JP2024010424A - 高圧タンク及び高圧タンクの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造される高圧タンクの品質を向上できる高圧タンクの製造装置及び品質を向上できる高圧タンクを提供する。【解決手段】高圧タンクの製造装置１００は、ライナー２の外表面に繊維束が巻回されたプリフォーム１０に対し、繊維束に樹脂を含浸させることで高圧タンク１を製造するための装置である。該装置は、上型１１１と下型１１０とを有し、プリフォーム１０を収容する金型１１２と、上型１１１におけるプリフォーム１０の上部に対応する位置に設けられ、プリフォーム１０の上部外表面と当接するように上型１１１に対して相対的に移動可能な一対の可動コア１２０と、各可動コア１２０に設けられ、金型１１２内部の樹脂の圧力を検出する圧力センサ１２２と、を備える。可動コア１２０は、圧力センサ１２２により検出された結果に基づいてプリフォーム１０の上部外表面と当接可能にされている。【選択図】図２

Description

本発明は、高圧タンク及び高圧タンクの製造装置に関する。

燃料電池車等に搭載される高圧タンクとして、円筒状の胴体部と該胴体部の軸方向の両端に設けられた一対のドーム部とを有するライナーと、ライナーの外周面を覆う繊維強化樹脂層とを備えるものが知られている。このような構造を有する高圧タンクは、ＦＷ（Ｆｉｌａｍｅｎｔ Ｗｉｎｄｉｎｇ）法によって製造されている。ＦＷ法では、先にライナーを形成し、形成したライナーを巻き芯として、樹脂が含浸された繊維束をライナーの外周面に巻回し、または繊維束に樹脂を含浸させながらライナーの外周面に巻回することにより高圧タンクを製造する。

最近では、ＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法を用いた高圧タンクの製造方法が開発されている。すなわち、ライナーの外表面に繊維束が巻回されたプリフォーム（中間体ともいう）を金型内に配置した後に、流動性を有する未硬化の樹脂を金型内に注入し、樹脂をプリフォームの繊維束に含浸させて硬化することにより高圧タンクを製造する。しかし、ＲＴＭ法の場合、プリフォームに巻回された繊維束が厚く積層されるので、樹脂が繊維束の内部まで含浸されにくい問題がある。この問題を解決するため、下記特許文献１には、金型の上面部を入子化したスライドコア構造を用いてプリフォームの表面に当接することで、樹脂の流動方向を繊維束の内層部に向かわせる高圧タンクの製造装置が開示されている。

特開２０１９－１４２１１８号公報

しかし、上述の製造装置の場合、注入樹脂が重力の影響で先に金型の下部（例えば下型）を流動し、その後上部（例えば上型）を流動するため、金型上下で樹脂流動速度や時間に差が出てしまう。これによって、金型に配置されたプリフォームのうち、プリフォームの上部は樹脂が最も遅れて到達する部位（いわゆる樹脂流動端末部）となり、該プリフォームの上部（特に最上部）に空気が溜まりやすく、ボイドが発生する可能性が高い。また、樹脂の高圧注入による繊維ずれを防止するために製造装置に樹脂注入口（ゲートともいう）を複数設けて、これらの樹脂注入口から樹脂を注入する場合、樹脂が合流することが多いため、プリフォームの上部にウェルドが発生することが多い。このようなボイドやウェルドの発生によって、製造される高圧タンクの品質の低下を招いてしまう。

本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、製造される高圧タンクの品質を向上できる高圧タンクの製造装置、及び品質を向上できる高圧タンクを提供することを目的とする。

本発明に係る高圧タンクの製造装置は、ライナーの外表面に繊維束が巻回されたプリフォームに対し、前記繊維束に樹脂を含浸させることで高圧タンクを製造するための装置であって、上型と下型とを有し、前記プリフォームを収容する金型と、前記上型における前記プリフォームの上部に対応する位置に設けられ、前記プリフォームの上部外表面と当接するように前記上型に対して相対的に移動可能な可動コアと、前記可動コアに設けられ、前記金型内部の樹脂の圧力を検出する圧力センサと、を備え、前記可動コアは、前記圧力センサにより検出された結果に基づいて前記プリフォームの上部外表面と当接可能にされていることを特徴としている。

本発明に係る高圧タンクの製造装置では、金型の上型におけるプリフォームの上部に対応する位置に可動コアが設けられ、該可動コアが圧力センサの検出結果に基づいてプリフォームの上部外表面と当接可能にされている。従って、例えば圧力センサの検出結果に基づき可動コアでプリフォームの上部外表面を加圧することにより、プリフォームの上部のウェルド及びボイドを押し潰すことができる。その結果、製造される高圧タンクの品質を向上することができる。

本発明に係る高圧タンクの製造装置において、前記金型を加熱する金型加熱部と、前記金型加熱部とは別体に形成され、前記可動コアを加熱する可動コア加熱部と、を更に備え、前記可動コア加熱部は、その温度が前記金型加熱部の温度と異なるように設定可能にされていることが好ましい。このようにすれば、例えば可動コア加熱部の温度を金型加熱部の温度より高くすることで、プリフォームの上部を流動する樹脂を低粘度状態に維持することができるので、プリフォームの上部を流動する樹脂の流動性を高めることができる。従って、ウェルド及びボイドの発生を抑制し、製造される高圧タンクの品質を一層向上することが可能になる。

本発明に係る高圧タンクの製造装置において、前記下型に配置される前記プリフォームに対し、前記プリフォームの上部に樹脂含浸促進部材を配置する配置部を更に備えることが好ましい。このようにすれば、配置部を用いてプリフォームの上部に樹脂含浸促進部材を配置することにより、ウェルド及びボイドの発生を一層抑制することができるので、製造される高圧タンクの品質を更に向上することができる。

また、本発明に係る高圧タンクの製造装置は、ライナーの外表面に繊維束が巻回されたプリフォームに対し、前記繊維束に樹脂を含浸させることで高圧タンクを製造するための装置であって、上型と下型とを有し、前記プリフォームを収容する金型と、前記金型に収容される前記プリフォームを囲むように設けられ、前記上型と前記下型との間をシールする環状のシール部材と、前記プリフォームと前記シール部材との間に設けられた樹脂溜まり部と、を備え、前記樹脂溜まり部の底部には、前記樹脂溜まり部の深さを調整する可動コアが配置されていることを特徴としている。

本発明に係る高圧タンクの製造装置では、樹脂溜まり部の底部に該樹脂溜まり部の深さを調整する可動コアが配置されているので、可動コアを用いて樹脂溜まり部に溜まった樹脂を加圧して意図的に一定の厚さで硬化させることにより、該樹脂溜まり部に溜まった樹脂と製造される高圧タンクとを一体化することができる。従って、製造される高圧タンクを金型から取り外す際に、高圧タンクと一体化された樹脂溜まり部に溜まった樹脂も一緒に金型から取り除くことができる。これによって、樹脂溜まり部に溜まった樹脂が硬化しバリとして金型の内部に残留したり、製造される高圧タンクに混入したりすることを抑制でき、バリの残留及び混入による不良品の発生を防止することができる。その結果、製造される高圧タンクの品質を向上することができる。

