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(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】6886477
(24)【登録日】2021年5月18日
(45)【発行日】2021年6月16日
(54)【発明の名称】圧力容器用の端部損傷保護要素
(51)【国際特許分類】
F17C 13/00 20060101AFI20210603BHJP
F17C 1/06 20060101ALI20210603BHJP
【ＦＩ】
F17C13/00 301Z
F17C1/06
【請求項の数】10
【全頁数】25
(21)【出願番号】特願2018-547309(P2018-547309)
(86)(22)【出願日】2017年3月7日
(65)【公表番号】特表2019-507856(P2019-507856A)
(43)【公表日】2019年3月22日
(86)【国際出願番号】US2017021046
(87)【国際公開番号】WO2017155917
(87)【国際公開日】20170914
【審査請求日】2019年10月8日
(31)【優先権主張番号】62/304,540
(32)【優先日】2016年3月7日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】511167010
【氏名又は名称】ヘキサゴン テクノロジー アーエス
(74)【代理人】
【識別番号】110000578
【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】スキメンティ ジョン
(72)【発明者】
【氏名】イェギー ブライアン シー．
【審査官】
家城 雅美
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００９−１０８９７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１３−１４２４５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１７−１２９１９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−０３８１５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１０／０９６５１７（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ１７Ｃ１／００−１３／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外表面を有するとともにドーム型の端部を備える圧力容器の損傷を防止するように構成された装置であって、前記装置が、
前記ドーム型の端部に配置されるように構成される要素であって、前記要素は、前記ドーム型の端部上にかつ前記要素の少なくとも一部を横切って巻き付けられる複数のフィラメントバンドにより、前記ドーム型の端部の外表面に取り付けられるように構成されており、前記要素が取付特徴部を備え、前記取付特徴部がスナップフィットジョイントを備える、要素と、
前記取付特徴部を介して前記要素に結合されるように構成される保護キャップと、
前記保護キャップの容器対向面に結合されるように構成され、かつ、前記スナップフィットジョイントと結合するように構成されるインサートと、
を備える装置。
前記ドーム型の端部に配置されるように構成される要素であって、前記要素は、前記ドーム型の端部上にかつ前記要素の少なくとも一部を横切って巻き付けられる複数のフィラメントバンドにより、前記ドーム型の端部の外表面に取り付けられるように構成されており、前記要素が取付特徴部を備え、前記取付特徴部がスナップフィットジョイントを備える、要素と、
前記取付特徴部を介して前記要素に結合されるように構成される保護キャップと、
前記保護キャップの容器対向面に結合されるように構成され、かつ、前記スナップフィットジョイントと結合するように構成されるインサートと、
を備える装置。
【請求項2】
外表面を有するとともにドーム型の端部を備える圧力容器の損傷を防止するように構成された装置であって、前記装置が、前記ドーム型の端部に配置されるように構成される要素を備え、前記要素が、前記ドーム型の端部上にかつ前記要素の少なくとも一部を横切って巻き付けられる複数のフィラメントバンドにより、前記ドーム型の端部の外表面に取り付けられるように構成され、前記要素が複数の放射状に延在するタブを備える、装置。
【請求項3】
前記要素は、
複数の隆起部と、
２つの隣接する前記隆起部の間の低部と、
を備える、請求項１又は２に記載の装置。
複数の隆起部と、
２つの隣接する前記隆起部の間の低部と、
を備える、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項4】
外表面を有するとともにドーム型の端部を備える圧力容器の損傷を防止するように構成された装置であって、前記装置が、前記ドーム型の端部に配置されるように構成される要素を備え、前記要素は、
前記ドーム型の端部上にかつ前記要素の少なくとも一部を横切って巻き付けられる複数のフィラメントバンドにより、前記ドーム型の端部の外表面に取り付けられるように構成され、かつ、
複数の隆起部を備え、前記複数の隆起部のうちの少なくとも１つが四角錐台として成形され、かつ、
２つの隣接する前記隆起部の間に低部を備える、装置。
前記ドーム型の端部上にかつ前記要素の少なくとも一部を横切って巻き付けられる複数のフィラメントバンドにより、前記ドーム型の端部の外表面に取り付けられるように構成され、かつ、
複数の隆起部を備え、前記複数の隆起部のうちの少なくとも１つが四角錐台として成形され、かつ、
２つの隣接する前記隆起部の間に低部を備える、装置。
【請求項5】
前記要素が環状である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項6】
外表面を有するとともにドーム型の端部を備える圧力容器の損傷を防止するように構成された装置であって、前記装置が、前記ドーム型の端部に配置されるように構成される要素を備え、
前記要素が、前記ドーム型の端部上にかつ前記要素の少なくとも一部を横切って巻き付けられる複数のフィラメントバンドにより、前記ドーム型の端部の外表面に取り付けられるように構成され、
前記要素が、複数の隆起部と、２つの隣接する前記隆起部の間に低部と、を備え、前記低部は複数の低部のうちの１つであり、
前記複数の隆起部と前記複数の低部とは、交互のパターンにて配置される、装置。
前記要素が、前記ドーム型の端部上にかつ前記要素の少なくとも一部を横切って巻き付けられる複数のフィラメントバンドにより、前記ドーム型の端部の外表面に取り付けられるように構成され、
前記要素が、複数の隆起部と、２つの隣接する前記隆起部の間に低部と、を備え、前記低部は複数の低部のうちの１つであり、
前記複数の隆起部と前記複数の低部とは、交互のパターンにて配置される、装置。
【請求項7】
要素を圧力容器に取り付けるための方法であって、前記圧力容器は、外表面を有するとともにドーム型の端部を備え、前記方法は、
前記ドーム型の端部において前記圧力容器の外表面上に前記要素を配置することと、
