JP2020044793A - タンクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フープ巻層の折り返し箇所に巻き付けられた繊維束のドーム部の側への移動を回避、若しくは抑制する。【解決手段】シリンダ部の両端にドーム部を有するライナーの外面に樹脂含浸の繊維束を巻き付けた複数層の繊維強化樹脂層を有するタンクを製造するに当たり、ライナーの外面の側の繊維強化樹脂層を、繊維束の複数回の重なりが起きるようにシリンダ部に繊維束を折り返しフープ巻きした積層状のフープ巻層として形成する。その上で、２層目以降のフープ巻層の形成の過程では、フープ巻きの折り返し箇所に巻き付け済みの繊維束表面に短繊維含有樹脂が吹き付けられた状態で、２層目以降のフープ巻層を形成するためのフープ巻きを開始する。【選択図】図６

Description

本発明は、タンクの製造方法に関する。

燃料電池などのガス消費機器に供給される燃料ガスはタンクに貯留され、タンクには、高圧でのガス貯留に耐える強度の確保や、車両等への搭載を考慮した軽量化が求められる。こうした要請に対処すべく、ライナーの外面に繊維強化樹脂層を複数層に亘って積層して備えるタンクの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１）。この特許文献では、ライナーにフープ巻層とヘリカル巻層とを繰り返し積層し、フープ巻層については繊維束をライナー外面に沿うよう並べて巻き付け、ヘリカル巻層については繊維束が重なるようにして巻き付けることで、繊維束の配列の乱れを抑制している。

特開２０１５−２１４０８７号公報

フープ巻層は、ライナーのシリンダ部を巻き付け対象域とし、シリンダ部の端部領域では、フープ巻層が折り返して巻き付け形成される。こうした折り返しの巻き付けにおいて、先に巻き付けられたフープ巻層の繊維束は、次に巻き付けられるフープ巻槽の繊維束から巻き付け張力を受けて、ライナーの外面の側に押し付けられる。また、先に巻き付けられたフープ巻層の繊維束のうち、巻き付けの折り返し箇所で巻かれた繊維束は、ドーム部の側において、いわゆるフリーの状態である。このため、先に巻き付けられたフープ巻層の折り返し箇所の繊維束は、次に巻き付けられる繊維束からの押し付けを受けて、ドーム部の側に移動してしまうことが危惧される。こうした繊維束の移動が起きると、隣接する繊維束の間に繊維束が存在しない領域が発現し、タンク強度の低下が懸念される。よって、フープ巻層の折り返し箇所に巻き付けられた繊維束のドーム部の側への移動を回避、若しくは抑制することが要請されるに至った。

本発明は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、タンクの製造方法が提供される。このタンクの製造方法は、シリンダ部の両端にドーム部を有するライナーの外面に樹脂含浸の繊維束を巻き付けた複数層の繊維強化樹脂層を有するタンクの製造方法であって、前記ライナーの前記外面の側の前記繊維強化樹脂層を、前記繊維束の複数回の重なりが起きるように前記シリンダ部に前記繊維束を折り返しフープ巻きした積層状のフープ巻層として形成し、２層目以降のフープ巻層の形成の過程では、前記フープ巻きの折り返し箇所に巻き付け済みの前記繊維束の表面に短繊維含有樹脂が吹き付けられた状態で、前記２層目以降のフープ巻層を形成するための前記繊維束のフープ巻きを開始する。この形態のタンクの製造方法では、既に形成済みのフープ巻層における折り返し箇所に巻き付け済みの繊維束は、短繊維含有樹脂を介在させた状態で、次に巻き付けられる繊維束からの押し付けを受ける。この押し付けにより、短繊維含有樹脂の短繊維は、折り返し箇所で重なる繊維束と繊維束との間は元より、それぞれの繊維束に含まれる繊維と繊維との間や、隣り合う繊維束の間にも入り込む。よって、既に形成済みのフープ巻層と次に形成されるフープ巻層との間の摩擦力が、フープ巻層の間に介在する短繊維含有樹脂の短繊維により大きくなる。この結果、この形態のタンクの製造方法によれば、フープ巻層の折り返し箇所に巻き付けられた繊維束のドーム部の側への移動を回避、若しくは抑制することが可能となり、隣接する繊維束の間に間隙を形成し難くすることができる。隣接する繊維束の間に間隙があると、タンク強度の低下を招きかねないが、この形態のタンクの製造方法によれば、繊維間の間隙の形成抑制により、タンク強度を高めることができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、折り返し箇所に巻き付け済みの繊維束への短繊維含有樹脂の吹き付け方法や吹き付け装置、或いは樹脂吹き付けを実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体（non-transitory storage medium）等の形態で実現することができる。

本発明の実施形態であるタンクの製造方法で得られる高圧水素タンクの概要を半断面視して示す説明図である。 本実施形態のタンク製造工程の手順を示すフローチャートである。 タンク製造工程における複数層のフープ巻層の形成手順を示すフローチャートである。 ＦＷ装置の構成を概略的に示す説明図である。 ＦＷ装置による第１繊維強化樹脂層から第５繊維強化樹脂層の形成の様子を概略的に示す説明図である。 ３層のフープ巻層である第２繊維強化樹脂層における１層目の第１フープ巻層の形成の様子を示す説明図である。 ３層のフープ巻層である第２繊維強化樹脂層における２層目の第２フープ巻層の形成の様子を示す説明図である。 ３層のフープ巻層である第２繊維強化樹脂層における３層目の第３フープ巻層の形成の様子を示す説明図である。 第２繊維強化樹脂層を構成する第１フープ巻層の樹脂含浸カーボン繊維束の挙動を概略的に示す説明図である。

図１は、本発明の実施形態であるタンクの製造方法で得られる高圧水素タンク３０の概要を半断面視して示す説明図である。なお、この図１では、破断面のハッチングが省略されている。本実施形態のタンク製造方法で製造されるタンクは、高圧水素を貯蔵する高圧水素タンク３０であって、両端に口金１４を備えたライナー１０の外面に繊維強化樹脂層２０を複数層に亘って積層して備える。ライナー１０は、円筒状のシリンダ部１１の両端にドーム部１２を有する。

