JP2005036918A - High pressure tank using highly rigid fiber and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車用水素燃料タンク等に適用される高剛性繊維を用いた高圧タンク及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a high-pressure tank using high-rigidity fibers applied to a hydrogen fuel tank for automobiles and the like, and a method for manufacturing the same.
この種の高圧タンクは、アルミニウム合金等の金属製ライナー外周面を炭素繊維等からなる補強繊維層で被覆して構成されている。この補強繊維層は、フィラメントワインディング法により、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維等の繊維をライナー外周面に巻き付け、上記熱硬化性樹脂を硬化させることによって構成される(例えば、特許文献1)。
ところで、上記の特許文献1の高圧タンクは、高圧タンクとはいっても、精々20MPa程度のガス充填圧クラスであり、これを例えば自動車の水素燃料タンクとして適用した場合、1回のガス充填で走行できる距離は実用レベルに達していない。因みに、容量100リットルの高圧タンクに水素ガスを25MPa充填した場合、走行距離は約180kmで、実用レベルである500kmにはほど遠いのが現実である。
By the way, although the high-pressure tank of the above-mentioned
そこで、1回のガス充填で走行距離を長くするには、タンク容量を大きくするか、あるいはガス充填圧を高くする必要がある。 Therefore, in order to increase the travel distance with one gas filling, it is necessary to increase the tank capacity or increase the gas filling pressure.
しかし、タンク容量を大きくすると積載重量が増大して好ましくなく、また、占有空間が大きくなるため、設置スペースに限界がある自動車には不向きである。 However, if the tank capacity is increased, the loading weight increases, which is not preferable, and the occupied space increases, which is not suitable for an automobile having a limited installation space.
一方、ガス充填圧を高めるには、タンク本体を構成するライナーの厚みを厚くする必要があるが、この場合も、積載重量が増大するため好ましくない。 On the other hand, in order to increase the gas filling pressure, it is necessary to increase the thickness of the liner constituting the tank body, but this is also not preferable because the load weight increases.
この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型で軽くしかも耐圧性に優れた高圧タンクを開発することである。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to develop a high-pressure tank that is small, light and excellent in pressure resistance.
上記の目的を達成するため、この発明は、ライナーの外周面を被覆する補強繊維層を強化したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the reinforcing fiber layer covering the outer peripheral surface of the liner is reinforced.
具体的には、この発明は、補強繊維層に高剛性繊維を用いた高圧タンク及びその製造方法を対象とし、次のような解決手段を講じた。 Specifically, the present invention is directed to a high-pressure tank using a high-rigidity fiber as a reinforcing fiber layer and a manufacturing method thereof, and has taken the following solution.
すなわち、請求項1及び2に記載の発明は、前者の高剛性繊維を用いた高圧タンクに関するものであり、そのうち、請求項1に記載の発明は、アルミニウム合金製の短筒状ブランク材を塑性変形させて筒状胴部の一端に椀状鏡部を介してガス取出筒部が突設されて構成され、このガス取出筒部は上記胴部の3倍以上の厚みに設定され、上記鏡部は胴部からガス取出筒部に行くに従って胴部の厚みからガス取出筒部の厚みに漸次増大していて35〜75MPaの高圧ガスが充填される筒状の金属製ライナーと、上記ライナーのガス取出筒部から鏡部にかけての外周に嵌着された金属製の筒状補強カラーと、上記ライナー外周面を被覆する補強繊維層とを備え、上記補強繊維層は、ヤング率350GPa以上で破断時の伸び0.7%以上の高剛性繊維をフープ巻きしてなり熱硬化性樹脂が含浸硬化された内側繊維層と、ヤング率280GPa以上350GPa未満で破断時の伸び1.5%以上2.0%未満の繊維をヘリカル巻きしてなり熱硬化性樹脂が含浸硬化された中間繊維層と、ヤング率230GPa以上280GPa未満で破断時の伸び2.0%以上の繊維をライナー中心線に対する繊維角度が上記中間繊維層の繊維角度よりも大きくなるようにハイアングルヘリカル巻きしてなり熱硬化性樹脂が含浸硬化された外側繊維層とで構成され、上記補強繊維層を構成する各繊維層は、繊維を偏平に集束して熱硬化性樹脂を含浸させた繊維テープをプリプレグ状態で巻き付けて上記熱硬化性樹脂を硬化させて構成されていることを特徴とする。
That is, the invention described in
上記の構成により、請求項1に記載の発明では、ヤング率350GPa以上で破断時の伸び0.7%以上の高剛性繊維からなるフープ巻きの内側繊維層は、ライナーに35〜75MPaの高圧が加わっても伸び難いため、この高剛性繊維からなる内側繊維層がガス充填圧によってライナーに作用するライナー径方向の引張応力に十分に抗し得てライナーの耐疲労性が向上する。この伸び難い高剛性繊維は反面、耐衝撃性に劣るが、その外側のヤング率230GPa以上280GPa未満で破断時の伸び2.0%以上の繊維からなるハイアングルヘリカル巻きの外側繊維層により、耐衝撃性が確保される。さらに、ヤング率280GPa以上350GPa未満で破断時の伸び1.5%以上2.0%未満の繊維からなるヘリカル巻きの中間繊維層により、ライナーの中心線方向の耐力が向上する。しかも、このヘリカル巻きの中間繊維層は、フープ巻きの内側繊維層に比べて荷重分担が約半分でよいので、それほど高剛性は要求されず、巻き易さとコスト面を考慮して内側繊維層と外側繊維層との中間の剛性に設定しているため、必要以上に層厚を厚くしなくてよい。したがって、タンク容量が小さくかつライナーの厚みが薄くても、35〜75MPaの高圧ガスの充填が可能になり、小型で軽くしかも耐圧性に優れた高圧タンクが実現される。
According to the above configuration, in the invention according to
また、一般に、高剛性繊維は硬いため、紐状の形態では滑り易くてライナーに巻き難く、弛みが生じてライナーに作用する引張応力を全繊維に均等に分配し辛いが、この発明では、特に、高剛性繊維を偏平なテープにして用いるため、ライナーに沿わせ易く、ライナーに弛みなく巻き付けることが可能で上記引張応力が全繊維に均等に分配され、ライナーの耐疲労性向上が容易に実現される。 In general, since the high-rigidity fibers are stiff, they are slippery and difficult to wind around the liner in the string-like form, and it is difficult to evenly distribute the tensile stress acting on the liner due to the occurrence of slack. The high-strength fiber is used as a flat tape, so it can be easily applied to the liner and can be wound around the liner without any slack. The tensile stress is evenly distributed to all the fibers, making it easy to improve the fatigue resistance of the liner. Is done.
