JP6726408B2 - High pressure tank manufacturing method and high pressure tank - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂含浸繊維をライナの外側面に捲回する高圧タンクの製造方法、及び、樹脂含浸繊維がライナの外側面に捲回された高圧タンクに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a high-pressure tank in which resin-impregnated fibers are wound around the outer surface of a liner, and a high-pressure tank in which resin-impregnated fibers are wound around the outer surface of a liner.

燃料電池システムを搭載し、燃料電池が発生させる電力を用いて走行する燃料電池車両の開発が進められている。燃料電池は、主に水素ガスと酸化剤ガスとの供給を受け、電気化学反応を生じさせることによって電力を発生させる。 A fuel cell vehicle equipped with a fuel cell system and traveling using electric power generated by the fuel cell is under development. The fuel cell is mainly supplied with hydrogen gas and oxidant gas, and generates electric power by causing an electrochemical reaction.

また、燃料電池車両には、水素ガスを貯蔵するタンクが搭載される。水素ガスは700〜2000気圧という高圧で貯蔵されるため、タンクには高い耐圧性能が要求される。このような要求を満たしつつ、重量を軽減するため、樹脂材料を用いて形成したタンクが提案されている。 Further, a fuel cell vehicle is equipped with a tank for storing hydrogen gas. Since hydrogen gas is stored at a high pressure of 700 to 2000 atm, the tank is required to have high pressure resistance. In order to reduce the weight while satisfying such requirements, a tank formed of a resin material has been proposed.

特許文献1には、高圧タンクの製造方法が開示されている。当該製造方法では、ライナと称される中空容器の外側面に、フィラメントワインディング法によって樹脂含浸繊維を捲回する。捲回された樹脂含浸繊維の樹脂を硬化させることにより、軽量かつ高剛性の高圧タンクを製造することが可能になる。 Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a high-pressure tank. In the manufacturing method, resin-impregnated fibers are wound around the outer surface of a hollow container called a liner by a filament winding method. By curing the resin of the wound resin-impregnated fiber, it is possible to manufacture a lightweight and highly rigid high-pressure tank.

フィラメントワインディング法では、「フープ巻き」や「ヘリカル巻き」と称される捲回方法が用いられることが一般的である。フープ巻きでは、ライナの軸線に対して略垂直となるように樹脂含浸繊維を捲回してフープ層を形成するのに対し、ヘリカル巻きでは、ライナの軸線に対して傾斜するように樹脂含浸繊維を捲回してヘリカル層を形成する。 In the filament winding method, a winding method called "hoop winding" or "helical winding" is generally used. In the hoop winding, the resin-impregnated fiber is wound so as to be substantially perpendicular to the axis of the liner to form a hoop layer, whereas in the helical winding, the resin-impregnated fiber is tilted with respect to the axis of the liner. It is wound to form a helical layer.

フープ層は多層となるように形成される。上層に配置されるフープ層(以下「上フープ層」ともいう。)は、下層に配置されるフープ層(以下「下フープ層」ともいう。)の樹脂含浸繊維が硬化する前に、当該下フープ層の外側面に樹脂含浸性をフープ巻きすることよって積層される。ヘリカル層は、このような多層のフープ層の端部を覆うようにして樹脂含浸繊維をヘリカル巻きすることによって形成される。このように配向が異なる複数の層を形成することにより、種々の方向に作用する内圧に対して高い強度を発揮する高圧タンクを製造することが可能になる。 The hoop layer is formed to have multiple layers. Before the resin-impregnated fiber of the hoop layer (hereinafter also referred to as the “lower hoop layer”) arranged in the lower layer is cured, the hoop layer disposed in the upper layer (hereinafter also referred to as “upper hoop layer”) The outer surface of the hoop layer is laminated by hoop winding with resin impregnating property. The helical layer is formed by helically winding the resin-impregnated fiber so as to cover the end portion of such a multilayer hoop layer. By forming a plurality of layers having different orientations in this manner, it becomes possible to manufacture a high-pressure tank that exhibits high strength against internal pressure acting in various directions.

特開2012−149739号公報JP2012-149739A

特許文献1記載の製造方法によれば、下フープ層の外側面に上フープ層を形成すると、下フープ層が上フープ層によって押圧されて変形する。したがって、上フープ層の端部を下フープ層の端部と一致させるように樹脂含浸繊維をフープ巻きした場合でも、この変形によって下フープ層の端部が上フープ層の端部から大きく離間し、フープ層の端部に大きな段差が生じる。 According to the manufacturing method described in Patent Document 1, when the upper hoop layer is formed on the outer surface of the lower hoop layer, the lower hoop layer is pressed and deformed by the upper hoop layer. Therefore, even when the resin-impregnated fiber is wound in a hoop so that the end of the upper hoop layer matches the end of the lower hoop layer, this deformation causes the end of the lower hoop layer to be largely separated from the end of the upper hoop layer. A large step is generated at the end of the hoop layer.

