(57)【要約】      （修正有）【課題】口金とライナー本体とのガスシール性のより確実な確保を図る。【解決手段】ライナーは、シリンダー部にドーム部１４を繋げて筒状の中空容器をなすライナー本体１１に、ドーム部頂上の陥没台座部１４ｒに口金１６を装着して備える。口金装着状態において、ライナーは、ライナー本体１１における陥没台座部１４ｒの凹所内周壁１４ｒｓと口金フランジ１６ｆの外周縁との間に開口凹所１５を形成し、台座側連通路１４ｒｈにより、開口凹所１５の残存エアーをライナー外部に導出可能とする。その上で、開口凹所１５にＦＩＰＧを入り込ませて、液状ガスケット装着部１８を形成する。【選択図】図１０
2015209857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ガスタンクのライナーであって、
ガスの給排に関与する口金と、
筒状の中空容器をなし、前記口金が有する口金フランジと接合して前記口金が装着される口金台座部を有するライナー本体と、
前記口金台座部と前記口金フランジとの間に形成されてライナー外部に開口した開口凹所を、ライナー外部への開口箇所から隔たった箇所からライナー外部に連通する連通路とを備え、
前記開口凹所に液状ガスケットを配設して備える、ライナー。
【請求項２】
前記連通路は、前記ライナー本体および／または前記口金フランジにおいて、前記開口凹所をライナー外部に連通する請求項１に記載のライナー。
【請求項３】
前記液状ガスケットは、ライナー外部への開口箇所から隔たった箇所の側で前記連通路の内部にも配設されている請求項１または請求項２に記載のライナー。
【請求項４】
前記口金は、前記口金フランジが前記口金台座部と接合する接合部位から前記口金を貫通して口金外部に到る口金連通孔を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のライナー。
【請求項５】
ガスの給排に関与する口金を装着したライナーの製造方法であって、
筒状の中空容器をなし、口金装着用の口金台座部を有するライナー本体を準備する工程と、
口金フランジを有する前記口金であって、前記口金フランジが前記口金台座部に接合することで前記ライナー本体に装着され、前記口金台座部と前記口金フランジとの間にライナー外部に開口した開口凹所を形成する前記口金を準備する工程と、
前記口金フランジを前記口金台座部に接合して前記口金を前記ライナー本体に装着する工程と、
前記開口凹所に液状ガスケットを塗布して硬化させる工程とを備え、
前記口金を準備する工程では、
前記口金が装着されることで形成される前記開口凹所をライナー外部への開口箇所から隔たった箇所からライナー外部に連通する連通路を、前記口金フランジに形成する、ライナーの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のライナーの製造方法であって、
前記ライナー本体を準備する工程では、
前記口金が装着されることで形成される前記開口凹所をライナー外部への開口箇所から隔たった箇所からライナー外部に連通する連通路を、前記口金台座部からライナー本体外表に掛けて形成する、ライナーの製造方法。
【請求項７】
ガスの給排に関与する口金を装着したライナーの製造方法であって、
筒状の中空容器をなし、口金装着用の口金台座部を有するライナー本体を準備する工程と、
口金フランジを有する前記口金であって、前記口金フランジが前記口金台座部に接合することで前記ライナー本体に装着され、前記口金台座部と前記口金フランジとの間にライナー外部に開口した開口凹所を形成する前記口金を準備する工程と、
前記口金フランジを前記口金台座部に接合して前記口金を前記ライナー本体に装着する工程と、
前記開口凹所に液状ガスケットを塗布して硬化させる工程とを備え、
前記ライナー本体を準備する工程では、
前記口金が装着されることで形成される前記開口凹所をライナー外部への開口箇所から隔たった箇所からライナー外部に連通する連通路を、前記口金台座部からライナー本体外表に掛けて形成する、ライナーの製造方法。
【請求項８】
高圧ガスタンクであって、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のライナーと、
該ライナーの外表に繊維束を繰り返し巻回して形成された繊維層とを備える、高圧ガスタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライナーとその製造方法および高圧ガスタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
