(57)【要約】  溶栓弁と該溶栓弁とは異なる位置に配置されたボス部とが設けられた容器本体を備えた高圧ガス容器であって、溶栓弁及びボス部は、それぞれ、容器本体よりも高い熱伝導率を有し、溶栓弁とボス部とが熱伝導体で接続され、熱伝導体は容器本体内に収容される高圧ガス容器。
2016147317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶栓弁と該溶栓弁とは異なる位置に配置されたボス部とが設けられた容器本体を備えた高圧ガス容器であって、
前記溶栓弁及び前記ボス部は、それぞれ、前記容器本体よりも高い熱伝導率を有し、
前記溶栓弁と前記ボス部とが熱伝導体で接続され、前記熱伝導体は前記容器本体内に収容される高圧ガス容器。
【請求項２】
請求項１に記載の高圧ガス容器であって、
前記熱伝導体は、前記容器本体よりも高い熱伝導率を有する高圧ガス容器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の高圧ガス容器であって、
前記熱伝導体は、前記溶栓弁と前記ボス部の間でたるませた状態で組み付けられる高圧ガス容器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の高圧ガス容器であって、
前記熱伝導体は、前記溶栓弁と前記ボス部との間に生じる相対変位を吸収可能な変位吸収部を有する高圧ガス容器。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の高圧ガス容器であって、
前記容器本体における前記溶栓弁の部分には、高圧ガスを容器本体内に充填する充填流路が設けられ、
前記熱伝導体は、前記充填流路の容器本体内方への延長線に交差するように接続される高圧ガス容器。
【請求項６】
両端部にそれぞれボス部が形成される容器本体を有し、前記それぞれのボス部が前記容器本体の内部で熱伝導体により接続される高圧ガス容器の製造方法であって、
一方のボス部に前記熱伝導体の一端を装着し、他方のボス部に前記熱伝導体の他端を装着した状態でこれらボス部を金型にセットしてブロー成型を行う高圧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、溶栓弁を備えた高圧ガス容器及び高圧ガス容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧ガス容器が高温環境下に晒された場合に、容器内の圧力を下げるため、容器に溶栓弁を取り付ける技術が知られている。溶栓弁は、高圧ガスの流出入口となる容器のボス部と一体化され、容器内外を貫通する流路を備えたとハウジングと、流路を閉塞する略円柱形の溶栓とからなる弁である。溶栓は融点の低い金属で構成されており、高温に晒されることで溶栓が融解する。これにより、容器が高温環境下に晒された場合であっても、高圧ガス容器内の高圧ガスが流路を通じて外部へと放出され、容器内部が通常の使用範囲を超えて高圧になることを抑制できる。【０００３】
高圧ガス容器の本体の材料としては、金属材料や炭素繊維強化プラスチックが用いられる。昨今では、強度や軽量化の観点から炭素繊維強化プラスチック材料が補強材として広く用いられている。一方で、高圧ガス容器本体の材料として炭素繊維強化プラスチック製のような熱伝導性が低い材料が用いられる場合、熱が容器本体を伝達しにくくなる。そのため、溶栓弁に対して反対側の容器端部等の離れた位置で容器の一部が加熱されたような場合、この熱が溶栓弁へ伝わるまでに時間がかかる可能性がある。その場合、容器の一部の温度が上昇しているにもかかわらず上述のような溶栓弁の融解が起こらず、内圧が上昇して容器の耐久性が低下するおそれがある。【０００４】
この問題に対してＪＰ２００５−３１５２９４Ａには、高圧ガス容器に備えられる溶栓弁から、容器の外部において容器本体の側面に沿うように熱伝導体を延出させ、安全弁に熱を伝達するようにした高圧ガス容器が開示されている。
【発明の概要】
【０００５】
ＪＰ２００５−３１５２９４Ａの場合、容器外部に存在する他の部材から衝撃を受けて熱伝導体が破損することが考えられる。特に、燃料電池（ＦＣ）を搭載した自動車において、水素燃料を貯蔵するタンクとしての高圧ガス容器を想定した場合、当該高圧ガス容器周辺に多数の構成部材が配置されることが考えられ、例えば走行中の振動等により上記熱伝導体が他の構成部材と干渉して意図しない衝撃が与えられることも想定される。
【０００６】
このような従来の課題を解決する為に、本発明は、熱伝導体による溶融弁への熱の伝達機能を確保しつつ、熱伝導体の破損を防止することができる高圧ガス容器及び高圧ガス容器の製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
