气体容器及其制造方法

文档序号:4428324阅读:311来源:国知局
专利名称:气体容器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种储存氢气等气体的气体容器,特别是涉及一种作 为内壳的树脂衬里由多个衬里构成部件接合而构成的气体容器及其制 造方法。
背景技术
以往,作为储存氢气或CNG (压縮天然气)的气体容器,从轻量 化等观点出发,开发出由树脂衬里构成内壳,由FRP等加强层(外壳) 对树脂衬里的外周面进行加强的气体容器。作为这种树脂衬里,例如 公知有如下树脂衬里由聚乙烯等热可塑性树脂形成碗状(大致圆筒 状部件)的一对衬里构成部件,并通过进行热板焊接将该一对衬里构 成部件的端部之间接合(例如参照专利文献l)。专利文献l:日本专利特开2004-211783号公报(图2及第5页)然而,在对衬里构成部件之间进行热板焊接的接合方法中,在制 造树脂衬里时需要消耗很多时间及成本。此外,在热板焊接法中,除 了容易产生熔融毛刺之外,很难对衬里构成部件之间的定位精度进行 管理。进而,还存在衬里构成部件因加热的影响而变形的情况,很难 控制热量。特别是,在将很薄的衬里构成部件之间进行热板焊接时, 还存在产生表面烧坏或树脂熔融过度或不足的可能。发明内容本发明的目的在于提供一种气体容器及其制造方法,可以将衬里 构成部件之间恰当地接合,并可以提高生产率。
用于实现上述目的的本发明的一种气体容器,具有树脂衬里, 接合多个至少一部分为中空圆筒状的衬里构成部件而构成;和加强层, 配置在树脂衬里的外周面上,多个衬里构成部件的接合部之间通过激 光焊接而相互接合。用于实现上述目的的本发明的另一种气体容器,具有树脂衬里, 接合多个至少一部分为中空圆筒状的衬里构成部件而构成;和加强层, 配置在树脂衬里的外周面上, 一个衬里构成部件的接合部和其他衬里 构成部件的接合部接合的接合部分,具有通过激光焊接而将上述接合 部之间相互接合的激光焊接部。根据上述结构,在树脂衬里的制造过程中, 一个衬里构成部件的 接合部和另一个衬里构成部件的接合部通过激光焊接接合,因此能在 短时间内且以低成本构成树脂衬里。从而,可以提高气体容器的生产 率。此外,通过利用激光焊接,即使在低温下也可以对接合部之间进 行局部加热,因此可以将对衬里构成部件的热影响部位限制在最小限 度内,并且不会产生熔融毛刺。在这里,"至少一部分(一端侧)为中空圆筒状的衬里构成部件", 包括衬里构成部件在整体上具有圆筒状、环状、碗状、以及圆顶状等 形状的情况。例如,在由一对(对开)衬里构成部件构成树脂衬里时, 各衬里构成部件整体上形成为碗状。此外,在由三个以上衬里构成部 件构成树脂衬里时,树脂衬里两端的衬里构成部件在整体上分别形成 为碗状,位于它们之间的衬里构成部件在整体上形成为中空的圆筒状 或环状。根据本发明的气体容器的其他实施方式,优选接合部分具有与激 光焊接部一体设置或在其附近设置的发热性材料。根据该结构,可以通过发热性材料促进激光焊接时接合部之间的
熔融,因此可以抑制接合部之间的焊接不良,从而更良好地进行接合。在这里,发热性材料优选在制造树脂衬里之前(激光焊接之前), 设置在至少一个接合部上。与激光焊接部一体设置的发热性材料是指, 在制造树脂衬里之后(激光焊接之后),例如,在通过激光焯接而熔 融的接合部的树脂中含有发热性材料的状态。另一方面,设置在激光 焊接部附近的发热性材料是指,在制造树脂衬里之后(激光焊接之后), 例如,并不含在通过激光焊接而熔融的接合部的树脂中,而是在该熔 融后固化的树脂附近的状态。根据本发明的一个实施方式,接合部之间优选通过激光焊接沿着 树脂衬里的整个圆周方向相互接合。根据该结构,接合部之间的整周通过激光进行缝焊。由此,可以 防止气体从接合部之间的接缝泄漏,适当确保树脂衬里的气密性。根据本发明的一个实施方式,优选相互接合的一个衬里构成部件 的接合部由激光透过性的部件构成,并且另一个衬里构成部件的接合 部由激光吸收性的部件构成。或者是,优选相互接合的一个衬里构成部件由激光透过性的部件 构成,并且另一个衬里构成部件由激光吸收性的部件构成。根据上述结构,在树脂衬里的制造过程中,从激光透过性的接合 部侧照射激光时,激光吸收性的接合部加热熔融,并且通过来自该接 合部的热传递,加热熔融激光透过性的接合部。这样,使接合部具有 对激光的透过性或吸收性的特性,从而可以将接合部之间恰当地接合。 此外,可以只使接合部具有这种对激光的特性,但使包括接合部的衬 里构成部件整体具有这种特性时,可以简便地制造出衬里构成部件。
优选的是,由激光透过性的部件构成的接合部在树脂衬里中位于 外侧,且由激光吸收性的部件构成的接合部在树脂衬里中位于内侧。根据该结构,在树脂衬里的制造过程中,可以从树脂衬里的外侧 (衬里构成部件的外侧)照射激光,简便地对接合部之间进行接合。 即,在树脂衬里的制造过程中,激光照射装置不用位于衬里构成部件 的内侧,接合接合部之间的操作性良好。这一点对于树脂衬里的小型 化也是有用的。优选的是,多个衬里构成部件中的至少一个,在与其他衬里构成 部件接合的接合部的相反侧,具有用于将树脂衬里的中空内部和外部 连通的连通部。根据该结构,可以经由连通部向树脂衬里的中空内部填充气体或 从中空内部放出气体。优选的是,相互接合的一个衬里构成部件的接合部具有倾斜的第 一接合端面,并且另一个衬里构成部件的接合部具有与上述第一接合 端面对应地倾斜,且通过激光焊接与该第一接合端面接合的第二接合 端面。优选的是,本发明的气体容器构成为可储存高压可燃气体。优选的是,本发明的气体容器具有具有上述树脂衬里及上述加 强层的容器主体;和在上述容器主体的一端部上的盖子设置。用于实现上述目的的本发明的一种气体容器的制造方法,上述气 体容器具有接合多个至少一部分为中空圆筒状的衬里构成部件而构成的树脂衬里,上述气体容器的制造方法包括如下工序第一工序,由 激光透过性的部件构成待相互接合的一个衬里构成部件的接合部,并
且由激光吸收性的部件构成另一个衬里构成部件的接合部;第二工序, 在第一工序之后,使待相互接合的衬里构成部件的接合部之间接触; 以及第三工序,在第二工序之后,从由激光透过性的部件构成的接合 部侧照射激光,通过激光焊接将接触状态的接合部之间相互接合。根据该结构,首先,使衬里构成部件的接合部具有对激光的透过 性或吸收性的特性,在此基础上,使接合部之间接触的同时,从激光 透过性的接合部侧照射激光。通过激光的照射,激光吸收性的接合部 加热熔融,并且通过来自该接合部的热传递,激光透过性的接合部加 热熔融,然后,通过进行冷却固化,接合部之间的界面接合。这样,使用激光焊接进行衬里构成部件之间的接合,因此能在短 时间内且以低成本构成树脂衬里。此外,可以对接合部之间进行局部 加热,因此可以将对衬里构成部件的热影响部位限制在最小限度内, 并且不会产生熔融毛刺。优选的是,第二工序中,将激光透过性的接合部从外侧与激光吸 收性的接合部接触,第三工序中,通过配置在衬里构成部件外侧的激 光照射装置,从激光透过性的接合部侧照射激光。根据该结构,激光照射装置不用位于衬里构成部件的内侧,可以 操作性良好地、简便地接合接合部之间。优选的是,第三工序包括在待相互接合的两个衬里构成部件的 内外施加了压力差的状态下照射激光。根据该结构,接合部之间在由压力差提高接合部之间的紧贴度的 状态下进行激光焊接。由此,可以抑制激光焊接的焊接不良,从而提 高接合精度。此外通过提高接合精度,可以适当确保树脂衬里的强度 及气密性。在这里,压力差的施加也可以在接合部之间的接合反应通过激光 的照射进行到某一程度的阶段停止。换而言之,也可以是从开始照射 激光前到照射中的至少一个时期,处于施加压力差的状态。更优选的是,第三工序中的压力差的施加,通过将待相互接合的 两个衬里构成部件的内部的压力及外部的压力中的至少一个进行调整 来进行。更优选的是,第三工序中的压力差的施加,通过将待相互接合的 两个衬里构成部件的内部设为大致密闭状态,并对该大致密闭空间进 行减压或加压来进行。根据该结构,对两个衬里构成部件内部的密闭空间的压力进行调 整,因此与上述对外部压力进行调整相比,可以更简便地施加上述压力差。在这里,密闭空间的施压,例如除了向其注入压縮气体的情况之 外,还包括注入温度高于密闭空间外部的气体的情况。更优选的是,第三工序中的压力差的施加,通过经由设置在待相 互接合的两个衬里构成部件的至少一个上的连通部,对密闭空间进行 减压或加压来进行。根据该结构,可以有效利用连通部,对密闭空间进行减压或加压。 另外,在制造出气体容器之后,可以经由该连通部向树脂衬里的中空 内部填充气体或从中空内部放出气体。优选的是,第二工序中,在衬里构成部件的轴方向上将待相互接 合的两个衬里构成部件的接合部之间重叠地配置,并且使该重叠部位 之间接触。根据该结构,例如与将接合部之间简单地进行对接的情况相比, 可以增加接合部之间的接触面积。特别是,由于在轴方向上重叠的部 位之间接触,因此通过在进行激光焊接时施加的上述压力差,接合部 之间的紧贴力增大,可以进一步提高接合部之间的接合精度。优选的是,在第二工序和第三工序之间还具有在使待相互接合 的两个衬里构成部件的接合部之间接触的状态下,进行进行退火处理 的工序。根据该结构,由于退火处理,衬里构成部件进行自收縮,接合部 之间的紧贴度提高。由此,可以在接合部之间的紧贴度提高的状态下, 对接合部之间进行激光焊接,可以提高其接合精度。此外,与退火处 理提高紧贴度相应地,例如可以将用于施加上述压力差的泵等装置小 型化、简化。优选的是,第三工序中,使待相互接合的两个衬里构成部件相对 激光照射装置进行相对旋转的同时,沿着衬里构成部件的整个圆周方 向对上述接触状态的接合部之间进行激光焊接。根据该结构,使两个衬里构成部件相对激光照射装置进行相对旋 转,因此接合部之间的整周通过激光进行缝焊。由此,可以适当确保 树脂衬里的气密性。在这里,"相对旋转"包括只旋转待接合的两个衬里构成部件、 只旋转激光照射装置、以及使它们二者向相同方向或相反方向旋转的 情况。特别是,其中只旋转两个衬里构成部件,在定位及装置结构方 面最为简单。