さらに、ガス取出筒部が胴部の3倍以上の厚みに設定され、そこから鏡部が漸次薄くなって胴部に続いているため、上記ガス取出筒部及び鏡部の強度が確保され、上述の補強繊維層によるライナーの耐疲労性向上及び耐衝撃性確保と相俟って、35〜75MPaの高圧に十分に耐え得る高圧タンクとなる。また、上記胴部が薄くてもガス取出筒部及び鏡部が厚くなって強度が確保されるため、胴部が薄い分だけ高圧タンク全体の重量が軽減し、かつ材料費もあまり掛からない。 Furthermore , since the gas extraction cylinder part is set to a thickness of 3 times or more than the trunk part, and the mirror part gradually becomes thinner from there and continues to the trunk part, the strength of the gas extraction cylinder part and the mirror part is ensured, Combined with the improvement of fatigue resistance of the liner and the securing of impact resistance by the reinforcing fiber layer, the high-pressure tank can sufficiently withstand a high pressure of 35 to 75 MPa. Further, even if the body portion is thin, the gas extraction tube portion and the mirror portion are thickened to ensure the strength. Therefore, the weight of the entire high-pressure tank is reduced by the thin body portion, and the material cost is not so high.
加えて、応力が集中し易いガス取出筒部及びその近傍の鏡部の実質的な厚みが補強カラーの厚みにより増大して当該箇所の強度がさらに確保され、35〜75MPaの高圧に一層耐え得る高圧タンクとなる。また、補強カラーがライナー全体ではなく、応力が集中し易い鏡部及びガス取出筒部にだけ部分的に嵌着されているため、高圧タンクの重量がそれほど増加せず軽量化が図られるとともに、加工の簡易化、低価格化が図られる。 In addition , the substantial thickness of the gas extraction tube portion where stress tends to concentrate and the mirror portion in the vicinity thereof is increased by the thickness of the reinforcing collar, and the strength of the portion is further ensured, so that it can withstand a high pressure of 35 to 75 MPa. It becomes a high-pressure tank. In addition, the reinforcing collar is not the entire liner, but is partially fitted only to the mirror part and the gas extraction cylinder part where stress is likely to concentrate, so the weight of the high-pressure tank does not increase so much and the weight can be reduced. Simplification of processing and cost reduction are achieved.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、補強カラーは、ガス取出筒部に嵌着される筒部と、この筒部の一端から外側方に張り出す張出部とからなり、この張出部裏面には、リング状膨出部が膨出して形成され、一方、鏡部のガス取出筒部との境目近傍における外周には、上記補強カラーを上記ライナーのガス取出筒部から鏡部にかけての外周に嵌着した状態で、上記膨出部が嵌入するリング状嵌合凹部が形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the reinforcing collar includes a cylindrical portion that is fitted to the gas extraction cylindrical portion, and an overhang portion that projects outward from one end of the cylindrical portion. A ring-shaped bulge is formed on the back surface of the bulge. On the other hand, the reinforcement collar is disposed on the outer periphery in the vicinity of the boundary between the mirror and the gas extraction tube. A ring-shaped fitting concave portion into which the bulging portion is fitted is formed in a state of fitting on the outer periphery from the tube portion to the mirror portion.
上記の構成により、請求項2に記載の発明では、補強カラーの膨出部がライナーの嵌合凹部に嵌入することで、両者の嵌合状態が確実になる。また、上記膨出部があることで当該部分の補強カラーの厚みが増大し、その分だけ強度アップとなる。 With the above configuration, in the invention according to the second aspect , the bulging portion of the reinforcing collar is fitted into the fitting concave portion of the liner, so that the fitting state of both is ensured. In addition, the presence of the bulging portion increases the thickness of the reinforcing collar of the portion, and the strength is increased accordingly.
請求項3及び4に記載の発明は、後者の高剛性繊維を用いた高圧タンクの製造方法に関するものであり、そのうち、請求項3に記載の発明は、アルミニウム合金製の短筒状ブランク材を塑性変形させて筒状胴部の一端に椀状鏡部を介してガス取出筒部が突設されて構成され、このガス取出筒部は上記胴部の3倍以上の厚みに設定され、上記鏡部は胴部からガス取出筒部に行くに従って胴部の厚みからガス取出筒部の厚みに漸次増大し、かつ上記ガス取出筒部から鏡部にかけての外周に金属製の筒状補強カラーが嵌着されて35〜75MPaの高圧ガスが充填される筒状の金属製ライナーを用意し、まず、ヤング率350GPa以上で破断時の伸び0.7%以上の高剛性繊維を偏平に集束して熱硬化性樹脂を含浸させた繊維テープをプリプレグ状態で上記ライナー外周面にフープ巻きして内側繊維層を形成し、次いで、ヤング率280GPa以上350GPa未満で破断時の伸び1.5%以上2.0%未満の繊維を偏平に集束して熱硬化性樹脂を含浸させた繊維テープをプリプレグ状態で上記内側繊維層外周面にヘリカル巻きして中間繊維層を形成し、その後、ヤング率230GPa以上280GPa未満で破断時の伸び2.0%以上の繊維を偏平に集束して熱硬化性樹脂を含浸させた繊維テープをプリプレグ状態で上記中間繊維層外周面にライナー中心線に対する繊維角度が上記中間繊維層の繊維角度よりも大きくなるようにハイアングルヘリカル巻きして外側繊維層を形成して、上記内側繊維層、中間繊維層及び外側繊維層で構成された補強繊維層により上記ライナー外周面を被覆し、しかる後、上記補強繊維層で被覆されたライナーを乾燥室に搬入して加熱し、補強繊維層に含浸している熱硬化性樹脂を硬化させることを特徴とする。
The invention described in
上記の構成により、請求項3に記載の発明では、繊維をまとめてテープ状の形態でライナーに巻き付けることから、巻付け作業が簡単に行われる。また、繊維をウェットワインディング法でライナー外周面に巻き付ける場合は、液状の熱硬化性樹脂が作業場に滴り落ちて作業環境が悪化するが、この発明では、熱硬化性樹脂がある程度硬化してプリプレグ状態(B状態)となった繊維テープをライナーに巻き付けるため、熱硬化性樹脂が作業場に滴り落ちず、作業環境が悪化しない。
With the above configuration, in the invention described in
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、乾燥室に搬入されたライナーを内外から加熱することを特徴とする。
The invention according to
上記の構成により、請求項4に記載の発明では、補強繊維層の熱硬化性樹脂を外側からのみ加熱する場合には、熱硬化性樹脂は外側から内側へと順に硬化し、硬化に伴って収縮する。この際、内側の未硬化樹脂は外側の硬化樹脂から圧縮力を受け、上記内側の未硬化樹脂が絡まっている繊維に弛みが生ずる。このように、繊維に弛みが生ずると、ガス充填圧によってライナーに作用する引張応力を全繊維に均等に配分できず、早期破断に至るが、この発明では、補強繊維層の熱硬化性樹脂は、層内外両側からほぼ同時に硬化するため、内側の繊維に弛みが生ずる事態が極力回避され、引張応力が全繊維に均等に分配されて早期破断に至らない。
With the above configuration, in the invention according to
請求項1に係る発明によれば、ヤング率350GPa以上で破断時の伸び0.7%以上の伸び難い高剛性繊維からなるフープ巻きの内側繊維層により、35〜75MPaの高圧がライナーに掛かることによって生ずるライナー径方向の引張応力に十分に抗し得てライナーの耐疲労性を向上させることができる。また、高剛性繊維であるがために劣る耐衝撃性をその外側のヤング率230GPa以上280GPa未満で破断時の伸び2.0%以上の繊維からなるハイアングルヘリカル巻きの外側繊維層により補うことができる。さらに、ヤング率280GPa以上350GPa未満で破断時の伸び1.5%以上2.0%未満の繊維からなるヘリカル巻きの中間繊維層によりライナー中心線方向の耐力を層厚を必要以上に厚くしないで向上させることができる。したがって、タンク容量が小さくかつライナーの厚みが薄くて小型で軽量の35〜75MPaの高圧ガスに耐え得る高圧タンクとすることができる。 According to the first aspect of the present invention, a high pressure of 35 to 75 MPa is applied to the liner by the inner fiber layer of the hoop winding made of a highly rigid fiber having a Young's modulus of 350 GPa or more and an elongation at break of 0.7% or more and hardly stretchable. It is possible to sufficiently resist the tensile stress in the liner radial direction caused by the above and improve the fatigue resistance of the liner. In addition, the impact resistance, which is inferior because it is a high-rigidity fiber, can be compensated by an outer fiber layer of a high-angle helical winding made of fibers having a Young's modulus of 230 GPa or more and less than 280 GPa and an elongation at break of 2.0% or more. it can. In addition, with a helically wound intermediate fiber layer composed of fibers with a Young's modulus of 280 GPa or more and less than 350 GPa and an elongation at break of 1.5% or more and less than 2.0%, the proof stress in the direction of the centerline of the liner should not be increased more than necessary. Can be improved. Therefore, a high-pressure tank having a small tank capacity and a thin liner and capable of withstanding a 35 to 75 MPa high-pressure gas having a small size and light weight can be obtained .
