圧力容器及び圧力容器の製造方法
【課題】生産性に優れ、エアポケットが生じない圧力容器を提供することにある。
【解決手段】本発明の圧力容器１は、インナータンク２と、口金４と、ＦＲＰ層３とを具備する。インナータンク２は、ブロー成型によって形成された、合成樹脂からなる。口金４は、ブロー成型によってインナータンク２に接合される。ＦＲＰ層３は、インナータンク２の外周に形成されたＦＲＰ層３であって、インナータンクの外周に巻回された繊維と繊維に含浸された光硬化性樹脂からなる。
【解決手段】本発明の圧力容器１は、インナータンク２と、口金４と、ＦＲＰ層３とを具備する。インナータンク２は、ブロー成型によって形成された、合成樹脂からなる。口金４は、ブロー成型によってインナータンク２に接合される。ＦＲＰ層３は、インナータンク２の外周に形成されたＦＲＰ層３であって、インナータンクの外周に巻回された繊維と繊維に含浸された光硬化性樹脂からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガス等の貯留に用いる圧力容器及び当該圧力容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＰＧ（Liquefied petroleum gas）等の液化ガスの貯留に用いられる圧力容器は、その高い内圧に耐える必要があるため、従来金属製であった。しかしながら、金属製圧力容器は重量が大きく、軽量化が望まれていた。
【０００３】
ここで、近年、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）製の圧力容器の開発が進んでいる。ＦＲＰ製の圧力容器は軽量であることに加え、美観に優れ、耐腐食性が高く、また半透明であるため内容物の液面の視認が可能であり、さらに火災時において破裂しない等の利点がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、合成樹脂製のライナー上にＦＲＰ層が形成された圧力容器が開示されている。この圧力容器は、ライナーに金属製の口金が嵌め込まれ、その上からフィラメントが巻回され、さらに当該フィラメントに合成樹脂が含浸されることによって作成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６１５９０号公報（段落[００１７]、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のような圧力容器は、ライナーを作成した後に口金を嵌めこむ工程が必要であり、必然的に口金の支持構造がライナー内部に突出する構造となる。このため、圧力容器の水密検査の際にこの突出部分により生じるエアポケットによって検査されない部分が生じるという問題があった。また、ライナーの作製工程と口金の接続工程が別であるため、生産性が低いという問題もあった。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、生産性に優れ、エアポケットが生じない圧力容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る圧力容器は、インナータンクと、口金と、ＦＲＰ層とを具備する。
上記インナータンクは、ブロー成型によって形成された、合成樹脂からなる。
上記口金は、上記ブロー成型によって上記インナータンクに接合される。
上記ＦＲＰ層は、上記インナータンクの外周に形成されたＦＲＰ層であって、上記インナータンクの外周に巻回された繊維と上記繊維に含浸された光硬化性樹脂からなる。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る圧力容器の製造方法は、ブロー成型によって口金が接合されたインナータンクを成型する。
繊維は、上記インナータンクの外周に巻回される。
光硬化性樹脂は、上記繊維に含浸される
上記光硬化性樹脂は硬化される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る圧力容器の平面図である。
【図２】同圧力容器の断面図である。
【図３】同圧力容器のインナータンクの平面図である。
【図４】同圧力容器のインナータンクの断面図である。
【図５】同圧力容器のインナータンクのポート部近傍の断面図である。
【図６】同圧力容器のインナータンクのポート部近傍の斜視図である。
【図７】同圧力容器のＦＲＰ層の層構造を示す断面図である。
【図８】同圧力容器の口金の斜視図である。
【図９】同圧力容器の口金の断面図である。
【図１０】同圧力容器の、インナータンクに装着された口金を示す断面図である
【図１１】同圧力容器のバルブの平面図である。
【図１２】同圧力容器の、口金に装着されたバルブの平面図である。
【図１３】同圧力容器の口金インサート成型の模式図である。
【図１４】同圧力容器の口金インサート成型の模式図である。
【図１５】同圧力容器のインナータンクへの繊維の巻回の様子を示す模式図である。
【図１６】本実施形態に係るアウターケースの斜視図である。
【図１７】同アウターケースの分解斜視図である。
【図１８】同アウターケースの胴体部材の斜視図である。
【図１９】同アウターケースの胴体部材の分解斜視図である。
【図２０】同アウターケースの上部部材の斜視図である。
【図２１】同アウターケースの下部部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の位置実施形態に係る圧力容器は、インナータンクと、口金と、ＦＲＰ層とを具備する。
上記インナータンクは、ブロー成型によって形成された、合成樹脂からなる。
上記口金は、上記ブロー成型によって上記インナータンクに接合される。
上記ＦＲＰ層は、上記インナータンクの外周に形成されたＦＲＰ層であって、上記インナータンクの外周に巻回された繊維と上記繊維に含浸された光硬化性樹脂からなる。
【００１２】
この構成によれば、インナータンクの成型と口金のインナータンクへの接合を同時に行うことが可能であり、インナータンクの成型後に口金をインナータンクへ接合する場合に比べて少ない工程で圧力容器を製造することが可能である。また、口金の支持構造がインナータンクの内部に突出せず、エアポケットの発生を防止することが可能である。さらに、ＦＲＰ層を構成する樹脂を光硬化性樹脂とすることにより、当該樹脂を硬化させるための熱硬化炉等が不要となり、生産性に優れる。
【００１３】
上記ＦＲＰ層は、上記繊維と共に巻回されたＩＣタグを有してもよい。同様に上記アウターケースにもＩＣタグを有してもよい。
【００１４】
この構成によれば、ＦＲＰ層の形成と同時にＩＣタグを圧力容器に埋め込むことが可能である。圧力容器とアウターケースのそれぞれに設けられたＩＣタグにより、圧力容器及びアウターケースのそれぞれの諸元（使用期限、材質、重量データ等）を個別にＩＣにより管理・確認することができる。また、圧力容器とアウターケースのそれぞれに設けられたＩＣタグを利用して、圧力容器とアウターケースの同期（容器検査等でアウターケースの取り外しを行った際に、元々の圧力容器とアウターケースの組合わせが容器番号により確認できること）が可能となる。
【００１５】