このような大きな段差が生じたフープ層の端部にヘリカル層を形成しようとすると、フープ層の端部がヘリカル層によって押圧されて変形し、フープ層の配向が乱れるおそれがあった。また、フープ層の端部の段差とヘリカル層との間に隙間が生じ、ヘリカル層の強度が低下するおそれがあった。 If a helical layer is to be formed at the end of the hoop layer having such a large step, the end of the hoop layer may be pressed and deformed by the helical layer, and the orientation of the hoop layer may be disturbed. In addition, a gap may be formed between the step at the end of the hoop layer and the helical layer, which may reduce the strength of the helical layer.

また、フープ層の端部では、同色の下フープ層と上フープ層とが積層している。このため、フープ層の端部に段差が生じると、上フープ層の端部の位置を視認することが困難になる。この結果、下フープ層及び上フープ層の端部を覆うように樹脂含浸繊維をヘリカル巻きすることが困難となり、ヘリカル層を適切な位置に形成することができなくなるおそれがあった。 At the end of the hoop layer, a lower hoop layer and an upper hoop layer of the same color are laminated. Therefore, if a step is formed at the end of the hoop layer, it becomes difficult to visually recognize the position of the end of the upper hoop layer. As a result, it becomes difficult to helically wind the resin-impregnated fiber so as to cover the ends of the lower hoop layer and the upper hoop layer, and it may not be possible to form the helical layer at an appropriate position.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フープ層の端部における段差の形成を軽減するとともに、容易にヘリカル層を適切な位置に形成することが可能な高圧タンクの製造方法、及び、高圧タンクを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to reduce the formation of a step at the end of the hoop layer and to easily form a helical layer at an appropriate position. A tank manufacturing method and a high-pressure tank are provided.

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、ライナの外側面に、樹脂含浸繊維をフープ巻きすることによって第1フープ層を形成する第1フープ工程と、第1フープ層の樹脂が硬化する前に、第1フープ層の外側面に樹脂含浸繊維をフープ巻きすることによって第2フープ層を形成する第2フープ工程と、第1フープ層及び第2フープ層の端部を覆うように樹脂含浸繊維をヘリカル巻きすることによってヘリカル層を形成するヘリカル工程と、を含む。さらに、当該製造方法は、第1フープ工程の後であって、且つ、第2フープ工程の前に、第1フープ層の端部に、第1フープ層及び第2フープ層とは異なる色に着色された硬化剤を塗布する硬化剤塗布工程を含む。第2フープ工程において、硬化剤が第1フープ層の端部と第2フープ層の端部とに跨るように樹脂含浸繊維をフープ巻きする。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing a high-pressure tank according to the present invention includes a first hoop step of forming a first hoop layer by hoop winding a resin-impregnated fiber on an outer surface of a liner, and a first hoop. A second hoop step of forming a second hoop layer by hoop winding resin-impregnated fibers on the outer surface of the first hoop layer before the resin of the layer hardens, and the ends of the first hoop layer and the second hoop layer. A helical step of helically winding the resin-impregnated fiber so as to cover the portion, and forming a helical layer. Further, in the manufacturing method, after the first hoop step and before the second hoop step, the end portion of the first hoop layer has a color different from that of the first hoop layer and the second hoop layer. It includes a curing agent application step of applying a colored curing agent. In the second hoop step, the resin-impregnated fiber is hoop-wound so that the curing agent extends over the ends of the first hoop layer and the ends of the second hoop layer.

上記製造方法によれば、塗布された硬化剤が、第1フープ層の端部と第2フープ層の端部とに跨るため、当該硬化剤が硬化すると、第1フープ層の端部は硬化剤を介して第2フープ層の端部に結合される。したがって、第1フープ層が第2フープ層によって押圧されても、第1フープ層の端部が第2フープ層の端部から離間することを軽減できる。これにより、第1フープ層の端部と第2フープ層の端部とによる段差の形成を軽減することが可能になる。 According to the above-mentioned manufacturing method, since the applied curing agent extends over the end portion of the first hoop layer and the end portion of the second hoop layer, when the curing agent is cured, the end portion of the first hoop layer is cured. It is bonded to the end of the second hoop layer via the agent. Therefore, even if the first hoop layer is pressed by the second hoop layer, it is possible to reduce the separation of the end portion of the first hoop layer from the end portion of the second hoop layer. This makes it possible to reduce the formation of a step between the end of the first hoop layer and the end of the second hoop layer.

