JP7226204B2 - タンクの製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、タンクの製造方法の技術に関する。

従来、熱硬化性樹脂を含浸させた繊維をライナに巻き付けて硬化前補強層を形成した後に、熱硬化性樹脂を加熱して硬化させることで補強層を形成するタンクの製造方法が知られている（特許文献１）。

特開２０１８－１７９０８１号公報

ライナに繊維を巻き付ける場合において、巻き付け条件やライナの形状などに起因して、巻き付けた繊維に緩みが生じる箇所が発生し得る。繊維に緩みが生じた状態で、熱硬化性樹脂を硬化させた場合、繊維に緩みが生じた状態の補強層が形成される。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本開示の一形態によれば、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、ライナに硬化前の熱硬化性樹脂が含浸された繊維を巻き付ける巻付工程と、前記巻付工程の後に、前記巻付工程の時よりも前記ライナの形状を大きくする形状変形工程と、前記形状変形工程によって前記ライナの形状を大きくした状態で、前記熱硬化性樹脂を加熱して硬化させる硬化工程と、を備える。
この形態によれば、硬化工程の前に形状変形工程によってライナの形状を大きくすることで、ライナに巻き付けられた繊維に緩みが生じていた場合でもあっても、繊維の緩みの程度を小さくできる。これにより、繊維の緩みの程度を小さくした状態で熱硬化性樹脂が硬化されるので、タンクの強度が低下することを抑制できる。
（２）上記形態であって、前記形状変形工程は、前記ライナの内部に気体を送り込んで、前記巻付工程の時の前記ライナの内圧よりも前記ライナの内圧を上昇させることで、前記ライナの形状を大きくする加圧工程を含んでもよい。
この形態によれば、ライナの内圧を上昇させてライナの形状を大きくすることで、繊維の緩みの程度を小さくできる。
（３）上記形態であって、さらに、前記巻付工程と前記形状変形工程との間に、前記巻付工程の時の前記ライナの内圧よりも前記ライナの内圧を下降させることで、前記巻付工程の時よりも前記ライナの形状を小さくする減圧工程を含んでもよい。
この形態によれば、減圧工程によってライナに巻き付けた繊維を一旦緩ませることで、重なり合った繊維が互いに加える圧力を小さくできるので、重なり合った繊維間の摩擦力を小さくできる。これにより、ライナに巻き付けた繊維がより動き易い状態にできるので、形状変形工程において、ライナに巻き付けられている繊維の緩みの程度をより小さくできる。
（４）上記形態であって、前記減圧工程は、前記巻付工程のうちで、前記タンクの製造後に応力が最大となる層を形成する前記繊維を前記ライナに巻き付けた時の前記ライナの内圧よりも前記ライナの内圧を下降させる工程であってもよい。
この形態によれば、応力が最大となる層を形成する繊維である所定繊維を一旦緩ませることで、所定繊維を動き易くできる。これにより、応力が最大と層を形成する繊維の緩みの程度を小さくできるので、タンクの強度低下をより抑制できる。
（５）上記形態であって、前記形状変形工程は、前記ライナに外力を加えることで、前記ライナの軸線に沿った軸線方向において、前記ライナの形状を大きくする軸線方向変形工程を含んでもよい。
この形態によれば、軸線方向においてライナの形状を大きくすることで、ライナに巻き付けられた繊維、特にライナに近い内側の層を形成する繊維の緩みの程度を小さくできる。
（６）上記形態であって、前記硬化工程は、前記ライナの内圧を前記巻付工程の時よりも高く維持することで前記ライナの形状を大きくした状態で、前記熱硬化性樹脂を加熱して硬化させてもよい。
この形態によれば、ライナの内圧を巻付工程の時よりも高く維持することで、ライナの形状をより均等に大きくした状態にできる。これにより、ライナに巻き付けられた繊維の緩みの程度をより小さくした状態で、熱硬化性樹脂を硬化させることができる。
本開示は、種々の形態で実現することが可能であり、上記のタンクの製造方法の他に、例えば、タンクの製造装置、タンクを搭載した燃料電池システムなどの形態で実現することができる。

