二部材の接合構造および接合方法、並びにガス容器およびその製造方法
【課題】 一対の樹脂部材の端部同士の位置ずれを簡易に抑制した状態で、その端部同士をレーザ溶着により適切に接合することができる二部材の接合構造および接合方法、並びにガス容器およびその製造方法を課題とする。
【解決手段】 樹脂部材１の略円筒状の端部１２におねじ２１を設け、樹脂部材の２の略円筒状の端部３２にめねじ４１を設ける。おねじ２１をめねじ４１に螺合した状態でレーザを照射して、端部１２と端部３２とをレーザ溶着により接合した二部材の接合構造である。また、この接合構造をガス容器１０１の樹脂ライナ１１１に適用して、ライナ構成部材１２１，１２２同士を螺合した状態でレーザ溶着により接合した。
【解決手段】 樹脂部材１の略円筒状の端部１２におねじ２１を設け、樹脂部材の２の略円筒状の端部３２にめねじ４１を設ける。おねじ２１をめねじ４１に螺合した状態でレーザを照射して、端部１２と端部３２とをレーザ溶着により接合した二部材の接合構造である。また、この接合構造をガス容器１０１の樹脂ライナ１１１に適用して、ライナ構成部材１２１，１２２同士を螺合した状態でレーザ溶着により接合した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の樹脂部材の略円筒状の端部同士を接合する二部材の接合構造および接合方法に関するものである。また本発明は、樹脂ライナが複数のライナ構成部材を接合してなるガス容器に関し、特にライナ構成部材の接合される端部が略円筒状であるガス容器およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、軽量化等の観点から、配管などを構成するパイプ形状品や、ガス容器の内殻（ライナ）を樹脂化して樹脂成形品とすることが行われる。この種の樹脂成形品は、予め分割して成形された分割成形品を互いに接合することで構成されることが多く、その場合の接合方法としてレーザ溶着方法が利用されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、一対のパイプ成形品の端部同士をレーザ溶着により接合する構造が記載されている。この接合構造は、一方のパイプ成形品の端部外面に形成したテーパ状接合面を、他方のパイプ成形品の端部内面に形成した逆テーパ状接合面に当接させ、この接触状態でレーザを照射して接合面同士をレーザ溶着により接合したものである。
【特許文献１】特開２００４−９０６３０号公報（第１図および第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の接合構造は、テーパ状・逆テーパ状の接合面としているため、例えば薄肉のパイプ成形品同士の接合であっても、その接合面積を増大させることができる点では有用である。しかしながら、レーザの照射は、両者の接合面を単に当接させた状態で行われるため、レーザ照射時に接合面同士の当接がずれる可能性があり、それにより接合不良となるおそれがあった。
もっとも、この接合不良の問題を解消するべく、端部同士の接触状態を維持するための加圧治具を用意することも考えられるが、コストがかかる上に煩雑となる。
【０００５】
本発明は、一対の樹脂部材の端部同士の位置ずれを簡易に抑制した状態で、その端部同士をレーザ溶着により適切に接合することができる二部材の接合構造および接合方法を提供することをその目的としている。
【０００６】
また本発明は、この二部材の接合構造をガス容器の樹脂ライナに適用して、ライナ構成部材の端部同士の位置ずれを抑制した状態で、その端部同士をレーザ溶着により適切に接合することができるガス容器およびその製造方法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】
【０００７】
本発明の二部材の接合構造は、少なくとも略円筒状の端部を有する一対の樹脂部材を、その端部同士を係合構造により係合してレーザ溶着により接合する二部材の接合構造であって、係合構造は、一方の樹脂部材の端部に設けられたおねじと、他方の樹脂部材の端部に設けられ、おねじに螺合されるめねじと、を有するものである。
【０００８】
この構成によれば、各樹脂部材の接合部位となる略円筒状の端部におねじまたはめねじを設けているため、これらを螺合した状態でレーザを照射することができる。これにより、レーザ照射時に端部同士を密着するように保持することができるため、加圧治具などを用いずとも、端部同士の位置ずれを好適に抑制することができる。したがって、端部同士をレーザ溶着により良好に接合することができる。また、レーザ溶着後の接合部は、ねじ締結によっても接合された状態となるため、接合部の強度が向上し得る。さらに、略円筒状の端部同士を接合する際には、通常心合わせが煩雑となるところ、おねじとめねじとの螺合構造によって、簡単に心合わせをすることができる。
【０００９】
ここで、「少なくとも略円筒状の端部を有する樹脂部材」には、樹脂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。
【００１０】
上記した本発明の接合構造の場合、めねじが設けられた端部の内周面は、傾斜した接合面を有し、おねじが設けられた端部の外周面は、接合面に整合し且つこれに当接する接合面を有し、この接合面同士がレーザ溶着により接合されていることが、好ましい。
【００１１】
この構成によれば、接合面を傾斜した面で構成することで、接合面同士の接触面積（接合面積）を増大させることができると共に、接合面同士の心合わせに有用となり得る。
【００１２】
この場合、螺合状態のおねじ及びめねじは、接合面同士と共にレーザ溶着により接合されていることが、好ましい。
【００１３】
この構成によれば、接合面積をより一層増大させることができると共に、レーザ溶着後の接合部におけるシール性を高めることができる。
【００１４】
これらの場合、めねじが設けられた端部は、レーザ透過性の樹脂で形成され、おねじが設けられた端部は、レーザ吸収性の樹脂で形成されていることが、好ましい。
【００１５】
この構成によれば、レーザ透過性の端部側からレーザを照射すると、レーザ吸収性の端部が加熱溶融すると共に、その端部からの熱伝達によりレーザ透過性の端部が加熱溶融する。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端部に持たせておくことで、端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端部のみに持たせてもよいが、端部を含む樹脂部材の全体に持たせる方が、樹脂部材を簡易に製造し得る。
【００１６】
これらの場合、おねじ及びめねじは、金属材料で形成されていることが、好ましい。
【００１７】
この構成によれば、おねじ及びめねじを樹脂で形成する場合に比べて、強固な締結力を得ることができる。なお、おねじ又はめねじは、樹脂部材の端部に接着等により設けてもよいし、樹脂部材にインサート成形されることで、樹脂部材の端部に設けられてもよい。
【００１８】
これらの場合、おねじはテーパおねじからなり、めねじはテーパめねじからなることが、好ましい。
【００１９】
この構成によれば、テーパねじ接続となるため、テーパおねじおよびテーパめねじの一方のねじ山が螺合時に圧潰される。これにより、ストレートねじ接続する場合に比べて、レーザ溶着後の接合部におけるシール性をより一層向上することができる。
【００２０】
本発明の二部材の接合方法は、少なくとも略円筒状の端部を有する一対の樹脂部材を、その端部同士を接合する二部材の接合方法であって、その一方の樹脂部材の端部に設けたおねじと、その他方の樹脂部材の端部に設けためねじとを螺合した状態でレーザを照射して、この端部同士をレーザ溶着により接合するものである。
【００２１】
この構成によれば、端部同士を螺合した状態でレーザを照射するため、加圧治具などを用いずとも、端部同士の位置ずれを好適に抑制した状態で、これをレーザ溶着により良好に接合することができる。また、レーザ溶着後における接合部の強度を向上し得る点や、端部同士を簡単に心合わせすることができる点も、上記と同様である。
【００２２】
この場合、おねじが設けられた端部の接合面と、めねじが設けられた端部の接合面とが接触するまで、おねじおよびめねじを螺合した後、この接合面同士をレーザ溶着により接合することが、好ましい。
【００２３】
この構成によれば、接合面同士が接触するまで螺進しているため、レーザ溶着の対象となる接合面同士を確実に密着させることができる。これにより、接合面同士のレーザ溶着を良好に且つ確実に行うことができる。
【００２４】
この場合、接合面同士を周方向に亘ってレーザ溶着により接合することが、好ましい。
【００２５】
この構成によれば、接合面同士の全周がレーザによりライン溶接される。
【００２６】
これらの場合、螺合状態のおねじ及びめねじを接合面同士と共にレーザ溶着により接合することが、好ましい。また、一方の樹脂部材の端部をレーザ透過性の樹脂で形成し、且つ他方の樹脂部材の端部をレーザ吸収性の樹脂で形成しておき、このレーザ透過性の端部側からレーザ吸収性の端部に向けてレーザを照射して、接合面同士をレーザ溶着により接合することが、好ましい。さらに、おねじおよびめねじは、金属材料で形成されていることが、好ましい。また、おねじは、テーパおねじからなり、めねじは、テーパめねじからなることが、好ましい。
【００２７】
本発明のガス容器は、一対の樹脂部材を一対のライナ構成部材として、上記した本発明の二部材の接合方法を用い、ライナ構成部材同士を接合して構成した樹脂ライナと、樹脂ライナの外周に配置された補強層と、を有するものである。
【００２８】
この構成によれば、一対のライナ構成部材を一体的に接合するのに上記の接合方法を利用しているため、良好に接合された樹脂ライナを構成することができる。この樹脂ライナをガス容器が備えているため、ガス容器の気密性や生産性などを高めることができる。
【００２９】
本発明の他のガス容器は、樹脂ライナを有するガス容器であって、樹脂ライナは、少なくとも略円筒状の端部を有する複数のライナ構成部材を接合してなり、且つライナ構成部材同士の接合部分には、この略円筒状の端部同士を係合する係合構造と、この略円筒状の端部同士をレーザ溶着により接合したレーザ溶着部と、が設けられ、係合構造は、端部同士の一方に設けられたおねじと、端部同士の他方に設けられ、おねじに螺合されるめねじと、を有するものである。
【００３０】
この構成によれば、ライナ構成部材同士を接合する樹脂ライナの製造過程において、ライナ構成部材の端部同士を係合構造により係合して、この係合状態でレーザを照射することができる。これにより、加圧治具などを用いずとも、端部同士の位置ずれを好適に抑制することができ、端部同士をレーザ溶着により良好に接合することができる。特に、係合構造が螺合構造となるため、端部同士を密着するように保持することができると共に、接合の際の心合わせが容易となる。また、レーザ溶着後においても、その接合部は、レーザ溶着部に加えて、係合構造により係合されているため、接合部の強度が向上し得る。
ここで、レーザ溶着部とは、接合された一方のライナ構成部材の端部の一部と、他方のライナ構成部材の端部の一部とが溶融して形成された部位をいう。
【００３１】
この場合、めねじが設けられた端部の内周面は、傾斜した接合面を有し、おねじが設けられた端部の外周面は、接合面に整合し且つこれに当接する接合面を有し、レーザ溶着部は、この接合面同士が溶融して形成されていることが、好ましい。
【００３２】
この構成によれば、上記同様に、接合面同士の接触面積（接合面積）を増大させること等ができる。
【００３３】
また上記本発明のガス容器においては、上記の二部材の接合構造と同様に、めねじが設けられた端部は、レーザ透過性の樹脂で形成され、おねじが設けられた端部は、レーザ吸収性の樹脂で形成されていることが、好ましい。また、おねじおよびめねじは、金属材料で形成されていることが、好ましい。さらに、おねじはテーパおねじからなり、めねじはテーパめねじからなることが、好ましい。
【００３４】
本発明のガス容器の製造方法は、少なくとも略円筒状の端部を有するライナ構成部材を複数個接合してな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一方のライナ構成部材の略円筒状の端部と、他方のライナ構成部材の略円筒状の端部とを係合する係合工程と、係合工程の後、レーザを照射してこの端部同士をレーザ溶着により接合する照射工程と、を有し、係合工程は、一方のライナ構成部材の略円筒状の端部に設けたおねじと、他方のライナ構成部材の略円筒状の端部に設けためねじとを螺合することにより行われるものである。
【００３５】
この構成によれば、ライナ構成部材の端部同士を螺合した状態でレーザを照射するため、加圧治具などを用いずとも端部同士の位置ずれを好適に抑制しながら、レーザ溶着により端部同士を良好に接合することができる。また、レーザ溶着後においても、端部同士が螺合されている分、接合部の強度を向上し得る。
【００３６】
また上記本発明のガス容器の製造方法においては、上記の二部材の接合方法と同様に、以下のようにすることが好ましい。
