CN113251302A - 高压罐的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的高压罐的制造方法以具有与衬里的外表面接触的接触面的方式准备作为将加强层分割而成的形状的由纤维强化树脂构成的多个分割体的筒部件和圆顶部件，并用构成衬里的树脂层包覆接触面。接下来，将筒部件与圆顶部件接合，并且将树脂层彼此接合，由此形成加强层和衬里。

Description

高压罐的制造方法

技术领域

本发明涉及高压罐的制造方法。

背景技术

例如，在天然气汽车或者燃料电池汽车等中利用有储藏燃料气体的高压罐。在这种高压罐，在容纳燃料气体的衬里的外表面包覆有由纤维强化树脂构成的加强层。

例如，在日本特开2019-132340中提出有这样的高压罐的制造方法。在该制造方法中，准备将衬里分割而成的形状的多个树脂制的零件，通过热熔敷将各零件彼此接合，由此形成衬里。并且，通过在形成的衬里卷绕浸渍了树脂的纤维束来形成加强层。

然而，在日本特开2019-132340所记载的方法中，树脂制的零件的刚性低的情况较多。因此，在将多个零件彼此接合来形成衬里时，零件的端部因自重而弯曲，在零件彼此的对位上花费时间。其结果是，难以形成稳定的形状的衬里。

发明内容

本发明提供一种能够简单地形成稳定的形状的衬里的高压罐的制造方法。

本发明所涉及的高压罐的制造方法提供在构成为容纳气体的树脂制的衬里的外表面形成有由纤维强化树脂构成的加强层的高压罐的制造方法。该制造方法至少包括：形成多个分割体，其中，该多个分割体由上述纤维强化树脂构成，并具有与上述衬里的外表面接触的接触面的方式将上述加强层分割而成的形状；用构成上述衬里的树脂层包覆上述各分割体的所述接触面；以及将上述各分割体彼此接合，并且将包覆上述各分割体的上述树脂层彼此接合，由此形成具有上述多个分割体的上述加强层和具有上述树脂层的上述衬里。

根据本发明的一个形态，多个分割体由纤维强化树脂构成，用构成衬里的树脂层包覆于各分割体的接触面。由此，在将包覆各分割体的树脂层彼此接合时，构成衬里的树脂层支承于各分割体，因此树脂层不易因自重而变形。因此，树脂层彼此的对位变得容易。这样的结果是，能够与加强层一起简单地形成稳定的形状的衬里。

也可以构成为：在上述形态的基础上，通过将上述分割体彼此的端面与上述树脂层一起经由接合部件对接，从而将上述分割体彼此接合，并且将包覆上述各分割体的上述树脂层彼此接合。

根据该形态，经由接合部件将分割体彼此接合，因此能够避免分割体彼此的端面直接接触。由此，不会因分割体彼此的端面的接触而产生粉末。并且，也在树脂层彼此之间配置接合部件，因此能够使该接合部件作为密封材料发挥作用。由此，能够提高容纳于衬里内的高压气体的气密性。

也可以构成为：在上述形态的基础上，准备被上述树脂层包覆的、作为上述分割体的筒部件和两个圆顶部件，在上述两个圆顶部件中的至少一方的圆顶部件形成有贯通孔，将上述筒部件的两侧的各周端部与上述圆顶部件的周端部接合，并且将包覆上述筒部件的所述树脂层与包覆上述圆顶部件的上述树脂层接合，由此形成上述加强层和上述衬里，在形成上述加强层和上述衬里后，以至少覆盖包覆上述筒部件的上述树脂层、与包覆上述圆顶部件的上述树脂层的接缝的方式经由上述贯通孔向上述接缝涂覆树脂材料，由此至少在上述接缝之上形成密封层。

作为分割体准备的筒部件和两个圆顶部件由纤维强化树脂构成，在将包覆这些的树脂层彼此接合时，将构成衬里的树脂层支承于筒部件和各圆顶部件，因此树脂层不易因自重而变形。因此，树脂层彼此的对位变得容易。这样的结果是，能够与加强层一起简单地形成稳定的形状的衬里。

