(57)【要約】【課題】長尺、大型化が可能であり、しかも耐圧性に優れた金属筒状体を提供する。【解決手段】両端が開口した筒状部５および筒状部５に全長にわたって一体に形成されかつ筒状部５内を両端が開口した複数の空間６に仕切る補強部７からなるポートホール押出管２により構成されている。補強部７は、筒状部５の内周面から中心線に向かって内方に伸びかつ筒状部５の中心線上で相互に一体化された複数の補強壁８を備えている。筒状部５外周面における補強壁８の厚さ方向の中間部と対応する部分から補強壁８の幅方向の中間部に至る第１の溶着部３Ａと、第１溶着部３Ａに連なって筒状部５の中心線まで伸びる第２の溶着部３Ｂと、第１溶着部３Ａと第２溶着部３Ｂとの連接部から補強壁８の両側面に伸びる第３の溶着部３Ｃとを有している。一端が筒状部５の外周面に露出した第１溶着部３Ａの他端は、空間６に露出していない。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が開口した筒状部および筒状部に全長にわたって一体に形成されかつ筒状部内を両端が開口した複数の空間に仕切る補強部からなるポートホール押出管により構成されており、ポートホール押出管が、全長にわたる複数の溶着部により複数の管構成部分が互いに溶着されることによって形成され、横断面において、一端が筒状部の外周面に露出した溶着部の他端が、補強部により仕切られた筒状部の内部空間に露出していない金属筒状体。
【請求項２】
ポートホール押出管の補強部が、筒状部の内周面から中心線に向かって内方に伸びかつ筒状部の中心線上で相互に一体化された複数の補強壁を備えており、筒状部外周面における補強壁の厚さ方向の中間部と対応する部分から補強壁の幅方向の中間部に至る第１の溶着部と、第１溶着部に連なって筒状部の中心線まで伸びる第２の溶着部と、第１溶着部と第２溶着部との連接部から補強壁の両側面に伸びる第３の溶着部とを有している請求項１記載の金属筒状体。
【請求項３】
ポートホール押出管の補強部が、筒状部と同心状に形成された内筒状部と、筒状部の中心線から放射状に伸びる複数の面上に位置しかつ筒状部と内筒状部とを連結する複数の補強壁とを備えており、筒状部外周面における補強壁の厚さ方向の中間部と対応する部分から補強壁の幅方向の中間部に至る第１の溶着部と、第１溶着部に連なって内筒状部の内周面まで伸びる第２の溶着部と、第１溶着部と第２溶着部との連接部から補強壁の両側面に伸びる第３の溶着部とを有している請求項１記載の金属筒状体。
【請求項４】
補強壁が、筒状部の中心線の周りに等角度間隔で形成されている請求項２または３記載の金属筒状体。
【請求項５】
燃料水素ガスボンベ、燃料電池、および燃料水素ガスボンベから燃料電池に燃料水素ガスを送る圧力配管を備えており、圧力配管が請求項１〜４のうちのいずれかに記載された金属筒状体よりなる燃料電池システム。
【請求項６】
請求項５記載の燃料電池システムを搭載した燃料電池自動車。
【請求項７】
請求項５記載の燃料電池システムを備えたコージェネレーションシステム。
【請求項８】
天然ガスボンベおよび天然ガスボンベから天然ガスを送り出す圧力配管を備えており、圧力配管が請求項１〜４のうちのいずれかに記載された金属筒状体よりなる天然ガス供給システム。
【請求項９】
請求項８記載の天然ガス供給システムと、発電機と、発電機駆動装置を備えており、圧力配管が天然ガスボンベから発電機駆動装置に天然ガスを送るようになっているコージェネレーションシステム。
【請求項１０】
請求項８記載の天然ガス供給システムと、天然ガスを燃料とするエンジンとを備えており、圧力配管が天然ガスボンベからエンジンに天然ガスを送るようになっている天然ガス自動車。
【請求項１１】
酸素ガスボンベおよび酸素ガスボンベから酸素ガスを送り出す圧力配管を備えており、圧力配管が請求項１〜４のうちのいずれかに記載された金属筒状体よりなる酸素ガス供給システム。
【請求項１２】
請求項１〜４のうちのいずれかに記載の金属筒状体からなる胴と、胴の両端部に接合されかつ胴の両端開口を閉鎖する鏡板とよりなるガスボンベ用ライナ。
【請求項１３】
胴を構成する金属筒状体の補強部の両端部が筒状部よりも外方に突出しており、鏡板がこの突出部に嵌め被された状態で筒状部および補強部に接合されている請求項１２記載のガスボンベ用ライナ。
【請求項１４】
鏡板が胴に摩擦攪拌接合されている請求項１２または１３記載のガスボンベ用ライナ。
【請求項１５】
請求項１〜４のうちのいずれかに記載の金属筒状体の筒状部の両端部を切除することにより、補強部の両端部を筒状部よりも外方に突出させて胴を形成し、鏡板を補強部の突出部に嵌め被せて筒状部に接合するガスボンベ用ライナの製造方法。
【請求項１６】
胴を構成する金属筒状体の筒状部の端部に鏡板を突き合わせ、ついで筒状部と鏡板との突き合わせ部に、両者に跨るように摩擦攪拌接合用工具のプローブを埋入した後、金属筒状体および鏡板とプローブとを相対的に移動させることによって、プローブを上記突き合わせ部の全周にわたって移動させて筒状部と鏡板とを摩擦攪拌接合する請求項１５記載のガスボンベ用ライナの製造方法。
【請求項１７】
両端が開口した胴と、胴の両端部に接合されかつ胴の両端開口を閉鎖する鏡板とにより形成され、胴が、両端が開口した筒状胴本体内に、請求項１〜４のうちのいずれかに記載の金属筒状体を、両端部が胴本体の両端よりも外方に突出するように嵌め入れることにより構成され、両鏡板がそれぞれ金属筒状体の外方突出部に嵌め被せられ、胴本体と鏡板との当接部分において、胴本体、金属筒状体および鏡板が接合されているガスボンベ用ライナ。
【請求項１８】
両端が開口した胴と、胴の一端部に接合されて胴の一端開口を閉鎖する鏡板と、胴の他端部に一体に形成されて胴の他端開口を閉鎖する鏡板部とにより形成され、胴が、一端が開口するとともに他端が一体に形成された鏡板部により閉鎖された筒状胴本体内に、請求項１〜４のうちのいずれかに記載の金属筒状体を、一端部が胴本体の一端よりも外方に突出するように嵌め入れることにより構成され、鏡板が金属筒状体の外方突出部に嵌め被せられ、胴本体と鏡板との当接部分において、胴本体、金属筒状体および鏡板が接合されているガスボンベ用ライナ。
【請求項１９】
胴本体、金属筒状体および鏡板が摩擦攪拌接合されている請求項１７または１８記載のガスボンベ用ライナ。
【請求項２０】
胴本体が継ぎ目無し管または継ぎ目有り管からなる請求項１７〜１９のうちのいずれかに記載のガスボンベ用ライナ。
【請求項２１】
金属筒状体が、胴本体内に冷やしばめされている請求項１７〜２１のうちのいずれかに記載のガスボンベ用ライナ。
【請求項２２】
胴本体、金属筒状体および鏡板が、同一のアルミニウム材料からなる請求項１７〜２１のうちのいずれかに記載のガスボンベ用ライナ。
【請求項２３】
胴本体、金属筒状体および鏡板のうちの少なくとも２つが、異なるアルミニウム材料からなる請求項１７〜２１のうちのいずれかに記載のガスボンベ用ライナ。
【請求項２４】
請求項１７記載のガスボンベ用ライナを製造する方法であって、
両端が開口した筒状胴本体と、請求項１〜４のうちのいずれかに記載の金属筒状体と、金属筒状体の端部に嵌め被せうる２つの鏡板とを用意し、金属筒状体を、両端部が胴本体の両端よりも外方に突出するように胴本体内に嵌め入れ、両鏡板をそれぞれ金属筒状体の外方突出部に嵌め被せ、胴本体と鏡板との当接部分において、胴本体、金属筒状体および鏡板を外側から接合するガスボンベ用ライナの製造方法。
