JPH08219393A - ガスボンベ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＦＲＰ製外殻の９０度クラックの発生を抑制
し、耐環境性、耐久性に優れたガスボンベを提供する。 【構成】 ガスバリア性を有する内殻２と、該内殻２を
覆うように設けた耐圧性のＦＲＰ製外殻３とを有するガ
スボンベであって、外殻３を構成するＦＲＰのＭ値（繊
維方向における伸度／繊維方向に対して直角の方向にお
ける伸度）が２以下であることを特徴とするガスボン
ベ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種のガスボンベ、特
に自動車等に搭載するのに好適なガスボンベに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、米国その他の諸外国で、天然ガス
を燃料とする自動車が低公害車として注目されている。
そのような自動車には、一般にＣＮＧタンク（Ｃｏｍｐ
ｒｅｓｓｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ Ｔａｎｋ）と
呼ばれるガスボンベが搭載される。

【０００３】そのような自動車用ガスボンベは、従来、
スチールやアルミニウム合金等の金属で作られている
が、金属製のものは重く、燃費を低下させる。加えて、
天然ガスの単位重量あたりの発熱量はガソリンの半分程
度にすぎないから、無補給で走行できる距離をガソリン
車並に高めようとするとガソリンの場合の約２倍もの天
然ガスを搭載しなければならず、これがまた車両総重量
を増大させ、燃費を低下させている。そのため、燃費向
上の一策として、ガスボンベの軽量化が検討されてい
る。

【０００４】ところで、特公平５−８８６６５号公報に
は、ガスバリア性を有するプラスチック製の内殻を、耐
圧性のＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製外殻で覆って
いるガスボンベが記載されている。このガスボンベは、
本質的にプラスチックからなるものであるから金属製の
ものにくらべてかなり軽量であり、これを自動車用の天
然ガスボンベとして用いると、燃費の向上が期待でき
る。

【０００５】このようなガスボンベにおいては、ＦＲＰ
製外殻に関して、一般に、補強繊維の配列方向に対して
直角の方向（以下、繊維直角方向とも言う。）における
伸度は、補強繊維の配列方向（以下、繊維方向とも言
う。）における伸度よりも低いので、この方向に過大な
歪が生じた場合補強繊維を切断しない樹脂内部や繊維近
傍のクラック（以下、慣習上「９０度クラック」と呼
ぶ。）が発生することがある。とくに、ガスボンベを、
加圧、減圧を長期にわたって繰り返して使用すると、９
０度クラックがより多く発生することがある。

【０００６】ＦＲＰ製ガスボンベにこのような９０度ク
ラックが発生すると、そのクラックに水、酸やアルカリ
溶剤などが侵入してクラックが拡大されたり、内殻まで
達して内殻を腐食させたりして、ボンベの破壊やガス漏
れの原因となるおそれがある。さらに９０度クラック
は、そのクラック先端に高い剪断力を生じるので、ＦＲ
Ｐ内における層間剥離や内殻からのＦＲＰ層の剥離の原
因ともなり、ガスボンベの耐圧性能を低下させるおそれ
がある。また、内殻まで高い剪断力が及ぶと、内殻のガ
スバリア性能を低下させるおそれもある。

【０００７】これ程重大な特性にもかかわらず、ガスボ
ンベの設計に関して、繊維方向の安全率についての規格
はあるものの（たとえば、米国ＡＮＳＩ（Ａｍｅｒｉｃ
ａｎＮａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｉｎｓｔｉ
ｔｕｔｅ／ＮＧＶ−２（１９９２））では、炭素繊維の
場合は２．２５、ガラス繊維の場合は３．５）、繊維直
角方向の安全率についての規格は見当たらず、繊維直角
方向の伸度に注目した容器の先行文献も見当たらない。
但し、クラックに関しては、ボイドが発生源であると考
えて、ボイドの低減を目的とした公知例はある（たとえ
ば米国特許第４，４３８，８５８号公報）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような従来技術の現状に鑑み、とくにＦＲＰ製外殻の
９０度クラックの発生を抑制し、耐環境性、耐久性に優
れたガスボンベを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
ガスボンベは、ガスバリア性を有する内殻と、該内殻を
覆うように設けた耐圧性のＦＲＰ製外殻とを有するガス
ボンベであって、前記外殻を構成するＦＲＰのＭ値（繊
維方向における伸度／繊維方向に対して直角の方向にお
ける伸度）が２以下であることを特徴とするものからな
る。