前記要素を前記ドーム型の端部に取り付けるために、複数のフィラメントバンドを、前記ドーム型の端部上にかつ前記要素の少なくとも一部を横切って巻き付けることと、
を含み、
前記要素は、複数の隆起部と、２つの隣接する前記隆起部の間の低部と、を備え、前記複数のフィラメントバンドを巻き付けることは、前記複数のフィラメントバンドのうちの少なくとも１つを前記低部に巻き付けることを含む、方法。
前記ドーム型の端部において前記圧力容器の外表面上に前記要素を配置することと、
前記要素を前記ドーム型の端部に取り付けるために、複数のフィラメントバンドを、前記ドーム型の端部上にかつ前記要素の少なくとも一部を横切って巻き付けることと、
を含み、
前記要素は、複数の隆起部と、２つの隣接する前記隆起部の間の低部と、を備え、前記複数のフィラメントバンドを巻き付けることは、前記複数のフィラメントバンドのうちの少なくとも１つを前記低部に巻き付けることを含む、方法。
【請求項8】
要素を圧力容器に取り付けるための方法であって、前記圧力容器は、外表面を有するとともにドーム型の端部を備え、前記方法は、
前記ドーム型の端部において前記圧力容器の外表面上に前記要素を配置することと、
前記要素を前記ドーム型の端部に取り付けるために、複数のフィラメントバンドを、前記ドーム型の端部上にかつ前記要素の少なくとも一部を横切って巻き付けることと、
を含み、
前記要素は、複数の放射状に延在するタブを備え、前記複数のフィラメントバンドを巻き付けることは、前記複数のフィラメントバンドのうちの少なくとも１つを、前記複数のタブのうちの少なくとも１つに巻き付けることを含む、方法。
前記ドーム型の端部において前記圧力容器の外表面上に前記要素を配置することと、
前記要素を前記ドーム型の端部に取り付けるために、複数のフィラメントバンドを、前記ドーム型の端部上にかつ前記要素の少なくとも一部を横切って巻き付けることと、
を含み、
前記要素は、複数の放射状に延在するタブを備え、前記複数のフィラメントバンドを巻き付けることは、前記複数のフィラメントバンドのうちの少なくとも１つを、前記複数のタブのうちの少なくとも１つに巻き付けることを含む、方法。
【請求項9】
前記要素が取付特徴部を備え、前記方法が、保護キャップを前記取付特徴部にて前記要素に結合することをさらに含む、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項10】
外表面を有するとともにドーム型の端部を備える圧力容器と、該圧力容器の損傷を防止するように構成された装置とを備えるアセンブリであって、
前記装置が、前記ドーム型の端部に配置されるように構成される要素を備え、前記要素が、前記ドーム型の端部上にかつ前記要素の少なくとも一部を横切って巻き付けられる複数のフィラメントバンドにより、前記ドーム型の端部の外表面に取り付けられるように構成され、
前記要素が複数の放射状に延在するタブを備え、前記複数のフィラメントバンドのうちの少なくとも１つが、前記複数のタブのうちの少なくとも１つに巻き付けられる、アセンブリ。
前記装置が、前記ドーム型の端部に配置されるように構成される要素を備え、前記要素が、前記ドーム型の端部上にかつ前記要素の少なくとも一部を横切って巻き付けられる複数のフィラメントバンドにより、前記ドーム型の端部の外表面に取り付けられるように構成され、
前記要素が複数の放射状に延在するタブを備え、前記複数のフィラメントバンドのうちの少なくとも１つが、前記複数のタブのうちの少なくとも１つに巻き付けられる、アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【0001】
［背景］圧力容器は、通常、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、等の様々な流体を加圧状態で収容するために用いられる。一般的に、圧力容器は、任意のサイズ又は形状とされ得る。これら容器は、例えば、重くても軽くてもよく、１回使用（例えば、使い捨て）であっても再利用可能でもよく、高圧（例えば、５０ｐｓｉ（約３４４．７３８ｋＰａ）より高い）又は低圧（例えば、５０ｐｓｉ（約３４４．７３８ｋＰａ）より低い）を受けてもよく、又は、高温又は低温で流体を貯蔵するために用いられてもよい。
【0002】
適切な圧力容器シェル材料は、例えば、鋼等の金属、又は、熱硬化性又は熱可塑性樹脂により互いに接着される、巻き付けられた、ガラス繊維フィラメント又は他の合成フィラメントの積層体にて形成され得る複合材料を含む。容器の複合材構造は、重量の軽さ、及び、耐腐食性、耐疲労性及び致命的な破損に対する耐性、等の多数の利点をもたらす。これらの特性は、少なくとも一部においては、複合材圧力容器の構造において典型的には主要な力の方向に配向される強化繊維又はフィラメントの高比強度によるものである。
【0003】
ライナ又はブラダは、流体透過バリアとして機能し、それにより容器を密閉するように、複合材圧力容器シェル内に配置されることが多い。このようなライナは、非金属の弾性材料により形成されることが多く、内部流体が複合材料に接触することを防止する。
【0004】
圧力容器は、輸送中及び使用中に、例えば、他の物体との衝突、又は、落下により、損傷を受ける。所望の圧力にて流体を保持するための容器の性能は、このような損傷により損なわれ得る。損傷軽減のための既存の手法は、容器の端部に保護キャップを接着することである。しかしながら、単に容器に接着されるだけのキャップは、容器の使用中に外れる可能性がある。別の手法は、米国特許第５，４７６，１８９号明細書にて説明され、以下でさらに論じられ、参照により本明細書に援用されるような、シェル厚さを増大すること、エラストマーシェル被覆を適用すること、及び、追加のシェル材料により完全に覆われるか又は封入される保護層又は端部キャップを付加すること、を含む。追加の被覆又は層は、一般的に、損傷軽減要素又は容器全体を完全に覆うため、これらの手法は、材料の使用量の著しい増加、及び、製造の複雑さという不利な点を有する。［概要］
一態様において、アセンブリは、外表面を有するドーム型の端部を備える、流体を収容するための圧力容器と、ドーム型の端部に配置される要素と、を備え、該要素は、ドーム型の端部上にかつ要素の少なくとも一部を横切って巻き付けられる複数のフィラメントバンドにより、外表面に取り付けられる。
【0005】
別の態様においては、容器への損傷を防止するための装置が説明され、容器は、外表面を有するドーム型の端部を備える。装置は、ドーム型の端部に配置されるように構成される要素を備え、該要素は、ドーム型の端部上にかつ要素の少なくとも一部を横切って巻き付けられる複数のフィラメントバンドにより、外表面に取り付けられるように構成される。
【0006】
さらに別の態様においては、要素を容器に取り付けるための方法が説明される。容器は、外表面を有するドーム型の端部を備える。この方法は、要素をドーム型の端部に配置することと、要素をドーム型の端部に取り付けるために、ドーム型の端部上にかつ要素の少なくとも一部を横切って複数のフィラメントバンドを巻き付けることと、を含む。
【0007】
本開示は、その様々な組み合わせにおいて、装置又は方法の形態で、次の項目のリストにより特徴づけられてもよい。１．外表面を有するドーム型の端部を備える、流体を収容するための圧力容器と、ドーム型の端部に配置される要素と、を備えるアセンブリであって、要素が、ドーム型の端部上にかつ要素の少なくとも一部を横切って巻き付けられる複数のフィラメントバンドにより、外表面に取り付けられる、アセンブリ。