ライナーは、高圧ガスタンクのコア材とされ、カーボン繊維強化プラスチックや、ガラス繊維強化プラスチック（以下、これらを総称して、繊維強化樹脂層と呼ぶ）で被覆される。また、ライナーは、ガスの給排に関与する口金と、該口金が装着される口金台座部を有するライナー本体と、を備える。通常、ライナー本体は、軽量化の観点から、ガスバリア性を有する樹脂製の中空容器とされ、口金は、金属成形品とされている。このため、口金の装着に際しては、口金・ライナー本体間のガスシール性を、口金とライナー本体との間の間隙に熱可塑性エラストマーを介在させることで確保する手法がされている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１３７４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献の手法は、口金とライナー本体との間の間隙に熱可塑性エラストマーを射出してその間隙全域において熱可塑性エラストマーが存在することを前提としている。ところが、口金とライナー本体との間の間隙は口金表面とライナー本体の表面とで閉じられた閉領域であるので、間隙における残存エアーにより熱可塑性エラストマーが行き渡らないことも想定され、シール性確保の上からその改善が求められるに至った。この他、ライナーにおける口金の簡便なガスシール性の確保や、コスト低下も要請されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、高圧ガスタンクのライナーが提供される。このライナーは、ガスの給排に関与する口金と、筒状の中空容器をなし、前記口金が有する口金フランジと接合して前記口金が装着される口金台座部を有するライナー本体と、前記口金台座部と前記口金フランジとの間に形成されてライナー外部に開口した開口凹所を、ライナー外部への開口箇所から隔たった箇所からライナー外部に連通する連通路とを備え、前記開口凹所に液状ガスケットを配設して備える。上記形態のライナーでは、開口凹所に残存するエアーを連通路を経てライナー外部に導出できることから、開口凹所のほぼ全域において液状ガスケットを配設できるので、シール性確保の信頼性が高まる。そして、上記形態のライナーでは、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸した繊維束の巻回がフィラメントワインディング方法（以下、ＦＷ法）にてなされても、この熱硬化性樹脂の浸入を、開口凹所に配設した液状ガスケットにより防止できる。加えて、上記形態のライナーでは、液状ガスケットの配設箇所を開口凹所としていることから、開口凹所の開口側からの液状ガスケットの押圧塗布等を行えば足り、射出成形手法を必要としないので、低コスト化も可能となる。
【０００７】
この場合、前記開口凹所は、前記口金フランジの外周縁の側ほど広く開口したくさび状凹所としてもよい。こうすれば、開口凹所の開口側からの液状ガスケットの塗布等により、開口凹所からの残存エアーの導出並びにライナー外部への開口箇所から隔たった開口凹所箇所の側への液状ガスケットの配設、或いはライナー外部への開口箇所から隔たった箇所を含む開口凹所全域への液状ガスケットの配設を容易に達成できる。この結果、口金とライナー本体とのガスシール性もより高まる。
【０００８】
（２）上記の形態のライナーにおいて、前記連通路は、前記ライナー本体および／または前記口金フランジにおいて、前記開口凹所をライナー外部に連通するようにしてもよい。こうすれば、ライナー本体の連通路と口金フランジの連通路のいずれか、或いは、この両者の連通路にて、開口凹所の残存エアーをライナー外部に導出できる。
【０００９】
（３）上記した形態のライナーにおいて、前記液状ガスケットは、ライナー外部への開口箇所から隔たった箇所の側で前記連通路の内部にも配設されているようにできる。こうすれば、連通路にもエアーを残さないので、残存エアーによる弊害を抑制できる。
【００１０】
（４）上記したいずれかの形態のライナーにおいて、前記口金は、前記口金フランジが前記口金台座部と接合する接合部位から前記口金を貫通して口金外部に到る口金連通孔を備える。こうすれば、口金フランジと口金台座部との接合部位からも口金連通孔を経て開口凹所の残存エアーを導出できる。
【００１１】
（５）本発明の他の形態によれば、ライナーの製造方法が提供される。このライナーの製造方法は、ガスの給排に関与する口金を装着したライナーの製造方法であって、筒状の中空容器をなし、口金装着用の口金台座部を有するライナー本体を準備する工程と、口金フランジを有する前記口金であって、前記口金フランジが前記口金台座部に接合することで前記ライナー本体に装着され、前記口金台座部と前記口金フランジとの間にライナー外部に開口した開口凹所を形成する前記口金を準備する工程と、前記口金フランジを前記口金台座部に接合して前記口金を前記ライナー本体に装着する工程と、前記開口凹所に液状ガスケットを塗布して硬化させる工程とを備える。そして、前記口金を準備する工程では、前記口金が装着されることで形成される前記開口凹所をライナー外部への開口箇所から隔たった箇所からライナー外部に連通する連通路を、前記口金フランジに形成する。上記形態のライナーの製造方法によれば、開口凹所への液状ガスケットの塗布により、開口凹所に残存するエアーを口金フランジの連通路を経て口金外部に導出できることから、開口凹所のほぼ全域における液状ガスケットの配設によってシール性確保がなされたライナーを容易に製造できる。
【００１２】
（６）上記した形態のライナーの製造方法において、前記ライナー本体を準備する工程では、前記口金が装着されることで形成される前記開口凹所をライナー外部への開口箇所から隔たった箇所からライナー外部に連通する連通路を、前記口金台座部からライナー本体外表に掛けて形成するようにできる。こうすれば、ライナー本体の連通路を経ても開口凹所から残存エアーを導出できるので、より確実なガスシール性確保が可能なライナーを容易に製造できる。
【００１３】