特に、硬くて巻き難い高剛性繊維を偏平なテープ状の形態として用いているので、繊維を弛みなくライナーに巻き付けて引張応力を全繊維に均等配分してライナーの耐疲労性を向上させることができる。 In particular, because of the use of high-rigidity fiber hardly wound hard and as flat tape-like form, that the tensile stress is wound around the slack without liner fibers evenly distributed in the total fiber improve fatigue resistance of liner Can do.
さらに、ガス取出筒部を円筒形の胴部の3倍以上の厚みに設定し、そこから椀状鏡部を漸次薄くして胴部に続かせているので、上記ガス取出筒部及び鏡部の強度を確保でき、35〜75MPaの高圧に十分に耐え得る高圧タンクとすることができる。また、上記胴部が薄くてもガス取出筒部及び鏡部を厚くして強度を確保できるので、胴部が薄い分だけ高圧タンクを軽量化できるとともに、コストダウンを図ることができる。 Furthermore , since the gas extraction tube portion is set to a thickness three times or more that of the cylindrical body portion, and the bowl-shaped mirror portion is gradually made thinner from there, the gas extraction tube portion and the mirror portion are connected. And a high-pressure tank that can sufficiently withstand a high pressure of 35 to 75 MPa. In addition, even if the body portion is thin, the gas extraction tube portion and the mirror portion can be thickened to ensure strength. Therefore, the high-pressure tank can be reduced in weight by the thin body portion, and the cost can be reduced.
加えて、ライナーの応力が集中し易い鏡部及びガス取出筒部に補強カラーを嵌着したので、上記ガス取出筒部及びその近傍の鏡部の厚みを補強カラーの厚みで補って当該箇所を十分に強化して、35〜75MPaの高圧に一段と耐え得る高圧タンクとすることができる。また、上記補強カラーをライナーに部分的に嵌着するだけなので、高圧タンクの軽量化、加工の簡易化及び低価格化を達成することができる。 In addition, since the reinforcement collar is fitted to the mirror part and the gas extraction cylinder part where the stress of the liner tends to concentrate, the thickness of the gas extraction cylinder part and the mirror part in the vicinity thereof is compensated by the thickness of the reinforcement collar, so By sufficiently strengthening, a high-pressure tank that can withstand a high pressure of 35 to 75 MPa can be obtained. Further, since the reinforcing collar is only partially fitted to the liner, the high-pressure tank can be reduced in weight, simplified in processing, and reduced in price.
請求項2に係る発明によれば、補強カラーの膨出部をライナーの嵌合凹部に嵌入させたので、両者を確実に嵌合させることができる。また、上記膨出部があることで当該部分の補強カラーの厚みを増大してその分だけ強度アップを図ることができる。
According to the invention which concerns on
請求項3に係る発明によれば、繊維をまとめてテープ状の形態でライナーに巻き付けるので、巻付け作業を簡単に行うことができる。また、繊維に含浸する熱硬化性樹脂を液状ではなく硬化がある程度進行したプリプレグ状態にしているので、熱硬化性樹脂が作業場に滴下することによる作業環境の悪化を防止することができる。
According to the invention of
請求項4に係る発明によれば、乾燥室でライナーを内外から加熱して、補強繊維層の熱硬化性樹脂の硬化を層内外両側からほぼ同時に進行させるので、内側の繊維を弛まないようにすることができ、引張応力を全繊維に均等分配して早期破断を防止することができる。
According to the invention of
以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1及び図2はこの発明の実施の形態1に係る高剛性繊維を用いた高圧タンク1を示す。この高圧タンク1は、水素ガス等の35〜75MPaの高圧ガスが充填されるタンク本体であるライナー2を備え、このライナー2は、横断面円形の筒状胴部3の一端に椀状鏡部4を介して小径で横断面円形のガス取出筒部5が一体に突設され、このガス取出筒部5側から高圧ガスを高圧タンク1(ライナー2)内に充填したり、あるいは高圧タンク1(ライナー2)から取り出したりするようになっている。上記ガス取出筒部5にはネジ孔6が形成され、このネジ孔6にバルブ装置7が装着されている。このバルブ装置7は、図示しないが開閉バルブと減圧バルブとを備えたバルブ機構8がカプセル9内に収容されて構成され、フランジ10を上記ガス取出筒部5の開口端に当接させて上記カプセル9(バルブ機構8)を高圧タンク1内に収容した内蔵タイプ、いわゆるインタンクバルブである。このバルブ装置7の高圧タンク1外には、高圧タンク1に低圧ガス配管を接続するための配管接続部11が突設されている。一方、上記胴部3の他端にも、椀状鏡部12を介して小径で横断面円形の筒部13が一体に突設され、この筒部13にもネジ孔14が形成され、このネジ孔14に高圧ガスに対する気密性を保持するための盲プラグ15が装着され、これにより、ライナー2内に高圧ガスを収容する密閉された中空部16が形成されている。
(Embodiment 1)
1 and 2 show a high-
上記高圧タンク1は、例えば、JIS A 6061やJIS A 6062等のアルミニウム合金からなる金属製で、成形後にT6処理等の熱処理が施されてなるものであり、短筒状ブランク材を塑性変形させて成形され、上記鏡部4,12、ガス取出筒部5及び筒部13は胴部3の3倍以上の厚みに形成されている。特に、上記鏡部4,12は、胴部3からガス取出筒部5及び筒部13に近づくに従って胴部3の厚みからガス取出筒部5及び筒部13の厚みに漸次増大しており、これにより、応力が集中し易い鏡部4,12を強化している。
The high-
