(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】
(24)【登録日】2024-10-07
(45)【発行日】2024-10-16
(54)【発明の名称】ガス容器の製造方法
(51)【国際特許分類】
F16J 12/00 20060101AFI20241008BHJP
F17C 11/00 20060101ALI20241008BHJP
【ＦＩ】
F16J12/00 Z
F17C11/00 C
F17C11/00 A
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2022044382
(22)【出願日】2022-03-18
(65)【公開番号】P2023137934
(43)【公開日】2023-09-29
【審査請求日】2024-03-26
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「燃料電池等利用の飛躍的拡大に向けた共通課題解決型産学官連携研究開発事業／水素利用等高度化先端技術開発／水素貯蔵効率向上に向けた水素タンクの研究開発」に係る委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【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】鈴木 康太郎
(72)【発明者】
【氏名】本郷 博昭
【審査官】鵜飼 博人
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－３０７９４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／００６６３２０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００９－００２３７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１３２５６２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｊ １２／００－ １３／２４
Ｆ１７Ｃ １／００－ １３／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部空間を有する容器本体と、前記容器本体の外部と前記内部空間とを連絡する口金と、
前記内部空間に配置され、熱伝導材製の区画壁により区画された副空間が複数配列するハニカム形状をなす収容部材と、
前記副空間に収容保持され充填ガスを吸蔵および放出する貯蔵材と、を有するガス容器を製造する方法であって、
前記貯蔵材の粉末が固められてなり前記副空間と同じ形状をなす貯蔵材ペレットを、前記収容部材の前記副空間に挿入し固定する組み付け工程を有し、
前記組み付け工程は、
前記貯蔵材ペレットの外周面と、前記区画壁における前記副空間側面と、の一方に、第１接着剤層を形成し、他方に、前記第１接着剤層よりも低粘度の第２接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、
前記接着剤層形成工程後に、前記貯蔵材ペレットを前記副空間に挿入する挿入工程と、を有する、ガス容器の製造方法。
【請求項2】
内部空間を有する容器本体と、前記容器本体の外部と前記内部空間とを連絡する口金と、
前記内部空間に配置され、熱伝導材製の区画壁により区画された副空間が複数配列するハニカム形状をなす収容部材と、
前記副空間に収容保持され充填ガスを吸蔵および放出する貯蔵材と、を有するガス容器を製造する方法であって、
前記貯蔵材の粉末が固められてなり前記副空間と同じ形状をなす貯蔵材ペレットを、前記収容部材の前記副空間に挿入し固定する組み付け工程を有し、
前記組み付け工程は、
前記貯蔵材ペレットの外周面と、前記区画壁における前記副空間側面と、の一方に、第１接着剤層と、前記第１接着剤層よりも低粘度でありかつ前記第１接着剤層よりも挿入方向の先側に位置する第２接着剤層と、を形成する接着剤層形成工程と、
前記接着剤層形成工程後に、前記貯蔵材ペレットを前記副空間に挿入する挿入工程と、を有する、ガス容器の製造方法。
【請求項3】
前記区画壁のうち、前記副空間側かつ前記挿入工程における挿入開始側に位置する端部に、リング溝状のプール部を設ける、請求項１または請求項２に記載のガス容器の製造方法。
【請求項4】
前記貯蔵材ペレットの外周面に前記第１接着剤層を形成し、前記区画壁における前記副空間側面であり前記プール部を含む領域に前記第２接着剤層を形成する、請求項１を引用する請求項３に記載のガス容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水素ガスなどのガスを貯蔵および放出するためのガス容器を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、車両や各種装置の燃料として、水素ガスや天然ガス等を用いる技術が提案されている。これらのガスを貯蔵および放出するためのガス容器についても盛んに検討がなされている（例えば、特許文献１）。
【0003】
特許文献１に紹介されているガス容器は、その内部空間に、貯蔵材の一種である水素吸蔵合金を収容するものである。
貯蔵材は、貯蔵の対象となるガス（以下、必要に応じて充填ガスと称する）を物理的または化学的に吸蔵し、および、放出する。これら貯蔵材によると、内部空間に貯蔵可能なガスの量を増大させることができる。
貯蔵材は、貯蔵の対象となるガス（以下、必要に応じて充填ガスと称する）を物理的または化学的に吸蔵し、および、放出する。これら貯蔵材によると、内部空間に貯蔵可能なガスの量を増大させることができる。
【0004】
一方、貯蔵材は、充填ガスを吸蔵および放出する際に温度変化を伴う。
【0005】
例えば、特許文献１に紹介されているように、貯蔵材が水素吸蔵合金であれば、温度変化により貯蔵材の体積変化が生じる。このような場合、貯蔵材の温度変化量やその速度、すなわち貯蔵材の体積変化量やその速度が過大になると、ガス容器に変形等の機械強度の低下が生じる虞がある。
【0006】
さらに、一般的な貯蔵材による充填ガスの吸蔵および放出には温度変化が伴うため、当該貯蔵材が温度変化すると貯蔵材による充填ガスの吸蔵または放出が生じる。
従って、貯蔵材への充填ガスの吸蔵、および、当該貯蔵材からの充填ガスの放出を円滑に行うためには、貯蔵材の温度を内部空間全体にわたって均一化することが肝要と考えられる。
従って、貯蔵材への充填ガスの吸蔵、および、当該貯蔵材からの充填ガスの放出を円滑に行うためには、貯蔵材の温度を内部空間全体にわたって均一化することが肝要と考えられる。
【0007】
特許文献１に紹介されているガス容器における内部空間には、熱交換媒体の通路である熱媒管と、当該熱媒管から延出するフィン部とが配置されている。
当該ガス容器によると、熱媒管に熱交換媒体を流通させることで、内部空間内のガス貯蔵材の温度を制御している。
当該ガス容器によると、熱媒管に熱交換媒体を流通させることで、内部空間内のガス貯蔵材の温度を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開平６－２８１０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ここで、既述したように、上記特許文献１に紹介されているガス容器では、熱媒管に熱交換媒体を流通させることで内部空間内のガス貯蔵材の温度を制御している。
しかし、この種のガス容器であっても、充填ガスの貯蔵放出性能に優れるとは言い難い。
しかし、この種のガス容器であっても、充填ガスの貯蔵放出性能に優れるとは言い難い。
【0010】
本発明の発明者は、ガス容器における充填ガスの貯蔵放出性能を向上させるべく、当該特許文献１に紹介されているような従来型のガス容器では充分な充填ガスの貯蔵放出性能が得られない理由を検討した。そして、鋭意研究の結果、当該従来型のガス容器においては、内部空間で依然として温度のムラが生じており、これにより、従来型のガス容器における貯蔵材では、充填ガスの吸蔵放出量や速度が頭打ちになっているという着想を得た。
【0011】
本発明の発明者はさらなる鋭意研究を重ね、上記した内部空間における当該温度のムラを解消または緩和するために、内部空間にハニカム形状の収容部材を配置することに到達した。当該収容部材は、熱伝導材製の区画壁により区画形成された複数の副空間を有し、当該副空間には貯蔵材が収容保持される。
【0012】
当該収容部材における区画壁は、熱伝導材製であるため熱交換器として機能する。そして当該収容部材は、当該区画壁が張り巡らされることにより熱的に均一化され、当該区画壁により区画形成された副空間に収容保持された貯蔵材もまた熱的に均一化される。
