JPH09203496A - 高圧タンクの製造方法 - Google Patents
高圧タンクの製造方法Info
- Publication number
- JPH09203496A JPH09203496A JP8012806A JP1280696A JPH09203496A JP H09203496 A JPH09203496 A JP H09203496A JP 8012806 A JP8012806 A JP 8012806A JP 1280696 A JP1280696 A JP 1280696A JP H09203496 A JPH09203496 A JP H09203496A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tank
- winding
- cfrp material
- spherical tank
- winding tension
- Prior art date
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- Withdrawn
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- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 球形タンクの外面に巻付けられるＣＦＲＰ材
の最内層の巻付張力を高め、内圧に対するＣＦＲＰ材に
よる補強効果を向上させる。 【解決手段】 球形タンク１の外面をＣＦＲＰ材２で補
強する際にＣＦＲＰ材２の巻付張力を巻付回数の増加と
ともに漸減させることによって、最内層２ａのＣＦＲＰ
材の巻付張力を最大にすることができ、内圧による球形
タンク１の変形に対する補強効果が、従来のタンクに較
べ大幅に高くなり、耐圧性が非常に高い球形タンクの製
造が可能となる。
の最内層の巻付張力を高め、内圧に対するＣＦＲＰ材に
よる補強効果を向上させる。 【解決手段】 球形タンク１の外面をＣＦＲＰ材２で補
強する際にＣＦＲＰ材２の巻付張力を巻付回数の増加と
ともに漸減させることによって、最内層２ａのＣＦＲＰ
材の巻付張力を最大にすることができ、内圧による球形
タンク１の変形に対する補強効果が、従来のタンクに較
べ大幅に高くなり、耐圧性が非常に高い球形タンクの製
造が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工衛星等の宇宙
機器に適用される高圧タンクの製造方法に関する。
機器に適用される高圧タンクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の宇宙機器用高圧タンクにおいて
は、図２に示すように重量を軽減するために薄肉のチタ
ン製球形タンク（ｔ＝１mm程度）１を用い、高い耐圧性
能を得るために、上記球形タンク１の外面に単位密度当
たりの強度が非常に高い炭素繊維強化プラスチック材
（以下ＣＦＲＰ材とする）１０２を巻付け、複数の層１
０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅを形
成させ、耐圧性（最大破壊圧力＝５００Kgf/cm2 以上）
を確保していた。
は、図２に示すように重量を軽減するために薄肉のチタ
ン製球形タンク（ｔ＝１mm程度）１を用い、高い耐圧性
能を得るために、上記球形タンク１の外面に単位密度当
たりの強度が非常に高い炭素繊維強化プラスチック材
（以下ＣＦＲＰ材とする）１０２を巻付け、複数の層１
０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅを形
成させ、耐圧性（最大破壊圧力＝５００Kgf/cm2 以上）
を確保していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の宇宙機器用高圧
タンクにおいては、チタン製球形タンクを一定速度で回
転しなから、エポキシ樹脂を浸したフィラメント状のＣ
ＦＲＰ材をタンク外面に１０数層巻付けて補強してい
た。
タンクにおいては、チタン製球形タンクを一定速度で回
転しなから、エポキシ樹脂を浸したフィラメント状のＣ
ＦＲＰ材をタンク外面に１０数層巻付けて補強してい
た。
【０００４】この球形タンクにＣＦＲＰ材を巻付けると
きの巻付張力は、巻始めから巻終わりまで一定であるた
め、図２に示すように最内層のＣＦＲＰ材の巻付張力は
巻始めには高くても、巻付回数が増すに従って外側から
次々と圧縮されるため、結果的に巻付終了時には最内層
の巻付張力は大幅に低下していた。
きの巻付張力は、巻始めから巻終わりまで一定であるた
め、図２に示すように最内層のＣＦＲＰ材の巻付張力は
巻始めには高くても、巻付回数が増すに従って外側から
次々と圧縮されるため、結果的に巻付終了時には最内層
の巻付張力は大幅に低下していた。
【０００５】チタン製球形タンクが内圧を受けた時に生
ずるタンクの変形に対しては、最内層のＣＦＲＰ材の補
強効果が最も大きいが、従来の高圧タンクの場合は最内
層の巻付張力が小さいため、ＣＦＲＰ材の補強効果が大
幅に低下する。
ずるタンクの変形に対しては、最内層のＣＦＲＰ材の補
強効果が最も大きいが、従来の高圧タンクの場合は最内
層の巻付張力が小さいため、ＣＦＲＰ材の補強効果が大
幅に低下する。
【０００６】このため、従来は、耐圧性が高い（最大破
壊圧力＝５００Kgf/cm2 以上）球形タンクを製造するこ
とが難しかった。本発明は上記の課題を解決しようとす
るものである。
壊圧力＝５００Kgf/cm2 以上）球形タンクを製造するこ
とが難しかった。本発明は上記の課題を解決しようとす
るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る高圧タンクの製造方法は、球形タンクを製作した
