JP7322780B2 - 高圧タンクの製造方法及び高圧タンク - Google Patents

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Description

本開示は、樹脂が含浸された繊維層によって補強された高圧タンクに関する。
燃料電池車用高圧タンクは、当該高圧タンクの内部空間を形成するライナを有し、このライナに対してその外周に樹脂が含浸された繊維層が設けられることにより補強層が形成され、これにより高い強度を実現している。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乃至特許文献５が開示されている。
特許文献１には、金属製の中子を繊維で被覆した後、被覆している繊維に母材樹脂を含浸させるか又は、母材樹脂を含浸させた繊維で中子を被覆した後、母材樹脂を加熱してプリキュアし、母材樹脂をプリキュアした温度より高い温度で加熱してアフターキュアする繊維強化プラスチックの製造方法であって、金属製の中子として、プリキュアさせる時の加熱温度より高く、アフターキュアさせる時の加熱温度以下の融点を有する金属を使用することが開示されている。
特許文献２には、予め熱硬化樹脂を含浸させた繊維を積層した高圧タンクの製造方法において、樹脂層の内部と外部とに銅線等からなるコイルを巻き付け、この銅線に電流を流して熱硬化性樹脂を加熱することが開示されている。
特許文献３には、予め熱硬化樹脂を含浸させた繊維を積層した高圧タンクの製造方法において、樹脂繊維の巻き終わりの位置にステンレス鋼や銅からなる薄板を繊維層に設置すし、これを発熱させて樹脂を硬化することが開示されている。
特許文献４には、高圧タンクの製造方法が開示され、ここには高圧タンクの内部空間を形成するライナの外表面に繊維層が形成されたプリフォームを金型内に配置し、この金型内に配置されたプリフォームに向けて樹脂を射出しながら、プリフォームの中心軸線を回転中心にしてプリフォームを金型内で周方向に回転させることで樹脂を繊維層に含浸することが開示されている。
特許文献５には、形成された繊維層に対して樹脂を含浸する技術において、繊維層を構成する繊維束に厚さの差を設けることで間隙を形成し、この間隙を樹脂が通ることで樹脂の浸透を促進することが開示されている。
特開２００８－１３２７１７号公報 特開２０１２－１４８５４４号公報 特開２０１８－０１２２３５号公報 特開２０１９－０５６４１５号公報 特開２０１９－０５９１７６号公報
プリフォーム（ライナに繊維層が形成された部材）の繊維層に対して樹脂組成物を含浸させ、その後に硬化させることで補強層を形成する、いわゆるＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）では、繊維層の厚さや形状により均一な樹脂の含浸が難しいことがある。特に燃料電池車用高圧タンクは強度確保のため、繊維層を厚くするとともに、その形状が軸方向に長い円筒形であるため上記の問題がより顕著である。
これに対して高圧で樹脂を注入すれば、圧力によりライナ等に変形を生じさせたり、設備が大掛かりになったりする。
一方で、樹脂の流動性を高めた状態で含浸をさせると、樹脂の硬化に時間がかかるため生産性が低下する。
本開示は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、繊維層に樹脂を含浸する際に、生産性の低下を抑制しつつ質の高い含浸をすることができる高圧タンクの製造方法を提供することを主目的とする。また、そのための高圧タンクを提供する。
本願は、炭素繊維をライナに巻き付けてライナの外周に繊維層を設けてプリフォームを形成し、プリフォームの繊維層に硬化性樹脂を含浸して硬化させる工程を含む高圧タンクの製造方法であって、炭素繊維をライナに巻き付ける際に、炭素繊維とともに金属線も巻き付けることを特徴とする高圧タンク製造方法を開示する。
