JP2016156451A

JP2016156451A - High-pressure tank

Info

Publication number: JP2016156451A
Application number: JP2015034679A
Authority: JP
Inventors: 健八田; Takeshi Hatta
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2016-09-01

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure visibility from a protection layer side when a reinforcing layer is inspected from the outside of a high-pressure tank, in the high-pressure tank.SOLUTION: A high-pressure tank uses a liner having a cylindrical portion, and a pair of semi-spherical dome portions provided on both end portion in an axial direction of the cylinder portion, as an inner shell. The high-pressure tank is equipped with a reinforcing layer which covers an outer surface of the liner, and is configured from carbon fiber-reinforced plastic; and a protection layer which covers an outer surface of the reinforcing layer, and is configured from thermoplastic resin having transparency.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、高圧タンクに関する。 The present invention relates to a high-pressure tank.

高圧流体を充填する高圧タンクには、高圧タンクの内殻となるライナーと、ライナーの外表面を覆う炭素繊維強化プラスチックから構成される補強層とを備えるものがある。 Some high-pressure tanks filled with a high-pressure fluid include a liner serving as an inner shell of the high-pressure tank and a reinforcing layer made of carbon fiber reinforced plastic covering the outer surface of the liner.

特開２０１２−２２５７号公報JP 2012-2257 A

特許文献１には、ライナーと補強層とに加えて、熱発泡性樹脂を含浸させたガラス繊維を補強層の外表面に巻き付け、その後加熱発泡させることによって形成されるガラス強化繊維プラスチックから構成された保護層を備える高圧タンクについて記載されている。しかし、ガラス強化繊維プラスチックは半透明性であることから、高圧タンクの外側から補強層を検査する場合における保護層側からの視認性について十分に考慮されていなかった。このため、保護層側からの視認性を確保することが可能な技術が望まれていた。 In Patent Document 1, in addition to the liner and the reinforcing layer, the glass fiber impregnated with the heat-foamable resin is wound around the outer surface of the reinforcing layer, and then made of glass-reinforced fiber plastic formed by heating and foaming. A high-pressure tank with a protective layer is described. However, since the glass-reinforced fiber plastic is translucent, the visibility from the protective layer side when the reinforcing layer is inspected from the outside of the high-pressure tank has not been sufficiently considered. For this reason, the technique which can ensure the visibility from the protective layer side was desired.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.

本発明の一形態によれば、高圧タンクが提供される。この高圧タンクは、円筒状のシリンダー部と、前記シリンダー部の軸方向における両端部に設けられた一対の半球形状のドーム部とを有するライナーを内殻とする高圧タンクであって、前記ライナーの外表面を覆い、炭素繊維強化プラスチックから構成される補強層と、前記補強層の外表面を覆い、透明性を有する熱可塑性樹脂から構成される保護層と、を備える。この形態によれば、保護層は、透明性を有する樹脂から構成されるため、高圧タンクの外側から補強層を検査する場合における保護層側からの視認性を確保できる。 According to one aspect of the invention, a high pressure tank is provided. The high-pressure tank is a high-pressure tank having a liner having a cylindrical cylinder portion and a pair of hemispherical dome portions provided at both end portions in the axial direction of the cylinder portion. A reinforcing layer that covers the outer surface and is made of carbon fiber reinforced plastic; and a protective layer that covers the outer surface of the reinforcing layer and is made of a thermoplastic resin having transparency. According to this aspect, since the protective layer is made of a resin having transparency, it is possible to ensure visibility from the protective layer side when the reinforcing layer is inspected from the outside of the high-pressure tank.

本発明の形態は、高圧タンクの製造方法に限るものではなく、例えば、高圧タンク、その高圧タンクを備えた燃料電池システム、その燃料電池システムを搭載した車両などの種々の形態に適用することも可能である。また、本発明は、前述の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。 The form of the present invention is not limited to the manufacturing method of the high-pressure tank, and may be applied to various forms such as a high-pressure tank, a fuel cell system including the high-pressure tank, and a vehicle equipped with the fuel cell system. Is possible. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that the present invention can be implemented in various forms without departing from the spirit of the present invention.