（７）本発明のまた別の形態によれば、ライナーの製造方法が提供される。このライナーの製造方法は、ガスの給排に関与する口金を装着したライナーの製造方法であって、筒状の中空容器をなし、口金装着用の口金台座部を有するライナー本体を準備する工程と、口金フランジを有する前記口金であって、前記口金フランジが前記口金台座部に接合することで前記ライナー本体に装着され、前記口金台座部と前記口金フランジとの間にライナー外部に開口した開口凹所を形成する前記口金を準備する工程と、前記口金フランジを前記口金台座部に接合して前記口金を前記ライナー本体に装着する工程と、前記開口凹所に液状ガスケットを塗布して硬化させる工程とを備える。そして、前記ライナー本体を準備する工程では、前記口金が装着されることで形成される前記開口凹所をライナー外部への開口箇所から隔たった箇所からライナー外部に連通する連通路を、前記口金台座部からライナー本体外表に掛けて形成する。この形態のライナーの製造方法によれば、開口凹所への液状ガスケットの塗布により、開口凹所に残存するエアーをライナー本体の連通路を経て口金外部に導出できることから、開口凹所のほぼ全域における液状ガスケットの配設によってシール性確保がなされたライナーを容易に製造できる。
【００１４】
（８）本発明のまた別の形態によれば、高圧ガスタンクが提供される。この高圧ガスタンクは、上記のいずれかの形態の記載のライナーと、該ライナーの外表に繊維束を繰り返し巻回して形成された繊維層とを備える。この形態の高圧ガスタンクによれば、ライナー本体と口金との間のガスシール性を確保した高圧ガスタンクを容易に提供できる。
【００１５】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、円筒状のライナーの外表に繊維束を巻回してライナーに繊維層を形成する高圧ガスタンクの製造方法等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態としての高圧ガスタンク１００の構成をその外観と断面図にて示す説明図である。
【図２】ライナー１０の構成を半断面図と正面図で示す説明図である。
【図３】ライナー１０における口金１６の装着端側の半断面を拡大して示す説明図である。
【図４】高圧ガスタンク１００の製造工程の前半を示すフローチャートである。
【図５】高圧ガスタンク１００の製造工程の後半を示すフローチャートである。
【図６】ライナー製造工程におけるライナー１０の準備の様子を示す説明図である。
【図７】ライナー製造工程における口金１６の準備の様子を示す説明図である。
【図８】ＦＩＰＧの塗布の様子を模式的に示す説明図である。
【図９】ＦＩＰＧの塗布直後の様子を図８の９−９線で切断して概略的に示す説明図である。
【図１０】塗布したＦＩＰＧを押圧した際の様子を図８の１０−１０線で切断して概略的に示す説明図である。
【図１１】第２実施形態のライナー１０ＡにおけるＦＩＰＧの塗布初期の様子を示す説明図である。
【図１２】第２実施形態のライナー１０ＡにおけるＦＩＰＧの押圧塗布を経た液状ガスケット装着部１８の形成の様子を示す説明図である。
【図１３】第３実施形態のライナー１０Ｂにおける台座側連通路１４ｒｈの形成の様子を示す説明図である。
【図１４】第４実施形態のライナー１０Ｃにおける口金１６の装着端側の半断面を拡大して示す説明図である。
【図１５】第５実施形態のライナー１０Ｄにおける口金１６の装着端側の半断面を拡大して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本発明の実施形態としての高圧ガスタンク１００の構成をその外観と断面図にて示す説明図、図２はライナー１０の構成を半断面図と正面図で示す説明図、図３はライナー１０における口金１６の装着端側の半断面を拡大して示す説明図である。
【００１８】
図１に示すように、高圧ガスタンク１００は、ライナー１０を繊維強化樹脂層１０２で被覆して構成され、口金１６を両端から突出させている。繊維強化樹脂層１０２は、熱硬化性樹脂を含浸した繊維強化樹脂層をＦＷ法によりライナー外周に巻回させることで形成され、後述するように、繊維巻回の際には、フープ巻きによる繊維巻回と低角度・高角度のヘリカル巻きによる繊維巻回とが使い分けられる。繊維強化樹脂層１０２の形成には、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いることが一般的であるが、ポリエステル樹脂やポリアミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、ＦＷ法によりライナー外周に巻回させる補強用の繊維（スライバー繊維）としては、ガラス繊維やカーボン繊維、アラミド繊維等が用いられる他、複数種類（例えば、ガラス繊維とカーボン繊維）のＦＷ法による巻回を順次行うことで、繊維強化樹脂層１０２を異なる繊維からなる樹脂層を積層させて形成することもできる。
【００１９】
図２に示すように、ライナー１０は、筒状の中空容器をなすタンク容器たるライナー本体１１に、ガスの給排に関与する口金１６を装着して備える。ライナー本体１１は、タンク長手方向の中央で２分割された一対のライナーパーツの接合品である。２分割のライナーパーツは、それぞれナイロン系樹脂等の適宜な樹脂にて型成型され、その型成型品のライナーパーツを接合してその接合箇所をレーザー融着することで、ライナー本体１１が形成される。このパーツ接合を経て、ライナー本体１１は、円筒状のシリンダー部１２の両側に球面形状のドーム部１４を備えることになる。ライナー１０は、ライナー本体１１のドーム部１４の頂上箇所、即ちライナー軸ＡＸに沿った長手方向端部に、口金１６の装着用の陥没台座部１４ｒを備え、その中央に貫通孔１４ｈを有する。この貫通孔１４ｈは、ライナー軸ＡＸと一致して形成され、口金１６の位置決め孔として機能する。
