DE102018112438A1 - Druckfester Behälter - Google Patents

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Abstract

Vorgesehen ist ein druckfester Behälter (1), der zulässt, dass eine Zeit, die zum Wickeln eines faserverstärkten Bauteils (20) auf sowohl einem rohrförmigen Fassabschnitt (10a) als auch Kuppelabschnitten (10b) eines Behälterkörpers (10) benötigt wird, verkürzt wird. Ein druckfester Behälter (1) weist auf: einen Behälterkörper (10), der einen rohrförmigen Fassabschnitt (10a) und Kuppelabschnitte (10b), die integral respektive auf beiden Endabschnitten des rohrförmigen Fassabschnitts (10a) in einer axialen Richtung (A) vorgesehen sind, aufweist; und ein faserverstärktes Bauteil (20), das eine äußere Oberfläche des Behälterkörpers (10) bedeckt. Das faserverstärkte Bauteil (20) weist ein erstes Faserblatt auf, das aus Fasern, die in einer Richtung orientiert sind, ausgebildet ist, und das eine Faserrichtung aufweist, in der sich die Fasern derart erstrecken, dass die Faserrichtung relativ zu der axialen Richtung (A) des Behälterkörpers (10) bei einem derartigen Winkel geneigt ist, dass es die beiden Kuppelabschnitte (10b) des Behälterkörpers (10) auf beiden Seiten in der axialen Richtung bedeckt. Das erste Faserblatt weist einen Blattkörperabschnitt, der in einer blattartigen Form ausgebildet ist, und eine Mehrzahl vorstehender Abschnitte, die auf beiden Endabschnitten des Blattkörperabschnitts in einer Faserrichtung ausgerichtet sind und davon vorstehen, auf. Der Blattkörperabschnitt ist zum Bedecken des rohrförmigen Fassabschnitts (10a) entlang einer äußeren Oberfläche des rohrförmigen Fassabschnitts (10a) gewickelt. Die vorstehenden Abschnitte sind zum Bedecken der Kuppelabschnitte (10b) entlang äußerer Oberflächen der Kuppelabschnitte (10b) zurückgewickelt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen druckfesten Behälter.
  • Bislang ist ein druckfester Behälter, der einen Behälterkörper aufweist, der durch ein faserverstärktes Bauteil, das auf der äußeren Oberfläche des Behälterkörpers gewickelt ist, verstärkt ist, bekannt gewesen (z.B. JP 2005-214271 (A ) und JP 2010-265931 (A )). Beispiele des faserverstärkten Bauteils des druckfesten Behälters weisen faserverstärkte Bauteile, die durch hochfeste Fasern, wie beispielsweise Kohlenstofffasern und Glasfasern, die durch ein Präzisionswickelverfahren gewickelt werden, ausgebildet sind, auf und weisen auch faserverstärkte Bauteile, die Reifenschichten, Helikalschichten und In-Ebenen-Schichten aufweisen, auf, die in der radialen Richtung des Behälterkörpers geschichtet sind. Die Reifenschicht ist eine Schicht, in der sich die Faser beinahe bzw. annähernd senkrecht zu der axialen Richtung des Behälterkörpers erstreckt, und die Reifenschicht ist auf der Außenoberflächenseite eines rohrförmigen Fassabschnitts des Behälterkörpers ausgebildet. Die Helikalschicht ist eine Schicht, in der sich die Faser helikal erstreckt, so dass sie relativ zu der axialen Richtung des Behälterkörpers geneigt ist, und die Helikalschicht ist auf den Außenoberflächenseiten sowohl des rohrförmigen Fassabschnitts des Behälterkörpers als auch von Kuppelabschnitten des Behälterkörpers, die auf beiden Seiten in der axialen Richtung vorgesehen sind, ausgebildet. Die In-Ebenen-Schicht ist eine Schicht, in der sich die Faser so erstreckt, dass sie bei einem kleinen Winkel relativ zu der axialen Richtung des Behälterkörpers geneigt ist, und die In-Ebenen-Schicht ist auf den Außenoberflächenseiten sowohl des rohrförmigen Fassabschnitts des Behälterkörpers als auch den Kuppelabschnitten des Behälterkörpers, die auf beiden Seiten in der axialen Richtung vorgesehen sind, ausgebildet.
  • In dem druckfesten Behälter, der in JP 2005-214271 (A ) offenbart ist, weist das faserverstärkte Bauteil ein erstes Blatt (Reifenschicht), das derart ausgebildet ist, dass die Faserrichtung senkrecht zu der axialen Richtung des Behälterkörpers ist, und ein zweites Blatt (In-Ebenen-Schicht), das derart ausgebildet ist, dass die Faserrichtung bei einem kleinen Winkel relativ zu der axialen Richtung des Behälterkörpers geneigt ist, auf. Das erste Blatt und das zweite Blatt sind jeweils in einer blattartigen Form so ausgebildet, dass sie übereinander geschichtet werden und den rohrförmigen Fassabschnitt des Behälterkörpers bedecken. In einem Fall, in dem das faserverstärkte Bauteil auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Fassabschnitts des Behälterkörpers gewickelt wird, wenn das faserverstärkte Bauteil in einer blattartigen Form ausgebildet ist, wird der rohrförmige Fassabschnitt lediglich durch das eine Blattbauteil bedeckt, und eine Faser (einschließlich eines Faserbündels, das durch Bündeln einer Mehrzahl von Fasern ausgebildet ist) muss nicht auf der äußeren Oberfläche des Behälterkörpers gewickelt werden, während die eine Faser relativ zu dem Behälterkörper gedreht wird. Daher erlaubt die Blattstruktur des faserverstärkten Bauteils, wie sie oben beschrieben wurde, dass eine Zeit, die zum Wickeln des faserverstärkten Bauteils auf dem bzw. den rohrförmigen Fassabschnitt des Behälterkörpers benötigt wird, verkürzt wird.
  • Außerdem weist in dem druckfesten Behälter, der in JP 2010-265931 (A ) offenbart ist, das faserverstärkte Bauteil ein Faserblatt auf, das eine Reifenschicht ausbildet. Das Faserblatt ist auf dem rohrförmigen Fassabschnitt des Behälterkörpers gewickelt und bedeckt den rohrförmigen Fassabschnitt. Daher wird im Vergleich zu einer Struktur, in der eine Faser auf der äußeren Oberfläche des Behälterkörpers gewickelt wird, eine Zeit, die zum Wickeln des faserverstärkten Bauteils auf dem rohrförmigen Fassabschnitt des Behälterkörpers benötigt wird, verkürzt.
  • Zum Ausbilden der Helikalschicht muss das faserverstärkte Bauteil nicht nur auf dem rohrförmigen Fassabschnitt des Behälterkörpers, sondern auch auf den Kuppelabschnitten, die respektive mit beiden Endabschnitten des rohrförmigen Fassabschnitts in der axialen Richtung integriert sind, gewickelt werden. In dem druckfesten Behälter, der in JP 2010-265931 (A ) offenbart ist, ist die Helikalschicht des faserverstärkten Bauteils durch eine Faser, die auf dem Behälterkörper gewickelt wird, ausgebildet. In einem Fall, wo eine Faser zum Ausbilden der Helikalschicht auf sowohl dem rohrförmigen Fassabschnitt als auch den Kuppelabschnitten gewickelt wird, muss jede Wicklung sorgfältig durchgeführt werden, so dass verhindert wird, dass die jeweilige Faser auf den Oberflächen der Kuppelabschnitte verrutscht, und eine Zeit, die für die Wicklung benötigt wird, wird erhöht.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht des oben beschriebenen Problems vorgenommen, und ein Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist, einen druckfesten Behälter vorzusehen, der durch Verkürzen einer Zeit, die zum Wickeln eines faserverstärkten Bauteils auf sowohl einem rohrförmigen Fassabschnitt als auch Kuppelabschnitten eines Behälterkörpers benötigt wird, ausgebildet wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf einen druckfesten Behälter gerichtet, der aufweist: einen Behälterkörper, der einen rohrförmigen Fassabschnitt (Trommelabschnitt, Walzenabschnitt) und Kuppelabschnitte, die respektive integral auf beiden Endabschnitten des rohrförmigen Fassabschnitts in einer axialen Richtung vorgesehen sind, aufweist; und ein faserverstärktes Bauteil, das eine äußere Oberfläche des Behälterkörpers bedeckt. Das faserverstärkte Bauteil weist ein erstes Faserblatt auf, das aus Fasern, die in einer Richtung orientiert sind, ausgebildet ist und das eine Faserrichtung aufweist, in der sich die Fasern derart erstrecken, dass die Faserrichtung relativ zu der axialen Richtung des Behälterkörpers bei einem derartigen Winkel geneigt ist, dass es die beiden Kuppelabschnitte des Behälterkörpers auf beiden Seiten in der axialen Richtung bedeckt. Das erste Faserblatt weist einen Blattkörperabschnitt, der in einer blattartigen Form ausgebildet ist, und eine Mehrzahl vorstehender Abschnitte, die auf beiden Endabschnitten des Blattkörperabschnitts in einer Faserrichtung ausgerichtet sind und davon vorstehen, auf. Der Blattkörperabschnitt ist in eine rohrförmige Form entlang einer äußeren Oberfläche des rohrförmigen Fassabschnitts gewickelt, so dass er den rohrförmigen Fassabschnitt bedeckt. Die vorstehenden Abschnitte sind entlang äußerer Oberflächen der Kuppelabschnitte zurückgewickelt, so dass sie die Kuppelabschnitte bedecken.
  • In dieser Ausgestaltung ist das erste Faserblatt des faserverstärkten Bauteils aus Fasern ausgebildet, die in einer Richtung orientiert sind, und die Faserrichtung, in der sich die Fasern erstrecken, ist relativ zu der axialen Richtung des Behälterkörpers bei einem derartigen Winkel geneigt, dass es die beiden Kuppelabschnitte auf beiden Seiten in der axialen Richtung bedeckt. In dem ersten Faserblatt ist der Blattkörperabschnitt, der in einer blattartigen Form ausgebildet ist, zum Bedecken des rohrförmigen Fassabschnitts des Behälterkörpers in eine rohrförmige Form entlang der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Fassabschnitts gewickelt, und eine Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte, die auf Endabschnitten des Blattkörperabschnitts in der Faserrichtung ausgerichtet sind und davon vorstehen, ist zum Bedecken der Kuppelabschnitte entlang der äußeren Oberflächen der Kuppelabschnitte zurückgewickelt. In einer derartigen Struktur wird der Blattkörperabschnitt, der in der blattartigen Form ausgebildet ist, zum Ausbilden einer Schicht verwendet, die den rohrförmigen Fassabschnitt bedeckt. Daher wird eine Zeit, die zum Ausbilden einer Schicht auf dem rohrförmigen Fassabschnitt benötigt wird, in hohem Maße verkürzt. Eine Mehrzahl vorstehender Abschnitte, die auf beiden Endabschnitten des Blattkörperabschnitts in der Faserrichtung ausgerichtet sind und davon vorstehen, wird zum Ausbilden einer Schicht, die die Kuppelabschnitte bedeckt, verwendet. Daher ist die Mehrzahl vorstehender Abschnitte, die die Kuppelabschnitte bedecken, mit dem Blattkörperabschnitt integriert, und die vorstehenden Abschnitte werden daran gehindert, individuell separiert zu werden, so dass die vorstehenden Abschnitte leicht auf den Kuppelabschnitten gewickelt werden, und eine Zeit, die zum Ausbilden einer Schicht auf dem Kuppelabschnitt benötigt wird, verkürzt wird. Daher wird eine Zeit, die zum Wickeln des faserverstärkten Bauteils auf sowohl dem rohrförmigen Fassabschnitt als auch den Kuppelabschnitten des Behälterkörpers benötigt wird, verkürzt.
