JP2022014778A - 高圧タンクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特別な工程を設けなくても、繊維強化樹脂から成る筒部材とドーム部材とを容易に接合でき、低コスト化を図ることが可能な高圧タンクの製造方法を提供する。
【解決手段】高圧タンク１の製造方法は、筒部材３１とドーム部材３２，３３とを重ね合わせて嵌合することによって第１補強層３０を形成し、第１補強層３０の外面に繊維束を巻回して形成された繊維層３６に樹脂を含浸させることによって第２補強層３５を形成する。筒部材３１とドーム部材３２，３３との少なくとも一方には、両者を重ね合わせた状態において互いの間に隙間Ｇが形成されるように、複数の凸部が設けられている。第２補強層３５の形成工程において繊維層３６に樹脂を含浸させる際に樹脂を隙間Ｇに充填する。
【選択図】図４

Description

本発明は、高圧タンクの製造方法に関する。

天然ガス自動車又は燃料電池自動車では、天然ガス又は水素ガスの燃料ガスを貯蔵する高圧タンクが利用されている。この種の高圧タンクでは、燃料ガスを気密保持するライナーの外面が、繊維強化樹脂から成る補強層によって覆われている。

このような高圧タンクの製造方法として、例えば、特許文献１には、筒部及びドーム部を有するライナーの外面にフィラメントワインディング法により第１補強層を形成し、第１補強層の外面にシートワインディング法により第２補強層を形成する方法が開示されている。

特開２０１９－０４４９３７号公報

しかし、特許文献１の製造方法は、ライナーの外面に繊維束を巻き付けることから、ライナーを厚くして機械的強度を高くする必要があるので、コストが掛かる。この対策として、補強層の形成後にライナーを形成する高圧タンクの製造方法が考えられる。例えば、この製造方法は、繊維強化樹脂から成る筒部材及びドーム部材を予め形成しておき、筒部材及びドーム部材を接着剤にて接合することによって第１補強層を形成する。その後、この製造方法は、第１補強層の外面に繊維束を巻回して第２補強層を形成し、第２補強層の形成後に、第１補強層の内面に樹脂を塗布し、硬化させることによって、ライナーを形成する。

しかしながら、補強層の形成後にライナーを形成する上記の製造方法では、繊維強化樹脂から成る筒部材とドーム部材との接合箇所に接着剤を塗布する工程が新たに必要となる。しかも、この接着剤の塗布工程において、当該接合箇所から接着剤がはみ出てしまうと、繊維束を巻回して第２補強層を形成することが難しくなるので、接着剤の塗布精度が要求される。すなわち、上記の製造方法は、筒部材とドーム部材とを接合するために高難易度の接着剤塗布工程を新たに追加する必要があるので、工数が掛かり、高コスト化する虞がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、特別な工程を設けなくても、繊維強化樹脂から成る筒部材とドーム部材とを容易に接合でき、低コスト化を図ることが可能な高圧タンクの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る高圧タンクの製造方法は、筒部材の両端にドーム部材が接合された第１補強層と、前記第１補強層を覆う第２補強層とを含む、繊維強化樹脂から成る補強層を備える高圧タンクの製造方法であって、前記筒部材の周端部と前記ドーム部材の周端部とを径方向に重ね合わせて嵌合することによって前記第１補強層を形成する第１補強層形成工程と、前記第１補強層の外面に繊維束を巻回して繊維層を形成し、前記繊維層に樹脂を含浸させることによって前記第２補強層を形成する第２補強層形成工程と、を含み、前記筒部材の前記周端部と前記ドーム部材の前記周端部とを重ね合わせた状態において互いの間に隙間が形成されるように、前記筒部材の前記周端部と前記ドーム部材の前記周端部との少なくとも一方には、複数の凸部が設けられており、前記第２補強層形成工程において、前記繊維層に前記樹脂を含浸させる際に前記樹脂を前記隙間に充填することを特徴とする。

