CN103620291A - 高压气罐和高压气罐的制造方法 - Google Patents

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Abstract

该高压气罐（1）是通过绕罐衬里（2）的外周卷绕浸渍有热固性树脂的纤维而绕所述罐衬里（2）的外周形成纤维增强的树脂层（3）的罐。所述纤维增强的树脂层（3）包括形成在所述罐衬里（2）侧的内侧层（3a）和形成在所述内侧层（3a）的外周上的外侧层（3b）。所述内侧层（3a）形成为致密层，而所述外侧层（3b）通过在所述外侧层（3b）中形成比所述内侧层（3a）中更大量的空隙而形成为密度比所述内侧层（3a）低的层。

Description

高压气罐和高压气罐的制造方法
技术领域
本发明涉及一种高压气罐，更特别地涉及一种具有其中罐衬里的外周由纤维增强的树脂层覆盖的结构的高压气罐。
背景技术
高压气罐的罐衬里的外周覆盖有纤维增强的树脂。日本专利申请公报No.2009-216133（JP 2009-216133 A）描述了在纤维增强的树脂中形成通气孔以便防止已透过罐衬里并存留在罐衬里和纤维增强的树脂之间的残留气体伴随着放出噪声一下子同时放出到外部的技术。
此外，日本专利申请公报No.2009-191904（JP 2009-191904 A）描述了通过溶化形成在纤维增强的树脂层的最外周部上的热固性树脂层以使残留气体更容易从热固性树脂层通过来抑制残留气体的放出噪声的产生的技术。
日本专利申请公报No.2009-216133（JP 2009-216133 A）中记载的通气孔形成方法涉及通过在罐衬里和纤维增强的树脂层之间注入等于或大于常规压力的气体来产生微小裂缝而在纤维增强的树脂层中形成通气孔。然而，对于该方法，难以控制微小裂缝产生的位置，因而难以在整个纤维增强的树脂层上均匀地形成通气孔。如果在纤维增强的树脂层的一部分中存在没有形成通气孔的区域，则在该区域内会产生气体放出噪声。因此，试图抑制气体放出噪声将需要用于检查通气孔的分布并选择通气孔适当地分布的罐的单独工序，这会增加与制造相关的时间和成本两者。
另外，JP 2009-191904 A中记载的制造方法涉及使用溶剂来溶化形成在纤维增强的树脂层的最外周部上的热固性树脂层。对于该制造方法，难以均匀地形成最终热固性树脂层的厚度。因此，残留气体可能最终局部存留在热固性树脂层形成得厚的部分中，并且结果，不能够完全防止残留气体最终伴随着放出噪声一下子同时放出到外部的现象。
此外，如果局部地产生大量将透过罐衬里到达外部的气体，则会超过能够透过热固性树脂层的气体的容许极限，因而无法防止在该部分的放出噪声。
发明内容
由此本发明提供了一种能够抑制由已透过罐衬里的气体引起的气体放出噪声的高压气罐，以及该高压气罐的制造方法。
本发明的第一方面涉及一种高压气罐，在所述高压气罐中通过绕罐衬里的外周卷绕浸渍有热固性树脂的纤维而在所述罐衬里的外周上形成纤维增强的树脂层。所述纤维增强的树脂层包括形成在所述罐衬里侧的内侧层和形成在所述内侧层的外周上的外侧层。所述内侧层形成为致密层，而所述外侧层形成为密度比所述内侧层低的层。