【００３７】
係合工程は、おねじが設けられた端部の接合面とめねじが設けられた端部の接合面とが接触するまで、おねじとめねじとを螺合することで行われ、照射工程は、この接触状態の接合面同士をレーザ溶着により接合することで行われる。さらに好ましくは、この照射工程は、接合面同士を周方向に亘ってレーザ溶着により接合することで行われる。また好ましくは、照射工程は、螺合状態のおねじ及びめねじを接合面同士と共にレーザ溶着により接合することで行われる。
【００３８】
また好ましくは、係合工程に先立ち、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材の略円筒状の端部をレーザ透過性の樹脂で形成し、且つ他方のライナ構成部材の略円筒状の端部をレーザ吸収性の樹脂で形成する工程を更に備え、照射工程は、レーザ透過性の端部側からレーザ吸収性の端部に向けてレーザを照射して、接合面同士をレーザ溶着により接合することで行われる。さらに好ましくは、おねじはテーパおねじからなり、めねじはテーパめねじからなる。
【００３９】
また好ましくは、係合工程に先立ち、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材にインサート成形することにより金属材料からなるおねじを設け、且つ他方のライナ構成部材にインサート成形することにより金属材料からなるめねじを設ける工程を、更に備える。
【００４０】
この構成によれば、上記同様におねじ及びめねじが金属材料からなるために強固な締結力を得ることができることに加え、インサート成形しているため、各樹脂部材の端部におねじまたはめねじを簡単に設けることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の二部材の接合構造およびその接合方法によれば、一方の樹脂部材の端部と他方の樹脂部材の端部との位置ずれを簡易に抑制した状態で、その端部同士をレーザ溶着により適切に接合することができる。
【００４２】
本発明のガス容器およびガス容器の製造方法によれば、同様に樹脂ライナの一のライナ構成部材と他のライナ構成部材とをレーザ溶着で接合する際に、その端部同士の位置ずれを抑制することができるため、端部同士を適切に接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
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。本実施形態の特徴部分は、略円筒状の端部を有する二つの樹脂部材を接合する際に、端部同士を係合してレーザ溶着するようにした点にある。以下では、第１および第２実施形態で、樹脂製パイプ材の接合構造およびその接合方法について説明する。また、第３および第４実施形態で、この接合構造を樹脂ライナに適用したガス容器について、その製造方法とともに説明する。
【００４４】
＜第１実施形態＞
図１および図２に示すように、レーザ吸収性の樹脂からなるパイプ材１と、レーザ透過性の樹脂からなるパイプ材２とが接合されて、一つのパイプ状の樹脂成形品が形成される。これらの両パイプ材１，２は、全体として円筒状に且つ同じ外径で形成され、互いの軸方向を合致させて接合される。
【００４５】
レーザ吸収性のパイプ材１は、その軸方向に所定の長さ延在する胴部１１と、胴部１１の開口した一端側に形成された略円筒状の接合端部１２と、を有している。接合端部１２の外周面は、先端側に形成されていて胴部１１の外径よりも小径のおねじ２１と、おねじ２１の基端側から胴部１１にかけて所定の角度傾斜した接合面２２と、接合面２２と胴部１１の外周面との間に形成された段差面２３と、を有している。
【００４６】
おねじ２１、接合面２２および段差面２３は、接合端部１２の周方向に亘って形成されている。おねじ２１は、例えば射出成形などの各種成形法を用いてパイプ材１を成形する際に、パイプ材１の全体形状と共に形成される。おねじ２１は、軸方向に所定の長さ延在する平行おねじからなる。もっとも、おねじ２１をテーパおねじで形成することで、パイプ材１，２同士を接合した際のねじ部における耐密性を高めることができる。
【００４７】
接合面２２は、おねじ２１の基端に一体に連なっており、テーパ状に形成されている。段差面２３は、軸方向に直交する方向に対しやや胴部１１側に傾いた傾斜面からなる。もっとも、段差面２３は、軸方向に直交する方向な面であってもよいし、軸方向に直交する方向に対しやや接合面２２側に傾いた傾斜面であってもよい。
【００４８】
レーザ透過性のパイプ材２は、その軸方向に所定の長さ延在する胴部３１と、胴部３１の開口した一端側に形成され、レーザ吸収性の接合端部１２に接合される略円筒状の接合端部３２と、を有している。接合端部３２の外周面は、胴部３１の外周面と面一に連なっており、面取りされた先端面４０を有している。先端面４０は、上記の段差面２３に整合し且つこれに受け入れられるように、断差面２３に周方向に亘って当接可能に構成されている。
【００４９】
接合端部３２の内周面は、胴部３１側に形成されていて胴部３１の内径よりも大径のめねじ４１と、めねじ４１の先端側から先端面４０にかけて所定の角度傾斜した接合面４２と、を有している。
【００５０】
めねじ４１は、例えば射出成形などの各種成形法を用いてパイプ材２を成形する際に、パイプ材２の全体形状と共に形成される。めねじ４１は、平行おねじからなるおねじ２１に対応して、軸方向に所定の長さ延在する平行めねじからなる。このおねじ２１及びめねじ４１の螺合構造（係合構造）により、接合端部１２，３２同士が係合する。なお、おねじ２１をテーパおねじで形成した場合には、めねじ４１もテーパめねじで形成される。
【００５１】
接合面４２は、めねじ４１の先端に一体に連なっており、逆テーパ状に形成されている。接合面４２は、接合面２２に整合し且つこれに径方向の外側から周方向に亘って当接可能に構成されている。なお、接合面２２，４２同士が隙間無く接触するように、各接合面２２，４２の表面を平滑化しておくことが好ましい。また、各接合面２２，４２の角度は、任意であるが、後述するレーザ照射装置としてのレーザトーチ５０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。
【００５２】
ここで、レーザ透過性およびレーザ吸収性の樹脂について説明する。パイプ材２を構成するレーザ透過性の樹脂は、熱可塑性を有している。この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面２２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。
【００５３】
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、レーザ透過性のパイプ材２は、白色、半透明または透明に形成される。
【００５４】
同様に、パイプ材１を構成するレーザ吸収性の樹脂は、熱可塑性を有している。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。
【００５５】
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、レーザ吸収性のパイプ材１は、例えば黒色に形成される。
【００５６】
なお、パイプ材２の全体をレーザ透過性、およびパイプ材１の全体をレーザ吸収性の樹脂とするのでなく、レーザ溶着の対象となる部位にこの種のレーザ透過性やレーザ吸収性の特性を持たせてもよい。例えば、一対のパイプ材１，２を両方ともレーザ透過性の樹脂で形成しておき、そのうちの一方のパイプ材の接合端部（あるいは接合面）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。
【００５７】
ここで、図３をも参照して、二つのパイプ材１，２の接合方法について説明する。先ず、パイプ材１の接合端部１２をパイプ材２の接合端部３２の内部に挿入して、おねじ２１の一部をめねじ４１の一部に螺合させる。さらに深く挿入するべく、二つのパイプ材１，２の少なくとも一方を回転させ、接合面２２と接合面４２とが接触するまで、おねじ２１とめねじ４１とを螺合させながら接合端部１２を接合端部３２にねじ込んでいく。
【００５８】
接合面２２，４２同士が周方向に亘って当接した状態になると、おねじ２１とめねじ４１とが軸方向に所定の長さ螺合した状態になると共に、段差面２３と先端面４０とが周方向に亘って当接した状態になる。これにより、一対のパイプ材１，２同士が仮接合（暫定接合）した状態となる。なお、この状態では、接合端部１２の外周面と接合端部３２の外周面との境界は、隙間無く略面一になる。また、螺合させていく際の接合面２２と接合面４２との接触は、おねじ２１およびめねじ４１の長さを調整しておくことで、あるいは段差面２３と先端面４０とが接触することで確認され得る。
【００５９】
次いで、この仮接合状態の一対のパイプ材１，２同士をレーザ溶着により接合する。レーザ溶着は、一対のパイプ材１，２の外側に配置したレーザトーチ５０を駆動し、レーザトーチ５０から出射されるレーザを、レーザ透過性の接合端部３２側からレーザ吸収性の接合端部１２に向けて照射することで行われる。照射されたレーザは、接合端部３２の先端側を透過してレーザ吸収性の接合面２２に達し、この接合面２２の樹脂を加熱溶融する。また、接合面２２からの熱伝達によりレーザ透過性の接合面４２の樹脂が加熱溶融される。これらの溶融された樹脂が冷却固化することで、接合面２２，４２同士を互いに一体的に接合するレーザ溶着部６０が形成される。
【００６０】
レーザトーチ５０を駆動している際には、図示省略した回転装置により、仮接合状態の一対のパイプ材１，２をその軸回りに回転させる。こうすることで、接合面２２が周方向に順次加熱溶融されていくと共に、この熱伝達により接合面４２が周方向に順次加熱溶融されていく。したがって、仮接合状態の一対のパイプ材１，２を少なくとも一回転させると、接合面２２，４２同士をその周方向に亘って一体的に接合したレーザ溶着部６０が形成される。レーザ溶着の完了により、一対のパイプ材１，２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。）となる。
【００６１】
なお、回転装置は、例えば、ねじを締め付けるように一対のパイプ材１，２を回転させれば、接合面２２，４２同士の密着性をより一層高めることが可能となる。また、一対のパイプ材１，２は、レーザトーチ５０に対して相対的に回転する構成であればよい。したがって、一対のパイプ材１，２を直接的に回転させるのではなく、レーザトーチ５０を一対のパイプ材１，２の周囲で直接的に回転させるようにしてもよい。またこれに代えて、一対のパイプ材１，２およびレーザトーチ５０をともに、互い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。
【００６２】
なおまた、レーザトーチ５０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、レーザ透過性の接合端部３２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、レーザの出力（照射量）や一対のパイプ材１，２等の回転速度などの諸条件は、各パイプ材１，２の性状に応じて適宜設定すればよい。
【００６３】
以上のように、本実施形態によれば、一対のパイプ材１，２をレーザ溶着により接合する際に、おねじ２１及びめねじ４１の螺合構造によって、接合面２２，４２同士を密着するように保持させておくことができる。これにより、接合面２２，４２同士の位置ずれを好適に抑制しながら、レーザを照射することができる。
したがって、加圧治具などを用いずとも、接合面２２，４２同士をレーザ溶着により良好に接合することができる。また、レーザ溶着後の一対のパイプ材１，２の接合部分は、レーザ溶着部６０のみならず、螺合構造によるねじ締結によっても接合されているため、この接合部分の接合強度および耐密性を向上することができる。
【００６４】
なお、本実施形態の二部材の接合構造は、様々な変形例を適用することができる。例えば、螺合状態のおねじ２１及びめねじ４１に対してもレーザを照射して、おねじ２１及びめねじ４１の螺合部分もレーザ溶着により接合するようにしてもよい。また、接合面２２をテーパ状とし、接合面４２を逆テーパ状としたが、もちろんこれらが軸方向に直交する平坦面で構成してもよいし、段差を有する面で構成してもよい。
【００６５】
さらに、樹脂部材としてパイプ材（１，２）を例に説明したが、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部材で構成する場合にも、上記のように螺合構造を設けて、樹脂部材同士を螺合した状態でレーザを照射して接合すればよい。
【００６６】
＜第２実施形態＞
次に、図４を参照して、第２実施形態に係る二部材の接合構造およびその接合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、おねじ２１及びめねじ４１を金属材料で形成した点である。なお、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詳細な説明を省略する。
