WO2013128800A1 - 高圧ガスタンクの製造方法 - Google Patents

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WO2013128800A1
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fiber
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liner
winding
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健 八田
谷川　元洋
忠司 魚住
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トヨタ自動車株式会社
村田機械株式会社
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    • F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a high-pressure gas tank in which a fiber reinforcing layer is formed on a liner.
  • high-pressure gas tanks In recent years, vehicles that are driven by combustion energy of fuel gas or electric energy generated by electrochemical reaction of fuel gas have been developed. Fuel gas such as natural gas or hydrogen is stored in the high-pressure gas tank, and the vehicle May be installed. For this reason, there is a demand for weight reduction of high-pressure gas tanks, and FRP (Fiber) in which a hollow liner is covered with carbon fiber reinforced plastic or glass fiber reinforced plastic (hereinafter collectively referred to as a fiber reinforced resin layer).
  • high-pressure gas tanks hereinafter simply referred to as “high-pressure gas tanks” made of Reinforced (Plastics) ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ fiber-reinforced plastic) is in progress.
  • high-pressure gas tanks made of Reinforced (Plastics) ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ fiber-reinforced plastic) is in progress.
  • As the liner a resin hollow container having gas barrier properties is usually used from the viewpoint of weight reduction.
  • FW method a filament winding method
  • a thermosetting resin such as an epoxy resin
  • the liner is covered with the fiber-reinforced resin layer by thermosetting the thermosetting resin contained in the resin layer after the resin layer is formed.
  • a reinforced high-pressure gas tank is produced.
  • the FW method uses different windings for the cylinder and dome in order to ensure the effectiveness of liner reinforcement.
  • Adopt one In other words, the FW method employs hoop winding that repeatedly wraps the fiber over the entire outer surface of the cylinder part for winding the fiber in the cylinder part.
  • Helical winding that wraps the winding direction at the part is adopted.
  • the hoop layer by the hoop winding and the helical layer by the helical winding are formed so as to overlap over a plurality of layers, and the fiber reinforced resin layer is formed in all the layers.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to suppress residual gaps when a reinforcing fiber layer is formed on a liner by a filament winding method.
  • the present invention can be implemented as the following application examples.
  • the fiber layer by stacking a plurality of hoop layers by hoop winding for repeatedly winding fibers over the entire outer surface of the cylinder part and helical layers by helical winding for turning the winding direction at the dome part, the helical layer is formed.
  • the winding start end of the fiber is fixed to a fixed portion away from the side of the cylinder part, and from the fixed portion
  • the innermost helical layer is formed by extending fibers, and the hoop layer is overlaid on the innermost helical layer.
  • the fibers that have been formed as the layer-side hoop layer and extended from the fixed portion at the time of forming the innermost helical layer are cut around the top of the dome portion.
  • the gist is to form the helical layer on the inner hoop layer.
  • a plurality of hoop layers and helical layers are stacked to form a fiber layer on the outer surface of the liner.
  • the winding start end of the fiber is fixed to a fixing portion that is separated from the cylinder portion. Since the fiber extends from the fixed portion to the dome portion side, the innermost helical layer is formed by the fiber extending from the fixed portion.
  • the innermost layer helical layer is held by the inner layer-side hoop layer in the cylinder portion where the hoop layer is formed. For this reason, since the fiber wound repeatedly for the formation of the innermost layer helical layer is restricted in its movement in the cylinder part, the innermost layer helical layer is not only in the cylinder part but also in the outer surface range of the dome part. The fiber will remain loose.
  • the innermost helical layer is extended from a fixed portion away from the top of the dome before forming the helical layer on the inner hoop layer that holds the innermost helical layer as described above.
  • the fibers that have been cut are cut around the top of the dome. For this reason, the fibers that have not been cut and have been helically wound in forming the innermost helical layer are released from the tension when wound for forming the innermost helical layer, and from the top of the dome that is the cutting point. It follows the outer surface of the dome and remains with a helical winding trajectory.
  • the fiber that has not been repeatedly wound and fixed to the peripheral wall of the base in the first place, and the fiber that has been extended from the fixing position at the winding start end The thickness of the helical layer can be maintained by cutting at the top of the dome to release it from the tension.
  • the fiber is repeatedly wound and fixed around the base wall on the top of the dome from the winding start end, and the fiber is repeatedly wound by helical winding and hoop winding from the base fixing portion.
  • the innermost helical layer and the helical layer that overlaps the innermost helical layer are located at the position where the starting fiber for forming the innermost helical layer is located at the base fixing position, and the winding of the fiber at the base fixing position. Under the influence of tension and the like, it becomes partly thick and a step can be generated between the layers.
  • the fiber when forming the innermost helical layer, the fiber is subjected to tension accompanying the winding of the fiber, but the fiber is affected by the position of the fiber at the start of winding and the method of winding the fiber at the base fixing position, etc. A force that deviates from the helical winding trajectory can work. Due to such partial thickness change and fiber behavior, as described above, there is a concern that a gap may remain in the innermost helical layer around the base provided on the top of the dome portion of the liner.
  • the fiber layer for reinforcing the fiber layer is formed on the liner by the filament winding method because the fiber is not repeatedly wound and fixed on the peripheral wall of the base as described above.
  • no gaps can be left around the base.
  • the innermost helical layer may be a helical layer that is wound first directly on the outer surface of the liner and formed first, and in this way, the innermost helical layer that is formed first and the subsequent inner layer hoop Through the formation of the layers and the fiber cutting, a helical layer that overlaps the inner layer-side hoop layer and a hoop layer that overlaps the helical layer can be alternately and continuously formed.
  • the winding start end of the fiber when the innermost helical layer is formed can be fixed to a shaft that supports the liner.
  • the liner is pivotally supported by such a shaft in the first place. Therefore, according to this aspect, a member only for fixing the winding start end and a structure for holding the member are unnecessary, so that the structure can be simplified. Can be achieved.
  • FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a manufacturing process of a high-pressure gas tank as an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a state of forming a fiber reinforced resin layer.
  • the high-pressure gas tank is a high-pressure hydrogen tank that stores high-pressure hydrogen.
  • a resin container having a gas barrier property against hydrogen gas is prepared as a liner 10.
  • the liner 10 includes a substantially cylindrical cylinder portion 10a having a uniform radius, and convex dome portions 10b provided at both ends of the cylinder portion.
  • the dome portion 10b is configured by an isotonic curved surface, and has a base 14 for connecting to an external pipe or the like at the apex thereof.
  • a resin container made of a nylon resin is used as the resin container.
  • a resin container made of another resin may be used as long as it has a gas barrier property against hydrogen gas.
  • the fiber reinforced resin layer 20 is formed on the outer periphery of the liner 10 (fiber reinforced resin layer forming step).
  • a carbon fiber layer as the fiber reinforced resin layer 20 is formed by repeatedly winding carbon fibers impregnated with an epoxy resin as a thermosetting resin around the outer periphery of the liner 10.
  • the intermediate product tank 12 which has the fiber reinforced resin layer 20 before resin hardening on the outer periphery of the liner 10 is obtained.
  • This fiber reinforced resin layer forming step will be described later.
  • thermosetting is performed.
  • the induction heating device 200 is a device that performs high-frequency induction heating of the intermediate product tank 12 as an object to be heated.
  • the induction heating device 200 rotatably supports the intermediate product tank 12 on a gantry (not shown) via tank support shafts 212 at both ends of the tank, and in the process of heating the intermediate product tank 12 by a motor (not shown). Rotate.
  • the induction heating coil 222 surrounds the intermediate product tank 12 supported by the shaft, receives a high-frequency current from the high-frequency power supply 220 to form a magnetic flux, and forms carbon fibers (in the fiber reinforced resin layer 20 of the intermediate product tank 12 (
  • the fiber reinforced resin layer 20 is induction-heated using the resin-impregnated carbon fiber W) as a conductor.
  • 12 is mounted with a tank shaft 212.
  • the tank support shafts 212 are inserted into the caps 14 at both ends of the intermediate product tank 12, and support the intermediate product tank 12 horizontally with the shafts extending from both ends of the tank.
  • the induction heating device 200 processes the intermediate product tank 12 in a thermosetting process.