本発明に係る高圧タンクの製造装置において、前記可動コアは、前記金型内部への樹脂注入時に前記樹脂溜まり部を比較的に深くし、前記金型内部の樹脂の圧力がピークに達した後に圧力低下開始のタイミングで前記樹脂溜まり部を比較的に浅くすることが好ましい。このようにすれば、金型内部の樹脂の状況に応じて樹脂溜まり部の深さを調整することで、シール部材への樹脂侵入を抑制できるとともに、樹脂溜まり部に溜まった樹脂の硬化をタイミング良く行うことが可能になる。

本発明に係る高圧タンクの製造装置において、前記樹脂溜まり部の内部には、樹脂吸収部材が配置されていることが好ましい。このようにすれば、樹脂吸収部材が樹脂溜まり部に溜まった樹脂を吸収するので、樹脂が樹脂溜まり部から溢れ出してシール部材へ侵入することを阻止することができる。その結果、樹脂がシール部材に侵入しバリとして残留することによるシール性への影響や不具合の発生を防止することができる。

また、本発明に係る高圧タンクの製造装置は、ライナーの外表面に繊維束が巻回されたプリフォームに対し、前記繊維束に樹脂を含浸させることで高圧タンクを製造するための装置であって、上型と下型とを有し、前記プリフォームを収容する金型と、前記金型に収容される前記プリフォームを囲むように前記下型に設けられ、互いに独立して形成された複数の樹脂溜まり部と、前記複数の樹脂溜まり部に対して１対１に設けられ、各樹脂溜まり部と前記金型の内部とを連通する複数のフィルムゲートと、前記複数の樹脂溜まり部に対して１対１に設けられ、各樹脂溜まり部の深さを調整する複数の可動コアと、を備え、前記複数の可動コアは、互いに独立して各樹脂溜まり部の深さを調整するように形成されていることを特徴としている。

本発明に係る高圧タンクの製造装置では、複数の可動コアは、互いに独立して各樹脂溜まり部の深さを調整するように形成されているので、金型内部における樹脂の流動タイミングに基づき、これらの可動コアを介して各フィルムゲートから樹脂を注入するタイミングを制御することで、樹脂合流部におけるウェルドの発生を防止することができる。その結果、製造される高圧タンクの品質を向上することができる。

また、本発明に係る高圧タンクは、円筒状の胴体部と該胴体部の軸方向の両端に設けられた一対のドーム部とを有するライナーと、前記ライナーの外周面を覆う繊維強化樹脂層と、前記繊維強化樹脂層の外表面の少なくとも一部に設けられたフローメディアと、を備えることを特徴としている。

本発明に係る高圧タンクは、繊維強化樹脂層の外表面の少なくとも一部に設けられたフローメディアを備えている。フローメディアは樹脂含浸を促進する効果を有するため、高圧タンクを製造する際にウェルド及びボイドの発生を抑制することができる。従って、高圧タンクの品質を向上することができる。

本発明によれば、製造される高圧タンクの品質を向上することができる。

高圧タンクを示す平面図である。 高圧タンクを示す模式断面図である。 第１実施形態に係る高圧タンクの製造装置を示す模式横断面図である。 第１実施形態に係る高圧タンクの製造装置を示す模式縦断面図である。 高圧タンクが載置された状態の下型を示す平面図である。 上型を示す底面図である。 高圧タンクの製造装置を用いて高圧タンクを製造する方法を示す模式横断面図である。 高圧タンクの製造装置を用いて高圧タンクを製造する方法を示す模式横断面図である。 高圧タンク製造時におけるプリフォーム内圧及び金型内圧の変化を示す図である。 第２実施形態に係る高圧タンクの製造装置の下型を示す平面図である。 高圧タンクの製造装置を用いて高圧タンクを製造する方法を示す模式横断面図である。 高圧タンクの製造装置を用いて高圧タンクを製造する方法を示す模式横断面図である。 高圧タンクの製造装置を用いて高圧タンクを製造する方法を示す模式横断面図である。 第３実施形態に係る高圧タンクの製造装置の下型を示す平面図である。 第３実施形態に係る高圧タンクの製造装置を示す模式縦断面図である。 高圧タンクの製造装置を用いて高圧タンクを製造する方法を示す模式横断面図である。 高圧タンクの製造装置を用いて高圧タンクを製造する方法を示す模式横断面図である。 高圧タンクの製造装置を用いて高圧タンクを製造する方法を示す模式横断面図である。 高圧タンクの製造装置を用いて高圧タンクを製造する方法を示す模式横断面図である。

以下、図面を参照して本発明に係る高圧タンク及び高圧タンクの製造装置の実施形態について説明する。

[高圧タンク]
まず、図１Ａ及び図１Ｂを基に高圧タンクを説明する。高圧タンク１は、両端がドーム状に丸みを帯びた略円筒形状の高圧ガス貯蔵容器であって、ガスバリア性を有するライナー２と、ライナー２の外周面を覆う繊維強化樹脂層３とを備えている。

ライナー２は、高圧ガス（例えば水素ガス）を貯留する貯留空間を有する中空の容器であって、水素ガスに対するガスバリア性を有する材料によって形成されている。このライナー２は、円筒状の胴体部２１と該胴体部２１の軸方向の両側に配置された一対のドーム部２２，２３とを有する。胴体部２１は、高圧タンク１の軸Ｌ方向に沿って所定の長さで延在している。ドーム部２２及びドーム部２３は、胴体部２１の左右両側に連続して形成されており、胴体部２１から遠ざかるに従ってそれぞれ縮径している。ドーム部２２及びドーム部２３の頂部には、開口部がそれぞれ形成されており、これらの開口部には、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属材料により形成された口金４がそれぞれ装着されている。

ライナー２は、例えば、ポリエチレンやナイロン等の樹脂部材を用いて回転・ブロー成形法によって一体的に形成されている。また、ライナー２は、樹脂部材に代えてアルミニウム等の軽金属によって形成されてもよい。更に、ライナー２は、回転・ブロー成形法のような一体成形の製造方法に代えて、射出・押出成形等により複数に分割された部材を接合することにより形成されてもよい。

繊維強化樹脂層３は、ライナー２の外周面に巻回された繊維束と、該繊維束に含浸された樹脂とにより形成されている。繊維束は、例えば１０ｍｍ～３０ｍｍ程度の厚みを有する。この繊維束は、例えばＦＷ法によってライナー２の外表面に繊維を幾重にも巻き付けることによって形成されている。ここでの繊維としては、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等が挙げられる。繊維は、連続繊維から構成されてもよく、長繊維や短繊維から構成されてもよい。

繊維強化樹脂層３は、ライナー２に巻回された繊維束に樹脂を含浸させて硬化させることにより形成されている。樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられるが、ポリエチレン樹脂やポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることもできる。

また、本実施形態の高圧タンク１において、繊維強化樹脂層３の外表面の一部には、長尺状のフローメディア５が設けられている。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、フローメディア５は、例えば繊維強化樹脂層３の胴体部２１に対応する箇所に配置され、その長手方向が高圧タンク１の軸Ｌ方向に沿った状態で繊維強化樹脂層３の外表面に密着している。