上記ＦＲＰ層は、上記インナータンク上に上記繊維がフープ状に巻回された内フープ層と、上記内フープ層上に上記繊維がヘリカル状に形成されたヘリカル層と、上記ヘリカル層上に上記繊維がフープ状に巻回された外フープ層とを有してもよい。
【００１６】
この構成によれば、ＦＲＰ層における繊維破断を防止し、耐圧性、耐久性、耐衝撃性に優れた圧力容器とすることが可能である。
【００１７】
上記ＦＲＰ層には、紫外線劣化防止材が添加されていてもよい。
【００１８】
この構成によれば、ＦＲＰ層の紫外線劣化による長期的な耐久性の低下を防止することが可能となる。
【００１９】
上記ＦＲＰ層には、ガス透過防止材が添加されていてもよい。
【００２０】
この構成によれば、ＦＲＰ層によって圧力容器の内容物の圧力容器外への透過を防止することが可能となる。
【００２１】
本発明の実施形態に係る圧力容器の製造方法は、ブロー成型によって口金が接合されたインナータンクを成型する。
繊維は、上記インナータンクの外周に巻回される。
光硬化性樹脂は、上記繊維に含浸される
上記光硬化性樹脂は硬化される。
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
＜圧力容器の構成＞
本発明の一実施形態に係る圧力容器の構成について説明する。
図１は圧力容器１の平面図であり、図２は圧力容器２の断面図である。
【００２４】
圧力容器１は、ＬＰＧ（Liquefied petroleum gas）等の液化ガス、あるいはＣＮＧ（Compressed Natural Gas）、水素ガス等の高圧ガスを圧力を維持したまま貯留することが可能な容器である。以下、圧力容器１に貯留される物質を「内容物」とする。圧力容器１の大きさや形状は、内容物、用途等に応じて適宜変更される。
【００２５】
図１及び図２に示すように、圧力容器１はインナータンク２、ＦＲＰ層３、口金４及びバルブ５を有する。インナータンク２の外周にＦＲＰ層３が形成され、口金４はインナータンク２に装着され、バルブ５が取り付けられている。また、ＦＲＰ層３には、ＩＣ（Integrated Circuit）タグ３０が埋め込まれている。
【００２６】
インナータンク２は、圧力容器１の内壁面を構成する。図３はインナータンク２の平面図であり、図４はインナータンク２の断面図である。なお、実際には、インナータンク２は口金４を装着した状態で成型されており、インナータンク２を破壊せずに口金４を分離することはできないが、ここでは便宜上インナータンク２のみを示す。
【００２７】
図３及び図４に示すように、インナータンク２は、タンク本体部２ａ、ポート部２ｂ、及び臍部２ｃを有する。ポート部２ｂはタンク本体部２ａの一端に形成され、臍部２ｃはタンク本体部２ａの、ポート部２ｂと反対側の端部に形成されている。
【００２８】
図３及び図４に示すように、タンク本体部２ａは、円筒形状を有する円筒部２ｄと、円筒部２ｄと同一の半径を有する半球部２ｅを有し、円筒部２ｄの両端に半球部２ｅがそれぞれ連続する形状に形成することができる。タンク本体部２ａの形状は特に限定されないが、後述するＦＲＰ層３の形成に適する形状が好適である。
【００２９】
ポート部２ｂは、インナータンク２の内部と外部を連通する開口を形成する。図５はインナータンク２のポート部２ｂの近傍の断面図であり、図６はポート部２ｂの近傍の斜視図である。図５及び図６に示すように、ポート部２ｂはタンク本体部２ａと連続する筒状のネック部分２ｆを有する。ネック部分２ｆの筒内は、インナータンク２の外部に連通しており、ネック部分２ｆの端部にインナータンク２の内部と外部が連通する開口２ｇが形成されている。
【００３０】
開口２ｇの周縁には、後述するガスケットを支持するためのガスケット支持部２ｈが設けられており、さらにその周縁には、ネック部分２ｆに連続するフランジ形状のフランジ部分２ｉが形成されている。
【００３１】
ネック部分２ｆは、タンク本体部２ａ側の径が小さいテーパー形状とすることができる。これは、後述するＦＲＰ層３を形成する際の便宜のためである。フランジ部分２ｉは、ポート部２ｂにバルブ５が取り付けられる際にバルブ５に当接する部分である。フランジ部分２ｉは、図６に示すように六角形板状とすることができ、また、これ以外の形状であってもよい。
【００３２】
臍部２ｃは、タンク本体部２ａから突出した部分であり、インナータンク２の内部とは連通していない。臍部２ｃは、後述するインナータンクの製造方法に起因して形成される構造である。
【００３３】
以上のような構成を有するインナータンク２は、ブロー成型によって製造することが可能である。インナータンク２の製造方法については後述する。インナータンク２は、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ；High Density Polyethylene）からなるものとすることができる。また、この他にも各種合成樹脂からなるものとすることができる。以下、インナータンク２の原料である合成樹脂を、「原料樹脂」とする。原料樹脂としては、ブロー成型に適し（熱可塑性が有り）、内容物に対して耐腐食が有り、光透過性（半透明性）がある材料が好適である。
【００３４】
ＦＲＰ層３は、インナータンク２の外周を被覆する繊維強化プラスチック（ＦＲＰ；Fiber Reinforced Plastics）からなる層である。ＦＲＰ層３は、インナータンク２の外周においてポート部２ｂの先端部分及び臍部２の先端部分を除いて形成されている。
【００３５】
ＦＲＰ層３は、インナータンク２の外周を被覆することにより、インナータンク２を補強し、耐圧性を維持する。ＦＲＰ層３は、インナータンク２の外周に巻回された繊維（ガラス繊維、カーボン繊維等）に合成樹脂を含浸させることによって形成することができる。以下、含浸される合成樹脂を「含浸樹脂」とする。ＦＲＰ層３を構成する繊維の巻回は、後述するＦＷ（Filament Winding）法によってすることができる。
【００３６】
ＦＲＰ層３は、部分的に複数の層が積層されて構成されている。図７は、ＦＲＰ層３の層構造を示す断面図である。同図に示すように、ＦＲＰ層３は、ヘリカル層３ａ、内フープ層３ｂ及び外フープ層３ｃを有する。
【００３７】
ヘリカル層３ａは、繊維がヘリカル状（螺旋状）に巻回された層であり、内フープ層３ｂ及び外フープ層３ｃは、繊維がフープ状（円周状）に巻回された層である。ヘリカル層３ａは、インナータンク２の円筒部２ｄ及び半球部２ｅ上に形成され、内フープ層３ｂ及び外フープ層３ｃは、円筒部２ｄ上に形成されている。円筒部２ｄ上において、内フープ層３ｂ、ヘリカル層３ａ及び外フープ層３ｃはこの順に積層されている。ＦＲＰ層３をこのような構成とすることにより、ＦＲＰ層３における繊維破断を防止し、耐圧性、耐久性、耐衝撃性に優れた圧力容器とすることが可能である。
【００３８】
ＦＲＰ層３を構成する繊維の種類は特に限定されないが、強度が高いものが好適である。ＦＲＰ層３を構成する含浸樹脂は、インナータンク２に巻回された繊維を固定し、繊維と共にＦＲＰ層３の強度を維持する。含浸樹脂の種類は特に限定されないが、強度が高いものが好適である。
【００３９】