  • the intermediate product tank 12 is rotated at a constant speed together with the tank shaft 212, and the rotation is maintained during the thermosetting process.
  • the induction heating device 200 controls the control device 230 so that the thermosetting resin (for example, epoxy resin) used for forming the fiber reinforced resin layer 20 is cured.
  • a high frequency current is passed through the induction heating coil 222 to inductively heat the fiber reinforced resin layer 20.
  • the thermosetting of the thermosetting resin in the fiber reinforced resin layer 20 formed on the outer periphery of the liner 10 occurs substantially evenly around the outer periphery of the liner.
  • the heating apparatus of the system heated by blowing hot air or heating with a heater can also be used.
  • thermosetting of the resin by the induction heating device 200 After the above-described thermosetting of the resin by the induction heating device 200, the heated intermediate product tank 12 is subjected to cooling curing. Then, through this cooling curing, a high-pressure hydrogen tank 30 having a fiber reinforced resin layer 20 impregnated with an epoxy resin on the outer periphery of the liner 10 and thermally cured is obtained.
  • the state of formation of the fiber reinforced resin layer 20 (FIG. 1B) will be described in detail.
  • the fiber reinforced resin layer 20 is formed from the resin-impregnated carbon fiber W by the FW method, the helical winding and the hoop winding are separately used, and the resin-impregnated carbon fiber W is attached to both ends of the liner.
  • the dome portion 10b and the cylindrical cylinder portion 10a are repeatedly wound around the outer periphery.
  • the resin-impregnated carbon fiber W is wound with a low-angle helical winding shown in FIG.
  • the resin-impregnated carbon fiber W is a multi-feed yarn including a plurality of sliver-like carbon fibers and a thermosetting resin such as an epoxy resin between the sliver fiber surface and the fibers.
  • the curved outer surface region of the dome portion 10b and the hoop-wound cylinder portion 10a are targeted for fiber winding, and the liner 10 is rotated around the tank center axis AX while the resin-impregnated carbon fiber W
  • the liner so that the resin-impregnated carbon fiber W extending from the fiber delivery section 132 as the supply source is wound at a low fiber angle ⁇ LH (for example, about 11 to 25 °) with respect to the tank center axis AX.
  • ⁇ LH for example, about 11 to 25 °
  • the fiber delivery section 132 is reciprocated along the tank center axis AX direction, and the resin-impregnated carbon fiber W is repeatedly wound spirally so as to span the dome sections 10b at both ends of the cylinder section 10a.
  • the fiber winding direction is folded back along with the switching between the forward path and the backward path of the fiber delivery section 132, and the folding position from the tank center axis AX is also adjusted.
  • a fiber wound layer in which the resin-impregnated carbon fibers W are stretched in a mesh shape with a low angle fiber angle ⁇ LH is formed on the outer surface of the liner 10. Is done.
  • the fiber delivery section 132 reciprocates until the outer surface of almost the entire area of the dome 10b is covered with the resin-impregnated carbon fiber W, and several layers of the above-described fiber wound layer can be formed.
  • the first several fiber winding layers become the innermost helical layer located on the innermost layer side in the fiber reinforced resin layer 20.
  • a hoop layer is formed so as to overlap the formed helical layer.
  • This state is shown in FIG. 2B, and the hoop layer is formed in the cylinder portion 10a by repeating the hoop winding at both ends of the cylinder portion. That is, by rotating the liner 10 around the tank center axis AX and reciprocating the fiber delivery section 132 at a predetermined speed along the tank center axis AX, the hoop layer is made of resin by overlapping with the already formed helical layer. It is formed by winding with impregnated carbon fiber W.
  • the resin-impregnated carbon fiber W from the fiber delivery part 132 intersects at a winding angle (fiber angle ⁇ 0: about 89 °, for example) that is almost perpendicular to the tank center axis AX of the cylinder part 10a.
  • the rotation speed of the liner and the reciprocating speed of the fiber delivery unit 132 are adjusted so that the fiber is rotated.
  • the fiber delivery part 132 is reciprocated along the tank central axis AX direction, and the resin-impregnated carbon fiber W is repeatedly wound in the range of the cylinder part 10a.
  • the fiber delivery section 132 reciprocates until the resin-impregnated carbon fiber W is repeatedly wound over the entire area of the cylinder portion 10a to form several layers of the above-described fiber winding layer.
  • the turn layer becomes the hoop layer.
  • the change from the helical winding for forming the helical layer to the hoop winding for forming the hoop layer is performed by adjusting the rotational speed of the intermediate product tank 12 and the reciprocating speed of the fiber delivery unit 132. It should be noted that when changing from the low-angle helical winding to the hoop winding described above, the resin-impregnated carbon fiber W is wound at a high angle with respect to the tank center axis AX (for example, about 30 to 60 °). Angular helical windings can also be incorporated.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing an initial step of the fiber reinforced resin layer forming step
  • FIG. 4 is an explanatory view showing an intermediate step of the fiber reinforced resin layer forming step
  • FIG. 5 is an explanatory view showing an end step of the fiber reinforced resin layer forming step. It is.
  • the liner shaft support shaft 112 is attached to the liner 10 prior to fiber winding.
  • the liner shaft support shaft 112 is inserted into the caps 14 at both ends of the liner, and supports the liner 10 horizontally with the shaft protruding from both ends of the liner.
  • the winding start end is fixed by the helical winding unit 100H of the FW device (not shown) (step S100).
  • the helical winding unit 100H is an annular body that surrounds the liner 10, and includes a plurality of the fiber delivery sections 132 described above at an equal pitch. Each of the fiber delivery units 132 sends out the resin-impregnated carbon fibers W so as to form the low-angle helical layer (see FIG. 2A) described above.
  • the helical winding unit 100H is moved to the fiber fixing flange 114 of the liner shaft shaft 112.
  • the fiber fixing flange 114 is provided on the liner support shaft 112 away from the top of the dome portion 10 b of the liner 10.
  • the resin-impregnated carbon fiber W is wound around the outer periphery of the fiber fixing flange 114 by rotating the liner 10 while feeding the resin-impregnated carbon fiber W from the helical winding unit 100H to the outer periphery of the fiber fixing flange 114.
  • the resin-impregnated carbon fiber W is fixed to the fiber fixing flange 114 at this winding location. This fiber fixing is performed using a ring-shaped fixing metal fitting or the like, and the winding end fiber Ws of the resin-impregnated carbon fiber W extends from the fixing portion.
  • step S110 the innermost helical layer 20H1 on the innermost layer side of the fiber reinforced resin layer 20 is formed.
  • the liner 10 is rotated by adjusting the rotational speed of the liner 10 to a speed suitable for the low-angle helical winding shown in FIG.
  • the helical winding unit 100H is moved to the top side of the dome portion 10b of the liner 10.
  • the wound end fiber Ws extends from the fixing portion of the fiber fixing flange 114 and is then wound up to the liner shaft shaft 112 and the base 14.
  • the helical winding unit 100H is reciprocated a predetermined number of times so that the low-angle helical layer shown in FIG. Send out the fiber.
  • the innermost helical layer 20H1 which is a low-angle helical layer, is formed by the resin-impregnated carbon fibers W sent out following the wound end fiber Ws extending from the fixing portion of the fiber fixing flange 114.
  • the inner layer-side hoop layer 20F1 overlapping the innermost helical layer 20H1 is formed using the hoop winding unit 100F.
  • the hoop winding unit 100F is an annular body that surrounds the liner 10 like the helical winding unit 100H, and includes a plurality of fiber feed portions 132 for forming a hoop layer at an equal pitch.
  • Each of the fiber delivery sections 132 sends out the resin-impregnated carbon fibers W so as to form the hoop layer described above (see FIG. 2B).
  • the rotation speed of the liner 10 is adjusted to a speed suitable for the hoop winding shown in FIG. 2B, and the liner 10 is rotated. Then, while the rotation of the liner 10 is continued, the hoop winding unit 100F is reciprocated a predetermined number of times so that the hoop layer shown in FIG. Send it out.
  • the inner hoop layer 20F1 is formed of the resin-impregnated carbon fiber W so as to overlap the innermost helical layer 20H1 that has already been formed in step S110.