繊維強化樹脂層２０は、ライナー１０の側の最内層の第１繊維強化樹脂層２１に、第２繊維強化樹脂層２２、第３繊維強化樹脂層２３、第４繊維強化樹脂層２４および第５繊維強化樹脂層２５が順次、積層して形成された繊維強化樹脂層である。第１繊維強化樹脂層２１は、樹脂含浸の繊維束、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸したカーボン繊維束（以下、このカーボン繊維束を樹脂含浸カーボン繊維束Ｗと称する）を、ライナー軸心ＣＸと低角度の繊維角αＬ（例えば、１５〜３０°）で交差させつつ、シリンダ部１１の一方のドーム部１２から他方のドーム部１２に掛け渡すように、ライナー１０に連続的に巻き付けた低ヘリカル巻層である。この第１繊維強化樹脂層２１は、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗを、ライナー１０におけるシリンダ部１１およびドーム部１２の外面を覆うように低ヘリカル巻きした単層の繊維強化樹脂層である。

第２繊維強化樹脂層２２は、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗを、ライナー軸心ＣＸと高角度の繊維角α０（例えば、８０〜８９°）で交差させつつ、形成済みの第１繊維強化樹脂層２１に重ねて巻き付けたライナー１０の外面の側のフープ巻層である。この第２繊維強化樹脂層２２は、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗを、複数回の繊維束の重なりが起きるようにシリンダ部１１に連続的に折り返してフープ巻きした積層状のフープ巻層である。本実施形態では、第２繊維強化樹脂層２２を、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗが３回重なるように、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗをシリンダ部１１に繰り返しフープ巻きした３層の繊維強化樹脂層とした。

第３繊維強化樹脂層２３は、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗを、第１繊維強化樹脂層２１と同様、シリンダ部１１の一方のドーム部１２から他方のドーム部１２に掛け渡すように連続的に低ヘリカル巻きした低ヘリカル巻層である。この第３繊維強化樹脂層２３は、複数回の繊維束の重なりが起きるように低ヘリカル巻きした積層状の繊維強化樹脂層である。本実施形態では、第３繊維強化樹脂層２３を、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗが２回重なるように、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗを一方のドーム部１２から他方のドーム部１２に掛けて繰り返し低ヘリカル巻きした２層の繊維強化樹脂層とした。

第４繊維強化樹脂層２４は、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗを、第２繊維強化樹脂層２２と同様、３回の繊維束の重なりが起きるようにシリンダ部１１に連続的にフープ巻きした積層状の繊維強化樹脂層である。第５繊維強化樹脂層２５は、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗを、第３繊維強化樹脂層２３と同様、２回の繊維束の重なりが起きるように一方のドーム部１２から他方のドーム部１２に掛けて繰り返し低ヘリカル巻きした積層状の繊維強化樹脂層である。つまり、繊維強化樹脂層２０は、第１繊維強化樹脂層２１〜第５繊維強化樹脂層２５に掛けて、低ヘリカル巻層とフープ巻層とを交互に積層した繊維強化樹脂層構成とされている。なお、第３繊維強化樹脂層２３と第５繊維強化樹脂層２５の一方、例えば、第３繊維強化樹脂層２３を、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗをライナー１０の軸心と高角度の繊維角（例えば、４０〜６０°）で交差させつつ、一方のドーム部１２から他方のドーム部１２に掛け渡すように連続的に高ヘリカル巻きした高ヘリカル巻層としてもよい。また、繊維強化樹脂層２０は、上記した５層の繊維強化樹脂層が積層した形態に限られるものではなく、水素ガスの貯留圧力等に応じて層数やヘリカル・フープの巻層種別は規定される。第２繊維強化樹脂層２２と第４繊維強化樹脂層２４における３回のフープ巻きの重なり数や、第３繊維強化樹脂層２３と第５繊維強化樹脂層２５における２回の低ヘリカル巻きの重なり数についても、水素ガスの貯留圧力等に応じて適宜、設定可能である。なお、第１繊維強化樹脂層２１を、第５繊維強化樹脂層２５と同様に、２回の低ヘリカル巻きを重ねた積層状の低ヘリカル巻層としてもよい。

図２は、本実施形態のタンク製造工程の手順を示すフローチャートである。図３は、タンク製造工程における複数層のフープ巻層の形成手順を示すフローチャートである。本実施形態のタンク製造工程では、まず、最初の工程Ｓ１００で、口金１４が装着済みの樹脂製容器をライナー１０として用意する。本実施形態では、樹脂容器として、ナイロン系樹脂からなる樹脂製容器を用いるものとした。樹脂容器として、他の樹脂からなる樹脂容器を用いるものとしてもよい。また、薄肉の金属製容器をライナー１０とすることもできる。ライナー１０は、シリンダ部１１と二つのドーム部１２とを別々の部材としてシリンダ部１１の両端に口金１４が装着済みのドーム部１２を溶着したスリーパーツ品とできるほか、ツーパーツ品としてもよい。ツーパーツ品のライナー１０は、口金１４が装着済みのドーム部１２の端面からシリンダ部１１の半分の長さに相当するシリンダ部を吐出したシリンダ・ドーム一体パーツを二つ用意し、これを溶着して準備される。

次に、工程Ｓ２００にて、ライナー１０の外面に、繊維強化樹脂層２０をフィラメント・ワインディング法（以下、ＦＷ法）により形成する。ＦＷ法による工程Ｓ２００では、フィラメント・ワインディング装置（以下、ＦＷ装置１００）が用いられる。図４は、ＦＷ装置１００の構成を概略的に示す説明図である。このＦＷ装置１００は、クリールスタンド１１０と、巻取部１３０と、クリールスタンド１１０と巻取部１３０とを結ぶ経路部１２０と、制御部２００とを備える。そして、ＦＷ装置１００は、ライナー１０の外周に、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗを、第１繊維強化樹脂層２１〜第５繊維強化樹脂層２５ごとの巻き付け張力で連続的に巻き付けることにより、第１繊維強化樹脂層２１〜第５繊維強化樹脂層２５を、この順に順次、積層して形成する。