并且，以覆盖包覆筒部件的树脂层、与包覆圆顶部件的树脂层的接缝的方式经由贯通孔向接缝涂覆树脂材料，由此在接缝之上形成密封层，因此能够提高衬里的气密性。

根据本发明所涉及的高压罐的制造方法，能够简单地形成稳定的形状的衬里。

以下参考附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。

附图说明

图1是表示通过本发明的一个实施方式所涉及的制造方法制造的高压罐的构造的剖视图。

图2是表示图1所示的高压罐的构造的局部剖视图。

图3是对本发明的一个实施方式所涉及的高压罐的制造方法的工序进行说明的流程图。

图4是用于在图3所示的形成工序中对圆顶部件的形成方法进行说明的局部剖视图。

图5是在图3所示的形成工序中形成的圆顶部件的剖视图。

图6是用于在图3所示的形成工序中对筒部件的形成方法进行说明的剖视图。

图7是在图3所示的树脂层包覆工序中在图5所示的圆顶部件包覆了树脂层的圆顶部件的剖视图。

图8是在图3所示的树脂层包覆工序中在图6所示的筒部件包覆了树脂层的筒部件的剖视图。

图9是用于对图3所示的接合工序进行说明的示意性的立体图。

图10是图9所示的接合工序前的圆顶部件和筒部件的局部剖视图。

图11是图10所示的接合工序后的衬里和加强层的示意性的剖视图。

图12是用于对在图10所示的接合工序后的衬里形成密封层的方法进行说明的局部剖视图。

图13是图10所示的接合工序的变形例所涉及的圆顶部件和筒部件的局部剖视图。

图14是图10所示的接合工序前的变形例中的圆顶部件和筒部件的局部剖视图。

图15是图10所示的接合工序后的变形例中的衬里和第1加强层的局部剖视图。

图16A是用于对以往的高压罐的制造方法中的衬里的形成方法进行说明的局部剖视图。

图16B是用于对以往的高压罐的制造方法中的衬里的形成方法进行说明的局部剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一个实施方式所涉及的高压罐1的制造方法进行说明，但在其之前对高压罐1的结构简单地进行说明。以下，将高压罐1作为搭载于燃料电池车辆的填充高压的氢气的罐进行说明，但也能够用于其他的用途。另外，作为能够向高压罐1填充的气体，并不限定于高压的氢气，也可以填充CNG(压缩天然气)等各压缩气体、LNG(液化天然气)、LPG(液化石油气)等各种液化气、其他的气体。

1.高压罐1

如图1和图2所示，高压罐1是两端呈圆顶状的大致圆筒形状的高压气体储藏容器。高压罐1具备：衬里2，具有阻气性；和加强部3，覆盖衬里2的外表面并由纤维强化树脂构成。加强部3具有覆盖衬里2的外表面的第1加强层30、和覆盖第1加强层30的外表面的第2加强层34。在高压罐1的一端形成有开口部，在开口部周边安装有接头4。此外，第1加强层30相当于在本发明中所说的“加强层”。

衬里2形成容纳高压的氢气的容纳空间5。衬里2是形成于第1加强层30的内面的树脂层，通过将后述的树脂层21A～23A接合而形成。衬里2具备筒状的筒体部21、和形成于筒体部21的两侧的圆顶状的侧端部22、23。在本实施方式中，筒体部21沿着高压罐1的轴向X以规定的长度延伸，并具有圆筒状的形状。各侧端部22、23在筒体部21的两侧连续形成，并具有圆顶状的形状。侧端部22、23随着远离筒体部21而缩径，在一个侧端部22，在最缩径的部分形成有管状部22b，在该管状部22b形成有贯通孔22c。

优选构成衬里2的树脂是将所填充的气体保持于容纳空间5内的性能、即阻气性良好的树脂。作为这样的树脂，能够举出作为后述的树脂材料列举的热塑性树脂或者热固化性树脂。

接头4是将铝或者铝合金等金属材料加工成规定形状的部件。在接头4安装有用于对容纳空间5填充和排出氢气的阀6。在阀6设置有在圆顶部件32的突出部32b与衬里2的内面接触来密封高压罐1的容纳空间5的密封部件6a。

加强部3具有加强衬里2来使高压罐1的刚性、耐压性等机械强度提高的功能，并由在强化纤维(连续纤维)浸渍了树脂的纤维强化树脂构成。在本实施方式中，如上述那样，加强部3具有覆盖衬里2的外表面的第1加强层30、和覆盖第1加强层30的外表面的第2加强层34。第1加强层30由后述的筒部件31、和在其两侧接合的圆顶部件32、33形成为一体。