优选的是,第三工序在低氧氛围下进行。根据该结构,可以抑制由激光照射而熔融的接合部的氧化。由此, 可以抑制激光焊接时的氧化引起焦化、或与此相伴的激光的透过不良 等焊接不良。在这里,低氧氛围是指,氧含量低于大气压的氛围,例 如包括惰性气体氛围或大致真空状态。优选的是,第一工序中,由激光透过性的部件构成待相互接合的 一个衬里构成部件,并且由激光吸收性的部件构成另一个衬里构成部件。根据该结构,包括接合部的衬里构成部件整体为具有对激光的特 性的部件,从而与只有接合部具有这种特性时相比,可以简便地制造 出衬里构成部件。优选的是,本发明的气体容器的制造方法,在第三工序之后,还 具有如下工序对通过激光焊接而接合的两个衬里构成部件中的至少 一个的外周面进行切削,以使该两个衬里构成部件的外周面的接缝平 齐。例如,如上所述,在轴方向上将接合部之间重叠时,在接缝的外 周面上生成凹凸。因此通过设置上述工序,对至少一个衬里构成部件 的外周面进行切削,从而可以使该外周面的接缝平齐。由此,例如有 利于在树脂衬里的外周面上设置加强层。优选的是,本发明的气体容器的制造方法,还具有对待相互接合 的两个衬里构成部件的至少一个进行预加热的预加热工序,上述第三 工序在进行上述预加热工序的中途或在上述预加热工序之后执行。这样,在进行激光焊接之前进行预加热,因此可以抑制在进行激
光焊接时表面烧坏。可以与在预加热状态下照射激光相应地,縮短激 光焊接所需的时间,可以不将激光的输出提高到所需值以上。在这里,进行预加热的直接对象,可以是作为接合对象的两个衬 里构成部件,也可以只是衬里构成部件之一。后一种情况也可以的原 因在于,在进行激光焊接时,衬里构成部件之间处于接触状态,因此 通过来自预加热的衬里构成部件的热传递,未被预加热的衬里构成部 件在进行激光焊接时也变成预加热的状态。优选的是,预加热工序中,对待相互接合的一个衬里构成部件的 接合部、和另一个衬里构成部件的接合部的至少一个进行预加热。这样,对作为激光焊接的对象的接合部进行局部预加热,因此在 预加热工序中,可以适于抑制衬里构成部件整体的热变形等热影响, 并且可以减少所需的热量。优选的是,上述预加热工序中,对接触状态的接合部之间进行预 加热。这样,可以进一步促进接合部之间的热传递,因此可以有效地进 行预加热。更优选的是,上述预加热工序中,从接触状态的衬里构成部件之 间的内侧及外侧中的至少 一 侧,对接触状态的接合部之间进行加热。更优选的是,上述预加热工序中,使接触状态的衬里构成部件之 间相对具有热源的预加热装置进行相对旋转的同时,沿着整个圆周方向对接触状态的接合部之间进行预加热。这样,可以对接合部之间的整周进行预加热。 在这里,"相对旋转"包括旋转衬里构成部件之间、只旋转预 加热装置、以及使它们二者向相同方向或相反方向旋转的情况。更优选的是,上述第三工序中,使接触状态的衬里构成部件之间 相对照射激光的激光照射装置进行相对旋转的同时,沿着整个圆周方 向对接触状态的接合部之间进行预加热。更优选的是,预加热装置,在接触状态的衬里构成部件之间的旋 转方向上,位于上述激光照射装置的上游侧。根据该结构,衬里构成部件之间旋转时,接合部之间面对预加热 装置,并由此进行预加热,该被预加热的部分面对激光照射装置,并 由此进行激光焊接。由此,可以在将接合部之间的预加热温度的下降 抑制在最小限度的状态下,对接合部之间进行激光焊接。优选的是,执行预加热工序的预加热装置是加热器、热风装置、 高频感应加热装置、以及激光照射装置中的至少一种。根据该结构,例如根据高频感应加热装置,可以短时间进行预加 热。此外,在预加热工序及第三工序中,若使用同一激光照射装置, 则可以简化制造装置整体的结构。另外,在使用同一激光照射装置时, 在预加热工序中,以不进行激光焊接的程度的低输出照射激光即可。优选的是,本发明的气体容器的制造方法,在上述预加热工序之 前,还具有在待相互接合的一个衬里构成部件的接合部、和另一个衬 里构成部件的接合部的至少一个上设置发热性材料的工序。这样,通过发热性材料能够促进接合部之间的预加热,并且可以 促进激光焊接时接合部之间的熔融。由此,可以抑制接合部之间的焊 接不良,更良好地进行接合。另外,可以通过涂布将发热性材料设置 在接合部上,也可以通过粘贴掺入有发热性材料的薄片,将发热性材 料设置在接合部上。更优选的是,发热性材料是陶瓷、石墨、树脂、以及金属中的至少一种。优选的是,上述预加热工序,根据对衬里构成部件的接合部的水 分进行测量的水分测量装置的测量结果,进行预加热。激光焊接时接合部的含水率高时,会对激光焊接产生不良影响, 但是如上所述,根据水分测量装置的测量结果执行预加热,从而可以 防止焊接不良。鉴于实现本发明的情况,从其他观点对本发明进行分析,则如下 文所述。本发明的其他气体容器的制造方法,上述气体容器具有接合多个 至少一部分为中空圆筒状的衬里构成部件而构成的树脂衬里,上述气 体容器的制造方法的特征在于,多个衬里构成部件之间的接合部分, 在预加热中途或预加热之后,通过照射激光由激光焊接进行接合。本发明的其他气体容器的制造方法,上述气体容器具有接合多个 至少一部分为中空圆筒状的衬里构成部件而构成的树脂衬里,上述气 体容器的制造方法的特征在于,具有将待相互接合的两个衬里构成 部件的至少一个进行预加热的预加热工序;和在预加热工序中途或预 加热工序之后,通过照射激光,通过激光焊接将作为接合对象的接触 状态的衬里构成部件之间相互接合的激光照射工序。优选的是,预加热工序将待相互接合的一个衬里构成部件的接合 部、和另一个衬里构成部件的接合部中的至少一个进行预加热,激光 照射工序通过激光焊接将接触状态的接合部之间相互接合。优选的是,气体容器的制造方法中,在预加热工序之前,还具有 由激光透过性的部件构成待相互接合的一个衬里构成部件的接合部, 并且由激光吸收性的部件构成另一个衬里构成部件的接合部的工序, 激光照射工序从由激光透过性的部件构成的接合部侧照射激光。根据该结构,从激光透过性的接合部侧照射激光时,激光吸收性 的接合部加热熔融,并且通过来自该接合部的热传递,激光透过性的 接合部加热熔融。这样,使接合部具有对激光的透过性或吸收性的特 性,从而可以将接合部之间恰当地接合。此外,可以只使接合部具有 这种对激光的特性,但使包括接合部的衬里构成部件整体具有这种特 性可以简便地制造出衬里构成部件。本发明的其他气体容器,具有树脂衬里,接合多个至少一部分为中空圆筒状的衬里构成部件而构成;和加强层,配置在树脂衬里的外周面上,上述气体容器的特征在于, 一个衬里构成部件的接合部和 另一个衬里构成部件的接合部接合的接合部分具有通过激光焊接将该接合部之间相互接合的激光焊接部;和与激光焊接部一体设置或在 其附近设置的发热性材料。根据该结构,通过激光焊接将一个衬里构成部件的接合部和另一 个衬里构成部件的接合部接合,因此能在短时间内且以低成本构成树 脂衬里。从而,可以提高气体容器的生产率。此外,通过利用激光焊 接,可以在低温下对接合部之间进行局部加热,因此可以将对衬里构 成部件产生热影响的部位限制在最小限度内,并且不产生熔融毛刺。 进而,可以由发热性材料促进激光焊接时接合部之间的熔融,因此可 以抑制接合部之间的焊接不良,从而更良好地进行接合。
本发明的其他气体容器,具有树脂衬里,接合多个至少一部分 为筒状的衬里构成部件而构成;和加强层,配置在树脂衬里的外周面 上,上述气体容器的多个衬里构成部件的接合部之间,通过激光焊接 相互接合。同样地,本发明的其他气体容器的制造方法,上述气体容器具有 接合多个至少一部分为筒状的衬里构成部件而构成的树脂衬里,上述 气体容器的制造方法包括如下工序第一工序,由激光透过性的部件 构成待相互接合的一个衬里构成部件的接合部,并且由激光吸收性的 部件构成另一个衬里构成部件的接合部;第二工序,在第一工序之后, 使待相互接合的衬里构成部件的接合部之间接触;以及第三工序,在第二工序之后,从由激光透过性的部件构成的接合部侧照射激光,通 过激光焊接将接触状态的接合部之间相互接合。根据上述结构,同样地,在树脂衬里的制造过程中使用激光焊接, 因此能在短时间内且以低成本构成树脂衬里,可以提高气体容器的生 产率。在这里,"至少一部分为筒状的衬里构成部件"包括衬里构成 部件在整体上具有圆筒状、环状、碗状、圆顶状、三角形、以及四边 形等角边形筒状等形状的情况。因此,衬里构成部件的一部分的剖面, 可以是三个角以上的多边形的筒,可以不是圆筒,而是椭圆的筒,或 者也可以是具有非圆的曲面的筒。根据以上说明的本发明的气体容器及其制造方法,在使用激光焊 接进行衬里构成部件之间的接合,因此可以将衬里构成部件之间恰当 地接合,并且可以提高生产率。


图1是表示第1实施方式涉及的气体容器的结构的剖面图。