本発明によれば、第１補強層形成工程では、筒部材の周端部とドーム部材の周端部との少なくとも一方に設けられた複数の凸部によって、筒部材の周端部とドーム部材の周端部とを重ね合わせた状態において互いの間に隙間が形成される。第２補強層形成工程では、第１補強層に巻回された繊維束により形成された繊維層に対して含浸される樹脂によって、隙間を充填する。これにより、本発明では、繊維層に対して含浸される樹脂によって筒部材とドーム部材とを接合することができる。すなわち、本発明では、１つの工程において、繊維層に対して含浸される樹脂が、繊維強化樹脂を形成する機能と、筒部材とドーム部材とを接合する機能とを兼ねることができる。本発明では、繊維層に対して樹脂を含浸させる工程が接着剤の塗布工程を代替することができるので、接着剤の塗布工程を新たに設ける必要がなく、工数の増加を抑制することができる。よって、本発明は、特別な工程を設けなくても、筒部材とドーム部材とを容易に接合することができ、低コスト化を図ることができる。

高圧タンクの基本的構成を示す断面図。 第１補強層の外観を示す斜視図。 図２に示す重複部の拡大図。 高圧タンクの製造方法を示すフローチャート。 図４に示す嵌合工程を説明する図。 図４に示す含浸工程及び硬化工程を説明する図。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。各実施形態において同一の符号を付された構成は、特に言及しない限り、各実施形態において同様の機能を有し、その説明を省略する。

［高圧タンクの基本的構成］
図１は、高圧タンク１の基本的構成を示す断面図である。

高圧タンク１は、天然ガス自動車又は燃料電池自動車等に搭載されるタンクである。天然ガス自動車に搭載される高圧タンク１は、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）等の圧縮ガス、又は、ＬＮＧ（液化天然ガス）若しくはＬＰＧ（液化石油ガス）等の液化ガスを貯蔵するタンクである。燃料電池自動車に搭載される高圧タンク１は、高圧の水素ガスを貯蔵するタンクである。

高圧タンク１は、両端がドーム状に丸みを帯びた略円筒状を成す。高圧タンク１は、略円筒状に形成された中空容器であるライナー２と、高圧タンク１の剛性及び耐圧性等の機械的強度を向上させるためにライナー２を補強する補強層３とを備える。

ライナー２は、燃料ガスが収容される収容空間５を形成する。ライナー２は、ガスバリア性を有する樹脂を用いて形成される。ライナー２は、高圧タンク１の軸方向Ｘに沿って筒状を成す胴体部２１と、胴体部２１の両端に連接されたドーム状の側端部２２，２３とを備える。側端部２２，２３は、胴体部２１の両端から離隔するに従って縮径するように形成される。一方の側端部２２の頂部には、開口部２２ａが設けられる。開口部２２ａには、管状部２２ｂが連接される。管状部２２ｂの外周面には、口金４が取り付けられる。口金４の外周面には、収容空間５への燃料ガスの充填と、収容空間５からの燃料ガスの排出とを切り替えるバルブが取り付けられる。

ライナー２の形成に用いられる樹脂としては、変性エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂又は熱硬化性ポリイミド樹脂等の、熱硬化性樹脂が挙げられる。また、ライナー２の形成に用いられる樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ナイロン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）又はポリエステル樹脂等の、熱可塑性樹脂が挙げられる。

補強層３は、繊維束に樹脂が含浸された繊維強化樹脂から成り、ライナー２の外面を覆う積層体である。補強層３は、ライナー２の外面を覆う第１補強層３０と、第１補強層３０の外面を覆う第２補強層３５とを含む。

第１補強層３０は、軸方向Ｘに沿って延びる筒部材３１と、筒部材３１の両端に接合されるドーム部材３２，３３とを含む。筒部材３１は、ライナー２の胴体部２１の外面を覆う。筒部材３１は、樹脂が含浸された繊維束が周方向に配向するように巻回（例えばフープ巻き）された巻回体によって構成される。ドーム部材３２，３３は、ライナー２の側端部２２，２３の外面を覆う。ドーム部材３２，３３は、樹脂が含浸された繊維束が周方向と交差する方向に配向するように巻回された巻回体によって構成される。第１補強層３０は、予め形成された筒部材３１の周端部３１ａと、予め形成されたドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａとを接合することよって、両端がドーム状に丸みを帯びた略円筒状を成す。

第２補強層３５は、樹脂が含浸された繊維束が軸方向Ｘに傾斜して配向するように第１補強層３０に巻回（例えばヘリカル巻き）された巻回体によって構成される。第２補強層３５は、筒部材３１の外面と、ドーム部材３２，３３の外面とを覆い、両端がドーム状に丸みを帯びた略円筒状を成す。