第1加强层30层叠多层在强化纤维浸渍了树脂的纤维强化树脂层而成。筒部件31的强化纤维以相对于筒部件31的轴向X大致正交的角度沿周状取向，换言之，筒部件31的强化纤维沿筒部件31的周向取向。圆顶部件32、33的强化纤维沿筒部件31的周向取向，而从顶部附近朝向其周端部32a、33a向与周向交叉的各个方向延伸。

在本实施方式中，筒部件31的强化纤维与圆顶部件32、33的强化纤维不连续(不相连)。这是因为，如后述那样，在分别形成筒部件31、和两个圆顶部件32、33后，在筒部件31的两端安装两个圆顶部件32、33。

第2加强层34是将在强化纤维浸渍了树脂的纤维强化树脂层层叠而成的层。第2加强层34形成为覆盖第1加强层30的外表面。即，第2加强层34是覆盖筒部件31的外表面、和圆顶部件32、33的外表面的层。具体而言，第2加强层34是由纤维遍及两个圆顶部件32、33取向的纤维强化树脂构成的层。第2加强层34的强化纤维通过螺旋缠绕浸渍了树脂的纤维束而取向为相对于筒部件31的轴向X倾斜。通过该强化纤维，能够将圆顶部件32、33约束于筒部件31。

2.高压罐1的制造方法

接下来，对本发明的一个实施方式所涉及的高压罐1的制造方法进行说明。图3是对高压罐1的制造方法的工序进行说明的流程图。如图3所示，高压罐1的制造方法包括筒部件和圆顶部件形成工序S1、树脂层包覆工序S2、接合工序S3、以及第2加强层形成工序S4。此外，可以将筒部件和圆顶部件形成工序S1、和树脂层包覆工序S2集中于一个工序，也可以分开准备筒部件31和圆顶部件32、33。

2-1.筒部件和圆顶部件形成工序S1

首先，进行筒部件和圆顶部件形成工序S1。筒部件31的形成、和圆顶部件32、33的形成相互独立地进行，因此可以并行，也可以先进行任意一方。首先，以下对圆顶部件32、33的形成方法进行说明。

图5和图6所示的筒部件31和两个圆顶部件32、33是以具有与衬里2的外表面接触的接触面31f～33f的方式将第1加强层30分割为3个的形状的多个分割体30A。因此，作为第1加强层30的分割体30A的筒部件31和两个圆顶部件32、33由纤维强化树脂构成。

此外，在本实施方式中，作为将第1加强层30分割为3个的形状的分割体30A，例示了筒部件31和两个圆顶部件32、33。然而，如后述那样，若通过这些分割体的接合和树脂层的接合，能够形成衬里2和第1加强层30，则不特别地限定这些分割数和分割位置。

(圆顶部件32、33的形成方法)

在图5所示的圆顶部件32、33的形成方法中，如图4所示，例如通过长丝缠绕法(FW法)，将浸渍了树脂的纤维束F1卷绕于芯轴100的外表面。具体而言，芯轴100具有主体部101、和从主体部101的一端向外侧延伸的轴部102。

主体部101从轴部102的轴向观察形成为圆形状。在主体部101的轴向中央的外周面形成有在周向上环绕1周延伸的槽部101a。芯轴100的外表面是将衬里2的除了筒体部21以外的圆顶状的侧端部22、23结合而成的形状，在相当于其焊缝的位置形成有槽部101a。轴部102可旋转地支承于旋转机构(未图示)。

在形成圆顶部件32、33时，首先通过使芯轴100旋转，从而以包覆芯轴100的外表面的方式缠绕纤维束F1来形成卷绕体35。此时，通过也在轴部102的外表面缠绕纤维束F1，如图5所示，形成具有贯通孔32c的圆筒状的突出部32b。用相对于轴部102的轴向例如以30～50度交叉的角度来缠绕纤维束F1。此外，并不特别地限定芯轴100的材质，但为了确保在缠绕纤维束F1时不会变形的强度，优选是金属。

作为浸渍于纤维束F1的树脂，并不特别地限定，但例如能够使用热固化性树脂。作为热固化性树脂，优选使用酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、脲甲醛树脂、以及环氧树脂等热固化性树脂。在这种情况下，在热固化性树脂未固化的状态下，在芯轴100缠绕纤维束F1。特别是从机械强度等的观点出发，优选使用环氧树脂。环氧树脂在未固化状态下具有流动性，在热固化后形成强韧的交联构造。