【請求項２５】
請求項１８記載のガスボンベ用ライナを製造する方法であって、
一端が開口するとともに他端が一体に形成された鏡板部により閉鎖された筒状胴本体と、請求項１〜４のうちのいずれかに記載の金属筒状体と、金属筒状体の端部に嵌め被せうる１つの鏡板とを用意し、金属筒状体を、一端部が胴本体の開口端よりも外方に突出するように胴本体内に嵌め入れ、鏡板を金属筒状体の外方突出部に嵌め被せ、胴本体と鏡板との当接部分において、胴本体、金属筒状体および鏡板を外側から接合するガスボンベ用ライナの製造方法。
【請求項２６】
金属筒状体を胴本体内に冷やしばめする請求項２４または２５記載のガスボンベ用ライナの製造方法。
【請求項２７】
胴本体と鏡板との当接部分に、両者に跨りかつ先端部が金属筒状体の筒状部に至るように摩擦攪拌接合用工具のプローブを埋入した後、胴本体、金属筒状体および鏡板とプローブとを相対的に移動させることによって、プローブを上記当接部分の全周にわたって移動させ、胴本体、金属筒状体および鏡板を摩擦攪拌接合する請求項２４〜２６のうちのいずれかに記載のガスボンベ用ライナの製造方法。
【請求項２８】
燃料水素ガスボンベ、燃料電池、および燃料水素ガスボンベから燃料電池に燃料水素ガスを送る圧力配管を備えており、燃料水素ガスボンベが請求項１２〜１４および１７〜２３のうちのいずれかに記載されたガスボンベ用ライナを有している燃料電池システム。
【請求項２９】
請求項２８記載の燃料電池システムを搭載した燃料電池自動車。
【請求項３０】
請求項２８記載の燃料電池システムを備えたコージェネレーションシステム。
【請求項３１】
天然ガスボンベおよび天然ガスボンベから天然ガスを送り出す圧力配管を備えており、天然ガスボンベが請求項１２〜１４および１７〜２３のうちのいずれかに記載されたガスボンベ用ライナを有している天然ガス供給システム。
【請求項３２】
請求項３１記載の天然ガス供給システムと、発電機と、発電機駆動装置を備えているコージェネレーションシステム。
【請求項３３】
請求項３１記載の天然ガス供給システムと、天然ガスを燃料とするエンジンとを備えている天然ガス自動車。
【請求項３４】
酸素ガスボンベおよび酸素ガスボンベから酸素ガスを送り出す圧力配管を備えており、酸素ガスボンベが請求項１２〜１４および１７〜２３のうちのいずれかに記載されたガスボンベ用ライナを有している酸素ガス供給システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば自動車産業、住宅産業、軍事産業、航空宇宙産業、医療産業等において、発電のための燃料となる高圧の燃料水素ガスや天然ガス、または高圧の酸素ガスが通される高圧配管として用いられたり、あるいは発電のための燃料となる水素ガスや天然ガスを貯蔵するガスボンベ、または酸素ガスを貯蔵するガスボンベのライナを構成する部品として用いられる金属筒状体、これを用いたガスボンベ用ライナおよびガスボンベ用ライナの製造方法に関する。
【０００２】
この明細書において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
【０００３】
【従来の技術】
金属筒状体として、金属板をロールフォーミングして筒状とし、その突き合わせ部を高周波溶接してなる電縫管が、長尺、大径化が可能であることから広く用いられている。
【０００４】
ところで、電縫管は熱影響を受けて溶接部の強度が低下しているので、溶接部において応力集中による疲労破壊が発生するおそれがあり、高圧ガスが通される圧力配管や、ガスボンベ用ライナを構成する部品については電縫管の使用は認可されていないのが現状である。
【０００５】
そこで、圧力配管や、ガスボンベ用ライナを構成する部品として、マンドレル押出管やポートホール押出管などを用いることが考えられている。
【０００６】
しかしながら、マンドレル押出管は偏肉が生じやすく、しかも大径および／または長尺のものを得ることができないという問題がある。また、複雑な横断面形状のものを得ることができないという問題がある。一方、ポートホール押出管によればこのような問題を解決しうるが、次のような問題がある。すなわち、ポートホール押出管は、周知のごとく、ポートホールダイスのポート部においてビレットから流れてきた金属材料が一旦分離し、チャンバ部において分離した金属材料を再度溶着させることにより製造されるものであり、全長にわたる複数の溶着部により複数の管構成部分が互いに溶着されたものであるが、この溶着部がポートホール押出管の周壁を貫通して存在し、しかも溶着部では強度および伸びなどの機械的性質や耐食性が管構成部分に比べて劣り、圧力配管や、ガスボンベ用ライナを構成する部品に用いた場合に、溶着部において応力集中によって破壊するおそれがある。
【０００７】
ところで、ポートホール押出管の溶着部を改質すれば、圧力配管や、ガスボンベ用ライナを構成する部品への使用も可能になるのであると考えられる。ポートホール押出管の溶着部の耐食性を改善する方法としては、押出に用いられるビレットに種々の熱処理を施すことが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００８】
一方、上述したガスボンベに入れられる高圧ガスの圧力は主として２０〜３５ＭＰａ程度であるが、この種のガスボンベ用ライナとして、従来、アルミニウムからなるカップ状ブランクの胴部をフローフォーミングにより軸方向にしごき加工して、円筒状胴部の両端に鏡板部を一体に設け、少なくとも一方の鏡板部をクロージング成形により形成して、鏡板部を胴部よりも厚肉とし、その鏡板部の中心部に設けられた口栓部に口金取付用の穴を形成したものが知られている（たとえば特許文献２、請求項１参照）。
【０００９】
また、押出成形されたアルミニウム製筒体の両端に鏡板が溶接により接合されたガスボンベ用ライナも知られている（たとえば特許文献２、段落００１４参照）。
【００１０】
さらに、アルミニウム製円筒状胴と、円筒状胴の両端開口を閉鎖する鏡板と、胴と鏡板との当接部分の内側に両者に跨るように配置された車輪状の支持構造部材とを備えており、胴、鏡板および支持構造部材が摩擦攪拌接合されたガスボンベ用ライナが記載されている（たとえば特許文献３参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−１７２３８７号公報（特許請求の範囲）
【００１２】
【特許文献２】
特開平１１−１０４７６２号公報（請求項１、段落００１４）
【００１３】
【特許文献３】
特開平１０−１６００９７号公報（特許請求の範囲、図１）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、溶着部の機械的性質を改善する方法については未だ知られておらず、ポートホール押出管の圧力配管や、ガスボンベ用ライナを構成する部品への使用は見合わされているのが現状である。また、ガスボンベに入れられる高圧ガスの圧力は、将来的には７０ＭＰａ程度になると考えられているが、上述した従来のガスボンベ用ライナにおいても、十分な耐圧性が得られないおそれがある。
【００１５】