２．要素が取付特徴部を備える、項目１に記載のアセンブリ。
３．アセンブリが保護キャップをさらに備え、保護キャップは、取付特徴部を介して要素に結合される、項目２に記載のアセンブリ。
４．取付特徴部がスナップフィットジョイントを備え、アセンブリが、保護キャップの容器対向面に結合されるインサートをさらに備え、インサートが、スナップフィットジョイントと結合するように構成される、項目３に記載のアセンブリ。
５．要素が、複数の隆起部と、２つの隣接する前記隆起部の間の低部と、を備え、複数のフィラメントバンドのうちの少なくとも１つが低部に巻き付けられる、項目１〜４のいずれか１つに記載のアセンブリ。
６．要素が環状である、項目１〜５のいずれか１つに記載のアセンブリ。
７．要素が複数の放射状に延在するタブを備え、複数のフィラメントバンドのうちの少なくとも１つが、複数のタブのうちの少なくとも１つに巻き付けられる、項目１〜６のいずれか１つに記載のアセンブリ。
８．外表面を有するドーム型の端部を備える、容器の損傷を防止するための装置であって、装置が、ドーム型の端部に配置されるように構成される要素を備え、要素が、ドーム型の端部上にかつ要素の少なくとも一部を横切って巻き付けられる複数のフィラメントバンドにより、外表面に取り付けられるように構成される、装置。
９．要素が取付特徴部を備える、項目８に記載の装置。
１０．装置が保護キャップをさらに備え、保護キャップが、取付特徴部を介して要素に結合されるように構成される、項目９に記載の装置。
１１．取付特徴部がスナップフィットジョイントを備え、装置が、保護キャップの容器対向面に結合されるように構成されるインサートをさらに備え、インサートがスナップフィットジョイントと結合するように構成される、項目１０に記載の装置。
１２．要素が複数の放射状に延在するタブを備える、項目８〜１１のいずれか１つに記載の装置。
１３．要素が、複数の隆起部と、２つの隣接する隆起部の間の低部と、を備える、項目８〜１２のいずれか１つに記載の装置。
１４．複数の隆起部のうちの少なくとも１つが四角錐台として成形される、項目１３に記載の装置。
１５．要素が環状である、項目８〜１４のいずれか１つに記載の装置。
１６．要素が、環状の形状と、複数の隆起部と、複数の低部と、を備え、複数の隆起部と複数の低部とが交互のパターンにて配置される、項目８〜１５のいずれか１つに記載の装置。
１７．要素を容器に取り付けるための方法であって、容器は、外表面を有するドーム型の端部を備え、当該方法は、要素をドーム型の端部に配置することと、要素をドーム型の端部に取り付けるために、複数のフィラメントバンドを、ドーム型の端部上にかつ要素の少なくとも一部を横切って巻き付けることと、を含む方法。
１８．要素が、複数の隆起部と、２つの隣接する隆起部の間の低部と、を備え、複数のフィラメントバンドを巻き付けることは、複数のフィラメントバンドのうちの少なくとも１つを低部に巻き付けることを含む、項目１７に記載の方法。
１９．要素が複数の放射状に延在するタブを備え、複数のフィラメントバンドを巻き付けることは、複数のフィラメントバンドのうちの少なくとも１つを、複数のタブのうちの少なくとも１つに巻き付けることを含む、項目１７又は１８に記載の方法。
２０.要素が取付特徴部を備え、本方法が、保護キャップを取付特徴部にて要素に結合することをさらに含む、項目１７〜１９のいずれか１つに記載の方法。
【0008】
本概要は、詳細な説明において以下でさらに説明される概念を、単純化された形態で紹介するために提供される。本概要は、開示される又はクレームされ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、開示される実施形態のそれぞれ又は開示されるもしくはクレームされる主題の全ての実施を述べることを意図するものではない。特に、１つの実施形態に関して本明細書で開示される特徴は、別の実施形態にも同様に適用することができる。さらに、本概要は、クレームされる主題の範囲を特定するための補助として用いられることを意図していない。多くの他の新たな利点、特徴、及び関係が、この説明が進むにつれて明らかになるであろう。図面及び以下に続く説明は、例示的な実施形態をより具体的に例示する。
【0009】
開示される主題が、添付の図面を参照してさらに説明され、同様の構造又はシステム要素は、いくつかの図面を通して同様の参照番号により参照される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1A】典型的な圧力容器の側面図を示す。
【図2】本開示の第１の例示的な実施形態の端部要素の斜視図を示す。
【図8】本開示の第２の例示的な実施形態の端部要素の斜視図を示す。
【図11】図８の端部要素を介して圧力容器に取り付けられた保護端部キャップを備える、第２の例示的な実施形態のアセンブリの部分断面図である。図１１は、図１０の１１−１１線における断面図であるが、図１１では、さらに保護端部キャップが追加されている。
【図12】本開示の第３の例示的な実施形態の端部要素の斜視図を示す。
【図15】図１２の端部要素を介して圧力容器に取り付けられる保護端部キャップを備える、第３の例示的な実施形態のアセンブリの部分断面図である。図１５は、図１４の１５−１５線における断面図であるが、図１５では、さらに保護端部キャップが追加されている。
【図16】本開示の第４の例示的な実施形態の端部要素の斜視図を示す。
【図19】固定具及び図１６の端部要素を介して圧力容器に取り付けられる保護端部キャップを備える、第４の例示的な実施形態のアセンブリの分解断面図を示す。図１９は、図１８の１９−１９線における断面図であるが、図１９はさらに、保護端部キャップが追加され、互いに分離された要素を示す。
【図22】インサート、固定具、及び、スナップフィットジョイントを含む図１６の端部要素の変形された実施形態を介して圧力容器に取り付けられる保護端部キャップを備える第５の例示的な実施形態のアセンブリの縦断面の斜視分解図を示す。
【図28】本開示の第６の例示的な実施形態の端部要素の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
上で特定された図面は、開示される主題のいくつかの実施形態を説明する一方で、本開示で述べられるように、他の実施形態もまた想定される。全ての場合において、本開示は、開示される主題を代表的な例として提示するものであり、限定するものではない。本開示の原理の範囲に該当する多数の他の変形及び実施形態が、当業者により考案され得ることが理解されるべきである。
【0012】
図面は、寸法比率が正しくない可能性がある。具体的には、いくつかの特徴は、明確にするために、他の特徴に対して拡大される場合がある。さらに、上方（ａｂｏｖｅ）、下方（ｂｅｌｏｗ）、上（ｏｖｅｒ）、下（ｕｎｄｅｒ）、上部（ｔｏｐ）、底部（ｂｏｔｔｏｍ）、側部（ｓｉｄｅ）、右、左、垂直方向、水平方向等の用語が用いられる場合、それらは、説明の理解を容易にするためにのみ用いられることを理解されたい。構造物は、別の向きであってもよい。［詳細な説明］