此外，作为浸渍于纤维束F1的树脂，也可以使用热塑性树脂。作为热塑性树脂，能够使用聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺，聚酰胺、尼龙6、尼龙66、聚对苯二甲酸乙酯等。在这种情况下，在将热塑性树脂加热而使其软化的状态下，在芯轴100缠绕纤维束F1。

作为构成纤维束F1的纤维，能够使用玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、以及碳纤维等，特别是从轻型性、机械强度等的观点出发，优选使用碳纤维。

接下来，使用刀具110(参照图4)将卷绕于芯轴100的外表面的卷绕体35分割为两个。其后，如图5所示，通过从芯轴100分离分割的卷绕体35而形成一对圆顶部件32、33。

具体而言，从图4所示的状态，在突出部32b的外表面安装接头4。在浸渍于卷绕体的纤维束F1的树脂(即，圆顶部件32、33的树脂)是热固化性树脂的情况下，将卷绕体35加热，使得未固化的热固化性树脂变为完全固化的状态。这里，“完全固化的状态”是指完成了未固化的热固化性树脂的聚合反应的状态，是指通过加热而不进一步固化的状态。其中，若确保圆顶部件32、33的保形性，则加热卷绕体35，使得未固化的热固化性树脂变为未完全固化的状态。这里，“未完全固化的状态”是指通过加热，未固化的热固化性树脂的聚合反应进行，热固化性树脂的流动性降低，使得在之后的工序中能够确保保形性的状态。此外，在以下的说明书中，将完全固化的状态称为正式固化，将未完全固化的状态称为预固化，并将这些通称为热固化。另一方面，在浸渍至卷绕体35的纤维束F1的树脂是热塑性树脂的情况下，将软化的状态的热塑性树脂冷却，从而固化纤维束F1的树脂。

这样在将浸渍至纤维束F1的树脂热固化或者固化的状态下，使芯轴100旋转，并且将刀具110的刀尖插入于芯轴100的槽部101a。由此，能够用刀具110将纤维束F1切断，将卷绕体35分割为两个。通过将所分割的卷绕体35从芯轴100分离而形成两个圆顶部件32、33。由此，在各圆顶部件32、33的周端部32a、33a形成对接用的环状的端面32d、33d。此外，作为刀具110，并不特别地限定，但例如能够使用在旋转圆盘的外周面形成有刀刃的刀具、在薄板的侧面形成有刀刃的刀具、通过激光将纤维束F1切断的刀具。

在将浸渍至纤维束F1的树脂热固化或者固化的状态下，通过刀具110来切断，因此能够抑制切断时的纤维束F1的变形，并且能够抑制从芯轴100取下时的两个圆顶部件32、33的变形。

另外，这里，示出了在将纤维束F1的树脂热固化或者固化的状态下通过刀具110切断的例子，但也可以不将纤维束F1的树脂热固化或者固化就通过刀具110切断。在这种情况下，也可以在通过刀具110将纤维束F1切断后使其热固化或者固化。

此外，这里，示出了将浸渍了树脂的纤维束F1卷绕于芯轴100的外表面的例子，但也可以在通过将未浸渍树脂的纤维束F1卷绕于芯轴100的外表面来形成卷绕体后，使树脂浸渍于该卷绕体。

另外，这里，对当在芯轴100的外表面卷绕了纤维束F1后在突出部32b的外表面安装接头4的例子进行了说明，但也可以在芯轴100的主体部101与轴部102的连接部预先安装接头，并在该状态下将接头的一部分与芯轴100的外表面一起用纤维束F1卷绕。在这种情况下，接头的一部分变为被纤维束F1覆盖而被约束的状态，因此能够通过纤维束F1将接头稳固地固定。

(筒部件31的形成方法)

在图8所示的筒部件31的形成方法中，如图6所示，例如通过在圆柱状的芯轴200的外表面缠绕纤维片F2而形成作为分割体30A之一的筒部件31。芯轴200的外径是相当于筒部件31的内径的外径，相当于圆顶部件32、33的周端部32a、33a的最外位置处的内周的直径。并不特别地限定芯轴200的材质，但为了确保在粘贴纤维片F2时不会变形的强度，优选是金属。

在形成筒部件31时，通过旋转机构(未图示)使芯轴200沿周向旋转，并且将从纤维片卷卷出的纤维片F2缠绕于芯轴200多次。纤维片F2是将树脂浸渍至在一个方向上拉齐的强化纤维的片，以将强化纤维沿芯轴200的周向取向的方式将纤维片F2缠绕于芯轴200。由此，形成强化纤维在周向上取向的筒部件31。