これにより、当該ハニカム形状の収容部材を有するガス容器によると、充填ガスの貯蔵放出性能の向上を実現し得ると考えられる。
これにより、当該ハニカム形状の収容部材を有するガス容器によると、充填ガスの貯蔵放出性能の向上を実現し得ると考えられる。
【0013】
しかしこの種のガス容器を製造する工程は非常に煩雑であり、また、この種のガス容器において収容部材の各副空間に充分な量の貯蔵材を収容保持させることもまた困難であった。
【0014】
すなわち、ハニカム形状の収容部材は数多くの副空間を有するものであり、各々の副空間は比較的小径なものである。このため、例えば貯蔵材として一次粒子や当該一次粒子が凝集した二次粒子からなる粉末を用いる場合には、比較的小径かつ多数の副空間の各々に、当該貯蔵材の粉末を直接充填する必要がある。
しかし、貯蔵材の粉末を副空間に充填する工程は非常に煩雑であるとともに、充分な量の貯蔵材の粉末を副空間に充填すること自体が非常に困難である。また、このような製造方法によると、各副空間への貯蔵材の充填量がばらつく問題が生じ易い。さらには、粉末状の貯蔵材は取り扱い性に劣る問題もある。
しかし、貯蔵材の粉末を副空間に充填する工程は非常に煩雑であるとともに、充分な量の貯蔵材の粉末を副空間に充填すること自体が非常に困難である。また、このような製造方法によると、各副空間への貯蔵材の充填量がばらつく問題が生じ易い。さらには、粉末状の貯蔵材は取り扱い性に劣る問題もある。
【0015】
このため本願発明者は、上記した貯蔵材の粉末にかえて、貯蔵材の粉末を副空間と同じ形状に固めた貯蔵材ペレットを予め準備し、当該貯蔵材ペレットを各副空間に挿入することを志向した。この場合には、貯蔵材の取り扱い性が向上するために、貯蔵材の粉末を直接充填する場合に比べてガス容器の製造工程を簡略化でき、かつ、各副空間に対する貯蔵材の充填量を増大させ、かつ、当該充填量のばらつきを低減することが可能になると考えられる。
【0016】
しかし実際にこの種のガス容器を製造すると、貯蔵材ペレットを副空間に挿入する際に貯蔵材ペレットと区画壁とが擦れ合うことで、当該貯蔵材ペレットの表面が削れて、ガス容器の内部空間に収容保持される貯蔵材の総量が予定量に満たなくなる問題が生じる。
【0017】
さらには、この種のガス容器を例えば自動車等の燃料容器として用いる場合には、貯蔵材ペレットが副空間を区画形成する区画壁に対して安定的に固定されていないと、走行時の振動により貯蔵材ペレットと区画壁とが擦れ合い、貯蔵材ペレットの表面が削れてしまう問題が生じる。この場合、貯蔵材ペレットから脱落した貯蔵材がガス容器の外部に漏出してしまうと、ガス容器の内部空間に収容保持される貯蔵材の総量が予定量に満たなくなる問題が生じる。
【0018】
このため、単に貯蔵材ペレットを用いるだけでは、ガス容器の内部空間に充分な量の貯蔵材を収容保持し難く、この場合にも、ガス容器における充填ガスの貯蔵放出性能を向上させることは困難であった。
【0019】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ガス容器における充填ガスの貯蔵放出性能を向上させ得る技術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】
【0020】
上記課題を解決する本発明のガス容器の製造方法の第１態様は、
内部空間を有する容器本体と、
前記容器本体の外部と前記内部空間とを連絡する口金と、
前記内部空間に配置され、熱伝導材製の区画壁により区画された副空間が複数配列するハニカム形状をなす収容部材と、
前記副空間に収容保持され充填ガスを吸蔵および放出する貯蔵材と、を有するガス容器を製造する方法であって、
前記貯蔵材の粉末が固められてなり前記副空間と同じ形状をなす貯蔵材ペレットを、前記収容部材の前記副空間に挿入し固定する組み付け工程を有し、
前記組み付け工程は、
前記貯蔵材ペレットの外周面と、前記区画壁における前記副空間側面と、の一方に、第１接着剤層を形成し、他方に、前記第１接着剤層よりも低粘度の第２接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、
前記接着剤層形成工程後に、前記貯蔵材ペレットを前記副空間に挿入する挿入工程と、を有する、ガス容器の製造方法である。
内部空間を有する容器本体と、
前記容器本体の外部と前記内部空間とを連絡する口金と、
前記内部空間に配置され、熱伝導材製の区画壁により区画された副空間が複数配列するハニカム形状をなす収容部材と、
前記副空間に収容保持され充填ガスを吸蔵および放出する貯蔵材と、を有するガス容器を製造する方法であって、
前記貯蔵材の粉末が固められてなり前記副空間と同じ形状をなす貯蔵材ペレットを、前記収容部材の前記副空間に挿入し固定する組み付け工程を有し、
前記組み付け工程は、
前記貯蔵材ペレットの外周面と、前記区画壁における前記副空間側面と、の一方に、第１接着剤層を形成し、他方に、前記第１接着剤層よりも低粘度の第２接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、
前記接着剤層形成工程後に、前記貯蔵材ペレットを前記副空間に挿入する挿入工程と、を有する、ガス容器の製造方法である。
【0021】
上記課題を解決する本発明のガス容器の製造方法の第２態様は、
内部空間を有する容器本体と、
前記容器本体の外部と前記内部空間とを連絡する口金と、
前記内部空間に配置され、熱伝導材製の区画壁により区画された副空間が複数配列するハニカム形状をなす収容部材と、
前記副空間に収容保持され充填ガスを吸蔵および放出する貯蔵材と、を有するガス容器を製造する方法であって、
前記貯蔵材の粉末が固められてなり前記副空間と同じ形状をなす貯蔵材ペレットを、前記収容部材の前記副空間に挿入し固定する組み付け工程を有し、
前記組み付け工程は、
前記貯蔵材ペレットの外周面と、前記区画壁における前記副空間側面と、の一方に、第１接着剤層と、前記第１接着剤層よりも低粘度でありかつ前記第１接着剤層よりも挿入方向の先側に位置する第２接着剤層と、を形成する接着剤層形成工程と、
前記接着剤層形成工程後に、前記貯蔵材ペレットを前記副空間に挿入する挿入工程と、を有する、ガス容器の製造方法である。
内部空間を有する容器本体と、
前記容器本体の外部と前記内部空間とを連絡する口金と、
前記内部空間に配置され、熱伝導材製の区画壁により区画された副空間が複数配列するハニカム形状をなす収容部材と、
前記副空間に収容保持され充填ガスを吸蔵および放出する貯蔵材と、を有するガス容器を製造する方法であって、
前記貯蔵材の粉末が固められてなり前記副空間と同じ形状をなす貯蔵材ペレットを、前記収容部材の前記副空間に挿入し固定する組み付け工程を有し、
前記組み付け工程は、
前記貯蔵材ペレットの外周面と、前記区画壁における前記副空間側面と、の一方に、第１接着剤層と、前記第１接着剤層よりも低粘度でありかつ前記第１接着剤層よりも挿入方向の先側に位置する第２接着剤層と、を形成する接着剤層形成工程と、
前記接着剤層形成工程後に、前記貯蔵材ペレットを前記副空間に挿入する挿入工程と、を有する、ガス容器の製造方法である。
【発明の効果】
【0022】
本発明によると、ガス容器における充填ガスの貯蔵放出性能を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】実施例１のガス容器を模式的に説明する説明図である。
【図2】実施例１のガス容器の軸方向断面を模式的に表す説明図である。
【図3】実施例１のガス容器における要部を分解した様子を模式的に説明する説明図である。
【図4】実施例１のガス容器における収容部材を模式的に説明する説明図である。
【図5】実施例１の製造方法における接着剤層形成工程を模式的に表す説明図である。
【図6】実施例１の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図である。
【図7】実施例１の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図である。
【図8】実施例１の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図である。
【図9】実施例２の製造方法における接着剤層形成工程を模式的に表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
本発明のガス容器の製造方法は、既述したハニカム形状の収容部材を有するガス容器を製造方法であり、当該収容部材の副空間に貯蔵材ペレットを挿入し固定する組み付け工程を有する。
【0025】
