ガス容器の製造方法およびガス容器
【課題】溶着時の不具合を生ずることなく、ライナ構成部材同士を適切に接合することができ、生産性を向上することができるガス容器の製造方法およびガス容器を課題とする。
【解決手段】少なくとも一端側が略円筒状のライナ構成部材２１，２２同士を接合して構成される中空内部の樹脂ライナ１１を有するガス容器１の製造方法であって、ライナ構成部材２１，２２同士の接合部分を予備加熱した後で、レーザ溶着により接合した。仮接合状態の樹脂ライナ１１を回転させて、ヒータ９０により予備加熱を行うと共に、ヒータ９０の下流側のレーザトーチによりレーザ照射を行い、ライナ構成部材２１，２２同士を周方向に亘って接合する。
【解決手段】少なくとも一端側が略円筒状のライナ構成部材２１，２２同士を接合して構成される中空内部の樹脂ライナ１１を有するガス容器１の製造方法であって、ライナ構成部材２１，２２同士の接合部分を予備加熱した後で、レーザ溶着により接合した。仮接合状態の樹脂ライナ１１を回転させて、ヒータ９０により予備加熱を行うと共に、ヒータ９０の下流側のレーザトーチによりレーザ照射を行い、ライナ構成部材２１，２２同士を周方向に亘って接合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素などのガスを貯留するガス容器に関し、特に、内殻となる樹脂ライナが複数のライナ構成部材を接合して構成されるガス容器の製造方法およびガス容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水素やＣＮＧ（圧縮天然ガス）を貯留するガス容器として、軽量化等の観点から、内殻を樹脂ライナで構成し、樹脂ライナの外周面をＦＲＰなどの補強層（外殻）で補強したものが開発されている。この種の樹脂ライナとして、例えばお碗状（略円筒状部材）の一対のライナ構成部材をポリエチレンなどの熱可塑性樹脂で形成しておき、この一対のライナ構成部材の端部同士を熱板溶着することで接合したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２１１７８３号公報（第２図および第５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、非常に薄いライナ構成部材同士を熱板溶着した場合には、溶融バリの発生のほか、表面焼けや樹脂の溶融の過不足が生じるおそれがあった。また、熱板溶着法では、樹脂ライナを製造するのに時間やコストが多くかかっていた。
【０００４】
本発明は、溶着時の不具合を生ずることなく、ライナ構成部材同士を適切に接合することができ、生産性を向上することができるガス容器の製造方法およびガス容器を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のガス容器の製造方法は、少なくとも一部が中空円筒状のライナ構成部材を、複数個接合して構成される樹脂ライナを有するガス容器の製造方法であって、複数のライナ構成部材同士の接合部分は、予備加熱されている途中でまたは予備加熱された後で、レーザを照射されることによりレーザ溶着で接合されたものである。
【０００６】
この構成によれば、複数のライナ構成部材同士の接合にレーザ溶着を用いているため、短時間且つ低コストで樹脂ライナを構成することができ、ガス容器の生産性を高めることができる。また、レーザ溶着によれば、接合部分を局所的に加熱することができるため、ライナ構成部材に対し熱的影響箇所を最小限にすることができ、溶融バリなどの発生を抑制し得る。さらに、レーザ溶着に先行して接合部分が予備加熱されているため、レーザ溶着時の接合部分の表面焼けを抑制することができ、ライナ構成部材同士を適切に且つ良好に接合することができる。また、接合部分が予備加熱された状態でレーザ溶着となる分、レーザ溶着に要する時間を短縮することもできるし、レーザの出力を必要以上に高くしなくて済む。
【０００７】
ここで、「少なくとも一部（一端側）が中空円筒状のライナ構成部材」には、ライナ構成部材が全体として円筒状、環状、お碗状、ドーム状等の形状を有することが含まれる。例えば、一対の（半割りの）ライナ構成部材により樹脂ライナが構成される場合には、各ライナ構成部材は、全体としてお碗状に形成される。また、三以上のライナ構成部材により樹脂ライナが構成される場合には、樹脂ライナの両端のライナ構成部材はそれぞれ全体としてお碗状に形成され、この間に位置するライナ構成部材は全体として中空の円筒状または環状に形成される。
【０００８】
本発明の他のガス容器の製造方法は、少なくとも一部が中空円筒状のライナ構成部材を、複数個接合して構成される樹脂ライナを有するガス容器の製造方法であって、互いに接合されるべき二つのライナ構成部材の少なくとも一方を予備加熱する予備加熱工程と、予備加熱工程の途中でまたは予備加熱工程の後で、レーザを照射することにより、接合対象となる接触状態のライナ構成部材同士をレーザ溶着で互いに接合するレーザ照射工程と、を有するものである。
【０００９】
この構成によれば、上記の発明と同様に、レーザ溶着を用いているためガス容器の生産性を高めることができると共に、ライナ構成部材への熱的影響箇所を最小限にすることができる。また、レーザ溶着に先行して予備加熱を行っているため、レーザ溶着時に表面焼けを抑制することができる。予備加熱された状態でレーザが照射される分、レーザ溶着に要する時間を短縮することもできるし、レーザの出力を必要以上に高くしなくて済む。
【００１０】
ここで、予備加熱をする直接の対象は、接合対象の両方のライナ構成部材であってもよいが、ライナ構成部材の一方のみであってもよい。後者としてもよい理由は、レーザ溶着の際にライナ構成部材同士を接触状態としているため、予備加熱されたライナ構成部材からの熱伝達により、予備加熱されていないライナ構成部材についても、レーザ溶着時には予め加熱された状態になり得るからである。
【００１１】
この場合、予備加熱工程は、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材の接合部と、他方のライナ構成部材の接合部との少なくとも一方を予備加熱することで行われ、レーザ照射工程は、接触状態の接合部同士をレーザ溶着で互いに接合することで行われることが、好ましい。
【００１２】
この構成によれば、レーザ溶着の対象となる接合部の局所的な予備加熱となるため、ライナ構成部材の全体を予備加熱する場合に比べて、予備加熱工程において、ライナ構成部材全体の熱変形などの熱的影響を好適に抑制することができると共に、必要な熱量を少なくすることが可能となる。
【００１３】
この場合、予備加熱工程は、接触状態の接合部同士を予備加熱することで行われることが、好ましい。
【００１４】
この構成によれば、非接触状態の接合部同士を予備加熱する場合に比べて、接合部同士の熱伝達を促進することができるため、予備加熱を効率よく行うことができる。
【００１５】
この場合、予備加熱工程は、接触状態のライナ構成部材同士の内側および外側の少なくとも一方から、接触状態の接合部同士を加熱することで行われることが、好ましい。
【００１６】
この場合、予備加熱工程は、熱源を有する予備加熱装置に対し、接触状態のライナ構成部材同士を相対的に回転させながら、接触状態の接合部同士を周方向に亘って予備加熱することで行われることが、好ましい。
【００１７】
この構成によれば、予備加熱装置に対してライナ構成部材同士を相対回転させているため、接合部同士の全周を予備加熱することができる。
ここで、「相対的に回転」には、ライナ構成部材同士を回転させること、予備加熱装置のみを回転させること、これら両者を互いに同方向にまたは逆方向に回転させること、が含まれる。
【００１８】
この場合、レーザ照射工程は、レーザを照射するレーザ照射装置に対し、接触状態のライナ構成部材同士を相対的に回転させながら、接触状態の接合部同士を周方向に亘って予備加熱することで行われることが、好ましい。
【００１９】
この構成によれば、予備加熱の場合と同様に、レーザ照射装置に対してライナ構成部材同士を相対回転させているため、接合部同士の全周をレーザによりライン溶接することができ、樹脂ライナの気密性を適切に確保することが可能となる。
ここで、「相対的に回転」には、ライナ構成部材同士を回転させること、レーザ照射装置のみを回転させること、これら両者を互いに同方向にまたは逆方向に回転させること、が含まれる。もっとも、予備加熱装置およびレーザ照射装置の両方を回転させるよりも、ライナ構成部材同士を回転させた方が装置の構成上や制御上、煩雑せず簡易となり得る。
【００２０】
この場合、予備加熱装置は、接触状態のライナ構成部材同士の回転方向において、レーザ照射装置の上流側に位置していることが、好ましい。
【００２１】
この構成によれば、ライナ構成部材同士が回転すると、接合部同士が予備加熱装置に臨んでこれによって予備加熱され、その予備加熱された部分がレーザ照射装置に臨んでこれによってレーザ溶着される。これにより、接合部同士の予備加熱温度の低下を最小限に抑制した状態で、接合部同士をレーザ溶着することができる。
【００２２】
これらの場合、予備加熱工程を実行する予備加熱装置は、ヒータ、熱風装置、高周波誘導加熱装置及びレーザ照射装置の少なくとも一つであることが、好ましい。
【００２３】
この構成によれば、例えば高周波誘導加熱装置によれば、予備加熱を短時間で行うことができる。また、予備加熱工程及びレーザ照射工程において、同一のレーザ照射装置を用いれば、製造装置全体の構成を単純化できる。なお、同一のレーザ照射装置を用いる場合には、予備加熱工程では、レーザ溶着しない程度の低出力でレーザを照射すればよい。
【００２４】
これらの場合、予備加熱工程に先立ち、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材の接合部と、他方のライナ構成部材の接合部との少なくとも一方に発熱性材料を設ける工程を、更に有することが、好ましい。
【００２５】
この構成によれば、発熱性材料により接合部同士の予備加熱を促進することができると共に、レーザ溶着の際の接合部同士の溶融を促進することができる。これにより、接合部同士の溶着不良を抑制して、より一層良好に接合することができる。なお、発熱性材料を塗布することで接合部に設けてもよいし、発熱性材料を練入したシートを貼付することで接合部に設けてもよい。
【００２６】
この場合、発熱性材料は、セラミックス、黒鉛、樹脂および金属の少なくも一つであることが、好ましい。
【００２７】
これらの場合、予備加熱工程に先立ち、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材の接合部をレーザ透過性の部材で構成すると共に、他方のライナ構成部材の接合部をレーザ吸収性の部材で構成する工程を、更に有し、レーザ照射工程は、レーザ透過性の部材からなる接合部側からレーザを照射することで行われることが、好ましい。
【００２８】
この構成によれば、レーザ透過性の接合部側からレーザを照射すると、レーザ吸収性の接合部が加熱溶融すると共に、その接合部からの熱伝達によりレーザ透過性の接合部が加熱溶融する。このように、レーザに対する透過性または吸収性の特性を接合部に持たせておくことで、接合部同士を適切に接合することができる。なお、この種のレーザに対する特性を接合部のみに持たせてもよいが、接合部を含むライナ構成部材の全体に持たせる方が、ライナ構成部材を簡易に製造し得る。
【００２９】
これらの場合、予備加熱工程では、ライナ構成部材の接合部の水分を測定する水分測定装置の測定結果に応じて予備加熱することが、好ましい。
【００３０】
レーザ溶着時に接合部の水分率が高いと、レーザ溶着に悪影響を及ぼすおそれがあるが、上記構成のように予備加熱を水分測定装置の測定結果に応じて実行することで、溶着不良を防止することができるようになる。
【００３１】
本発明のガス容器は、少なくとも一部が中空円筒状のライナ構成部材を、複数個接合して構成される樹脂ライナと、樹脂ライナの外周に配置された補強層と、を有するガス容器であって、一のライナ構成部材の接合部と他のライナ構成部材の接合部とが接合された接合部分は、この接合部同士をレーザ溶着により互いに接合したレーザ溶着部と、レーザ溶着部と一体的にまたはその近傍に設けられた発熱性材料と、を有しているものである。
【００３２】
この構成によれば、一のライナ構成部材の接合部と他のライナ構成部材の接合部とをレーザ溶着により接合しているため、短時間且つ低コストで樹脂ライナを構成することができる。よって、ガス容器の生産性を高めることができる。また、レーザ溶着を用いることで、低温でしかも接合部同士を局所的に加熱することができるため、ライナ構成部材に対し熱的影響箇所を最小限にすることができ、溶融バリなどを生じさせなくて済む。さらに、発熱性材料によりレーザ溶着の際の接合部同士の溶融を促進することができるため、接合部同士の溶着不良を抑制して、より一層良好に接合することができる。
【００３３】
ここで、レーザ溶着部は、接合部同士または少なくとも一方の接合部が溶融して形成されるものである。また、発熱性材料は、樹脂ライナの製造前（レーザ溶着前）では、少なくとも一方の接合部に設けられるものである。レーザ溶着部と一体的に設けられた発熱性材料とは、樹脂ライナの製造後（レーザ溶着後）において、例えば、レーザ溶着により溶融した接合部の樹脂に発熱性材料が含まれ得る状態にあることをいう。一方、レーザ溶着部の近傍に設けられた発熱性材料とは、樹脂ライナの製造後（レーザ溶着後）において、例えば、レーザ溶着により溶融した接合部の樹脂には含まれず、この溶融して固化した樹脂の近傍にある状態をいう。
【発明の効果】
【００３４】
本発明のガス容器の製造方法によれば、ライナ構成部材同士の接合をレーザ溶着で行うと共に、そのレーザ溶着に先立って予備加熱がなされている。したがって、レーザ溶着時の不具合を生ずることなく、ライナ構成部材同士を適切に接合することができ、生産性を向上することができる。
【００３５】