また、塗布される硬化剤は、第1フープ層及び第2フープ層とは異なる色に着色されている。したがって、第1フープ層及び第2フープ層の端部の位置を視認することが容易となる。この結果、第1フープ層及び第2フープ層の端部を覆うように樹脂含浸繊維をヘリカル巻きすることが容易となり、ヘリカル層を適切な位置に形成することが可能になる。 The applied curing agent is colored in a color different from that of the first hoop layer and the second hoop layer. Therefore, it becomes easy to visually recognize the positions of the end portions of the first hoop layer and the second hoop layer. As a result, it becomes easy to helically wind the resin-impregnated fiber so as to cover the ends of the first hoop layer and the second hoop layer, and the helical layer can be formed at an appropriate position.

さらに、第1フープ層の端部と第2フープ層の端部とによる段差と、ヘリカル層と、の間に形成される隙間に、硬化剤を配置することができる。この硬化剤が硬化することにより、ヘリカル層によって第1フープ層及び第2フープ層の端部が押圧されて変形したり、それによって第1フープ層及び第2フープ層の配向が乱れたりすることを抑制できる。 Further, the curing agent can be placed in the gap formed between the step formed by the end of the first hoop layer and the end of the second hoop layer and the helical layer. When the hardening agent is hardened, the helical layer presses and deforms the ends of the first hoop layer and the second hoop layer, and the orientation of the first hoop layer and the second hoop layer is disturbed. Can be suppressed.

上記課題を解決するために、本発明に係る高圧タンクは、ライナの外側面に、樹脂含浸繊維をフープ巻きすることによって形成された第1フープ層と、第1フープ層の外側面に、樹脂含浸繊維をフープ巻きすることによって形成された第2フープ層と、第1フープ層及び第2フープ層の端部を覆うように樹脂含浸繊維をヘリカル巻きすることによって形成されたヘリカル層と、を備える。さらに、第1フープ層の端部と第2フープ層の端部とに跨るように、第1フープ層及び第2フープ層とは異なる色に着色された硬化剤が塗布されている。 In order to solve the above problems, the high-pressure tank according to the present invention has a first hoop layer formed by hoop winding a resin-impregnated fiber on the outer surface of the liner, and a resin on the outer surface of the first hoop layer. A second hoop layer formed by hoop-winding the impregnated fiber, and a helical layer formed by helically winding the resin-impregnated fiber so as to cover the ends of the first hoop layer and the second hoop layer. Prepare Further, a curing agent colored in a color different from that of the first hoop layer and the second hoop layer is applied so as to extend over the end portion of the first hoop layer and the end portion of the second hoop layer.

上記構成によれば、第1フープ層の端部と第2フープ層の端部とによる段差の形成を軽減するとともに、ヘリカル層を適切な位置に形成することが可能になる。 According to the above configuration, it is possible to reduce the formation of a step between the end of the first hoop layer and the end of the second hoop layer and to form the helical layer at an appropriate position.

本発明によれば、フープ層の端部における段差の形成を軽減するとともに、容易にヘリカル層を適切な位置に形成することが可能な高圧タンクの製造方法、及び、高圧タンクを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a high-pressure tank manufacturing method and a high-pressure tank that can reduce the formation of a step at the end of the hoop layer and easily form the helical layer at an appropriate position. it can.

実施形態に係る高圧タンクの断面を示す断面図である。It is a sectional view showing a section of a high-pressure tank concerning an embodiment. 樹脂含浸繊維のフープ巻きを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the hoop winding of resin impregnated fiber. 樹脂含浸繊維のヘリカル巻きを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the helical winding of resin impregnated fiber. 図1の高圧タンクの製造方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the high-pressure tank of FIG.

以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same constituent elements in each drawing are denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.

まず、図1を参照しながら、高圧タンク1の構成について説明する。図1は、高圧タンク1の断面を示す断面図であり、後述する軸Cを含む平面を切断面としている。 First, the configuration of the high-pressure tank 1 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of the high-pressure tank 1, and a plane including an axis C described later is a cut surface.

高圧タンク10は、ライナ2と、繊維強化プラスチック層3と、2つの口金4と、を備えている。 The high-pressure tank 10 includes a liner 2, a fiber-reinforced plastic layer 3, and two bases 4.

