(57)【要約】【課題】圧力容器に高圧が負荷された場合にシール機能が低下しない圧力容器のシール構造を提供する。【解決手段】気体または液体を収容する樹脂ライナー２と、該樹脂ライナー２の外面を補強する繊維強化樹脂層３と、該繊維強化樹脂層３の外面に突出し、注排口となる金属製の口金部４とを備えた圧力容器１のシール構造であって、樹脂ライナーには、圧力容器内から外方へ突出し、貫通穴２４が形成された円筒状の注排部２２が形成されている。注排部の外周面には、口金部の内周面と互いに結合する結合構造２３，４３が形成されている。注排部の貫通穴２４には、樹脂ライナーよりも高い強度を有する材料が使用された筒状部材１００が挿嵌されている。そして、口金部を通して筒状部材に設けられたバルブ挿入孔１０２へ気体または液体を注排する円筒状のバルブ６０が挿入されたとき、該バルブの外周６１とバルブ挿入孔の内周との間にシール部材８０が介挿される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体または液体を収容する樹脂ライナーと、
該樹脂ライナーの外面を補強する繊維強化樹脂層と、
該繊維強化樹脂層の外面に突出し、前記気体または液体の注排口となる金属製の口金部とを備えた圧力容器のシール構造であって、
前記樹脂ライナーには、前記圧力容器内から外方へ突出し、貫通穴が形成された円筒状の前記気体または液体の注排部が形成され、
前記注排部の外周面には、前記口金部の内周面と互いに結合する結合構造が形成され、
前記注排部の前記貫通穴には、前記樹脂ライナーよりも高い強度を有する材料が使用された筒状部材が挿嵌されており、
前記口金部を通して前記筒状部材に設けられたバルブ挿入孔へ前記気体または液体を注排する円筒状のバルブが挿入されたとき、該バルブの外周と前記バルブ挿入孔の内周との間にシール部材が介挿されていることを特徴とする圧力容器のシール構造。
【請求項２】
前記筒状部材は金属製であることを特徴とする請求項１に記載の圧力容器のシール構造。
【請求項３】
前記筒状部材の外周には傘状の突出部が形成され、
該突出部は、前記注排部の前記貫通穴内周にありつぎ形に挿嵌されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧力容器のシール構造。
【請求項４】
前記突出部の前記圧力容器内方側を臨む面には周方向の溝が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の圧力容器のシール構造。
【請求項５】
前記筒状部材は、前記突出部を軸方向に複数備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の圧力容器のシール構造。
【請求項６】
前記バルブは、挿入される側から少なくとも２段階に拡径される段付きを備えており、
前記シール部材は、前記バルブの最も挿入側に形成された第１段付きよりも挿入側の第１円筒部の外周と前記バルブ挿入孔の内周との間に介挿されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の圧力容器のシール構造。
【請求項７】
前記筒状部材の前記圧力容器外方側の前記バルブ挿入孔の開口端には放射方向に突出した円環状のフランジ部が形成されており、
前記口金部の前記注排口の前記圧力容器外方側端面には、前記フランジ部と対向する円環部が内径側に突出して形成されており、
前記口金部を通して前記注排部へ前記気体または液体を注排する前記バルブが挿入されたとき、前記円環部と前記フランジ部との間に第２シール部材が介挿されることを特徴とする請求項６のいずれか１項に記載の圧力容器のシール構造。
【請求項８】
前記シール部材および前記第２シール部材は、Ｏ−リングであることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の圧力容器のシール構造。
【請求項９】
前記筒状部材の全表面には予め前記樹脂ライナーの樹脂と溶着可能な樹脂が被覆されており、前記筒状部材は前記注排部の貫通穴の内面に溶着されることにより挿嵌されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧力容器のシール構造。
【請求項１０】
前記筒状部材は前記注排部の前記貫通穴に接着剤を介して挿嵌されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧力容器のシール構造。