本発明のガス容器によれば、上記同様にライナ構成部材同士を適切に接合して生産性を向上することができると共に、接合部分に発熱性材料を設けているためにレーザ溶着時の溶融を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態のガス容器は、複数のライナ構成部材がレーザ溶着により接合された樹脂ライナを有するものである。以下では、先ずガス容器の構造について説明し、その後、ガス容器の製造方法について説明する。また、第２〜第５実施形態及び第７実施形態では、主として製造方法の変形例について説明し、第６実施形態では、主としてガス容器の他の構造について説明する。第２実施形態以降では、第１実施形態と共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、ガス容器１は、全体として密閉円筒状の容器本体２と、容器本体２の長手方向の両端部に取り付けられた口金３，３と、を具備している。容器本体２の内部は、各種のガスを貯留する貯留空間５となっている。ガス容器１は、常圧のガスを充填することもできるし、常圧に比して圧力が高められたガスを充填することもできる。すなわち、本発明のガス容器１は、高圧ガス容器として機能することができる。
【００３８】
例えば、燃料電池システムでは、高圧の状態で用意された燃料ガスを減圧して、燃料電池の発電に供している。本発明のガス容器１は、高圧の燃料ガスを貯留するのに適用することができ、燃料ガスとしての水素や、圧縮天然ガス（ＣＮＧガス）などを貯留することができる。ガス容器１に充填される水素の圧力としては、例えば３５ＭＰａあるいは７０ＭＰａであり、ＣＮＧガスの圧力としては、例えば２０ＭＰａである。以下は、高圧水素ガス容器１を例に説明する。
【００３９】
容器本体２は、ガスバリア性を有する内側の樹脂ライナ１１（内殻）と、樹脂ライナ１１の外周に配置された補強層１２（外殻）と、の二層構造を有している。補強層１２は、例えば炭素繊維とエポキシ樹脂を含むＦＲＰからなり、樹脂ライナ１１の外表面を被覆するようにこれを巻きつけている。
【００４０】
口金３は、例えばステンレスなどの金属で形成され、容器本体２の半球面状をした端壁部の中心に設けられている。口金３の開口部の内周面には、めねじが刻設されており、配管やバルブアッセンブリ１４（バルブボデー）などの機能部品が、このめねじを介して口金３にねじ込み接続可能となっている。なお、図１では、口金３，３の一方にのみバルブアッセンブリ１４を設けた例を二点鎖線で示した。
【００４１】
例えば、燃料電池システム上のガス容器１は、バルブや継手等の配管要素を一体的に組み込んだバルブアッセンブリ１４を介して、貯留空間５と図示省略した外部のガス流路との間が接続され、貯留空間５に水素が充填されると共に貯留空間５から水素が放出される。なお、ガス容器１の両端部に口金３，３を設けたが、もちろん片方の端部にのみ口金３を設けてもよい。
【００４２】
樹脂ライナ１１は、長手方向の中央で二分割された一対の略同形状からなるライナ構成部材２１，２２（割体）を、レーザ溶着により接合して構成されている。すなわち、半割り中空体のライナ構成部材２１，２２同士をレーザ溶着により接合することで、中空内部の樹脂ライナ１１が構成されている。
【００４３】
一対のライナ構成部材２１，２２は、樹脂ライナ１１の軸方向に所定の長さ延在する胴部３１，４１をそれぞれ有している。各胴部３１，４１の軸方向の両端側は、開口している。
【００４４】
一方のライナ構成部材２１は、胴部３１の一端側の縮径された端部に形成された返し部３２と、返し部３２の中央部に開口した連通部３３と、胴部３１の他端側の略円筒状の端部に形成された接合部３４と、を有している。同様に、他方のライナ構成部材２２は、胴部４１の一端側の縮径された端部に形成された返し部４２と、返し部４２の中央部に開口した連通部４３と、胴部４１の他端側の略円筒状の端部に形成された接合部４４と、を有している。
【００４５】
各返し部３２，４２は、各ライナ構成部材２１，２２の強度を確保するのに機能する。各返し部３２，４２の外周面と補強層１２の端部との間に口金３，３が位置しており、各口金３，３は、各連通部３３，４３に嵌合している。なお、口金３が片方の端部にのみ設けられる場合には、一対のライナ構成部材２１，２２の一方については、返し部３２，４２および連通部３３，４３が形成されず、胴部３１および胴部４１の一方については一端側が閉塞端で形成される。
【００４６】
ここで、本明細書では、ライナ構成部材２１，２２とは、分割構造の樹脂ライナ１１を構成する部材をいい、上述のように、少なくとも一端側（一部）が中空円筒状の形状を有するものをいう。したがって、ライナ構成部材２１，２２の形状には、その全体の形状が円筒状、環状、お碗状、ドーム状等であることが含まれる。
【００４７】
図２は、接合部３４，４４まわりを拡大して示す断面図である。なお、図２において補強層１２は省略している。
一方の接合部３４は、所定の角度傾斜した接合端面５１を有している。接合端面５１は、ライナ構成部材２１の端部が内側に向かって面取りされるように（逆テーパ状となるように）、ライナ構成部材２１の端部に周方向に亘って形成されている。
【００４８】
同様に、他方の接合部４４は、所定の角度傾斜した接合端面６１を有している。接合端面６１は、ライナ構成部材の端部が外側に向かって面取りされるように（テーパ状となるように）、ライナ構成部材２２の端部に周方向に亘って形成されている。
【００４９】
一方の接合部３４と他方の接合部４４とは、ライナ構成部材２１，２２同士を突き合わせた状態では、両者の接合端面５１，６１同士が整合し、接合端面５１，６１同士が樹脂ライナ１１の周方向に亘って接触する。
【００５０】
なお、両者の接合端面５１，６１の角度は、任意であるが、レーザトーチ１００（レーザ照射装置）からのレーザを透過または受光可能な角度であればよい。また、接合端面５１，６１同士には、樹脂ライナ１１の製造過程において、後述する予備加熱装置としてのヒータ９０が臨むようになっている。
【００５１】
本実施形態では、接合部３４を有するライナ構成部材２１は、レーザ透過性の熱可塑性樹脂で形成されている。一方、接合部４４を有するライナ構成部材２２は、レーザ吸収性の熱可塑性樹脂で形成されている。
【００５２】
レーザ透過性の熱可塑性樹脂は、レーザ溶着に必要なエネルギーをレーザ吸収性側の接合部４４の接合端面６１に到達させる程度に、レーザに対する透過性を有していればよい。したがって、レーザ透過性の熱可塑性樹脂であっても、レーザ吸収性の特性を僅かに有していてもよい。
レーザ透過性の熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン６６などを挙げることができるが、これらにガラス繊維などの補強繊維や着色剤を添加したものであってもよい。例えば、レーザ透過性のライナ構成部材２１は、白色、半透明または透明に形成される。
【００５３】
レーザ吸収性の熱可塑性樹脂は、レーザに対する吸収性を有していればよく、吸収したレーザにより発熱して溶融するものであればよい。レーザ吸収性の熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン６６などを挙げることができるが、これらにガラス繊維などの補強繊維や着色剤を添加したものであってもよい。
例えば、レーザ吸収性の熱可塑性樹脂は、レーザ透過性の熱可塑性樹脂と同一の樹脂で形成した場合には、レーザ透過性の熱可塑性樹脂よりもカーボンを多く添加することで形成される。したがって、レーザ吸収性のライナ構成部材２２は、例えば黒色に形成される。
【００５４】
レーザ透過性の接合部３４とレーザ吸収性の接合部４４とは、接合端面５１，６１同士がレーザ溶着により接合されている。レーザ溶着は、接合部３４の外側からレーザトーチ１００によりレーザを照射し、レーザ吸収性の接合端面６１の樹脂を加熱溶融すると共に、この接合端面６１からの熱伝達によりレーザ透過性の接合端面５１の樹脂を加熱溶融することで行われる。
【００５５】
したがって、接合部３４，４４同士が接合された接合部分にあるレーザ溶着部７０は、接合端面６１および接合端面５１の両方が溶融した部位であり、レーザ吸収性およびレーザ透過性の両方の樹脂が入り絡まった状態となっている。本実施形形態では、接合端面５１，６１同士を樹脂ライナ１１の軸方向に対して直交させるのではなく傾斜させたことで、接合端面５１，６１同士の接触面積が大きくなり、接合部分の大きさが適切に確保されている。
【００５６】
なお、ライナ構成部材２１，２２の全体をレーザ透過性やレーザ吸収性の樹脂とするのでなく、接合部３４，４４のみをレーザ透過性やレーザ吸収性の樹脂で構成するなど、ライナ構成部材２１，２２が部分的にレーザ透過性やレーザ吸収性の特性を有していてもよい。
【００５７】
例えば、一対のライナ構成部材２１，２２を両方ともレーザ透過性の樹脂で形成しておき、そのうちの一方のライナ構成部材２１（または２２）の接合部３４（または４４）の接合端面５１（または６１）に、レーザ吸収性を有する吸収剤を塗布したり、この種の吸収剤を練入したシートを貼付したりしてもよい。
【００５８】
ここで、図３および図４を参照して、ガス容器１の製造方法について説明する。
先ず、一対のライナ構成部材２１，２２および二つの口金３，３を成形する（Ｓ１）。このとき例えば、予め成形した一の口金３を金型内に配置し、この金型内にレーザ透過性の熱可塑性樹脂を射出して、ライナ構成部材２１および口金３を一体成形する（インサート成形する。）。
【００５９】
また同様の手順により、レーザ吸収性の熱可塑性樹脂を射出して、ライナ構成部材２２および口金３を一体成形する。このように、射出成形を用いることで各ライナ構成部材２１，２２を成形精度良く成形することができる。なお、射出成形に代えて、回転成形やブロー成形を用いてもよい。また、各ライナ構成部材２１，２２と各口金３，３とを一体成形しなくてもよく、後述するレーザ溶着工程（Ｓ５）の後などで、各ライナ構成部材２１，２２に各口金３，３を取り付けてもよい。
【００６０】
次に、口金３付きの各ライナ構成部材２１，２２を製造設備内に例えば横向き姿勢で配置し、ライナ構成部材２１，２２同士を突き合わせる。そして、接合部３４，４４同士を接触させて、接合端面５１，６１同士を周方向に亘って接触させる（Ｓ２）。
【００６１】
これにより、ライナ構成部材２１，２２同士が仮接合（暫定接合）した状態の樹脂ライナ１１となる。なお、この後で、各ライナ構成部材２１，２２の各口金３，３に図示省略した栓をねじ込み接続することなどにより、仮接合状態の樹脂ライナ１１の内部を略密閉状態として、この密閉空間に不純物が入り込まないようにしてもよい。
【００６２】
次の工程として、樹脂ライナ１１の仮接合状態を維持しつつ、図示省略した回転装置を駆動して樹脂ライナ１１をその軸回りに回転させながら、ヒータ９０を駆動して接触状態の接合部３４，４４同士を予備加熱する（Ｓ３）。ヒータ９０は、樹脂ライナ１１の外側に位置して、接合部３４，４４同士の周方向の一部に（ライナ構成部材２１，２２同士の接合境界の一部に）非接触で臨んでいる。
【００６３】
また、ヒータ９０は、両接合端面５１，６１の軸方向の長さに相当する長さだけ、樹脂ライナ１１の軸方向に延在する加熱領域９１を有している（図２参照）。したがって、樹脂ライナ１１を一回転させることで、接触状態の接合端面５１の全面および接合端面６１の全面がヒータ９０により予備加熱される。なお、接合端面５１，６１同士を接触させているため、予備加熱時の熱伝達が促進される。
【００６４】
なお、ヒータ９０の軸方向の長さを両接合端面５１，６１の軸方向の長さよりも短く設定してもよいが、ヒータ９０の加熱領域９１が両接合端面５１，６１を軸方向に超えて位置するようにしてもよい。また、ヒータ９０を樹脂ライナ１１の外側に位置させたが、ヒータ９０を樹脂ライナ１１の内側に位置させて、接触状態の接合部３４，４４同士をその内面側から（樹脂ライナ１１の内部から）予備加熱するようにしてもよい。
【００６５】
さらに、樹脂ライナ１１に対して非接触式のヒータ９０としたが、接触式の予備加熱装置を構成して、これを接合部３４，４４同士のある接合境界の内面または外面に接触させてもよい。例えば、ヒータを内蔵したローラで接触式の予備加熱装置を構成した場合には、加温されたローラの周面を接合境界の内面または外面に接触させればよい。
【００６６】
また、ヒータ９０により接触状態のライナ構成部材２１，２２同士を全体的に予備加熱してもよいが、レーザ溶着の対象となる接合部３４，４４同士を局所的に予備加熱した方が、ライナ構成部材２１（２２）全体の熱変形などの熱的影響を好適に抑制することができると共に、必要な熱量を少なくすることが可能となる。
【００６７】
次に、予備加熱された接合部３４，４４同士に対して、レーザが照射される（Ｓ４）。レーザの照射は、樹脂ライナ１１の外側に位置するレーザトーチ１００を駆動することで行われる。レーザトーチ１００は、レーザ透過性の接合部３４の外側から、接触状態の接合端面５１，６１同士にレーザを照射する。照射されたレーザは、接合端面６１の樹脂およびその熱伝達により接合端面５１の樹脂を加熱溶融する。そして、これらの溶融された樹脂が冷却固化することで、接合部３４，４４同士を互いに一体的に接合するレーザ溶着部７０が形成される。
【００６８】
ここで、レーザの照射も予備加熱と同様に、仮接合状態の樹脂ライナ１１を軸回りに回転させることで行われる。このため、レーザ溶着部７０は、樹脂ライナ１１の周方向に亘って形成されることになる。
【００６９】
本実施形態では、レーザトーチ１００は、仮接合状態の樹脂ライナ１１の軸回りの回転方向において、ヒータ９０の下流側に設けられている。これにより、ヒータ９０に臨んだ接合部３４，４４同士の予備加熱された部分に対して、レーザトーチ１００からのレーザが随時照射されることになる。したがって、樹脂ライナ１１を少なくとも一回転させることで、接合部３４，４４同士が周方向に亘って予備加熱およびレーザ照射される。
【００７０】