ここで、含浸樹脂を、光硬化性樹脂（例えば、光硬化ビニールエステル樹脂）とすることにより光の照射により含浸樹脂を硬化させることが可能となり、熱硬化性樹脂の場合よりも硬化工程が短縮され、熱硬化炉も不要となる。さらに、含浸樹脂に紫外線劣化防止材を添加することにより、ＦＲＰ層３の紫外線劣化による長期的な耐久性の低下を防止することが可能であり、含浸樹脂にガス透過防止材を添加することにより内容物の透過を防止することが可能となる。
【００４０】
口金４は、バルブ５をインナータンク２に装着するための部材である。図８は口金４の斜視図であり、図９は口金４の断面図である。これらの図に示すように、口金４は、筒状の筒状部４ａと、筒状部４ａの端部から円板状に広がる板状部４ｂとを有する。
【００４１】
筒状部４ａの外周面には、筒の軸方向に沿った複数の係合溝４ｃと、筒の周方向に沿った係合溝４ｄが形成されている。係合溝４ｃ及び係合溝４ｄの本数は図に示すものに限られず、適宜変更することができる。筒上部４ａ内周面には、バルブ５に螺合するネジ溝が形成されている。
【００４２】
板状部４ｂは、筒状部４ａの外周面に連続する上面と、その反対側の下面を有する。上面は、筒上部４ａの外周面に滑らかなアールによって連続するように形成されている。下面は、フラットな平面状に形成されている。
【００４３】
口金４は、例えばアルミニウム、ステンレス等の金属からなるものとすることができる。口金４の、筒状部４ａの外周面及び板上部４ｂの上面には、合成樹脂コーティングが施されている。この合成樹脂は口金４をインナータンク２に接着するためのものであり、以下「接着樹脂」とする。接着樹脂は、例えば変性ポリエチレンとすることができる。変性ポリエチレンは、ポリエチレンに官能基を導入して接着性を付与したものである。
【００４４】
なお、インナータンク２の原料である原料樹脂を、上記変性ポリエチレンとすることも可能である。この場合、インナータンク２と口金４の間で接着性があるため、口金４への接着樹脂の塗布が不要となる。
【００４５】
図１０は、インナータンク２に装着された口金４を示す断面図である。同図に示すように、筒状部４ａの外周面及び板状部４ｂの上面（以下、これらの面を接合面とする）がインナータンク２に当接し、接着樹脂を介してインナータンク２に接合されている。同図に示すように、口金４に設けられている係合溝４ｃ及び係合溝４ｄに、接着樹脂及びインナータンク２を構成する原料樹脂が流入して硬化し、口金４がインナータンク２に固定される。本実施形態に係るインナータンク２では、口金４によってポート部２ｂ近傍の内壁が補強されているため、当該部分の厚みを他の部分より薄くし、軽量化を図ることができる。
【００４６】
図１０に示すように、口金４はインナータンク２の内壁から突出しておらず、エアポケットの発生は防止されている。
【００４７】
バルブ５は、内容物のインナータンク２への充填及びインナータンク２からの取り出しに用いられる。図１１は、バルブ５を示す平面図である。バルブ５は、外部接続口５ａ、内部接続口５ｂ、ハンドル５ｃ、螺合部５ｄ、ガスケット係合部５ｅ及び２本のＯリング用溝５ｆを有する。
【００４８】
外部接続口５ａは、バルブ５が口金４に装着された際に圧力容器１の外部に位置する接続口であり、内部接続口５ａは、バルブ５が口金４に装着された際に圧力容器１の内部に位置する接続口である。外部接続口５ａと内部接続口５ｂは連通しており、ハンドル５ｃの操作によって開閉可能に構成されている。
【００４９】
螺合部５ｄは、口金４に螺合する部分であり、その外周には、口金４に螺合可能なネジ溝が形成されている。ガスケット係合部５ｅは、螺合部５ｄから所定の幅で突出するように形成されている。Ｏリング用溝５ｆは、Ｏリングが嵌め込まれる溝であり、バルブ５には２本が設けられている。即ち、バルブ５は、２本のＯリングを装着することが可能に構成されている。
【００５０】
バルブ５の構成はここに示すものに限られず、例えば複数の外部接続口を有するバルブとすることも可能である。
【００５１】
図１２は、口金４に装着されたバルブ５を示す平面図である。同図に示すように、バルブ５の螺合部５ｄが口金４の筒状部４ａに螺合する。バルブ５の２本のＯリング用溝５ｆ（図１１参照）には、それぞれＯリング６が嵌め込まれ、筒状部４とバルブ５の間をシールする。２本のＯリング６により確実なシールが可能である。
【００５２】
また、インナータンク２のガスケット支持部２ｈと、バルブ５のガスケット係合部５ｅの間には、ガスケット７が挟み込まれている。ガスケット７により、仮にインナータンク２と口金４の接合面にインナータンク２の内容物が浸入した場合であっても、インナータンク２の外部への漏洩を防止することが可能となる。
【００５３】
圧力容器１は、以上のような構成を有する。圧力容器１は、インナータンク２やＦＲＰ層３が合成樹脂からなるものであるため、金属容器に比べて軽量であり、美観に優れ、耐腐食性が高い。また、半透明であるため、内容物が液化ガスである場合には液面の視認が可能である。さらに火災に曝露された場合であっても破裂することが防止されている。
【００５４】
＜圧力容器の製造方法＞
圧力容器１の製造方法について説明する。まず、インナータンク２の成型及びそれと同時に実施される口金４のインナータンク２への装着について説明する。以下、この口金４の装着を伴なうインナータンク２の成型を「口金インサート成型」と称する。図１３及び図１４は、口金インサート成型を示す模式図である。
【００５５】
図１３（ａ）に示すように、口金インサート成型では、金型１０、押出機１１、及びブローピン１２を用いる。金型１０は、インナータンク２の外形に一致する型であり、水平方向に分割可能に構成されている。押出機１１は、環状の押出口を有し、インナータンク２の原料を押出可能に構成されている。押出機１１は金型１０の鉛直上方に配置されている。ブローピン１１は、中空の筒状を有し、筒内から空気の噴出が可能に構成されている。ブローピン１１は金型１０の鉛直下方に配置されている。
【００５６】
ブローピン１２の先端には、口金４がセットされている。口金４は、筒上部４ａの筒内にブローピン１２が挿入され、板状部４ｂが鉛直上方となるようにセットされている。なお、口金４の接合面には予め接着樹脂が塗布されている。押出機１１には、加熱により流動状態とされたインナータンク２の原料樹脂が供給されている。
【００５７】
図１３（ｂ）に示すように、押出機１１によって原料樹脂が金型１０の間に筒状に押出される。原料樹脂が口金４の周囲に到達した時点で、図１３（ｃ）に示すように、分割されていた金型１０が閉じられる。同時に、ブローピン１２から空気が噴出される。この空気の圧力により、図１４（ａ）に示すように、流動状態の原料樹脂が金型１０に押圧され、成型される。なお、図３等に示す臍部２ｃは、金型１０が閉じられた際に形成される。
【００５８】
インナータンク２の成型と同時に、口金４がインナータンク２に押圧される。この際、口金４に塗布されている接着樹脂によって口金４とインナータンク２が接着される。さらに、原料樹脂が口金４に形成されている係合溝４ｃ及び係合溝４ｄに流入する。図１４（ｂ）に示すように、原料樹脂が硬化した時点で金型１０を開くことにより、口金４が装着されたインナータンク２が作製される。
【００５９】