フローメディア５は、樹脂含浸を促進する効果を有するため、ライナー２に巻回された繊維束に樹脂を含浸する際に、その樹脂含浸を促進させる効果を発揮する。これによって、高圧タンク１の製造時にウェルド及びボイドの発生を抑制することができるので、高圧タンク１の品質を向上することができる。なお、フローメディア５としては、例えばナイロン繊維やガラス繊維等によって形成された編み物が挙げられる。

本実施形態において、フローメディア５は、繊維強化樹脂層３の胴体部２１に対応する部分の一部に設けられているが、必要に応じて繊維強化樹脂層３のドーム部２２，２３に対応する部分に設けられてもよく、あるいは繊維強化樹脂層３の外周面の全体に設けられてもよい。

[高圧タンクの製造装置]
以下、高圧タンクの製造装置を説明する。

［第１実施形態］
まず、図２～図５を基に第１実施形態に係る高圧タンクの製造装置を説明する。本実施形態の高圧タンクの製造装置１００は、ＲＴＭ法に適する装置であって、高圧タンク１の中間体であるプリフォーム１０に対し、プリフォーム１０の繊維束に樹脂を含浸させ、更に含浸させた樹脂を硬化させることによって高圧タンク１を製造するための装置である。プリフォーム１０は、すなわち樹脂含浸前の高圧タンクであり、ライナー２と、ライナー２の外表面に巻回された繊維束とにより形成されている。

図２及び図３に示すように、高圧タンクの製造装置１００は、上下方向において相対的に移動可能な下型１１０と上型１１１により構成された金型１１２を備えている。ここでは、例えば下型１１０を固定型とし、上型１１１を可動型（固定型に対して可動する型）とするが、上型１１１を固定型、下型１１０を可動型としてもよいし、下型１１０および上型１１１の双方を可動型としてもよい。そして、下型１１０と上型１１１とを閉じる（すなわち、型締め）と、金型１１２の内部には、プリフォーム１０を収容する空間が形成される。この空間は、例えばプリフォーム１０の公差分だけ大きく作製される。

高圧タンクの製造装置１００には、プリフォーム１０を軸支するシャフト１１３が設けられている。シャフト１１３は、プリフォーム１０の左右両端に配置された口金４に挿入できるように形成され、プリフォーム１０を回転可能に支持する。また、このシャフト１１３は、中空構造を有し且つプリフォーム１０内に挿入される部分の周壁に複数の貫通孔が設けられている。このようにすれば、シャフト１１３を内圧供給部材としても用いることができる。すなわち、高圧樹脂注入時にライナー２の変形や破損を防止するため、プリフォーム１０のライナー２内にガスを注入し、プリフォーム１０の内部圧力を維持する必要があり、上述の構造を有するシャフト１１３を利用すればライナー２内にガスを容易に注入できる。

また、金型１１２の下型１１０には、真空脱気配管１１４が埋設されている。この真空脱気配管１１４は、金型１１２の外部に配置された真空ポンプ１１５と接続されている。真空ポンプ１１５を駆動することにより、真空脱気配管１１４を介して金型１１２の内部（すなわち、金型１１２の内部空間）を真空脱気することができる。

図３及び図４に示すように、下型１１０には、フィルムゲート１１７と複数のランナ１１６とが設けられている。フィルムゲート１１７は、樹脂の高圧注入によるプリフォーム１０の繊維ずれを防止するために用いられた樹脂注入部材であり、金型１１２の内部と連通している。ランナ１１６は、フィルムゲート１１７と樹脂注入配管１１８とを接続する構造である。本実施形態において、ランナ１１６は、プリフォーム１０の軸方向と直交した状態で下型１１０に配置されている。そして、複数のランナ１１６は、プリフォーム１０の中央部、プリフォーム１０の両端部にそれぞれ対応できるように等間隔に配置されている。

本実施形態において、樹脂注入配管１１８は、プリフォーム１０に対して横方向から樹脂を注入するように配置されているが（図２参照）、プリフォーム１０に対して上方から（すなわち、樹脂注入配管１１８が上型１１１から下型１１０に向かって配置される）樹脂を注入できるように配置されてもよい。樹脂注入配管１１８は、開閉バルブ１１９を介して樹脂タンク１２８と接続されている。樹脂タンク１２８に貯留された樹脂は、樹脂注入配管１１８、ランナ１１６及びフィルムゲート１１７を介して金型１１２の内部に注入される。樹脂は、例えば主剤と硬化剤とからなる２液系の熱硬化性のエポキシ樹脂であり、樹脂タンク１２８内の２つのタンクにそれぞれ貯留されている。

上述したように、金型１１２の内部に注入される樹脂は、重力の影響で先に下型１１０を流動し、その後上型１１１を流動するため、最上部を含むプリフォーム１０の上部が樹脂流動端末部となる。そして、本実施形態では、上型１１１におけるプリフォーム１０の上部に対応する位置には、一対の可動コア１２０が設けられている。

より具体的には、図３及び図５に示すように、上型１１１におけるプリフォーム１０の上部に対応する箇所には、２つの可動コア１２０が所定の間隔をもって離れて設けられている。２つの可動コア１２０は、それぞれ長尺状に形成され、プリフォーム１０の軸（すなわち、高圧タンク１の軸Ｌ）に対して左右対称に配置されている。可動コア１２０は、金型１１２の内部に配置されるプリフォーム１０と対向する面（内面）を有する。その内面は、上型１１１の内面の形状に倣った湾曲面であり、プリフォーム１０の外表面と当接する際の当接面になる。

図２及び図５に示すように、プリフォーム１０の軸方向（すなわち、プリフォーム１０の長手方向）において、可動コア１２０は、プリフォーム１０における胴体部２１の全長と対応する範囲に形成されている。

可動コア１２０は、プリフォーム１０の上部の外表面と当接するように、上型１１１に対して相対的に移動可能に形成されている。より具体的には、可動コア１２０は、駆動部１２１によってプリフォーム１０に対して接近したり又は離間したりすることができる。例えば、駆動部１２１の駆動によって、可動コア１２０は、プリフォーム１０に対して相対的に接近し、その内面をプリフォーム１０の上部の外表面に当接することができ、また、プリフォーム１０に対して相対的に離間することで、プリフォーム１０の外表面から離れることができる。

更に、可動コア１２０の内面には、圧力センサ１２２が埋め込まれている。圧力センサ１２２は、樹脂注入によって上型１１１及び可動コア１２０で生じた圧力（以下、これを「上型の樹脂圧力」という）を検出し、検出した結果を後述する制御部１２５に出力する。後述するが、本実施形態において、可動コア１２０は圧力センサ１２２の検出結果に基づいてプリフォーム１０の上部の外表面と当接可能に構成されている。

下型１１０には、圧力センサ１２３が配置されている。圧力センサ１２３は、樹脂注入によって下型１１０で生じた圧力（以下、これを「下型の樹脂圧力」という）を検出できるように、下型１１０に埋め込まれている。圧力センサ１２３は、その検出した結果を制御部１２５に出力する。