クリールスタンド１１０は、熱硬化樹脂としてのエポキシ樹脂を含浸済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗを巻き付けた複数のボビン１１２を備え、固定滑車１１４等を用いて各ボビン１１２から所定の方向に樹脂含浸カーボン繊維束Ｗを繰り出す機能を有する。本実施形態では、熱硬化性樹脂を含浸済みのいわゆるプリプレグの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗとしたが、ボビン１１２にはカーボン繊維のみを巻き取って備え、クリールスタンド１１０からの繊維繰り出し経路途中で、その繰り出されるカーボン繊維に熱硬化性樹脂を含浸させるようにすることもできる。なお、カーボン繊維に代えて、適当な強度を有するフィラメントワインディングに適した他の材料、例えばガラス繊維やアラミド繊維とすることもできる。また、エポキシ樹脂に代えて、熱硬化により適当な接合強度を有するフィラメントワインディングに適した熱硬化性樹脂、例えばポリエステル樹脂やポリアミド樹脂等の熱硬化性樹脂とすることもできる。

各ボビン１１２からは、制御部２００の制御を受けた巻取部１３０の働きにより樹脂含浸カーボン繊維束Ｗがそれぞれ引き出され、各樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは経路部１２０を介して巻取部１３０へ導かれる。

経路部１２０は、ローラーやガイド等を備え、クリールスタンド１１０から巻取部１３０への樹脂含浸カーボン繊維束Ｗへの経路を構成する。

巻取部１３０は、アイクチガイド１３２と、ライナー１０がセットされる回転駆動装置１３４と、樹脂吹付ノズル１５０と、吹付樹脂の貯留槽１５２とを備える。回転駆動装置１３４は、ライナー１０を軸支してその軸周りにライナー１０を回転駆動させる。

アイクチガイド１３２は、ライナー１０への樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの供給と、ライナー１０への樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの連続的な巻き付けの際の巻き付け張力を調整する。つまり、アイクチガイド１３２は、ライナー１０の長軸方向であるｘ軸、ｘ軸に垂直なｙ軸、ｘ軸およびｙ軸に垂直なｚ軸の３次元で移動して、経路部１２０から供給された複数本の樹脂含浸カーボン繊維束Ｗを束ねてライナー１０に向かって供給する。アイクチガイド１３２の３次元方向への移動と回転駆動装置１３４によるライナー１０の回転とにより、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、ライナー１０の外面に繰り返し連続的に巻き付けられる。

巻取部１３０により樹脂含浸カーボン繊維束Ｗをライナー１０に連続的に巻き付けることで、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、引っ張られる形で、クリールスタンド１１０から引き出されて張力を受ける。そして、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、その張力（巻き付け張力）でライナー１０の外周に繰り返し連続的に巻き付けられ、第１繊維強化樹脂層２１〜第５繊維強化樹脂層２５がこの順で積層された繊維強化樹脂層２０を形成する（図１参照）。アイクチガイド１３２は、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの連続的な巻き付けの際の巻回張力を、第１繊維強化樹脂層２１〜第５繊維強化樹脂層２５の各繊維強化樹脂層ごとに調整すべく、固定ローラー１４０を樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの経路上下流に備え、その間に、上下動可能な可動ローラー１４４を備える。この可動ローラー１４４は、後述の制御部２００から制御を受ける張力調整部１４２にて上下に駆動され、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗがライナー１０に連続的に巻き付けられる際の巻き付け張力を調整する。

樹脂吹付ノズル１５０は、複数のフープ巻層が積層した第２繊維強化樹脂層２２と第４繊維強化樹脂層２４の形成に用いられ、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗをフープ巻きする際の折り返し箇所に配設されている。図４では、一つの樹脂吹付ノズル１５０を示しているが、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの折り返しはシリンダ部１１の両端でなされることから、樹脂吹付ノズル１５０は、シリンダ部１１の両端に配設されている。なお、樹脂吹付ノズル１５０をアイクチガイド１３２と一体として、アイクチガイド１３２と共に移動するようにしてもよい。

貯留槽１５２は、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗと同じカーボン繊維の短繊維ｓを含有した短繊維含有樹脂Ｊｓを貯留し、図示しないポンプによる圧送により、短繊維含有樹脂Ｊｓを樹脂吹付ノズル１５０に送り出す。短繊維ｓを含有する樹脂は、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの含浸した樹脂と同じエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂である。ポンプ圧送は、後述の制御部２００により制御される。そして、制御部２００は、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの現在の巻き付け箇所がアイクチガイド１３２の移動速度やライナー１０の回転数等から個々のフープ巻層における折り返し箇所であると判定すると、ポンプ圧送を経て樹脂吹付ノズル１５０からの短繊維含有樹脂Ｊｓの吹付を実行する。これにより、フープ巻層の折り返し箇所において、巻き付け済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの表面に短繊維含有樹脂Ｊｓが樹脂吹付ノズル１５０から吹き付けらた状態となる。「短繊維ｓ」とは、長さが１ｍｍ以上で２０ｍｍ以下の繊維を意味する。本実施形態では、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに用いるカーポンのフィラメント繊維を３〜１０ｍｍ程度の長さに切断し、その切断繊維を短繊維ｓとした。短繊維ｓの種類や長さは、カーボンや上記した長さ範囲に限られるわけではなく、既に巻き付け済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗと、これに重なるようにしてフープ巻きで巻き付けられる樹脂含浸カーボン繊維束Ｗとの間の摩擦力が得られればよい。例えば、短繊維ｓをガラス繊維やアラミド繊維とすることもできる。短繊維ｓを含有する熱硬化性樹脂Ｊについては、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに用いた樹脂と同一の樹脂、或いは同質性状の樹脂とすれば、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗにおける樹脂との一体化が繊維束巻き付けの過程で進み、好ましい。

制御部２００は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えるマイクロコンピュータとして構成されており、ＲＯＭに記憶されたコンピュータプログラムをＲＡＭに展開して実行することで、図２に示す工程Ｓ２００を経たライナー１０への第１繊維強化樹脂層２１〜第５繊維強化樹脂層２５の各繊維強化樹脂層を順次形成を実行する。

