JP2024043009A

JP2024043009A - タンク

Info

Publication number: JP2024043009A
Application number: JP2022147978A
Authority: JP
Inventors: 康博飯田; 武史石川; 拓矢小林; 直樹上田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2022-09-16
Filing date: 2022-09-16
Publication date: 2024-03-29
Also published as: DE102023121676A1; CN117722585A; US20240093834A1

Abstract

【課題】ドーム部の強度を確保しつつ、繊維強化樹脂の使用量を削減することができるタンクを提供する。【解決手段】タンク１は、円筒状の胴体部１１と胴体部１１の軸方向の両端に設けられた一対のドーム部（第１ドーム部１２、第２ドーム部１３）とを有するライナー１０と、ライナー１０を覆うとともに繊維束に樹脂が含浸された繊維強化樹脂によって形成された補強層２０とを備える。補強層２０は、ドーム部の頂点側からドーム部と胴体部１１との境界部１４，１５を越えて胴体部１１の一部に至るまで配置された第１部分補強層２４，第２部分補強層２５と、第１部分補強層２４及び第２部分補強層２５の外側に配置されるとともに、端部２４１，２５１を押えるように形成された外側フープ層２６とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、タンクに関する。

水素タンク等のタンクとして、例えば下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載のタンクは、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、及び、ライナーを覆うように設けられた補強層を備えている。そして、補強層は、ＦＷ（ＦｉｌａｍｅｎｔＷｉｎｄｉｎｇ）法で樹脂が含浸された繊維束をライナーの外周面に巻き付けることにより形成されている。より具体的には、補強層は、ヘリカル巻き及びフープ巻きでライナーを周回して配置された第１テープと、少なくともドーム部を通るように胴体部の直径より短い範囲で配置された第２テープとにより形成されている。

特表２０１９－５２７３２１号公報

タンクでは、ドーム部の強度（言い換えれば、タンクの軸方向の強度）は、ヘリカル巻きによって担保されており、胴体部の強度（言い換えれば、タンクの径方向の強度）はフープ巻きによって担保されている。ヘリカル巻きは、繊維束をドーム部及び胴体部の外周面に螺旋状に巻き付ける方法であるので、ドーム部のみならず、胴体部にも形成されるが、胴体部の補強への寄与度は少ない。

上述特許文献１に記載のタンクでは、連続した繊維束をヘリカル巻きでライナーの両端にあるドーム部を往復するように巻き付けるので、繊維束が胴体部を必ず通過することになる。従って、繊維束に樹脂が含浸された繊維強化樹脂の使用量が無駄になる問題が生じる。このため、ドーム部の強度を確保しつつ繊維強化樹脂の使用量を削減できるタンクが望まれている。

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、ドーム部の強度を確保しつつ、繊維強化樹脂の使用量を削減することができるタンクを提供することを目的とする。

本発明に係るタンクは、円筒状の胴体部と前記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、前記ライナーを覆うとともに繊維束に樹脂が含浸された繊維強化樹脂によって形成された補強層と、を備えるタンクであって、前記補強層は、前記ドーム部の頂点側から前記ドーム部と前記胴体部との境界部を越えて前記胴体部の一部に至るまで配置された部分補強層と、前記部分補強層の外側に配置されるとともに、前記部分補強層の前記胴体部側の端部を押えるように形成された外側フープ層と、を有することを特徴としている。

本発明に係るタンクによれば、ドーム部の頂点側からドーム部と胴体部との境界部を越えて胴体部の一部に至るまで配置された部分補強層を有するので、該部分補強層でドーム部を補強することができる。このため、ドーム部を補強するヘリカル層の量を減らすことができるので、ヘリカル層の形成に伴って胴体部にもヘリカル層を形成する量が少なくなる。その結果、ドーム部の強度を確保しつつ、従来と比べて繊維強化樹脂の使用量を削減することができる。