タンクの構成を模式的に示す概略断面図。 繊維の巻付装置を説明するための図。 タンクの製造方法を示すフローチャート。 ライナの内圧と、製造方法の各工程との関係を示す図。 軸線方向変形工程の効果の一例を説明するための図。

Ａ．実施形態：
図１は、本開示の実施形態の製造方法によって製造されるタンクの構成を模式的に示す概略断面図である。タンク１０は、例えば、燃料電池に供給するための水素を圧縮した状態で収容する高圧ガスタンクである。水素を収容したタンク１０の内圧は、例えば、３５ＭＰａ以上となる。タンク１０は、タンク本体１１５と、タンク本体１１５を被覆する補強層１４０と、を備える。タンク本体１１５は、ライナ１１０と、第１口金１２０と、第２口金１３０とを有する。

ライナ１１０は、ナイロンやポリエチレンなどの合成樹脂によって形成されている。本実施形態では、ライナ１１０は、ナイロンによって形成されている。ライナ１１０は、ライナ軸線ＣＸを有する中空容器であり、内部にガスを貯蔵するための貯蔵空間１１４を形成する。またライナ１１０は、略円筒形状の円筒部１１１と、ライナ軸線ＣＸに沿った方向について円筒部１１１の両端に接続された略半球状のドーム部１１２とを有する。なお、他の実施形態では、ライナ１１０は、金属によって形成されていてもよい。

補強層１４０は、ライナ１１０と、第１口金１２０および第２口金１３０のライナ軸線ＣＸ方向を向く開口部を除く周囲部分と、を覆うように配置されている。補強層１４０は、繊維強化樹脂によって形成されている。本実施形態では、補強層１４０は、熱硬化性樹脂と炭素繊維との複合材料である炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）によって形成されている。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂が用いられる。熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂に限定されず、不飽和ポリエステル樹脂等、他の熱硬化性樹脂を用いてもよい。

第１口金１２０と第２口金１３０は、アルミニウムまたはその合金といった軽量金属で形成され、ライナ１１０のドーム部１１２に設けられている。第１口金１２０と第２口金１３０の開口部の内周面には雌ネジが形成されている。配管やバルブアッセンブリ等の機能部品の雄ネジが、この雌ネジと螺合することにより、機能部品が第１口金１２０や第２口金１３０に接続される。なお、図１では、第１口金１２０には二点鎖線により示したバルブアッセンブリＶＡが接続されている。なお本実施形態では、第２口金１３０は、貯蔵空間１１４と外部とが非連通状態となるように形成されている。

タンク１０が燃料電池システムの要素として組み込まれた場合、バルブアッセンブリＶＡを介して、貯蔵空間１１４と不図示のガス流路との間が接続される。貯蔵空間１１４には、燃料ガスとしての水素が充填される。また貯蔵空間１１４から燃料電池に向けて水素が供給されて燃料電池の発電に利用される。

図２は、繊維３２の巻付装置２００を説明するための図である。巻付装置２００は、回転装置２０１と、回転軸２０３と、支持軸２０５と、繊維ガイド部３８と、内圧調整機構２９と、制御部４０とを備える。制御部４０は、巻付装置２００の動作を制御する。繊維ガイド部３８は、熱硬化性樹脂が含浸された繊維３２をタンク本体１１５に向けて送り出す。繊維ガイド部３８によって、繊維３２の巻き付け角度が調整される。

回転装置２０１は、回転軸２０３に連結されており、制御部４０からの指令によって駆動することで回転軸２０３を回転させる。回転軸２０３は、第２口金１３０に固定され、タンク本体１１５を回転させる。支持軸２０５は、回転自在にタンク本体１１５を支持するように第１口金１２０に取り付けられている。支持軸２０５は筒状である。

繊維３２のタンク本体１１５への巻き付けは、回転装置２０１によってライナ軸線ＣＸを中心にタンク本体１１５を回転させながら、繊維ガイド部３８から繊維３２をタンク本体１１５に供給することで行われる。繊維３２は、フープ巻きやヘリカル巻きによってタンク本体１１５に巻き付けられる。フープ巻きとは、ライナ軸線ＣＸと繊維３２の巻き付け方向とが成す角度が略垂直となるように、繊維３２を巻き付ける方法である。こで「略垂直」とは、９０°と、繊維３２同士が重ならないように繊維の巻き付け位置をずらすことによって生じ得る９０°前後の角度と、の両方を含む。円筒部１１１に繊維３２を巻き付ける際にフープ巻きは用いられる。