また、可動コア１２０には、該可動コア１２０を加熱するための可動コア加熱部１２４が配置されている。下型１１０には下型１１０を加熱するための下型加熱部１２６、上型１１１には該上型１１１を加熱するための上型加熱部１２７がそれぞれ設けられている。そして、可動コア加熱部１２４は、下型加熱部１２６及び上型加熱部１２７とは別体に設けられており、その温度が下型加熱部１２６及び上型加熱部１２７の温度と異なるように設定可能とされている。これらの加熱部は、例えば可動コア又は金型に内蔵された配管と、該配管内に挿入できるヒーターとからなる。なお、下型加熱部１２６及び上型加熱部１２７は、金型１１２を加熱する金型加熱部を構成する。

更に、本実施形態の高圧タンクの製造装置１００は、下型１１０に配置されるプリフォーム１０に対し、プリフォーム１０の上部に樹脂含浸促進部材を配置する配置部１２９を更に備えている。配置部１２９は、例えばロボットアームと該ロボットアームの先端に取り付けられた吸盤等を有するものであり、制御部１２５の指令に基づいて、所定の長さを有する樹脂含浸促進部材を吸引し、プリフォーム１０の上部の所定位置に樹脂含浸促進部材を配置させる。樹脂含浸促進部材としては、ナイロン繊維やガラス繊維などにより形成された網状のフローメディア等が挙げられる。

制御部１２５は、例えば演算を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、演算のためのプログラムを記録した二次記憶装置としてのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、演算経過の保存や一時的な制御変数を保存する一時記憶装置としてのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）とを組み合わせてなるマイクロコンピュータにより構成されており、記憶されたプログラムの実行によって高圧タンクの製造装置１００の各制御を行う。

例えば制御部１２５は、記憶されたプログラムの実行によって、可動コア加熱部１２４、下型加熱部１２６及び上型加熱部１２７の温度、加熱時間をそれぞれ制御する。また、制御部１２５は、記憶されたプログラムの実行により真空ポンプ１１５の作動、開閉バルブ１１９の開閉等を制御する。更に、制御部１２５は、圧力センサ１２２及び圧力センサ１２３の検出結果に基づいて駆動部１２１の駆動状況を制御する。

[高圧タンクの製造方法]
次に、図２、図６及び図７を基に高圧タンクの製造装置１００を用いて高圧タンク１を製造する方法を説明する。高圧タンク１の製造方法は、主に、プリフォーム１０を金型１１２の内部に配置して型締めを行う第１工程と、真空脱気後に金型１１２の内部に樹脂を注入する第２工程と、可動コア１２０でプリフォーム１０の上部外表面を加圧する第３工程と、樹脂を硬化させる第４工程と、を含む。

第１工程では、事前に作製されたプリフォーム１０を金型１１２の内部に配置する。具体的には、上型１１１を開いた状態で、シャフト１１３に軸支された状態でプリフォーム１０を下型１１０に配置する。続いて、配置部１２９を用いてプリフォーム１０の上部（すなわち、樹脂流動端末部）にフローメディア５を配置する。このとき、配置部１２９は、長尺状のフローメディア５を、その長手方向がプリフォーム１０の軸方向に沿うようにプリフォーム１０の最上部に配置する。また、配置されたフローメディア５の位置ずれを防止するために、接着剤等でフローメディア５をプリフォーム１０の最上部に仮固定してもよい。

続いて、可動コア加熱部１２４で可動コア１２０を、下型加熱部１２６で下型１１０を、上型加熱部１２７で上型１１１をそれぞれ加熱した状態で、型締めを行う。このとき、制御部１２５は、可動コア加熱部１２４の加熱温度を下型加熱部１２６及び上型加熱部１２７の加熱温度よりも１０℃高く設定する。型締めを行う際に、図２に示すように、可動コア１２０はプリフォーム１０の外表面と離間した状態である。そして、型締め後、制御部１２５は、真空ポンプ１１５を作動させることで金型１１２の内部を真空脱気する。

第２工程では、真空脱気完了後、樹脂を金型１１２の内部に注入する。このとき、制御部１２５は、開閉バルブ１１９に開弁するように制御指令を出力する。開閉バルブ１１９が開弁すると、樹脂タンク１２８からの樹脂６が樹脂注入配管１１８及びランナ１１６を経由しフィルムゲート１１７に流れ込み、更に金型１１２の内部に流入する（図６参照）。これによって、主剤と硬化剤とからなる２液系の熱硬化性のエポキシ樹脂が金型１１２の内部に注入され、プリフォーム１０の繊維束への含浸が行われる。また、このとき、制御部１２５は、圧力センサ１２３により検出された下型の樹脂圧力と、圧力センサ１２２により検出された上型の樹脂圧力とに基づいて、上型の樹脂圧力が下型の樹脂圧力に達したか否かを判定する。

上型の樹脂圧力が下型の樹脂圧力に達したと判定されると、第３工程に移り、可動コア１２０によるプリフォーム１０への加圧が行われる。具体的には、上型の樹脂圧力が下型の樹脂圧力に達したタイミングで、制御部１２５は、駆動部１２１に駆動するように制御指令を出力する。駆動部１２１が駆動すると、可動コア１２０はプリフォーム１０の上部外表面と当接し、該上部外表面を加圧する。これに伴い、プリフォーム１０の上部外表面を流動する樹脂は、可動コア１２０に加圧されることになる。

次に、制御部１２５は、図８に示すプリフォーム内圧及び金型内圧の変化関係図に基づいて、樹脂含浸の完了に達したか否かを判定する。なお、図８中のプリフォーム内圧は、樹脂注入時にライナー２の変形や破損を防止するために、ライナー２の内部にガスを注入することにより生じた圧力である。

一方、金型内圧は、金型１１２の内部に樹脂を注入することにより生じた圧力である。そして、ここでの下型の樹脂圧力及び上型の樹脂圧力は、ともに金型内圧のことであるが、金型上下で樹脂流動の時間差によって検出されるタイミングが異なる。より具体的には、注入樹脂が重力の関係で先に下型１１０の内部を流動し、その後徐々に上型１１１の内部を流動するため、下型の樹脂圧力が先に図８の曲線に沿って検出され、その後上型の樹脂圧力が検出される。最終的には、双方の圧力値が同じになる。すなわち、下型の樹脂圧力及び上型の樹脂圧力が共に図８中の金型内圧と略同じ波形になる。

そして、樹脂含浸が完了したと判定されると、第４工程に移り、樹脂硬化が行われる。具体的には、制御部１２５は、樹脂含浸完了したと判定した場合、可動コア加熱部１２４の加熱温度を低下させる。このとき、制御部１２５は、例えば可動コア加熱部１２４の加熱温度を、下型加熱部１２６及び上型加熱部１２７の加熱温度と同じになるように下げる。

続いて、樹脂６がプリフォーム１０の繊維束の内部まで完全に含浸したと判定されると、制御部１２５は、樹脂注入を停止し、プリフォーム１０全体の圧力分布を一定に維持しながら樹脂硬化を行う。樹脂硬化が完了すると、高圧タンク１を金型１１２から取り出す。これによって、高圧タンク１が製造される。

