JP6575414B2 - 圧力容器 - Google Patents

Description

本発明は、 加圧物質を充填するための圧力容器に関する。

水素や圧縮天然ガス（ＣＮＧ）などの圧力ガスを充填するための圧力容器としては、例えば、特許文献１、２に開示のものがある。特許文献１に開示された圧力容器は、円筒状の樹脂製ライナーの開口周縁に金属製の口金を一体的に取り付けて、ライナーの表面を補強層で被覆している。口金は、筒状のボス部とボス部から径方向外側に延設されたフランジ部とを有する。特許文献１では、フランジ部の底部に環状溝を設けて環状溝にライナーの一部を嵌入させることにより、口金とライナーとの間のシール性を高めている。

また、特許文献２に記載の圧力容器は、口金のフランジ部の底部に溝部を設け、溝部にライナーの開口端部、カラー部材及び弾性体のシール部材を配置し、ライナーの開口端部を溝部壁面とカラー部材とシール部材とで挟持することで、口金とライナーとの間のシール性を高めている。

特開２０００−２９１８８８号公報 特開２０１４−１６７３４６号公報

しかしながら、特許文献１では、環状溝においてライナーの一部がスライド可能に配置されている。ライナーの一部が環状溝にスライド可能に配置されているのは、ライナーの膨張収縮時の応力集中を緩和するためである。ライナーの一部は環状溝内で移動するため、ライナーと環状溝壁面との間のシール性が不十分である。

特許文献２では、口金のフランジ部の溝部において、ライナーの開口端部は、カラー部材とシール部材とで挟持されることにより溝部に固定されている。ライナーの膨張収縮によりライナーの開口端部に応力の集中が生じることが懸念される。また、カラー部材やシール部材を溝部内に装着する必要があるため、部品点数が増え、装着に手間がかかる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、部品点数を増加させることなく口金とライナーとの間のシール性を向上させた圧力容器を提供することを課題とする。

本発明の圧力容器は、筒状のボス部及び前記ボス部から径方向外側に広がるフランジ部を有する口金と、前記口金の前記フランジ部に一体化されて前記口金とともに内部空間を区画する樹脂製のライナーと、を備える圧力容器であって、
前記フランジ部は、前記内部空間に対向する内側面を有し、
前記ライナーは、前記フランジ部の前記内側面の全周にわたって前記内側面の少なくとも一部を被覆する被覆部を有し、
前記フランジ部の前記内側面であって前記被覆部で被覆されている被覆対向部は、保持溝と、前記保持溝よりも前記フランジ部の径方向外側に設けられたシール溝とを有し、
前記ボス部の中心軸と平行な軸方向断面において、前記保持溝は、溝開口から溝底に向けて、前記ボス部の軸方向に対して前記フランジ部の径方向内側に傾斜する方向に延設されており、前記シール溝は、溝開口から溝底に向けて、前記保持溝の延設方向と異なる方向に延設されており、
前記被覆部は、前記保持溝内に嵌入され前記保持溝内において進退可能な保持リブと、前記シール溝内に嵌入されたシールリブとを有する。

上記構成によれば、口金のフランジ部の内側面には、ライナーの被覆部で被覆される被覆対向部に、保持溝とシール溝とを設けている。圧力容器が温度変化又は内部空間の内圧変化を受けたり、圧力容器の外部からの外力を受けたりしたとき、ライナーは、収縮したり膨張したりする。

ライナーが収縮したときには、被覆部は収縮しようとして被覆部に応力が生じる。保持溝は、溝開口から溝底に向けて、ボス部の軸方向に対して径方向内側に傾斜する方向に延設されており、保持溝には保持リブが進退可能に嵌入されている。保持リブは、保持溝内において抜け出る方向にスライドして、被覆部の応力を緩和させる。シール溝も、被覆部の応力を緩和させるように、シール溝から抜け出る方向に移動しようとする。ここで、シール溝は、保持溝の延設方向と異なる方向に延設されている。このため、シール溝内のシールリブは、保持溝内の保持リブの抜け方向と異なる方向に移動を強いられる。シールリブのシール溝内壁に対する面圧が局所的に高くなり、ライナーの口金との間のシール性を確保できる。

ライナーが膨張したときには、被覆部は、口金の被覆対向部に沿って伸びる。保持リブは保持溝の溝奥側にスライドし保持溝内壁に圧接する。シールリブはシール溝内の溝奥側に進出していき、シール溝内壁に圧接する。シール溝は保持溝と異なる方向に延設されているため、シールリブは保持リブと異なる部分で面圧が高くなり、溝内壁に対して異なるシール性能を発揮する。

このようにライナーが膨張又は収縮するときには、シールリブは保持リブと互いに補完し合いながら、ライナーの口金との間のシール性を高くする。

また、内部空間の内圧が高いときには、ライナーの被覆部は内圧に押されて口金の被覆対向部に圧接する。被覆部と被覆対向部との間のシール性が高くなる。内部空間の内圧が下がった時には、ライナーの被覆部に内部空間側に引き込まれる力が作用して被覆部は被覆対向部から剥離しようとする。ここで、本発明においては、保持リブは保持溝に嵌入されている。このため、被覆部が被覆対向部から剥離することが抑制される。

このように、口金のフランジ部の内側面に保持溝とシール溝とを設けることでライナーが収縮膨張したとき、ライナーと口金との間の高いシール性を確保できる。圧力容器が温度変化若しくは内部空間の内圧変化を受けたとき、又は圧力容器の外部からの外力を受けたときにも、圧力容器は高い密閉性を発揮できる。