根据该方面，纤维增强的树脂层形成为被分成内侧层和外侧层。因此，通过使这些层的特性彼此不同，能够提高整个纤维增强的树脂层的功能。更具体地，将内侧层形成为致密层使得能够确保能承受从罐衬里侧施加的大的力的强度。即使以此方式致密地形成内侧层，储存在罐衬里内部的气体处于高压力下，因而气体也透过内侧层传送到外侧层。因此，通过使外侧层成为密度比内侧层低的层，已透过的气体分散在具有低密度的整个外侧层上。为了使外侧层成为密度比内侧层低的层，例如，可在外侧层中形成大量空隙。通过以此方式在外侧层中设置大量空隙，已透过的气体在大量空隙之间移动并分散在整个外侧层上。以此方式使气体遍及整个外侧层分散能够降低局部的气体放出，这又使得可充分地抑制气体放出噪声。
此外，即使透过罐衬里到达外部的气体局部大量地产生，纤维增强的树脂层的外侧层的密度低，因而气体也不会集中在一个区域内，而是将代之以在分散之后到达表面树脂层。结果，气体透过表面树脂层并从高压气罐流出，因而能够可靠地抑制气体放出噪声的产生。
在上述方面中，所述外侧层的厚度可形成得比所述内侧层的厚度薄。
如上所述，内侧层主要用来确保强度，而外侧层主要用来分散已从内侧层侧透过的气体。对于该结构，通过使外侧层的厚度比内侧层的厚度薄，能够确保内侧层的厚度，且由此能够确保充分的强度。
在上述方面中，在所述外侧层中可形成有空隙，并且在所述内侧层中可没有空隙形成。
本发明的第二方面涉及一种高压气罐的制造方法，在所述高压气罐中通过绕罐衬里的外周卷绕浸渍有热固性树脂的纤维而在所述罐衬里的外周上形成纤维增强的树脂层。该制造方法包括用于准备所述罐衬里的准备工序、用于通过在所述罐衬里上卷绕所述纤维而在所述罐衬里上形成内侧未固化层的第一形成工序、用于通过在所述内侧未固化层上卷绕所述纤维而在所述内侧未固化层上形成外侧未固化层的第二形成工序、以及用于通过加热而使所述内侧未固化层和所述外侧未固化层的所述热固性树脂硬化以分别形成内侧层和外侧层并由此形成所述纤维增强的树脂层的硬化工序。在所述第一形成工序中所述内侧未固化层致密地形成。通过在所述第二形成工序中在所述外侧未固化层中形成大量空隙，使所述内侧层成为致密层，而使所述外侧层成为密度比所述内侧层低的层。
根据该方面，使在第一形成工序中形成内侧未固化层的方式与在第二形成工序中形成外侧未固化层的方式不同导致具有特性不同的内侧层和外侧层的纤维增强的树脂层的形成。以此方式，形成在罐衬里的外侧的纤维增强的树脂层形成为被分成内侧层和外侧层，因而非常容易使这些层的特性不同，并且结果，易于提高整个纤维增强的树脂层的功能。更具体地，将内侧层形成为致密层使得可确保能承受从罐衬里侧施加的大的力的强度。即使以此方式致密地形成内侧层，储存在罐衬里内部的气体处在高压力下，因而气体也透过内侧层传送到外侧层。因此，在本发明中，通过将外侧层形成为密度比内侧层低的层，已透过的气体在具有低密度的整个外侧层上分散。为了使外侧层成为密度比内侧层低的层，例如，可在外侧层中形成大量空隙。通过以此方式在外侧层中设置大量空隙，已透过的气体在大量空隙之间移动并在整个外侧层上分散。以此方式使气体遍及整个外侧层分散能够降低局部的气体放出，这又使得可充分地抑制气体放出噪声。
另外，在上述方面中，在所述第二形成工序中，可通过以比所述第一形成工序中所述纤维的卷绕数少的所述纤维的卷绕数形成所述外侧未固化层而使所述外侧层的厚度形成得比所述内侧层的厚度薄。