このように、接合端面５１，６１同士の予備加熱された部位が順次レーザ照射されて、接合端面５１，６１同士がレーザ溶着により接合されるため、接合部３４，４４同士の予備加熱温度の低下を最小限に抑制した状態で、接合部３４，４４同士をレーザ溶着することができる。
【００７１】
また、予備加熱された状態でレーザが照射されるため、レーザが照射される樹脂ライナ１１の部位の焼け焦げなどを抑制することができ、樹脂ライナ１１の接合不良や強度低下を抑制することができる。
【００７２】
また、予備加熱していて接合端面５１，６１同士が温まっている分、レーザ溶着に要する時間を短縮することができる。さらに、予備加熱しているため、仮にレーザ透過側の接合部３４をレーザ透過性の低い樹脂で形成したり肉厚に形成したりしても、レーザの出力を必要以上に高くしなくて済む。
【００７３】
なお、レーザトーチ１００が出射するレーザは、半導体レーザなどを用いることができるが、これに限定されるものではなく、レーザの種類は、レーザ透過性のライナ構成部材２１の樹脂の肉厚を含む性状などを考慮して適宜選択される。また、ヒータ９０の出力（加熱温度、加熱量、加熱時間）、レーザの出力（照射量、照射時間）、および樹脂ライナ１１の回転速度などの諸条件は、各ライナ構成部材２１，２２や各接合部３４，４４の性状に応じて適宜設定すればよい。この場合、接合部３４，４４同士の予備加熱温度については、レーザにより加熱されて溶融し始める本加熱温度よりも低く設定すればよい。
【００７４】
なおまた、上記のように予備加熱工程（Ｓ３）の実行中に、レーザの照射を実行してレーザ溶着工程（Ｓ４）を行うようにしているが、もちろん、接合部３４，４４同士について周方向に亘って予備加熱を完了した後で、レーザの照射を開始するようにしてもよい。なお、上記説明では、樹脂ライナ１１の外側から接合部３４，４４同士にレーザを照射しているが、レーザトーチ１００を樹脂ライナ１１の内側に配置して、樹脂ライナ１１の内側から接合部３４，４４同士にレーザを照射してもよい。
【００７５】
また、樹脂ライナ１１を直接的に回転させる構成ではなく、ヒータ９０やレーザトーチ１００を樹脂ライナ１１の周囲で直接的に回転させるようにしてもよい。これに代えて、樹脂ライナ１１、ヒータ９０およびレーザトーチ１００をともに、同方向にまたは逆方向に回転させるようにしてもよい。もっとも、上記のように、樹脂ライナ１１のみを回転させた方が、ヒータ９０およびレーザトーチ１００を関連付けて回転させる場合に比べて、装置構成上、簡易となり得る。
【００７６】
レーザ溶着の完了により、樹脂ライナ１１は、仮接合状態から本接合状態（すなわち、完全に接合された状態。）となって、中空内部に上記の貯留空間５が構成される。そして、レーザ溶着完了後の工程として、フィラメントワインディング法等により樹脂ライナ１１の外表面に補強層１２を形成する工程（Ｓ５）が実行されることで、ガス容器１が製造される。
【００７７】
以上のように、本実施形態のガス容器１の製造方法によれば、レーザ溶着を用いたため、短時間且つ低コストで樹脂ライナ１１を製造することができ、ガス容器１の生産性を高めることができる。また上記したように、レーザ溶着に先行して、レーザ溶着の対象となる接合部３４，４４同士を予備加熱しているため、レーザ照射時に樹脂ライナ１１の部位の焼け焦げなどを抑制することができ、良好な接合精度で且つ短時間でライナ構成部材２１，２２同士を接合することができる。
【００７８】
＜第２実施形態＞
次に、図５を参照して、第２実施形態に係るガス容器１の製造方法ついて相違点を中心に説明する。第１実施形態との相違点は、予備加熱装置としてのヒータ１１０の形状をコイル状としたことである。
【００７９】
本実施形態のヒータ１１０は、樹脂ライナ１１の外側から接合部３４，４４同士を予備加熱する環状ヒータ部１１１を有している。環状ヒータ部１１１は、樹脂ライナ１１の周方向にほぼ亘って、接触状態の接合部３４，４４同士の接合境界に非接触で臨んでいる。このため、樹脂ライナ１１をヒータ１１０に対して相対回転させなくとも、環状ヒータ部１１１により接合部３４，４４同士を周方向にほぼ亘って予備加熱することが可能となる。環状ヒータ部１１１は、上記ヒータ９０と同様に、例えば、両接合端面５１，６１の軸方向の長さに相当する長さだけ、樹脂ライナ１１の軸方向に延在する加熱領域を有している。
【００８０】
本実施形態によっても、ヒータ１１０によって予備加熱された接合部３４，４４同士に対してレーザを照射することで、焼け焦げなどの不具合を抑制して、接合部３４，４４同士を適切にレーザ溶着で接合することができる。
【００８１】
なお、本実施形態においても上記実施形態と同様にさまざまな変形例を適用することができ、例えば、ヒータ１１０の発熱中に（すなわち予備加熱中に）、樹脂ライナ１１の軸回りの回転を開始しつつ、これに同期してレーザの照射を開始するようにしてもよい。また、樹脂ライナ１１を回転させるのではなくて、レーザトーチ１００を樹脂ライナ１１の周りを回転させるようにしてもよい。
【００８２】
＜第３実施形態＞
次に、図６を参照して、第３実施形態に係るガス容器１の製造方法ついて相違点を中心に説明する。第１実施形態との相違点は、ヒータ９０に代わる予備加熱装置として、熱風装置１２０を用いた点である。
【００８３】
熱風装置１２０は、例えば、図示省略した熱源と、熱源を通過したエアや不活性ガス等の熱風を送風する図示省略したブロワと、ブロワからの熱風を仮接合状態の樹脂ライナ１１の内部に導入するダクト１２１と、を具備している。ダクト１２１は、樹脂ライナ１１の一方の口金３に例えばねじ込み接続されている。
【００８４】
この場合、ダクト１２１の下流端は、樹脂ライナ１１の内部から接合部３４，４４同士の接合境界に又はその近傍に熱風を吹き付けるように、樹脂ライナ１１の内部で延在している。もっとも、ダクト１２１の下流端を口金３や樹脂ライナ１１の内部の中央部などに位置させて、樹脂ライナ１１の内部を全体的に熱風で予備加熱するようにしてもよい。この全体予備加熱の場合には、樹脂ライナ１１のダクト１２１が接続された口金３とは反対側の口金３に栓をしておくことで、樹脂ライナ１１の内部から外部に熱を極力逃がさなくて済む。
【００８５】
以上のように本実施形態によっても、熱風装置１２０によって予備加熱された接合部３４，４４同士に対してレーザを照射することができる。これにより、焼け焦げなどの不具合を抑制して、接合部３４，４４同士を適切にレーザ溶着で接合することができる。特に、熱風として、加熱された不活性ガスを用いた場合には、レーザ溶着の際に、接合部３４，４４同士の酸化を抑制することも可能となる。
【００８６】
そして変形例としては、上記実施形態と同様に、レーザ溶着の際に、熱風装置１２０の駆動を停止してもよいし、その駆動を続けて予備加熱を続行してもよい。また、熱風装置１２０を駆動する予備加熱の際に樹脂ライナ１１を回転させてもよいが、ダクト１２１からの熱風が接合部３４，４４同士の接合境界において又はその近傍において周方向に亘って吹き付けられる場合には、予備加熱の際に樹脂ライナ１１を回転させなくてもよい。
【００８７】
＜第４実施形態＞
次に、図７を参照して、第４実施形態に係るガス容器１およびその製造方法について相違点を中心に説明する。第１実施形態との相違点は、ガス容器１の構造として、接合部３４，４４同士の界面に発熱性材料１３０を設けたことである。なお、図７は、ガス容器１の接合部分を拡大して示す図２と同様の断面図である。
【００８８】
発熱性材料１３０は、レーザ吸収性のライナ構成部材２２の接合端面６１の全面に設けられている。もっとも、発熱性材料１３０を接合端面６１に部分的に設けてもよい。また、この構成に代えて、発熱性材料１３０をレーザ吸収性の接合端面５１の全面に設けてもよいし、両方の接合端面５１，６１に設けてもよい。
【００８９】
発熱性材料１３０は、接合端面６１の樹脂よりも発熱性の高い材料であればよい。例えば、発熱性材料１３０は、セラミックス、黒鉛、樹脂および金属のいずれかで構成することもできるし、これらを混合して構成することもできる。発熱性材料１３０を接合端面６１に設ける場合には、発熱性の微粒子を揮発性溶媒と混合させて接合端面６１の全面に塗布してもよいし、発熱性材料１３０を練入したシートを接合端面６１の全面に貼付してもよい。
【００９０】
本実施形態のガス容器１を製造する際には、ライナ構成部材２１，２２同士を突き合わせて仮接合する前に、塗布等により接合端面６１に発熱性材料１３０を設けている。すなわち、本実施形態のガス容器１の製造工程は、第１実施形態で説明した図４に示すＳ１の工程とＳ２の工程との間に、接合端面６１に発熱性材料１３０を設ける工程を具備している。
【００９１】
この発熱性材料１３０を設ける工程の後、樹脂ライナ１１を仮接合して、接触状態の接合部３４，４４同士を予備加熱すると共にレーザ溶着で接合する。予備加熱は、例えば第１〜第３実施形態の予備加熱装置（９０，１１０，１２０）を用いて行われる。レーザ溶着の完了により、接合部３４と接合部４４とが一体的に接合された樹脂ライナ１１の接合部分は、レーザ溶着部７０の近傍に発熱性材料１３０を有した構成となる（図７（ｂ）参照）。
【００９２】
本実施形態が上記各実施形態に対して有用となる点は、第一に、予備加熱時に接合端面５１，６１同士の発熱が発熱性材料１３０により助長されることである。このため、短時間で予備加熱することができる。第二に、同様にレーザ照射時に接合端面５１，６１同士の溶融が発熱性材料１３０により助長されることである。このため、接合部３４，４４同士の溶着不良を抑制して、より一層良好に接合することができる。
【００９３】
なお、レーザ溶着によって、レーザ溶着部７０と一体的に発熱性材料１３０が設けられる場合もある。例えば、レーザの照射によって接合端面６１の樹脂が溶融する際に、これに発熱性材料１３０が混入している場合には、この溶融した固化した樹脂（すなわちレーザ溶着部７０）に発熱性材料１３０が含まれることがある。
【００９４】
なお、本実施形態においては、発熱性材料１３０が導電性セラミックスである場合など、発熱性材料１３０が導電性を有している場合には、上記の第１〜第３実施形態の予備加熱装置に代えて、予備加熱装置を兼ねる高周波誘導加熱装置を用いるとよい。
【００９５】
高周波誘導加熱装置を用いて、ガス容器１を製造する方法について簡単に説明する。その製造過程においては、先ず、図４に示すＳ２の工程の際に、仮接合状態の樹脂ライナ１１を高周波誘導加熱装置の高周波炉内に設置すると共に、この高周波炉内にレーザトーチ１００を所定の位置に設置する。高周波誘導加熱装置を駆動すると、高周波による誘導加熱で発熱性材料１３０に発熱がおこり、接合端面５１，６１同士が予備加熱された状態となる。この高周波誘導加熱装置の駆動中にレーザトーチ１００を駆動して、接合端面５１，６１同士をレーザ溶着により接合する。
【００９６】
このように、接合端面６１に導電性の発熱性材料１３０が設けられている場合に高周波誘導加熱装置を用いることで、接合端面５１，６１同士をより一層短時間で予備加熱することができると共に、接合端面５１，６１同士の溶融を促進することができる。したがって、接合部３４，４４同士の溶着不良を抑制して、より一層良好に接合することができる。
【００９７】
また、レーザ溶着中においては、高周波による誘導加熱によってレーザ溶着部７０を所定の温度に保つことができる。このため、樹脂ライナ１１の品質を安定化させることができる。さらに、高周波による誘導加熱によって樹脂ライナ１１自体にアニール処理と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
＜第５実施形態＞
次に、図８を参照して、第５実施形態に係るガス容器１の製造方法について相違点を説明する。第４実施形態との相違点は、高周波誘導加熱装置１４０の高周波炉１４１内に加圧治具１５０を設置したことである。
【００９９】
加圧治具１５０は、例えば、仮接合状態の樹脂ライナ１１をその両端側から内側に向かって圧着するように、接合部３４，４４同士を挟んで対向して設けられた一対の治具で構成されている。一対の加圧治具１５０，１５０は、樹脂ライナ１１の軸方向の内側に圧着力を印加して、接合端面５１，６１同士を強密着させる。一対の加圧治具１５０，１５０は、駆動源となるシリンダなどのアクチュエータを有していてもよいし、アクチュエータを具備しない構成であってもよい。
【０１００】
本実施形態によれば、一対の加圧治具１５０，１５０により接合端面５１，６１同士の密着力を高めた状態で、高周波による誘導加熱およびレーザ溶着を行うことができる。これにより、レーザ溶着された接合端面５１，６１同士の接合性を高めることができ、樹脂ライナ１１の接合強度や気密性をより一層確保することができる。
【０１０１】
なお、一対の加圧治具１５０，１５０による機械的圧着力に代えて、摩擦圧接などの他の構造により、仮接合状態の接合端面５１，６１同士を強密着させるようにしてもよい。
【０１０２】
＜第６実施形態＞
次に、図９を参照して、第６実施形態に係るガス容器１について相違点を中心に説明する。第１実施形態との相違点は、ガス容器１の樹脂ライナ１１を三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３より構成したことである。なお、図９では、補強層１２については省略している。
【０１０３】
樹脂ライナ１１は、長手方向において三分割された三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３を、レーザ溶着により接合して構成されている。両端に位置する二つのライナ構成部材２０１，２０２は、全体の形状がお碗状に形成されている。中央に位置するライナ構成部材２０３は、全体の形状が円筒状または環状に形成されている。両端の二つのライナ構成部材２０１，２０２は、それぞれ、例えば射出成形により口金３と一体成形される。中央のライナ構成部材２０３は、例えば射出成形により形成される。
【０１０４】