図２に戻ってタンク製造工程について説明すると、ＦＷ装置１００を用いた工程Ｓ２００の最初の工程Ｓ２１０では、第１繊維強化樹脂層２１を、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに定常の張力を及ぼす状況下で、ライナー１０の側の最内層に形成する。この際、第１繊維強化樹脂層２１は、低ヘリカル巻層であることから、制御部２００は、低ヘリカル巻層の形成に適合した定常の巻き付け張力（例えば、１８０〜２３０Ｎ）を、張力調整部１４２により調整して樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに掛ける。その上で、制御部２００は、ライナー１０をライナー軸心ＣＸの軸回りに回転駆動装置１３４により回転させつつ、アイクチガイド１３２から送り出される樹脂含浸カーボン繊維束Ｗとライナー軸心ＣＸとのなす角が低角度の繊維角αＬ（１５〜３０°）となるように、アイクチガイド１３２の送り出し調整を行う。この送り出し調整では、ライナー１０の軸心回りの回転速度に対するアイクチガイド１３２の往復動速度と往復動折り返し位置とが、低角度の繊維角αＬ（１５〜３０°）での低ヘリカル巻層の形成に適うよう、設定調整される。

こうした各種調整により、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、上記の巻き付け張力を受けた状態でアイクチガイド１３２からライナー１０に送り出されて、所定の時間に亘って繰り返し連続的にライナー１０に巻き付けられる。そして、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、低角度の繊維角αＬ（１５〜３０°）で送り出されることで、シリンダ部１１の両端のドーム部１２に掛け渡るよう螺旋状に繰り返し巻き付けられる。両側のドーム部１２では、アイクチガイド１３２の往路・復路の切換に伴って繊維の巻き付け方向が折り返されると共に、ライナー軸心ＣＸからの折り返し位置も調整される。こうして、最内層の第１繊維強化樹脂層２１が低ヘリカル巻層として形成される。図５は、ＦＷ装置１００による第１繊維強化樹脂層２１から第５繊維強化樹脂層２５の形成の様子を概略的に示す説明図である。工程Ｓ２１０での第１繊維強化樹脂層２１の形成の様子は図５の上段に示され、図においては、ライナー１０の外面が露出しているが、このライナー外面の全域が低ヘリカル巻きの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗで覆われると、低ヘリカル巻きの繊維束の重なりがない第１繊維強化樹脂層２１が単層の低ヘリカル巻層として形成される。第１繊維強化樹脂層２１を形成する際の樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの巻き付け時間は、第１繊維強化樹脂層２１が単層の低ヘリカル巻層であることから、ライナー１０におけるシリンダ部１１およびドーム部１２の外面を低ヘリカル巻きでの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗで、低ヘリカル巻きの重なりが起きないように覆うに足りる時間として、予め規定されている。

制御部２００は、第１繊維強化樹脂層２１についての樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの巻き付けが完了すると、回転駆動装置１３４によるライナー１０の回転を停止して樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの巻き付けを一時停止する。そして、この巻き付け一時停止の期間において、制御部２００は、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗが受ける張力を、所定の一時停止張力、例えば、４０〜１００Ｎの張力に調整する。本実施形態では、一時停止を２〜３分確保することにしたが、張力調整が可能であれば、これに限らない。以下に記す一時停止も同様である。

制御部２００は、この巻き付けの一時停止の際に、第１繊維強化樹脂層２１に重なる第２繊維強化樹脂層２２をフープ巻層として形成することに備え、アイクチガイド１３２の送り出し調整等も行う。この送り出し調整では、ライナー１０の軸心回りの回転速度に対するアイクチガイド１３２の往復動速度と往復動折り返し位置とが、高角度の繊維角α０（８０〜８９°）でのフープ巻層の形成に適うよう、設定調整される。この調整の様子は、図５の下段に示されており、アイクチガイド１３２の往復動折り返し領域は、ライナー１０におけるシリンダ部１１の範囲、具体的には、シリンダ部１１とドーム部１２の連続箇所である一方のドーム肩部１１ｋＬと他方のドーム肩部１１ｋＲの間となる。そして、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの折り返し箇所は、一方のドーム肩部１１ｋＬと他方のドーム肩部１１ｋＲとなる。ライナー１０の軸心回りの回転速度に対するアイクチガイド１３２の往復動速度は、アイクチガイド１３２から送り出される樹脂含浸カーボン繊維束Ｗとライナー軸心ＣＸとのなす角が高角度の繊維角α０（８０〜８９°）となるように調整される。

制御部２００は、第１繊維強化樹脂層２１の形成後の一時停止に続いて工程Ｓ２２０に移行し、樹脂吹き付けを伴う第２層目の第２繊維強化樹脂層２２の形成を行う。この際の巻き付け張力は、第２繊維強化樹脂層２２を構成するフープ巻層の形成に適合した定常の巻き付け張力（１８０〜２３０Ｎ）とされる。その上で、第２繊維強化樹脂層２２を、フープ巻きされた樹脂含浸カーボン繊維束Ｗが３回重なった３層の繊維強化樹脂層となるように形成する。この際の手順は、図３に示されており、制御部２００は、まず、第２繊維強化樹脂層２２を構成する第ｉ層目（ｉは層数を示し、本実施形態では１〜３の整数）、即ち第１層目の第１フープ巻層２２１を、既に形成済みの第１繊維強化樹脂層２１に重ねて形成する（工程Ｓ２２２）。図６は、３層のフープ巻層である第２繊維強化樹脂層２２における１層目の第１フープ巻層２２１の形成の様子を示す説明図である。

図示するように、第１フープ巻層２２１は、一方のドーム肩部１１ｋＬを巻き始め端として巻き始められる。ドーム肩部１１ｋＬは、第１フープ巻層２２１については、巻き始め端であるが、第１フープ巻層２２１に重なる第２フープ巻層２２２では折り返し箇所である。よって、制御部２００は、第１フープ巻層２２１の形成のためのドーム肩部１１ｋＬでの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの巻き付けが終わると、この巻き付け済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに、樹脂吹付ノズル１５０から短繊維含有樹脂Ｊｓを吹き付ける。この樹脂吹き付けは、実際に巻き付け済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに対して行っても良いほか、アイクチガイド１３２から送り出される樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに短繊維含有樹脂Ｊｓを吹き付けてもよい。この場合には、これからドーム肩部１１ｋＬに巻き付けられる範囲の樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに対して、アイクチガイド１３２からの送り出し過程で樹脂吹き付けがなされる。なお、図６では、短繊維含有樹脂Ｊｓはライナー軸心ＣＸ方向に沿って吹き付けられるように示されているが、樹脂吹き付けは、ドーム肩部１１ｋＬに巻き付け済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに対してライナー外表面の側からなされたり、送り出されている樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに対して繊維束上方の側からなされる。図６以降の各図でも同様である。