第１補強層３０又は第２補強層３５の形成に用いられる繊維束としては、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維又は炭素繊維等の、強化繊維束が挙げられる。強化繊維束は、連続繊維から構成されてもよい。第１補強層３０又は第２補強層３５の形成に用いられる繊維束としては、軽量性や機械的強度等の観点から、炭素繊維が好適である。繊維束に含浸される樹脂としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂又はエポキシ樹脂等の、熱硬化性樹脂が挙げられる。繊維束に含浸される樹脂としては、ポリエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂等の、熱可塑性樹脂が挙げられる。

第１補強層３０の形成に用いられる繊維束と、第２補強層３５の形成に用いられる繊維束とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。第１補強層３０の形成に用いられる繊維束に含浸される樹脂と、第２補強層３５の形成に用いられる繊維束に含浸される樹脂とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では、第１補強層３０の形成に用いられる繊維束と、第２補強層３５の形成に用いられる繊維束とは、両者共に炭素繊維束であるとして説明する。但し、第２補強層３５の形成に用いられる繊維束は、例えば、ガラス繊維束であってもよい。この場合、第２補強層３５は、高圧タンク１の衝撃を緩和する緩衝層として機能し得る。本実施形態では、第１補強層３０の形成に用いられる繊維束に含浸される樹脂と、第２補強層３５の形成に用いられる繊維束に含浸される樹脂とは、両者共にエポキシ樹脂であるとして説明する。

［第１補強層の詳細構成］
図２は、第１補強層３０の外観を示す斜視図である。図３は、図２に示す重複部３４の拡大図である。

第１補強層３０は、予め形成された筒部材３１の周端部３１ａと、予め形成されたドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａとを接合することよって、両端がドーム状に丸みを帯びた略円筒状を成す。筒部材３１とドーム部材３２，３３とは、筒部材３１の周端部３１ａとドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａとが径方向に重ね合わせた状態となるように嵌合される。すなわち、筒部材３１の周端部３１ａとドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａとの一方が径方向内側に配置され、他方が径方向外側に配置されるように接合される。本実施形態では、筒部材３１の周端部３１ａとドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａとが径方向に重ね合わされた部分を、「重複部３４」とも称する。本実施形態の重複部３４は、図１～図３に示すように、筒部材３１の周端部３１ａが径方向内側に配置され、ドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａが径方向外側に配置されている。

筒部材３１の周端部３１ａとドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａとを重ね合わせた状態において互いの間に隙間Ｇが形成されるように、筒部材３１の周端部３１ａとドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａとの少なくとも一方には、複数の凸部が設けられる。具体的には、重複部３４において、筒部材３１の周端部３１ａにおけるドーム部材３２，３３との対向面と、ドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａにおける筒部材３１との対向面との少なくとも一方には、複数の凸部が設けられる。本実施形態では、ドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａにおける筒部材３１との対向面に対して、複数の凸部３２ｃ，３３ｃが設けられる（図３、図５参照）。複数の凸部３２ｃ，３３ｃのそれぞれは、径方向内方に向かって突出して軸方向Ｘに沿って延びる突条によって構成される。当該突条は、周方向に沿って等間隔に間隔を空けて複数配置される。

ドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａにおける筒部材３１との対向面では、複数の凸部３２ｃ，３３ｃが、筒部材３１の周端部３１ａにおけるドーム部材３２，３３との対向面に対して当接する。ドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａにおける筒部材３１との対向面では、複数の凸部３２ｃ，３３ｃ以外の部分が、筒部材３１の周端部３１ａにおけるドーム部材３２，３３との対向面に対して離隔する。複数の凸部３２ｃ，３３ｃは、重複部３４において、筒部材３１とドーム部材３２，３３との間に隙間Ｇを形成する。

なお、隙間Ｇには、後述するように、繊維層３６に含浸される樹脂が充填されるが、図１では、隙間Ｇに充填された樹脂の図示、及び、凸部３２ｃ，３３ｃの図示を省略している。図１では、筒部材３１の周端部３１ａ、及び、ドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａの形状を簡略化して図示している。