在该结构中，内侧层主要用来确保强度，而外侧层主要用来分散已从内侧层侧透过的气体。对于该结构，可通过使外侧未固化层的卷绕数比内侧未固化层的卷绕数少而使外侧层的厚度形成得比内侧层的厚度薄。因此，能够通过简单地改变卷绕数来确保内侧层的厚度，从而能够确保充分的强度。
另外，在上述结构中，在所述第二形成工序中，可通过使所述纤维的卷绕张力比所述第一形成工序中所述纤维的卷绕张力低而在所述外侧层中形成所述大量空隙。
当纤维的卷绕张力降低时，在该卷绕部分中发生松弛，并且由该松弛可靠地形成气隙。在上述结构中，通过使第二形成工序中纤维的卷绕张力比第一形成工序中纤维的卷绕张力低而容易且可靠地在外侧层中形成大量空隙。
另外，在上述结构中，所述第二形成工序中所述纤维的卷绕张力可等于或小于所述第一形成工序中所述纤维的卷绕张力的1/2。
另外，在上述结构中，在所述第二形成工序中，可通过使所述纤维的卷绕方向与所述第一形成工序中所述纤维的卷绕方向不同而在所述外侧层中形成所述大量空隙。
另外，在上述结构中，所述第一形成工序中所述纤维的卷绕方向可基本垂直于所述罐衬里的轴线，并且所述第二形成工序中所述纤维的卷绕方向可相对于所述罐衬里的轴线成小的角度。
另外，在上述结构中，所述第一形成工序可包括环向卷绕，且所述第二形成工序可包括螺旋式卷绕。
在该结构中，例如，可通过使第二形成工序中纤维的卷绕方向不同于第一形成工序中纤维的卷绕方向而采用相对于罐衬里的轴线成小的角度卷绕的螺旋式卷绕。以此方式在形成外侧未固化层时采用螺旋式卷绕使得能够在纤维的侧端部形成空隙。
另外，在上述结构中，在所述第二形成工序中，可通过在所述纤维之间介设间隙材料而在所述外侧层中形成所述大量空隙。
另外，在上述结构中，所述间隙材料可由玻璃纤维形成。
在该结构中，在第二形成工序中，例如，能够通过在卷绕纤维时加入诸如玻璃纤维之类的间隙材料而在外侧层中可靠地形成大量空隙。
根据上述方面和结构，能提供一种能够抑制由已透过罐衬里的气体引起的气体放出噪声的高压气罐，以及该高压气罐的制造方法。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
图1是根据本发明的一个示例性实施例的高压气罐的剖视图；
图2是图1中的A部分的结构的放大剖视图；
图3是图1中的B部分的结构的放大剖视图；
图4是示出根据示例性实施例的高压气罐的制造工序的流程图；
图5是示出根据示例性实施例的卷绕工序的细节的流程图；
图6是示出根据示例性实施例的卷绕工序的一个修改示例的流程图；
图7是在由根据图6所示的修改示例的卷绕工序形成时外侧层的结构的剖视图；
图8是示出根据示例性实施例的卷绕工序的另一个修改示例的流程图；以及
图9是在由根据图8所示的修改示例的卷绕工序形成时外侧层的结构的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的示例性实施例。为了便于理解描述，图中同样的构成要素将尽量用同样的附图标记表示，并且将省略这些要素的赘述。
首先，将参照图1描述根据本发明的一个示例性实施例的高压气罐。图1是根据该示例性实施例的高压气罐1的剖视图。图1示出在与高压气罐1的轴向（即，纵长方向）正交的平面上穿过高压气罐1的中心附近的区域的截面。
如图1所示，高压气罐1包括罐衬里2、纤维增强的树脂层3、表面树脂层5和帽盖6。罐衬里2配置在最内侧，并且是两端都封闭以使得能将诸如氢气之类的气体保持在内部的筒状部件。