  • the inner hoop layer 20F1 thus formed holds the innermost helical layer 20H1 in the cylinder portion 10a that is the formation range thereof.
  • step S130 after the formation of the inner layer side hoop layer 20F1 by the hoop winding unit 100F, the winding end fiber Ws extending from the fixing portion of the fiber fixing flange 114 and wound to the liner shaft shaft 112 and the base 14 is cut. Remove. The cut portion is around the top of the dome portion 10 b and near the outer surface of the base 14.
  • the low-angle helical layer shown in FIG. 2A is formed again using the helical winding unit 100H.
  • the formed helical layer becomes the second helical layer (second helical layer 20H2) covering the innermost helical layer 20H1 and the inner hoop layer 20F1 overlapping therewith.
  • the hoop layer formation using the hoop winding unit 100F (step S130) and the helical layer formation using the helical winding unit 100H (step S140) are alternately repeated a predetermined number of times, and the liner shaft 112 is changed. Remove.
  • the number of repetitions n is determined by the thickness of the fiber reinforced resin layer 20, the thickness of each helical layer, and the thickness of each hoop layer.
  • the outer surface of the liner 10 includes helical layers such as the innermost helical layer 20H1, the inner hoop layer 20F1, the second helical layer 20H2 to the nth helical layer 20Hn, and the nth hoop layer 20Fn.
  • a fiber reinforced resin layer 20 in which layers and hoop layers are alternately laminated is formed, and an intermediate product tank 12 is obtained.
  • the obtained intermediate product tank 12 is subjected to high-frequency induction heating of the fiber reinforced resin layer 20 as described above by the induction heating apparatus 200 shown in FIG.
  • the fiber reinforced resin layer 20 is formed on the outer surface of the liner 10 by stacking the hoop layer and the helical layer from the innermost layer helical layer 20H1 to the nth hoop layer 20Fn. To do.
  • the winding end fiber Ws of the resin-impregnated carbon fiber W fed from the helical winding unit 100H is used as the liner shaft shaft 112.
  • the fiber fixing flange 114 is wound and fixed (FIG. 3: step S100).
  • the wound end fiber Ws extends from the outer periphery fixing portion of the fiber fixing flange 114 to the dome portion 10 b side. Then, the resin-impregnated carbon fiber W fed from the helical winding unit 100H following the winding end fiber Ws extending to the dome portion 10b is hung on the dome portions 10b at both ends of the liner 10, and the helical winding at a low angle is performed. It is wound around the liner 10 to form the innermost helical layer 20H1.
  • the resin-impregnated carbon fiber W fed from the hoop winding unit 100F is wound by high-angle hoop winding in the range of the cylinder portion 10a of the liner 10 to form a hoop layer. Since the fiber winding of the hoop winding is performed on the innermost helical layer 20H1 that has already been formed, the formed hoop layer is formed so as to overlap the innermost helical layer 20H1, and becomes the inner hoop layer 20F1. .
  • the inner hoop layer 20F1 holds the innermost helical layer 20H1 in the cylinder portion 10a that is the formation range thereof.
  • the innermost helical layer 20H1 is not limited to the cylinder portion 10a. Even in the outer surface range of the portion 10b, the fiber remains loose.
  • the helical layer formation by helical winding and the hoop layer formation by hoop winding are repeated a predetermined number of times. Then, the fiber reinforced resin layer 20 is formed (FIG. 5: Step S150). However, before forming the second helical layer 20H2 following the inner hoop layer 20F1 that holds the innermost helical layer 20H1, the liner extends from the fiber fixing portion of the fiber fixing flange 114 away from the top of the dome portion 10b.
  • the winding end fiber Ws wound up to the shaft 112 and the base 14 is cut in the vicinity of the outer surface of the base 14 around the top of the dome portion 10b. For this reason, the fiber wound around the liner 10 for forming the innermost helical layer 20H1 is released from the tension at the time of helical winding by cutting the wound end fiber Ws, and the dome portion 10b from the cut portion. It will remain in a helical winding locus following the outer surface of. Therefore, there is no displacement of the fiber pulling or winding locus (helical winding locus) due to the tension at the time of helical winding, so that the thickness of the innermost helical layer 20H1 is maintained including the top periphery of the dome portion 10b. Become.
  • the second helical layer 20H2 to the nth helical layer 20Hn are formed on the innermost helical layer 20H1 while maintaining the thickness.
  • the winding start is the end point of the hoop layer, and the thickness of the layer does not change in the first place.
  • the winding end fiber Ws is fixed to the fiber fixing flange 114 away from the base 14 in the tank axial direction, and the resin-impregnated carbon fiber W is helically wound. 14 can be easily wound around the peripheral wall. The same applies to each of the helical layers after the second helical layer 20H2.
  • the high-pressure hydrogen tank manufacturing method of the present embodiment it is not necessary to repeatedly wind and fix the fibers around the peripheral wall of the base 14 in forming the innermost helical layer 20H1, and to maintain the thickness of the innermost helical layer 20H1. You can do it.
  • the high-pressure hydrogen tank manufacturing method of the present embodiment when the reinforcing fiber reinforced resin layer 20 is formed on the liner 10 by the FW method, no gap is left around the base 14.
  • the high-pressure hydrogen tank 30 in which the decrease in the reinforcing strength of the fiber reinforced resin layer 20 is suppressed by suppressing the remaining gaps around the base 14 is easy. Can be manufactured.
  • the innermost helical layer 20H1 was formed first by winding the resin-impregnated carbon fiber W directly on the outer surface of the liner 10. For this reason, the 2nd helical layer which overlaps with this inner layer side hoop layer 20F1 by passing through formation of innermost layer helical layer 20H1 formed first and subsequent inner layer side hoop layer 20F1, and cutting of winding end part fiber Ws 20H2, and the second hoop layer 20F2 to the nth helical layer 20Hn and the nth hoop layer 20Fn, which overlap therewith, can be alternately and continuously formed.
  • the fiber fixing flange for fixing the winding end fiber Ws to the liner shaft supporting shaft 112 that is indispensable for the liner shaft supporting the formation of the fiber reinforced resin layer 20. 114 was provided. For this reason, since the member only for fixation of the winding end part fiber Ws and the structure which hold
  • the high-pressure gas tank is the high-pressure hydrogen tank 30, but the present invention is not limited to this.
  • a high-pressure gas tank that stores other high-pressure gas such as natural gas may be used.
  • the liner support shaft 112 that supports the liner 10 for forming the fiber reinforced resin layer 20 can also be used as a tank support shaft in the subsequent thermosetting treatment by the induction heating device 200.
  • the intermediate product tank 12 can be supported at both ends via the liner shaft 112 and can be set in a stable posture, and can be set in the induction heating device 200 in this posture.
  • the intermediate product tank 12 can be pivotally supported by the liner pivot shaft 112 to perform high frequency induction heating.
  • the cutting of the wound end fiber Ws in step S130 can be performed in the formation process of the inner layer side hoop layer 20F1 in addition to the formation of the inner layer side hoop layer 20F1 in step S120.