本実施形態の高圧タンクの製造装置１００では、上型１１１におけるプリフォーム１０の上部に対応する位置に可動コア１２０が設けられ、該可動コア１２０が圧力センサ１２２の検出結果に基づいてプリフォーム１０の上部外表面と当接可能にされているので、圧力センサ１２２を介して上型の樹脂圧力が下型の樹脂圧力に到達したタイミングで可動コア１２０を用いてプリフォーム１０の上部外表面を加圧することにより、プリフォーム１０の上部に発生するボイドやウェルドを押し潰すことができる。その結果、製造される高圧タンク１の品質を向上することができる。

また、可動コア加熱部１２４は、その温度が下型加熱部１２６の温度及び上型加熱部１２７の温度と異なるように設定可能にされているので、可動コア加熱部１２４の温度を下型加熱部１２６及び上型加熱部１２７の温度より高く（ここでは、１０℃高く）することで、プリフォーム１０の上部を流動する樹脂６を低粘度状態に維持することができる。これによって、プリフォーム１０の上部を流動する樹脂６の流動性を高めることができるので、ウェルド及びボイドの発生を抑制し、製造される高圧タンク１の品質を一層向上することが可能になる。

更に、配置部１２９を介してプリフォーム１０の上部にフローメディア５を配置することで、プリフォーム１０の上部におけるウェルド及びボイドの発生を一層抑制できるので、製造される高圧タンク１の品質を更に向上することができる。

また、可動コア１２０を２つにし、且つ可動コア１２０同士の間に隙間が生じるように離れて配置することで、可動コア１２０を用いてプリフォーム１０の上部外表面を加圧する際に、ボイドの発生原因である気泡をその隙間から容易に逃がすことができる。更に、２つの可動コア１２０をプリフォーム１０の軸に対して左右対称に配置することで、プリフォーム１０の曲面形状によりフィットし、均一な加圧を実現することができる。

更に、高圧タンクの製造装置１００を用いて高圧タンク１を製造する場合、樹脂６を硬化する際に、可動コア加熱部１２４の加熱温度、下型加熱部１２６及び上型加熱部１２７の加熱温度を同じにすることで、プリフォーム１０全体の温度を均一に保つことができるので、樹脂硬化時の残留歪みを低減することができる。これによって、製造される高圧タンク１の性能を高めることができる。

[第２実施形態]
次に、図９を基に第２実施形態に係る高圧タンクの製造装置２００を説明する。本実施形態の高圧タンクの製造装置２００は、主に、可動コアの構造において第１実施形態と相違している。以下では、その相違点のみを説明する。

図９に示すように、金型１１２Ａには、複数のランナ１１６Ａが設けられている。各ランナ１１６Ａは、その一端が樹脂注入配管１１８Ａ（図１０参照）と接続され、他端が金型１１２Ａの内部と連通するように構成されている。ランナ１１６Ａは、横方向から金型１１２Ａの内部に樹脂を注入できるように、金型１１２Ａに収容されるプリフォーム１０の周囲に配置されている。より具体的には、複数のランナ１１６Ａは、プリフォーム１０の軸方向と直交した状態で下型１１０Ａに配置されている。複数のランナ１１６Ａは、ライナー２における胴体部２１の中央部、胴体部２１の両端部、ドーム部２２及びドーム部２３にそれぞれ対応するように略等間隔に配置されている。なお、本実施形態では、樹脂注入配管１１８Ａは、上型１１１Ａから下型１１０Ａに向かって配置されている（図１０参照）。

また、本実施形態に係る高圧タンクの製造装置２００は、上型１１１Ａと下型１１０Ａとの間をシールする環状のシール部材２１０と、金型１１２Ａに収容されるプリフォーム１０とシール部材２１０との間に設けられた樹脂溜まり部２１１とを備えている。シール部材２１０は、例えばＯリングからなり、金型１１２Ａに収容されるプリフォーム１０を囲むように、下型１１０Ａに設けられた周溝（図示せず）に嵌め込まれている。

樹脂溜まり部２１１は、金型１１２Ａの内部に注入される樹脂がシール部材２１０への侵入を防止するための構造であり、下型１１０Ａに形成された溝からなる。すなわち、樹脂溜まり部２１１を設けない場合、金型１１２Ａの内部に注入された樹脂がシール部材２１０まで広がり、そこで硬化してバリとなる。そして、バリがシール部材２１０に付着したり、その周囲に残留したりすると、下型１１０Ａと上型１１１Ａとの間のシール性に影響し、シール不良を招く。その結果、金型１１２Ａ内部の真空度が低下し、ボイド等が発生する原因になる。そこで、本実施形態では、金型１１２Ａに収容されるプリフォーム１０とシール部材２１０との間に樹脂溜まり部２１１を設けて金型１１２Ａから溢れ出した樹脂を溜めることで、シール部材２１０への樹脂侵入を阻止する。

図９に示すように、樹脂溜まり部２１１は、一対であり、プリフォーム１０を取り囲むようにプリフォーム１０の軸に対して左右対称に配置されている。各樹脂溜まり部２１１は、プリフォーム１０の軸方向に沿う部分と軸方向に直交する部分とを有するようにコ字状となっており、それぞれのコ字状の開口がプリフォーム１０に向くように対向して配置されている。

樹脂溜まり部２１１の底部には、樹脂溜まり部２１１の深さを調整する可動コア２１２が配置されている。可動コア２１２は、駆動部１２１Ａによって樹脂溜まり部２１１の底部から上昇したり、底部まで下降したりするように形成されている。可動コア２１２が樹脂溜まり部２１１の底部から上昇すると、樹脂溜まり部２１１の深さが相対的に浅くなる。一方、可動コア２１２が下降すると、樹脂溜まり部２１１の深さが相対的に深くなる。また、図示しないが、可動コア２１２は、該可動コア２１２を加熱するための可動コア加熱部を有する。

また、樹脂溜まり部２１１の内部には、樹脂吸収部材（図示せず）が配置されている。樹脂吸収部材は、例えば不織布等の圧縮可能な樹脂吸収シートであり、樹脂溜まり部２１１に収容された樹脂を吸収することで、樹脂が樹脂溜まり部２１１から溢れ出してシール部材２１０へ侵入することを阻止する。なお、樹脂吸収部材の配置位置は、可動コア２１２の昇降に影響を与えなければ特に制限されなく、例えば樹脂溜まり部２１１の側壁に配置されている。

[高圧タンクの製造方法]
次に、図１０～図１２を基に高圧タンクの製造装置２００を用いて高圧タンクを製造する方法を説明する。高圧タンクの製造装置２００を用いて製造される高圧タンクは、例えばフローメディア５を備えないものである。そして、本実施形態に係る高圧タンクの製造方法は、主に、プリフォーム１０を金型１１２Ａの内部に配置して型締めを行う第１工程と、真空脱気後に金型１１２Ａの内部に樹脂を注入する第２工程と、可動コア２１２で樹脂溜まり部２１１に溜まる樹脂を加圧する第３工程と、樹脂を硬化させる第４工程と、を含む。

第１工程では、可動コア２１２を樹脂溜まり部２１１の底部まで下降した状態（すなわち、樹脂溜まり部２１１を比較的に深くした状態）で、可動コア加熱部で可動コア２１２を加熱する。このとき、制御部１２５は、可動コア加熱部の加熱温度を下型加熱部１２６及び上型加熱部１２７の加熱温度を１０℃高く設定する。続いて、樹脂溜まり部２１１の内部にシート状の不織布等の樹脂吸収部材を配置する。続いて、事前に作製されたプリフォーム１０を金型１１２Ａの内部に配置し、型締めを行う。型締め後、制御部１２５は、真空ポンプ１１５を作動させることで金型１１２Ａの内部を真空脱気する（図１０参照）。

