(57)【要約】【課題】保護部材に別途材料を含ませることなく外部から容器本体への入熱を抑制できると共に、容器本体と保護部材との接着性を確認することができる高圧タンクを提供する。【解決手段】本発明に係る高圧タンク１００は、補強層１２の表面に、弾性接着剤２０によって接着された保護部材６０を備え、弾性接着剤２０と保護部材６０内面と補強層１２表面とで囲まれる断熱空間Ｓが大気圧よりも低い圧力となっている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク本体を有する高圧タンクにおいて、
補強層の表面に、弾性接着剤によって接着された保護部材を備え、
前記弾性接着剤と前記保護部材内面と前記補強層表面とで囲まれる断熱空間が大気圧よりも低い圧力となっていることを特徴とする高圧タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両等に搭載される圧力容器（高圧タンク）として、水素ガスを収納する収容空間を内部に有するライナーに、カーボン繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂を含浸した繊維強化複合材を巻きつけて硬化させた補強層を有するものがある。この補強層の外表面には、高圧タンクが外力によって衝撃を受けたときに損傷を軽減するための保護層（保護部材）を設けることが知られている。
【０００３】
上記保護部材には、例えば車両火災時に高温の元となる火炎等から保護するために、膨張黒鉛を混ぜたものがある。下記特許文献１に記載された高圧タンクでは、補強層の外表面を覆う保護部材に膨張黒鉛を含ませることにより、高圧タンクの断熱性能を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０７４４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１では、保護部材に含ませる膨張黒鉛が別途必要になり、コストがかかる。また、高圧タンクの製造工程においては、容器本体（ライナーと補強層）と保護部材との接着が十分であるか否かを確認するための試験を行う必要があるが、上記特許文献１では、保護部材と容器本体との接着性を確認することが難しいという問題もあった。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、保護部材に別途材料を含ませることなく外部から容器本体への入熱を抑制できると共に、容器本体と保護部材との接着性を確認することができる高圧タンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明に係る高圧タンクは、補強層の表面に、弾性接着剤によって接着された保護部材を備え、前記弾性接着剤と前記保護部材内面と前記補強層表面とで囲まれる断熱空間が大気圧よりも低い圧力となっている。
【０００８】
かかる構成によれば、補強層と保護部材と弾性接着剤とで囲まれた断熱空間が、大気圧よりも低い圧力となっているので、保護部材に別途の材料を含ませることなく、外部から容器本体への入熱を抑制することができる。また、弾性接着剤によって、補強層と保護部材とがしっかり接着されているか否かを、断熱空間の圧力を調べることで確認することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、保護部材に別途材料を含ませることなく外部から容器本体への入熱を抑制できると共に、容器本体と保護部材との接着性を確認することができる高圧タンクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態における高圧タンクの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の破線Ｃの拡大図である。
【図３】高圧タンク製造工程における保護部材の接着工程を示すフローチャートである。
【図４】保護部材の接着工程を説明するための図である。
【図５】変形例における高圧タンクを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１２】
まず、本発明の実施形態における高圧タンクの構成について説明する。図１は、高圧タンクの概略構成を示す断面図である。本実施形態の高圧タンクは、燃料電池に水素を供給する圧力容器であり、自動車に搭載される。
【００１３】
高圧タンク１００は、容器本体１０と、バルブ側口金３０と、エンド側口金４０と、バルブ５０と、保護部材６０とを備える。
【００１４】
容器本体１０は、樹脂ライナー１１と補強層１２とによって形成される。樹脂ライナー１１は、水素を充填するための空間を形成するためのものであり、樹脂成形によって製造される。補強層１２は、樹脂ライナー１１を補強するために、樹脂ライナー１１の外周を覆う。補強層１２の材料は、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）である。補強層１２は、ＦＷ法によって形成される。
【００１５】
図１に示されるように、容器本体１０は、胴板部８０と、第１鏡板部９１と、第２鏡板部９２とによって構成される。胴板部８０は、樹脂ライナー１１と補強層１２との一部であって、断面形状が直線である部位である。この直線の方向は、図１に示された軸線Ｏの方向と一致する。第１鏡板部９１及び第２鏡板部９２は、樹脂ライナー１１と補強層１２との一部であって、胴板部８０でない部位である。つまり、断面形状が、高圧タンク１００の長軸方向に沿った直線ではない部位であり、具体的には曲線の部位である。
【００１６】