本発明の第１態様のガス容器の製造方法においては、当該組み付け工程が、下記（１－１）の接着剤層形成工程、および、下記（１－２）の挿入工程、の２工程を有する。
（１－１）貯蔵材ペレットの外周面と、区画壁における副空間側面と、の一方に、第１接着剤層を形成し、他方に、当該第１接着剤層よりも低粘度の第２接着剤層を形成する接着剤層形成工程、
（１－２）上記した（１－１）接着剤層形成工程後に、貯蔵材ペレットを副空間に挿入する挿入工程。
（１－１）貯蔵材ペレットの外周面と、区画壁における副空間側面と、の一方に、第１接着剤層を形成し、他方に、当該第１接着剤層よりも低粘度の第２接着剤層を形成する接着剤層形成工程、
（１－２）上記した（１－１）接着剤層形成工程後に、貯蔵材ペレットを副空間に挿入する挿入工程。
【0026】
また、本発明の第２態様のガス容器の製造方法においては、当該組み付け工程が、下記（２－１）の接着剤層形成工程、および、下記（２－２）の挿入工程、の２工程を有する。
（２－１）貯蔵材ペレットの外周面と、区画壁における副空間側面と、の一方に、第１接着剤層と、当該第１接着剤よりも低粘度でありかつ当該第１接着剤層よりも挿入方向の先側に位置する第２接着剤層と、を形成する接着剤層形成工程、
（２－２）上記した（２－１）接着剤層形成工程後に、貯蔵材ペレットを副空間に挿入する挿入工程。
（２－１）貯蔵材ペレットの外周面と、区画壁における副空間側面と、の一方に、第１接着剤層と、当該第１接着剤よりも低粘度でありかつ当該第１接着剤層よりも挿入方向の先側に位置する第２接着剤層と、を形成する接着剤層形成工程、
（２－２）上記した（２－１）接着剤層形成工程後に、貯蔵材ペレットを副空間に挿入する挿入工程。
【0027】
以下、必要に応じて、本発明の第１態様のガス容器の製造方法を第１製造方法と称し、本発明の第２態様のガス容器の製造方法を第２製造方法と称する場合がある。また、貯蔵材ペレットの外周面をペレット外周面と称し、区画壁における副空間側面を区画内周面と称する場合がある。
【0028】
上記のように、本発明の第１製造方法は、（１－１）接着剤層形成工程を有し、本発明の第２製造方法は（２－１）接着剤層形成工程を有する。
【0029】
（１－１）接着剤層形成工程および（２－１）接着剤層形成工程では、何れも、第１接着剤層および第２接着剤層を形成する。
第１接着剤層および第２接着剤層は接着剤の層であり、ペレット外周面と区画内周面とを接着する機能を有する。このため、組み付け工程を経て得られたガス容器において、収容部材と貯蔵材とは接着され一体化される。
第１接着剤層および第２接着剤層は接着剤の層であり、ペレット外周面と区画内周面とを接着する機能を有する。このため、組み付け工程を経て得られたガス容器において、収容部材と貯蔵材とは接着され一体化される。
【0030】
ここで、貯蔵材を収容部材に対して接着し当該収容部材に安定的に保持するためには、ペレット外周面と区画内周面との隙間をあまり大きくしないのが良いと考えられる。この場合には、狭い隙間に接着剤を満たす必要がある。
【0031】
しかし接着剤は比較的粘度が高いため、ペレット外周面及び／又は区画内周面との摩擦抵抗が比較的大きく、均一に塗り広げ難い。このため、ペレット外周面と区画内周面との狭い隙間に接着剤を均一に行き渡らせるのは容易ではない。
【0032】
ペレット外周面と、区画内周面との隙間に接着剤が行き渡らない場合には、接着剤層が硬化した層（硬化接着層と称する）の内部に空気が巻き込まれる虞がある。この場合には、硬化接着層と相手材（つまりペレット外周面、及び／又は、区画内周面）との接着面積が低下したり、硬化接着層自体の強度低下が生じたりする可能性がある。
【0033】
したがって、ペレット外周面と区画内周面とを通常の方法で単に接着するだけでは、貯蔵材を収容部材に安定して接着一体化し難い問題がある。
【0034】
本発明の第１製造方法および第２製造方法では、収容部材と貯蔵材とを接着するための接着剤層として、粘度の異なる２種の接着剤層、すなわち、第１接着剤層と当該第１接着剤層よりも低粘度の第２接着剤とを用いている。
これにより、第１製造方法および第２製造方法によると、貯蔵材を収容部材に安定して接着一体化することが可能である。
これにより、第１製造方法および第２製造方法によると、貯蔵材を収容部材に安定して接着一体化することが可能である。
【0035】
具体的には、第１製造方法では、（１－１）接着剤層形成工程において、ペレット外周面と区画内周面との一方に第１接着剤層を形成し、他方に第２接着剤層を形成する。そして、（１－２）挿入工程において貯蔵材ペレットを副空間に挿入する。
【0036】
これにより、ペレットの外周面に形成された第１接着剤層（または第２接着剤層）と、区画内周面に形成された第２接着剤層（または第１接着剤層）とが互いに圧接し、第１接着剤層と第２接着剤層との境界面において、低粘度の第２接着剤層が高粘度の第１接着剤層に対して変形する。
【0037】
このため第２接着剤層は、ペレット外周面と区画内周面との間に充填される充填材として機能し、第１接着剤層は第２接着剤層を塗り広げるための押圧材として機能する。さらに第２接着剤層は第１接着剤層に対する潤滑剤としても機能し、第１接着剤層は充填材としても機能する。
【0038】
これにより、本発明の第１製造方法では、ペレット外周面と区画内周面との間に、第１接着剤層と第２接着剤層とを隙間なく充填することが可能である。その結果、貯蔵材を収容部材に安定的に接着一体化することが可能であり、ひいては、ガス容器の内部空間に充分な量の貯蔵材を収容保持することができ、ガス容器における充填ガスの貯蔵放出性能を向上させることができる。
【0039】
一方、本発明の第２製造方法では、（２－１）接着剤層形成工程において、ペレット外周面と区画内周面との一方に、第１接着剤層および第２接着剤層を形成し、このうち第２接着剤層を第１接着剤層よりも挿入方向の先側に形成する。そして、（２－２）挿入工程において貯蔵材ペレットを副空間に挿入する。
【0040】
第２製造方法では、第１接着剤層と第２接着剤層との両方を、ペレット外周面と区画内周面との同じ側に形成するものの、低粘度の第２接着剤層を高粘度の第１接着剤層よりも挿入方向の先側に形成する。挿入方向の先側とは、挿入工程における貯蔵材ペレットの進行方向の先側と言い換えても良い。
【0041】
上記のように、低粘度の第２接着剤層を高粘度の第１接着剤層よりも挿入方向の先側に形成することにより、貯蔵材ペレットの挿入時には、挿入方向の後側にある第１接着剤により挿入方向の先側にある第２接着剤が挿入方向に押圧される。
このため、第２製造方法においても、第１製造方法と同様に、第２接着剤層がペレット外周面と区画内周面との間に充填される充填材として機能し、第１接着剤層が第２接着剤層を塗り広げるための押圧材として機能する。また、第２接着剤層が第１接着剤層に対する潤滑剤としても機能し、第１接着剤層が充填材としても機能する。
このため、第２製造方法においても、第１製造方法と同様に、第２接着剤層がペレット外周面と区画内周面との間に充填される充填材として機能し、第１接着剤層が第２接着剤層を塗り広げるための押圧材として機能する。また、第２接着剤層が第１接着剤層に対する潤滑剤としても機能し、第１接着剤層が充填材としても機能する。
【0042】
これにより、本発明の第２製造方法によっても、ペレット外周面と区画内周面との間に、第１接着剤層と第２接着剤層とを隙間なく充填することが可能であり、その結果、貯蔵材を収容部材に安定的に接着一体化することが可能である。
したがって、本発明の第２製造方法によっても、第１製造方法と同様に、ガス容器の内部空間に充分な量の貯蔵材を収容保持することができ、ガス容器における充填ガスの貯蔵放出性能を向上させることができる。
したがって、本発明の第２製造方法によっても、第１製造方法と同様に、ガス容器の内部空間に充分な量の貯蔵材を収容保持することができ、ガス容器における充填ガスの貯蔵放出性能を向上させることができる。
【0043】
以下、本発明の第１製造方法および第２製造方法を、その工程および構成要素毎に説明する。なお、第１製造方法および第２製造方法に共通の事項については、単に本発明の製造法として説明する場合がある。さらに、本発明の製造方法により製造されるガス容器を、本発明のガス容器と称する場合がある。
【0044】
なお、特に断らない限り、本明細書に記載された数値範囲「ｘ～ｙ」は、下限ｘ及び上限ｙをその範囲に含む。そして、これらの上限値及び下限値、並びに実施例中に列記した数値も含めてそれらを任意に組み合わせることで新たな数値範囲を構成し得る。更に、上記の何れかの数値範囲内から任意に選択した数値を新たな数値範囲の上限、下限の数値とすることができる。
【0045】
本発明の製造方法は、容器本体、口金、収容部材および貯蔵材を有するガス容器を製造する方法である。以下に、先ず、本発明の製造方法で製造する本発明のガス容器について説明する。