この発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、長尺、大型化が可能であるとともに補強部を有する複雑な横断面形状とすることができ、しかも耐圧性に優れた金属筒状体、これを用いた耐圧性に優れたガスボンベ用ライナおよびその製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の態様からなる。
【００１７】
１）両端が開口した筒状部および筒状部に全長にわたって一体に形成されかつ筒状部内を両端が開口した複数の空間に仕切る補強部からなるポートホール押出管により構成されており、ポートホール押出管が、全長にわたる複数の溶着部により複数の管構成部分が互いに溶着されることによって形成され、横断面において、一端が筒状部の外周面に露出した溶着部の他端が、補強部により仕切られた筒状部の内部空間に露出していない金属筒状体。
【００１８】
２）ポートホール押出管の補強部が、筒状部の内周面から中心線に向かって内方に伸びかつ筒状部の中心線上で相互に一体化された複数の補強壁を備えており、筒状部外周面における補強壁の厚さ方向の中間部と対応する部分から補強壁の幅方向の中間部に至る第１の溶着部と、第１溶着部に連なって筒状部の中心線まで伸びる第２の溶着部と、第１溶着部と第２溶着部との連接部から補強壁の両側面に伸びる第３の溶着部とを有している上記１）記載の金属筒状体。
【００１９】
３）ポートホール押出管の補強部が、筒状部と同心状に形成された内筒状部と、筒状部の中心線から放射状に伸びる複数の面上に位置しかつ筒状部と内筒状部とを連結する複数の補強壁とを備えており、筒状部外周面における補強壁の厚さ方向の中間部と対応する部分から補強壁の幅方向の中間部に至る第１の溶着部と、第１溶着部に連なって内筒状部の内周面まで伸びる第２の溶着部と、第１溶着部と第２溶着部との連接部から補強壁の両側面に伸びる第３の溶着部とを有している上記１）記載の金属筒状体。
【００２０】
４）連結壁が、筒状部の中心線の周りに等角度間隔で形成されている上記２）または３）記載の金属筒状体。
【００２１】
５）燃料水素ガスボンベ、燃料電池、および燃料水素ガスボンベから燃料電池に燃料水素ガスを送る圧力配管を備えており、圧力配管が上記１）〜４）のうちのいずれかに記載された金属筒状体よりなる燃料電池システム。
【００２２】
６）上記５）記載の燃料電池システムを搭載した燃料電池自動車。
【００２３】
７）上記５）記載の燃料電池システムを備えたコージェネレーションシステム。
【００２４】
８）天然ガスボンベおよび天然ガスボンベから天然ガスを送り出す圧力配管を備えており、圧力配管が上記１）〜４）のうちのいずれかに記載された金属筒状体よりなる天然ガス供給システム。
【００２５】
９）上記８）記載の天然ガス供給システムと、発電機と、発電機駆動装置を備えており、圧力配管が天然ガスボンベから発電機駆動装置に天然ガスを送るようになっているコージェネレーションシステム。
【００２６】
１０）上記８）記載の天然ガス供給システムと、天然ガスを燃料とするエンジンとを備えており、圧力配管が天然ガスボンベからエンジンに天然ガスを送るようになっている天然ガス自動車。
【００２７】
１１）酸素ガスボンベおよび酸素ガスボンベから酸素ガスを送り出す圧力配管を備えており、圧力配管が上記１）〜４）のうちのいずれかに記載された金属筒状体よりなる酸素ガス供給システム。
【００２８】
１２）上記１）〜４）のうちのいずれかに記載の金属筒状体からなる胴と、胴の両端部に接合されかつ胴の両端開口を閉鎖する鏡板とよりなるガスボンベ用ライナ。
【００２９】
１３）胴を構成する金属筒状体の補強部の両端部が筒状部よりも外方に突出しており、鏡板がこの突出部に嵌め被された状態で筒状部および補強部に接合されている上記１２）記載のガスボンベ用ライナ。
【００３０】
１４）鏡板が胴に摩擦攪拌接合されている上記１２）または１３）記載のガスボンベ用ライナ。
【００３１】
１５）上記１）〜４）のうちのいずれかに記載の金属筒状体の筒状部の両端部を切除することにより、補強部の両端部を筒状部よりも外方に突出させて胴を形成し、鏡板を補強部の突出部に嵌め被せて筒状部に接合するガスボンベ用ライナの製造方法。
【００３２】
１６）胴を構成する金属筒状体の筒状部の端部に鏡板を突き合わせ、ついで筒状部と鏡板との突き合わせ部に、両者に跨るように摩擦攪拌接合用工具のプローブを埋入した後、金属筒状体および鏡板とプローブとを相対的に移動させることによって、プローブを上記突き合わせ部の全周にわたって移動させて筒状部と鏡板とを摩擦攪拌接合する上記１５）記載のガスボンベ用ライナの製造方法。
【００３３】
１７）両端が開口した胴と、胴の両端部に接合されかつ胴の両端開口を閉鎖する鏡板とにより形成され、胴が、両端が開口した筒状胴本体内に、上記１）〜４）のうちのいずれかに記載の金属筒状体を、両端部が胴本体の両端よりも外方に突出するように嵌め入れることにより構成され、両鏡板がそれぞれ金属筒状体の外方突出部に嵌め被せられ、胴本体と鏡板との当接部分において、胴本体、金属筒状体および鏡板が接合されているガスボンベ用ライナ。
【００３４】
１８）両端が開口した胴と、胴の一端部に接合されて胴の一端開口を閉鎖する鏡板と、胴の他端部に一体に形成されて胴の他端開口を閉鎖する鏡板部とにより形成され、胴が、一端が開口するとともに他端が一体に形成された鏡板部により閉鎖された筒状胴本体内に、上記１）〜４）のうちのいずれかに記載の金属筒状体を、一端部が胴本体の一端よりも外方に突出するように嵌め入れることにより構成され、鏡板が金属筒状体の外方突出部に嵌め被せられ、胴本体と鏡板との当接部分において、胴本体、金属筒状体および鏡板が接合されているガスボンベ用ライナ。
【００３５】
１９）胴本体、金属筒状体および鏡板が摩擦攪拌接合されている上記１７）または１８）記載のガスボンベ用ライナ。
【００３６】
２０）胴本体が継ぎ目無し管または継ぎ目有り管からなる上記１７）〜１９）のうちのいずれかに記載のガスボンベ用ライナ。
【００３７】
２１）金属筒状体が、胴本体内に冷やしばめされている上記１７）〜２０）のうちのいずれかに記載のガスボンベ用ライナ。
【００３８】
２２）胴本体、金属筒状体および鏡板が、同一のアルミニウム材料からなる上記１７）〜２１）のうちのいずれかに記載のガスボンベ用ライナ。
【００３９】
２３）胴本体、金属筒状体および鏡板のうちの少なくとも２つが、異なるアルミニウム材料からなる上記１７）〜２１）のうちのいずれかに記載のガスボンベ用ライナ。
【００４０】
２４）上記１７）記載のガスボンベ用ライナを製造する方法であって、両端が開口した筒状胴本体と、上記１）〜４）のうちのいずれかに記載の金属筒状体と、金属筒状体の端部に嵌め被せうる２つの鏡板とを用意し、金属筒状体を、両端部が胴本体の両端よりも外方に突出するように胴本体内に嵌め入れ、両鏡板をそれぞれ金属筒状体の外方突出部に嵌め被せ、胴本体と鏡板との当接部分において、胴本体、金属筒状体および鏡板を外側から接合するガスボンベ用ライナの製造方法。
【００４１】