両端の二つのライナ構成部材２０１，２０２の各々は、返し部２１１，２２１および連通部２１２，２２２のほか、各口金３，３と反対側に接合部２１３，２２３を有している。中央のライナ構成部材２０３は、軸方向の開口した両端側にそれぞれ接合部２３１，２３２を有している。
【０１０５】
これらの接合部（２１３，２２３，２３１，２３２）は、レーザ透過性またはレーザ吸収性の特性を有している。例えば、両端の二つのライナ構成部材２０１，２０２は、レーザ透過性の熱可塑性樹脂で形成され、中央のライナ構成部材２０３は、レーザ吸収性の熱可塑性樹脂で形成される。もちろん、この逆であってもよいし、各ライナ構成部材２０１，２０２，２０３が、部分的にレーザ透過性またはレーザ吸収性の特性を有していてもよい。樹脂ライナ１１は、接合部２１３，２３１同士がレーザ溶着により互いに接合され、且つ接合部２２３，２３２同士がレーザ溶着により互いに接合されている。
【０１０６】
本実施形態のガス容器１の製造方法は、上記した各実施形態の製造方法を適用することができる。ここでは、三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３を同時に予備加熱およびレーザ溶着する場合について簡単に説明する。
【０１０７】
先ず、口金３付きのライナ構成部材（２０１，２０２）を含む三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３を成形する。そして、接合部２１３，２３１同士および接合部２２３，２３２同士を接触させて、仮接合状態の樹脂ライナ１１とする。
【０１０８】
次いで、仮接合状態の樹脂ライナ１１をその軸回りに回転させながら、あるいは二つの予備加熱装置（例えばヒータ９０，１１０）および二つのレーザトーチ１００を樹脂ライナ１１の周囲を回転させる。この回転中に、接合部２１３，２３１同士および接合部２２３，２３２同士について、予備加熱の途中でまたはその後でレーザ溶着により周方向に亘って接合する。
【０１０９】
これにより、三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３が一体的に接合され、本接合状態の樹脂ライナ１１が製造される。その後、三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３の外周に亘って補強層が巻き付けられて、ガス容器１が製造される。
【０１１０】
したがって、本実施形態のように三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３で樹脂ライナ１１を構成しても、上記実施形態と同様に、レーザ溶着による接合が良好なガス容器１を製造することができる。
【０１１１】
なお、三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３について、予備加熱やレーザ溶着等の処理を同時に行った例を説明したが、もちろんこれらの処理を別個に行ってもよい。また、ライナ構成部材が三つの場合について説明したが、四つ以上も同様である。すなわち、本発明は、軸方向に並ぶ複数のライナ構成部材を接合した樹脂ライナ１１に適用することができる。
【０１１２】
＜第７実施形態＞
次に、図１０及び図１１を参照して、第７実施形態に係るガス容器１の製造方法について相違点を説明する。第１実施形態との相違点は、レーザトーチ１００が予備加熱装置を兼ねることと、水分を測定する非接触式の水分測定装置３００を設けたことである。
【０１１３】
水分測定装置３００は、ライナ構成部材２１，２２の水分率を測定するものである。水分測定装置３００は、樹脂ライナ１１の外側に位置して、接合部３４，４４同士の周方向の一部に（ライナ構成部材２１，２２同士の接合境界の一部に）非接触で臨んでいる。それゆえ、水分測定装置３００は、接合部３４又は接合部４４の水分率を測定する。
【０１１４】
水分測定装置３００は、例えば露点計、赤外線分光計など各種公知のものを用いることができ、本実施形態ではマイクロ波水分計が用いられている。図示省略した回転装置により、樹脂ライナ１１を軸回りに一回転させることで、水分測定装置３００は、接合部３４又は接合部３４の水分率を周方向に亘って測定することができる。
【０１１５】
図１１は、予熱からレーザ溶着完了までの工程を示すフローチャートであり、これらの工程は、第１実施形態の図３に示す予熱の工程（Ｓ３）及びレーザ溶着の工程（Ｓ４）に相当するものである。
【０１１６】
ステップＳ１１では、仮接合状態の樹脂ライナ１１を回転装置により回転させながら、レーザトーチ１００を駆動し、接触状態の接合部３４，４４同士を予備加熱する。このとき、レーザトーチ１００によるレーザの出力は、接合部３４，４４同士がレーザ溶着しない程度のものに設定される。すなわち、予備加熱する場合のレーザの出力は、本加熱（レーザ溶着のために加熱）する場合のレーザの出力よりも低く設定される。
【０１１７】
予備加熱を実行しながら、水分測定装置３００によって、ライナ構成部材２１，２２の水分率を測定する（ステップＳ１２）。ここで、水分率が基準値を超える場合には（ステップＳ１３；Ｎｏ）、レーザトーチ１００による予備加熱が続行され、予備加熱による接合部３３，３４の水分除去が続行される。水分率の基準値は、例えば０．２％に設定される。
【０１１８】
一方、水分率が基準値以内である場合には（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、レーザトーチ１００が予備加熱から本加熱に移行して、接合部３４，４４同士のレーザ溶着が開始される（ステップＳ１４）。そして、上記実施形態と同様にして、レーザ溶着が完了すると（ステップＳ１５）、樹脂ライナ１１は仮接合状態から本接合状態となる。
【０１１９】
以上のように、本実施形態では、水分測定装置３００の測定結果に応じて予備加熱を行い、接合部３４，４４の水分率を所定の基準値にまで下げることができる。これにより、接合部３４，４４の水分率が溶着不良が発生しない水分率になったところで、レーザ溶着を開始することができ、ロバスト性の高いレーザ溶着が可能となる。また、製造工程の全体を通じて、ライナ構成部材２１，２２の湿度管理が容易となる。さらに、レーザトーチ１００が予備加熱装置を兼ねているため、製造装置全体の構成を単純化できる。
【０１２０】
なお、水分測定装置３００の測定結果に応じて予備加熱を行うことは、レーザトーチ１００以外の予備加熱装置の場合にも有効であり、上記各実施形態に適用することができる。
【０１２１】
＜他の実施形態＞
上記した本発明のガス容器１の製造方法では、様々な製造設備を用いて行うことができる。例えば、第１実施形態の仮接合状態の樹脂ライナ１１をチャンバー内に配置して、チャンバー内を不活性ガス雰囲気下または真空状態にして、接合部３４，４４同士を予備加熱およびレーザ溶着するようにしてもよい。こうすることで、大気よりも低酸素雰囲気下でレーザ溶着されるため、各接合部３４，４４の酸化を抑制することができ、接合精度をより一層を高めることができる。
【０１２２】
また、レーザ溶着時に樹脂ライナ１１の内外に圧力差を付与して、接合端面５１，６１同士の密着性を高めるようにしてもよい。圧力差の付与は、例えばポンプにより、樹脂ライナ１１の口金３を介して樹脂ライナ１１の内部を減圧または加圧することで行うことができる。こうすることで、第５実施形態で説明した加圧治具を不要または簡略化しても、接合端面５１，６１同士の密着力を高めた状態で、これをレーザ溶着により接合することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
ガス容器１について説明したレーザ溶着については、樹脂ライナ１１のみならず、自動車部品や配管部品などの各種の樹脂成形品に適用することができる。例えば、インテークマニホールドを複数の樹脂成形材で構成し、この樹脂成形材同士をレーザ溶着で接合する場合にも、レーザ溶着工程に先行する予備加熱や、レーザ溶着部７０への発熱性材料１３０の追加などを適用することで接合精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】第１実施形態に係るガス容器の構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係るガス容器の接合部分を拡大して示す断面図である。
【図３】第１実施形態に係るガス容器の製造方法を説明する斜視図である。
【図４】第１実施形態に係るガス容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係るガス容器の製造方法を説明する斜視図である。
【図６】第３実施形態に係るガス容器の製造方法を説明する斜視図である。
【図７】第４実施形態に係るガス容器の製造方法を説明する図であり、（ａ）接合前の接合部分の拡大断面図、（ｂ）接合後の接合部分の拡大断面図である。
【図８】第５実施形態に係るガス容器の製造方法を説明する側面図である。
【図９】第６実施形態に係るガス容器の構成を示す断面図である。
【図１０】第７実施形態に係るガス容器の製造方法を説明する斜視図である。
【図１１】第７実施形態に係るガス容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２５】
１ ガス容器、１１ 樹脂ライナ、１２ 補強層、２１ ライナ構成部材、２２ ライナ構成部材、３４ 接合部、４４ 接合部、７０ レーザ溶着部、９０ ヒータ、１００ レーザトーチ、１１０ ヒータ、１２０ 熱風装置、１３０ 発熱性材料、１４０ 高周波誘導加熱装置、２０１ ライナ構成部材、２０２ ライナ構成部材、２０３ ライナ構成部材、２１３ 接合部、２２３ 接合部、２３１ 接合部、２３２ 接合部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素などのガスを貯留するガス容器に関し、特に、内殻となる樹脂ライナが複数のライナ構成部材を接合して構成されるガス容器の製造方法およびガス容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水素やＣＮＧ（圧縮天然ガス）を貯留するガス容器として、軽量化等の観点から、内殻を樹脂ライナで構成し、樹脂ライナの外周面をＦＲＰなどの補強層（外殻）で補強したものが開発されている。この種の樹脂ライナとして、例えばお碗状（略円筒状部材）の一対のライナ構成部材をポリエチレンなどの熱可塑性樹脂で形成しておき、この一対のライナ構成部材の端部同士を熱板溶着することで接合したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２１１７８３号公報（第２図および第５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、非常に薄いライナ構成部材同士を熱板溶着した場合には、溶融バリの発生のほか、表面焼けや樹脂の溶融の過不足が生じるおそれがあった。また、熱板溶着法では、樹脂ライナを製造するのに時間やコストが多くかかっていた。
【０００４】
本発明は、溶着時の不具合を生ずることなく、ライナ構成部材同士を適切に接合することができ、生産性を向上することができるガス容器の製造方法およびガス容器を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のガス容器の製造方法は、少なくとも一部が中空円筒状のライナ構成部材を、複数個接合して構成される樹脂ライナを有するガス容器の製造方法であって、複数のライナ構成部材同士の接合部分は、予備加熱されている途中でまたは予備加熱された後で、レーザを照射されることによりレーザ溶着で接合されたものである。
【０００６】
この構成によれば、複数のライナ構成部材同士の接合にレーザ溶着を用いているため、短時間且つ低コストで樹脂ライナを構成することができ、ガス容器の生産性を高めることができる。また、レーザ溶着によれば、接合部分を局所的に加熱することができるため、ライナ構成部材に対し熱的影響箇所を最小限にすることができ、溶融バリなどの発生を抑制し得る。さらに、レーザ溶着に先行して接合部分が予備加熱されているため、レーザ溶着時の接合部分の表面焼けを抑制することができ、ライナ構成部材同士を適切に且つ良好に接合することができる。また、接合部分が予備加熱された状態でレーザ溶着となる分、レーザ溶着に要する時間を短縮することもできるし、レーザの出力を必要以上に高くしなくて済む。
【０００７】
ここで、「少なくとも一部（一端側）が中空円筒状のライナ構成部材」には、ライナ構成部材が全体として円筒状、環状、お碗状、ドーム状等の形状を有することが含まれる。例えば、一対の（半割りの）ライナ構成部材により樹脂ライナが構成される場合には、各ライナ構成部材は、全体としてお碗状に形成される。また、三以上のライナ構成部材により樹脂ライナが構成される場合には、樹脂ライナの両端のライナ構成部材はそれぞれ全体としてお碗状に形成され、この間に位置するライナ構成部材は全体として中空の円筒状または環状に形成される。
【０００８】
本発明の他のガス容器の製造方法は、少なくとも一部が中空円筒状のライナ構成部材を、複数個接合して構成される樹脂ライナを有するガス容器の製造方法であって、互いに接合されるべき二つのライナ構成部材の少なくとも一方を予備加熱する予備加熱工程と、予備加熱工程の途中でまたは予備加熱工程の後で、レーザを照射することにより、接合対象となる接触状態のライナ構成部材同士をレーザ溶着で互いに接合するレーザ照射工程と、を有するものである。
【０００９】
この構成によれば、上記の発明と同様に、レーザ溶着を用いているためガス容器の生産性を高めることができると共に、ライナ構成部材への熱的影響箇所を最小限にすることができる。また、レーザ溶着に先行して予備加熱を行っているため、レーザ溶着時に表面焼けを抑制することができる。予備加熱された状態でレーザが照射される分、レーザ溶着に要する時間を短縮することもできるし、レーザの出力を必要以上に高くしなくて済む。
【００１０】