後、巻始めは所定の巻付張力とし、巻付回数の増加に伴
い巻付張力を漸減させながらフィラメント状のＣＦＲＰ
材を上記球形タンクの外面に複数回巻付けて高圧タンク
を製造することを特徴としている。
係る高圧タンクの製造方法は、球形タンクを製作した
後、巻始めは所定の巻付張力とし、巻付回数の増加に伴
い巻付張力を漸減させながらフィラメント状のＣＦＲＰ
材を上記球形タンクの外面に複数回巻付けて高圧タンク
を製造することを特徴としている。
【０００８】上記において、球形タンクへのフィラメン
ト状のＣＦＲＰ材の巻付けは、巻始め時の巻付張力は所
定の値とし、巻付終了時には略零に近い値となるよう漸
減させて、複数回の巻付けを行っている。
ト状のＣＦＲＰ材の巻付けは、巻始め時の巻付張力は所
定の値とし、巻付終了時には略零に近い値となるよう漸
減させて、複数回の巻付けを行っている。
【０００９】そのため、ＣＦＲＰ材の巻付終了時におけ
る最内層のＣＦＲＰ材の張力は、若干の低下はあるもの
の、従来のタンクのように大幅な低下はなく、球形タン
クの使用時における内圧による変形を防止することが可
能となる。
る最内層のＣＦＲＰ材の張力は、若干の低下はあるもの
の、従来のタンクのように大幅な低下はなく、球形タン
クの使用時における内圧による変形を防止することが可
能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係る宇宙
機器用高圧タンクについて、図１（ａ），（ｂ）により
説明する。
機器用高圧タンクについて、図１（ａ），（ｂ）により
説明する。
【００１１】図１（ａ）に示す本実施形態に係る宇宙機
器用高圧タンクは、薄肉のチタンにより形成された球形
タンク１と、その最内層２ａ（ｎ＝１）が所定の巻付張
力を与えられながらエポキシ樹脂により上記球形タンク
１の外面に接着され巻付回数の増加に伴って巻付張力を
漸減させながら上記球形タンク１に巻付けられたフィラ
メント状のＣＦＲＰ材２により形成されている。
器用高圧タンクは、薄肉のチタンにより形成された球形
タンク１と、その最内層２ａ（ｎ＝１）が所定の巻付張
力を与えられながらエポキシ樹脂により上記球形タンク
１の外面に接着され巻付回数の増加に伴って巻付張力を
漸減させながら上記球形タンク１に巻付けられたフィラ
メント状のＣＦＲＰ材２により形成されている。
【００１２】上記において、球形タンク１へのＣＦＲＰ
材２の巻付けについては、図１（ｂ）に実線で示すよう
に、巻始め時の巻付張力は従来のタンクの場合の１．５
倍とし、巻付終了時には略零に近い値となるように漸減
させている。
材２の巻付けについては、図１（ｂ）に実線で示すよう
に、巻始め時の巻付張力は従来のタンクの場合の１．５
倍とし、巻付終了時には略零に近い値となるように漸減
させている。
【００１３】そのため、巻付終了時の最内層２ａ（ｎ＝
１）の巻付張力は、図１（ｂ）に破線で示すように若干
低下するものの、従来のタンクの場合のような大幅な低
下はない。
１）の巻付張力は、図１（ｂ）に破線で示すように若干
低下するものの、従来のタンクの場合のような大幅な低
下はない。
【００１４】また、巻付終了時の巻付張力の分布は、図
１中のＡ−Ａ断面に示すように、内圧Ｐによる球形タン
クの変形に対して、補強効果が最も大きいと考えられる
内面側で最大となっている。
１中のＡ−Ａ断面に示すように、内圧Ｐによる球形タン
クの変形に対して、補強効果が最も大きいと考えられる
内面側で最大となっている。
【００１５】
【発明の効果】本発明の高圧タンクの製造方法は、球形
タンクの外面をＣＦＲＰ材で補強する際に、ＣＦＲＰ材
の巻付張力を巻付回数の増加とともに漸減させることに
よって、最内層のＣＦＲＰ材の巻付張力を最大にするこ
とができ、内圧による球形タンクの変形に対する補強効
果が従来のタンクに較べ大幅に高くなり、耐圧性が非常
に高い球形タンクの製造が可能となる。
タンクの外面をＣＦＲＰ材で補強する際に、ＣＦＲＰ材
の巻付張力を巻付回数の増加とともに漸減させることに
よって、最内層のＣＦＲＰ材の巻付張力を最大にするこ
とができ、内圧による球形タンクの変形に対する補強効
果が従来のタンクに較べ大幅に高くなり、耐圧性が非常
に高い球形タンクの製造が可能となる。
【図１】本発明の実施の一形態に係る高圧タンクの製造
方法の説明図で、（ａ）はタンクの断面図、（ｂ）はＣ
ＦＲＰ材の巻付回数と巻付張力の関係図である。
方法の説明図で、（ａ）はタンクの断面図、（ｂ）はＣ
ＦＲＰ材の巻付回数と巻付張力の関係図である。
【図２】従来の球形タンクの製造方法の説明図で、
（ａ）はタンクの断面図、（ｂ）はＣＦＲＰ材の巻付回
数と巻付張力の関係図である。
（ａ）はタンクの断面図、（ｂ）はＣＦＲＰ材の巻付回
数と巻付張力の関係図である。
１ チタン製球形タンク ２ ＣＦＲＰ材 ３ エポキシ樹脂
Claims (1)
- 【請求項１】 球形タンクを製作した後、巻始めは所定
の巻付張力とし、巻付回数の増加に伴い巻付張力を漸減
させながらフィラメント状の炭素繊維強化プラスチック
材を上記球形タンクの外面に複数回巻付けて高圧タンク
