高压罐的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及罐。
【背景技术】
[0002]作为以尚压填充氣气等流体的触，已知有具备金属制的接口、树脂制的内壳(以下，也称为“内衬”)、纤维强化树脂制的外壳(以下，也称为“加强层”)的高压罐。接口是用于向高压罐内填充流体或将高压罐内的流体放出的作为开口部起作用的构件，设置在高压罐的开口端。
[0003]作为高压罐的制造方法，已知有绕丝法(以下，也称为“FW法”)。在FW法中，在内衬安装有接口的罐主体的外表面上卷绕浸渍有环氧树脂等热固性树脂的强化纤维。并且，通过使该强化纤维含有的热固性树脂发生热固化来形成加强层。
[0004]通常，在FW法中，在将罐主体保持为能够旋转的基础上，使罐主体沿着罐主体的圆周方向旋转并卷绕强化纤维。在使罐主体旋转时，将罐主体的接口固定于FW装置进行旋转。此时，可能接口空转而无法将浸渍有热固性树脂的强化纤维适当卷绕于罐主体的外表面。
[0005]因此，在日本国专利公开公报日本特开2013-167298号中提出了将接口的外周形状形成为锯齿形状来抑制接口的空转的技术。
【发明内容】
[0006]然而，高压罐的内压在使用时发生变化。如上所述，内衬为树脂制，接口为金属制，膨胀率不同。因此，当罐的内压发生变化时，基于接口与内衬的膨胀率的差异，在接口与内衬的交界处，在加强层产生应力，在加强层可能会发生变形。在专利文献1的技术中，接口的外周形状为锯齿形状，与接口的外周形状为圆形状相比，接口与内衬的交界较长，因此在高压罐的内压发生变化的情况下，在加强层容易在多个部位发生变形。另一方面，若使接口的外周形状简单形成为圆形状，则如前述那样接口可能会空转。
[0007]本发明为了解决上述的课题而完成，可以作为以下的方式来实现。
[0008](1)根据本发明的一方式，提供一种尚压触。该尚压触具备:触主体，具有树脂制的内衬和在所述内衬的开口端安装的非树脂制的接口 ；及加强层，覆盖所述罐主体整体，具有耐压性，所述内衬具备与所述内衬的中心轴大致正交且与所述接口接触的第一接触面，所述接口具备与所述内衬的所述第一接触面接触的第二接触面，所述第一接触面及所述第二接触面中的任一方具备突起部，另一方具备与所述突起部嵌合的凹部，所述第二接触面的外周形状可以为大致圆形状。
[0009]根据该方式的高压罐，内衬和接口中的任一方在与内衬的中心轴(即，高压罐的中心轴)大致正交的接触面上具备突起部，另一方具备与突起部嵌合的凹部，因此伴随于高压罐的绕中心轴的旋转而转矩作用于高压罐的情况下，突起部与凹部嵌合，能够抑制内衬或接口的空转。因此，例如，通过FW法在内衬及接口的外表面上形成加强层时，即使大的转矩作用于接口，也能够抑制接口的空转。而且，这样的话，例如，与使用第二接触面的外周形状为花键形状、锯齿形状及多边形形状等的接口的情况相比，内衬与接口的交界较短。因此，即使高压罐的内压变化，基于接口与内衬的膨胀率的差异而在加强层上作用有应力，也能够抑制加强层的变形在多个部位发生的情况。
[0010](2)在上述方式的高压罐中，可以的是，所述突起部形成为以所述高压罐的中心轴为中心的放射状。这样的话，与伴随于高压罐的旋转的转矩正交地配置突起部，因此能够更有效地抑制内衬或接口的空转。
[0011](3)在上述方式的高压罐中，可以的是，所述突起部形成于所述内衬的所述第一接触面。这样的话，与在接口的第二接触面上形成突起部的情况相比，能够容易地制造。
[0012](4)在上述方式的高压罐中，可以的是，而且，所述第一接触面和所述第二接触面分别具备第一卡合部和第二卡合部，所述第一卡合部和所述第二卡合部相互卡合而抑制所述接口与所述内衬的分离。这样的话，能抑制接口与内衬的分离，因此能够进一步抑制内衬或接口的空转。
[0013](5)在上述方式的高压罐中，可以的是，所述第一卡合部及所述第二卡合部以俯视下呈大致圆周状的方式形成在比所述突起部靠外周处。这样的话，能够将接口与内衬的接触面的外周没有遗漏且没有不足地卡合，因此能够更牢固地抑制接口的空转。
[0014]需要说明的是，本发明能够以各种方式实现。例如，能够以具备高压罐的燃料电池系统、搭载有该燃料电池系统的移动体等方式实现。
【附图说明】
[0015]图1是表示作为本发明的第一实施方式的高压罐的概略结构的剖视图。
[0016]图2是表示将罐主体安装于FW装置的状态的说明图。