２５）上記１８）記載のガスボンベ用ライナを製造する方法であって、一端が開口するとともに他端が一体に形成された鏡板部により閉鎖された筒状胴本体と、上記１）〜４）のうちのいずれかに記載の金属筒状体と、金属筒状体の端部に嵌め被せうる１つの鏡板とを用意し、金属筒状体を、一端部が胴本体の開口端よりも外方に突出するように胴本体内に嵌め入れ、鏡板を金属筒状体の外方突出部に嵌め被せ、胴本体と鏡板との当接部分において、胴本体、金属筒状体および鏡板を外側から接合するガスボンベ用ライナの製造方法。
【００４２】
２６）金属筒状体を胴本体内に冷やしばめする上記２４）または２５）記載のガスボンベ用ライナの製造方法。
【００４３】
２７）胴本体と鏡板との当接部分に、両者に跨りかつ先端部が金属筒状体の筒状部に至るように摩擦攪拌接合用工具のプローブを埋入した後、胴本体、金属筒状体および鏡板とプローブとを相対的に移動させることによって、プローブを上記当接部分の全周にわたって移動させ、胴本体、金属筒状体および鏡板を摩擦攪拌接合する上記２４）〜２６）のうちのいずれかに記載のガスボンベ用ライナの製造方法。
【００４４】
２８）燃料水素ガスボンベ、燃料電池、および燃料水素ガスボンベから燃料電池に燃料水素ガスを送る圧力配管を備えており、燃料水素ガスボンベが上記１２）〜１４）および１７）〜２３）のうちのいずれかに記載されたガスボンベ用ライナを有している燃料電池システム。
【００４５】
２９）上記２８）記載の燃料電池システムを搭載した燃料電池自動車。
【００４６】
３０）上記２８）記載の燃料電池システムを備えたコージェネレーションシステム。
【００４７】
３１）天然ガスボンベおよび天然ガスボンベから天然ガスを送り出す圧力配管を備えており、天然ガスボンベが上記１２）〜１４）および１７）〜２３）のうちのいずれかに記載されたガスボンベ用ライナを有している天然ガス供給システム。
【００４８】
３２）上記３１）記載の天然ガス供給システムと、発電機と、発電機駆動装置を備えているコージェネレーションシステム。
【００４９】
３３）上記３１）記載の天然ガス供給システムと、天然ガスを燃料とするエンジンとを備えている天然ガス自動車。
【００５０】
３４）酸素ガスボンベおよび酸素ガスボンベから酸素ガスを送り出す圧力配管を備えており、酸素ガスボンベが上記１２）〜１４）および１７）〜２３）のうちのいずれかに記載されたガスボンベ用ライナを有している酸素ガス供給システム。
【００５１】
【発明の実施形態】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００５２】
実施形態１
この実施形態は図１に示すものである。
【００５３】
図１において、金属筒状体（１）は全長にわたる複数の溶着部（３Ａ）（３Ｂ）（３Ｃ）により複数の管構成部分（４Ａ）（４Ｂ）が互いに溶着されているポートホール押出管（２）からなり、両端が開口した横断面円形の筒状部（５）と、筒状部（５）に全長にわたって一体に形成されかつ筒状部（５）内を両端が開口した複数、ここでは４つの空間（６）に仕切る補強部（７）とよりなる。補強部（７）は、筒状部（５）の内周面から中心線に向かって内方に伸びかつ筒状部（５）の中心線上で相互に一体化された空間（６）と同数の補強壁（８）よりなる。ここでは、すべての補強壁（８）は、筒状部（５）の中心線の周りに等角度間隔で形成されている。
【００５４】
ポートホール押出管（２）は、筒状部（５）における１つの補強壁（８）の厚さ方向の中心部からこれに隣接する補強壁（８）の厚さ方向の中心部まで至る部分筒状部（４ａ）、および部分筒状部（４ａ）の両側縁から筒状部（５）の中心線に向かって径方向内方に伸びかつ補強壁（８）の幅方向（筒状部（５）の径方向）の中間部に至る平坦部（４ｂ）よりなる補強壁（８）と同数の第１管構成部分（４Ａ）と、各第１管構成部分（４Ａ）の平坦部（４ｂ）の先端どうしを連結する２つの平坦部（４ｃ）よりなる第１管構成部分（４Ａ）と同数の略Ｌ形第２管構成部分（４Ｂ）とから構成されている。これらの管構成部分（４Ａ）（４Ｂ）は、筒状部（５）外周面における補強壁（８）の厚さ方向の中心部と対応する部分から補強壁（８）の幅方向の中間部に至る第１溶着部（３Ａ）と、第１溶着部（３Ａ）に連なって筒状部（５）の中心線まで伸びる第２溶着部（３Ｂ）と、第１溶着部（３Ａ）と第２溶着部（３Ｂ）との連接部から補強壁（８）の両側面に伸びる第３溶着部（３Ｃ）とにより互いに溶着されている。したがって、横断面において、一端が筒状部（５）の外周面に露出した第１溶着部（３Ａ）の他端は、補強部（７）により仕切られた内部空間（６）には露出していない。
【００５５】
ポートホール押出管（２）は、たとえばＪＩＳ  Ａ２０００系合金、ＪＩＳ  Ａ５０００系合金、ＪＩＳ  Ａ６０００系合金およびＪＩＳ  Ａ７０００系合金のうちのいずれかにより形成されている。
【００５６】
実施形態２
この実施形態は図２に示すものである。
【００５７】
図２において、金属筒状体（１０）を構成するポートホール押出管（２）における補強部（７）の補強壁（８）の数は８つであり、したがって第２管構成部分（４Ｂ）は略Ｖ形となっている。その他の構成は実施形態１の金属筒状体と同じである。
【００５８】
実施形態３
この実施形態は図３に示すものである。
【００５９】
図３において、金属筒状体（１５）を構成するポートホール押出管（１６）の補強部（１７）は、筒状部（５）内を複数、ここでは５つの空間（１８）（１９）に仕切るものであり、筒状部（５）と同心状に形成された横断面円形の内筒状部（２０）と、筒状部（５）の中心線から放射状に伸びる複数の面上に位置しかつ筒状部（５）と内筒状部（２０）とを連結する複数、ここでは空間（１８）（１９）の数より１つ少ない補強壁（２１）とを有している。すべての補強壁（２１）は、筒状部（５）の中心線の周りに等角度間隔で形成されている。
【００６０】
ポートホール押出管（１６）は、筒状部（５）における１つの補強壁（２１）の厚さ方向の中心部からこれに隣接する補強壁（２１）の厚さ方向の中心部まで至る部分筒状部（２２ａ）、および部分筒状部（２２ａ）の両側縁から筒状部（５）の中心線に向かって伸びかつ補強壁（２１）の内筒状部（２０）側端部に至る平坦部（２２ｂ）よりなる補強壁（２１）と同数の第１管構成部分（２２Ａ）と、内筒状部（２０）における１つの補強壁（２１）の厚さ方向の中心部からこれに隣接する補強壁（２１）の厚さ方向の中心部まで至る部分内筒状部（２２ｃ）、および部分内筒状部（２２ｃ）の両側縁から径方向外方に向かって伸びかつ第１管構成部分（２２Ａ）の２つの平坦部（２２ｂ）に連なる平坦部（２２ｄ）よりなる第１管構成部分（２２Ａ）と同数の第２管構成部分（２２Ｂ）とから構成されている。これらの管構成部分（２２Ａ）（２２Ｂ）は、筒状部（５）外周面における補強壁（２１）の厚さ方向の中心部と対応する部分から補強壁（２１）の内筒状部（２０）側端部に至る第１溶着部（２３Ａ）と、第１溶着部（２３Ａ）に連なって内筒状部（２０）の内周面まで伸びる第２溶着部（２３Ｂ）と、第１溶着部（２３Ａ）と第２溶着部（２３Ｂ）との連接部から補強壁（２１）の両側面に伸びる第３溶着部（２３Ｃ）とにより互いに溶着されている。したがって、横断面において、一端が筒状部（５）の外周面に露出した第１溶着部（２３Ａ）の他端は、補強部（１７）により仕切られた内部空間（１８）（１９）には露出していない。
【００６１】
実施形態４
この実施形態は図４に示すものである。
【００６２】