また、第１補強層３０には、重複部３４において隙間Ｇが形成可能であれば、突条によって構成された凸部ではなく、リブ、ビード、バンプ又はボス等によって構成された凸部が設けられてもよいし、溝又は穴等によって構成された凹部が設けられてもよい。

［高圧タンクの製造方法］
図４は、高圧タンク１の製造方法を示すフローチャートである。図５は、図４に示す嵌合工程（Ｓ３１）を説明する図である。図６は、図４に示す含浸工程（Ｓ４２）及び硬化工程（Ｓ４３）を説明する図である。

筒部材３１の周端部３１ａとドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａとの接合方法の１つとして、筒部材３１の周端部３１ａとドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａとの接合箇所に、接着剤を塗布し、これらを接着させる方法が考えられる。

しかしながら、接着剤を塗布する工程は、樹脂が含浸された繊維束をライナー２の外面に巻回するフィラメントワインディング法を用いて第１補強層３０を形成する従来の高圧タンク１の製造方法においては、不要であった新たな工程である。接着剤を塗布する工程は、工数の増加を招いてしまう。しかも、当該接合箇所に接着剤を塗布する際に、当該接合箇所から接着剤がはみ出てしまうと、筒部材３１及びドーム部材３２，３３に繊維束を巻回する際に、はみ出した接着剤が繊維束に付着し易い。当該接合箇所から接着剤がはみ出てしまうと、繊維束を適切に巻回することが難しく、第２補強層３５を適切に形成することが難しくなる。よって、接着剤を塗布する工程は、接着剤の塗布精度が要求される。

すなわち、筒部材３１の周端部３１ａとドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａとの接合箇所に接着剤を塗布し、これらを接着させる方法は、高難易度の接着剤塗布工程を新たに追加する必要があるので、工数が掛かり、高コスト化する虞がある。そこで、本実施形態では、接着剤塗布工程が不要な、図４に示す工程Ｓ１０～工程Ｓ５０を含む高圧タンク１の製造方法を採用する。

（Ｓ１０：筒部材準備工程）
初めに、高圧タンク１の製造方法では、予め形成された筒部材３１を準備する筒部材準備工程（Ｓ１０）が行われる。筒部材３１は、フィラメントワインディング法によって形成されてもよい。具体的には、筒部材３１は、円柱状のマンドレルの外周面に対して、樹脂を含浸させた繊維束を周方向に幾重か巻回（例えばフープ巻き）して巻回体を形成し、樹脂を硬化させることによって形成されてもよい。

（Ｓ２０：ドーム部材準備工程）
また、高圧タンク１の製造方法では、予め形成されたドーム部材３２，３３を準備するドーム部材準備工程（Ｓ２０）が行われる。ドーム部材準備工程（Ｓ２０）と、筒部材準備工程（Ｓ１０）とは、並行して行われてもよいし、順不同で行われてもよい。ドーム部材３２，３３は、フィラメントワインディング法によって形成されてもよい。具体的には、ドーム部材３２，３３は、楕円体状のマンドレルの外周面に対して、樹脂を含浸させた繊維束を周方向と交差する方向に幾重か巻回して巻回体を形成し、樹脂を硬化させた後に、カッター等によって２つに分割することよって形成されてもよい。或いは、ドーム部材３２，３３は、ドーム状のマンドレルに頂部から周端部に向かって、樹脂を含浸させた繊維束を幾重か貼付し、樹脂を硬化させることによって形成されてもよい。一方のドーム部材３２には、開口部２２ａ及び管状部２２ｂが予め設けられる。管状部２２ｂには、口金４が予め取り付けられる。

（Ｓ３０：第１補強層形成工程）
次に、高圧タンク１の製造方法では、第１補強層３０を形成する第１補強層形成工程（Ｓ３０）が行われる。第１補強層形成工程（Ｓ３０）は、準備された筒部材３１とドーム部材３２，３３とを嵌合する嵌合工程（Ｓ３１）を含む。嵌合工程（Ｓ３１）は、図５に示すように、筒部材３１の周端部３１ａとドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａとを径方向に重ね合わせて嵌合する。本実施形態では、筒部材３１の周端部３１ａが径方向内側に配置され、ドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａが径方向外側に配置されるように互いを重ね合わせて嵌合する。嵌合工程（Ｓ３１）では、筒部材３１の周端部３１ａやドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａに対して、接着剤を塗布しない。第１補強層形成工程（Ｓ３０）の後の第１補強層３０には、図１及び図２に示すように、重複部３４が形成される。この重複部３４には、図３に示すように、凸部３２ｃ，３３ｃが設けられていることによって、筒部材３１とドーム部材３２，３３との間に隙間Ｇが形成される。

