた力が加わっても口金１６の姿勢変化が起きないと、ＦＷ法によるカーボン繊維ＥＣＦの巻回の際に、ライナー１０の回転軸ブレを抑制できるので、カーボン繊維ＥＣＦの巻回軌跡に乱れが起きないことから、繊維強化樹脂層１０２の品質向上の点からも有益である。

【0024】

その上で、本実施形態では、陥没台座部１４ｒの凹所内周壁１４ｒｓの上縁と口金フランジ１６ｆの外周縁１６ｆｅとの間に形成した開口凹所１５にＦＩＰＧを塗布して（図５参照）、この開口凹所１５の内部とその両側に広がるドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆを有する液状ガスケット装着部１８を形成する。このため、本実施形態のライナー１０では、開口凹所１５の内部を含めて形成した液状ガスケット装着部１８により、口金１６とライナー１０、詳しくは口金１６とドーム部１４とのガスシール性を、凹所内周壁１４ｒｓと口金フランジ１６ｆの外周縁１６ｆｅとの間において確保できる。

【0025】

本実施形態のライナー１０では、開口凹所１５の内部にＦＩＰＧを入り込ませて液状ガスケット装着部１８を形成するので、ＦＷ法による繊維巻回の際に、開口凹所１５の内部、延いては、陥没台座部１４ｒの底面と口金フランジ１６ｆの底面との間に、エポキシ樹脂を浸入させないようにできる。加えて、本実施形態のライナー１０では、液状ガスケット装着部１８の形成のためのＦＩＰＧの塗布箇所を開口凹所１５として、この開口凹所１５にその開口側からＦＩＰＧを塗布すれば良いので、射出成形手法を必要としない。通常、射出成形は、製造設備規模の大型化やタンクスペックに応じた複数種の成形金型を必要であるので、本実施形態のライナー１０によれば、ＦＩＰＧの塗布が可能な小規模の設備で済み、製造コストの低減を図ることもできる。また、開口凹所１５の形状に合わせたシール部材を製造する必要がないので、簡便である。

【0026】

本実施形態のライナー１０では、口金フランジ１６ｆの外周縁１６ｆｅをフランジ厚みが外側に行くほど減ずるように弧状に傾斜させることで、開口凹所１５を外周縁１６ｆｅの側ほど広く開口した凹所とした。このため、本実施形態のライナー１０によれば、開口凹所１５の開口側からＦＩＰＧを塗布するだけで、開口凹所１５の底部の側に容易にＦＩＰＧを行き渡らせて、凹所底部を含む凹所全域に、ＦＩＰＧを容易に配設できる。これにより、本実施形態のライナー１０によれば、液状ガスケット装着部１８による口金１６とライナー１０とのガスシール性をより高めることができる。

【0027】

本実施形態のライナー１０では、外周縁１６ｆｅの上記した形状により、開口凹所１５を陥没台座部１４ｒの底面まで口金１６の軸方向に沿って延びて、くさび形状をなすようにした。このため、本実施形態のライナー１０によれば、開口凹所１５に入り込ませたＦＩＰＧの液状ガスケット装着部１８による口金１６とライナー１０とのガスシール範囲を、陥没台座部１４ｒの凹所内周壁１４ｒｓの上縁から底面までに亘る広い範囲とできるので、より高いガスシール性を発揮できる。

【0028】

本実施形態のライナー１０では、ドーム部１４における陥没台座部１４ｒの凹所内周壁１４ｒｓと、陥没台座部１４ｒに入り込む口金フランジ１６ｆの外周縁１６ｆｅとを、共に、ライナー１０の軸回りに矩形波形状に蛇行してライナー軸を取り囲むようにした。これにより、開口凹所１５に入り込んだＦＩＰＧによる液状ガスケット装着部１８は、この蛇行軌跡に倣った長い軌跡において、口金１６とライナー１０とをガスシールする。この結果、本実施形態のライナー１０によれば、液状ガスケット装着部１８によるガスシール性をより一層高めることができる。