第２工程では、真空脱気完了後、樹脂を金型１１２Ａの内部に注入する。このとき、制御部１２５は、開閉バルブ１１９に開弁するように制御指令を出力する。開閉バルブ１１９が開弁すると、樹脂タンク１２８からの樹脂６が樹脂注入配管１１８Ａ及びランナ１１６Ａを経由して金型１１２Ａの内部に流入する。これによって、主剤と硬化剤とからなる２液系の熱硬化性のエポキシ樹脂が金型１１２Ａの内部に注入され、プリフォーム１０の繊維束への含浸が行われる。そして、金型１１２Ａの内部に注入した樹脂６が樹脂溜まり部２１１の内部にも流入する（図１１参照）。

樹脂の注入に伴い、金型１１２Ａ内部の圧力（すなわち樹脂圧力）が徐々に上がっていく。制御部１２５は、圧力センサ１２３により検出された金型１１２Ａ内部の樹脂の圧力を常に取得し、上記図８に示す波形に基づいて、金型内部の樹脂の圧力が含浸時の圧力ピークに達した後に圧力低下開始のタイミングを監視する。ここでの含浸時の圧力ピークに達した後に圧力低下開始タイミングは、すなわち樹脂の硬化開始のタイミングである（図８参照）。

そして、金型内部の樹脂の圧力が含浸時の圧力ピークに達した後に圧力低下開始のタイミングで、制御部１２５は、樹脂溜まり部２１１を比較的に浅くするように可動コア２１２を上昇させる。これによって、第３工程に移る。

第３工程では、制御部１２５は、駆動部１２１Ａを駆動することにより可動コア２１２を上昇させる。可動コア２１２が上昇すると、樹脂溜まり部２１１の深さが比較的に浅くなるため、該樹脂溜まり部２１１に溜まった樹脂を加圧することになる（図１２参照）。そして、この状態において、プリフォーム１０の繊維束に含浸された樹脂を硬化し続ける。これと同時に、樹脂溜まり部２１１に溜まった樹脂も加圧された状態で硬化する。

第４工程では、制御部１２５は、図８に示す関係に基づいて樹脂硬化時間を制御する。そして、樹脂硬化が完了すると、制御部１２５は、駆動部１２１Ａを駆動して可動コア２１２を元の位置（すなわち、樹脂溜まり部２１１の底部）に戻すように可動コア２１２を下降させる。樹脂硬化が完了すると、樹脂溜まり部２１１に溜まった樹脂、ランナ１１６Ａに残された樹脂、及び、プリフォーム１０の繊維束に含浸された樹脂は一体的になる。言い換えれば、樹脂溜まり部２１１に溜まった樹脂、ランナ１１６に残された樹脂、及び、プリフォーム１０の繊維束に含浸された樹脂は互いに連結される状態になる。

その後、樹脂含浸完了後のプリフォーム１０を金型１１２Ａから取り出し、該プリフォーム１０と一体化されて硬化した、樹脂溜まり部２１１に溜まった樹脂及びランナ１１６Ａに残された樹脂を取り除く。これによって、高圧タンクが製造される。

本実施形態に係る高圧タンクの製造装置２００では、樹脂溜まり部２１１の底部には、樹脂溜まり部２１１の深さを調整する可動コア２１２が配置されている。可動コア２１２の位置を上昇することにより、樹脂溜まり部２１１に溜まった樹脂を加圧して意図的に一定の厚さ（例えば１ｍｍ）で硬化させることで、該樹脂溜まり部２１１に溜まった樹脂、ランナ１１６Ａに残された樹脂、及び製造される高圧タンクを一体的にすることが可能になる。従って、製造される高圧タンクを金型１１２Ａから取り外す際に、製造される高圧タンクと一体化された、樹脂溜まり部２１１に溜まった樹脂及びランナ１１６Ａに残された樹脂も一緒に金型１１２Ａから取り除くことができる。これによって、樹脂溜まり部２１１に溜まった樹脂とランナ１１６Ａに残された樹脂とが硬化しバリとして金型内部に残留したり、製造された高圧タンクに混入したりすることを抑制でき、バリの残留及び混入による不良品の発生を防止することができる。その結果、製造される高圧タンクの品質及び性能を向上することができる。

また、製造される高圧タンクと一体化された、樹脂溜まり部２１１に溜まった樹脂及びランナ１１６Ａに残された樹脂を一緒に金型１１２Ａから取り除くことができるので、高圧タンクの製造装置２００を用いて高圧タンクの連続生産を行うことが可能になる。その結果、高圧タンクの生産性の向上とコストの削減とを図ることができる。

更に、このようにすることで、仮に樹脂が良い流動性を有する低粘度のエポキシ樹脂であっても、可動コア２１２で該エポキシ樹脂を加圧し硬化することにより、硬化したエポキシ樹脂がバリとして金型への残留、高圧タンクへの混入を確実に抑制することができる。また、可動コア２１２を加熱するための可動コア加熱部を有するので、樹脂溜まり部２１１に溜まった樹脂を加圧して硬化させる際に、仮に硬化予定の厚さが薄い場合（すなわち、薄肉）であっても、可動コア加熱部で加熱することにより、樹脂の硬化度を高くすることができる。

[第３実施形態]
次に、図１３及び図１４を基に第３実施形態に係る高圧タンクの製造装置３００を説明する。本実施形態の高圧タンクの製造装置３００は、主に、可動コアの構造において第１実施形態と相違している。以下では、その相違点のみを説明する。

本実施形態に係る高圧タンクの製造装置３００では、複数のフィルムゲートを用いて金型１１２Ｂに収容されるプリフォーム１０の左右両側から樹脂注入を行う。そして、複数のフィルムゲートは、互いに独立している。ここでの独立とは、フィルムゲート同士が繋がっておらず、分割される意味である。

図１３に示すように、金型１１２Ｂに収容されるプリフォーム１０の左右両側には、互いに独立した５つのフィルムゲート（第１フィルムゲート３０１、２つの第２フィルムゲート３０２、及び２つの第３フィルムゲート３０３）が配置されている。第１フィルムゲート３０１、２つの第２フィルムゲート３０２、及び２つの第３フィルムゲート３０３は、それぞれ下型１１０Ｂに設けられ、プリフォーム１０の軸方向に沿うように並べられている。より具体的には、第１フィルムゲート３０１はプリフォーム１０の胴体部２１の中央部、第３フィルムゲート３０３は胴体部２１の端部（すなわち、ドーム部２２又はドーム部２３に隣接する端部）、第２フィルムゲート３０２は胴体部２１の中央部と端部との間の部分とそれぞれ対応するように、略等間隔で配置されている。そして、各フィルムゲートは、互いに連通していない。