図４において、金属筒状体（２５）を構成するポートホール押出管（２）の筒状部（５）は横断面楕円形（数学的に定義される楕円形に限らず、楕円形に近い形状、たとえば長円形も含む。以下同じ）である。そして、補強部（７）の補強壁（８）は、楕円形筒状部（５）の長径上および短径上に位置しており、長径上に位置する補強壁（８）の幅が短径上に位置する補強壁（８）の幅よりも大きくなっているとともに、第１および第２管構成部分（４Ａ）（４Ｂ）の形状が、筒状部（５）が横断面楕円形であることにより、筒状部（５）が横断面円形の場合と異なっている。その他の構成は実施形態１の金属筒状体（１）と同じである。
【００６３】
上記実施形態２〜４において、金属筒状体（１０）（１５）（２５）を構成するポートホール押出管（２）（１６）は、たとえばＪＩＳ  Ａ２０００系合金、ＪＩＳ  Ａ５０００系合金、ＪＩＳ  Ａ６０００系合金およびＪＩＳ  Ａ７０００系合金のうちのいずれかにより形成されている。
【００６４】
なお、図示は省略したが、実施形態２の金属筒状体（１０）における筒状部（５）の横断面形状を楕円形に変えてもよい。この場合も、補強部（７）の補強壁（８）の幅と、第１および第２管構成部分（４Ａ）（４Ｂ）の形状が、筒状部（５）が横断面楕円形であることにより、筒状部（５）が横断面円形の場合と異なったものになる。さらに、実施形態３の金属筒状体（１５）における筒状部（５）および内筒状部（２０）の横断面形状を楕円形に変えてもよい。この場合も、補強部（１７）の補強壁（２１）の幅と、第１および第２管構成部分（２２Ａ）（２２Ｂ）の形状が、筒状部（５）および内筒状部（２０）が横断面楕円形であることにより、筒状部（５）および内筒状部（２０）が横断面円形の場合と異なったものになる。さらに、金属筒状体の横断面形状は、これらのものに限定されない。
【００６５】
上記実施形態１〜４の金属筒状体（１）（１０）（１５）（２５）は、燃料水素ガスボンベ、燃料電池、および燃料水素ガスボンベから燃料電池に燃料水素ガスを送る圧力配管を備えている燃料電池システムにおいて、圧力配管として用いられる。このような燃料電池システムは、燃料電池自動車に搭載されたり、あるいはしコージェネレーションシステムに使用される。
【００６６】
また、金属筒状体（１）（１０）（１５）（２５）は、天然ガスボンベおよび天然ガスボンベから天然ガスを送り出す圧力配管を備えている天然ガス供給システムと、発電機と、発電機駆動装置を備えているコージェネレーションシステムにおいて、天然ガスボンベから発電機駆動装置に天然ガスを送る圧力配管として用いられる。
【００６７】
また、金属筒状体（１）（１０）（１５）（２５）は、天然ガスボンベおよび天然ガスボンベから天然ガスを送り出す圧力配管を備えている天然ガス供給システムと、天然ガスを燃料とするエンジンとを備えている天然ガス自動車において、天然ガスボンベからエンジンに天然ガスを送る圧力配管として用いられる。
【００６８】
さらに、金属筒状体（１）（１０）（１５）（２５）は、酸素ガスボンベおよび酸素ガスボンベから酸素ガスを送り出す圧力配管を備えている酸素ガス供給システムにおいて、圧力配管として用いられる。
【００６９】
但し、この発明による金属筒状体の用途は、上記のような圧力配管に限定されない。
【００７０】
実施形態５
この実施形態は図５〜図８に示すものである。
【００７１】
図５はこの実施形態のガスボンベ用ライナを示し、図６はガスボンベ用ライナを利用した高圧水素タンクを示す。また、図７および図８はガスボンベ用ライナの製造方法を示す。
【００７２】
図５において、ガスボンベ用ライナ（３０）は、上記実施形態１の金属筒状体（１）からなる胴（３１）と、胴（３１）の両端部に接合されかつ胴（３１）の両端開口、すなわち金属筒状体（１）の空間（６）の両端開口を閉鎖するアルミニウム製鏡板（３２）（３３）とよりなる。
【００７３】
両鏡板（３２）（３３）は、それぞれ切削加工または鍛造により形成されたものであり、一方の鏡板（３２）には口金取付部（３２ａ）が一体に形成されている。両鏡板（３２）（３３）は、それぞれたとえばＪＩＳ  Ａ２０００系合金、ＪＩＳ  Ａ５０００系合金、ＪＩＳ  Ａ６０００系合金およびＪＩＳ  Ａ７０００系合金のうちのいずれかにより形成形成されている。
【００７４】
ここで、胴（３１）を構成する金属筒状体（１）と両鏡板（３２）（３３）は、すべてのものが同じ材料で形成されていてもよいし、あるいはこれら３つのうち少なくとも２つのものが異なる材料で形成されていてもよい。
【００７５】
胴（３１）と両鏡板（３２）（３３）とは、適当な方法により金属的に接合されている。ここでは、胴（３１）と両鏡板（３２）（３３）とは、両者の突き合わせ部において、全周にわたって摩擦攪拌接合されている。接合部のビードを（３４）で示す。
【００７６】
図６に示すように、ガスボンベ用ライナ（３０）は、周囲の全体が、たとえばカーボン繊維強化樹脂などからなる繊維強化樹脂層（３５）で覆われ、高圧ガスボンベ（３６）として用いられる。
【００７７】
以下、図７および図８を参照して、ガスボンベ用ライナ（３０）の製造方法について説明する。
【００７８】
まず、ポートホール押出機（図示略）により、金属筒状体（１）を押出成形する。また、口金取付部（３２ａ）を有する鏡板（３２）と、口金取付部を有さない鏡板（３３）を、鍛造または切削加工によって形成する。さらに、先端部にテーパ部を介して小径部（４１ａ）が同軸上に一体に形成された円柱状回転子（４１）と、回転子（４１）の小径部（４１ａ）の端面に小径部（４１ａ）と同軸上に一体に形成されかつ小径部（４１ａ）よりも小径であるピン状プローブ（４２）とを備えている摩擦攪拌接合用工具（４０）を用意する（図７参照）。回転子（４１）およびプローブ（４２）は、円筒状胴（３１）および鏡板（３２）（３３）よりも硬質でかつ接合時に発生する摩擦熱に耐えうる耐熱性を有する材料で形成されている。
【００７９】
ついで、金属筒状体（１）の筒状部（５）の一端面に一方の鏡板（３２）の端面を突き合わせる。筒状部（５）の端面および鏡板（３２）の端面はいずれも平坦面であり、突き合わせ部において、両端面が面接触するように突き合わされる。また、筒状部（５）および鏡板（３２）の突き合わせ部の肉厚は等しくなっている。ついで、摩擦攪拌接合用工具（４０）を回転させながら、筒状部（５）と鏡板（３２）との突き合わせ部における周方向の１個所にプローブ（４２）を埋入するとともに、工具（４０）における小径部（４１ａ）とプローブ（４２）との間の肩部を、筒状部（５）および鏡板（３２）に押し付ける。このとき、埋入したプローブ（４２）の先端と筒状部（５）の内周面との距離を、０．１ｍｍ以上でかつ筒状部（５）の肉厚の１／２以下とすることが好ましい。この距離が０．１ｍｍ未満であると、後述するプローブ（４２）による摩擦攪拌接合の際に筒状部（５）の内周面に周方向に伸びるＶ溝が形成され、十分な耐圧性が得られなくなるおそれがある。また、筒状部（５）の肉厚の１／２を越えると、筒状部（５）および鏡板（３２）の厚さ方向の全体のうち接合される部分の厚さが薄くなり、やはり十分な耐圧性が得られなくなるおそれがある。また、上記肩部の押し付けにより、接合開始時および接合途中に生じることのある軟化部の肉の飛散を防止して良好な接合状態を得ることができるとともに、筒状部（５）および鏡板（３２）と上記肩部との摺動によって摩擦熱をさらに発生させてプローブ（４２）と筒状部（５）および鏡板（３２）との接触部およびその近傍の軟化を促進することができ、しかも接合部の表面へのバリ等の凹凸の発生を防止することができる。