本発明に係るタンクにおいて、前記部分補強層の前記端部は、その厚さが薄くなるように前記タンクの外側から内側に向けて傾斜していることが好ましい。

このようにすれば、部分補強層の端部での段差が形成されにくくなるので、段差による外側フープ層への影響を低減することができる。従って、部分補強層とその外側に配置された外側フープ層との間の隙間を抑制することができ、部分補強層と外側フープ層との密着性を高めることができ、層間剥離を防止できる。その結果、外側フープ層で部分補強層の端部を安定して押えることができ、部分補強層を確実に固定することができる。

また、本発明に係るタンクにおいて、前記補強層は、前記外側フープ層とで前記部分補強層の前記端部を挟むように前記部分補強層の内側に配置された内側フープ層を更に有することが好ましい。このようにすれば、外側フープ層と内側フープ層とで部分補強層の端部を挟むことにより、部分補強層の端部を更に安定させることができる。

また、本発明に係るタンクにおいて、前記内側フープ層は、予め作製された円筒状の分割体であることが好ましい。このようにすれば、内側フープ層を容易に作製することができる。

また、本発明に係るタンクにおいて、前記内側フープ層における前記胴体部の軸方向の両端部は、それぞれの厚さが薄くなるように前記タンクの外側から内側に向けて傾斜する傾斜端部であり、前記部分補強層の前記端部は、前記内側フープ層の前記傾斜端部よりも前記胴体部の中央側に配置されていることが好ましい。

このように内側フープ層における胴体部の軸方向の両端部が傾斜端部であるので、傾斜端部での段差が形成されにくくなり、段差による部分補強層への影響を低減することができる。従って、内側フープ層とその外側に配置された部分補強層との間の隙間を抑制することができ、内側フープ層と部分補強層との密着性を高めることができ、層間剥離を防止できる。また、部分補強層の端部が内側フープ層の傾斜端部よりも胴体部の中央側に配置され、すなわち、部分補強層の端部が比較的に平坦な胴体部に配置されるので、外側フープ層による部分補強層の端部への押えを安定させることができる。

本発明によれば、ドーム部の強度を確保しつつ、繊維強化樹脂の使用量を削減することができるタンクを提供することを目的とする。

第１実施形態に係るタンクを示す断面図である。第１実施形態に係るタンクを示す部分拡大断面図である。第２実施形態に係るタンクを示す断面図である。第２実施形態に係るタンクを示す部分拡大断面図である。

以下、図面を参照して本発明に係るタンクの実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、その重複説明を省略する。また、下記の説明において、タンクが燃料電池車両に搭載されて内部に高圧の水素ガスが充填される例を挙げるが、タンクに充填可能なガスは、水素ガスに限定されず、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）等の各圧縮ガス、ＬＮＧ（液化天然ガス）、ＬＰＧ（液化石油ガス）等の各種液化ガス等であってもよい。

［第１実施形態］
図１は第１実施形態に係るタンクを示す断面図であり、図２は第１実施形態に係るタンクを示す部分拡大断面図である。図１に示すように、本実施形態のタンク１は、両端がドーム状に丸みを帯びた略円筒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１０と、ライナー１０の外周面を覆うように形成された補強層２０と、タンク１の一端部に装着された口金３０と、口金３０を閉塞するバルブ４０と、を備えている。

ライナー１０は、高圧水素を貯留する貯留空間２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樹脂材料によって形成されている。このライナー１０は、円筒状の胴体部１１と、該胴体部１１の軸方向（すなわち、タンク１の軸Ｌ方向）の両端に設けられた一対のドーム部（第１ドーム部１２、第２ドーム部１３）とで構成されている。胴体部１１は、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。第１ドーム部１２は例えば胴体部１１の右側に配置され、第２ドーム部１３は胴体部１１の左側に配置されている。第１ドーム部１２及び第２ドーム部１３は、それぞれ胴体部１１から遠ざかるに従って縮径するように半球状を呈している。そして、本実施形態では、半球状の第１ドーム部１２と円筒状の胴体部１１との境界部を１４とし、半球状の第２ドーム部１３と円筒状の胴体部１１との境界部を１５とする。

また、一対のドーム部のうちの片方（本実施形態では、第１ドーム部１２）の頂部には開口部が形成され、該開口部にはライナー１０と一体成形された口金３０が挿通されている。一方、第２ドーム部１３には開口部が形成されていない。なお、第２ドーム部１３は、第１ドーム部１２と同様に口金３０が挿通される開口部を有してもよい。