帽盖6安装在罐衬里2在纵长方向上的一个端部上，并且用作供气体导入罐衬里2中的入口。更具体地，帽盖6具有大致圆筒形状，并且是配合在罐衬里2的开口中的金属部件。帽盖6用于在将高压气罐1内的氢供给到罐的外部时提供与外部气体供给管路的连接。
纤维增强的树脂层3是通过绕罐衬里2的外周卷绕纤维而形成的层。纤维增强的树脂层3包括内侧层3a和外侧层3b。内侧层3a形成为与罐衬里2的外周邻接的致密层。另一方面，外侧层3b形成为其中具有大量空隙并与内侧层3a的外周侧邻接的低密度层。
表面树脂层5作为仅由不包括纤维的树脂构成的层形成在纤维增强的树脂层3的最外周上。
接下来，将参照图2和3描述构成纤维增强的树脂层3的内侧层3a和外侧层3b。图2是图1中的A部分的结构的放大剖视图，并且详细示出外侧层3b。图3是图1中的B部分的结构的放大剖视图，并且详细示出内侧层3a。
如图2所示，外侧层3b形成为整体CFRP（碳纤维增强塑料）结构，在所述结构中碳纤维7彼此叠置并且相邻的碳纤维7与未示出的环氧树脂结合在一起。
在外侧层3b中，在碳纤维7（包括将碳纤维7结合在一起的环氧树脂；下同）之间形成有空隙8a。遍及整个外侧层3b形成有大量这些空隙8a。因而，外侧层3b是其中具有大量空隙8a的层。
同时，如图3所示，内侧层3a也是整体CFRP结构，在该结构中碳纤维7彼此叠置并且相邻的碳纤维7与未示出的环氧树脂结合在一起。
然而，在内侧层3a中，在碳纤维7之间没有空隙形成。而是，碳纤维7紧密地连接在一起。因而，内侧层3a形成为致密层，其中几乎没有空隙。
如上所述，在该示例性实施例中，形成在罐衬里2的外侧的纤维增强的树脂层3形成为被分成内侧层3a和外侧层3b。因此，通过使这些层的特性彼此不同而提高了整个纤维增强的树脂层3的功能。更具体地，将内侧层3a形成为致密层使得能够确保能承受从罐衬里2侧施加的大的力的强度。即使在内侧层3a以此方式致密地形成时，储存在罐衬里2内部的气体处在高压力下，因而气体也透过内侧层3a传送到外侧层3b。因此，通过在外侧层3b中形成比内侧层3a中更多的空隙8a而使外侧层3b成为低密度层，已透过的气体在大量空隙8a之间移动以使得气体遍及整个外侧层3b分散。以此方式使气体遍及整个外侧层3b分散使得可减少局部的气体放出，由此能够充分地抑制气体放出噪声。
此外，即使透过罐衬里2传送到外侧的气体局部大量地产生，外侧层3b的密度由于遍及纤维增强的树脂层3的外侧层3b分布的大量空隙8a而低，因而气体也不会集中在一个区域内，而是将代之以在按照空隙8a的分布分散之后到达表面树脂层5。结果，气体透过表面树脂层5并从高压气罐流出，因而能够可靠地抑制气体放出噪声的产生。
另外，在该示例性实施例中，外侧层3b的厚度形成得比内侧层3a的厚度薄。如上所述，在该示例性实施例中，内侧层3a主要用来确保强度，而外侧层3b主要用来分散已从内侧层3a侧透过的气体。因此，使外侧层3b的厚度比内侧层3a的厚度薄确保了内侧层3a的厚度，并由此使得可确保充分的强度。
接下来，现将描述根据该示例性实施例的高压气罐1的制造方法。图4是示出根据该示例性实施例的高压气罐1的制造方法的流程图。如图4所示，高压气罐1的制造方法包括罐衬里/帽盖组装工序S10、卷绕工序S20、热固化工序S30和加压检查工序S40。