【００８０】
ついで、胴（３１）および鏡板（３２）と摩擦攪拌接合用工具（４０）とを相対的に移動させることによって、プローブ（４２）を上記突き合わせ部の周方向に移動させる。すると、プローブ（４２）の回転により発生する摩擦熱と、筒状部（５）および鏡板（３２）と上記肩部との摺動により発生する摩擦熱とによって、上記突き合わせ部の近傍において筒状部（５）および鏡板（３２）の母材となる金属は軟化するとともに、この軟化部がプローブ（４２）の回転力を受けて攪拌混合され、さらにこの軟化部がプローブ（４２）通過溝を埋めるように塑性流動した後、摩擦熱を急速に失って冷却固化するという現象が、プローブ（４２）の移動に伴って繰り返されることにより、筒状部（５）と鏡板（３２）とが接合されていく。そして、プローブ（４２）が上記突き合わせ部の全周にわたって移動して埋入位置に戻ったときに筒状部（５）と鏡板（３２）とが全周にわたって接合される。このとき、ビード（３４）が形成される。
【００８１】
ついで、プローブ（４２）が埋入位置に戻った後、あるいは埋入位置を通過した後に、筒状部（５）および鏡板（３２）の突き合わせ部に配置した当て部材までプローブ（４２）を移動させ、ここでプローブ（４２）を引き抜く。また、他方の鏡板（３３）も、上記と同様にして筒状部（５）に接合する。こうして、ガスボンベ用ライナ（３０）が製造される。
【００８２】
ガスボンベ用ライナ（３０）を用いての高圧水素ガスボンベ（３６）の製造は、ガスボンベ用ライナ（３０）の周囲の全体を繊維強化樹脂層（３５）で覆うことによって行われる。
【００８３】
実施形態６
この実施形態は図９および図１０に示すものである。
【００８４】
図９において、この実施形態のガスボンベ用ライナ（５０）の場合、上記実施形態５における胴（３１）を構成する金属筒状体（１）の筒状部（５）の両端部が切除されることにより胴（５１）が形成されており、補強部（７）の両端部は筒状部（５）の両端よりも外方に突出している。そして、両鏡板（３２）（３３）は補強部（７）の両端突出部（７ａ）に嵌め被せられた状態で金属筒状体（１）に接合されている。その他の構成は上記実施形態５のガスボンベ用ライナ（３０）と同じである。
【００８５】
ガスボンベ用ライナ（５０）は、周囲の全体が、たとえばカーボン繊維強化樹脂などからなる繊維強化樹脂層で覆われ、高圧ガスボンベとして用いられる。
【００８６】
ガスボンベ用ライナ（５０）は、図１０に示す方法で製造される。すなわち、金属筒状体（１）の筒状部（５）の両端部を所定長さにわたって切除し、補強部（７）の両端部を外方に突出させて胴（５１）を製造する。ついで、両鏡板（３２）（３３）を、補強部（７）の両端突出部（７ａ）に嵌め被せる。その後は、実施形態５の場合と同じ方法により、胴（５１）の両端部に鏡板（３２）（３３）を摩擦攪拌接合する。こうして、ガスボンベ用ライナ（５０）が製造される。
【００８７】
なお、上記実施形態５および６においては、金属筒状体（１）および鏡板（３２）（３３）は摩擦攪拌接合されているが、これに限定されるものではなく、その他の適宜な方法、たとえば溶融溶接などの一般的な溶接法により接合されていてもよい。
【００８８】
実施形態７
この実施形態は図１１〜図１３に示すものである。
【００８９】
図１１において、ガスボンベ用ライナ（６０）は、両端が開口した円筒状胴（６１）と、胴（６１）の両端部に接合されかつ胴（６１）の両端開口を閉鎖するアルミニウム製鏡板（３２）（３３）とよりなる。
【００９０】
胴（６１）は、両端が開口した横断面円形の筒状であるアルミニウム製胴本体（６２）内に、実施形態１の金属筒状体（１）が、その両端部が胴本体（６２）の両端よりも外方に突出するように嵌め入れられたものである。金属筒状体（１）における胴本体（６２）からの外方突出部を（１ａ）で示す。
【００９１】
胴本体（６２）は、短筒状ブランクをフローフォーミングにより軸方向にしごき加工して形成された管や、マンドレル押出管などの継ぎ目無し管からなることがある。また、胴本体（６２）は、全長にわたる複数の溶着部により複数の構成部分が互いに溶着されているポートホール押出管や、電縫管などの継ぎ目有り管からなることがある。胴本体（６２）は、たとえばＪＩＳ  Ａ２０００系合金、ＪＩＳ  Ａ５０００系合金、ＪＩＳ  Ａ６０００系合金およびＪＩＳ  Ａ７０００系合金のうちのいずれかにより形成される。
【００９２】
ここで、胴本体（６２）が継ぎ目有り管からなる場合、金属筒状体（１）の第１溶着部（３Ａ）と胴本体（６２）の継ぎ目とは、耐圧性を考慮して周方向にずらされていることが好ましい。
【００９３】
両鏡板（３２）（３３）は、それぞれ金属筒状体（１）の外方突出部（１ａ）に嵌め被せられて胴本体（６２）に当接させられ、胴本体（６２）と両鏡板（３２）（３３）との当接部分において、胴本体（６２）、金属筒状体（１）および両鏡板（３２）（３３）が摩擦攪拌接合されている。接合部のビードを（６３）で示す。
【００９４】
胴本体（６２）、金属筒状体（１）および両鏡板（３２）（３３）は、すべてが同一のアルミニウム材料からなることがあり、また、胴本体（６２）、金属筒状体（１）および両鏡板（３２）（３３）のうちの少なくとも２つが異なるアルミニウム材料からなることがある。
【００９５】
ガスボンベ用ライナ（６０）は、周囲の全体が、たとえばカーボン繊維強化樹脂などからなる繊維強化樹脂層で覆われ、高圧ガスボンベとして用いられる。
【００９６】
以下、図１２および図１３を参照して、ガスボンベ用ライナ（６０）の製造方法について説明する。
【００９７】
まず、両端が開口した筒状胴本体（６２）と、胴本体（６２）の内周面に密接しうる筒状部（５）を有する胴本体（６２）よりも長い金属筒状体（１）と、金属筒状体（１）の端部に嵌め被せうる２つの鏡板（３２）（３３）とを用意する。一方の鏡板（３２）には口金取付部（３２ａ）を形成しておく。
【００９８】
ついで、金属筒状体（１）を冷却して収縮させた状態で、その両端部が胴本体（６２）の両端よりも外方に突出するように胴本体（６２）内に嵌め入れ（図１２参照）、両鏡板（３２）（３３）をそれぞれ金属筒状体（１）の外方突出部（１ａ）に嵌め被せて胴本体（６２）の両端面に両鏡板（３２）（３３）の端面を当接させる。金属筒状体（１）の温度が上昇して元の状態に膨張すると、金属筒状体（１）と、胴本体（６２）および両鏡板（３２）（３３）とが仮止めされる。
【００９９】
ついで、摩擦攪拌接合用工具（４０）を回転させながら、胴本体（６２）と一方の鏡板（３２）との突き合わせ部における周方向の１個所に、プローブ（４２）を、その先端部が金属筒状体（１）の筒状部（５）に至るまで埋入する。このとき、工具（４０）における小径部（４１ａ）とプローブ（４２）との間の肩部を、胴本体（６２）および鏡板（３２）に押し付ける（図１３参照）。
【０１００】