本発明のある態様によれば、溶栓弁と該溶栓弁とは異なる位置に配置されたボス部とが設けられた容器本体を備えた高圧ガス容器が提供される。この高圧ガス容器では、溶栓弁及びボス部は、それぞれ、容器本体よりも高い熱伝導率を有し、溶栓弁とボス部とが熱伝導体で接続され、熱伝導体は容器本体内に収容される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態にかかる高圧ガス容器の概略構成図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の第２実施形態にかかる高圧ガス容器の概略構成図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の第２実施形態にかかる高圧ガス容器の概略構成図である。
【図３】図３は、本発明の第３実施形態にかかる高圧ガス容器の概略構成図である。
【図４】図４は、本発明の第４実施形態にかかる高圧ガス容器の製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる高圧ガス容器を説明する概略構成図である。
【００１１】
本実施形態の高圧ガス容器１００は、略円柱形の容器本体１０と、容器本体１０の長手方向の両端に配設されたボス部１３−１、１３−２と、容器本体１０の一方のボス部１３−１に配設された溶栓弁１５と、一方のボス部１３−１と他方のボス部１３−２とを高圧ガス容器１００の内部で接続する熱伝導体１７とを備える。
【００１２】
高圧ガス容器１００には、内部に３５Ｍｐａ又は７０Ｍｐａの高圧状態でガスが貯蔵される。当該ガスについては種々の種類のものを想定することができるが、本実施形態では、特に水素ガスが想定され、この水素ガスを貯蔵する高圧ガス容器１００は、例えば燃料電池車両に搭載される。
【００１３】
また、容器本体１０は、軽量化の観点から、ポリエチレン樹脂、又はポリプロピレン樹脂等のガスバリア性を有する材料で形成された内層体１１と、この内層体１１の外周に巻回される炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で形成された外層部としての補強層２０と、を有している。
【００１４】
補強層２０は、例えばフィラメントワインディング法を利用して、帯状の炭素繊維強化プラスチックを内層体１１の外周に巻き付けることで形成される低熱伝導性の層状体である。補強層２０の形状は、高圧ガス容器１００に要求される性能に応じて決定される。
【００１５】
ボス部１３−１、１３−２の材料は、例えばステンレス鋼や、アルミニウムなどの材料が用いられる。なお、ボス部１３−１、１３−２は、容器本体１０より高い熱伝導率を有するように構成される限り、これらステンレス鋼やアルミニウムに限られず、他の金属材料又は非金属材料を用いることもできる。
【００１６】
溶栓弁１５は、詳細には図示しないが、容器本体１０の内外を貫通するガス充填用の主流路と、容器本体１０が高温に晒された場合に内部の高圧ガスを放出させる放出流路を備えたハウジングを基本構成とする。そして、このハウジングには、上記放出流路を塞ぐ略円柱形の溶栓が設けられている。溶栓は融点の低い金属から形成されており、高温に晒されると融解する。このように溶栓が融解すると、上述の容器本体１０の内外を貫通する放出流路を介して容器本体１０の内部と外部が連通する状態となる。また、本実施形態では、溶栓弁１５のハウジングは一方のボス部１３−１と一体として構成される。すなわち、溶栓弁１５のハウジングとボス部１３−１は同一の材料で構成される。
【００１７】
これにより、高圧ガス容器１００が高温環境下に晒された場合であっても、高圧ガス容器１００内の高圧ガスが外部へと放出され、高圧ガス容器１００の内部が通常の使用範囲を超えて高圧になることを抑制できる。上記溶栓として用いられる金属としては、鉛やスズなどが挙げられる。なお、溶栓の材料としてはハウジングよりも低い融点をもつ材料であれば、金属材料以外であっても良い。一方、溶栓弁１５のハウジングの材料は、アルミニウム、ステンレス鋼、銅合金など、溶栓より融点が高く、特に容器本体１０よりも熱伝導率の高い金属材料が用いられる。
【００１８】
さらに、他方のボス部１３−２は、上述の溶栓弁１５とは異なる位置である容器本体１０の他方端部に設けられており、蓋部材等によって閉塞されている。
【００１９】
熱伝導体１７は、一方のボス部１３−１と、他方のボス部１３−２とを容器１００の内部で接続する部材であり、一方のボス部１３−１から他方のボス部１３−２を介して溶栓弁１５へと熱を伝える。すなわち、熱伝導体１７はボス部１３−１を介して間接的に溶栓弁１５に接続される状態となる。本実施形態において熱伝導体１７は、容器本体１０よりも熱伝導率の高い材料で構成される。具体的に、熱伝導体１７は、例えば、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属材料などで形成される。特に、水素ガスを貯蔵する本実施形態の高圧ガス容器１００の場合には、熱伝導体１７は高圧ガス容器１００内において常に水素ガスに晒されることとなるので、ＳＵＳ３１６Ｌ（ＪＩＳ規格）等のステンレス鋼や、Ａ６０６１（ＪＩＳ規格）等のアルミニウムといった、水素脆化に対して耐性のある材料で形成されることが望ましい。