ヘリカル巻きは、高角度ヘリカル巻きと低角度ヘリカル巻きとがある。高角度ヘリカル巻きは、例えば、ライナ軸線ＣＸと繊維３２の巻き付け方向との成す角度が７５°以上８７°以下の範囲のいずれかの角度（例えば８０°）となるように、繊維３２をライナ１１０の円筒部１１１に巻き付ける方法である。低角度ヘリカル巻きは、例えば、ライナ軸線ＣＸと繊維３２の巻き付け方向との成す角度が１０°以上３０°以下の範囲のいずれかの角度（例えば、１５°）となるように、繊維３２をタンク本体１１５に巻き付ける方法である。また低角度ヘリカル巻きでは、繊維３２が、２つのドーム部１１２に掛け渡るよう螺旋状に繰り返し巻回される。

内圧調整機構２９は、圧力調整用流路２２と、加圧用流路２１と、減圧用流路２０と、切替バルブ１６と、減圧ポンプ２３と、加圧ポンプ２４と、を備える。各流路２０，２１，２２は、配管によって形成されている。圧力調整用流路２２は、外部とタンク本体１１５の貯蔵空間１１４とを連通させる流路であり、一部が支持軸２０５内に配置されている。圧力調整用流路２２には、圧力センサ２７が配置されている。圧力センサ２７の検出値は制御部４０に出力される。本実施形態では、圧力センサ２７の検出値をライナ１１０の内圧として取り扱う。

減圧用流路２０は、切替バルブ１６を介して圧力調整用流路２２と連通する流路であり、貯蔵空間１１４の圧力、つまりライナ１１０の内圧を下降させるための流路である。減圧ポンプ２３は、減圧用流路２０に配置され、制御部４０の指令に応じて駆動することで圧力調整用流路２２及び減圧用流路２０を介して貯蔵空間１１４内の気体を外部に排出することで貯蔵空間１１４内を減圧する。

加圧用流路２１は、切替バルブ１６を介して圧力調整用流路２２と連通する流路であり、貯蔵空間１１４の圧力、つまりライナ１１０の内圧を上昇させるための流路である。加圧ポンプ２４は、加圧用流路２１に配置され、制御部４０の指令に応じて駆動することで圧力調整用流路２２及び加圧用流路２１を介して貯蔵空間１１４内に気体を送り込むことで貯蔵空間１１４内を加圧する。本実施形態では、減圧用流路２０の一端には、貯蔵空間１１４に送り込むための気体を収容するガス容器（図示せず）が接続されている。貯蔵空間１１４を加圧するための気体には、ライナ１１０の酸化を抑制するために不活性ガスが用いられることが好ましい。本実施形態では、不活性ガスとして窒素が用いられている。

切替バルブ１６は、制御部４０からの指令に応じて、圧力調整用流路２２と減圧用流路２０との連通状態や、圧力調整用流路２２と加圧用流路２１との連通状態を変更する。また切替バルブ１６は、圧力調整用流路２２と加圧用流路２１と減圧用流路２０とを全て閉じることができる。

図３は、タンク１０の製造方法を示すフローチャートである。図４は、ライナ１１０の内圧と、製造方法の各工程との関係を示す図である。図３に示すように、制御部４０は、初期加圧工程を実行する（ステップＳ１０）。図４に示すように、初期加圧工程は、内圧調整機構２９を制御して、貯蔵空間１１４に加圧気体を送りこんでライナ１１０の内圧を大気圧よりも高い第１圧力Ｐ１まで上昇させる工程である。第１圧力Ｐ１は、後述する巻付工程によって繊維３２がライナ１１０に巻き付けられる際に、繊維３２からの荷重によってライナ１１０が大きく変形することを抑制できる程度の値に設定されることが好ましい。