作为纤维片F2，例如使用通过约束线织入了在一个方向上对齐的多个纤维束的所谓UD(Uni-Direction：单向)片材，但也可以使用织入了在一个方向上对齐的多个纤维束、和与该多个纤维束交叉例如正交的多个纤维束的纤维片等。

此外，纤维片F2的强化纤维能够举出与在纤维束F1中例示的材料相同的材料，作为浸渍于强化纤维的树脂，能够举出与在纤维束F1中例示的材料相同的树脂。

在纤维片F2的树脂由热固化性树脂构成的情况下，与纤维束F1的情况相同，也可以在预固化或者正式固化的条件(加热温度和加热时间)下将缠绕于芯轴200的状态的纤维片F2热固化。另一方面，在纤维片F2的树脂由热塑性树脂构成的情况下，与纤维束F1的情况相同，也可以通过冷却来将缠绕于芯轴200的状态的纤维片F2固化。这样，在筒部件31的各周端部31a形成对接用的端面31d。

在树脂的热固化或者固化后，将筒部件31从芯轴200取下。通过树脂的热固化或者固化，筒部件31的保形性提高。因此，能够容易地将筒部件31从芯轴200脱模，从而能够抑制从芯轴200取下筒部件31时的筒部件31的变形。

此外，这里，对在芯轴200的外表面缠绕纤维片F2来形成筒部件31的例子进行了说明。然而，也可以构成为：通过FW法将浸渍了树脂的纤维束环形缠绕于芯轴200的外表面，由此形成筒部件31。或者，作为其他的方法，也可以通过将纤维片粘贴于旋转的芯轴200的内面的所谓CW(Centrifugal Winding-离心式缠绕)法来形成筒部件31。

2-2.树脂层包覆工序S2

在该工序中，用树脂层21A～23A包覆在筒部件和圆顶部件形成工序S1中形成的筒部件31和两个圆顶部件32、33的内面。该内面是与衬里2的外表面接触的接触面31f～33f，并且是位于高压罐1的内侧的面。具体而言，如图7所示，包覆圆顶部件32、33的接触面32f、33f的树脂层22A、23A相当于图1所示的衬里2的侧端部22、23。如图8所示，包覆筒部件31的接触面31f的树脂层21A相当于图1所示的衬里2的筒体部21。

各树脂层21A～23A可以通过将液状或者软化的树脂材料涂覆于各接触面31f～33f而形成，例如也可以通过贴附由树脂材料构成的片材而形成。如上述那样，优选形成树脂层21A～23A的树脂材料是阻气性良好的树脂。作为这样的树脂，能够举出热塑性树脂或者热固化性树脂。作为热塑性树脂，例如能够举出聚丙烯系树脂、尼龙系树脂(例如6-尼龙树脂或者66-尼龙树脂)、聚碳酸酯系树脂、丙烯酸系树脂、ABS系树脂、聚酰胺系树脂、聚乙烯系树脂、乙烯-乙烯醇共聚物树脂(EVOH)、以及聚酯系树脂(例如，聚对苯二甲酸乙酯)等。作为热固化性树脂，例如能够举出环氧类树脂、以乙烯基酯树脂为代表的改性环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、脲甲醛树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、以及热固化性聚酰亚胺树脂等。

除此之外，也可以在接触面31f～33f涂覆环氧树脂等双液混合型的热固化性树脂，使其干燥来形成各树脂层21A～23A。除此之外，也可以构成为：将包括ε-己内酰胺等热塑性树脂单基体和催化剂在内的树脂涂覆于接触面31f～33f，以热塑性树脂单基体的聚合反应开始的温度以上的温度加热，由此形成由尼龙6等热塑性树脂构成的树脂层21A～23A。

在各树脂层21A～23A的树脂材料是热固化性树脂的情况下，热固化性树脂可以未固化，可以以热固化性树脂变为未完全固化的状态的方式通过加热将树脂预固化，也可以以变为完全固化的状态的方式通过加热正式固化。此外，在各树脂层21A～23A的树脂材料是热塑性树脂的情况下，可塑性树脂是固化的状态。

