特開 2024-137534 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】P2024137534

(43)【公開日】2024-10-07

(54)【発明の名称】圧力容器

(51)【国際特許分類】

   F17C 13/00 20060101AFI20240927BHJP

   F16J 12/00 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

F17C13/00 301Z

F16J12/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023049086

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000604

【氏名又は名称】弁理士法人 共立特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野▲崎▼ 功次郎

(72)【発明者】

【氏名】横井 孝明

【テーマコード（参考）】

3E172

3J046

【Ｆターム（参考）】

3E172AA02

3E172AA05

3E172AB01

3E172AB04

3E172BA01

3E172BB05

3E172BC01

3E172BC04

3E172BC07

3E172BC08

3E172BD03

3E172DA90

3E172KA02

3J046AA14

3J046BA03

3J046BD09

3J046CA04

3J046EA02

(57)【要約】

【課題】口金での金型中芯との干渉を防止して、金型中芯の傷がライナに転写されるのを回避すること。
【解決手段】圧力容器は、ガスを貯蔵可能な内部空間を形成し、軸方向端に開口が設けられた筒状のライナと、ライナの軸方向端側に配置され、内部空間を外部に連絡すると共に開口が位置する流路貫通孔を有し、ライナと一体化される口金と、流路貫通孔に挿嵌されるバルブと、ライナの流路貫通孔内に位置する筒状部位とバルブとの間をシールするシール部材と、を備える。ライナ及び口金における流路貫通孔回りの内壁面は、流路貫通孔へのバルブの挿入方向に沿って広がり、シール部材が配置されるストレート面部と、ストレート面部の挿入方向の手前側端に連続し、ストレート面部の手前側端から挿入方向とは異なる径方向外側に向けて傾斜して広がる傾斜面部と、を有する。ライナと口金との継目は、傾斜面部に形成されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスを貯蔵可能な内部空間を形成し、軸方向端に開口が設けられた筒状のライナと、
前記ライナの軸方向端側に配置され、前記内部空間を外部に連絡すると共に前記開口が位置する流路貫通孔を有し、前記ライナと一体化される口金と、
前記流路貫通孔に挿嵌されるバルブと、
前記ライナの前記流路貫通孔内に位置する筒状部位と前記バルブとの間をシールするシール部材と、
を備え、
前記ライナ及び前記口金における前記流路貫通孔回りの内壁面は、
前記流路貫通孔への前記バルブの挿入方向に沿って広がり、前記シール部材が配置されるストレート面部と、
前記ストレート面部の前記挿入方向の手前側端に連続し、前記ストレート面部の前記手前側端から前記挿入方向とは異なる径方向外側に向けて傾斜して広がる傾斜面部と、
を有し、
前記ライナと前記口金との継目は、前記傾斜面部に形成されている、圧力容器。

【請求項2】

前記流路貫通孔に前記バルブが挿嵌された状態で前記ライナと前記口金と前記バルブとに囲まれる隙間空間を備え、
前記傾斜面部は、前記隙間空間を区画する面の一部をなし、
前記ライナの一部は、前記隙間空間に露出している、請求項１に記載された圧力容器。

【請求項3】

前記ライナは、インサート成形により前記口金に一体化された樹脂ライナである、請求項１又は２に記載された圧力容器。

【請求項4】

請求項１に記載された圧力容器を製造する方法であって、
前記ストレート面部に対応する金型ストレート面と前記傾斜面部に対応する金型傾斜面とが径方向外面に設けられた金型中芯が前記流路貫通孔に挿入され、前記金型傾斜面の一部が前記口金の前記傾斜面部に当接され、前記ライナの形状に対応する空洞が形成される第一工程と、
前記金型傾斜面の前記挿入方向の手前側が前記口金の前記傾斜面部に当接された状態で、前記ライナの材料が前記空洞に流し込まれ、前記金型傾斜面の他部に接した前記ライナが形成される第二工程と、
前記金型中芯が前記流路貫通孔から抜かれる第三工程と、
を備える、圧力容器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスを高圧で充填することが可能な圧力容器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両などに搭載されて水素ガスや天然ガスなどのガスを高圧で充填することが可能な圧力容器（例えば、特許文献１）が知られている。特許文献１記載の圧力容器は、容器本体である筒状のライナと、ライナの軸方向両端側それぞれに配置され、軸方向に貫通する流路貫通孔を有する口金と、流路貫通孔に挿嵌されるバルブと、口金とバルブとの間をシールするシール部材と、を備えている。

【0003】

特許文献１記載の圧力容器において、口金における流路貫通孔回りの内壁面は、軸方向に沿って広がるストレート面部を有し、このストレート面部にはシール部材が接して配置される。バルブは、口金に設けられた流路貫通孔にねじ込まれて口金に組み付けられる。シール部材は、口金におけるストレート面部とバルブの外面とに挟持されることにより口金とバルブとの間のシール性を確保する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８－２６５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記の如くシール部材が口金とバルブとの間をシールする構造に代えて、ライナをバルブのシール箇所まで延ばしたうえで、シール部材がライナとバルブとの間をシールする構造が考えられる。このシール構造において、ライナのシール面は、ライナの軸方向に沿って広がる内面である。この場合において、ライナと口金との接合面が外部に露出する継目が、ライナのシール面と同じ軸方向に沿った面上に設定されているものとすると、ライナのシール箇所よりも軸方向手前側に、口金の内壁面の一部がそのシール面と略同じ径方向位置で存在することになる。この構造では、例えばインサート成形時などの口金の流路貫通孔に金型中芯が挿入される過程でその挿入完了前に、その金型中芯がシール箇所よりも軸方向手前側で口金に干渉してその金型中芯の外面が傷つく可能性がある。