本発明によれば、部品点数を増加させることなく口金とライナーとの間のシール性を向上させた圧力容器を提供することができる。

実施例１の圧力容器の一部切欠き断面図である。 実施例１の圧力容器の口金周辺の軸方向断面図である。 実施例１の圧力容器において、保持溝周辺のライナーの軸方向断面説明図である。 実施例１の圧力容器において、シール溝周辺のライナーの軸方向断面説明図である。 参考のための、口金周辺のライナーの軸方向断面説明図である。 実施例２の圧力容器の口金周辺の軸方向断面図である。 実施例３の圧力容器の口金周辺の軸方向断面図である。 実施例４の圧力容器の口金周辺の軸方向断面図である。

本発明の実施形態に係る圧力容器について説明する。

本実施形態の圧力容器は、金属製の口金と、樹脂製のライナーとを備える。口金は、筒状のボス部とボス部から径方向外側に広がるフランジ部とを有する。

ライナーは、口金のフランジ部に一体化されて口金とともに内部空間を区画している。ライナーは、開口周縁において、口金をインサート成形により一体的に固定している。フランジ部は、内部空間に対向する内側面を有する。

ライナーは、フランジ部の内側面の全周にわたって内側面の少なくとも一部を被覆する被覆部を有する。フランジ部の内側面であって被覆部で被覆されている被覆対向部は、保持溝と、保持溝よりもフランジ部の径方向外側に設けられたシール溝とを有する。

ボス部の軸方向断面において、保持溝は、溝開口から溝底に向けて、ボス部の中心軸と平行な軸方向に対してフランジ部の径方向内側に傾斜する方向に延設されている。シール溝は、溝開口から溝底に向けて、保持溝の延設方向と異なる方向に延設されている。

被覆部は、保持溝内に嵌入され保持溝内において進退可能な保持リブと、シール溝内に嵌入されたシールリブとを有する。

口金のフランジ部の内側面の面方向は、被覆対向部において、変化していてもよく、または一定であってもよい。例えば、フランジ部の内側面は、被覆対向部において、底部と、底部よりも径方向外側に設けられ面方向が底部と異なる側部とを有していてもよい。

保持溝は、被覆対向部の径方向内側の内周縁近傍に設けられているとよい。この場合、内部空間の内圧が減圧したときに、保持溝に嵌入された保持リブによりライナーの被覆部の径方向内側の内周縁部が口金のフランジ部に保持される。当該内周縁部がフランジ部から浮き上がることなく、口金とライナーとの間のシール性を確保できる。また、口金のフランジ部の内側面が被覆対向部において底部と側部とを有する場合、底部に保持溝及びシール溝を設けたり、側部に保持溝及びシール溝を設けたりすることも可能である。

保持溝について溝開口から溝底に向かう方向を保持溝方向Ａとし、シール溝について溝開口から溝底に向かう方向をシール溝方向Ｂとする。保持溝方向Ａは、ボス部の軸方向に対してフランジ部の径方向内側に傾斜する方向である。シール溝方向Ｂは、保持溝方向Ａと異なる方向である。

保持溝及びシール溝は、それぞれ１つであってもよいし、複数であってもよい。保持溝が複数の場合、複数の保持溝の保持溝方向Ａは、フランジ部の径方向内側に対して互いに同じ角度である。本明細書において、フランジ部の内側面の被覆対向部に、フランジ部の径方向内側に対する角度が異なる２以上の溝が設けられている場合、被覆対向部において最も径方向内側に位置する溝を保持溝と称し、該保持溝よりも被覆対向部の径方向外側に位置する溝をシール溝と称する。

フランジ部の内側面に複数のシール溝が設けられている場合には、複数のシール溝の各シール溝方向Ｂは互いに同じ角度であってもよく、また互いに異なる角度であってもよい。複数のシール溝のシール溝方向Ｂは、いずれも保持溝の保持溝方向Ａに対して異なる方向であればよい。

保持溝方向Ａとシール溝方向Ｂとが異なる方向であることにより、圧力容器の内圧、温度、外力などによって、ライナーが膨張又は収縮した場合にも、保持溝内壁及びシール溝内壁のいずれかの部位で保持リブ及びシールリブが強く圧接し、その部分において高いシール性を発揮する。

本実施形態及びそれに続く実施例において、ボス部の中心軸と平行な軸方向は、圧力容器の中心軸と一致しており、これらの中心軸と平行な軸方向を、以下、軸方向と称する。

本実施形態において、軸方向に対する保持溝の保持溝方向Ａの角度α_１は１０〜８０°であることがよく、更に４０〜７０°であることが好ましい。角度α_１が１０°未満の場合には、ライナーが膨張収縮したときに保持リブが保持溝内でスライドしにくく、保持リブにおける保持溝の溝開口近傍の基端部で応力が集中するおそれがある。角度α_１が８０°を超える場合には、保持溝の形成が困難になる。角度α_１が７０°以下の場合には保持溝の加工がよりし易くなり、角度α_１が４０°以上の場合には保持リブの基端部に応力集中がより生じにくくなる。

シール溝のシール溝方向Ｂは、保持溝の保持溝方向Ａと異なる方向である。軸方向に対するシール溝方向Ｂの角度β_１は、軸方向に対する保持溝方向Ａの角度α_１と比べて小さくても大きくてもよい。軸方向に対する保持溝方向Ａの角度α_１と、軸方向に対するシール溝方向Ｂの角度β_１との差は、５〜１５０°であることがよく、更に１０〜１３０°であることが好ましい。

圧力容器の軸方向断面において、フランジ部の内側面の被覆対向部において外周縁から内周縁に向かう方向を被覆対向部の面方向とした場合、被覆対向部の面方向に対するシール溝方向Ｂの角度β_２は、被覆対向部の面方向に対する保持溝方向Ａの角度α_２よりも大きいことが好ましい。この場合には、シール溝内壁に対するシールリブの面圧が、保持溝内壁に対する保持リブの面圧よりも高くなり、シール溝において更に高いシール性能を発揮できる。

