JP3069541B2 - 内圧容器 - Google Patents

内圧容器

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JP3069541B2
JP3069541B2 JP9326481A JP32648197A JP3069541B2 JP 3069541 B2 JP3069541 B2 JP 3069541B2 JP 9326481 A JP9326481 A JP 9326481A JP 32648197 A JP32648197 A JP 32648197A JP 3069541 B2 JP3069541 B2 JP 3069541B2
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internal pressure
ring
fiber
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concave groove
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康雄 鹿住
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Arisawa Manufacturing Co Ltd
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Arisawa Manufacturing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内圧容器に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
内圧容器は図6に図示したように、繊維強化樹脂製の筒
体11の両端に設けた凹溝13夫々に、繊維強化樹脂製若し
くは金属製のエンドプレート15aとリテーナーリング15
b(適当数に分割された環状のもの。)とで構成された
密閉蓋15を取り付けている。尚、符号17は、Oリングで
あって、筒体11と密閉蓋15との密閉性を高める為のも
の、また、16はエンドプレート15aとリテーナーリング
15bとを連結するボルトである。
【0003】ところで、この内圧容器は、熱硬化性樹脂
を含浸したガラス繊維12をマンドレルに連続的に巻回
し、その後該熱硬化性樹脂を加熱硬化させるフィラメン
トワインディング法(FW法)により筒体11を成形し、
その後、図7に図示したように該筒体11に凹溝13を切削
形成し、続いて、この筒体11内にエンドプレート15aを
挿入し、続いて、該エンドプレート15aにリテーナーリ
ング15bを凹溝13に嵌入する状態で付設するという方法
により製造されるものである。
【0004】出願人は種々検討した結果、上記内圧容器
には次の欠点があることを確認した。
【0005】前記のように筒体11の凹溝13を切削形成す
ると、筒体11を形成しているガラス繊維12が切断される
こととなる。ガラス繊維12の切断による強度低下と、薄
肉円筒が単純に樹脂接着力により積層された筒体である
ため、内圧容器の密閉蓋15の内圧(図6中矢印で図示)
による軸力が作用すると、図6中の#部分において層間
剥離や層間剪断破壊が生じ易く、よって、#部分が抜け
出してしまうという問題点がある。
【0006】本発明は、前記問題点を解決する為になさ
れたものであり、内圧が高くなっても層間剥離や層間剪
断破壊がしにくい信頼性の高い内圧容器を提供するもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】添付図面を参照して本発
明の要旨を説明する。
【0008】連続繊維2を巻回積層した構造の筒体1
少なくとも一端部を閉塞部5aとリング部5bとから成
密閉蓋5で閉塞した繊維強化樹脂製の内圧容器であっ
て、前記筒体1の内周面にして前記密閉蓋5を設ける部
分には、該密閉蓋5のリング部5bと合致する形状で、
リング部5bが嵌合される凹溝3を設けた縦断面略
形形状のインサートリング4が固着され、筒体1には該
インサートリング4により連続繊維2が巻回積層状態の
縦断面において該筒体1の軸芯に対して斜め状態に配向
される部位が形成されており、該インサートリング4に
設けた凹溝3は筒体1の先端部側が傾斜面に形成され、
該凹溝3に嵌合する前記リング部5bの筒体1の端部側
外形形状は該凹溝3に合致する先細テーパー面が形成
された形状であることを特徴とする内圧容器に係るもの
である。
【0009】また、請求項記載の内圧容器において、
インサートリング4を巻回積層される繊維2の中間に配
設したことを特徴とする内圧容器に係るものである。
【0010】また、請求項1,2いずれか1項に記載の
内圧容器において、インサートリング4が固着された繊
維強化樹脂製の筒体1の内周面に繊維強化樹脂シール層
2aを設けたことを特徴とする内圧容器に係るものであ
る。
【0011】
【発明の作用及び効果】請求項記載の発明の作用効果
について説明する。
【0012】密閉蓋5の嵌合部分及び凹溝3のテーパー
面により、内圧容器内が高圧となっても、この内圧X
は、aとbに分力し、bは更にcとdに分力するから、
内圧容器の繊維強化樹脂の積層方向に圧縮力が作用し、
繊維2の層間剥離による破壊(繊維2の積層方向の引張
力による破壊)や繊維2の層間剪断による破壊(繊維2