次に、上述のようにして作製された、インナータンク２（口金４を含む）の外周にＦＲＰ層３を形成する方法について説明する。まず、インナータンク２の外周に繊維が巻回される。図１５は繊維の巻回の様子を示す模式図である。同図に示すようにインナータンク２はシャフト１３に固定される。シャフト１３は、回転動力源に接続されており、接続されたインナータンク２を回転させることが可能なものである。シャフト１３は例えば、インナータンク２のポート部２ｂ及び臍部２ｃの周囲にそれぞれ接続される。シャフト１３の接続態様は特に限定されない。
【００６０】
図１５（ｂ）に示すように、インナータンク２がシャフト１３によって回転され、繊維供給部１４から供給される繊維Ｆがインナータンク２の外周に巻回される。繊維Ｆは、シャフト１３による回転軸の角度や繊維供給部１４の角度によって、巻回角度や巻回数が制御される。例えば、上述のように、フープ状（円周状）に巻回された後、ヘリカル状（螺旋状）に巻回され、再びフープ状に巻回するものとすることができる。繊維の巻回態様は、インナータンク２の大きさや形状、要求耐圧性能等に応じて適宜調整される。
【００６１】
本実施形態に係るインナータンク２のネック部分２ｆは、タンク本体部２ａ側の径が小さいテーパー形状に形成されているため、ネック部分２ｆの根元部分における繊維Ｆの確実な巻回が可能である。また、繊維Ｆを巻回する際、インナータンク２上、又は巻回途中の繊維Ｆ上にＩＣタグ３０を載置して繊維Ｆを巻回させることにより、ＩＣタグ３０をＦＲＰ層３に埋め込むことが可能である。
【００６２】
インナータンク２への繊維Ｆの巻回が完了した後、繊維Ｆに含浸樹脂を含浸させる。含浸樹脂の含浸方法は特に限定されず、塗布等によって含浸させることができる。含浸樹脂が硬化すると、ＦＲＰ層３が形成される。上述のように含浸樹脂が光硬化性樹脂であるので、光の照射によって含浸樹脂を硬化させることが可能である。
【００６３】
ＦＲＰ層２の形成後にバルブ５を口金４に螺合させることにより、圧力容器１が製造される。
【００６４】
＜アウターケースについて＞
圧力容器１は、耐衝撃性を向上させるためのアウターケースに収容することが可能である。図１６は圧力容器１が収容されたアウターケース２０を示す斜視図であり、図１７は同アウターケース２０の分解斜視図である。
【００６５】
これらの図に示すように、アウターケース２０は、胴体部材２１、上部部材２２及び下部部材２３の３つの部材によって構成されている。上部部材２２及び下部部材２３はそれぞれ胴体部材２１に接続されている。胴体部材２１、上部部材２２及び下部部材２３は、合成樹脂からなるものとすることができる。
【００６６】
胴体部材２１は、円筒形状を有し、圧力容器１の側面を覆う部材である。図１８は胴体部材２１を示す斜視図である。同図に示すように、胴体部材２１には、上部部材２２との接合に用いられるネジ孔２１ａと、下部部材２３との接合に用いられるネジ孔２１ｂが形成されている。
【００６７】
ネジ孔２１ａは胴体部材２１の一方の周縁に円周方向に複数が形成されており、ネジ孔２１ｂは、胴体部材２１の他方の周縁に、円周方向に複数が形成されている。ネジ孔２１ａ及びネジ孔２１ｂは、胴体部材２１の内側となる位置に形成されており、胴体部材２１が上部部材２２及び下部部材２３と接合されると、アウターケース２０の外観に露出しない。
【００６８】
また、胴体部材２１には複数の開口２１ｃが形成されている。本実施形態に係る圧力容器１（インナータンク２及びＦＥＲＰ層３）は合成樹脂からなるので光透過性を有し、開口２１ｃから圧力容器１内容物の液量を確認することが可能である。開口２１ｃはその位置や形状は任意であり、液量の確認が可能な範囲を確保できる形状とすることができる。
【００６９】
胴体部材２１は、二つの半円筒形状の部材が接合されて形成されるものとすることができる。図１９は胴体部材２１の分解斜視図である。同図に示すように、胴体部材２１は第１部材２１ｄ及び第２部材２２ｅが接合されて形成されている。
【００７０】
第１部材２１ｄ及び第２部材２１ｅには、互いを接合するためのネジ孔２１ｆが形成されている。ネジ孔２１ｆは、第１部材２１ｄ及び第２部材２１ｅから互いに向かって形成されている。ネジ孔２１ｆは、第１部材２１ｄ及び第２部材２１ｅの内側となる位置に形成されており、第１部材２１ｄ及び第２部材ｅが互いに接合されると、アウターケース２０の外観に露出しない。
【００７１】
上部部材２２は、圧力容器１の上部を覆う部材である。図２０は上部部材２２を示す斜視図である。同図に示すように、上部部材２２には、圧力容器１の運搬に用いられる取っ手２２ａ、バルブ５のための切り欠き２２及び胴体部材２１のネジ孔２１ａに対応するネジ孔２２ｃが設けられている。また、上部部材２２にはＩＣタグ３１が埋め込まれている。
【００７２】
さらに上部部材２２は、その上面に表示部材２４を取り付け可能に構成されている。表示部材２４は合成樹脂からなり、圧力容器１に充填されている内容物の種類、充填量、充填年月日、充填圧力等の情報が例えば、凹凸に成型されて表示されている。
【００７３】
下部部材２３は、圧力容器１の下部を覆う部材である。図２１は下部部材２３を示す斜視図である。同図に示すように、下部部材２３には、圧力容器１を支持するための圧力容器支持部２３ａと胴体部材２１のネジ孔２１ｂに対応するネジ孔２３ａが設けられている。
【００７４】
＜ＩＣタグについて＞
上述のように、圧力容器１にはＩＣタグ３０が埋め込まれ、アウターケース２０にはＩＣタグ３１が埋め込まれている。これらのＩＣタグは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）によりＩＣタグ読取装置を通信をすることが可能なものである。本実施形態では、圧力容器１とアウターケース２０は分解可能であるが、圧力容器１の内容部物の情報（内容物の種類、充填年月日等）はアウターケース２０に表示されている。したがって、圧力容器１とアウターケース２０は対応している必要があるが、ＩＣタグによりこの対応を確保することができる。
【００７５】
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更され得る。
【符号の説明】
【００７６】
１…圧力容器
２…インナータンク
３…ＦＲＰ層
４…口金
５…バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガス等の貯留に用いる圧力容器及び当該圧力容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＰＧ（Liquefied petroleum gas）等の液化ガスの貯留に用いられる圧力容器は、その高い内圧に耐える必要があるため、従来金属製であった。しかしながら、金属製圧力容器は重量が大きく、軽量化が望まれていた。
【０００３】