圧力容器の軸方向断面において、シール溝は、被覆対向部の面方向に対して垂直方向に延設されているか又は垂直方向に対して被覆対向部の外周縁側に傾斜する方向に延設されている。このため、ライナー収縮時にシールリブの外側部、特に外側部の基端部がシール溝の溝開口周辺に強く圧接し、高いシール性能を発揮する。

保持溝及びシール溝は、フランジ部の内側面に周方向に連続するリング形状に形成された環状溝であってもよいし、周方向に間隔をおいて配置された複数の穴又は溝状であってもよい。ライナーと口金とのシール性を高めるために、保持溝及びシール溝は、環状溝であることが好ましい。

保持溝は、保持リブがスライド可能な形状である。保持溝の形状は、たとえば、圧力容器の軸方向断面において、溝開口から溝底にわたって溝幅が一定であってもよいし、溝開口から溝底にわたって徐々に溝幅が小さくなってもよい。

保持リブの形状も、保持溝内でスライド可能な形状である。保持リブの形状は、例えば、圧力容器の軸方向断面において、基端部から先端部まで一定の厚みであってもよいし、基端から先端に向けて徐々に厚みが薄くなってもよい。

シール溝は、シールリブがスライド可能な形状であってもよいしスライド困難な形状であってもよい。シール溝の形状は、たとえば、圧力容器の軸方向断面において、溝開口から溝底にわたって、溝幅が一定であってもよいし、徐々に溝幅が小さくなってもよいし、内壁に段状部が形成されていてもよい。

シールリブは、シール溝内においてスライド可能な形状であってもよいしスライド困難な形状であってもよい。シールリブの形状は、例えば、圧力容器の軸方向断面において、基端部から先端部にわたって、厚みが一定であってもよいし、徐々に厚みが小さくなってもよい。シールリブは段状部を有していてもよい。

保持溝及びシール溝は、ライナーが収縮して保持リブ及びシールリブが溝開口側にスライドしても外れない深さにするとよい。保持溝及びシール溝の深さは、５〜１０ｍｍであることが好ましい。

ライナーの内側面の被覆対向部は、複数のシール溝を有していてもよい。被覆対向部が２つのシール溝を設けている場合、圧力容器の軸方向断面において、２つのシール溝は溝開口から溝奥に向けて互いに近づく方向に延設されているとよい。ライナーの膨張収縮の際には、２つのシール溝内のシールリブは、互いに異なる動きをし、シール溝内の異なる部位で高い面圧を示す。また、２つのシールリブが強いアンカー効果を発揮するため、被覆部の２つのシール溝の間の部分は動きにくくまた被覆対向部からはがれにくい。このため、被覆対向部においてライナーと口金との間のシール性能が高くなる。

圧力容器の軸方向断面において、２つのシール溝は被覆対向部の法線を挟んで対称の位置に配置され互いに対称の向きに延設されているとよい。２つのシール溝のシール溝方向Ｂは、保持溝方向Ａと異なる方向である。２つのシール溝は溝開口から溝底に向けて互いに近づくように傾斜する方向に延設されていることが好ましい。この場合には、ライナーの膨張収縮の際には、２つのシール溝内のシールリブは、互いに異なる動きをし、シール溝内の異なる部位で面圧が高くなる。また、２つのシールリブが強いアンカー効果を発揮するため、被覆部は動きにくくまた被覆対向部からはがれにくい。このため、被覆部は、強いシール性能を発揮できる。

口金のフランジ部の内側面の被覆対向部と、ライナーの被覆部との間には、弾性被膜が介在していてもよい。弾性被膜としては、例えば、ゴムであり、被覆対向部に加硫接着させることができる。内部空間の内圧が高いときに、被覆部が弾性被膜に圧接される。このため、被覆部と被覆対向部との間のシール性を更に高めることができる。

本実施形態の圧力容器は、水素、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）などの圧縮ガス、ＬＮＧ（液化天然ガス）ＬＰＧ（液化石油ガス）などの液化ガスに代表される各種加圧物質を充填する容器として用いることができる。

（実施例１）
本発明の実施例に係る圧力容器について説明する。

本実施例の圧力容器１は、図１に示すように、樹脂製のライナー２と、ライナー２の軸方向端部に一体に固定された口金５と、ライナー２を被覆する補強層８とを有する。ライナー２と口金５とは内部空間７を区画している。

ライナー２は、筒状（中空状）である。ライナー２は、軸方向の両端に開口２０を有する。開口２０は、ライナー２の軸方向の中央部分での直径よりも小さく縮径されている。各開口２０にはそれぞれ口金５、６が一体に固定されている。一方の口金５は、配管用のバルブを装着するもので、他方の口金６は密閉栓である。口金５のライナー２の開口２０への固定構造は口金６のそれと同じであるため、口金５について以下、説明する。

図２に示すように、口金５は、アルミニウムなどの金属製である。口金５は、円筒形状のボス部５１と、ボス部５１から径方向に広がるフランジ部５２とを有する。

口金５は、フランジ部５２において、ライナー２と一体化されている。フランジ部５２は、内部空間７に対向する内側面５３を有する。フランジ部５２の内側面５３は、例えば、径方向内側に位置する底部５５と、底部５５よりも径方向外側に位置する側部５６とを有する。底部５５は、おおよそ圧力容器１の径方向に円形状に延設されている。側部５６は、圧力容器１の軸方向に環状に延設されている。

ライナー２は、たとえばガスバリア性に優れた樹脂材料が用いられる。ライナー２の材料の具体例としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール）、ポリエチレン、ポリアミドなどが挙げられる。