第１フープ巻層２２１の形成に際しての巻き始め端でのフープ巻きに続くフープ巻きでは、制御部２００は、第１フープ巻層２２１の形成に適合した定常の巻き付け張力（１８０〜２３０Ｎ）を、張力調整部１４２により調整して樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに掛ける。その上で、制御部２００は、ライナー１０をライナー軸心ＣＸの軸回りに回転駆動装置１３４により回転させつつ、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗをライナー軸心ＣＸに対して高角度の繊維角α０（８０〜８９°）でアイクチガイド１３２から送り出す。この送り出し調整は、既述した一時停止の間においてなされている。定常の巻き付け張力を受けて送り出された樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、巻き始め端のドーム肩部１１ｋＬの側から他方のドーム肩部１１ｋＲに掛けて高角度の繊維角α０（８０〜８９°）で繰り返し連続的にライナー１０のシリンダ部１１にフープ巻きされる。高角度の繊維角α０（８０〜８９°）での樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの巻き付けは、回転駆動装置１３４により回転しているライナー１０に、所定の時間、或いは所定の巻き付け数に亘って、連続的になされる。この巻き付け時間や巻き付け数は、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの送り出し速度やライナー１０の回転速度により予め規定されている。これにより、ライナー１０には、既に形成済みの第１繊維強化樹脂層２１に対して、シリンダ部１１のドーム肩部１１ｋＬの側からドーム肩部１１ｋＲに掛けて重なるようにして、第２繊維強化樹脂層２２の第１フープ巻層２２１が形成される。なお、ライナー１０のドーム部１２およびシリンダ部１１には、第１繊維強化樹脂層２１が既に形成済みであるが、図６とそれ以降の各図においては、第１繊維強化樹脂層２１における樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、その図示が省略されている。

樹脂含浸カーボン繊維束Ｗのフープ巻きが進むと、図６に示すように、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、やがて、他方のドーム肩部１１ｋＲである折り返し箇所に達する。この場合も、制御部２００は、折り返し箇所である他方のドーム肩部１１ｋＲでの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの巻き付けが終わると、第１フープ巻層２２１においてドーム肩部１１ｋＲで巻き付け済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに、樹脂吹付ノズル１５０から短繊維含有樹脂Ｊｓを吹き付ける（工程Ｓ２２４）。折り返し箇所での樹脂吹き付けにあっても、巻き始め端の場合と同様になされる。

制御部２００は、折り返し箇所での樹脂吹き付けに続き、層数を示すｉを値１だけインクリメントし（工程Ｓ２２６）、全層、本実施形態では、第２繊維強化樹脂層２２を構成する第３層、即ち第３フープ巻層２２３までの巻き付けが完了したか否かを判定する（工程Ｓ２２８）。ここで全層（第３層）までの巻き付けが完了していないと判定すると、引き続きフープ巻層の形成（工程Ｓ２２２）に移行し、第２繊維強化樹脂層２２を構成する第３フープ巻層２２３までの巻き付けが完了するまで、折り返し箇所での樹脂吹き付け（工程Ｓ２２４）を伴うフープ巻層の形成を継続する。これにより、第１フープ巻層２２１に重ねて第２フープ巻層２２２が形成され、第２フープ巻層２２２に重ねて第３フープ巻層２２３が形成されて、図２に示した工程Ｓ２２０での第２繊維強化樹脂層２２の形成が完了する。

図７は、３層のフープ巻層である第２繊維強化樹脂層２２における２層目の第２フープ巻層２２２の形成の様子を示す説明図である。第２繊維強化樹脂層２２の第２フープ巻層２２２の形成に当たり、制御部２００は、第１フープ巻層２２１のフープ巻きがドーム肩部１１ｋＲで終了すると、ライナー１０を回転させたまま、アイクチガイド１３２の移動方向を反転する。これにより、第２繊維強化樹脂層２２の第２フープ巻層２２２の巻き付け形成がドーム肩部１１ｋＲから開始される（工程Ｓ２２２）。第１フープ巻層２２１から第２フープ巻層２２２への折り返し箇所であるドーム肩部１１ｋＲにおいて第２フープ巻層２２２のフープ巻きが終了すると、この巻き付け済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに、樹脂吹付ノズル１５０から短繊維含有樹脂Ｊｓを吹き付ける（工程Ｓ２２４）。つまり、ドーム肩部１１ｋＲでは、第１フープ巻層２２１と第２フープ巻層２２２の両フープ巻層で巻き付け済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに対して、樹脂吹付ノズル１５０から短繊維含有樹脂Ｊｓが吹き付けられる。第２フープ巻層２２２の形成が進み、第２フープ巻層２２２から第３フープ巻層２２３への折り返し箇所であるドーム肩部１１ｋＬにおいて樹脂含浸カーボン繊維束Ｗが巻き付けられると、この巻き付け済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに、樹脂吹付ノズル１５０から短繊維含有樹脂Ｊｓを吹き付ける。第２フープ巻層２２２における巻き付け済み樹脂含浸カーボン繊維束Ｗへの樹脂吹き付けの様子は、図７の下段に示されている。

図８は、３層のフープ巻層である第２繊維強化樹脂層２２における３層目の第３フープ巻層２２３の形成の様子を示す説明図である。第２繊維強化樹脂層２２の第３フープ巻層２２３の形成に当たり、制御部２００は、第２フープ巻層２２２のフープ巻きがドーム肩部１１ｋＬで終了すると、ライナー１０を回転させたまま、アイクチガイド１３２の移動方向を反転する。これにより、第２繊維強化樹脂層２２の第３フープ巻層２２３の巻き付け形成がドーム肩部１１ｋＬから開始される（工程Ｓ２２２）。第２フープ巻層２２２から第３フープ巻層２２３への折り返し箇所であるドーム肩部１１ｋＬにおいて第３フープ巻層２２３のフープ巻きが終了すると、この巻き付け済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに、樹脂吹付ノズル１５０から短繊維含有樹脂Ｊｓを吹き付ける。つまり、ドーム肩部１１ｋＬでは、第２フープ巻層２２２と第３フープ巻層２２３の両フープ巻層で巻き付け済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに対して、樹脂吹付ノズル１５０から短繊維含有樹脂Ｊｓが吹き付けられる。第３フープ巻層２２３の形成が進み、第３フープ巻層２２３のフープ巻き終了箇所であるドーム肩部１１ｋＬにおいて樹脂含浸カーボン繊維束Ｗが巻き付けられると、この巻き付け済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに、樹脂吹付ノズル１５０から短繊維含有樹脂Ｊｓを吹き付ける。第３フープ巻層２２３における巻き付け済み樹脂含浸カーボン繊維束Ｗへの樹脂吹き付けの様子は、図８の下段に示されている。第３フープ巻層２２３の形成で、図２に召した工程Ｓ２２０の第２フープ巻層２２２の形成は終了し、続く工程Ｓ２３０では、第３繊維強化樹脂層２３が低ヘリカル巻層として形成される。よって、第３フープ巻層２２３には、低角度の繊維角αＬ（１５〜３０°）でフープ巻きされた第３繊維強化樹脂層２３が重なることから、第３フープ巻層２２３においては、ドーム肩部１１ｋＬとドーム肩部１１ｋＲとにおける樹脂吹き付けを省略してもよい。