ライナ2は、高圧タンク1の内殻をなす容器である。ライナ2の内部には、流体を収容する空間部2aが形成されている。ライナ2は、ガスバリア性を有し、水素ガス等の気体の外部への透過を抑制する。ライナ2は、ナイロン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等の合成樹脂や、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属を用いて形成されている。本実施形態では、ライナ2はナイロン系樹脂を用いて一体成形されるものとした。ライナ2は、複数の部材を接合して形成するものであってもよい。 The liner 2 is a container that forms the inner shell of the high-pressure tank 1. Inside the liner 2, a space 2a for containing a fluid is formed. The liner 2 has a gas barrier property and suppresses permeation of gas such as hydrogen gas to the outside. The liner 2 is formed using a synthetic resin such as a nylon resin or a polyethylene resin, or a metal such as aluminum or stainless steel. In this embodiment, the liner 2 is integrally molded using a nylon resin. The liner 2 may be formed by joining a plurality of members.

ライナ2は、円筒部21と、2つのドーム部22と、を有している。円筒部21は、軸Cを中心軸とする略円筒形状を呈している。ドーム部22は、曲面を有し、軸Cに沿って円筒部20から離れるにしたがってその内径が漸次縮小している。ドーム部22は、その一端が円筒部21の端部23に接続されている。また、ドーム部22の他端には、空間部2aの内外を連通させる開口22aが開設されている。 The liner 2 has a cylindrical portion 21 and two dome portions 22. The cylindrical portion 21 has a substantially cylindrical shape with the axis C as the central axis. The dome portion 22 has a curved surface, and the inner diameter thereof is gradually reduced as the distance from the cylindrical portion 20 along the axis C increases. The dome portion 22 has one end connected to the end portion 23 of the cylindrical portion 21. In addition, an opening 22a is provided at the other end of the dome portion 22 for communicating the inside and outside of the space portion 2a.

繊維強化プラスチック(FRP:Fiber Reinforced Plastics)層3は、ライナ2の外側面に形成されている。繊維強化プラスチック層3は、熱硬化性樹脂が繊維によって補強されている。 A fiber reinforced plastics (FRP) layer 3 is formed on the outer surface of the liner 2. In the fiber-reinforced plastic layer 3, a thermosetting resin is reinforced with fibers.

繊維強化プラスチック層3は、フィラメントワインディング法を用いて形成される。フィラメントワインディング法とは、熱硬化性樹脂が含浸された繊維である樹脂含浸繊維を、マンドレル(本実施形態ではライナ2)の外側面に捲回し、その後、熱硬化性樹脂を熱硬化させる成形方法である。 The fiber reinforced plastic layer 3 is formed using a filament winding method. The filament winding method is a molding method in which resin-impregnated fibers, which are fibers impregnated with a thermosetting resin, are wound around the outer surface of a mandrel (liner 2 in this embodiment), and then the thermosetting resin is thermoset. Is.

繊維に含浸される熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等を用いることができる。また、繊維としては、金属繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、アルミナ繊維等の無機繊維、アラミド繊維等の合成有機繊維、又は、綿等の天然有機繊維の各種繊維を用いることができる。これらの繊維は、単独で用いてもよいし、2種類以上混合して用いてもよい。 An epoxy resin, a polyester resin, a polyamide resin or the like can be used as the thermosetting resin impregnated in the fiber. As the fibers, various fibers such as inorganic fibers such as metal fibers, glass fibers, carbon fibers, alumina fibers, synthetic organic fibers such as aramid fibers, or natural organic fibers such as cotton can be used. These fibers may be used alone or as a mixture of two or more kinds.

2つの口金4は、ライナ2の開口22aに挿入され、ライナ2に対して固定されている。一方の口金4には、軸C方向に貫通する貫通孔41が形成されている。 The two ferrules 4 are inserted into the opening 22 a of the liner 2 and fixed to the liner 2. A through hole 41 penetrating in the axis C direction is formed in one of the ferrules 4.

次に、図2及び図3を参照しながら、繊維強化プラスチック層3の形成方法について説明する。図2は、樹脂含浸繊維6のフープ巻きを示す説明図である。図3は、樹脂含浸繊維6のヘリカル巻きを示す説明図である。 Next, a method for forming the fiber reinforced plastic layer 3 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the hoop winding of the resin-impregnated fiber 6. FIG. 3 is an explanatory view showing the helical winding of the resin-impregnated fiber 6.