【請求項１１】
前記樹脂ライナーはブロー成形されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の高圧容器のシール構造。
【請求項１２】
前記繊維強化樹脂層の形成は、フィラメントワインディング法であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の高圧容器のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力容器のシール構造にかかり、詳しくは圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等の圧縮ガスを高圧で収容する圧力容器のシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮天然ガス（ＣＮＧ）は、地球温暖化を低減するクリーンエネルギーとして注目され、ガソリンに代わる自動車用燃料等として利用の拡大が期待されている。しかし、ガスは液体や固体と比べ密度が低いため、より多くの燃料を搭載するにはガス容積を減少させる高圧化が必要となり、そして、この高圧ガスを収容する耐圧性に優れかつガス漏れしない圧力容器が必要となる。かかる状況を鑑み、これまでは一般にスチール製やアルミニウム合金製の圧力容器がＣＮＧ用の圧力容器として採用されてきた。金属製の圧力容器は、強度が高く、故障に対する信頼性が高い利点を有するが、重量が重くなるという問題があり、自動車用として用いる場合に燃費や走行性能が犠牲になっていた。
【０００３】
このような問題点を鑑み、近年では、容器の軽量化を目的として、金属製や合成樹脂製の薄肉容器（ライナー）を樹脂が含浸された繊維強化層で被い、その後樹脂を硬化させる複合構造の圧力容器が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、従来これらの圧力容器は、特許文献１の図２のように、樹脂ライナーと口金部を一体で成形し、繊維強化樹脂層を組付けてから、繊維強化樹脂層の樹脂硬化を行っていた。リークパスの修繕は一旦樹脂が硬化した後では難しいことから、かかる圧力容器の製造において、硬化後にリークパスが発見された場合に、圧力容器としての機能を損ない、製造の歩留まりが悪くなるおそれがあった。
【０００５】
そこで、かかる課題を解決するために、本発明の発明者等によって硬化前の組立時に段階的にシーリング手段を講じることができる圧力容器のシール構造が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５２３８０２号公報
【特許文献２】特開２００９−５８１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２で開示された技術は、金属製の口金部と樹脂製の樹脂ライナーとの間を、例えばＯ−リング等のシーリング部材でシールする構成としていた。しかしながら、かかる構成は圧力容器内が極めて高圧となったとき、金属製の口金部と比べて樹脂ライナーやＯ−リングの変形が大きくなる。この変形はリークパスを発生する方向に働くため、変形を未然に防止する対策を講じる必要があった。
【０００８】
そこで前記背景を鑑み、本発明は、圧力容器に高圧が負荷された場合にシール機能が低下しない圧力容器のシール構造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】
【０００９】
本発明は、気体または液体を収容する樹脂ライナー（２）と、該樹脂ライナー（２）の外面を補強する繊維強化樹脂層（３）と、該繊維強化樹脂層（３）の外面に突出し、前記気体または液体の注排口となる金属製の口金部（４）とを備えた圧力容器（１）のシール構造の発明である。前記樹脂ライナー（２）には、前記圧力容器（１）内から外方へ突出し、貫通穴（２４）が形成された円筒状の前記気体または液体の注排部（２２）が形成されている。前記注排部（２２）の外周面には、前記口金部（４）の内周面と互いに結合する結合構造（２３，４３）が形成されている。前記注排部（２２）の前記貫通穴（２４）には、前記樹脂ライナー（２）よりも高い強度を有する材料が使用された筒状部材（１００）が挿嵌されている。そして、前記口金部（４）を通して前記筒状部材（１００）に設けられたバルブ挿入孔（１０２）へ前記気体または液体を注排する円筒状のバルブ（６０）が挿入されたとき、該バルブ（６０）の外周（６１）と前記バルブ挿入孔（１０２）の内周との間にシール部材（８０）が介挿されていることを特徴とする。