制御部４０は、圧力センサ２７の検出値が第１圧力Ｐ１になった場合に、繊維ガイド部３８や回転装置２０１を制御して、巻付工程を実行する（図３のステップＳ２０）。巻付工程は、ライナ１１０を含むタンク本体１１５に硬化前の熱硬化性樹脂が含浸された繊維３２を巻き付ける工程である。繊維３２の巻き付けは、フープ巻き、高角度ヘリカル巻き、および、低角度ヘリカル巻きを組み合わせて実施される。巻付工程によって、タンク本体１１５上に、硬化前の熱硬化性樹脂が含浸された繊維３２によって形成された複数の層が形成される。

図４に示すように、巻付工程において繊維３２の巻き付けが行われている期間において、制御部４０は、ライナ１１０に巻き付けられた繊維３２からの荷重によってライナ１１０が大きく変形することを抑制するために、ライナ１１０の内圧を第１圧力Ｐ１から更に上昇させる。本実施形態では、制御部４０は、予め定めた第１タイミングで、ライナ１１０の内圧を第１圧力Ｐ１から第２圧力Ｐ２まで上昇させ、さらに、予め定めた第２タイミングで、第２圧力Ｐ２から第３圧力Ｐ３まで上昇させる。

図３に示すように、制御部４０は、ステップ２０の次に、減圧工程を実行する（ステップＳ３０）。図４に示すように、減圧工程は、巻付工程と後述する形状変形工程との間に実行され、巻付工程の時のライナ１１０の内圧よりもライナ１１０の内圧を下降させることで、巻付工程の時よりもライナ１１０の形状（特に、径方向の形状）を小さくする工程である。本実施形態では、減圧工程では、巻付工程の時の最高内圧である第３圧力Ｐ３よりもライナ１１０の内圧を下降させる。減圧工程において、制御部４０は、切替バルブ１６を動作させて圧力調整用流路２２と減圧用流路２０とを連通状態とした後に、減圧ポンプ２３を駆動させることで、貯蔵空間１１４内の気体を外部へと排出させる。これにより、ライナ１１０の内圧が、第３圧力Ｐ３よりも低くなる。ここで、減圧工程によるライナ１１０の内圧の目標値は、第３圧力Ｐ３よりも低い値であれば上記に限定されるものではなく、例えば大気圧であってもよい。減圧工程において、所定層を形成する繊維３２をライナ１１０に巻き付けた時のライナ１１０の内圧よりも、ライナ１１０の内圧を下降させることが好ましい。所定層を形成する層とは、巻付工程のうちでタンク１０の製造後に応力が最大となる層（応力最大層）である。応力最大層とは、タンク１０の内圧が大気圧よりも高い予め定めた値（例えば、８０ＭＰａ）になるように気体を封入した場合に、繊維３２の歪みが最大となる層である。応力最大層は、本実施形態では、高角度ヘリカル巻きやフープ巻きによって形成された層のうちで最も内側に位置する層であり、例えば、最内層の低角度ヘリカル巻きによって形成された層上に形成された２層目の高角度ヘリカル巻きによって形成された層である。なお、２層目の層を形成する時のライナ１１０の内圧は第１圧力Ｐ１である。繊維３２の歪みは、タンク１０の内圧が大気圧の時からの繊維３２の伸びの割合によって評価でき、伸びの割合が大きくなるほど大きい。以上のように、本実施形態では、減圧工程によって、第１圧力Ｐ１よりも低い第４圧力Ｐ４まで内圧を下降させる。

図３に示すように、制御部４０は、ステップＳ３０の後に、形状変形工程を実行する（ステップＳ４０、ステップＳ５０）。形状変形工程は、巻付工程の時よりもライナ１１０の形状を大きくする工程である。形状変形工程では、例えば、ライナ１１０のライナ軸線ＣＸに沿った軸線方向と、軸線方向と直交する円筒部１１１の径方向と、の少なくとも一方において、巻付工程の時よりもライナ１１０の形状が大きくなる。本実施形態では、形状変形工程は、軸線方向変形工程（ステップＳ４０）と加圧工程（ステップＳ５０）とを有する。