【００６７】
おねじ２１を外周面に有する金属スリーブ７０は、接合端部１２の先端側に形成された小径円筒部７２の外周に設けられている。金属スリーブ７０は、パイプ材１にインサート成形することにより形成されている。なお、小径円筒部７２の外周に嵌合させることで設けることもできるし、この嵌合状態で接着してもよい
【００６８】
めねじ４１を内周面に有する金属スリーブ８０は、接合端部３２の奥部に形成された円筒部８２の内周に設けられている。金属スリーブ８０は、同様に、パイプ材２にインサート成形することにより形成されているが、もちろん円筒部８２に嵌合させてもよいし、この状態で接着させてもよい。これらの金属スリーブ７０，８０の金属の種類としては、例えばスチールが挙げられるが、これに限定されるものではない。また、上記実施形態と同様に、おねじ２１をテーパおねじで形成し、めねじ４１をテーパめねじで形成してもよい。
【００６９】
本実施形態によれば、おねじ２１及びめねじ４１が金属により形成されているため、これらを樹脂で形成する場合に比べて、強固な締結力を得ることができる。これにより、接合面２２，４２同士の位置ずれをより一層好適に抑制することができ、接合面２２，４２同士をレーザ溶着により良好に接合することができる。なお、本実施形態においても、第１実施形態で説明したような各種の変形例を適用することができる。
【００７０】
なお、金属スリーブ７０に代えて、パイプ材１の樹脂よりも硬質の樹脂を用いて、おねじ２１を外周面に有する樹脂スリーブを構成してもよい。同様に、金属スリーブ８０に代えて、パイプ材２の樹脂よりも硬質の樹脂を用いて、めねじ４１を内周面に有する樹脂スリーブを構成してもよい。
【００７１】
＜第３実施形態＞
次に、図５および図６を参照して、第３実施形態に係るガス容器およびその接合方法について説明する。本実施形態は、第１実施形態の二部材の接合構造をガス容器の樹脂ライナに適用して、樹脂ライナを構成するライナ構成部材の端部同士を接合したものである。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簡単に説明する。
【００７２】
図５に示すように、ガス容器１０１は、全体として密閉円筒状の容器本体１０２と、容器本体１０２の長手方向の両端部に取り付けられた口金１０３，１０３と、を具備している。容器本体１０２の内部は、各種のガスを貯留する貯留空間１０５となっている。ガス容器１０１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１０１は、高圧ガス容器として機能することができる。
【００７３】
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１０１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１０１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１０１を例に説明する。
【００７４】
容器本体１０２は、ガスバリア性を有する内側の樹脂ライナ１１１（内殻）と、樹脂ライナ１１１の外周に配置された補強層１１２（外殻）と、の二層構造を有している。補強層１１２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１１１の外表面を被覆するようにこれを巻きつけている。
【００７５】
口金１０３は、例えばステンレスなどの金属で形成され、容器本体１０２の半球面状をした端壁部の中心に設けられている。口金１０３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１１４（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１０３にねじ込み接続可能となっている。なお、図５では、口金１０３，１０３の一方にのみバルブアッセンブリ１１４を設けた例を二点鎖線で示した。
【００７６】
例えば、燃料電池システムにおけるガス容器１０１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１１４を介して、貯留空間１０５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１０５に水素が充填されると共に貯留空間１０５から水素が放出される。なお、ガス容器１０１の両端部に口金１０３，１０３を設けたが、もちろん片方の端部にのみ口金１０３を設けてもよい。
【００７７】
樹脂ライナ１１１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１２１，１２２（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１２１，１２２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１１１が構成されている。
【００７８】
一対のライナ構成部材１２１，１２２のうち、ライナ構成部材１２１は、第１実施形態のパイプ材２と同様に例えばレーザ透過性の熱可塑性樹脂で形成され、ライナ構成部材１２２は、第１実施形態のパイプ材１と同様にレーザ吸収性の熱可塑性樹脂で形成されている。一対のライナ構成部材１２１，１２２は、樹脂ライナ１１１の軸方向に所定の長さ延在する胴部１３１，１４１をそれぞれ有している。各胴部１３１，１４１の軸方向の両端側は、開口している。
【００７９】
一方のライナ構成部材１２１は、胴部１３１の一端側の縮径された端部に形成された返し部１３２と、返し部１３２の中央部に開口した連通部１３３と、胴部１３１の他端側の略円筒状の接合端部１３４と、を有している。返し部１３２は、ライナ構成部材１２１の強度を確保するのに機能する。返し部１３２の外周面と補強層１１２の端部との間に口金１０３が位置しており、口金１０３は、連通部１３３に嵌合している。
【００８０】
接合端部１３４は、第１実施形態のパイプ材２の接合端部３２と同様に形成されている。すなわち、図６に示すように、接合端部１３４は、外周面に面取りされた先端面１５１を有し且つ内周面にめねじ１５２及び接合面１５３を有している。
【００８１】
これらの先端面１５１、めねじ１５２及び接合面１５３は、第１実施形態の先端面４０、めねじ４１及び接合面４２と同様に構成されている。また、これらの先端面１５１、めねじ１５２及び接合面１５３は、第１実施形態と同様の変形例（例えばテーパめねじなど）を適用することができる。ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００８２】
他方のライナ構成部材１２２は、胴部１４１の一端側の縮径された端部に形成された返し部１４２と、返し部１４２の中央部に開口した連通部１４３と、胴部１４１の他端側の略円筒状の接合端部１４４と、を有している。
【００８３】
返し部１４２は、ライナ構成部材１２２の強度を確保するのに機能し、連通部１４３に口金１０３が嵌合している。なお、口金１０３が樹脂ライナ１１１の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１２１，１２２の一方については、胴部１３１，１４１の一方の一端側が閉塞端で形成される。
【００８４】
接合端部１４４は、第１実施形態のパイプ材１の接合端部１２と同様に形成されている。すなわち、図６に示すように、接合端部１４４の外周面は、めねじ１５２に螺合するおねじ１６１と、接合面１５３に整合して且つこれに周方向に亘って当接する接合面１６２と、先端面１５１を受け入れ可能な段差面１６３と、を有している。
【００８５】
これらのおねじ１６１、接合面１６２及び段差面１６３は、第１実施形態のおねじ２１、接合面２２及び段差面２３と同様に構成されると共に、同様の変形例（例えばテーパおねじなど）を適用され得る。
【００８６】
したがって、ガス容器１０１のライナ構成部材１２１，１２２同士が接合された状態では、おねじ１６１及びめねじ１５２の螺合構造により接合端部１３４，１４４同士が係合されている。またこの状態では、接合面１５３，１６２同士を一体的に接合するレーザ溶着部１８０が、接合面１５３と接合面１６２との界面に形成されている。
【００８７】
なお、ライナ構成部材１２１の全体をレーザ透過性、およびライナ構成部材１２２の全体をレーザ吸収性の樹脂とするのでなく、レーザ溶着の対象となる部位にこの種のレーザ透過性やレーザ吸収性の特性を持たせてもよい。
【００８８】
ここで、本明細書にいうライナ構成部材１２１，１２２とは、分割構造の樹脂ライナ１１１を構成する部材であって、上述のように、略円筒状の端部を有するものをいう。したがって、ライナ構成部材１２１，１２２は、少なくとも一端側が略円筒状の形状を有しいればよく、その形状には、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。
【００８９】
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簡単に説明する。
先ず、一対のライナ構成部材１２１，１２２および二つの口金１０３，１０３を成形する。このとき例えば、予め成形した一の口金１０３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１２１および口金１０３を一体成形する（インサート成形する。）。
【００９０】
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１２２および口金１０３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１２１，１２２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。
【００９１】
次に、口金１０３付きの各ライナ構成部材１２１，１２２を製造設備内に例えば横向き姿勢で配置して、ライナ構成部材１２１，１２２同士を対向させて、おねじ１６１の一部をめねじ１５２の一部に螺合させる。
【００９２】
そして、二つのライナ構成部材１２１，１２２の少なくとも一方を回転させ、接合面１５３と接合面１６２とが接触するまで、おねじ１６１とめねじ１５２とを螺合させながら、接合端部１４４を接合端部１３４にねじ込んでいく。ねじ込みの完了により、接合面１５３，１６２同士を周方向に亘って当接させると共に、段差面１６３と先端面１５１とを周方向に亘って当接させて、ライナ構成部材１２１，１２２同士を仮接合（暫定接合）した状態の樹脂ライナ１１１とする。
【００９３】
なお、この後で、各ライナ構成部材１２１，１２２の各口金１０３，１０３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１１１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。
【００９４】
次いで、第１実施形態と同様に、レーザ溶着工程が実行される。すなわち、仮接合状態の樹脂ライナ１１１の外側にあるレーザトーチ１７０を駆動しつつ、これに同期して樹脂ライナ１１１を図示省略した回転装置により軸回りに回転させる。レーザがレーザ透過性の接合端部１３４側からレーザ吸収性の接合端部１４４に向けて照射され、接合面１６２の樹脂および接合面１５３の樹脂が周方向に順次加熱溶融される。
【００９５】
なお、回転装置は、例えば、ねじを締め付けるように樹脂ライナ１１１を回転させれば、接合面１５３，１６２同士の密着性をより一層高めることが可能となる。また、レーザの照射時に、樹脂ライナ１１１がレーザトーチ１７０に対して相対的に回転する構成であればよい。さらに、レーザトーチ１７０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い。
【００９６】
樹脂ライナ１１１の少なくとも一回転により、接合面１５３，１６２同士を互いに一体的に接合するレーザ溶着部１８０が周方向に亘って形成される。これにより、樹脂ライナ１１１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）となる。レーザ溶着完了後に、フィラメントワインディング法等により樹脂ライナ１１１の外表面に補強層１１２を形成することで、ガス容器１０１が製造される。
【００９７】
以上のように、本実施形態によれば、ガス容器１０１の製造過程において、樹脂ライナ１１１のライナ構成部材１２１，１２２同士をレーザ溶着により接合する際に、おねじ１６１とめねじ１５２との螺合構造によって、接合面１５３，１６２同士を密着するように保持させておくことができる。
【００９８】
したがって、接合面１５３，１６２同士の位置ずれを好適に抑制することができ、加圧治具などを用いずとも、接合面１５３，１６２同士をレーザ溶着により良好に接合することができる。また、レーザ溶着後の樹脂ライナ１１１は、レーザ溶着部１８０のみならず、螺合構造によるねじ締結によっても接合されているため、この接合部分の接合強度および耐密性を向上し得る。