图2是将第1实施方式涉及的气体容器的接合部分放大表示的剖 面图。图3是说明第1实施方式涉及的气体容器的制造方法的框图。图4是表示第1实施方式涉及的气体容器的制造方法的工序的流程图。图5是说明第2实施方式涉及的气体容器的制造方法的框图。 图6是表示第2实施方式涉及的气体容器的制造方法的工序的流程图。图7是说明第3实施方式涉及的气体容器的制造方法的框图。 图8是表示第3实施方式涉及的气体容器的制造方法的工序的流 程图。图9是说明第4实施方式涉及的气体容器的制造方法的框图。 图10是表示第4实施方式涉及的气体容器的制造方法的工序的流 程图。图11是表示第5及第11实施方式涉及的气体容器的结构的剖面图。图12是将第6实施方式涉及的气体容器的接合部分放大表示的剖面图。图13是说明第6实施方式涉及的气体容器的制造方法的透视图。 图14是表示第6实施方式涉及的气体容器的制造方法的工序的流 程图。图15是说明第7实施方式涉及的气体容器的制造方法的透视图。 图16是说明第S实施方式涉及的气体容器的制造方法的透视图。 图17是说明第9实施方式涉及的气体容器的制造方法的图,(A)为接合前的接合部分的放大剖面图,(B)为接合后的接合部分的放大剖面图。图18是说明第10实施方式涉及的气体容器的制造方法的侧视图。 图19是说明第12实施方式涉及的气体容器的制造方法的透视图。 图20是表示第12实施方式涉及的气体容器的制造方法的工序的 流程图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的优选实施方式涉及的气体容器及其制 造方法进行说明。该气体容器具有多个衬里构成部件通过激光焊接而 接合的树脂衬里。以下,首先对气体容器的结构进行说明,其后对气 体容器的制造方法进行说明。此外,在第2 第12实施方式中,主要 对制造方法的变形例进行说明。在第2实施方式以后,对与第1实施 方式共同的部分标上与第1实施方式相同的标号,适当省略其说明。[第1实施方式]如图1所示,气体容器l具有整体为密闭圆筒状的容器主体2;和安装在容器主体2的长度方向两端部上的盖子3、 3。容器主体2的 内部为储存各种气体的储存空间5。气体容器1可以填充常压的气体,也可以填充压力高于常压的气体。即,本发明的气体容器l,可以发挥 高压气体容器的功能。例如,在燃料电池系统中,对以高压状态准备的可燃性燃料气体 进行减压,以供燃料电池发电。本发明的气体容器l,适用于储存高压 的可燃性燃料气体,可以存储作为燃料气体的氢气、原燃料的压縮天然气(CNG气体)等。作为填充在气体容器1中的氢气的压力,例如 为35MPa或70MPa,作为CNG气体的压力,例如为20MPa。以下,以高压氢气容器为一例进行说明。容器主体2具有拥有阻气性的内侧的树脂衬里11 (内壳)、和设 置在树脂衬里11外周面上的加强层12 (外壳)的双层结构。加强层 12例如由包含碳纤维和环氧树脂的FRP构成,并且以覆盖树脂衬里11 的外表面的方式将其巻绕。盖子3,例如由不锈钢等金属形成,设置在容器主体2的半球面 状的端壁部的中心。在盖子3的开口部内周面上,刻有内螺纹,配管
或阀门组件14 (阀体)等功能部件,可以经由该内螺纹旋入盖子3中进行连接。另外,在图1中,用双点划线表示仅在盖子3、 3中的一个 上设置阀门组件14的例子。例如,燃料电池系统上的气体容器1,经由组装有阀门或接头等配管要素的阀门组件14,将储存空间5和未图示的外部的气体流路之 间连接,氢气向储存空间5填充,并且从储存空间5中放出。此外, 如下文所述,在气体容器1的制造过程中,配管连接到盖子3上,可 以调整储存空间5内的压力。另外,在气体容器1的两端部设有盖子3、 3,当然也可以仅在一侧端部设置盖子3。树脂衬里11通过激光焊接将由在长度方向的中央一分为二的一 对大致相同形状构成的衬里构成部件21、 22 (分割体)进行接合而成。 即,通过激光焊接将对开的中空体的衬里构成部件21、 22之间接合, 从而构成中空内部的树脂衬里11。一对衬里构成部件21、 22分别具有在树脂衬里11的轴方向上延 伸预定长度的筒体部31、 41。在各筒体部31、 41的轴方向的两端侧形 成有开口。一个衬里构成部件21 (第一衬里构成部件)具有回縮部32,形 成在筒体部31的一端侧的直径减小的端部上;连通部33,在回縮部 32的中央部形成开口;以及接合部34,形成在筒体部31的另一端侧 的大致圆筒状的端部上。另一个衬里构成部件22 (第二衬里构成部件)具有回缩部42, 形成在筒体部41的一端侧的直径减小的端部上;连通部43,在回縮部 42的中央部形成开口;以及接合部44,形成在筒体部41的另一端侧 的大致圆筒状的端部上。各回縮部32、 42发挥确保各衬里构成部件21、 22的强度的功能。 盖子3、 3位于各回縮部32、 42的外周面与加强层12的端部之间。另 外,在盖子3只设置在一侧端部上时,在一对衬里构成部件21、 22中 的一个上不形成回縮部32、 42及连通部33、 43中的一个,筒体部31 及筒体部41中的一个的一端侧形成闭塞端。在这里,在本说明书中,衬里构成部件21、 22是指构成分离结构 的树脂衬里ll的部件,如上所述,指至少一端侧(一部分)具有中空 圆筒状的形状的部件。因此,衬里构成部件21、 22的形状包括其整体 形状为圆筒状、环状、碗状、以及圆顶状等的形状。但是,在本发明的其他方式中,衬里构成部件21、 22的一部分形 状也可以是圆筒状以外的筒状。例如,衬里构成部件21、 22的一部分 的剖面形状也可以是三个角以上的多边形的筒状、椭圆形的筒状、或 由圆以外的曲面构成的筒状。图2是放大表示接合部34、 44周围的剖面图。另外,在图2中省 略了加强层12。一个接合部34 (第一接合部)具有倾斜预定角度的接合端面51、 和在树脂衬里11的轴方向上延伸的延伸部52。接合端面51向着内侧 形成倒角(倒锥状)。延伸部52与接合端面51的径向外侧的前端部 连接,形成大致圆筒状。同样地,另一接合部44 (第二接合部)具有倾斜预定角度的接合 端面61、和在树脂衬里11的轴方向上延伸的延伸部62。接合端面61 向外侧形成倒角(锥状)。延伸部62与接合端面61的径向内侧的前 端部连接,形成大致圆筒状。接合部34和接合部4444在将衬里构成部件21、 22之间对接的状
态下,调整两者的接合端面51、 61之间,接合端面51、 61之间沿着 树脂衬里11的整个圆周方向接触。此外,在该状态下,接合部34、 44 之间,在树脂衬里11的轴方向上重叠配置,该重叠部位之间沿着树脂 衬里11的整个圆周方向接触。在这里,重叠部位之间, 一个是外侧的延伸部52和与其内周面接 触的接合部44附近的外周面,另一个是内侧的延伸部62和与其外周 面接触的接合部34附近的内周面。通过设置这种延伸部52、 62,在后 述气体容器1的制造过程中,可以提高接合部34、 44之间的紧贴力。 另外,两者的接合端面51、 61的角度为任意角度,只要是可以使来自 激光头(Laser torch) 100 (激光照射装置)的激光透过和受光的角度 即可。在本实施方式中,在树脂衬里11中具有位于外侧的接合部34的 衬里构成部件21,由激光透过性的热可塑性树脂形成。另一方面,在 树脂衬里11中具有位于内侧的接合部44的衬里构成部件22,由激光 吸收性的热可塑性树脂形成。激光透过性的热可塑性树脂,对激光具有如下程度的透过性即可 使激光焊接所需的能量到达激光吸收性侧的接合部44的接合端面61 上。因此,激光透过性的热可塑性树脂也可以略微具有激光吸收性的 特性。作为激光透过性的热可塑性树脂,例如包括聚乙烯、聚丙烯、 以及尼龙66等,也可以在它们中添加玻璃纤维等加强纤维或着色剂。 例如,激光透过性的衬里构成部件21,形成为白色、半透明或透明。激光吸收性的热可塑性树脂对激光具有吸收性即可,通过吸收的 激光而发热、熔融即可。作为激光吸收性的热可塑性树脂,例如包括 聚乙烯、聚丙烯、以及尼龙66等,也可以在它们中添加玻璃纤维等加 强纤维或着色剂。例如,激光吸收性的热可塑性树脂在由与激光透过 性的热可塑性树脂相同的树脂形成时,与激光透过性的热可塑性树脂
相比,通过添加更多的碳来形成。因此,激光吸收性的衬里构成部件 22,例如形成为黑色。激光透过性的接合部34和激光吸收性的接合部44的接合端面51、 61之间通过激光焊接接合。激光焊接如下进行由激光头100从接合 部34的外侧照射激光,对接合端面61的树脂进行加热熔融,并且通 过来自该接合端面61的热传递,将接合端面51的树脂加热熔融。因此,接合部34、 44之间接合的接合部分80处的激光焊接部70 是接合端面61及接合端面51这两者熔融的部位,并且成为激光吸收 性及激光透过性的两种树脂交织的状态。另外,衬里构成部件21、 22的整体不是激光透过性或激光吸收性 的树脂亦可。例如,只有接合部34、 44由激光透过性或激光吸收性的 树脂构成等,可以在各衬里构成部件21、 22的一部分具有激光透过性 或激光吸收性的特性。此外,例如,也可以一对衬里构成部件21、 22双方都由激光透过 性的树脂形成,在其中的一个衬里构成部件21 (或22)的接合部34 (或44)的接合端面51 (或61)上,涂布具有激光吸收性的吸收剂, 或粘贴掺入有这种吸收剂的薄片。在这里,参照图3及图4,对气体容器1的制造方法进行说明。首先, 一对衬里构成部件21、 22及两个盖子3、 3成型(步骤Sl)。 此时,例如将预先成型的一个盖子3配置在金属模内,向该金属模内 喷射激光透过性的热可塑性树脂,将衬里构成部件21及盖子3 —体成 型(嵌件成型,insert molding)。此外,按照相同的步骤,喷射激光吸收性的热可塑性树脂,将衬 里构成部件22及盖子3—体成型。这样,通过利用喷射成型可以高精度地将各衬里构成部件21、 22成型。另外,也可以利用旋转成型或吹 塑成型来代替喷射成型。接下来,在腔室101内将带有盖子3的各衬里构成部件21、 22例 如配置成横向姿势,使衬里构成部件21、 22之间对接,使接合部34、 44之间接触(步骤S2)。在该状态下,如上所述,接合部34、 44之 间在轴方向上重叠配置,并且接合端面51、 61之间沿着整个圆周方向 接触。