在罐衬里/帽盖组装工序S10中，作为准备工序的一部分，将帽盖6组装到罐衬里2上。在这种情况下，帽盖6不是特殊的帽盖；可使用一般的帽盖。
在罐衬里/帽盖组装工序S10之后的卷绕工序S20中，通过绕罐衬里2的外表面卷绕CFRP半固化片/预浸渍坯（通过用环氧树脂浸渍碳纤维并使环氧树脂半固化而形成；呈带状）并使其热固化（即，热硬化）而形成将变成纤维增强的树脂层3的未固化的纤维增强的树脂层。
接下来，将参照图5详细描述卷绕工序S20。图5是示出卷绕工序S20的详细步骤的流程图。首先，在步骤S21（第一形成工序）中，通过热固化而形成将变成内侧层3a的内侧未固化层。更具体地，通过缠丝法绕罐衬里2的外表面以卷绕张力F1卷绕CFRP半固化片。
例如，此时的预定卷绕张力F1可为约60N。当大致以该张力卷绕时，能够无松弛地卷绕CFRP半固化片，由此抑制由松弛引起的空隙的形成。形成内侧未固化层时的卷绕张力F1并不限于始终是恒定的，而是可根据卷绕数在以所述预定卷绕张力为中心或下限的范围内适当地变化。
CFRP半固化片的卷绕方向可以是沿与罐衬里2的轴线基本垂直的方向的所谓的环向卷绕的卷绕方向。环向卷绕使得可抑制在CFRP半固化片的侧端部形成空隙的现象。
在步骤S21之后的步骤S22中，判定内侧未固化层的厚度是否已达到预定厚度。如果内侧未固化层的厚度还没有达到预定厚度，则继续卷绕，并且继续进行步骤S22中的判定。如果内侧未固化层的厚度已达到预定厚度，则处理过程继续转到步骤S23。所述预定厚度是提供能够承受高压气罐1被使用时的内部压力的强度所需的厚度，并且可被适当地设定。
在步骤S23（第二形成工序）中，以比步骤S21中的卷绕张力F1低的卷绕张力F2继续卷绕CFRP半固化片。正如内侧未固化层的形成那样，通过用缠丝法卷绕CFRP半固化片而形成外侧未固化层。此时的卷绕张力是比形成内侧未固化层时的卷绕张力F1低的卷绕张力F2。外侧未固化层在维持该卷绕张力F2的同时形成。
形成外侧未固化层时的预定卷绕张力F2可等于或小于卷绕张力F1的1/2，例如，约30N。以此方式在将卷绕张力F2设定得低时形成外侧未固化层允许在卷绕的同时形成空隙（即，能在热固化之后变成空隙8a的空隙）。因此，在外侧未固化层的形成结束的时点，在整个外侧未固化层中确实地存在空隙，因而外侧未固化层具有低密度。
正如形成内侧未固化层时的卷绕张力F1那样，形成外侧未固化层时的卷绕张力F2并不限于始终是恒定的。形成外侧未固化层时的卷绕张力F2也可根据卷绕数在以所述预定卷绕张力为中心或下限的范围内适当地变化。
在该示例性实施例中，在第二形成工序（即，步骤S23）中，CFRP半固化片的卷绕数比第一形成工序（即，步骤S21）中的卷绕数少。因此，外侧未固化层的厚度形成得比内侧未固化层的厚度薄，并且在硬化之后，外侧层3b的厚度形成得比内侧层3a的厚度薄。
将返回图4继续说明。在卷绕工序S20之后的热固化工序S30中，通过加热而使未固化层的热固性树脂硬化，由此形成纤维增强的树脂层3。如上所述，在卷绕工序S20完成的时点，罐衬里2的外周覆盖有两层，即，内部由于以较强的卷绕张力进行卷绕而几乎不存在空隙的内侧未固化层和内部由于以较弱的卷绕张力进行卷绕而遍及存在大量空隙的外侧未固化层。