本開示は、信頼性があり、かつ、低コストな方法で、圧力容器を損傷から保護することが望ましいと認識する。圧力容器の端部は、その配置及びほぼ半球状の形状であることに起因して最も損傷を受ける可能性があるため、圧力容器の端部を保護することは特に関心が高い。例示的な実施形態において、端部要素は、容器の端部の周りにかつ端部要素の一部上を横切って巻き付けられるフィラメントにより、容器の端部に固定される。端部要素は、容器の製造時に容器に固定されてもよく、あるいは、後の時点で既存の圧力容器に組み込まれてもよい。例示的に開示される端部要素は、適切な保護特性を包含していてもよく、かつ／あるいは、保護端部キャップ等のアタッチメントに結合されるように構成されてもよい。例示的な実施形態において、端部要素は、フィラメントの巻き付けにより完全には覆われず、又は封入されず、それゆえに、開示される概念は、保護要素又は容器全体が複合材料の層により被覆されるいくつかの従来の保護システムにおけるよりも少ないフィラメント及び樹脂を使用する。さらに、硬化した巻き付けられたフィラメントによる端部要素の取り付けは、容器端部への保護キャップの接着よりも、より確実である。
【0013】
図１は、参照により本明細書に援用される、発明の名称が「損傷軽減システムを備える圧力容器」である米国特許第５，４７６，１８９号明細書にて開示されるような、細長い圧力容器１０を示す。このような従来の圧力容器又はタンク１０は、一般的に、加圧流体を貯蔵するために用いられる。容器１０は、ドーム型の端部１５を有するほぼ円筒状の本体部を備える。容器１０の内部と連通するためのポートをもたらすために、ボス１６が、容器１０の一方又は両方の端部に設けられる。容器１０は、外側複合材シェル１４により被覆される流体不透過性内側ライナ１２を有するように形成される。
【0014】
端部１５は、半球状、又は、ドーム型の形状を有していてもよく、また、流体が容器１０へ導入されること又は容器１０から除去されることを可能にする孔１８を有するボス１６を備えていてもよい。ライナ１２は、例えば、プラスチック材料又はエラストマー材料にて製造されてもよい。シェル１４は、樹脂に包含される繊維又はフィラメントで製造される複合材料であってもよく、繊維は、たとえば、炭素、グラファイト、又は、アラミドであってもよい。この場合において、「複合材料」とは、フィラメントの巻付構造又は積層構造等の、繊維強化樹脂マトリクス材料を意味する。複合材シェル１４は、容器１０にかかる構造的荷重を解決する。例示的な圧力容器１０の構成に関連する詳細は、参照により本明細書に援用される、発明の名称が「フィラメント巻き付けプロセス及び装置」である米国特許第４，８３８，９７１号明細書に開示されている。ボス１６は、例えば、アルミニウム、真鍮、鋼、もしくは、ニッケル合金等の金属、又は、任意の好適な金属又は非金属材料にて形成されてもよい。例示的なボスの詳細は、参照により本明細書に援用される、発明の名称が「フィラメント巻付圧力容器のためのボス」である米国特許第５，４２９，８４５号明細書に開示されている。
【0015】
図２は、容器１０に固定されるように構成される本開示の第１の例示的な実施形態の端部要素２２ａを示す。例示的な実施形態において、端部要素２２ａは、中心開口３４ａを有する環形状であり、離間した複数の隆起部２８ａと、２つの隣接する隆起部２８ａ間の複数の平坦領域又は低部３２ａと、を備える。それゆえに、例示される実施形態において、隆起部２８ａ及び低部３２ａは、端部要素２２ａを一周すると交互のパターンにて配置されている。中心開口３４ａは、円形として示されているが、任意の好適な形状の開口又は孔であってもよい。平坦領域又は低部３２ａは、ほぼ平面として示されているが、隆起部２８ａと比較して凹んだ任意の好適な形状又は外形を備えていてもよい。さらに、例示的な実施形態において、平坦領域又は低部３２ａは、精密に平ら又は平面ではなく、むしろ、圧力容器１０のドーム型の端部１５の外表面の凸形状に合わせるように、輪郭が平面からわずかに逸脱する。隆起部２８ａは、保護キャップ４０（図７Ａ〜７Ｃ参照）のようなアタッチメント上の対応する特徴部７２に結合されるように構成される取付特徴部３８ａを備える。例示的な実施形態において、取付特徴部３８ａは、例えば、ねじ、リベット、押し込み式の固定具、フック、スナップ式タブ、又は、クリップといった、保護キャップ４０上の、又は、保護キャップ４０に取り付けるように構成される、又は、保護キャップ４０を通る固定具（図１９〜２７参照）と位置が整合するように構成される孔である。あるいは、取付特徴部３８ａは、保護キャップ４０上の相補的な特徴部と係合するように構成される、ねじ、リベット、押し込み式の固定具、フック、スナップインジョイント、又は、クリップ、等であってもよい。
【0016】
例示的な実施形態において、端部要素２２ａは、円形の環形状を有し、それぞれが端部要素２２ａの外周に沿って同様の長さを有する低部３２ａ及び隆起部２８ａを備える。しかしながら、端部要素２２ａ、また、その隆起部２８ａ及び平坦部又は低部３２ａは、以下に説明されるような複数のフィラメントバンド４４を用いて容器１０への取り付けが可能な任意の形状及び外形を備えてもよいと考えられる。例示的な実施形態において、隆起部のそれぞれは、ほぼ四角錐台状に構成されるが、隆起部２８ａが低部３２ａに対して高くされ、かつ、取付特徴部３８ａを有する又は有しない上面３０ａを有する限りにおいて、他の形状を有することもまた可能である。例示的な実施形態において、端部要素２２ａは、射出成形又は真空成形により成形される固体ポリマーで構成されるが、端部要素２２ａは、任意の有用な材料にて、任意の好適なプロセスにより形成されてもよい。
【0017】
図３及び図４は、容器１０のボス１６が中心開口３４ａを通って挿入されるように、容器１０の端部１５に当接して配置される例示的な実施形態の端部要素２２ａを示す。要素２２ａは、ドーム型の端部１５上にかつ要素２２ａの少なくとも一部を横切って巻き付けられる複数のフィラメントバンド４４により、端部１５の外表面に取り付けられる。例示的な実施形態において、端部要素２２ａは、端部要素２２ａが端部１５の凸形状の外表面に対してほぼぴったり重なって配置されるように、端部１５の曲率に沿うような輪郭を有する容器対向面を備える。
【0018】
端部要素２２ａは、複数のフィラメントバンド４４により容器１０に固定される。例示的な実施形態において、フィラメントバンド４４は、例えば、グラスファイバ、炭素又はアラミド繊維のような繊維強化材料であってもよく、シェル１４と同じ材料及びプロセスを用いて形成されてもよい。複数のバンド４４のそれぞれが、複数の低部３２ａのうちの少なくとも１つを横切って、ボス１６（及び、ボス１６に隣接するいくつかの場所）を通り過ぎて延在し、さらに、複数の低部３２ａのうちの別の１つを横切るように、フィラメントバンド４４は、容器１０のシェル１４に沿ってかつ端部要素２２ａを横切って延在する。複数のフィラメントバンド４４は、フィラメントバンド４４のうちの少なくとも１つが、隣接しない一対の低部３２ａのそれぞれを横切って巻き付けられるように配置され、それにより、容器１０の端部１５の周りに配置されるフィラメントバンド４４の網状体４６を形成する。網状体４６により形成されるパターンは、フィラメントバンド４４の数及び配置、ならびに、端部要素２２ａの形状及び構成に依存する。フィラメント網状体４６を形成するために、フィラメントバンド４４は、重ねられるか、交差するか、あるいは、その他の方法で集められる。例示的な実施形態において、フィラメント網状体４６は、参照により援用される、米国特許第４，８３８，９７１号明細書にて説明されるような材料及びプロセスにより形成される。それゆえに、フィラメント網状体４６のフィラメントバンド４４のそれぞれは、巻き付けプロセスにおいて互いに構築される、多数のフィラメントから形成される。