本実施形態における高圧タンクの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the high pressure tank in this embodiment. 高圧タンクを製造する工程のうち補強層を形成する工程を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the process of forming a reinforcement layer among the processes of manufacturing a high pressure tank. 高圧タンクを製造する工程で用いられる射出成形装置の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the injection molding apparatus used in the process of manufacturing a high pressure tank. 高圧タンクを製造する工程のうち第１の層を形成する工程を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the process of forming a 1st layer among the processes of manufacturing a high pressure tank. 高圧タンクを製造する工程のうち第２の層を形成する工程を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the process of forming a 2nd layer among the processes of manufacturing a high pressure tank.

Ａ．第１実施形態：
図１は、本実施形態における高圧タンク１００の概略構成を示す断面図である。図１には、相互に直交するＸＹＺ軸が図示されている。図１のＸＹＺ軸は、他の図のＸＹＺ軸に対応する。なお、図１では、高圧タンク１００の中心軸ＣＸを一点鎖線で図示してある。中心軸ＣＸは、Ｙ軸方向に沿った軸である。高圧タンク１００は、高圧水素などの高圧流体を貯蔵する貯蔵タンクである。高圧タンク１００は、ライナー１１０と、補強層１２０と、保護層１３０と、開口部１４０とを備える。 A. First embodiment:
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a high-pressure tank 100 in the present embodiment. FIG. 1 shows XYZ axes orthogonal to each other. The XYZ axes in FIG. 1 correspond to the XYZ axes in the other drawings. In FIG. 1, the central axis CX of the high-pressure tank 100 is shown by a one-dot chain line. The central axis CX is an axis along the Y-axis direction. The high-pressure tank 100 is a storage tank that stores a high-pressure fluid such as high-pressure hydrogen. The high-pressure tank 100 includes a liner 110, a reinforcing layer 120, a protective layer 130, and an opening 140.

ライナー１１０は、高圧タンク１００の内殻を構成する。本実施形態では、ライナー１１０は、低密度ポリエチレン（ＬＰＤＥ；Low Density Polyethylene）で構成される。他の実施形態では、ライナー１１０は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ；High Density Polyethylene）で構成されてもよいし、リニアポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ；Linear Low density Polyethylene）で構成されてもよい。 The liner 110 constitutes the inner shell of the high-pressure tank 100. In the present embodiment, the liner 110 is made of low density polyethylene (LPDE). In other embodiments, the liner 110 may be composed of high density polyethylene (HDPE) or linear low density polyethylene (L-LDPE).

ライナー１１０は、シリンダー部１１２と、ドーム部１１４とを有する。シリンダー部１１２は、円筒状であり、高圧タンク１００の胴部を構成する。ドーム部１１４は、半球形状であり、シリンダー部１１２の軸方向における両端部に一対設けられ、高圧タンク１００の鏡部を構成する。鏡部とは、円筒状の容器の軸方向における両端を塞ぐ半球形状の部分のことである。 The liner 110 has a cylinder portion 112 and a dome portion 114. The cylinder part 112 has a cylindrical shape and constitutes a body part of the high-pressure tank 100. The dome portions 114 have a hemispherical shape, and are provided as a pair at both end portions in the axial direction of the cylinder portion 112 to constitute a mirror portion of the high-pressure tank 100. The mirror part is a hemispherical part that closes both ends of the cylindrical container in the axial direction.

補強層１２０は、ライナー１１０の外表面を覆っている。補強層１２０は、炭素強化繊維プラスチックから構成される。本実施形態では、炭素強化繊維プラスチックから構成される補強層１２０は、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維１２２をライナー１１０に巻き付け、その後熱硬化することによって、形成される。本実施形態では、熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である。 The reinforcing layer 120 covers the outer surface of the liner 110. The reinforcing layer 120 is made of carbon reinforced fiber plastic. In the present embodiment, the reinforcing layer 120 made of carbon reinforced fiber plastic is formed by winding the carbon fiber 122 impregnated with a thermosetting resin around the liner 110 and then thermosetting it. In the present embodiment, the thermosetting resin is an epoxy resin.

保護層１３０は、補強層１２０の外表面を覆い、透明性を有する樹脂から構成される。保護層１３０は、第１の層１３２と、第２の層１３４とから構成される。 The protective layer 130 covers the outer surface of the reinforcing layer 120 and is made of a resin having transparency. The protective layer 130 includes a first layer 132 and a second layer 134.