ライナー２は、開口２０周縁において、口金５をインサート成形により一体的に固定している。ライナー２に口金５を固定するために、口金５を配置した型内に樹脂材料を射出してライナー２を成形する。

ライナー２は、口金５のフランジ部５２の内側面５３の全周にわたって内側面５３の一部を被覆する被覆部２１を有する。被覆部２１は、フランジ部５２の底部５５の径方向外側部分から側部５６全体にわたって連続して被覆している。

ライナー２の表面は、補強層８により被覆されている。補強層８は、ライナー２の外表面全体及び口金５のフランジ部５２の外側面５４を被覆している。補強層８は、補強繊維とエポキシ樹脂とを有する。ライナー２の外表面に補強繊維を巻きつけた後にエポキシ樹脂を含浸させ加熱硬化させることにより補強層８が形成される。補強繊維としては、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などが挙げられる。

フランジ部５２の内側面５３は、ライナー２の被覆部２１により被覆されている被覆対向部５７を有する。被覆対向部５７は、保持溝３２と、保持溝３２よりもフランジ部５２の径方向外側に設けられたシール溝３３とを有する。保持溝３２にはライナー２の被覆部２１から突出する保持リブ２２が嵌入されている。シール溝３３には被覆部２１から突出するシールリブ２３が嵌入されている。

フランジ部５２の底部５５には、被覆対向部５７において、保持溝３２が設けられている。フランジ部５２の側部５６には、被覆対向部５７において、２つのシール溝３３が設けられている。２つのシール溝３３を分けて説明する場合には、２つのシール溝３３のうちフランジ部５２の側部５６の被覆対向部５７の内周縁側に位置するシール溝を第１シール溝３３ａと称し、被覆対向部５７の外周縁側に位置するシール溝を第２シ−ル溝３３ｂと称する。

保持溝３２は、被覆対向部５７の内周縁に設けられている。このため、内部空間７の内圧が減圧したときに、ライナー２の被覆部２１の内周縁がフランジ部５２から浮き上がることなく、口金５とライナー２との間のシール性を確保できる。

図３、図４に示すように、保持溝３２について溝開口から溝底に向かう方向を保持溝方向Ａとし、シール溝３３について溝開口から溝底に向かう方向をシール溝方向Ｂとする。保持溝方向Ａは、フランジ部５２の径方向内側に傾斜する方向である。シール溝方向Ｂは、保持溝方向Ａと異なる方向である。

保持溝方向Ａとシール溝方向Ｂとが異なる方向であることにより、圧力容器１の内圧、温度、外力などによって、ライナー２が膨張又は収縮した場合にも、保持溝３２内壁及びシール溝３３内壁のいずれかの部位で保持リブ２２及びシールリブ２３が強く接触し、その接触部分において高いシール性を発揮する。

図２に示すように、例えば、圧力容器１が温度変化、内部空間7の内圧の変化を受けたり圧力容器１の外部からの外力を受けたりしてライナー２が収縮したときには、被覆部２１は収縮しようとして被覆部２１内の応力が増加する。保持溝２２は、溝開口から溝底に向けて、軸方向に対してフランジ部５２の径方向内側に傾斜する方向に延設されている。図２，図３の点線で示すように、保持リブ２２は、保持溝３２内において抜け出る方向にスライドして、被覆部２１の応力を緩和させる。図２，図４の点線に示すように、シール溝３３も、被覆部２１の応力を緩和させようと、シール溝３３から抜け出る方向に移動しようとする。シール溝３３は、保持溝３２の延設方向と異なる方向に延設されている。このため、シール溝３３内のシールリブ２３は、保持溝３２内の保持リブ２２の抜け方向と異なる方向に移動を強いられる。シールリブ２３がシール溝３３壁面に圧接して歪みを生じてシール溝３３内壁に対する面圧が局所的に高くなる。特に、シールリブ２３は、シール溝３３の内壁の外側部３３ｃ、特に外側部３３ｃの溝開口の基端部３３ｈに圧接し、シールリブ２３とシール溝３３との間の高いシール性を発揮する。

ライナー２が温度変化や内圧変化又は外力を受けて膨張したときには、被覆部２１は口金５のフランジ部５２の内側面５３に沿って伸びる。保持リブ２２は保持溝３２の溝奥側に進出していき保持溝３２内壁に圧接する。シールリブ２３はシール溝３３内の溝奥側に進出していき、シール溝３３内壁に圧接する。シール溝３３は保持溝３２と異なる方向に延設されているため、シールリブ２３は保持リブ２２と異なる部分で面圧が高くなる。シールリブ２３は、溝内壁に対して、保持リブ２２と異なるシール性能を発揮する。シールリブ２３は保持リブ２２と互いに補完し合いながら、ライナー２と口金５との間のシール性を高くすることができる。

内部空間７の内圧が高いときには、ライナー２の被覆部２１は口金５の被覆対向部５７に圧接して、被覆部２１と被覆対向部５７との間で高いシール性を発揮する。内部空間７の内圧が下がった時には、ライナー２の被覆部２１に内部空間７側に引き込まれる力が作用して、被覆部２１は被覆対向部５７から剥離しようとする。ここで、保持リブ２２は保持溝３２に嵌入されている。このため、被覆部２１が被覆対向部５７から剥離することが抑制される。

このように、口金５のフランジ部５２の内側面５３に保持溝３２とシール溝３３とを設けることでライナー２が収縮膨張したとき、ライナー２と口金５との間の高いシール性を確保できる。圧力容器１が温度変化、内部空間７の内圧変化を受けたり、圧力容器１の外部からの外力を受けたりしたときにも、圧力容器１は高い密閉性を発揮できる。