ここで、予備加熱をする直接の対象は、接合対象の両方のライナ構成部材であってもよいが、ライナ構成部材の一方のみであってもよい。後者としてもよい理由は、レーザ溶着の際にライナ構成部材同士を接触状態としているため、予備加熱されたライナ構成部材からの熱伝達により、予備加熱されていないライナ構成部材についても、レーザ溶着時には予め加熱された状態になり得るからである。
【００１１】
この場合、予備加熱工程は、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材の接合部と、他方のライナ構成部材の接合部との少なくとも一方を予備加熱することで行われ、レーザ照射工程は、接触状態の接合部同士をレーザ溶着で互いに接合することで行われることが、好ましい。
【００１２】
この構成によれば、レーザ溶着の対象となる接合部の局所的な予備加熱となるため、ライナ構成部材の全体を予備加熱する場合に比べて、予備加熱工程において、ライナ構成部材全体の熱変形などの熱的影響を好適に抑制することができると共に、必要な熱量を少なくすることが可能となる。
【００１３】
この場合、予備加熱工程は、接触状態の接合部同士を予備加熱することで行われることが、好ましい。
【００１４】
この構成によれば、非接触状態の接合部同士を予備加熱する場合に比べて、接合部同士の熱伝達を促進することができるため、予備加熱を効率よく行うことができる。
【００１５】
この場合、予備加熱工程は、接触状態のライナ構成部材同士の内側および外側の少なくとも一方から、接触状態の接合部同士を加熱することで行われることが、好ましい。
【００１６】
この場合、予備加熱工程は、熱源を有する予備加熱装置に対し、接触状態のライナ構成部材同士を相対的に回転させながら、接触状態の接合部同士を周方向に亘って予備加熱することで行われることが、好ましい。
【００１７】
この構成によれば、予備加熱装置に対してライナ構成部材同士を相対回転させているため、接合部同士の全周を予備加熱することができる。
ここで、「相対的に回転」には、ライナ構成部材同士を回転させること、予備加熱装置のみを回転させること、これら両者を互いに同方向にまたは逆方向に回転させること、が含まれる。
【００１８】
この場合、レーザ照射工程は、レーザを照射するレーザ照射装置に対し、接触状態のライナ構成部材同士を相対的に回転させながら、接触状態の接合部同士を周方向に亘って予備加熱することで行われることが、好ましい。
【００１９】
この構成によれば、予備加熱の場合と同様に、レーザ照射装置に対してライナ構成部材同士を相対回転させているため、接合部同士の全周をレーザによりライン溶接することができ、樹脂ライナの気密性を適切に確保することが可能となる。
ここで、「相対的に回転」には、ライナ構成部材同士を回転させること、レーザ照射装置のみを回転させること、これら両者を互いに同方向にまたは逆方向に回転させること、が含まれる。もっとも、予備加熱装置およびレーザ照射装置の両方を回転させるよりも、ライナ構成部材同士を回転させた方が装置の構成上や制御上、煩雑せず簡易となり得る。
【００２０】
この場合、予備加熱装置は、接触状態のライナ構成部材同士の回転方向において、レーザ照射装置の上流側に位置していることが、好ましい。
【００２１】
この構成によれば、ライナ構成部材同士が回転すると、接合部同士が予備加熱装置に臨んでこれによって予備加熱され、その予備加熱された部分がレーザ照射装置に臨んでこれによってレーザ溶着される。これにより、接合部同士の予備加熱温度の低下を最小限に抑制した状態で、接合部同士をレーザ溶着することができる。
【００２２】
これらの場合、予備加熱工程を実行する予備加熱装置は、ヒータ、熱風装置、高周波誘導加熱装置及びレーザ照射装置の少なくとも一つであることが、好ましい。
【００２３】
この構成によれば、例えば高周波誘導加熱装置によれば、予備加熱を短時間で行うことができる。また、予備加熱工程及びレーザ照射工程において、同一のレーザ照射装置を用いれば、製造装置全体の構成を単純化できる。なお、同一のレーザ照射装置を用いる場合には、予備加熱工程では、レーザ溶着しない程度の低出力でレーザを照射すればよい。
【００２４】
これらの場合、予備加熱工程に先立ち、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材の接合部と、他方のライナ構成部材の接合部との少なくとも一方に発熱性材料を設ける工程を、更に有することが、好ましい。
【００２５】
この構成によれば、発熱性材料により接合部同士の予備加熱を促進することができると共に、レーザ溶着の際の接合部同士の溶融を促進することができる。これにより、接合部同士の溶着不良を抑制して、より一層良好に接合することができる。なお、発熱性材料を塗布することで接合部に設けてもよいし、発熱性材料を練入したシートを貼付することで接合部に設けてもよい。
【００２６】
この場合、発熱性材料は、セラミックス、黒鉛、樹脂および金属の少なくも一つであることが、好ましい。
【００２７】
これらの場合、予備加熱工程に先立ち、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材の接合部をレーザ透過性の部材で構成すると共に、他方のライナ構成部材の接合部をレーザ吸収性の部材で構成する工程を、更に有し、レーザ照射工程は、レーザ透過性の部材からなる接合部側からレーザを照射することで行われることが、好ましい。
【００２８】
この構成によれば、レーザ透過性の接合部側からレーザを照射すると、レーザ吸収性の接合部が加熱溶融すると共に、その接合部からの熱伝達によりレーザ透過性の接合部が加熱溶融する。このように、レーザに対する透過性または吸収性の特性を接合部に持たせておくことで、接合部同士を適切に接合することができる。なお、この種のレーザに対する特性を接合部のみに持たせてもよいが、接合部を含むライナ構成部材の全体に持たせる方が、ライナ構成部材を簡易に製造し得る。
【００２９】
これらの場合、予備加熱工程では、ライナ構成部材の接合部の水分を測定する水分測定装置の測定結果に応じて予備加熱することが、好ましい。
【００３０】
レーザ溶着時に接合部の水分率が高いと、レーザ溶着に悪影響を及ぼすおそれがあるが、上記構成のように予備加熱を水分測定装置の測定結果に応じて実行することで、溶着不良を防止することができるようになる。
【００３１】
本発明のガス容器は、少なくとも一部が中空円筒状のライナ構成部材を、複数個接合して構成される樹脂ライナと、樹脂ライナの外周に配置された補強層と、を有するガス容器であって、一のライナ構成部材の接合部と他のライナ構成部材の接合部とが接合された接合部分は、この接合部同士をレーザ溶着により互いに接合したレーザ溶着部と、レーザ溶着部と一体的にまたはその近傍に設けられた発熱性材料と、を有しているものである。
【００３２】
この構成によれば、一のライナ構成部材の接合部と他のライナ構成部材の接合部とをレーザ溶着により接合しているため、短時間且つ低コストで樹脂ライナを構成することができる。よって、ガス容器の生産性を高めることができる。また、レーザ溶着を用いることで、低温でしかも接合部同士を局所的に加熱することができるため、ライナ構成部材に対し熱的影響箇所を最小限にすることができ、溶融バリなどを生じさせなくて済む。さらに、発熱性材料によりレーザ溶着の際の接合部同士の溶融を促進することができるため、接合部同士の溶着不良を抑制して、より一層良好に接合することができる。
【００３３】
ここで、レーザ溶着部は、接合部同士または少なくとも一方の接合部が溶融して形成されるものである。また、発熱性材料は、樹脂ライナの製造前（レーザ溶着前）では、少なくとも一方の接合部に設けられるものである。レーザ溶着部と一体的に設けられた発熱性材料とは、樹脂ライナの製造後（レーザ溶着後）において、例えば、レーザ溶着により溶融した接合部の樹脂に発熱性材料が含まれ得る状態にあることをいう。一方、レーザ溶着部の近傍に設けられた発熱性材料とは、樹脂ライナの製造後（レーザ溶着後）において、例えば、レーザ溶着により溶融した接合部の樹脂には含まれず、この溶融して固化した樹脂の近傍にある状態をいう。
【発明の効果】
【００３４】
本発明のガス容器の製造方法によれば、ライナ構成部材同士の接合をレーザ溶着で行うと共に、そのレーザ溶着に先立って予備加熱がなされている。したがって、レーザ溶着時の不具合を生ずることなく、ライナ構成部材同士を適切に接合することができ、生産性を向上することができる。
【００３５】
本発明のガス容器によれば、上記同様にライナ構成部材同士を適切に接合して生産性を向上することができると共に、接合部分に発熱性材料を設けているためにレーザ溶着時の溶融を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態のガス容器は、複数のライナ構成部材がレーザ溶着により接合された樹脂ライナを有するものである。以下では、先ずガス容器の構造について説明し、その後、ガス容器の製造方法について説明する。また、第２〜第５実施形態及び第７実施形態では、主として製造方法の変形例について説明し、第６実施形態では、主としてガス容器の他の構造について説明する。第２実施形態以降では、第１実施形態と共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、ガス容器１は、全体として密閉円筒状の容器本体２と、容器本体２の長手方向の両端部に取り付けられた口金３，３と、を具備している。容器本体２の内部は、各種のガスを貯留する貯留空間５となっている。ガス容器１は、常圧のガスを充填することもできるし、常圧に比して圧力が高められたガスを充填することもできる。すなわち、本発明のガス容器１は、高圧ガス容器として機能することができる。
【００３８】
例えば、燃料電池システムでは、高圧の状態で用意された燃料ガスを減圧して、燃料電池の発電に供している。本発明のガス容器１は、高圧の燃料ガスを貯留するのに適用することができ、燃料ガスとしての水素や、圧縮天然ガス（ＣＮＧガス）などを貯留することができる。ガス容器１に充填される水素の圧力としては、例えば３５ＭＰａあるいは７０ＭＰａであり、ＣＮＧガスの圧力としては、例えば２０ＭＰａである。以下は、高圧水素ガス容器１を例に説明する。
【００３９】
容器本体２は、ガスバリア性を有する内側の樹脂ライナ１１（内殻）と、樹脂ライナ１１の外周に配置された補強層１２（外殻）と、の二層構造を有している。補強層１２は、例えば炭素繊維とエポキシ樹脂を含むＦＲＰからなり、樹脂ライナ１１の外表面を被覆するようにこれを巻きつけている。
【００４０】
口金３は、例えばステンレスなどの金属で形成され、容器本体２の半球面状をした端壁部の中心に設けられている。口金３の開口部の内周面には、めねじが刻設されており、配管やバルブアッセンブリ１４（バルブボデー）などの機能部品が、このめねじを介して口金３にねじ込み接続可能となっている。なお、図１では、口金３，３の一方にのみバルブアッセンブリ１４を設けた例を二点鎖線で示した。
【００４１】
例えば、燃料電池システム上のガス容器１は、バルブや継手等の配管要素を一体的に組み込んだバルブアッセンブリ１４を介して、貯留空間５と図示省略した外部のガス流路との間が接続され、貯留空間５に水素が充填されると共に貯留空間５から水素が放出される。なお、ガス容器１の両端部に口金３，３を設けたが、もちろん片方の端部にのみ口金３を設けてもよい。
【００４２】
樹脂ライナ１１は、長手方向の中央で二分割された一対の略同形状からなるライナ構成部材２１，２２（割体）を、レーザ溶着により接合して構成されている。すなわち、半割り中空体のライナ構成部材２１，２２同士をレーザ溶着により接合することで、中空内部の樹脂ライナ１１が構成されている。
【００４３】
一対のライナ構成部材２１，２２は、樹脂ライナ１１の軸方向に所定の長さ延在する胴部３１，４１をそれぞれ有している。各胴部３１，４１の軸方向の両端側は、開口している。
【００４４】
一方のライナ構成部材２１は、胴部３１の一端側の縮径された端部に形成された返し部３２と、返し部３２の中央部に開口した連通部３３と、胴部３１の他端側の略円筒状の端部に形成された接合部３４と、を有している。同様に、他方のライナ構成部材２２は、胴部４１の一端側の縮径された端部に形成された返し部４２と、返し部４２の中央部に開口した連通部４３と、胴部４１の他端側の略円筒状の端部に形成された接合部４４と、を有している。
【００４５】
各返し部３２，４２は、各ライナ構成部材２１，２２の強度を確保するのに機能する。各返し部３２，４２の外周面と補強層１２の端部との間に口金３，３が位置しており、各口金３，３は、各連通部３３，４３に嵌合している。なお、口金３が片方の端部にのみ設けられる場合には、一対のライナ構成部材２１，２２の一方については、返し部３２，４２および連通部３３，４３が形成されず、胴部３１および胴部４１の一方については一端側が閉塞端で形成される。
【００４６】
ここで、本明細書では、ライナ構成部材２１，２２とは、分割構造の樹脂ライナ１１を構成する部材をいい、上述のように、少なくとも一端側（一部）が中空円筒状の形状を有するものをいう。したがって、ライナ構成部材２１，２２の形状には、その全体の形状が円筒状、環状、お碗状、ドーム状等であることが含まれる。
【００４７】
図２は、接合部３４，４４まわりを拡大して示す断面図である。なお、図２において補強層１２は省略している。
一方の接合部３４は、所定の角度傾斜した接合端面５１を有している。接合端面５１は、ライナ構成部材２１の端部が内側に向かって面取りされるように（逆テーパ状となるように）、ライナ構成部材２１の端部に周方向に亘って形成されている。
【００４８】
同様に、他方の接合部４４は、所定の角度傾斜した接合端面６１を有している。接合端面６１は、ライナ構成部材の端部が外側に向かって面取りされるように（テーパ状となるように）、ライナ構成部材２２の端部に周方向に亘って形成されている。
【００４９】
一方の接合部３４と他方の接合部４４とは、ライナ構成部材２１，２２同士を突き合わせた状態では、両者の接合端面５１，６１同士が整合し、接合端面５１，６１同士が樹脂ライナ１１の周方向に亘って接触する。