炭素繊維及び金属線の巻き付けは、１つの多給糸フィラメントワインディング装置で行うことができる。
又は、炭素繊維及び金属線の巻き付けは、複数の多給糸フィラメントワインディング装置を連続して通過させて行ってもよい。
金属線は体積抵抗率が５．０（μΩｃｍ）以下の金属からなるようにしてもよい。
又は、金属線は体積抵抗率が５．０（μΩｃｍ）より大きい金属からなるようにしてもよい。
金属線は、繊維層の厚さの半分となる位置よりライナに近い位置に配置してもよい。
プリフォームの繊維層に硬化性樹脂を含浸した後に金属線に通電してもよい。
硬化性樹脂の硬化発熱温度が最高に達したときに金属線に通電するようにしてもよい。
また、本願は、中空のライナと、ライナの外周に巻かれた炭素繊維及び金属線を備える繊維層、及び、繊維層に含浸された樹脂を具備する補強層と、を有する、高圧タンクであって、金属線は、繊維層のうち、該繊維層の厚さ方向の半分となる位置よりもライナ側にのみ配置される、高圧タンクを開示する。
本開示によれば、生産性の低下を抑制しつつ質の高い含浸が可能となり、製造コストを抑制しつつ、高い品質の高圧タンクを得ることができる。
図１は高圧タンク１０の外観を模式的に示す図である。 図２（ａ）は高圧タンク１０の断面図、図２（ｂ）はその一部を拡大した図である。 図３（ａ）、図３（ｂ）は金属線１３ｂの配置を説明する図である。 図４は金属線１３ｂが巻かれた態様を説明する図である。 図５は高圧タンクの製造方法Ｓ１０を説明する図である。 図６（ａ）、図６（ｂ）は繊維層の形成の工程Ｓ１１について説明する図である。 図７（ａ）、図７（ｂ）は型４５について説明する図である。 図８は、樹脂組成物の供給・停止の工程Ｓ１３について説明する図である。 図９は通電の工程Ｓ１４について説明する図である。 図１０は通電開始のタイミングの例を説明する図である。 図１１は繊維層の形成の工程Ｓ２１について説明する図である。
１．形態１
１．１．高圧タンクの構造
図１には形態１にかかる高圧タンク１０の外観を模式的に表し、図２（ａ）には高圧タンク１０の軸線に沿った断面を模式的に表した。また、図２（ｂ）には図２（ａ）の断面の一部で、高圧タンク１０が備える層構成を説明する図を表した。
これらの図からわかるように、高圧タンク１０はライナ１１、補強層１２、保護層１５、及び、口金１６を有している。以下に各構成について説明する。
＜ライナ＞
ライナ１１は、高圧タンク１０の内部空間を区画する中空の部材である。ライナはその内部空間に収容されたもの（例えば水素）を漏らすことなく保持することができる材料で構成されていればよく、材料は公知のものを用いることができるが、例えばナイロン樹脂、ポリエチレン系の合成樹脂や、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属等からなるものである。
ライナ１１の厚さは特に限定されることはないが、０．５ｍｍ乃至１．０ｍｍであることが好ましい。
＜補強層＞
補強層１２は、繊維層１３及び繊維層１３に含浸され硬化した樹脂を有している。繊維層１３は、ライナ１１の外表面に繊維束１３ａが所定の厚さにまで幾重にも亘って巻き付けられるとともに、合わせてその一部に、金属線１３ｂが巻き付けられて構成されている。
補強層１２の厚さは必要な強度により決められるため特に限定されることはないが、１０ｍｍ乃至３０ｍｍ程度である。特に燃料電池車用高圧タンクは、強度確保のために補強層を厚く形成する必要があり、それに伴い厚くなった繊維層への樹脂の含浸という観点から含浸の困難性が高い。なお、繊維層１３のうち、繊維層１３の厚さの半分よりライナ１１側を「内層側」と記載することがあり、厚さの半分よりライナ１１側とは反対側（外周側）を「外層側」と記載することがある。