上記ライナー2のガス取出筒部5及び筒部13から鏡部4,12にかけての外周には、焼ばめにより金属製の筒状補強カラー18が一体に嵌着されている。この補強カラー18は、上記ガス取出筒部5及び筒部13とほぼ厚みが等しい横断面円形の筒部19と、この筒部19の一端に一体に形成されて外側方に張り出した張出部20とからなり、この張出部20の厚みは外端に近づくに従って薄くなっており、これにより、張出部20外端が段差なく鏡部4,12外表面に沿うようになっている。また、上記補強カラー18の内部には、上記筒部19及び張出部20を上下に貫通する嵌合孔22が形成されている。この補強カラー18は、例えば、SNCM440、SCM440、SKD61等の合金鋼又はチタン合金からなる金属製で、鍛造成形や旋削加工されてなるものであるが、これに限定されず、強度/重量比がアルミニウムよりも高いものであればよく、これによれば、重量軽減に大きく貢献することができる。そして、上記補強カラー18は、その嵌合孔22に上記ライナー2のガス取出筒部5及び筒部13を挿入した状態で、上記筒部19が焼ばめによりガス取出筒部5及び筒部13に一体に外嵌合されているとともに、上記張出部21が鏡部4,12外表面に一体に接合されている。
On the outer periphery of the
上記ライナー2外周面は補強繊維層23で被覆されている。この補強繊維層23は、ライナー2外周面に繊維を巻き付けることによって形成される。この補強繊維層23は、上記ライナー2の胴部3外周面と接触し胴部3を被覆する内側繊維層24と、この内側繊維層24外周面から筒部19にかけて接触しライナー2のほぼ全体を被覆する中間繊維層25と、この中間繊維層25外周面と接触しライナー2の胴部3から鏡部4,12の途中にかけてを被覆する外側繊維層26とで構成されている。
The outer peripheral surface of the
この発明の特徴として、上記内側繊維層24は、ヤング率350GPa以上で破断時の伸び0.7%以上の高剛性繊維をフープ巻きしてなり、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が含浸硬化されている。上記高剛性繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリル(PAN)を原料にした下記の炭素繊維を挙げることができる。この高剛性繊維は伸び難く、相当の高圧であっても十分に耐え得る。
As a feature of the present invention, the
<東レ製 高性能炭素繊維トレカ(R) M46JB>
ヤング率 436GPa
引張強度 4.2GPa
破断時の伸び 1.0%
また、上記中間繊維層25は、ヤング率280GPa以上350GPa未満で破断時の伸び1.5%以上2.0%未満の繊維をヘリカル巻きしてなり、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が含浸硬化されている。上記繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリル(PAN)を原料にした下記の炭素繊維を挙げることができる。この繊維の剛性は、ヘリカル巻きが可能になるように上記高剛性繊維よりは低いが、コスト面から層厚を必要以上に厚くしなくてもよいように外側繊維層26よりは高くなっている。つまり、このヘリカル巻きの中間繊維層25は、フープ巻きの内側繊維層24に比べて荷重分担が約半分でよいので、それほど高剛性は要求されず、したがって、巻き易さとコスト面を考慮して内側繊維層24と外側繊維層26との中間の剛性に設定しているのである。
<High-performance carbon fiber trading card (R) M46JB manufactured by Toray>
Young's modulus 436 GPa
Tensile strength 4.2 GPa
Elongation at break 1.0%
The
<東レ製 高性能炭素繊維トレカ(R) T800HB>
ヤング率 294GPa
引張強度 5.49GPa
破断時の伸び 1.9%
さらに、上記外側繊維層26は、ヤング率230GPa以上280GPa未満で破断時の伸び2.0%以上の繊維をライナー中心線に対する繊維角度が上記中間繊維層の繊維角度よりも大きくなるようにハイアングルヘリカル巻きしてなり、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が含浸硬化されている。上記繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリル(PAN)を原料にした下記の炭素繊維や、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)を原料とした下記の繊維を挙げることができる。これら繊維は上記の内側繊維層24を構成する高剛性繊維に比べて伸び易いという性質を備えており、高剛性繊維が伸び難いことの裏返しとして低下する耐衝撃性を補うことができる。
<High-performance carbon fiber trading card (R) T800HB manufactured by Toray>
Young's modulus 294GPa
Tensile strength 5.49GPa
Elongation at break 1.9%
Further, the
<東レ製 高性能炭素繊維トレカ(R) T700>
ヤング率 230GPa
引張強度 4.9GPa
破断時の伸び 2.1%
<東洋紡製 ZYLON−HM(R)>
ヤング率 270GPa
引張強度 5.8GPa
破断時の伸び 2.5%
上記内側繊維層24は、繊維をライナー2の胴部3外周面にライナー中心線方向と直交する円周方向にフープ巻きした繊維層であり、上記中間繊維層25は、繊維をライナー2外周面ほぼ全体にライナー中心線方向に螺旋状にヘリカル巻きした繊維層であり、上記外側繊維層26は、繊維をライナー2外周面の胴部3から鏡部4,12の途中にかけてライナー中心線に対して75°前後でハイアングルヘリカル巻きした繊維層である。
<Toray Industries high-performance carbon fiber trading card (R) T700>
Young's modulus 230 GPa
Tensile strength 4.9 GPa
Elongation at break 2.1%
<Toyobo ZYLON-HM (R)>
Young's modulus 270 GPa
Tensile strength 5.8 GPa
Elongation at break 2.5%
The
また、上記補強繊維層23を構成する各繊維層24,25,26は、繊維を偏平に集束してエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた繊維テープをプリプレグ状態で巻き付けて上記熱硬化性樹脂を硬化させて構成されている。上記プリプレグ状態とは、熱硬化性樹脂がある程度硬化を進めて生乾きした状態でB状態といわれる状態であり、このようなプレプレグ状態の繊維テープは、使用するまでは乾燥しないように冷蔵室等で保管しておく。
Further, each of the fiber layers 24, 25, and 26 constituting the reinforcing
次に、上述の如く構成された高圧タンク1の製造要領の一例を図3に基づき説明する。
Next, an example of the manufacturing procedure of the high-
まず、パイプカット工程S1で、アルミニウム合金製の長尺パイプ材Pを所定寸法に切断して両端が開口した短筒状ブランク材Bを形成する。 First, in the pipe cutting step S1, a long pipe material P made of an aluminum alloy is cut into a predetermined dimension to form a short cylindrical blank material B having both ends opened.