これに対して、図５に示すように、保持溝方向Ａとシール溝方向Ｂが同じ方向である場合には、被覆部２１の収縮により、シールリブ２３は保持リブ２２と同じ方向にスライドする。シールリブ２３は保持リブ２２と同程度の応力が生じるにすぎない。シールリブ２３とシール溝３３との間のシール性は、保持リブ２２と保持溝３２との間のシール性と同程度に低いものとなってしまう。

本実施例において、図３、図４に示すように、軸方向に対する保持溝３２の保持溝方向Ａの角度α_１は６０°である。軸方向に対する第１シール溝３３ａのシール溝方向Ｂの角度β_１は８０°であり、軸方向に対する第２シール溝３３ｂのシール溝方向Ｂの角度β_１は１００°である。

圧力容器１の軸方向断面において、フランジ部５２の内側面５３の被覆対向部５７において外周縁から内周縁に向かう方向を被覆対向部５７の面方向とする。本実施例においては、フランジ部５２の内側面５３の底部５５では、被覆対向部５７の面方向は、フランジ部５２の径方向内側と略平行であり、側部５６では、被覆対向部５７の面方向は、軸方向と略平行である。この場合、被覆対向部５７の面方向に対する保持溝３２の保持溝方向Ａの角度α_２は３０°であり、第１シール溝３３ａのシール溝方向Ｂの角度β_２は８０°であり、第２シール溝３３ｂのシール溝方向Ｂの角度β_２は１００°である。

圧力容器１の軸方向断面において、第１シール溝３３ａは、被覆対向部５７の面方向に対する垂直方向に対して、被覆対向部５７の外周縁側に傾斜する方向に延設されている。このため、ライナー２収縮時に第１シール溝３３ａ内のシールリブ２３の外側部２３ｃ、特に外側部２３ｃの基端部２３ｈが第１シール溝３３ａの溝開口周辺に強く圧接し、高いシール性能を発揮する。

保持溝３２及び２つのシール溝３３は、ともに、フランジ部５２の内側面５３に周方向に連続するリング形状に形成された環状溝である。

保持溝３２は、保持リブ２２がスライド可能な形状である。保持溝３２は、軸方向断面において、溝開口から溝底にわたって溝幅が３ｍｍで一定である。２つのシール溝３３は、シールリブ２３がスライド可能な形状である。２つのシール溝３３は、軸方向断面において、溝開口から溝底にわたって、溝幅が２ｍｍで一定である。

保持溝３２の深さは７ｍｍであり、２つのシール溝３３の深さは、８ｍｍである。いずれの溝の深さも、ライナー２が収縮して保持リブ２２及びシールリブ２３が溝開口側にスライドしても外れない深さである。

圧力容器１の軸方向断面において、第１シール溝３３ａと第２シール溝３３ｂとは、側部５６の法線を挟んで対称の位置に配置され互いに対称の向きに延設されている。第１シール溝３３ａ及び第２シール溝３３ｂのシール溝方向Ｂは、保持溝方向Ａと異なる方向である。第１シール溝３３ａ及び第２シール溝３３ｂは溝底に向けて互いに近づくように傾斜する方向に延設されている。このため、ライナー２の膨張収縮の際には、２つのシール溝３３内のシールリブ２３は、互いに異なる動きをし、シール溝３３内の異なる部位で面圧が高くなる。また、２つのシールリブ２３が強いアンカー効果を発揮するため、被覆部２１の２つのシール溝３３の間の部分は動きにくくまた被覆対向部５７からはがれにくい。このため、被覆部２１は、強いシール性能を発揮できる。

本実施例では、口金５のフランジ部５２の被覆対向部５７は２つのシール溝３３を有しているが１つのシール溝３３を有していてもよい。

また、ライナー２は、フランジ部５２の外側面５４の外周縁を被覆する外側被覆部２９を有する。外側被覆部２９は、被覆部２１の端部に一体に接続されている。外側被覆部２９は被覆部２１と同様にフランジ部５２を周方向全体にわたって被覆している。フランジ部５２の径方向外側は、ライナー２の被覆部２１及び外側被覆部２９により被覆されてライナー２に強固に一体に固定されている。ライナー２が収縮したときに、外側被覆部２９も収縮して、ライナー２の外側面５４から浮き上がろうとする。図３の点線は外側被覆部２９が浮き上がった状態を示す。外側被覆部２９が浮き上がって外側被覆部２９とフランジ部５２の外側面５４との間に隙間が生じても、シールリブ２３（特にシールリブ２３の外側被覆部２９側の基端部２３ｈ）がシール溝３３内壁に局所的に強く圧接する。このため、口金５とライナー２との間のシール性を確実に確保できる。

口金５のフランジ部５２の内側面５３の被覆対向部５７と、ライナー２の被覆部２１との間には、弾性被膜が介在していてもよい。弾性被膜としては、例えば、ゴムであり、被覆対向部５７に加硫接着させることができる。内部空間７の内圧が高いときに、被覆部２１が弾性被膜に圧接される。このため、被覆部２１と被覆対向部５７との間のシール性を更に高めることができる。

（実施例２）
本実施例の圧力容器１は、図６に示すように、圧力容器１の軸方向断面において、ライナー２のフランジ部５２の側部５６が、軸方向に対して５０°の角度γで径方向外側に傾斜する方向に延設されている。また、２つのシール溝３３のうち一方の第１シール溝３３ａは軸方向に延設しており、第２シール溝３３ｂは径方向内側に対して平行に延設している。

軸方向に対する保持溝３２の保持溝方向Ａの角度α_１は６０°である。軸方向に対する第１シール溝３３ａのシール溝方向Ｂの角度β_１は０°であり、軸方向に対する第２シール溝３３ｂのシール溝方向Ｂの角度β_１は９０°である（図３，図４参照）。