    • 1 stellt schematisch eine Struktur eines druckfesten Behälters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar;
    • 2 ist eine Draufsicht eines faserverstärkten Bauteils des druckfesten Behälters gemäß der ersten Ausführungsform;
    • 3 stellt schematisch eine Struktur eines ersten Faserblatts des faserverstärkten Bauteils, das auf einem Behälterkörper in dem druckfester Behälter gemäß der ersten Ausführungsform zurückgewickelt ist, dar;
    • 4 stellt eine Technik eines Zurückwickelns des ersten Faserblatts auf dem Behälterkörper in dem druckfesten Behälter gemäß der ersten Ausführungsform dar;
    • 5 stellt Zustände, bevor und nachdem das erste Faserblatt auf dem Behälterkörper in dem druckfester Behälter gemäß der ersten Ausführungsform zurückgewickelt ist, dar;
    • 6 stellt einen vergrößerten Querschnitt eines Hauptabschnitts des druckfesten Behälters gemäß der ersten Ausführungsform dar;
    • 7 ist eine Draufsicht eines faserverstärkten Bauteils eines druckfesten Behälters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
    • 8 stellt einen vergrößerten Querschnitt eines Hauptabschnitts des druckfesten Behälters gemäß der zweiten Ausführungsform dar;
    • 9 stellt einen vergrößerten Querschnitt eines Hauptabschnitts eines druckfesten Behälters gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar; und
    • 10 stellt einen vergrößerten Querschnitt eines Hauptabschnitts eines druckfesten Behälters gemäß einer Abwandlung der dritten Ausführungsform dar.
  • Nachfolgend wird eine Ausführungsform eines druckfesten Behälters gemäß der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die Zeichnungen spezifisch beschrieben.
  • Ein druckfester Behälter 1 gemäß einer ersten Ausführungsform wird in Bezug auf 1 bis 6 beschrieben. Der druckfeste Behälter 1 ist beispielsweise ein Tank, der mit Wasserstoffgas, Erdgas oder dergleichen bei hohem Druck gefüllt ist. Der druckfeste Behälter 1 ist beispielsweise an einem Automobil montiert. Der druckfeste Behälter 1 weist einen Behälterkörper 10 und ein faserverstärktes Bauteil 20 auf, wie in 1 gezeigt ist.
  • Der Behälterkörper 10 ist ein hohler Mantel (Rohr, Einlage, Futter), der eine Innenwandschicht des druckfesten Behälters 1 ausbildet. Der Behälterkörper 10 weist einen rohrförmigen Fassabschnitt 10a und Kuppelabschnitte 10b auf. Der rohrförmige Fassabschnitt 10a ist in einer rohrförmigen Form (insbesondere einer zylindrischen Form) ausgebildet. Der rohrförmige Fassabschnitt 10a weist einen beinahe bzw. annähernd einheitlichen Außendurchmesser auf. Jeder Kuppelabschnitt 10b ist in einer halbkugelförmigen Form ausgebildet. Die Kuppelabschnitte 10b sind respektive an beiden axialen Endabschnitten des rohrförmigen Fassabschnitts 10a so vorgesehen, dass sie mit dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a integriert sind. D.h., der Behälterkörper 10 ist derart ausgebildet, dass der rohrförmige Fassabschnitt 10a und die zwei Kuppelabschnitte 10b miteinander integriert sind. Der Innenraum des Behälterkörpers 10 wird mit Gas gefüllt. Nachfolgend wird eine Richtung, in der sich die Achsen des druckfesten Behälters 1 und des Behälterkörpers 10 erstrecken, soweit es zweckmäßig ist, als axiale Richtung A bezeichnet.
  • Der Behälterkörper 10 weist einen Mantelabschnitt 11 und Kappen 12 als Komponenten auf. D.h., der Behälterkörper 10 ist durch den Mantelabschnitt 11 und die Kappen 12, die zusammengefügt sind, strukturiert. Der Mantelabschnitt 11 und die Kappen 12 bilden in einem Zustand, in dem der Mantelabschnitt 11 und die Kappen 12 zusammengefügt sind, den rohrförmigen Fassabschnitt 10a und die Kuppelabschnitte 10b aus.
  • Der Mantelabschnitt 11 ist in einer derartigen Form (d.h. beinahe bzw. annähernd zylindrischen Form) ausgebildet, dass er zumindest den rohrförmigen Fassabschnitt 10a ausbildet. Der Mantelabschnitt 11 kann so ausgebildet sein, dass er zumindest einen Teil der Kuppelabschnitte 10b aufweist. Der Mantelabschnitt 11 ist aus einem Material, das Gasbarriereeigenschaften aufweist, (beispielsweise Polyethylenharz, Polypropylenharz oder ein anderes hartes Harz) ausgebildet. Der Mantelabschnitt 11 kann beispielsweise ein Metallmantel sein, der aus einem Material wie beispielsweise Aluminium ausgebildet ist.
  • Öffnungen 13 sind respektive in beiden axialen Endabschnitten des Mantelabschnitts 11 ausgebildet. Jede Öffnung 13 ist im Wesentlichen in einer derartigen runden Form ausgebildet, dass der Scheitel des Kuppelabschnitts 10b, der die halbkugelförmige Form aufweist, die Mitte der runden Form ist. Die Kappe 12 ist in die Öffnung 13 eingefügt. Die Kappen 12 sind respektive an beiden axialen Endabschnitten des Mantelabschnitts 11 befestigt. Die Kappe 12 ist an dem Mantelabschnitt 11 befestigt, indem die Kappe 12 und der Mantelabschnitt 11 ineinander geschraubt sind, oder ist durch Umspritzen befestigt. Die Kappe 12 ist in einer beinahe bzw. annähernd zylindrischen Form ausgebildet und weist einen Buckelabschnitt (Vorsprungsabschnitt) 12a und einen Flanschabschnitt 12b auf. Der Endabschnitt des Buckelabschnitts 12a der Kappe 12 steht nach außen in der axialen Richtung A von dem Scheitel des Kuppelabschnitts 10b vor. Die Kappe 12 ist beispielsweise aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, ausgebildet. Ein Ventil (nicht gezeigt) wird durch Verschrauben an der Kappe 12 montiert.
  • Das faserverstärkte Bauteil 20 ist ein Verstärkungsbauteil, das eine Außenwandschicht des druckfesten Behälters 1 ausbildet und die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10 bedeckt. Das faserverstärkte Bauteil 20 ist aus einer hochfesten Faser, die mit Harz imprägniert ist, ausgebildet. Beispiele der hochfesten Faser weisen Kohlenstofffasern, Glasfasern und Aramidfasern auf. Außerdem ist das Harz, mit dem die hochfeste Faser imprägniert ist, ein duroplastisches Harz, wie beispielsweise Epoxidharz, ungesättigtes Polyesterharz oder Vinylesterharz. Das Harz kann ein thermoplastisches Harz, wie beispielsweise Polyesterharz oder Polyethylenharz sein. Das faserverstärkte Bauteil 20 ist durch das Harz, das in der hochfesten Faser imprägniert ist, das ausgehärtet ist, in einem Zustand, in dem das faserverstärkte Bauteil 20 die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10 bedeckt, starr auf die Außenoberflächenseite des Behälterkörpers 10 geklebt (haftet daran).
  • Das faserverstärkte Bauteil 20 weist eine Gesamtstruktur auf, in der eine Reifenschicht und eine Helikalschicht in der radialen Richtung derart geschichtet sind, dass die Reifenschicht und die Helikalschicht alternierend so geschichtet sind, dass sie eine Mehrzahl von Schichten ausbilden. Die Reifenschicht ist eine Schicht, in der sich eine Faser beinahe bzw. annähernd senkrecht zu der axialen Richtung A des Behälterkörpers 10 erstreckt. Die Reifenschicht ist auf der Außenoberflächenseite des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 so ausgebildet, dass sie auf den rohrförmigen Fassabschnitt 10a gewickelt und darauf festgezogen ist. Unterdessen ist die Helikalschicht eine Schicht, in der sich eine Faser helikal (spiral-/schraubenförmig) so erstreckt, dass sie relativ zu der axialen Richtung A des Behälterkörpers 10 geneigt ist. Die Helikalschicht ist eine Kleinwinkelhelikalschicht, in der die Faser relativ zu der axialen Richtung A des Behälterkörpers 10 bei einem relativ kleinen Winkel geneigt ist. Die Helikalschicht ist auf den Außenoberflächenseiten sowohl des rohrförmigen Fassabschnitts 10a als auch der Kuppelabschnitte 10b des Behälterkörpers 10 so ausgebildet, dass sie auf die Kuppelabschnitte 10b gewickelt und darauf festgezogen ist.
  • Das faserverstärkte Bauteil 20 weist ein erstes Faserblatt 30 und ein zweites Faserblatt 40 auf, wie in 2 gezeigt ist. Das erste Faserblatt 30 und das zweite Faserblatt 40 sind jeweils aus Fasern, die in einer Richtung orientiert sind, ausgebildet. In dieser Beschreibung stellt die Faser nicht nur eine Faser, sondern auch eine Faserbündel, das durch eine Mehrzahl von Fasern, die gebündelt sind, ausgebildet ist, dar. Das erste Faserblatt 30 ist ein Blattbauteil, das die Kleinwinkelhelikalschicht, die oben beschrieben wurde, ausbildet. Das zweite Faserblatt 40 ist ein Blattbauteil, das die Reifenschicht, die oben beschrieben wurde, ausbildet. Die Zugfestigkeit der Faser des ersten Faserblatts 30 in der Faserrichtung ist geringer als die Zugfestigkeit der Faser des zweiten Faserblatts 40 in der Faserrichtung. Beispielsweise ist die Zugfestigkeit der Faser des ersten Faserblatts 30 in etwa 3,5 GPa, und die Zugfestigkeit der Faser des zweiten Faserblatts 40 ist in etwa 6,5 GPa.
  • Die Faserrichtung, in der sich die Faser des ersten Faserblatts 30 erstreckt, ist relativ zu der axialen Richtung A des Behälterkörpers 10 bei einem Winkel θ so geneigt, dass es die beiden Kuppelabschnitte 10b auf beiden Seiten des Behälterkörpers 10 in der axialen Richtung bedeckt, wenn das erste Faserblatt 30 den Behälterkörper 10 bedeckt. Das erste Faserblatt 30 weist einen Blattkörperabschnitt 31 und vorstehende Abschnitte 32 auf.
  • Der Blattkörperabschnitt 31 ist in einer blattartigen Form ausgebildet. Der Blattkörperabschnitt 31 ist derart strukturiert, dass eine Mehrzahl von Fasern, die in einer Richtung orientiert sind, parallel ausgerichtet und fest oder starr aneinander geklebt ist. Der Blattkörperabschnitt 31 wird im Voraus in der blattartigen Form ausgebildet, bevor der Blattkörperabschnitt 31 auf die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt wird. Der Blattkörperabschnitt 31 wird in eine rohrförmige Form (insbesondere zylindrische Form) entlang der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 gewickelt, so dass er dadurch den rohrförmigen Fassabschnitt 10a bedeckt. Die Länge des Blattkörperabschnitts 31 in der axialen Richtung ist beinahe gleich der Länge des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 in der axialen Richtung.