図2に示される「フープ巻き」とは、軸Cに対して略垂直をなすように樹脂含浸繊維6を捲回しながら、リール5を軸C方向に移動させる方法である。すなわち、フープ巻きとは、軸Cと樹脂含浸繊維6とがなす角度が略垂直になるように、ライナ2の外側面に樹脂含浸繊維6を巻きつける方法である。なお、「軸Cと樹脂含浸繊維6とがなす角度が略垂直」とは、90度、および、樹脂含浸繊維6同士が重ならないように位置をずらすことによって生じ得る90度前後の角度を含む。このフープ巻きによって形成される層を「フープ層」と称する。フープ巻きを行う際は、ライナ2を回転させてもよいし、リール5を回転させてもよい。 “Hoop winding” shown in FIG. 2 is a method of moving the reel 5 in the direction of the axis C while winding the resin-impregnated fiber 6 so as to be substantially perpendicular to the axis C. That is, the hoop winding is a method of winding the resin-impregnated fiber 6 around the outer surface of the liner 2 so that the angle formed by the axis C and the resin-impregnated fiber 6 is substantially vertical. It should be noted that “the angle formed by the axis C and the resin-impregnated fiber 6 is substantially perpendicular” includes 90 degrees and angles of about 90 degrees that can be generated by shifting the positions so that the resin-impregnated fibers 6 do not overlap each other. .. The layer formed by this hoop winding is called a "hoop layer". When performing the hoop winding, the liner 2 may be rotated or the reel 5 may be rotated.

図3に示される「ヘリカル巻き」とは、軸Cに対して角度αで傾斜するようにライナ2に捲回しながら、リール5を軸C方向に往復移動させる方法である。角度αは所定範囲で種々調整される。このヘリカル巻きによって形成される層を「ヘリカル層」と称する。ヘリカル巻きを行う際は、ライナ2を回転させてもよいし、リール5を回転させてもよい。 The “helical winding” shown in FIG. 3 is a method in which the reel 5 is reciprocally moved in the axis C direction while being wound around the liner 2 so as to be inclined at an angle α with respect to the axis C. The angle α is variously adjusted within a predetermined range. The layer formed by this helical winding is called a "helical layer". When performing the helical winding, the liner 2 may be rotated or the reel 5 may be rotated.

次に、図4を参照しながら、高圧タンク1の製造方法について説明する。図4は、高圧タンク1の製造方法を示す説明図であり、ライナ2と樹脂含浸繊維6の一部を断面視で示している。当該製造方法は、少なくとも、第1フープ工程と、硬化剤塗布工程と、第2フープ工程と、ヘリカル工程と、を含んでいる。 Next, a method of manufacturing the high pressure tank 1 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing a method for manufacturing the high-pressure tank 1, and shows a part of the liner 2 and the resin-impregnated fiber 6 in a sectional view. The manufacturing method includes at least a first hoop step, a curing agent applying step, a second hoop step, and a helical step.

[第1フープ工程]
図4(A)は、第1フープ工程の様子を示している。第1フープ工程では、ライナ2の円筒部21の外側面に、フープ巻きによって樹脂含浸繊維6を捲回する。この第1フープ工程によって形成されるフープ層を「第1フープ層61f」と称する。
[First hoop process]
FIG. 4A shows a state of the first hoop process. In the first hoop step, the resin-impregnated fiber 6 is wound around the outer surface of the cylindrical portion 21 of the liner 2 by hoop winding. The hoop layer formed by this first hoop step is referred to as a "first hoop layer 61f".

[硬化剤塗布工程]
図4(B)は、硬化剤塗布工程の様子を示している。硬化剤塗布工程は、第1フープ工程の後であって、且つ、第2フープ工程の前に行われる。また、硬化剤塗布工程は、第1フープ層61fの熱硬化性樹脂が完全に硬化する前に行われる。
[Curing agent application process]
FIG. 4B shows a state of the curing agent applying step. The curing agent application step is performed after the first hoop step and before the second hoop step. Further, the curing agent application step is performed before the thermosetting resin of the first hoop layer 61f is completely cured.

硬化剤塗布工程では、第1フープ層61fの端部に硬化剤7を塗布する。硬化剤7は、塗布時は所定の粘度を有する一方で、乾燥に伴って硬化する特性を有している。硬化剤7として、例えば脂肪族ポリアミン、ポリアミノアミド、ポリメルカプタン等を用いることができる。硬化剤7は、第1フープ層61fの端部と円筒部21とに跨るとともに、その厚みが第1フープ層61fの厚みよりも大きくなるように塗布される。 In the curing agent application step, the curing agent 7 is applied to the end portion of the first hoop layer 61f. The curing agent 7 has a predetermined viscosity at the time of application, but has a property of being cured with drying. As the curing agent 7, for example, aliphatic polyamine, polyaminoamide, polymercaptan or the like can be used. The curing agent 7 is applied so as to extend over the end portion of the first hoop layer 61f and the cylindrical portion 21 and has a thickness larger than that of the first hoop layer 61f.