【００１０】
前記構成によれば、注排部の貫通穴に樹脂ライナーよりも高い強度を有する材料が使用された筒状部材を挿嵌して、バルブの外周と筒状部材に設けられたバルブ挿入孔の内周との間にシール部材を介挿することで、高圧が付加された場合でも変形しにくいバルブと筒状部材との間をシール部材でシールすることができるため、シール機能の低下を抑制することができる。
【００１１】
また、前記構成によれば、樹脂ライナーの注排口に結合構造を形成して口金部と結合させることによって、硬化前の繊維強化樹脂層を外面に取り付ける直前に、潜在的なリークパスとなる可能性のある金属部材と樹脂部材との間のシール機能を確認することができる。そして、シール機能に問題があれば、繊維強化樹脂を巻き付け（フィラメントワインディング）もしくは装着（ハンドレイアップ）する前に、口金部を取外してライナーと口金部に取り付けられる注排用のバルブ間のシール手段を講じることを可能とする。
【００１２】
前記構成は、前記筒状部材（１００）を金属製とすることが好適である。この構成によれば、筒状部材を金属とすることで、樹脂ライナーよりも高い強度とすることができ、安定したシール機能を実現できる。
【００１３】
前記構成は、前記筒状部材（１００）の外周には傘状の突出部（１０１）が形成され、該突出部（１０１）は前記注排部（２２）の前記貫通穴（２４）内周にありつぎ形に挿嵌されるよう構成することが好適である。この構成によれば、筒状部材の外周に形成された傘状の突出部を注排部の内周にありつぎ形に挿嵌させることで、筒状部材を抜けにくくすることができる。また、この構成は、圧力容器に高圧が負荷されたときに突出部の挿嵌された部分と注排部との間に隙間が生じたとしても、突出部の周囲に生ずる圧力勾配によってこの隙間をシールするセルフシール機能が働くために、シール機能を向上させることができる。
【００１４】
前記構成は、前記突出部（１０３）の前記圧力容器（１）内方側を臨む面には周方向の溝（１０４）を形成する構成とすることが好適である。この構成によれば、金属製の筒状部材をインサートして樹脂ライナーを成形するときに、樹脂を入り込みやすくすることができるとともに、圧力容器に高圧が負荷されたときに溝部における圧力勾配によってセルフシール機能を向上させることができる。
【００１５】
前記構成において、前記筒状部材（２００）は、前記突出部（１０１，１０３）を軸方向に複数備えることが好適である。この構成によれば、突出部が複数あることで、筒状部材が抜けにくくなるとともに、セルフシール機能を向上させることができる。
【００１６】
前記構成は、前記バルブ（６０）は挿入される側から少なくとも２段階に拡径される段付きを備えており、前記シール部材は前記バルブの最も挿入側に形成された第１段付き（６３）よりも挿入側の第１円筒部（６１）の外周と前記バルブ挿入孔（１０２）の内周（１０２）との間に介挿されているように構成することが好適である。
【００１７】
前記構成によれば、シール部材が第１段付きの圧力容器内側を臨む面と、第１円筒部の外周と、筒状部材の内周との３面に囲まれた空間に挿入されることで、径方向のシール機能とともに、圧力容器内が高圧状態になったときにシール部材が第１段付きの面を押圧して軸方向のシール機能も実現することができる。
【００１８】
前記構成は、前記筒状部材（２００）の前記圧力容器（１）外方側のバルブ挿入孔（１０２）の開口端には放射方向に突出した円環状のフランジ部（１０５）が形成されており、前記口金部（４）の前記注排口（２１）の前記圧力容器（１）外方側端面には、前記フランジ部（１０５）と対向する円環部（４７）が内径側に突出して形成されており、前記口金部を通して前記注排部へ前記気体または液体を注排する前記バルブが挿入されたとき、前記円環部（４６，４７）と前記フランジ部（１０５）との間に第２シール部材（８１）が介挿されるように構成することが好適である。
【００１９】
前記構成によれば、軸方向に突き当てる第２シール部材を介挿することで、圧力容器内が低圧状態になったときでも確実なシール機能を実現することができる。なお、この第２シール部材および前記したシール部材にはＯ−リング（８０，８１）を適用することができる。