【0006】

上記の如く金型中芯の外面が傷ついたままその金型中芯の挿入が終了してライナの成形が進行すると、その金型中芯の傷が、成形されるライナに転写されることとなる。このため、ライナと口金との継目が、ライナのシール面部と同じ軸方向に沿った面上に設定されている構造では、ライナの特にシール部分に金型中芯の傷に起因する無用な隙間が形成される可能性があり、その結果として、シール部材によるシール性能が低下するおそれがある。

【0007】

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、口金での金型中芯との干渉を防止して、金型中芯の傷がライナに転写されるのを回避することが可能な圧力容器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様は、ガスを貯蔵可能な内部空間を形成し、軸方向端に開口が設けられた筒状のライナと、前記ライナの軸方向端側に配置され、前記内部空間を外部に連絡すると共に前記開口が位置する流路貫通孔を有し、前記ライナと一体化される口金と、前記流路貫通孔に挿嵌されるバルブと、前記ライナの前記流路貫通孔内に位置する筒状部位と前記バルブとの間をシールするシール部材と、を備え、前記ライナ及び前記口金における前記流路貫通孔回りの内壁面は、前記流路貫通孔への前記バルブの挿入方向に沿って広がり、前記シール部材が配置されるストレート面部と、前記ストレート面部の前記挿入方向の手前側端に連続し、前記ストレート面部の前記手前側端から前記挿入方向とは異なる径方向外側に向けて傾斜して広がる傾斜面部と、を有し、前記ライナと前記口金との継目は、前記傾斜面部に形成されている、圧力容器である。

【0009】

この構成によれば、口金での金型中芯との干渉を防止して、金型中芯の傷がライナに転写されるのを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る圧力容器の構成図である。

【図2】一実施形態の圧力容器の要部の断面図である。

【図3】一実施形態の圧力容器の斜視図である。

【図4】図２に示す圧力容器の要部の、バルブが流路貫通孔に挿嵌されていない状態での断面図である。

【図5】図２に示す圧力容器の要部の、バルブが流路貫通孔に挿嵌されている状態での断面図である。

【図6】図２に示す圧力容器の要部の、金型中芯が流路貫通孔に挿入されかつライナの材料が流し込まれる前の状態での断面図である。

【図7】図２に示す圧力容器の要部の、金型中芯が流路貫通孔に挿入されかつライナの材料が流し込まれた後の状態での断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図１－図７を用いて、本発明に係る圧力容器の実施形態について説明する。

【0012】

一実施形態に係る圧力容器１は、ガスを貯蔵しかつその貯蔵したガスを放出するための容器である。圧力容器１は、貯蔵するガスを例えば燃料にして走行する車両などに搭載される。尚、圧力容器１が貯蔵するガスは、何れの種類のガスであってもよいが、水素ガスや天然ガス等の燃料ガスであることが好適である。また、圧力容器１が貯蔵可能なガスの圧力は、何れであってもよいが、高圧（例えば１００ＭＰａなど）であってもよい。すなわち、圧力容器１は、耐圧容器であってよい。

【0013】

圧力容器１は、図１－図７に示す如く、ライナ１０と、口金２０と、バルブ４０（図５参照）と、シール部材５０と、隙間空間６０と、補強層７０と、を備えている。尚、図１においては、圧力容器１の上部を断面図で、圧力容器１の下部を側面図で、それぞれ示している。また、図３においては、ライナ１０を半透明で示している。

【0014】

ライナ１０は、ガスを貯蔵するための容器本体である。ライナ１０は、筒状に形成されている。ライナ１０内には、内部空間１１が形成されている。すなわち、ライナ１０は、内部空間１１を内包している。ライナ１０は、例えば、内部空間１１でガスの圧力が均一に分散するように円筒状に形成されている。ライナ１０は、軸の延びる方向（軸方向Ｃ）に延在している。尚、ライナ１０は、円筒状に代えて正多角形筒状に形成されていてもよい。

【0015】

ライナ１０は、軸方向Ｃ中央部において略同径になるようにかつ軸方向Ｃ両端部において軸方向Ｃ中央側から軸方向Ｃ端側にかけて縮径するように形成されている。以下適宜、略同径となるライナ１０の軸方向Ｃ中央部を円筒部１０ａと、縮径するライナ１０の軸方向Ｃ端部をドーム部１０ｂと、それぞれ称す。

【0016】

内部空間１１は、所定量のガスを貯蔵可能な容量を有している。ライナ１０は、内部空間１１に貯蔵されたガスを透過しない或いは透過し難いガスバリア性を有する材料により構成されている。尚、ライナ１０の材料は、圧力容器１の使用環境等に応じて選択されればよい。

【0017】

例えば、ガスが水素であるときは、ライナ１０の材料は、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等である。尚、ライナ１０の内部は、エチレン・ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）等のガスバリア性に優れる材料でコートされていてもよい。また、圧力容器１が住宅用に用いられるときなど、圧力容器１の質量が大きくてもよいときは、ライナ１０の材料は、アルミニウムやステンレススチール等の金属材料であってもよい。

【0018】

尚、ライナ１０は、複数の分体により形成されていてよく、それら複数の分体が溶着や溶接などにより接続されて一体化されることにより形成されていてよい。例えばライナ１０は、一つの円筒状の円筒分体と二つのドーム状のドーム分体とにより形成されていてよい。この場合、ライナ１０は、軸方向Ｃ一端側から軸方向Ｃ他端側にかけて一方のドーム分体→円筒分体→他方のドーム分体の順に分体が並んだ状態で構成されていてよい。