第１の層１３２は、補強層１２０の外表面を覆っている。第１の層１３２は、透明性を有する熱可塑性樹脂４３２から構成される。本実施形態では、熱可塑性樹脂４３２は、発泡剤を含んでいる。第２の層１３４は、ドーム部１１４上の第１の層１３２を覆っている。第２の層１３４は、透明性を有する熱可塑性樹脂４３４から構成される。本実施形態では、熱可塑性樹脂４３４は、熱可塑性樹脂４３２より少量の発泡剤を含んでいる。 The first layer 132 covers the outer surface of the reinforcing layer 120. The first layer 132 is made of a thermoplastic resin 432 having transparency. In the present embodiment, the thermoplastic resin 432 includes a foaming agent. The second layer 134 covers the first layer 132 on the dome portion 114. The second layer 134 is composed of a thermoplastic resin 434 having transparency. In this embodiment, the thermoplastic resin 434 contains a smaller amount of foaming agent than the thermoplastic resin 432.

本実施形態では、熱可塑性樹脂４３２および熱可塑性樹脂４３４は、ともにアクリルである。本実施形態では、熱可塑性樹脂４３２の発泡倍率は、４５倍である。本実施形態では、熱可塑性樹脂４３４の発泡倍率は、７．５倍である。発泡倍率とは、原料が、同じ質量の原料と比較して、発泡剤によって何倍の体積となったかを示す値である。 In this embodiment, both the thermoplastic resin 432 and the thermoplastic resin 434 are acrylic. In the present embodiment, the expansion ratio of the thermoplastic resin 432 is 45 times. In the present embodiment, the expansion ratio of the thermoplastic resin 434 is 7.5 times. The expansion ratio is a value indicating how many times the volume of the raw material is increased by the foaming agent as compared with the raw material having the same mass.

開口部１４０は、高圧タンク１００の中心軸ＣＸ方向における両端部に一対設けられ、高圧タンク１００の内側と外側との間における高圧流体の流通を可能に構成されている。本実施形態では、開口部１４０には、口金部１５０ａと口金部１５０ｂとが取り付けられている。口金部１５０ａおよび口金部１５０ｂは、高圧流体を流通させるための配管やバルブを取り付け可能に構成されている。 A pair of openings 140 are provided at both ends of the high-pressure tank 100 in the direction of the central axis CX, and are configured to allow high-pressure fluid to flow between the inside and the outside of the high-pressure tank 100. In the present embodiment, the base part 150 a and the base part 150 b are attached to the opening 140. The base part 150a and the base part 150b are configured so that a pipe and a valve for circulating a high-pressure fluid can be attached thereto.

図２は、高圧タンク１００を製造する工程のうち補強層１２０を形成する工程を示した説明図である。巻付装置２００は、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維１２２をライナー１１０の外表面に巻き付け可能に構成されている。巻付装置２００は、保持軸２１０と、スプール２２０とを備える。 FIG. 2 is an explanatory view showing a step of forming the reinforcing layer 120 among the steps of manufacturing the high-pressure tank 100. The winding device 200 is configured to be able to wind the carbon fiber 122 impregnated with a thermosetting resin around the outer surface of the liner 110. The winding device 200 includes a holding shaft 210 and a spool 220.

保持軸２１０は、ライナー１１０の開口部１４０に挿通されることによって、ライナー１１０を保持する。保持軸２１０は、ライナー１１０を回転方向Ｒへ回転可能に保持する。スプール２２０は、炭素繊維１２２を巻き付けるための軸部材である。本実施形態では、スプール２２０には、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維１２２が巻き付けられている。他の実施形態では、スプール２２０には、熱硬化性樹脂を含浸させていない炭素繊維が巻きつけられていてもよい。この場合、炭素繊維は、ライナー１１０の外表面に巻き付けられる前に、熱硬化性樹脂を含浸されてから、ライナー１１０の外表面に巻き付けられる。 The holding shaft 210 is inserted through the opening 140 of the liner 110 to hold the liner 110. The holding shaft 210 holds the liner 110 so as to be rotatable in the rotation direction R. The spool 220 is a shaft member around which the carbon fiber 122 is wound. In the present embodiment, a carbon fiber 122 impregnated with a thermosetting resin is wound around the spool 220. In other embodiments, the spool 220 may be wound with carbon fibers not impregnated with a thermosetting resin. In this case, the carbon fiber is impregnated with a thermosetting resin before being wound around the outer surface of the liner 110 and then wound around the outer surface of the liner 110.