【００１０】図１は、本発明の一実施態様に係るガスボ
ンベを示している。図１において、ガスボンベ１は、ガ
スバリア性を有する内殻２と、この内殻２を覆うように
設けた耐圧性のＦＲＰ製外殻３とを有する。このガスボ
ンベ１は、全体として胴部Ａと、それに続く鏡板部Ｂ
と、ノズル取付用の口金４およびそれに装着されたノズ
ル５と、反対側に設けられたボス６とを有している。

【００１１】上記において、内殻２は、ガス漏れを防ぐ
作用をもつ。また、後述するように耐圧性の外殻を形成
するときの芯体としても作用する。

【００１２】この内殻２は、たとえばポリエチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹
脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール
樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂で作られている。
耐衝撃性に優れるという意味では、ＡＢＳ樹脂が好まし
い。そのような樹脂製の内殻２は、たとえば、周知のブ
ロー成形法によって製造でき、ブロー成形の際に口金４
と一体的に結合できる。複合ブロー成形法を用い、ガス
シール性に優れる、たとえばポリアミド樹脂の層を、剛
性に優れる、たとえば高密度ポリエチレン樹脂の層で挟
んだ多層構造とすることもできる。また、内殻２は、Ｆ
ＲＰで作られていてもよい。そのようなＦＲＰ製の内殻
２は、たとえば、後述するような、外殻３に用いる補強
繊維の、繊維長２〜１０ｍｍ程度の短繊維を含む樹脂を
射出成形することによって製造することができる。さら
に、内殻２は金属、たとえば薄いアルミニウム合金やマ
グネシウム合金等の軽合金から構成されていてもよい。

【００１３】内殻２は、上述したようにガス漏れを防ぐ
作用をもっている。かかる作用を向上させるために、内
表面および／または外表面にガスバリア層を形成するの
も好ましい。たとえば、ブロー成形に際して吹込ガスと
してフッ素を含む窒素ガスを用いると、内殻２の内表面
にフッ素樹脂の被膜からなるガスバリア層を形成するこ
とができる。また、外表面に銅、ニッケル、クロム等の
金属のメッキ被膜を形成してガスバリア層とすることも
できる。金属メッキ被膜の形成は、電解メッキ法や無電
解メッキ法によることができる。内殻２を複合ブロー成
形法によって製造する場合、内側にガスバリア性に優れ
たポリアミド樹脂等の層を配し、外側に、易メッキ性
の、たとえばＡＢＳ樹脂の層を配して金属メッキ被膜の
成形を容易にすることもできる。

【００１４】内殻には、また、その内面に２．５〜５ｃ
ｍ程度の間隔で周方向に延びるリング状のリブを設ける
ことができる。そのような内殻は、たとえば、リブ付の
プラスチック製の半割の内殻を作り、それらを接合、一
体化することによって得ることができる。このリブは、
内殻の強度を向上させ、後述するＦＲＰの外殻の形成時
における内殻の変形を防ぎ、外殻を形成するＦＲＰ層の
補強繊維の蛇行や偏在による外殻の強度低下や強度のば
らつき、ひいては耐圧性能の低下を防ぐのに役立つ。

【００１５】一方、外殻３は、耐圧性能をもたせると同
時に、ガスボンベ１全体の軽量化をはかるという観点か
ら、ＦＲＰで構成されている。そのようなＦＲＰ製の外
殻３は、上述した内殻２を、いわゆるマンドレルとし
て、その周りに周知のフィラメントワインディング法や
テープワインディング法によって樹脂を含む補強繊維糸
の巻層を形成し、成形することによって構成することが
できる。このとき、内殻２の外表面を平均高さが１０〜
２００μｍ程度の粗面に形成しておくと、ワインディン
グ時における補強繊維糸の滑りを防止でき、補強繊維の
分布の乱れを少なくできるので好ましい。

【００１６】外殻３を構成するＦＲＰの繊維直角方向の
伸度は、１．２％以上であることが好ましい。繊維直角
方向に１．２％という伸度は、後述の繊維体積含有率と
樹脂の伸度からしてかなり高い値であり、ボンベの重量
が増えることを覚悟して、極端に少ない補強繊維を含有
するＦＲＰとするか、極端に伸度の大きい樹脂を使うこ
とも考えられるが、前者の場合は外殻にＦＲＰを使う意
味がなくなるおそれがあり、後者の場合はゴムなどの材
料となり、耐熱性が落ちてやはり外殻には使えない。