【0046】
〔ガス容器〕
本発明のガス容器に収容する充填ガスの種類は特に限定せず、ガス容器内における当該充填ガスの圧力もまた特に限定しないが、本発明のガス容器は、水素ガスや天然ガス等の燃料ガスを高圧で充填する所謂耐圧容器として具現化するのが特に好適である。
本発明のガス容器に収容する充填ガスの種類は特に限定せず、ガス容器内における当該充填ガスの圧力もまた特に限定しないが、本発明のガス容器は、水素ガスや天然ガス等の燃料ガスを高圧で充填する所謂耐圧容器として具現化するのが特に好適である。
【0047】
本発明ガス容器の構成要素のうち、容器本体は、対象となる充填ガスを収容するための内部空間を有するものである。このような容器本体の材料としては、当該充填ガスを透過し難い所謂ガスバリア性を有する材料を選択するのが好適である。
【0048】
具体的には、容器本体の材料は、充填ガスの種類やガス容器を設置する環境等に応じて適宜適切に選択すれば良い。
【0049】
例えば充填ガスが水素ガスであれば、容器本体の材料として、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等を用いるのが好適である。容器本体の内部を、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するのも好適である。
本発明のガス容器が住宅等に設置されるものである等、ガス容器の質量が多少大きくても良い場合等には、容器本体の材料としてアルミニウムやステンレススチール等の金属材料を選択しても良い。
本発明のガス容器が住宅等に設置されるものである等、ガス容器の質量が多少大きくても良い場合等には、容器本体の材料としてアルミニウムやステンレススチール等の金属材料を選択しても良い。
【0050】
容器本体の形状は特に限定しないが、例えば円筒状や正多角形筒状等の、充填ガスに因る内圧が均一に分散する形状を有するのが好適である。
【0051】
容器本体は、口金に一体成形しても良いし、口金とは別体で形成しても良い。
例えば予め形成した口金をインサートとして、容器本体をインサート成形しても良い。または、予め形成した容器本体に口金を挿入することで、両者を一体化しても良い。
容器本体外部への充填ガスの漏出を抑制するため、口金と容器本体との間には、Ｏリング等のシール部材を介在させるのが好適である。
例えば予め形成した口金をインサートとして、容器本体をインサート成形しても良い。または、予め形成した容器本体に口金を挿入することで、両者を一体化しても良い。
容器本体外部への充填ガスの漏出を抑制するため、口金と容器本体との間には、Ｏリング等のシール部材を介在させるのが好適である。
【0052】
口金の材料もまた特に限定しないが、口金にはある程度の剛性が要求されるため、当該口金用の材料としてはアルミニウム、アルミニウム合金又はステンレススチール等の金属材料を選択するのが好適である。
【0053】
口金は、容器本体の外部と容器本体に設けられた内部空間とを連絡し、充填ガスの出入り口として機能する。
【0054】
口金は、一つの容器本体に対して少なくとも一つあれば良いが、一つの容器本体に対して複数あっても良い。例えば、容器本体が円筒状である場合には、容器本体における軸方向の両端部に口金を一体化しても良い。
この場合、二つの口金の双方を、充填ガスの出入口として用いても良いし、一方の口金に栓をしても良い。また、後述する実施例のように、口金の一方を充填ガスの出入口として用い、他方を熱交換媒体の流通する熱交換器として利用しても良い。
勿論、本発明のガス容器は、口金とは別の熱交換器を有しても良い。
この場合、二つの口金の双方を、充填ガスの出入口として用いても良いし、一方の口金に栓をしても良い。また、後述する実施例のように、口金の一方を充填ガスの出入口として用い、他方を熱交換媒体の流通する熱交換器として利用しても良い。
勿論、本発明のガス容器は、口金とは別の熱交換器を有しても良い。
【0055】
本発明のガス容器を耐圧容器として用いる場合、容器本体の外部を補強層で被覆するのが好適である。
【0056】
補強層は、一般的な耐圧容器同様に、樹脂を含浸した高強度繊維（所謂ＦＲＰ）で構成すれば良い。高強度繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等を採用すれば良く、当該高強度繊維に含浸される樹脂としては、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を採用すれば良い。
【0057】
補強層を形成する方法としては一般的な方法を採用すれば良く、例えば、樹脂材料を含浸させた高強度繊維を容器本体に対して巻回してヘリカル層やフープ層を形成し、さらに、樹脂材料を加熱硬化させる方法を採用し得る。または、樹脂および高強度繊維を材料とする当該ヘリカル層やフープ層をシート状に形成したものを、容器本体に貼り付け、さらに、樹脂材料を加熱硬化させる方法を採用することも可能である。
【0058】
収容部材は、容器本体の内部空間に配置される。
【0059】
収容部材は、区画壁により区画された副空間が複数配列するハニカム形状をなす。各副空間の形状は特に限定しないが、副空間に貯蔵材を収容保持する都合上、口金の延びる方向、すなわち、充填ガスの流通方向に沿って延びる柱状をなすのが好ましい。
【0060】
各々の副空間は、同一の形状であっても良いし、異なる形状であっても良いが、当該副空間を区画形成する区画壁の剛性を考慮すると、当該副空間の流路断面は、正六角形や正八角形等の正多角形状であるのが好適である。
各副空間の流路断面は、当該副空間の軸方向全体にわたって一定であっても良いし、一定でなくても良い。但し、充填ガスの圧力損失を考慮すると、副空間の軸方向長さの５０％以上にわたって一定であるのが好ましく、当該軸方向長さの７５％以上にわたって一定であるのがより好ましく、副空間の軸方向長さの全長にわたって一定であるのが特に好ましい。
各副空間の流路断面は、当該副空間の軸方向全体にわたって一定であっても良いし、一定でなくても良い。但し、充填ガスの圧力損失を考慮すると、副空間の軸方向長さの５０％以上にわたって一定であるのが好ましく、当該軸方向長さの７５％以上にわたって一定であるのがより好ましく、副空間の軸方向長さの全長にわたって一定であるのが特に好ましい。
【0061】
副空間を区画する区画壁は、副空間の形状に応じた形状であれば良い。
既述したように、区画壁は、熱伝導材製であり、熱交換器として機能する。本明細書において、熱伝導材とは、２５℃の常温における熱伝導率が空気よりも高い材料を意味し、具体的には、ステンレススチール、アルミニウム、アルミナ、炭化ケイ素等に代表される各種の金属、合金、セラミックス等を挙げることができる。
既述したように、区画壁は、熱伝導材製であり、熱交換器として機能する。本明細書において、熱伝導材とは、２５℃の常温における熱伝導率が空気よりも高い材料を意味し、具体的には、ステンレススチール、アルミニウム、アルミナ、炭化ケイ素等に代表される各種の金属、合金、セラミックス等を挙げることができる。
【0062】
区画壁は、板状の材料を、溶着または接着等により一体化することで製造しても良いし、セラミックスの原料スラリーを押出成形および焼成等することで製造しても良い。
【0063】
本発明のガス容器において、区画壁の少なくとも一つは、隣り合う二つの副空間を連絡する連絡口を有するのが好適である。これにより隣り合う二つの副空間は、連絡口を通じて連絡し、当該二つの副空間において充填ガスは連絡口を通じて流通可能である。
【0064】
本発明のガス容器において、全ての区画壁が連絡口を有しても良いし、一部の区画壁のみが連絡口を有しても良いが、内部空間の全体を充填ガスの濃度的に均一化するためには、区画壁の多くが連絡口を有するのが好ましい。
連絡口の大きさは特に限定せず、また、当該連絡口をメッシュ等の通気材で覆っても良い。
連絡口の大きさは特に限定せず、また、当該連絡口をメッシュ等の通気材で覆っても良い。
【0065】
副空間には貯蔵材が収容保持される。本発明のガス容器においては、複数の副空間の全てに貯蔵材が収容保持されても良いし、複数の副空間の一部にのみ貯蔵材が収容保持され、残部には貯蔵材が収容保持されなくても良い。本明細書では、必要に応じて、貯蔵材を収容保持する副空間を貯蔵部と称し、貯蔵材を収容保持しない副空間を空洞部と称する。
【0066】
内部空間の全体を充填ガスの濃度的に均一化するためには、本発明のガス容器は、貯蔵材が収容保持されず、充填ガスの流路として機能する副空間、すなわち空洞部を有するのが好適である。
【0067】