次いで、フローフォーミング工程S2で、図示しないが、上記短筒状ブランク材Bをマンドレルに外嵌合して取り付け、該マンドレルをその軸心回りに回転させて短筒状ブランク材Bを一体に回転させ、成形ローラを上記短筒状ブランク材B外周面に圧接させることで回転させながら短筒状ブランク材B外周面を軸心方向にしごき、短筒状ブランク材Bをフローフォーミングする。これにより、短筒状ブランク材Bが塑性変形して長筒状ブランク材B′が成形される。この段階で、開口端から所定領域を除いた長筒状ブランク材B′の厚みが、完成品としての高圧タンク1のライナー2の胴部3の厚みと等しくなっている。また、上記長筒状ブランク材B′の開口端から所定領域は、開口端に近づくに従って厚みが漸次増大している。
Next, in the flow forming step S2, although not shown, the short cylindrical blank B is externally fitted and attached to a mandrel, and the short cylindrical blank B is rotated integrally by rotating the mandrel around its axis. Then, the outer peripheral surface of the short cylindrical blank material B is squeezed in the axial direction while rotating by pressing the forming roller against the outer peripheral surface of the short cylindrical blank material B, and the short cylindrical blank material B is flow-formed. Thereby, the short cylindrical blank material B is plastically deformed to form the long cylindrical blank material B ′. At this stage, the thickness of the long cylindrical blank B ′ excluding the predetermined region from the opening end is equal to the thickness of the
その後、スピニング工程S3で、図示しないが、上記長筒状ブランク材B′をチャック装置で保持してその軸心回りに回転させ、成形ローラを長筒状ブランク材B′の一方の開口端近傍から開口端にかけて傾けて圧接させることで回転させながら長筒状ブランク材B′の軸心に対して斜めに移動させてしごき、長筒状ブランク材B′の一方の開口端から所定領域をスピニングにより口絞りする。これにより、長筒状ブランク材B′の開口端から所定領域が塑性変形して筒状胴部3の一端に椀状鏡部4を介してガス取出筒部5が一体に突設される。そして、上述の如きスピニングによる口絞り成形により、鏡部4の厚みが胴部3からガス取出筒部5に近づくに従って漸次増大するように成形され、かつガス取出筒部5は胴部3の3倍以上厚みに設定されている。長筒状ブランク材B′の他方の開口端側も、同様のスピニングによる口絞り成形を行い、胴部3の他端に椀状鏡部12を介して筒部13が一体に突設され、ここでも、鏡部12の厚みが胴部3から筒部13に近づくに従って漸次増大するように成形され、かつ筒部13は胴部3の3倍以上厚みに設定されている。これにより、一端にガス取出筒部5が他端に筒部13が突設されたライナー2が得られる。
Thereafter, in the spinning step S3, although not shown, the long cylindrical blank B 'is held by a chuck device and rotated around its axis, and the molding roller is near one open end of the long cylindrical blank B'. It is tilted from the opening end to the opening end and is moved by being inclined with respect to the axial center of the long cylindrical blank B ′ while rotating to spin a predetermined region from one opening end of the long cylindrical blank B ′. Squeeze with. As a result, a predetermined region is plastically deformed from the open end of the long cylindrical blank B ′, and the gas extraction
一方、別途鍛造成形や旋削加工した合金鋼製又はチタン合金製等の補強カラー18を用意する。この補強カラー18は、上述の如く筒部19の一端に張出部20が一体に形成されているとともに、内部に筒部19及び張出部20を上下に貫通する嵌合孔22が形成されている。この嵌合孔22の内径は、ガス取出筒部5及び筒部13の外径との関係において焼ばめによる締め代を考慮して設定されている。
On the other hand, a reinforcing
次に、補強カラー焼きばめ工程S4で、上述の如く構成された補強カラー18をライナー2のガス取出筒部5及び筒部13にそれぞれ外嵌合させ、焼ばめにより上記補強カラー18をライナー2のガス取出筒部5及び筒部13から鏡部4,12にかけての外周にそれぞれ一体に嵌着させる。
Next, in the reinforcing collar shrink-fitting step S4, the reinforcing
これに引き続いて、ワインディング工程S5で、ヤング率350GPa以上で破断時の伸び0.7%以上の高剛性繊維を偏平に集束してエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた繊維テープをプリプレグ状態で上記ライナー2の胴部3外周面にフープ巻きして内側繊維層24を形成する。
Subsequently, in the winding step S5, a fiber tape in which high-rigidity fibers having a Young's modulus of 350 GPa or more and an elongation at break of 0.7% or more are focused flatly and impregnated with a thermosetting resin such as an epoxy resin is prepreg. In this state, the
その後、ヤング率280GPa以上350GPa未満で破断時の伸び1.5%以上2.0%未満の繊維からなる繊維テープを内側繊維層24の上からライナー2のほぼ全体にヘリカル巻きして中間繊維層25を形成する。
Thereafter, a fiber tape composed of fibers having a Young's modulus of 280 GPa or more and less than 350 GPa and an elongation at break of 1.5% or more and less than 2.0% is helically wound from above the
さらに、その上にヤング率230GPa以上280GPa未満で破断時の伸び2.0%以上の繊維を偏平に集束してエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた繊維テープをプリプレグ状態で上記中間繊維層25の上からライナー2の胴部3から鏡部4,12の途中にかけての外周面にライナー中心線に対して75°前後でハイアングルヘリカル巻きして外側繊維層26を形成して、これら内側繊維層24、中間繊維層25及び外側繊維層26で構成された補強繊維層23により上記ライナー2外周面を被覆する(各繊維層24,24,25は図1に表れる)。
Furthermore, a fiber tape in which fibers having a Young's modulus of 230 GPa or more and less than 280 GPa and an elongation at break of 2.0% or more are flatly focused and impregnated with a thermosetting resin such as an epoxy resin is prepreg and the intermediate fiber is The