【００９９】
なお、本実施形態においても、第１実施形態で説明したような様々な変形例を適用することができる。例えば、螺合状態のおねじ１６１及びめねじ１５２に対してもレーザを照射して、おねじ１６１及びめねじ１５２の螺合部分もレーザ溶着により接合するようにしてもよい。
【０１００】
また、本実施形態においても、おねじ１６１及びめねじ１５２を金属材料とする第２実施形態の構成を適用することができる。この場合には、例えば、ライナ構成部材１２１（および口金１０３）を成形する際に、めねじ１５２を有する金属スリーブ（８０）をライナ構成部材１２１にインサート成形するようにすればよい。同様に、ライナ構成部材１２２（および口金１０３）を成形する際に、おねじ１６１を有する金属スリーブ（７０）をライナ構成部材１２２にインサート成形するようにすればよい。
【０１０１】
＜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およびその接合方法について相違点を中心に説明する。第３実施形態との相違点は、ガス容器１０１の樹脂ライナ１１１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７では、補強層１１２については省略している。
【０１０２】
樹脂ライナ１１１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。
【０１０３】
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１０３，１０３と反対側に接合端部２１３，２２３を有している。接合端部２１３および接合端部２２３は、上記同様のめねじ１５２を有する接合端部（１３４）で構成され、レーザ透過性の特性を有している。
【０１０４】
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端部２３１，２３２を有している。接合端部２３１および接合端部２３２は、上記同様のおねじ１６１を有する接合端部（１４４）で構成され、レーザ吸収性の特性を有している。なおもちろん、接合端部２１３，２２３をレーザ吸収性で螺合構造のオス側とし、接合端部２３１，２３２をレーザ透過性で螺合構造のメス側としてもよい。樹脂ライナ１１１は、接合端部２１３，２３１同士が螺合状態でレーザ溶着により互いに接合され、且つ接合端部２２３，２３２同士が螺合状態でレーザ溶着により互いに接合されている。
【０１０５】
本実施形態のガス容器１０１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を同時にレーザ溶着で接合する場合について簡単に説明する。
【０１０６】
先ず、口金１０３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。次いで、接合端部２１３と接合端部２３１とを螺合し、これらの接合面同士を接触させると共に、接合端部２２３と接合端部２３２とを螺合し、これらの接合面同士を接触させる。これにより、全てのライナ構成部材２０１，２０２，２０３が仮接合（暫定接合）した状態の樹脂ライナ１１１となる。
【０１０７】
そして、二つのレーザトーチ１７０の駆動に同期して、仮接合状態の樹脂ライナ１１１をその軸回りに相対回転させながら、接合端部２１３，２３１同士および接合端部２２３，２３２同士をレーザ溶着により周方向に亘って接合する。これにより、樹脂ライナ１１１が本接合された状態となり、最終的に補強層１１２を設けることでガス容器１０１が製造される。
【０１０８】
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１１１を構成しても、上記実施形態と同様にガス容器１０１を製造することができる。
【０１０９】
なお、三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３について、仮接合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１１１に適用することができる。
【０１１０】
なお、第３実施形態および第４実施形態のガス容器１０１は、レーザ溶着部１８０自体およびその近傍に、おねじ１６１及びめねじ１５２からなる螺合構造を有する構成であるが、この螺合構造以外の係合構造を用いてもよい。例えば第３実施形態の接合端部１３４，１４４同士を係合構造により密着させるように係合してもよい。この種の係合構造は、例えば、スナップフィットや圧入などで構成することができる。
【０１１１】
また、上記した全ての実施形態において、レーザ溶着を実行する際に、様々な製造設備を用いて行うことができる。ガス容器１０１に適用した例について説明するに、例えば、仮接合状態の樹脂ライナ１１１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、螺合状態の接合部１３４，１４４同士を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とすることができ、各接合部１３４，１４４の酸化が防止されるため、接合精度をより一層を高めることができる。
【０１１２】
また、レーザ溶着時に樹脂ライナ１１１の内外に圧力差を付与して、接合面同士（２２，４２または１５３，１６２）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１１１の口金１０３を介して樹脂ライナ１１１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、接合面１５３，１６２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。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】第１実施形態に係る二部材の接合構造について、接合前の状態を示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係る二部材の接合構造について、仮接合後の状態を示す断面図である。
【図３】第１実施形態に係る二部材の接合構造について、レーザ溶着後の状態を示す断面図である。
【図４】第２実施形態に係る二部材の接合構造について、接合前の状態を示す断面図である。
【図５】第３実施形態に係るガス容器の構成を示す断面図である。
【図６】第３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７】第４実施形態に係るガス容器の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１：パイプ材（樹脂部材）、２：パイプ材（樹脂部材）、１２：接合端部、２１：おねじ、３２：接合端部、４１：めねじ、６０：レーザ溶着部、７０：金属スリーブ、８０：金属スリーブ、１０１：ガス容器、１１１：樹脂ライナ、１１２：補強層、１２１：ライナ構成部材、１２２：ライナ構成部材、１３４：接合端部、１５２：めねじ、１４４：接合端部、１６１：おねじ、１８０：レーザ溶着部、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：接合端部、２２３：接合端部、２３１：接合端部、２３２：接合端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の樹脂部材の略円筒状の端部同士を接合する二部材の接合構造および接合方法に関するものである。また本発明は、樹脂ライナが複数のライナ構成部材を接合してなるガス容器に関し、特にライナ構成部材の接合される端部が略円筒状であるガス容器およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、軽量化等の観点から、配管などを構成するパイプ形状品や、ガス容器の内殻（ライナ）を樹脂化して樹脂成形品とすることが行われる。この種の樹脂成形品は、予め分割して成形された分割成形品を互いに接合することで構成されることが多く、その場合の接合方法としてレーザ溶着方法が利用されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、一対のパイプ成形品の端部同士をレーザ溶着により接合する構造が記載されている。この接合構造は、一方のパイプ成形品の端部外面に形成したテーパ状接合面を、他方のパイプ成形品の端部内面に形成した逆テーパ状接合面に当接させ、この接触状態でレーザを照射して接合面同士をレーザ溶着により接合したものである。
【特許文献１】特開２００４−９０６３０号公報（第１図および第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の接合構造は、テーパ状・逆テーパ状の接合面としているため、例えば薄肉のパイプ成形品同士の接合であっても、その接合面積を増大させることができる点では有用である。しかしながら、レーザの照射は、両者の接合面を単に当接させた状態で行われるため、レーザ照射時に接合面同士の当接がずれる可能性があり、それにより接合不良となるおそれがあった。
もっとも、この接合不良の問題を解消するべく、端部同士の接触状態を維持するための加圧治具を用意することも考えられるが、コストがかかる上に煩雑となる。
【０００５】
本発明は、一対の樹脂部材の端部同士の位置ずれを簡易に抑制した状態で、その端部同士をレーザ溶着により適切に接合することができる二部材の接合構造および接合方法を提供することをその目的としている。
【０００６】
また本発明は、この二部材の接合構造をガス容器の樹脂ライナに適用して、ライナ構成部材の端部同士の位置ずれを抑制した状態で、その端部同士をレーザ溶着により適切に接合することができるガス容器およびその製造方法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】
【０００７】
本発明の二部材の接合構造は、少なくとも略円筒状の端部を有する一対の樹脂部材を、その端部同士を係合構造により係合してレーザ溶着により接合する二部材の接合構造であって、係合構造は、一方の樹脂部材の端部に設けられたおねじと、他方の樹脂部材の端部に設けられ、おねじに螺合されるめねじと、を有するものである。
【０００８】
この構成によれば、各樹脂部材の接合部位となる略円筒状の端部におねじまたはめねじを設けているため、これらを螺合した状態でレーザを照射することができる。これにより、レーザ照射時に端部同士を密着するように保持することができるため、加圧治具などを用いずとも、端部同士の位置ずれを好適に抑制することができる。したがって、端部同士をレーザ溶着により良好に接合することができる。また、レーザ溶着後の接合部は、ねじ締結によっても接合された状態となるため、接合部の強度が向上し得る。さらに、略円筒状の端部同士を接合する際には、通常心合わせが煩雑となるところ、おねじとめねじとの螺合構造によって、簡単に心合わせをすることができる。
【０００９】
ここで、「少なくとも略円筒状の端部を有する樹脂部材」には、樹脂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。
【００１０】
上記した本発明の接合構造の場合、めねじが設けられた端部の内周面は、傾斜した接合面を有し、おねじが設けられた端部の外周面は、接合面に整合し且つこれに当接する接合面を有し、この接合面同士がレーザ溶着により接合されていることが、好ましい。
【００１１】
この構成によれば、接合面を傾斜した面で構成することで、接合面同士の接触面積（接合面積）を増大させることができると共に、接合面同士の心合わせに有用となり得る。
【００１２】
この場合、螺合状態のおねじ及びめねじは、接合面同士と共にレーザ溶着により接合されていることが、好ましい。
【００１３】
この構成によれば、接合面積をより一層増大させることができると共に、レーザ溶着後の接合部におけるシール性を高めることができる。
【００１４】
これらの場合、めねじが設けられた端部は、レーザ透過性の樹脂で形成され、おねじが設けられた端部は、レーザ吸収性の樹脂で形成されていることが、好ましい。
【００１５】
この構成によれば、レーザ透過性の端部側からレーザを照射すると、レーザ吸収性の端部が加熱溶融すると共に、その端部からの熱伝達によりレーザ透過性の端部が加熱溶融する。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端部に持たせておくことで、端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端部のみに持たせてもよいが、端部を含む樹脂部材の全体に持たせる方が、樹脂部材を簡易に製造し得る。
【００１６】
これらの場合、おねじ及びめねじは、金属材料で形成されていることが、好ましい。
【００１７】
この構成によれば、おねじ及びめねじを樹脂で形成する場合に比べて、強固な締結力を得ることができる。なお、おねじ又はめねじは、樹脂部材の端部に接着等により設けてもよいし、樹脂部材にインサート成形されることで、樹脂部材の端部に設けられてもよい。