ここで、近年、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）製の圧力容器の開発が進んでいる。ＦＲＰ製の圧力容器は軽量であることに加え、美観に優れ、耐腐食性が高く、また半透明であるため内容物の液面の視認が可能であり、さらに火災時において破裂しない等の利点がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、合成樹脂製のライナー上にＦＲＰ層が形成された圧力容器が開示されている。この圧力容器は、ライナーに金属製の口金が嵌め込まれ、その上からフィラメントが巻回され、さらに当該フィラメントに合成樹脂が含浸されることによって作成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６１５９０号公報（段落[００１７]、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のような圧力容器は、ライナーを作成した後に口金を嵌めこむ工程が必要であり、必然的に口金の支持構造がライナー内部に突出する構造となる。このため、圧力容器の水密検査の際にこの突出部分により生じるエアポケットによって検査されない部分が生じるという問題があった。また、ライナーの作製工程と口金の接続工程が別であるため、生産性が低いという問題もあった。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、生産性に優れ、エアポケットが生じない圧力容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る圧力容器は、インナータンクと、口金と、ＦＲＰ層とを具備する。
上記インナータンクは、ブロー成型によって形成された、合成樹脂からなる。
上記口金は、上記ブロー成型によって上記インナータンクに接合される。
上記ＦＲＰ層は、上記インナータンクの外周に形成されたＦＲＰ層であって、上記インナータンクの外周に巻回された繊維と上記繊維に含浸された光硬化性樹脂からなる。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る圧力容器の製造方法は、ブロー成型によって口金が接合されたインナータンクを成型する。
繊維は、上記インナータンクの外周に巻回される。
光硬化性樹脂は、上記繊維に含浸される
上記光硬化性樹脂は硬化される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る圧力容器の平面図である。
【図２】同圧力容器の断面図である。
【図３】同圧力容器のインナータンクの平面図である。
【図４】同圧力容器のインナータンクの断面図である。
【図５】同圧力容器のインナータンクのポート部近傍の断面図である。
【図６】同圧力容器のインナータンクのポート部近傍の斜視図である。
【図７】同圧力容器のＦＲＰ層の層構造を示す断面図である。
【図８】同圧力容器の口金の斜視図である。
【図９】同圧力容器の口金の断面図である。
【図１０】同圧力容器の、インナータンクに装着された口金を示す断面図である
【図１１】同圧力容器のバルブの平面図である。
【図１２】同圧力容器の、口金に装着されたバルブの平面図である。
【図１３】同圧力容器の口金インサート成型の模式図である。
【図１４】同圧力容器の口金インサート成型の模式図である。
【図１５】同圧力容器のインナータンクへの繊維の巻回の様子を示す模式図である。
【図１６】本実施形態に係るアウターケースの斜視図である。
【図１７】同アウターケースの分解斜視図である。
【図１８】同アウターケースの胴体部材の斜視図である。
【図１９】同アウターケースの胴体部材の分解斜視図である。
【図２０】同アウターケースの上部部材の斜視図である。
【図２１】同アウターケースの下部部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の位置実施形態に係る圧力容器は、インナータンクと、口金と、ＦＲＰ層とを具備する。
上記インナータンクは、ブロー成型によって形成された、合成樹脂からなる。
上記口金は、上記ブロー成型によって上記インナータンクに接合される。
上記ＦＲＰ層は、上記インナータンクの外周に形成されたＦＲＰ層であって、上記インナータンクの外周に巻回された繊維と上記繊維に含浸された光硬化性樹脂からなる。
【００１２】
この構成によれば、インナータンクの成型と口金のインナータンクへの接合を同時に行うことが可能であり、インナータンクの成型後に口金をインナータンクへ接合する場合に比べて少ない工程で圧力容器を製造することが可能である。また、口金の支持構造がインナータンクの内部に突出せず、エアポケットの発生を防止することが可能である。さらに、ＦＲＰ層を構成する樹脂を光硬化性樹脂とすることにより、当該樹脂を硬化させるための熱硬化炉等が不要となり、生産性に優れる。
【００１３】
上記ＦＲＰ層は、上記繊維と共に巻回されたＩＣタグを有してもよい。同様に上記アウターケースにもＩＣタグを有してもよい。
【００１４】
この構成によれば、ＦＲＰ層の形成と同時にＩＣタグを圧力容器に埋め込むことが可能である。圧力容器とアウターケースのそれぞれに設けられたＩＣタグにより、圧力容器及びアウターケースのそれぞれの諸元（使用期限、材質、重量データ等）を個別にＩＣにより管理・確認することができる。また、圧力容器とアウターケースのそれぞれに設けられたＩＣタグを利用して、圧力容器とアウターケースの同期（容器検査等でアウターケースの取り外しを行った際に、元々の圧力容器とアウターケースの組合わせが容器番号により確認できること）が可能となる。
【００１５】
上記ＦＲＰ層は、上記インナータンク上に上記繊維がフープ状に巻回された内フープ層と、上記内フープ層上に上記繊維がヘリカル状に形成されたヘリカル層と、上記ヘリカル層上に上記繊維がフープ状に巻回された外フープ層とを有してもよい。
【００１６】
この構成によれば、ＦＲＰ層における繊維破断を防止し、耐圧性、耐久性、耐衝撃性に優れた圧力容器とすることが可能である。
【００１７】
上記ＦＲＰ層には、紫外線劣化防止材が添加されていてもよい。
【００１８】
この構成によれば、ＦＲＰ層の紫外線劣化による長期的な耐久性の低下を防止することが可能となる。
【００１９】
上記ＦＲＰ層には、ガス透過防止材が添加されていてもよい。
【００２０】
この構成によれば、ＦＲＰ層によって圧力容器の内容物の圧力容器外への透過を防止することが可能となる。
【００２１】
本発明の実施形態に係る圧力容器の製造方法は、ブロー成型によって口金が接合されたインナータンクを成型する。
繊維は、上記インナータンクの外周に巻回される。
光硬化性樹脂は、上記繊維に含浸される
上記光硬化性樹脂は硬化される。
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
＜圧力容器の構成＞
本発明の一実施形態に係る圧力容器の構成について説明する。
図１は圧力容器１の平面図であり、図２は圧力容器２の断面図である。
【００２４】
圧力容器１は、ＬＰＧ（Liquefied petroleum gas）等の液化ガス、あるいはＣＮＧ（Compressed Natural Gas）、水素ガス等の高圧ガスを圧力を維持したまま貯留することが可能な容器である。以下、圧力容器１に貯留される物質を「内容物」とする。圧力容器１の大きさや形状は、内容物、用途等に応じて適宜変更される。
【００２５】
図１及び図２に示すように、圧力容器１はインナータンク２、ＦＲＰ層３、口金４及びバルブ５を有する。インナータンク２の外周にＦＲＰ層３が形成され、口金４はインナータンク２に装着され、バルブ５が取り付けられている。また、ＦＲＰ層３には、ＩＣ（Integrated Circuit）タグ３０が埋め込まれている。
【００２６】