【００２０】
前記した本発明の基本的な構成において、前記筒状部材（３００）の全表面には予め前記樹脂ライナーの樹脂と溶着可能な樹脂が被覆（１０７）されており、前記筒状部材（３００）は前記注排部（２２）の貫通穴（２４）の内面に溶着されることにより挿嵌されるように構成することが好適である。この構成によれば、筒状部材を被覆している樹脂と注排部の樹脂とを溶着させることができるため、リークパスの発生を防止することができる。
【００２１】
前記した本発明の基本的な構成において、前記筒状部材（３００）は前記注排部（２２）の貫通穴（２４）の内面に接着剤を介して挿嵌されるように構成することもできる。かかる構成は、例えば、筒状部材の外表面に接着剤を予め塗布し、その後この筒状部材をインサートして樹脂が成形され、塗布された接着剤が樹脂成形時の熱付加によって溶融して硬化することで実現することができる。また、予め成形された樹脂ライナーの貫通穴に接着剤が外表面に塗布された筒状部材を間挿して、接着剤を硬化させることでも実現することができる。
【００２２】
この構成によれば、圧力容器の内圧が上昇して樹脂ライナーと筒状部材との間を引き剥がす方向に力が加わった場合であっても、接着剤の介在によってこの引き剥がし力に抗して、シール性が低下することを防止することができる。また、金属の筒状部材が適用された場合、筒状部材と樹脂ライナーとの熱膨張が異なり、温度変化によって隙間を生ずるおそれがあるが、接着剤の介在によってこの隙間の発生を防止し、リークパスの発生を防止することができる。さらにこの接着剤の介在は、圧力容器に高圧が負荷されていない状況において、収容された気体もしくは液体が外部へ漏洩させないように高いシール機能を実現することができ、低圧から高圧まで全使用圧力の範囲において確実なシール機能を担保している。
【００２３】
前記構成は、樹脂ライナー（２）をブロー成形で成形することができる。この構成によれば、樹脂ライナーをブロー成形とすることで、採用できる形状の自由度が広がり、本発明の圧力容器が収容されるスペースに合わせた形状とすることができる。
【００２４】
前記構成は、フィラメントワインディング法によって繊維強化樹脂層（３）を形成することができる。繊維強化樹脂層を形成する方法としては、ハンドレイアップ法もあるが、この構成によれば、より耐圧強度が高く、軽量化が可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、圧力容器に高圧が負荷された場合にシール機能が低下しない圧力容器のシール構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る圧力容器の側面図である。
【図２】図１のＡ部詳細断面図であり、本発明の第１実施形態に係る樹脂ライナーと口金部との結合構造を示したものである。
【図３】図１のＡ部詳細断面図であり、本発明の第２実施形態に係る樹脂ライナーと口金部との結合構造を示したものである。
【図４】図１のＡ部詳細断面図であり、本発明の第３実施形態に係る樹脂ライナーと筒状部材との結合構造を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［第１実施形態］
以下、最初に本実施形態が適用される圧力容器の構造の一例を説明し、その後、第１実施形態に係る圧力容器のシール構造について説明する。
【００２８】
図１は、圧力容器の側面図であり、一部断面が示されている。圧力容器１は、主に気体または液体を収容する樹脂ライナー２と、この樹脂ライナー２の外面を補強する繊維強化樹脂層３と、この繊維強化樹脂層３の外面に突出し、気体または液体を注排する金属製の口金部４と、から構成されている。なお、図１では樹脂ライナー２と口金部４との詳細な結合構造については省略しており、かかる結合構造については後記する。
【００２９】
樹脂ライナー２は、気体または液体を収容する容器であり、収容する物体や充填条件によって、材料が選択される。例えば、材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリアミド、ポリケトン、ポリフェニレンサルフィド（ＰＰＳ）などが使用され、回転成形もしくはブロー成形等で成形される。本実施形態ではブロー成形が適用されている。
【００３０】