  • Der Blattkörperabschnitt 31 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass die Faserrichtung des Blattkörperabschnitts 31 eine Richtung D1 ist, die den Winkel θ zwischen der Richtung D1 und der axialen Richtung A des Behälterkörpers 10 ausbildet, wenn der Blattkörperabschnitt 31 den rohrförmigen Fassabschnitt 10a bedeckt. D.h., der Blattkörperabschnitt 31 bedeckt den rohrförmigen Fassabschnitt 10a in einem Zustand, in dem sich die Faser in der Richtung D1 erstreckt, die den Winkel θ zwischen der Richtung D1 und der axialen Richtung A des Behälterkörpers 10 ausbildet. Nachfolgend wird die Richtung D1 als Faserrichtung D1 bezeichnet. Der Winkel θ ist so festgelegt, dass er einen Wert aufweist, der der äußeren Form (insbesondere beispielsweise der Länge des rohrförmigen Fassabschnitts 10a in der axialen Richtung und dem Außendurchmesser des rohrförmigen Fassabschnitts 10a und dem Außendurchmesser des Kuppelabschnitts 10b) des Behälterkörpers 10 entspricht, und ist als ein Winkel festgelegt, der von beispielsweise 1° bis 30° (oder von 5° bis 15°) reicht. Außerdem kann der Blattkörperabschnitt 31 derart ausgebildet sein, dass eine Mehrzahl von Fasern, die dieselbe Faserlänge aufweisen, parallel zueinander ausgerichtet ist, und die Wicklungsstartendseite in der Umfangsrichtung so in der Umfangsrichtung angeordnet ist, dass sie relativ zu der axialen Richtung A geneigt ist, oder derart, dass eine Mehrzahl von Fasern, die respektive graduell zunehmende Faserlängen aufweisen, parallel zueinander ausgerichtet ist, und die Wicklungsstartendseite in der Umfangsrichtung parallel zu der axialen Richtung A ist.
  • Die vorstehenden Abschnitte 32 sind mit dem Blattkörperabschnitt 31 integriert. Der vorstehende Abschnitt 32 ist als ein streifenartiges Bauteil, ein blendenartiges/jalousieartiges Bauteil oder ein faserartiges Bauteil ausgebildet. Die vorstehenden Abschnitte 32 sind auf den äußeren Seiten (Endabschnitten) des Blattkörperabschnitts 31 in der Faserrichtung D1 vorgesehen. Die vorstehenden Abschnitte 32 stehen von jedem der beiden Endabschnitte des Blattkörperabschnitts 31 in der Faserrichtung D1 vor. Eine Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte 32 ist an jedem der beiden Endabschnitte des Blattkörperabschnitts 31 vorgesehen. Die Breite jedes vorstehenden Abschnitts 32 in der Richtung senkrecht zu der Vorstehrichtung ist so festgelegt, dass sie geringer als oder gleich 10% des Tankdurchmessers des Behälterkörpers 10 ist. Die vorstehenden Abschnitte 32 sind derart strukturiert, dass eine Mehrzahl von Fasern, die in einer Richtung orientiert sind, parallel zueinander orientiert ist und fest oder starr aneinander geklebt ist (aneinander haftet).
  • Die vorstehenden Abschnitte 32 sind derart angeordnet, dass eine Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte 32 parallel zueinander ausgerichtet ist und an beiden Endabschnitten des Blattkörperabschnitts 31 in der Faserrichtung D1 vorsteht. Die vorstehenden Abschnitte 32, die aneinander angrenzen, sind ohne eine Lücke in der Richtung, in der die vorstehenden Abschnitte 32 aneinander angrenzen, angeordnet. Die vorstehenden Abschnitte 32 und der Blattkörperabschnitt 31 sind aus derselben Faser ausgebildet, und die Faser jedes vorstehenden Abschnitts 32 und die Faser des Blattkörperabschnitts 31 sind kontinuierlich miteinander. Der vorstehende Abschnitt 32 wird im Voraus in einer gewünschten Form (wie beispielsweise einer streifenartigen Form) ausgebildet, bevor der vorstehende Abschnitt 32 auf der äußeren bzw. die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt wird.
  • Das erste Faserblatt 30 ist aus einem Blattbauteil ausgebildet, das den Blattkörperabschnitt 31 und die vorstehenden Abschnitte 32 ausbildet. Das Blattbauteil ist so ausgebildet, dass es die Länge in der Faserrichtung aufweist, die erhalten wird, wenn der Blattkörperabschnitt 31 und die zwei vorstehenden Abschnitte 32 in Reihe in der Faserrichtung verbunden sind. Das erste Faserblatt 30 ist vorzugsweise derart strukturiert, dass beispielsweise beide Endabschnitte des Blattbauteils in der Faserrichtung D1 parallel zu und entlang der Faserrichtung D1 um eine bzw. bei einer Länge, die jedem vorstehenden Abschnitt 32 entspricht, geschnitten sind, und der Blattkörperabschnitt 31 und die vorstehenden Abschnitte 32 somit miteinander integriert sind.
  • Der vorstehende Abschnitt 32 weist eine derartige Länge in der Vorstehrichtung auf, dass sich der vorstehende Abschnitt 32 von einem Abschnitt nahe einer Grenze (die nachfolgend als eine Behältergrenze bezeichnet wird) 10c zwischen dem Kuppelabschnitt 10b und dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a des Behälterkörpers 10 durch bzw. über eine Oberfläche einschließlich eines Abschnitts nahe dem Scheitel (d.h. dem Endabschnitt des Buckelabschnitts 12a der Kappe 12) des Kuppelabschnitts 10b zu einem Abschnitt nahe der Behältergrenze 10c auf der radial gegenüberliegenden Seite erstreckt. Der vorstehende Abschnitt 32 ist von der Blattkörperabschnitt-31-Seite entlang der äußeren Oberfläche des Kuppelabschnitts 10b zurückgewickelt (zurückgeschlagen), so dass er dadurch den Kuppelabschnitt 10b bedeckt.
  • Jeder vorstehende Abschnitt 32 ist entlang der äußeren Oberfläche des Kuppelabschnitts 10b derart zurückgewickelt, dass eine Lücke zwischen dem vorstehenden Abschnitt 32 und der Oberfläche des Kuppelabschnitts 10b beinahe nicht existiert, d.h., die vorstehenden Abschnitte 32 sind nicht gecrimpt (gequetscht, gefaltet). Eine Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte 32, die sich von einem Abschnitt nahe der Behältergrenze 10c über den gesamten Umfang des rohrförmigen Fassabschnitts 10a erstrecken, sind jeweils so zurückgewickelt, dass die vorstehenden Abschnitte 32 nach außen geschichtet und ineinander verwoben sind, während sie versetzt sind, so dass sie dadurch die Gesamtheit des Kuppelabschnitts 10b bedecken.
  • Die Länge des Blattkörperabschnitts 31 in der axialen Richtung ist beinahe gleich der Länge des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 in der axialen Richtung, wie oben beschrieben wurde. Insbesondere ist die Länge des Blattkörperabschnitts 31 in der axialen Richtung geringfügig geringer als die Länge des rohrförmigen Fassabschnitts 10a in der axialen Richtung. Der Blattkörperabschnitt 31 bedeckt einen Bereich des rohrförmigen Fassabschnitts 10a mit Ausnahme eines Teils jedes beider seitlichen Abschnitte in der axialen Richtung A. D.h., der rohrförmige Fassabschnitt 10a wird durch den Blattkörperabschnitt 31 derart bedeckt, dass ein Teil jedes der beiden seitlichen Abschnitte des rohrförmigen Fassabschnitts 10a in der axialen Richtung A nicht bedeckt ist. Eine Grenze (die nachfolgend als eine Blattgrenze bezeichnet wird) 33 zwischen dem Blattkörperabschnitt 31 und dem vorstehenden Abschnitt 32 des ersten Faserblatts 30 ist an einer Position (d.h. Position, die näher an der Mitte in der axialen Richtung ist, als es die Behältergrenze 10c ist), die dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a in der radialen Richtung gegenüberliegt, gelegen, und ist auswärts des rohrförmigen Fassabschnitts 10a in der radialen Richtung gelegen. Die Blattgrenzen 33 zwischen dem Blattkörperabschnitt 31 und respektive der Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte 32, die parallel zueinander ausgerichtet sind und vorstehen, sind linear über den gesamten Umfang des rohrförmigen Fassabschnitts 10a ausgerichtet, wenn der Blattkörperabschnitt 31 den rohrförmigen Fassabschnitt 10a bedeckt.
  • Der vorstehende Abschnitt 32 ist derart ausgebildet, dass in einem Zustand, in dem der Kuppelabschnitt 10b bedeckt ist, ein Endabschnitt 32a des vorstehenden Abschnitts 32 in der Vorstehrichtung näher an der Mitte in der axialen Richtung des Behälterkörpers 10 ist, als es die Blattgrenze 33 ist, wie in 3 und 4 gezeigt ist. D.h., der Endabschnitt 32a des vorstehenden Abschnitts 32, der den Kuppelabschnitt 10b bedeckt, liegt dem Blattkörperabschnitt 31 in der radialen Richtung gegenüber, d.h., liegt dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a in der radialen Richtung gegenüber. Während der vorstehende Abschnitt 32 den Kuppelabschnitt 10b bedeckt, ist der vorstehende Abschnitt 32 zu dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a auf dem Behälterkörper 10 zurückgewickelt. In diesem Zustand ist der Endabschnitt 32a des vorstehenden Abschnitts 32 zwischen dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a und dem Blattkörperabschnitt 31 außerhalb des rohrförmigen Fassabschnitts 10a in der radialen Richtung sandwichartig umgeben.
  • Der Endabschnitt 32a jedes vorstehenden Abschnitts 32 ist derart ausgebildet, dass in einem Zustand, in dem die Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte 32, die parallel zueinander ausgerichtet sind und an beiden Endabschnitten des Blattkörperabschnitts 31 in der Faserrichtung D1 vorstehen, entlang der äußeren Oberflächen der Kuppelabschnitte 10b zurückgewickelt ist und die Kuppelabschnitte 10b bedeckt, sich Seiten 32b an den Enden der Endabschnitte 32a entlang der Umfangsrichtung des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 erstrecken und die Seiten 32b der Mehrzahl der Endabschnitte 32a zum Ausbilden einer geraden Linie linear in der Umfangsrichtung ausgerichtet sind, wie auf der rechten Seite in 5 gezeigt ist. Der Endabschnitt 32a jedes vorstehenden Abschnitts 32 ist derart ausgebildet, dass, bevor die Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte 32, die parallel zueinander ausgerichtet sind und an beiden Endabschnitten des Blattkörperabschnitts 31 in der Faserrichtung D1 vorstehen, entlang der äußeren Oberflächen der Kuppelabschnitte 10b zurückgewickelt wird, die Seiten 32b des Endabschnitts 32a nicht linear in der Umfangsrichtung ausgerichtet sind und in beispielsweise einer dreieckigen Welle oder einer Sägezahnform ausgebildet sind, wie auf der linken Seite in 5 gezeigt ist. Die Endabschnitte 32a sind zum Absorbieren eines Versatzes, der durch die vorstehenden Abschnitte 32, die um die halbkugelförmigen Kuppelabschnitte 10b zurückgewickelt sind, erzeugt wird, ausgebildet, so dass die Enden der Endabschnitte 32a und ein Ende 40a des zweiten Faserblatts 40 in der axialen Richtung einander an einer Eingriffsposition C, die unten beschrieben wird, ohne eine Lücke gegenüberliegen.