この補強繊維層23の厚みは、タンク容量やガス充填圧によって決まるが、例えば、タンク容量約34リットル、ライナー2の胴部3の厚み4.0mm、ライナー2の外径280mm、ライナー2の長さ830mm、ガス充填圧70MPaの場合に、約9mmである。なお、内側繊維層24と中間繊維層25とを交互に形成してその外側に外側繊維層26を形成してもよい。
The thickness of the reinforcing
しかる後、乾燥工程S6で、上記補強繊維層23で被覆されたライナー2を乾燥室27に搬入し、ライナー2の外側及びライナー2内側に配置されたヒーター28の放射熱で、ライナー2を回転させながら内外から加熱して補強繊維層23に含浸している熱硬化性樹脂を加熱硬化させ、ライナー2外周面に繊維が巻き付けられてライナー2外周面が補強繊維層23で被覆された高圧タンク1を得る。なお、ヒーター28の代わりに熱風をライナー2の内外に導入してライナー2を回転させながら内外から加熱して補強繊維層23に含浸している熱硬化性樹脂を加熱硬化させてもよい。
Thereafter, in the drying step S6, the
このようにして製造された高圧タンク1に対して、バルブ装置7をガス取出筒部5に装着するとともに、盲プラグ15を筒部13に装着して完成品とする。
For the high-
このように、この実施の形態では、ヤング率350GPa以上で破断時の伸び0.7%以上の高剛性繊維からなるフープ巻きの内側繊維層24と、ヤング率280GPa以上350GPa未満で破断時の伸び1.5%以上2.0%未満の繊維からなるヘリカル巻きの中間繊維層25と、ヤング率230GPa以上280GPa未満で破断時の伸び2.0%以上の繊維からなるハイアングルヘリカル巻きの外側繊維層26とで構成された補強繊維層23をライナー2外周面に被覆していることから、高剛性繊維からなる内側繊維層24でガス充填圧によってライナー2に作用するライナー径方向の引張応力に十分に抗し得てライナー2の耐疲労性を向上させることができるとともに、その耐衝撃性に劣る欠点を伸びのある繊維からなる外側繊維層26で補うことができ、さらには、ヘリカル巻きの中間繊維層25により、ライナー中心線方向の耐力を必要以上に層厚を厚くすることなく向上させることができる。したがって、タンク容量が小さくかつライナーの厚みが薄くても、35〜75MPaの高圧ガスを充填することができ、小型で軽くしかも耐圧性に優れた高圧タンク1を実現することができる。
Thus, in this embodiment, the hoop-wrapped
さらに、補強繊維層23を構成する各繊維層24,25,26を、繊維を偏平に集束して熱硬化性樹脂を含浸させた繊維テープをプリプレグ状態で巻き付けて上記熱硬化性樹脂を硬化させて構成していることから、硬い高剛性繊維を滑り易くてライナー2に巻き難く弛みが生じてライナー2に作用する引張応力を全繊維に均等に分配し辛い紐状の形態で用いる場合に比べ、高剛性繊維が偏平なテープ状の形態であってライナー2に沿わせ易く、ライナー2に弛みなく巻き付けることができて上記引張応力を全繊維に均等に分配して、ライナー2の耐疲労性向上を容易に実現することができる。
Further, the fiber layers 24, 25, and 26 constituting the reinforcing
また、ガス取出筒部5及び筒部13を胴部3の3倍以上の厚みに設定し、そこから鏡部4,12を漸次薄くして胴部3に続かせていることから、上記ガス取出筒部5、筒部13及び鏡部4,12の強度を確保することができ、上述の補強繊維層23によるライナー2の耐疲労性向上及び耐衝撃性確保と相俟って、35〜75MPaの高圧に一層に耐え得る高圧タンク1とすることができる。また、上記胴部3が薄くてもガス取出筒部5、筒部13及び鏡部4,12を厚くして強度を確保しているので、胴部3が薄い分だけ高圧タンク1全体の重量を軽減することができ、かつ材料費もあまり掛けないようにすることができる。
Further, since the gas
加えて、ライナー2のガス取出筒部5及び筒部13から鏡部4,12にかけての外周に補強カラー18を嵌着していることから、応力が集中し易いガス取出筒部5、筒部13及びその近傍の鏡部4,12の実質的な厚みを上記補強カラー18の厚みにより増大させて当該箇所の強度を十分に確保することができ、35〜75MPaの高圧に一段と耐え得る高圧タンク1とすることができる。また、補強カラー18をライナー2全体ではなく、応力が集中し易い鏡部4,12、ガス取出筒部5及び筒部13にだけ部分的に嵌着させているので、高圧タンク1の重量をそれほど増加させず軽量化を図ることができるとともに、加工の簡易化、低価格化を図ることができる。
In addition, since the reinforcing
さらにまた、繊維をまとめてテープ状の形態でライナー2に巻き付けることから、巻付け作業を簡単に行うことができる。また、熱硬化性樹脂がある程度してプリプレグ状態(B状態)となった繊維テープをライナー2に巻き付けるため、液状の熱硬化性樹脂が作業場に滴り落ちて作業環境が悪化するウェットワインディング法の場合に比べ、熱硬化性樹脂が作業場に滴り落ちず、作業環境の悪化を防止することができる。
Furthermore, since the fibers are collectively wound around the
また、乾燥室27に搬入されたライナー2を内外から加熱するので、補強繊維層23の熱硬化性樹脂が層内外両側からほぼ同時に硬化し、これにより、補強繊維層23の熱硬化性樹脂を外側からのみ加熱する場合において、熱硬化性樹脂が外側から内側へと順に硬化収縮して内側の未硬化樹脂が外側の硬化樹脂から圧縮力を受けて繊維に弛みが生ずる事態を回避することができ、ガス充填圧によってライナー2に作用する引張応力を全繊維に均等に分配して早期破断に至らないようにすることができる。
Further, since the
(実施の形態2)
図4はこの発明の実施の形態2に係る高剛性繊維を用いた高圧タンク1を示す。この高圧タンク1は補強カラー18の形状が実施の形態1と異なっている。つまり、上記補強カラー18の張出部20の裏面にリング状膨出部21が一体に膨出して形成されている。これに伴い、ライナー2における鏡部4のガス取出筒部5との境目近傍における外周にリング状嵌合凹部17が形成されている。そして、上記補強カラー18の張出部20は、その膨出部21を上記鏡部4の嵌合凹部17に嵌入した状態で焼ばめにより鏡部4外表面に一体に接合されている。図示しないが、反対側の鏡部12の筒部13にも同様に補強カラー18を嵌合している。そのほかは、実施の形態1と同様に構成されているので、同一の構成箇所には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a high-
したがって、この実施の形態2では、上記の実施の形態1と同様の作用効果を奏することができる。 Therefore, in the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
加えて、この実施の形態2では、補強カラー18の張出部20に膨出形成したリング状膨出部21を、鏡部4,12のガス取出筒部5及び筒部13との境目近傍における外周に形成したリング状嵌合凹部17に嵌入して焼ばめにより接合しているので、補強カラー18とライナー2とを確実に嵌合させることができる。また、上記膨出部21があることで当該部分の補強カラー18の厚みが増大し、その分だけ強度アップを図ることができる。
In addition, in the second embodiment, the ring-shaped bulging
なお、上記の実施の形態1,2では、フローフォーミングに供する短筒状ブランク材Bとして、両端が開口した円筒体のものを例示したが、有底筒状のものであってもよい。 In the first and second embodiments described above, the short cylindrical blank material B used for flow forming is exemplified by a cylindrical body having both ends opened, but a bottomed cylindrical material may be used.
この発明は、小型で軽量でありながら35〜75MPaの高圧ガスに耐え得る自動車用水素燃料タンク等の高圧タンクとして有用である。 The present invention is useful as a high-pressure tank such as an automobile hydrogen fuel tank that can withstand a high pressure gas of 35 to 75 MPa while being small and light.