また、高圧タンクの製造装置３００は、第１フィルムゲート３０１、２つの第２フィルムゲート３０２、及び２つの第３フィルムゲート３０３に対して１対１で複数の樹脂溜まり部を備えている。具体的には、第１フィルムゲート３０１に対応して第１樹脂溜まり部３２１、第２フィルムゲート３０２に対応して第２樹脂溜まり部３２２、第３フィルムゲート３０３に対応して第３樹脂溜まり部３２３が、下型１１０Ｂにそれぞれ設けられている。

各樹脂溜まり部の底部には、各樹脂溜まり部の深さを調整するための可動コアが設けられている。具体的には、第１樹脂溜まり部３２１の底部に該第１樹脂溜まり部３２１の深さを調整する第１可動コア３１１、第２樹脂溜まり部３２２の底部に該第２樹脂溜まり部３２２の深さを調整する第２可動コア３１２、第３樹脂溜まり部３２３の底部に該第３樹脂溜まり部３２３の深さを調整する第３可動コア３１３がそれぞれ配置されている。これらの可動コアは、互いに独立して各樹脂溜まり部の深さを調整するように形成されている。

各樹脂溜まり部、各可動コア及び各フィルムゲートの構造は、同様であるため、ここでは図１４に示す第１樹脂溜まり部３２１、第１フィルムゲート３０１及び第１可動コア３１１の例を挙げて説明する。

図１４に示すように、下型１１０Ｂにおいて、第１フィルムゲート３０１は、該第１フィルムゲート３０１よりも深い第１樹脂溜まり部３２１と連通している。第１樹脂溜まり部３２１は、第１フィルムゲート３０１よりもプリフォーム１０から離れる側に配置され、その底部には第１可動コア３１１が配置されている。第１可動コア３１１は、例えばブロック状に形成され、第１樹脂溜まり部３２１の深さを調整できるように、駆動部１２１Ｂによって第１樹脂溜まり部３２１内で上昇したり下降したりすることができる。なお、第１樹脂溜まり部３２１は、ランナ１１６Ｂを介して樹脂注入配管１１８Ｂと連通している。

また、図１３に示すように、下型１１０Ｂには、複数の圧力センサ（２つの圧力センサ３０５、及び２つの圧力センサ３０６）が配置されている。圧力センサ３０５は、下型１１０Ｂのうち胴体部２１の中央部と端部との間の部分に対応する位置に埋め込まれ、該位置を流動する樹脂の圧力を検出する。圧力センサ３０６は、下型１１０Ｂのうち胴体部２１の端部に対応する位置に埋め込まれ、該位置を流動する樹脂の圧力を検出する。これらの圧力センサ３０５，３０６は、それぞれの検出結果を制御部１２５に出力する。

本実施形態では、制御部１２５は、圧力センサ３０５の検出結果が入力される場合に、駆動部１２１Ｂを介して第２可動コア３１２を上昇させ、圧力センサ３０６の検出結果が入力される場合に、駆動部１２１Ｂを介して第３可動コア３１３を上昇させるようにされている。

[高圧タンクの製造方法]
次に、図１５～図１８を基に高圧タンクの製造装置３００を用いて高圧タンクを製造する方法を説明する。高圧タンクの製造装置３００を用いて製造される高圧タンクは、例えばフローメディア５を備えないものである。そして、本実施形態に係る高圧タンクの製造方法は、主に、プリフォーム１０を金型１１２Ｂの内部に配置して型締めを行う第１工程と、真空脱気後に各樹脂溜まり部に樹脂を注入する第２工程と、各可動コアを順次に上昇させることで樹脂を金型１１２Ｂの内部に注入する第３工程と、樹脂を硬化させる第４工程と、を含む。

第１工程では、事前に作製されたプリフォーム１０を金型１１２Ｂの内部に配置する。具体的には、上型１１１Ｂを開いた状態で、シャフト１１３に軸支された状態でプリフォーム１０を下型１１０Ｂに載置する。続いて、下型加熱部１２６で下型１１０Ｂを、上型加熱部１２７で上型１１１Ｂをそれぞれ加熱した状態で型締めを行う。型締め後、制御部１２５は、真空ポンプ１１５を作動させることで金型１１２Ｂの内部を真空脱気する。

第２工程では、真空脱気完了後、樹脂を各樹脂溜まり部に注入する。具体的には、制御部１２５は、全ての可動コアが下がった状態（すなわち、第１可動コア３１１、第２可動コア３１２及び第３可動コア３１３をそれぞれの樹脂溜まり部の底部に位置させる状態）で、開閉バルブ１１９に開弁するように制御指令を出力する。開閉バルブ１１９が開弁すると、樹脂タンク１２８からの樹脂６が樹脂注入配管１１８Ｂ及びランナ１１６Ｂを経由し各樹脂溜まり部に流入する（図１５参照）。

各樹脂溜まり部への樹脂注入が完了すると（例えば各樹脂溜まり部が満杯になるまで樹脂６を注入する）、第３工程に移る。第３工程では、制御部１２５は、各樹脂溜まり部に溜まった樹脂６を同時に金型１１２Ｂの内部に注入せず、各樹脂溜まり部に溜まった樹脂６を一定の順序で金型１１２Ｂの内部に注入するようにリレー制御を行う。

具体的には、制御部１２５は、まず駆動部１２１Ｂを介して第１可動コア３１１だけを上昇させる。第１可動コア３１１が上昇すると、第１樹脂溜まり部３２１に溜まった樹脂６は、該第１樹脂溜まり部３２１と連通する第１フィルムゲート３０１を介し、金型１１２Ｂの内部に流入する（図１６参照）。これによって、プリフォーム１０の繊維束への樹脂含浸が開始する。

第１フィルムゲート３０１から流入した樹脂６は、重力の関係でまず下型１１０Ｂの内部に流れ込む。更に、図１３の矢印に示すように、樹脂６は下型１１０Ｂの中央から左右両端に向かって流動する。そして、樹脂６が圧力センサ３０５の埋め込まれた場所を通過すると、圧力センサ３０５がそれを検出し、その検出結果を制御部１２５に出力する。

圧力センサ３０５の検出結果が入力されると、制御部１２５は、駆動部１２１Ｂを介して第１可動コア３１１の両側に配置された第２可動コア３１２を上昇させる。第２可動コア３１２が上昇すると、第２樹脂溜まり部３２２に溜まった樹脂６が該第２樹脂溜まり部３２２と連通する第２フィルムゲート３０２を介し、下型１１０Ｂの内部に流入し、第１フィルムゲート３０１を介して流入した樹脂６と合流する（図１７参照）。そして、合流した樹脂６が更に下型１１０Ｂの左右両端に向かって流動する。

そして、樹脂６が圧力センサ３０６の埋め込まれた場所を通過すると、圧力センサ３０６はそれを検出し、その検出結果を制御部１２５に出力する。圧力センサ３０６の検出結果が入力されると、制御部１２５は、駆動部１２１Ｂを介して第２可動コア３１２の両側に配置された第３可動コア３１３を上昇させる。第３可動コア３１３が上昇すると、第３樹脂溜まり部３２３に溜まった樹脂６が該第３樹脂溜まり部３２３と連通する第３フィルムゲート３０３を介し、下型１１０Ｂの内部に流入し、更に、第１フィルムゲート３０１及び第２フィルムゲート３０２を介して流入した樹脂６と合流する。そして、合流した樹脂６が更に下型１１０Ｂの左右両端に向かって流動する。下型１１０Ｂ内部の隅まで樹脂６が行きわたると、樹脂６は上型１１１Ｂまで流入する。これによって、金型１１２Ｂの内部の樹脂注入が完了し、プリフォーム１０の繊維束全体の樹脂含浸が行われる（図１８参照）。