【００２０】
特に本実施形態の熱伝導体１７は、アルミニウム製の編み込み電線で構成される。編み込み電線は、複数の電線を束ねて編み込んだものであり、束ねたられた電線は例えば全体で１２ｍｍ程の直径を有する。ここで、図示を省略するが、熱伝導体１７の両端には、それぞれ容器本体１０の両端のボス部１３−１、１３−２への取り付けを行うための穴の開いたドーナツ状金属製端子が設けられている。そして、本実施形態では、ボス部１３−１、１３−２にも、熱伝導体１７の取り付け用のボルト穴が形成されており、熱伝導体１７は、上記ドーナツ状金属端子が当該ボルト穴に対して共締めされることで、ボス部１３−１、１３−２に対して固定されることとなる。なお、ボス部１３−１、１３−２と熱伝導体１７の取り付け態様はこれに限らず、コネクタ、フック、溶接等の様々な方法により接続することができる。
【００２１】
さらに、本実施形態では、熱伝導体１７は、その全長が両端のボス部１３−１、１３−２の距離よりも長い長さに形成されており、すなわち、ボス部１３−１、１３−２に取り付けられた状態で、当該ボス部１３−１、１３−２間においてたるんだ状態となっている。このように熱伝導体１７がボス部１３−１、１３−２間においてたるむように、その長さに余裕を持たせておくことで、熱による膨張や収縮等の変形を吸収することができる。
【００２２】
上述した熱伝導体１７を有する本実施形態に係る高圧ガス容器１００によれば、以下の効果を得ることができる。
【００２３】
本実施形態の高圧ガス容器１００は、溶栓弁１５と、該溶栓弁１５と異なる位置に配置されたボス部１３−２と、が設けられた容器本体１０を備えている。そして、溶栓弁１５及びボス部１３−２は、それぞれ、容器本体１０よりも高い熱伝導率を有している。さらに、溶栓弁１５とボス部１３−２とが熱伝導体１７で接続され、熱伝導体１７は容器本体１０内に収容される。
【００２４】
ここで、本実施形態において「溶栓弁１５とボス部１３−２とが熱伝導体１７で接続され」とは、溶栓弁１５とボス部１３−２とが直接的に熱伝導体１７に接続されるだけでなく、熱伝導体１７により溶栓弁１５とボス部１３−２とがボス部１３−１を介して接続される等の間接的な接続をも含む意味である。
【００２５】
本実施形態の高圧ガス容器１００では、溶栓弁１５とボス部１３−２を接続する熱伝導体１７が容器本体１０内に収容されるので、熱伝導体１７が高圧ガス容器１００の周辺に配置される他部材により衝突等の干渉を受けることが防止され、結果としてその破損が防止されることとなる。
【００２６】
また、本実施形態においては熱伝導体１７が、溶栓弁１５と一体化されている一方のボス部１３−１と他方のボス部１３−２に接続している。そして、ボス部１３−１と一体化した溶栓弁１５及びボス部１３−２は、内層体１１及び補強層２０よりも高い熱伝導率を有しているので、高圧ガス容器１００における溶栓弁１５とは反対側の端部（すなわち他方のボス部１３−２の部分）が高温状態になると、熱伝導率の高いボス部１３−２の部分から熱伝導体１７を介して溶栓弁１５に速やかに熱が伝わることとなる。
【００２７】
これにより、ボス部１３−２付近で発生した熱を適切に溶栓弁１５に伝達して、溶栓弁１５の溶融がより確実になされることなる。すなわち、本実施形態によれば、熱伝導体１７の他端（溶栓弁１５とは異なる側）がボス部１３−２に接続されない開放端である場合と比較して、より効果的に熱伝導体１７の熱伝達機能が発揮されることとなる。
【００２８】
特に、本実施形態では、熱伝導体１７が、容器本体１０よりも高い熱伝導率を有している。したがって、上記溶栓弁１５に速やかに熱を伝達させるという熱伝導体１７の機能をより確実に発揮させることができる。
【００２９】
すなわち、本実施形態の高圧ガス容器１００における容器本体１０は、樹脂ライナである内層体１１に、低熱伝導性の補強層２０が巻回されることで形成されている。このため、容器全体が金属材料で構成されたタンクと比較して、高圧ガス容器１００の一部が高温に晒された場合であっても、熱が容器本体１０を伝達し難い傾向にある。
【００３０】
しかしながら、本実施形態の高圧ガス容器１００では、両端のボス部１３−１、１３−２が容器本体１０よりも熱伝導率の高い熱伝導体１７で接続されているため、高圧ガス容器１００の一部で生じる熱を内層体１１又は補強層２０上における熱の伝達に頼ることなく、ボス部１３−２から熱伝導体１７を介して溶栓弁１５に熱を伝えることができる。
【００３１】