樹脂ライナー２の形状は、完成状態の圧力容器形状のベースとなるものであり、通常、高圧環境に対してより軽量化を図ることができる形状が選択され、例えば、図１のように円筒形の胴部と、その胴部の軸方向両端部に略半球状の蓋部を有する形状や球形が選択される。しかしながら、自動車用の燃料タンクとして、限られたスペースに収挿する場合には、扁平形状等の多様な形態が要求されることがあり、このような場合ブロー成形による成形が好適となる。
【００３１】
樹脂ライナー２には口金部４が取り付けられ、その後樹脂が含浸された強化繊維が樹脂ライナー２と口金部４の外表面へフィラメントワインディング法によって巻きつけられる。もしくはハンドレイアップ法によって、樹脂が含浸された織布が積層されることによって取り付けられる。
【００３２】
繊維強化樹脂層３は、ＦＲＰ（繊維強化プラスティック）であり、耐圧構造における主要な構造メンバーとなる。樹脂が含浸された繊維（もしくは織布）を製品形状に形設した後、樹脂を硬化させることによって、繊維強化樹脂層３が形成される。
【００３３】
繊維強化樹脂層３に使用される樹脂としては、強度が高いことからエポキシ系樹脂が一般的である。しかし、熱的な安定性を求める場合などは、フェノール系樹脂も使用することができる。次に繊維としては、高強度かつ高弾性の繊維が使用されることが多く、例えば、カーボン繊維、ガラス繊維、シリカ繊維、芳香族ポリアミド系樹脂繊維などが一般的である。これらの繊維もしくは繊維を織った布に前記した樹脂が含浸されてプリプレグとなる。
【００３４】
樹脂ライナー２と口金部４との結合体へのプリプレグの装着には、前記のように、プリプレグ化した繊維を織機によって巻きつけていくフィラメントワインディング法と、外表面にプリプレグ化した織布を積層していくハンドレイアップ法があるが、繊維の連続性が保て、高い強度を容易に実現でき、かつ容器の薄肉化がしやすいフィラメントワインディング法が一般的であり、本実施形態ではフィラメントワインディング法が適用されている。
【００３５】
フィラメントワインディング法には、図１における円筒部分の周囲に（周方向）繊維を巻きつけるフープ巻き、軸方向に巻きつけるインライン巻き、フープ巻きの繊維方向に角度をつけたヘリカル巻きなどがあり、圧力負荷時の高圧容器内の応力発生に応じて巻き方、巻き数そして巻き角度等が適宜選択されている。
【００３６】
プリプレグの形設が終了すると、例えば熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂が含浸されている場合、樹脂ライナー２と口金部４との結合体の外表面にプリプレグを装着された中間工程品は、所定の温度に設定された硬化槽に一定時間入れられることにより、樹脂が硬化し、繊維強化樹脂層３が形成されて製品となる。このように、繊維強化樹脂を使用した圧力容器は、樹脂硬化後に収容する気体や液体の漏れが検出されても取外しができる結合構造ではないことから、補修は容易ではない。
【００３７】
次に、図２を参照して、本実施形態に係る圧力容器のシール構造について説明する。図２は、図１のＡ部詳細図であり、樹脂ライナー２と口金部４との結合構造を示したものでバルブ６０を装着した状態を示している。
【００３８】
圧力容器１には、圧力容器１内から外方（図２のＢ方向）へ突出した気体または液体の注排口２１が形成されている。注排口２１は、圧力容器１の内外を連通させる貫通穴２４を有した樹脂ライナー２の注排部２２と、注排部２２の貫通穴２４に挿嵌された円管状の筒状部材１００と、注排部２２の外周と結合された口金部４とから構成される。注排部２２の外周には結合構造２３が、口金部４の内周には結合構造４３が形成されており、口金部４は注排部２２を蔽うように結合構造２３，４３によって樹脂ライナー２と結合されている。筒状部材１００には貫通孔１０２が形成されており、バルブ６０は圧力容器１の外方から筒状部材１００の貫通孔１０２へ挿入される。このように注排口２１は、圧力容器１の内外を連通させている。
【００３９】
本実施形態においては、注排部２２の外周には結合構造２３としてネジＳ２が切られており、口金部４の内周に結合構造４３として切られたネジＳ４がネジＳ２に螺着され、樹脂ライナー２と口金部４とが結合される構成としている。ネジＳ２，Ｓ４は、種々の形状を選択することができるが、圧力負荷方向に対してシール性を高くする場合にはテーパネジ、またシーリング材を充填する隙間を設ける場合や位置の調整代に余裕を持たせる場合にはガタを設けた台形ネジやアクメ（角形）ネジなどが好適である。なお、ここでは樹脂ライナーと口金部との結合構造をネジ結合として説明しているが、ネジ結合に限定されること無く、例えばロック式の結合等を採用できることは言うまでもない。