【００１７】ＦＲＰの補強繊維として用いる繊維として
は、ガラス繊維（Ｅ−ガラス、Ｓ−ガラスなど）、炭素
繊維（ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維など）、有
機繊維（アラミド繊維、ポリエチレン繊維など）があ
る。これら繊維を合糸したいわゆるハイブリッド繊維と
してもよい。

【００１８】また、加圧時の外殻ＦＲＰの変形が大きい
と、繊維直角方向の変位も大きくなり、９０度クラック
が発生しやすいので、変形の小さい高弾性率繊維である
炭素繊維が好ましい。さらに、炭素繊維は比強度（＝強
度／密度）が高いという特性を併せもつのでボンベを軽
量化できるというメリットもある。

【００１９】炭素繊維は、実質的に炭素元素だけからな
る繊維状の炭素材料であり、原料であるポリアクニロニ
トリルを加熱焼成して得られるＰＡＮ系炭素繊維と、ピ
ッチを原料とするピッチ系炭素繊維がある。中でも、Ｐ
ＡＮ系の炭素繊維は比強度が高く好ましい。

【００２０】また、繊維には、樹脂との接着を良好にし
て、繊維と樹脂界面からのクラックを防止する目的で、
表面処理を施すことが好ましい（たとえば炭素繊維で
は、酸やアルカリによる電解処理など）。さらに、接着
の不足が懸念される場合には、適当なカップリング剤や
サイジング剤を繊維表面に塗布することが好ましい。炭
素繊維に塗布するサイジング剤としては、マトリックス
樹脂をベースとする水溶媒系または有機溶媒系のものが
好ましい。また、繊維の毛羽の発生を抑えるという目的
を併せもたせてもよい。

【００２１】また、補強繊維の含有率については、ボン
ベを軽量化するためには、繊維体積含有率（Ｖｆ）は大
きい方が好ましいが、補強繊維含有による強度向上効果
および９０度クラック発生防止効果等を総合的に勘案す
ると、４０％≦Ｖｆ≦７０％が好ましい。Ｖｆ＜４０％
だと軽量化効果が少なくなるし、Ｖｆ＞７０％では繊維
同士が接触する確率が大きくなり、強度利用率が低下す
る可能性があるからである。強度と重量のバランスとい
う点では、５０％≦Ｖｆ≦６０％であることがより好ま
しい。

【００２２】フィラメントワインディング法でＶｆを高
くするには、テンションコントロールすることが好まし
く、開繊性に優れる扁平糸を用いるとよい。また、補強
繊維のフープ巻は、その層自体が高Ｖｆとなりやすいだ
けでなく、フープ巻の内側の層（すでにワインドした
層）のＶｆをも高くすることができるので（樹脂を絞り
出す効果があるため）、フープ巻を多用することも好ま
しい。

【００２３】外殻ＦＲＰのマトリックス樹脂として用い
る樹脂としては、エポキシ樹脂、変性エポキシ、ポリエ
ステル、ビニルエステル樹脂、または熱可塑性樹脂等が
ある。このマトリックス樹脂の伸度は、前記の繊維体積
含有率と同様、ＦＲＰの繊維直角方向の伸度に大きく影
響するので、４％以上であることが好ましい。なぜなら
ば、樹脂の弾性率は数ＧＰａ（エポキシならば２〜４Ｇ
Ｐａ程度）であり、補強繊維（たとえば、ガラス繊維が
３０ＧＰａ程度、炭素繊維は１００ＧＰａ程度）よりも
一桁小さく、したがって、ＦＲＰが繊維直角方向に歪ん
だ歪以上に、樹脂が歪むからである。繊維の含有率が大
きく（＝樹脂含有率が小さく）なればなるほど、樹脂に
発生する歪がより大きくなり、繊維直角方向の伸度が低
下して９０度クラックが発生しやすくなる。したがっ
て、前述の好ましい繊維体積含有率の範囲とも関連させ
て考えると、マトリックス樹脂の伸度は４％以上である
ことが好ましい。さらに好ましくは、低温での伸度を確
保するために、（つまり、ボンベは−４０℃程度にさら
されることがあるので）、６％以上のものがよい。

