特開 2022-190560 圧力容器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022190560

(43)【公開日】2022-12-26

(54)【発明の名称】圧力容器

(51)【国際特許分類】

   F17C 1/06 20060101AFI20221219BHJP

【ＦＩ】

F17C1/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021098932

(22)【出願日】2021-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 翔太

(72)【発明者】

【氏名】澤井 統

【テーマコード（参考）】

3E172

【Ｆターム（参考）】

3E172AA02

3E172AA05

3E172AB01

3E172BA01

3E172BB05

3E172BC01

3E172BC04

3E172BC05

3E172BC07

3E172BD03

3E172CA12

3E172DA34

3E172DA36

3E172DA90

3E172KA02

(57)【要約】

【課題】温度低下時の信頼性を向上させることが可能な圧力容器を提供する。
【解決手段】圧力容器は、ガス収容部１１０と、バルブと、シール部材と、金属製の管状部材１４０と、を備える。ガス収容部１１０は、合成樹脂製のライナー１１１とそのライナー１１１の外面を覆う繊維強化樹脂層１１２とにより形成され、先端に開口部１１３が形成されたネック部１１４を有する。バルブは、開口部１１３からネック部１１４に挿入されてガス収容部１１０の内部空間と外部空間を連通するガス流路を形成する挿入部を有する。シール部材は、ネック部１１４と挿入部との間を封止する。管状部材１４０は、ネック部１１４においてライナー１１１と繊維強化樹脂層１１２との間に設けられてシール部材の周囲に配置される。管状部材１４０は、ライナー１１１に埋設されて内面１４１および外面１４２がライナー１１１の合成樹脂材料に覆われたアンカー部１４３，１４４を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

合成樹脂製のライナーと該ライナーの外面を覆う繊維強化樹脂層とを有し、先端に開口部を有するネック部が設けられたガス収容部と、
前記開口部から前記ネック部に挿入される挿入部と該挿入部に設けられて前記ガス収容部の内部空間と外部空間を連通するガス流路とを有するバルブと、
前記ネック部と前記挿入部との間を封止するシール部材と、
前記ネック部において前記ライナーと前記繊維強化樹脂層との間に設けられて前記シール部材の周囲に配置された金属製の管状部材と、を備え、
前記管状部材は、前記ライナーに埋設されて内面および外面が前記ライナーの合成樹脂材料に覆われたアンカー部を有することを特徴とする圧力容器。

【請求項2】

前記ライナーは、前記ネック部の先端部に外径が拡大した拡径部を有し、
前記アンカー部は、前記ライナーの前記拡径部に埋設され、前記ネック部の先端に近づくほど拡径されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。

【請求項3】

前記ガス収容部は、前記ネック部の基端部に接続されて前記ネック部よりも拡径されたショルダー部を有し、
前記アンカー部は、前記ショルダー部の前記ライナーに埋設され、前記ネック部から遠ざかるほど拡径されており、
前記アンカー部の前記外面は、前記ネック部の中心軸に対する傾斜角が、前記ショルダー部の前記ライナーの外面の前記中心軸に対する傾斜角よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。

【請求項4】

前記ライナーは、前記ネック部の先端部に外径が拡大した拡径部を有し、
前記アンカー部は、前記ライナーの前記拡径部に埋設され、前記管状部材を径方向に貫通する貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。

【請求項5】

前記アンカー部は、前記内面との間に鋭角を成すとともに前記外面との間に鈍角を成す傾斜面を有し、前記内面および前記傾斜面が前記ライナーの合成樹脂材料に覆われていることを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、圧力容器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から水素等のガスを高圧にて充填するガスタンクが知られている。下記特許文献１は、口金部材が取り付けられたライナーの外周側に、フィラメントワインディング法によって繊維を積層した繊維強化層を有するガスタンクを開示している。この従来のガスタンクの繊維強化層の内層部分には、繊維間に生じた微細な空隙を有する通気層が設けられている（特許文献１、要約、請求項１、第０００７段落、図３）。