【００４０】
本実施形態のように結合部を構成することによって、結合構造２３，４３間の螺着状態、樹脂ライナー２と口金部４との当接する部分の当たり状態を仮組時に確認することができ、さらに両者を結合した状態でリークテストを行って、リークパスの有無を確認し、必要ならば補修をすることができる。
【００４１】
注排口２１の外面を蔽う口金部４は、結合構造４３を有する結合部４４と、この結合部４４の基部を形成し樹脂ライナー２の外面２５に接面する円板状の接面部４５と、注排口２１の圧力容器１外方側にあって端面が内径側に突出するように形成された円環部４７とを備えている。なお、口金部４は、比強度が高いアルミニウム合金、ステンレス合金等の金属材料が適用される。
【００４２】
樹脂ライナー２の外面２５上の接面部４５が当接する樹脂ライナー２の表面は凹部２６となっており、接面部４５の外表面は樹脂ライナー２の凹部以外の外面２５と連続した面を形成している。
【００４３】
このように接面部４５の外表面と口金部４の円板状の外表面とのつなぎ目に段差がないため、フィラメントワインディング法で巻かれた繊維に折り目が生じることなく、繊維の破断等によって、樹脂硬化後に局所的な強度低下が招来することを防止できる。
【００４４】
また、圧力容器１に高圧が負荷されたときに、口金部４と樹脂ライナー２との変形量の違いによって当接面に隙間が生じ、この隙間がリークバスになるおそれがある。本実施形態は、接面部４５と凹部２６との当接面を広く取ることで、潜在的なリークパスとなり得る当接面の隙間において、リークパスが発生したときリークパス方向に大きな圧力勾配を生じさせる。この圧力勾配は、円環部４７付近が最も圧力が高く、接面部４５と外表面２５とのつなぎ目付近が最も圧力が低くなる。このため、接面部４５に潜在的なリークパスとなり得る当接面の隙間が生じたとしても、この隙間と圧力容器１内とは大きな圧力差が生じ、この圧力差によってセルフシール機能を実現することができる。
【００４５】
前記のように注排部２２の貫通穴２４の内周には円管状の筒状部材１００が挿嵌されている。筒状部材１００の外周には傘状の突出部１０１が形成されており、筒状部材１００をインサートして樹脂ライナー２を成形することで、突出部１０１を貫通穴２４の内周にありつぎ形に挿嵌させている。かかる構成は、筒状部材１００を抜けにくくすることができるとともに、圧力容器１に高圧が負荷されたときにありつぎ部分に隙間が生じたとしても、突出部１０１の周囲に生ずる圧力勾配によってこの隙間をシールするセルフシール機能が働くために、シール機能を向上させることができる。なお、筒状部材１００は、比強度が高いアルミニウム合金、ステンレス合金等の金属材料が適用されるが、エポキシ樹脂等の高強度の熱硬化性樹脂等を成形して適用しても良い。
【００４６】
前記構成において、筒状部材１００をインサートして樹脂ライナー２を成形するとき、筒状部材１００の外表面に接着剤を予め塗布することもできる。塗布された接着剤は樹脂成形時の熱付加によって溶融して硬化することで、筒状部材１００と貫通穴２４との間に接着剤層（図示せず）が介在された構成を実現させる。かかる構成は圧力容器１の内圧が上昇して樹脂ライナー２と筒状部材１００との間を引き剥がす方向に力が加わった場合であっても、接着剤層の介在によってこの引き剥がし力に抗して、シール性が低下することを防止することができる。また、金属の筒状部材１００が適用された場合、筒状部材１００と樹脂ライナー２との熱膨張が異なり、温度変化によって隙間を生ずるおそれがあるが、接着剤層の介在によってこの隙間の発生を防止し、リークパスの発生を防止することができる。さらにこの接着剤層は、圧力容器１に高圧が負荷されていない状況において、収容された気体もしくは液体が外部へ漏洩させないように高いシール機能を実現することができ、低圧から高圧まで全使用圧力の範囲において確実なシール機能を担保している。なお、適用される接着剤は特に限定されないが、熱可塑性樹脂の接着剤が好適である。例えば、ポリオレフィン系接着剤を使用することができる。
【００４７】