【００５０】
なお、両者の接合端面５１，６１の角度は、任意であるが、レーザトーチ１００（レーザ照射装置）からのレーザを透過または受光可能な角度であればよい。また、接合端面５１，６１同士には、樹脂ライナ１１の製造過程において、後述する予備加熱装置としてのヒータ９０が臨むようになっている。
【００５１】
本実施形態では、接合部３４を有するライナ構成部材２１は、レーザ透過性の熱可塑性樹脂で形成されている。一方、接合部４４を有するライナ構成部材２２は、レーザ吸収性の熱可塑性樹脂で形成されている。
【００５２】
レーザ透過性の熱可塑性樹脂は、レーザ溶着に必要なエネルギーをレーザ吸収性側の接合部４４の接合端面６１に到達させる程度に、レーザに対する透過性を有していればよい。したがって、レーザ透過性の熱可塑性樹脂であっても、レーザ吸収性の特性を僅かに有していてもよい。
レーザ透過性の熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン６６などを挙げることができるが、これらにガラス繊維などの補強繊維や着色剤を添加したものであってもよい。例えば、レーザ透過性のライナ構成部材２１は、白色、半透明または透明に形成される。
【００５３】
レーザ吸収性の熱可塑性樹脂は、レーザに対する吸収性を有していればよく、吸収したレーザにより発熱して溶融するものであればよい。レーザ吸収性の熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン６６などを挙げることができるが、これらにガラス繊維などの補強繊維や着色剤を添加したものであってもよい。
例えば、レーザ吸収性の熱可塑性樹脂は、レーザ透過性の熱可塑性樹脂と同一の樹脂で形成した場合には、レーザ透過性の熱可塑性樹脂よりもカーボンを多く添加することで形成される。したがって、レーザ吸収性のライナ構成部材２２は、例えば黒色に形成される。
【００５４】
レーザ透過性の接合部３４とレーザ吸収性の接合部４４とは、接合端面５１，６１同士がレーザ溶着により接合されている。レーザ溶着は、接合部３４の外側からレーザトーチ１００によりレーザを照射し、レーザ吸収性の接合端面６１の樹脂を加熱溶融すると共に、この接合端面６１からの熱伝達によりレーザ透過性の接合端面５１の樹脂を加熱溶融することで行われる。
【００５５】
したがって、接合部３４，４４同士が接合された接合部分にあるレーザ溶着部７０は、接合端面６１および接合端面５１の両方が溶融した部位であり、レーザ吸収性およびレーザ透過性の両方の樹脂が入り絡まった状態となっている。本実施形形態では、接合端面５１，６１同士を樹脂ライナ１１の軸方向に対して直交させるのではなく傾斜させたことで、接合端面５１，６１同士の接触面積が大きくなり、接合部分の大きさが適切に確保されている。
【００５６】
なお、ライナ構成部材２１，２２の全体をレーザ透過性やレーザ吸収性の樹脂とするのでなく、接合部３４，４４のみをレーザ透過性やレーザ吸収性の樹脂で構成するなど、ライナ構成部材２１，２２が部分的にレーザ透過性やレーザ吸収性の特性を有していてもよい。
【００５７】
例えば、一対のライナ構成部材２１，２２を両方ともレーザ透過性の樹脂で形成しておき、そのうちの一方のライナ構成部材２１（または２２）の接合部３４（または４４）の接合端面５１（または６１）に、レーザ吸収性を有する吸収剤を塗布したり、この種の吸収剤を練入したシートを貼付したりしてもよい。
【００５８】
ここで、図３および図４を参照して、ガス容器１の製造方法について説明する。
先ず、一対のライナ構成部材２１，２２および二つの口金３，３を成形する（Ｓ１）。このとき例えば、予め成形した一の口金３を金型内に配置し、この金型内にレーザ透過性の熱可塑性樹脂を射出して、ライナ構成部材２１および口金３を一体成形する（インサート成形する。）。
【００５９】
また同様の手順により、レーザ吸収性の熱可塑性樹脂を射出して、ライナ構成部材２２および口金３を一体成形する。このように、射出成形を用いることで各ライナ構成部材２１，２２を成形精度良く成形することができる。なお、射出成形に代えて、回転成形やブロー成形を用いてもよい。また、各ライナ構成部材２１，２２と各口金３，３とを一体成形しなくてもよく、後述するレーザ溶着工程（Ｓ５）の後などで、各ライナ構成部材２１，２２に各口金３，３を取り付けてもよい。
【００６０】
次に、口金３付きの各ライナ構成部材２１，２２を製造設備内に例えば横向き姿勢で配置し、ライナ構成部材２１，２２同士を突き合わせる。そして、接合部３４，４４同士を接触させて、接合端面５１，６１同士を周方向に亘って接触させる（Ｓ２）。
【００６１】
これにより、ライナ構成部材２１，２２同士が仮接合（暫定接合）した状態の樹脂ライナ１１となる。なお、この後で、各ライナ構成部材２１，２２の各口金３，３に図示省略した栓をねじ込み接続することなどにより、仮接合状態の樹脂ライナ１１の内部を略密閉状態として、この密閉空間に不純物が入り込まないようにしてもよい。
【００６２】
次の工程として、樹脂ライナ１１の仮接合状態を維持しつつ、図示省略した回転装置を駆動して樹脂ライナ１１をその軸回りに回転させながら、ヒータ９０を駆動して接触状態の接合部３４，４４同士を予備加熱する（Ｓ３）。ヒータ９０は、樹脂ライナ１１の外側に位置して、接合部３４，４４同士の周方向の一部に（ライナ構成部材２１，２２同士の接合境界の一部に）非接触で臨んでいる。
【００６３】
また、ヒータ９０は、両接合端面５１，６１の軸方向の長さに相当する長さだけ、樹脂ライナ１１の軸方向に延在する加熱領域９１を有している（図２参照）。したがって、樹脂ライナ１１を一回転させることで、接触状態の接合端面５１の全面および接合端面６１の全面がヒータ９０により予備加熱される。なお、接合端面５１，６１同士を接触させているため、予備加熱時の熱伝達が促進される。
【００６４】
なお、ヒータ９０の軸方向の長さを両接合端面５１，６１の軸方向の長さよりも短く設定してもよいが、ヒータ９０の加熱領域９１が両接合端面５１，６１を軸方向に超えて位置するようにしてもよい。また、ヒータ９０を樹脂ライナ１１の外側に位置させたが、ヒータ９０を樹脂ライナ１１の内側に位置させて、接触状態の接合部３４，４４同士をその内面側から（樹脂ライナ１１の内部から）予備加熱するようにしてもよい。
【００６５】
さらに、樹脂ライナ１１に対して非接触式のヒータ９０としたが、接触式の予備加熱装置を構成して、これを接合部３４，４４同士のある接合境界の内面または外面に接触させてもよい。例えば、ヒータを内蔵したローラで接触式の予備加熱装置を構成した場合には、加温されたローラの周面を接合境界の内面または外面に接触させればよい。
【００６６】
また、ヒータ９０により接触状態のライナ構成部材２１，２２同士を全体的に予備加熱してもよいが、レーザ溶着の対象となる接合部３４，４４同士を局所的に予備加熱した方が、ライナ構成部材２１（２２）全体の熱変形などの熱的影響を好適に抑制することができると共に、必要な熱量を少なくすることが可能となる。
【００６７】
次に、予備加熱された接合部３４，４４同士に対して、レーザが照射される（Ｓ４）。レーザの照射は、樹脂ライナ１１の外側に位置するレーザトーチ１００を駆動することで行われる。レーザトーチ１００は、レーザ透過性の接合部３４の外側から、接触状態の接合端面５１，６１同士にレーザを照射する。照射されたレーザは、接合端面６１の樹脂およびその熱伝達により接合端面５１の樹脂を加熱溶融する。そして、これらの溶融された樹脂が冷却固化することで、接合部３４，４４同士を互いに一体的に接合するレーザ溶着部７０が形成される。
【００６８】
ここで、レーザの照射も予備加熱と同様に、仮接合状態の樹脂ライナ１１を軸回りに回転させることで行われる。このため、レーザ溶着部７０は、樹脂ライナ１１の周方向に亘って形成されることになる。
【００６９】
本実施形態では、レーザトーチ１００は、仮接合状態の樹脂ライナ１１の軸回りの回転方向において、ヒータ９０の下流側に設けられている。これにより、ヒータ９０に臨んだ接合部３４，４４同士の予備加熱された部分に対して、レーザトーチ１００からのレーザが随時照射されることになる。したがって、樹脂ライナ１１を少なくとも一回転させることで、接合部３４，４４同士が周方向に亘って予備加熱およびレーザ照射される。
【００７０】
このように、接合端面５１，６１同士の予備加熱された部位が順次レーザ照射されて、接合端面５１，６１同士がレーザ溶着により接合されるため、接合部３４，４４同士の予備加熱温度の低下を最小限に抑制した状態で、接合部３４，４４同士をレーザ溶着することができる。
【００７１】
また、予備加熱された状態でレーザが照射されるため、レーザが照射される樹脂ライナ１１の部位の焼け焦げなどを抑制することができ、樹脂ライナ１１の接合不良や強度低下を抑制することができる。
【００７２】
また、予備加熱していて接合端面５１，６１同士が温まっている分、レーザ溶着に要する時間を短縮することができる。さらに、予備加熱しているため、仮にレーザ透過側の接合部３４をレーザ透過性の低い樹脂で形成したり肉厚に形成したりしても、レーザの出力を必要以上に高くしなくて済む。
【００７３】
なお、レーザトーチ１００が出射するレーザは、半導体レーザなどを用いることができるが、これに限定されるものではなく、レーザの種類は、レーザ透過性のライナ構成部材２１の樹脂の肉厚を含む性状などを考慮して適宜選択される。また、ヒータ９０の出力（加熱温度、加熱量、加熱時間）、レーザの出力（照射量、照射時間）、および樹脂ライナ１１の回転速度などの諸条件は、各ライナ構成部材２１，２２や各接合部３４，４４の性状に応じて適宜設定すればよい。この場合、接合部３４，４４同士の予備加熱温度については、レーザにより加熱されて溶融し始める本加熱温度よりも低く設定すればよい。
【００７４】
なおまた、上記のように予備加熱工程（Ｓ３）の実行中に、レーザの照射を実行してレーザ溶着工程（Ｓ４）を行うようにしているが、もちろん、接合部３４，４４同士について周方向に亘って予備加熱を完了した後で、レーザの照射を開始するようにしてもよい。なお、上記説明では、樹脂ライナ１１の外側から接合部３４，４４同士にレーザを照射しているが、レーザトーチ１００を樹脂ライナ１１の内側に配置して、樹脂ライナ１１の内側から接合部３４，４４同士にレーザを照射してもよい。
【００７５】
また、樹脂ライナ１１を直接的に回転させる構成ではなく、ヒータ９０やレーザトーチ１００を樹脂ライナ１１の周囲で直接的に回転させるようにしてもよい。これに代えて、樹脂ライナ１１、ヒータ９０およびレーザトーチ１００をともに、同方向にまたは逆方向に回転させるようにしてもよい。もっとも、上記のように、樹脂ライナ１１のみを回転させた方が、ヒータ９０およびレーザトーチ１００を関連付けて回転させる場合に比べて、装置構成上、簡易となり得る。
【００７６】
レーザ溶着の完了により、樹脂ライナ１１は、仮接合状態から本接合状態（すなわち、完全に接合された状態。）となって、中空内部に上記の貯留空間５が構成される。そして、レーザ溶着完了後の工程として、フィラメントワインディング法等により樹脂ライナ１１の外表面に補強層１２を形成する工程（Ｓ５）が実行されることで、ガス容器１が製造される。
【００７７】
以上のように、本実施形態のガス容器１の製造方法によれば、レーザ溶着を用いたため、短時間且つ低コストで樹脂ライナ１１を製造することができ、ガス容器１の生産性を高めることができる。また上記したように、レーザ溶着に先行して、レーザ溶着の対象となる接合部３４，４４同士を予備加熱しているため、レーザ照射時に樹脂ライナ１１の部位の焼け焦げなどを抑制することができ、良好な接合精度で且つ短時間でライナ構成部材２１，２２同士を接合することができる。
【００７８】
＜第２実施形態＞
次に、図５を参照して、第２実施形態に係るガス容器１の製造方法ついて相違点を中心に説明する。第１実施形態との相違点は、予備加熱装置としてのヒータ１１０の形状をコイル状としたことである。
【００７９】
本実施形態のヒータ１１０は、樹脂ライナ１１の外側から接合部３４，４４同士を予備加熱する環状ヒータ部１１１を有している。環状ヒータ部１１１は、樹脂ライナ１１の周方向にほぼ亘って、接触状態の接合部３４，４４同士の接合境界に非接触で臨んでいる。このため、樹脂ライナ１１をヒータ１１０に対して相対回転させなくとも、環状ヒータ部１１１により接合部３４，４４同士を周方向にほぼ亘って予備加熱することが可能となる。環状ヒータ部１１１は、上記ヒータ９０と同様に、例えば、両接合端面５１，６１の軸方向の長さに相当する長さだけ、樹脂ライナ１１の軸方向に延在する加熱領域を有している。
【００８０】
本実施形態によっても、ヒータ１１０によって予備加熱された接合部３４，４４同士に対してレーザを照射することで、焼け焦げなどの不具合を抑制して、接合部３４，４４同士を適切にレーザ溶着で接合することができる。
【００８１】
なお、本実施形態においても上記実施形態と同様にさまざまな変形例を適用することができ、例えば、ヒータ１１０の発熱中に（すなわち予備加熱中に）、樹脂ライナ１１の軸回りの回転を開始しつつ、これに同期してレーザの照射を開始するようにしてもよい。また、樹脂ライナ１１を回転させるのではなくて、レーザトーチ１００を樹脂ライナ１１の周りを回転させるようにしてもよい。
【００８２】
＜第３実施形態＞
次に、図６を参照して、第３実施形態に係るガス容器１の製造方法ついて相違点を中心に説明する。第１実施形態との相違点は、ヒータ９０に代わる予備加熱装置として、熱風装置１２０を用いた点である。
【００８３】
熱風装置１２０は、例えば、図示省略した熱源と、熱源を通過したエアや不活性ガス等の熱風を送風する図示省略したブロワと、ブロワからの熱風を仮接合状態の樹脂ライナ１１の内部に導入するダクト１２１と、を具備している。ダクト１２１は、樹脂ライナ１１の一方の口金３に例えばねじ込み接続されている。
【００８４】