空洞部と貯蔵部との存在比率や、流路断面積の比率等は特に限定しないが、充分な量の充填ガスを貯蔵および放出し、かつ、充填ガスの流路を十分に確保するためには、これらの比率に最適な範囲が存在する。
【0068】
具体的には、貯蔵部の流路断面積の平均値を１００％とした場合の、空洞部の流路断面積の平均値は、１０～５００％の範囲内、２０～２００％の範囲内、または、５０～１５０％の範囲内であるのが好適である。
【0069】
また、空洞部と貯蔵部との存在比率（数比）は、１：５０～１：１の範囲内、１：１５～１：２の範囲内、または１：７～１：３の範囲内であるのが好適である。
【0070】
また、貯蔵部の流路断面積の和を１００％とした場合の、空洞部の流路断面積の和は、２～５０％の範囲内、７～３０％の範囲内、または、１５～２３％の範囲内であるのが好適である。
【0071】
貯蔵材は、副空間に収容保持され、充填ガスを吸蔵および放出する。このような貯蔵材としては、本発明のガス容器に貯蔵すべき充填ガスの種類に応じたものを適宜適切に選択すれば良い。
【0072】
例えば充填ガスが水素である場合、貯蔵材としては、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（所謂ＭＯＦ）、ゼオライト、水素吸蔵合金、金属水素化物等を例示できる。
【0073】
本発明のガス容器において、各貯蔵材は、当該貯蔵材の粉末が固められてなる貯蔵材ペレットの状態で副空間に収容保持される。
【0074】
より具体的には、貯蔵材ペレットは、貯蔵材の粉末が架橋剤により架橋するか、またはバインダにて結着し、ペレット状に形成されたものをいう。貯蔵材の粉末とは、貯蔵材の一次粒子および二次粒子を総称したものである。
【0075】
貯蔵材ペレットの形状は、当該貯蔵材ペレットを収容保持する副空間と同型状である。なお、本明細書でいう同型状とは、略同型状を含み、具体的には、貯蔵材ペレットの体積が副空間の体積の９０％以上１００％以下の範囲内であることが許容される。貯蔵材ペレットの体積は、副空間の体積の９５％以上であるのがより好適である。
以下、本発明の製造方法について説明する。
以下、本発明の製造方法について説明する。
【0076】
〔製造方法〕
本発明の製造方法は上記した本発明のガス容器を製造する方法であって、上記した貯蔵材ペレットを、収容部材の副空間に挿入し固定する組み付け工程を有する。既述したように、組み付け工程は第１製造方法と第２製造方法とで異なるが、第１接着剤層および第２接着剤層を形成する点においては同様である。本明細書においては、先ず第１接着剤層および第２接着剤層について説明する。
本発明の製造方法は上記した本発明のガス容器を製造する方法であって、上記した貯蔵材ペレットを、収容部材の副空間に挿入し固定する組み付け工程を有する。既述したように、組み付け工程は第１製造方法と第２製造方法とで異なるが、第１接着剤層および第２接着剤層を形成する点においては同様である。本明細書においては、先ず第１接着剤層および第２接着剤層について説明する。
【0077】
第１接着剤層および第２接着剤層は、粘度の異なる二種の接着剤層である。したがって、第１接着剤層を構成する接着剤（第１接着剤と称する）の種類、第２接着剤層を構成する接着剤（第２接着剤と称する）の種類、および第１接着剤と第２接着剤との組み合わせは特に限定されず、第１接着剤層が第２接着剤層よりも高粘度であるような組み合わせであれば良い。
【0078】
つまり、第１接着剤および第２接着剤は、要求される接着強度やガス容器の使用環境に応じて適宜適切に選択すれば良い。本発明における接着剤とは、流体状から固体状に状態変化可能であり、流体状から固体状に状態変化する際に少なくともペレット外周面と区画内周面とに固着可能な組成物を指す。
【0079】
例えば第１接着剤および第２接着剤は、挿入工程つまり副空間に貯蔵材ペレットを挿入している時点においては流体状であれば良い。そして、当該挿入工程の後には、化学反応や溶媒の気化等によって硬化することで、流体状から固体状に状態変化し、ペレット外周面および区画内周面に固着できれば良い。ここでいう流体状とは流動可能である状態を指し、液状、ゲル状、ゾル状、スラリー状等を含む概念である。
【0080】
第１接着剤および第２接着剤として、具体的には、反応系接着剤、溶剤系接着剤、エマルジョン系接着剤、ホットメルト系接着剤、合成ゴム系接着剤等を例示することができる。
【0081】
第１接着剤および第２接着剤の粘度は、種々の方法によって調整できる。例えば、第１接着剤や第２接着剤に含まれるオリゴマー、ポリマー等の樹脂構成成分の分子量を適宜設定することにより、粘度調整することもできる。一般に、低分子量の樹脂構成成分は高分子量の樹脂構成成分に比べて粘度が低いとされている。
【0082】
或いは、第１接着剤や第２接着剤に各種のフィラーを配合することで接着剤の粘度を調整することもできる。
さらには、フィラーの種類や量を適宜設定することによって第１接着剤や第２接着剤の粘度を調整することも可能である。フィラーの種類や粒径等にもよるが、小径のフィラーを用いる場合であれば、一般には、フィラーの配合量が多い程、接着剤の粘度が高まるとされている。
さらには、フィラーの種類や量を適宜設定することによって第１接着剤や第２接着剤の粘度を調整することも可能である。フィラーの種類や粒径等にもよるが、小径のフィラーを用いる場合であれば、一般には、フィラーの配合量が多い程、接着剤の粘度が高まるとされている。
【0083】
第１接着剤や第２接着剤が溶剤系接着剤やエマルジョン系接着剤であれば、溶媒や分散媒の配合割合（つまり接着剤の固形分濃度）を適宜調整することによって、接着剤の粘度を調整することもできる。固形分濃度が高い程、接着剤の粘度が高まる。さらに、主剤と硬化剤との混合比や主剤および／または硬化剤の種類を適宜変更することによっても、第１接着剤や第２接着剤の粘度を調整し得る。このような場合には、第１接着剤層および第２接着剤層の組成は、実質的にほぼ同じになる。
以下、第１製造方法方と第２製造方法とに場合分けして、本発明の製造方法を説明する。
以下、第１製造方法方と第２製造方法とに場合分けして、本発明の製造方法を説明する。
【0084】
〔第１製造方法〕
第１製造方法は、既述したように（１－１）接着剤層形成工程と、（１－２）挿入工程とを有する。
（１－１）接着剤層形成工程
（１－１）接着剤層形成工程においては、ペレット外周面と区画内周面との一方に第１接着剤層を形成し、他方に第２接着剤層を形成する。第１接着剤層および第２接着剤層については上記したとおりである。
第１製造方法は、既述したように（１－１）接着剤層形成工程と、（１－２）挿入工程とを有する。
（１－１）接着剤層形成工程
（１－１）接着剤層形成工程においては、ペレット外周面と区画内周面との一方に第１接着剤層を形成し、他方に第２接着剤層を形成する。第１接着剤層および第２接着剤層については上記したとおりである。
【0085】
第１接着剤層および第２接着剤層は、ペレット外周面と区画内周面との何れに形成しても良い。
また第１接着剤層は、ペレット外周面または区画内周面の周方向の一部にのみ形成しても良いし、周方向の全周にわたって形成しても良い。同様に、第２接着剤層は、ペレット外周面または区画内周面の周方向の一部にのみ形成しても良いし、周方向の全周にわたって形成しても良い。
また第１接着剤層は、ペレット外周面または区画内周面の周方向の一部にのみ形成しても良いし、周方向の全周にわたって形成しても良い。同様に、第２接着剤層は、ペレット外周面または区画内周面の周方向の一部にのみ形成しても良いし、周方向の全周にわたって形成しても良い。
【0086】
貯蔵材ペレットと収容部材とを強固に一体化するためには、第１接着剤層は、ペレット外周面または区画内周面の周方向の全周にわたって形成するのが好ましく、同様に、第２接着剤層は、ペレット外周面または区画内周面の周方向の全周にわたって形成するのが好ましい。
【0087】
また、接着剤層形成工程を容易に行うためには、第１接着剤層は、ペレット外周面または区画内周面のうち、軸方向の一部にのみ形成するのが好適であり、第２接着剤層もまた同様である。なお、（１－１）接着剤層形成工程においても、既述した第２製造方法の（２－１）接着剤層形成工程と同様に、第２接着剤層を第１接着剤層よりも挿入方向の先側に形成するのがより好ましい。
【0088】
第１接着剤層の量および第２接着剤層の量は特に限定しないが、既述したように第２接着剤層はペレット外周面と区画内周面との間に充填される充填材として機能し、第１接着剤層は第２接着剤層を塗り広げるための押圧材として機能するものであるために、第１接着剤層の量を第２接着剤層の量よりも多くするのがより好適である。
【0089】