【００２４】エポキシ樹脂は、分子中に１個以上、好ま
しくは２個以上のエポキシ基をもつ化合物であり、その
化合物には、アミン類やフェノール類や、炭素−炭素２
重結合から誘導される化合物などがある。アミン類から
誘導される化合物としては、テトラグリシジルジアミノ
ジフェニルメタン、トリグリシジル−ｐ−アミノフェノ
ールなどがある。また、フェノール類から誘導されるも
のとしては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ブ
ロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などがある。さ
らに、炭素−炭素２重結合を有する化合物から誘導され
るものとしては、脂環式エポキシ樹脂などが挙げられ
る。中でも、エポキシ樹脂の伸度を高くするには、２官
能エポキシ（たとえば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂あるいはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂）の含有率
を多くすることが好ましい。

【００２５】硬化剤としては、酸無水物（無水メチルナ
ジック酸など）、アミン系硬化剤（メタフェニレンジア
ミン、メチルジアニリン、エチルメチルイミダゾール、
イソホロンジアミンなど）、ポリアミノアミド系硬化
剤、フェノール系硬化剤（ビスパラキドロキシフェニル
スルフォンなど）、ポリメルカプタン系硬化剤、潜在性
硬化剤（ジシアンジアミドなど）を使用できる。また、
これらの硬化剤と、いわゆる硬化触媒である三フッ化ホ
ウ素アミン錯体や、イミダゾール化合物を併用してもよ
い。また、イソシアネートとジメチルアミンとの付加反
応によって得られる尿素化合物を併用してもよい。

【００２６】また、樹脂の靱性を向上させて９０度クラ
ックの進展を抑制するという目的で、３０重量％以下の
範囲で熱可塑性樹脂やエラストマーを添加することがで
きる。添加する熱可塑性樹脂としては、たとえば、ポリ
ビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホ
ン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリアミド
イミド、ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステルな
どがある。エラストマーとしては、液状ゴムや固形ゴム
があるが、カルボン酸基や、アミノ基、エポキシ基など
の官能基を有するものが好ましい（たとえば特公昭６３
−１２０９１号、特公昭６２−３４２５１号公報などに
示されているもの）。

【００２７】とくに、エラストマーやゴムを添加して靱
性を向上させた場合には、硬化温度が低下して、ＦＲＰ
の残留熱歪を小さくできて９０度クラックの発生を遅ら
せることができたり、熱による内殻の損傷を軽減できた
り、成形サイクルを短くしたりできる。また、粘度（１
０ポアズ以下が好ましい）を下げる目的で、フェニルグ
リシジルエーテルやブチルグリシジルエーテルなどのモ
ノエポキシ化合物やビニルシクロヘキセンジオキシドな
どのエポキシ化合物を希釈剤として用いてもよいし、ア
セトンやメチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドな
どの溶媒を使用してもよい。

【００２８】不飽和ポリエステル樹脂は、無水マレイン
酸のような反応性二重結合を有する不飽和二塩基酸とグ
リコール類とのエステル反応によって得られるポリエス
テルであり、スチレン、フタル酸ジアリル、シアヌル酸
トリアリル、メタクリル酸メチルなどの重合性モノマー
に溶解し、重合触媒として過酸化ベンゾイルを加えた
り、メチルエチルケトンパーオキシドを促進剤としナフ
テン酸コバルトを併用することで硬化させる。

【００２９】また、ビスフェノール系ポリエステル樹脂
やメタクリル酸メチルとアクリル酸エチルの共重合体と
配合したポリエステル樹脂は硬化時の収縮が小さく好ま
しい。

【００３０】さらに、ビニルエステル樹脂は、エポキシ
樹脂とアクリル酸やメタクリル酸などのビニルカルボン
酸とを反応させたものである。高伸度化するには、２官
能エポキシ（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフ
ェノールＦ型エポキシ樹脂など）から得られたビニルエ
ステル樹脂が好ましい。また、エポキシの場合と同様の
理由で、高靱性で、硬化温度が低いものほどより好まし
い。

【００３１】本発明に係るガスボンベ１のＦＲＰ製外殻
３を形成する方法は、とくに限定されず、公知のフィラ
メントワインディング法やテープワインディング法が適
用できるが、成形の容易性、繊維体積含有率のコントロ
ールや補強繊維の巻き方向制御の容易性等の面から、と
くにフィラメントワインディング法が好ましい。このと
き、テンションコントロールしながら巻くと、補強繊維
が蛇行せず、強度利用率が向上するし、Ｖｆも高くでき
る。高伸度・高靱性樹脂（たとえば、エラストマー変成
したエポキシ樹脂）ほど粘度が高く、補強繊維への含浸
が悪いので、巻き速度を遅くしたりローラでしごくとよ
い。