の積層面に沿った横ズレによる破壊)が抑制され、ま
た、容器内の圧力が高まる程、積層方向に圧縮力も比例
的に大きくなるため、繊維2の層間剥離や層間剪断破壊
を確実に防止することができる。
【0013】また、凹溝3は繊維2の切断を最小限にす
るようにインサートリング4に形成する為それだけ強度
を向上させることができる。
【0014】また、連続繊維2は縦断面略台形形状のイ
ンサートリング4により、巻回積層状態の縦断面におい
て、図7のように筒体1の軸芯に対して平行ではなく、
図1のように斜め状態に配向される為、筒体1の内圧に
よる軸力が作用しても、該内圧を繊維引張力で受けるこ
とができる。
【0015】請求項2記載の発明の作用効果について説
明する。
【0016】連続繊維2でインサートリング4を絡め固
定するため、層間剥離や層間剪断破壊を回避し得ること
になる。請求項記載の発明の作用効果について説明す
る。
【0017】インサートリング4が固着された繊維強化
樹脂製の筒体1の内周面に繊維強化樹脂シール層2aが
シール層となりそれだけ気密性が高く、しかも、繊維強
化樹脂シール層2aによりインサートリング4が安定的
に固定され、従って内圧が高くなっても繊維2の層間剥
離や層間剪断破壊が起こりにくい非常に信頼性の高い内
圧容器とすることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施例を図面に
基づいて説明する。
【0019】図1,2に図示したように、内圧容器は、
内圧容器を形成する筒体1の端部を閉塞するために、例
えば、閉塞部5aとしてのエンドプレート5aとリング
部5bとしてのリテーナリング5bとで構成される密閉
蓋5を設けている。
【0020】リテーナリング5bは図2に図示したよう
に3個の円弧状の板体で構成され、リテーナリング5b
が凹溝3から抜け出ることを防止するため、押さえリン
グ8をリテーナリング5bの内周面に当接させ、押さえ
リング8をエンドプレート5aにボルト9で固定してい
る。
【0021】筒体1の端部には縦断面略台形形状のイン
サートリング4が設けられ、このインサートリング4の
内周面にはリテーナリング5bを嵌着する凹溝3が設け
られている。尚、このインサートリング4は二分割等、
分割されているものを用いてもよく、また、事前に形成
したインサートリング4を用いずに、筒体1を形成する
時に、筒体1の形成と同時に、インサートリング4を繊
維2で形成することもできる。
【0022】本実施例の内圧容器の製造方法は、筒体1
をフィラメントワインディング法(FW法)により成形
する。
【0023】まず、エポキシ樹脂を含浸したシール層と
なる繊維強化樹脂シール層2aを成形すべくマンドレル
に連続的に樹脂含浸させた特殊シール基材やガラス繊維
2を必要量を巻回し、続いて、適当位置にインサートリ
ング4を被嵌し、あるいは、ガラス繊維2でインサート
リング4を形成し、続いて、繊維強化樹脂シール層2a
及びインサートリング4上にエポキシ樹脂を含浸したガ
ラス繊維2を連続的に必要量を巻回し、続いて、前記エ
ポキシ樹脂を加熱硬化させ、続いて、マンドレルを脱型
して筒体1を成形する。
【0024】続いて、インサートリング4取り付け位置
の筒体1の内周面に、密閉蓋5のリテーナリング5bを
取り付ける凹溝3を形成すべく切削加工して凹溝3を形
成する。この凹溝3には、筒体1の端部側が中心に向か
って幅広となるような所定角度を有する傾斜面に形成さ
、この凹溝3に嵌合する密閉蓋5のリテーナリング5
bの外形形状を凹溝3の形状に合致するように先細テー
パー面に形成する。そして、この凹溝3に密閉蓋5のリ
テーナリング5bを嵌着して該筒体1を閉塞することで
内圧容器が製造される。
【0025】凹溝3に密閉蓋5のリテーナリング5bを
嵌着する具体的方法は、まず、外周に密閉性保持の為の
Oリング7を装着したエンドプレート5aを筒体1に挿
入し、図2に図示したような3分割したリテーナリング
5bを筒体1に挿入し、インサートリング4に設けた凹
溝3に該リテーナリング5bを嵌着し、リテーナリング
5bが凹溝3から抜け出ることを防止するため、押さえ
リング8をリテーナリング5bの内周面に当接させ、押
さえリング8をエンドプレート5aにボルト9で固定し
ている。
【0026】従って、前記のように形成された内圧容器
は、内圧容器の内圧が高い場合でも、該内圧(図1中矢
印で図示)は凹溝3の傾斜面(図1中♭1部分)で受け
られ、更に、図5に図示したように、内圧Xは傾斜面で
形成した凹溝3に当接するように密閉蓋5のリテーナリ
ング5bを押圧するから、繊維2の積層面方向(水平方
向)への押圧力Xは傾斜面方向aとこの傾斜面に対して
垂直方向bへの押圧力に分力し、傾斜面と垂直方向への
押圧力bは繊維2の積層面方向(水平方向)を下方から
上方に向かって垂直に押圧する押圧力cと繊維2の積層
面方向(水平方向)への押圧力dに分力し、さらに、繊
維2の積層面方向(水平方向)への押圧力dは傾斜面に
対して垂直方向への押圧力eと傾斜面方向への押圧力f
に分力するから、結果として、繊維2の積層面方向(水
平方向)へ加わる押圧力Xは、繊維2の積層面方向(水
平方向)を下方から上方に向かって垂直に押圧する押圧
力cと傾斜面に対して垂直方向への押圧力eと傾斜面方
向への押圧力a,fとに分力し、繊維2の積層面方向
(水平方向)を下方から上方に向かって垂直に押圧する
