(57)【要約】【課題】ライナーと外層との間に隙間が生じることを抑制する。【解決手段】タンク１は、延在する方向の端部２２に開口部２１を有する外層１１と、内層として用いるライナー１２と、外層１１の開口部２１に嵌合する口金１３と、を有し、ライナー１２は、口金１３が配置される先端側において、タンク本体の内側方向に屈曲した折り返し部３２と、折り返し部３２からタンク本体の内側に向かうにつれて、外層１１と接する箇所から離間する縮径部３３と、縮径部３３から、さらにタンク本体の延在方向において中央方向に延在し、その端部がタンク本体の内部に配置されるように形成された略円筒状のライナー円筒部３４と、を備え、口金１３は、ライナー円筒部３４の内径側に対向するように、外径側が配置される略円筒状の口金円筒部４２を有し、ライナー円筒部３４と口金円筒部４２には、互いに軸方向の移動を規制する規制部３４ａ，４２ａが形成されている。【選択図】図１
2019184023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
延在する方向の端部に開口部を有する外層と、
内層として用いるライナーと、
前記外層の開口部に嵌合する口金と、を有するタンク本体を備えるタンクであって、
前記ライナーは、
前記口金が配置される先端側において、前記タンク本体の内側方向に屈曲した折り返し部と、
前記折り返し部から前記タンク本体の内側に向かうにつれて、前記外層と接する箇所から離間する縮径部と、
前記縮径部から、さらに前記タンク本体の延在方向において中央方向に延在し、その端部が前記タンク本体の内部に配置されるように形成された、略円筒状のライナー円筒部と、を備え、
前記口金は、前記ライナー円筒部の内径側に対向するように、外径側が配置される略円筒状の口金円筒部を有し、
前記ライナー円筒部と前記口金円筒部には、互いに軸方向の移動を規制する規制部が形成されている
タンク。
【請求項２】
請求項１に記載のタンクの製造方法であって、
前記口金円筒部は、前記タンク本体の軸方向内側に向けて凹む凹部を有し、
前記規制部は、
前記口金を前記ライナーに圧入する工程と、
前記ライナーに内圧をかけたまま高温を維持し、前記口金円筒部に形成された凹部にかみ合うように、前記ライナー円筒部の一部に凸部を形成する工程と、により形成される
タンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ガスタンクとして利用可能であるタンク及びタンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２０１１−００２００６号公報がある。この公報には、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の内壁に樹脂製ライナーを有する高圧ガスタンクが記載されている。この高圧ガスタンクでは、口金部にライナー部とのシール性を確保するために、口金部に設けたＯリングを内径方向に締め付けるインサートリングを、ライナーに一体形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−００２００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら前述したガスタンクでは、図５に示すように、低温低圧になった場合にライナーがずれることがある。この場合、内層５２であるライナーと外層５１であるＦＲＰの間に隙間が発生し、リークする恐れがある。
本発明は、内層と外層との間に隙間が生じることを抑制したタンクを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかるタンクは、延在する方向の端部に開口部を有する外層と、内層として用いるライナーと、前記外層の開口部に嵌合する口金と、を有するタンク本体を備えるタンクであって、前記ライナーは、前記口金が配置される先端側において、前記タンク本体の内側方向に屈曲した折り返し部と、前記折り返し部から前記タンク本体の内側に向かうにつれて、前記外層と接する箇所から離間する縮径部と、前記縮径部から、さらに前記タンク本体の延在方向において中央方向に延在し、その端部が前記タンク本体の内部に配置されるように形成された、略円筒状のライナー円筒部と、を備え、前記口金は、前記ライナー円筒部の内径側に対向するように、外径側が配置される略円筒状の口金円筒部を有し、
前記ライナー円筒部と前記口金円筒部には、互いに軸方向の移動を規制する規制部が形成されている。
これにより、ライナー円筒部と口金円筒部とが軸に平行方向にずれることを防止することができる。
【０００６】
また、本発明にかかるタンクの製造方法は、前記口金円筒部は、前記タンク本体の軸方向内側に向けて凹む凹部を有し、前記規制部は、前記口金を前記ライナーに圧入する工程と、前記ライナーに内圧をかけたまま高温を維持し、前記口金円筒部に形成された凹部にかみ合うように、前記ライナー円筒部の一部に凸部を形成する工程と、により形成される。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、ライナーと外層との間に隙間が生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】タンクの一部を拡大した断面図である。