特に、本実施形態の熱伝導体１７は、アルミニウム材料で形成された直径１２ｍｍの編み込み電線として構成されている。この場合、炭素繊維強化プラスチック製の補強層２０の厚みを２０ｍｍと仮定すると、溶栓弁１５から離れた位置のボス部１３−２が高温になってから、ボス部１３−２から熱伝導体１７を伝達する熱により溶栓弁１５が融解するまでの時間が、熱伝導体１７を具備しない場合、すなわちボス部１３−２の熱が補強層２０を伝導する場合と比較して、約５分の１に短縮される。
【００３２】
すなわち、補強層２０の厚みが２０ｍｍである場合においてはその断面積は直径１２ｍｍの熱伝導体１７の断面積の約１７８倍となるにもかかわらず、熱伝導体１７の熱の伝達速度が補強層２０の伝達速度に対して５倍程度早くなる。このように、熱伝導体１７は、その熱伝達速度が補強層２０の熱伝達速度よりも速くなるように構成されるので、溶栓弁１５から離れた位置のボス部１３−２が高温になってから該ボス部１３−２から熱伝導体１７を伝達する熱により溶栓弁１５が融解するまでの時間が、熱伝導体１７を具備しない場合と比べて短縮される。
【００３３】
さらに、本実施形態の熱伝導体１７は、溶栓弁１５とボス部１３−２の間でたるませた状態で組み付けられている。これにより、寒暖の差などにより内層体１１が膨張や収縮等の熱変形を起こしても、たるみによって、引っ張りや圧縮の影響を抑制できる。また、内層体１１内部の温度変化による熱伝導体１７自身の熱変形も、上記たるみによって吸収されるので、熱伝導体１７の破損がより確実に防止されることとなる。
【００３４】
この場合に特に、熱伝導体１７を内層体１１の内周面に接触しない程度にたるませておくことが好ましい。これにより、高圧ガス容器１００を車両に搭載した場合であっても、熱伝導体１７が内層体１１に接触して不要な音が発生するような事態を防ぎ、ドライバに違和感を与えることが防止される。さらに、熱伝導体１７と内層体１１が接触すると当該接触部分を介して、溶栓弁１５に伝達されるべき熱が内層体１１側に逃げてしまい、この熱により内層体１１の耐久性が低下する恐れがある。本実施形態に係る熱伝導体１７ではこのような事態も防止される。
【００３５】
また、本実施形態の高圧ガス容器１００では、一般的な編み込み電線が熱伝導体１７として使用される。このため、熱伝導体１７として量販品である編み込み電線を使用でき、熱伝導体１７を構成するためのコストを削減できる。しかしながら、熱伝導体１７としては編み込み電線だけでなく、例えば金属性棒体などの他の種々のタイプの部材を用いることもできる。
【００３６】
（第２実施形態）
以下では、第２実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態において、先の実施形態と同様の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３７】
図２Ａ、図２Ｂは、本発明の第２実施形態における高圧ガス容器１００の概略構成図である。
【００３８】
図２Ａに示すように、本実施形態では、両端のボス部１３−１、１３−２が棒状の金属製のシャフトとして構成された熱伝導体１７により接続される。さらに、この熱伝導体１７の軸方向略中央部には、変位吸収部としての金属製の蛇腹部１７ａが構成されている。これにより、容器１００が膨張などの変形を起こした際にも、蛇腹部１７ａの変位を吸収するため、熱変形などに起因して容器１００のボス部１３−１（溶栓弁１５）、ボス部１３−２、及び熱伝導体１７の特定箇所に負荷が集中することを抑制できる。
【００３９】
さらに、図２Ｂに示すように、蛇腹部１７ａは、熱伝導体１７の軸方向ほぼ全域に形成されていても良い。このように構成された熱伝導体１７は、その軸方向における全体が伸縮可能な構造を有することとなるので、軸方向における変位を吸収する効果がさらに高まり、熱変形などに起因してボス部１３−１（溶栓弁１５）、ボス部１３−２、及び熱伝導体１７の特定箇所に負荷が集中することをより確実に防止することができる。
【００４０】
上述した熱伝導体１７を有する本実施形態に係る高圧ガス容器１００によれば、以下の効果を得ることができる。
【００４１】
本実施形態に係る高圧ガス容器１００では、熱伝導体１７は、溶栓弁１５とボス部１３−２との間に生じる相対変位を吸収可能な変位吸収部としての蛇腹部１７ａを有する。特に、蛇腹部１７ａは、図２Ａに示すように熱伝導体１７の軸方向略中央部などに部分的に形成されていても良いし、図２Ｂに示すように熱伝導体１７の軸方向全域亘るように構成されていても良い。
【００４２】
これによれば、熱による膨張や収縮等の変形によって、ボス部１３−２と溶栓弁１５との間に変位が生じても、蛇腹部１７ａにより当該変位を吸収することができるので、ボス部１３−２、溶栓弁１５、及び熱伝導体１７の特定箇所による負荷の集中が抑制され、結果として熱伝導体１７の破損を防ぐことができる。
【００４３】