このような構成を有するライナー１０は、例えばポリエチレンやナイロンなどの樹脂材料を用いて射出成形やブロー成形等により胴体分割体、第１ドーム分割体及び第２ドーム分割体をそれぞれ形成し、これらの分割体を連結することにより形成されてもよく、ポリエチレンやナイロン等の樹脂部材を用いて回転・ブロー成形によって一体的に形成されてもよい。

補強層２０は、ライナー１０を補強してタンク１の剛性や耐圧性などの機械的強度を向上させる機能を有するものであり、繊維強化樹脂により形成された層を複数有する。繊維強化樹脂は、例えば直径が数μｍ程度の繊維を束ねて構成された繊維束に、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂が含浸されることにより形成されている。繊維としては、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、スチール繊維、ＰＢＯ繊維、天然繊維、又は高強度ポリエチレン繊維などの強化繊維を挙げることができ、特に軽量性及び機械的強度などの観点から炭素繊維を用いることが好ましい。

熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂に代表される変性エポキシ樹脂、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、熱硬化性ポリイミド樹脂を挙げることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、ポリアクリル酸エステル、ポリイミド、ポリアミド等が挙げられる。

図１に示すように、補強層２０は、ライナー１０全体を覆う内側ヘリカル層２１と、内側ヘリカル層２１の外側であってライナー１０の胴体部１１に対応する位置に配置された内側フープ層２２と、内側ヘリカル層２１の外側であってライナー１０の第１ドーム部１２に対応する位置に配置された第１部分補強層２４と、内側ヘリカル層２１の外側であってライナー１０の第２ドーム部１３に対応する位置に配置された第２部分補強層２５と、第１部分補強層２４の端部２４１及び第２部分補強層２５の端部２５１を押えるように形成された外側フープ層２６と、外側フープ層２６の外側に配置されてライナー１０の全体を覆うように形成された外側ヘリカル層２７と、を有する。

内側ヘリカル層２１は、胴体部１１、第１ドーム部１２及び第２ドーム部１３の外周面に樹脂が含浸された繊維束をヘリカル巻きにすることにより形成されている。

内側フープ層２２は、内側ヘリカル層２１の外周面のうち胴体部１１に対応する位置に樹脂が含浸された繊維束をフープ巻きにすることにより形成されている。図１及び図２に示すように、胴体部１１の軸方向（すなわち、タンク１の軸Ｌ方向）において、内側フープ層２２の一端部（例えば第１ドーム部１２に近い端部）は、その厚さが薄くなるようにタンク１の外側から内側に向けて傾斜する傾斜端部２２１である。内側フープ層２２の他端部（例えば第２ドーム部１３に近い端部）は、その厚さが薄くなるようにタンク１の外側から内側に向けて傾斜する傾斜端部２２２である。

内側フープ層２２の傾斜端部２２１，２２２を形成する方法としては、例えば胴体部１１の軸方向に沿って一端から他端に向けて樹脂が含浸された繊維束をフープ巻きにして１層目のフープ層を形成し、他端から一端に向けて繊維束をフープ巻きにして２層目のフープ層を形成するときに、２層目のフープ層のスタート位置を１層目のフープ層の終了位置よりも胴体部１１の中央側に配置するように繊維束をずらし、２層目のフープ層の終了位置を１層目のフープ層のスタート位置よりも胴体部１１の中央側に配置するように繊維束をずらす。以降、同じ方法で３層目、４層目、…Ｎ層目のフープ層を順次にずらして積層していくと、傾斜端部２２１，２２２を有する内側フープ層２２を形成することができる。

第１部分補強層２４は主に第１ドーム部１２に対応する補強層であり、第２部分補強層２５は主に第２ドーム部１３に対応する補強層である。この２つの部分補強層はともにドーム状を呈しているが、口金３０が挿通される開口部を有するか否かで相違している。すなわち、第１部分補強層２４は口金３０が挿通される開口部を有するが、第２部分補強層２５は開口部を有さない。以下では、第１部分補強層２４の例を挙げて説明し、第２部分補強層２５の説明を簡略する。