（Ｓ４０：第２補強層形成工程）
次に、高圧タンク１の製造方法では、第２補強層３５を形成する第２補強層形成工程（Ｓ４０）が行われる。第２補強層形成工程（Ｓ４０）は、第１補強層３０の外面に対して繊維束を巻回して繊維層３６を形成し、繊維層３６に樹脂を含浸させることによって第２補強層３５を形成する。具体的には、第２補強層形成工程（Ｓ４０）は、巻回工程（Ｓ４１）と、含浸工程（Ｓ４２）と、硬化工程（Ｓ４３）とを含む。

巻回工程（Ｓ４１）は、第１補強層３０の外面に対して、繊維束を軸方向Ｘに傾斜するように幾重か巻回（ヘリカル巻き）することによって繊維層３６を形成する工程である。軸方向Ｘに対する繊維束の傾斜角度は、例えば、１０度以上６０度以下の範囲に含まれる角度であってもよい。巻回工程（Ｓ４１）において巻回される繊維束は、樹脂が含浸されていない状態の繊維束である。第１補強層３０及び繊維層３６は、第２補強層３５が最終的に成形される前段階の予備成形体を構成する。本実施形態では、第１補強層３０及び繊維層３６によって構成された当該予備成形体を、「プリフォーム」とも称する。

含浸工程（Ｓ４２）は、巻回工程（Ｓ４１）において形成された繊維層３６に対して、樹脂を含浸させる工程である。硬化工程（Ｓ４３）は、含浸工程（Ｓ４２）において含浸された樹脂を硬化させる工程である。含浸工程（Ｓ４２）及び硬化工程（Ｓ４３）は、ＲＴＭ（Resin Transfer Molding）法によって行われてもよい。ＲＴＭ法を用いた含浸工程（Ｓ４２）及び硬化工程（Ｓ４３）は、例えば、図６に示す成形機６を用いて行うことができる。

図６に示す成形機６は、プリフォームを構成する繊維層３６に液状の樹脂３７を含浸させ、硬化させる成形機である。成形機６は、成形金型を構成する固定金型６１及び可動金型６２を備える。固定金型６１及び可動金型６２が嵌合すると、プリフォームを配置するための空洞が形成される。固定金型６１及び可動金型６２の空洞に配置されたプリフォームは、シャフト６３によって軸支される。固定金型６１の空洞を形成する面には、可動金型６２の可動方向に沿って動く可動コア６１ａが設けられる。可動コア６１ａが動くことによって、空洞内の圧力を均一化し、樹脂３７が繊維層３６に偏在して含浸されることを抑制することができる。固定金型６１には、空洞から真空脱気される気体が流れる排気管６４が設けられる。可動金型６２には、空洞への樹脂３７の注入口であるゲート６５と、空洞に注入される樹脂３７が流れる樹脂注入管６６とが設けられる。樹脂注入管６６には、樹脂３７を貯留及び調整すると共に、樹脂３７を加圧して空洞に注入する樹脂注入装置６７が接続される。

まず、含浸工程（Ｓ４２）では、所定温度に保温された固定金型６１及び可動金型６２の空洞にプリフォームを配置し、シャフト６３によって軸支する。更に、含浸工程（Ｓ４２）では、樹脂注入装置６７に貯留された液状の樹脂３７を注入する準備を行う。この際、樹脂注入装置６７は、空洞への樹脂３７の注入量として、繊維層３６に含浸される樹脂３７の体積と、第１補強層３０の重複部３４に形成された隙間Ｇの体積とを加えた合計体積に相当する樹脂量を少なくとも準備する。

次に、含浸工程（Ｓ４２）では、固定金型６１及び可動金型６２を仮締めし、空洞を真空脱気して空洞内の気体を排気管６４から排出する。次に、含浸工程（Ｓ４２）では、仮締め状態の固定金型６１及び可動金型６２の空洞に対して樹脂３７を注入する。プリフォームを構成する繊維層３６と、固定金型６１及び可動金型６２との間に樹脂３７が充填される。