バルブ６０は、圧力容器１の内外を連通させる軸方向に形成された注排用貫通穴６８と、先端が円錐テーパ状となった先端部６６と、円筒状の第１円筒部６１と、第１円筒部６１よりも拡径された第２円筒部６２と、第１円筒部６１と第２円筒部６２との間の第１段付き６３と、口金部４の円環部４７の内周と嵌合する嵌合部６７と、円環部４７の圧力容器１外方側の端面と当接する円筒状の基部６５とから構成されている。第１円筒部６１と筒状部材１００のバルブ挿入孔１０２との間にはシール部材となるＯ−リング８０が介挿されており、このＯ−リング８０の抜け止め防止のために第１円筒部６１の外周であって先端部６６側には鍔部６４が形成されている。
【００４８】
バルブ６０は、圧力容器１の外方から注排口２１へ（Ｂ矢視の反対方向）挿入される。このとき、第１段付き６３と鍔部６４の間にＯ−リング８０が間挿されている。Ｏ−リング８０の断面直径は、バルブ挿入孔１０２の内径と第１円筒部６１の外径との間隙Ｌに対して、圧力環境等を勘案して適正なつぶし代となるように適宜設定されている。バルブ６０自体は、嵌合部６７によって口金部４に取り付けられる。
【００４９】
バルブ６０が口金部４に取り付けられた後、潜在的なリークパスとなるのは、（１）バルブ６０と筒状部材１００との間隙、（２）筒状部材１００と樹脂ライナー２の注排部２２との間の接合、（３）円環部４７の圧力容器１内方を臨む円環状の面である円環部４７の当接面４６と筒状部材１００および注排部２２の圧力容器１外方側の端面、（４）樹脂ライラ−２と口金部４との結合部を構成する結合構造２３，４３および（５）接面部４５と凹部２６との間の当接面がある。
【００５０】
本実施形態は、（１）については高圧負荷時に樹脂ライナー２と比較して変形の少ない筒状部材１００とバルブ６０との間をＯ−リング８０でシールを行い、（２）については筒状部材１００を樹脂ライナー２にインサート成形するとともに突出部１０１によってセルフシール機能を持たせ、（３）（４）については例えば組み付け時にシーリング材を充填してシールを行い、（５）については当接面を広く取ることでセルフシール機能を持たせている。かかる構成によって、圧力容器１に高圧が負荷された場合にシール機能が低下しない圧力容器１のシール構造を提供することができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、Ｏ−リング８０を収挿しているが、圧力負荷時の変位量に合わせて線径を変えた複数のＯ−リングを収挿したり、線の断面が円形でないいわゆるバックアップリングをＯ−リングとともに収挿したりすることもできる。また、充填するシーリング材としては、シーリングコンパウンドや樹脂を適用することができる。
【００５２】
［第２実施形態］
次に、図３を参照して、第２実施形態に係る高圧容器のシール構造について説明する。図３は、図１のＡ部詳細図であり、樹脂ライナー２と口金部４との結合構造を示したものである。前記した第１実施形態（図１，２参照）と同一構成の部分は、同じ参照番号を付して重複する説明は省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００５３】
本実施形態と第１実施形態とが異なる部分は、前記した（２）筒状部材１００と樹脂ライナー２の注排部２２との間の接合、（３）円環部４７の圧力容器１内方を臨む円環状の面である当接面４６と筒状部材１００および注排部２２の圧力容器１外方側の端面についてであって、かかる潜在的なリークパスに対してシール機能を追加している。
【００５４】
図３を参照すると、本実施形態にかかる筒状部材２００は、複数（図３では２個）の傘状の突出部１０１、１０３が形成されており、圧力容器１外方側のバルブ挿入孔１０２の開口端には放射状に突出した円環状のフランジ部１０５が形成されている。また、突出部１０３の圧力容器１内方側を臨む面には周方向の溝１０４が形成されている。
【００５５】
本実施形態は、複数の突出部１０１，１０３を備えることで筒状部材が抜けにくくなるとともに、セルフシール機能を向上させることができる。また、本実施形態は、溝１０４を備えることで筒状部材２００をインサートして樹脂ライナー２を成形するときに、樹脂を入り込みやすくすることができるとともに、圧力容器１に高圧が負荷されたときに溝１０４における圧力勾配によってセルフシール機能を向上させることができる。
【００５６】