繊維層１３の繊維束１３ａには炭素繊維が用いられおり、繊維束１３ａは炭素繊維が束となって所定の断面形状（例えば長方形断面）を有する帯状である。具体的には特に限定されることはないが、断面形状が、幅６ｍｍ乃至９ｍｍ、厚さが０．１ｍｍ乃至０．１５ｍｍ程度の長方形であることが挙げられる。繊維束に含まれる炭素繊維の量も特に限定されることはないが、例えば３６０００本程度の炭素繊維からなることが挙げられる。
このような炭素繊維による繊維束１３ａがライナ１１の外表面に巻き付けられることで繊維層１３が形成されている。
繊維層１３の金属線１３ｂは導電性の金属からなり、その中でも、本形態では後述するように当該金属線１３ｂに電流を流すことにより繊維束を構成する炭素繊維を誘導加熱するため、金属線１３ｂは電気抵抗が低い金属とされている。具体的には、通常は導線として用いられる材料であり、その１００℃における体積抵抗率が５．０（μΩｃｍ）以下である材料により構成されていることが好ましく、例えば銅等を挙げることができる。
金属線１３ｂは繊維層１３のうち内層側に配置されており、好ましくは最もライナ１１に近い層（いわゆる１層目、ライナに接触する層）に配置されている。図３（ａ）、図３（ｂ）には金属線１３ｂが巻かれている状態を模式的に透視して表している。金属線１３ｂは上記のように繊維層１３のうち内層側に配置されているため外観からでは見えないが、ここでは便宜のため破線により透視している。図３（ａ）は高圧タンク１０の外観による図、図３（ｂ）は高圧タンク１０の断面による図である。また図４には金属線１３ｂが繊維束１３ａとともに巻かれたときの状態を外周側から正面で見た図を表した。
これらの図からわかるように、金属線１３ｂは螺旋状、コイル状にライナ１１に巻きつけられている。これにより後述するようにここに電流を流すことで繊維層１３の炭素繊維を誘導加熱することができる。また、図４からわかるように、当該巻き付けられた状態で、金属線１３ｂは隣接する繊維束１３ａの下に潜ったり上に配置されたりを繰り返すことで編みこまれたようにされている。
金属線１３ｂの断面形状は特に限定されることなく、繊維束１３ａと同じであってもよく異なるものであってもよい。
また、繊維束１３ａの巻き付けの角度と金属線１３ｂの巻き付けの角度とが等しい（位相が等しい）ことが好ましい。これにより金属線によりさらに効果的に炭素繊維を加熱することができる。
金属線１３ｂは少なくとも内層側に配置されていればよいが、内層側のみに配置されてもよい。これにより後述するように、樹脂が含浸された繊維層の外層側は型により、内層側は金属線１３ｂへの通電により効率よく加熱して硬化を促進することができる。
補強層１２において繊維層１３に含浸して硬化した樹脂は、初めは流動性のある状態で繊維層に浸透し、その後何らかの方法により硬化することで繊維層の強度を高めることができるものであれば特に限定されることはない。これには例えば熱により硬化する熱硬化樹脂を挙げることができ、例えばアミン系又は無水物系の硬化促進剤、及び、ゴム系の強化剤を含むエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等がある。その他、エポキシ樹脂を主剤とし、これに硬化剤を混ぜることにより硬化する樹脂組成物も挙げることができる。これによれば、主剤と硬化剤とを混ぜてから硬化するまでの間にこの混合物である樹脂組成物を繊維層に到達及び浸透させることで、自動的に硬化する。
＜保護層＞
保護層１５は補強層１２の外周に配置されており、ガラス繊維が巻かれ、ここに樹脂が含浸されてなる層である。含浸される樹脂は補強層１２と同様に考えることができる。これにより高圧タンク１０に対して耐衝撃性を付与することができる。
保護層１５の厚さは特に限定されることはないが、１．０ｍｍ乃至１．５ｍｍ程度とすることができる。
＜口金＞
口金１６は、ライナ１１の２つの開口端にそれぞれ取付けられている部材であり、その一方は、高圧タンク１０の内外を連通する開口として機能すると共に、高圧タンク１０に配管やバルブを取り付けるための取付部として機能する。また、口金１６は、補強層１２を形成する際に、ライナ１１を後述する多給糸フィラメントワインディング装置へ取り付けるための取付部としても機能する。