由此,变成衬里构成部件21、 22之间临时接合(暂时接合)状 态的树脂衬里11。其后,将省略了图示的塞子旋入衬里构成部件22的盖子3中进行 连接,并且将配管121旋入衬里构成部件21的盖子3中进行连接,使 临时接合状态的树脂衬里11的内部处于大致密闭状态。另外,也可以 将旋入塞子及配管121进行连接的盖子3交换。接下来,驱动与腔室101连接的惰性气体供给装置110,向腔室 101内填充惰性气体(步骤S3)。惰性气体供给装置110例如具有 储存惰性气体的储气瓶llh连通储气瓶111和腔室101的气体配管 112;以及设在气体配管112上、将储气瓶111内的惰性气体压送到腔 室101内的腔室用泵113。作为惰性气体,包括氩气、氮气、以及氦气等。由惰性气体供给 装置110填充惰性气体,从而树脂衬里11外部的腔室101内被设定为 惰性气体的氛围。通过设置成这种惰性气体氛围,在进行后续工序的 激光焊接时,可以抑制接合部34、 44之间的氧化。作为下一工序,驱动与临时接合状态的树脂衬里11连接的负压产 生装置120进行驱动,对树脂衬里11的大致密闭空间进行减压(步骤 S4)。负压产生装置120例如具有与上述盖子3连接的配管121;和 设在腔室101外的配管121上、对树脂衬里11内进行减压的衬里用泵122。通过驱动衬里用泵122,树脂衬里11内部变成负压。树脂衬里11 内的压力低于腔室101内的压力时,树脂衬里11内外产生压力差。由 该压力差提高接合部34、 44之间的紧贴度。特别是,接合部34、 44 之间在轴方向上重叠,并且该重叠部位之间接触,因此接合部34、 44 之间的紧贴力进一步提高。在这里,在激光焊接之前,根据设在腔室101内的浓度传感器131 的检测结果,对腔室101内是否达到预定的惰性气体的浓度进行确认 (步骤S5)。在达到预定的浓度时,停止惰性气体供给装置110的驱 动。此外,根据设在腔室101内的压力传感器132的检测结果、和设 在配管121上的压力传感器133的检测结果,对树脂衬里11内外的压 差水平是否达到预定值进行确认(步骤S5)。在压差水平达到预定值时,停止负压产生装置120的驱动,将设 置在配管121上的省略了图示的截止阀关闭。当然,也可以在进行后 续工序的激光焊接时继续进行(控制)负压产生装置120的驱动,从 而在进行激光焊接时也将树脂衬里11内外的压差维持在预定水平上。 另外,两个压力传感器132、 133的配置位置并不限于上述位置。作为下一工序,驱动激光头100,通过激光焊接接合树脂衬里11 的接合部34、 44之间(步骤S6)。激光头IOO从激光透过性的接合部 34的外侧,将激光照射到接触状态的接合端面51、 61之间。照射的激 光透过激光透过性的接合部34,到达激光吸收性的接合端面61,将该 接合端面61的树脂加热熔融。此外,通过来自该接合端面61的热传 递,激光透过性的接合端面51的树脂被加热熔融。接下来,这些被熔 融的树脂冷却固化,从而形成接合部34、 44之间相互一体接合的激光 焊接部70。
在这里,在进行激光焊接时(步骤S6),与激光头100照射激光 同步地驱动省略了图示的旋转装置,使临时接合状态下的树脂衬里11 绕其轴旋转。从而,激光吸收性的接合端面61在圆周方向上依次被加 热熔融,并且通过该热传递,激光吸收性的接合端面61在轴方向上顺 次被加热熔融。因此,维持树脂衬里11的大致圆筒状的形状的同时使树脂衬里11至少旋转一周,从而形成接合端面51、 61之间沿着其整 个圆周方向一体接合的激光焊接部70。另外,也可以不直接使树脂衬里11旋转,而是使激光头100直接 在树脂衬里11周围旋转。此外也可以使树脂衬里11及激光头100向 相同方向或相反方向旋转,以代替上述方法。当然,如上所述,从树 脂衬里11的定位或装置结构来说,使树脂衬里11旋转较为简单。在上述激光焊接中,通过改进两个接合部34、 44的形状,可以增 大用于激光焊接的部位的面积。具体而言,如图2所示,使接合端面 51、 61之间相对树脂衬里11的轴方向倾斜,从而与使接合端面51、 61之间与树脂衬里11的轴方向垂直的情况相比,可以增大接合端面 51、 61之间的接触面积。由此,可以使激光焊接部70足够大,可以适 当提高树脂衬里11的接合强度等。此外,激光焊接是在树脂衬里ll内外产生压差的状态下进行,因 此在接合部34、 44之间的紧贴度较高的状态下,在接合端面51、 61 之间进行接合。由此,接合端面51、 61之间通过激光焊接而良好地接 合,因此可以恰当确保树脂衬里11的强度及气密性。此外,可以简化或不需要用于使接合部34、 44之间紧贴的加压夹 具等。进而,根据重叠的接合部34、 44之间的接缝结构,还可以对接 合部34、 44之间有效施加由差压产生的紧贴力,可以使激光焊接的反 应良好地进行。
进而,由于激光焊接的工序在惰性气体氛围下进行,因此接合部34、 44之间的氧化被抑制。由此,可以避免由接合部34、 44之间的局 部氧化引起的焦化、及由此产生的激光透过不良或小孔等,可以使接 合端面51、 61之间良好且恰当地接合。随着激光焊接的完成,树脂衬 里11从临时接合状态变成真正接合状态(即完全接合的状态),在中 空内部构成上述储存空间5。另外,激光头100射出的激光可以使用半导体激光等,但并不限 于此,可以考虑包括激光透过性的衬里构成部件21的树脂厚度的性状 等,进行适当选择。此外,在激光焊接工序中,激光的输出(照射量) 或树脂衬里11的旋转速度等诸多条件,可以根据各衬里构成部件21、 22的性状进行适当设定。在激光焊接完成之后,腔室101内及树脂衬里11内恢复大气压(步 骤S7)。接着,对树脂衬里11外周面上的接缝部分的突出部进行切削 (步骤S8)。该突出部由包括激光透过性的接合部34的延伸部52的 其周边部位构成,并且沿着树脂衬里11的整个圆周方向且向树脂衬里 ll的径向外侧突出形成(参照图2)。在步骤S8的切削工序中,沿着整个圆周方向对该突出部进行切 削,从而使树脂衬里11外周面上的接缝部分平齐(外径大致相同)。 接下来,最后通过缠绕成形(filament winding)法等在树脂衬里ll外 表面形成加强层12 (步骤S9),从而制造出气体容器l。如上所述,根据本实施方式,使用激光焊接接合衬里构成部件21 及衬里构成部件22,因此能在短时间内并以低成本制造树脂衬里11。 由此,可以整体上提高气体容器1的生产率。此外,如上所述,在惰 性气体氛围下进行激光焊接,并且通过施加压差而在提高了接合部34、 44之间的紧贴度的状态下进行激光焊接,因此可以抑制接合不良,可 以制造出接合精度高的树脂衬里11。另外,根据接合部34、 44的形状,有时树脂衬里11外周面上的 接缝部分的突出部由两个衬里构成部件2K 22形成。此时,在步骤S8 的切削工序中,对两个衬里构成部件21、 22双方的外周面进行切削即可。[第2实施方式]接下来,参照图5及图6,以不同点为中心对第2实施方式涉及 的气体容器1的制造方法进行说明。与第1实施方式的不同点在于 作为压差产生装置,设置加温气体供给装置160,以代替负压产生装置 120;并且随之将制造工序的步骤S4变更为步骤S4'。加温气体供给装置160的结构可以与惰性气体供给装置110相同。 例如,加温气体供给装置160具有储存惰性气体的储气瓶161;将储 气瓶161和临时接合状态的树脂衬里11的盖子3连接的配管162;以 及设在腔室101外的配管162上、将储气瓶161内的惰性气体向树脂 衬里11内压送的衬里用泵163。向树脂衬里11内供给的惰性气体可以是与向腔室101内供给的惰 性气体不同种类的气体,也可以是相同种类的气体。在是相同种类的 气体时,也可以省略储气瓶161,将腔室101用的储气瓶111共用到加 温气体供给装置160上。衬里用泵163内装有对来自储气瓶161的惰性气体进行加温的省 略了图示的加热器。因此,驱动衬里用泵163时,己被加温的惰性气 体向树脂衬里ll内供给。另外,当然也可以不在衬里用泵163上设置 加热器,例如也可以在配管162上设置加热器等加热单元。制造工序的步骤S4'如下进行驱动与临时接合状态的树脂衬里
11连接的加温气体供给装置160,将已被加温的惰性气体向树脂衬里 11的大致密闭空间供给。预定量的惰性气体填充到树脂衬里11内时, 树脂衬里11的内压变高。而且,树脂衬里11的内压高于腔室101的 内压(即树脂衬里11的外压)时,树脂衬里11的内外产生压力差。因此,根据本实施方式也可以使树脂衬里11的内外产生压力差。 由此,在作为后续工序的激光焊接工序(步骤S6)中,可以在提高了接合部34、 44之间的紧贴力的状态下对接合部34、 44之间进行激光 焊接。另外,优选控制衬里用泵163的驱动,以使在激光焊接过程中 也使树脂衬里11内外的压差维持在预定水平。[第3实施方式]接下来,参照图7及图8,以不同点为中心对第3实施方式涉及 的气体容器1的制造方法进行说明。与第1实施方式的不同点在于 设置真空产生装置170,以代替惰性气体供给装置110;作为压差产生 装置设置加温空气供给装置180,以代替负压产生装置120;并且随之 将制造工序的步骤S3 S5变更为步骤S3" S5〃 。真空产生装置170例如具有抽出腔室101内的空气的真空泵171; 暂时储存由真空泵171抽出的空气的缓冲罐172;以及连接腔室101和 缓冲罐172的空气配管173。通过驱动空气配管173上的真空泵171,可以将腔室101内设定 为真空状态。另外,将用于检测腔室101内的真空度的传感器设在真 空泵171上游侧(腔室101顶0的空气配管173上,根据传感器的检 测结果,对真空泵171的驱动进行控制即可。