此外，在本实施方式中，分别独立地进行筒部件和圆顶部件形成工序S1和树脂层包覆工序S2，但例如也可以同时进行这些工序。具体而言，也可以构成为：在通过上述的方法在图4所示的芯轴100的表面形成树脂层后，并当在该树脂层上形成卷绕体后，将该卷绕体切断来形成圆顶部件32、33。同样，也可以构成为：在通过上述的方法在图6所示的芯轴200的表面形成树脂层后，在该树脂层上形成筒部件31。

2-3.接合工序S3

接下来，将各分割体30A、30A彼此接合，并且将包覆各分割体30A、30A的树脂层21A～23A彼此接合。由此形成具有多个分割体30A、30A的第1加强层30、和具有包覆多个分割体30A、30A的树脂层21A～23A的衬里2。在接合时，通过将分割体30A的彼此的端面31d～33d与树脂层21A～23A一起对接，从而将分割体30A、30A彼此接合，并且将包覆各分割体30A的树脂层21A～23A彼此接合。

在本实施方式中，多个分割体30A由筒部件31和两个圆顶部件32、33构成，因此如图9和图10所示，将筒部件31的两侧的各周端部31a、与圆顶部件32、33的周端部32a、33a接合。并且，将包覆筒部件31的树脂层21A、与包覆圆顶部件32、33的树脂层22A、23A接合。

此时，通过将筒部件31的各周端部31a的端面31d、与各圆顶部件32、33的周端部32a、33a的端面32d、33d对接，从而进行筒部件31与圆顶部件32、33的接合、和树脂层21A与树脂层22A、23A的接合。

由此，如图11所示，能够同时形成由筒部件31和两个圆顶部件32、33构成的第1加强层30、和由树脂层21A～23A构成的衬里2。此外，树脂层21A成为衬里2的圆筒状的筒体部21，树脂层22A、23A成为衬里2的圆顶状的侧端部22、23。

这里，也可以例如经由粘合剂将筒部件31与圆顶部件32、33接合。优选粘合剂是与浸渍至构成筒部件31和圆顶部件32、33的纤维强化树脂的树脂相同种类的粘合剂。除此之外，在构成筒部件31和圆顶部件32、33的纤维强化树脂的树脂是热固化性树脂的情况下，如上述那样，也可以在将热固化性树脂预固化的状态下将它们对接，通过加热使热固化性树脂正式固化来将它们接合。

在构成筒部件31和圆顶部件32、33的纤维强化树脂的树脂是热塑性树脂的情况下，也可以将筒部件31的各周端部31a的端面31d、和各圆顶部件32、33的周端部32a、33a的端面32d、33d加热，并在热塑性树脂熔融的状态下，将它们对接来热熔接(接合)。

也可以经由上述的粘合剂将包覆筒部件31的树脂层21A、与包覆圆顶部件32、33的树脂层22A、23A接合。优选粘合剂是与浸渍至构成筒部件31和圆顶部件32、33的纤维强化树脂的树脂相同种类的粘合剂，但例如，也可以是由与树脂层21A～23A的树脂相同种类的树脂构成的粘合剂。除此之外，在树脂层21A～23A的树脂是热固化性树脂的情况下，也可以在将热固化性树脂未固化的状态或者预固化的状态下将它们对接，并通过加热使热固化性树脂正式固化来将这些接合。在树脂层21A～23A的树脂是热塑性树脂的情况下，也可以将树脂层21A～23A的各端部加热，并在热塑性树脂熔融的状态下，将它们对接来热熔接(接合)。

这里，参照图16A和图16B，对以往的高压罐的制造方法中的衬里的形成方法进行说明。在以往的高压罐的制造方法中，在形成衬里时，将由热塑性树脂或者热固化性树脂构成的部件91、92相互接合。在该情况下，若部件91、92容易变形(刚性较小)，则如图16A所示，部件91、92的端部因自重而下垂。若衬里的厚度(壁厚)变薄，则该现象变得显著。若部件91、92的端部下垂，则部件91、92的对位变得困难。另一方面，如图16B所示，在将成为衬里的部件91、92对接来接合的情况下，因抵接时的按压载荷的作用，部件91、92的端部容易变形。

相对于此，在本实施方式中，在将成为衬里2的树脂层21A～23A彼此接合时，将树脂层21A～23A支承于相当于分割体30A的筒部件31和圆顶部件32、33。由此，树脂层21A～23A不易因自重而变形，因此树脂层21A～23A彼此的对位变得容易。这样的结果是，能够与第1加强层30一起简单地形成稳定的形状的衬里2。