ついで、胴本体（６２）、金属筒状体（１）および鏡板（３２）と摩擦攪拌接合用工具（４０）とを相対的に移動させることによって、プローブ（４２）を上記突き合わせ部の周方向に移動させる。すると、プローブ（４２）の回転により発生する摩擦熱と、胴本体（６２）および鏡板（３２）と上記肩部との摺動により発生する摩擦熱とによって、上記突き合わせ部の近傍（図１３に鎖線Ａで示す部分）において胴本体（６２）、金属筒状体（１）の筒状部（５）および鏡板（３２）は軟化するとともに、この軟化部がプローブ（４２）の回転力を受けて攪拌混合され、さらにこの軟化部がプローブ（４２）通過溝を埋めるように塑性流動した後、摩擦熱を急速に失って冷却固化するという現象が、プローブ（４２）の移動に伴って繰り返されることにより、胴本体（６２）と金属筒状体（１）の筒状部（５）と鏡板（３２）とが接合されていく。そして、プローブ（４２）が上記突き合わせ部の全周にわたって移動して埋入位置に戻ったときに胴本体（６２）と金属筒状体（１）の筒状部（５）と鏡板（３２）とが全周にわたって接合される。
【０１０１】
ついで、プローブ（４２）が埋入位置に戻った後、あるいは埋入位置を通過した後に、上記突き合わせ部に配置した当て部材までプローブ（４２）を移動させ、ここでプローブ（４２）を引き抜く。また、他方の鏡板（３３）も、上記と同様にして胴本体（６２）および金属筒状体（１）の筒状部（５）に摩擦攪拌接合する。こうして、ガスボンベ用ライナ（６０）が製造される。
【０１０２】
上述した摩擦攪拌接合の際に、金属筒状体（１）の働きにより、胴本体（６２）および両鏡板（３２）（３３）の内側への変形が防止される。
【０１０３】
実施形態８
この実施形態は図１４に示すものである。
【０１０４】
図１４において、この実施形態のガスボンベ用ライナ（７０）の場合、両端が開口した円筒状胴（６１）と、胴（６１）の一端部に接合されかつ胴（６１）の一端開口を閉鎖するアルミニウム製鏡板（３２）と、胴（６１）を構成する胴本体（７１）の他端に一体に形成されかつ胴（６１）の他端開口を閉鎖する鏡板部（７２）とよりなる。鏡板部（７２）内へは金属筒状体（１）は入り込んでいない。胴本体（７１）は、カップ状ブランクにしごき加工を施すことにより形成されている。その他の構成は実施形態７のガスボンベ用ライナ（６０）と同様である。胴本体（７１）、金属筒状体（１）および鏡板（３３）を形成する材料についても、実施形態７のガスボンベ用ライナ（６０）と同様である。
【０１０５】
ガスボンベ用ライナ（７０）は、周囲の全体が、たとえばカーボン繊維強化樹脂などからなる繊維強化樹脂層で覆われ、高圧ガスボンベとして用いられる。
【０１０６】
ガスボンベ用ライナ（７０）は、以下に述べる方法で製造される。
【０１０７】
まず、カップ状ブランクにしごき加工を施すことにより、端部に鏡板部（７２）が一体に形成された胴本体（７１）をつくる。また、胴本体（７１）の内周面に密接しうる筒状部（５）を有する胴本体（７１）よりも長い金属筒状体（１）と、金属筒状体（１）の端部に嵌め被せうる１つの鏡板（３２）とを用意する。
【０１０８】
ついで、金属筒状体（１）を冷却して収縮させた状態で、その一端部が胴本体（７１）の開口端よりも外方に突出するように、鏡板部（７２）が形成されていない側の開口から胴本体（７１）内に嵌め入れ、鏡板（３２）を金属筒状体（１）の外方突出部（１ａ）に嵌め被せて胴本体（７１）の端面に鏡板（３２）の端面を当接させる。金属筒状体（１）の温度が上昇して元の状態に膨張すると、金属筒状体（１）と、胴本体（７１）および鏡板（３２）とが仮止めされる。
【０１０９】
その後、実施形態７の場合と同様にして、胴本体（７１）、金属筒状体（１）および鏡板（３２）を摩擦攪拌接合する。こうして、ガスボンベ用ライナ（７０）が製造される。
【０１１０】
上述した摩擦攪拌接合の際に、金属筒状体（１）の働きにより、胴本体（７１）および鏡板（３２）の内側への変形が防止される。
【０１１１】
実施形態９
この実施形態は図１５に示すものである。
【０１１２】
図１５において、この実施形態のガスボンベ用ライナ（８０）の場合、胴（６１）を構成する胴本体（８１）の一端に口金取付部（８２ａ）を有する鏡板部（８２）が一体に形成され、これにより胴（６１）の一端開口は閉鎖されている。鏡板部（８２）内へは金属筒状体（１）は入り込んでいない。その他の構成は実施形態７のガスボンベ用ライナ（６０）と同様である。胴本体（８１）、金属筒状体（１）および鏡板（３３）を形成する材料についても、実施形態７のガスボンベ用ライナ（６０）と同様である。
【０１１３】
ガスボンベ用ライナ（８０）は、周囲の全体が、たとえばカーボン繊維強化樹脂などからなる繊維強化樹脂層で覆われ、高圧ガスボンベとして用いられる。
【０１１４】
ガスボンベ用ライナ（８０）は、以下に述べる方法で製造される。
【０１１５】
短筒状ブランクをフローフォーミングにより軸方向にしごき加工して形成された管や、マンドレル押出管などの継ぎ目無し管の一端部にスピニング加工、プレス加工、あるいは鍛造により口金取付部（８２ａ）を有する鏡板部（８２）を一体に形成することにより胴本体（８１）をつくる。
【０１１６】
そして、鏡板部（８２）が形成されていない側の開口から胴本体（８１）内に金属筒状体（１）を嵌め入れることを除いては、実施形態８の場合と同様にしてガスボンベ用ライナ（８０）が製造される。
【０１１７】
上記実施形態６〜９のガスボンベ用ライナ（５０）（６０）（７０）（８０）を用いての高圧水素ガスボンベの製造は、ガスボンベ用ライナ（５０）（６０）（７０）（８０）の周囲の全体を繊維強化樹脂層で覆うことによって行われる。
【０１１８】
なお、上記実施形態７〜９においては、胴本体（６２）（７１）（８１）、金属筒状体（１）および鏡板（３２）（３３）は摩擦攪拌接合されているが、これに限定されるものではなく、その他の適宜な方法、たとえば溶融溶接などの一般的な溶接法により接合されていてもよい。
【０１１９】
上記実施形態５〜９のガスボンベ用ライナ（３０）（５０）（６０）（７０）（８０）を有する高圧ガスボンベは、燃料水素ガスボンベ、燃料電池、および燃料水素ガスボンベから燃料電池に燃料水素ガスを送る圧力配管を備えた燃料電池システムにおける燃料水素ガスボンベとして用いられる。燃料電池システムは、燃料電池自動車に搭載される。また、燃料電池システムはコージェネレーションシステムにも用いられる。
【０１２０】
また、高圧ガスボンベは、天然ガスボンベおよび天然ガスボンベから天然ガスを送り出す圧力配管を備えた天然ガス供給システムにおける天然ガスボンベとして用いられる。天然ガス供給システムは、発電機および発電機駆動装置とともにコージェネレーションシステムに用いられる。また、天然ガス供給システムは、天然ガスを燃料とするエンジンを備えている天然ガス自動車に用いられる。
【０１２１】
さらに、高圧ガスボンベは、酸素ガスボンベおよび酸素ガスボンベから酸素ガスを送り出す圧力配管を備えた酸素ガス供給システムにおける酸素ガスボンベとして用いられる。
【０１２２】
上記実施形態５〜９のガスボンベ用ライナにおいて、金属筒状体（１）として、実施形態２〜４のもの、あるいは他の横断面形状のものを用いることができる。金属筒状体（１）の筒状部（５）の横断面形状が楕円形やその他の異形の場合には、その形状に合わせて鏡板や胴本体などの他の部材の形状も適宜変更される。
【０１２３】
【発明の効果】