【0019】

ライナ１０は、開口１２を有している。開口１２は、ライナ１０（具体的には、ドーム部１０ｂ）の軸方向Ｃ両端それぞれに設けられている。ドーム部１０ｂは、口金２０の後述するフランジ部２２に対向して接していると共に、口金２０の後述するボス部２１に対向して接している。開口１２は、口金２０の後述するボス部２１の内側に位置しており、例えば円形状に形成されている。

【0020】

口金２０は、ライナ１０内側の内部空間１１と外部との間でガスを出入りさせる部材である。すなわち、口金２０は、ライナ１０の外部から内部空間１１へのガスの導入に用いられると共に、内部空間１１からライナ１０の外部へのガスの放出に用いられる。口金２０は、ライナ１０の軸方向Ｃ端側に配置されている。口金２０は、剛性確保などのため例えばアルミニウムやステンレススチール等の金属により形成されている。口金２０は、ボス部２１と、フランジ部２２と、を有している。

【0021】

ボス部２１は、軸方向Ｃに延在する筒状に形成された軸部位である。ボス部２１は、例えば円柱状に形成されている。ボス部２１は、流路貫通孔２１ａを有している。流路貫通孔２１ａは、ライナ１０の内部空間１１を外部に連通させる通路である。流路貫通孔２１ａは、断面が例えば円形となる形状に形成されている。流路貫通孔２１ａは、ボス部２１の軸心部に設けられており、軸方向Ｃに沿って貫通している。流路貫通孔２１ａは、バルブ４０が挿嵌されてガス導入時及びガス放出時にガスが流れる流路となる。

【0022】

尚、圧力容器１は、軸方向両側の口金２０のうち双方でガスを出し入れさせるものであってもよいし、或いは、それら二つの口金２０の何れか一方だけでガスを出し入れさせると共に他方に栓が装着されたものであってもよい。

【0023】

フランジ部２２は、ボス部２１から径方向外側に延びる部位である。フランジ部２２は、ボス部２１の全周に亘って形成されており、例えば円盤状に形成されている。フランジ部２２の径方向外端の形状は、例えば円形である。フランジ部２２は、ボス部２１に一体成形されている。尚、フランジ部２２は、ボス部２１側から径方向外側にかけてライナ１０のドーム部１０ｂの外面に沿うように湾曲していてもよい。

【0024】

ライナ１０と口金２０とは、厚さ方向で互いに重なる部位を有している。具体的には、口金２０は、ライナ１０のドーム部１０ｂに対して厚さ方向に重なる重なり部２３を有している。口金２０の重なり部２３は、図１及び図３に示す如く、口金２０のフランジ部２２及びボス部２１を含む。尚、重なり部２３は、ボス部２１を含まず、フランジ部２２の一部又は全部だけであってもよい。

【0025】

ライナ１０は、インサート成形により口金２０に一体化されている。ライナ１０は、例えば、インサート成形により口金２０に一体化された樹脂ライナである。尚、ライナ１０が複数の分体により形成される構造では、軸方向両側それぞれの口金２０にライナ１０の各分体がインサート成形により一体化され、その後に、両ライナ分体が溶着などで接続されてよい。また、ライナ１０が唯一つの構造体により形成される構造では、軸方向両側の口金２０に一つのライナ１０がインサート成形により一体化されてよい。

【0026】

ライナ１０のドーム部１０ｂは、口金２０のフランジ部２２よりも軸方向Ｃ中央側を通りかつ口金２０のボス部２１の流路貫通孔２１ａ回りの内壁面よりも軸心側を通って連続しており、ボス部２１の軸方向Ｃ中間部辺りまで至っている。ライナ１０の開口１２は、口金２０のボス部２１の軸方向Ｃ中間部（すなわち、流路貫通孔２１ａ）に位置している。

【0027】

ドーム部１０ｂは、口金２０の流路貫通孔２１ａに対応する筒状部位１３を有している。筒状部位１３は、口金２０とライナ１０とが互いに一体化された状態で流路貫通孔２１ａ内に位置する部位のことである。筒状部位１３は、口金２０における流路貫通孔２１ａ回りの内壁面に接するように、径方向外面が例えば円形となる形状に形成されている。筒状部位１３は、ボス部２１における流路貫通孔２１ａ回りの内壁面の一部である軸方向Ｃ奥側のみに径方向で対向して接合している。

【0028】

筒状部位１３には、口金２０の流路貫通孔２１ａと一体となる流路貫通孔１３ａが形成されている。流路貫通孔１３ａは、断面が例えば円形となる形状に形成されている。流路貫通孔１３ａは、口金２０の流路貫通孔２１ａのうち筒状部位１３の配置されていない軸方向Ｃ手前側に連通して、その流路貫通孔２１ａと一体となってライナ１０の内部空間１１を外部に連通させる通路となる。流路貫通孔１３ａ，２１ａは、互いに一体化されたライナ１０及び口金２０を軸方向Ｃに貫通する。

【0029】

ライナ１０及び口金２０における流路貫通孔１３ａ，２１ａ回りの内壁面は、第一ストレート面部３１と、傾斜面部３２と、第二ストレート面部３３と、を有している。第一ストレート面部３１、傾斜面部３２、及び第二ストレート面部３３は、流路貫通孔１３ａ，２１ａの軸方向Ｃ奥側から軸方向Ｃ手前側にかけてその順に連続して設けられている。第一ストレート面部３１、傾斜面部３２、及び第二ストレート面部３３は、軸心回りに環状に形成されている。

【0030】

第一ストレート面部３１は、流路貫通孔１３ａ，２１ａへのバルブ４０の挿入方向（具体的には、軸方向Ｃ）に沿って広がる壁面である。第一ストレート面部３１は、流路貫通孔１３ａ，２１ａの軸方向Ｃ奥側に設けられている。第一ストレート面部３１は、ライナ１０の筒状部位１３に形成されている。