【0029】

本実施形態のライナー１０では、液状ガスケット装着部１８を、開口凹所１５からライナー外周壁に掛けて薄層状に延びたドーム側装着部１８ｄと、口金フランジ１６ｆのフランジ外表中央の側に掛けて薄層状に延びたフランジ側装着部１８ｆとを備えるものとした。このため、本実施形態のライナー１０によれば、ドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆとによっても、口金１６とライナー１０とのガスシール性を発揮できるので、ガスシール性を更に高めることができる。また、ＦＷ法にてカーボン繊維ＥＣＦの巻回がなされてライナー１０に繊維強化樹脂層１０２が形成されると、即ち、高圧ガスタンク１００の形態では、ドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆとは、ライナー１０と繊維強化樹脂層１０２とで挟まれて、面圧を受ける。よって、ドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆによる口金１６とライナー１０とのガスシール性は、高まる。しかも、ライナー１０はタンクガス圧によって膨張しようとするので、ドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆは、高い面圧を受けてガスシール性をより高める。この他、ガスシール性を発揮するドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆは、ＦＷ法による繊維巻回の際のエポキシ樹脂についても、シール性を発揮するので、開口凹所１５の内部はもとより、陥没台座部１４ｒの底面と口金フランジ１６ｆの底面との間へのエポキシ樹脂の浸入を高い実効性で回避できる。

【0030】

本実施形態のライナー１０の製造方法によれば、陥没台座部１４ｒを有するライナーパーツの準備や、口金フランジ１６ｆ等を有する口金１６の準備を経て、陥没台座部１４ｒに口金フランジ１６ｆを入り込ませ、その後に、開口凹所１５にＦＩＰＧを塗布して硬化させるという平易な手順で、開口凹所１５の内部にＦＩＰＧが入り込んだ液状ガスケット装着部１８を容易に形成できる。こうして得られたライナー１０は、既述したように、口金１６の姿勢変化が起きにくく、口金１６についても高いガスシール性で装着したものとなる。よって、本実施形態のライナー１０の製造方法によれば、口金１６とライナー１０とのガスシール性を確保した上で、口金の姿勢を不用意に変えないライナー１０を容易に製造できる。

【0031】

本実施形態の高圧ガスタンク１００は、口金１６とライナー１０とのガスシール性を確保した上で、口金の姿勢を不用意に変えないライナー１０の外表にＦＷ法にて繊維強化樹脂層１０２を形成して得られる。よって、本実施形態の高圧ガスタンク１００によれば、タンク両端から延びた口金１６のガスシール性を確保した上で、口金１６の姿勢を不用意に変えることのない高圧ガスタンクを容易に、且つ安定して提供できる。

【0032】

次に、他の実施形態について説明する。図７は開口凹所１５として適用可能な変形形状例を例示して示す説明図である。開口凹所１５は、陥没台座部１４ｒの凹所内周壁１４ｒｓと口金フランジ１６ｆの外周縁１６ｆｅとの間に形成された凹所であって、ＦＩＰＧの入り込みが可能であれば良い。よって、図示するように、凹所内周壁１４ｒｓの上縁についても外周縁１６ｆｅと同様に弧状にＲ面取りして開口凹所１５を形成する形態（図７（Ａ））、外周縁１６ｆｅと凹所内周壁１４ｒｓの上縁とにおいてＣ面取りして開口凹所１５を形成する形態（図７（Ｂ））、外周縁１６ｆｅと凹所内周壁１４ｒｓの上縁とを連続した円弧状の溝状に切削等して開口凹所１５を形成する形態（図７（Ｃ））としてもよい。これらの形態の開口凹所１５を有するライナー１０であっても、既述した効果を奏することができる。