【００１８】
これらの場合、おねじはテーパおねじからなり、めねじはテーパめねじからなることが、好ましい。
【００１９】
この構成によれば、テーパねじ接続となるため、テーパおねじおよびテーパめねじの一方のねじ山が螺合時に圧潰される。これにより、ストレートねじ接続する場合に比べて、レーザ溶着後の接合部におけるシール性をより一層向上することができる。
【００２０】
本発明の二部材の接合方法は、少なくとも略円筒状の端部を有する一対の樹脂部材を、その端部同士を接合する二部材の接合方法であって、その一方の樹脂部材の端部に設けたおねじと、その他方の樹脂部材の端部に設けためねじとを螺合した状態でレーザを照射して、この端部同士をレーザ溶着により接合するものである。
【００２１】
この構成によれば、端部同士を螺合した状態でレーザを照射するため、加圧治具などを用いずとも、端部同士の位置ずれを好適に抑制した状態で、これをレーザ溶着により良好に接合することができる。また、レーザ溶着後における接合部の強度を向上し得る点や、端部同士を簡単に心合わせすることができる点も、上記と同様である。
【００２２】
この場合、おねじが設けられた端部の接合面と、めねじが設けられた端部の接合面とが接触するまで、おねじおよびめねじを螺合した後、この接合面同士をレーザ溶着により接合することが、好ましい。
【００２３】
この構成によれば、接合面同士が接触するまで螺進しているため、レーザ溶着の対象となる接合面同士を確実に密着させることができる。これにより、接合面同士のレーザ溶着を良好に且つ確実に行うことができる。
【００２４】
この場合、接合面同士を周方向に亘ってレーザ溶着により接合することが、好ましい。
【００２５】
この構成によれば、接合面同士の全周がレーザによりライン溶接される。
【００２６】
これらの場合、螺合状態のおねじ及びめねじを接合面同士と共にレーザ溶着により接合することが、好ましい。また、一方の樹脂部材の端部をレーザ透過性の樹脂で形成し、且つ他方の樹脂部材の端部をレーザ吸収性の樹脂で形成しておき、このレーザ透過性の端部側からレーザ吸収性の端部に向けてレーザを照射して、接合面同士をレーザ溶着により接合することが、好ましい。さらに、おねじおよびめねじは、金属材料で形成されていることが、好ましい。また、おねじは、テーパおねじからなり、めねじは、テーパめねじからなることが、好ましい。
【００２７】
本発明のガス容器は、一対の樹脂部材を一対のライナ構成部材として、上記した本発明の二部材の接合方法を用い、ライナ構成部材同士を接合して構成した樹脂ライナと、樹脂ライナの外周に配置された補強層と、を有するものである。
【００２８】
この構成によれば、一対のライナ構成部材を一体的に接合するのに上記の接合方法を利用しているため、良好に接合された樹脂ライナを構成することができる。この樹脂ライナをガス容器が備えているため、ガス容器の気密性や生産性などを高めることができる。
【００２９】
本発明の他のガス容器は、樹脂ライナを有するガス容器であって、樹脂ライナは、少なくとも略円筒状の端部を有する複数のライナ構成部材を接合してなり、且つライナ構成部材同士の接合部分には、この略円筒状の端部同士を係合する係合構造と、この略円筒状の端部同士をレーザ溶着により接合したレーザ溶着部と、が設けられ、係合構造は、端部同士の一方に設けられたおねじと、端部同士の他方に設けられ、おねじに螺合されるめねじと、を有するものである。
【００３０】
この構成によれば、ライナ構成部材同士を接合する樹脂ライナの製造過程において、ライナ構成部材の端部同士を係合構造により係合して、この係合状態でレーザを照射することができる。これにより、加圧治具などを用いずとも、端部同士の位置ずれを好適に抑制することができ、端部同士をレーザ溶着により良好に接合することができる。特に、係合構造が螺合構造となるため、端部同士を密着するように保持することができると共に、接合の際の心合わせが容易となる。また、レーザ溶着後においても、その接合部は、レーザ溶着部に加えて、係合構造により係合されているため、接合部の強度が向上し得る。
ここで、レーザ溶着部とは、接合された一方のライナ構成部材の端部の一部と、他方のライナ構成部材の端部の一部とが溶融して形成された部位をいう。
【００３１】
この場合、めねじが設けられた端部の内周面は、傾斜した接合面を有し、おねじが設けられた端部の外周面は、接合面に整合し且つこれに当接する接合面を有し、レーザ溶着部は、この接合面同士が溶融して形成されていることが、好ましい。
【００３２】
この構成によれば、上記同様に、接合面同士の接触面積（接合面積）を増大させること等ができる。
【００３３】
また上記本発明のガス容器においては、上記の二部材の接合構造と同様に、めねじが設けられた端部は、レーザ透過性の樹脂で形成され、おねじが設けられた端部は、レーザ吸収性の樹脂で形成されていることが、好ましい。また、おねじおよびめねじは、金属材料で形成されていることが、好ましい。さらに、おねじはテーパおねじからなり、めねじはテーパめねじからなることが、好ましい。
【００３４】
本発明のガス容器の製造方法は、少なくとも略円筒状の端部を有するライナ構成部材を複数個接合してな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一方のライナ構成部材の略円筒状の端部と、他方のライナ構成部材の略円筒状の端部とを係合する係合工程と、係合工程の後、レーザを照射してこの端部同士をレーザ溶着により接合する照射工程と、を有し、係合工程は、一方のライナ構成部材の略円筒状の端部に設けたおねじと、他方のライナ構成部材の略円筒状の端部に設けためねじとを螺合することにより行われるものである。
【００３５】
この構成によれば、ライナ構成部材の端部同士を螺合した状態でレーザを照射するため、加圧治具などを用いずとも端部同士の位置ずれを好適に抑制しながら、レーザ溶着により端部同士を良好に接合することができる。また、レーザ溶着後においても、端部同士が螺合されている分、接合部の強度を向上し得る。
【００３６】
また上記本発明のガス容器の製造方法においては、上記の二部材の接合方法と同様に、以下のようにすることが好ましい。
【００３７】
係合工程は、おねじが設けられた端部の接合面とめねじが設けられた端部の接合面とが接触するまで、おねじとめねじとを螺合することで行われ、照射工程は、この接触状態の接合面同士をレーザ溶着により接合することで行われる。さらに好ましくは、この照射工程は、接合面同士を周方向に亘ってレーザ溶着により接合することで行われる。また好ましくは、照射工程は、螺合状態のおねじ及びめねじを接合面同士と共にレーザ溶着により接合することで行われる。
【００３８】
また好ましくは、係合工程に先立ち、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材の略円筒状の端部をレーザ透過性の樹脂で形成し、且つ他方のライナ構成部材の略円筒状の端部をレーザ吸収性の樹脂で形成する工程を更に備え、照射工程は、レーザ透過性の端部側からレーザ吸収性の端部に向けてレーザを照射して、接合面同士をレーザ溶着により接合することで行われる。さらに好ましくは、おねじはテーパおねじからなり、めねじはテーパめねじからなる。
【００３９】
また好ましくは、係合工程に先立ち、互いに接合されるべき一方のライナ構成部材にインサート成形することにより金属材料からなるおねじを設け、且つ他方のライナ構成部材にインサート成形することにより金属材料からなるめねじを設ける工程を、更に備える。
【００４０】
この構成によれば、上記同様におねじ及びめねじが金属材料からなるために強固な締結力を得ることができることに加え、インサート成形しているため、各樹脂部材の端部におねじまたはめねじを簡単に設けることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の二部材の接合構造およびその接合方法によれば、一方の樹脂部材の端部と他方の樹脂部材の端部との位置ずれを簡易に抑制した状態で、その端部同士をレーザ溶着により適切に接合することができる。
【００４２】
本発明のガス容器およびガス容器の製造方法によれば、同様に樹脂ライナの一のライナ構成部材と他のライナ構成部材とをレーザ溶着で接合する際に、その端部同士の位置ずれを抑制することができるため、端部同士を適切に接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
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。本実施形態の特徴部分は、略円筒状の端部を有する二つの樹脂部材を接合する際に、端部同士を係合してレーザ溶着するようにした点にある。以下では、第１および第２実施形態で、樹脂製パイプ材の接合構造およびその接合方法について説明する。また、第３および第４実施形態で、この接合構造を樹脂ライナに適用したガス容器について、その製造方法とともに説明する。
【００４４】
＜第１実施形態＞
図１および図２に示すように、レーザ吸収性の樹脂からなるパイプ材１と、レーザ透過性の樹脂からなるパイプ材２とが接合されて、一つのパイプ状の樹脂成形品が形成される。これらの両パイプ材１，２は、全体として円筒状に且つ同じ外径で形成され、互いの軸方向を合致させて接合される。
【００４５】
レーザ吸収性のパイプ材１は、その軸方向に所定の長さ延在する胴部１１と、胴部１１の開口した一端側に形成された略円筒状の接合端部１２と、を有している。接合端部１２の外周面は、先端側に形成されていて胴部１１の外径よりも小径のおねじ２１と、おねじ２１の基端側から胴部１１にかけて所定の角度傾斜した接合面２２と、接合面２２と胴部１１の外周面との間に形成された段差面２３と、を有している。
【００４６】
おねじ２１、接合面２２および段差面２３は、接合端部１２の周方向に亘って形成されている。おねじ２１は、例えば射出成形などの各種成形法を用いてパイプ材１を成形する際に、パイプ材１の全体形状と共に形成される。おねじ２１は、軸方向に所定の長さ延在する平行おねじからなる。もっとも、おねじ２１をテーパおねじで形成することで、パイプ材１，２同士を接合した際のねじ部における耐密性を高めることができる。
【００４７】
接合面２２は、おねじ２１の基端に一体に連なっており、テーパ状に形成されている。段差面２３は、軸方向に直交する方向に対しやや胴部１１側に傾いた傾斜面からなる。もっとも、段差面２３は、軸方向に直交する方向な面であってもよいし、軸方向に直交する方向に対しやや接合面２２側に傾いた傾斜面であってもよい。
【００４８】
レーザ透過性のパイプ材２は、その軸方向に所定の長さ延在する胴部３１と、胴部３１の開口した一端側に形成され、レーザ吸収性の接合端部１２に接合される略円筒状の接合端部３２と、を有している。接合端部３２の外周面は、胴部３１の外周面と面一に連なっており、面取りされた先端面４０を有している。先端面４０は、上記の段差面２３に整合し且つこれに受け入れられるように、断差面２３に周方向に亘って当接可能に構成されている。
【００４９】
接合端部３２の内周面は、胴部３１側に形成されていて胴部３１の内径よりも大径のめねじ４１と、めねじ４１の先端側から先端面４０にかけて所定の角度傾斜した接合面４２と、を有している。
【００５０】
めねじ４１は、例えば射出成形などの各種成形法を用いてパイプ材２を成形する際に、パイプ材２の全体形状と共に形成される。めねじ４１は、平行おねじからなるおねじ２１に対応して、軸方向に所定の長さ延在する平行めねじからなる。このおねじ２１及びめねじ４１の螺合構造（係合構造）により、接合端部１２，３２同士が係合する。なお、おねじ２１をテーパおねじで形成した場合には、めねじ４１もテーパめねじで形成される。
【００５１】
接合面４２は、めねじ４１の先端に一体に連なっており、逆テーパ状に形成されている。接合面４２は、接合面２２に整合し且つこれに径方向の外側から周方向に亘って当接可能に構成されている。なお、接合面２２，４２同士が隙間無く接触するように、各接合面２２，４２の表面を平滑化しておくことが好ましい。また、各接合面２２，４２の角度は、任意であるが、後述するレーザ照射装置としてのレーザトーチ５０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。
【００５２】
ここで、レーザ透過性およびレーザ吸収性の樹脂について説明する。パイプ材２を構成するレーザ透過性の樹脂は、熱可塑性を有している。この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面２２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。
【００５３】
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、レーザ透過性のパイプ材２は、白色、半透明または透明に形成される。
【００５４】