【0031】

図５に示す如く、第一ストレート面部３１には、シール部材５０が配置される。シール部材５０は、ライナ１０の筒状部位１３とバルブ４０との間をシールする部材である。シール部材５０は、ライナ１０の内部空間１１から外部へのガスの漏出を防止するために設けられている。シール部材５０は、ライナ１０の筒状部位１３の流路貫通孔１３ａ回りの内壁面とバルブ４０の径方向外面とに径方向で挟まれるように環状に形成されている。シール部材５０は、例えばＯリングである。

【0032】

尚、シール部材５０は、バルブ４０の径方向外面（具体的には、後述の小径面部４３のストレート部位４３ｂ）に径方向内側へ凹んで形成されたシール溝４１に嵌るように配置されていてよい。そして、シール部材５０は、シール溝４１にそのシール部材５０が配置されたバルブ４０が、互いに一体化されたライナ１０及び口金２０の流路貫通孔１３ａ，２１ａに挿入される際に、ライナ１０とバルブ４０との間に介在するものとすればよい。

【0033】

傾斜面部３２は、第一ストレート面部３１の軸方向Ｃ手前側端からバルブ４０の挿入方向とは異なる径方向外側に向けて傾斜して広がる壁面である。具体的には、傾斜面部３２は、流路貫通孔１３ａ，２１ａの軸方向Ｃ手前側から軸方向Ｃ奥側にかけて径方向内側に傾斜して広がっている。傾斜面部３２は、図４に示す如く、軸方向Ｃに対して所定角度αをなしている。所定角度αは、例えば１０°～３０°の範囲内であって、好ましくは２０°程度である。

【0034】

傾斜面部３２は、流路貫通孔１３ａ，２１ａの軸方向Ｃ中間部、すなわち、第一ストレート面部３１よりも流路貫通孔１３ａ，２１ａの軸方向Ｃ手前側に設けられている。傾斜面部３２は、第一ストレート面部３１の軸方向Ｃ手前側端に連続しており、ライナ１０の筒状部位１３及び口金２０のボス部２１に形成されている。傾斜面部３２には、ライナ１０と口金２０との境界面である接合面が隙間空間６０に露出する継目Ｐが形成されている。

【0035】

第二ストレート面部３３は、流路貫通孔１３ａ，２１ａへのバルブ４０の挿入方向（具体的には、軸方向Ｃ）に沿って広がる壁面である。第二ストレート面部３３は、流路貫通孔１３ａ，２１ａの軸方向Ｃ手前側に設けられている。第二ストレート面部３３は、傾斜面部３２の軸方向Ｃ手前側端に連続しており、口金２０のボス部２１に形成されている。第二ストレート面部３３の径方向位置は、第一ストレート面部３１の径方向位置よりも径方向外側である。

【0036】

口金２０における流路貫通孔２１ａ回りの内壁面は、流路貫通孔２１ａの軸方向Ｃ手前側から軸方向Ｃ奥側にかけて第二ストレート面部３３と傾斜面部３２と接合面部２９とがその順に連続して一体化するように形成されている。接合面部２９は、ライナ１０の筒状部位１３の径方向外面が接するように対向する面である。尚、接合面部２９は、軸方向Ｃに沿って広がっていてもよいし、また、軸方向Ｃに対して傾斜していてもよい。また、接合面部２９は、傾斜面部３２側の部位において流路貫通孔１３ａ，２１ａの軸方向Ｃ手前側から軸方向Ｃ奥側にかけて径方向外側に傾斜して広がる壁面を有していてもよい。

【0037】

筒状部位１３の径方向外面は、口金２０の接合面部２９に接するように対向する面である。ライナ１０の径方向外面は、接合面部２９の形状に合わせて形成されている。ライナ１０（具体的には、筒状部位１３）における流路貫通孔１３ａ回りの内壁面は、流路貫通孔１３ａの軸方向Ｃ手前側から軸方向Ｃ奥側にかけて傾斜面部３２と第一ストレート面部３１とがその順に連続して一体化するように形成されている。

【0038】

図４に示す如く、ライナ１０の筒状部位１３は、所定の径方向厚さｔを有している。所定の径方向厚さｔは、例えば０．５ｍｍ～２ｍｍの範囲内であって、好ましくは１ｍｍ程度である。筒状部位１３の傾斜面部３２は、口金２０の傾斜面部３２と同様に軸方向Ｃに対して所定角度αをなしており、所定の径方向幅ｗを有している。また、所定の径方向幅ｗは、例えば０．１ｍｍ～０．５ｍｍの範囲内である。尚、筒状部位１３は、所定の径方向幅ｗが所定の径方向厚さｔ以下であるように形成されていることが好ましい。また、筒状部位１３は、径方向厚さｔが一定であるように形成されていてもよいが、径方向厚さｔが軸方向Ｃ部位に応じて変化するように形成されていてもよい。

【0039】

バルブ４０は、口金２０の流路貫通孔２１ａ及びライナ１０の流路貫通孔１３ａに挿嵌される部材である。バルブ４０は、圧力容器１の内部空間１１の内部側と外部側との間におけるガスの流れを制御する機能を有している。バルブ４０は、流路貫通孔１３ａ，２１ａを開閉させ、内部空間１１へのガスの導入と内部空間１１でのガスの保持と内部空間１１からのガスの排出との状態切り替えを行うべく開閉動作する。

【0040】

バルブ４０は、径方向外面が流路貫通孔１３ａ，２１ａに対応した形状になるように筒状に形成されている。バルブ４０は、軸方向Ｃ手前側で口金２０のボス部２１の流路貫通孔２１ａ回りの内壁面のうち軸方向Ｃ手前側に接していると共に、軸方向Ｃ奥側でライナ１０の筒状部位１３の流路貫通孔１３ａ回りの内壁面に接している。バルブ４０の径方向外面は、大径面部４２と、小径面部４３と、を有している。大径面部４２及び小径面部４３は、軸方向Ｃ手前側から軸方向Ｃ奥側にかけてその順に連続して設けられている。大径面部４２及び小径面部４３は、軸心回りに環状に形成されている。