  • Das zweite Faserblatt 40 ist in einer blattartigen Form ausgebildet. Das zweite Faserblatt 40 ist derart strukturiert, dass eine Mehrzahl von Fasern, die in einer Richtung orientiert sind, parallel zueinander ausgerichtet ist. Das zweite Faserblatt 40 wird im Voraus in der blattartigen Form ausgebildet, bevor das zweite Faserblatt 40 auf der äußeren Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt wird. Das zweite Faserblatt 40 wird auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 in eine rohrförmige Form (insbesondere zylindrische Form) gewickelt, so dass es dadurch den rohrförmigen Fassabschnitt 10a bedeckt. Die Länge des zweiten Faserblatts 40 in der axialen Richtung ist beinahe gleich der Länge des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 in der axialen Richtung.
  • Das zweite Faserblatt 40 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass die Faserrichtung des zweiten Faserblatts 40 eine Richtung D2 (d.h. Umfangsrichtung) ist, die senkrecht zu der axialen Richtung A des Behälterkörpers 10 ist, wenn das zweite Faserblatt 40 den rohrförmigen Fassabschnitt 10a bedeckt. D.h., das zweite Faserblatt 40 bedeckt den rohrförmigen Fassabschnitt 10a in einen Zustand, in dem sich die Faser des zweiten Faserblatts 40 in der Umfangsrichtung des rohrförmigen Fassabschnitts 10a erstreckt. Das zweite Faserblatt 40 ist in der radialen Richtung über dem bzw. den Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30 geschichtet. Der Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30 und das zweite Faserblatt 40 sind in der radialen Richtung alternierend geschichtet.
  • Die Länge des zweiten Faserblatts 40 in der axialen Richtung ist beinahe gleich der Länge des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 in der axialen Richtung, wie oben beschrieben wurde. Insbesondere ist die Länge des zweiten Faserblatts 40 in der axialen Richtung geringer als die Länge des rohrförmigen Fassabschnitts 10a in der axialen Richtung. Wie oben beschrieben wurde, ist in einen Zustand, in dem die vorstehenden Abschnitte 32 die Kuppelabschnitte 10b bedecken, der Endabschnitt 32a des vorstehenden Abschnitts 32 des ersten Faserblatts 30 näher an der Mitte des Behälterkörpers 10 in der axialen Richtung, als es die Blattgrenze 33 ist, und liegt dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a in der radialen Richtung gegenüber. Das zweite Faserblatt 40 ist so ausgebildet und angeordnet, dass es den Endabschnitt 32a des vorstehenden Abschnitts 32 des ersten Faserblatts 30 in der radialen Richtung nicht überlappt.
  • D.h., das zweite Faserblatt 40 weist eine Länge in der axialen Richtung auf, die einem Abstand entspricht, über den die Enden der Endabschnitte 32a der vorstehenden Abschnitte 32 auf beiden Seiten des ersten Faserblatts 30 in der Faserrichtung D1 voneinander in der axialen Richtung A beabstandet sind, wenn die vorstehenden Abschnitte 32 auf beiden Seiten des ersten Faserblatts 30 in der Faserrichtung D1 die Kuppelabschnitte 10b auf beiden Seiten in der axialen Richtung bedecken. Das Ende des Endabschnitts 32a des vorstehenden Abschnitts 32 des ersten Faserblatts 30 und das Ende 40a des zweiten Faserblatts 40 in der axialen Richtung sind in der axialen Richtung A des Behälterkörpers 10 miteinander in Eingriff und liegen einander in der axialen Richtung A ohne eine Lücke gegenüber, wie in 6 gezeigt ist. Nachfolgend wird die Position, an der das Ende des Endabschnitts 32a des vorstehenden Abschnitts 32 des ersten Faserblatts 30 und das Ende 40a des zweiten Faserblatts 40 in der axialen Richtung miteinander in Eingriff sind, als Eingriffsposition C bezeichnet. Die Eingriffspositionen C sind auf beiden Seiten in der axialen Richtung gelegen, so dass sie das zweite Faserblatt 40 sandwichartig umgeben, und liegen dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a in der radialen Richtung gegenüber.
  • Die zwei Blätter, d.h. ein langlängiges (längliches) Blatt, das das erste Faserblatt 30 ist, das die Kleinwinkelhelikalschicht ausbildet, und ein langlängiges (längliches) Blatt, das das zweite Faserblatt 40 ist, das die Reifenschicht ausbildet, sind gestapelt und simultan eine vorherbestimmte mehrere Anzahl von Malen um den Umfang auf dem Behälterkörper 10 gewickelt, so dass sie dadurch das faserverstärkte Bauteil 20 ausbilden. Das faserverstärkte Bauteil 20 ist derart ausgebildet, dass der Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30 und das zweite Faserblatt 40 alternierend in der radialen Richtung geschichtet sind, so dass sie eine Mehrzahl von Schichten ausbilden.
  • Zum Ausbilden des faserverstärkten Bauteils 20 werden die vorstehenden Abschnitte 32 des ersten Faserblatts 30 an die Kuppelabschnitte 10b geklebt (die Endabschnitte 32a werden an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a geklebt/geheftet), wenn Abschnitte des Blattkörperabschnitts 31, die den vorstehenden Abschnitten 32 entsprechen und kontinuierlich damit sind, in Kontakt mit dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a des Behälterkörpers 10 sind und daran geklebt sind (anhaften). Die vorstehenden Abschnitte 32 können unter Verwendung beispielsweise eines Werkzeugs, wie beispielsweise einer Rolle, angeklebt werden, so dass der vorstehende Abschnitt 32 von der Blattgrenze-33-Seite zwischen jedem vorstehenden Abschnitt 32 und dem Blattkörperabschnitt 31 in Richtung auf das Ende des Endabschnitts 32a entlang der äußeren Oberfläche des Kuppelabschnitts 10b gedrückt wird. Die vorstehenden Abschnitte 32, die in der Umfangsrichtung aneinander angrenzen, werden sequenziell jedes Mal, wenn der entsprechende Abschnitt des Blattkörperabschnitts 31 an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a geklebt wird, angeklebt.
  • Der druckfeste Behälter 1 wird in dem folgenden Ablauf hergestellt. Insbesondere werden zunächst die zwei Blätter, d.h. ein langlängiges Blatt, das das erste Faserblatt 30 des faserverstärkten Bauteils 20 ist, und ein langlängiges Blatt, das das zweite Faserblatt 40 des faserverstärkten Bauteils 20 ist, übereinandergestapelt. Die zwei langlängigen Blätter können derart gestapelt werden, dass die Wicklungsstartendabschnitte, in der Umfangsrichtung, der zwei langlängigen Blätter in der Umfangsrichtung des rohrförmigen Fassabschnitts 10a versetzt sind. Insbesondere kann der Versatz derart sein, dass, wenn der vorstehende Abschnitt 32, mit dem das erste Faserblatt 30 begonnen wird, gewickelt zu werden, an die äußere Oberfläche des Kuppelabschnitts 10b geklebt ist, und der Endabschnitt 32a des vorstehenden Abschnitts 32 an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a geklebt ist, ein Eingriff des Endes des Endabschnitts 32a und des Endes 40a, in der axialen Richtung, des zweiten Faserblatts 40 in der axialen Richtung A gestartet wird. Die zwei langlängigen Blätter werden bei einer gewöhnlichen Temperatur angeordnet, so dass das Fließvermögen (der flüssige Zustand) der Harzkomponente, mit der das Blatt imprägniert ist, hoch wird, wenn die zwei langlängigen Blätter gestapelt werden, wie oben beschrieben wurde.
  • Als nächstes werden, während die zwei langlängigen Blätter, die wie oben beschrieben gestapelt sind, und der Behälterkörper 10 um die Achse, die sich in der axialen Richtung A erstreckt, relativ zueinander gedreht werden, die zwei langlängigen Blätter in einem Zustand, in dem die zwei langlängigen Blätter gestapelt sind, spiralförmig auf der äußeren bzw. die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt. In diesem Fall werden der Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30 und das zweite Faserblatt 40 über dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a des Behälterkörpers 10 geschichtet und simultan an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a des Behälterkörpers 10 geklebt (angeheftet). Jeder vorstehende Abschnitt 32 des ersten Faserblatts 30 wird an den Kuppelabschnitt 10b geklebt (der Endabschnitt 32a wird an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a geklebt), wenn (insbesondere unmittelbar nachdem) der Abschnitt des Blattkörperabschnitts 31, der dem vorstehenden Abschnitt 32 entspricht und kontinuierlich damit ist, an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a geklebt wird. Außerdem wird das zweite Faserblatt 40 an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a so geklebt, dass es in der axialen Richtung A mit dem Ende des Endabschnitts 32a des vorstehenden Abschnitts 32 des ersten Faserblatts 30, das an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a geklebt ist, in Eingriff ist, wie oben beschrieben wurde.
  • Wenn ein Wickeln und ein Ankleben bzw. Anhaften der zwei langlängigen Blätter auf den bzw. dem Behälterkörper 10 abgeschlossen worden sind, wird das faserverstärkte Bauteil 20 zum Verfestigen der Harzkomponente erhitzt. Wenn die Harzkomponente des faserverstärkten Bauteils 20 verfestigt worden ist, ist das faserverstärkte Bauteil 20 starr an die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10 geklebt (haftet daran).
  • Somit sind in einem Zustand, in dem verschiedene Arten von Blattbauteilen (insbesondere der Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30, das die Kleinwinkelhelikalschicht ausbildet, und das zweite Faserblatt 40, das die Reifenschicht ausbildet) als das faserverstärkte Bauteil 20 gestapelt sind, die Blattbauteile spiralförmig auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 gewickelt, und die vorstehenden Abschnitte 32 des ersten Faserblatts 30 sind um die Kuppelabschnitte 10b zurückgewickelt, wodurch das faserverstärkte Bauteil 20 auf die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt und darauf festgezogen ist, so dass der druckfeste Behälter 1 hergestellt ist.
  • In dem druckfesten Behälter 1 wird der rohrförmige Fassabschnitt 10a des Behälterkörpers 10 hauptsächlich durch den Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30 und das zweite Faserblatt 40, die in der radialen Richtung geschichtet sind, bedeckt. Die Kuppelabschnitte 10b des Behälterkörpers 10 werden durch eine Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte 32 des ersten Faserblatts 30, die ineinander verwoben sind, bedeckt. In diesem Zustand ist die Kleinwinkelhelikalschicht aus dem ersten Faserblatt 30 ausgebildet, und die Reifenschicht ist aus dem zweiten Faserblatt 40 ausgebildet. Daher ist in dem druckfesten Behälter 1 eine hohe Festigkeit sichergestellt, so dass durch die Reifenschicht eine Expansion hauptsächlich des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 radial nach außen unterdrückt wird. Simultan ist in dem druckfesten Behälter 1 eine hohe Festigkeit sichergestellt, so dass durch die Kleinwinkelhelikalschicht eine Expansion der Kuppelabschnitte 10b des Behälterkörpers 10 nach außen unterdrückt wird. Daher ist in dem druckfesten Behälter 1 eine Druckfestigkeit ausreichend sichergestellt, und die Festigkeit ist verbessert.
  • Außerdem ist in dem druckfesten Behälter 1 die Kleinwinkelhelikalschicht aus dem ersten Faserblatt 30 so ausgebildet, dass sie auf die Kuppelabschnitte 10b des Behälterkörpers 10 gewickelt und darauf festgezogen ist. Das erste Faserblatt 30 weist den Blattkörperabschnitt 31 auf, der in einer blattartigen Form durch eine Mehrzahl von Fasern, die in einer Richtung orientiert sind, die parallel zueinander ausgerichtet ist, ausgebildet ist. Wenn das erste Faserblatt 30 auf dem Behälterkörper 10 einmal um die Achse gewickelt ist, ist die Kleinwinkelhelikalschicht, die einer Schicht entspricht, ausgebildet. In diesem Fall wird der rohrförmige Fassabschnitt 10a des Behälterkörpers 10 durch den Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30, der in der blattartigen Form ausgebildet ist, bedeckt. In einer derartigen Struktur wird zum Ausbilden der Kleinwinkelhelikalschicht, die einer Schicht auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a entspricht, ein Blattkörperabschnitt 31 lediglich einmal auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a gewickelt.