【００２０】
この他、ライナー１０は、図３に示すように、陥没台座部１４ｒを取り囲む凹所内周壁１４ｒｓに台座側連通路１４ｒｈを有する。この台座側連通路１４ｒｈは、陥没台座部１４ｒの底面の側において凹所内周壁１４ｒｓを貫通し、後述の開口凹所１５を、陥没台座部１４ｒの底面の側、即ちライナー外部への開口箇所から隔たった箇所でライナー外部と連通する。
【００２１】
口金１６は、金属製とされ、陥没台座部１４ｒに入り込む口金フランジ１６ｆと、当該フランジからドーム部頂上側に突出した口金本体１６ｂと、口金フランジ１６ｆからライナー中央に突出した凸部１６ｔと、バルブ接続孔１６ｈを備える。凸部１６ｔは、ドーム部１４の貫通孔１４ｈに嵌合され、貫通孔１４ｈと協働して口金１６をライナー１０に対して位置決めする。バルブ接続孔１６ｈは、口金１６の中央を貫通し、その開口側に配管接続用の高圧シール仕様のテーパネジ部を有する。上記した両タンク口金は、繊維強化樹脂層１０２等の形成のための繊維巻回の際の回転軸装着にも用いられ、一方の口金１６は、バルブ接続孔１６ｈをタンク内部で閉塞した有底孔としている。
【００２２】
口金フランジ１６ｆは、その外周縁１６ｆｅをフランジ厚みが外側に行くほど減ずるように弧状に傾斜させており、陥没台座部１４ｒの凹所内周壁１４ｒｓとの間に、開口凹所１５を形成する。開口凹所１５は、口金フランジ１６ｆの外周縁１６ｆｅの側ほど広く開口した凹所とされ、陥没台座部１４ｒの底面まで口金１６の軸方向に沿って延びたくさび形状の凹所とされている。そして、この開口凹所１５には液状ガスケットであるＦＩＰＧ（Formed In Place Gasket）が塗布され、ライナー１０は、ＦＩＰＧの塗布領域を液状ガスケット装着部１８の配設領域とする。液状ガスケット装着部１８は、開口凹所１５の内部に入り込んでいるほか、開口凹所１５から陥没台座部１４ｒの上縁側のライナー外周壁、詳しくはドーム部１４の外周壁と口金フランジ１６ｆの外表中央の側に掛けて薄層状に延びて、当該部位をドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆとする。この場合、ドーム部１４の凹所内周壁１４ｒｓは、図２に示すように、ライナー１０の軸回りに円弧状に形成され、口金フランジ１６ｆにあっても、その外周縁１６ｆｅを凹所内周壁１４ｒｓの円弧形状に合致して形成されている。このため、開口凹所１５は、この円弧軌跡に沿ってライナー軸ＡＸを取り囲むことになり、液状ガスケット装着部１８の開口凹所１５に配設された部位にあっても円弧軌跡に沿ってライナー軸をＡＸ取り囲む。その一方、ドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆとは、円弧軌跡の開口凹所１５を含んで帯状にライナー軸ＡＸを取り囲み、ドーム部１４および口金１６の縁部のライナー表面から盛り上がる。こうした液状ガスケット装着部１８の形状的な点については、後述する。
【００２３】
この他、口金１６は、図３に示すように、口金フランジ１６ｆと口金本体１６ｂに、口金連通孔１６ｈ１，１６ｈ２を有する。口金連通孔１６ｈ１は、陥没台座部１４ｒの底壁面に接合する口金フランジ１６ｆの底面から口金フランジ１６ｆを貫通してフランジ外表側の口金外部に到る。口金連通孔１６ｈ２は、陥没台座部１４ｒの底壁面に接合する口金フランジ１６ｆの底面から口金フランジ１６ｆを貫通してバルブ接続孔１６ｈに連通している。そして、バルブ接続孔１６ｈは、口金本体１６ｂの口金先端部１６ｃから凸部１６ｔの図における左端まで貫通していることから、この口金連通孔１６ｈ２は、バルブ接続孔１６ｈから口金先端部１６ｃを通じて口金外部に到る。ライナー１０の既述した台座側連通路１４ｒｈと口金１６の口金連通孔１６ｈ１は、図２に示すように、複数箇所に形成されている。口金連通孔１６ｈ２にあっても同様である。なお、口金連通孔１６ｈ２を、口金連通孔１６ｈ１と同様に口金フランジ１６ｆを貫通してフランジ外表側の口金外部に到るように形成してもよい。
【００２４】
上記した口金１６は、口金フランジ１６ｆが陥没台座部１４ｒに入り込むことで、口金フランジ１６ｆの外周縁１６ｆｅと陥没台座部１４ｒの凹所内周壁１４ｒｓの上縁との間に開口凹所１５を残した状態で、ライナー本体１１の陥没台座部１４ｒに装着される。
【００２５】
次に、上記した高圧ガスタンク１００とライナー１０の製造手法について説明する。図４は高圧ガスタンク１００の製造工程の前半を示すフローチャート、図５は高圧ガスタンク１００の製造工程の後半を示すフローチャート、図６はライナー製造工程におけるライナー１０の準備の様子を示す説明図、図７はライナー製造工程における口金１６の準備の様子を示す説明図である。
【００２６】