【0003】

この従来のガスタンクによれば、高圧状態にてライナーを透過したガスが、ライナーと繊維強化層との間に溜まることなく、繊維強化層を構成する繊維間に生じた微細な空隙からなる通気層を介してライナーと口金部材との隙間から徐々に外部へ放出される。これにより、繊維強化層に溝部を形成する場合と比較して、十分な強度を確保しつつライナーと繊維強化層との間に溜まった高濃度のガスが短時間に外部へ流出する不具合を抑制することができる。また、ガスタンク内が減圧された際に、ライナーと繊維強化層との間の高圧ガスによりライナーが内側に変形することも抑制できる（特許文献１、第０００８段落）。

【0004】

この従来のガスタンクにおいて、ライナーの口部は、内側延出部と、円筒状の被嵌合部とを有しており、この被嵌合部の内側が口部となっている。内側延出部は、ライナーの肩部の内端縁から中心軸線側に小径側ほどライナー内側に位置するように傾斜しつつ延出する。円筒状の被嵌合部は、内側延出部の肩部とは反対側からライナーの軸線方向に沿ってライナー内に突出する。この被嵌合部の外周には、インサートリングが一体に設けられている。インサートリングは、被嵌合部と、この被嵌合部に圧入される口金部材の嵌合部との間に装着されるＯリングを締め付ける（特許文献１、第００２８段落－第００２９段落、図２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９－１７４７００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記従来のガスタンクにおいて、インサートリングは、前述のように、ライナーの口部の一部である円筒状の被嵌合部の外周にライナーと一体に設けられ、ライナーの被嵌合部と口金部材の嵌合部との間に装着されるＯリングを締め付ける。このような構造では、ガスタンクの温度が低下すると、合成樹脂製のライナーと金属製のインサートリングがともに収縮する。すると、ライナーとインサートリングとの間の熱膨張係数の差により、インサートリングからライナーを剥離させる応力が作用して、ガスタンクの信頼性を低下させるおそれがある。

【0007】

本開示は、温度低下時の信頼性を向上させることが可能な圧力容器を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様は、合成樹脂製のライナーと該ライナーの外面を覆う繊維強化樹脂層とを有し、先端に開口部を有するネック部が設けられたガス収容部と、前記開口部から前記ネック部に挿入される挿入部と該挿入部に設けられて前記ガス収容部の内部空間と外部空間を連通するガス流路とを有するバルブと、前記ネック部と前記挿入部との間を封止するシール部材と、前記ネック部において前記ライナーと前記繊維強化樹脂層との間に設けられて前記シール部材の周囲に配置された金属製の管状部材と、を備え、前記管状部材は、前記ライナーに埋設されて内面および外面が前記ライナーの合成樹脂材料に覆われたアンカー部を有することを特徴とする圧力容器である。

【0009】

上記態様の圧力容器において、前記ライナーは、前記ネック部の先端部に外径が拡大した拡径部を有し、前記アンカー部は、前記ライナーの前記拡径部に埋設され、前記ネック部の先端に近づくほど拡径されていてもよい。

【0010】

上記態様の圧力容器において、前記ガス収容部は、前記ネック部の基端部に接続されて前記ネック部よりも拡径されたショルダー部を有し、前記アンカー部は、前記ショルダー部の前記ライナーに埋設され、前記ネック部から遠ざかるほど拡径されており、前記アンカー部の前記外面は、前記ネック部の中心軸に対する傾斜角が、前記ショルダー部の前記ライナーの外面の前記中心軸に対する傾斜角よりも小さくてもよい。

【0011】

上記態様の圧力容器において、前記ライナーは、前記ネック部の先端部に外径が拡大した拡径部を有し、前記アンカー部は、前記ライナーの前記拡径部に埋設され、前記管状部材を径方向に貫通する貫通孔を有してもよい。

【0012】

上記態様の圧力容器において、前記アンカー部は、前記内面との間に鋭角を成すとともに前記外面との間に鈍角を成す傾斜面を有し、前記内面および前記傾斜面が前記ライナーの合成樹脂材料に覆われていてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本開示の上記態様によれば、温度低下時の信頼性を向上させることが可能な圧力容器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本開示に係る圧力容器の実施形態１を示す断面図。