次に、含浸工程（Ｓ４２）では、可動金型６２を更に型締めして、プリフォーム及び樹脂３７を加圧する。この際、含浸工程（Ｓ４２）では、固定金型６１に設けられた可動コア６１ａを、図６の下方（空洞に配置されたプリフォームから離隔する方向）に動かす。空洞内の圧力が均一化され、液状の樹脂３７が繊維層３６の表面全体に行き渡る。

次に、含浸工程（Ｓ４２）では、可動金型６２を更に型締めすると共に、可動コア６１ａを図６の上方（空洞に配置されたプリフォームに接近する方向）に動かして、プリフォーム及び樹脂３７を加圧する。これにより、加圧された液状の樹脂３７が、プリフォームを構成する繊維層３６の表面全体から繊維層３６の内部に含浸する。更に、この際、含浸工程（Ｓ４２）では、加圧された液状の樹脂３７が、繊維層３６に含浸されるだけなく、第１補強層３０の重複部３４に形成された隙間Ｇに流し込まれる。これにより、本実施形態の高圧タンク１の製造方法では、第１補強層３０の外面に繊維束を巻回して形成された繊維層３６に樹脂３７を含浸させる際に、当該樹脂３７を、第１補強層３０の重複部３４に形成された隙間Ｇに充填することができる。

次に、含浸工程（Ｓ４２）では、可動コア６１ａを含めて固定金型６１及び可動金型６２を完全に型締め（本締め）し、樹脂３７の繊維層３６への含浸と隙間Ｇへの充填とが完了した後、樹脂３７の注入を停止する。樹脂３７の注入が停止すると、含浸工程（Ｓ４２）が終了し、硬化工程（Ｓ４３）が行われる。

硬化工程（Ｓ４３）では、固定金型６１及び可動金型６２を所定の硬化温度にて所定時間保温することによって、繊維層３６に含浸されると共に隙間Ｇに充填された樹脂３７を硬化する。樹脂３７が完全に硬化すると、硬化工程（Ｓ４３）が終了し、可動金型６２を固定金型６１から離隔する方向に可動させて脱型を行う。これにより、本実施形態の高圧タンク１の製造方法では、第１補強層３０の外面に対して第２補強層３５が形成されると共に、第１補強層３０を構成する筒部材３１とドーム部材３２，３３とが接合される。

（Ｓ５０：ライナー形成工程）
次に、高圧タンク１の製造方法は、ライナー２を形成するライナー形成工程（Ｓ５０）が行われる。ライナー形成工程（Ｓ５０）では、ガスバリア性を有する樹脂を、第１補強層３０の内面に塗布して、第１補強層３０の内面を覆うライナー２を形成する。具体的には、ライナー形成工程（Ｓ５０）では、まず、開口部２２ａからノズルを挿入し、当該ノズルから第１補強層３０の内面に対して液状の樹脂を吐出しつつ、第１補強層３０及び第２補強層３５を軸方向Ｘの周りに回転する。これにより、ライナー形成工程（Ｓ５０）では、液状の樹脂を第１補強層３０の内面に塗布することができる。次に、ライナー形成工程（Ｓ５０）では、第１補強層３０の内面に塗布された液状の樹脂を硬化させることによって、ライナー２を形成することができる。

以上のように、本実施形態の高圧タンク１の製造方法は、筒部材３１の両端にドーム部材３２，３３が接合された第１補強層３０と、第１補強層３０を覆う第２補強層３５とを含む、繊維強化樹脂から成る補強層３を備える高圧タンク１の製造方法である。高圧タンク１の製造方法は、筒部材３１の周端部３１ａとドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａとを径方向に重ね合わせて嵌合することによって第１補強層３０を形成する第１補強層形成工程（Ｓ３０）を含む。高圧タンク１の製造方法は、第１補強層３０の外面に繊維束を巻回して繊維層３６を形成し、繊維層３６に樹脂を含浸させることによって第２補強層３５を形成する第２補強層形成工程（Ｓ４０）を含む。高圧タンク１の製造方法において、筒部材３１の周端部３１ａとドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａとを重ね合わせた状態において互いの間に隙間Ｇが形成されるように、筒部材３１の周端部３１ａとドーム部材３２，３３の周端部３２ａ，３３ａとの少なくとも一方には、複数の凸部が設けられている。高圧タンク１の製造方法は、第２補強層形成工程（Ｓ４０）において、繊維層３６に樹脂を含浸させる際に樹脂を隙間Ｇに充填する。