そして、制御部１２５によって樹脂含浸が完了したと判定されると、第４工程に移り、樹脂硬化が行われる。具体的には、樹脂６がプリフォーム１０の繊維束の内部まで完全に含浸した後、制御部１２５は、樹脂注入を停止し、プリフォーム１０全体の圧力分布を一定に維持しながら樹脂硬化を行う。樹脂硬化が完了すると、樹脂含浸完了のプリフォーム１０を金型１１２Ｂから取り出す。これによって、高圧タンクが製造される。

本実施形態に係る高圧タンクの製造装置３００では、第１可動コア３１１、第２可動コア３１２及び第３可動コア３１３は、互いに独立して各樹脂溜まり部（第１樹脂溜まり部３２１、第２樹脂溜まり部３２２及び第３樹脂溜まり部３２３）の深さを調整するように形成されている。制御部１２５は、金型１１２Ｂ内部の樹脂６の流動タイミングに基づき、これらの可動コアを介して各フィルムゲート（第１フィルムゲート３０１、第２フィルムゲート３０２及び第３フィルムゲート３０３）から樹脂を注入するタイミングを制御することで、樹脂合流部におけるウェルドの発生を防止することができる。

すなわち、制御部１２５は、フィルムゲート毎の樹脂量を独立して制御し、樹脂流動を検出する圧力センサの検出結果に基づいて各フィルムゲートからの樹脂の注入タイミングを制御することで、樹脂会合角のないリレー成形を行うことができる。これによって、ウェルドの発生を確実に防止でき、製造される高圧タンクの品質を向上することができる。

また、制御部１２５は、プリフォーム１０の各部位の積層厚さに応じて、可動コアを介して樹脂溜まり部の深さを設定し、フィルムゲートからの樹脂注入速度を制御することが好適である。このようにすれば、プリフォーム１０の各部位の積層厚さに応じて樹脂注入の条件を最適化することができるので、製造される高圧タンクの品質を一層高めることができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上述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。例えば第３実施形態において、５つのフィルムゲート、樹脂溜まり部及び可動コアの例を挙げて説明したが、必要に応じてそれらの数を増減してもよい。

１：高圧タンク、２：ライナー、３：繊維強化樹脂層、４：口金、５：フローメディア、６：樹脂、１０：プリフォーム、１００：高圧タンクの製造装置、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ：下型、１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ：上型、１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ：金型、１１３：シャフト、１１４：真空脱気配管、１１５：真空ポンプ、１１６：ランナ、１１７：フィルムゲート、１１８，１１８Ａ，１１８Ｂ：樹脂注入配管、１１９：開閉バルブ、１２０：可動コア、１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ：駆動部、１２２，１２３：圧力センサ、１２４：可動コア加熱部、１２５：制御部、１２６：下型加熱部、１２７：上型加熱部、１２８：樹脂タンク、１２９：配置部、２００：高圧タンクの製造装置、２１０：シール部材、２１１：樹脂溜まり部、２１２：可動コア、３００：高圧タンクの製造装置、３０１：第１フィルムゲート、３０２：第２フィルムゲート、３０３：第３フィルムゲート、３０５，３０６：圧力センサ、３１１：第１可動コア、３１２：第２可動コア、３１３：第３可動コア、３２１：第１樹脂溜まり部、３２２：第２樹脂溜まり部、３２３：第３樹脂溜まり部

Claims (8)

1. ライナーの外表面に繊維束が巻回されたプリフォームに対し、前記繊維束に樹脂を含浸させることで高圧タンクを製造するための装置であって、
   上型と下型とを有し、前記プリフォームを収容する金型と、
   前記上型における前記プリフォームの上部に対応する位置に設けられ、前記プリフォームの上部外表面と当接するように前記上型に対して相対的に移動可能な可動コアと、
   前記可動コアに設けられ、前記金型内部の樹脂の圧力を検出する圧力センサと、
   を備え、
   前記可動コアは、前記圧力センサにより検出された結果に基づいて前記プリフォームの上部外表面と当接可能にされていることを特徴とする高圧タンクの製造装置。
2. 前記金型を加熱する金型加熱部と、
   前記金型加熱部とは別体に形成され、前記可動コアを加熱する可動コア加熱部と、
   を更に備え、
   前記可動コア加熱部は、その温度が前記金型加熱部の温度と異なるように設定可能にされている請求項１に記載の高圧タンクの製造装置。
3. 前記下型に配置される前記プリフォームに対し、前記プリフォームの上部に樹脂含浸促進部材を配置する配置部を更に備える請求項１又は２に記載の高圧タンクの製造装置。
4. ライナーの外表面に繊維束が巻回されたプリフォームに対し、前記繊維束に樹脂を含浸させることで高圧タンクを製造するための装置であって、
   上型と下型とを有し、前記プリフォームを収容する金型と、
   前記金型に収容される前記プリフォームを囲むように設けられ、前記上型と前記下型との間をシールする環状のシール部材と、
   前記プリフォームと前記シール部材との間に設けられた樹脂溜まり部と、
   を備え、
   前記樹脂溜まり部の底部には、前記樹脂溜まり部の深さを調整する可動コアが配置されていることを特徴とする高圧タンクの製造装置。
5. 前記可動コアは、前記金型内部への樹脂注入時に前記樹脂溜まり部を比較的に深くし、前記金型内部の樹脂の圧力がピークに達した後に圧力低下開始のタイミングで前記樹脂溜まり部を比較的に浅くする請求項４に記載の高圧タンクの製造装置。
6. 前記樹脂溜まり部の内部には、樹脂吸収部材が配置されている請求項４又は５に記載の高圧タンクの製造装置。
7. ライナーの外表面に繊維束が巻回されたプリフォームに対し、前記繊維束に樹脂を含浸させることで高圧タンクを製造するための装置であって、
   上型と下型とを有し、前記プリフォームを収容する金型と、
   前記金型に収容される前記プリフォームを囲むように前記下型に設けられ、互いに独立して形成された複数の樹脂溜まり部と、
   前記複数の樹脂溜まり部に対して１対１に設けられ、各樹脂溜まり部と前記金型の内部とを連通する複数のフィルムゲートと、
   前記複数の樹脂溜まり部に対して１対１に設けられ、各樹脂溜まり部の深さを調整する複数の可動コアと、
   を備え、
   前記複数の可動コアは、互いに独立して各樹脂溜まり部の深さを調整するように形成されていることを特徴とする高圧タンクの製造装置。
8. 円筒状の胴体部と該胴体部の軸方向の両端に設けられた一対のドーム部とを有するライナーと、
   前記ライナーの外周面を覆う繊維強化樹脂層と、
   前記繊維強化樹脂層の外表面の少なくとも一部に設けられたフローメディアと、
   を備えることを特徴とする高圧タンク。

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