インナータンク２は、圧力容器１の内壁面を構成する。図３はインナータンク２の平面図であり、図４はインナータンク２の断面図である。なお、実際には、インナータンク２は口金４を装着した状態で成型されており、インナータンク２を破壊せずに口金４を分離することはできないが、ここでは便宜上インナータンク２のみを示す。
【００２７】
図３及び図４に示すように、インナータンク２は、タンク本体部２ａ、ポート部２ｂ、及び臍部２ｃを有する。ポート部２ｂはタンク本体部２ａの一端に形成され、臍部２ｃはタンク本体部２ａの、ポート部２ｂと反対側の端部に形成されている。
【００２８】
図３及び図４に示すように、タンク本体部２ａは、円筒形状を有する円筒部２ｄと、円筒部２ｄと同一の半径を有する半球部２ｅを有し、円筒部２ｄの両端に半球部２ｅがそれぞれ連続する形状に形成することができる。タンク本体部２ａの形状は特に限定されないが、後述するＦＲＰ層３の形成に適する形状が好適である。
【００２９】
ポート部２ｂは、インナータンク２の内部と外部を連通する開口を形成する。図５はインナータンク２のポート部２ｂの近傍の断面図であり、図６はポート部２ｂの近傍の斜視図である。図５及び図６に示すように、ポート部２ｂはタンク本体部２ａと連続する筒状のネック部分２ｆを有する。ネック部分２ｆの筒内は、インナータンク２の外部に連通しており、ネック部分２ｆの端部にインナータンク２の内部と外部が連通する開口２ｇが形成されている。
【００３０】
開口２ｇの周縁には、後述するガスケットを支持するためのガスケット支持部２ｈが設けられており、さらにその周縁には、ネック部分２ｆに連続するフランジ形状のフランジ部分２ｉが形成されている。
【００３１】
ネック部分２ｆは、タンク本体部２ａ側の径が小さいテーパー形状とすることができる。これは、後述するＦＲＰ層３を形成する際の便宜のためである。フランジ部分２ｉは、ポート部２ｂにバルブ５が取り付けられる際にバルブ５に当接する部分である。フランジ部分２ｉは、図６に示すように六角形板状とすることができ、また、これ以外の形状であってもよい。
【００３２】
臍部２ｃは、タンク本体部２ａから突出した部分であり、インナータンク２の内部とは連通していない。臍部２ｃは、後述するインナータンクの製造方法に起因して形成される構造である。
【００３３】
以上のような構成を有するインナータンク２は、ブロー成型によって製造することが可能である。インナータンク２の製造方法については後述する。インナータンク２は、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ；High Density Polyethylene）からなるものとすることができる。また、この他にも各種合成樹脂からなるものとすることができる。以下、インナータンク２の原料である合成樹脂を、「原料樹脂」とする。原料樹脂としては、ブロー成型に適し（熱可塑性が有り）、内容物に対して耐腐食が有り、光透過性（半透明性）がある材料が好適である。
【００３４】
ＦＲＰ層３は、インナータンク２の外周を被覆する繊維強化プラスチック（ＦＲＰ；Fiber Reinforced Plastics）からなる層である。ＦＲＰ層３は、インナータンク２の外周においてポート部２ｂの先端部分及び臍部２の先端部分を除いて形成されている。
【００３５】
ＦＲＰ層３は、インナータンク２の外周を被覆することにより、インナータンク２を補強し、耐圧性を維持する。ＦＲＰ層３は、インナータンク２の外周に巻回された繊維（ガラス繊維、カーボン繊維等）に合成樹脂を含浸させることによって形成することができる。以下、含浸される合成樹脂を「含浸樹脂」とする。ＦＲＰ層３を構成する繊維の巻回は、後述するＦＷ（Filament Winding）法によってすることができる。
【００３６】
ＦＲＰ層３は、部分的に複数の層が積層されて構成されている。図７は、ＦＲＰ層３の層構造を示す断面図である。同図に示すように、ＦＲＰ層３は、ヘリカル層３ａ、内フープ層３ｂ及び外フープ層３ｃを有する。
【００３７】
ヘリカル層３ａは、繊維がヘリカル状（螺旋状）に巻回された層であり、内フープ層３ｂ及び外フープ層３ｃは、繊維がフープ状（円周状）に巻回された層である。ヘリカル層３ａは、インナータンク２の円筒部２ｄ及び半球部２ｅ上に形成され、内フープ層３ｂ及び外フープ層３ｃは、円筒部２ｄ上に形成されている。円筒部２ｄ上において、内フープ層３ｂ、ヘリカル層３ａ及び外フープ層３ｃはこの順に積層されている。ＦＲＰ層３をこのような構成とすることにより、ＦＲＰ層３における繊維破断を防止し、耐圧性、耐久性、耐衝撃性に優れた圧力容器とすることが可能である。
【００３８】
ＦＲＰ層３を構成する繊維の種類は特に限定されないが、強度が高いものが好適である。ＦＲＰ層３を構成する含浸樹脂は、インナータンク２に巻回された繊維を固定し、繊維と共にＦＲＰ層３の強度を維持する。含浸樹脂の種類は特に限定されないが、強度が高いものが好適である。
【００３９】
ここで、含浸樹脂を、光硬化性樹脂（例えば、光硬化ビニールエステル樹脂）とすることにより光の照射により含浸樹脂を硬化させることが可能となり、熱硬化性樹脂の場合よりも硬化工程が短縮され、熱硬化炉も不要となる。さらに、含浸樹脂に紫外線劣化防止材を添加することにより、ＦＲＰ層３の紫外線劣化による長期的な耐久性の低下を防止することが可能であり、含浸樹脂にガス透過防止材を添加することにより内容物の透過を防止することが可能となる。
【００４０】
口金４は、バルブ５をインナータンク２に装着するための部材である。図８は口金４の斜視図であり、図９は口金４の断面図である。これらの図に示すように、口金４は、筒状の筒状部４ａと、筒状部４ａの端部から円板状に広がる板状部４ｂとを有する。
【００４１】
筒状部４ａの外周面には、筒の軸方向に沿った複数の係合溝４ｃと、筒の周方向に沿った係合溝４ｄが形成されている。係合溝４ｃ及び係合溝４ｄの本数は図に示すものに限られず、適宜変更することができる。筒上部４ａ内周面には、バルブ５に螺合するネジ溝が形成されている。
【００４２】
板状部４ｂは、筒状部４ａの外周面に連続する上面と、その反対側の下面を有する。上面は、筒上部４ａの外周面に滑らかなアールによって連続するように形成されている。下面は、フラットな平面状に形成されている。
【００４３】
口金４は、例えばアルミニウム、ステンレス等の金属からなるものとすることができる。口金４の、筒状部４ａの外周面及び板上部４ｂの上面には、合成樹脂コーティングが施されている。この合成樹脂は口金４をインナータンク２に接着するためのものであり、以下「接着樹脂」とする。接着樹脂は、例えば変性ポリエチレンとすることができる。変性ポリエチレンは、ポリエチレンに官能基を導入して接着性を付与したものである。
【００４４】
なお、インナータンク２の原料である原料樹脂を、上記変性ポリエチレンとすることも可能である。この場合、インナータンク２と口金４の間で接着性があるため、口金４への接着樹脂の塗布が不要となる。
【００４５】
図１０は、インナータンク２に装着された口金４を示す断面図である。同図に示すように、筒状部４ａの外周面及び板状部４ｂの上面（以下、これらの面を接合面とする）がインナータンク２に当接し、接着樹脂を介してインナータンク２に接合されている。同図に示すように、口金４に設けられている係合溝４ｃ及び係合溝４ｄに、接着樹脂及びインナータンク２を構成する原料樹脂が流入して硬化し、口金４がインナータンク２に固定される。本実施形態に係るインナータンク２では、口金４によってポート部２ｂ近傍の内壁が補強されているため、当該部分の厚みを他の部分より薄くし、軽量化を図ることができる。