  • SYMBOLS 10 Liner 10a ... Cylinder part 10b ... Dome part 12 ... Intermediate product tank 14 ... Base 20 ... Fiber reinforced resin layer 20F1 ... Inner layer side hoop layer 20F2 ... Second hoop layer 20H1 ... Innermost layer helical layer 20H2 ... Second helical layer DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... High pressure hydrogen tank 100F ... Hoop winding unit 100H ... Helical winding unit 112 ... Liner shaft support shaft 114 ... Fiber fixing flange 132 ... Fiber delivery part 200 ... Induction heating device 212 ... Tank shaft support shaft 220 ... High frequency power supply 222 ... Induction Heating coil 230 ... Control device W ... Resin impregnated carbon fiber AX ... Tank central axis Ws ... Winding end fiber

Abstract

　ＦＷ法によってライナーにその補強用の繊維層を形成する際の隙間残存を抑制する。　ライナー１０への繊維強化樹脂層２０の形成に当たり、まず、樹脂含浸カーボン繊維Ｗの巻回端部繊維Ｗｓを、ドーム部１０ｂの頂上から離れた繊維固定用フランジ１１４に巻回して固定する（ステップＳ１００）。そして、この固定箇所から延びた巻回端部繊維Ｗｓとこれに続いて送り出される樹脂含浸カーボン繊維Ｗにて、最内層ヘリカル層２０Ｈ１を形成する（ステップＳ１１０）。その後、最内層ヘリカル層２０Ｈ１に重ねて内層側フープ層２０Ｆ１を形成し、次の第２ヘリカル層２０Ｈ２を形成する前に、繊維固定用フランジ１１４の固定箇所から延びる巻回端部繊維Ｗｓをドーム部１０ｂの頂上の周囲で切断する。

Description

高圧ガスタンクの製造方法
　本発明は、ライナーに繊維補強層を形成した高圧ガスタンクの製造方法に関する。
　近年では、燃料ガスの燃焼エネルギや、燃料ガスの電気化学反応によって発電された電気エネルギによって駆動する車両が開発されており、高圧ガスタンクには、天然ガスや水素等の燃料ガスが貯蔵され、車両に搭載される場合がある。このため、高圧ガスタンクの軽量化が求められており、カーボン繊維強化プラスチックや、ガラス繊維強化プラスチック（以下、これらを総称して、繊維強化樹脂層と呼ぶ）で中空のライナーを被覆したＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics : 繊維強化プラスチック）製の高圧ガスタンク（以下、単に高圧ガスタンクと称する）の採用が進んでいる。ライナーとしては、軽量化の観点から、通常、ガスバリア性を有する樹脂製の中空容器が用いられる。
　こうした高圧ガスタンクの製造に際しては、フィラメントワインディング法（以下、ＦＷ法）が採用され、このＦＷ法により、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸した繊維をライナーの外周に繰り返し巻き付けて繊維強化樹脂層をライナーに形成する（例えば、特許文献１）。この場合、繊維強化樹脂層を形成しただけでは、半製品であることから、樹脂層形成後に、当該樹脂層に含まれる熱硬化樹脂を熱硬化させることで、ライナーを繊維強化樹脂層で被覆・補強した高圧ガスタンクが製造される。
特開２０１０－５９６５号公報
　ライナーは、円筒状のシリンダー部の両端に凸状曲面形状のドーム部を接合した形状であることから、ＦＷ法では、ライナー補強の実効性を確保すべく、シリンダー部とドーム部とで異なる巻き方を採用する。つまり、ＦＷ法は、シリンダー部の繊維巻き付けに、シリンダー部の外表面全体に渡って繊維を繰り返し巻き付けるフープ巻きを採用し、シリンダー部両端のドーム部に掛けて繊維を繰り返し巻き付ける際には、ドーム部において巻き付け方向を折り返すヘリカル巻きを採用する。そして、フープ巻きによるフープ層とヘリカル巻きによるヘリカル層とは、複数層に亘って重ねて形成され、その全層にて繊維強化樹脂層が形成されることになる。
　従来のＦＷ法で形成した繊維強化樹脂層でライナーを補強した高圧ガスタンクでは、繊維強化樹脂層の各層の間は勿論、ライナー外表と当該外表に近い層との間においても、隙間が無いことが、強度確保の上から望ましい。ところが、ライナーのドーム部頂上に設けた口金の周辺で隙間が残存し、その残存隙間による繊維強化樹脂層の層剥離が起きてしまい、補強強度が低下することが有り得ると指摘されるに到った。
　本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、フィラメントワインディング法によってライナーにその補強用の繊維層を形成する際の隙間残存を抑制することを目的とする。
　上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の適用例として実施することができる。
[適用例１：高圧ガスタンクの製造方法]
　円筒状のシリンダー部の両端に凸状曲面形状のドーム部を接合して備えるライナーの外表に繊維を繰り返し巻き付けるフィラメントワインディング法によって、前記ライナーに繊維層を形成する高圧ガスタンクの製造方法であって、前記シリンダー部の外表面全体に渡って繊維を繰り返し巻き付けるフープ巻きによるフープ層と、前記ドーム部において巻き付け方向を折り返すヘリカル巻きによるヘリカル層とを複数層重ねて前記繊維層を形成するに当たり、前記ヘリカル層の内で前記ライナーの外表に最も近い最内層ヘリカル層の形成のために、前記繊維の巻き始め端を前記シリンダー部の側とは逆側に離れた固定箇所に固定し、該固定箇所から延びる繊維にて前記最内層ヘリカル層を形成し、該最内層ヘリカル層に重ねて前記フープ層を内層側フープ層として形成し、前記最内層ヘリカル層の形成の際に前記固定箇所から延びていた前記繊維を、前記内層側フープ層の形成の後に前記ドーム部の頂上の周囲で切断してから、前記内層側フープ層に重ねて前記ヘリカル層を形成することを要旨とする。
　この適用例１の高圧ガスタンクの製造方法では、フープ層とヘリカル層とを複数層重ねてライナー外表に繊維層を形成する。そして、ヘリカル層の内で前記ライナーの外表に最も近い最内層ヘリカル層の形成では、まず、前記繊維の巻き始め端を前記シリンダー部の側とは逆側に離れた固定箇所に固定する。繊維は、この固定箇所からドーム部の側に掛けて延びるので、その固定箇所から延びる繊維にて最内層ヘリカル層を形成する。この最内層ヘリカル層に重ねて前記フープ層を内層側フープ層として形成することで、当該フープ層の形成範囲であるシリンダー部において、最内層ヘリカル層を内層側フープ層にて保持する。このため、最内層ヘリカル層の形成のために繰り返し巻かれた繊維は、シリンダー部でその動きが制約されるので、最内層ヘリカル層は、シリンダー部では元より、ドーム部の外表範囲においても、繊維の緩みが起きないまま残ることになる。
　上記の適用例１の高圧ガスタンクの製造方法では、最内層ヘリカル層を上記のように保持する内層側フープ層に重ねて前記ヘリカル層を形成する前に、ドーム部頂上から離れた固定箇所から延びていた繊維を、前記ドーム部の頂上の周囲で切断する。このため、切断されずに残って最内層ヘリカル層形成でヘリカル巻き済みの繊維は、最内層ヘリカル層の形成のために巻かれた際の張力から解放され、その切断箇所であるドーム部頂上からドーム部外表に倣ってヘリカル巻き軌跡で残ることになる。よって、最内層ヘリカル層形成のヘリカル巻きの際の張力による繊維の引っ張りや巻き軌跡のズレは、ドーム部頂上周囲で起きないので、ドーム部頂上周囲を含めドーム部外表での繊維の重なりによるヘリカル層の厚みは、維持されたままとなる。そして、上記の適用例１の高圧ガスタンクの製造方法では、上記の繊維切断後に内層側フープ層に重ねてヘリカル層を形成する。