本実施形態は、円環状のフランジ部１０５を備えることで、軸方向に突き当てる第２シール部材としてＯ−リング８１をフランジ部１０５と円環部４７の当接面４６との間に介挿することができる。このＯ−リング８１は、圧力容器１内が低圧状態になったときでも確実なシール機能を実現することができる。
【００５７】
［第３実施形態］
次に、図４を参照して、第３実施形態に係る高圧容器のシール構造について説明する。図４は、図１のＡ部詳細図であり、樹脂ライナー２と筒状部材３００との結合構造断面のみを示したものである。前記した第１実施形態（図１，２参照）、第２実施形態（図３参照）と同一構成の部分は、同じ参照番号を付して重複する説明は省略し、第１，２実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００５８】
本実施形態と第１，２実施形態とが異なる部分は、（２）筒状部材１００と樹脂ライナー２の注排部２２との間の接合についてであって、潜在的なリークパスの発生を防止する構成としている。
【００５９】
図４を参照すると、本実施形態にかかる筒状部材３００は、金属部１０６と、この金属部１０６の全表面を樹脂ライナー２の樹脂と溶着可能な樹脂で被覆した被覆部１０７とからなる。例えば、樹脂ライナー２を高強度ポリエチレンＨＤＰＥで成形する場合、被覆部１０７はポリエチレンＰＥで被覆することで、筒状部材３００を樹脂ライナー２の貫通穴２４の内周と筒状部材３００の外周１０８とを溶着させることができる。
【００６０】
金属部１０６へのポリエチレンＰＥの被覆は、例えばインジェクション成形を適用することができる。被覆部１０７が形成された筒状部材３００は圧力容器１の外方から樹脂ライナー２の貫通穴２４へ挿入される。ポリエチレンＰＥおよび高強度ポリエチレンＨＤＰＥは、いずれも熱可塑性樹脂であり、所定の加熱によって軟化、溶融する。被覆部１０７と貫通穴２４の接合する面が溶融された状態で、筒状部材３００は貫通穴２４に挿入され、その後冷却を経て、筒状部材３００と樹脂ライナー２とは溶着される。
【００６１】
このように筒状部材３００と樹脂ライナー２とを溶着によって一体化させることで、筒状部材３００と樹脂ライナー２の注排部２２との間の接合における潜在的なリークパスの発生を防止することができる。
【００６２】
また、前記構成の変形例としては、図４において、筒状部材３００は注排部２２の貫通穴２４の内面に接着剤を介して挿嵌されるように構成することもできる。かかる構成では、筒状部材３００では被覆部１０７が被覆されていない金属部１０６が適用される。そして、図４の貫通穴２４と金属部１０６との間に位置する被覆部１０７は接着剤に代替される。適用される接着剤は特に限定されないが、ポリオレフィン系接着剤を使用することができる。また、強度的に高くする場合には、金属側にプライマーを塗布した後、エポキシ系の接着剤を適用することもできる。この構成によれば、圧力容器の内圧が上昇して樹脂ライナーと筒状部材との間を引き剥がす方向に力が加わった場合であっても、接着剤の介在によってこの引き剥がし力に抗して、シール性が低下することを防止することができる。また、金属の筒状部材が適用された場合、筒状部材と樹脂ライナーとの熱膨張が異なり、温度変化によって隙間を生ずるおそれがあるが、接着剤の介在によってこの隙間の発生を防止し、リークパスの発生を防止することができる。
【００６３】
以上、本発明について好適な実施形態を説明した。本発明は、図面に記載したものに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１      高圧容器
２      樹脂ライナー
３      繊維強化樹脂層
４      口金部
２１      注排口
２２      突出部分
２３      結合構造
２４      貫通穴
２５      外面
４３      結合構造
４４      結合部
４５      接面部
４６      当接面
４７      円環部
６０      バルブ
６１      第１円筒部
６３      第１段付き
８０，８１  Ｏ−リング（シール部材）
１００，２００，３００  筒状部材
１０１，１０３  突出部
１０２    バルブ挿入孔
１０５    フランジ部
１０６    金属部
１０７    被覆部
【図１】
2011102614.tif 000003
【図２】
2011102614.tif 000004
【図３】
2011102614.tif 000005
【図４】
2011102614.tif 000006