図２で示すように、保持軸２１０に保持されたライナー１１０は、保持軸２１０によって回転方向Ｒへ回転させられる。スプール２２０に巻き付けられている熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維１２２は、一定の張力を与えられながら、回転しているライナー１１０に対して巻き付けられる。ライナー１１０の外表面に巻き付けられた熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維１２２が熱硬化されることによって、ライナー１１０の外表面を覆う補強層１２０は形成される。 As shown in FIG. 2, the liner 110 held by the holding shaft 210 is rotated in the rotation direction R by the holding shaft 210. The carbon fiber 122 impregnated with the thermosetting resin wound around the spool 220 is wound around the rotating liner 110 while being given a certain tension. The carbon fiber 122 impregnated with the thermosetting resin wound around the outer surface of the liner 110 is thermally cured, whereby the reinforcing layer 120 covering the outer surface of the liner 110 is formed.

本実施形態では、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維１２２は、回転しているライナー１１０に対して、いわゆるヘリカル巻きで巻き付けられる。他の実施形態では、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維１２２は、回転しているライナー１１０に対して、いわゆるフープ巻きで巻き付けられてもよいし、フープ巻きとヘリカル巻きとを組み合わせて巻き付けられてもよいし、フープ巻きおよびヘリカル巻き以外の巻き付け方法で巻き付けられてもよい。 In this embodiment, the carbon fiber 122 impregnated with the thermosetting resin is wound around the rotating liner 110 by so-called helical winding. In another embodiment, the carbon fiber 122 impregnated with the thermosetting resin may be wound around the rotating liner 110 by a so-called hoop winding, or a combination of hoop winding and helical winding. It may be wound, or may be wound by a winding method other than hoop winding and helical winding.

図３は、高圧タンク１００を製造する工程で用いられる射出成形装置３００の構成を示した説明図である。射出成形装置３００は、補強層１２０が形成されたライナー１１０の外表面に熱可塑性樹脂を射出することによって、保護層１３０を成形可能に構成されている。射出成形装置３００は、金型部３１０と、流体供給部３４０とを備える。 FIG. 3 is an explanatory view showing the configuration of an injection molding apparatus 300 used in the process of manufacturing the high-pressure tank 100. The injection molding apparatus 300 is configured to be able to mold the protective layer 130 by injecting a thermoplastic resin onto the outer surface of the liner 110 on which the reinforcing layer 120 is formed. The injection molding apparatus 300 includes a mold part 310 and a fluid supply part 340.

金型部３１０は、補強層１２０が形成されたライナー１１０を内側に配置可能に構成されている。金型部３１０の内側には、空間３３０が備えられている。空間３３０は、補強層１２０が形成されたライナー１１０を配置できる空間である。 The mold part 310 is configured so that the liner 110 on which the reinforcing layer 120 is formed can be arranged on the inner side. A space 330 is provided inside the mold part 310. The space 330 is a space in which the liner 110 on which the reinforcing layer 120 is formed can be disposed.

空間３３０は、第１の空隙３３２を有する。第１の空隙３３２は、補強層１２０が形成されたライナー１１０を空間３３０に配置した際に、金型部３１０の内壁と補強層１２０との間に挟まれる空間である。本実施形態では、金型部３１０は、Ｙ軸方向について、第１の空隙３３２を拡張可能に変形できるよう構成されている。 The space 330 has a first gap 332. The first gap 332 is a space that is sandwiched between the inner wall of the mold part 310 and the reinforcing layer 120 when the liner 110 on which the reinforcing layer 120 is formed is disposed in the space 330. In the present embodiment, the mold part 310 is configured such that the first gap 332 can be expanded in the Y-axis direction.

金型部３１０の内側には、流入路３２０と、流入口３２４と、流入口３２６と、流入口３２８とが備えられている。流入路３２０は、流体供給部３４０より供給される流体を流通可能に形成されている。流入口３２４、流入口３２６および流入口３２８は、補強層１２０が形成されたライナー１１０が金型部３１０の内側に配置された際に、流体供給部３４０から送られてくる流体を第１の空隙３３２へ流入可能に形成されている。また、流入口３２６および流入口３２８は、第２の空隙３３４が形成された場合、流体供給部３４０から送られてくる流体を第２の空隙３３４へ流入可能に形成されている。 Inside the mold part 310, an inflow path 320, an inflow port 324, an inflow port 326, and an inflow port 328 are provided. The inflow path 320 is formed so that the fluid supplied from the fluid supply unit 340 can flow. The inflow port 324, the inflow port 326, and the inflow port 328 have a first fluid flow from the fluid supply unit 340 when the liner 110 on which the reinforcing layer 120 is formed is disposed inside the mold unit 310. It is formed to be able to flow into the gap 332. In addition, the inflow port 326 and the inflow port 328 are formed so that the fluid sent from the fluid supply unit 340 can flow into the second space 334 when the second space 334 is formed.