特に、図２Ａに示すように、熱伝導体１７に蛇腹部１７ａが部分的に形成される場合には、蛇腹部１７ａを形成するための加工量を比較的少なくして製造プロセスを簡素化することができる。
【００４４】
一方で、図２Ｂに示すように、熱伝導体１７の軸方向略全域に亘って蛇腹部１７ａが形成される場合には、熱伝導体１７の軸方向位置における任意の箇所で変位が生じた場合であっても、当該変位を確実に吸収することが可能である。したがって、ボス部１３−１（溶栓弁１５）、ボス部１３−２、及び熱伝導体１７の特定箇所における負荷の集中がより効果的に防止されることとなるので、熱伝導体１７の破損を防ぐ効果がより一層効果的に発揮される。
【００４５】
なお、本実施形態では、熱伝導体１７の長さはボス部１３−２と溶栓弁１５との間の長さと略等しくすることが好ましい。これにより、熱伝導体１７においては、蛇腹部１７ａによる変位吸収機能が確保されつつも余長が生じないので、熱伝導体１７が内層体１１の内周面やボス部１３−１、１３−２の内周面に接触することをより確実に防止し、熱伝導体１７から内層体１１等への意図しない熱の伝達を防ぐことができる。
【００４６】
なお、熱伝導体１７の変位吸収部の態様は、本実施形態における蛇腹部１７ａに限られるものではない。例えば熱伝導体１７の軸方向の一部又は全域を一定の柔軟性を有する材料で形成するなどして、変位吸収部を構成するようにしても良い。
【００４７】
（第３実施形態）
以下では、第３実施形態について説明する。
【００４８】
図３は、本発明の第３実施形態における高圧ガス容器１００の概略構成図である。図３の高圧ガス容器１００は、溶栓弁１５と一体化されたボス部１３−１に、水素ガスを充填するための充填流路３０が設けられている。
【００４９】
充填流路３０は、外部の充填装置から供給された水素ガスが通過する流路であり、図示しない主止弁によって開閉が操作される。そして、本実施形態では、充填流路３０の内層体１１内方への延長線Ｃと交差するように、熱伝導体１７が配置される。具体的には、図に明示されているように、熱伝導体１７の一端１７ｂが、ボス部１３−１における図上内周面上部に固定され、熱伝導体１７の他端１７ｃが、ボス部１３−１における図上内周面下部に固定される。
【００５０】
上記構成により、本実施形態の高圧ガス容器１００においては、水素ガス充填時に、充填流路３０を通して内層体１１内に注入される水素ガスの流れが、熱伝導体１７と干渉することにより乱される。したがって、内層体１１の内部に放出される水素ガスの拡散が促進される。
【００５１】
したがって、水素ガスを充填する際にジュール＝トムソン効果により水素ガスの温度変化が生じたとしても、当該温度変化した水素ガスが高圧ガス容器１００内において均一化するような作用が働くこととなるので、高圧ガス容器１００における温度部分布の均一性が保たれる。すなわち、水素ガスが高圧ガス容器１００内に充填される際において、上記ジュール＝トムソン効果により高圧ガス容器１００内の温度分布が乱される事象を防止することができる。
【００５２】
特に、水素ガスの場合にあっては、ジュール＝トムソン効果における逆転温度が２０１Ｋ程度と比較的低く、通常、充填時の水素ガスの温度は逆転温度よりも高いため、充填時に水素ガスが温度上昇することとなる。そのため、高圧ガス容器１００内部が局所的に高温になり、高圧ガス容器１００の耐久性が低下するおそれがある。
【００５３】
これに対して、本実施形態の高圧ガス容器１００においては、充填時に水素ガスが熱伝導体１７と干渉（衝突）しつつ拡散されるため、充填時に温度上昇した水素ガスは容器本体１０内において拡散して分布することとなる。したがって、高圧ガス容器１００内における温度分布をすみやかに均一化させることができる。
【００５４】
これにより、高圧ガス容器１００が高温に晒されてその耐久性が低下することが抑制されると共に、高圧ガス容器１００内部に温度センサなどの温度測定手段を設ける場合は、より正確な温度測定を行うことができるようになる。なお、本実施形態においては、特に、熱伝導体１７を耐熱性材料で構成し、充填流路３０から流入されて昇温した状態の水素ガスに晒されても耐えうるようにしておくと好ましい。
【００５５】
（第４実施形態）
以下では、第４実施形態について説明する。なお、本実施形態では、特に上述の第３実施形態において説明したタイプの高圧ガス容器１００を製造する場合を想定して、その製造方法を説明する。
【００５６】
図４は、本実施形態にかかる高圧ガス容器１００を製造する方法を説明する図である。本実施形態の製造方法では、一方のボス部１３−１に熱伝導体１７の一端１７ｂを装着し、他方のボス部１３−２に熱伝導体１７の他端１７ｃを装着した状態でこれらボス部１３−１、１３−２を金型４０にセットしてブロー成型を行う。
【００５７】
具体的には、先ず、熱伝導体１７の一端１７ｂを一方のボス部１３−１の内周面に装着し、該熱伝導体１７の他端１７ｃを他方のボス部１３−２の内周面に装着する（熱伝導体装着工程）。