第１接着剤層および第２接着剤層を形成する方法は特に限定されず、如何なる方法を採用しても良い。例えば、第１接着剤層は、ペレット外周面または区画内周面に第１接着剤を塗布することによって形成しても良い。また、例えば第１接着剤層が熱可塑性樹脂製であれば、予め、ペレット外周面または区画内周面に沿ったリング状等に成形しておいた第１接着剤を、ペレット外周面または区画内周面に装着し、これを加熱することで流体状の第１接着剤層を形成しても良い。第２接着剤層についても同様である。
【0090】
（１－２）挿入工程
（１－２）挿入工程は、上記の（１－１）接着剤層形成工程後に、貯蔵材ペレットを副空間に挿入する工程である。（１－２）挿入工程は、（１－１）後に行えば良く、より具体的には、第１接着剤層および第２接着剤層が硬化せず流動状態であるときに行えば良い。なお第１接着剤層や第２接着剤層が熱可塑性樹脂製であれば、一旦硬化した第１接着剤層や第２接着剤層を、（１－２）挿入工程前に加熱し軟化させても良い。
（１－２）挿入工程は、上記の（１－１）接着剤層形成工程後に、貯蔵材ペレットを副空間に挿入する工程である。（１－２）挿入工程は、（１－１）後に行えば良く、より具体的には、第１接着剤層および第２接着剤層が硬化せず流動状態であるときに行えば良い。なお第１接着剤層や第２接着剤層が熱可塑性樹脂製であれば、一旦硬化した第１接着剤層や第２接着剤層を、（１－２）挿入工程前に加熱し軟化させても良い。
【0091】
〔第２製造方法〕
第２製造方法は、既述した（２－１）接着剤層形成工程と、（２－２）挿入工程とを有する。このうち（２－２）挿入工程については（２－１）挿入工程と同様に行えば良いために割愛する。
第２製造方法は、既述した（２－１）接着剤層形成工程と、（２－２）挿入工程とを有する。このうち（２－２）挿入工程については（２－１）挿入工程と同様に行えば良いために割愛する。
【0092】
（２－１）接着剤層形成工程
（２－１）接着剤層形成工程においては、ペレット外周面と区画内周面との一方に第１接着剤層および第２接着剤層を形成する。このうち、第２接着剤層を、第１接着剤層よりも挿入方向の先側に形成する。第１接着剤層および第２接着剤層については上記したとおりである。
（２－１）接着剤層形成工程においては、ペレット外周面と区画内周面との一方に第１接着剤層および第２接着剤層を形成する。このうち、第２接着剤層を、第１接着剤層よりも挿入方向の先側に形成する。第１接着剤層および第２接着剤層については上記したとおりである。
【0093】
ペレット外周面と区画内周面との他方、すなわち、第１接着剤層および第２接着剤層を形成していない方の面には、接着剤層を形成しなくても良いし、場合によっては、第２接着剤層を形成しても良い。
【0094】
（２－１）接着剤層形成工程においても、（１－１）接着剤層形成工程と同様に、第１接着剤層は、ペレット外周面または区画内周面の周方向の一部にのみ形成しても良いし、周方向の全周にわたって形成しても良い。同様に、第２接着剤層は、ペレット外周面または区画内周面の周方向の一部にのみ形成しても良いし、周方向の全周にわたって形成しても良い。さらには、第１接着剤層は、ペレット外周面または区画内周面の周方向の全周にわたって形成するのが好ましく、同様に、第２接着剤層は、ペレット外周面または区画内周面の周方向の全周にわたって形成するのが好ましい。
【0095】
ここで、接着剤層形成工程を容易に行うためには、第１接着剤層および第２接着剤層は、ペレット外周面に形成するのが好適であり、当該ペレット外周面のうち挿入方向の先側部分に形成するのが特に好適である。
【0096】
本発明の製造方法において、区画壁の形状として好適な形状がある。
具体的には、区画壁のうち、副空間側かつ挿入工程における挿入開始側に位置する端部に、リング溝状のプール部を設けるのが好適である。プール部は、副空間の径方向外側に向けて凹み、かつ、挿入開始側および径方向内側に開口するともいい得る。
具体的には、区画壁のうち、副空間側かつ挿入工程における挿入開始側に位置する端部に、リング溝状のプール部を設けるのが好適である。プール部は、副空間の径方向外側に向けて凹み、かつ、挿入開始側および径方向内側に開口するともいい得る。
【0097】
先ず、本発明の第２製造方法において、貯蔵材ペレットのペレット外周面に第１接着剤層および第２接着剤層を形成し、かつ、区画壁にプール部がある態様について説明する。
【0098】
プール部は、区画壁のうち挿入工程における挿入開始側、換言すると、区画壁のうち既述した挿入方向の後側に位置する。したがって、当該態様の第２製造方法において、貯蔵材ペレットを副空間に挿入する際には、先ず、当該貯蔵材ペレットは区画壁のプール部を通過する。
【0099】
プール部は、上記したように段差状をなすために、副空間の孔径、すなわち対向する区画壁間の距離は、プール部において、当該プール部よりも挿入方向の先側部分よりも広い。このようなプール部には、接着剤層の一部を貯留する機能がある。貯蔵材ペレットのペレット外周面における挿入方向の先側には、第２接着剤層が形成されているため、プール部には当該第２接着剤層が貯留される。
【0100】
プール部に貯留された第２接着剤層は、挿入工程において、第１接着剤層によって挿入方向の先側に徐々に押し出される。このため、当該態様によると、ペレット外周面と区画内周面との隙間に第２接着剤層を均一に供給することが可能である。
【0101】
本発明の第２製造方法において、区画壁の区画内周面に第１接着剤層および第２接着剤層を形成し、かつ、区画壁にプール部がある態様について説明する。
【0102】
この態様では、接着剤層形成工程において、区画壁内周面におけるプール部を含む領域に、第２接着剤層を形成するのが良い。換言すると、この態様では、接着剤層形成工程後のプール部には、既に第１接着剤層および第２接着剤層が貯留されているのが良い。
【0103】
当該態様の第２製造方法においても、挿入工程においては、貯蔵材ペレットは、区画壁のプール部を通過し、プール部のうち挿入開始側にある第１接着剤層を挿入方向先側に向けて押圧する。挿入方向の先側に向けて押圧された第１接着剤層は、さらに挿入方向の先側にある第２接着剤層を挿入方向の先側に押圧する。
第１接着剤層は、第２接着剤層よりも高粘度であるために、第２接着剤層を塗り広げるための押圧材として機能し、プール部に貯留された第２接着剤層は、挿入方向の先側に徐々に押し出される。したがって、当該態様によっても、ペレット外周面と区画内周面との隙間に第２接着剤層を均一に供給することが可能である。
第１接着剤層は、第２接着剤層よりも高粘度であるために、第２接着剤層を塗り広げるための押圧材として機能し、プール部に貯留された第２接着剤層は、挿入方向の先側に徐々に押し出される。したがって、当該態様によっても、ペレット外周面と区画内周面との隙間に第２接着剤層を均一に供給することが可能である。
【0104】
また、この態様では、プール部における挿入開始側に貯留されている第１接着剤層によって、プール部に蓋がされるために、同じくプール部に貯留されている第２接着剤層の挿入開始側への漏出が阻害される。これにより、当該態様によると、ペレット外周面と区画内周面との隙間に充分な量の第２接着剤層を供給することが可能である。
【0105】
本発明の第１製造方法において、貯蔵材ペレットのペレット外周面に第１接着剤層を形成するとともに区画壁の区画内周面に第２接着剤層を形成し、かつ、区画壁にプール部がある態様について説明する。
【0106】
この態様でも、接着剤層形成工程において、区画壁内周面におけるプール部を含む領域に、第２接着剤層を形成するのが良い。
【0107】
当該態様の第１製造方法においては、貯蔵材ペレットのペレット外周面に形成されている第１接着剤層は、挿入工程の際に区画壁のプール部を通過し、プール部に貯留されている第２接着剤層を挿入方向先側に向けて押圧する。したがって、この態様によっても、第１接着剤層は第２接着剤層を塗り広げるための押圧材として機能し、プール部に貯留された第２接着剤層は、挿入方向の先側に徐々に押し出される。したがって、当該態様によっても、ペレット外周面と区画内周面との隙間に第２接着剤層を均一に供給することが可能である。
【0108】
さらに、この態様でも、第１接着剤層がプール部の蓋として機能し、プール部に貯留されている第２接着剤層の挿入開始側への漏出が阻害される。これにより、当該態様によっても、ペレット外周面と区画内周面との隙間に充分な量の第２接着剤層を供給することが可能である。
【0109】
以下、具体例を挙げて本発明のガス容器の製造方法を説明する。
【0110】
（実施例１）
実施例１のガス容器は、車両に搭載され、充填ガスの一種である水素ガスを貯蔵および放出するため耐圧容器である。
実施例１の製造方法は第１製造方法である。