在此状态下，在通过加热整体而使热固性树脂硬化的热固化工序S30之后，内侧未固化层和外侧未固化层的热固性树脂在仅外侧未固化层中存在大量空隙的状态下硬化，由此产生内侧层3a和外侧层3b。纤维增强的树脂层3以此方式形成。
在热固化工序S30之后的加压检查工序S40中，进行加压检查以检查高压气罐1是否具有预定强度。外侧层3b中已形成了大量空隙，因而在该加压检查工序中不必再形成空隙，从而能进行通常的加压检查。
对于根据该示例性实施例的高压气罐1的制造方法，在第二形成工序中（即，在图5中的步骤S21中），通过相对于第一形成工序（即，图5中的步骤S23）中的卷绕张力降低纤维（CFRP半固化片）的卷绕张力而在外侧层3b中形成大量空隙。
更具体地，在内侧未固化层中，以高的卷绕张力F1卷绕CFRP半固化片，因而通过CFRP半固化片的变形填充了在CFRP半固化片本身相互接触的边界形成的间隙。结果，没有气隙存留。
相比之下，在外侧未固化层中，CFRP半固化片以等于或小于卷绕张力F1的1/2的弱卷绕张力F2卷绕，因而CFRP半固化片的变形小。因此，在CFRP半固化片本身相互接触的边界形成的间隙未被填充，而是作为空隙存留。
这样，当CFRP半固化片的卷绕力低时，卷绕部分中存在松弛，并且由该松弛可靠地形成空隙。因此，第二形成工序（即，图5中的步骤S21）中纤维的卷绕张力比第一形成工序（即，图5中的步骤S23）中低，因而在外侧层3b中容易和可靠地形成了大量空隙8a。
在该示例性实施例中，作为用于在外侧层3b中形成比内侧层3a中更大数量的空隙的同时将内侧层3a形成为致密层的方法，描述了使内侧层3a的卷绕张力不同于外侧层3b的卷绕张力的示例。然而，也能够不仅通过使卷绕张力不同而且通过使卷绕方向不同而在外侧层3b中形成大量空隙。在下文中，将描述使卷绕方向不同的示例作为修改示例。
图6是示出修改示例的卷绕工序（与图4所示的卷绕工序S20对应）的细节的流程图。在此示例中，仅卷绕工序的内容不同于上述示例性实施例；其余部分与上述示例性实施例中相同。
首先，在步骤S24（第一形成工序）中，通过热固化而形成将变成内侧层3a的内侧未固化层。更具体地，通过缠丝法以卷绕张力F1绕罐衬里2的外表面卷绕CFRP半固化片。这种情况下的CFRP半固化片的卷绕方向是沿与罐衬里2的轴线基本垂直的方向的所谓的环向卷绕的卷绕方向。环向卷绕使得可抑制在CFRP半固化片的侧端部形成空隙的现象。
例如，此时的预定卷绕张力F1可为约60N。当大致以该张力卷绕时，能够无松弛地卷绕CFRP半固化片，由此抑制由松弛引起的空隙的形成。形成内侧未固化层时的卷绕张力F1并不限于始终是恒定的，而是可根据卷绕数在以所述预定卷绕张力为中心或下限的范围内适当地变化。
在步骤S24之后的步骤S25中，判定内侧未固化层的厚度是否已达到预定厚度。如果内侧未固化层的厚度还没有达到预定厚度，则继续卷绕，并且继续进行步骤S25中的判定。如果内侧未固化层的厚度已达到预定厚度，则处理过程继续转到步骤S26。所述预定厚度是提供能够承受高压气罐1被使用时的内部压力的强度所需的厚度，并且可被适当地设定。
在步骤S26（第二形成工序）中，以相当于步骤S21中的卷绕张力F1的张力继续卷绕CFRP半固化片。在步骤S26中，卷绕方向从沿与罐衬里2的轴线基本垂直的方向卷绕的环向卷绕的卷绕方向变成相对于罐衬里2的轴线以小的角度卷绕的螺旋式卷绕的卷绕方向。