【図2】図１に示す圧力容器のガス収容部のネック部の拡大断面図。

【図3】図２に示すガス収容部のライナーの製造方法を説明する断面図。

【図4】本開示に係る圧力容器の実施形態２を示す図２に相当する拡大断面図。

【図5】図４に示すガス収容部のライナーの製造方法を説明する断面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して本開示に係る圧力容器の実施形態を説明する。

【0016】

［実施形態１］
図１は、本開示に係る圧力容器の実施形態１を示す断面図である。本実施形態の圧力容器１００は、たとえば、燃料電池自動車や水素自動車に搭載され、高圧の水素ガスが充填されるタンクである。圧力容器１００は、たとえば、ガス収容部１１０と、バルブ１２０と、シール部材１３０と、管状部材１４０とを備えている。また、図１に示す例において、圧力容器１００は、ガス収容部１１０にバルブを固定するバルブ固定具１５０を有している。

【0017】

ガス収容部１１０は、合成樹脂製のライナー１１１と、そのライナー１１１の外面を覆う繊維強化樹脂層１１２とを有している。また、ガス収容部１１０は、先端に開口部１１３を有するネック部１１４が設けられている。より詳細には、ガス収容部１１０は、円筒状のネック部１１４と、そのネック部１１４に接続されてネック部１１４よりも拡径されたショルダー部１１５と、そのショルダー部１１５に接続された円筒状の胴体部１１６と、胴体部１１６に接続されたドーム状または半球状の端部１１７とを有している。ショルダー部１１５は、たとえば、ネック部１１４から胴体部１１６へ向けて滑らかな曲線を描くように徐々に拡径され、ドーム状または半球状の形状を有している。

【0018】

ライナー１１１は、ガスを収容する内部空間ＩＳを形成するガスバリア性を有する合成樹脂製の内容器である。ライナー１１１の素材としては、たとえば、ポリアミド、ポリエチレン、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）、ポリエステル、エポキシなどを使用することができる。ライナー１１１の素材としてポリアミド６を用いる場合、ライナー１１１の線膨張係数は、たとえば、１３×１０^－５［１／Ｋ］程度である。

【0019】

繊維強化樹脂層１１２は、ガスを収容するライナー１１１の外面を覆うことで、１１０の強度を確保する補強層として機能する。繊維強化樹脂層１１２は、たとえば、未硬化の樹脂が含浸された繊維束をライナー１１１に巻き付けて、繊維束に含浸された樹脂を硬化させることによって、ライナー１１１の外面を覆うように設けられている。繊維強化樹脂層１１２の繊維束の素材としては、たとえば、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、または炭素繊維を使用することができる。なお、軽量性と機械的強度の観点から、繊維強化樹脂層１１２の繊維束の素材として炭素繊維を使用することが望ましい。

【0020】

繊維強化樹脂層１１２の繊維束に含浸される樹脂としては、たとえば、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、ポリアクリル酸エステル、ポリイミド、または、ポリアミドなどの熱可塑性樹脂を使用することができる。また、繊維強化樹脂層１１２の繊維束に含浸される樹脂として、たとえば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、または、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂も使用することができる。

【0021】

バルブ固定具１５０は、たとえば、ガス収容部１１０の円筒状のネック部１１４の外側に取り付けられる円筒状の金属製の部材である。バルブ固定具１５０は、内周面に設けられた抜け止めの突起がネック部１１４の外周面に食い込むことで、ネック部１１４の外側に固定されている。バルブ固定具１５０の外周面には、バルブ１２０を固定するためのねじ山が設けられている。

【0022】

バルブ１２０は、たとえば、ガス収容部１１０の開口部１１３からネック部１１４に挿入される円筒状の挿入部１２１と、その挿入部１２１に設けられてガス収容部１１０の内部空間ＩＳと外部空間ＯＳとを連通するガス流路１２２とを有する金属製の部材である。また、バルブ１２０は、たとえば、ガス収容部１１０のネック部１１４の先端部に取り付けられる凹状の取付部１２３を有している。取付部１２３は、バルブ固定具１５０の外周面に対向する内周面に設けられたねじ山を、バルブ固定具１５０の外周面に設けられたネジ山に螺合することで、バルブ固定具１５０を介してガス収容部１１０の円筒状のネック部１１４の先端部に固定される。