１．２．プリフォームの構造
プリフォーム３０は、最終的に高圧タンク１０となる中間部材であり、少なくともライナ１１及び繊維層１３を有して構成されている。従って、プリフォーム３０は補強層１２の繊維層１３に樹脂の含浸が行われる前の部材である。従って、プリフォーム３０が備える構成については上記と同様であり、各構成についての説明は省略する。
なお、ここではプリフォーム３０としてライナ１１に繊維層１３が配置されたものを示して説明するが、繊維層１３の外周にさらに保護層１５のためのガラス繊維が巻かれたものであってもよい。
１．３．製造方法１
図５には１つの形態にかかる高圧タンクの製造方法Ｓ１０の流れを示した。図５からわかるように、高圧タンクの製造方法Ｓ１０は、繊維層の形成の工程Ｓ１１、型への設置・脱気の工程Ｓ１２、樹脂組成物の供給・停止の工程Ｓ１３、通電の工程Ｓ１４、及び離型の工程Ｓ１５を含んでいる。以下各工程について説明する。
＜繊維層の形成の工程Ｓ１１＞
繊維層の形成の工程Ｓ１１（「工程Ｓ１１」と記載することがある。）は、ライナ１１の外周に繊維層１３を形成し、プリフォーム３０を作製する。図６に説明のための図を示した。図６（ａ）は金属線１３ｂを含む層の繊維束１３ａ及び金属線１３ｂの巻き付けの場面、図６（ｂ）は金属線１３ｂを含まない層の繊維束１３ａの巻き付けの場面を模式的に表したものである。
図６からわかるように、本形態ではフィラメントワインディング法により繊維層１３を形成する。
本形態では、繊維束１３ａが巻かれたボビンである繊維束ボビン４０が複数、ライナ１１の外周に沿ってライナ１１を取り囲むように配置された多給糸フィラメントワインディング装置（以下「多給糸ＦＷ装置」と記載することがある。）１台を用いて繊維層１３を形成する。
より具体的には、ライナ１１の周りに配置された複数の繊維束ボビン４０を備える多給糸ＦＷ装置において、金属線１３ｂを含む層を形成する際には、図６（ａ）に示したように、複数の繊維束ボビン４０のうち少なくとも１つを金属線１３ｂが巻かれたボビンである金属線ボビン４１に変更し、繊維束ボビン４０と金属線ボビン４１から順次繊維束１３ａ及び金属線１３ｂを繰り出してライナ１１の外周に巻き付ける。巻き付け方は公知の通りであるが、少なくとも金属製１３ｂに関しては上記のように螺旋コイル状を形成するように巻き付けられる。
また、上記のように金属線１３ｂは繊維層１３のうちライナ１１に近い内層側に配置されるため、この金属線ボビン４１を含む巻き付けは、巻き付けの工程のうちの早い段階（１層目であれば最初）に行われる。
一方、金属線１３ｂを含まない層を形成する際には、図６（ｂ）に示したように、全てを繊維束ボビン４０として繊維束ボビン４０から順次繊維束１３ａを繰り出してライナ１１の外周に巻き付ける。巻き付け方は公知の通りである。
また、図６（ａ）から図６（ｂ）への変更は単に金属線ボビン４１から繊維束ボビン４０へ変更するのみでよい。
多給糸ＦＷ装置に同時に設置できるボビンの数は特に限定されることはないが、例えば４８個のボビンを設置することができるものもある。その際には、金属線１３ｂを含む層を巻き付ける場合には、４７個の繊維束ボビン４０と１つの金属線ボビン４１でライナ１１を囲むように配置するような態様で巻き付けを行うことができる。
なお、繊維層１３に引き続き保護層１５のためのガラス繊維が巻かれてもよい。
＜型への設置・脱気の工程Ｓ１２＞
型への設置・脱気の工程Ｓ１２（「工程Ｓ１２」と記載することがある。）では、工程Ｓ１１で作製したプリフォーム３０を型に設置し、真空引きにより脱気を行う。この脱気により、含浸される樹脂組成物が繊維層１３に浸透しやすくなり、含浸がより円滑に行われる。