また、硬化剤7は、不図示の着色剤を含有している。着色剤の色は、第1フープ層61f(すなわち、樹脂含浸繊維6)の色とは異なる。着色剤として、例えば銅粉、亜鉛粉等の金属粉や、酸化チタン、セラミック粉、蛍光顔料等を用いることができる。硬化剤7は、このような着色剤を含有することにより、第1フープ層61fの色とは異なる色に着色されている。 Further, the curing agent 7 contains a coloring agent (not shown). The color of the colorant is different from the color of the first hoop layer 61f (that is, the resin-impregnated fiber 6). As the colorant, for example, metal powder such as copper powder or zinc powder, titanium oxide, ceramic powder, fluorescent pigment or the like can be used. The curing agent 7 is colored in a color different from the color of the first hoop layer 61f by containing such a colorant.

[第2フープ工程]
図4(C)は、第2フープ工程の様子を示している。第2フープ工程は、第1フープ工程及び硬化剤塗布工程の後、第1フープ層61fの熱硬化性樹脂と硬化剤7が完全に硬化する前に行われる。
[Second hoop process]
FIG. 4C shows a state of the second hoop process. The second hoop process is performed after the first hoop process and the curing agent application process and before the thermosetting resin of the first hoop layer 61f and the curing agent 7 are completely cured.

第2フープ工程では、第1フープ層61fに積層する第2フープ層62fを形成する。この第2フープ工程によって形成されるフープ層を「第2フープ層62f」と称する。第2フープ工程では、第1フープ層61fの外側面に、フープ巻きによって樹脂含浸繊維6を捲回する。 In the second hoop step, the second hoop layer 62f laminated on the first hoop layer 61f is formed. The hoop layer formed by this second hoop step is referred to as a "second hoop layer 62f". In the second hoop step, the resin-impregnated fiber 6 is wound around the outer surface of the first hoop layer 61f by hoop winding.

第2フープ工程では、第2フープ層62fの端部を第1フープ層61fの端部と略一致させるように樹脂含浸繊維6を捲回する。このとき、第1フープ層61fの端部に塗布された硬化剤7の色は、第1フープ層61fの色とは異なるため、この硬化剤7が第1フープ層61fの端部の位置を示す目印となる。第2フープ層62fは、第1フープ層61fとの間に硬化剤7を挟むとともに、硬化剤7が第1フープ層61fの端部と第2フープ層62fの端部とに跨るように形成される。 In the second hoop step, the resin-impregnated fiber 6 is wound so that the end of the second hoop layer 62f is substantially aligned with the end of the first hoop layer 61f. At this time, the color of the curing agent 7 applied to the end portion of the first hoop layer 61f is different from the color of the first hoop layer 61f, so that the curing agent 7 moves the position of the end portion of the first hoop layer 61f. It serves as a mark to indicate. The second hoop layer 62f is formed such that the hardening agent 7 is sandwiched between the second hoop layer 61f and the first hoop layer 61f, and the hardening agent 7 extends over the end of the first hoop layer 61f and the end of the second hoop layer 62f. To be done.

第1フープ層61fに第2フープ層62fを積層させると、第1フープ層61fは第2フープ層62fによって押圧されて変形する。押圧された第1フープ層61fの端部は外方に突出し、第2フープ層62fの端部から離間する。これにより、第1フープ層61fの端部と第2フープ層62fの端部とによる段差が形成される。 When the second hoop layer 62f is laminated on the first hoop layer 61f, the first hoop layer 61f is pressed and deformed by the second hoop layer 62f. The pressed end portion of the first hoop layer 61f projects outward and is separated from the end portion of the second hoop layer 62f. As a result, a step is formed by the end of the first hoop layer 61f and the end of the second hoop layer 62f.

しかしながら、硬化剤7は、硬化することによって接着剤として機能する。このため、第1フープ層61fの端部は、硬化剤7を介して第2フープ層62fの端部に結合される。この結果、第2フープ層62fの端部が第1フープ層61fの端部から離間することが軽減され、第1フープ層61fの端部と第2フープ層62fの端部とによって形成される段差は比較的小さなものとなる。 However, the curing agent 7 functions as an adhesive by curing. Therefore, the end of the first hoop layer 61f is bonded to the end of the second hoop layer 62f via the curing agent 7. As a result, the edge of the second hoop layer 62f is prevented from being separated from the edge of the first hoop layer 61f, and is formed by the edge of the first hoop layer 61f and the edge of the second hoop layer 62f. The steps will be relatively small.

第2フープ工程の後、ライナ2の外側面には、同様にフープ巻きによって多数のフープ層が積層される。各フープ層の端部には、樹脂含浸繊維6を捲回する度に、下層のフープ層と、上層のフープ層とに跨る硬化剤7が塗布される。 After the second hoop step, a large number of hoop layers are similarly laminated on the outer surface of the liner 2 by hoop winding. Each time the resin-impregnated fiber 6 is wound, the curing agent 7 is applied to the end of each hoop layer so as to extend over the lower hoop layer and the upper hoop layer.