流入口３２４、流入口３２６および流入口３２８は、それぞれ開閉可能な仕切弁を有する。流入口３２４、流入口３２６および流入口３２８は、射出成形装置３００を制御する制御部（図示しない）からの信号に応じて、仕切弁をそれぞれ開閉する。 The inlet 324, the inlet 326, and the inlet 328 each have a gate valve that can be opened and closed. The inflow port 324, the inflow port 326, and the inflow port 328 open and close the gate valves in response to signals from a control unit (not shown) that controls the injection molding apparatus 300, respectively.

本実施形態では、流入口３２６は、流入口３２４に対して、Ｙ軸方向の＋側に配されている。本実施形態では、流入口３２８は、流入口３２４に対して、Ｙ軸方向の−側に配されている。本実施形態では、流入口３２４は、Ｙ軸方向において、流入口３２６と流入口３２８との間に配されている。 In the present embodiment, the inflow port 326 is disposed on the + side in the Y-axis direction with respect to the inflow port 324. In the present embodiment, the inflow port 328 is arranged on the − side in the Y-axis direction with respect to the inflow port 324. In the present embodiment, the inflow port 324 is disposed between the inflow port 326 and the inflow port 328 in the Y-axis direction.

流体供給部３４０は、流入路３２０に接続し、流入路３２０を介して、流入口３２４と、流入口３２６と、流入口３２８とに流体を供給する。本実施形態では、流体供給部３４０から供給される流体は、加熱されることによって流動性を有した熱可塑性樹脂である。 The fluid supply unit 340 is connected to the inflow channel 320 and supplies fluid to the inflow port 324, the inflow port 326, and the inflow port 328 through the inflow channel 320. In the present embodiment, the fluid supplied from the fluid supply unit 340 is a thermoplastic resin having fluidity when heated.

図４は、高圧タンク１００を製造する工程のうち第１の層１３２を形成する工程を示した説明図である。図４において、流体供給部３４０から供給される流体は、透明性を有するとともに発泡剤を含む熱可塑性樹脂４３２である。図４において、流入口３２４、流入口３２６および流入口３２８は、射出成形装置３００の制御部からの信号に応じて、仕切弁をそれぞれ開放している。このため、流体供給部３４０から供給される熱可塑性樹脂４３２は、流入口３２４、流入口３２６および流入口３２８を通って、第１の空隙３３２に充填される。第１の空隙３３２に充填された熱可塑性樹脂４３２は、温度が下がり固まることで、第１の層１３２を補強層１２０の外表面に形成する。 FIG. 4 is an explanatory view showing a step of forming the first layer 132 among the steps of manufacturing the high-pressure tank 100. In FIG. 4, the fluid supplied from the fluid supply unit 340 is a thermoplastic resin 432 having transparency and containing a foaming agent. In FIG. 4, the inlet 324, the inlet 326, and the inlet 328 open gate valves in response to signals from the control unit of the injection molding apparatus 300. For this reason, the thermoplastic resin 432 supplied from the fluid supply unit 340 passes through the inlet 324, the inlet 326, and the inlet 328 and fills the first gap 332. The thermoplastic resin 432 filled in the first gap 332 is cooled and solidified to form the first layer 132 on the outer surface of the reinforcing layer 120.