【図２】Ａ−Ａ断面図である。
【図３】ライナー端部近傍のかしめを示す図である。
【図４】ライナー端部近傍のＢ視の図である。
【図５】関連する第１の規制部と第２の規制部がないタンクにおいて低温スキが発生した状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、タンク１は、タンク本体として、外層１１と、内層（ライナー）１２と、口金１３と、を備える。なお、タンク本体は横方向を軸とするように左右方向に延在し、口金１３は左側に配置されているものとして説明する。なお、図１はタンク１の左上付近を拡大した横断面図である。
【００１０】
外層１１は、タンク本体において最外部に配置される層である。例えば、外層１１は左右方向に延在し、一方の端部には口金１３が挿入される開口部２１が設けられている。ここで、開口部が設けられた箇所に向かって径が短くなる箇所を端部２２とし、左右両側に設けられた端部２２の間に設けられ径の長さが略一定である略円筒状の箇所を中央部２３とする。
【００１１】
ライナー１２は、外層１１の内部に設けられている内層である。ライナー１２は、外側が外層１１に当接する当接部３１と、端部２２において外層１１に当接している当接部３１からタンク本体の内側方向に屈曲した折り返し部３２と、折り返し部３２からタンク本体の内側に向かうにつれて当接部３１から離間する縮径部３３と、さらにタンク本体の延在方向において中央方向に延在し、その端部がタンク本体の内部に配置されるように形成された略円筒状のライナー円筒部３４と、を備える。
【００１２】
当接部３１は、外層１１における中央部２３と、中央部２３近傍の端部２２の一部において、外層１１の内径に対して、ライナー１２の外径が当接している箇所である。
【００１３】
折り返し部３２は、例えば、端部２２において外層１１に当接している当接部３１から、タンク本体の軸の内側方向、かつ、僅かにタンク本体の中心部方向に向かって縮径部３３が形成された状態となるように、ライナー１２を折り返している。
【００１４】
縮径部３３は、折り返し部３２とライナー円筒部３４の間に配置されており、ライナー１２の一部を縮径している。これにより、縮径部３３の端部に連結されたライナー円筒部３４の端部の径は、当接部３１より縮径された状態となる。
【００１５】
ライナー円筒部３４は、一端部が縮径部３３と連結された、タンク本体の横方向の軸と略平行、あるいは同一の軸となるように形成された略円筒形である。なお、縮径部３３と連結されている端部とは他端であって、タンク本体の中央寄りに配置される端部をライナー円筒端部３４ｂとする。
【００１６】
なお以下では、ライナー円筒部３４において、左右方向に延びる中心軸側の面を内周面として説明する。したがって、タンク本体内においてガス等を溜める空間は、当接部３１等においては内周面側であり、ライナー円筒部３４においては外周面側である。
【００１７】
ライナー円筒部３４には、内周方向に凸状に隆起した第１の規制部３４ａが形成されている。言い換えると、第１の規制部３４ａは、ライナー円筒部３４の一部が、タンク本体の軸方向、すなわち内側方向に向けて突出するように形成されている。なお例えば、第１の規制部３４ａは、ライナー円筒部３４において周方向に沿って連続するように、複数の凸状に形成されている。
【００１８】
典型的には図２に示すように、第１の規制部３４ａは、ライナー円筒部３４を屈曲させることで形成されている。そのため例えば、ライナー円筒部３４において、隣り合う第１の規制部３４ａの間の箇所では、逆に、外側方向に向かって凸状となるように形成されていてもよい。なお、図２は、図１に記載されていないタンク１の左下側の箇所も含めた第１の規制部３４ａ近傍のＡ−Ａ断面である。
【００１９】
口金１３は、外層１１の開口部２１の近傍に配置される外側部４１と、タンク本体内側に配置される略円筒状の口金円筒部４２と、を備える。ライナー１２と、口金１３は別体として形成されている。すなわち、口金１３は外層１１の開口部２１に嵌合される。
【００２０】
口金円筒部４２は、ライナー円筒部３４の内周側に配置される略円筒部である。すなわち、口金円筒部４２の外周面は、ライナー円筒部３４の内周面と対向するように配置されている。なお、口金円筒部４２の外周面とライナー円筒部３４の内周面との間には、ＦＩＰＧ（Formed In Place Gasket）が塗布されている。なおＦＩＰＧは、口金円筒部４２と縮径部３３の間などの他の位置においても、口金１３とライナー１２の間を介するように塗布されている。
【００２１】