同様に、パイプ材１を構成するレーザ吸収性の樹脂は、熱可塑性を有している。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。
【００５５】
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、レーザ吸収性のパイプ材１は、例えば黒色に形成される。
【００５６】
なお、パイプ材２の全体をレーザ透過性、およびパイプ材１の全体をレーザ吸収性の樹脂とするのでなく、レーザ溶着の対象となる部位にこの種のレーザ透過性やレーザ吸収性の特性を持たせてもよい。例えば、一対のパイプ材１，２を両方ともレーザ透過性の樹脂で形成しておき、そのうちの一方のパイプ材の接合端部（あるいは接合面）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。
【００５７】
ここで、図３をも参照して、二つのパイプ材１，２の接合方法について説明する。先ず、パイプ材１の接合端部１２をパイプ材２の接合端部３２の内部に挿入して、おねじ２１の一部をめねじ４１の一部に螺合させる。さらに深く挿入するべく、二つのパイプ材１，２の少なくとも一方を回転させ、接合面２２と接合面４２とが接触するまで、おねじ２１とめねじ４１とを螺合させながら接合端部１２を接合端部３２にねじ込んでいく。
【００５８】
接合面２２，４２同士が周方向に亘って当接した状態になると、おねじ２１とめねじ４１とが軸方向に所定の長さ螺合した状態になると共に、段差面２３と先端面４０とが周方向に亘って当接した状態になる。これにより、一対のパイプ材１，２同士が仮接合（暫定接合）した状態となる。なお、この状態では、接合端部１２の外周面と接合端部３２の外周面との境界は、隙間無く略面一になる。また、螺合させていく際の接合面２２と接合面４２との接触は、おねじ２１およびめねじ４１の長さを調整しておくことで、あるいは段差面２３と先端面４０とが接触することで確認され得る。
【００５９】
次いで、この仮接合状態の一対のパイプ材１，２同士をレーザ溶着により接合する。レーザ溶着は、一対のパイプ材１，２の外側に配置したレーザトーチ５０を駆動し、レーザトーチ５０から出射されるレーザを、レーザ透過性の接合端部３２側からレーザ吸収性の接合端部１２に向けて照射することで行われる。照射されたレーザは、接合端部３２の先端側を透過してレーザ吸収性の接合面２２に達し、この接合面２２の樹脂を加熱溶融する。また、接合面２２からの熱伝達によりレーザ透過性の接合面４２の樹脂が加熱溶融される。これらの溶融された樹脂が冷却固化することで、接合面２２，４２同士を互いに一体的に接合するレーザ溶着部６０が形成される。
【００６０】
レーザトーチ５０を駆動している際には、図示省略した回転装置により、仮接合状態の一対のパイプ材１，２をその軸回りに回転させる。こうすることで、接合面２２が周方向に順次加熱溶融されていくと共に、この熱伝達により接合面４２が周方向に順次加熱溶融されていく。したがって、仮接合状態の一対のパイプ材１，２を少なくとも一回転させると、接合面２２，４２同士をその周方向に亘って一体的に接合したレーザ溶着部６０が形成される。レーザ溶着の完了により、一対のパイプ材１，２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。）となる。
【００６１】
なお、回転装置は、例えば、ねじを締め付けるように一対のパイプ材１，２を回転させれば、接合面２２，４２同士の密着性をより一層高めることが可能となる。また、一対のパイプ材１，２は、レーザトーチ５０に対して相対的に回転する構成であればよい。したがって、一対のパイプ材１，２を直接的に回転させるのではなく、レーザトーチ５０を一対のパイプ材１，２の周囲で直接的に回転させるようにしてもよい。またこれに代えて、一対のパイプ材１，２およびレーザトーチ５０をともに、互い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。
【００６２】
なおまた、レーザトーチ５０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、レーザ透過性の接合端部３２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、レーザの出力（照射量）や一対のパイプ材１，２等の回転速度などの諸条件は、各パイプ材１，２の性状に応じて適宜設定すればよい。
【００６３】
以上のように、本実施形態によれば、一対のパイプ材１，２をレーザ溶着により接合する際に、おねじ２１及びめねじ４１の螺合構造によって、接合面２２，４２同士を密着するように保持させておくことができる。これにより、接合面２２，４２同士の位置ずれを好適に抑制しながら、レーザを照射することができる。
したがって、加圧治具などを用いずとも、接合面２２，４２同士をレーザ溶着により良好に接合することができる。また、レーザ溶着後の一対のパイプ材１，２の接合部分は、レーザ溶着部６０のみならず、螺合構造によるねじ締結によっても接合されているため、この接合部分の接合強度および耐密性を向上することができる。
【００６４】
なお、本実施形態の二部材の接合構造は、様々な変形例を適用することができる。例えば、螺合状態のおねじ２１及びめねじ４１に対してもレーザを照射して、おねじ２１及びめねじ４１の螺合部分もレーザ溶着により接合するようにしてもよい。また、接合面２２をテーパ状とし、接合面４２を逆テーパ状としたが、もちろんこれらが軸方向に直交する平坦面で構成してもよいし、段差を有する面で構成してもよい。
【００６５】
さらに、樹脂部材としてパイプ材（１，２）を例に説明したが、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部材で構成する場合にも、上記のように螺合構造を設けて、樹脂部材同士を螺合した状態でレーザを照射して接合すればよい。
【００６６】
＜第２実施形態＞
次に、図４を参照して、第２実施形態に係る二部材の接合構造およびその接合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、おねじ２１及びめねじ４１を金属材料で形成した点である。なお、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詳細な説明を省略する。
【００６７】
おねじ２１を外周面に有する金属スリーブ７０は、接合端部１２の先端側に形成された小径円筒部７２の外周に設けられている。金属スリーブ７０は、パイプ材１にインサート成形することにより形成されている。なお、小径円筒部７２の外周に嵌合させることで設けることもできるし、この嵌合状態で接着してもよい
【００６８】
めねじ４１を内周面に有する金属スリーブ８０は、接合端部３２の奥部に形成された円筒部８２の内周に設けられている。金属スリーブ８０は、同様に、パイプ材２にインサート成形することにより形成されているが、もちろん円筒部８２に嵌合させてもよいし、この状態で接着させてもよい。これらの金属スリーブ７０，８０の金属の種類としては、例えばスチールが挙げられるが、これに限定されるものではない。また、上記実施形態と同様に、おねじ２１をテーパおねじで形成し、めねじ４１をテーパめねじで形成してもよい。
【００６９】
本実施形態によれば、おねじ２１及びめねじ４１が金属により形成されているため、これらを樹脂で形成する場合に比べて、強固な締結力を得ることができる。これにより、接合面２２，４２同士の位置ずれをより一層好適に抑制することができ、接合面２２，４２同士をレーザ溶着により良好に接合することができる。なお、本実施形態においても、第１実施形態で説明したような各種の変形例を適用することができる。
【００７０】
なお、金属スリーブ７０に代えて、パイプ材１の樹脂よりも硬質の樹脂を用いて、おねじ２１を外周面に有する樹脂スリーブを構成してもよい。同様に、金属スリーブ８０に代えて、パイプ材２の樹脂よりも硬質の樹脂を用いて、めねじ４１を内周面に有する樹脂スリーブを構成してもよい。
【００７１】
＜第３実施形態＞
次に、図５および図６を参照して、第３実施形態に係るガス容器およびその接合方法について説明する。本実施形態は、第１実施形態の二部材の接合構造をガス容器の樹脂ライナに適用して、樹脂ライナを構成するライナ構成部材の端部同士を接合したものである。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簡単に説明する。
【００７２】
図５に示すように、ガス容器１０１は、全体として密閉円筒状の容器本体１０２と、容器本体１０２の長手方向の両端部に取り付けられた口金１０３，１０３と、を具備している。容器本体１０２の内部は、各種のガスを貯留する貯留空間１０５となっている。ガス容器１０１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１０１は、高圧ガス容器として機能することができる。
【００７３】
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１０１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１０１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１０１を例に説明する。
【００７４】
容器本体１０２は、ガスバリア性を有する内側の樹脂ライナ１１１（内殻）と、樹脂ライナ１１１の外周に配置された補強層１１２（外殻）と、の二層構造を有している。補強層１１２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１１１の外表面を被覆するようにこれを巻きつけている。
【００７５】
口金１０３は、例えばステンレスなどの金属で形成され、容器本体１０２の半球面状をした端壁部の中心に設けられている。口金１０３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１１４（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１０３にねじ込み接続可能となっている。なお、図５では、口金１０３，１０３の一方にのみバルブアッセンブリ１１４を設けた例を二点鎖線で示した。
【００７６】
例えば、燃料電池システムにおけるガス容器１０１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１１４を介して、貯留空間１０５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１０５に水素が充填されると共に貯留空間１０５から水素が放出される。なお、ガス容器１０１の両端部に口金１０３，１０３を設けたが、もちろん片方の端部にのみ口金１０３を設けてもよい。
【００７７】
樹脂ライナ１１１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１２１，１２２（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１２１，１２２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１１１が構成されている。
【００７８】
一対のライナ構成部材１２１，１２２のうち、ライナ構成部材１２１は、第１実施形態のパイプ材２と同様に例えばレーザ透過性の熱可塑性樹脂で形成され、ライナ構成部材１２２は、第１実施形態のパイプ材１と同様にレーザ吸収性の熱可塑性樹脂で形成されている。一対のライナ構成部材１２１，１２２は、樹脂ライナ１１１の軸方向に所定の長さ延在する胴部１３１，１４１をそれぞれ有している。各胴部１３１，１４１の軸方向の両端側は、開口している。
【００７９】
一方のライナ構成部材１２１は、胴部１３１の一端側の縮径された端部に形成された返し部１３２と、返し部１３２の中央部に開口した連通部１３３と、胴部１３１の他端側の略円筒状の接合端部１３４と、を有している。返し部１３２は、ライナ構成部材１２１の強度を確保するのに機能する。返し部１３２の外周面と補強層１１２の端部との間に口金１０３が位置しており、口金１０３は、連通部１３３に嵌合している。
【００８０】
接合端部１３４は、第１実施形態のパイプ材２の接合端部３２と同様に形成されている。すなわち、図６に示すように、接合端部１３４は、外周面に面取りされた先端面１５１を有し且つ内周面にめねじ１５２及び接合面１５３を有している。
【００８１】
これらの先端面１５１、めねじ１５２及び接合面１５３は、第１実施形態の先端面４０、めねじ４１及び接合面４２と同様に構成されている。また、これらの先端面１５１、めねじ１５２及び接合面１５３は、第１実施形態と同様の変形例（例えばテーパめねじなど）を適用することができる。ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００８２】
他方のライナ構成部材１２２は、胴部１４１の一端側の縮径された端部に形成された返し部１４２と、返し部１４２の中央部に開口した連通部１４３と、胴部１４１の他端側の略円筒状の接合端部１４４と、を有している。