【００５８】
ここで、図からも明らかなように、長尺の熱伝導体１７が両方のボス部１３−１、１３−２に装着された状態で、これらを一体の部材として扱うことができるので、成型作業が容易である。
【００５９】
なお、図示はしないが、熱伝導体１７の一端１７ｂ及び他端１７ｃをそれぞれボス部１３−１、１３−２に装着する際には、例えば第１実施形態で説明したように、ボス部１３−１、１３−２に熱伝導体１７の取り付け用のボルト穴を形成し、熱伝導体１７のドーナツ状金属端子を当該ボルト穴に対して共締して固定する。
【００６０】
次に、熱伝導体１７が接続されているボス部１３−１、１３−２を金型４０にセットする（金型セット工程）。より詳細には、ボス部１３−１、１３−２を両側面側から金型４０，４０で挟み込む。
【００６１】
なお、上述の金型セット工程の後に熱伝導体装着工程を行うようにしても良いが、金型４０，４０がセットされていない状態である方が熱伝導体１７の装着作業が容易であるので、熱伝導体１７は金型４０，４０をセットする前に装着されることが最も好ましい。
【００６２】
次に、一方のボス部１３−１の孔部１３ａ−１と他方のボス部１３−２の孔部１３ａ−２の双方を通るように、複数の吹出口３２ａが形成されたブロー管３２を設置する（ブロー管設置工程）。
【００６３】
このブロー管３２は、金型４０，４０にセットされた状態のボス部１３−１、１３−２の孔部１３ａ−１、１３ａ−２間を架け渡すことができる長さに形成されている。なお、ブロー管３２は、ボス部１３−１の孔部１３ａ−１やボス部１３−２の孔部１３ａ−２に対して仮止めする等してボス部１３−１やボス部１３−２に対して固定することが好ましい。
【００６４】
また、ブロー管３２は、内部が中空に構成され、図示しない送風手段により内部に供給された風を側面から放出させることができるように当該側面の長手方向に全域に沿って複数の吹出口３２ａが形成されている。なお、金型セット工程とブロー管設置工程の順序は入れ替えても良い。
【００６５】
そして、セットされた金型４０により形成される成型空間Ｐ内に樹脂材料を導入する（樹脂材料導入工程）。本実施形態において導入される樹脂材料は、内層体１１を構成するポリエチレン樹脂、又はポリプロピレン樹脂等の材料である。
【００６６】
さらに、導入された樹脂材料をブロー管３２の吹出口３２ａにより当該樹脂の内側からブローしてボス部１３−１、１３−２付きの内層体１１を成型する（容器本体成型工程）。具体的には、複数の吹出口３２ａから空気を膨張前の樹脂材料（図において２点鎖線で示す）に噴射し、樹脂材料を膨張させることで中空の内層体１１が形成される。
【００６７】
次に、ボス部１３−１、１３−２付きの内層体１１からブロー管４２を取り外す（ブロー管除去工程）。さらに、金型４０，４０を脱離して成型されたボス部１３−１、１３−２付きの内層体１１を回収する（内層体回収工程）。なお、このブロー管除去工程と内層体回収工程の順序は入れ替えても良い。
【００６８】
その後、回収されたボス部１３−１、１３−２付きの内層体１１の外周に対して炭素繊維強化プラスチック製の帯状部材を巻き回して補強層２０を形成する（補強層形成工程）。これにより、ボス部１３−１、１３−２付きの容器本体１０が得られる。そして、そのボス部１３−１に溶栓弁１５を溶接等の方法により設けることにより、高圧ガス容器１００が得られることとなる。なお、その後、適宜、ボス部１３−２の孔部１３ａ−２を閉塞する。
【００６９】
上述した高圧ガス容器１００の製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。
【００７０】
本実施形態では、両端部にそれぞれボス部１３−１、１３−２が形成される容器本体１０を有し、それぞれのボス部１３−１、１３−２が容器本体１０の内部で熱伝導体１７により接続される高圧ガス容器１００が製造される。特に、一方のボス部１３−１に熱伝導体１７の一端１７ｂを装着し、他方のボス部１３−２に熱伝導体１７の他端１７ｃを装着した状態でこれらボス部１３−１、１３−２を金型４０，４０にセットしてブロー成型を行う。
【００７１】
これにより、内部に熱伝導体１７を収容した態様の高圧ガス容器１００を容易且つコストに製造することができる。
【００７２】
なお、本実施形態に係る製造方法では、ボス部１３−１、１３−２付きの容器本体１０を得た後に、溶栓弁１５をボス部１３−１に設けるようにしている。しかしながら、これに代えて、予め溶栓弁１５を一体化させたボス部１３−１を用いて、上述した熱伝導体装着工程〜補強層施与工程を行うことで高圧ガス容器１００を得るようにしても良い。これにより、補強層施与工程の後にボス部１３−１に溶栓弁１５を溶接等により設ける作業を省略することができる。この場合、ブロー管設置工程において、ボス部１３−１側が溶栓弁１５により塞がれた状態であるので、ブロー管４２をボス部１３−２の孔部１３ａ−２から挿通する必要がある。したがって、この場合、ブロー管設置工程を実行した後に、ボス部１３−２の孔部１３ａ−２を閉塞する。