以此方式使形成外侧未固化层时的卷绕方向为螺旋式卷绕的卷绕方向有利于在CFRP半固化片自相重叠时在CFRP半固化片的侧端部形成间隙。因此，即使在维持强卷绕张力的同时进行卷绕，间隙也不会消失，而是将作为空隙存留。
图7是由参照图6描述的卷绕工序形成的高压气罐的外侧层3b的结构的剖视图。在外侧层3b中，卷绕方向为螺旋式卷绕的卷绕方向，因而当碳纤维7彼此重叠时，间隙趋于在碳纤维7的侧端部形成并且存留在那里，由此形成空隙8b。
接下来，将描述利用间隙材料而不是通过卷绕张力在外侧层3b中形成大量空隙的示例作为另一个修改示例。
图8是示出根据该修改示例的卷绕工序（与图4中的卷绕工序S20对应）的细节的流程图。在此示例中，仅卷绕工序的内容不同于上述示例性实施例；其余部分与上述示例性实施例中相同。
首先，在步骤S27（第一形成工序）中，通过热固化而形成将变成内侧层3a的内侧未固化层。更具体地，通过缠丝法以卷绕张力F1绕罐衬里2的外表面卷绕CFRP半固化片。这种情况下的CFRP半固化片的卷绕方向是沿与罐衬里2的轴线基本垂直的方向的所谓的环向卷绕的卷绕方向。环向卷绕使得可抑制在CFRP半固化片的侧端部形成空隙的现象。
例如，此时的预定卷绕张力F1可为约60N。当大致以该张力卷绕时，能够无松弛地卷绕CFRP半固化片，由此抑制由松弛引起的空隙的形成。形成内侧未固化层时的卷绕张力F1并不限于始终是恒定的，而是可根据卷绕数在以所述预定卷绕张力为中心或下限的范围内适当地变化。
在步骤S27之后的步骤S28中，判定内侧未固化层的厚度是否已达到预定厚度。如果内侧未固化层的厚度还没有达到预定厚度，则继续卷绕，并且继续进行步骤S28中的判定。如果内侧未固化层的厚度已达到预定厚度，则处理过程继续转到步骤S29。所述预定厚度是提供能够承受高压气罐1被使用时的内部压力的强度所需的厚度，并且可被适当地设定。
在步骤S29（第二形成工序）中，以相当于步骤S21中的卷绕张力F1的张力继续卷绕CFRP半固化片。在步骤S29中，当卷绕CFRP半固化片时，在加入玻璃纤维9作为间隙材料的同时形成外侧未固化层。
在形成外侧未固化层时加入玻璃纤维9作为间隙材料有利于在CFRP半固化片自相重叠时在玻璃纤维9附近形成间隙。因此，即使在维持强卷绕张力的同时进行卷绕，间隙也不会消失，而是将作为空隙存留。
图9是由参照图8所述的卷绕工序形成的高压气罐的外侧层3b的结构的剖视图。在外侧层3b中，玻璃纤维作为间隙材料被添加，因而当碳纤维7彼此重叠时，间隙趋于在碳纤维7的侧端部形成并存留在那里，由此形成空隙8c。
在上述示例性实施例及其修改示例中，通过在第二形成工序中改变卷绕张力、卷绕方向和/或间隙材料的有无中的一者而在外侧未固化层中形成大量空隙。然而，本发明并不限于此。例如，第二形成工序中的卷绕张力、卷绕方向和间隙材料的有无中的多者也可相对于它们在第一形成工序中的情况同时改变。

Claims (13)

1.一种高压气罐（1），在所述高压气罐中通过绕罐衬里（2）的外周卷绕浸渍有热固性树脂的纤维而在所述罐衬里（2）的外周上形成纤维增强的树脂层（3），所述高压气罐的特征在于：
所述纤维增强的树脂层（3）包括形成在所述罐衬里（2）侧的内侧层（3a）和形成在所述内侧层（3a）的外周上的外侧层（3b）；并且