【００４６】
図１０に示すように、口金４はインナータンク２の内壁から突出しておらず、エアポケットの発生は防止されている。
【００４７】
バルブ５は、内容物のインナータンク２への充填及びインナータンク２からの取り出しに用いられる。図１１は、バルブ５を示す平面図である。バルブ５は、外部接続口５ａ、内部接続口５ｂ、ハンドル５ｃ、螺合部５ｄ、ガスケット係合部５ｅ及び２本のＯリング用溝５ｆを有する。
【００４８】
外部接続口５ａは、バルブ５が口金４に装着された際に圧力容器１の外部に位置する接続口であり、内部接続口５ａは、バルブ５が口金４に装着された際に圧力容器１の内部に位置する接続口である。外部接続口５ａと内部接続口５ｂは連通しており、ハンドル５ｃの操作によって開閉可能に構成されている。
【００４９】
螺合部５ｄは、口金４に螺合する部分であり、その外周には、口金４に螺合可能なネジ溝が形成されている。ガスケット係合部５ｅは、螺合部５ｄから所定の幅で突出するように形成されている。Ｏリング用溝５ｆは、Ｏリングが嵌め込まれる溝であり、バルブ５には２本が設けられている。即ち、バルブ５は、２本のＯリングを装着することが可能に構成されている。
【００５０】
バルブ５の構成はここに示すものに限られず、例えば複数の外部接続口を有するバルブとすることも可能である。
【００５１】
図１２は、口金４に装着されたバルブ５を示す平面図である。同図に示すように、バルブ５の螺合部５ｄが口金４の筒状部４ａに螺合する。バルブ５の２本のＯリング用溝５ｆ（図１１参照）には、それぞれＯリング６が嵌め込まれ、筒状部４とバルブ５の間をシールする。２本のＯリング６により確実なシールが可能である。
【００５２】
また、インナータンク２のガスケット支持部２ｈと、バルブ５のガスケット係合部５ｅの間には、ガスケット７が挟み込まれている。ガスケット７により、仮にインナータンク２と口金４の接合面にインナータンク２の内容物が浸入した場合であっても、インナータンク２の外部への漏洩を防止することが可能となる。
【００５３】
圧力容器１は、以上のような構成を有する。圧力容器１は、インナータンク２やＦＲＰ層３が合成樹脂からなるものであるため、金属容器に比べて軽量であり、美観に優れ、耐腐食性が高い。また、半透明であるため、内容物が液化ガスである場合には液面の視認が可能である。さらに火災に曝露された場合であっても破裂することが防止されている。
【００５４】
＜圧力容器の製造方法＞
圧力容器１の製造方法について説明する。まず、インナータンク２の成型及びそれと同時に実施される口金４のインナータンク２への装着について説明する。以下、この口金４の装着を伴なうインナータンク２の成型を「口金インサート成型」と称する。図１３及び図１４は、口金インサート成型を示す模式図である。
【００５５】
図１３（ａ）に示すように、口金インサート成型では、金型１０、押出機１１、及びブローピン１２を用いる。金型１０は、インナータンク２の外形に一致する型であり、水平方向に分割可能に構成されている。押出機１１は、環状の押出口を有し、インナータンク２の原料を押出可能に構成されている。押出機１１は金型１０の鉛直上方に配置されている。ブローピン１１は、中空の筒状を有し、筒内から空気の噴出が可能に構成されている。ブローピン１１は金型１０の鉛直下方に配置されている。
【００５６】
ブローピン１２の先端には、口金４がセットされている。口金４は、筒上部４ａの筒内にブローピン１２が挿入され、板状部４ｂが鉛直上方となるようにセットされている。なお、口金４の接合面には予め接着樹脂が塗布されている。押出機１１には、加熱により流動状態とされたインナータンク２の原料樹脂が供給されている。
【００５７】
図１３（ｂ）に示すように、押出機１１によって原料樹脂が金型１０の間に筒状に押出される。原料樹脂が口金４の周囲に到達した時点で、図１３（ｃ）に示すように、分割されていた金型１０が閉じられる。同時に、ブローピン１２から空気が噴出される。この空気の圧力により、図１４（ａ）に示すように、流動状態の原料樹脂が金型１０に押圧され、成型される。なお、図３等に示す臍部２ｃは、金型１０が閉じられた際に形成される。
【００５８】
インナータンク２の成型と同時に、口金４がインナータンク２に押圧される。この際、口金４に塗布されている接着樹脂によって口金４とインナータンク２が接着される。さらに、原料樹脂が口金４に形成されている係合溝４ｃ及び係合溝４ｄに流入する。図１４（ｂ）に示すように、原料樹脂が硬化した時点で金型１０を開くことにより、口金４が装着されたインナータンク２が作製される。
【００５９】
次に、上述のようにして作製された、インナータンク２（口金４を含む）の外周にＦＲＰ層３を形成する方法について説明する。まず、インナータンク２の外周に繊維が巻回される。図１５は繊維の巻回の様子を示す模式図である。同図に示すようにインナータンク２はシャフト１３に固定される。シャフト１３は、回転動力源に接続されており、接続されたインナータンク２を回転させることが可能なものである。シャフト１３は例えば、インナータンク２のポート部２ｂ及び臍部２ｃの周囲にそれぞれ接続される。シャフト１３の接続態様は特に限定されない。
【００６０】
図１５（ｂ）に示すように、インナータンク２がシャフト１３によって回転され、繊維供給部１４から供給される繊維Ｆがインナータンク２の外周に巻回される。繊維Ｆは、シャフト１３による回転軸の角度や繊維供給部１４の角度によって、巻回角度や巻回数が制御される。例えば、上述のように、フープ状（円周状）に巻回された後、ヘリカル状（螺旋状）に巻回され、再びフープ状に巻回するものとすることができる。繊維の巻回態様は、インナータンク２の大きさや形状、要求耐圧性能等に応じて適宜調整される。
【００６１】
本実施形態に係るインナータンク２のネック部分２ｆは、タンク本体部２ａ側の径が小さいテーパー形状に形成されているため、ネック部分２ｆの根元部分における繊維Ｆの確実な巻回が可能である。また、繊維Ｆを巻回する際、インナータンク２上、又は巻回途中の繊維Ｆ上にＩＣタグ３０を載置して繊維Ｆを巻回させることにより、ＩＣタグ３０をＦＲＰ層３に埋め込むことが可能である。
【００６２】
インナータンク２への繊維Ｆの巻回が完了した後、繊維Ｆに含浸樹脂を含浸させる。含浸樹脂の含浸方法は特に限定されず、塗布等によって含浸させることができる。含浸樹脂が硬化すると、ＦＲＰ層３が形成される。上述のように含浸樹脂が光硬化性樹脂であるので、光の照射によって含浸樹脂を硬化させることが可能である。
【００６３】
ＦＲＰ層２の形成後にバルブ５を口金４に螺合させることにより、圧力容器１が製造される。
【００６４】
＜アウターケースについて＞
圧力容器１は、耐衝撃性を向上させるためのアウターケースに収容することが可能である。図１６は圧力容器１が収容されたアウターケース２０を示す斜視図であり、図１７は同アウターケース２０の分解斜視図である。
【００６５】