図１及び図２に示すように、第１部分補強層２４は、第１ドーム部１２の頂点側から第１ドーム部１２と胴体部１１との境界部１４を越えて胴体部１１の一部に至るまで配置されている。ここでの胴体部１１の一部は、例えば境界部１４から１００ｍｍ～２００ｍｍの範囲である。また、第１部分補強層２４の胴体部１１側の端部２４１は、厚さが薄くなるようにタンク１の外側から内側に向けて傾斜している。そして、端部２４１は、内側フープ層２２の傾斜端部２２１よりも胴体部１１の中央側に配置されている。

第１部分補強層２４は、例えばＡＦＤ（ＡｕｔｏｍａｔｅｄＦｉｂｅｒＰｌａｃｅｍｅｎｔ）法で内側ヘリカル層２１及び内側フープ層２２の外周面の一部に樹脂が含浸された繊維束を配置して複数積層することにより形成されている。例えば、自動繊維配置機を利用してＣＦＲＰ（ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）からなるプリプレグを内側ヘリカル層２１及び内側フープ層２２の外周面の一部に貼り付けることにより第１部分補強層２４を形成する。

第１部分補強層２４の傾斜する端部２４１を形成する方法としては、例えば樹脂が含浸された繊維束を貼り付けて１層目を形成しその上に２層目を形成するとき、２層目の端位置を１層目の端位置よりも第１ドーム部１２の頂点側に配置するように繊維束をずらす。以降、同じ方法で３層目、４層目、…Ｎ層目を順次に繊維束をずらして積層していくと、傾斜した端部２４１を有する第１部分補強層２４を形成することができる。

なお、第１部分補強層２４は、内側ヘリカル層２１及び内側フープ層２２と同じ外径を有するマンドレルを用いて形成されてもよい。この場合、マンドレルに形成された第１部分補強層２４は、硬化した後にマンドレルから外し、内側ヘリカル層２１及び内側フープ層２２に嵌め込んでもよく、未硬化の状態でマンドレルから外し、内側ヘリカル層２１及び内側フープ層２２に嵌め込んでもよい。

しかし、自動繊維配置機に備え付けられたローラの押付によって隙間が生じ難いため、内側ヘリカル層２１及び内側フープ層２２の外周面に繊維束を直接積層して第１部分補強層２４を形成することが好ましい。このように隙間の発生を抑制できることで、第１部分補強層２４と内側ヘリカル層２１及び内側フープ層２２との密着性を向上し、層間剥離を防止することができる。なお、ＡＦＤ法に用いられる樹脂が含浸された繊維束の幅がＦＷ法に用いられる樹脂が含浸された繊維束の幅と異なってもよい。

図１に示すように、第２部分補強層２５は、第２ドーム部１３の頂点側から第２ドーム部１３と胴体部１１との境界部１５を越えて胴体部１１の一部に至るまで配置されている。第２部分補強層２５の胴体部１１側の端部２５１は、厚さが薄くなるようにタンク１の外側から内側に向けて傾斜している。そして、端部２５１は、内側フープ層２２の傾斜端部２２２よりも胴体部１１の中央側に配置されている。

外側フープ層２６は、第１部分補強層２４及び第２部分補強層２５の外側に配置されるとともに、第１部分補強層２４の端部２４１と第２部分補強層２５の端部２５１とを押えるように形成されている。具体的には、図１に示すように、外側フープ層２６は、第１部分補強層２４の端部２４１と第２部分補強層２５の端部２５１とを押えた状態で、ライナー１０の胴体部１１に対応する位置に配置されている。この外側フープ層２６は、胴体部１１の全長にわたって形成されており、端部２４１を含む第１部分補強層２４の一部を覆う第１部分２６１と、端部２５１を含む第２部分補強層２５の一部を覆う第２部分２６２と、第１部分補強層２４及び第２部分補強層２５の間の内側フープ層２２を覆う第３部分２６３とを有する。