第３フープ巻層２２３がドーム肩部１１ｋＬから形成されて第２繊維強化樹脂層２２が形成されると（図２；工程Ｓ２２０）、制御部２００は、回転駆動装置１３４によるライナー１０の回転を停止して樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの巻き付けを一時停止する。そして、この巻き付け一時停止の期間において、制御部２００は、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗが受ける張力を、所定の一時停止張力、例えば、４０〜１００Ｎの張力に調整する。

制御部２００は、第２繊維強化樹脂層２２の形成後の一時停止に続いて図２の工程Ｓ２３０に移行し、第３繊維強化樹脂層２３を、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに定常の張力を及ぼす状況下で、第２繊維強化樹脂層２２に重ねて形成する。この際、第３繊維強化樹脂層２３は、繊維強化樹脂層２０における３層目の低ヘリカル巻層であることから、制御部２００は、低ヘリカル巻層の形成に適合した定常の巻き付け張力（例えば、４３０〜４７０Ｎ）を、張力調整部１４２により調整して樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに掛ける。その上で、制御部２００は、ライナー１０をライナー軸心ＣＸの軸回りに回転駆動装置１３４により回転させつつ、アイクチガイド１３２から送り出される樹脂含浸カーボン繊維束Ｗとライナー軸心ＣＸとのなす角が低角度の繊維角αＬ（１５〜３０°）となるように、アイクチガイド１３２の送り出し調整を行う。この送り出し調整では、ライナー１０の軸心回りの回転速度に対するアイクチガイド１３２の往復動速度と往復動折り返し位置とが、低角度の繊維角αＬ（１５〜３０°）での低ヘリカル巻層の形成に適うよう、設定調整される。この送り出し調整は、第２繊維強化樹脂層２２の形成後の一時停止の間に行われる。

こうした各種調整により、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、上記の巻き付け張力を受けた状態でアイクチガイド１３２からライナー１０に送り出されて、所定の時間に亘って繰り返し連続的にライナー１０に巻き付けられる。そして、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、所定の時間、或いは所定の巻き付け数に亘って、低角度の繊維角αＬ（１５〜３０°）で送り出されることで、シリンダ部１１の両端のドーム部１２に掛け渡るよう螺旋状に繰り返し巻き付けられる。両側のドーム部１２では、アイクチガイド１３２の往路・復路の切換に伴って繊維の巻き付け方向が折り返されると共に、ライナー軸心ＣＸからの折り返し位置も調整される。こうして、既に形成済みの第２繊維強化樹脂層２２に重ねて第３繊維強化樹脂層２３が低ヘリカル巻層として形成される。本実施形態では、第３繊維強化樹脂層２３を３層のヘリカル巻層として形成するので、第３繊維強化樹脂層２３の形成の際の巻き付け時間や巻き付け数は、３層のヘリカル巻層の形成に適するよう、予め規定されている。

制御部２００は、第３繊維強化樹脂層２３についての樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの巻き付けが完了すると、回転駆動装置１３４によるライナー１０の回転を停止して樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの巻き付けを一時停止する。そして、この巻き付け一時停止の期間において、制御部２００は、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗが受ける張力を、所定の一時停止張力、例えば、４０〜１００Ｎの張力に調整する。

制御部２００は、第３繊維強化樹脂層２３の形成後の一時停止に続いて工程Ｓ２４０に移行し、樹脂吹き付けを伴う第４層目の第４繊維強化樹脂層２４を、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに定常の張力を及ぼす定常状況下で、第３繊維強化樹脂層２３に重ねて形成する。この際の巻き付け張力は、第４繊維強化樹脂層２４が繊維強化樹脂層２０における４層目のフープ巻層であることを考慮した巻き付け張力（例えば、４３０〜４７０Ｎ）とされる。その上で、制御部２００は、ライナー１０をライナー軸心ＣＸの軸回りに回転駆動装置１３４により回転させつつ、アイクチガイド１３２から送り出される樹脂含浸カーボン繊維束Ｗとライナー軸心ＣＸとのなす角が高角度の繊維角α０（８０〜８９°）となるように、アイクチガイド１３２の送り出し調整を行う。この送り出し調整では、ライナー１０の軸心回りの回転速度に対するアイクチガイド１３２の往復動速度と往復動折り返し位置とが、高角度の繊維角α０（８０〜８９°）でのフープ巻層の形成に適うよう、設定調整される。この送り出し調整は、第３繊維強化樹脂層２３の形成後の一時停止の間に行われる。

こうした各種調整により、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、上記の巻き付け張力を受けた状態でアイクチガイド１３２からライナー１０に送り出されて、所定の時間に亘って繰り返し連続的にライナー１０に巻き付けられる。そして、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、所定の時間、或いは所定の巻き付け数に亘って、高角度の繊維角α０（８０〜８９°）で送り出されることで、シリンダ部１１のドーム肩部１１ｋＬとドーム肩部１１ｋＲとの間において、繰り返し連続的にフープ巻きされる。こうして、既に形成済みの第３繊維強化樹脂層２３に重ねて第４繊維強化樹脂層２４がフープ巻層として形成される。本実施形態では、第４繊維強化樹脂層２４を３層のフープ巻層として形成するので、第４繊維強化樹脂層２４の形成の際の巻き付け時間や巻き付け数は、３層のフープ巻層の形成に適するよう、予め規定されている。また、本実施形態では、フープ巻層が３層の積層状の第４繊維強化樹脂層２４を形成するに際しても、既述した第２繊維強化樹脂層２２の形成と同様、第１〜第３の各フープ巻層の形成に際しては、折り返し箇所において樹脂吹付ノズル１５０からの短繊維含有樹脂Ｊｓの吹き付けを行う。