図７に、１つの例にかかる型４５を説明するための図を示した。図７（ａ）はプリフォーム３０とともに示した型４５の模式的な分解断面図、図７（ｂ）はプリフォーム３０が設置された状態の型４５の模式的な断面図である。
型４５はプリフォーム３０の繊維層１３に対して樹脂を含浸するための型であり、本形態では上型４６及び下型４７を有して構成されている。上型４６と下型４７とが重なることで、型４５の内側にプリフォーム３０の形状に沿った内部空間が形成される。この内部空間は真空引きが可能とされ、密閉された空間を形成することできる。
また、上型４６は、図７（ｂ）に直線矢印で示したように下型４７に対して相対的に移動することができ、これによりプリフォーム３０の型４５への設置、型４５からのプリフォーム３０の離脱（離型）をすることができる。
また、上型４６には、外部から、設置されたプリフォーム３０の繊維層１３にまで達する流路４６ａが設けられている。この流路４６ａに樹脂組成物を流すことにより繊維層１３に対して樹脂組成物を供給し含浸させる。
さらに型４５には形成された内部空間内の真空引き（真空脱気）をするための不図示の空気流通路も設けられている。
また、型４５にはプリフォーム３０の繊維層１３に配置された金属線１３ｂに通電することができるように通電用接続端子４５ａが設けられている。
また、型４５は不図示の温度制御装置により、その温度を所望の温度に保持することができるように構成されている。
型４５に用いられる材料は特に限定されることはないが、通常の通り金属が好ましく用いられ、型４５はいわゆる金型である。
本工程Ｓ１２では、型４５の上型４６が下型４７から離脱されて開放状態とされ、上面が大きく露出した下型４７に対してプリフォーム３０を設置し、その後、下型４７及びここに設置されたプリフォーム３０に対して被せるように上型４６を配置して締め付ける。そして、真空ポンプにより真空脱気をする。
真空脱気は次の工程で行われる樹脂組成物を繊維層１３に供給する前に終了する。
＜樹脂組成物の供給・停止の工程Ｓ１３＞
樹脂組成物の供給・停止の工程Ｓ１３（「工程Ｓ１３」と記載することがある。）では、硬化前の樹脂組成物を型４５に配置されたプリフォーム３０の繊維層１３に対して供給し、必要な量の樹脂組成物の供給により供給を停止する。これにより樹脂組成物が繊維層１３に含浸する。
樹脂組成物は、流動性のある状態で繊維層に到達及び浸透し、その後何らかの方法により硬化することで繊維層の強度を高めることができるものであれば特に限定されることはない。これには例えば熱により硬化する熱硬化樹脂が挙げられ、例えばアミン系又は無水物系の硬化促進剤、及び、ゴム系の強化剤を含むエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等がある。この他にも、エポキシ樹脂を主剤とし、これに硬化剤を混ぜることにより硬化する樹脂組成物を挙げることができる。これによれば、主剤と硬化剤とを混ぜてから硬化するまでの間にこの混合物である樹脂組成物を繊維層に到達及び浸透させることで、自動的に硬化する。
本開示では後述するように、金属線１３ｂに通電してこれにより繊維層１３の炭素繊維を誘導加熱する。これにより樹脂組成物の硬化を速めることができるため、本工程Ｓ１３では流動性の高い状態で樹脂組成物を供給し、繊維層１３への樹脂組成物の含浸をより早く確実（ライナ１１に接する層までの速やかな含浸）をさせることが可能となる。
＜通電の工程Ｓ１４＞
通電の工程Ｓ１４では、図９に示したように、通電用接続端子４５ａを用いて繊維層１３に含まれる金属線１３ｂに対して通電をおこなう。これにより、加熱コイルとして機能する金属製１３ｂが繊維束１３ａを構成する誘導性材料である炭素繊維を誘導加熱し、硬化を早めることができる。
金属線１３ｂは繊維層１３のうちライナ１１に近い内層側に配置されているため、型４５からの熱が伝わり難いことにより硬化が遅くなる傾向にある内層側に対しても、通電により加熱して硬化を早めることができる。