所述内侧层（3a）形成为致密层，而所述外侧层（3b）形成为密度比所述内侧层（3a）低的层。
2.根据权利要求1所述的高压气罐（1），其中，所述外侧层（3b）的厚度形成得比所述内侧层（3a）的厚度薄。
3.根据权利要求1或2所述的高压气罐（1），其中，在所述外侧层（3b）中形成有空隙（8a），并且在所述内侧层（3a）中没有空隙形成。
4.一种高压气罐的制造方法，在所述高压气罐中通过绕罐衬里（2）的外周卷绕浸渍有热固性树脂的纤维而在所述罐衬里（2）的外周上形成纤维增强的树脂层（3），所述制造方法的特征在于包括：
用于准备所述罐衬里（2）的准备工序；
用于通过在所述罐衬里（2）上卷绕所述纤维而在所述罐衬里（2）上形成内侧未固化层的第一形成工序；
用于通过在所述内侧未固化层上卷绕所述纤维而在所述内侧未固化层上形成外侧未固化层的第二形成工序；和
用于通过加热而使所述内侧未固化层和所述外侧未固化层的所述热固性树脂硬化以分别形成内侧层（3a）和外侧层（3b）并由此形成所述纤维增强的树脂层（3）的硬化工序，
其中，在所述第一形成工序中所述内侧未固化层致密地形成；并且
通过在所述第二形成工序中在所述外侧未固化层中形成大量空隙，使所述内侧层（3a）成为致密层，而使所述外侧层（3b）成为密度比所述内侧层（3a）低的层。
5.根据权利要求4所述的高压气罐的制造方法，其中，在所述第二形成工序中，通过以比所述第一形成工序中所述纤维的卷绕数少的所述纤维的卷绕数形成所述外侧未固化层而使所述外侧层的厚度形成得比所述内侧层的厚度薄。
6.根据权利要求4所述的高压气罐的制造方法，其中，在所述第二形成工序中，通过使所述纤维的卷绕张力（F2）比所述第一形成工序中所述纤维的卷绕张力（F1）低而在所述外侧层（3b）中形成所述大量空隙。
7.根据权利要求6所述的高压气罐的制造方法，其中，所述第二形成工序中所述纤维的卷绕张力（F2）等于或小于所述第一形成工序中所述纤维的卷绕张力（F1）的1/2。
8.根据权利要求4所述的高压气罐的制造方法，其中，在所述第二形成工序中，通过使所述纤维的卷绕方向与所述第一形成工序中所述纤维的卷绕方向不同而在所述外侧层（3b）中形成所述大量空隙。
9.根据权利要求8所述的高压气罐的制造方法，其中，所述第一形成工序中所述纤维的卷绕方向基本垂直于所述罐衬里（2）的轴线，并且所述第二形成工序中所述纤维的卷绕方向相对于所述罐衬里（2）的轴线成小的角度。
10.根据权利要求9所述的高压气罐的制造方法，其中，所述第一形成工序包括环向卷绕，且所述第二形成工序包括螺旋式卷绕。
11.根据权利要求4所述的高压气罐的制造方法，其中，在所述第二形成工序中，通过在所述纤维之间介设间隙材料而在所述外侧层（3b）中形成所述大量空隙。
12.根据权利要求11所述的高压气罐的制造方法，其中，所述间隙材料由玻璃纤维（9）形成。
13.一种高压气罐，包括：
罐衬里；和
通过绕所述罐衬里的外周卷绕浸渍有热固性树脂的纤维而在所述罐衬里的外周上形成的纤维增强的树脂层，
其中，所述纤维增强的树脂层包括形成在所述罐衬里侧的内侧层和形成在所述内侧层的外周上的外侧层，并且
其中，所述内侧层形成为致密层，而所述外侧层形成为密度比所述内侧层低的层。
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