そして、第１部分２６１の端部は、その厚さが薄くなるようにタンク１の外側から内側に向けて傾斜している。同様に、第２部分２６２の端部は、その厚さが薄くなるようにタンク１の外側から内側に向けて傾斜している。このようにすれば、これらの端部での段差が形成されにくくなるので、外側フープ層２６の外側に外側ヘリカル層２７を形成する際に、段差による外側ヘリカル層２７への影響を低減することができ、層間剥離を防止することができる。

外側フープ層２６は、例えば第１部分補強層２４の端部２４１及び第２部分補強層２５の端部２５１をそれぞれ押えるように、第１部分補強層２４、第２部分補強層２５及びそれらの間の内側フープ層２２の外周面に樹脂が含浸された繊維束をフープ巻きにすることにより形成されている。

外側ヘリカル層２７は、補強層２０の最も外側に位置する層であり、第１部分補強層２４、第２部分補強層２５及び外側フープ層２６を覆うように形成されている。この外側ヘリカル層２７は、例えば第１部分補強層２４、第２部分補強層２５及び外側フープ層２６の外周面に樹脂が含浸された繊維束をヘリカル巻きにすることにより形成されている。

一方、口金３０は、ステンレス鋼やアルミニウム合金などの金属材料を所定形状に加工したものである。口金３０は、タンク１の軸Ｌ方向に沿って延びる略円筒状の口金本体部３１と、該口金本体部３１と一体的に形成されるとともにタンク１の径方向に突出する鍔部３２とを有する。口金本体部３１の内部には、タンク１の貯留空間２と連通する連通孔３３が設けられている。口金本体部３１の内周壁（すなわち、連通孔３３を形成する部分）には、バルブ４０と螺合するための雌ネジ部が形成されている。

バルブ４０は、タンク１の貯留空間２に対して水素ガスを充填及び排出するための部材であり、ステンレス鋼やアルミニウム合金などの金属材料により形成されている。バルブ４０は、口金３０を閉塞するように連通孔３３に挿入され、その外周壁に形成された雄ネジ部で口金３０と螺合される。

本実施形態に係るタンク１では、第１ドーム部１２の頂点側から第１ドーム部１２と胴体部１１との境界部１４を越えて胴体部１１の一部に至るまで配置された第１部分補強層２４と、第２ドーム部１３の頂点側から第２ドーム部１３と胴体部１１との境界部１５を越えて胴体部１１の一部に至るまで配置された第２部分補強層２５とを有するので、第１部分補強層２４で第１ドーム部１２を、第２部分補強層２５で第２ドーム部１３をそれぞれ補強することができる。このため、ドーム部を補強するヘリカル層の量を減らすことができるので、ヘリカル層の形成に伴って胴体部にもヘリカル層を形成する量が少なくなる。その結果、第１ドーム部１２及び第２ドーム部１３の強度を確保しつつ、従来と比べて繊維強化樹脂の使用量を削減することができる。

また、第１部分補強層２４の端部２４１及び第２部分補強層２５の端部２５１は、それぞれの厚さが薄くなるようにタンク１の外側から内側に向けて傾斜しているので、これらの端部での段差が形成されにくくなる。これによって、段差による外側フープ層２６への影響を低減することができる。従って、第１部分補強層２４の端部２４１及び第２部分補強層２５の端部２５１の外側に外側フープ層２６を形成する際に繊維束の蛇行を防止できるので、第１部分補強層２４及び第２部分補強層２５とそれらの外側に配置された外側フープ層２６との間の隙間を抑制することができ、外側フープ層２６との密着性を高めることができ、層間剥離を防止することができる。その結果、外側フープ層２６で第１部分補強層２４の端部２４１及び第２部分補強層２５の端部２５１をそれぞれ安定して押えることができ、外側フープ層２６で第１部分補強層２４及び第２部分補強層２５を確実に固定することができる。

また、補強層２０は、外側フープ層２６とで第１部分補強層２４の端部２４１及び第２部分補強層２５の端部２５１を挟むように第１部分補強層２４及び第２部分補強層２５の内側に配置された内側フープ層２２を更に有する。このようにすれば、外側フープ層２６と内側フープ層２２とで第１部分補強層２４の端部２４１及び第２部分補強層２５の端部２５１を挟むことにより、第１部分補強層２４の端部２４１及び第２部分補強層２５の端部２５１を確実に安定させることができる。