加温空气供给装置180对由真空产生装置170抽出的腔室101内 的空气进行加温,向树脂衬里11内供给。例如,加温空气供给装置180 具有将储存在缓冲罐172内的空气向树脂衬里11内压送的衬里用泵181;和设有衬里用泵181、连接树脂衬里11的盖子3和缓冲罐172的配管182。衬里用泵181内置有对来自缓冲罐172的空气进行加温的油扩散 用的加热器(省略图示)。因此,驱动衬里用泵181时,被加热器加 温的空气供给到树脂衬里11内。另外,例如也可以在配管182或缓冲罐172上设置加热器等加热 单元,以代替在衬里用泵181上设置加热器。此外,加温空气供给装 置180也可以构成为例如第2实施方式的加温气体供给装置160等, 但是通过将使腔室101变成真空而抽出的空气注入到树脂衬里11内, 可以提高系统的整体效率。在本实施方式的制造工序的步骤S3〃中,对将临时接合状态的树 脂衬里11设置在内部的腔室101内进行抽真空。这通过将真空泵171 驱动预定时间而进行,由此腔室101内变成真空状态。下一工序的步骤S4"如下进行驱动衬里用泵181,将已被加温 的空气向树脂衬里11的大致密闭空间供给。当预定量的加温空气填充 到树脂衬里11内时,树脂衬里11的内压变高。而且,树脂衬里11的内压高于腔室101的内压(即树脂衬里11 的外压)时,树脂衬里11的内外产生压力差。例如利用腔室101内的 压力传感器132和配管182上的压力传感器133,对该压力差是否达到 预定的水平(最佳压差水平)进行确认(步骤S5〃 ),从而进入下一 激光焊接工序(步骤S6)。因此,根据本实施方式也可以使树脂衬里11内外产生压力差,因 此在作为后续工序的激光焊接工序(步骤S6)中,可以在提高了接合 部34、 44之间的紧贴度的状态下,对接合部34、 44之间进行激光焊 接。此外,由于可以在真空状态下进行激光焊接,因此可以适当控制接合部34、 44之间的氧化,使接合端面51、 61之间良好且恰当地接进而,与上述各实施方式相比,有利点在于,在对腔室101内抽 真空时,可以将附着在树脂衬里11的外表面等上的杂质与空气一并抽 出(去除)。此外,在激光焊接完成后(步骤S6),可以立即确认树 脂衬里11的气密性这一点是有用的。这例如,在激光焊接完成后将加 温空气供给到树脂衬里11的内部,并且利用上述压力传感器132对树 脂衬里11内外的压力变化进行检测,从而可以确认焊接后的气密性。另外,在上述第1 第3实施方式的说明中,都对树脂衬里ll的 内部压力进行调整,在树脂衬里11的内外施加压力差。当然也可以代 替该结构,通过对树脂衬里11的外部压力、即树脂衬里11的外壁与 腔室101的内壁之间的腔室101内的压力进行调整,从而在树脂衬里 11的内外施加压力差。此外,也可以对树脂衬里11的内部压力及外部 压力一并进行调整。[第4实施方式]接下来,参照图9及图10,以不同点为中心对第4实施方式涉及 的气体容器1的制造方法进行说明。与第1实施方式的主要不同点在 于在激光焊接工序(步骤S15)之前,对临时接合状态的树脂衬里 ll进行退火处理(步骤S14)。另外,制造工序的步骤Sll及S12与 第1实施方式的步骤Sl及S2相同,步骤S15 S18与第1实施方式的 步骤S6 S9相同,因此省略对它们的详细说明。在制造工序的步骤S13中,对将临时接合状态的树脂衬里11设置 在内部的腔室101内抽真空。例如如下进行驱动真空产生装置190 的真空泵191,经由与腔室101连接的空气配管192将腔室101内的空 气抽出。该真空产生装置190可以构成为与第3实施方式的真空产生
装置170相同。下一工序的步骤S14的退火处理如下进行首先对腔室101内进 行加温,由此将树脂衬里11加热到预定温度。而且,将该加热状态保 持预定时间后,对腔室101内进行冷却,对树脂衬里ll进行冷却。通过该退火处理,去除树脂衬里11的残留应力,但是此时各衬里 构成部件21、 22自收縮,因此接合部34、 44之间的紧贴度提高。由 此,在退火处理完成后的激光焊接工序(步骤S15)中,可以将紧贴度 提高的状态下的接合部34、 44之间进行激光焊接。因此,根据本实施方式也可以由激光焊接对接合部34、 44之间良 好且恰当地进行接合。此外,退火处理在真空内进行,因此可以在退 火处理完成后直接进入激光焊接工序。另外,在本实施方式中也可以辅助使用上述压差产生装置(第1 实施方式的负压产生装置120、第2实施方式的加温气体供给装置160、 以及第3实施方式的加温空气供给装置180)。这样,可以进一步提高 接合部34、 44之间的紧贴度。此外,由退火处理提高了接合部34、 44 之间的紧贴度,因此可以将压差产生装置的构成元件(例如,衬里用 泵122、 163、 181)小型化及简化。[第5实施方式]接着,参照图ll,以不同点为中心对第5实施方式涉及的气体容 器1进行说明。与第1实施方式的不同点在于气体容器1的树脂衬 里11由三个衬里构成部件201、 202、 203构成。另外,在图11中, 省略了加强层12。树脂衬里11通过激光悍接将在长度方向上一分为三的三个衬里 构成部件201、 202、 203进行接合而构成。位于两端的两个衬里构成
部件201、 202整体形状形成为碗状。位于中央的衬里构成部件203整 体形状形成为圆筒状或环状。两端的两个衬里构成部件201、 202,分 别例如通过喷射成型与盖子3 —体成型。中央的衬里构成部件203例 如通过喷射成型形成。两端的两个衬里构成部件201、 202分别除了回縮部211、 221及 连通部212、 222之外,在与各盖子3、 3的相反侧具有接合部213、 223。 中央的衬里构成部件203在轴方向开口的两端侧分别具有接合部231、 232。另外,对于上述接合部(213、 223、 231、 232),简单构成为与 轴方向垂直的端面,但优选与第1实施方式相同地,考虑激光的照射 性、或利用压差的紧贴性而构成。上述接合部(213、 223、 231、 232),具有激光透过性或激光吸 收性的特性。例如,两端的两个衬里构成部件201、 202由激光透过性 的热可塑性树脂形成,中央的衬里构成部件203由激光吸收性的热可 塑性树脂形成。当然,也可以相反,各衬里构成部件201、 202、 203 也可以部分地具有激光透过性或激光吸收性的特性。树脂衬里11的接 合部213、 231之间通过激光焊接相互接合,并且接合部223、 232之 间通过激光焊接相互接合。本实施方式的气体容器1的制造方法可以适用上述各实施方式的 制造方法。在这里,对利用激光焊接将三个衬里构成部件201、 202、 203同时接合的情况进行简单说明。首先,包括带有盖子3的衬里构成部件(201、 202)的三个衬里 构成部件201、 202、 203成型,将它们配置在腔室101内,使接合部 213、 231之间及接合部223、 232之间接触,从而成为临时接合状态的 树脂衬里11。
接下来,例如使腔室101内变成惰性气体氛围或真空状态,通过 差压产生装置(例如上述实施方式的负压产生装置120、加温气体供给装置160、以及加温空气供给装置180)对树脂衬里11的大致密闭空间减压或加压,对树脂衬里11的内外设定预定的压力差。接下来,使临时接合状态的树脂衬里11绕其轴旋转的同时,或使两个激光头IOO在树脂衬里11的周围旋转的同时,通过激光焊接对接 合部213、 231之间及接合部223、 232之间沿着整个圆周方向进行接 合。由此,三个衬里构成部件201、 202、 203 —体接合,制造出真正 接合状态的树脂衬里11。然后,经过预定的工序(例如第1实施方式 的S7 S9),制造气体容器1。因此,如本实施方式所述,即使由三个衬里构成部件201、 202、 203构成树脂衬里11,也可以与上述实施方式同样制造出生产率高的 气体容器1。另外,对于三个衬里构成部件201、 202、 203,说明了同时进行 临时接合或激光焊接等处理的例子,当然也可以分别进行这些处理。 此外,对三个衬里构成部件的情况进行了说明,但在四个以上时也相 同。g卩,本发明可以适用于将轴方向上排列的多个衬里构成部件接合的树脂衬里11。[第6实施方式]接下来,参照图12至图14,以不同点为中心对第6实施方式涉 及的气体容器1进行说明。图12是与图2同样,是放大表示接合部34、 44周围的剖面图。但是在图12中省略了加强层12。气体容器1的结 构与第l实施方式(图2)的不同点在于第6实施方式的接合部34、 44没有延伸部52、 62。
参照图13及图14,对气体容器1的制造方法进行说明。步骤S101及S102与第1实施方式的步骤S1及S2相同,步骤S105 与第1实施方式的步骤S9相同。首先,一对衬里构成部件21、22及两个盖子3、3成型(步骤SlOl)。 此时,通过喷射成型将衬里构成部件21及盖子3—体成型,同样地将 衬里构成部件22及盖子3—体成型。另外,也可以利用旋转成型或吹 塑成型来代替喷射成型。此外,也可以不将各衬里构成部件21、 22和 各盖子3、 3—体成型,可以在后述激光焊接工序(步骤S105)后等, 将各盖子3、 3安装在各衬里构成部件21、 22上。接下来,在制造设备内将带有盖子3的各衬里构成部件21、 22例 如配置成横向姿势,使衬里构成部件21、 22之间对接。而且,使接合 部34、 44之间接触,使接合端面51、 61之间沿着整个圆周方向接触 (步骤S102)。由此,变成衬里构成部件21、 22之间临时接合(暂时 接合)状态的树脂衬里11。另外,也可以在此后通过将省略了图示的 塞子旋入各衬里构成部件21、 22的各盖子3、 3中进行连接等,使临 时接合状态的树脂衬里ll内部处于大致密闭状态,使杂质无法进入该 密闭空间。作为下一工序,维持树脂衬里11的临时接合状态,并驱动省略了 图示的旋转装置,使树脂衬里11绕其轴旋转,同时驱动作为预加热装 置的加热器240,从而对接触状态的接合部34、 44之间进行预加热(步 骤S103)。加热器240位于树脂衬里11外侧,以非接触方式面对接合 部34、 44之间的圆周方向的一部分(衬里构成部件21、 22之间的接 合边界的一部分)。此外,加热器240具有在树脂衬里11的轴方向上延伸的加热区域 241,其长度相当于两接合端面51、 61的轴方向的长度(参照图12)。