また、工程Ｓ１３で含浸をより円滑に行うために流動性の高い条件で樹脂組成物を供給しても、本工程Ｓ１４の通電により硬化が促進されるため、含浸速度及び硬化速度ともに向上させることができ、高圧タンクの生産性を高めることができる。また、より確実な含浸及び硬化も実現するため高圧タンクの品質も十分なものとなる。
金属線１３ｂへの通電による加熱のタイミングは特に限定されることはないが、樹脂組成物の硬化発熱の最高温度に達したときに通電を開始することができる。
すなわち、ライナ１１に温度センサを設置しておき、図１０に示したように、時間と温度との関係を取得しつつ、図１０にＰで示した最高温度となる位置で通電（加熱）を開始することができる。これにより、ライナ１１側に熱が伝わるような十分な含浸が行われたことを確認してから硬化の促進を開始することができ、含浸がより確実に行われる。
＜離型の工程Ｓ１５＞
離型の工程Ｓ１５（「工程Ｓ１５」と記載することがある。）では、工程Ｓ１４で樹脂組成物が硬化し、繊維層１３に含浸した樹脂組成物が硬化していることを得て、樹脂が含浸されたプリフォーム３０を型４５から離脱する。
本形態では型４５の上型４６を下型４７から離脱し、開放状態とすることで離型を行う。
［効果・その他］
以上の各工程を含む製造方法により、樹脂が含浸されたプリフォーム３０が得られる。この樹脂が含浸されたプリフォーム３０に対してさらに樹脂が含浸されたガラス繊維による層が形成されるなどして高圧タンクとすることができる。
本開示によれば、ＲＴＭ含浸技術により繊維層に樹脂を含浸させることに関し、多給糸ＦＷ装置で繊維層の内層側に、銅線等の金属線を炭素繊維による層の一部に巻き付けて加熱コイルを形成することで、樹脂含浸中に内層側からも加熱することができるので、高速含浸と高速硬化の両立が可能となる。
すなわち、樹脂含浸時は、低温（低粘度）で樹脂組成物を流動させ、かつ、硬化時は、外側については型からの熱、内側については誘導加熱された繊維層により加熱できるため、早い硬化と確実な含浸性を両立でき、コストを抑え、かつ、高性能、高品質の高圧タンクとなる。
また、本形態では、金属線により形成する加熱コイルは、誘導加熱法であるため、繊維層の全体を加熱することができる。
１．４．製造方法２
ここでは、他の形態にかかる高圧タンクの製造方法Ｓ２０について説明する。高圧タンクの製造方法Ｓ２０では、図５を示して説明した高圧タンクの製造方法Ｓ１０に対して、繊維層の形成の工程Ｓ１１の代わりに異なる繊維層の形成の工程（「繊維層の形成の工程Ｓ２１」と記載する。）が用いられる点で異なる。それ以降の工程である工程Ｓ１２乃至工程Ｓ１５は高圧タンクの製造方法Ｓ１０と同じであるためここでは説明を省略する。以下、工程Ｓ２１について説明する。
＜繊維層の形成の工程Ｓ２１＞
繊維層の形成の工程Ｓ２１（「工程Ｓ２１」と記載することがある。）は、ライナ１１の外周に繊維層を形成し、プリフォーム３０を作製する。図１１に説明のための図を示した。
本形態もフィラメントワインディング法により繊維層１３を形成するが、複数の多給糸ＦＷ装置が並べられた連続多給糸ＦＷ装置により繊維層１３を形成する。この形態では図１１に示したように、複数の多給糸ＦＷ装置５０ａ乃至多給糸ＦＷ装置５０ｆが並べられている。これら個々の多給糸ＦＷ装置は図６を用いて説明した多給糸ＦＷ装置と同じである。
本形態では、複数の多給糸ＦＷ装置を配置することで、多給糸ＦＷ装置ごとに担当する層を分けて巻き付けを行うものである。従って図１１に示したように、ライナ１１が紙面右側から左側に移動し、例えば多給糸ＦＷ装置５０ａが１層目、多給糸ＦＷ装置５０ｂが２層目、多給糸ＦＷ装置５０ｃが３層目、…というようにして複数の多給糸ＦＷ装置を通過することで繊維層１３の全部の層が巻かれる。
このような連続多給糸ＦＷ装置によれば、金属線１３ｂを含む多給糸ＦＷ装置を固定することができ、巻いている途中にボビンの変更をする必要がなく、効率よく繊維束１３ａと金属線１３ｂとを含む繊維層１３を形成することができる。