軸線方向変形工程は、ライナ１１０に外力を加えることで、軸線方向において、ライナ１１０の形状を大きくする工程である。例えば、軸線方向変形工程では、第１口金１２０と第２口金１３０とが互いに軸線方向について離れるように、第１口金１２０と第２口金１３０に対して、治具などによって外力が加えられる。これにより、第１口金１２０および第２口金１３０を介してライナ１１０に外力が加えられることで、ライナ１１０の軸線方向における寸法が、形状変形工程前よりも大きくなる。また、例えば、支持軸２０５や回転軸２０３の位置を調整することで、ライナ１１０に外力を加えてライナ１１０の軸線方向における寸法を、形状変形工程前よりも大きくしてもよい。軸線方向変形工程では、例えば、軸線方向においてライナ１１０の形状が１ｍｍ～１０ｍｍ程度大きくなる。軸線方向変形工程は、図４に示すように、例えば加圧工程の実行中である時刻ｔ８～時刻ｔ９の間に実行されてもよいし、減圧工程と加圧工程との間に実行されてもよいし、加圧工程の後に実行されてもよい。

加圧工程は、ライナ１１０の形状（特に、径方向の形状）を大きくする工程である。加圧工程では、制御部４０は、切替バルブ１６の動作を制御して加圧用流路２１と圧力調整用流路２２とを連通させた後に、加圧ポンプ２４を駆動させることで気体（本実施形態では窒素）をライナ１１０の内部に送り込む。これにより、加圧工程では、巻付工程の時のライナ１１０の内圧、例えば最高圧力である第３圧力Ｐ３よりも高い第５圧力Ｐ５までライナ１１０の内圧を上昇させる。これにより、ライナ１１０の内圧によって、主に径方向におけるライナ１１０の形状である寸法が加圧工程前よりも大きくなる。第５圧力Ｐ５は、例えば、安全性を考慮して１．０ＭＰａ以下であってもよい。なお、加圧工程では、巻付工程の時の内圧（例えば、最低内圧の第１圧力Ｐ１）よりも内圧を上昇させればよいが、巻付工程の時の最高内圧である第３圧力Ｐ３よりも高い圧力までライナ１１０の内圧を上昇させることが好ましい。これにより、巻付工程の時に巻き付けられた繊維３２の緩みの程度をより小さくできる。

図３に示すように、形状変形工程によってライナ１１０の形状を大きくした状態で、熱硬化性樹脂が含浸された繊維３２が巻き付けられたタンク本体１１５を加熱することで、熱硬化性樹脂を加熱して硬化させる硬化工程が実行される（ステップＳ６０）。例えば、図４に示すように、硬化工程は、ライナ１１０の内圧を巻付工程の時よりも高い第５圧力Ｐ５に維持することでライナ１１０の形状を大きくした状態で、熱硬化性樹脂を加熱することで熱硬化性樹脂を硬化させる。なお、硬化工程では、タンク本体１１５を加熱炉内に配置して、熱硬化性樹脂が含浸された繊維を加熱することで、熱硬化性樹脂が硬化する。これにより、タンク１０が製造される。この場合において、回転軸２０３や支持軸２０５や内圧調整機構２９の一部も加熱炉に配置されている。なお、硬化工程の実行中におけるライナ１１０の内圧は、巻付工程から硬化工程前までの期間におけるライナ１１０の最高内圧（本実施形態では第５圧力Ｐ５）以上であることが好ましい。こうすることで、ライナ１１０の形状が、最高内圧の時よりも小さくなることで繊維３２が緩んだ状態で硬化工程が実行されることを抑制できる。

上記実施形態によれば、図３に示すように硬化工程の前に形状変形工程によってライナ１１０の形状を大きくすることで、ライナ１１０に巻き付けられた繊維３２に緩みが生じていた場合であっても、ライナ１１０の形状の変化に応じて繊維３２が伸ばされることで緩みの程度を小さくできる。これにより、繊維３２の緩みの程度を小さくした状態、すなわち繊維３２の巻き付け方向が予め設計した方向から外れることを抑制した状態で、熱硬化性樹脂が硬化されるので、タンク１０の強度（例えば、耐圧強度）が低下することを抑制できる。