因此,通过使树脂衬里11旋转一周,由加热器240预加热接合状态的接合端面51的整个面及接合端面61的整个面。另外,由于使接合端 面51、 61之间接触,因此可以促进预加热时的热传递。另外,可以将加热器240的轴方向的长度设定为小于两接合端面 51、 61的轴方向的长度,也可以使加热器240的加热区域241的位置 在轴方向上超出两接合端面51、 61。此外,使加热器240位于树脂衬 里11外侧,但也可以使加热器240位于树脂衬里11内侧,从其内表 面侧(从树脂衬里11的内部)对接触状态的接合部34、 44之间进行 预加热。进而,相对树脂衬里11为非接触式的加热器240,但也可以 构成接触式的预加热装置,使其与接合部34、 44之间的某一接合边界 的内表面或外表面接触。例如,在由内置有加热器的辊子构成接触式 的预加热装置的情况下,使受加温的辊子的圆周面与接合边界的内表 面或外表面接触即可。此外,也可以通过加热器240对接触状态的衬 里构成部件21、 22之间在整体上进行预加热,但是对作为激光焊接的 对象的接合部34、 44之间进行局部预加热时,能够适当地抑制衬里构 成部件21 (22)整体的热变形等热影响,并且可以减少所需的热量。接下来,对预加热的接合部34、 44之间照射激光(步骤S104)。 激光的照射通过驱动位于树脂衬里11外侧的激光头IOO而进行。激光 头100从激光透过性的接合部34外侧,向接触状态的接合端面51、 61 之间照射激光。照射的激光加热熔融接合端面61的树脂,并由其热传 递加热熔融接合端面51的树脂。而且,这些熔融的树脂通过冷却固化, 形成接合部34、 44之间相互一体接合的激光焊接部70。在这里,与预加热同样地,激光的照射也通过使临时接合状态的 树脂衬里11绕轴旋转来进行。因此,激光焊接部70沿着树脂衬里11 的整个圆周方向形成。在本实施方式中,激光头IOO在临时接合状态的树脂衬里11绕轴 旋转的方向上,被设置在加热器240的下游侧。由此,来自激光头IOO的激光随时照射到面对加热器240的接合部34、 44之间的预加热的部 分上。因此,通过使树脂衬里11至少旋转一周,接合部34、 44之间 沿着整个圆周方向受到预加热及激光照射。这样,接合端面51、 61之间的被预加热的部位顺次被激光照射, 接合端面51、 61之间通过激光焊接接合,因此可以在将接合部34、 44 之间的预加热温度的下降抑制在最小限度的状态下,对接合部34、 44 之间进行激光焊接。此外,在已被预加热的状态下照射激光,因此可以抑制树脂衬里 11受到激光照射的部位的焦化等,并且可以抑制树脂衬里11的接合不 良或强度降低。此外,由于进行预加热,接合端面51、 61之间变热,可以与此相 应地縮短激光焊接所需的时间。进而,由于进行预加热,因此即使激 光透过侧的接合部34由激光透过性低的树脂形成,或厚度较厚,也可 以不将激光的输出提高到所需值以上。另外,激光头100射出的激光可以使用半导体激光等,但并不限 于此,激光的种类考虑包括激光透过性的衬里构成部件21的树脂的厚 度的性状等,进行适当选择。此外,加热器240的输出(加热温度、 加热量、加热时间)、激光的输出(照射量、照射时间)、以及树脂 衬里11的旋转速度等诸多条件,根据各衬里构成部件21、 22及各接 合部34、 44的性状进行适当设定。此时,对于接合部34、 44之间的 预加热温度,设定为低于由激光加热而开始熔融的主加热温度。另外,在如上所述执行预加热工序(步骤S103)的过程中,执行 激光的照射,进行激光焊接工序(步骤S104),当然,也可以在对接 合部34、 44之间沿着整个圆周方向的预加热完成后,开始进行激光的
照射。另外,在上述说明中,从树脂衬里11外侧向接合部34、 44之 间照射激光,但也可以将激光头100配置在树脂衬里11内侧,从树脂 衬里11内侧向接合部34、 44之间照射激光。此外,也可以不是直接使树脂衬里ll旋转的结构,而是使加热器 240或激光头IOO直接在树脂衬里11周围旋转。也可以使树脂衬里11、 加热器240及激光头100,同时向相同方向或相反方向旋转,以代替上 述方法。当然,如上所述,与使加热器240及激光头IOO相关地旋转 的情况相比,从装置的结构来说,只使树脂衬里11旋转时变得简单。随着激光焊接的完成,树脂衬里11从临时接合状态变成真正接合 状态(即完全接合的状态),在中空内部构成上述储存空间5。而且, 作为激光焊接完成后的工序,通过缠绕成形法等在树脂衬里11的外表 面形成加强层12 (步骤S105),从而制造出气体容器l。如上所述,根据本实施方式的气体容器1的制造方法,在进行激 光焊接之前,对作为激光焊接对象的接合部34、 44之间进行预加热, 因此可以抑制激光照射时树脂衬里11的部位的焦化等,能以良好的接 合精度且在短时间内对衬里构成部件21、 22之间进行接合。[第7实施方式]接下来,参照图15,以不同点为中心对第7实施方式涉及的气体 容器1的制造方法进行说明。与第6实施方式的不同点在于将作为 预加热装置的加热器250的形状设置成线圈状。本实施方式的加热器250具有从树脂衬里11的外侧对接合部34、 44之间进行预加热的环状加热部251。环状加热部251大致沿着整个 树脂衬里11的圆周方向,以非接触方式面对接触状态的接合部34、 44 之间的接合边界。因此,即使不使树脂衬里11相对加热器250进行相 对旋转,也可以由环状加热部251大致沿着整个圆周方向对接合部34、44之间进行预加热。环状加热部251与上述加热器240同样地,例如 具有在树脂衬里11的轴方向上延伸的加热区域,其长度相当于两接合 端面51、 61的轴方向的长度。根据本实施方式,也可以对由加热器250预加热的接合部34、 44 之间照射激光,从而可以抑制焦化等问题,恰当地对接合部34、 44之 间进行激光焊接,从而进行接合。另外,在本实施方式中也可以与第6实施方式同样地适用各种变 形例,例如,在加热器250发热的过程中(即预加热过程中),树脂 衬里ll开始绕轴旋转,同时与此同步地开始照射激光。此外,也可以 不使树脂衬里11旋转,而是使激光头IOO在树脂衬里11周围旋转。[第8实施方式]接下来,参照图16,以不同点为中心对第8实施方式涉及的气体 容器1的制造方法进行说明。与第6实施方式的不同点在于作为代 替加热器240的预加热装置使用热风装置260。热风装置260例如具有省略了图示的热源;传送穿过热源的空 气或惰性气体等热风的省略了图示的鼓风机;以及将来自鼓风机的热 风导入到临时接合状态的树脂衬里11的内部的输送管261。输送管261 例如旋入到树脂衬里11的一个盖子3中进行连接。此时,输送管261的下游端在树脂衬里11的内部延伸,以将热风 从树脂衬里11内部吹到接合部34、 44之间的接合边界或其附近。当 然,也可以使输送管261下游端位于盖子3或树脂衬里11内部的中央 部等,用热风在整体上对树脂衬里11内部进行预加热。在进行该整体 预加热时,在树脂衬里11的连接有输送管261的盖子3的相反侧的盖 子3上,塞入塞子,由此尽可能使热无法
如上所述,根据本实施方式也可以对由热风装置260预加热的接 合部34、 44之间照射激光。由此,可以抑制焦化等问题,恰当地通过 激光焊接将接合部34、 44之间接合。特别是,在将加热的惰性气体用 作热风的情况下,在激光焊接时,还可以抑制接合部34、 44之间的氧 化。而且作为变形例,与上述实施方式同样地,在激光焊接时,可以 停止热风装置260的驱动,也可以继续对其进行驱动,维持预加热。 此外,在驱动热风装置260进行预加热时,可以使树脂衬里ll旋转, 但是在来自输送管261的热风沿着整个圆周方向吹到接合部34、 44之 间的接合边界或其附近的情况下,在预加热时也可以不使树脂衬里11 旋转。[第9实施方式]接下来,参照图17,以不同点为中心对第9实施方式涉及的气体 容器i及其制造方法进行说明。与第6实施方式的不同点在于气体 容器1的结构在接合部34、 44之间的界面设有发热性材料270。另外, 图17是放大表示气体容器1的接合部分80、与图12相同的剖面图。发热性材料270被设置在激光吸收性的衬里构成部件22的接合端 面61的整个面上。当然,也可以将发热性材料270设置在接合端面61 的一部分上。此外,也可以将发热性材料270设置在激光吸收件的接 合端面51的整个面上,也可以设置在两个接合端面51、 61上,以代 替上述结构。发热性材料270只要是发热性高于接合端面61的树脂的材料即 可。例如,发热性材料270可以由陶瓷、石墨、树脂、以及金属中的 任一种构成,也可以将其混合构成。在将发热性材料270设在接合端 面61上时,可以将发热性的微粒与挥发性溶剂混合,涂布在接合端面61的整个面上,也可以将掺入有发热性材料270的薄片粘贴在接合端面61的整个面上。在制造本实施方式的气体容器1时,在将衬里构成部件21、 22之 间对接进行临行接合之前,通过涂布等在接合端面61上设置发热性材 料270。即,本实施方式的气体容器1的制造工序在第6实施方式中说 明的图14所示步骤S101的工序和步骤S102的工序之间,具有在接合 端面61上设置发热性材料270的工序。