図１に示す高圧ガスタンク１００の製造に際し、まず、ライナー１０を製造する(ステップＳ１００)。ライナー製造に当たっては、樹脂成形品である一対のライナーパーツと上記構成の口金１６とをそれぞれ準備した上で、口金１６をライナー本体１１を構成するライナーパーツのドーム部１４に装着する（ステップＳ１０２）。具体的には、ライナー本体１１を構成する２分割のライナーパーツの準備に当たり、図６に示すように、それぞれのドーム部１４の陥没台座部１４ｒに、台座側連通路１４ｒｈをドリル等で穿孔形成する。こうすることで、口金１６を陥没台座部１４ｒに装着して形成される開口凹所１５を少なくとも陥没台座部１４ｒの底面の側においてライナー本体外部と連通する台座側連通路１４ｒｈを有するライナーパーツが準備される。
【００２７】
また、口金１６の準備に当たり、口金連通孔１６ｈ１，１６ｈ２を、図７に示すように、ドリル等で穿孔形成する。こうすることで、陥没台座部１４ｒに口金１６が装着されたときに陥没台座部１４ｒの底壁面に接合する部位から口金フランジ１６ｆを貫通して口金連通孔１６ｈ１，１６ｈ２を有する口金１６が準備される。こうした準備の後、口金１６の口金フランジ１６ｆを陥没台座部１４ｒに入り込ませた上で、ドーム部１４の貫通孔１４ｈに口金１６の凸部１６ｔを嵌合させる。これにより、口金１６は、ドーム部１４に位置決めされてドーム部１４に装着され、口金１６をドーム部頂上に有するライナーパーツが得られる。このライナーパーツにおいては、装着済みの口金１６における口金フランジ１６ｆの外周縁１６ｆｅと陥没台座部１４ｒの凹所内周壁１４ｒｓとの間に、開口凹所１５が既述した円弧軌跡で形成される。本実施形態のライナー１０では、図２に示すように、台座側連通路１４ｒｈおよび口金連通孔１６ｈ１，１６ｈ２を等ピッチでライナー軸ＡＸの軸回りに４箇所設けたが、１箇所、もしくはライナー軸ＡＸを中心に対角の２箇所としてもよい。また、台座側連通路１４ｒｈと口金連通孔１６ｈ１，１６ｈ２を、図２のように並べる必要はなく、例えば千鳥状に並んだり軸回りにずれて並ぶようにしてもよい。
【００２８】
次いで、口金１６を両端に装着済みの一対のライナーパーツを、シリンダー部１２の側で接合してその接合箇所をレーザー融着して組み付ける（ステップＳ１０４）。これにより、口金１６をライナー本体１１の両端に装着済みのライナー１０が得られる。なお、口金１６が未装着で台座側連通路１４ｒｈを備えないライナーパーツのレーザー溶着を経て得られたライナー本体１１において、図６に示すように、その陥没台座部１４ｒに台座側連通路１４ｒｈをドリル等で穿孔形成してもよい。こうすれば、口金１６が陥没台座部１４ｒに装着されて形成される開口凹所１５を少なくとも陥没台座部１４ｒの底面の側においてライナー本体外部と連通する台座側連通路１４ｒｈを有するライナー本体１１が準備される。そして、こうして準備したライナー本体１１に、口金連通孔１６ｈ１，１６ｈ２を有して準備済みの口金１６を装着して、ライナー１０を得るようにしてもよい。
【００２９】
こうしてライナー１０が得られると、当該ライナーの両端の側にて、それぞれの開口凹所１５にＦＩＰＧを押圧塗布し、乾燥養生を経てＦＩＰＧを硬化させ、液状ガスケット装着部１８を形成する（ステップＳ１０６）。図８はＦＩＰＧの塗布の様子を模式的に示す説明図、図９はＦＩＰＧの塗布直後の様子を図８の９−９線で切断して概略的に示す説明図、図１０は塗布したＦＩＰＧを押圧した際の様子を図８の１０−１０線で切断して概略的に示す説明図である。ＦＩＰＧの塗布に際しては、まず、口金１６を装着済みのライナー１０を軸回りに低速で定回転させる。その上で、ＦＩＰＧを加圧供給する図示しないパワーブースターから塗布ヘッド１１０にＦＩＰＧを送り出し、長方形状の吐出口を有する塗布ヘッド１１２から、ＦＩＰＧを帯状に塗布する。塗布された帯状のＦＩＰＧは、開口凹所１５の円弧軌跡に重なって円弧状に延び、ヘッド下流に設けた傾斜プレート１２０にてライナー表面の側に押圧される。これにより、ＦＩＰＧは、口金フランジ１６ｆの外周縁１６ｆｅに沿った開口凹所１５の内部に入り込むと共に、凹所両側に薄層状に広がるので、フランジ側装着部１８ｆとドーム側装着部１８ｄを有する液状ガスケット装着部１８が形成される。
【００３０】
この液状ガスケット装着部１８は、ライナー表面から盛り上がって形成され、本実施形態では、ドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆの裾部盛り上がりを０．５ｍｍ程度とした。また、開口凹所１５へのＦＩＰＧの入り込みの際、開口凹所１５に残っている残存エアーは、開口凹所１５に入り込むＦＩＰＧに押されて、台座側連通路１４ｒｈからライナー外部に抜け出す。口金１６における口金フランジ１６ｆの底面とライナー本体１１における陥没台座部１４ｒの底面とは接合しているが、その接合は、通常、気密になされていない。よって、開口凹所１５の残存エアーは、台座側連通路１４ｒｈからは元より、口金フランジ１６ｆの底面と陥没台座部１４ｒの底面との間の隙間を経て口金連通孔１６ｈ１，１６ｈ２からも口金外部に抜け出す。よって、液状ガスケット装着部１８の開口凹所１５に入り込んだ部位にあっては、開口凹所１５をＦＩＰＧで隙なく埋め尽くすようにできるほか、台座側連通路１４ｒｈからのエアー抜け出しの範囲において、ＦＩＰＧは台座側連通路１４ｒｈを埋める。図１０に示す本実施形態のライナー１０では、台座側連通路１４ｒｈの全域においてＦＩＰＧを埋め尽くしている。この場合、台座側連通路１４ｒｈをＦＩＰＧで埋め尽くした上で、フランジ側装着部１８ｆと繋がるようにしてもよい。また、台座側連通路１４ｒｈの途中までをＦＩＰＧで埋めるようにしてもよい。
【００３１】