　上記の適用例１の高圧ガスタンクの製造方法では、最内層ヘリカル層の形成に当たって、そもそも口金周壁に繊維を繰り返し巻いて固定するようなことをしないと共に、巻き始め端の固定箇所から延びていた繊維をドーム部頂上で切断して張力から解放することで、ヘリカル層の厚みを維持できる。
　これに対し、既存のＦＷ法では、繊維をその巻き始め端からドーム部頂上の口金周壁に繰り返し巻いて固定し、この口金固定箇所から、ヘリカル巻きおよびフープ巻きにて繊維を繰り返し巻き付けていた。このため、最内層ヘリカル層およびこれに重なるヘリカル層は、最内層ヘリカル層形成のための巻かれ始めの繊維が口金固定箇所のどの位置に位置するかや、口金固定箇所での繊維の巻回に伴う張力等の影響を受け、部分的に厚肉になって、層間に段差を生じ得る。また、最内層ヘリカル層形成の際、繊維は繊維巻回に伴う張力を受けるが、上記の巻かれ始めの繊維の位置や口金固定箇所での繊維の巻き方等の影響を受けて、繊維にヘリカル巻き軌跡からずれるような力が働き得る。こうした部分的な肉厚変化や繊維挙動により、既述したように、ライナーのドーム部頂上に設けた口金の周辺で、最内層ヘリカル層において隙間が残存することが危惧される。
　つまり、上記の適用例１の高圧ガスタンクの製造方法によれば、既述したように口金周壁に繊維を繰り返し巻いて固定等しないことから、フィラメントワインディング法によってライナーにその補強用の繊維層を形成する際に、口金周辺に隙間を残さないようにできる。また、こうした隙間の残存を抑制済みで補強強度の低下も抑制された高圧ガスタンクを容易に製造できる。
　上記した適用例１の高圧ガスタンクの製造方法は、次のような態様とすることができる。例えば、前記最内層ヘリカル層を、前記ライナーの外表に直に巻かれて最先に形成されるヘリカル層とでき、こうすれば、この最先に形成した最内層ヘリカル層とその後の内層側フープ層の形成と繊維切断とを経ることで、この内層側フープ層に重なるヘリカル層と更にこれに重なるフープ層とを交互に連続的に形成できる。
　また、前記最内層ヘリカル層の形成の際の前記繊維の巻き始め端を、前記ライナーを軸支するシャフトに固定することができる。ＦＷ法では、こうしたシャフトにより、そもそもライナーを軸支することから、この態様によれば、巻き始め端の固定のためだけの部材やこれを保持する構成が不要であることから、構成の簡略化を図ることができる。
本発明の一実施例としての高圧ガスタンクの製造工程を模式的に示す説明図である。 繊維強化樹脂層の形成の様子を模式的に示す説明図である。 繊維強化樹脂層形成工程の初期工程を示す説明図である。 繊維強化樹脂層形成工程の中期工程を示す説明図である。 繊維強化樹脂層形成工程の終期工程を示す説明図である。
　以下、本発明の実施の形態について、その実施例を図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施例としての高圧ガスタンクの製造工程を模式的に示す説明図、図２は繊維強化樹脂層の形成の様子を模式的に示す説明図である。本実施例では、高圧ガスタンクを、高圧水素を貯蔵する高圧水素タンクとした。
　本実施例のタンク製造工程では、まず、図１（ａ）に示したように、水素ガスに対するガスバリア性を有する樹脂製容器をライナー１０として用意する。ライナー１０は、半径が均一である略円筒形状のシリンダー部１０ａと、シリンダー部両端に設けられた凸曲面形状のドーム部１０ｂを有する。ドーム部１０ｂは、等張力曲面によって構成されており、その頂点に、外部配管等と接続するための口金１４を有する。本実施例では、樹脂容器として、ナイロン系樹脂からなる樹脂製容器を用いるものとした。樹脂容器として、水素ガスに対するガスバリア性を有すれば、他の樹脂からなる樹脂容器を用いるものとしてもよい。
　次に、図１（ｂ）に示したように、ライナー１０の外周に繊維強化樹脂層２０を形成する（繊維強化樹脂層形成工程）。この繊維強化樹脂層形成工程では、ライナー１０の外周に、熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂を含浸したカーボン繊維を繰り返し巻回することにより、繊維強化樹脂層２０としてのカーボン繊維層を形成する。これにより、ライナー１０の外周に樹脂硬化前の繊維強化樹脂層２０を有する中間生成品タンク１２が得られる。この繊維強化樹脂層形成工程については、後述する。
　繊維強化樹脂層２０の形成に続いては、熱硬化を行う。熱硬化工程では、図１（ｃ）に示す誘導加熱装置２００を用いる。この誘導加熱装置２００は、被加熱物としての中間生成品タンク１２を高周波誘導加熱する装置である。誘導加熱装置２００は、図示しない架台に、タンク両端のタンク軸支シャフト２１２を介して中間生成品タンク１２を回転可能に軸支し、図示しないモーターにて中間生成品タンク１２を加熱の過程において回転させる。誘導加熱コイル２２２は、軸支した中間生成品タンク１２を取り囲み、高周波電源２２０から高周波電流の通電を受けることで、磁束を形成し、中間生成品タンク１２の繊維強化樹脂層２０におけるカーボン繊維（樹脂含浸カーボン繊維Ｗ）を導体として繊維強化樹脂層２０を誘導加熱する。
　図１（ｃ）に示す上記の誘導加熱装置２００を用いた熱硬化工程では、誘導加熱装置２００への中間生成品タンク１２の搬入に先だち、繊維強化樹脂層２０を形成済みの中間生成品タンク１２にタンク軸支シャフト２１２を装着する。タンク軸支シャフト２１２は、中間生成品タンク１２の両端の口金１４に挿入され、タンク両端からシャフトを出した状態で、中間生成品タンク１２を水平に軸支する。こうして中間生成品タンク１２を軸支した後、誘導加熱装置２００は、中間生成品タンク１２を熱硬化工程に処する。この熱硬化工程では、中間生成品タンク１２をタンク軸支シャフト２１２ごと定速で回転させ、その回転を熱硬化工程の間に亘って維持する。タンク回転と同時に、或いは、定速回転となると、誘導加熱装置２００は、繊維強化樹脂層２０の形成に用いた上記の熱硬化樹脂（例えば、エポキシ樹脂）の熱硬化が起きるよう、制御機器２３０にて誘導加熱コイル２２２に高周波電流を通電して繊維強化樹脂層２０を誘導加熱する。これにより、中間生成品タンク１２では、ライナー１０の外周に形成された繊維強化樹脂層２０における熱硬化樹脂の熱硬化がライナー外周回りにほぼ均等に起きる。なお、温風を吹き付けて加熱したり、ヒーターにより加熱する方式の加熱装置を用いることもできる。
　誘導加熱装置２００による上記した樹脂の熱硬化後には、加熱を受けた中間生成品タンク１２は、冷却養生に処される。そして、この冷却養生を経ることで、ライナー１０の外周にエポキシ樹脂を含浸して熱硬化した繊維強化樹脂層２０を有する高圧水素タンク３０が得られる。
　ここで、繊維強化樹脂層２０の形成の様子（図１（ｂ））について詳述する。図２に示すように、本実施例では、繊維強化樹脂層２０を樹脂含浸カーボン繊維ＷからＦＷ法にて形成するに当たり、ヘリカル巻きとフープ巻きとを使い分け、樹脂含浸カーボン繊維Ｗを、ライナー両端のドーム部１０ｂと円筒状のシリンダー部１０ａとの外周に繰り返し巻回する。まず、図２（Ａ）に示す低角度のヘリカル巻きにて樹脂含浸カーボン繊維Ｗを巻回する。この樹脂含浸カーボン繊維Ｗは、複数本のスライバー状のカーボン繊維を揃え、スライバー繊維表面および繊維間にエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂を含む多給糸である。
　低角度のヘリカル巻きでは、ドーム部１０ｂの湾曲外表面領域とフープ巻き済みのシリンダー部１０ａを繊維巻回対象とし、ライナー１０をタンク中心軸ＡＸの回りで回転させつつ、樹脂含浸カーボン繊維Ｗの供給元である繊維送出部１３２から延びた樹脂含浸カーボン繊維Ｗがタンク中心軸ＡＸに対して低角度の繊維角αＬＨ（例えば、約１１～２５°）で交差して巻回されるよう、ライナー回転速度と繊維送出部１３２の往復動速度を調整する。その上で、タンク中心軸ＡＸ方向に沿って繊維送出部１３２を往復移動させて、樹脂含浸カーボン繊維Ｗをシリンダー部１０ａの両端のドーム部１０ｂに掛け渡るよう螺旋状に繰り返し巻回する。この場合、両側のドーム部１０ｂでは、繊維送出部１３２の往路・復路の切換に伴って繊維の巻き付け方向が折り返されると共に、タンク中心軸ＡＸからの折り返し位置も調整される。