制御部２００は、第４繊維強化樹脂層２４の形成後の一時停止に続いて工程Ｓ２５０に移行し、第５繊維強化樹脂層２５を、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに定常の張力を及ぼす状況下で、第４繊維強化樹脂層２４に重ねて形成する。この際、第５繊維強化樹脂層２５は、繊維強化樹脂層２０における５層目の低ヘリカル巻層であることから、制御部２００は、低ヘリカル巻層の形成に適合した定常の巻き付け張力（例えば、４３０〜４７０Ｎ）を、張力調整部１４２により調整して樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに掛ける。その上で、制御部２００は、ライナー１０をライナー軸心ＣＸの軸回りに回転駆動装置１３４により回転させつつ、アイクチガイド１３２から送り出される樹脂含浸カーボン繊維束Ｗとライナー軸心ＣＸとのなす角が低角度の繊維角αＬ（１５〜３０°）となるように、アイクチガイド１３２の送り出し調整を行う。この送り出し調整では、ライナー１０の軸心回りの回転速度に対するアイクチガイド１３２の往復動速度と往復動折り返し位置とが、低角度の繊維角αＬ（１５〜３０°）での低ヘリカル巻層の形成に適うよう、設定調整される。この送り出し調整は、第４繊維強化樹脂層２４の形成後の一時停止の間に行われる。

こうした各種調整により、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、上記の巻き付け張力を受けた状態でアイクチガイド１３２からライナー１０に送り出されて、所定の時間に亘って繰り返し連続的にライナー１０に巻き付けられる。そして、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、所定の時間、或いは所定の巻き付け数に亘って、低角度の繊維角αＬ（１５〜３０°）で送り出されることで、シリンダ部１１の両端のドーム部１２に掛け渡るよう螺旋状に繰り返し巻き付けられる。両側のドーム部１２では、アイクチガイド１３２の往路・復路の切換に伴って繊維の巻き付け方向が折り返されると共に、ライナー軸心ＣＸからの折り返し位置も調整される。こうして、既に形成済みの第４繊維強化樹脂層２４に重ねて第５繊維強化樹脂層２５が低ヘリカル巻層として形成される。本実施形態では、第５繊維強化樹脂層２５を３層のヘリカル巻層として形成するので、第５繊維強化樹脂層２５の形成の際の巻き付け時間や巻き付け数は、３層のヘリカル巻層の形成に適するよう、予め規定されている。

制御部２００は、第５繊維強化樹脂層２５についての樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの巻き付けが完了すると、回転駆動装置１３４によるライナー１０の回転を停止して樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの巻き付けを停止する（工程Ｓ２６０）。この際、制御部２００は、作業者による、或いは切断装置による樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの切断処理と繊維束末端の固定処理、並びにタンク取り外し・取り付け処理を待機し、これら処理の後は、新たな高圧水素タンク３０の製造、即ち新たなライナー１０への樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの巻き付けを行う。

ＦＷ装置１００を用いた上記の繊維強化樹脂層２０の形成に続いては、熱硬化を行い（工程Ｓ３００）、本ルーチンを終了する。熱硬化工程では、放熱ヒーターを備える熱硬化炉や、加熱コイルを用いた高周波誘電加熱式の熱硬化炉において、高圧水素タンク３０を回転させつつ加熱して、繊維強化樹脂層２０の形成に用いた上記の熱硬化樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を熱硬化させる。そして、樹脂の熱硬化後の冷却養生を経て、ライナー１０の外周にエポキシ樹脂を含浸して熱硬化した繊維強化樹脂層２０を有する高圧水素タンク３０が得られる。

以上説明した本実施形態のタンク製造方法では、シリンダ部１１の両端にドーム部１２を有するライナー１０の外面に樹脂含浸カーボン繊維束Ｗを巻き付けた複数層の繊維強化樹脂層２０を形成するに際し、ライナー１０の外面の側の第２繊維強化樹脂層２２を、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの複数回の重なり、具体的には、３回の重なりが起きるようにシリンダ部１１に樹脂含浸カーボン繊維束Ｗをフープ巻きした積層状のフープ巻層として形成する。その上で、第２繊維強化樹脂層２２を構成するフープ巻層のうちの２層目以降の第２フープ巻層２２２と第３フープ巻層２２３の形成の過程では、既に形成済みのフープ巻層、例えば第１フープ巻層２２１における折り返し箇所に巻き付け済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗへの樹脂吹付ノズル１５０からの短繊維含有樹脂Ｊｓの吹き付けにより、折り返し箇所に巻き付け済みの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗと、この折り返し箇所に次に巻き付けられる第２フープ巻層２２２の樹脂含浸カーボン繊維束Ｗとの間に、短繊維含有樹脂Ｊｓを介在させる。図９は、第２繊維強化樹脂層２２を構成する第１フープ巻層２２１の樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの挙動を概略的に示す説明図である。