2-4.第2加强层形成工序S4

在第2加强层形成工序S4中，如图1所示，以覆盖第1加强层30的外表面的方式形成由纤维强化树脂构成的第2加强层34。由此，能够形成具有第1加强层30和第2加强层34的加强部3。

在形成第2加强层34时，通过FW法将浸渍了树脂的纤维束以螺旋缠绕的方式层状地缠绕于第1加强层30的表面。螺旋缠绕是遍及圆顶部件32、33相对于筒部件31的轴向X倾斜(10°以上60°以下的范围)地进行缠卷的缠卷方法。若确保第2加强层34的强度，则并不特别地限定所缠绕的纤维束的层数，但例如是2～10层左右。

此外，纤维束的强化纤维能够举出与在纤维束F1中例示的材料相同的材料，作为浸渍于强化纤维的树脂，能够举出与在纤维束F1中例示的材料相同的树脂。

在将纤维束缠卷于筒部件31的外表面结束后，在浸渍至纤维束的树脂是热固化性树脂的情况下，使第2加强层34正式固化。此时，在第1加强层30和衬里2的树脂是热固化性树脂并且未完全固化的情况下，也使这些树脂正式固化。在浸渍至纤维束的树脂是热塑性树脂的情况下，通过放冷或者强制冷却将第2加强层34冷却并使其固化。在这样形成第2加强层34后，如图1所示，通过在接头4安装阀6，从而高压罐1完成。

这里，也可以如图12所示的变形例那样，在接合工序S3后，以覆盖包覆筒部件31的树脂层21A、与包覆圆顶部件32、33的树脂层22A、23A的接缝S的方式，在接缝S上形成密封层27。

具体而言，经由贯通孔22c(32c)插入喷嘴300，使衬里2绕着轴心旋转，并且从喷嘴300向接缝S涂覆在上述的树脂层21A～23A中例示的树脂材料，由此在接缝S上形成密封层27。如上述那样，涂覆的树脂是未固化的热固化性树脂或者熔融的热塑性树脂。密封层27能够通过使涂覆于接缝S的树脂材料正式固化或者固化等而形成。此外，在所涂覆的树脂是使其与热塑性树脂单基体进行聚合反应的催化剂的情况下，密封层27能够通过加热至聚合反应的开始温度以上而形成。

此外，在本实施方式中，在接缝S上局部地形成密封层27，但例如也可以以覆盖衬里2的内面的整体的方式形成密封层27。这样，能够在接缝S上形成密封层27，因此能够提高衬里2的气密性。

并且，如图13所示，也可以与树脂层21A～23A一起经由环状的接合部件40将筒部件31的各周端部31a的端面31d、与各圆顶部件32、33的周端部32a、33a的端面32d、33d对接。由此，能够进行筒部件31与圆顶部件32、33的接合、和树脂层21A与树脂层22A、23A的接合。环状的接合部件40是与包括树脂层21A～23A在内的端面31d～33d相应的形状和大小。另外，接合部件40也可以是与周端部31a及周端部32a、33a嵌合那样的形状。

接合部件40由树脂构成，优选是与构成筒部件31及各圆顶部件32、33的纤维强化树脂的树脂、或者树脂层21A～23A的树脂相同的树脂。在接合部件40的树脂是热固化性树脂的情况下，在接合部件40的热固化性树脂为未固化的状态或者预固化的状态下，经由环状的接合部件40将筒部件31的端面31d、与各圆顶部件32、33的端面32d、33d对接，并使热固化性树脂正式固化。

另一方面，在接合部件40的树脂是热塑性树脂的情况下，在将接合部件40的热塑性树脂熔融的状态下，经由环状的接合部件40将筒部件31的端面31d、与各圆顶部件32、33的端面32d、33d对接，并使热塑性树脂固化。

在该例子中，经由接合部件40将筒部件31与各圆顶部件32、33接合，因此能够避免这些端面直接接触。由此，能够避免由筒部件31的端面31d、与各圆顶部件32、33的端面32d、33d的接触导致的粉末的产生。并且，在树脂层21A与树脂层22A、23A彼此之间也配置接合部件40，因此能够使该接合部件40作为密封材料发挥作用。由此，能够提高容纳于衬里2内的高压气体的气密性。

并且，筒部件31和圆顶部件32、33也可以形成为轴向X的周端部31a、32a、33a的厚度随着进入至端部而逐渐变薄(例如参照图14)。通过成为这样的形状，从而如图15所示，将筒部件31的周端部31a与各圆顶部件32、33的周端部32a、33a重叠，而难以在筒部件31的外表面与一对圆顶部件32、33的外表面的连接部分形成阶梯差。