  • Beispielsweise muss in einer Struktur (Vergleichsstruktur), in der eine Faser auf dem Behälterkörper 10 durch ein Präzisionswickelverfahren oder dergleichen gewickelt wird, zum Ausbilden der Kleinwinkelhelikalschicht, die einer Schicht auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a des Behälterkörpers 10 entspricht, die eine Faser auf dem Behälterkörper 10 mehrere Male gewickelt werden, während die Position, an der die eine Faser angeordnet ist, in der axialen Richtung A versetzt wird. In der Vergleichsstruktur sind, während die Faser gewickelt wird, Fasern, die aneinander angrenzen, die sich bei einem kleinen Winkel relativ zu der axialen Richtung A des rohrförmigen Fassabschnitts 10a erstrecken, nicht fest oder starr aneinander geklebt. Daher werden die Fasern wahrscheinlich in Bezug auf den Behälterkörper 10 versetzt, und eine Herstellungszeit, die zum Ausbilden der Kleinwinkelhelikalschicht auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a benötigt wird, wird extrem erhöht.
  • Unterdessen wird in dem druckfesten Behälter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Blattkörperabschnitt 31, der in einer blattartigen Form ausgebildet ist, zum Ausbilden der Kleinwinkelhelikalschicht auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a verwendet. Daher wird im Vergleich zu der Vergleichsstruktur eine Herstellungszeit, die zum Ausbilden der Kleinwinkelhelikalschicht auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a benötigt wird, in hohem Maße verkürzt. Außerdem wird, selbst während der Blattkörperabschnitt 31 auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a gewickelt wird, da die Fasern, die aneinander angrenzen, zum Ausbilden der Kleinwinkelhelikalschicht auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a fest oder starr aneinandergeklebt werden, ein Versatz der Fasern, die die Kleinwinkelhelikalschicht ausbilden, unterdrückt.
  • Außerdem weist in dem druckfesten Behälter 1 das erste Faserblatt 30 eine Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte 32 auf, und die Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte 32 ist auf beiden Endabschnitten des Blattkörperabschnitts 31 in der Faserrichtung D1 ausgerichtet und steht davon vor und ist um die Kuppelabschnitte 10b auf beiden Seiten in der axialen Richtung zurückgewickelt. Wenn die Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte 32, die einer Schicht der Kleinwinkelhelikalschicht entsprechen, jeweils entlang der äußeren Oberflächen der Kuppelabschnitte 10b zurückgewickelt ist, ist die Gesamtheit der Kuppelabschnitte 10b durch die vorstehenden Abschnitte 32 bedeckt. D.h., die Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte 32, die auf beiden Endabschnitten des Blattkörperabschnitts 31 in der Faserrichtung D1 ausgerichtet sind und davon vorstehen, wird zum Ausbilden der Kleinwinkelhelikalschicht, die die Kuppelabschnitte 10b bedeckt, verwendet. Daher ist im Vergleich zu der Vergleichsstruktur die Mehrzahl der vorstehenden Abschnitte 32, die die Kuppelabschnitte 10b bedecken, mit dem Blattkörperabschnitt 31 integriert, und eine Trennung der vorstehenden Abschnitte 32 wird verhindert, so dass die vorstehenden Abschnitte 32 leicht auf den Kuppelabschnitten 10b gewickelt werden, und eine Zeit, die zum Ausbilden der Kleinwinkelhelikalschicht auf den Kuppelabschnitten 10b benötigt wird, verkürzt wird.
  • Daher wird in dem druckfesten Behälter 1 eine Zeit, die zum Wickeln des faserverstärkten Bauteils 20 (insbesondere des ersten Faserblatts 30) auf sowohl dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a als auch den Kuppelabschnitten 10b des Behälterkörpers 10 benötigt wird, verkürzt.
  • Außerdem sind in dem druckfesten Behälter 1 der Blattkörperabschnitt 31, der in einer blattartigen Form ausgebildet ist und auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a gewickelt wird, und die vorstehenden Abschnitte 32, die auf den Kuppelabschnitten 10b gewickelt werden, miteinander integriert, und der Blattkörperabschnitt 31 und die vorstehenden Abschnitte 32 sind aus demselben Blattbauteil ausgebildet. Daher sind die Kleinwinkelhelikalschicht, die auf den Kuppelabschnitten 10b ausgebildet ist, und die Kleinwinkelhelikalschicht, die auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a ausgebildet ist, unter Verwendung des integrierten gemeinsamen Blattbauteils ausgebildet.
  • Außerdem ist in dem druckfesten Behälter 1 die Reifenschicht, die auf den rohrförmigen Fassabschnitt 10a des Behälterkörpers 10 gewickelt und darauf festgezogen wird, aus dem zweiten Faserblatt 40 ausgebildet. Das zweite Faserblatt 40 ist in einer blattartigen Form durch eine Mehrzahl von Fasern, die in einer Richtung orientiert sind, die parallel zueinander ausgerichtet ist, ausgebildet. Das zweite Faserblatt 40 wird über dem ersten Faserblatt 30 gestapelt, bevor es auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Fassabschnitts 10a gewickelt wird, und wird in einen Zustand, in dem das zweite Faserblatt 40 über dem ersten Faserblatt 30 gestapelt ist, spiralförmig auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Fassabschnitts 10a gewickelt. In einer derartigen Struktur wird die Reifenschicht aus dem zweiten Faserblatt 40 simultan ausgebildet, wenn die Kleinwinkelhelikalschicht aus dem ersten Faserblatt 30 ausgebildet wird. Außerdem wird das zweite Faserblatt 40, das in einer blattartigen Form ausgebildet ist, zum Ausbilden der Reifenschicht auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a verwendet. Daher wird eine Herstellungszeit, die zum Ausbilden der Reifenschicht auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a benötigt wird, im Vergleich zu einem Fall, wo ein Präzisionswickelverfahren oder dergleichen verwendet wird, verkürzt.
  • Außerdem ist in dem druckfesten Behälter 1 die Zugfestigkeit der Faser des ersten Faserblatts 30 in der Faserrichtung geringer als die Zugfestigkeit der Faser des zweiten Faserblatts 40 in der Faserrichtung. Zum Verbessern der Festigkeit des druckfesten Behälters 1 muss der Mantelabschnitt 11 des Behälterkörpers 10 mit Ausnahme von Abschnitten, mit denen die Kappen 12 in Kontakt kommen, d.h. hauptsächlich der rohrförmige Fassabschnitt 10a, durch das faserverstärkte Bauteil 20, das eine hohe Festigkeit aufweist, bedeckt werden. Zum Bedecken des rohrförmigen Fassabschnitts 10a mit einem Bauteil, das eine hohe Festigkeit aufweist, ist ein Ausbilden der Reifenschicht wichtig, und eine Verbesserung der Zugfestigkeit der Faser des zweiten Faserblatts 40 in der Faserrichtung ist wirkungsvoll. Unterdessen muss der Kuppelabschnitt 10b im Vergleich zu dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a nicht durch ein Bauteil, das eine hohe Festigkeit aufweist, bedeckt werden. Daher ist eine Verbesserung der Zugfestigkeit der Faser des ersten Faserblatts 30 in der Faserrichtung zum Ausbilden der Kleinwinkelhelikalschicht, die den Kuppelabschnitt 10b bedeckt, weniger notwendig als eine Verbesserung der Zugfestigkeit des zweiten Faserblatts 40, das den rohrförmigen Fassabschnitt 10a bedeckt.
  • Im Allgemeinen ist, je höher die Zugfestigkeit einer Faser in einer Faserrichtung ist, die Faser umso teurer. Unter diesem Gesichtspunkt werden die Kosten, wenn das erste Faserblatt 30 und das zweite Faserblatt 40 jeweils aus einem Material ausgebildet werden, das so ausgewählt ist, dass es eine notwendige Zugfestigkeit aufweist, die der Anwendung entspricht, die Kosten des faserverstärkten Bauteils 20 im Vergleich zu einem Fall reduziert, in dem beide Faserblätter 30, 40 aus demselben Material, das eine zum Ausbilden der Reifenschicht ausreichend hohe Zugfestigkeit aufweist, ausgebildet sind. D.h., falls das erste Faserblatt 30 aus einem Material ausgebildet ist, das eine zum Ausbilden der Kleinwinkelhelikalschicht notwendige minimale Zugfestigkeit aufweist, und das zweite Faserblatt 40 aus einem Material ausgebildet ist, das eine zum Ausbilden der Reifenschicht notwendige minimale Zugfestigkeit aufweist, wird eine notwendige Zugfestigkeit ausreichend erhalten. Daher sind für den druckfesten Behälter 1 ein Blattbauteil zum Ausbilden der Reifenschicht und ein Blattbauteil zum Ausbilden der Kleinwinkelhelikalschicht in dem faserverstärkten Bauteil 20 voneinander verschieden gewählt, so dass dadurch die Kosten reduziert werden.
  • Außerdem ist in dem druckfesten Behälter 1 in einem Zustand, in dem die vorstehenden Abschnitte 32 des ersten Faserblatts 30 die Kuppelabschnitte 10b bedecken, der Endabschnitt 32a jedes vorstehenden Abschnitts 32 näher an dem mittleren Abschnitt des Behälterkörpers 10 in der axialen Richtung gelegen, als es die Blattgrenze 33 zwischen dem Blattkörperabschnitt 31 und dem vorstehenden Abschnitt 32 ist. In dieser Struktur werden, wenn das erste Faserblatt 30 mehrere Male um den Umfang auf dem Behälterkörper 10 gewickelt wird, die Endabschnitte 32a zwischen dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a und den nachfolgenden Schichten des Blattkörperabschnitts 31 sandwichartig umgeben, nachdem die Endabschnitte 32a an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a geklebt sind. Daher wird der Endabschnitt 32a des vorstehenden Abschnitts 32 des ersten Faserblatts 30, der die Kleinwinkelhelikalschicht ausbildet, durch den Blattkörperabschnitt 31 gedrückt, so dass dadurch verhindert wird, dass der Endabschnitt 32a von dem Behälterkörper 10 entfernt wird.
  • Außerdem ist in dem druckfesten Behälter 1 der Endabschnitt 32a des vorstehenden Abschnitts 32 des ersten Faserblatts 30 näher an dem mittleren Abschnitt des Behälterkörpers 10 in der axialen Richtung gelegen, als es die Blattgrenze 33 ist, wie oben beschrieben wurde. Die Länge des zweiten Faserblatts 40 in der axialen Richtung ist beinahe bzw. annähernd gleich einem Abstand, über den die Enden der Endabschnitte 32a der vorstehenden Abschnitte 32, die die Kuppelabschnitte 10b respektive auf beiden Seiten in der axialen Richtung bedecken, in der axialen Richtung A voneinander beabstandet sind, und in der axialen Richtung A des Behälterkörpers 10 ist das Ende des Endabschnitts 32a des vorstehenden Abschnitts 32 auf jeder von beiden Seiten des ersten Faserblatts 30 in der Faserrichtung D1 in Eingriff mit dem Ende 40a des zweiten Faserblatts 40 in der axialen Richtung. D.h., das zweite Faserblatt 40 ist auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a gewickelt, ohne den Endabschnitt 32a des ersten Faserblatts 30 in der radialen Richtung zu überlappen.