図９の最下段に示すように、折り返し箇所であるドーム肩部１１ｋＬに既に巻き付け済みの第１フープ巻層２２１の樹脂含浸カーボン繊維束Ｗは、ドーム肩部１１ｋＬの側において２層目の第２フープ巻層２２２が重ねて形成される際に、短繊維含有樹脂Ｊｓが介在した状態で、第２フープ巻層２２２における樹脂含浸カーボン繊維束Ｗから、図中に矢印で示す巻き付け張力Ｆを受けて押し付けられる。この巻き付け張力Ｆによる押し付けにより、短繊維含有樹脂Ｊｓの短繊維ｓは、折り返し箇所で重なる第１フープ巻層２２１の樹脂含浸カーボン繊維束Ｗと第２フープ巻層２２２の樹脂含浸カーボン繊維束Ｗとの間は元より、それぞれの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗに含まれる繊維と繊維との間にも入り込む。また、短繊維含有樹脂Ｊｓの短繊維ｓは、ドーム肩部１１ｋＬの側でライナー軸心ＣＸに沿って隣り合って並ぶ樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの間にも入り込む。このため、既に形成済みのフープ巻層である第１フープ巻層２２１とこれに重なって形成されるフープ巻層である第２フープ巻層２２２との間の摩擦力が、フープ巻層の間に介在する短繊維含有樹脂Ｊｓの短繊維ｓにより大きくなる。この結果、本実施形態のタンク製造方法によれば、フープ巻層の折り返し箇所に巻き付けられた樹脂含浸カーボン繊維束Ｗのドーム部１２の側への移動を回避、若しくは抑制することが可能となり、隣接する樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの間に間隙を形成しないようにしたり、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの配向性を高めることができる。第２繊維強化樹脂層２２における第２フープ巻層２２２と第３フープ巻層２２３とについても同様であり、第４繊維強化樹脂層２４における第１〜第３のフープ巻層についても同様である。なお、図９の最下段では、吹き付け済みの短繊維含有樹脂Ｊｓを厚みがあるものとして示しているが、これは、樹脂介在箇所を明示するためであり、短繊維含有樹脂Ｊｓの熱硬化性樹脂Ｊは、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの樹脂と混じり合い、短繊維ｓは繊維間等に入り込むことから、短繊維含有樹脂Ｊｓは、実際には厚みを有しない。

本実施形態のタンク製造方法で得られた高圧水素タンク３０と、短繊維含有樹脂Ｊｓの吹き付けを行わない比較例の高圧水素タンクとについて、完成品タンクのカット断面を光学的に観察して、第２繊維強化樹脂層２２の繊維配向率をドーム肩部１１ｋＬ或いはドーム肩部１１ｋＲにおいて測定した。本実施形態の高圧水素タンク３０では、８５〜９８％の繊維配向率が得られたのに対し、短繊維含有樹脂Ｊｓの吹き付けを行わない比較例の高圧水素タンクでは、７０〜９０％の繊維配向率しか得られなかった。また、使用圧力を７０ＭＰａに規定して製造した本実施形態の高圧水素タンク３０と、短繊維含有樹脂Ｊｓの吹き付けを行わない比較例の高圧水素タンクとについて、高圧ガスを導入してバースト強度を測定した。本実施形態の高圧水素タンク３０では、２００〜２１０ＭＰａのバースト強度が得られたのに対し、短繊維含有樹脂Ｊｓの吹き付けを行わない比較例の高圧水素タンクでは、１８０〜２００ＭＰａのバースト強度しか得られなかった。こうした測定結果からも、本実施形態のタンクの製造方法によれば、隣り合う樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの間隙の形成回避や樹脂含浸カーボン繊維束Ｗの配向性の向上により、タンク強度を高めることができる。

そして、本実施形態のタンク製造方法では、フープ巻層の折り返し箇所での短繊維含有樹脂Ｊｓの吹き付けを行うだけでよい。よって、既存のＦＷ装置１００に樹脂吹付ノズル１５０や貯留槽１５２を追加配設して樹脂吹き付け制御を実行するだけで、高タンク強度の高圧水素タンク３０を容易に製造できる。

本発明は、上述の実施形態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中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又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。

既述した実施形態では、繊維強化樹脂層２０における第４層目の第４繊維強化樹脂層２４においても、フープ巻層の折り返し箇所で短繊維含有樹脂Ｊｓの吹き付けを行ったが、第４繊維強化樹脂層２４においては樹脂吹き付けを省略してもよい。

既述した実施形態では、第２繊維強化樹脂層２２や第４繊維強化樹脂層２４をフープ巻きの樹脂含浸カーボン繊維束Ｗが３回重なる３層のフープ巻層としたが、４〜６層のフープ巻層としてもよい。

既述した実施形態では、フープ巻層の折り返し箇所で短繊維含有樹脂Ｊｓの吹き付けを行う第２繊維強化樹脂層２２を、第１繊維強化樹脂層２１に重ねて形成したが、樹脂含浸カーボン繊維束Ｗが複数回重なる層状のフープ巻層をライナー１０の外面に直に形成してもよい。つまり、第１繊維強化樹脂層２１を省略して第２繊維強化樹脂層２２をライナー１０の外面に直に形成し、繊維強化樹脂層２０を第２繊維強化樹脂層２２〜第５繊維強化樹脂層２５の４層の繊維強化樹脂層としてもよい。

１０…ライナー、１１…シリンダ部、１１ｋＬ…ドーム肩部、１１ｋＲ…ドーム肩部、１２…ドーム部、１４…口金、２０…繊維強化樹脂層、２１…第１繊維強化樹脂層、２２…第２繊維強化樹脂層、２３…第３繊維強化樹脂層、２４…第４繊維強化樹脂層、２５…第５繊維強化樹脂層、３０…高圧水素タンク、１００…ＦＷ装置、１１０…クリールスタンド、１１２…ボビン、１１４…固定滑車、１２０…経路部、１３０…巻取部、１３２…アイクチガイド、１３４…回転駆動装置、１４０…固定ローラー、１４２…張力調整部、１４４…可動ローラー、１５０…樹脂吹付ノズル、１５２…貯留槽、２００…制御部、２２１…第１フープ巻層、２２２…第２フープ巻層、２２３…第３フープ巻層、ＣＸ…ライナー軸心、Ｆ…巻き付け張力、Ｊ…熱硬化性樹脂、Ｊｓ…短繊維含有樹脂、Ｗ…樹脂含浸カーボン繊維束、ｓ…短繊維

Claims (1)

1. シリンダ部の両端にドーム部を有するライナーの外面に樹脂含浸の繊維束を巻き付けた複数層の繊維強化樹脂層を有するタンクの製造方法であって、
   前記ライナーの前記外面の側の前記繊維強化樹脂層を、前記繊維束の複数回の重なりが起きるように前記シリンダ部に前記繊維束を折り返しフープ巻きした積層状のフープ巻層として形成し、
   ２層目以降のフープ巻層の形成の過程では、
   前記フープ巻きの折り返し箇所に巻き付け済みの前記繊維束の表面に短繊維含有樹脂が吹き付けられた状態で、前記２層目以降のフープ巻層を形成するための前記繊維束のフープ巻きを開始する、
   タンクの製造方法。

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