これにより、本実施形態の高圧タンク１の製造方法は、繊維層３６に対して含浸される樹脂によって筒部材３１とドーム部材３２，３３とを接合することができる。すなわち、本実施形態の高圧タンク１の製造方法は、繊維層３６に対して含浸される樹脂が、繊維強化樹脂を形成する機能（第２補強層３５を形成する機能）と、筒部材３１とドーム部材３２，３３とを接合する機能とを兼ねることができる。本実施形態の高圧タンク１の製造方法は、繊維層３６に対して樹脂を含浸させる工程が接着剤の塗布工程を代替することができるので、接着剤の塗布工程を新たに設ける必要がなく、工数の増加を抑制することができる。よって、本実施形態の高圧タンク１の製造方法は、特別な工程を設けなくても、筒部材３１とドーム部材３２，３３とを容易に接合することができ、低コスト化を図ることができる。

上記の実施形態において、第２補強層形成工程（Ｓ４０）は、第１補強層３０の外面に繊維束を巻回して形成された繊維層３６に樹脂を含浸させるＲＴＭ法を用いて、第２補強層３５を形成していた。これに限定されず、第２補強層形成工程（Ｓ４０）では、樹脂量及び成形条件を管理することにより、第１補強層３０の外面に繊維束を巻回する直前に液状の樹脂を繊維束に含浸させるＷｅｔ法を用いて、第２補強層３５を形成してもよい。或いは、第２補強層形成工程（Ｓ４０）では、樹脂量及び成形条件を管理することにより、繊維束に予め樹脂を含浸させて半硬化させたプリプレグを第１補強層３０の外面に巻回するＴＰＰ（Tow Prepreg）法を用いて、第２補強層３５を形成してもよい。

上記の実施形態において、ライナー形成工程（Ｓ５０）は、第２補強層形成工程（Ｓ４０）の後に行われていた。これに限定されず、ライナー形成工程（Ｓ５０）は、第１補強層形成工程（Ｓ３０）と第２補強層形成工程（Ｓ４０）との間に行われてもよい。また、ライナー形成工程（Ｓ５０）は、第１補強層形成工程（Ｓ３０）より前に行われてもよい。この場合、ライナー形成工程（Ｓ５０）によって形成されるライナー２は、樹脂製に限定されず、金属製であってもよい。そして、ライナー形成工程（Ｓ５０）の後に行われる第１補強層形成工程（Ｓ３０）では、樹脂製又は金属製のライナー２を筒部材３１内に挿入した状態において、筒部材３１とドーム部材３２，３３とを嵌合すればよい。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

１・・・高圧タンク ２・・・ライナー
３・・・補強層 ３０・・・第１補強層
３１・・・筒部材 ３１ａ・・・周端部
３２、３３・・・ドーム部材 ３２ａ、３３ａ・・・周端部
３２ｃ、３３ｃ・・・凸部 ３４・・・重複部
３５・・・第２補強層 ３６・・・繊維層
３７・・・樹脂 Ｇ・・・隙間

Claims (1)

1. 筒部材の両端にドーム部材が接合された第１補強層と、前記第１補強層を覆う第２補強層とを含む、繊維強化樹脂から成る補強層を備える高圧タンクの製造方法であって、
   前記筒部材の周端部と前記ドーム部材の周端部とを径方向に重ね合わせて嵌合することによって前記第１補強層を形成する第１補強層形成工程と、
   前記第１補強層の外面に繊維束を巻回して繊維層を形成し、前記繊維層に樹脂を含浸させることによって前記第２補強層を形成する第２補強層形成工程と、
   を含み、
   前記筒部材の前記周端部と前記ドーム部材の前記周端部とを重ね合わせた状態において互いの間に隙間が形成されるように、前記筒部材の前記周端部と前記ドーム部材の前記周端部との少なくとも一方には、複数の凸部が設けられており、
   前記第２補強層形成工程において、前記繊維層に前記樹脂を含浸させる際に前記樹脂を前記隙間に充填する
   ことを特徴とする高圧タンクの製造方法。

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