【0019】
フィラメントバンド４４は、端部要素２２ａの構成に応じて、いくつかの、又は、全ての低部３２ａを横切ることも想定される。例示的な実施形態において、フィラメントバンド４４は、端部１５を越えて、圧力容器１０の円筒状本体に沿ってある程度の距離だけ延在する。例示的な実施形態において、フィラメントバンド４４は、輪状の及び／又は螺旋状の巻付パターンに従う。フィラメントバンド４４は、エポキシ、ポリエステル、ビニルエステル等の熱硬化性樹脂、又は、容器１０が用いられる用途に必要とされる性質を提供することができる任意の他の好適な材料により、互いに、また、容器１０に対して接着されてもよい。それにより、端部要素２２ａは、網状体４６と容器１０の端部１５との間で固定される。フィラメントバンド４４が、隆起部２８ａの間に配置される低部３２ａ上を横切ることにより、隆起部２８ａは、孔１８及び圧力容器１０の本体を通って長手方向に延びる軸４２を中心に端部要素２２ａが回転することを防止するために役立つ、以下でさらに論じられる取付方法にて用いる、止め具として作用する。
【0020】
端部要素２２を容器１０に固定するために複数のフィラメントバンド４４を用いることは、容器１０全体、又は、単に端部要素１５全体でさえが、フィラメント巻付層にて覆われる場合よりも少ないフィラメントを必要とする。網状体４６の特定のパターンが例示されているが、フィラメントバンド４４の他のパターンが、端部要素２２を圧力容器１０に固定するために用いられてもよい。取付特徴部３８が設けられる実施形態の端部要素２２において、網状体４６は、取付特徴部３８のうちの少なくともいくつかを露出されたままにすることが好ましい。
【0021】
例示的な実施形態において、端部要素２２ａは、アタッチメントが容器１０へ取り付けられることを可能にし、かつ／あるいは、容器１０が別の構造体に取り付けられることを可能にする。図５及び６の例示的なアセンブリ５０ａにおいて、取付アタッチメントは、保護キャップ４０である。図５及び６は、端部要素２２ａを用いて容器１０の端部１５に取り付けられる保護キャップ４０を備える第１実施形態のアセンブリ５０ａを示す。図６は、図５の６−６線における断面図である。端部要素２２ａは、ボス１６が中心開口３４ａを通って挿入されるように、端部１５に当接して配置される。フィラメントバンド４４は、端部要素２２ａを横切って延在し、端部要素２２ａを容器１０に取り付け、さらに、網状体４６ａを形成する。保護キャップ４０は、キャップ４０上の取付特徴部７２（図７Ａ〜７Ｃにおいて視認できる）を、端部要素２２ａ上の取付特徴部３８ａに結合することにより端部要素２２ａに取り付けられる。このような取り付けのさらなる詳細は、例えば、図１６〜２７の他の実施形態を参照して以下に説明される。孔５２周辺の保護キャップ４０の端壁５８は、網状体４６に当接して配置され、周縁６８は、容器１０のシェル１４の近傍に、シェル１４の外周周りに延在するように配置される。
【0022】
図５は、端部要素２２を介して容器１０に取り付けられた保護キャップ４０を示し、この図では、端部要素２２は保護キャップ４０により隠されている。保護キャップ４０は、図６に示されるように、容器１０の端部１５に嵌まるように構成され、容器１０の端部１５において端部要素２２ａに当接する端壁５８を備える。保護キャップ４０の側壁６０は、容器１０に沿って延在し、曲線的な放射状壁（ｒａｄｉｕｓ ｗａｌｌ）６２が、側壁６０と端壁５８との間に延在する。放射状壁６２は、下方に位置する容器１０の放射状表面（ｒａｄｉｕｓ ｓｕｒｆａｃｅ）６４を保護するように構成される。図５において、端壁５８と放射状壁６２との間に境界線が見られる一方で、例示的な実施形態において、これらの壁部は、明確な境界なく互いに滑らかに続くことも想定される。例示的な実施形態において、保護キャップ４０は、ボス１６と同軸上で整列し、かつ、ボス１６の首部５４の通過を可能にするように構成される、孔５２を備える。
【0023】
図７Ａ〜７Ｃは、例示的な実施形態の保護キャップ４０ａ，４０ｂ及び４０ｃの容器対向面４８を示す。いくつかの実施形態において、保護キャップ４０の壁厚は、放射状壁６２において最も厚く、孔５２に向かう端壁５８に沿って減少し、また、周縁６８に向かう側壁６０に沿って減少する。保護キャップ４０の容器対向面４８上の取付特徴部７２は、保護キャップ４０が端部要素２２に、それゆえに、容器１０に結合されることを可能とするために、端部要素２２上の取付特徴部３８と整列し、対応する。例示的な実施形態において、取付特徴部７２は、端壁５８の容器対向面４８上の突起として構成される。図示された実施形態において、取付特徴部７２は、ねじ、ボルト、又は、押し込み式の固定具（図１９の固定具５６参照）等の固定具を受容するように構成される孔７４を備える。取付特徴部７２は、端部要素２２の隆起部２８と相補的な形状を有していることが示されているが、保護キャップ４０上の取付特徴部は、端部要素２２への結合に有用な、任意の形状、開口、孔、及び／又は、構造を備えてもよいことが理解されよう。
【0024】
図７Ａに示される、例示的な実施形態の保護キャップ４０ａは、孔５２と同軸上に配置される周縁リッジ７６の配列を備え、この配列は、圧力容器１０の端部１５の放射状表面６４に当接する形状を有する。図７Ｂに示される、別の例示的な実施形態の保護キャップ４０ｂは、孔５２の周りに半径方向に配置され、それぞれが端壁５８から側壁６０に延在するリッジ７８の配列を備える。リッジ７８の配列は、圧力容器１０の端部１５の放射状表面６４に当接する形状を有する。リッジ７６，７８は、保護キャップ４０ａ，４０ｂに構造的な支持をもたらし、容器１０を変形又は損傷させることなく、保護キャップ４０ａ，４０ｂがより衝撃に耐えることを可能にする。任意の数、厚さ、間隔、及び構成のリッジ、リブ、及び他の構造的な特徴を用いることができ、例えば、端部キャップに用いられる材料、端部キャップのサイズ、圧力容器１０の端部１５の形状、及びその用途に依存してもよい。図７Ｃに示される、例示的な実施形態の保護キャップ４０ｃは、リッジの無い容器対向面４８を備える。
【0025】
保護キャップ４０は、容器１０への損傷を軽減するために適切な任意の材料及び任意の形状にて形成されてもよい。保護キャップ４０は、固体ポリマー、発泡ポリマー、及び／又は、金属にて形成されてもよい。例えば、保護キャップ４０は、完全に固体ポリマーで構成されてもよく、発泡ポリマーが充填された固体ポリマーシェルであってもよく、又は、保護コーティングを有する又は有さない発泡ポリマーにて構成されてもよい。保護キャップ４０は、射出成形又は真空成形により、又は、例えば保護キャップ４０の材料及び形状に応じて任意の有用なプロセスにより形成されてもよい。
【0026】
図６に示されるように、例示的な隆起部２８ａは、シェル１４に関連して、ある程度台形状をなすような外形を有するが、任意の適切な断面形状を有することができる。内部空間８０ａは、隆起部２８ａと端部１５との間に画定され、取付特徴部３８ａにおいて保護キャップ４０を端部１５に取り付けるために適切なサイズ又は形状を有することができ、例えば、保護キャップ４０を容器１０に取り付けるために用いられる固定具（図示せず）及び／又は保護キャップ４０の形状に依存してもよい。保護キャップ４０の放射状壁６２及び容器１０の放射状表面６４により画定される内部空間８２ａは、シェル１４及び／又は容器１０を損傷することなく、保護キャップ４０が破砕又は変形され得る空間を得られるように設けられる。内部空間８２ａの形状及び／又はサイズは、例えば、保護キャップ４０に用いられる材料、又は、望まれる用途に依存してもよい。さらに、発泡体又は他の損傷軽減材料が、内部空間８２ａに設けられてもよい。