この場合、ダクト１２１の下流端は、樹脂ライナ１１の内部から接合部３４，４４同士の接合境界に又はその近傍に熱風を吹き付けるように、樹脂ライナ１１の内部で延在している。もっとも、ダクト１２１の下流端を口金３や樹脂ライナ１１の内部の中央部などに位置させて、樹脂ライナ１１の内部を全体的に熱風で予備加熱するようにしてもよい。この全体予備加熱の場合には、樹脂ライナ１１のダクト１２１が接続された口金３とは反対側の口金３に栓をしておくことで、樹脂ライナ１１の内部から外部に熱を極力逃がさなくて済む。
【００８５】
以上のように本実施形態によっても、熱風装置１２０によって予備加熱された接合部３４，４４同士に対してレーザを照射することができる。これにより、焼け焦げなどの不具合を抑制して、接合部３４，４４同士を適切にレーザ溶着で接合することができる。特に、熱風として、加熱された不活性ガスを用いた場合には、レーザ溶着の際に、接合部３４，４４同士の酸化を抑制することも可能となる。
【００８６】
そして変形例としては、上記実施形態と同様に、レーザ溶着の際に、熱風装置１２０の駆動を停止してもよいし、その駆動を続けて予備加熱を続行してもよい。また、熱風装置１２０を駆動する予備加熱の際に樹脂ライナ１１を回転させてもよいが、ダクト１２１からの熱風が接合部３４，４４同士の接合境界において又はその近傍において周方向に亘って吹き付けられる場合には、予備加熱の際に樹脂ライナ１１を回転させなくてもよい。
【００８７】
＜第４実施形態＞
次に、図７を参照して、第４実施形態に係るガス容器１およびその製造方法について相違点を中心に説明する。第１実施形態との相違点は、ガス容器１の構造として、接合部３４，４４同士の界面に発熱性材料１３０を設けたことである。なお、図７は、ガス容器１の接合部分を拡大して示す図２と同様の断面図である。
【００８８】
発熱性材料１３０は、レーザ吸収性のライナ構成部材２２の接合端面６１の全面に設けられている。もっとも、発熱性材料１３０を接合端面６１に部分的に設けてもよい。また、この構成に代えて、発熱性材料１３０をレーザ吸収性の接合端面５１の全面に設けてもよいし、両方の接合端面５１，６１に設けてもよい。
【００８９】
発熱性材料１３０は、接合端面６１の樹脂よりも発熱性の高い材料であればよい。例えば、発熱性材料１３０は、セラミックス、黒鉛、樹脂および金属のいずれかで構成することもできるし、これらを混合して構成することもできる。発熱性材料１３０を接合端面６１に設ける場合には、発熱性の微粒子を揮発性溶媒と混合させて接合端面６１の全面に塗布してもよいし、発熱性材料１３０を練入したシートを接合端面６１の全面に貼付してもよい。
【００９０】
本実施形態のガス容器１を製造する際には、ライナ構成部材２１，２２同士を突き合わせて仮接合する前に、塗布等により接合端面６１に発熱性材料１３０を設けている。すなわち、本実施形態のガス容器１の製造工程は、第１実施形態で説明した図４に示すＳ１の工程とＳ２の工程との間に、接合端面６１に発熱性材料１３０を設ける工程を具備している。
【００９１】
この発熱性材料１３０を設ける工程の後、樹脂ライナ１１を仮接合して、接触状態の接合部３４，４４同士を予備加熱すると共にレーザ溶着で接合する。予備加熱は、例えば第１〜第３実施形態の予備加熱装置（９０，１１０，１２０）を用いて行われる。レーザ溶着の完了により、接合部３４と接合部４４とが一体的に接合された樹脂ライナ１１の接合部分は、レーザ溶着部７０の近傍に発熱性材料１３０を有した構成となる（図７（ｂ）参照）。
【００９２】
本実施形態が上記各実施形態に対して有用となる点は、第一に、予備加熱時に接合端面５１，６１同士の発熱が発熱性材料１３０により助長されることである。このため、短時間で予備加熱することができる。第二に、同様にレーザ照射時に接合端面５１，６１同士の溶融が発熱性材料１３０により助長されることである。このため、接合部３４，４４同士の溶着不良を抑制して、より一層良好に接合することができる。
【００９３】
なお、レーザ溶着によって、レーザ溶着部７０と一体的に発熱性材料１３０が設けられる場合もある。例えば、レーザの照射によって接合端面６１の樹脂が溶融する際に、これに発熱性材料１３０が混入している場合には、この溶融した固化した樹脂（すなわちレーザ溶着部７０）に発熱性材料１３０が含まれることがある。
【００９４】
なお、本実施形態においては、発熱性材料１３０が導電性セラミックスである場合など、発熱性材料１３０が導電性を有している場合には、上記の第１〜第３実施形態の予備加熱装置に代えて、予備加熱装置を兼ねる高周波誘導加熱装置を用いるとよい。
【００９５】
高周波誘導加熱装置を用いて、ガス容器１を製造する方法について簡単に説明する。その製造過程においては、先ず、図４に示すＳ２の工程の際に、仮接合状態の樹脂ライナ１１を高周波誘導加熱装置の高周波炉内に設置すると共に、この高周波炉内にレーザトーチ１００を所定の位置に設置する。高周波誘導加熱装置を駆動すると、高周波による誘導加熱で発熱性材料１３０に発熱がおこり、接合端面５１，６１同士が予備加熱された状態となる。この高周波誘導加熱装置の駆動中にレーザトーチ１００を駆動して、接合端面５１，６１同士をレーザ溶着により接合する。
【００９６】
このように、接合端面６１に導電性の発熱性材料１３０が設けられている場合に高周波誘導加熱装置を用いることで、接合端面５１，６１同士をより一層短時間で予備加熱することができると共に、接合端面５１，６１同士の溶融を促進することができる。したがって、接合部３４，４４同士の溶着不良を抑制して、より一層良好に接合することができる。
【００９７】
また、レーザ溶着中においては、高周波による誘導加熱によってレーザ溶着部７０を所定の温度に保つことができる。このため、樹脂ライナ１１の品質を安定化させることができる。さらに、高周波による誘導加熱によって樹脂ライナ１１自体にアニール処理と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
＜第５実施形態＞
次に、図８を参照して、第５実施形態に係るガス容器１の製造方法について相違点を説明する。第４実施形態との相違点は、高周波誘導加熱装置１４０の高周波炉１４１内に加圧治具１５０を設置したことである。
【００９９】
加圧治具１５０は、例えば、仮接合状態の樹脂ライナ１１をその両端側から内側に向かって圧着するように、接合部３４，４４同士を挟んで対向して設けられた一対の治具で構成されている。一対の加圧治具１５０，１５０は、樹脂ライナ１１の軸方向の内側に圧着力を印加して、接合端面５１，６１同士を強密着させる。一対の加圧治具１５０，１５０は、駆動源となるシリンダなどのアクチュエータを有していてもよいし、アクチュエータを具備しない構成であってもよい。
【０１００】
本実施形態によれば、一対の加圧治具１５０，１５０により接合端面５１，６１同士の密着力を高めた状態で、高周波による誘導加熱およびレーザ溶着を行うことができる。これにより、レーザ溶着された接合端面５１，６１同士の接合性を高めることができ、樹脂ライナ１１の接合強度や気密性をより一層確保することができる。
【０１０１】
なお、一対の加圧治具１５０，１５０による機械的圧着力に代えて、摩擦圧接などの他の構造により、仮接合状態の接合端面５１，６１同士を強密着させるようにしてもよい。
【０１０２】
＜第６実施形態＞
次に、図９を参照して、第６実施形態に係るガス容器１について相違点を中心に説明する。第１実施形態との相違点は、ガス容器１の樹脂ライナ１１を三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３より構成したことである。なお、図９では、補強層１２については省略している。
【０１０３】
樹脂ライナ１１は、長手方向において三分割された三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３を、レーザ溶着により接合して構成されている。両端に位置する二つのライナ構成部材２０１，２０２は、全体の形状がお碗状に形成されている。中央に位置するライナ構成部材２０３は、全体の形状が円筒状または環状に形成されている。両端の二つのライナ構成部材２０１，２０２は、それぞれ、例えば射出成形により口金３と一体成形される。中央のライナ構成部材２０３は、例えば射出成形により形成される。
【０１０４】
両端の二つのライナ構成部材２０１，２０２の各々は、返し部２１１，２２１および連通部２１２，２２２のほか、各口金３，３と反対側に接合部２１３，２２３を有している。中央のライナ構成部材２０３は、軸方向の開口した両端側にそれぞれ接合部２３１，２３２を有している。
【０１０５】
これらの接合部（２１３，２２３，２３１，２３２）は、レーザ透過性またはレーザ吸収性の特性を有している。例えば、両端の二つのライナ構成部材２０１，２０２は、レーザ透過性の熱可塑性樹脂で形成され、中央のライナ構成部材２０３は、レーザ吸収性の熱可塑性樹脂で形成される。もちろん、この逆であってもよいし、各ライナ構成部材２０１，２０２，２０３が、部分的にレーザ透過性またはレーザ吸収性の特性を有していてもよい。樹脂ライナ１１は、接合部２１３，２３１同士がレーザ溶着により互いに接合され、且つ接合部２２３，２３２同士がレーザ溶着により互いに接合されている。
【０１０６】
本実施形態のガス容器１の製造方法は、上記した各実施形態の製造方法を適用することができる。ここでは、三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３を同時に予備加熱およびレーザ溶着する場合について簡単に説明する。
【０１０７】
先ず、口金３付きのライナ構成部材（２０１，２０２）を含む三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３を成形する。そして、接合部２１３，２３１同士および接合部２２３，２３２同士を接触させて、仮接合状態の樹脂ライナ１１とする。
【０１０８】
次いで、仮接合状態の樹脂ライナ１１をその軸回りに回転させながら、あるいは二つの予備加熱装置（例えばヒータ９０，１１０）および二つのレーザトーチ１００を樹脂ライナ１１の周囲を回転させる。この回転中に、接合部２１３，２３１同士および接合部２２３，２３２同士について、予備加熱の途中でまたはその後でレーザ溶着により周方向に亘って接合する。
【０１０９】
これにより、三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３が一体的に接合され、本接合状態の樹脂ライナ１１が製造される。その後、三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３の外周に亘って補強層が巻き付けられて、ガス容器１が製造される。
【０１１０】
したがって、本実施形態のように三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３で樹脂ライナ１１を構成しても、上記実施形態と同様に、レーザ溶着による接合が良好なガス容器１を製造することができる。
【０１１１】
なお、三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３について、予備加熱やレーザ溶着等の処理を同時に行った例を説明したが、もちろんこれらの処理を別個に行ってもよい。また、ライナ構成部材が三つの場合について説明したが、四つ以上も同様である。すなわち、本発明は、軸方向に並ぶ複数のライナ構成部材を接合した樹脂ライナ１１に適用することができる。
【０１１２】
＜第７実施形態＞
次に、図１０及び図１１を参照して、第７実施形態に係るガス容器１の製造方法について相違点を説明する。第１実施形態との相違点は、レーザトーチ１００が予備加熱装置を兼ねることと、水分を測定する非接触式の水分測定装置３００を設けたことである。
【０１１３】
水分測定装置３００は、ライナ構成部材２１，２２の水分率を測定するものである。水分測定装置３００は、樹脂ライナ１１の外側に位置して、接合部３４，４４同士の周方向の一部に（ライナ構成部材２１，２２同士の接合境界の一部に）非接触で臨んでいる。それゆえ、水分測定装置３００は、接合部３４又は接合部４４の水分率を測定する。
【０１１４】
水分測定装置３００は、例えば露点計、赤外線分光計など各種公知のものを用いることができ、本実施形態ではマイクロ波水分計が用いられている。図示省略した回転装置により、樹脂ライナ１１を軸回りに一回転させることで、水分測定装置３００は、接合部３４又は接合部３４の水分率を周方向に亘って測定することができる。
【０１１５】
図１１は、予熱からレーザ溶着完了までの工程を示すフローチャートであり、これらの工程は、第１実施形態の図３に示す予熱の工程（Ｓ３）及びレーザ溶着の工程（Ｓ４）に相当するものである。
【０１１６】
ステップＳ１１では、仮接合状態の樹脂ライナ１１を回転装置により回転させながら、レーザトーチ１００を駆動し、接触状態の接合部３４，４４同士を予備加熱する。このとき、レーザトーチ１００によるレーザの出力は、接合部３４，４４同士がレーザ溶着しない程度のものに設定される。すなわち、予備加熱する場合のレーザの出力は、本加熱（レーザ溶着のために加熱）する場合のレーザの出力よりも低く設定される。
【０１１７】
予備加熱を実行しながら、水分測定装置３００によって、ライナ構成部材２１，２２の水分率を測定する（ステップＳ１２）。ここで、水分率が基準値を超える場合には（ステップＳ１３；Ｎｏ）、レーザトーチ１００による予備加熱が続行され、予備加熱による接合部３３，３４の水分除去が続行される。水分率の基準値は、例えば０．２％に設定される。
【０１１８】
一方、水分率が基準値以内である場合には（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、レーザトーチ１００が予備加熱から本加熱に移行して、接合部３４，４４同士のレーザ溶着が開始される（ステップＳ１４）。そして、上記実施形態と同様にして、レーザ溶着が完了すると（ステップＳ１５）、樹脂ライナ１１は仮接合状態から本接合状態となる。