【0041】

大径面部４２は、径方向位置が径方向外側にある部位のことである。大径面部４２は、軸方向Ｃに沿って広がっている。大径面部４２は、第二ストレート面部３３に対向して接しており、口金２０のボス部２１の流路貫通孔２１ａに嵌る。小径面部４３は、径方向位置が大径面部４２の径方向位置よりも径方向内側にある部位のことである。

【0042】

小径面部４３は、傾斜部位４３ａと、ストレート部位４３ｂと、を有している。傾斜部位４３ａは、バルブ４０の軸方向Ｃ手前側において軸方向Ｃ手前側から軸方向Ｃ奥側にかけて径方向内側に傾斜して広がっている。傾斜部位４３ａは、傾斜面部３２の軸方向Ｃ手前側の部位に対して径方向内側に離れて配置されている。ストレート部位４３ｂは、バルブ４０の軸方向Ｃ奥側において軸方向Ｃに沿って広がっている。ストレート部位４３ｂは、傾斜面部３２の軸方向Ｃ奥側の部位に対して径方向内側に離れて配置されていると共に、第一ストレート面部３１に接するように対向している。

【0043】

尚、傾斜部位４３ａが軸方向Ｃに対してなす角度βは、口金２０及びライナ１０の傾斜面部３２が軸方向Ｃに対してなす所定角度αよりも大きいことが好ましい。すなわち、α＜β＜９０°が成立することが好ましい。また、小径面部４３は、傾斜部位４３ａを有することなく、ストレート部位４３ｂのみを有するものとしてもよい。

【0044】

バルブ４０がライナ１０及び口金２０の流路貫通孔１３ａ，２１ａに挿嵌された状態では、図５に示す如く、流路貫通孔１３ａ，２１ａ内に隙間空間６０が形成される。隙間空間６０は、ライナ１０と口金２０とバルブ４０とに囲まれる空間である。隙間空間６０は、少なくとも傾斜面部３２とバルブ４０の小径面部４３とにより区画されている。すなわち、傾斜面部３２は、隙間空間６０を区画する面の一部をなす。尚、隙間空間６０は、傾斜面部３２と第二ストレート面部３３とバルブ４０の小径面部４３とにより区画されていてもよい。隙間空間６０は、軸心回りに環状に形成されている。

【0045】

内部空間１１は、ガス導入時にバルブ４０を介してガス供給源に接続される。また、内部空間１１は、ガス放出時にバルブ４０を介してガスを燃料とするガス供給先に接続される。バルブ４０は、ガス導入時及びガス放出時に流路貫通孔１３ａ，２１ａを開放させ、一方、それ以外では流路貫通孔１３ａ，２１ａを閉塞させる。

【0046】

尚、軸方向Ｃ両側の口金２０同士は、シャフト部材を介して互いに接続されていてもよい。このシャフト部材は、ライナ１０の内部空間１１に配置されて軸方向Ｃに直線的に延在し口金２０同士を連結する。

【0047】

口金２０の重なり部２３は、図２及び図３に示す如く、貫通孔２４を有している。貫通孔２４は、口金２０の厚さ方向へ貫通する孔である。貫通孔２４は、フランジ部２２に形成されている。貫通孔２４は、フランジ部２２の径方向最外位置よりも径方向内側に設けられている。貫通孔２４は、フランジ部２２の厚さ方向である軸方向Ｃへ貫通している。貫通孔２４は、例えば断面円形に形成されている。尚、貫通孔２４は、断面円形に代えて断面多角形状に形成されていてもよい。

【0048】

尚、貫通孔２４は、フランジ部２２においてボス部２１の軸心回りに複数設けられていることが好ましい。そして、複数の貫通孔２４が設けられる場合は、貫通孔２４が軸対称に配置されていることが好ましく、更に、貫通孔２４が軸回りに等間隔に配置されていることが好ましい。

【0049】

ライナ１０は、表側対向部１４と、裏側対向部１５と、孔挿入部１６と、を有している。表側対向部１４、裏側対向部１５、及び孔挿入部１６は、ドーム部１０ｂに形成されている。

【0050】

表側対向部１４は、口金２０の重なり部２３に対して表側に配置される部位である。表側対向部１４は、重なり部２３の表面に接するように対向している。表側対向部１４は、口金２０のフランジ部２２の一部である径方向外端部に厚さ方向（具体的には、軸方向Ｃ）で対向している。裏側対向部１５は、口金２０の重なり部２３に対して裏側に配置される部位である。裏側対向部１５は、重なり部２３の裏面に接するように対向している。裏側対向部１５は、口金２０のフランジ部２２の全部及びボス部２１の一部に厚さ方向で対向している。表側対向部１４と裏側対向部１５とは、口金２０の重なり部２３（具体的には、フランジ部２２）を挟み込むように形成されている。

【0051】

口金２０のフランジ部２２は、ライナ１０に対向する部位を有している。フランジ部２２は、表側において軸心側を残して円環状に切り欠かれた形状に形成されている。フランジ部２２は、ライナ１０の表側対向部１４の径方向内側端面１４ａに対向する環状壁面部２５を有している。環状壁面部２５は、フランジ部２２の表側における貫通孔２４の径方向位置よりも径方向内側の位置に配置されている。すなわち、貫通孔２４は、フランジ部２２における環状壁面部２５の径方向位置よりも径方向外側の薄肉箇所に配置されている。環状壁面部２５は、径方向外側に向いており、ボス部２１の外面を囲うように環状に形成されている。