[ヘリカル工程]
図4(D)は、ヘリカル工程の様子を示している。尚、図4(D)は、第2フープ層62fの外側面に、フープ巻きによって形成された第3フープ層63fが積層されている状態を示している。ヘリカル工程は、第1フープ工程、硬化剤塗布工程及び第2フープ工程の後、第1フープ層61f及び第2フープ層62fの樹脂と、硬化剤7と、が完全に硬化する前に行われる。
[Helical process]
FIG. 4D shows the state of the helical process. Note that FIG. 4D shows a state in which the third hoop layer 63f formed by hoop winding is laminated on the outer surface of the second hoop layer 62f. The helical process is performed after the first hoop process, the curing agent application process, and the second hoop process, and before the resins of the first hoop layer 61f and the second hoop layer 62f and the curing agent 7 are completely cured. ..

ヘリカル工程では、第1フープ層61f、第2フープ層62f及び第3フープ層63fの端部を覆うように、樹脂含浸繊維6がヘリカル巻きされる。樹脂含浸繊維6は、第1フープ層61f、第2フープ層62f及び第3フープ層63fとの間に硬化剤71,72,73が介在するように捲回される。このヘリカル工程の際にも、硬化剤7が第1フープ層61f、第2フープ層62f及び第3フープ層63fの端部の位置を示す目印となる。 In the helical step, the resin-impregnated fiber 6 is helically wound so as to cover the ends of the first hoop layer 61f, the second hoop layer 62f, and the third hoop layer 63f. The resin-impregnated fiber 6 is wound so that the curing agents 71, 72, 73 are interposed between the first hoop layer 61f, the second hoop layer 62f, and the third hoop layer 63f. Also in this helical process, the curing agent 7 serves as a mark indicating the positions of the end portions of the first hoop layer 61f, the second hoop layer 62f, and the third hoop layer 63f.

次に、上記製造方法及び高圧タンク1が奏する効果について説明する。 Next, effects produced by the manufacturing method and the high-pressure tank 1 will be described.

上記製造方法によれば、塗布された硬化剤7が、第1フープ層61fの端部と第2フープ層62fの端部とに跨るため、硬化剤7が硬化すると、第1フープ層61fの端部は硬化剤7を介して第2フープ層62fの端部に結合される。したがって、第1フープ層61fが第2フープ層62fによって押圧されても、第1フープ層61fの端部が第2フープ層62fの端部から離間することを軽減できる。これにより、第1フープ層61fの端部と第2フープ層62fの端部とによる段差の形成を軽減することが可能になる。 According to the above-described manufacturing method, the applied curing agent 7 extends over the end portion of the first hoop layer 61f and the end portion of the second hoop layer 62f, so when the curing agent 7 cures, the first hoop layer 61f The end portion is bonded to the end portion of the second hoop layer 62f via the curing agent 7. Therefore, even if the first hoop layer 61f is pressed by the second hoop layer 62f, it is possible to reduce the separation of the end portion of the first hoop layer 61f from the end portion of the second hoop layer 62f. This makes it possible to reduce the formation of a step between the end of the first hoop layer 61f and the end of the second hoop layer 62f.

また、塗布される硬化剤7は、第1フープ層61f及び第2フープ層62fとは異なる色に着色されている。したがって、第1フープ層61f及び第2フープ層62fの端部の位置を視認することが容易となる。この結果、第1フープ層61f及び第2フープ層62fの端部を覆うように樹脂含浸繊維6をヘリカル巻きすることが容易となり、ヘリカル層6hを適切な位置に形成することが可能になる。 The applied curing agent 7 is colored in a color different from that of the first hoop layer 61f and the second hoop layer 62f. Therefore, it becomes easy to visually recognize the positions of the end portions of the first hoop layer 61f and the second hoop layer 62f. As a result, the resin-impregnated fiber 6 can be easily helically wound so as to cover the ends of the first hoop layer 61f and the second hoop layer 62f, and the helical layer 6h can be formed at an appropriate position.

さらに、第1フープ層61fの端部と第2フープ層62fの端部とによる段差と、ヘリカル層6hと、の間に形成される隙間に、硬化剤71,72,73を配置することができる。この硬化剤71,72,73が硬化することにより、ヘリカル層6hによって第1フープ層61f及び第2フープ層62fの端部が押圧されて変形したり、それによって第1フープ層61f及び第2フープ層62fの配向が乱れたりすることを抑制できる。 Further, the hardeners 71, 72, 73 may be arranged in the gap formed between the step formed by the end of the first hoop layer 61f and the end of the second hoop layer 62f and the helical layer 6h. it can. When the hardeners 71, 72, 73 are hardened, the helical layer 6h presses and deforms the ends of the first hoop layer 61f and the second hoop layer 62f, and thereby the first hoop layer 61f and the second hoop layer 62f. It is possible to prevent the orientation of the hoop layer 62f from being disturbed.