在设置该发热性材料270的工序之后,对树脂衬里11进行临时接 合,对接触状态的接合部34、 44之间进行预加热,并且进行激光焊接, 从而进行接合。预加热例如使用第6 第8实施方式的预加热装置(240、 250、 260)来进行。随着激光焊接的完成,接合部34和接合部44 一 体接合的树脂衬里11的接合部分80变成在激光焊接部70的附近具有 发热性材料270的结构(参照图17 (B))。相对上述第6 第8实施方式,本实施方式的有利点在于第一, 由发热性材料270在进行预加热时促进接合端面51、 61之间的发热。 因此,可以在短时间进行预加热。第二,同样由发热性材料270在照 射激光时促进接合端面51、 61之间的熔融。因此,可以抑制接合部34、 44之间的焊接不良,更良好地进行接合。另外,有时通过激光焊接将发热性材料270与激光焊接部70 —体 设置。例如,在接合端面61的树脂由于激光照射而熔融时,在其中混 入有发热性材料270的情况下,存在该熔融后固化的树脂(即激光焊 接部70)中含有发热性材料270的情况。另外,在本实施方式中,在发热性材料270是导电性陶瓷的情况 等发热性材料270具有导电性时,也可以使用兼作预加热装置的高频 感应加热装置,以代替上述第6 第8实施方式的预加热装置。对利用高频感应加热装置制造气体容器1的制造方法进行简单说 明。在该制造过程中,首先,在进行图14所示步骤S102的工序时, 将临时接合状态的树脂衬里11设置在高频感应加热装置的高频炉内,并且在该高频炉内将激光头100设置在预定位置上。驱动高频感应加 热装置时,发热性材料270由高频引起的感应加热而产生热量,变成 接合端面51、 61之间被预加热的状态。在该高频感应加热装置处于驱 动状态时对激光头100进行驱动,通过激光焊接对接合端面51、 61之 间进行接合。这样,在接合端面61上设有导电性的发热性材料270的情况下使 用高频感应加热装置,从而可以用更短时间对接合端面51、 61之间进 行预加热,并且可以促进接合端面51、 61之间的熔融。因此,可以抑 制接合部34、 44之间的焊接不良,更良好地进行接合。此外,在激光焊接过程中,可以由高频引起的感应加热将激光焊 接部70保持在预定温度。因此,可以稳定树脂衬里11的品质。进而, 树脂衬里11自身可以由高频引起的感应加热得到与退火处理相同的效 果。[第IO实施方式]接下来,参照图18,以不同点为中心对第10实施方式涉及的气 体容器1的制造方法进行说明。与第9实施方式的不同点在于在高 频感应加热装置280的高频炉281内设置加压夹具290。加压夹具290例如由一对夹具构成,该夹具隔着接合部34、 44之 间相对设置,以使将临时接合状态的树脂衬里11从其两端侧向内侧压 紧。 一对加压夹具290、 290向树脂衬里11的轴方向内侧施加压紧力, 使接合端面51、 61之间牢固紧贴。 一对加压夹具290、 290可以具有 作为驱动源的气缸等驱动器,也可以是没有驱动器的结构。
根据本实施方式,可以在由一对加压夹具290、 290提高接合端面 51、 61之间的紧贴力的状态下,进行由高频引起的感应加热及激光焊 接。由此,可以提高激光焊接的接合端面51、 61之间的接合性,并且 可以进一步确保树脂衬里11的接合强度及气密性。另外,也可以利用摩擦压接等其他结构使临时接合状态的接合端 面51、 61之间牢固紧贴,以此代替一对加压夹具290、 290的机械性 压紧力。[第11实施方式]接下来,参照图11,以不同点为中心对第11实施方式涉及的气 体容器1进行说明。如上所述,如在第5实施方式中进行的说明所述,气体容器1的 树脂衬里ll由三个衬里构成部件201、 202、 203构成。在该气体容器 1的制造方法中,在对三个衬里构成部件201、 202、 203同时进行预加 热及激光焊接的情况下,可以如下进行。首先,使接合部213、 231之间及接合部223、 232之间接触,制 造临时接合状态的树脂衬里11。接下来,使临时接合状态的树脂衬里 11绕其轴旋转的同时,在预加热中途或之后通过激光焊接沿着整个圆 周方向对接合部213、 231之间及接合部223、 232之间进行接合。另 外,也可以不旋转树脂衬里U,而是使两个预加热装置(例如加热器 240、 250)及两个激光头IOO在树脂衬里11周围旋转。由此,三个衬里构成部件201、 202、 203 —体接合,制造出真正 接合状态的树脂衬里11。然后,沿着整个三个衬里构成部件201、 202、 203外周而巻绕加强层,制造出气体容器l。
因此,如本实施方式所示,即使由三个衬里构成部件201、 202、 203构成树脂衬里11,也可以与上述实施方式同样地,制造激光焊接 的接合良好的气体容器1。另外,对三个衬里构成部件201、 202、 203,说明了同时进行预 加热及激光焊接等处理的例子,当然也可以分别进行这些处理。此外, 对三个衬里构成部件的情况进行了说明,但在四个以上时也相同。艮P, 本发明,可以适用于将轴方向上排列的多个衬里构成部件接合的树脂 衬里11。[第l2实施方式]接下来,参照图19及图20,对第12实施方式涉及的气体容器1 的制造方法说明不同点。与第6实施方式的不同点在于激光头100 兼作预加热装置、和设有测量水分的非接触式的水分测量装置300。水分测量装置300对衬里构成部件21、 22的含水率进行测量。水 分测量装置300位于树脂衬里11的外侧,以非接触方式面对接合部34、 44之间的圆周方向的一部分(衬里构成部件21、 22之间的接合边界的 一部分)。因此,水分测量装置300对接合部34或接合部44的含水 率进行测量。水分测量装置300例如可以使用露点计、红外线分光计等各种公 知的部件,在本实施方式中使用微波水分计。由省略了图示的旋转装 置,使树脂衬里ll绕轴旋转一周,水分测量装置300可以沿着整个圆 周方向对接合部34或接合部34的含水率进行测量。图19是表示从开始预热至激光焊接完成为止的工序的流程图,这 些工序相当于第6实施方式的图14所示预热工序(步骤S3)及激光焊 接工序(步骤S104)。
在步骤S201中,由旋转装置使临时接合状态的树脂衬里11旋转的同时,驱动激光头100,对接触状态的接合部34、 44之间预加热。 此时,激光头100的激光输出设定为接合部34、 44之间不能激光焊接 的程度。即,预加热时的激光输出,设定为低于主加热(用于激光焊 接的加热)时的激光输出。在执行预加热的同时,由水分测量装置300对衬里构成部件21、 22的含水率进行测量(步骤S202)。在这里,在含水率超过基准值时 (步骤S203:否),激光头100继续进行预加热,由预加热继续去除 接合部34、 44的水分。含水率的基准值例如设定为0.2%。另一方面,在含水率在基准值以内时(步骤S203:是),激光头 100从预加热进入主加热,开始进行接合部34、 44之间的激光焊接(步 骤S204)。而且,与上述实施方式同样地,在激光焊接完成时(步骤 S205),树脂衬里11从临时接合状态变成真正接合状态。如上所述,在本实施方式中,可以根据水分测量装置300的测量 结果进行预加热,并且将接合部34、 44的含水率降低至预定的基准值。 由此,可以在接合部34、 44的含水率达到不会产生焊接不良的含水率 时,开始进行激光焊接,并且可以进行可靠性高的激光焊接。此外, 经过整个制造工序,衬里构成部件21、 22的湿度管理变得容易。进而, 由于激光头IOO兼作预加热装置,因此可以简化制造装置整体的结构。另外,根据水分测量装置300的测量结果进行预加热,在激光头 100以外的预加热装置的情况下也有效,可以适用于上述各实施方式。[其他实施方式]作为第6实施方式 第12实施方式而说明的本发明的气体容器1 的制造方法,可以利用各种制造设备进行,可以适当利用第1 第4实 施方式中记载的制造设备。例如,也可以将第6实施方式的临时接合状态的树脂衬里11配置 在腔室内,使腔室内变成惰性气体氛围或真空状态,对接合部34、 44之间进行预加热及/或激光焊接。这样,与大气相比在低氧氛围下进行预加热及/或激光焊接,因此可以抑制各接合部34、 44的氧化,并且可以进一步提高接合精度。此外,也可以在激光焊接时在树脂衬里11的内外施加压力差,提 高接合端面51、 61之间的紧贴性。压力差的施加可以例如由泵经由树 脂衬里11的盖子3对树脂衬里11的内部进行减压或加压来进行。这 样,即使不用或简化在第IO实施方式中说明的加压夹具,也可以在提 高接合端面51、 61之间的紧贴力的状态下,由激光焊接将其接合。产业上的利用性在上述本发明的气体容器1中说明的激光焊接,不仅适用于树脂 衬里11,还可以适用于汽车部件或配管部件等各种树脂成型品。例如, 在由多个树脂成型材料构成进气歧管,利用激光焊接对树脂成型材料 之间进行接合时,也可以适用上述接合部之间的结构、激光焊接时施 加的压力差、激光焊接时的惰性气体氛围或真空状态、在激光焊接工 序之前进行的预加热、以及在激光焊接部70添加发热性材料270等, 从而提高接合精度。
权利要求
1.一种气体容器,具有树脂衬里,接合多个至少一部分为中空圆筒状的衬里构成部件而构成;和加强层,配置在上述树脂衬里的外周面上,上述气体容器的特征在于,上述多个衬里构成部件的接合部之间通过激光焊接而相互接合。
2. —种气体容器,具有树脂衬里,接合多个至少一部分为中空 圆筒状的衬里构成部件而构成;和加强层,配置在上述树脂衬里的外周面上, 上述气体容器的特征在于,一个衬里构成部件的接合部和其他衬里构成部件的接合部接合的 接合部分,具有通过激光焊接而将上述接合部之间相互接合的激光焊 接部。