【００７３】
以上、本発明の第１実施形態〜第４実施形態について説明したが、上記各実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００７４】
例えば、本実施形態の高圧ガス容器１００では、各構成部材の形状、個数、および材質等を本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することが可能である。
【００７５】
具体的に、本発明の熱伝導体１７を、上述のような複数の線を編み込んだ態様や蛇腹部を有するものではなく、一体構成のシャフトとして構成してもよい。この場合でも、熱伝導体１７を介して溶栓弁１５に熱を伝えることができると共に、高圧ガス容器１００内の構造を簡素化できる。
【００７６】
特に、一体構成のシャフトの場合には、熱伝導体１７が理想的な剛体の性質に近くなるので、上記第４実施形態で説明した製造方法にて高圧ガス容器１００を製造する場合に、両ボス部１３−１、１３−２に熱伝導体１７を装着した状態においてこれらを一つの剛体として扱うことができるようになり、当該ボス部１３−１、１３−２に対する金型４０のセットを容易になる。
【００７７】
さらに、熱伝導体１７は、チェーンや板状の部材など、両端のボス部を接続できる形状であれば、様々な形状を取ることが可能である。特に、熱伝導体１７はそれ自体が伸縮するように弾性を有する材料で構成するようにしても良い。
【００７８】
一方で、熱伝導体１７を、容器本体１０における内層体１１の内壁に這わせるように設置してもよく、この場合、熱伝導体１７を当該内壁に固定することが好ましい。これにより、例えば高圧ガス容器１００が車載されている場合であって、走行時の振動等により容器本体１０内が揺れるような場合であっても、熱伝導体１７が揺れ動いて内層体１１の内壁に衝突するという事態を確実に防止することができる。
【００７９】
さらに、上記の各実施形態１−４では略円筒形の容器本体１０の両端にボス部１３−１、１３−２を備えた高圧ガス容器１００の例を示したが、勿論、高圧ガス容器１００の形状はそれに限定されず、様々な形状を取りうる。
【００８０】
また、高圧ガス容器１００に取り付けられる溶栓弁１５の数は一つに限られるものではない。例えば、容器１００の大きさに合わせて溶栓弁１５の数を増やし、それと共に熱伝導体１７やボス部１３−１、１３−２の数を増やすことも可能であり、同等の作用効果を奏する。また、容器１００上のボス部の配置箇所や、溶栓弁１５の取り付け箇所も、適宜変更可能である。
【００８１】
また、溶栓弁１５は、上述した溶栓弁１５のハウジングのガス逃がし流路を溶栓が閉塞するものに限らず、種々のタイプのものを用いることが可能である。例えば、溶栓が融解するとともに、スプリングなどにより移動される部材を備え、その部材の移動によりガス逃がし流路が開通されるような間接的な構造としても良い。すなわち、高温にさらされることに反応して、高圧ガス容器１００内のガスが逃がされるものであれば、他の種々の形態の溶栓弁を採用することができる。
【００８２】
さらに、高圧ガス容器１００の製造方法についても、上記第４実施形態に示した方法に限定されるものではなく、例えば容器本体１０、ボス部１３−１、１３−２、及び溶栓弁１５として用いるべき材料や溶栓弁１５の取り付け箇所や数などの選定結果に応じて、他の種々の製造方法を選択することが可能である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年10月20日(2015.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶栓弁と該溶栓弁とは異なる位置に配置されたボス部とが設けられた容器本体を備えた高圧ガス容器であって、
前記溶栓弁及び前記ボス部は、それぞれ、前記容器本体よりも大きい熱伝達速度を有し、
前記溶栓弁と前記ボス部とが熱伝導体で接続され、前記熱伝導体は前記容器本体内に収容される高圧ガス容器。
【請求項２】
請求項１に記載の高圧ガス容器であって、
前記熱伝導体は、前記容器本体よりも大きい熱伝達速度を有する高圧ガス容器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の高圧ガス容器であって、
前記熱伝導体は、前記溶栓弁と前記ボス部の間でたるませた状態で組み付けられる高圧ガス容器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の高圧ガス容器であって、