【0027】
保護キャップ４０の例示的な実施形態は、損傷した場合の交換を可能にするか、又は、与えられた用途の必要性に見合うように、端部要素２２ａから取り外し可能であってもよい。例えば、異なる実施形態の保護キャップ４０は、異なる物理的な外形や、剥離、衝撃による損傷、又は、破砕に対する異なる耐性レベルを有していてもよく、かつ／あるいは、衝撃、剥離又は他の損傷の発生を視覚的に示すように構成されてもよい。例示的な実施形態の端部要素２２ａ及び／又は保護キャップ４０は、既存の容器に追加されることも想定される。開示される保護キャップ４０以外のアタッチメントが端部要素２２ａを介して容器１０に結合されることも想定される。
【0028】
図８に示される、第２の例示的な実施形態の端部要素２２ｂは、中心開口３４ｂを有するリング型の環形状を有する。端部要素２２ｂは、ほぼ「Ｕ」字型（図１１参照）の断面形状を有していてもよい。離間された複数の取付特徴部３８ｂは、端部要素２２ｂに沿って配置される。取付特徴部３８ｂは、本明細書で既に説明されたように、保護キャップ４０上の対応する特徴部７２に結合されるように構成される。例示的な実施形態の端部要素２２ｂは、一様な断面形状と、端部要素２２ｂの全周にわたり密な間隔で配置される取付特徴部３８ｂと、を備える。このため、複数のフィラメントバンド４４は、保護キャップ４０を容器１０に取り付けるために露出される複数の取付特徴部３８ｂの一部を残したまま、端部要素２２ｂ上の（画定された平面部ではない）任意の位置を横切っていてもよい。それゆえに、端部要素２２ｂは、長手方向軸４２（図１１参照）を中心とする任意の回転配向にて容器１０に固定されもよい。端部要素２２ｂ及び中心開口３４ｂは、円形として示されているが、任意の好適な形状とすることができる。
【0029】
図９及び１０は、ボス１６が中心開口３４ｂを通って挿入されるように、容器１０の端部１５に当接して配置される例示的な実施形態の端部要素２２ｂのアセンブリを示す。端部要素２２ｂは、端部要素２２ｂが端部１５に対してほぼぴったり重なって配置されるように、シェル１５の曲率に沿うような輪郭にされる容器対向面を備えていてもよい。端部要素２２ｂは、複数のフィラメントバンド４４により容器１０に固定される。例示的な実施形態において、複数のフィラメントバンド４４のそれぞれは、位置８４にて端部要素２２ｂを横切り、ボス１６に隣接して該ボス１６を通過して延在し、さらに、第２の位置８４にて端部要素２２ｂを横切る。複数のフィラメントバンド４４は、フィラメントバンド４４のそれぞれが、端部要素２２ｂ上の、異なる一対の離間した位置８４を横切るように配置され、それにより、容器１０の端部１５の周りにフィラメントバンド４４の網状体４６ｂを形成する。網状体４６ｂにより形成されるパターンは、フィラメントバンド４４の数及び配置ならびに端部要素２２ｂの構成に依存する。いくつかの図面において、フィラメント網状体４６が圧力容器１０から離間しているように見えるかもしれない。しかしながら、フィラメントバンド４４は、熱硬化性樹脂により、互いに、また容器１０に対して接着されていることが理解されよう。端部要素２２ｂは、それにより、網状体４６ｂと容器１０の端部１５との間で固定される。
【0030】
図１１は、図１０の１１−１１線におけるような、第２実施形態のアセンブリ５０ｂの断面図を示し、追加的に、端部要素２２ｂを介して容器１０に取り付けられた保護キャップ４０を備える。フィラメントバンド４４が、端部要素２２ｂを横切ることが部分的に示されており、この端部要素２２ｂは、容器１０に関連して、上下逆にした「Ｕ」字状の外形を有することが示されているが、任意の適切な断面形状を有することができる。端部１５及び端部要素２２ｂにより画定される内部空間８０ｂは、保護キャップ４０の端部１５への取り付けのために適切な任意のサイズ又は形状を有することができ、例えば、保護キャップ４０を端部要素２２ｂに取り付けるために用いられる固定具に依存してもよい。保護キャップ４０の放射状壁６２及び容器１０の放射状表面６４により画定される内部空間８２ｂは、容器１０を損傷することなく、保護キャップ４０が破砕又は変形され得る空間を得られるように設けられる。内部空間８２ｂの形状及び／又はサイズは、例えば、保護キャップ４０に用いられる材料又は望まれる用途に依存してもよい。
【0031】
図１２に示される、第３の例示的な実施形態の端部要素２２ｃは、中心開口３４ｃを備える環状のリング部８６ｃを備え、リング８６ｃ上において離間される複数の隆起部２８ｃを備える。端部要素２２ｃ及び中心開口３４ｃは円形として示されているが、任意の好適な形状とすることができる。例示的な実施形態の端部要素２２ｃは、リング８６ｃから外方向に延在し、隆起部２８ｃと半径方向において整列している、径方向に延びる離間されたタブ８８ｃを備える。タブ８８ｃのそれぞれは、先端に配置され、タブ８８ｃがほぼ「Ｌ」字型となるようにタブ８８ｃと直交する方向に延在するリップ９０を備えていてもよい。タブ８８ｃのそれぞれは、フィラメントバンド４４がタブ８８ｃに巻き付けられ、それにより、端部要素２２ｃを容器１０に固定するように、隆起部２８ｃの外壁９２ｃと、リップ９０との間でフィラメントバンド４４を受容するように構成される。複数の離間された取付特徴部３８ｃは、リング８６に沿って配置され、保護キャップ４０等のアタッチメント上の対応する取付特徴部７２に結合されるように構成される。例示的な実施形態において、取付特徴部３８ｃのそれぞれは、複数の隆起部２８ｃのうちの１つの上面３０ｃに配置される。しかしながら、例えば、孔、フック、クリップ、又は、押し込み式のタブ等の取付特徴部３８ｃは、リング８６上の任意の好適な位置に配置されてもよい。実施形態の端部要素２２は、凸状、凹状、又は溝状等の異なる構成を有する、隆起部２８上の表面３０を備えていてもよい。
【0032】
図１３及び１４は、例示的な実施形態の変形された端部要素２２ｃ’を示し、端部要素２２ｃ’は、図１２の端部要素２２ｃと比較して、スポーク２４によりリング８６ｃに取り付けられる付加的なセンタリングリング２０を備える。図示された実施形態において、スポーク２４のそれぞれは、単一の隆起部２８ｃに対応するが、他の構成もまた適切であろうと考えられる。端部要素２２ｃ’は、ボス１６がセンタリングリング２０を通って挿入されるように、容器１０の端部１５に当接して配置される。端部要素２２ｃ’は、端部要素２２ｃ’が端部１５とほぼぴったり重なって配置されるように、シェル１５の曲率に沿うような輪郭にされる容器対向面を備えていてもよい。端部要素２２ｃ’は、複数のフィラメントバンド４４により容器１０に固定される。フィラメントバンド４４は、複数のフィラメントバンド４４のそれぞれが、複数のタブ８８ｃのうちの少なくとも１つを横切るように、容器１０の端部１５の周りで端部要素２２ｃ’上に巻かれ、それにより、容器１０の端部１５の周りで離間されたフィラメントバンド４４の網状体４６ｃを形成する。網状体４６ｃにより形成されるパターンは、フィラメントバンド４４の数及び配置ならびに端部要素２２ｃ’の構成に依存する。フィラメントバンド４４は、互いに、また、容器１０に対して、熱硬化性樹脂により接着される。端部要素２２ｃ’は、それにより、網状体４６ｃと容器１０の端部１５との間で固定される。フィラメントバンド４４が、隆起部２８ｃ間でリング８６ｃを横切らないため、隆起部２８ｃは、個別の構造体である必要がなく、むしろ、例えば、実施形態の端部要素２２ｂのように、連続的な隆起部が設けられてもよい。