こうして形成済みの液状ガスケット装着部１８は、乾燥養生を経て硬化した状態となり、開口凹所１５の円弧軌跡に沿って、ライナー本体１１と口金１６、詳しくは、ドーム部１４と口金１６とをガスシールする。ここまでのライナー製造工程により、ライナー本体１１に口金１６を装着したライナー１０が製造され、このライナー１０は、円筒状のシリンダー部１２の両側に球面形状のドーム部１４を備え、各ドーム部に口金１６をガスシールして有することになる。
【００３２】
こうしてライナー１０が得られると、図５に示すように、ライナー１０の外周に、ＦＷ法によって、繊維強化樹脂層１０２を形成する。具体的には、ステップＳ１００によって完成されたライナー１０を、その両端の口金１６を用いて回転させつつ、エポキシ樹脂を含浸させたカーボン繊維ＥＣＦを、ライナー１０の周囲に繰り返し巻回する（ステップＳ２０２）。このカーボン繊維ＥＣＦの巻回に際しては、ライナー１０におけるシリンダー部１２の外周範囲に亘るフープ巻きによる繊維巻回と、ドーム部１４の外周範囲に亘る低角度・高角度のヘリカル巻きによる繊維巻回とが使い分けられ、ライナー１０の回転速度や繊維送り出し速度についても調整される。その後、エポキシ樹脂を含浸させたカーボン繊維ＥＣＦを、ライナー１０の周囲に巻き付けたものを、加熱炉にて加熱して、エポキシ樹脂を硬化させる（ステップＳ２０４）。エポキシ樹脂が硬化すると、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics：カーボン繊維強化プラスチック）から成る繊維強化樹脂層１０２が形成され、高圧ガスタンク１００が完成する。なお、繊維強化樹脂層１０２を形成する場合に、加熱炉に代わり、高周波誘導加熱を誘起する誘導加熱コイルを用いて誘導加熱手法を用いることができる。この高周波誘導加熱では、速やかな熱硬化性樹脂の昇温を図ることができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態のライナー１０では、その両端のドーム部１４の頂上に口金１６を装着するに当たり、ドーム部１４に陥没台座部１４ｒを設けて、この陥没台座部１４ｒに口金１６の口金フランジ１６ｆを入り込ませる。その上で、本実施形態のライナー１０では、陥没台座部１４ｒに入り込んだ口金フランジ１６ｆのフランジ外周縁と陥没台座部１４ｒの凹所内周壁１４ｒｓの上縁との間の開口凹所１５にＦＩＰＧを押圧塗布して液状ガスケット装着部１８を配設する（図８〜図１０参照）。そして、本実施形態のライナー１０は、開口凹所１５における残存エアーを、開口凹所１５へのＦＩＰＧの入り込みに伴って、ライナー本体１１の側の台座側連通路１４ｒｈおよび口金１６の側の口金連通孔１６ｈ１，１６ｈ２からライナー外部に導出する。これにより、本実施形態のライナー１０では、開口凹所１５のほぼ全域においてＦＩＰＧを入り込ませて液状ガスケット装着部１８を形成できる。この結果、本実施形態のライナー１０によれば、開口凹所１５のほぼ全域において形成した液状ガスケット装着部１８により、口金１６とライナー本体１１、詳しくは口金１６とドーム部１４とのガスシール性を、凹所内周壁１４ｒｓと口金フランジ１６ｆの外周縁１６ｆｅとの間において高い信頼性で確保できる。このことは、高い信頼性で口金１６を気密に装着できることを意味する。
【００３４】
本実施形態のライナー１０では、陥没台座部１４ｒに入り込んだ口金フランジ１６ｆを当該台座部にて支えるので、口金１６にライナー中央側に向けた力が加わっても、その力に抗することができる。よって、本実施形態のライナー１０によれば、口金１６にライナー中央側に向けた力が加わっても、口金１６の姿勢を不用意に変えないようにできる。口金１６にライナー中央側に向けた力が加わっても口金１６の姿勢変化が起きないと、ＦＷ法によるカーボン繊維ＥＣＦの巻回の際に、ライナー１０の回転軸ブレを抑制できるので、カーボン繊維ＥＣＦの巻回軌跡に乱れが起きないことから、繊維強化樹脂層１０２の品質向上の点からも有益である。
【００３５】
本実施形態のライナー１０では、開口凹所１５のほぼ全域にＦＩＰＧを入り込ませて液状ガスケット装着部１８を形成するので、ＦＷ法による繊維巻回の際に、開口凹所１５の内部、延いては、陥没台座部１４ｒの底面と口金フランジ１６ｆの底面との間に、エポキシ樹脂を浸入させないようにできる。加えて、本実施形態のライナー１０では、液状ガスケット装着部１８の形成のためのＦＩＰＧの塗布箇所を開口凹所１５として、この開口凹所１５にその開口側からＦＩＰＧを塗布すれば良いので、射出成形手法を必要としない。通常、射出成形は、製造設備規模の大型化やタンクスペックに応じた複数種の成形金型を必要であるので、本実施形態のライナー１０によれば、ＦＩＰＧの塗布が可能な小規模の設備で済み、製造コストの低減を図ることもできる。また、開口凹所１５の形状に合わせたシール部材を製造する必要がないので、簡便である。
【００３６】
本実施形態のライナー１０では、口金フランジ１６ｆの外周縁１６ｆｅをフランジ厚みが外側に行くほど減ずるように弧状に傾斜させることで、開口凹所１５を外周縁１６ｆｅの側ほど広く開口したくさび状の凹所とした。このため、本実施形態のライナー１０によれば、開口凹所１５の開口側からＦＩＰＧを塗布するだけで、台座側連通路１４ｒｈや口金連通孔１６ｈ１，１６ｈ２からの開口凹所１５の残存エアーの導出を起こして、開口凹所１５の底部の側にまでＦＩＰＧを容易に行き渡らせて、凹所底部を含む凹所全域に、ＦＩＰＧを容易に配設できる。これにより、本実施形態のライナー１０によれば、液状ガスケット装着部１８による口金１６とライナー本体１１とのガスシール性をより高めることができる。