を製造することを特徴とする高圧タンクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8012806A JPH09203496A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 高圧タンクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8012806A JPH09203496A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 高圧タンクの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09203496A true JPH09203496A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11815644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8012806A Withdrawn JPH09203496A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 高圧タンクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09203496A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004070258A1 (ja) * | 2003-02-03 | 2006-05-25 | 株式会社産学連携機構九州 | 耐圧シェル及び同耐圧シェルを具備する高圧タンク及び同高圧タンクの製造方法並びに同高圧タンクの製造装置 |
| WO2010116528A1 (ja) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | トヨタ自動車株式会社 | タンクおよびその製造方法 |
| US9233489B2 (en) | 2011-10-18 | 2016-01-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Manufacturing method and manufacturing apparatus of high-pressure gas tank |
| DE102017208540A1 (de) * | 2017-05-19 | 2018-11-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters sowie Druckbehälter |
-
1996
- 1996-01-29 JP JP8012806A patent/JPH09203496A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004070258A1 (ja) * | 2003-02-03 | 2006-05-25 | 株式会社産学連携機構九州 | 耐圧シェル及び同耐圧シェルを具備する高圧タンク及び同高圧タンクの製造方法並びに同高圧タンクの製造装置 |
| US7763137B2 (en) | 2003-02-03 | 2010-07-27 | Kyushu University, National University Corporation | Pressure shell, high-pressure tank provided with the pressure shell, manufacturing method of the high-pressure tank and manufacturing apparatus of the high-pressure tank |
| JP4617411B2 (ja) * | 2003-02-03 | 2011-01-26 | 国立大学法人九州大学 | 高圧タンクの製造方法並びに同高圧タンクの製造装置 |
| WO2010116528A1 (ja) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | トヨタ自動車株式会社 | タンクおよびその製造方法 |
| CN102388257A (zh) * | 2009-04-10 | 2012-03-21 | 丰田自动车株式会社 | 罐及其制造方法 |
| JP5182597B2 (ja) * | 2009-04-10 | 2013-04-17 | トヨタ自動車株式会社 | タンクおよびその製造方法 |
| US8740009B2 (en) | 2009-04-10 | 2014-06-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Tank and manufacturing method thereof |
| US9233489B2 (en) | 2011-10-18 | 2016-01-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Manufacturing method and manufacturing apparatus of high-pressure gas tank |
| DE112011105750B4 (de) * | 2011-10-18 | 2018-05-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Herstellungsverfahren für einen Hochdruck-Gastank |
| DE112011105750B9 (de) | 2011-10-18 | 2018-08-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Herstellungsverfahren für einen Hochdruck-Gastank |
| DE102017208540A1 (de) * | 2017-05-19 | 2018-11-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters sowie Druckbehälter |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030401 |