実施例１のガス容器を模式的に説明する説明図を図１に示す。実施例１のガス容器における要部の軸方向断面を模式的に表す説明図を図２に示す。実施例１のガス容器における要部を分解した様子を模式的に説明する説明図を図３に示す。実施例１のガス容器における収容部材を模式的に説明する説明図を図４に示す。実施例１の製造方法における接着剤層形成工程を模式的に表す説明図を図５に示す。実施例１の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図を図６～図８に示す。
以下、軸方向、径方向とは各図に示す方向を指すものとする。
実施例１のガス容器は、車両に搭載され、充填ガスの一種である水素ガスを貯蔵および放出するため耐圧容器である。
実施例１の製造方法は第１製造方法である。
実施例１のガス容器を模式的に説明する説明図を図１に示す。実施例１のガス容器における要部の軸方向断面を模式的に表す説明図を図２に示す。実施例１のガス容器における要部を分解した様子を模式的に説明する説明図を図３に示す。実施例１のガス容器における収容部材を模式的に説明する説明図を図４に示す。実施例１の製造方法における接着剤層形成工程を模式的に表す説明図を図５に示す。実施例１の製造方法における挿入工程を模式的に表す説明図を図６～図８に示す。
以下、軸方向、径方向とは各図に示す方向を指すものとする。
【0111】
【0112】
容器本体１０は、ポリエチレン樹脂製であり、軸方向の両端部が縮径した略円筒状をなす、所謂樹脂ライナーである。
図２に示すように、略筒状をなす容器本体１０の内部には、内部空間１８が形成されている。
図２に示すように、略筒状をなす容器本体１０の内部には、内部空間１８が形成されている。
【0113】
容器本体１０は、４つの分体（第１分体１１、第２分体１２、第３分体１３、第４分体１４）が溶着され一体化されたものである。当該４つの分体は容器本体１０が軸方向に直交する方向に四分割されたものといい得る。
【0114】
第１分体１１および第２分体１２は同型の円筒状をなし、第３分体１３および第４分体１４は同型のドーム状をなす。
各分体は、軸方向に沿って、第３分体１３、第１分体１１、第２分体１２、第４分体１４の順に配列している。
各分体は、軸方向に沿って、第３分体１３、第１分体１１、第２分体１２、第４分体１４の順に配列している。
【0115】
容器本体１０の軸方向の両端部は各々開口している。当該開口の一方を第１開口部１５と称し、他方を第２開口部１６と称する。第１開口部１５は第３分体１３に設けられ、第２開口部１６は第４分体１４に設けられている。
第１開口部１５および第２開口部１６には、各々、Ｏリングを介して、金属製の口金２０（口金２０、口金３０）が装着されている。
第１開口部１５および第２開口部１６には、各々、Ｏリングを介して、金属製の口金２０（口金２０、口金３０）が装着されている。
【0116】
口金２０は熱交換媒体が循環する熱交換流路２１を一体に有する。
口金３０には、図略のバルブおよびガス供給管が取り付けられている。
口金３０は、当該ガス供給管およびバルブを介して、充填ガスである水素ガスが出入りする、充填ガス出入口として機能する。なお、口金２０は実質的に目詰めされ、充填ガス出入口としては機能しないが、熱交換器として機能する。
口金３０には、図略のバルブおよびガス供給管が取り付けられている。
口金３０は、当該ガス供給管およびバルブを介して、充填ガスである水素ガスが出入りする、充填ガス出入口として機能する。なお、口金２０は実質的に目詰めされ、充填ガス出入口としては機能しないが、熱交換器として機能する。
【0117】
図１に示すように、容器本体１０の外面は、ＦＰＲ製の補強層４０で覆われている。
【0118】
図２に示すように、容器本体１０の内部空間１８には、収容部材６０が配置されている。
【0119】
図３および図４に示すように、収容部材６０は、区画壁６１によって区画された副空間６２が複数配列するハニカム形状をなす。
図４に示すように、各副空間６２は、軸方向に延び、径方向すなわち軸方向と直交する方向に配列している。各副空間６２は同型状であり、各副空間６２の径方向断面は正六角形であり、かつ、当該径方向断面は軸方向において一定である。
なお、区画壁６１は、ステンレススチールの一種であるＳＵＳ３１６Ｌ製であり板状をなす。区画壁６１の厚さは０．１ｍｍ程度である。
図４に示すように、各副空間６２は、軸方向に延び、径方向すなわち軸方向と直交する方向に配列している。各副空間６２は同型状であり、各副空間６２の径方向断面は正六角形であり、かつ、当該径方向断面は軸方向において一定である。
なお、区画壁６１は、ステンレススチールの一種であるＳＵＳ３１６Ｌ製であり板状をなす。区画壁６１の厚さは０．１ｍｍ程度である。
【0120】
【0121】
図４に示すように、各副空間６２には貯蔵材ペレット５０が収容されている。貯蔵材は多孔性の炭素系材料であり、貯蔵材ペレット５０は、当該貯蔵材が架橋剤で架橋されたペレット状をなす。貯蔵材ペレット５０の形状は内部空間１８の形状と概略同じである。
【0122】
以下、実施例１の製造方法を説明する。
【0123】
〔製造方法〕
〔準備工程〕
先ず、容器本体１０を構成する４つの分体（第１分体１１、第２分体１２、第３分体１３、第４分体１４）を各々射出成形した。
このうち第３分体１３（図３参照）の第１開口部１５に、Ｏリングとともに口金２０を装着した。また、第４分体１４の第２開口部１６にも、Ｏリングとともに口金２０を装着した。
また、区画壁６１をハニカム形状になるように組み立てることで収容部材６０を製造した。
〔準備工程〕
先ず、容器本体１０を構成する４つの分体（第１分体１１、第２分体１２、第３分体１３、第４分体１４）を各々射出成形した。
このうち第３分体１３（図３参照）の第１開口部１５に、Ｏリングとともに口金２０を装着した。また、第４分体１４の第２開口部１６にも、Ｏリングとともに口金２０を装着した。
また、区画壁６１をハニカム形状になるように組み立てることで収容部材６０を製造した。
【0124】
〔組み付け工程〕
組み付け工程では、収容部材６０における副空間６２に、貯蔵材ペレット５０を挿入し、当該貯蔵材ペレット５０を区画壁６１に接着した。
組み付け工程では、収容部材６０における副空間６２に、貯蔵材ペレット５０を挿入し、当該貯蔵材ペレット５０を区画壁６１に接着した。
【0125】
〔接着剤層形成工程〕
先ず、組み付け工程の接着剤層形成工程では、図５に示すように、貯蔵材ペレット５０のペレット外周面５１における挿入方向ａの先側部分に、第１接着剤を塗布して、第１接着剤層８１を形成した。また、区画壁６１の区画内周面６３における挿入開始側部分、つまり、挿入方向ａの後側部分に、第２接着剤を塗布して、第２接着剤層８２を形成した。
先ず、組み付け工程の接着剤層形成工程では、図５に示すように、貯蔵材ペレット５０のペレット外周面５１における挿入方向ａの先側部分に、第１接着剤を塗布して、第１接着剤層８１を形成した。また、区画壁６１の区画内周面６３における挿入開始側部分、つまり、挿入方向ａの後側部分に、第２接着剤を塗布して、第２接着剤層８２を形成した。
【0126】
ここで、実施例１では、区画内周面６３のうち挿入開始側に位置する端部に、リング溝状のプール部６５が形成されている。実施例１の接着剤層形成工程においては、第２接着剤層８２を、区画内周面６３におけるプール部６５を含む領域に形成した。
【0127】
第２接着剤は第１接着剤よりも低粘度の接着剤であり、第２接着剤層８２は第１接着剤層８１よりも低粘度の接着剤層である。
第１接着剤層８１の厚みと第２接着剤層８２の厚みとの和は、ペレット外周面５１と区画内周面６３との隙間の厚み、換言すると、径方向におけるペレット外周面５１と区画内周面６３との距離よりもやや大きい。
第１接着剤層８１の厚みと第２接着剤層８２の厚みとの和は、ペレット外周面５１と区画内周面６３との隙間の厚み、換言すると、径方向におけるペレット外周面５１と区画内周面６３との距離よりもやや大きい。
【0128】
〔挿入工程〕
上記した接着剤形成工程後に、第１接着剤層８１を形成した貯蔵材ペレット５０を、第２接着剤層８２を形成した収容部材６０の副空間６２に挿入した。
上記した接着剤形成工程後に、第１接着剤層８１を形成した貯蔵材ペレット５０を、第２接着剤層８２を形成した収容部材６０の副空間６２に挿入した。
【0129】
図６に示すように、このとき、プール部６５に貯留されている第２接着剤層８２に第１接着剤層８１が当接した。そして貯蔵材ペレット５０の挿入が進行するにつれて、第２接着剤層８２は、第１接着剤層８１に押圧されてプール部６５の底面６６および内周面６７に圧接するとともに、反力によってプール部６５の底面６６および内周面６７に押圧されて第１接着剤層８１に圧接した。
【0130】