バルブ側口金３０は、ほぼ円筒形状であるとともに、外周面から突出する鍔部を備える。バルブ側口金３０は、第１鏡板部９１において樹脂ライナー１１と補強層１２との間に上記の鍔部が挟み込まれて固定される。バルブ側口金３０の内周面は、水素の出入り口として機能する。バルブ５０は、バルブ側口金３０による水素の出入り口を開閉するために機能する。バルブ５０は、溶栓弁（図示無し）を備える。溶栓弁は、安全弁の一種であり，高圧タンク１００が所定温度以上になった場合に、貯蔵されたガスの圧力を外部に開放する機能を有する。バルブ側口金３０の内周面には雌ねじが、バルブ５０の外周面には雄ねじが形成されている。このねじを締めることによって、樹脂ライナー１１内部が密封される。
【００１７】
エンド側口金４０は、タンクの内部と外部との両方に露出するように、第２鏡板部９２に配置される。
【００１８】
保護部材６０について説明する。図２は、図１の破線Ｃの拡大図である。なお、図２では、樹脂ライナー１１の図示を省略している。
【００１９】
保護部材６０は、補強層１２の少なくとも一部を覆うように配置され、弾性接着剤２０によって補強層１２と接着されている。弾性接着剤２０は、垂れ落ちず、且つ補強層１２表面と保護部材６０内面との隙間を埋めるように変形可能な弾性を有する。また、弾性接着剤２０は、補強層１２の薄肉部をまたいで塗布される。補強層１２の薄肉部とは、補強層１２の肉厚が薄い部位のことである。このような薄肉部が出現するのは、ＦＷ法を用いて補強層１２が形成されるからである。薄肉部は、他の部位に比べると、衝撃及び高温に対して弱いため、保護部材６０を設けることによって、薄肉部を衝撃から保護する。
【００２０】
なお、図１では、保護部材６０が第２鏡板部９２の表面の一部を覆うように配置されるが、保護部材６０を設ける位置はこの例に限定されない。つまり、保護部材６０は、第１鏡板部９１の表面の一部を覆うように配置してもよく、また、胴板部８０の表面の一部を覆うように配置しても良い。すなわち、保護部材６０は、容器本体１０の外表面の少なくとも一部を覆うように配置されていれば良い。
【００２１】
（保護部材の接着方法）
続いて、高圧タンクの製造方法における保護部材の接着方法について説明する。図３は、高圧タンク製造工程における保護部材の接着工程を説明するためのフローチャートである。図４は、保護部材の接着工程の説明図である。なお、図３に示す工程の前に、樹脂ライナーと補強層とがＦＷ法によって巻回されて容器本体が作製される。
【００２２】
（ステップＳ３１）
まず、ＦＷ法によって樹脂ライナー１１外表面に巻回された補強層１２を加熱硬化させる。ＦＷ法による補強層１２の形成時に、鏡板部において気泡が巻き込まれると、当該気泡が補強層１２表面に向かって抜けながら固まり、それにより補強層１２表面に凸部１２ａ（図５参照）が形成される。この凸部１２ａを設けることにより、後述する真空時に保護部材６０が変形することを抑制することができる。
【００２３】
（ステップＳ３２、ステップＳ３３）
次いで、図３のステップＳ３２及び図４（Ａ）に示すように、補強層１２表面又は保護部材６０表面に、金属箔塗布、メッキ加工（以下、表面加工２１）を行う（ステップＳ３２）。この表面加工２１の工程は省略しても良く、補強層１２のみ若しくは保護部材６０のみに表面加工２１を実施しても良い。次いで、図３のステップＳ３３及び図４（Ａ）に示すように、補強層１２表面又は保護部材６０内面に、弾性接着剤２０を塗布する。この弾性接着剤２０の塗布は、補強層１２の薄肉部を跨いで塗布することが好ましい。なお、薄肉部とは、上記したように、補強層１２の肉厚が薄い部位のことである。また、弾性接着剤２０は、図４（Ａ）に示すように、補強層１２と保護部材６０の両方に塗布しても良く、或いは、補強層１２のみ若しくは保護部材６０のみに塗布しても良い。
【００２４】
（ステップＳ３４）
次いで、図３のステップＳ３４及び図４（Ｂ）に示すように、補強層１２に保護部材６０を貼り付ける。
【００２５】
（ステップＳ３５）
次いで、図３のステップＳ３５及び図４（Ｃ）に示すように、荷重をかけて弾性接着剤２０を押し付け、補強層１２表面と保護部材６０内面と弾性接着剤２０とで囲まれた空間（以下、断熱空間Ｓ）を、真空ポンプ７０で真空引きする。真空引きできるか否かで弾性接着剤２０の塗布不良の有無の検査（欠陥検査）を行うことができる。つまり、塗布不良があれば、真空引きができないので、塗布不良有りと判断することができる。
【００２６】
最後に、図４（Ｄ）に示すように、荷重をかけながら、真空ポンプ７０の真空引き管７１を抜き、内部を真空状態に保つ。なお、真空引き管７１の引き抜き時に、このように荷重をかけることで、真空引き管７１が抜けた部位に弾性接着剤２０が押し込まれ、真空引き管７１を挿入した部位の隙間を埋めることができるので、断熱空間Ｓ内の真空を維持することができる。
【００２７】
なお、ステップＳ３５において、真空ポンプ７０による断熱空間Ｓ内の真空度を調整することで、断熱量を変化させることができる。
【００２８】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。上述した具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００２９】
１０：容器本体（タンク本体）
１１：樹脂ライナー
１２：補強層
１２ａ：凸部
２０：弾性接着剤
２１：表面加工
３０：バルブ側口金
４０：エンド側口金
５０：バルブ
６０：保護部材
７０：真空ポンプ
７１：真空引き管７１
８０：胴板部
９１：第１鏡板部
９２：第２鏡板部
１００：高圧タンク
Ｓ：断熱空間
【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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