また上記実施形態によれば、形状変形工程は、ライナ１１０の内圧を上昇させることでライナ１１０の形状を大きくする加圧工程を含む。これにより、ライナ１１０に巻き付けられた繊維３２の緩みの程度を小さくできる。特に、ライナ１１０の内圧を上昇させてライナ１１０の形状を大きくすることで、ライナ１１０（特に、円筒部１１１）をより均等に大きくできるので、ライナ１１０に巻き付けられた繊維３２の緩みの程度をより均一に小さくできる。また、形状変形工程は、軸線方向においてライナ１１０の形状を大きくする軸線方向変形工程を含む。軸線方向においてライナ１１０の形状が大きくなることで、ライナ１１０の変形に伴いライナ１１０に巻き付けられた繊維３２、特にライナ１１０に近い内側の層を形成する繊維３２が、摩擦によって変位して緩んでいた繊維３２が伸ばされる。これにより、繊維３２の緩みの程度を小さくできる。また、軸線方向変形工程によって、軸線方向においてライナ１１０の形状が大きくなることで、２つのドーム部１１２に掛け渡るようにライナ１１０に巻き付けられた低角度ヘリカル巻きの繊維３２が伸ばされるので、繊維３２の緩みの程度をより小さくできる。

図５は、軸線方向変形工程の効果の一例を説明するための図である。巻付工程において、例えば、最内層Ｌ１である１層目が低角度ヘリカル巻きで形成され、２層目が高角度ヘリカル巻きやフープ巻きによって形成された場合、軸線方向においてライナ１１０の形状を大きくすることで、最内層Ｌ１を形成する繊維３２（例えば、破線で示す繊維３２）が緩んでいた場合でも、ライナ１１０との摩擦によって繊維３２が変位して繊維３２の緩みの程度を小さくできる。これにより、２層目を形成する場合に、２層目内に段差が形成されることを抑制できるので、２層目の高角度ヘリカル巻きやフープ巻きによって形成された層に段差が形成されることで生じ得る、タンク１０の強度低下を抑制できる。なお、本実施形態では、この２層目の層が、タンク１０の製造後の加圧時に応力が最大となる層である。

また上記実施形態によれば、減圧工程によってライナ１１０に巻き付けた繊維３２を一旦緩ませることで、重なり合った繊維３２が互いに加える圧力を小さくできるので、重なり合った繊維３２間の摩擦力を小さくできる。これにより、ライナ１１０に巻き付けた繊維３２がより動き易い状態にできるので、形状変形工程において、ライナに巻き付けられている繊維３２の緩みの程度をより小さくできる。特に、上記実施形態では、減圧工程は、タンク１０の製造後に応力が最大となる層を形成する繊維３２を巻き付けた時のライナ１１０の内圧よりもライナ１１０の内圧を下降させる工程である。これにより、応力最大層を形成する繊維３２である所定繊維を一旦緩ませることで、所定繊維を動き易くできる。これにより、応力が最大と層を形成する繊維３２の緩みの程度を小さくできるので、タンク１０の強度低下をより抑制できる。

また上記実施形態によれば、ステップＳ６０の硬化工程は、ライナ１１０の内圧を巻付工程の時よりも高い第５圧力Ｐ５に維持することでライナ１１０の形状を大きくした状態で、熱硬化性樹脂を加熱して硬化させる。これにより、ライナ１１０の内圧を巻付工程の時よりも高く維持することで、治具などを用いてライナ１１０の形状を大きくする場合よりも、ライナ１１０の形状をより均等に大きくできる。よって、ライナ１１０に巻き付けられた繊維３２の緩みの程度をより小さくした状態で、熱硬化性樹脂を硬化させることができる。特に、熱可塑性樹脂であるエポキシ樹脂は、昇温することに伴い、液化した後に硬化する。また、ライナ１１０が昇温することで軟化してライナ１１０の形状が内圧によってより大きくなる。これにより、エポキシ樹脂の液化の際に繊維３２が動き易くなった状態でライナ１１０が軟化してライナ１１０の形状がより大きくなるので、内層側などの繊維３２の緩みの程度をより一層小さくした状態できる。この状態で、エポキシ樹脂が硬化することで、繊維３２の緩みの程度をより一層小さくしたタンク１０が製造される。

