JPH0788817A - 圧力容器及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
要な部分のみの剪断強度を向上せしめてなる圧力容器及
びその製造方法を提供することである。 【構成】 上記目的を達成するために、圧力容器は、炭
素繊維強化プラスチックを積層して形成してなる圧力容
器にして、上記炭素繊維強化プラスチックの各層間にフ
ィルム状の樹脂を介装して部分的に樹脂含有率を増加し
てなるものである。また、その製造方法は、分割タイプ
の成形型(マンドレル)に炭素繊維強化プラスチックを
層状に巻付けた後、フィルム状の樹脂を貼り付け、この
フィルム状の樹脂上に再度層状に炭素繊維強化プラスチ
ックを巻付けることを適数回繰り返す製造方法である。
Description
ーケースのごとき圧力容器及びその製造方法に係り、さ
らに詳細には、上記圧力容器の軽量化を維持しつつ圧力
容器の層間剪断応力が高い部分の強化を図った圧力容器
及びその製造方法に関する。
平3−57869号、特開平3−16719号等があ
る。
トモータ等の圧力容器は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂
を含浸した炭素繊維等の強化繊維を分割タイプの成形型
(マンドレル)に複層に巻付けて形成している。
って形成された圧力容器内に圧力が負荷されると、各部
には引張り応力がかかる。しかし、圧力容器が大型化さ
れると、局部的に剪断応力が高くなり、破壊を生じるこ
とがある。
図3に示すように、圧力容器1(図3には半分のみが示
されている)の開口部分3A,3Bの部分を厚肉に成形
すると共に開口部分3A,3Bに厚肉のボス部材(口
金)5A,5Bを接着して開口部3A,3Bの補強を行
っている。このように、ボス部材5A,5Bによって圧
力容器1の開口部3A,3Bを補強することは極めて有
効である。
部3A,3Bを補強した構成においては、開口部3A,
3Bの部分の肉厚が急激に厚くなった状態となるので、
その部分に応力集中が生じ易くなり、積層した強化繊維
の各層間に高い層間剪断応力が生じ、層間剪断を生じる
ことがある。
間剪断の強度を向上するには、強化繊維の樹脂の含有率
を増加させることが有効であるが、樹脂の含有率を多く
すると、圧力容器全体の重量が大となる問題がある。
て、本発明に係る圧力容器は、炭素繊維強化プラスチッ
ク材を積層して形成してなる圧力容器にして、上記炭素
繊維強化プラスチック材の各層間に樹脂含有率増加用の
フィルム状樹脂を介装してなるものである。
強化プラスチック材を層状に巻付けた後、フィルム状の
樹脂を貼り付け、このフィルム状の樹脂上に再度層状に
炭素繊維強化プラスチック材を巻付けることを適数回繰
り返す圧力容器の製造方法である。
は、炭素繊維プラスチック材の各層間に樹脂含有率増加
用のフィルム状樹脂を介装して部分的に樹脂含有率を増
加するものであるから、圧力容器全体の重量の軽量化を
図りつつ必要な部分のみの剪断強度を向上することがで
きる。よって、圧力容器の肉厚が急激に変化するような
部分で剪断応力が集中し易い部分のみの強度向上を図る
ことができるものである。
3に示した従来の圧力容器と同一の機能を奏する構成部
分には同一符号を付することとする。
容器の製造方法と同様に、分割可能な成形型(マンドレ
ル)の軸部にボス部材(口金)5A,5Bを取付け、こ
のボス部材5A,5Bおよび上記マンドレルの上に、フ
イラメントワインデイング法により強化繊維(炭素繊維
強化プラスチック材:CFRP)を巻付け積層して製造
するものである。
ンデイング法によって積層するに、開口部分3A,3B
は、強度を向上するために、図2に詳細に示すように複
数層(例えば7層)に積層してある。そして、上記開口
部3A,3Bに強化繊維を複数層に積層するに際して
は、第1層を積層した後に、この部分に、強化繊維に含
浸されている樹脂(例えばエポキシ樹脂)と同質樹脂か
らなるフィルム状の樹脂(フィルム樹脂)7を貼り付
け、このフィルム樹脂7上にさらに強化繊維を巻付けて
積層することを繰り返すものである。
は、複数層の強化繊維の各層間にフィルム樹脂7を挿入
した状態の構成である。そして、すべての巻付けを終了
した後に硬化処理を行うものである。
脂よりなるものであって、例えばアミン類,ポリアミド
樹脂,有機酸などの適宜の硬化剤を適宜の混合比で混ぜ
たものである。
ように、炭素繊維強化プラスチック材に含浸した樹脂
(例えばエポキシ樹脂)の粘度カーブAに対して、粘度
カーブBで示すように、同温度では常に粘度が低いもの
であり、硬化後は急峻の立上りを示すものである。
103 ポアズであって、この硬化時C1の温度は、粘度
カーブAに示される硬化時C2の±20℃以内に設定し
てある。また、フィルム樹脂7の室温粘度は102 〜1
06 ポアズに設定してある。
ポアズ以下では流動性が良く、強化繊維の層間に残留せ
ずに流出してしまい、また、103 ポアズ以上では充分
な流動性がないため、層間に充分に行き渡らないと共
に、ボイドが残って接着強度が低下することがあり望ま
しいものではない。
が、強化繊維に含浸されている樹脂の最低粘度を示す温
度に対して±20℃以上になると、上記含浸樹脂とフィ