[0017]图3是表不罐主体的外观结构的一部分的立体图。
[0018]图4是将图1的XI部放大而概略性地表示的放大剖视图。
[0019]图5是表示内衬的第一接触面的概略结构的立体图。
[0020]图6是表示接口的第二接触面的概略结构的立体图。
[0021]图7是表示第二实施方式的内衬的第一接触面的概略结构的俯视图。
[0022]图8是将第二实施方式的罐主体的图7的A-A截面放大而概略性地表示的放大剖视图。
[0023]图9是表示第三实施方式的内衬的第一接触面的概略结构的俯视图。
[0024]图10是将第三实施方式的罐主体的图9的B-B截面放大而概略性地表示的放大剖视图。
[0025]图11是表示第四实施方式的内衬的第一接触面的概略结构的俯视图。
[0026]图12是将第四实施方式的罐主体的图11的C-C截面放大而概略性地表示的放大剖视图。
【具体实施方式】
[0027]A.第一实施方式:
[0028]A1.高压罐的结构:
[0029]图1是表示作为本发明的第一实施方式的高压罐的概略结构的剖视图。在本实施方式中，高压罐100用于填充例如压缩氢。高压罐100在填充有压缩氢的状态下，例如，为了向燃料电池供给氢而搭载于燃料电池车。
[0030]如图1所示，高压罐100呈两端缩径成曲面状的大致圆筒形状，具备内衬10、加强层20、接口 30、接口 40、阀50。以下，将安装有接口 30及接口 40的内衬10也称为“罐主体60”。
[0031]内衬10由尼龙树脂构成，具有以免填充到内部空间的氢等向外部泄漏而隔绝的性质。
[0032]接口 30安装在内衬10的一方的开口端。接口 30由铝构成，作为高压罐100的开口起作用，并作为用于向罐主体60安装配管或阀50的安装部起作用。而且，接口 30也作为用于将罐主体60向后述的绕丝装置(以后，也称为“FW装置”)安装的安装部起作用。接口 30如图示那样具备大致圆筒状的圆筒部36和与圆筒部36大致正交的凸缘状的凸缘部
38。关于接口 30的结构，在后文详细叙述。
[0033]接口 40安装在内衬10的另一开口端。接口 40由铝构成，安装成一部分向外部露出的状态，作为将罐内部的热量导向外部的热传导部起作用。而且，接口 40作为用于将罐主体60向FW装置安装的安装部起作用。如图所示，接口 40具备:呈与接口 30的圆筒部36同径的圆柱状的圆柱部46 ;与接口 30的凸缘部38同径且与圆柱部46大致正交的凸缘状的凸缘部48。圆柱部46形成有用于将罐主体60向FW装置安装的第一孔部42、第二孔部44。
[0034]加强层20以覆盖罐主体60的整体的方式形成。“覆盖罐主体整体”是指至少以跨内衬的外表面整体和内衬与接口的交界的方式进行覆盖即可，包括接口的一部分未由加强层覆盖(露出)的方式。详细而言，加强层20形成为覆盖内衬10的外表面整体、接口 30的凸缘部38的外表面整体、接口 30的圆筒部36的外表面的一部分、接口 40的外表面。加强层20由作为纤维强化塑料的CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastcs)构成，具有耐压性。在本实施方式中，加强层20通过FW法形成。具体而言，使用罐主体60作为心轴，将浸渍有环氧树脂的碳纤维在罐主体60的周围卷绕规定的匝数之后，使环氧树脂固化而形成。
[0035]阀50在圆柱状的部分形成有外螺纹(未图示)。通过使阀50的外螺纹与在接口30的圆筒部36的内侧面形成的内螺纹(未图示)螺合，接口 30的开口由阀50封闭。
[0036]图2是表示将罐主体安装于FW装置的状态的说明图。FW装置200是用于使罐主体60沿着内衬10的圆周方向旋转并向罐主体60的外周卷绕浸渍有环氧树脂的碳纤维(以下，也简称为“碳纤维”)的装置。FW装置200主要具备支承台220、电动机210、第一旋转轴212、第二旋转轴214、纤维放出部(未图示)。
[0037]第一和第二旋转轴212、214是在FW装置200中，用于将罐主体60保持成能够以其中心轴为中心旋转的支承轴。在罐主体60的安装时，第一旋转轴212从接口 30的贯通孔37沿着罐主体60的中心轴插入到罐主体60的中空部，其轴端与接口 40的第一孔部42嵌合。需要说明的是，在第一旋转轴212形成有与在贯通孔37形成的内螺纹(未图示)螺合的外螺纹(未图示)，第一旋转轴212将接口 30固定，并且将接口 30的贯通孔37气密地密封。另一方面