被覆対向部５７の面方向に対する保持溝３２の保持溝方向Ａの角度α_２は３０°であり、第１シール溝３３ａのシール溝方向Ｂの角度β_２は１３０°であり、第２シール溝３３ｂのシール溝方向Ｂの角度β_２は４０°である（図３，図４参照）。

ライナー２の膨張又は収縮時に第１シール溝３３ａ内のシールリブ２３と、第２シール溝３３ｂ内のシールリブ２３とは、面圧分布が異なり、それぞれ異なるシール性能を発揮し、互いに補完しあう。このため、圧力容器１が温度変化、内圧又は外力変化を受けたとき、いずれの場合にも高いシール性を発揮する。

本実施例においても、圧力容器１の軸方向断面において、２つのシール溝３３は溝底に向けて徐々に互いに近づく方向に延設されている。このため、２つのシール溝３３間で強いシール性能を発揮できる。

ライナー２の被覆部２１は、口金５のフランジ部５２の底部５５の外周縁から側部５６を被覆している。被覆部２１の内周縁は、底部５５の外周縁に位置している。底部５５の外周縁近傍には保持溝３２が設けられている。保持溝３２には、被覆部２１の内周縁から突出する保持リブ２２が進退可能に嵌入されている。

本実施例では、圧力容器１の軸方向断面において、口金５のフランジ部５２の内側面５３を被覆している被覆部２１の内周縁から外周縁までの長さは、実施例１の被覆部２１の内周縁から外周縁までの長さよりも短い。本実施例の圧力容器１においては、内部空間７内の圧力物質の漏出経路は、被覆部２１の内周縁から外周縁までの間に形成され、本実施例の漏出経路は、実施例１の漏出経路よりも短い。しかし、本実施例では、被覆対向部５７には保持溝３２と２つのシール溝３３が設けられている。このため、被覆部２１と被覆対向部５７との間のシール性が十分に確保される。本実施例の圧力容器１は優れた密閉性を発揮できる。

（実施例３）
本実施例の圧力容器１は、図７に示すように、圧力容器１の軸方向断面において、３つのシール溝３３が互いに平行に延設されている点が、実施例２と相違する。

圧力容器１の軸方向断面において、３つのシール溝３３は、互いに平行に延設されており、いずれも、溝開口から溝底に向けて軸方向に対して径方向内側に傾斜する方向に延設されている。また、圧力容器１の軸方向断面において、フランジ部５２の内側面５３の被覆対向部５７において外周縁から内周縁に向かう方向を被覆対向部５７の面方向とした場合、被覆対向部５７の面方向に対する３つのシール溝３３のシール溝方向Ｂの角度β２は、いずれも９０°である。本実施例においても、口金５のフランジ部５２の側部５６の自句方向に対する角度γが実施例２と同様に５０°であるので、軸方向に対する３つのシール溝３３のシール溝方向Ｂの角度β１は、いずれも、４０°である。

本実施例においても、実施例２と同様に、軸方向に対する保持溝３２の保持溝方向Ａの角度α_１は６０°である。被覆対向部５７の面方向に対する保持溝３２の保持溝方向Ａの角度α_２は３０°である（図３参照）。

ライナー２が膨張したときには被覆部２１が被覆対向部５７の面方向の内周縁側に移動して、３つのシール溝３３内のシールリブ２３はシール溝３３内壁の内側部３３ｅに圧接する。ライナー２が収縮したときには被覆部２１が被覆対向部５７の面方向の外周縁側に移動して、シールリブ２３がシール溝３３内壁の外側部３３ｃに圧接する。第１シール溝３３ａと第２シール溝３３ｂは、被覆対向部の面方向に対して略９０°の方向に延設しているため、被覆部２１が面方向の内周縁側に移動したときにも外周縁側に移動したときでも、両者同程度の面圧で各シール溝３３内壁に圧接する。このため、ライナー２の膨張時と収縮時に、シール溝３３でのシール性能を同レベルの高さで確保できる。

（実施例４）
本実施例の圧力容器１は、図８に示すように、シールリブ２３に段状部２３ｄが設けられている点が、実施例２と相違する。

本実施例において、口金５のフランジ部５２の内側面５３の被覆対向部５７には１つの保持溝３２と１つのシール溝３３が設けられている。本実施例の保持溝３２及びシール溝３３は、実施例２の保持溝３２と第１シール溝３３と同じ方向に延設されている。すなわち、軸方向に対する保持溝３２の保持溝方向Ａの角度α_１及びシール溝３３のシール溝方向Ｂの角度β_１は、６０°、０°である。本実施例においても、口金５のフランジ部５２の側部５６の軸方向に対する角度γが実施例２と同様に５０°であるので、被覆対向部５７の面方向に対する保持溝３２の保持溝方向Ａの角度α_２、シール溝３３のシール溝方向Ｂの角度β_２は、３０°、１３０°である（図３，図４参照）。シール溝３３の溝開口から溝底までの長さは８ｍｍであり、保持溝３２の溝開口から溝底までの長さ（７ｍｍ）よりも長い。シール溝３３の溝幅は、保持溝３２の溝幅よりも大きい。

シール溝３３内壁には、段状部３３ｄが設けられている。段状部３３ｄは、シール溝３３の外周部３３ｃの溝開口から溝底の間の中央付近に設けられている。段状部３３ｄは、溝奥側から溝開口に向けて拡径するように形成されている。シール溝３３内には、シール溝３３内壁に対応する形状をもつシールリブ２３が嵌入されている。シールリブ２３の外側部２３ｃには、シール溝３３の段状部３３ｄに相応する段状部２３ｄが設けられている。シールリブ２３の段状部２３ｄはシール溝３３の内壁の段状部３３ｄに圧接し、高いシール性能を発揮する。特に、ライナー２収縮時にシールリブ２３が径方向外側に移動しようとして、シールリブ２３の外側部２３ｃがシール溝３３の内壁の外側部３３ｃに圧接する。シールリブ２３の外側部２３ｃは、段状部２３ｄにおいて、シール溝３３の外周部３３ｃに対する面圧が高くなり、優れたシール性能を発揮する。