1 高圧タンク
2 ライナー
3 胴部
4 鏡部
5 ガス取出筒部
17 嵌合凹部
18 補強カラー
19 筒部
20 張出部
21 膨出部
23 補強繊維層
24 内側繊維層
25 中間繊維層
26 外側繊維層
27 乾燥室
28 ヒーター
B′ 長筒状ブランク材
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上記補強繊維層は、ヤング率350GPa以上で破断時の伸び0.7%以上の高剛性繊維をフープ巻きしてなり熱硬化性樹脂が含浸硬化された内側繊維層と、
ヤング率280GPa以上350GPa未満で破断時の伸び1.5%以上2.0%未満の繊維をヘリカル巻きしてなり熱硬化性樹脂が含浸硬化された中間繊維層と、
ヤング率230GPa以上280GPa未満で破断時の伸び2.0%以上の繊維をライナー中心線に対する繊維角度が上記中間繊維層の繊維角度よりも大きくなるようにハイアングルヘリカル巻きしてなり熱硬化性樹脂が含浸硬化された外側繊維層とで構成されていることを特徴とする高剛性繊維を用いた高圧タンク。 A cylindrical metal liner, and a reinforcing fiber layer covering the outer peripheral surface of the liner,
The reinforcing fiber layer has a Young's modulus of 350 GPa or more and an inner fiber layer in which a thermosetting resin is impregnated and cured by hoop-wrapping a high-rigidity fiber having an elongation at break of 0.7% or more;
An intermediate fiber layer in which a Young's modulus is 280 GPa or more and less than 350 GPa and a fiber having an elongation at break of 1.5% or more and less than 2.0% is helically wound and impregnated and cured with a thermosetting resin;
A thermosetting resin in which a fiber having a Young's modulus of 230 GPa or more and less than 280 GPa and an elongation at break of 2.0% or more is helically wound at a high angle so that the fiber angle with respect to the center line of the liner is larger than the fiber angle of the intermediate fiber layer. A high-pressure tank using high-rigidity fibers, characterized in that it comprises an outer fiber layer impregnated and cured.
補強繊維層を構成する各繊維層は、繊維を偏平に集束して熱硬化性樹脂を含浸させた繊維テープをプリプレグ状態で巻き付けて上記熱硬化性樹脂を硬化させて構成されていることを特徴とする高剛性繊維を用いた高圧タンク。 In the high-pressure tank using the highly rigid fiber according to claim 1,
Each fiber layer constituting the reinforcing fiber layer is formed by winding a fiber tape impregnated with a thermosetting resin in a prepreg state by concentrating the fibers flatly and curing the thermosetting resin. A high-pressure tank using high-rigidity fibers.
ライナーは、金属製の短筒状ブランク材を塑性変形させて筒状胴部の一端に椀状鏡部を介してガス取出筒部が突設されて構成され、
このガス取出筒部は上記胴部の3倍以上の厚みに設定され、上記鏡部は胴部からガス取出筒部に行くに従って胴部の厚みからガス取出筒部の厚みに漸次増大していることを特徴とする高剛性繊維を用いた高圧タンク。 In the high-pressure tank using the highly rigid fiber according to claim 1,
The liner is configured by plastically deforming a metal short cylindrical blank material and projecting a gas extraction cylinder part at one end of the cylindrical body part via a bowl-shaped mirror part,
This gas extraction cylinder part is set to a thickness three times or more than the trunk part, and the mirror part gradually increases from the thickness of the trunk part to the thickness of the gas extraction cylinder part as it goes from the trunk part to the gas extraction cylinder part. A high-pressure tank using highly rigid fibers.
ライナーのガス取出筒部から鏡部にかけての外周には、金属製の筒状補強カラーが嵌着されていることを特徴とする高剛性繊維を用いた高圧タンク。 In the high-pressure tank using the highly rigid fiber according to claim 3,
A high-pressure tank using a high-rigidity fiber, characterized in that a metal cylindrical reinforcing collar is fitted on the outer periphery from the gas extraction cylinder part to the mirror part of the liner.
補強カラーは、ガス取出筒部に嵌着される筒部と、この筒部の一端から外側方に張り出す張出部とからなり、この張出部裏面には、リング状膨出部が膨出して形成され、
一方、鏡部のガス取出筒部との境目近傍における外周には、上記補強カラーを上記ライナーのガス取出筒部から鏡部にかけての外周に嵌着した状態で、上記膨出部が嵌入するリング状嵌合凹部が形成されていることを特徴とする高剛性繊維を用いた高圧タンク。 In the high-pressure tank using the highly rigid fiber according to claim 4,
The reinforcing collar is composed of a cylinder part fitted to the gas extraction cylinder part and an overhang part projecting outward from one end of the cylinder part, and a ring-like bulge part is inflated on the back surface of the overhang part. Formed out of
On the other hand, on the outer periphery in the vicinity of the boundary between the gas extraction cylinder part of the mirror part and the ring where the bulging part is inserted in a state where the reinforcement collar is fitted on the outer periphery from the gas extraction cylinder part to the mirror part of the liner A high-pressure tank using high-rigidity fibers, characterized in that a shaped fitting recess is formed.
次いで、ヤング率280GPa以上350GPa未満で破断時の伸び1.5%以上2.0%未満の繊維を偏平に集束して熱硬化性樹脂を含浸させた繊維テープをプリプレグ状態で上記内側繊維層外周面にヘリカル巻きして中間繊維層を形成し、
その後、ヤング率230GPa以上280GPa未満で破断時の伸び2.0%以上の繊維を偏平に集束して熱硬化性樹脂を含浸させた繊維テープをプリプレグ状態で上記中間繊維層外周面にライナー中心線に対する繊維角度が上記中間繊維層の繊維角度よりも大きくなるようにハイアングルヘリカル巻きして外側繊維層を形成して、上記内側繊維層、中間繊維層及び外側繊維層で構成された補強繊維層により上記ライナー外周面を被覆し、
しかる後、上記補強繊維層で被覆されたライナーを乾燥室に搬入して加熱し、補強繊維層に含浸している熱硬化性樹脂を硬化させることを特徴とする高剛性繊維を用いた高圧タンクの製造方法。 A fiber tape impregnated with a thermosetting resin and flatly gathered high-rigidity fibers with a Young's modulus of 350 GPa or more and an elongation at break of 0.7% or more is hoop-wound around a cylindrical metal liner outer peripheral surface in a prepreg state. To form an inner fiber layer,
Next, a fiber tape in which fibers having a Young's modulus of 280 GPa or more and less than 350 GPa and an elongation at break of 1.5% or more and less than 2.0% are flatly focused and impregnated with a thermosetting resin is preliminarily placed on the outer periphery of the inner fiber layer. Helically wound on the surface to form an intermediate fiber layer,
Thereafter, a fiber tape in which fibers having a Young's modulus of 230 GPa or more and less than 280 GPa and an elongation at break of 2.0% or more are flatly focused and impregnated with a thermosetting resin is placed on the outer peripheral surface of the intermediate fiber layer in the prepreg state. Reinforcing fiber layer composed of the inner fiber layer, the intermediate fiber layer, and the outer fiber layer by forming high-angle helical winding so that the fiber angle with respect to the intermediate fiber layer is larger than the fiber angle of the intermediate fiber layer. The liner outer peripheral surface is covered by
Thereafter, the liner covered with the reinforcing fiber layer is carried into a drying chamber and heated to cure the thermosetting resin impregnated in the reinforcing fiber layer, and a high-pressure tank using high-rigidity fibers. Manufacturing method.