【００８３】
返し部１４２は、ライナ構成部材１２２の強度を確保するのに機能し、連通部１４３に口金１０３が嵌合している。なお、口金１０３が樹脂ライナ１１１の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１２１，１２２の一方については、胴部１３１，１４１の一方の一端側が閉塞端で形成される。
【００８４】
接合端部１４４は、第１実施形態のパイプ材１の接合端部１２と同様に形成されている。すなわち、図６に示すように、接合端部１４４の外周面は、めねじ１５２に螺合するおねじ１６１と、接合面１５３に整合して且つこれに周方向に亘って当接する接合面１６２と、先端面１５１を受け入れ可能な段差面１６３と、を有している。
【００８５】
これらのおねじ１６１、接合面１６２及び段差面１６３は、第１実施形態のおねじ２１、接合面２２及び段差面２３と同様に構成されると共に、同様の変形例（例えばテーパおねじなど）を適用され得る。
【００８６】
したがって、ガス容器１０１のライナ構成部材１２１，１２２同士が接合された状態では、おねじ１６１及びめねじ１５２の螺合構造により接合端部１３４，１４４同士が係合されている。またこの状態では、接合面１５３，１６２同士を一体的に接合するレーザ溶着部１８０が、接合面１５３と接合面１６２との界面に形成されている。
【００８７】
なお、ライナ構成部材１２１の全体をレーザ透過性、およびライナ構成部材１２２の全体をレーザ吸収性の樹脂とするのでなく、レーザ溶着の対象となる部位にこの種のレーザ透過性やレーザ吸収性の特性を持たせてもよい。
【００８８】
ここで、本明細書にいうライナ構成部材１２１，１２２とは、分割構造の樹脂ライナ１１１を構成する部材であって、上述のように、略円筒状の端部を有するものをいう。したがって、ライナ構成部材１２１，１２２は、少なくとも一端側が略円筒状の形状を有しいればよく、その形状には、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。
【００８９】
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簡単に説明する。
先ず、一対のライナ構成部材１２１，１２２および二つの口金１０３，１０３を成形する。このとき例えば、予め成形した一の口金１０３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１２１および口金１０３を一体成形する（インサート成形する。）。
【００９０】
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１２２および口金１０３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１２１，１２２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。
【００９１】
次に、口金１０３付きの各ライナ構成部材１２１，１２２を製造設備内に例えば横向き姿勢で配置して、ライナ構成部材１２１，１２２同士を対向させて、おねじ１６１の一部をめねじ１５２の一部に螺合させる。
【００９２】
そして、二つのライナ構成部材１２１，１２２の少なくとも一方を回転させ、接合面１５３と接合面１６２とが接触するまで、おねじ１６１とめねじ１５２とを螺合させながら、接合端部１４４を接合端部１３４にねじ込んでいく。ねじ込みの完了により、接合面１５３，１６２同士を周方向に亘って当接させると共に、段差面１６３と先端面１５１とを周方向に亘って当接させて、ライナ構成部材１２１，１２２同士を仮接合（暫定接合）した状態の樹脂ライナ１１１とする。
【００９３】
なお、この後で、各ライナ構成部材１２１，１２２の各口金１０３，１０３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１１１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。
【００９４】
次いで、第１実施形態と同様に、レーザ溶着工程が実行される。すなわち、仮接合状態の樹脂ライナ１１１の外側にあるレーザトーチ１７０を駆動しつつ、これに同期して樹脂ライナ１１１を図示省略した回転装置により軸回りに回転させる。レーザがレーザ透過性の接合端部１３４側からレーザ吸収性の接合端部１４４に向けて照射され、接合面１６２の樹脂および接合面１５３の樹脂が周方向に順次加熱溶融される。
【００９５】
なお、回転装置は、例えば、ねじを締め付けるように樹脂ライナ１１１を回転させれば、接合面１５３，１６２同士の密着性をより一層高めることが可能となる。また、レーザの照射時に、樹脂ライナ１１１がレーザトーチ１７０に対して相対的に回転する構成であればよい。さらに、レーザトーチ１７０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い。
【００９６】
樹脂ライナ１１１の少なくとも一回転により、接合面１５３，１６２同士を互いに一体的に接合するレーザ溶着部１８０が周方向に亘って形成される。これにより、樹脂ライナ１１１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）となる。レーザ溶着完了後に、フィラメントワインディング法等により樹脂ライナ１１１の外表面に補強層１１２を形成することで、ガス容器１０１が製造される。
【００９７】
以上のように、本実施形態によれば、ガス容器１０１の製造過程において、樹脂ライナ１１１のライナ構成部材１２１，１２２同士をレーザ溶着により接合する際に、おねじ１６１とめねじ１５２との螺合構造によって、接合面１５３，１６２同士を密着するように保持させておくことができる。
【００９８】
したがって、接合面１５３，１６２同士の位置ずれを好適に抑制することができ、加圧治具などを用いずとも、接合面１５３，１６２同士をレーザ溶着により良好に接合することができる。また、レーザ溶着後の樹脂ライナ１１１は、レーザ溶着部１８０のみならず、螺合構造によるねじ締結によっても接合されているため、この接合部分の接合強度および耐密性を向上し得る。
【００９９】
なお、本実施形態においても、第１実施形態で説明したような様々な変形例を適用することができる。例えば、螺合状態のおねじ１６１及びめねじ１５２に対してもレーザを照射して、おねじ１６１及びめねじ１５２の螺合部分もレーザ溶着により接合するようにしてもよい。
【０１００】
また、本実施形態においても、おねじ１６１及びめねじ１５２を金属材料とする第２実施形態の構成を適用することができる。この場合には、例えば、ライナ構成部材１２１（および口金１０３）を成形する際に、めねじ１５２を有する金属スリーブ（８０）をライナ構成部材１２１にインサート成形するようにすればよい。同様に、ライナ構成部材１２２（および口金１０３）を成形する際に、おねじ１６１を有する金属スリーブ（７０）をライナ構成部材１２２にインサート成形するようにすればよい。
【０１０１】
＜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およびその接合方法について相違点を中心に説明する。第３実施形態との相違点は、ガス容器１０１の樹脂ライナ１１１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７では、補強層１１２については省略している。
【０１０２】
樹脂ライナ１１１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。
【０１０３】
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１０３，１０３と反対側に接合端部２１３，２２３を有している。接合端部２１３および接合端部２２３は、上記同様のめねじ１５２を有する接合端部（１３４）で構成され、レーザ透過性の特性を有している。
【０１０４】
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端部２３１，２３２を有している。接合端部２３１および接合端部２３２は、上記同様のおねじ１６１を有する接合端部（１４４）で構成され、レーザ吸収性の特性を有している。なおもちろん、接合端部２１３，２２３をレーザ吸収性で螺合構造のオス側とし、接合端部２３１，２３２をレーザ透過性で螺合構造のメス側としてもよい。樹脂ライナ１１１は、接合端部２１３，２３１同士が螺合状態でレーザ溶着により互いに接合され、且つ接合端部２２３，２３２同士が螺合状態でレーザ溶着により互いに接合されている。
【０１０５】
本実施形態のガス容器１０１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を同時にレーザ溶着で接合する場合について簡単に説明する。
【０１０６】
先ず、口金１０３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。次いで、接合端部２１３と接合端部２３１とを螺合し、これらの接合面同士を接触させると共に、接合端部２２３と接合端部２３２とを螺合し、これらの接合面同士を接触させる。これにより、全てのライナ構成部材２０１，２０２，２０３が仮接合（暫定接合）した状態の樹脂ライナ１１１となる。
【０１０７】
そして、二つのレーザトーチ１７０の駆動に同期して、仮接合状態の樹脂ライナ１１１をその軸回りに相対回転させながら、接合端部２１３，２３１同士および接合端部２２３，２３２同士をレーザ溶着により周方向に亘って接合する。これにより、樹脂ライナ１１１が本接合された状態となり、最終的に補強層１１２を設けることでガス容器１０１が製造される。
【０１０８】
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１１１を構成しても、上記実施形態と同様にガス容器１０１を製造することができる。
【０１０９】
なお、三つのライナ構成部材２０１，２０２，２０３について、仮接合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１１１に適用することができる。
【０１１０】
なお、第３実施形態および第４実施形態のガス容器１０１は、レーザ溶着部１８０自体およびその近傍に、おねじ１６１及びめねじ１５２からなる螺合構造を有する構成であるが、この螺合構造以外の係合構造を用いてもよい。例えば第３実施形態の接合端部１３４，１４４同士を係合構造により密着させるように係合してもよい。この種の係合構造は、例えば、スナップフィットや圧入などで構成することができる。
【０１１１】
また、上記した全ての実施形態において、レーザ溶着を実行する際に、様々な製造設備を用いて行うことができる。ガス容器１０１に適用した例について説明するに、例えば、仮接合状態の樹脂ライナ１１１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、螺合状態の接合部１３４，１４４同士を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とすることができ、各接合部１３４，１４４の酸化が防止されるため、接合精度をより一層を高めることができる。
【０１１２】
また、レーザ溶着時に樹脂ライナ１１１の内外に圧力差を付与して、接合面同士（２２，４２または１５３，１６２）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１１１の口金１０３を介して樹脂ライナ１１１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、接合面１５３，１６２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。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】第１実施形態に係る二部材の接合構造について、接合前の状態を示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係る二部材の接合構造について、仮接合後の状態を示す断面図である。
【図３】第１実施形態に係る二部材の接合構造について、レーザ溶着後の状態を示す断面図である。
【図４】第２実施形態に係る二部材の接合構造について、接合前の状態を示す断面図である。
【図５】第３実施形態に係るガス容器の構成を示す断面図である。