  • In der Struktur des druckfesten Behälters 1 liegen die Enden sowohl des ersten als auch des zweiten Faserblatts 30 und 40 einander in der axialen Richtung A derart gegenüber, dass das erste Faserblatt 30 und das zweite Faserblatt 40 einander in der radialen Richtung nicht überlappen, wodurch verhindert wird, dass ein Stufenabschnitt (insbesondere ein Stufenabschnitt, der in der radialen Richtung erzeugt wird) in dem Grenzabschnitt (insbesondere dem Grenzabschnitt in der axialen Richtung A) zwischen sowohl dem ersten als auch dem zweiten Faserblatt 30 und 40 erzeugt wird.
  • Falls ein Stufenabschnitt in dem Grenzabschnitt zwischen sowohl dem ersten als auch dem zweiten Faserblatt 30 und 40 erzeugt wird, wird zumindest das erste Faserblatt 30 unter sowohl dem ersten als auch dem zweiten Faserblatt 30 und 40 verformt, und das erste Faserblatt 30 dehnt sich aufgrund der Verformung wahrscheinlich entlang der Faserrichtung D1 aus. Daher kann die Kleinwinkelhelikalschicht in der Richtung, in der die Kappe 12 entfernt wird, lose werden. Unterdessen wird in der Struktur des druckfesten Behälters 1, da verhindert wird, dass ein Stufenabschnitt in dem Grenzabschnitt zwischen sowohl dem ersten als auch dem zweiten Faserblatt 30 und 40 erzeugt wird, wie oben beschrieben wurde, die Kleinwinkelhelikalschicht, die aus dem ersten Faserblatt 30 ausgebildet ist, daran gehindert, in der Richtung, in der die Kappe 12 entfernt wird, lose zu werden. Außerdem wird, wenn kein Stufenabschnitt in dem Grenzabschnitt zwischen sowohl dem ersten als auch dem zweiten Faserblatt 30 und 40 erzeugt wird, ein Schaden an dem ersten und dem zweiten Faserblatt 30 und 40 aufgrund des Stufenabschnitts verhindert.
  • Außerdem werden in dem druckfesten Behälter 1 der Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30 und das zweite Faserblatt 40 in einem Zustand, in dem der Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30 und das zweite Faserblatt 40 einander überlappen, über dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a des Behälterkörpers 10 geschichtet und simultan an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a geklebt. Der Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30 wird an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a geklebt, die vorstehenden Abschnitte 32 des ersten Faserblatts 30 werden an die Kuppelabschnitte 10b geklebt, und die Endabschnitte 32a der vorstehenden Abschnitte 32 werden ferner an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a geklebt, und danach wird das zweite Faserblatt 40 an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a geklebt, so dass es mit den Enden der Endabschnitte 32a in der axialen Richtung A in Eingriff ist. Wenn eine derartige Verklebung über einen Umfang um die Achse des Behälterkörpers 10 durchgeführt wird, wird eine Schicht der Kleinwinkelhelikalschicht aus dem ersten Faserblatt 30 ausgebildet, und eine Schicht der Reifenschicht, die aus dem zweiten Faserblatt 40 ausgebildet ist, wird ausgebildet. Wenn die Verklebung wiederholt mehrere Male um den Umfang herum durchgeführt wird, wird eine Mehrzahl von Schichten der Kleinwinkelhelikalschicht und der Reifenschicht ausgebildet.
  • Falls ein Herstellungsverfahren, in dem die Kleinwinkelhelikalschicht des ersten Faserblatts 30 und die Reifenschicht des zweiten Faserblatts 40 separat für jede Schicht ausgebildet werden, verwendet wird, insbesondere falls ein Herstellungsverfahren, in dem der Blattkörperabschnitt 31 und die vorstehenden Abschnitte 32 des ersten Faserblatts 30 jeweils an den Behälterkörper 10 lediglich über einen Umfang angeklebt werden, und das zweite Faserblatt 40 danach an dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a des Behälterkörpers 10 lediglich über einen Umfang geklebt wird, verwendet wird, liegen das Ende des Endabschnitts 32a des vorstehenden Abschnitts 32 des ersten Faserblatts 30 und das Ende des Blattkörperabschnitts 31 in der Faserrichtung D1 einander in der axialen Richtung A gegenüber, und ein Stufenabschnitt in der radialen Richtung wird an der Blattgrenze 33 zwischen dem Blattkörperabschnitt 31 und dem vorstehenden Abschnitt 32 erzeugt.
  • Unterdessen liegen in dem Herstellungsverfahren zum Herstellen des druckfesten Behälters 1, wie oben beschrieben wurde, da die Kleinwinkelhelikalschicht und die Reifenschicht simultan ausgebildet werden, das Ende des Endabschnitts 32a des vorstehenden Abschnitts 32 des ersten Faserblatts 30 und das Ende des Blattkörperabschnitts 31 in der Faserrichtung D1 einander in der axialen Richtung A nicht gegenüber, und kein Stufenabschnitt in der radialen Richtung wird an der Blattgrenze 33 zwischen dem Blattkörperabschnitt 31 und dem vorstehenden Abschnitt 32 erzeugt. Daher wird die Kleinwinkelhelikalschicht, die aus dem ersten Faserblatt 30 ausgebildet ist, daran gehindert, in der Richtung, in der die Kappe 12 entfernt wird, lose zu werden. Außerdem wird, wenn kein Stufenabschnitt an der Blattgrenze 33 in dem ersten Faserblatt 30 erzeugt wird, ein Schaden an dem ersten Faserblatt 30 aufgrund des Stufenabschnitts reduziert.
  • In der ersten Ausführungsform weist das faserverstärkte Bauteil 20 das erste Faserblatt 30, das die Kleinwinkelhelikalschicht ausbildet, und das zweite Faserblatt 40, das die Reifenschicht ausbildet, auf. Jedoch kann das faserverstärkte Bauteil 20 ein von dem zweiten Faserblatt 40 verschiedenes Faserbauteil, das eine Reifenschicht ausbildet, zusätzlich zu dem ersten Faserblatt 30 und dem zweiten Faserblatt 40 aufweisen. Das von dem zweiten Faserblatt 40 verschiedene Faserbauteil, das die Reifenschicht ausbildet, kann ein Bauteil, das durch eine Faser ausgebildet ist, die helikal mehrere Male um die Achse auf der äußeren Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt ist, anstatt eines Blattbauteils sein, das im Voraus in einer blattartigen Form ausgebildet wird, bevor das Blattbauteil auf der äußeren Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt wird. Das Faserbauteil kann durch eine Faser ausgebildet sein, die in einem Zustand, in dem das erste Faserblatt 30 und das zweite Faserblatt 40 die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10 bedecken, mehrere Male um die Achse auf der äußeren Oberfläche (insbesondere der äußeren Oberfläche des ersten Faserblatts 30 oder des zweiten Faserblatts 40) des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 gewickelt wird, während die eine Faser in der axialen Richtung A versetzt wird. Das von dem zweiten Faserblatt 40 verschiedene Faserbauteil, das eine Reifenschicht ausbildet, ist ein Bauteil, das auf der radial äußersten Seite (Äußerste-Seite-Abschnitt) auswärts des ersten Faserblatts 30 und des zweiten Faserblatts 40 anzuordnen ist.
  • Außerdem weist in der ersten Ausführungsform das faserverstärkte Bauteil 20 eine derartige Struktur auf, dass das Ende des Endabschnitts 32a des vorstehenden Abschnitts 32 des ersten Faserblatts 30 und das Ende 40a des zweiten Faserblatts 40 in der axialen Richtung einander in der axialen Richtung A des Behälterkörpers 10 ohne eine Lücke gegenüberliegen und miteinander in Eingriff sind. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Struktur beschränkt. Das faserverstärkte Bauteil 20 kann eine derartige Struktur aufweisen, dass der Endabschnitt 32a des vorstehenden Abschnitts 32 des ersten Faserblatts 30 und der Endabschnitt des zweiten Faserblatts 40 in der axialen Richtung einander überlappen und in der radialen Richtung gestapelt sind.
  • Ein druckfester Behälter 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird in Bezug auf 7 und 8 beschrieben. Der druckfeste Behälter 2 ist ein Tank, wie für den druckfesten Behälter 1 in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, und ist an einem Automobil und dergleichen montiert. Der druckfeste Behälter 2 weist den Behälterkörper 10 und ein faserverstärktes Bauteil 100 auf. In 7 und 8 werden dieselben Komponenten, wie sie in 2, 6 und dergleichen in der obigen Beschreibung gezeigt sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung davon wird weggelassen oder verkürzt.
  • Das faserverstärkte Bauteil 100 ist ein Verstärkungsbauteil, das dieselbe Funktion wie das faserverstärkte Bauteil 20, das oben beschrieben wurde, aufweist, bildet eine Außenwandschicht des druckfesten Behälters 2 aus und bedeckt die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10. Das faserverstärkte Bauteil 100 ist aus einer hochfesten Faser ausgebildet, die mit Harz imprägniert ist. Das faserverstärkte Bauteil 100 ist derart strukturiert, dass die Kleinwinkelhelikalschicht zwischen zwei Reifenschichten verschiedener Arten sandwichartig umgeben ist.
  • Das faserverstärkte Bauteil 100 weist das erste Faserblatt 30, das zweite Faserblatt 40 und ein drittes Faserblatt 110 auf, wie in 7 gezeigt ist. Das erste Faserblatt 30, das zweite Faserblatt 40 und das dritte Faserblatt 110 sind jeweils aus Fasern, die in einer Richtung orientiert sind, ausgebildet. Das dritte Faserblatt 110 ist ein von dem ersten Faserblatt 30 und dem zweiten Faserblatt 40 verschiedenes Bauteil und ist ein Bauteil, das eine von der Reifenschicht, die aus dem zweiten Faserblatt 40 ausgebildet ist, verschiedene Reifenschicht ausbildet. Die Zugfestigkeit der Faser des dritten Faserblatts 110 in der Faserrichtung ist beinahe bzw. annähernd gleich der Zugfestigkeit der Faser des zweiten Faserblatts 40 in der Faserrichtung und ist höher als die Zugfestigkeit der Faser des ersten Faserblatts 30 in der Faserrichtung.
  • Das dritte Faserblatt 110 ist ein Blattbauteil, das in einer blattartigen Form ausgebildet ist. Das dritte Faserblatt 110 ist derart strukturiert, dass eine Mehrzahl von Fasern, die in einer Richtung orientiert sind, parallel zueinander ausgerichtet ist. Das dritte Faserblatt 110 wird im Voraus in der blattartigen Form ausgebildet, bevor das dritte Faserblatt 110 auf der äußeren Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt wird. Das dritte Faserblatt 110 auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 ist in eine rohrförmige Form (insbesondere zylindrische Form) gewickelt, so dass es dadurch den rohrförmigen Fassabschnitt 10a bedeckt. Die Länge des dritten Faserblatts 110 in der axialen Richtung ist beinahe bzw. annähernd gleich der Länge des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 in der axialen Richtung. Die Länge des dritten Faserblatts 110 in der axialen Richtung ist größer als die Länge des zweiten Faserblatts 40 in der axialen Richtung.