本実施例では、シールリブ２３の外側部２３ｃに段状部２３ｄが設けられているが、シールリブ２３の内側部２３ｅに段状部が設けられていてもよい。また、保持溝３２にも、保持リブ２２がスライド可能であれば、段状部を設けてもよい。

（１）上記実施例の圧力容器１は、筒状のボス部５１及びボス部５１から径方向外側に広がるフランジ部５２を有する口金５と、口金５のフランジ部５２に一体化されて口金５とともに内部空間７を区画する樹脂製のライナー２と、を備える圧力容器１であって、
フランジ部５２は、内部空間７に対向する内側面５３を有し、
ライナー２は、フランジ部５２の内側面５３の全周にわたって内側面５３の少なくとも一部を被覆する被覆部２１を有し、
フランジ部５２の内側面５３であって被覆部２１で被覆されている被覆対向部５７は、保持溝３２と、保持溝３２よりもフランジ部５２の径方向外側に設けられたシール溝３３とを有し、
圧力容器１の中心軸と平行な軸方向断面において、保持溝３２は、溝開口から溝底に向けて、ボス部５１の軸方向に対してフランジ部５２の径方向内側に傾斜する方向に延設されており、シール溝３３は、溝開口から溝底に向けて、保持溝３２の延設方向と異なる方向に延設されており、
被覆部２１は、保持溝３２内に嵌入され保持溝３２内において進退可能な保持リブ２２と、シール溝３３内に嵌入されたシールリブ２３とを有する。

上記構成によれば、口金５のフランジ部５２の内側面５３には、ライナー２の被覆部２１で被覆される被覆対向部５７に、保持溝３２とシール溝３３とを設けている。例えば、圧力容器１が温度変化又は内部空間７の内圧変化を受けたり、圧力容器１の外部からの外力を受けたときには、ライナー２は、収縮したり膨張したりする。

ライナー２が収縮したときには、被覆部２１は収縮しようとして被覆部２１に応力が生じる。保持溝３２は、溝開口から溝底に向けてフランジ部５２の径方向内側に延設されており、保持溝３２には保持リブ２２が進退可能に嵌入されている。保持リブ２２は、保持溝３２内において抜け出る方向にスライドして、被覆部２１の応力を緩和させる。シール溝３３は、被覆部２１の応力を緩和させるように、シール溝３３から抜け出る方向に移動しようとする。シール溝３３は、保持溝３２の延設方向と異なる方向に延設されている。このため、シール溝３３内のシールリブ２３は、保持溝３２内の保持リブ２２の抜け方向と異なる方向に移動を強いられる。シールリブ２３のシール溝３３内壁に対する面圧が局所的に高くなり、ライナー２の口金５との間のシール性を確保できる。

ライナー２が膨張したときには、被覆部２１は、膨張して口金５の被覆対向部５７に沿って伸びる。保持リブ２２は保持溝３２の溝奥側にスライドし保持溝３２内壁に圧接する。シールリブ２３はシール溝３３内の溝奥側に進出していき、シール溝３３内壁に圧接する。シール溝３３は保持溝３２と異なる方向に延設されているため、シールリブ２３は保持リブ２２と異なる部分で面圧が高くなり、溝内壁に対して異なるシール性能を発揮する。シールリブ２３は保持リブ２２と互いに補完し合いながら、ライナー２の口金５との間のシール性を高くすることができる。

また、内部空間７の内圧が高いときには、ライナー２の被覆部２１は口金５の被覆対向部５７に圧接して、被覆部２１と被覆対向部５７との間で高いシール性を発揮する。内部空間７の内圧が下がった時には、ライナー２の被覆部２１に内部空間７側に引き込まれる力が作用して被覆部２１は被覆対向部５７から剥離しようとする。ここで、本実施形態においては、保持リブ２２は保持溝３２に嵌入されている。このため、被覆部２１が被覆対向部５７から剥離することが抑制される。

このように、口金５のフランジ部５２の内側面５３に保持溝３２とシール溝３３とを設けることでライナー２が収縮膨張したとき、ライナー２と内金との間の高いシール性を確保できる。温度変化、内部空間７の内圧変化、圧力容器１の外部からの外力を受けたときにも、圧力容器１が高い密閉性を発揮できる。

本実施例によれば、部品点数を増加させることなく口金５とライナー２との間のシール性を向上させた圧力容器１を提供することができる。

（２）上記（１）において、口金５のフランジ部５２の内側面５３は、被覆対向部５７において、底部５５と、底部５５よりもフランジ部５２の径方向外側に位置して底部５５に交差する方向に延びる側部５６とを有し、
底部５５には保持溝３２が設けられ、側部５６にはシール溝３３が設けられていることが好ましい。

上記構成によれば、内部空間７の内圧を減圧したときに、被覆部２１がフランジ部５２から浮き上がりにくく、圧力容器１の密閉性を確保できる。また、シール溝３３において側部５６から被覆部２１が剥離することを効果的に抑制できる。

（３）上記（１）又は（２）において、圧力容器１の軸方向断面において、シール溝３３は、被覆対向部５７に対して垂直方向に延設されているか又は垂直方向に対して被覆対向部５７の外周縁側に傾斜する方向に延設されていることが好ましい。

上記構成によれば、ライナー２収縮時にシールリブ２３の外側部２３ｃ、特にシールリブ２３の外側部２３ｃの基端部２３ｈがシール溝３３の溝開口周辺に強く圧接し、高いシール性能を発揮する。