【図６】第３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７】第４実施形態に係るガス容器の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１：パイプ材（樹脂部材）、２：パイプ材（樹脂部材）、１２：接合端部、２１：おねじ、３２：接合端部、４１：めねじ、６０：レーザ溶着部、７０：金属スリーブ、８０：金属スリーブ、１０１：ガス容器、１１１：樹脂ライナ、１１２：補強層、１２１：ライナ構成部材、１２２：ライナ構成部材、１３４：接合端部、１５２：めねじ、１４４：接合端部、１６１：おねじ、１８０：レーザ溶着部、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：接合端部、２２３：接合端部、２３１：接合端部、２３２：接合端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも略円筒状の端部を有する一対の樹脂部材を、その端部同士を係合構造により係合してレーザ溶着により接合する二部材の接合構造であって、
前記係合構造は、
一方の樹脂部材の端部に設けられたおねじと、
他方の樹脂部材の端部に設けられ、前記おねじに螺合されるめねじと、を有する二部材の接合構造。
【請求項２】
前記めねじが設けられた前記端部の内周面は、傾斜した接合面を有し、
前記おねじが設けられた前記端部の外周面は、前記接合面に整合し且つこれに当接する接合面を有し、
この接合面同士がレーザ溶着により接合されている請求項１に記載の二部材の接合構造。
【請求項３】
螺合状態の前記おねじ及び前記めねじは、前記接合面同士と共にレーザ溶着により接合されている請求項２に記載の二部材の接合構造。
【請求項４】
前記めねじが設けられた前記端部は、レーザ透過性の樹脂で形成され、
前記おねじが設けられた前記端部は、レーザ吸収性の樹脂で形成されている請求項２または３に記載の二部材の接合構造。
【請求項５】
前記おねじ及び前記めねじは、金属材料で形成されている請求項１ないし４のいずれか一項に記載の二部材の接合構造。
【請求項６】
前記おねじは、テーパおねじからなり、
前記めねじは、テーパめねじからなる請求項１ないし５のいずれか一項に記載の二部材の接合構造。
【請求項７】
少なくとも略円筒状の端部を有する一対の樹脂部材を、その端部同士を接合する二部材の接合方法であって、
その一方の樹脂部材の端部に設けたおねじと、その他方の樹脂部材の端部に設けためねじとを螺合した状態でレーザを照射して、この端部同士をレーザ溶着により接合する二部材の接合方法。
【請求項８】
前記おねじが設けられた端部の接合面と、前記めねじが設けられた端部の接合面とが接触するまで、前記おねじ及び前記めねじを螺合した後、この接合面同士をレーザ溶着により接合する請求項７に記載の二部材の接合方法。
【請求項９】
前記接合面同士を周方向に亘ってレーザ溶着により接合する請求項８に記載の二部材の接合方法。
【請求項１０】
一方の樹脂部材の端部をレーザ透過性の樹脂で形成し、且つ他方の樹脂部材の端部をレーザ吸収性の樹脂で形成しておき、このレーザ透過性の端部側からレーザ吸収性の端部に向けてレーザを照射して、前記接合面同士をレーザ溶着により接合する請求項８または９に記載の二部材の接合方法。
【請求項１１】
前記一対の樹脂部材を一対のライナ構成部材として、請求項７ないし１０のいずれか一項に記載の二部材の接合方法を用い、ライナ構成部材同士を接合して構成した樹脂ライナと、
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。
【請求項１２】
樹脂ライナを有するガス容器であって、
前記樹脂ライナは、少なくとも略円筒状の端部を有する複数のライナ構成部材を接合してなり、且つライナ構成部材同士の接合部分には、この略円筒状の端部同士を係合する係合構造と、この略円筒状の端部同士をレーザ溶着により接合したレーザ溶着部と、が設けられ、
前記係合構造は、
前記端部同士の一方に設けられたおねじと、
前記端部同士の他方に設けられ、前記おねじに螺合されるめねじと、を有するガス容器。
【請求項１３】
前記めねじが設けられた前記端部の内周面は、傾斜した接合面を有し、
前記おねじが設けられた前記端部の外周面は、前記接合面に整合し且つこれに当接する接合面を有し、
前記レーザ溶着部は、この接合面同士が溶融して形成されている請求項１２に記載のガス容器。
【請求項１４】
前記めねじが設けられた前記端部は、レーザ透過性の樹脂で形成され、
前記おねじが設けられた前記端部は、レーザ吸収性の樹脂で形成されている請求項１２または１３に記載のガス容器。
【請求項１５】
前記おねじ及び前記めねじは、金属材料で形成されている請求項１２ないし１４のいずれか一項に記載のガス容器。
【請求項１６】
少なくとも略円筒状の端部を有するライナ構成部材を複数個接合してな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一方のライナ構成部材の略円筒状の端部と、他方のライナ構成部材の略円筒状の端部とを係合する係合工程と、
前記係合工程の後、レーザを照射してこの端部同士をレーザ溶着により接合する照射工程と、を有し、
前記係合工程は、前記一方のライナ構成部材の略円筒状の端部に設けたおねじと、前記他方のライナ構成部材の略円筒状の端部に設けためねじとを螺合することにより行われるガス容器の製造方法。
【請求項１７】
前記係合工程は、前記おねじが設けられた端部の接合面と前記めねじが設けられた端部の接合面とが接触するまで、前記おねじと前記めねじとを螺合することで行われ、
前記照射工程は、接触状態の接合面同士をレーザ溶着により接合することで行われる請求項１６に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１８】
前記照射工程は、前記接合面同士を周方向に亘ってレーザ溶着により接合することで行われる請求項１７に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１９】
前記係合工程に先立ち、互いに接合されるべき前記一方のライナ構成部材の略円筒状の端部をレーザ透過性の樹脂で形成し、且つ前記他方のライナ構成部材の略円筒状の端部をレーザ吸収性の樹脂で形成する工程を更に備え、
前記照射工程は、前記レーザ透過性の端部側から前記レーザ吸収性の端部に向けてレーザを照射して、前記接合面同士をレーザ溶着により接合することで行われる請求項１７または１８に記載のガス容器の製造方法。
【請求項２０】
前記係合工程に先立ち、互いに接合されるべき前記一方のライナ構成部材にインサート成形することにより金属材料からなる前記おねじを設け、且つ前記他方のライナ構成部材にインサート成形することにより金属材料からなる前記めねじを設ける工程を、更に備えた請求項１６ないし１９のいずれか一項に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１】
少なくとも略円筒状の端部を有する一対の樹脂部材を、その端部同士を係合構造により係合してレーザ溶着により接合する二部材の接合構造であって、
前記係合構造は、
一方の樹脂部材の端部に設けられたおねじと、
他方の樹脂部材の端部に設けられ、前記おねじに螺合されるめねじと、を有する二部材の接合構造。
【請求項２】
前記めねじが設けられた前記端部の内周面は、傾斜した接合面を有し、
前記おねじが設けられた前記端部の外周面は、前記接合面に整合し且つこれに当接する接合面を有し、
この接合面同士がレーザ溶着により接合されている請求項１に記載の二部材の接合構造。
【請求項３】
螺合状態の前記おねじ及び前記めねじは、前記接合面同士と共にレーザ溶着により接合されている請求項２に記載の二部材の接合構造。
【請求項４】
前記めねじが設けられた前記端部は、レーザ透過性の樹脂で形成され、
前記おねじが設けられた前記端部は、レーザ吸収性の樹脂で形成されている請求項２または３に記載の二部材の接合構造。
【請求項５】
前記おねじ及び前記めねじは、金属材料で形成されている請求項１ないし４のいずれか一項に記載の二部材の接合構造。
【請求項６】
前記おねじは、テーパおねじからなり、
前記めねじは、テーパめねじからなる請求項１ないし５のいずれか一項に記載の二部材の接合構造。
【請求項７】
少なくとも略円筒状の端部を有する一対の樹脂部材を、その端部同士を接合する二部材の接合方法であって、
その一方の樹脂部材の端部に設けたおねじと、その他方の樹脂部材の端部に設けためねじとを螺合した状態でレーザを照射して、この端部同士をレーザ溶着により接合する二部材の接合方法。
【請求項８】
前記おねじが設けられた端部の接合面と、前記めねじが設けられた端部の接合面とが接触するまで、前記おねじ及び前記めねじを螺合した後、この接合面同士をレーザ溶着により接合する請求項７に記載の二部材の接合方法。
【請求項９】
前記接合面同士を周方向に亘ってレーザ溶着により接合する請求項８に記載の二部材の接合方法。
【請求項１０】
一方の樹脂部材の端部をレーザ透過性の樹脂で形成し、且つ他方の樹脂部材の端部をレーザ吸収性の樹脂で形成しておき、このレーザ透過性の端部側からレーザ吸収性の端部に向けてレーザを照射して、前記接合面同士をレーザ溶着により接合する請求項８または９に記載の二部材の接合方法。
【請求項１１】
前記一対の樹脂部材を一対のライナ構成部材として、請求項７ないし１０のいずれか一項に記載の二部材の接合方法を用い、ライナ構成部材同士を接合して構成した樹脂ライナと、
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。
【請求項１２】
樹脂ライナを有するガス容器であって、
前記樹脂ライナは、少なくとも略円筒状の端部を有する複数のライナ構成部材を接合してなり、且つライナ構成部材同士の接合部分には、この略円筒状の端部同士を係合する係合構造と、この略円筒状の端部同士をレーザ溶着により接合したレーザ溶着部と、が設けられ、
前記係合構造は、
前記端部同士の一方に設けられたおねじと、
前記端部同士の他方に設けられ、前記おねじに螺合されるめねじと、を有するガス容器。
【請求項１３】
前記めねじが設けられた前記端部の内周面は、傾斜した接合面を有し、
前記おねじが設けられた前記端部の外周面は、前記接合面に整合し且つこれに当接する接合面を有し、
前記レーザ溶着部は、この接合面同士が溶融して形成されている請求項１２に記載のガス容器。
【請求項１４】
前記めねじが設けられた前記端部は、レーザ透過性の樹脂で形成され、
前記おねじが設けられた前記端部は、レーザ吸収性の樹脂で形成されている請求項１２または１３に記載のガス容器。
【請求項１５】
前記おねじ及び前記めねじは、金属材料で形成されている請求項１２ないし１４のいずれか一項に記載のガス容器。
【請求項１６】
少なくとも略円筒状の端部を有するライナ構成部材を複数個接合してな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一方のライナ構成部材の略円筒状の端部と、他方のライナ構成部材の略円筒状の端部とを係合する係合工程と、
前記係合工程の後、レーザを照射してこの端部同士をレーザ溶着により接合する照射工程と、を有し、
前記係合工程は、前記一方のライナ構成部材の略円筒状の端部に設けたおねじと、前記他方のライナ構成部材の略円筒状の端部に設けためねじとを螺合することにより行われるガス容器の製造方法。
【請求項１７】
前記係合工程は、前記おねじが設けられた端部の接合面と前記めねじが設けられた端部の接合面とが接触するまで、前記おねじと前記めねじとを螺合することで行われ、
前記照射工程は、接触状態の接合面同士をレーザ溶着により接合することで行われる請求項１６に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１８】
前記照射工程は、前記接合面同士を周方向に亘ってレーザ溶着により接合することで行われる請求項１７に記載のガス容器の製造方法。
【請求項１９】
前記係合工程に先立ち、互いに接合されるべき前記一方のライナ構成部材の略円筒状の端部をレーザ透過性の樹脂で形成し、且つ前記他方のライナ構成部材の略円筒状の端部をレーザ吸収性の樹脂で形成する工程を更に備え、
前記照射工程は、前記レーザ透過性の端部側から前記レーザ吸収性の端部に向けてレーザを照射して、前記接合面同士をレーザ溶着により接合することで行われる請求項１７または１８に記載のガス容器の製造方法。
【請求項２０】
前記係合工程に先立ち、互いに接合されるべき前記一方のライナ構成部材にインサート成形することにより金属材料からなる前記おねじを設け、且つ前記他方のライナ構成部材にインサート成形することにより金属材料からなる前記めねじを設ける工程を、更に備えた請求項１６ないし１９のいずれか一項に記載のガス容器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２４７８９２（Ｐ２００６−２４７８９２Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６４１９６（Ｐ２００５−６４１９６）
【出願日】平成１７年３月８日（２００５．３．８）
【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９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月８日（２００５．３．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]