为了逐渐变薄地形成筒部件31的轴向X的两端的厚度，可以以图6所示的纤维片F2的轴向X(宽度方向)的端部的纤维束的厚度逐渐变薄的方式织入纤维束，也可以将纤维片F2的缠绕宽度逐渐变窄。除此之外，也可以通过用辊等挤压筒部件31的轴向X的两端来使厚度逐渐变薄。此外，也可以通过用辊等也挤压圆顶部件32、33的周端部32a、33a来使厚度比其他的部分薄。

在接合工序S3中，如图14和图15所示，将圆顶部件32、33的周端部32a、33a与筒部件31的各周端部31a接合来与第1加强层30一起形成衬里2。

具体而言，使筒部件31的周端部31a与圆顶部件32、33的周端部32a、33a的一方为内侧，并使另一方为外侧来嵌合。由此，能够使筒部件31与圆顶部件32、33的接合更稳固。在图15中，作为一个例子，示出了使筒部件31的周端部31a为内侧，并使圆顶部件32、33的周端部32a、33a为外侧来嵌合的例子。

在嵌合时，也可以在筒部件31与圆顶部件32、33之间配置粘合剂。若这样构成，则能够更可靠地抑制在之后的工序中筒部件31与圆顶部件32、33脱落。并不特别地限定粘合剂的材质，但例如优选使用环氧树脂等热固化性树脂。另外，作为粘合剂，也可以使用与筒部件31或者圆顶部件32、33相同的成分的树脂。

此外，本次公开的实施方式全部的点应被认为是例示，并非是对本发明进行的限制。本发明的范围并非由上述的实施方式的说明限定，而是由权利要求书表示，并且包括与权利要求书等同的意思以及在其范围内的全部变更。

例如，在上述实施方式中，对仅在一个圆顶部件设置贯通孔，并且仅在高压罐的一端设置接头的例子进行了说明，但本发明并不局限于此，也可以在圆顶部件双方设置贯通孔，并且在高压罐的一端与另一端双方设置接头。

另外，在上述实施方式中，示出了使用FW法来形成两个圆顶部件的例子，但本发明并不局限于此。例如，也可以使用带铺放法，通过辊将纤维束加压并粘贴于圆顶状的模具的表面，由此形成一对圆顶部件。

另外，在上述实施方式中，示出由3个部件(筒部件、圆顶部件)形成第1加强层的例子，但本发明并不局限于此。例如，也可以由4个以上的部件(2个以上的筒部件、圆顶部件)形成第1加强层。在这种情况下，在将2个以上的筒部件相互接合后，将圆顶部件与其两端接合。另外，也可以在将筒部件与圆顶部件挨个接合后将它们接合。

Claims (3)

1.一种高压罐的制造方法，所述高压罐在构成为容纳气体的树脂制的衬里的外表面形成有由纤维强化树脂构成的加强层，其特征在于，

所述高压罐的制造方法包括：

形成多个分割体，其中，该多个分割体由所述纤维强化树脂构成，并具有以具有与所述衬里的外表面接触的接触面的方式将所述加强层分割而成的形状；

用构成所述衬里的树脂层包覆所述各分割体的所述接触面；以及

将所述各分割体彼此接合，并且将包覆所述各分割体的所述树脂层彼此接合，由此形成具有所述多个分割体的所述加强层和具有所述树脂层的所述衬里。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，

将所述分割体彼此的端面与所述树脂层一起经由接合部件对接，从而将所述分割体彼此接合，并且将包覆所述各分割体的所述树脂层彼此接合。

3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，

准备被所述树脂层包覆的、作为所述分割体的筒部件和两个圆顶部件，在所述两个圆顶部件中的至少一方的圆顶部件形成有贯通孔，

将所述筒部件的两侧的各周端部与所述圆顶部件的周端部接合，并且将包覆所述筒部件的所述树脂层与包覆所述圆顶部件的所述树脂层接合，由此形成所述加强层和所述衬里，

在形成所述加强层和所述衬里后，以至少覆盖包覆所述筒部件的所述树脂层与包覆所述圆顶部件的所述树脂层的接缝的方式经由所述贯通孔向所述接缝涂覆树脂材料，由此至少在所述接缝之上形成密封层。

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