【００３２】外殻３の構成としては、補強繊維のヘリカ
ル巻とフープ巻を併用することが好ましい。とくにフー
プ巻には、Ｖｆを上げる効果がある。また、最外層にフ
ープ巻をすると、表面が平滑になる効果もある。

【００３３】さて、本発明においては、ＦＲＰ製外殻の
Ｍ値（繊維方向伸度／繊維直角方向伸度）が２以下であ
ることが必須の要件となる。このＭ値の計算に必要なＦ
ＲＰ製外殻の繊維方向および繊維直角方向の破断伸度
は、以下のようにして測定する。

【００３４】（１）外殻表面（歪測定箇所）の露出 ボンベに施された塗装や保護膜（層）等の耐圧以外の効
果を目的とする部分を取り除いて、外殻胴部の表面を露
出させる。クロスや不織布などの耐圧効果も併せもつ層
がある場合には、それも取り除いて長繊維（連続繊維）
からなる耐圧目的の部分を露出させる。露出させるの
は、外殻全体でなくともよく、以下に述べる歪測定、お
よび９０度クラック検出に必要な面積以上であればよい
が、外殻が部分的に補強されているなどして、肉厚が著
しく厚くなっているなどの特異な部分は避けることにす
る。

【００３５】（２）歪測定法 歪の測定は、（使い捨て式の）歪ゲージによる方法が簡
便だが、伸び計や光（レーザー）式の変位計測装置を用
いてもよい。伸び計を用いる場合は、ボンベ破裂まで使
用すると破裂に伴い伸び計が破損するので周知しておく
ことが必要である。露出した外殻表面に、ボンベの軸方
向と周方向に歪ゲージ（ゲージ長：５〜１０ｍｍ）２枚
を、接着剤（測定しようとする歪よりも伸びのあるもの
を選定しないとゲージがはがれるので注意）で貼りつけ
る。以下、軸方向の歪ゲージをゲージ１、周方向の歪ゲ
ージをゲージ２と呼ぶ。ゲージの精度はボンベの加圧速
度（後述）において１％以上であるものが好ましく、試
験中の歪量の変化の全てを記録できるものとする。

【００３６】（３）繊維直角方向伸度（繊維方向に対し
て直角の方向における伸度） 繊維直角方向の伸度（εＴ）は、標準状態（温度＝２３
℃±２℃、相対湿度＝５０±１０％）で、水または気体
を充填することでボンベを加圧（加圧速度＝１３．８気
圧／秒程度）していった際に発生するクラック（繊維破
壊を伴わない樹脂内部や繊維近傍でのクラックのこと
で、以下９０度クラックと呼ぶ。）の発生により決定す
る。すなわち、９０度クラックが発生した層の配列角
（θ）とゲージ１の歪（ε１）とゲージ２の歪（ε２）
から、次式で近似算出する。（配列角とはボンベの軸方
向と繊維方向のなす角度のことである。） εＴ＝ε１ｓｉｎ² θ＋ε２ｃｏｓ² θ

【００３７】外殻の表面層に発生する９０度クラックの
検出には、拡大鏡やリモート方式の顕微鏡（たとえば、
キーエンス社製のリモートマイクロスコープＶＨ−５９
００）を用いることができる。９０度クラック発生にと
もなう音などを参考に、ボンベの表面を注意深くスキャ
ンする。なお、加圧時に観察された９０度クラックは、
ボンベを減圧した際には観察されにくくなるので、観察
は加圧中に（オンラインで）行う方がよい。

【００３８】外殻の内層に発生する９０度クラックの検
出には、アコースティック・エミッション法や超音波探
傷法、Ｘ線透過法などのいわゆる非破壊検査法を用い
る。なかでも、ＡＥ（アコースティック・エミッショ
ン）法は規格も整備されているので好ましい。ＡＥ法を
用いる場合には、ＡＳＴＭ−Ｅ−１０６７およびそこで
引用されている規格（ＡＳＴＭ−Ｄ８８３、ＡＳＴＭ−
Ｅ６１０、ＡＳＴＭ−Ｅ６５０、ＡＳＴＭ−Ｅ７５０）
や、（社）日本高圧力技術協会の「ＦＲＰ容器の使用中
検査と強度信頼性」（１９９４）などを参照して９０度
クラックの検出を行う。この際、９０度クラックの検出
には、高振幅の突発型のＡＥ信号に注目するのがよい。
とくに、注意すべきことは、カイザー効果（ある歪で発
生したクラックに伴う信号を見逃すと、再びその歪に達
しても信号がでないこと。すなわち、ボンベを試験する
前に、なんらかの手法で破裂寸前まで加圧したボンベを
本歪測定試験に供したとすると、ボンベ内にはクラック
がすでに発生しているためノイズによるＡＥ信号しか検
出されない。）があることを周知しておくことである。