また、高圧タンク1の構成によれば、第1フープ層61fの端部と第2フープ層62fの端部とよる段差の形成を軽減するとともに、ヘリカル層6hを適切な位置に形成することが可能になる。 Further, according to the configuration of the high-pressure tank 1, it is possible to reduce the formation of a step due to the end portion of the first hoop layer 61f and the end portion of the second hoop layer 62f, and to form the helical layer 6h at an appropriate position. It will be possible.

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されず、適宜変更することができる。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. That is, those obtained by appropriately modifying the design of these specific examples by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the features of the present invention. The elements provided in each of the above-described specific examples and the arrangement thereof, the material, the condition, the shape, the size, and the like are not limited to those illustrated, and can be appropriately changed.

1:高圧タンク 2:ライナ 6:樹脂含浸繊維 61f:第1フープ層 62f:第2フープ層 6h:ヘリカル層 7,71,72,73:硬化剤 1: High-pressure tank 2: Liner 6: Resin impregnated fiber 61f: First hoop layer 62f: Second hoop layer 6h: Helical layer 7, 71, 72, 73: Curing agent

Claims (2)

樹脂含浸繊維をライナの外側面に捲回する高圧タンクの製造方法であって、
前記ライナの外側面に、前記樹脂含浸繊維をフープ巻きすることによって第1フープ層を形成する第1フープ工程と、
前記第1フープ層の樹脂が硬化する前に、前記第1フープ層の外側面に前記樹脂含浸繊維をフープ巻きすることによって第2フープ層を形成する第2フープ工程と、
前記第1フープ層及び前記第2フープ層の端部を覆うように前記樹脂含浸繊維をヘリカル巻きすることによってヘリカル層を形成するヘリカル工程と、を含み、
さらに、前記第1フープ工程の後であって、且つ、前記第2フープ工程の前に、前記第1フープ層の端部に、前記第1フープ層及び前記第2フープ層とは異なる色に着色された硬化剤を塗布する硬化剤塗布工程を含み、
前記第2フープ工程において、前記硬化剤が前記第1フープ層の端部と前記第2フープ層の端部とに跨るように前記樹脂含浸繊維をフープ巻きする、高圧タンクの製造方法。
A method of manufacturing a high-pressure tank in which resin-impregnated fiber is wound around an outer surface of a liner,
A first hoop step of forming a first hoop layer on the outer surface of the liner by hoop winding the resin-impregnated fiber;
A second hoop step of forming a second hoop layer by hoop winding the resin-impregnated fiber around the outer surface of the first hoop layer before the resin of the first hoop layer is cured;
A helical step of forming a helical layer by helically winding the resin-impregnated fiber so as to cover the ends of the first hoop layer and the second hoop layer,
Furthermore, after the first hoop step and before the second hoop step, a color different from that of the first hoop layer and the second hoop layer is applied to an end portion of the first hoop layer. Including a curing agent applying step of applying a colored curing agent,
A method of manufacturing a high-pressure tank, wherein in the second hoop step, the resin-impregnated fiber is hoop-wound so that the curing agent extends over the end of the first hoop layer and the end of the second hoop layer.
樹脂含浸繊維がライナの外側面に捲回された高圧タンクであって、
前記ライナの外側面に、前記樹脂含浸繊維をフープ巻きすることによって形成された第1フープ層と、
前記第1フープ層の外側面に、前記樹脂含浸繊維をフープ巻きすることによって形成された第2フープ層と、
前記第1フープ層及び前記第2フープ層の端部を覆うように前記樹脂含浸繊維をヘリカル巻きすることによって形成されたヘリカル層と、を備え、
さらに、前記第1フープ層の端部と前記第2フープ層の端部とに跨るように、前記第1フープ層及び前記第2フープ層とは異なる色に着色された硬化剤が塗布されている、高圧タンク。
A high-pressure tank in which resin-impregnated fibers are wound around the outer surface of a liner,
A first hoop layer formed by hoop winding the resin-impregnated fiber on the outer surface of the liner,
A second hoop layer formed by hoop winding the resin-impregnated fiber on the outer surface of the first hoop layer;
A helical layer formed by helically winding the resin-impregnated fiber so as to cover the ends of the first hoop layer and the second hoop layer,
Further, a curing agent colored in a color different from that of the first hoop layer and the second hoop layer is applied so as to extend over the end portion of the first hoop layer and the end portion of the second hoop layer. There is a high pressure tank.
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