【００３７】
本実施形態のライナー１０では、外周縁１６ｆｅの上記した形状により、開口凹所１５を陥没台座部１４ｒの底面まで口金１６の軸方向に沿って延びて、くさび形状をなすようにした。このため、本実施形態のライナー１０によれば、開口凹所１５に入り込ませたＦＩＰＧの液状ガスケット装着部１８による口金１６とライナー本体１１とのガスシール範囲を、陥没台座部１４ｒの凹所内周壁１４ｒｓの上縁から底面までに亘る広い範囲とできるので、より高いガスシール性を発揮できる。
【００３８】
本実施形態のライナー１０では、ライナー本体１１の側の台座側連通路１４ｒｈの内部にもＦＩＰＧを行き渡らせて、この台座側連通路１４ｒｈにも残さない。よって、本実施形態のライナー１０によれば、台座側連通路１４ｒｈにエアーが損損していることで起き得る弊害、例えばエアーの膨張に伴う変形等の弊害を抑制できる。
【００３９】
本実施形態のライナー１０では、液状ガスケット装着部１８を、開口凹所１５からライナー外周壁に掛けて薄層状に延びたドーム側装着部１８ｄと、口金フランジ１６ｆのフランジ外表中央の側に掛けて薄層状に延びたフランジ側装着部１８ｆとを備えるものとした。このため、本実施形態のライナー１０によれば、ドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆとによっても、口金１６とライナー本体１１とのガスシール性を発揮できるので、ガスシール性を更に高めることができる。また、ＦＷ法にてカーボン繊維ＥＣＦの巻回がなされてライナー１０に繊維強化樹脂層１０２が形成されると、即ち、高圧ガスタンク１００の形態では、ドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆとは、ライナー本体１１と繊維強化樹脂層１０２とで挟まれて、面圧を受ける。よって、ドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆによる口金１６とライナー本体１１とのガスシール性は、高まる。しかも、ライナー１０はタンクガス圧によって膨張しようとするので、ドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆは、高い面圧を受けてガスシール性をより高める。この他、ガスシール性を発揮するドーム側装着部１８ｄとフランジ側装着部１８ｆは、ＦＷ法による繊維巻回の際のエポキシ樹脂についても、シール性を発揮するので、開口凹所１５の内部はもとより、陥没台座部１４ｒの底面と口金フランジ１６ｆの底面との間へのエポキシ樹脂の浸入を高い実効性で回避できる。
【００４０】
本実施形態のライナー１０の製造方法によれば、陥没台座部１４ｒと台座側連通路１４ｒｈを有するライナー本体１１の準備や、口金フランジ１６ｆとこれを貫通する口金連通孔１６ｈ１，１６ｈ２等を有する口金１６の準備を経て、陥没台座部１４ｒに口金フランジ１６ｆを入り込ませ、その後に、開口凹所１５にＦＩＰＧを塗布して硬化させるという平易な手順で、開口凹所１５のほぼ全域にＦＩＰＧが入り込んだ液状ガスケット装着部１８を容易に形成できる。こうして得られたライナー１０は、既述したように、口金１６の姿勢変化が起きにくく、口金１６についても高いガスシール性で装着したものとなる。よって、本実施形態のライナー１０の製造方法によれば、口金１６とライナー本体１１とのガスシール性を確保した上で、口金の姿勢を不用意に変えないライナー１０を容易に製造できる。
【００４１】
本実施形態の高圧ガスタンク１００は、ライナー１０におけるライナー本体１１と口金１６とのガスシール性を確保した上で、口金の姿勢を不用意に変えないライナー１０の外表にＦＷ法にて繊維強化樹脂層１０２を形成して得られる。よって、本実施形態の高圧ガスタンク１００によれば、タンク両端から延びた口金１６のガスシール性を確保した上で、口金１６の姿勢を不用意に変えることのない高圧ガスタンクを容易に、且つ安定して提供できる。
【００４２】
次に、他の実施形態について説明する。図１１は第２実施形態のライナー１０ＡにおけるＦＩＰＧの塗布初期の様子を示す説明図、図１２は第２実施形態のライナー１０ＡにおけるＦＩＰＧの押圧塗布を経た液状ガスケット装着部１８の形成の様子を示す説明図である。
【００４３】
図示するように、このライナー１０Ａでは、口金１６の口金フランジ１６ｆの外周縁側に口金側連通路１６ｈ０を備える。この口金側連通路１６ｈ０は、陥没台座部１４ｒの底面の側において口金フランジ１６ｆを斜めに貫通し、開口凹所１５を、陥没台座部１４ｒの底面の側、即ちライナー外部への開口箇所から隔たった箇所で口金外部と連通する。よって、この口金側連通路１６ｈ０を有する口金１６を装着したライナー１０Ａにあっても、既述した台座側連通路１４ｒｈを有するライナー１０と同様、開口凹所１５へのＦＩＰＧの入り込みに伴う口金側連通路１６ｈ０からの残存エアーの導出により、既述した効果を奏することができる。
【００４４】