【００３９】さらに、ＡＥ法で９０度クラックと推定さ
れる信号が検出された場合には、容器を切断して顕微鏡
や拡大鏡で９０度クラックの確認を行う。容器の切断時
に損傷を与えないように、ダイアモンドカッターなどの
工具を用いて、注意深く切断する。（加圧していない健
全な容器で適切な切断法を事前に見いだしておくとよ
い。）

【００４０】なお、アコースティック・エミッション
（ＡＥ）法の測定原理は以下の通りである。すなわち、
ＦＲＰは、初期欠陥または劣化・損傷に起因する樹脂割
れ、層間剥離、繊維破断などの微視破壊が発生後、合体
・進展し、最終破壊にいたる累積損傷進展過程を取る。
この微視破壊に伴って放出される弾性波をアコースティ
ック・エミッション（とくに一次ＡＥ）と呼び、この信
号は破壊に対応した情報を含んでいる。また、積層剤で
あるＦＲＰは、層間剥離の損傷が生じたとき、負荷変動
により損傷破面の擦れが生じて二次ＡＥが発生する。こ
の二次ＡＥがカイザー効果を成立させなくなる原因とな
り、カイザー効果の成立比がフェリシティ比として損傷
評価に用いられる。ＡＥ検査法では、一次ＡＥと二次Ａ
Ｅを負荷条件と対応させることで識別し、進展する損傷
と既に発生した損傷の両方を検出している。

【００４１】（４）繊維方向伸度（繊維方向における伸
度） 繊維方向の伸度（εＬ）は、前記（３）項と同様の条件
でボンベを加圧していき、ボンベが破裂する時のゲージ
１またはゲージ２（εｌまたはε２）の最大値として定
義する。なお、繊維直角方向の伸びの方が一般に小さい
から、繊維直角方向の伸度の方が先に求まるので、ボン
ベの破裂以前に、モニターしているゲージ１または２の
値を使って計算したＭ値が本発明で規定した値、すなわ
ち２以下に達したら、繊維方向の伸度を正確に測定する
必要はない。すなわち、ボンベ破裂による危険回避のた
め加圧を中止してよい。

【００４２】上記のような測定方法により、外殻ＦＲＰ
のＭ値を検出できる。Ｍ値を２以下とすることにより、
とくに９０度クラックの発生を抑制し、クラック発生に
伴う水、酸やアルカリ溶剤などの侵入、耐圧性、耐久性
の低下を防止できる。

【００４３】なお、本発明に係るガスボンベに充填され
るガスの種類としては、特に限定されず、前述の如き天
然ガスの他、窒素や酸素、ヘリウムガス等が挙げられ
る。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガスボン
ベによるときは、ＦＲＰ製外殻のＭ値を特定値以下と
し、とくに９０度クラックの発生を抑制できるようにし
たので、ＦＲＰ化による軽量化を達成しつつ、ボンベの
耐環境性、耐久性を大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係るガスボンベの縦断面
図である。

【符号の説明】

１ ガスボンベ ２ 内殻 ３ 外殻 ４ ノズル取付用口金 ５ ノズル ６ ボス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスバリア性を有する内殻と、該内殻を
   覆うように設けた耐圧性のＦＲＰ製外殻とを有するガス
   ボンベであって、前記外殻を構成するＦＲＰのＭ値（繊
   維方向における伸度／繊維方向に対して直角の方向にお
   ける伸度）が２以下であることを特徴とするガスボン
   ベ。
2. 【請求項２】 前記外殻を構成するＦＲＰの、繊維方向
   に対して直角の方向における伸度が１．２％以上であ
   る、請求項１のガスボンベ。
3. 【請求項３】 前記外殻を構成するＦＲＰにおける繊維
   体積含有率が４０％以上７０％以下である、請求項１ま
   たは２のガスボンベ。
4. 【請求項４】 前記外殻を構成するＦＲＰにおけるマト
   リックス樹脂の伸度が４％以上である、請求項１ないし
   ３のいずれかに記載のガスボンベ。