Ｂ．他の実施形態：
Ｂ－１．第１の他の実施形態：
上記実施形態において、巻付工程と加圧工程との間に、ライナ１１０の内圧を巻付工程の時よりも上昇させる予備加圧工程を実行してもよい。特に、減圧工程を省略した場合に予備加圧工程を実行することが好ましい。これにより、ライナ１１０から気体である不活性ガスが漏れ出したり、ライナ１１０の温度上昇によってライナ１１０の容積が大きくなったりすることで、ライナ１１０の内圧が低下した場合でも、ライナ１１０の内圧が負圧になる可能性を低減できる。よって、ライナ１１０の貯蔵空間１１４に空気が流入する可能性を低減できるので、ライナ１１０が酸化することを抑制できる。

Ｂ－２．第２の他の実施形態：
上記実施形態では、減圧工程が実行されていたが省略してもよい。また、形状変形工程は、軸線方向変形工程と加圧工程とのいずれか一方のみであってもよい。このようにしても、硬化工程の前に形状変形工程によってライナ１１０の形状を大きくすることで、ライナ１１０の形状の変化に応じて繊維３２が伸ばされることで緩みの程度を小さくできる。

本開示は、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。

１０…タンク、１２…円筒部、１４…ドーム部、１６…切替バルブ、２０…減圧用流路、２１…加圧用流路、２２…圧力調整用流路、２３…減圧ポンプ、２４…加圧ポンプ、２７…圧力センサ、２９…内圧調整機構、３２…繊維、３８…繊維ガイド部、４０…制御部、１１０…ライナ、１１１…円筒部、１１２…ドーム部、１１４…貯蔵空間、１１５…タンク本体、１２０…第１口金、１３０…第２口金、１４０…補強層、２００…巻付装置、２０１…回転装置、２０３…回転軸、２０５…支持軸、ＣＸ…ライナ軸線、Ｌ１…最内層、Ｐ１…第１圧力、Ｐ２…第２圧力、Ｐ３…第３圧力、Ｐ４…第４圧力、Ｐ５…第５圧力、ＶＡ…バルブアッセンブリ

Claims (4)

1. タンクの製造方法であって、
   ライナに硬化前の熱硬化性樹脂が含浸された繊維を巻き付ける巻付工程と、
   前記巻付工程の後に、前記巻付工程の時よりも前記ライナの形状を大きくする形状変形工程と、
   前記形状変形工程によって前記ライナの形状を大きくした状態で、前記熱硬化性樹脂を加熱して硬化させる硬化工程と、を備え、
   前記形状変形工程は、前記ライナの内部に気体を送り込んで、前記巻付工程の時の前記ライナの内圧よりも前記ライナの内圧を上昇させることで、前記ライナの形状を大きくする加圧工程を含み、
   前記タンクの製造方法は、さらに、前記巻付工程と前記形状変形工程との間に、前記巻付工程の時の前記ライナの内圧よりも前記ライナの内圧を下降させることで、前記巻付工程の時よりも前記ライナの形状を小さくする減圧工程を含む、タンクの製造方法。
2. 請求項１に記載のタンクの製造方法であって、
   前記減圧工程は、前記巻付工程のうちで、前記タンクの製造後に応力が最大となる層を形成する前記繊維を前記ライナに巻き付けた時の前記ライナの内圧よりも前記ライナの内圧を下降させる工程である、タンクの製造方法。
3. タンクの製造方法であって、
   ライナに硬化前の熱硬化性樹脂が含浸された繊維を巻き付ける巻付工程と、
   前記巻付工程の後に、前記巻付工程の時よりも前記ライナの形状を大きくする形状変形工程と、
   前記形状変形工程によって前記ライナの形状を大きくした状態で、前記熱硬化性樹脂を加熱して硬化させる硬化工程と、を備え、
   前記形状変形工程は、前記ライナに外力を加えることで、前記ライナの軸線に沿った軸線方向において、前記ライナの形状を大きくする軸線方向変形工程を含む、タンクの製造方法。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のタンクの製造方法であって、
   前記硬化工程は、前記ライナの内圧を前記巻付工程の時よりも高く維持することで前記ライナの形状を大きくした状態で、前記熱硬化性樹脂を加熱して硬化させる、タンクの製造方法。

Images