【0052】

ライナ１０の表側対向部１４は、環状壁面部２５に径方向で対向する径方向内側端面１４ａを有している。径方向内側端面１４ａは、径方向内側に向いており、環状に形成されている。口金２０のフランジ部２２の環状壁面部２５とライナ１０の表側対向部１４の径方向内側端面１４ａとは、互いに径方向で対向している。環状壁面部２５の厚さ方向（具体的には、軸方向Ｃ）の厚さと径方向内側端面１４ａの厚さ方向（具体的には、軸方向Ｃ）の厚さとは、等しい。

【0053】

ライナ１０の孔挿入部１６は、口金２０の貫通孔２４に挿入される部位である。孔挿入部１６は、貫通孔２４に配置されており、口金２０の貫通孔２４回りの内壁面に嵌まっている。孔挿入部１６は、表側対向部１４と裏側対向部１５との間で棒状に延びている。孔挿入部１６は、貫通孔２４に対応した形状（例えば、断面円柱状や断面多角柱状）に形成されている。

【0054】

尚、孔挿入部１６ひいては貫通孔２４については、口金２０からライナ１０への回転トルクの伝達を実現するうえでは体格が大きいことや数が多いことが好ましい。孔挿入部１６は、表側対向部１４及び裏側対向部１５と一体化されている。孔挿入部１６は、ライナ１０と口金２０とがインサート成形されることにより形成される。

【0055】

尚、口金２０は、熱伝導材により形成されていてもよい。すなわち、口金２０は、圧力容器１の温度調整のため、熱交換媒体が循環する熱交換器として機能してもよい。尚、軸方向両側の口金２０が熱交換器として機能することが好適であるが、軸方向両側の口金２０のうちの何れか一方が熱交換器として機能するものであってもよい。例えば、ガスの出入りが一方の口金２０で行われる場合は、その口金２０とは軸方向反対側の他方の口金２０が熱交換器として機能してもよい。

【0056】

補強層７０は、ライナ１０の外面（すなわち、径方向外側に向いた面）を被覆してライナ１０を補強する層である。補強層７０は、線状や帯状の繊維状部材がライナ１０の外面に巻回されることにより形成されている。尚、補強層７０は、繊維状部材がフープ巻きされたフープ層や繊維状部材がヘリカル巻きされたヘリカル層であってよい。補強層７０を構成する繊維状部材は、例えば、樹脂を含浸した高強度繊維（すなわち、ＦＲＰ）であって、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等である。

【0057】

尚、補強層７０は、繊維状部材が直接的にライナ１０の外面に巻回されることに代えて、繊維状部材を用いてシート状に形成されたヘリカル層やフープ層がライナ１０の外面に貼り付けられることにより形成されてもよい。また、補強層７０は、繊維状部材に樹脂が含浸された状態で形成されてよく、例えば、ヘリカル層やフープ層の形成後に樹脂が加熱硬化されたものであってもよい。この繊維状部材に含浸される樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等の熱硬化性樹脂などである。

【0058】

また、圧力容器１は、ライナ１０内の内部空間１１の全部や一部に、ガスを吸蔵可能かつ放出可能である貯蔵材を収容するものであってもよい。この貯蔵材の断面形状は、ライナ１０の断面形状に合わせて例えば円形状や正六角形などの正多角形状であってよい。また、貯蔵材は、貯蔵対象のガスの種類に応じた材料により形成されてよく、この材料は、例えば、カーボンナノチューブ等の多孔性の炭素材料、多孔性の金属錯体（すなわちＭＯＦ）、ゼオライト、水素吸蔵合金、金属水素化物などであってよい。

【0059】

次に、圧力容器１を組み立てる製造手順の一例を説明する。圧力容器１の組み立て製造は、製造装置により後述の手順に従って行われる。

【0060】

上記の製造装置は、口金２０とライナ１０とをインサート成形するための金型と、その金型にインサート品としての口金２０がセットされた状態でライナ１０の樹脂材料などを流し込むゲートと、を有している。尚、このゲートは、口金２０のボス部２１における流路貫通孔２１ａ回りの内壁面すなわちライナ１０の筒状部位１３を形成する部位近傍に設けられていることが好ましい。

【0061】

上記の金型は、口金２０のボス部２１の流路貫通孔２１ａに挿入される金型中芯（図６及び図７参照）８０を有している。金型中芯８０は、口金２０のボス部２１の流路貫通孔２１ａ回りの内壁面にライナ１０の筒状部位１３を接合させるのに用いる金型である。金型中芯８０は、径方向外面が第一ストレート面部３１及び傾斜面部３２に対応した形状になるように柱状又は筒状に延びている。

【0062】

金型中芯８０の径方向外面には、金型ストレート面８１と金型傾斜面８２とが設けられている。金型ストレート面８１及び金型傾斜面８２は、軸方向Ｃ奥側から軸方向Ｃ手前側にかけてその順に連続して設けられている。金型ストレート面８１及び金型傾斜面８２は、軸心回りに環状に形成されている。金型ストレート面８１は、第一ストレート面部３１に対応しており、軸方向Ｃに沿って広がっている。金型傾斜面８２は、傾斜面部３２に対応しており、軸方向Ｃ手前側から軸方向Ｃ奥側にかけて径方向内側に傾斜して広がっている。金型傾斜面８２が軸方向Ｃに対してなす角度は、傾斜面部３２のなす所定角度αである。