図１３は第３実施形態のライナー１０Ｂにおける台座側連通路１４ｒｈの形成の様子を示す説明図である。図示するように、この台座側連通路１４ｒｈは、ライナー軸ＡＸに向かってドーム部１４の外表に延びた溝形状をなし、陥没台座部１４ｒの底面の側から台座部開口の側まで、開口凹所１５をライナー外部と連通する。即ち、この台座側連通路１４ｒｈは、開口凹所１５を、ライナー外部への開口箇所から隔たった箇所を含んでライナー外部と連通する。よって、この溝状の台座側連通路１４ｒｈを有するライナー１０Ｂにあっても、開口凹所１５へのＦＩＰＧの入り込みに伴う台座側連通路１４ｒｈからの残存エアーの導出により、既述した効果を奏することができる。溝状の台座側連通路１４ｒｈについては、エンドミル等の切削工具を用いて形成できる。
【００４５】
図１４は第４実施形態のライナー１０Ｃにおける口金１６の装着端側の半断面を拡大して示す説明図である。図示するように、このライナー１０Ｃは、ライナー本体１１のドーム部１４の頂上箇所、即ちライナー軸ＡＸに沿った長手方向端部に、口金１６の装着用の環状凸部１４ｔを備え、その周囲を環状段部１４ｔｓとする。口金１６は、口金フランジ１６ｆの底面中央領域を、ドーム部１４の環状凸部１４ｔが挿入される環状凹部１６ｒとし、この環状凹部１６ｒの外側の外周縁１６ｆｅをドーム部１４の環状段部１４ｔｓに対向させて、この間に開口凹所１５を形成する。そして、口金１６は、口金連通孔１６ｈ１を、開口凹所１５の奥の側、即ちライナー外部への開口箇所から隔たった箇所に備え、この口金連通孔１６ｈ１にて、開口凹所１５をライナー外部に連通する。よって、この口金連通孔１６ｈ１を有する口金１６を環状凹部１６ｒへの環状凸部１４ｔの挿入を経てライナー本体１１に装着したライナー１０Ｃにあっても、開口凹所１５へのＦＩＰＧの入り込みに伴う口金連通孔１６ｈ１からの残存エアーの導出により、既述した効果を奏することができる。
【００４６】
図１５は第５実施形態のライナー１０Ｄにおける口金１６の装着端側の半断面を拡大して示す説明図である。図示するように、このライナー１０Ｄは、ライナー本体１１のドーム部１４における環状段部１４ｔｓに、台座側連通路１４ｒｈを備える。この台座側連通路１４ｒｈは、ドーム部１４の外表から開口凹所１５に沿って延び、開口凹所１５の奥の側、即ちライナー外部への開口箇所から隔たった箇所で開口凹所１５と連通する。よって、ライナー本体１１は、この台座側連通路１４ｒｈにより、開口凹所１５をライナー外部に連通する。この台座側連通路１４ｒｈを有するライナー本体１１に口金１６を装着したライナー１０Ｄにあっても、開口凹所１５へのＦＩＰＧの入り込みに伴う台座側連通路１４ｒｈからの残存エアーの導出により、既述した効果を奏することができる。
【００４７】
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００４８】
上記の実施形態では、開口凹所１５を円弧形状でライナー軸ＡＸを取り囲むにしたが、開口凹所１５を、矩形波形状に蛇行してライナー軸ＡＸを取り囲むよう形成したり、正弦波や三角波等の形状の繰り返しでライナー軸ＡＸを取り囲むよう、形成してもよい。こうすれば、開口凹所１５に入り込んだＦＩＰＧによる液状ガスケット装着部１８の軌跡を長くできるので、液状ガスケット装着部１８によるガスシール性をより一層高めることができる。
【００４９】
上記の実施形態では、口金１６の口金フランジ１６ｆにおける口金連通孔１６ｈ１，１６ｈ２については、貫通孔のままとしている。このようにできるほか、液状ガスケット装着部１８を形成した後に、フランジ外表側から、或いはバルブ接続孔１６ｈの内壁面の側からＦＩＰＧを充填してもよい。このようにＦＩＰＧを充填する際、陥没台座部１４ｒの底面の側にエアーが残存し得るが、その残存量は少量なため、特段の支障は無い。
【００５０】
第１実施形態のライナー１０では、台座側連通路１４ｒｈと口金連通孔１６ｈ１，１６ｈ２を備えたが、口金連通孔を省略してもよい。第２実施形態のライナー１０Ａでは、口金１６に設けた口金側連通路１６ｈ０に加え、ライナー本体１１に台座側連通路１４ｒｈを設けてもよい。第４、第５の実施形態のライナー１０Ｃ，１０Ｄにおいて、口金１６の口金連通孔１６ｈ１とライナー本体１１の台座側連通路１４ｒｈを併用してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０、１０Ａ〜１０Ｄ…ライナー
１１…ライナー本体
１２…シリンダー部
１４…ドーム部
１４ｈ…貫通孔
１４ｒ…陥没台座部
１４ｔ…環状凸部
１４ｒｈ…台座側連通路
１４ｒｓ…凹所内周壁
１４ｔｓ…環状段部
１５…開口凹所
１６…口金
１６ｂ…口金本体
１６ｃ…口金先端部
１６ｆ…口金フランジ
１６ｈ…バルブ接続孔
１６ｒ…環状凹部
１６ｔ…凸部
１６ｈ０…口金側連通路
１６ｈ１…口金連通孔
１６ｈ２…口金連通孔
１６ｆｅ…外周縁
１８…液状ガスケット装着部
１８ｄ…ドーム側装着部
１８ｆ…フランジ側装着部
１００…高圧ガスタンク
１０２…繊維強化樹脂層
１１０…塗布ヘッド
１１２…塗布ヘッド
１２０…傾斜プレート
ＡＸ…ライナー軸
ＥＣＦ…カーボン繊維
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2015209857.tif 000013
【図１２】
2015209857.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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