　ドーム部１０ｂにおける巻き付け方向の折り返しを何度も繰り返すことにより、ライナー１０の外表面には、低角度の繊維角αＬＨで樹脂含浸カーボン繊維Ｗが網目状に張り渡された繊維巻回層が形成される。この場合、繊維送出部１３２は、ドーム部１０ｂのほぼ全域の外表が樹脂含浸カーボン繊維Ｗにて覆われた上で、数層の上記の繊維巻回層が形成できるまで、往復動し、この最初の数層の繊維巻回層が繊維強化樹脂層２０において最内層側に位置する最内層ヘリカル層となる。
　上記したヘリカル層の形成に続いては、形成済みヘリカル層に重なるようフープ層を形成する。この様子は図２（Ｂ）に示され、シリンダー部１０ａにおいて、フープ巻きをシリンダー部両端で折り返しつつ繰り返すことで、フープ層を形成する。つまり、ライナー１０をタンク中心軸ＡＸの回りで回転させつつ、繊維送出部１３２をタンク中心軸ＡＸに沿って所定速度で往復動させることで、既に形成済みのヘリカル層に重なってフープ層が樹脂含浸カーボン繊維Ｗにて巻回形成される。このフープ巻きでは、繊維送出部１３２からの樹脂含浸カーボン繊維Ｗが、シリンダー部１０ａのタンク中心軸ＡＸに対してほぼ垂直に近い巻き角度（繊維角α０：例えば約８９°）で交差して巻回されるよう、ライナー回転速度と繊維送出部１３２の往復動速度を調整する。その上で、タンク中心軸ＡＸ方向に沿って繊維送出部１３２を往復移動させて、樹脂含浸カーボン繊維Ｗをシリンダー部１０ａの範囲において繰り返し巻回する。
　シリンダー部１０ａにおける巻き付け方向の折り返しを何度も繰り返すことにより、既に形成済みのヘリカル層の外表面には、高角度の繊維角αＬＨで樹脂含浸カーボン繊維Ｗが網目状に張り渡されたフープ層が形成される。この場合、繊維送出部１３２は、シリンダー部１０ａの全域において樹脂含浸カーボン繊維Ｗが繰り返し巻回されて数層の上記の繊維巻回層が形成できるまで、往復動し、この数層の繊維巻回層がフープ層となる。
　ヘリカル層形成のためのヘリカル巻きから、フープ層形成のためのフープ巻きへの変更は、中間生成品タンク１２の回転速度調整と繊維送出部１３２の往復動速度調整をすることでなされる。なお、上記した低角度のヘリカル巻きからフープ巻きに変更する際に、タンク中心軸ＡＸに対して高角度の繊維角（例えば、約３０～６０°）で樹脂含浸カーボン繊維Ｗを巻回する高角度のヘリカル巻きを組み込むこともできる。
　こうして樹脂含浸カーボン繊維Ｗのフープ巻きおよびヘリカル巻きが使い分けてなされることで、ライナー１０の外周には、最内層ヘリカル層にフープ層が重なり、更に、ヘリカル層とフープ層が交互に層状に重なった繊維強化樹脂層２０がＦＷ法にて形成される。そして、樹脂含浸カーボン繊維ＷのＦＷ法による巻回を経て、ライナー１０の外周に繊維強化樹脂層２０を形成した中間生成品タンク１２が得られる（図１（ｂ）参照）。この中間生成品タンク１２を得るに当たり、本実施例では、更に、次のような工程を採用した。図３は繊維強化樹脂層形成工程の初期工程を示す説明図、図４は繊維強化樹脂層形成工程の中期工程を示す説明図、図５は繊維強化樹脂層形成工程の終期工程を示す説明図である。
　図１（ｂ）と図２に示す繊維強化樹脂層形成工程では、繊維巻回に先だち、ライナー１０にライナー軸支シャフト１１２を装着する。ライナー軸支シャフト１１２は、ライナー両端の口金１４に挿入され、ライナー両端からシャフトを出した状態で、ライナー１０を水平に軸支する。こうしてライナー１０を軸支した後、図３に示すように、ＦＷ装置（図示略）のヘリカル巻きユニット１００Ｈにて、巻き始め端の固定を行う（ステップＳ１００）。このヘリカル巻きユニット１００Ｈは、ライナー１０を取り囲む環状体とされ、既述した繊維送出部１３２を等ピッチで複数備える。繊維送出部１３２のそれぞれは、既述した低角度のヘリカル層（図２（Ａ）参照）を形成すべく、樹脂含浸カーボン繊維Ｗを送り出す。
　最初のステップＳ１００では、ヘリカル巻きユニット１００Ｈをライナー軸支シャフト１１２が有する繊維固定用フランジ１１４まで移動させる。繊維固定用フランジ１１４は、ライナー１０のドーム部１０ｂの頂上から離れてライナー軸支シャフト１１２に設けられている。そして、この繊維固定用フランジ１１４の外周にヘリカル巻きユニット１００Ｈから樹脂含浸カーボン繊維Ｗを送り出しつつ、ライナー１０を回転させることで、樹脂含浸カーボン繊維Ｗを繊維固定用フランジ１１４の外周に巻回する。次いで、この巻回箇所で、樹脂含浸カーボン繊維Ｗを繊維固定用フランジ１１４に固定する。この繊維固定は、リング状の固定金具等を用いて行われ、この固定箇所から、樹脂含浸カーボン繊維Ｗの巻回端部繊維Ｗｓが延びることになる。
　続くステップＳ１１０では、繊維強化樹脂層２０の最内層側の最内層ヘリカル層２０Ｈ１を形成する。これには、まず、ライナー１０の回転速度を図２（Ａ）に示した低角度のヘリカル巻きに適った速度に調整して、ライナー１０を回転させる。その上で、ヘリカル巻きユニット１００Ｈをライナー１０のドーム部１０ｂの頂上側に移動させる。これにより、巻回端部繊維Ｗｓは、繊維固定用フランジ１１４の固定箇所から延びた上で、ライナー軸支シャフト１１２および口金１４まで巻かれる。そして、ライナー１０の回転を継続しつつ、ヘリカル巻きユニット１００Ｈを、図２（Ａ）に示した低角度のヘリカル層が形成されるよう、所定の回数だけ往復動させ、その間に繊維送出部１３２から繊維を送り出す。これにより、繊維固定用フランジ１１４の固定箇所から延びた巻回端部繊維Ｗｓに続いて送り出された樹脂含浸カーボン繊維Ｗにて、低角度のヘリカル層たる最内層ヘリカル層２０Ｈ１が形成される。
　続くステップＳ１２０では、図４に示すように、フープ巻きユニット１００Ｆを用いて、最内層ヘリカル層２０Ｈ１に重なる内層側フープ層２０Ｆ１を形成する。フープ巻きユニット１００Ｆは、ヘリカル巻きユニット１００Ｈと同様にライナー１０を取り囲む環状体とされ、フープ層形成のための繊維送出部１３２を等ピッチで複数備える。繊維送出部１３２のそれぞれは、既述したフープ層（図２（Ｂ）参照）を形成すべく、樹脂含浸カーボン繊維Ｗを送り出す。このフープ巻きユニット１００Ｆによる内層側フープ層２０Ｆ１の形成に際しては、まず、ライナー１０の回転速度を図２（Ｂ）に示したフープ巻きに適った速度に調整して、ライナー１０を回転させる。そして、ライナー１０の回転を継続しつつ、フープ巻きユニット１００Ｆを、図２（Ｂ）に示したフープ層が形成されるよう、所定の回数だけ往復動させ、その間に繊維送出部１３２から繊維を送り出す。これにより、ステップＳ１１０で既に形成済みの最内層ヘリカル層２０Ｈ１に重なって、樹脂含浸カーボン繊維Ｗにて内層側フープ層２０Ｆ１が形成される。こうして形成された内層側フープ層２０Ｆ１は、その形成範囲であるシリンダー部１０ａにおいて、最内層ヘリカル層２０Ｈ１を保持する。
　フープ巻きユニット１００Ｆによる内層側フープ層２０Ｆ１の形成後のステップＳ１３０では、繊維固定用フランジ１１４の固定箇所から延びてライナー軸支シャフト１１２および口金１４まで巻かれた巻回端部繊維Ｗｓを切断、除去する。その切断箇所は、ドーム部１０ｂの頂上周囲であって、口金１４の外表面付近となる。
　続くステップＳ１４０では、図５に示すように、再度、ヘリカル巻きユニット１００Ｈを用いて、図２（Ａ）に示した低角度のヘリカル層を改めて形成する。この形成されたヘリカル層は、最内層ヘリカル層２０Ｈ１およびこれに重なった内層側フープ層２０Ｆ１を覆う第２層目のヘリカル層（第２ヘリカル層２０Ｈ２）となる。