前記熱伝導体は、前記溶栓弁と前記ボス部との間に生じる相対変位を吸収可能な変位吸収部を有する高圧ガス容器。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の高圧ガス容器であって、
前記容器本体における前記溶栓弁の部分には、高圧ガスを容器本体内に充填する充填流路が設けられ、
前記熱伝導体は、前記充填流路の容器本体内方への延長線に交差するように接続される高圧ガス容器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の高圧ガス容器の製造方法であって、
前記ボス部は、前記容器本体の両端にそれぞれ設けられる一対のボス部を含み、
前記一対のボス部のうちの一方のボス部に前記熱伝導体の一端を装着し、前記一対のボス部のうちの他方のボス部に前記熱伝導体の他端を装着した状態でこれらボス部を金型にセットする工程と、
前記金型内でブロー成型を行い前記容器本体の内層体を成型する工程と、を有する高圧ガス容器の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月12日(2017.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
高圧ガス容器が高温環境下に晒された場合に、容器内の圧力を下げるため、容器に溶栓弁を取り付ける技術が知られている。溶栓弁は、高圧ガスの流出入口となる容器のボス部と一体化され、容器内外を貫通する流路を備えたハウジングと、流路を閉塞する略円柱形の溶栓とからなる弁である。溶栓は融点の低い金属で構成されており、高温に晒されることで溶栓が融解する。これにより、容器が高温環境下に晒された場合であっても、高圧ガス容器内の高圧ガスが流路を通じて外部へと放出され、容器内部が通常の使用範囲を超えて高圧になることを抑制できる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
熱伝導体１７は、一方のボス部１３−１と、他方のボス部１３−２とを容器１００の内部で接続する部材であり、他方のボス部１３−２から一方のボス部１３−１を介して溶栓弁１５へと熱を伝える。すなわち、熱伝導体１７はボス部１３−１を介して間接的に溶栓弁１５に接続される状態となる。本実施形態において熱伝導体１７は、容器本体１０よりも熱伝導率の高い材料で構成される。具体的に、熱伝導体１７は、例えば、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属材料などで形成される。特に、水素ガスを貯蔵する本実施形態の高圧ガス容器１００の場合には、熱伝導体１７は高圧ガス容器１００内において常に水素ガスに晒されることとなるので、ＳＵＳ３１６Ｌ（ＪＩＳ規格）等のステンレス鋼や、Ａ６０６１（ＪＩＳ規格）等のアルミニウムといった、水素脆化に対して耐性のある材料で形成されることが望ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図２Ａに示すように、本実施形態では、両端のボス部１３−１、１３−２が棒状の金属製のシャフトとして構成された熱伝導体１７により接続される。さらに、この熱伝導体１７の軸方向略中央部には、変位吸収部としての金属製の蛇腹部１７ａが構成されている。これにより、容器１００が膨張などの変形を起こした際にも、蛇腹部１７ａによって変位を吸収するため、熱変形などに起因して容器１００のボス部１３−１（溶栓弁１５）、ボス部１３−２、及び熱伝導体１７の特定箇所に負荷が集中することを抑制できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
充填流路３０は、外部の充填装置から供給された水素ガスが通過する流路であり、図示しない主止弁によって開閉が操作される。そして、本実施形態では、充填流路３０の内層体１１内方への延長線Ｃと交差するように、熱伝導体１７が配置される。具体的には、図に明示されているように、熱伝導体１７の一端１７ｂが、ボス部１３−１における図上内周面上部に固定され、熱伝導体１７の他端１７ｃが、ボス部１３−２における図上内周面下部に固定される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
次に、ボス部１３−１、１３−２付きの内層体１１からブロー管３２を取り外す（ブロー管除去工程）。さらに、金型４０，４０を脱離して成型されたボス部１３−１、１３−２付きの内層体１１を回収する（内層体回収工程）。なお、このブロー管除去工程と内層体回収工程の順序は入れ替えても良い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
これにより、内部に熱伝導体１７を収容した態様の高圧ガス容器１００を容易且つ低コストに製造することができる。
【国際調査報告】
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