ルム樹脂7との親和性が低下して接着強度が低下するこ
ととなる。
2 ポアズ以下では液状であって、塗布した場合であって
も流出してしまうので、室温粘度は102 〜106 ポア
ズであることが望ましい。粘度が102 〜105 ポアズ
においては液状であるがそのまま塗布しても流出するこ
とがないので、液状のまま塗布した状態においては一種
のフィルム状となるのである。粘度が105 〜106 ポ
アズにおいては予めフィルム状にして貼り着けることが
できるが、106 ポアズ以上では粘着し難くなるもので
ある。
は、前記硬化剤の混合比を適宜に調節することにより容
易に得ることができるものである。
部分の強化繊維の層を複数層に積層する際に、各層間に
強化繊維に含浸されている樹脂と同質のフィルム樹脂7
を介装してあるので、この部分の樹脂含有率が、圧力容
器1の他の部分よりも高く、層間剪断強度の向上を局部
的に図ることができるものである。
全体的な重量を増大することなしに、剪断強度の必要な
極部のみの剪断強度を向上することができる。換言すれ
ば、圧力容器1の全体の軽量化を図りつつ必要部分のみ
の剪断強度の向上を図ることができるものである。
るように、本発明によれば、剪断強度の必要な部分のみ
の樹脂の含有率を増加させて剪断強度の向上を図るもの
であるから、圧力容器全体としての軽量化を維持できる
ものである。
る。
の粘度特性関係を示す説明図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 炭素繊維強化プラスチック材を積層して
形成してなる圧力容器にして、上記炭素繊維強化プラス
チック材の各層間に樹脂含有率増加用のフィルム状樹脂
を介装してなることを特徴とする圧力容器。 - 【請求項2】 マンドレルに炭素繊維強化プラスチック
材を層状に巻付けた後、フィルム状の樹脂を貼り付け、
このフィルム状の樹脂上に再度層状に炭素繊維強化プラ
スチック材を巻付けることを適数回繰り返すことを特徴
とする圧力容器の製造方法。
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JP23990593A JP3231157B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 圧力容器及びその製造方法 |
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JPH0788817A true JPH0788817A (ja) | 1995-04-04 |
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ID=17051600
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JP23990593A Expired - Fee Related JP3231157B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 圧力容器及びその製造方法 |
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JP (1) | JP3231157B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005009559A (ja) * | 2003-06-18 | 2005-01-13 | Ihi Aerospace Co Ltd | シェル用積層体及びこれを用いた圧力容器 |
JP2009051026A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Toyota Motor Corp | 繊維強化複合材料成形方法及び繊維強化複合材料 |
JP2020131658A (ja) * | 2019-02-25 | 2020-08-31 | 八千代工業株式会社 | 圧力容器 |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP23990593A patent/JP3231157B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005009559A (ja) * | 2003-06-18 | 2005-01-13 | Ihi Aerospace Co Ltd | シェル用積層体及びこれを用いた圧力容器 |
JP4578068B2 (ja) * | 2003-06-18 | 2010-11-10 | 株式会社Ihiエアロスペース | シェル用積層体及びこれを用いた圧力容器 |
JP2009051026A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Toyota Motor Corp | 繊維強化複合材料成形方法及び繊維強化複合材料 |
JP2020131658A (ja) * | 2019-02-25 | 2020-08-31 | 八千代工業株式会社 | 圧力容器 |
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