3. 根据权利要求2所述的气体容器,其特征在于, 上述接合部分具有与上述激光焊接部一体设置或在其附近设置的发热性材料。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的气体容器,其特征在于, 上述接合部之间通过激光焊接沿着上述树脂衬里的整个圆周方向相互接合。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的气体容器,其特征在于, 相互接合的一个衬里构成部件的接合部具有激光透过性,并且另一个衬里构成部件的接合部具有激光吸收性。
6. 根据权利要求1至4中任一项所述的气体容器,其特征在于, 相互接合的一个衬里构成部件具有激光透过性,并且另一个衬里 构成部件具有激光吸收性的部件。
7. 根据权利要求5或6所述的气体容器,其特征在于,具有上述激光透过性的接合部在上述树脂衬里中位于外侧,并且 具有上述激光吸收性的接合部在上述树脂衬里中位于内侧。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的气体容器,其特征在于, 上述多个衬里构成部件中的至少一个,在与其他衬里构成部件接合的接合部的相反侧,具有用于将上述树脂衬里的中空内部和外部连 通的连通部。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的气体容器,其特征在于, 相互接合的一个衬里构成部件的接合部具有倾斜的第一接合端面,并且另一个衬里构成部件的接合部具有与上述第一接合端面对应 地倾斜、且通过激光焊接与该第一接合端面接合的第二接合端面。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的气体容器,其特征在于, 该气体容器构成为可储存高压可燃气体。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的气体容器,其特征在于,具备具有上述树脂衬里及上述加强层的容器主体;和 在上述容器主体的一端部设置的盖子。
12. —种气体容器的制造方法,上述气体容器具有接合多个至少 一部分为中空圆筒状的衬里构成部件而构成的树脂衬里,上述气体容 器的制造方法的特征在于,包括如下工序第一工序,由激光透过性的部件构成待相互接合的一个衬里构成 部件的接合部,并且由激光吸收性的部件构成另一个衬里构成部件的 接合部;第二工序,在上述第一工序之后,使待相互接合的衬里构成部件 的接合部之间接触;以及第三工序,在上述第二工序之后,从由上述激光透过性的部件构 成的接合部侧照射激光,通过激光焊接将接触状态的接合部之间相互 接合。
13. 根据权利要求12所述的气体容器的制造方法,其特征在于, 上述第二工序,将上述激光透过性的接合部从外侧与上述激光吸收性的接合部接触,上述第三工序,通过配置在衬里构成部件外侧的激光照射装置, 从上述激光透过性的接合部侧照射激光。
14. 根据权利要求12或13所述的气体容器的制造方法,其特征在于,上述第三工序包括在待相互接合的两个衬里构成部件的内外施 加了压力差的状态下照射激光。
15. 根据权利要求14所述的气体容器的制造方法,其特征在于, 上述第三工序中的上述压力差的施加,通过对待相互接合的两个衬里构成部件的内部的压力及外部的压力中的至少一个进行调整来进 行。
16. 根据权利要求15所述的气体容器的制造方法,其特征在于, 上述第三工序中的上述压力差的施加,通过将待相互接合的两个衬里构成部件的内部设为大致密闭状态,并对该大致密闭空间进行减 压或加压来进行。
17. 根据权利要求16所述的气体容器的制造方法,其特征在于, 上述第三工序中的上述压力差的施加,通过经由在待相互接合的两个衬里构成部件的至少一个上设置的连通部,对上述密闭空间进行 减压或加压来进行。
18. 根据权利要求12至17中任一项所述的气体容器的制造方法, 其特征在于,上述第二工序中,在衬里构成部件的轴方向上将待相互接合的两 个衬里构成部件的接合部之间重叠地配置,并使该重叠部位之间接触。
19. 根据权利要求12至18中任一项所述的气体容器的制造方法, 其特征在于,在上述第二工序和上述第三工序之间还具有在使待相互接合的 两个衬里构成部件的接合部之间接触的状态下,进行退火处理的工序。
20. 根据权利要求12至19中任一项所述的气体容器的制造方法, 其特征在于,上述第三工序中,使待相互接合的两个衬里构成部件相对激光照 射装置进行相对旋转的同时,沿着衬里构成部件的整个圆周方向对上 述接触状态的接合部之间进行激光焊接。
21. 根据权利要求12至20中任一项所述的气体容器的制造方法, 其特征在于,上述第三工序在低氧氛围下进行。
22. 根据权利要求12至21中任一项所述的气体容器的制造方法, 其特征在于,上述第一工序中,由激光透过性的部件构成待相互接合的一个衬 里构成部件,并且由激光吸收性的部件构成另一个衬里构成部件。
23. 根据权利要求12至22中任一项所述的气体容器的制造方法, 其特征在于,在上述第三工序之后,还具有如下工序对通过激光焊接而接合 的两个衬里构成部件中的至少一个的外周面进行切削,以使该两个衬 里构成部件的外周面的接缝平齐。
24. 根据权利要求12至23中任一项所述的气体容器的制造方法, 其特征在于,还具有对待相互接合的两个衬里构成部件的至少一个进行预加热 的预加热工序,上述第三工序,在进行上述预加热工序的中途或在上述预加热工 序之后执行。
25. 根据权利要求24所述的气体容器的制造方法,其特征在于, 上述预加热工序中,对待相互接合的一个衬里构成部件的接合部、和另一个衬里构成部件的接合部的至少一个进行预加热。
26. 根据权利要求25所述的气体容器的制造方法,其特征在于, 上述预加热工序中,对接触状态的接合部之间进行预加热。
27. 根据权利要求26所述的气体容器的制造方法,其特征在于, 上述预加热工序中,从接触状态的衬里构成部件之间的内侧及外侧中的至少一侧,对接触状态的接合部之间进行加热。
28.根据权利要求27所述的气体容器的制造方法,其特征在于, 上述预加热工序中,使接触状态的衬里构成部件之间相对具有热源的预加热装置进行相对旋转的同时,沿着整个圆周方向对接触状态的接合部之间进行预加热。
29.根据权利要求28所述的气体容器的制造方法,其特征在于, 上述第三工序中,使接触状态的衬里构成部件之间相对照射激光的激光照射装置进行相对旋转的同时,沿着整个圆周方向对接触状态的接合部之间进行预加热。
30. 根据权利要求29所述的气体容器的制造方法,其特征在于,上述预加热装置,在接触状态的衬里构成部件之间的旋转方向上, 位于上述激光照射装置的上游侧。
31. 根据权利要求24至30中任一项所述的气体容器的制造方法, 其特征在于,执行上述预加热工序的预加热装置,是加热器、热风装置、高频 感应加热装置、以及激光照射装置中的至少一种。
32. 根据权利要求24至31中任一项所述的气体容器的制造方法, 其特征在于,在上述预加热工序之前,还具有如下工序在待相互接合的一个 衬里构成部件的接合部、和另一个衬里构成部件的接合部的至少一个 上设置发热性材料。
33. 根据权利要求32所述的气体容器的制造方法,其特征在于, 上述发热性材料是陶瓷、石墨、树脂、以及金属中的至少一种。
34. 根据权利要求24至33中任一项所述的气体容器的制造方法, 其特征在于,上述预加热工序中,根据对衬里构成部件的接合部的水分进行测 量的水分测量装置的测量结果,进行预加热。
35. 根据权利要求12至34中任一项所述的气体容器的制造方法, 其特征在于,相互接合的一个衬里构成部件的接合部具有倾斜的第一接合端 面,并且另一个衬里构成部件的接合部,具有与上述第一接合端面对 应地倾斜、且通过激光焊接与该第一接合端面接合的第二接合端面。
36. 根据权利要求12至35中任一项所述的气体容器的制造方法, 其特征在于,上述气体容器构成为能够储存高压可燃气体。
37. —种气体容器,具有树脂衬里,接合多个至少一部分为筒 状的衬里构成部件而构成;和加强层,配置在上述树脂衬里的外周面上, 上述气体容器的特征在于,上述多个衬里构成部件的接合部之间通过激光焊接而相互接合。
38. —种气体容器的制造方法,上述气体容器具有接合多个至少 一部分为筒状的衬里构成部件而构成的树脂衬里,上述气体容器的制 造方法的特征在于,包括如下工序第一工序,由激光透过性的部件构成待相互接合的一个衬里构成 部件的接合部,并由激光吸收性的部件构成另一个衬里构成部件的接 合部;第二工序,在上述第一工序之后,使待相互接合的衬里构成部件 的接合部之间接触;以及第三工序,在上述第二工序之后,从由上述激光透过性的部件构 成的接合部侧照射激光,通过激光焊接将接触状态的接合部之间互相 接合。
全文摘要
本发明的课题在于提供一种气体容器及其制造方法,可以将衬里构成部件之间恰当地接合,并提高生产率。气体容器具有树脂衬里,将至少一部分为中空圆筒状的衬里构成部件之间接合而构成;和加强层,配置在树脂衬里的外周面上,衬里构成部件的接合部和衬里构成部件的接合部通过激光焊接沿着整个圆周方向接合。接合部由激光透过性的树脂形成,接合部由激光吸收性的树脂形成。
文档编号B29C65/16GK101133280SQ20068000696
公开日2008年2月27日 申请日期2006年2月20日 优先权日2005年3月2日
发明者天野正明, 太田正彦, 石川武史 申请人:丰田自动车株式会社
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