【0023】

バルブ１２０の挿入部１２１は、取付部１２３のねじ山がバルブ固定具１５０のねじ山に螺合された状態で、ガス収容部１１０の円筒状のネック部１１４のライナー１１１の内側に挿入されている。挿入部１２１は、ガス収容部１１０の内部空間ＩＳと外部空間ＯＳを連通するガス流路１２２を有している。

【0024】

シール部材１３０は、ガス収容部１１０のネック部１１４と、バルブ１２０の挿入部１２１との間を封止する。より具体的には、シール部材１３０は、たとえば、挿入部１２１の外周面とネック部１１４のライナー１１１との間に配置されたＯリングであり、ガス収容部１１０のネック部１１４とバルブ１２０の挿入部１２１との間を気密に封止する。シール部材１３０は、たとえば、バルブ１２０の挿入部１２１の外周面に形成された凹溝に配置されている。

【0025】

管状部材１４０は、ガス収容部１１０のネック部１１４においてライナー１１１と繊維強化樹脂層１１２との間に設けられ、シール部材１３０の周囲に配置された金属製の管状または環状の部材である。管状部材１４０は、インサートリングと呼ばれることもある。管状部材１４０は、たとえば、ガス収容部１１０の内部空間ＩＳにガスが充填されてガス収容部１１０の内圧が上昇したときに、繊維強化樹脂層１１２の膨張によるシール部材１３０のシール性低下を防止するために設けられる。

【0026】

金属製の管状部材１４０の線膨張係数は、合成樹脂製のライナー１１１の線膨張係数よりも小さい。管状部材１４０の材料は、特に限定されないが、たとえば、ステンレス鋼を使用することができる。管状部材１４０の素材がステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）である場合、管状部材１４０の線膨張係数は、たとえば、約１．６×１０^－５［１／Ｋ］程度であり、ライナー１１１の線膨張係数の８分の１以下である。そのため、圧力容器１００の温度低下時に、ライナー１１１の収縮量は、管状部材１４０の収縮量よりも大きくなる。

【0027】

図２は、図１に示す圧力容器１００のガス収容部１１０のネック部１１４の拡大断面図である。管状部材１４０は、ライナー１１１に埋設されて内面１４１および外面１４２がライナー１１１の合成樹脂材料に覆われたアンカー部１４３，１４４を有している。なお、管状部材１４０は、アンカー部１４３，１４４のいずれか一方のみを有してもよい。アンカー部１４３，１４４は、たとえば、管状部材１４０の周方向の全周にわたって設けられていてもよく、管状部材１４０の周方向において部分的に設けられていてもよい。

【0028】

第１のアンカー部１４３は、管状部材１４０の中心軸ＣＡ方向において、ネック部１１４の先端の開口部１１３の近傍に位置する管状部材１４０の先端部に設けられている。また、第２のアンカー部１４４は、管状部材１４０の中心軸ＣＡ方向において、ガス収容部１１０のネック部１１４の基端部からショルダー部１１５の先端部にかけて位置する管状部材１４０の基端部に設けられている。

【0029】

図２に示す例において、ライナー１１１は、ネック部１１４の先端部に外径が拡大した拡径部１１１ａを有している。拡径部１１１ａは、たとえば、ネック部１１４の中心軸ＣＡ方向において、ネック部１１４の先端の開口部１１３からアンカー部１４３が形成された管状部材１４０の先端部まで設けられている。なお、ネック部１１４および管状部材１４０の中心軸ＣＡは、たとえば、ガス収容部１１０の中心軸ＣＡに一致している。

【0030】

図２に示す例において、ライナー１１１の肉厚は、たとえば、拡径部１１１ａにおいて他の部分よりも厚くされている。第１のアンカー部１４３は、ライナー１１１の拡径部１１１ａに埋設され、ネック部１１４の先端に近づくほど拡径されている。第１のアンカー部１４３の内面１４１および外面１４２は、ライナー１１１の合成樹脂材料によって覆われている。すなわち、図２に示す例において、第１のアンカー部１４３の外面１４２と繊維強化樹脂層１１２との間には、ライナー１１１の合成樹脂材料の薄い層が形成されている。