　続くステップＳ１５０では、フープ巻きユニット１００Ｆを用いたフープ層形成（ステップＳ１３０）と、ヘリカル巻きユニット１００Ｈを用いたヘリカル層形成（ステップＳ１４０）とを、交互に所定回数繰り返し、ライナー軸支シャフト１１２を取り外す。繰り返し回数ｎは、繊維強化樹脂層２０の厚みと各ヘリカル層の厚み、各フープ層の厚みで定まる。この繰り返しが完了すると（ステップＳ１６０）、ライナー１０の外表には、最内層ヘリカル層２０Ｈ１、内層側フープ層２０Ｆ１、第２ヘリカル層２０Ｈ２～第ｎヘリカル層２０Ｈｎ、第ｎフープ層２０Ｆｎのようにヘリカル層とフープ層が交互に積層した繊維強化樹脂層２０が形成され、中間生成品タンク１２が得られる。そして、得られた中間生成品タンク１２は、図１（ｃ）に示した誘導加熱装置２００にて、既述したように繊維強化樹脂層２０の高周波誘導加熱に処される。
　以上説明したように、本実施例の高圧水素タンク製造方法では、フープ層とヘリカル層とを最内層ヘリカル層２０Ｈ１～第ｎフープ層２０Ｆｎまで重ねてライナー１０の外表に繊維強化樹脂層２０を形成する。ライナー１０の外表に直接形成されてライナー外表に最も近い最内層ヘリカル層２０Ｈ１の形成に当たっては、ヘリカル巻きユニット１００Ｈから送り出される樹脂含浸カーボン繊維Ｗの巻回端部繊維Ｗｓを、ライナー軸支シャフト１１２の繊維固定用フランジ１１４に巻き付けて固定する（図３：ステップＳ１００）。繊維固定用フランジ１１４は、ライナー１０のドーム部１０ｂの頂上から離れていることから、巻回端部繊維Ｗｓは、繊維固定用フランジ１１４の外周固定箇所からドーム部１０ｂの側に掛けて延びる。そして、ドーム部１０ｂまで延びた巻回端部繊維Ｗｓに続いてヘリカル巻きユニット１００Ｈから送り出された樹脂含浸カーボン繊維Ｗを、ライナー１０の両端のドーム部１０ｂに掛けて、低角度のヘリカル巻きでライナー１０に巻き付け、最内層ヘリカル層２０Ｈ１を形成する。
　この最内層ヘリカル層２０Ｈ１の形成に続いて、フープ巻きユニット１００Ｆから送り出された樹脂含浸カーボン繊維Ｗを、ライナー１０のシリンダー部１０ａの範囲において高角度のフープ巻きで巻き付けてフープ層を形成する。このフープ巻きの繊維巻き付けは、既に形成済みの最内層ヘリカル層２０Ｈ１に対して行われることから、形成されたフープ層は、最内層ヘリカル層２０Ｈ１に重ねて形成され、内層側フープ層２０Ｆ１となる。この内層側フープ層２０Ｆ１は、その形成範囲であるシリンダー部１０ａにおいて、最内層ヘリカル層２０Ｈ１を保持する。このため、最内層ヘリカル層２０Ｈ１の形成のために繰り返し巻かれた樹脂含浸カーボン繊維Ｗは、シリンダー部１０ａでその動きが制約されるので、最内層ヘリカル層２０Ｈ１は、シリンダー部１０ａのみならずドーム部１０ｂの外表範囲においても、繊維の緩みが起きないまま残る。
　本実施例の高圧水素タンク製造方法では、最内層ヘリカル層２０Ｈ１と内層側フープ層２０Ｆ１とをこの順で形成した後に、改めてヘリカル巻きによるヘリカル層形成とフープ巻きによるフープ層形成とを所定回数繰り返し、繊維強化樹脂層２０を形成する（図５：ステップＳ１５０）。ところが、最内層ヘリカル層２０Ｈ１を保持する内層側フープ層２０Ｆ１に続いて第２ヘリカル層２０Ｈ２を形成する前に、ドーム部１０ｂの頂上から離れた繊維固定用フランジ１１４の繊維固定箇所から延びてライナー軸支シャフト１１２および口金１４まで巻かれた巻回端部繊維Ｗｓを、ドーム部１０ｂの頂上周囲の口金１４の外表面付近で切断する。このため、最内層ヘリカル層２０Ｈ１の形成のためにライナー１０に巻回済みの繊維は、巻回端部繊維Ｗｓの切断により、ヘリカル巻きの際の張力から解放され、その切断箇所からドーム部１０ｂの外表に倣ってヘリカル巻き軌跡で残ることになる。よって、ヘリカル巻きの際の張力による繊維の引っ張りや巻き軌跡（ヘリカル巻き軌跡）のズレは起きないので、最内層ヘリカル層２０Ｈ１の厚みは、ドーム部１０ｂの頂上周囲を含めて維持されたままとなる。
　本実施例の高圧水素タンク製造方法では、厚みを維持したままの最内層ヘリカル層２０Ｈ１に重ねて第２ヘリカル層２０Ｈ２～第ｎヘリカル層２０Ｈｎを形成する。この第２ヘリカル層２０Ｈ２以降の各ヘリカル層は、その巻き始めがフープ層の終点であり、そもそも層の厚みに変化を来さない。また、最内層ヘリカル層２０Ｈ１にあっては、巻回端部繊維Ｗｓを口金１４からタンク軸方向に離れた繊維固定用フランジ１１４に固定して、樹脂含浸カーボン繊維Ｗをヘリカル巻きするので、口金１４の周壁周辺での巻き付きをし易くできる。第２ヘリカル層２０Ｈ２以降の各ヘリカル層も同様である。そうすると、本実施例の高圧水素タンク製造方法によれば、最内層ヘリカル層２０Ｈ１の形成に当たって口金１４の周壁に繊維を繰り返し巻いて固定することを要しないと共に、最内層ヘリカル層２０Ｈ１の厚みを維持したままとできる。この結果、本実施例の高圧水素タンク製造方法によれば、ＦＷ法によってライナー１０にその補強用の繊維強化樹脂層２０を形成する際に、口金１４の周辺に隙間を残さないようにできる。また、本実施例の高圧水素タンク製造方法によれば、口金１４の周辺での隙間の残存を抑制することで、繊維強化樹脂層２０の補強強度の低下も抑制された高圧水素タンク３０を容易に製造できる。
　また、本実施例の高圧水素タンク製造方法では、最内層ヘリカル層２０Ｈ１を、ライナー１０の外表に樹脂含浸カーボン繊維Ｗを直に巻き付けて最先に形成した。このため、最先に形成した最内層ヘリカル層２０Ｈ１とその後の内層側フープ層２０Ｆ１の形成と巻回端部繊維Ｗｓの切断とを経ることで、この内層側フープ層２０Ｆ１に重なる第２ヘリカル層２０Ｈ２や、更にこれに重なる第２フープ層２０Ｆ２～第ｎヘリカル層２０Ｈｎ、第ｎフープ層２０Ｆｎを交互に連続的に形成できる。
　また、本実施例の高圧水素タンク製造方法では、繊維強化樹脂層２０の形成の上でのライナー軸支に不可欠なライナー軸支シャフト１１２に、巻回端部繊維Ｗｓを固定する繊維固定用フランジ１１４を設けた。このため、巻回端部繊維Ｗｓの固定のためだけの部材やこれを保持する構成が不要であることから、構成が簡略となる。
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、上記の実施例では、高圧ガスタンクは、高圧水素タンク３０であるものとしたが、本発明は、これに限られない。例えば、天然ガス等、他の高圧ガスを貯蔵する高圧ガスタンクとしてもよい。
　また、繊維強化樹脂層２０の形成のためにライナー１０を軸支したライナー軸支シャフト１１２を、その後の誘導加熱装置２００による熱硬化処理の際のタンク軸支シャフトと兼用することもできる。こうすれば、ライナー軸支シャフト１１２を介して中間生成品タンク１２をその両端で支持して安定した姿勢とでき、この姿勢のまま、誘導加熱装置２００にセットできる。誘導加熱装置２００においては、ライナー軸支シャフト１１２で中間生成品タンク１２を軸支して高周波誘導加熱を行うことができる。
　また、ステップＳ１３０での巻回端部繊維Ｗｓの切断は、ステップＳ１２０での内層側フープ層２０Ｆ１の形成後の他、内層側フープ層２０Ｆ１の形成過程において行うこともできる。
　　１０…ライナー
　　１０ａ…シリンダー部
　　１０ｂ…ドーム部
　　１２…中間生成品タンク
　　１４…口金
　　２０…繊維強化樹脂層
　　２０Ｆ１…内層側フープ層
　　２０Ｆ２…第２フープ層
　　２０Ｈ１…最内層ヘリカル層
　　２０Ｈ２…第２ヘリカル層
　　３０…高圧水素タンク
　　１００Ｆ…フープ巻きユニット
　　１００Ｈ…ヘリカル巻きユニット
　　１１２…ライナー軸支シャフト
　　１１４…繊維固定用フランジ
　　１３２…繊維送出部
　　２００…誘導加熱装置
　　２１２…タンク軸支シャフト
　　２２０…高周波電源
　　２２２…誘導加熱コイル
　　２３０…制御機器
　　Ｗ…樹脂含浸カーボン繊維
　　ＡＸ…タンク中心軸
　　Ｗｓ…巻回端部繊維

Claims (3)

  1. 　円筒状のシリンダー部の両端に凸状曲面形状のドーム部を接合して備えるライナーの外表に繊維を繰り返し巻き付けるフィラメントワインディング法によって、前記ライナーに繊維層を形成する高圧ガスタンクの製造方法であって、
    　前記シリンダー部の外表面全体に渡って繊維を繰り返し巻き付けるフープ巻きによるフープ層と、前記ドーム部において巻き付け方向を折り返すヘリカル巻きによるヘリカル層とを複数層重ねて前記繊維層を形成するに当たり、
    　前記ヘリカル層の内で前記ライナーの外表に最も近い最内層ヘリカル層の形成のために、前記繊維の巻き始め端を前記シリンダー部の側とは逆側に離れた固定箇所に固定し、該固定箇所から延びる繊維にて前記最内層ヘリカル層を形成し、