また、口金円筒部４２には、外周面が内周方向に凹んだ第２の規制部４２ａが形成されている。第２の規制部４２ａの凹みには、ライナー円筒部３４に設けられた第１の規制部３４ａの凸部が嵌る。これにより、ライナー円筒部３４と口金円筒部４２は、互いに、タンク本体の軸方向、すなわち左右方向の移動が規制される。
【００２２】
口金円筒部４２は、タンク本体の中央寄りに配置される端部を口金円筒端部４２ｂとする。図３に示すように、口金円筒端部４２ｂは、ライナー円筒端部３４ｂにかかるように、かしめ４２ｃを形成することで、口金円筒部４２とライナー円筒部３４がずれることを抑制できる。
【００２３】
なお、口金円筒端部４２ｂに設けられたかしめ４２ｃは、口金円筒端部４２ｂの全周にわたって形成されていてもよく、一部だけがライナー円筒端部３４ｂにかかるように形成されていても良い。
【００２４】
例えば図４に示すように、ライナー円筒端部３４ｂでは外周部の一部に切り込み３４ｃを設け、内径方向に凹状とすることができる。これにより、ライナー円筒端部３４ｂの切れ込み３４ｃに口金円筒端部４２ｂのかしめ４２ｃが嵌り、より確実に、口金円筒部４２とライナー円筒部３４のずれを抑制することができる。
【００２５】
次に、タンク１の製造方法について説明する。
【００２６】
口金１３では、口金円筒部４２が略円筒状に形成されている。また、口金円筒部４２の一部には予め内径方向、すなわち軸方向内側に向けて凹んだ第２の規制部４２ａが形成されている。
【００２７】
ライナー円筒部３４は、円筒状に形成されている。ライナー円筒部３４の内径に対して、口金円筒部４２が圧入する。このとき、ライナー円筒部３４の内周面に対して、口金円筒部４２の外周面が対向し、ライナー１２と口金１３の間にはＦＩＰＧが塗布された状態となる。
【００２８】
ここでライナー円筒部３４には、例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を用いられている。ライナー円筒部３４では、ＣＦＲＰを硬化させる際に、高温かつ高圧を印加することでクリープさせる。例えば、ライナー円筒部３４をクリープさせる際には、約０．８ＭＰａの内圧を掛け、約１５０℃の温度を維持する。
【００２９】
そして、凸状の第１の規制部３４ａが、口金円筒部４２に設けられた第２の規制部４２ａの凹部に充填されるように形成する。
【００３０】
その後、口金円筒端部４２ｂでは、あらかじめ突出させていた箇所に圧力を加え、ライナー円筒端部３４ｂにかかるように全周でかしめ４２ｃを形成する。
【００３１】
これにより、口金円筒端部４２ｂとライナー円筒端部３４ｂは、第１の規制部３４ａと第２の規制部４２ａの嵌めこみにより、中心軸に平行方向、すなわち左右方向のずれの発生が抑制される。さらに、口金円筒端部４２ｂとライナー円筒端部３４ｂのかしめによって、軸方向への抜けを抑制することができる。
【００３２】
したがって、図５に示した関連するタンクのように、−４０℃などの低温かつ低圧環境下において、樹脂製ライナーである内層５２が収縮して、タンクの端部付近で外層５１との間に低温スキが発生し、スキを再度埋める充填時に応力が過大になって内層が割れることを防止できる。
【００３３】
また、凹凸が噛み合うことで、ライナー円筒部３４と口金円筒部４２について強固な固定を行う第１の規制部３４ａと第２の規制部４２ａは、それぞれ簡易な工程で形成することができる。そのため、タンク１の形成は、インサート形成によらずに行うことができる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、第１の規制部３４ａ及び第２の規制部４２ａは、周方向に連続する複数の凹凸状としたが、これに限られない。例えば、周方向に延在する凹凸形状であってもよく、凹凸が単数であってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１            タンク
１１            外層
１２            ライナー
１３            口金
２１            開口部
２２            端部
２３            中央部
３１            当接部
３２            折り返し部
３３            縮径部
３４            ライナー円筒部
３４ａ            第１の規制部
３４ｂ            ライナー円筒端部
４１            外側部
４２            口金円筒部
４２ａ            第２の規制部
４２ｂ            口金円筒端部
４２ｃ            かしめ
【図１】
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【図２】
2019184023.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019184023.tif 000006
【図５】
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