【0033】
図１５は、図１４の１５−１５線におけるような、第３実施形態のアセンブリ５０ｃの断面図を示し、追加的に、端部要素２２ｃ’を介して容器１０に取り付けられる保護キャップ４０を含む。例示される実施形態において、センタリングリング２０は、スポーク２４に結合され、ボス１６の首部５４に沿うような湾曲した断面形状を有する。保護キャップ４０の放射状壁６２及び容器１０の放射状表面６４により画定される内部空間８２ｃは、容器１０が損傷することなく、保護キャップ４０が破砕又は変形され得る空間を得られるように設けられる。内部空間８２ｃの形状及び／又はサイズは、例えば、保護キャップ４０に用いられる材料、又は、望まれる用途に依存してもよい。
【0034】
図１６は、中心開口３４ｄを有するリング８６ｄを備え、かつ、リング８６ｄ上で離間される複数の隆起部２８ｄを有する第４の例示的な実施形態の端部要素２２ｄを示す。例示的な実施形態において、端部要素２２ｄ及び中心開口３４ｄは、円形として示されているが、任意の好適な形状とすることができる。例示的な実施形態の端部要素２２ｄは、リング８６ｄから半径方向外側に延在する、離間した複数のタブ８８ｄを備える。タブ８８ｄは、半径方向において隆起部２８ｄと整列していてもよく、していなくてもよい。図示された実施形態においては、タブ８８ｄの数は、隆起部２８ｄの数よりも多く、これらの要素は、概して、半径方向において互いに整列していない。タブ８８ｄは、以下に説明されるように、複数のフィラメントバンド４４と容器１０との間で固定されるように構成される。離間される複数の取付特徴部３８ｄは、リング８６ｄに沿って配置される。例示的な実施形態において、取付特徴部３８ｄのそれぞれは、隆起部２８ｄのうちの１つの上面３０ｄに配置され、保護キャップ４０のようなアタッチメント上の対応する取付特徴部７２に結合されるように構成される。しかしながら、例えば、孔、フック、クリップ、又は、押し込み式のタブのような取付特徴部３８ｄは、リング８６ｄ上の任意の好適な位置に配置することができる。例示的な実施形態では、隆起部２８ｄ上に配置され、かつ、凸状、凹状、又は溝状等の様々な構成を有する表面３０ｄを備えていてもよい。
【0035】
図１７及び１８は、ボス１６が中心開口３４ｄを通って挿入されるように、容器１０の端部１５に当接して配置される例示的な実施形態２２ｄを示す。端部要素２２ｄは、端部要素２２ｄが端部１５とほぼぴったり重なって配置されるように、シェル１５の曲率に沿うような輪郭とされる容器対向面を備えていてもよい。端部要素２２ｄは、複数のフィラメントバンド４４により容器１０に固定される。フィラメントバンド４４は、複数のバンド４４のそれぞれが、複数のタブ８８ｄのうちの少なくとも１つを横切るように、容器１０の端部１５の周りで端部要素２２ｄ上に巻かれ、それにより、容器１０の端部１５の周りで離間されたフィラメントバンド４４の網状体４６ｄを形成する。網状体４６ｄにより形成されるパターンは、フィラメントバンド４４の数及び配置ならびに端部要素２２ｄの形状及び構成に依存する。タブ８８ｄの数が多いため、端部要素２２ｄは、長手方向軸４２に対する任意の回転方向位置に配置されてもよく、端部要素２２ｄに対する網状体パターン４６ｄの正確な回転クロック（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｃｌｏｃｋｉｎｇ）は必要とされない。フィラメントバンド４４は、互いに、また、容器１０に対して、熱硬化性樹脂により接着される。端部要素２２ｄは、それにより、網状体４６と容器１０の端部１５との間で固定される。フィラメントバンド４４が隆起部２８ｄ間でリング８６ｄを横切らないため、隆起部２８ｄは、別個の構造である必要がなく、むしろ、例えば、実施形態の端部要素２２ｂのように、連続的な隆起部が設けられてもよい。
【0036】
図１９は、図１８の１９−１９線におけるような、第２実施形態のアセンブリ５０ｄの垂直方向の分解断面図を示し、追加的に、端部要素２２ｄを介して容器１０に取り付けられるように構成される保護キャップ４０を備える。アセンブリ５０ｄは、保護キャップ４０の取付特徴部７２の孔７４と整列すると共に、端部要素２２ｃの隆起部２８ｄの取付特徴部３８ｄと整列する、ねじ、ボルト、スナップ、又は、押し込み式の固定具等の固定具５６を備える。保護キャップ４０の孔５２は、端部要素２２ｄの中心開口３４ｄ、及び、圧力容器１０のボス１６（図１９においては図示せず）と同軸上に整列する。
【0037】
図１９及び２２〜２４に示されるように、端部要素２２は、リング８６の可撓性を向上させるためにリング８６にスリット７０を備えていてもよく、その結果、下方に位置する圧力容器１０の端部１５の輪郭により良好に適合できる。このようなスリット、溝、又は、同様の形状適応特徴部が、開示される実施形態の端部要素２２のいずれｄに設けられてもよいことが理解されよう。
【0038】
図２０及び２１はアセンブリ５０ｄ’及び５０ｄ’’の部分断面図をそれぞれ示し、異なる押し込み式の固定具３６，３６’を用いて、端部要素２２ｄを介して、圧力容器１０に取り付けられる保護端部キャップ４０’，４０’’を備える。これらの図示された実施形態において、保護キャップ４０の取付特徴部は、端部キャップ４０’，４０’’と一体化される押し込み式の固定具３６，３６’であり、２８ｄ上の取付特徴部３８ｄにおいて端部要素２２ｄに結合される。固定具３６，３６’のそれぞれは、取付特徴部３８ｄを通り、挿入された形態で留まるように構成されるフレア端部２６，２６’を備える。図２１に示されるように、固定具３６’は、アーム３９間に隙間３７を備える。アーム３９は、取付特徴部３８ｄを通るフレア端部２６’の通過を容易にするように、隙間３７内へと撓むことができる。
【0039】
図２２〜２５は、スナップフィットタブ９８及び取付特徴部３８ｅを隆起部２８ｅの上面３０ｄに備える、第５の例示的な実施形態の端部要素２２ｅを示す。図２２，２３及び２５は、端部要素２２ｅ及びスナップフィットインサート９６を介して、容器１０の端部１５に取り付けられるように構成される保護キャップ４０を備える、第５実施形態のアセンブリ５０ｅを示す。明瞭に示すために、端部要素２２ｄを容器１０に取り付けるフィラメントバンド４４は示されていないが、端部要素２２ｄのタブ８８ｄに関して上述したように、このようなフィラメントバンド４４は、網状体４６の形態でタブ８８ｅ上に設けられるであろうことが想定される。
【0040】