【0063】

尚、図６及び図７に示す如く、金型中芯８０の径方向外面には、第二金型ストレート面８３が含まれてもよい。この第二金型ストレート面８３は、軸方向Ｃに沿って広がっていてもよいし、或いは、軸方向Ｃに対して傾斜していてもよい。第二金型ストレート面８３は、金型ストレート面８１よりも軸方向Ｃ手前側かつ金型傾斜面８２よりも軸方向Ｃ手前側に設けられている。第二金型ストレート面８３の径方向位置は、金型ストレート面８１の径方向位置よりも径方向外側である。但し、金型中芯８０と口金２０との干渉を避けるため、第二金型ストレート面８３の径方向位置は、ボス部２１の流路貫通孔２１ａ回りの内壁面の径方向位置よりも径方向内側であるのが好適である。

【0064】

圧力容器１の組み立て製造では、まず、口金２０とライナ１０とがインサート成形されて互いに一体化される。具体的には、最初に、成形完了した口金２０が準備されてその口金２０が金型にセットされる。特に、金型中芯８０が口金２０のボス部２１の流路貫通孔２１ａに軸方向Ｃ手前側から軸方向Ｃ奥側へ挿入され、金型中芯８０の金型傾斜面８２の一部である軸方向Ｃ手前側が口金２０の傾斜面部３２に当接される。

【0065】

上記の如く金型中芯８０の金型傾斜面８２が口金２０の傾斜面部３２に当接された状態では、ライナ１０（特に、筒状部位１３）の形状に対応する空洞９０が形成される（図６に示す状態；第一工程）。この空洞９０は、口金２０のボス部２１と金型中芯８０の金型ストレート面８１とその金型傾斜面８２の他部である軸方向Ｃ奥側とにより区画される空間である。尚、この空洞９０は、口金２０のフランジ部２２と内部空間１１内に配置される金型とにより区画される空間に連続して一体化されていてよい。

【0066】

上記の如く口金２０が金型にセットされて空洞９０が形成されると、次に、ゲートからその空洞９０を含めた空間へライナ１０の材料が流し込まれる。かかる流し込みが完了すると、金型傾斜面の他部である軸方向Ｃ奥側に接したライナ１０が形成される（図７に示す状態；第二工程）。そして、ライナ１０が硬化され、その後、金型中芯８０が流路貫通孔１３ａ，２１ａから引き抜かれる（図４に示す状態；第三工程）。これにより、口金２０とライナ１０とがインサート成形されて互いに一体化される。

【0067】

次に、口金２０とライナ１０とのインサート成形後、そのインサート成形されたサブアッシーに対して、フィラメントワインディング（ＦＷ）法でライナ１０の外面に補強層７０が被覆される。具体的には、ライナ１０が一体化された軸方向Ｃ両側の口金２０が軸回りに回転されながら、補強層７０となる繊維状部材がライナ１０の外面に巻回される。また、補強層７０の被覆後又は被覆前において、バルブ４０が流路貫通孔１３ａ，２１ａに挿嵌される。これにより、圧力容器１は、組み立て製造される。

【0068】

尚、口金２０のフランジ部２２には軸方向Ｃへ貫通する貫通孔２４が設けられており、その貫通孔２４にはライナ１０の孔挿入部１６が挿入されている。この構造においては、口金２０とライナ１０とが径方向で対向する径方向端面部位の形状が、軸回りの相対回転を許容する円形であったとしても、口金２０とライナ１０との相対回転を規制することができる。このため、ＦＷ法による補強層７０の被覆時において口金２０を軸回りに回転させた回転トルクを十分にライナ１０に伝達することができるので、ＦＷにより補強層７０をライナ１０の外面に適切に被覆することができる。

【0069】

また、口金２０とライナ１０との相対回転を規制するうえで、口金２０とライナ１０とが径方向で対向する径方向端面部位の形状を凹凸構造とすることは不要であるので、口金２０とライナ１０とを一体で回転させるための形状や構造を簡素化することができる。従って、圧力容器１によれば、簡易な構造で口金２０とライナ１０との相対回転を規制することができ、これにより、加工費などの高騰を抑えて、製造コストの低減を図ることができる。

【0070】

次に、圧力容器１の動作及び作用について説明する。
組み立て製造が完了した圧力容器１においては、軸方向Ｃ両側のうち一方の口金２０側の流路貫通孔２１ａ，１３ａがバルブ４０により閉じられた状態で他方の口金２０側の流路貫通孔２１ａ，１３ａを介してガスがライナ１０の内部空間１１へ供給されると、その内部空間１１にガスが流入する。そして、内部空間１１へのガス流入後、他方の流路貫通孔２１ａ，１３ａがバルブ４０により閉じられると、内部空間１１にガスが充填される。

【0071】

また、圧力容器１へのガスの充填後は、例えば一方の流路貫通孔２１ａ，１３ａがバルブ４０により開放されると、内部空間１１内のガスがその流路貫通孔２１ａ，１３ａを介して外部に放出される。

【0072】

従って、圧力容器１によれば、内部空間１１にガスを充填することができると共に、その充填したガスを外部に放出することができる。

【0073】

圧力容器１において、口金２０は、ライナ１０の内部空間１１を外部に連絡する流路貫通孔２１ａを有している。この流路貫通孔２１ａには、ライナ１０の開口１２が位置しており、ライナ１０は、口金２０の流路貫通孔２１ａ内に位置する筒状部位１３を有している。流路貫通孔２１ａには、バルブ４０が挿嵌されている。ライナ１０の筒状部位１３とバルブ４０とは、シール部材５０によりシールされている。ライナ１０及び口金２０における流路貫通孔２１ａ回りの内壁面は、流路貫通孔１３ａ，２１ａへのバルブ４０の挿入方向（具体的には、軸方向Ｃ）に沿って広がり、シール部材５０が配置される第一ストレート面部３１と、第一ストレート面部３１の軸方向Ｃ手前側端に連続し、第一ストレート面部３１の軸方向Ｃ手前側端からバルブ４０の挿入方向とは異なる径方向外側に向けて傾斜して広がる傾斜面部３２と、を有する。そして、ライナ１０と口金２０との継目Ｐは、傾斜面部３２に形成されている。