【0031】

また、ライナー１１１は、たとえば、ネック部１１４の基端部に接続されたショルダー部１１５の先端部に、拡径部１１１ａと同様に他の部分よりも厚くされた厚肉部１１１ｂを有している。第２のアンカー部１４４は、ガス収容部１１０のショルダー部１１５に設けられたライナー１１１の厚肉部１１１ｂに埋設され、ネック部１１４から遠ざかるほど拡径されている。

【0032】

この第２のアンカー部１４４の外面１４２は、ネック部１１４の中心軸ＣＡに対する傾斜角αが、ライナー１１１の厚肉部１１１ｂの外面のネック部１１４の中心軸ＣＡに対する傾斜角βよりも小さい。これにより、アンカー部１４４の外面１４２がライナー１１１の合成樹脂材料に覆われて、アンカー部１４４と繊維強化樹脂層１１２との間にライナー１１１の合成樹脂材料の層が形成されている。

【0033】

図３は、図２に示すガス収容部１１０のライナー１１１の製造方法を説明する断面図である。ライナー１１１は、たとえば、ガス収容部１１０の中心軸ＣＡ方向において、いくつかの部分に分けて成形され、成形された複数の部分を溶着等によって接合することにより一体化される。ここでは、ガス収容部１１０のネック部１１４、ショルダー部１１５、および胴体部１１６の一部を構成するライナー１１１の先端部の製造方法を説明する。

【0034】

まず、ライナー１１１の金型Ｄに、管状部材１４０を固定する。このとき、金型Ｄの内壁面と管状部材１４０のアンカー部１４３，１４４の外面１４２との間に空隙Ｇを形成する。アンカー部１４３，１４４の間の管状部材１４０の直管部１４５の外面１４２は、金型Ｄの内壁面に密着させる。この状態で、溶融させたライナー１１１の合成樹脂材料を金型ＤのゲートＤ１から注入して矢印の方向に流動させる射出成形を行う。

【0035】

この射出成形時に、溶融したライナー１１１の合成樹脂材料が、空隙Ｇと管状部材１４０のアンカー部１４３，１４４との間の空隙Ｇに入り込む。これにより、アンカー部１４３，１４４の内面１４１と外面１４２が、ライナー１１１の合成樹脂材料に覆われる。このように、ライナー１１１と管状部材１４０とは、インサート成形によって一体化される。ここで、金型Ｄの内壁面に密着させた管状部材１４０の直管部１４５の外面１４２は、ライナー１１１の合成樹脂材料によって覆われず、ライナー１１１から露出して、繊維強化樹脂層１１２に接した状態になる。

【0036】

なお、アンカー部１４３，１４４の間の管状部材１４０の直管部１４５の外面１４２と、金型Ｄの内壁面との間に、空隙Ｇを形成してもよい。この場合、アンカー部１４３，１４４の内面１４１と外面１４２だけでなく、管状部材１４０の直管部１４５の内面１４１と外面１４２も、ライナー１１１の合成樹脂材料によって覆われる。すなわち、管状部材１４０の全体がライナー１１１の合成樹脂材料に埋設され、管状部材１４０の外表面の全体がライナー１１１の合成樹脂材料によって覆われる。

【0037】

以下、本実施形態の圧力容器１００の作用を、上記従来のガスタンクと対比しつつ、説明する。上記従来のガスタンクにおいて、インサートリングは、前述のように、ライナーの口部の一部である円筒状の被嵌合部の外周にライナーと一体に設けられ、ライナーの被嵌合部と口金部材の嵌合部との間に装着されるＯリングを締め付ける。このような構造では、ガスタンクの温度が低下すると、合成樹脂製のライナーと金属製のインサートリングがともに収縮する。すると、ライナーとインサートリングとの間の熱膨張係数の差により、インサートリングからライナーを剥離させる応力が作用して、ガスタンクの信頼性を低下させるおそれがある。