また、内側フープ層２２の両端部が傾斜端部２２１，２２２であるので、これらの傾斜端部２２１，２２２での段差が形成されにくくなり、段差による第１部分補強層２４及び第２部分補強層２５への影響を低減することができる。従って、内側フープ層２２とその外側に配置された第１部分補強層２４及び第２部分補強層２５との間の隙間を抑制することができ、内側フープ層２２と第１部分補強層２４及び第２部分補強層２５との密着性を高めることができるので、層間剥離を防止することができる。

更に、第１部分補強層２４の端部２４１は内側フープ層２２の傾斜端部２２１よりも胴体部１１の中央側に、第２部分補強層２５の端部２５１は内側フープ層２２の傾斜端部２２２よりも胴体部１１の中央側にそれぞれ配置されている。このようにすれば、第１部分補強層２４の端部２４１及び第２部分補強層２５の端部２５１を比較的に平坦な胴体部１１に配置することができるので、外側フープ層２６によるこれらの端部２４１，２５１への押えを安定させることができる。

［第２実施形態］
以下、図３及び図４を参照してタンクの第２実施形態を説明する。本実施形態のタンク１Ａは、内側ヘリカル層２１を備えない点、及び、内側フープ層２２に代えて予め作製された分割体からなる内側フープ層２３を備える点において上述した第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。

具体的には、補強層２０Ａは、ライナー１０の胴体部１１を覆う内側フープ層２３と、内側フープ層２３の外側に配置されて第１ドーム部１２及び内側フープ層２３の一部を覆う第１部分補強層２４と、内側フープ層２３の外側に配置されて第２ドーム部１３及び内側フープ層２３の一部を覆う第２部分補強層２５と、第１部分補強層２４の端部２４１及び第２部分補強層２５の端部２５１を押えるように形成された外側フープ層２６と、外側フープ層２６の外側に配置されてライナー１０の全体を覆うように形成された外側ヘリカル層２７と、を有する。

内側フープ層２３は、直接胴体部１１の外周面を覆うように形成されている。この内側フープ層２３は、予め作製された円筒状の分割体からなり、ライナー１０の胴体部１１に嵌められている。胴体部１１の軸方向（すなわち、タンク１の軸Ｌ方向）において、内側フープ層２３の一端部（例えば第１ドーム部１２に近い端部）は、その厚さが薄くなるようにタンク１の外側から内側に向けて傾斜する傾斜端部２３１である。内側フープ層２３の他端部（例えば第２ドーム部１３に近い端部）は、その厚さが薄くなるようにタンク１の外側から内側に向けて傾斜する傾斜端部２３２である。

この内側フープ層２３は、例えば円柱状のマンドレルの外周面に、樹脂が含浸された繊維束をフープ巻きで複数巻き付け、硬化させた後にマンドレルから取り外すことにより形成されている。マンドレルは、例えば金属製であり、ライナー１０の胴体部１１の外径と同じ外径を有する。

内側フープ層２３の傾斜端部２３１，２３２を形成する方法としては、例えばマンドレルの軸方向に沿って一端から他端に向けて樹脂が含浸された繊維束をフープ巻きにして１層目のフープ層を形成し、マンドレルの他端から一端に向けて繊維束をフープ巻きにして２層目のフープ層を形成するときに、２層目のフープ層のスタート位置を１層目のフープ層の終了位置よりもマンドレルの中央側に配置するように繊維束をずらし、２層目のフープ層の終了位置を１層目のフープ層のスタート位置よりもマンドレルの中央側に配置するように繊維束をずらす。以降、同じ方法で３層目、４層目、…Ｎ層目のフープ層を順次にずらして積層していくと、傾斜端部２３１，２３２を有する内側フープ層２３を形成することができる。

このように作製された内側フープ層２３は、内部にライナー１０を挿通した状態でライナー１０の胴体部１１に嵌められている。また、位置ずれなどを防止するため、胴体部１１と内側フープ層２３との間に接着剤等が充填されることが好ましい。