（４）上記（１）〜（３）のいずれかにおいて、被覆対向部５７は、複数のシール溝３３を有することが好ましい。

上記構成によれば、シール溝３３の数分だけ、シール溝３３内壁とシールリブ２３との当たり箇所が増え、高いシール性能を発揮できる。

（５）上記（４）において、被覆対向部５７には２つのシール溝３３が設けられ、
圧力容器１の軸方向断面において、２つのシール溝３３は溝開口から溝奥に向けて互いに近づく方向に向いていることが好ましい。

上記構成によれば、ライナー２の膨張収縮の際には、２つのシール溝３３内のシールリブ２３は、互いに異なる動きをし、シール溝３３内の異なる部位で圧接する。また、２つのシールリブ２３が強いアンカー効果を発揮するため、被覆部２１の２つのシール溝３３の間の部分は動きにくくまた被覆対向部５７からはがれにくい。このため、２つのシール溝３３間で強くシール性能を発揮できる。

上記（５）で特定された２つのシール溝３３は、上記（２）で特定された口金のフランジ部の内側面の側部に設けることが好ましい。この場合には、ライナーが温度変化、内圧又は外力の変化を受けたときに、シール溝３３のアンカー効果によって、ライナーの被覆部がフランジ部の側部側から剥離することを効果的に防止できる。

（６）上記（１）〜（５）のいずれかにおいて、シールリブ２３は、段状部２３ｄを有することが好ましい。

上記構成によれば、シールリブ２３は、段状部２３ｄにおいて、シール溝３３内壁との圧接箇所が多くなり、優れたシール性能を発揮する。

１：圧力容器 ２：ライナー ２０：開口
２１：被覆部 ２２：保持リブ ２３：シールリブ
２３ｄ：シールリブの段状部 ２９：外側被覆部、 ３２：保持溝
３３：シール溝 ３３ａ：第１シール溝 ３３ｂ：第２シール溝
３３ｃ：シール溝の外側部 ３３ｄ：シール溝の段状部 ３３ｅ：シール溝の内側部
５：口金 ５１：ボス部 ５２：フランジ部
５３：内側面 ５４：外側面 ５５：底部
５６：側部 ５７：被覆対向部 ７：内部空間
８：補強層

Claims (7)

1. 筒状のボス部及び前記ボス部から径方向外側に広がるフランジ部を有する口金と、前記口金の前記フランジ部に一体化されて前記口金とともに内部空間を区画する樹脂製のライナーと、を備える圧力容器であって、
   前記フランジ部は、前記内部空間に対向する内側面を有し、
   前記ライナーは、前記フランジ部の前記内側面の全周にわたって前記内側面の少なくとも一部を被覆する被覆部を有し、
   前記フランジ部の前記内側面であって前記被覆部で被覆されている被覆対向部は、保持溝と、前記保持溝よりも前記フランジ部の径方向外側に設けられたシール溝とを有し、
   前記ボス部の中心軸と平行な軸方向断面において、前記保持溝は、溝開口から溝底に向けて、前記ボス部の前記軸方向に対して前記フランジ部の径方向内側に傾斜する方向に延設されており、前記シール溝は、溝開口から溝底に向けて、前記保持溝の延設方向と異なる方向に延設されており、
   前記被覆部は、前記保持溝内に嵌入され前記保持溝内において進退可能な保持リブと、前記シール溝内に嵌入されたシールリブとを有し、
   前記被覆対向部には２つの前記シール溝が設けられ、
   前記ボス部の前記軸方向断面において、２つの前記シール溝は溝開口から溝奥に向けて互いに近づく方向に延設されている圧力容器。
2. 前記シールリブは、段状部を有する請求項１に記載の圧力容器。
3. 筒状のボス部及び前記ボス部から径方向外側に広がるフランジ部を有する口金と、前記口金の前記フランジ部に一体化されて前記口金とともに内部空間を区画する樹脂製のライナーと、を備える圧力容器であって、
   前記フランジ部は、前記内部空間に対向する内側面を有し、
   前記ライナーは、前記フランジ部の前記内側面の全周にわたって前記内側面の少なくとも一部を被覆する被覆部を有し、
   前記フランジ部の前記内側面であって前記被覆部で被覆されている被覆対向部は、保持溝と、前記保持溝よりも前記フランジ部の径方向外側に設けられたシール溝とを有し、
   前記ボス部の中心軸と平行な軸方向断面において、前記保持溝は、溝開口から溝底に向けて、前記ボス部の前記軸方向に対して前記フランジ部の径方向内側に傾斜する方向に延設されており、前記シール溝は、溝開口から溝底に向けて、前記保持溝の延設方向と異なる方向に延設されており、
   前記被覆部は、前記保持溝内に嵌入され前記保持溝内において進退可能な保持リブと、前記シール溝内に嵌入されたシールリブとを有し、
   前記シールリブは、段状部を有する圧力容器。
4. 前記被覆対向部は、複数の前記シール溝を有する請求項３に記載の圧力容器。
5. 前記被覆対向部には２つの前記シール溝が設けられ、
   前記ボス部の前記軸方向断面において、２つの前記シール溝は溝開口から溝奥に向けて互いに近づく方向に延設されている請求項４に記載の圧力容器。
6. 前記口金の前記フランジ部の前記内側面は、前記被覆対向部において、底部と、前記底部よりも前記フランジ部の径方向外側に位置して前記底部に交差する方向に延びる側部とを有し、
   前記底部には前記保持溝が設けられ、前記側部には前記シール溝が設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の圧力容器。
7. 前記ボス部の前記軸方向断面において、前記シール溝は、溝開口から溝底に向けて、前記被覆対向部に対して垂直方向に延設されているか又は前記垂直方向に対して前記被覆対向部の外周縁側に傾斜する方向に延設されている請求項１〜６のいずれかに記載の圧力容器。