保護キャップ４０ｅ上の取付特徴部は、それぞれが孔１０４を備えるスリーブ１０２であってもよく、該孔１０４は、孔１０４を通して、図２２，２３及び２５，２６に示されるようなねじ又はボルト等の固定具１０６を受容するように構成される。孔１０４は、端壁５８を貫通していてもよく、していなくてもよい。例示的なスナップフィットインサート９６は、図２５〜２７に示されるように、端壁５８の内表面４８に配置されるように構成される環状片であり、固定具１０６が、インサート９６の孔１０８と、スリーブ１０２の孔１０４との両方を通って挿入され、それによりインサート９６を保護キャップ４０ｅに取り付けることができるように、保護キャップ４０ｅ上のスリーブ１０２と整列する孔１０８を備える。スリーブ１０２は、インサート９６を端壁５８に対して安定させるために、インサート９６の凹部１１０内に配置される。保護キャップ４０ｅの放射状壁６２及び容器１０の放射状表面６４により画定される内部空間８２ｅは、容器１０を損傷することなく、保護キャップ４０ｅが破砕又は変形され得る空間を得られるように設けられる。内部空間８２ｅの形状及び／又はサイズは、例えば、保護キャップ４０に用いられる材料、又は、望まれる用途に依存してもよい。
【0041】
図２７は、保護キャップ４０ｅを端部要素２２ｅ、それゆえに容器１０に取り付けるためにスナップフィットジョイント９８に連結される、一実施形態のスナップフィットインサート９６を示す。スナップフィットジョイント９８は、インサート９６のエッジ１１６を受容するように構成されるアーム１１２及びリップ１１４を備える。ジョイント９８の弾性は、インサート９６がジョイント９８に向けて押圧される場合に、アーム１１２がインサート９６から離れるように動かされ、その後、リップ１１４にてエッジ１１６を固定するようにエッジ１１６上に跳ね返ることを可能にする。端部要素２２ｅの隆起部２８ｅは、固定具１０６の頭部１２０を受容するための孔３８ｅを備え、インサート９６が隆起部２８ｅの表面３０ｅとぴったり重なって配置されることを可能にする。スリーブ１０２は、インサート９６を端壁５８から離間させ、それにより、固定具１０６及びスナップフィットジョイント９８のための空間が確保される。例えば、他の形状のインサート、より多くの、又は、より少ないスナップフィットジョイント、又は、異なる型のスナップフィットジョイント等の異なるスナップ式構成が用いられてもよいことが理解されよう。
【0042】
第６の例示的な実施形態の環状端部要素２２ｆが図２８に示されている。環状端部要素２２ｆは、本明細書にて説明される保護キャップ４０の損傷軽減特徴の少なくともいくつか、又は、全てを組み込むことができる。例示的な実施形態の端部要素２２ｆは、中心開口３４ｆを備え、また、間に複数の低部３２ｆを画定する複数の隆起部２８ｆを備える。例示的な実施形態において、端部要素２２ｆ及び中心開口３４ｆは、円形として示されているが、任意の適切な形状とすることができる。隆起部２８ｆは、例えば、衝撃又は剥離による容器１０への損傷を軽減するためのバンパとして作用する保護特徴部であってもよい。隆起部２８ｆ及び容器１０により画定される内部空間１２６（図３１参照）は、容器１０を損傷することなく、隆起部２８ｆが破砕又は変形され得る空間を得ることを可能にする。隆起部２８ｆ、それゆえに、内部空間１２６の形状及び／又はサイズは、例えば、端部要素２２ｆの材料及び／又は容器１０に望まれる用途に依存してもよい。例示的な実施形態において、隆起部１２２は、ほぼ四角錐台をなす。例示的な実施形態において、端部要素２２ｆの低部３２ｆの一部は、容器１０の端部１５とほぼぴったり重なるような輪郭にされる。
【0043】
図２９及び３０は、容器１０のボス１６が中心開口３４ｆを通って挿入されるように、容器１０の端部１５上に配置される端部要素２２ｆを示す。端部要素２２ｆは、複数のフィラメントバンド４４により容器１０に固定される。複数のフィラメントバンド４４は、フィラメントバンド４４のうちの少なくとも１つが、複数の低部３２ｆのうちの１つを横切り、ボス１６に隣接してボス１６を越えて延在し、複数の低部３２ｆのうちの他の１つを横切るように配置される。複数のフィラメントバンド４４は、少なくとも１つのフィラメントバンド４４が、異なる一対の低部３２ｆのそれぞれを横切るように配置され、それにより、容器１０の端部１５の周りで離間されたフィラメントバンド４４の網状体４６ｆを形成する。網状体４６ｆにより形成されるパターンは、フィラメントバンド４４の数及び配置ならびに端部要素２２ｆの構成に依存する。例示的な実施形態において、フィラメントバンド４４は、端部要素２２ｆの複数の側壁１３０のそれぞれに隣接して通り過ぎ、ボス１６に隣接して通り過ぎるように延在し、複数の側壁１３０のうちの他の１つに隣接して通り過ぎる。したがって、２つのフィラメントバンド４４が、複数の低部３２ｆのそれぞれを横切る。フィラメントバンド４４は、互いに、また、容器１０に対して、熱硬化性樹脂により接着される。端部要素２２ｆは、それにより、網状体４６ｆと容器１０の端部１５との間で固定される。
【0044】
図３１は、図３０の３１−３１線における、容器１０の端部１５に取り付けられた端部要素２２ｆの部分断面図を示す。フィラメントバンド４４は、本図では端部１５により見えなくなっている低部３２ｆを横切ることが部分的に示されている。例示的な実施形態において、隆起部２８ｆは、シェル１４に対してほぼ四角錐台の形状を有するように構成されているが、任意の好適な断面形状を有することができる。端部要素２２ｆの隆起部２８ｆ及び容器１０の端部１５により画定される内部空間１２６は、容器１０を損傷することなく、端部要素２２ｆが破砕又は変形され得る空間を得られるように設けられる。内部空間１２６の形状及び／又はサイズは、例えば、保護端部要素２２ｆに用いられる材料又は望まれる用途に依存してもよい。さらに、発泡体又は他の損傷軽減材料が、内部空間１２６内に設けられてもよい。
【0045】
端部要素２２を圧力容器１０に対して固定する方法は、圧力容器１０のドーム型の端部１５に端部要素２２を配置することと、ボス１６をマンドレル上に取り付けることと、を含む。複合材料が、端部要素２２の一部、端部１５、及び、場合によっては圧力容器１０の円筒状本体の一部に、フィラメントバンド４４の形態でフィラメント網状体４６を形成するように巻き付けられ、フィラメント網状体４６は、端部要素２２を端部１５に取り付ける。巻き付けられた、ガラス繊維の繊維もしくはフィラメント又は他の合成フィラメントの積層体は、熱硬化性又は熱可塑性樹脂により共に接着される。繊維は、ガラス繊維、アラミド、炭素、グラファイト、又は、任意の他の一般的に公知の繊維強化材料であってもよい。用いられる樹脂マトリクスは、エポキシ、ポリエステル、ビニルエステル、熱可塑性材料、又は、繊維間結合、繊維層間結合、及び容器が用いられる特定の用途に必要とされる耐破砕性をもたらすことが可能な任意の他の適切な樹脂材料、とすることができる。例示的な方法において、繊維用の分配ヘッドは、網状体４６のための望ましいパターンで、端部要素２２及び圧力容器１０に繊維を巻き付けるように移動する。このような繊維の巻き付けは、通常、ほぼ長手方向（ヘリカル）と円周方向（フープ）巻きの両方が適用される。この巻付プロセスは、樹脂含有量、繊維構成、巻付張力、及び、圧力容器１０の軸４２に関連する巻付パターン等の多数の要因により規定される。好適なフィラメント巻付プロセスに関する詳細は、参照により本明細書に援用される、発明の名称が「フィラメント巻付プロセス及び装置」である米国特許第４，８３８，９７１号明細書にて開示される。
【0046】
本開示の主題をいくつかの実施形態を参照して説明してきたが、当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなく、形態及び詳細において変更がなされ得ると認識するであろう。加えて、１つの実施形態に関して開示される任意の特徴は、別の実施形態に組み込まれてもよく、逆もまた同様とする。