また、本実施形態では、第１部分補強層２４がライナー１０の第１ドーム部１２、第２部分補強層２５がライナー１０の第２ドーム部１３をそれぞれ直接覆うように形成されている。そして、第１部分補強層２４の端部２４１及び第２部分補強層２５の端部２５１は、外側フープ層２６と内側フープ層２３とにより挟まれている。

本実施形態のタンク１Ａによれば、上述の第１実施形態と同様な作用効果を得られるほか、内側フープ層２３が予め作製された円筒状の分割体からなるので、胴体部１１に繊維束を直接巻き付けることにより内側フープ層を形成する場合と比べて、内側フープ層２３を容易に作製することができる。

また、内側フープ層２３の両端部が傾斜端部２３１，２３２であるので、これらの傾斜端部２３１，２３２での段差が形成されにくくなり、段差による第１部分補強層２４及び第２部分補強層２５への影響を低減することができる。従って、内側フープ層２３とその外側に配置された第１部分補強層２４及び第２部分補強層２５との間の隙間を抑制することができ、内側フープ層２３と第１部分補強層２４及び第２部分補強層２５との密着性を高めることができるので、層間剥離を防止することができる。

更に、第１部分補強層２４の端部２４１は内側フープ層２３の傾斜端部２３１よりも胴体部１１の中央側に、第２部分補強層２５の端部２５１は内側フープ層２３の傾斜端部２３２よりも胴体部１１の中央側にそれぞれ配置されている。このように第１部分補強層２４の端部２４１及び第２部分補強層２５の端部２５１を比較的に平坦な胴体部１１に配置することで、外側フープ層２６によるこれらの端部２４１，２５１への押えを安定させることができる。

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。

例えば上述実施形態において、第１部分補強層２４の端部２４１及び第２部分補強層２５の端部２５１は、外側フープ層２６と内側フープ層２２又は内側フープ層２３とにより挟まれる例、すなわちこれらの部分補強層の端部が２つのフープ層に挟まれる例を挙げて説明したが、本発明はこれに制限されない。例えば、第１部分補強層２４の端部２４１及び第２部分補強層２５の端部２５１の外側にフープ層、内側にヘリカル層がそれぞれ配置されてもよい。

１，１Ａ：タンク、２：貯留空間、１０：ライナー、１１：胴体部、１２：第１ドーム部、１３：第２ドーム部、１４，１５：境界部、２０，２０Ａ：補強層、２１：内側ヘリカル層、２２，２３：内側フープ層、２４：第１部分補強層、２５：第２部分補強層、２６：外側フープ層、２７：外側ヘリカル層、３０：口金、３１：口金本体部、３２：鍔部、３３：連通孔、４０：バルブ、２２１，２２２，２３１，２３２：傾斜端部、２４１，２５１：端部、２６１：第１部分、２６２：第２部分、２６３：第３部分

Claims

円筒状の胴体部と前記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、前記ライナーを覆うとともに繊維束に樹脂が含浸された繊維強化樹脂によって形成された補強層と、を備えるタンクであって、
前記補強層は、
前記ドーム部の頂点側から前記ドーム部と前記胴体部との境界部を越えて前記胴体部の一部に至るまで配置された部分補強層と、
前記部分補強層の外側に配置されるとともに、前記部分補強層の前記胴体部側の端部を押えるように形成された外側フープ層と、
を有することを特徴とするタンク。
前記部分補強層の前記端部は、その厚さが薄くなるように前記タンクの外側から内側に向けて傾斜している請求項１に記載のタンク。
前記補強層は、前記外側フープ層とで前記部分補強層の前記端部を挟むように前記部分補強層の内側に配置された内側フープ層を更に有する請求項１又は２に記載のタンク。
前記内側フープ層は、予め作製された円筒状の分割体である請求項３に記載のタンク。
前記内側フープ層における前記胴体部の軸方向の両端部は、それぞれの厚さが薄くなるように前記タンクの外側から内側に向けて傾斜する傾斜端部であり、
前記部分補強層の前記端部は、前記内側フープ層の前記傾斜端部よりも前記胴体部の中央側に配置されている請求項３に記載のタンク。