  • Das dritte Faserblatt 110 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass die Faserrichtung des dritten Faserblatts 110 eine Richtung D3 (d.h. Umfangsrichtung) ist, die senkrecht zu der axialen Richtung A des Behälterkörpers 10 ist, wenn das dritte Faserblatt 110 den rohrförmigen Fassabschnitt 10a bedeckt. Das heißt, das dritte Faserblatt 110 bedeckt den rohrförmigen Fassabschnitt 10a in einem Zustand, in dem sich die Faser in der Umfangsrichtung des rohrförmigen Fassabschnitts 10a erstreckt. Das dritte Faserblatt 110 ist in der radialen Richtung über dem Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30 und dem zweiten Faserblatt 40 geschichtet, wie in 8 gezeigt ist.
  • Der Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30, das zweite Faserblatt 40 und das dritte Faserblatt 110 sind in der radialen Richtung auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Fassabschnitts 10a geschichtet. Das zweite Faserblatt 40, der Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30, das dritte Faserblatt 110 und das zweite Faserblatt 40 sind respektive in Reihenfolge geschichtet, so dass der Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30 sandwichartig zwischen dem zweiten Faserblatt 40 und dem dritten Faserblatt 110 in der radialen Richtung umgeben ist. Das dritte Faserblatt 110 ist so ausgebildet und angeordnet, dass es den Endabschnitt 32a des vorstehenden Abschnitts 32 des ersten Faserblatts 30 in der radialen Richtung überlappt und die Eingriffsposition C, an der das Ende des Endabschnitts 32a des vorstehenden Abschnitts 32 des ersten Faserblatts 30 und das Ende 40a des zweiten Faserblatts 40 in der axialen Richtung miteinander in Eingriff sind, bedeckt.
  • Die drei Blätter, d.h. ein langlängiges (längliches) Blatt, das das erste Faserblatt 30 ist, das die Kleinwinkelhelikalschicht ausbildet, ein langlängiges (längliches) Blatt, das das zweite Faserblatt 40 ist, das die Reifenschicht ausbildet, und ein langlängiges (längliches) Blatt, das das dritte Faserblatt 110 ist, das in ähnlicher Weise die Reifenschicht ausbildet, sind gestapelt und simultan eine vorherbestimmte mehrere Anzahl von Malen um den Umfang auf dem Behälterkörper 10 gewickelt, so dass sie dadurch das faserverstärkte Bauteil 100 ausbilden. Das faserverstärkte Bauteil 100 ist derart ausgebildet, dass der Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30, das zweite Faserblatt 40 und das dritte Faserblatt 110 in der radialen Richtung geschichtet sind, so dass sie eine Mehrzahl von Schichten ausbilden.
  • Während die drei langlängigen Blätter, die gestapelt worden sind, und der Behälterkörper 10 relativ zueinander um die Achse, die sich in der axialen Richtung A erstreckt, gedreht werden, werden die drei langlängigen Blätter in einem Zustand, in dem die drei langlängigen Blätter gestapelt sind, spiralförmig auf der äußeren Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt, so dass dadurch der druckfeste Behälter 2 hergestellt wird. In diesem Fall werden der Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30, das zweite Faserblatt 40 und das dritte Faserblatt 110 auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a des Behälterkörpers 10 gestapelt und simultan an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a des Behälterkörpers 10 geklebt. Wenn ein Wickeln und ein Ankleben bzw. Anhaften der drei langlängigen Blätter auf/an den Behälterkörper 10 abgeschlossen worden sind, wird das faserverstärkte Bauteil 100 zum Verfestigen der Harzkomponente erhitzt. Wenn die Harzkomponente des faserverstärkten Bauteils 100 verfestigt worden ist, ist das faserverstärkte Bauteil 100 starr an die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10 geklebt.
  • Auch für den druckfesten Behälter 2 wird dieselbe Wirkung wie für den druckfesten Behälter 1 der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben wurde, erhalten. Außerdem wird auch die folgende Wirkung erhalten. Insbesondere wird, da die Reifenschichten separat respektive durch sowohl die zweite Faserschicht 40 als auch die dritte Faserschicht 110 ausgebildet sind, die Festigkeit der Reifenschicht im Vergleich zu einer Struktur, in der die Reifenschicht lediglich aus dem zweiten Faserblatt 40 ausgebildet ist, verbessert, und eine Druckfestigkeit des druckfesten Behälters 2 wird somit verbessert. Außerdem ist der Blattkörperabschnitt 31 des ersten Faserblatts 30 in der radialen Richtung sandwichartig zwischen dem zweiten Faserblatt 40 und dem dritten Faserblatt 110 umgeben, und ferner bedeckt das dritte Faserblatt 110 die Eingriffsposition C, an der das Ende des Endabschnitts 32a des vorstehenden Abschnitts 32 des ersten Faserblatts 30 und das Ende 40a des zweiten Faserblatts 40 in der axialen Richtung miteinander in Eingriff sind, so dass dadurch eine Funktion eines Verhinderns, dass die Kleinwinkelhelikalschicht, die aus dem ersten Faserblatt 30 ausgebildet ist, lose wird, verbessert wird.
  • In der zweiten Ausführungsform wird das dritte Faserblatt 110, das in einer blattartigen Form ausgebildet ist, als ein Bauteil zum Ausbilden einer von der Reifenschicht, die aus dem zweiten Faserblatt 40 ausgebildet ist, verschiedenen Reifenschicht verwendet. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Als das Bauteil zum Ausbilden der Reifenschicht kann ein Faserbauteil, das durch eine Faser, die mehrere Male helikal um die Achse auf der äußeren Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt wird, ausgebildet ist, anstelle des dritten Faserblatts 110, das im Voraus in einer blattartigen Form ausgebildet wird, bevor das dritte Faserblatt 110 auf der äußeren Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt wird, verwendet werden. Das Faserbauteil kann derart ausgebildet sein, dass in einem Zustand, in dem jedes von dem ersten Faserblatt 30 und dem zweiten Faserblatt 40 die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10 bedeckt, eine Faser mehrere Male um die Achse auf der äußeren Oberfläche (insbesondere der äußeren Oberfläche des ersten Faserblatts 30 oder des zweiten Faserblatts 40) des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 gewickelt wird, während die eine Faser in der axialen Richtung A versetzt wird. Das Faserbauteil ist ein Bauteil, das auf der radial äußersten Seite (Äußerste-Seite-Abschnitt) auswärts des ersten Faserblatts 30 und des zweiten Faserblatts 40 anzuordnen ist.
  • Ein druckfester Behälter 3 gemäß einer dritten Ausführungsform wird in Bezug auf 9 beschrieben. Der druckfeste Behälter 3 ist ein Tank, wie für die druckfesten Behälter 1 und 2 beschrieben wurde, und ist an einem Automobil und dergleichen montiert. Der druckfeste Behälter 3 weist den Behälterkörper 10 und ein faserverstärktes Bauteil 200 auf. In 9 werden dieselben Komponenten wie in 2, 6 und dergleichen in der obigen Beschreibung durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung davon wird weggelassen oder verkürzt.
  • Das faserverstärkte Bauteil 200 ist ein Verstärkungsbauteil, das dieselbe Funktion wie das faserverstärkte Bauteil 20, das oben beschrieben wurde, aufweist, bildet eine Außenwandschicht des druckfesten Behälters 3 aus und bedeckt die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10. Das faserverstärkte Bauteil 200 ist aus einer hochfesten Faser ausgebildet, die mit Harz imprägniert ist.
  • Das faserverstärkte Bauteil 200 weist ein erstes Faserblatt 210 und ein zweites Faserblatt 220 auf, wie in 9 gezeigt ist. Das erste Faserblatt 210 und das zweite Faserblatt 220 sind jeweils aus Fasern ausgebildet, die in einer Richtung orientiert sind. Das erste Faserblatt 210 ist ein Blattbauteil, das die Kleinwinkelhelikalschicht ausbildet, wie oben beschrieben wurde. Das zweite Faserblatt 220 ist ein Blattbauteil, das die Reifenschicht ausbildet, wie oben beschrieben wurde. Die Zugfestigkeit des ersten Faserblatts 210 in der Faserrichtung ist geringer als die Zugfestigkeit des zweiten Faserblatts 220 in der Faserrichtung.
  • Das erste Faserblatt 210 weist einen Blattkörperabschnitt 211 und vorstehende Abschnitte 212 auf. Der Blattkörperabschnitt 211 ist derselbe wie der Blattkörperabschnitt 31, der oben beschrieben wurde, und weist dieselbe Form und Größe wie der Blattkörperabschnitt 31 auf. Der vorstehende Abschnitt 212 ist derselbe wie der vorstehende Abschnitt 32 abgesehen davon, dass der vorstehende Abschnitt 212 eine von der Länge des vorstehenden Abschnitts 32, der oben beschrieben wurde, in der Vorstehrichtung verschiedene Länge in der Vorstehrichtung aufweist. Die Länge des vorstehenden Abschnitts 212 in der Vorstehrichtung ist in etwa eine Länge von einem Abschnitt nahe der Behältergrenze 10c des Behälterkörpers 10 durch bzw. über eine Oberfläche, die einen Abschnitt nahe dem Scheitel (d.h. Endabschnitt des Buckelabschnitts 12a der Kappe 12) des Kuppelabschnitts 10b aufweist, und ferner durch die Behältergrenze 10c auf der radial gegenüberliegenden Seite bis zu der Mitte des rohrförmigen Fassabschnitts 10a in der axialen Richtung. Jeder vorstehende Abschnitt 212 ist von der Blattkörperabschnitt-211-Seite entlang der äußeren Oberfläche des Kuppelabschnitts 10b zurückgewickelt, so dass er den Kuppelabschnitt 10b bedeckt und die Hälfte des rohrförmigen Fassabschnitts 10a in der axialen Richtung bedeckt.
  • Enden 212a der vorstehenden Abschnitte 212 an beiden Endabschnitten des Blattkörperabschnitts 211 des ersten Faserblatts 210 in der Faserrichtung sind in der axialen Richtung A des Behälterkörpers 10 miteinander in Eingriff und liegen einander in der axialen Richtung A ohne eine Lücke gegenüber. Die Eingriffsposition C ist an dem mittleren Abschnitt des rohrförmigen Fassabschnitts 10a in der axialen Richtung gelegen und liegt dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a in der radialen Richtung gegenüber.
  • Das zweite Faserblatt 220 ist ein Blattbauteil, das in einer blattartigen Form ausgebildet ist. Das zweite Faserblatt 220 ist derart strukturiert, dass eine Mehrzahl von Fasern, die in einer Richtung orientiert sind, parallel zueinander ausgerichtet ist. Das zweite Faserblatt 220 wird im Voraus in der blattartigen Form ausgebildet, bevor das zweite Faserblatt 220 auf der äußeren (auf die äußere) Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt wird. Das zweite Faserblatt 220 wird auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 in eine rohrförmige Form (insbesondere zylindrische Form) gewickelt, so dass es dadurch den rohrförmigen Fassabschnitt 10a bedeckt. Die Länge des zweiten Faserblatts 220 in der axialen Richtung ist beinahe bzw. annähernd gleich der Länge des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 in der axialen Richtung.
  • Das zweite Faserblatt 220 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass die Faserrichtung des zweiten Faserblatts 220 eine Richtung (d.h. Umfangsrichtung) ist, die senkrecht zu der axialen Richtung A des Behälterkörpers 10 ist, wenn das zweite Faserblatt 220 den rohrförmigen Fassabschnitt 10a bedeckt. Das heißt, das zweite Faserblatt 220 bedeckt den rohrförmigen Fassabschnitt 10a in einen Zustand, in dem sich die Faser in der Umfangsrichtung des rohrförmigen Fassabschnitts 10a erstreckt. Das zweite Faserblatt 220 ist in der radialen Richtung über einem Abschnitt des Blattkörperabschnitts 211 und des vorstehenden Abschnitts 212 des ersten Faserblatts 210, der dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a in der radialen Richtung gegenüberliegt, geschichtet. Das erste Faserblatt 210 und das zweite Faserblatt 220 sind in der radialen Richtung alternierend geschichtet.