例えば、１層目（ライナ１１に接する層）を金属線１３ｂが含まれる層にしたい場合には、図１１の多給糸ＦＷ装置５０ａを図６（ａ）のようにして金属線ボビン４１を含むようにすればよい。そして、多給糸ＦＷ装置５０ｂ乃至多給糸ＦＷ装置５０ｆを図６（ｂ）のように全てのボビンを繊維束ボビン４０とする。これによれば、ボビンの種類の変更は必要ないため、効率よく繊維束１３ａ及び金属線１３ｂを巻くことができる。
２．形態２
形態２にかかる高圧タンク及び高圧タンクの製造方法では、形態１の金属線１３ｂの代わりに、これとは異なる金属線（「金属線６３ｂ」と表記する。）を用いる点で異なる。他の構成や製造方法については上記形態１と説明が共通するので、ここでは金属線６３ｂについて説明する。
形態１の金属線１３ｂは上記したように、繊維束１３ａの炭素繊維を誘導加熱するために通電する金属線であった。これに対して形態２における金属線６３ｂは通電により自身が発熱して周囲を加熱するための金属線である。
従って、金属線６３ｂは導電性の金属からなり、その中でも、金属線１３ｂは電気抵抗が高い金属とされている。具体的には、通常ヒーター等の発熱用線材として用いられる材料であり、その１００℃における体積抵抗率が５．０（μΩｃｍ）より大きい材料により構成されていることが好ましく、例えば鉄やステンレス鋼等を挙げることができる。
金属線６３ｂの断面形状や配置される位置については、上記した金属線１３ｂと同様に考えることができるが、金属線６３ｂは自身が発熱して周囲を加熱するため、必ずしも螺旋状（コイル状）に配置される必要はなく適宜変更することができる。例えば、金属線６３ｂによる加熱は金属線１３ｂによる誘導加熱に比べて局所的な加熱が可能であるため、口金１６付近の加熱を回避したい場合に、当該加熱を回避したい部分に金属線を配置しないなど、適宜配置の選択が可能である。
また、金属線１３ｂを交差して配置することも可能であるため、発熱量の調整もしやすいものとなる。
このような形態２にかかる高圧タンク及びその製造方法によっても上記形態１と同様の効果を奏するものとなる。
１０ 高圧タンク
１１ ライナ
１２ 補強層
１３ 繊維層
１３ａ 繊維束
１３ｂ 金属線
１５ 保護層
１６ 口金
３０ プリフォーム
４０ 繊維束ボビン
４１ 金属線ボビン
４５ 型
４６ 上型
４７ 下型

Claims (6)

  1. 炭素繊維をライナに巻き付けて前記ライナの外周に繊維層を設けてプリフォームを形成し、前記プリフォームの前記繊維層に硬化性樹脂を含浸して硬化させる工程を含む高圧タンクの製造方法であって、
    前記炭素繊維を前記ライナに巻き付ける際に、前記炭素繊維とともに該炭素繊維と同じ角度で金属線も巻き付け、
    前記プリフォームの前記繊維層に前記硬化性樹脂を含浸した後に前記金属線に通電する工程を具備し、
    前記硬化性樹脂の硬化発熱温度が最高に達したときに前記金属線に前記通電をする、
    高圧タンクの製造方法。
  2. 前記炭素繊維及び前記金属線の巻き付けは、１つの多給糸フィラメントワインディング装置で行う請求項１に記載の高圧タンクの製造方法。
  3. 前記炭素繊維及び前記金属線の巻き付けは、複数の多給糸フィラメントワインディング装置を連続して通過させて行う請求項１に記載の高圧タンクの製造方法。
  4. 前記金属線は体積抵抗率が５．０（μΩｃｍ）以下の金属からなる請求項１乃至３のいずれかに記載の高圧タンクの製造方法。
  5. 前記金属線は体積抵抗率が５．０（μΩｃｍ）より大きい金属からなる請求項１乃至３のいずれかに記載の高圧タンクの製造方法。
  6. 前記金属線は、前記繊維層の厚さの半分となる位置より前記ライナに近い位置に配置される請求項１乃至５の何れかに記載の高圧タンクの製造方法。
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