【０１１９】
以上のように、本実施形態では、水分測定装置３００の測定結果に応じて予備加熱を行い、接合部３４，４４の水分率を所定の基準値にまで下げることができる。これにより、接合部３４，４４の水分率が溶着不良が発生しない水分率になったところで、レーザ溶着を開始することができ、ロバスト性の高いレーザ溶着が可能となる。また、製造工程の全体を通じて、ライナ構成部材２１，２２の湿度管理が容易となる。さらに、レーザトーチ１００が予備加熱装置を兼ねているため、製造装置全体の構成を単純化できる。
【０１２０】
なお、水分測定装置３００の測定結果に応じて予備加熱を行うことは、レーザトーチ１００以外の予備加熱装置の場合にも有効であり、上記各実施形態に適用することができる。
【０１２１】
＜他の実施形態＞
上記した本発明のガス容器１の製造方法では、様々な製造設備を用いて行うことができる。例えば、第１実施形態の仮接合状態の樹脂ライナ１１をチャンバー内に配置して、チャンバー内を不活性ガス雰囲気下または真空状態にして、接合部３４，４４同士を予備加熱およびレーザ溶着するようにしてもよい。こうすることで、大気よりも低酸素雰囲気下でレーザ溶着されるため、各接合部３４，４４の酸化を抑制することができ、接合精度をより一層を高めることができる。
【０１２２】
また、レーザ溶着時に樹脂ライナ１１の内外に圧力差を付与して、接合端面５１，６１同士の密着性を高めるようにしてもよい。圧力差の付与は、例えばポンプにより、樹脂ライナ１１の口金３を介して樹脂ライナ１１の内部を減圧または加圧することで行うことができる。こうすることで、第５実施形態で説明した加圧治具を不要または簡略化しても、接合端面５１，６１同士の密着力を高めた状態で、これをレーザ溶着により接合することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
ガス容器１について説明したレーザ溶着については、樹脂ライナ１１のみならず、自動車部品や配管部品などの各種の樹脂成形品に適用することができる。例えば、インテークマニホールドを複数の樹脂成形材で構成し、この樹脂成形材同士をレーザ溶着で接合する場合にも、レーザ溶着工程に先行する予備加熱や、レーザ溶着部７０への発熱性材料１３０の追加などを適用することで接合精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】第１実施形態に係るガス容器の構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係るガス容器の接合部分を拡大して示す断面図である。
【図３】第１実施形態に係るガス容器の製造方法を説明する斜視図である。
【図４】第１実施形態に係るガス容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係るガス容器の製造方法を説明する斜視図である。
【図６】第３実施形態に係るガス容器の製造方法を説明する斜視図である。
【図７】第４実施形態に係るガス容器の製造方法を説明する図であり、（ａ）接合前の接合部分の拡大断面図、（ｂ）接合後の接合部分の拡大断面図である。
【図８】第５実施形態に係るガス容器の製造方法を説明する側面図である。
【図９】第６実施形態に係るガス容器の構成を示す断面図である。
【図１０】第７実施形態に係るガス容器の製造方法を説明する斜視図である。
【図１１】第７実施形態に係るガス容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２５】
１ ガス容器、１１ 樹脂ライナ、１２ 補強層、２１ ライナ構成部材、２２ ライナ構成部材、３４ 接合部、４４ 接合部、７０ レーザ溶着部、９０ ヒータ、１００ レーザトーチ、１１０ ヒータ、１２０ 熱風装置、１３０ 発熱性材料、１４０ 高周波誘導加熱装置、２０１ ライナ構成部材、２０２ ライナ構成部材、２０３ ライナ構成部材、２１３ 接合部、２２３ 接合部、２３１ 接合部、２３２ 接合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が中空円筒状のライナ構成部材を、複数個接合して構成される樹脂ライナを有するガス容器の製造方法であって、
前記複数のライナ構成部材同士の接合部分は、予備加熱されている途中でまたは予備加熱された後で、レーザを照射されることによりレーザ溶着で接合されたガス容器の製造方法。
【請求項２】
少なくとも一部が中空円筒状のライナ構成部材を、複数個接合して構成される樹脂ライナを有するガス容器の製造方法であって、
互いに接合されるべき二つのライナ構成部材の少なくとも一方を予備加熱する予備加熱工程と、
前記予備加熱工程の途中でまたは前記予備加熱工程の後で、レーザを照射することにより、接合対象となる接触状態のライナ構成部材同士をレーザ溶着で互いに接合するレーザ照射工程と、
を有するガス容器の製造方法。
【請求項３】
前記予備加熱工程は、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材の接合部と、他方のライナ構成部材の接合部との少なくとも一方を予備加熱することで行われ、
前記レーザ照射工程は、接触状態の接合部同士をレーザ溶着で互いに接合することで行われる請求項２に記載のガス容器の製造方法。
【請求項４】
前記予備加熱工程は、接触状態の接合部同士を予備加熱することで行われる請求項３に記載のガス容器の製造方法。
【請求項５】
前記予備加熱工程は、接触状態のライナ構成部材同士の内側および外側の少なくとも一方から、接触状態の接合部同士を加熱することで行われる請求項４に記載のガス容器の製造方法。
【請求項６】
前記予備加熱工程は、熱源を有する予備加熱装置に対し、接触状態のライナ構成部材同士を相対的に回転させながら、接触状態の接合部同士を周方向に亘って予備加熱することで行われる請求項５に記載のガス容器の製造方法。
【請求項７】
前記レーザ照射工程は、レーザを照射するレーザ照射装置に対し、接触状態のライナ構成部材同士を相対的に回転させながら、接触状態の接合部同士を周方向に亘って予備加熱することで行われる請求項６に記載のガス容器の製造方法。
【請求項８】
前記予備加熱装置は、接触状態のライナ構成部材同士の回転方向において、前記レーザ照射装置の上流側に位置している請求項７に記載のガス容器の製造方法。
【請求項９】
前記予備加熱工程を実行する予備加熱装置は、ヒータ、熱風装置、高周波誘導加熱装置及びレーザ照射装置の少なくとも一つである請求項２ないし８のいずれか一項に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１０】
前記予備加熱工程に先立ち、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材の接合部と、他方のライナ構成部材の接合部との少なくとも一方に発熱性材料を設ける工程を、更に有する請求項２ないし９のいずれか一項に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１１】
前記発熱性材料は、セラミックス、黒鉛、樹脂および金属の少なくも一つである請求項１０に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１２】
前記予備加熱工程に先立ち、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材の接合部をレーザ透過性の部材で構成すると共に、他方のライナ構成部材の接合部をレーザ吸収性の部材で構成する工程を、更に有し、
前記レーザ照射工程は、前記レーザ透過性の部材からなる接合部側からレーザを照射することで行われる請求項２ないし１１のいずれか一項に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１３】
前記予備加熱工程は、ライナ構成部材の接合部の水分を測定する水分測定装置の測定結果に応じて、予備加熱することで行われる請求項２ないし１２のいずれか一項に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１４】
少なくとも一部が中空円筒状のライナ構成部材を、複数個接合して構成される樹脂ライナと、
前記樹脂ライナの外周に配置された補強層と、
を有するガス容器であって、
一のライナ構成部材の接合部と他のライナ構成部材の接合部とが接合された接合部分は、
この接合部同士をレーザ溶着により互いに接合したレーザ溶着部と、
前記レーザ溶着部と一体的にまたはその近傍に設けられた発熱性材料と、
を有しているガス容器。
【請求項１】
少なくとも一部が中空円筒状のライナ構成部材を、複数個接合して構成される樹脂ライナを有するガス容器の製造方法であって、
前記複数のライナ構成部材同士の接合部分は、予備加熱されている途中でまたは予備加熱された後で、レーザを照射されることによりレーザ溶着で接合されたガス容器の製造方法。
【請求項２】
少なくとも一部が中空円筒状のライナ構成部材を、複数個接合して構成される樹脂ライナを有するガス容器の製造方法であって、
互いに接合されるべき二つのライナ構成部材の少なくとも一方を予備加熱する予備加熱工程と、
前記予備加熱工程の途中でまたは前記予備加熱工程の後で、レーザを照射することにより、接合対象となる接触状態のライナ構成部材同士をレーザ溶着で互いに接合するレーザ照射工程と、
を有するガス容器の製造方法。
【請求項３】
前記予備加熱工程は、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材の接合部と、他方のライナ構成部材の接合部との少なくとも一方を予備加熱することで行われ、
前記レーザ照射工程は、接触状態の接合部同士をレーザ溶着で互いに接合することで行われる請求項２に記載のガス容器の製造方法。
【請求項４】
前記予備加熱工程は、接触状態の接合部同士を予備加熱することで行われる請求項３に記載のガス容器の製造方法。
【請求項５】
前記予備加熱工程は、接触状態のライナ構成部材同士の内側および外側の少なくとも一方から、接触状態の接合部同士を加熱することで行われる請求項４に記載のガス容器の製造方法。
【請求項６】
前記予備加熱工程は、熱源を有する予備加熱装置に対し、接触状態のライナ構成部材同士を相対的に回転させながら、接触状態の接合部同士を周方向に亘って予備加熱することで行われる請求項５に記載のガス容器の製造方法。
【請求項７】
前記レーザ照射工程は、レーザを照射するレーザ照射装置に対し、接触状態のライナ構成部材同士を相対的に回転させながら、接触状態の接合部同士を周方向に亘って予備加熱することで行われる請求項６に記載のガス容器の製造方法。
【請求項８】
前記予備加熱装置は、接触状態のライナ構成部材同士の回転方向において、前記レーザ照射装置の上流側に位置している請求項７に記載のガス容器の製造方法。
【請求項９】
前記予備加熱工程を実行する予備加熱装置は、ヒータ、熱風装置、高周波誘導加熱装置及びレーザ照射装置の少なくとも一つである請求項２ないし８のいずれか一項に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１０】
前記予備加熱工程に先立ち、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材の接合部と、他方のライナ構成部材の接合部との少なくとも一方に発熱性材料を設ける工程を、更に有する請求項２ないし９のいずれか一項に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１１】
前記発熱性材料は、セラミックス、黒鉛、樹脂および金属の少なくも一つである請求項１０に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１２】
前記予備加熱工程に先立ち、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材の接合部をレーザ透過性の部材で構成すると共に、他方のライナ構成部材の接合部をレーザ吸収性の部材で構成する工程を、更に有し、
前記レーザ照射工程は、前記レーザ透過性の部材からなる接合部側からレーザを照射することで行われる請求項２ないし１１のいずれか一項に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１３】
前記予備加熱工程は、ライナ構成部材の接合部の水分を測定する水分測定装置の測定結果に応じて、予備加熱することで行われる請求項２ないし１２のいずれか一項に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１４】
少なくとも一部が中空円筒状のライナ構成部材を、複数個接合して構成される樹脂ライナと、
前記樹脂ライナの外周に配置された補強層と、
を有するガス容器であって、
一のライナ構成部材の接合部と他のライナ構成部材の接合部とが接合された接合部分は、
この接合部同士をレーザ溶着により互いに接合したレーザ溶着部と、
前記レーザ溶着部と一体的にまたはその近傍に設けられた発熱性材料と、
を有しているガス容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−２８３９６８（Ｐ２００６−２８３９６８Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７１９３１（Ｐ２００５−３７１９３１）
【出願日】平成１７年１２月２６日（２００５．１２．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２６日（２００５．１２．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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