  • Die zwei Blätter, d.h. ein langlängiges Blatt, das das erste Faserblatt 210 ist, das die Kleinwinkelhelikalschicht ausbildet, und ein langlängiges Blatt, das das zweite Faserblatt 220 ist, das die Reifenschicht ausbildet, werden geschichtet und simultan eine vorherbestimmte mehrere Anzahl von Malen um den Umfang auf dem Behälterkörper 10 gewickelt, so dass sie dadurch das faserverstärkte Bauteil 200 ausbilden. Das faserverstärkte Bauteil 200 ist derart ausgebildet, dass das erste Faserblatt 210 und das zweite Faserblatt 220 alternierend in der radialen Richtung geschichtet sind, so dass sie eine Mehrzahl von Schichten ausbilden.
  • Während die zwei langlängigen Blätter, die gestapelt worden sind, und der Behälterkörper 10 relativ zueinander um die Achse, die sich in der axialen Richtung A erstreckt, gedreht werden, werden die zwei langlängigen Blätter in einem Zustand, in dem die zwei langlängigen Blätter gestapelt sind, spiralförmig auf der äußeren Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt, so dass dadurch der druckfeste Behälter 3 hergestellt wird. In diesem Fall werden das erste Faserblatt 210 und das zweite Faserblatt 220 auf dem rohrförmigen Fassabschnitt 10a des Behälterkörpers 10 gestapelt und simultan an den rohrförmigen Fassabschnitt 10a des Behälterkörpers 10 geklebt. Wenn ein Wickeln und ein Ankleben bzw. Anhaften der zwei langlängigen Blätter auf den bzw. dem Behälterkörper 10 abgeschlossen worden sind, wird das faserverstärkte Bauteil 200 zum Verfestigen der Harzkomponente erhitzt. Wenn die Harzkomponente des faserverstärkten Bauteils 200 verfestigt worden ist, ist das faserverstärkte Bauteil 200 starr an die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10 geklebt.
  • Auch für den druckfesten Behälter 3 werden dieselben Wirkungen wie für die druckfesten Behälter 1 und 2, die oben beschrieben wurden, erhalten. Außerdem bedeckt das zweite Faserblatt 220 die Eingriffsposition C an dem mittleren Abschnitt des rohrförmigen Fassabschnitts 10a in der axialen Richtung und drückt die Endabschnitte der vorstehenden Abschnitte 212 auf beiden Seiten des ersten Faserblatts 210 in der Faserrichtung radial nach innen, so dass es den Endabschnitt 32a daran hindert, von dem Behälterkörper 10 entfernt zu werden, und die Kleinwinkelhelikalschicht, die aus dem ersten Faserblatt 30 ausgebildet ist, daran hindert, lose zu werden.
  • In der dritten Ausführungsform wird das zweite Faserblatt 220, das in einer blattartigen Form ausgebildet ist, als das Bauteil zum Ausbilden der Reifenschicht verwendet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann, wie in 10 gezeigt ist, ein Faserbauteil 230, das durch eine Faser, die mehrere Male helikal um die Achse herum auf der äußeren Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt wird, ausgebildet ist, als das Bauteil zum Ausbilden der Reifenschicht anstelle des zweiten Faserblatts 220, das im Voraus in der blattartigen Form ausgebildet wird, bevor das zweite Faserblatt 220 auf der äußeren bzw. die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10 gewickelt wird, verwendet werden. Das Faserbauteil 230 kann derart ausgebildet werden, dass in einem Zustand, in dem das erste Faserblatt 210 die äußere Oberfläche des Behälterkörpers 10 bedeckt, eine Faser um die Achse herum auf der äußeren Oberfläche (insbesondere äußeren Oberfläche des Blattkörperabschnitts 211 des ersten Faserblatts 210) des rohrförmigen Fassabschnitts 10a des Behälterkörpers 10 mehrere Male gewickelt wird, während die eine Faser in der axialen Richtung A versetzt wird. Das Faserbauteil 230 ist ein Bauteil, das auf der radial äußersten Seite (Äußerste-Seite-Abschnitt) auswärts des ersten Faserblatts 210 anzuordnen ist.
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Ausführungsformen und Abwandlungen, die oben beschrieben wurden, beschränkt, und verschiedene Änderungen können vorgenommen werden, ohne von dem Wesen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Es wird explizit erklärt, dass alle Merkmale, die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbart sind, dazu bestimmt sind, separat und unabhängig voneinander sowohl für den Zweck der ursprünglichen Offenbarung als auch für den Zweck der Beschränkung der beanspruchten Erfindung unabhängig von der Zusammenstellung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen offenbart zu werden. Es wird explizit erklärt, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Objekten jeden möglichen Zwischenwert oder jedes mögliche dazwischen liegende Objekt sowohl für den Zweck der ursprünglichen Offenbarung als auch für den Zweck der Beschränkung der beanspruchten Erfindung, insbesondere zur Bestimmung der Grenzen von Wertebereichen offenbaren.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (10)

  1. Druckfester Behälter (1) mit: einem Behälterkörper (10), der einen rohrförmigen Fassabschnitt (10a) und Kuppelabschnitte (10b), die integral respektive auf beiden Endabschnitten des rohrförmigen Fassabschnitts (10a) in einer axialen Richtung (A) vorgesehen sind, aufweist; und einem faserverstärkten Bauteil (20), das eine äußere Oberfläche des Behälterkörpers (10) bedeckt, bei dem das faserverstärkte Bauteil (20) ein erstes Faserblatt (30) aufweist, das aus Fasern, die in einer Richtung orientiert sind, ausgebildet ist und das eine Faserrichtung (D1) aufweist, in der sich die Fasern derart erstrecken, dass die Faserrichtung (D1) relativ zu der axialen Richtung (A) des Behälterkörpers (10) bei einem derartigen Winkel (θ) geneigt ist, dass es die beiden Kuppelabschnitte des Behälterkörpers auf beiden Seiten in der axialen Richtung bedeckt, das erste Faserblatt (30) einen Blattkörperabschnitt (31), der in einer blattartigen Form ausgebildet ist, und eine Mehrzahl vorstehender Abschnitte (32), die auf beiden Endabschnitten des Blattkörperabschnitts (31) in einer Faserrichtung (D1) ausgerichtet sind und davon vorstehen, aufweist, der Blattkörperabschnitt (31) zum Bedecken des rohrförmigen Fassabschnitts (10a) in eine rohrförmige Form entlang einer äußeren Oberfläche des rohrförmigen Fassabschnitts (10a) gewickelt ist, und die vorstehenden Abschnitte (32) zum Bedecken der Kuppelabschnitte (10b) entlang äußerer Oberflächen der Kuppelabschnitte (10b) zurückgewickelt sind.
  2. Druckfester Behälter (1) nach Anspruch 1, bei dem das faserverstärkte Bauteil (20) ein zweites Faserblatt (40) aufweist, das aus Fasern, die in einer Richtung orientiert sind, in einer blattartigen Form ausgebildet ist, das eine Faserrichtung (D2) aufweist, in der sich die Fasern derart erstrecken, dass die Faserrichtung eine Umfangsrichtung des rohrförmigen Fassabschnitts (10a) ist, und das von dem ersten Faserblatt (30) verschieden ist, das zweite Faserblatt (40) zum Bedecken des rohrförmigen Fassabschnitts (10a) in einer radialen Richtung über dem Blattkörperabschnitt (31) des ersten Faserblatts (30) geschichtet ist.
  3. Druckfester Behälter (1) nach Anspruch 2, bei dem ein Ende jedes vorstehenden Abschnitts (32) des ersten Faserblatts (30) und ein axiales Ende des zweiten Faserblatts (40) in der axialen Richtung (A) des Behälterkörpers (10) miteinander in Eingriff sind.
  4. Druckfester Behälter (2) nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das faserverstärkte Bauteil (100) ein drittes Faserbauteil (110) aufweist, das aus Fasern, die in einer Richtung orientiert sind, ausgebildet ist, das eine Faserrichtung aufweist, in der sich die Fasern derart erstrecken, dass die Faserrichtung die Umfangsrichtung des rohrförmigen Fassabschnitts (10a) ist, und das von dem zweiten Faserblatt (40) verschieden ist, und das dritte Faserbauteil (110) zum Bedecken des rohrförmigen Fassabschnitts (10a) in der radialen Richtung über dem Blattkörperabschnitt (31) des ersten Faserblatts (30) geschichtet ist, so dass das erste Faserblatt (30) zwischen dem dritten Faserbauteil (110) und dem zweiten Faserblatt (40) sandwichartig umgeben ist.
  5. Druckfester Behälter (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem jeder vorstehende Abschnitt (32) einen ersten vorstehenden Abschnitt (212), der auf einer Seite des Blattkörperabschnitts (211) in der Faserrichtung (D1) vorgesehen ist, und einen zweiten vorstehenden Abschnitt (212), der auf der anderen Seite des Blattkörperabschnitts (211) in der Faserrichtung (D1) vorgesehen ist, aufweist, und ein Ende (212a) des ersten vorstehenden Abschnitts (212) und ein Ende (212a) des zweiten vorstehenden Abschnitts (212) in der axialen Richtung (A) des Behälterkörpers (10) miteinander in Eingriff sind.
  6. Druckfester Behälter (3) nach Anspruch 5, bei dem das faserverstärkte Bauteil (200) ein zweites Faserbauteil (220) aufweist, das aus Fasern ausgebildet ist, die in einer Richtung orientiert sind, das eine Faserrichtung (D2) aufweist, in der sich die Fasern derart erstrecken, dass die Faserrichtung eine Umfangsrichtung des rohrförmigen Fassabschnitts (10a) ist, und das von dem ersten Faserblatt (210) verschieden ist, und das zweite Faserbauteil (220) zum Bedecken des rohrförmigen Fassabschnitts (10a) in einer radialen Richtung über dem ersten Faserblatt (210) geschichtet ist.
  7. Druckfester Behälter (3) nach Anspruch 6, bei dem das zweite Faserbauteil (220) in einer blattartigen Form ausgebildet ist, und das erste Faserblatt (210) und das zweite Faserbauteil (220) alternierend in der radialen Richtung geschichtet sind.
  8. Druckfester Behälter (3) nach Anspruch 6, bei dem das zweite Faserbauteil (220) durch die Fasern ausgebildet ist, die auf einer äußeren Oberfläche des Blattkörperabschnitts (211) des ersten Faserblatts (210) in einem Zustand, in dem das erste Faserblatt (210) die äußere Oberfläche des Behälterkörpers (10) bedeckt, gewickelt sind.
  9. Druckfester Behälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem jeder vorstehende Abschnitt (32) derart ausgebildet ist, dass ein Endabschnitt (32a) des vorstehenden Abschnitts (32) in einem Zustand, in dem die vorstehenden Abschnitte (32) die Kuppelabschnitte (10b) bedecken, näher an einer Mitte des Behälterkörpers (10) in der axialen Richtung (A) gelegen ist, als es eine Grenze (33) zwischen dem vorstehenden Abschnitt (32) und dem Blattkörperabschnitt (31) ist.
  10. Druckfester Behälter (1) nach Anspruch 9, bei dem die Grenze (33) so positioniert ist, dass sie dem rohrförmigen Fassabschnitt (10a) in der radialen Richtung gegenüberliegt.
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