乾燥室に搬入されたライナーを内外から加熱することを特徴とする高剛性繊維を用いた高圧タンクの製造方法。 In the manufacturing method of the high-pressure tank using the highly rigid fiber according to claim 6,
A method for producing a high-pressure tank using a high-rigidity fiber, wherein a liner carried into a drying chamber is heated from inside and outside.
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006300194A (en) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Kyushu Univ | High pressure tank, its manufacturing device, and manufacturing method of high pressure tank |
CN100430641C (en) * | 2006-11-06 | 2008-11-05 | 哈尔滨工业大学 | High pressure hydrogen storage bottle made of PBO fiber and carbon fiber mixed composite material and preparation method |
CN100430640C (en) * | 2006-11-06 | 2008-11-05 | 哈尔滨工业大学 | High pressure nitrogen storage bottle made of PBO fiber and carbon fiber composite material and its preparation method |
WO2010116526A1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | トヨタ自動車株式会社 | Tank and fabrication method thereof |
JP2010236587A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Jfe Container Co Ltd | Fiber-reinforced plastic pressure vessel |
JP2010270878A (en) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Nissan Motor Co Ltd | Pressure vessel structure |
CN102085724A (en) * | 2009-12-02 | 2011-06-08 | 上海康巴赛特科技发展有限公司 | Wet fully-winding and curing process for preparing hydrogen cylinder with carbon fiber lining |
CN105333302A (en) * | 2015-09-25 | 2016-02-17 | 石家庄安瑞科气体机械有限公司 | Manufacturing method of wounded composite shell of high-capacity high-pressure hydrogen storage container |
JP2017048912A (en) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 新日鐵住金株式会社 | High pressure tank |
JP2017072244A (en) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | トヨタ自動車株式会社 | High-pressure tank |
JP2017517705A (en) * | 2014-05-20 | 2017-06-29 | スチールヘッド コンポジッツ,エルエルシー. | Metal liner pressure vessel with polar boss |
JP2017215001A (en) * | 2016-06-01 | 2017-12-07 | サムテック株式会社 | Composite container |
KR20180017377A (en) * | 2016-08-09 | 2018-02-21 | 현대자동차주식회사 | High pressure tank |
US10436388B2 (en) | 2017-05-26 | 2019-10-08 | Hyundai Motor Company | High-pressure container having hoop layers and helical layers |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006043582B3 (en) * | 2006-09-16 | 2008-03-06 | Xperion Gmbh | pressure vessel |
US8474647B2 (en) * | 2008-02-08 | 2013-07-02 | Vinjamuri Innovations, Llc | Metallic liner with metal end caps for a fiber wrapped gas tank |
BRPI0915395B1 (en) | 2008-06-24 | 2020-02-18 | Dsm Ip Assets B.V. | REINFORCEMENT ELEMENT, PRESSURE CONTAINER, ITEM AND USE OF AN ELEMENT |
DE102008059591B4 (en) * | 2008-11-28 | 2011-01-27 | Xperion Gmbh | container |
US9091395B2 (en) | 2010-03-10 | 2015-07-28 | GM Global Technology Operations LLC | Process for forming a vessel |
DE102010023923B4 (en) * | 2010-06-16 | 2012-05-16 | Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg | Pressure gas tank |
DE102010002881A1 (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-15 | Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg | Container for use as liquid gas tank of motor car, has outer wall region partly or completely surrounding inner wall region, where outer wall region is attached to outer side of liner and formed from carbon fiber reinforced material |
DE102010017413B4 (en) | 2010-06-17 | 2012-08-30 | Xperion Gmbh | Pressure vessel for storing a fluid |
DE102017200302A1 (en) * | 2017-01-10 | 2018-07-12 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for producing a pressure tank and a corresponding pressure tank |
JP7439687B2 (en) * | 2020-07-31 | 2024-02-28 | トヨタ自動車株式会社 | high pressure tank |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8408506U1 (en) * | 1984-03-20 | 1985-02-07 | Felten & Guilleaume Energietechnik GmbH, 5000 Köln | COMPRESSED GAS BOTTLE WITH A FIBER REINFORCED PLASTIC COVER |
US5499739A (en) | 1994-01-19 | 1996-03-19 | Atlantic Research Corporation | Thermoplastic liner for and method of overwrapping high pressure vessels |
WO1997020683A1 (en) * | 1995-12-04 | 1997-06-12 | Toray Industries, Inc. | Pressure vessel and method of manufacturing same |
JP4180676B2 (en) * | 1997-04-18 | 2008-11-12 | 高圧ガス工業株式会社 | Natural gas automotive fuel device composite container |
DE19952611A1 (en) * | 1999-11-02 | 2001-05-23 | Eberhard Haack | High pressure container for the food industry comprises a metal inner layer with fiber reinforced layers of progressively increasing modulus wound around the outside |
-
2003
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Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006300194A (en) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Kyushu Univ | High pressure tank, its manufacturing device, and manufacturing method of high pressure tank |
CN100430641C (en) * | 2006-11-06 | 2008-11-05 | 哈尔滨工业大学 | High pressure hydrogen storage bottle made of PBO fiber and carbon fiber mixed composite material and preparation method |
CN100430640C (en) * | 2006-11-06 | 2008-11-05 | 哈尔滨工业大学 | High pressure nitrogen storage bottle made of PBO fiber and carbon fiber composite material and its preparation method |
JP2010236587A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Jfe Container Co Ltd | Fiber-reinforced plastic pressure vessel |
US8727174B2 (en) | 2009-04-10 | 2014-05-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Tank and manufacturing method thereof |
JP5348570B2 (en) * | 2009-04-10 | 2013-11-20 | トヨタ自動車株式会社 | Tank and manufacturing method thereof |
WO2010116526A1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | トヨタ自動車株式会社 | Tank and fabrication method thereof |
JP2010270878A (en) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Nissan Motor Co Ltd | Pressure vessel structure |
CN102085724A (en) * | 2009-12-02 | 2011-06-08 | 上海康巴赛特科技发展有限公司 | Wet fully-winding and curing process for preparing hydrogen cylinder with carbon fiber lining |
JP2017517705A (en) * | 2014-05-20 | 2017-06-29 | スチールヘッド コンポジッツ,エルエルシー. | Metal liner pressure vessel with polar boss |
JP2017048912A (en) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 新日鐵住金株式会社 | High pressure tank |
CN105333302A (en) * | 2015-09-25 | 2016-02-17 | 石家庄安瑞科气体机械有限公司 | Manufacturing method of wounded composite shell of high-capacity high-pressure hydrogen storage container |
JP2017072244A (en) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | トヨタ自動車株式会社 | High-pressure tank |
JP2017215001A (en) * | 2016-06-01 | 2017-12-07 | サムテック株式会社 | Composite container |
KR20180017377A (en) * | 2016-08-09 | 2018-02-21 | 현대자동차주식회사 | High pressure tank |
US10436388B2 (en) | 2017-05-26 | 2019-10-08 | Hyundai Motor Company | High-pressure container having hoop layers and helical layers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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