【0038】

これに対し、本実施形態の圧力容器１００は、ガス収容部１１０と、バルブ１２０と、シール部材１３０と、金属製の管状部材１４０と、を備えている。ガス収容部１１０は、合成樹脂製のライナー１１１とそのライナー１１１の外面を覆う繊維強化樹脂層１１２とを有し、先端に開口部１１３を有するネック部１１４が設けられている。バルブ１２０は、開口部１１３からネック部１１４に挿入される挿入部１２１と、その挿入部１２１に設けられてガス収容部１１０の内部空間ＩＳと外部空間ＯＳを連通するガス流路１２２とを有する。シール部材１３０は、ネック部１１４と挿入部１２１との間を封止する。管状部材１４０は、ネック部１１４においてライナー１１１と繊維強化樹脂層１１２との間に設けられてシール部材１３０の周囲に配置されている。そして、管状部材１４０は、ライナー１１１に埋設されて内面１４１および外面１４２がライナー１１１の合成樹脂材料に覆われたアンカー部１４３，１４４を有する。

【0039】

このような構成により、本実施形態の圧力容器１００は、繊維強化樹脂層１１２の内側でシール部材１３０の周囲に配置された管状部材１４０によって、ガス収容部１１０の内圧上昇時の繊維強化樹脂層１１２の膨張によるシール部材１３０のシール性低下を抑制できる。また、管状部材１４０のアンカー部１４３，１４４がライナー１１１に埋設され、アンカー部１４３，１４４の内面１４１および外面１４２がライナー１１１の合成樹脂材料に覆われている。そのため、圧力容器１００の温度低下時に、ライナー１１１の収縮量が管状部材１４０の収縮量よりも大きくなっても、ライナー１１１がアンカー部１４３，１４４によって管状部材１４０に拘束され、管状部材１４０からライナー１１１が剥離することが防止される。これにより、圧力容器１００の温度低下時の信頼性を向上させることができる。

【0040】

また、本実施形態の圧力容器１００において、ライナー１１１は、ネック部１１４の先端部に外径が拡大した拡径部１１１ａを有している。また、管状部材１４０のアンカー部１４３は、ライナー１１１の拡径部１１１ａに埋設され、ネック部１１４の先端に近づくほど拡径されている。

【0041】

このような構成により、本実施形態の圧力容器１００は、ライナー１１１の合成樹脂材料によって覆われるアンカー部１４３の内面１４１および外面１４２の面積を拡大することができ、アンカー部１４３によってライナー１１１を強固に拘束することができる。また、ライナー１１１と管状部材１４０との線膨張係数の差によって管状部材１４０の中心軸ＣＡ方向に応力が作用しても、ネック部１１４の先端側が拡径されたアンカー部１４３によってライナー１１１をより確実に拘束して、ライナー１１１の剥離を防止できる。

【0042】

また、本実施形態の圧力容器１００において、ガス収容部１１０は、ネック部１１４の基端部に接続されてネック部１１４よりも拡径されたショルダー部１１５を有している。管状部材１４０のアンカー部１４４は、ショルダー部１１５のライナー１１１に埋設され、ネック部１１４から遠ざかるほど拡径されている。そして、アンカー部１４４の外面１４２は、ネック部１１４の中心軸ＣＡに対する傾斜角αが、ショルダー部１１５のライナー１１１の外面の中心軸ＣＡに対する傾斜角βよりも小さい。

【0043】

このような構成により、本実施形態の圧力容器１００は、ライナー１１１の合成樹脂材料によって覆われるアンカー部１４４の内面１４１および外面１４２の面積を拡大することができ、アンカー部１４４によってライナー１１１を強固に拘束することができる。また、ライナー１１１と管状部材１４０との線膨張係数の差によって管状部材１４０の中心軸ＣＡ方向に応力が作用しても、ネック部１１４から遠ざかるほど拡径されたアンカー部１４４によってライナー１１１をより確実に拘束して、ライナー１１１の剥離を防止できる。

【0044】

さらに、アンカー部１４４の外面１４２は、ネック部１１４の中心軸ＣＡに対する傾斜角αが、ショルダー部１１５のライナー１１１の外面の中心軸ＣＡに対する傾斜角βよりも小さい。そのため、ネック部１１４から遠ざかるほど、アンカー部１４４の外面１４２を覆うライナー１１１の合成樹脂材料の厚さを増加させ、アンカー部１４４によってライナー１１１をより強固に拘束することが可能になる。