押圧力cは繊維2の層間剥離や層間剪断破壊を防止する
ように作用し、傾斜面に対して垂直方向への押圧力eは
繊維2の積層面方向が傾斜している部分の繊維2の層間
剥離や層間剪断破壊を防止するように作用する。
【0027】従って、密閉蓋5のリテーナリング5bを
嵌合する凹溝3に傾斜面を形成し、この凹溝3に嵌合す
る密閉蓋5のリテーナリング5bの外形形状を凹溝3の
形状に合致するように先細テーパー面に形成したから、
内圧容器内が高圧となって、この内圧が密閉蓋5を押圧
しても、密閉蓋5に作用する内圧は凹溝3の傾斜面を押
圧して繊維2の層間剥離や層間剪断破壊を防止するよう
に作用するから、内圧容器内の内圧が高くなっても繊維
2の層間剥離や層間剪断破壊がしにくい信頼性の高い内
圧容器とすることができる。
【0028】尚、前記傾斜面方向への押圧力a,fを阻
止するために、リテーナリング5bの内周面に当接させ
た押さえリング8が有効に作用する。
【0029】さらに、密閉蓋5のリテーナリング5bを
嵌合する凹溝3に、筒体1の端部中心に向かって幅
広となるような所定角度を有する傾斜面に形成され、こ
の凹溝3に嵌合する密閉蓋5のリテーナリング5bの外
形形状を凹溝3の形状に合致するように先細テーパー面
に形成したから、凹溝3に密閉蓋5のリテーナリング5
bを非常に簡易に嵌入することができる。
【0030】また、筒体1の製造においては、マンドレ
ルにインサートリング4を被嵌するだけであるから、製
造効率が良好となり、更に、インサートリング4を適当
位置に数個被嵌することで筒体1が所望の本数得られる
為、この点において量産性に秀れ、更に、シール層とし
ての繊維強化樹脂シール層2aはFW法により成形され
る為、シワのないきれいなシール層が簡易に得られるこ
とになる。
【0031】シール層としての繊維強化樹脂シール層2
aを設けなくとも良い場合もあり、この内圧容器も前記
同様な方法により製造する。該内圧容器の内圧が高くな
っても層間剥離や層間剪断破壊がしにくい信頼性の高い
内圧容器となる。
【0032】また、内圧容器の層間剥離や層間剪断破壊
を防止するために、インサートリング4を用いなくとも
良い場合もあり、この場合には、内圧容器は図3,図4
に図示したような構成となり、図1,図2に図示したイ
ンサートリング4を用いずに、前記同様の傾斜面を設け
た凹溝3を筒体1の内周面に直接設けたものである。こ
の場合にも、内圧容器内が高圧となって、この内圧が密
閉蓋5を押圧しても、密閉蓋5に作用する内圧は筒体1
の内周面に直接設けた凹溝3の傾斜面を押圧して、繊維
2の層間剥離や層間剪断破壊を防止するように作用する
から、内圧容器内の内圧が高くなっても繊維2の層間剥
離や層間剪断破壊がしにくい信頼性の高い内圧容器とす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る内圧容器の主要部を示
す断面説明図である。
【図2】本発明の一実施例に係る内圧容器の製造方法を
示す断面説明図である。
【図3】本発明の別実施例に係る内圧容器の主要部を示
す説明断面図である。
【図4】本発明の別実施例に係る内圧容器の製造方法を
示す断面説明図である。
【図5】本発明の概念説明図である。
【図6】従来の内圧容器の主要部を示す断面説明図であ
る。
【図7】従来の内圧容器の製造方法を示す断面説明図で
ある。
【符号の説明】
1 筒体 2 繊維 2a 繊維強化樹脂シール層 3 凹溝 4 インサートリング 5 密閉蓋 5a 閉塞部 5b リング部

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続繊維を巻回積層した構造の筒体の少
    なくとも一端部を閉塞部とリング部とから成る密閉蓋で
    閉塞した繊維強化樹脂製の内圧容器であって、前記筒体
    の内周面にして前記密閉蓋を設ける部分には、該密閉蓋
    のリング部と合致する形状で、該リング部が嵌合される
    凹溝を設けた縦断面略台形形状のインサートリングが固
    着され、筒体には該インサートリングにより連続繊維が
    巻回積層状態の縦断面において該筒体の軸芯に対して斜
    め状態に配向される部位が形成されており、該インサー
    トリングに設けた凹溝は筒体の先端部側が傾斜面に形成
    され、該凹溝に嵌合する前記リング部の筒体の端部側の
    外形形状は該凹溝に合致する先細テーパー面が形成され
    た形状であることを特徴とする内圧容器。
  2. 【請求項2】 請求項記載の内圧容器において、イン
    サートリングを巻回積層される繊維の中間に配設したこ
    とを特徴とする内圧容器。
  3. 【請求項3】 請求項1,2いずれか1項に記載の内圧
    容器において、インサートリングが固着された繊維強化
    樹脂製の筒体の内周面に繊維強化樹脂シール層を設けた
    ことを特徴とする内圧容器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2426386A4 (en) * 2009-04-30 2017-08-30 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Tube for pressure transducer

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