図５は、高圧タンク１００を製造する工程のうち第２の層１３４を形成する工程を示した説明図である。第１の層１３２を補強層１２０の外表面に形成した後、金型部３１０は、第１の空隙３３２をＹ軸方向に拡張するよう変形することで、第２の空隙３３４を形成する。第２の空隙３３４は、第１の空隙３３２をＹ軸方向に拡張した空間３３０に、補強層１２０の外表面に第１の層１３２が形成されたライナー１１０を配置した際、金型部３１０の内壁と第１の層１３２との間に挟まれる空間である。図５において、流体供給部３４０から供給される流体は、透明性を有するとともに熱可塑性樹脂４３２より少量の発泡剤を含む熱可塑性樹脂４３４である。図５において、流入口３２６および流入口３２８は、射出成形装置３００の制御部からの信号に応じて、仕切弁を開放している。図５において、流入口３２４は、射出成形装置３００の制御部からの信号に応じて、仕切弁を閉鎖している。このため、流体供給部３４０から供給される熱可塑性樹脂４３４は、流入口３２６および流入口３２８を通って、第２の空隙３３４に充填される。第２の空隙３３４に充填された熱可塑性樹脂４３４は、温度が下がり固まることで、第２の層１３４を形成する。 FIG. 5 is an explanatory view showing a step of forming the second layer 134 among the steps of manufacturing the high-pressure tank 100. After forming the first layer 132 on the outer surface of the reinforcing layer 120, the mold part 310 is deformed so as to expand the first gap 332 in the Y-axis direction, thereby forming the second gap 334. When the liner 110 in which the first layer 132 is formed on the outer surface of the reinforcing layer 120 is disposed in the space 330 obtained by expanding the first gap 332 in the Y-axis direction, the second gap 334 is formed in the mold part 310. This is a space sandwiched between the inner wall of the first layer 132 and the first layer 132. In FIG. 5, the fluid supplied from the fluid supply unit 340 is a thermoplastic resin 434 that has transparency and contains a smaller amount of foaming agent than the thermoplastic resin 432. In FIG. 5, the inlet 326 and the inlet 328 open the gate valve in response to a signal from the control unit of the injection molding apparatus 300. In FIG. 5, the inflow port 324 closes the gate valve in response to a signal from the control unit of the injection molding apparatus 300. For this reason, the thermoplastic resin 434 supplied from the fluid supply unit 340 passes through the inlet 326 and the inlet 328 and fills the second gap 334. The thermoplastic resin 434 filled in the second gap 334 forms the second layer 134 as the temperature decreases and solidifies.

図３から図５に示した工程で高圧タンク１００を製造した場合、保護層１３０は射出成形により形成されるため、保護層１３０を簡便に形成できる。また、図３から図５に示した工程で高圧タンク１００を製造した場合、高圧タンク１００が落下した際において高圧タンク１００の各部位に要求される耐衝撃性に応じて、保護層１３０の厚さおよび保護層１３０を構成する熱可塑性樹脂に含まれる発泡剤による発泡倍率を適正化して保護層１３０を形成できるため、保護層１３０を軽量化できる。 When the high-pressure tank 100 is manufactured by the steps shown in FIGS. 3 to 5, the protective layer 130 is formed by injection molding. Therefore, the protective layer 130 can be easily formed. Further, when the high-pressure tank 100 is manufactured by the steps shown in FIGS. 3 to 5, the thickness of the protective layer 130 depends on the impact resistance required for each part of the high-pressure tank 100 when the high-pressure tank 100 is dropped. In addition, since the protective layer 130 can be formed by optimizing the expansion ratio of the foaming agent contained in the thermoplastic resin constituting the protective layer 130, the protective layer 130 can be reduced in weight.

以上説明した実施形態によれば、保護層１３０は、透明性を有する熱可塑性樹脂４３２から構成される第１の層１３２と、透明性を有する熱可塑性樹脂４３４から構成される第２の層１３４とから構成されるため、半透明性であるガラス強化繊維プラスチックから構成された保護層と比べて、高圧タンク１００の外側から補強層１２０を検査する場合における保護層１３０側からの視認性を確保できる。 According to the embodiment described above, the protective layer 130 includes the first layer 132 composed of the thermoplastic resin 432 having transparency and the second layer 134 composed of the thermoplastic resin 434 having transparency. Therefore, the visibility from the protective layer 130 side in the case of inspecting the reinforcing layer 120 from the outside of the high-pressure tank 100 is ensured as compared with the protective layer made of glass-reinforced fiber plastic that is translucent. it can.