既述したように、第１接着剤層８１の粘度は第２接着剤層８２の粘度よりも高く、第１接着剤層８１は第２接着剤層８２に比べて変形し難い。したがって、図７に示すように、このとき第２接着剤層８２は、第１接着剤層８１に押圧されて大きく変形し、プール部６５から挿入方向ａの先側に向けて押し出された。そして、図８に示すように、当該第２接着剤層８２は、ペレット外周面５１と区画内周面６３との隙間に充填された。
【0131】
換言すると、貯蔵材ペレット５０を副空間６２に挿入する際には、第１接着剤層８１と第２接着剤層８２とが圧接し、第１接着剤層８１と第２接着剤層８２との境界面において、第２接着剤層８２が第１接着剤層８１に対して変形する。このため第２接着剤層８２は、ペレット外周面５１と区画内周面６３との隙間に充填される充填材として機能し、第１接着剤層８１は第２接着剤層８２を塗り広げるための押圧材として機能する。さらに第２接着剤層８２は第１接着剤層８１に対する潤滑剤としても機能し、第１接着剤層８１は充填材としても機能する。
【0132】
このため、図８に示すように、挿入工程後には、第１接着剤層８１と第２接着剤層８２とからなる接着剤層が、ペレット外周面５１と区画内周面６３との隙間に、隙間なく充填された。これにより、貯蔵材ペレット５０が収容部材６０に組み付けられた一体品が得られた。
【0133】
その後、口金３０に対して固定した収容部材６０を、第２分体１２および第１分体１１に挿入し、第１分体１１、第２分体１２および第４分体１４を溶着して、一体化した。
さらに、収容部材６０に一体化した連結部７０を口金２０接触させつつ、収容部材６０を口金２０に対して固定した。そして、第１分体１１、第２分体１２および第４分体１４の一体品と第３分体１３とを溶着して、容器本体１０を得た。
さらに、収容部材６０に一体化した連結部７０を口金２０接触させつつ、収容部材６０を口金２０に対して固定した。そして、第１分体１１、第２分体１２および第４分体１４の一体品と第３分体１３とを溶着して、容器本体１０を得た。
【0134】
このようにして得られた容器本体１０の表面に、ＦＲＰ製の補強層４０を形成し、実施例１のガス容器１を得た。
【0135】
実施例１の製造方法によると、貯蔵材ペレット５０のペレット外周面５１と、区画壁６１の区画内周面６３との間に、第１接着剤層８１と第２接着剤層８２とを隙間なく充填することが可能である。その結果、貯蔵材ペレット５０を収容部材６０に安定的に接着一体化することが可能であり、ひいては、ガス容器１の内部空間１８に充分な量の貯蔵材ペレット５０を収容保持することができ、ガス容器１における充填ガスの貯蔵放出性能を向上させることができる。
【0136】
参考までに、実施例のガス容器１の作用について以下に説明する。
【0137】
実施例のガス容器１において、容器本体１０の内部空間１８には、貯蔵材ペレット５０を収容保持する収容部材６０が配置されている。
【0138】
収容部材６０は、区画壁６１が張り巡らされたハニカム構造をなし、貯蔵材ペレット５０は、区画壁６１の間に形成されている副空間６２に収容されている。区画壁６１は、熱伝導材製であり、熱交換器として機能する。このような区画壁６１が存在することで、内部空間１８はその全体にわたって熱的に均一化され、当該内部空間１８に収容されている貯蔵材ペレット５０の温度もまた均一化されている。
【0139】
さらに、区画壁６１は、連結部７０を介して口金２０に接触し、当該口金２０に熱的に連絡されている。口金２０には熱交換媒体が循環する熱交換流路２１が一体に設けられているため、区画壁６１は当該熱交換媒体と間接的に熱交換する。
【0140】
これにより内部空間１８は効率良くかつ迅速に温度調節され、当該内部空間１８にある貯蔵材ペレット５０もまた効率良くかつ迅速に温度調節される。したがって、実施例のガス容器１では、当該内部空間１８において、貯蔵材ペレット５０への充填ガスの吸蔵、および、貯蔵材ペレット５０からの充填ガスの放出が円滑に行われる。
【0141】
ガス容器１において、充填ガスが図略のバルブおよび口金３０を経て容器本体１０の内部空間１８へ供給されると、当該充填ガスは、内部空間１８に配置されている収容部材６０の軸方向端面６９（図２参照）を経て収容部材６０の各副空間６２に流入する。
【0142】
副空間６２に流入した充填ガスは、当該副空間６２に収容保持されている貯蔵材ペレット５０の貯蔵材ペレット５０に徐々に吸蔵されつつ、口金３０側から口金２０側に流通する。これにより、実施例１のガス容器１は、充填ガスを貯蔵する。
【0143】
（実施例２）
実施例２の製造方法は第２製造方法であり、第１接着剤層および第２接着剤層の位置以外は、実施例１の製造方法と概略同じである。実施例２のガス容器は実施例１のガス容器と概略同じものである。したがって、以下、実施例１との相違点を中心に、実施例２の製造方法を説明する。
実施例２の製造方法における接着剤層形成工程を模式的に表す説明図を図９に示す。
実施例２の製造方法は第２製造方法であり、第１接着剤層および第２接着剤層の位置以外は、実施例１の製造方法と概略同じである。実施例２のガス容器は実施例１のガス容器と概略同じものである。したがって、以下、実施例１との相違点を中心に、実施例２の製造方法を説明する。
実施例２の製造方法における接着剤層形成工程を模式的に表す説明図を図９に示す。
【0144】
〔製造方法〕
〔接着剤層形成工程〕
実施例２の製造方法における接着剤層形成工程では、図９に示すように、貯蔵材ペレット５０のペレット外周面５１における挿入方向ａの先側部分に、第１接着剤層８１および第２接着剤層８２を形成した。また、このうち第２接着剤層８２を、第１接着剤層８１よりも挿入方向ａの先側に配置した。
〔接着剤層形成工程〕
実施例２の製造方法における接着剤層形成工程では、図９に示すように、貯蔵材ペレット５０のペレット外周面５１における挿入方向ａの先側部分に、第１接着剤層８１および第２接着剤層８２を形成した。また、このうち第２接着剤層８２を、第１接着剤層８１よりも挿入方向ａの先側に配置した。
【0145】
実施例２の製造方法において、第１接着剤層８１の厚みおよび第２接着剤層８２の厚みは、各々、ペレット外周面５１と区画内周面６３との隙間の厚みよりもやや大きい。
【0146】
〔挿入工程〕
上記した接着剤形成工程後に、第１接着剤層８１および第２接着剤層８２を形成した貯蔵材ペレット５０を、収容部材６０の副空間６２に挿入した。
上記した接着剤形成工程後に、第１接着剤層８１および第２接着剤層８２を形成した貯蔵材ペレット５０を、収容部材６０の副空間６２に挿入した。
【0147】
このとき、挿入方向ａの先側に位置する第２接着剤層８２が先ずプール部６５に貯留され、次いで当該第２接着剤層８２よりも挿入方向ａの後側に位置する第１接着剤層８１が当該プール部６５に向けて進む。したがって、実施例２の製造方法においても、実施例１の製造方法と同様に、第２接着剤層８２は、第１接着剤層８１に押圧されてプール部６５の底面６６および内周面６７に圧接するとともに、反力によってプール部６５の底面６６および内周面６７に押圧されて第１接着剤層８１に圧接した。
【0148】
そして、このとき第２接着剤層８２は第１接着剤層８１に押圧されて大きく変形し、プール部６５から挿入方向ａの先側に押し出され、ペレット外周面５１と区画内周面６３との隙間に充填された。
これにより、実施例２の製造方法によっても、実施例１の製造方法と同様に、第１接着剤層８１と第２接着剤層８２とからなる接着剤層が、ペレット外周面５１と区画内周面６３との隙間に、隙間なく充填された。そしてその結果、ガス容器１の内部空間１８に充分な量の貯蔵材ペレット５０を収容保持することができ、ガス容器１における充填ガスの貯蔵放出性能を向上させることができる。
これにより、実施例２の製造方法によっても、実施例１の製造方法と同様に、第１接着剤層８１と第２接着剤層８２とからなる接着剤層が、ペレット外周面５１と区画内周面６３との隙間に、隙間なく充填された。そしてその結果、ガス容器１の内部空間１８に充分な量の貯蔵材ペレット５０を収容保持することができ、ガス容器１における充填ガスの貯蔵放出性能を向上させることができる。
【0149】
尚、本発明は、上述した実施形態等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。
【符号の説明】
【0150】
１：ガス容器 １０：容器本体
１８：内部空間 ２０：口金
５０：貯蔵材ペレット ５１：貯蔵材ペレットの外周面
６０：収容部材 ６１：区画壁
６２：副空間 ６３：区画壁における副空間側面
６５：プール部 ８１：第１接着剤層
８２：第２接着剤層
１８：内部空間 ２０：口金
５０：貯蔵材ペレット ５１：貯蔵材ペレットの外周面
６０：収容部材 ６１：区画壁
６２：副空間 ６３：区画壁における副空間側面
６５：プール部 ８１：第１接着剤層
８２：第２接着剤層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】