【0074】

この構成においては、ライナ１０とバルブ４０との間のシール面が第一ストレート面部３１であると共に、ライナ１０と口金２０との継目Ｐが表出する面が傾斜面部３２である。第一ストレート面部３１は軸方向Ｃに沿って広がっている一方、傾斜面部３２は軸方向Ｃに対して傾斜して広がっている。このため、ライナ１０とバルブ４０との間のシール面とライナ１０と口金２０との継目Ｐが表出する面とは、同一面でない。

【0075】

この構造によれば、流路貫通孔１３ａ，２１ａにバルブ４０が挿嵌された状態では、ライナ１０と口金２０との継目Ｐがバルブ４０（具体的には、小径面部４３のストレート部位４３ｂ）の径方向外面から径方向外側に離れたものとなる。また、ライナ１０が口金２０にインサート成形される直前は、シール部材５０によるシール箇所よりも軸方向Ｃ手前側に、口金２０のボス部２１の流路貫通孔２１ａ回りの内壁面がそのシール面と略同じ径方向位置で存在せず、そのボス部２１の内壁面がシール面の径方向位置よりも径方向外側の径方向位置で存在することになる。この場合は、金型中芯８０が流路貫通孔１３ａ，２１ａに挿入された際に、金型中芯８０（具体的には、金型ストレート面８１）の径方向外面と口金２０のボス部２１の内壁面（具体的には、口金２０における傾斜面部３２の最内径部位）との間に径方向隙間が形成されることになる。

【0076】

この構成においては、金型中芯８０が流路貫通孔１３ａ，２１ａに挿入される過程で、その金型中芯８０の金型ストレート面８１が、口金２０のボス部２１の内壁面から径方向内側に離れた箇所を通過する。このため、金型中芯８０の金型ストレート面８１がシール箇所よりも軸方向手前側で口金２０に干渉するのを防止することができる。

【0077】

上記の如く金型中芯８０が口金２０に干渉するのを防止できれば、金型中芯８０の外面が傷つくのを防止することができ、金型中芯８０の傷がライナ１０に転写されるのを回避することができ、ライナ１０の特にシール部分に金型中芯８０の傷に起因する無用な隙間が形成されるのを回避することができる。従って、圧力容器１によれば、シール部材５０がライナ１０とバルブ４０との間をシールする構造においてシール性能の低下を防止することができる。

【0078】

また、圧力容器１において、流路貫通孔１３ａ，２１ａに金型中芯８０が挿入された状態では、金型中芯８０の径方向外面と口金２０のボス部２１の内壁面との間に径方向隙間が形成され、流路貫通孔１３ａ，２１ａにバルブ４０が挿嵌された状態では、ライナ１０と口金２０とバルブ４０とに囲まれる隙間空間６０が形成される。そして、傾斜面部３２は、隙間空間６０を区画する面の一部をなしており、ライナ１０と口金２０との継目Ｐひいてはライナ１０の一部は、隙間空間６０に露出している。

【0079】

この構成においては、ライナ１０が樹脂ライナである場合、圧力容器１に例えば燃焼などが生じてそのライナ１０を構成する樹脂が溶け出したときに、その溶け出した樹脂ひいては内部空間１１内のガスを、隙間空間６０に流入させその後に口金２０のボス部２１の流路貫通孔２１ａ回りの内壁面とバルブ４０の大径面部４２との隙間から圧力容器１外へ放出させることが可能である。従って、口金２０とバルブ４０との間の隙間空間６０に溶栓弁の役割を付与することができ、これにより、バルブ４０自体に溶栓弁の機能を搭載させるのを不要とすることができる。

【0080】

ところで、上記の実施形態においては、第一ストレート面部３１が特許請求の範囲に記載した「ストレート面部」に相当している。

【0081】

尚、上記の実施形態においては、ライナ１０及び口金２０の流路貫通孔１３ａ，２１ａが軸方向Ｃに沿って貫通し、流路貫通孔１３ａ，２１ａへのバルブ４０の挿入方向が軸方向Ｃであるものとし、第一ストレート面部３１が軸方向Ｃに沿って広がり、傾斜面部３２が流路貫通孔１３ａ，２１ａの軸方向Ｃ手前側から軸方向Ｃ奥側にかけて径方向内側に傾斜するものとしている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも、第一ストレート面部３１が流路貫通孔１３ａ，２１ａへのバルブ４０の挿入方向に沿って広がり、傾斜面部３２が第一ストレート面部３１の挿入方向手前端からその挿入方向に対してその挿入方向とは異なる径方向外側に向けて傾斜するものとすればよい。

【0082】

尚、本発明は、上述した実施形態や変形形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。また、本明細書は、出願当初に各請求項に記載された引用関係で示される技術思想を開示するだけでなく、各請求項に記載された事項を適宜組み合わせた技術思想を開示するものである。

【符号の説明】

【0083】

１：圧力容器、１０：ライナ、１０ａ：円筒部、１０ｂ：ドーム部、１１：内部空間、１２：開口、１３：筒状部位、１３ａ：流路貫通孔、２０：口金、２１：ボス部、２１ａ：流路貫通孔、２２：フランジ部、２３：重なり部、３１：第一ストレート面部、３２：傾斜面部、３３：第二ストレート面部、４０：バルブ、４２：大径面部、４３：小径面部、５０：シール部材、６０：隙間空間、７０：補強層、８０：金型中芯、８１：金型ストレート面、８２：金型傾斜面、９０：空洞、Ｐ：継目。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】