【0045】

以上説明したように、本実施形態によれば、管状部材１４０のアンカー部１４３，１４４によってライナー１１１を拘束して、温度低下時の信頼性を向上させることが可能な圧力容器１００を提供することができる。

【0046】

［実施形態２］
次に、実施形態１の図１を援用し、図４および図５を参照して、本開示に係る圧力容器の実施形態２を説明する。図４は、本開示に係る圧力容器の実施形態２を示す実施形態１の図２に相当する拡大断面図である。図５は、図４に示すガス収容部１１０のライナー１１１の製造方法を説明する断面図である。

【0047】

本実施形態の圧力容器１００は、管状部材１４０のアンカー部１４６，１４７の構成が、前述の実施形態１の圧力容器１００と異なっている。本実施形態の圧力容器１００のその他の構成は、前述の実施形態１の圧力容器１００と同様であるため、同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

【0048】

前述の実施形態１の圧力容器１００と同様に、本実施形態の圧力容器１００において、ライナー１１１は、ネック部１１４の先端部に外径が拡大した拡径部１１１ａを有している。そして、本実施形態の圧力容器１００において、管状部材１４０の第１のアンカー部１４６は、ライナー１１１の拡径部１１１ａに埋設され、管状部材１４０を径方向に貫通する貫通孔１４８を有している。

【0049】

このような構成により、図５に示すように、金型ＤのゲートＤ１から溶融したライナー１１１の合成樹脂材料を注入して、ライナー１１１に管状部材１４０をインサート成形するときに、アンカー部１４６の内面１４１および外面１４２が合成樹脂材料に覆われる。さらに、溶融した合成樹脂材料は、貫通孔１４８に充填される。これにより、成形後のライナー１１１を管状部材１４０のアンカー部１４６に強固に固定することが可能になる。

【0050】

また、前述の実施形態１の圧力容器１００と同様に、本実施形態の圧力容器１００において、第２のアンカー部１４７は、ガス収容部１１０のショルダー部１１５のライナー１１１に埋設されている。さらに、本実施形態のガス収容部１１０において、第２のアンカー部１４７は、内面１４１との間に鋭角を成すとともに外面１４２との間に鈍角を成す傾斜面１４９を有している。そして、アンカー部１４７は、内面１４１および傾斜面１４９がライナー１１１の合成樹脂材料に覆われている。

【0051】

このような構成により、図５に示すように、金型ＤのゲートＤ１から溶融したライナー１１１の合成樹脂材料を注入して、ライナー１１１に管状部材１４０をインサート成形するときに、内面１４１側から回り込んだ合成樹脂材料によって、アンカー部１４７の外側の傾斜面１４９が覆われる。その結果、図４に示すように、アンカー部１４７がライナー１１１の合成樹脂材料に食い込んだ状態になり、アンカー部１４７の外側にライナー１１１の合成樹脂材料が存在する状態になる。これにより、成形後のライナー１１１を管状部材１４０のアンカー部１４７に強固に固定することが可能になる。

【0052】

したがって、本実施形態によれば、前述の実施形態１と同様に、管状部材１４０のアンカー部１４６，１４７によってライナー１１１を拘束して、温度低下時の信頼性を向上させることが可能な圧力容器１００を提供することができる。

【0053】

以上、図面を用いて本開示に係る圧力容器の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。

【符号の説明】

【0054】

１００ 圧力容器
１１０ ガス収容部
１１１ ライナー
１１１ａ 拡径部
１１２ 繊維強化樹脂層
１１３ 開口部
１１４ ネック部
１１５ ショルダー部
１２０ バルブ
１２１ 挿入部
１２２ ガス流路
１３０ シール部材
１４０ 管状部材
１４１ 内面
１４２ 外面
１４３ アンカー部
１４４ アンカー部
１４６ アンカー部
１４７ アンカー部
１４８ 貫通孔
１４９ 傾斜面
ＣＡ 中心軸
ＩＳ 内部空間
ＯＳ 外部空間
α 傾斜角
β 傾斜角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】