また、ガラス強化繊維プラスチックから構成された保護層を備える高圧タンクを製造する場合、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維をライナーに巻き付け、さらに、熱発泡性樹脂を含浸させたガラス繊維（白色で透明）を炭素繊維の外表面に巻き付けた後、加熱を行っているため、保護層は焼けて変色した黄色となる。それに対し、上述の実施形態によれば、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維１２２をライナー１１０に巻き付け、熱硬化した後、保護層１３０を射出成形により形成するため、保護層１３０が焼けて変色することによって透明性が損なわれることを防止できる。 When manufacturing a high-pressure tank having a protective layer made of glass-reinforced fiber plastic, carbon fiber impregnated with thermosetting resin is wrapped around a liner, and glass fiber impregnated with thermo-foaming resin (white) And transparent) is wrapped around the outer surface of the carbon fiber and then heated, so the protective layer is burnt and discolored yellow. On the other hand, according to the above-described embodiment, the carbon fiber 122 impregnated with the thermosetting resin is wound around the liner 110 and thermally cured, and then the protective layer 130 is formed by injection molding. By changing the color, it is possible to prevent the transparency from being impaired.

Ｂ．その他の実施形態：
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 B. Other embodiments:
The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above-described effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

本実施形態では、熱可塑性樹脂４３２および熱可塑性樹脂４３４は、ともにアクリルであったが、本発明はこれに限られない。熱可塑性樹脂４３２および熱可塑性樹脂４３４のいずれか一方は、アクリルであって、他方はアクリルでない透明性を有する熱可塑性樹脂であってもよい。また、熱可塑性樹脂４３２および熱可塑性樹脂４３４のいずれも、アクリルでない透明性を有する熱可塑性樹脂であってもよい。 In the present embodiment, the thermoplastic resin 432 and the thermoplastic resin 434 are both acrylic, but the present invention is not limited to this. One of the thermoplastic resin 432 and the thermoplastic resin 434 may be acrylic, and the other may be a thermoplastic resin having transparency that is not acrylic. Further, both the thermoplastic resin 432 and the thermoplastic resin 434 may be a thermoplastic resin having transparency that is not acrylic.

本実施形態では、熱可塑性樹脂４３２の発泡倍率は、４５倍であり、熱可塑性樹脂４３４の発泡倍率は、７．５倍であったが、本発明はこれに限られない。熱可塑性樹脂４３２の発泡倍率は、４０倍でもよいし５０倍でもよい。熱可塑性樹脂４３４の発泡倍率は、５倍でもよいし、１０倍でもよい。 In this embodiment, the expansion ratio of the thermoplastic resin 432 is 45 times and the expansion ratio of the thermoplastic resin 434 is 7.5 times, but the present invention is not limited to this. The expansion ratio of the thermoplastic resin 432 may be 40 times or 50 times. The expansion ratio of the thermoplastic resin 434 may be 5 times or 10 times.

１００…高圧タンク
１１０…ライナー
１１２…シリンダー部
１１４…ドーム部
１２０…補強層
１２２…炭素繊維
１３０…保護層
１３２…第１の層
１３４…第２の層
１４０…開口部
１５０ａ，１５０ｂ…口金部
２００…巻付装置
２１０…保持軸
２２０…スプール
３００…射出成形装置
３１０…金型部
３２０…流入路
３２４，３２６，３２８…流入口
３３２…第１の空隙
３３４…第２の空隙
３４０…流体供給部
４３２…熱可塑性樹脂
４３４…熱可塑性樹脂
ＣＸ…中心軸
Ｒ…回転方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... High pressure tank 110 ... Liner 112 ... Cylinder part 114 ... Dome part 120 ... Reinforcement layer 122 ... Carbon fiber 130 ... Protective layer 132 ... 1st layer 134 ... 2nd layer 140 ... Opening part 150a, 150b ... Base part 200 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Winding apparatus 210 ... Holding shaft 220 ... Spool 300 ... Injection molding apparatus 310 ... Mold part 320 ... Inflow path 324, 326, 328 ... Inlet 332 ... 1st space | gap 334 ... 2nd space | gap 340 ... Fluid supply part 432 ... thermoplastic resin 434 ... thermoplastic resin CX ... central axis R ... rotational direction

Claims

A high-pressure tank having a cylindrical cylinder part and a liner having a pair of hemispherical dome parts provided at both ends in the axial direction of the cylinder part as an inner shell,
Covering the outer surface of the liner, a reinforcing layer composed of carbon fiber reinforced plastic,
And a protective layer that covers the outer surface of the reinforcing layer and is made of a thermoplastic resin having transparency.