【0033】

また、ＦＩＰＧの塗布についても種々の実施形態とできる。図８はＦＩＰＧ塗布の他の実施形態の様子を模式的に示す説明図、図９はＦＩＰＧ塗布のまた別の実施形態の様子を模式的に示す説明図である。これら実施形態では、長方形状の吐出口を有する既述した塗布ヘッド１１２（図５参照）に代わり、円錐形の塗布ノズル１２２を有する塗布ヘッド１１０を用い、ＦＩＰＧを棒状に塗布する。そして、図８の実施形態では、棒状のＦＩＰＧを矩形波形状の開口凹所１５の蛇行軌跡のほぼ中央に塗布し、下流の傾斜プレート１２０にて、棒状のＦＩＰＧをライナー表面の側に押圧する。この実施形態であっても、棒状のＦＩＰＧを押し広げながら開口凹所１５の内部に入り込ませて、ドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆを有する液状ガスケット装着部１８が形成できる。この場合、棒状のＦＩＰＧの塗布位置は、矩形波形状軌跡の開口凹所１５のほぼ中央であることから、ＦＩＰＧの入り込みに軌跡中央より外側と内側で差が生じ、いわゆるヒケが生じ得る。このヒケを抑制するには、傾斜プレート１２０を、矩形波形状の蛇行軌跡の内外に向けてジグザグに動かす等することが有益である。図９の実施形態では、塗布ノズル１２２を塗布ヘッド１１０ごと矩形波形状の各波形軌跡に倣って揺動させながら、棒状のＦＩＰＧを開口凹所１５の矩形波形状の軌跡に重ねて塗布し、傾斜プレート１２０にて、棒状のＦＩＰＧをライナー表面の側に押圧する。この実施形態によれば、より確実にヒケを抑制して、フランジ側装着部１８ｆとドーム側装着部１８ｄを有する液状ガスケット装着部１８を形成できる。これらの実施形態によって得られたライナー１０であっても、既述した効果を奏することができる。

【0034】

この他、開口凹所１５についても種々の実施形態とできる。図１０は他の実施形態の開口凹所１５の様子を模式的に示す説明図である。これら実施形態では、開口凹所１５は、矩形波形状の繰り返しではなく、図における左右に凸の部位を有する軌跡でライナー軸を取り囲む。そして、この左右の凸の部位については、同じ形状であっても、異なる形状であってもよい。このような軌跡の開口凹所１５とするには、凹所内周壁１４ｒｓの少なくとも一部領域がライナー１０の径方向に突出した形状をなすように、ライナー軸を取り囲むよう形成され、外周縁１６ｆｅにあっては、これを、凹所内周壁１４ｒｓの形状に合致して形成すればよい。これらの実施形態によって得られたライナー１０であっても、開口凹所１５に入り込んだＦＩＰＧによる液状ガスケット装着部１８のシール長を長くでき、既述した効果を奏することができる。

【0035】

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【0036】

上記の実施形態では、開口凹所１５を矩形波形状の繰り返しによりライナー軸を取り囲むにしたが、正弦波や三角波等の形状の繰り返しでライナー軸を取り囲むよう、開口凹所１５を形成してもよい。また、開口凹所１５を円形軌跡でライナー軸を取り囲むようにしてもよい。

【符号の説明】

【0037】

１０…ライナー
１２…シリンダー部
１４…ドーム部
１４ｈ…貫通孔
１４ｒ…陥没台座部
１４ｒｓ…凹所内周壁
１５…開口凹所
１６…口金
１６ｂ…口金本体
１６ｆ…口金フランジ
１６ｈ…バルブ接続孔
１６ｔ…凸部
１６ｆｅ…外周縁
１８…液状ガスケット装着部
１８ｄ…ドーム側装着部
１８ｆ…フランジ側装着部
１００…高圧ガスタンク
１０２…繊維強化樹脂層
１１０…塗布ヘッド
１１２…塗布ヘッド
１２０…傾斜プレート
１２２…塗布ノズル
ＥＣＦ…カーボン繊維

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】