これらの図に示すように、アウターケース２０は、胴体部材２１、上部部材２２及び下部部材２３の３つの部材によって構成されている。上部部材２２及び下部部材２３はそれぞれ胴体部材２１に接続されている。胴体部材２１、上部部材２２及び下部部材２３は、合成樹脂からなるものとすることができる。
【００６６】
胴体部材２１は、円筒形状を有し、圧力容器１の側面を覆う部材である。図１８は胴体部材２１を示す斜視図である。同図に示すように、胴体部材２１には、上部部材２２との接合に用いられるネジ孔２１ａと、下部部材２３との接合に用いられるネジ孔２１ｂが形成されている。
【００６７】
ネジ孔２１ａは胴体部材２１の一方の周縁に円周方向に複数が形成されており、ネジ孔２１ｂは、胴体部材２１の他方の周縁に、円周方向に複数が形成されている。ネジ孔２１ａ及びネジ孔２１ｂは、胴体部材２１の内側となる位置に形成されており、胴体部材２１が上部部材２２及び下部部材２３と接合されると、アウターケース２０の外観に露出しない。
【００６８】
また、胴体部材２１には複数の開口２１ｃが形成されている。本実施形態に係る圧力容器１（インナータンク２及びＦＥＲＰ層３）は合成樹脂からなるので光透過性を有し、開口２１ｃから圧力容器１内容物の液量を確認することが可能である。開口２１ｃはその位置や形状は任意であり、液量の確認が可能な範囲を確保できる形状とすることができる。
【００６９】
胴体部材２１は、二つの半円筒形状の部材が接合されて形成されるものとすることができる。図１９は胴体部材２１の分解斜視図である。同図に示すように、胴体部材２１は第１部材２１ｄ及び第２部材２２ｅが接合されて形成されている。
【００７０】
第１部材２１ｄ及び第２部材２１ｅには、互いを接合するためのネジ孔２１ｆが形成されている。ネジ孔２１ｆは、第１部材２１ｄ及び第２部材２１ｅから互いに向かって形成されている。ネジ孔２１ｆは、第１部材２１ｄ及び第２部材２１ｅの内側となる位置に形成されており、第１部材２１ｄ及び第２部材ｅが互いに接合されると、アウターケース２０の外観に露出しない。
【００７１】
上部部材２２は、圧力容器１の上部を覆う部材である。図２０は上部部材２２を示す斜視図である。同図に示すように、上部部材２２には、圧力容器１の運搬に用いられる取っ手２２ａ、バルブ５のための切り欠き２２及び胴体部材２１のネジ孔２１ａに対応するネジ孔２２ｃが設けられている。また、上部部材２２にはＩＣタグ３１が埋め込まれている。
【００７２】
さらに上部部材２２は、その上面に表示部材２４を取り付け可能に構成されている。表示部材２４は合成樹脂からなり、圧力容器１に充填されている内容物の種類、充填量、充填年月日、充填圧力等の情報が例えば、凹凸に成型されて表示されている。
【００７３】
下部部材２３は、圧力容器１の下部を覆う部材である。図２１は下部部材２３を示す斜視図である。同図に示すように、下部部材２３には、圧力容器１を支持するための圧力容器支持部２３ａと胴体部材２１のネジ孔２１ｂに対応するネジ孔２３ａが設けられている。
【００７４】
＜ＩＣタグについて＞
上述のように、圧力容器１にはＩＣタグ３０が埋め込まれ、アウターケース２０にはＩＣタグ３１が埋め込まれている。これらのＩＣタグは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）によりＩＣタグ読取装置を通信をすることが可能なものである。本実施形態では、圧力容器１とアウターケース２０は分解可能であるが、圧力容器１の内容部物の情報（内容物の種類、充填年月日等）はアウターケース２０に表示されている。したがって、圧力容器１とアウターケース２０は対応している必要があるが、ＩＣタグによりこの対応を確保することができる。
【００７５】
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更され得る。
【符号の説明】
【００７６】
１…圧力容器
２…インナータンク
３…ＦＲＰ層
４…口金
５…バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロー成型によって形成された、合成樹脂からなるインナータンクと、
前記ブロー成型によって前記インナータンクに接合された口金と、
前記インナータンクの外周に形成されたＦＲＰ層であって、前記インナータンクの外周に巻回された繊維と前記繊維に含浸された光硬化性樹脂からなるＦＲＰ層と
を具備する圧力容器。
【請求項２】
請求項１に記載の圧力容器であって、
前記ＦＲＰ層は、前記繊維と共に巻回されたＩＣタグを有する
圧力容器。
【請求項３】
請求項２に記載の圧力容器であって、
前記ＦＲＰ層は、前記インナータンク上に前記繊維がフープ状に巻回された内フープ層と、前記内フープ層上に前記繊維がヘリカル状に形成されたヘリカル層と、前記ヘリカル層上に前記繊維がフープ状に巻回された外フープ層とを有する
圧力容器。
【請求項４】
請求項３に記載の圧力容器であって、
前記ＦＲＰ層には、紫外線劣化防止材が添加されている
圧力容器。
【請求項５】
請求項３に記載の圧力容器であって、
前記ＦＲＰ層には、ガス透過防止材が添加されている
圧力容器。
【請求項６】
ブロー成型によって口金が接合されたインナータンクを成型し、
前記インナータンクの外周に繊維を巻回させ、
前記繊維に光硬化性樹脂を含浸させ、
前記光硬化製樹脂を硬化させる
圧力容器の製造方法。
【請求項１】
ブロー成型によって形成された、合成樹脂からなるインナータンクと、
前記ブロー成型によって前記インナータンクに接合された口金と、
前記インナータンクの外周に形成されたＦＲＰ層であって、前記インナータンクの外周に巻回された繊維と前記繊維に含浸された光硬化性樹脂からなるＦＲＰ層と
を具備する圧力容器。
【請求項２】
請求項１に記載の圧力容器であって、
前記ＦＲＰ層は、前記繊維と共に巻回されたＩＣタグを有する
圧力容器。
【請求項３】
請求項２に記載の圧力容器であって、
前記ＦＲＰ層は、前記インナータンク上に前記繊維がフープ状に巻回された内フープ層と、前記内フープ層上に前記繊維がヘリカル状に形成されたヘリカル層と、前記ヘリカル層上に前記繊維がフープ状に巻回された外フープ層とを有する
圧力容器。
【請求項４】
請求項３に記載の圧力容器であって、
前記ＦＲＰ層には、紫外線劣化防止材が添加されている
圧力容器。
【請求項５】
請求項３に記載の圧力容器であって、
前記ＦＲＰ層には、ガス透過防止材が添加されている
圧力容器。
【請求項６】
ブロー成型によって口金が接合されたインナータンクを成型し、
前記インナータンクの外周に繊維を巻回させ、
前記繊維に光硬化性樹脂を含浸させ、
前記光硬化製樹脂を硬化させる
圧力容器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−２０２４７９（Ｐ２０１２−２０２４７９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６７５００（Ｐ２０１１−６７５００）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（５１１０７８１７４）中国工業株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（５１１０７８１７４）中国工業株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]