上記１）〜３）の金属筒状体によれば、ポートホール押出管のすべての溶着部のうち、横断面において、一端が筒状部の外周面に露出した溶着部の他端が、補強部により仕切られた内部空間に露出しておらず、しかも筒状部内を複数の空間に仕切る補強部を有するので、金属筒状体の耐圧性が優れたものになり、たとえば高圧ガスを流す圧力配管などの耐圧管に用いたとしても、溶着部での破壊が防止される。また、ポートホール押出管からなるので、偏肉が生じることはなく、しかも長尺、大型化を図ることができる。さらに、補強部を有する複雑な横断面形状のものを簡単に得ることができる。
【０１２４】
上記４）の金属筒状体によれば、耐圧性が一層向上する。
【０１２５】
上記１２）のガスボンベ用ライナによれば、胴の耐圧性が優れたものになり、溶着部での破壊が防止される。また、胴がポートホール押出管よりなるので、偏肉が生じることはなく、しかも長尺、大型化を図ることができる。さらに、複雑な横断面形状のものを簡単に得ることができる。
【０１２６】
上記１３）のガスボンベ用ライナによれば、金属筒状体の筒状部および鏡板が補強部により内側から支えられるので、接合時の作業性が向上し、しかも摩擦攪拌接合による接合時には、筒状部および鏡板の内側への変形が防止される。
【０１２７】
上記１４）のガスボンベ用ライナによれば、胴を構成する金属筒状体と鏡板とが摩擦攪拌接合されているので、比較的簡単かつ確実にこれらを外側から接合することができる。また、摩擦攪拌接合部は軟化することがないので、高圧ガスを封入した際にも接合部の破壊が防止される。また、接合部の組織が微細化されるので、たとえば水素ガスボンベに用いた場合にも水素脆化が抑制される。さらに、ガスボンベ用ライナの内面に溶融スパッタやヒュームが残留することはないので、自動車、住宅、輸送機械等において、水素ガスや天然ガスを燃料とする発電システムに損傷を与えることが防止される。
【０１２８】
上記１５）および１６）のガスボンベ用ライナの製造方法によれば、上記１３）および１４）のガスボンベ用ライナを比較的簡単に製造することができる。また、金属筒状体の筒状部および鏡板が補強部により内側から支えられるので、接合時の作業性が向上し、しかも摩擦攪拌接合による接合時には、筒状部および鏡板の内側への変形が防止される。
【０１２９】
上記１７）および１８）のガスボンベ用ライナによれば、胴は、胴本体および金属筒状体の筒状部との２重構造であり、しかも筒状部にその内部を複数の空間に仕切る複数の補強部が一体に形成されているので、従来のガスボンベ用ライナに比べて耐圧性が向上する。また、胴本体と鏡板との当接部分において、胴本体、金属筒状体および鏡板が接合されているので、接合部の耐圧性も十分なものになる。さらに、鏡板が金属筒状体における胴本体から突出した外方突出部に嵌め被せられて、胴本体および補強部材に接合されているので、接合作業時の作業性が向上する。
【０１３０】
上記１９）のガスボンベ用ライナによれば、胴本体、金属筒状体および鏡板とが摩擦攪拌接合されているので、比較的簡単かつ確実にこれらを外側から接合することができる。また、摩擦攪拌接合部は軟化することがないので、高圧ガスを封入した際にも接合部の破壊が防止される。また、接合部の組織が微細化されるので、たとえば水素ガスボンベに用いた場合にも水素脆化が抑制される。さらに、ガスボンベ用ライナの内面に溶融スパッタやヒュームが残留することはないので、自動車、住宅、輸送機械等において、水素ガスや天然ガスを燃料とする発電システムに損傷を与えることが防止される。さらに、接合作業時には、胴本体および鏡板が金属筒状体により内側から支持されるので、胴本体および鏡板の変形が防止される。
上記２１）のガスボンベ用ライナによれば、金属筒状体の位置決めを確実に行うことができるとともに、金属筒状体と胴本体との密着性を高めて耐圧性を向上させることができる。金属筒状体と胴本体との間に隙間があれば、金属筒状体は、内圧が高まった場合に膨らむとともに低くなった場合に収縮し、このような脈動を繰り返すことにより、疲労破壊を起こすおそれがある。
【０１３１】
上記２４）および２５）のガスボンベ用ライナの製造方法によれば、上記１７）および１８）のガスボンベ用ライナを比較的簡単に製造することができる。
【０１３２】
上記２６）のガスボンベ用ライナの製造方法によれば、上記２１）のガスボンベ用ライナと同様な効果を奏する。
【０１３３】
上記２７）のガスボンベ用ライナの製造方法によれば、胴本体、金属筒状体および鏡板を、外側から比較的簡単かつ確実に接合することができる。また、摩擦攪拌接合部は軟化することがないので、高圧ガスを封入した際にも接合部の破壊が防止される。また、接合部の組織が微細化されるので、たとえば水素ガスボンベに用いた場合にも水素脆化が抑制される。さらに、ガスボンベ用ライナの内面に溶融スパッタやヒュームが残留することはないので、自動車、住宅、輸送機械等において、水素ガスや天然ガスを燃料とする発電システムに損傷を与えることが防止される。さらに、接合作業時には、胴本体および鏡板が金属筒状体により内側から支持されるので、胴本体および鏡板の変形が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１の金属筒状体を示す横断面図である。
【図２】この発明の実施形態２の金属筒状体を示す横断面図である。
【図３】この発明の実施形態３の金属筒状体を示す横断面図である。
【図４】この発明の実施形態４の金属筒状体を示す横断面図である。
【図５】この発明の実施形態５のガスボンベ用ライナを示す斜視図である。
【図６】図５のガスボンベ用ライナを用いた高圧ガスボンベを示す縦断面図である。
【図７】図５のガスボンベ用ライナを製造する方法を示す斜視図である。
【図８】図５のガスボンベ用ライナを製造する方法を示す部分拡大縦断面図である。
【図９】この発明の実施形態６のガスボンベ用ライナを示す斜視図である。
【図１０】図９のガスボンベ用ライナを製造する方法を示す斜視図である。
【図１１】この発明の実施形態７のガスボンベ用ライナを示す斜視図である。
【図１２】図１１のガスボンベ用ライナを製造する方法を示す斜視図である。
【図１３】図１１のガスボンベ用ライナを製造する方法を示す部分拡大縦断面図である。
【図１４】この発明の実施形態８のガスボンベ用ライナを示す斜視図である。
【図１５】この発明の実施形態９のガスボンベ用ライナを示す斜視図である。
【符号の説明】
（１）（１０）（１５）（２５）：金属筒状体
（１ａ）：外方突出部
（３Ａ）（２３Ａ）：第１溶着部
（３Ｂ）（２３Ｂ）：第２溶着部
（３Ｃ）（２３Ｃ）：第３溶着部
（４Ａ）（２２Ａ）：第１管構成部分
（４Ｂ）（２２Ｂ）：第２管構成部分
（５）：筒状部
（６）（１８）（１９）：空間
（７）（１７）：補強部
（７ａ）：外方突出部
（８）（２１）：補強壁
（２０）：内筒状部
（３０）（５０）（６０）（７０）（８０）：ガスボンベ用ライナ
（３１）（６１）：胴
（３２）（３３）：鏡板
（４０）：摩擦攪拌接合用工具
（４２）：プローブ
（６２）（７１）（８１）：胴本体
（７２）（８２）：鏡板部
（８２ａ）：口金取付部
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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