    　該最内層ヘリカル層に重ねて前記フープ層を内層側フープ層として形成し、
    　前記最内層ヘリカル層の形成の際に前記固定箇所から延びていた前記繊維を、前記内層側フープ層の形成の後に前記ドーム部の頂上の周囲で切断してから、前記内層側フープ層に重ねて前記ヘリカル層を形成する
    　高圧ガスタンクの製造方法。
  2. 　前記最内層ヘリカル層は、前記ライナーの外表に直に巻かれて最先に形成されるヘリカル層である請求項１に記載の高圧ガスタンクの製造方法。
  3. 　前記最内層ヘリカル層の形成の際の前記繊維の巻き始め端は、前記ライナーを軸支するシャフトに固定される請求項１または請求項２に記載の高圧ガスタンクの製造方法。
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Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6281525B2 (ja) * 2015-05-21 2018-02-21 トヨタ自動車株式会社 高圧タンク、高圧タンクの製造方法、ライナー形状の設計方法
EP3308069A4 (en) 2015-06-15 2019-02-27 Other Lab, LLC SYSTEM AND METHOD FOR ADAPTABLE PRESSURE CONTAINER
US9573549B2 (en) * 2015-06-30 2017-02-21 Autoliv Asp, Inc. Inflator device with integral clamp stop
WO2017096283A1 (en) 2015-12-02 2017-06-08 Other Lab, Llc Systems and methods for liner braiding and resin application
DE102017108043B4 (de) * 2016-04-14 2021-02-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren zur Herstellung eines Hochdruckgastanks
JP6769348B2 (ja) * 2016-04-14 2020-10-14 トヨタ自動車株式会社 高圧ガスタンクの製造方法
CN106979455B (zh) * 2016-07-05 2019-03-26 上海瀚氢动力科技有限公司 一种轻质长寿命复合材料氢气瓶及其制造方法
CN106015923B (zh) * 2016-07-07 2019-05-03 张家港富瑞氢能装备有限公司 超高真空绝热容器绝热结构的制作装置与方法
US10851925B2 (en) 2016-10-24 2020-12-01 Other Lab, Llc Fittings for compressed gas storage vessels
JP6601379B2 (ja) * 2016-12-06 2019-11-06 トヨタ自動車株式会社 圧力容器および圧力容器の製造方法
US20180283610A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 Other Lab, Llc Tank enclosure and tank mount system and method
WO2018183767A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 Other Lab, Llc Tank filling system and method
JP6729497B2 (ja) * 2017-06-06 2020-07-22 トヨタ自動車株式会社 タンクの製造方法
JP6815364B2 (ja) * 2018-11-02 2021-01-20 本田技研工業株式会社 高圧容器
JP7159882B2 (ja) * 2019-01-21 2022-10-25 トヨタ自動車株式会社 高圧タンクの製造方法
JP7059963B2 (ja) * 2019-02-13 2022-04-26 株式会社豊田自動織機 圧力容器の製造方法及び圧力容器の製造装置
US20200347992A1 (en) 2019-05-02 2020-11-05 Agility Fuel Systems Llc Polymeric liner based gas cylinder with reduced permeability
JP7401213B2 (ja) * 2019-07-10 2023-12-19 株式会社Soken 高圧タンク
KR102069318B1 (ko) 2019-09-18 2020-01-23 주식회사 티포엘 멀티 스핀들 필라멘트 와인딩 장치 및 이를 이용한 필라멘트 와인딩 방법
JP7235411B2 (ja) * 2020-01-15 2023-03-08 トヨタ自動車株式会社 高圧タンクの製造方法
CN115023337A (zh) * 2020-03-19 2022-09-06 日立安斯泰莫株式会社 管体中间体和管体制造方法
JP7231787B2 (ja) * 2020-03-19 2023-03-01 日立Astemo株式会社 管体製造方法
KR20220140819A (ko) * 2020-03-19 2022-10-18 무라다기카이가부시끼가이샤 관체 중간체 및 관체 제조 방법
JP7287323B2 (ja) * 2020-03-25 2023-06-06 トヨタ自動車株式会社 繊維強化樹脂成形品の製造方法および製造装置
JP7283435B2 (ja) * 2020-04-27 2023-05-30 トヨタ自動車株式会社 高圧タンクの製造方法、高圧タンク
KR102382340B1 (ko) * 2020-12-29 2022-04-04 주식회사 디쏠 강화섬유 탄성 가압 방식 권취장치
LU102629B1 (en) * 2021-03-08 2022-09-08 Plastic Omnium New Energies France Process and systems for winding a filament around a winding support
JP2024517462A (ja) * 2021-05-07 2024-04-22 アジリティ・フューエル・システムズ・エルエルシー 複合織合せガス格納容器組立体
CN113432030A (zh) * 2021-06-07 2021-09-24 浙江蓝能燃气设备有限公司 不锈钢内胆碳纤维全缠绕瓶式容器的制造方法及结构
LU500634B1 (en) * 2021-09-08 2023-03-08 Plastic Omnium New Energies France Pressure vessel with optimized outer composite structure
KR20230141033A (ko) 2022-03-31 2023-10-10 주식회사 티포엘 고압용기 제작설비의 라이너 와인딩용 필라멘트 공급 장치 및 이를 포함하는 고압용기 제작설비의 라이너 와인딩 장비
KR102464662B1 (ko) * 2022-05-18 2022-11-10 황희영 선 공정 프리폼 돔 캡을 적용한 압력용기 제조방법
CN115816803B (zh) * 2023-01-09 2023-04-28 太原理工大学 一种ⅳ型储氢容器充气控制装置和内固化方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0491930A (ja) * 1990-08-06 1992-03-25 Nkk Corp Ｆｒｐ容器の成形方法
JP2005106142A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 圧力容器
JP2009051014A (ja) * 2007-08-23 2009-03-12 Murata Mach Ltd フィラメントワインディング自動化システム
JP2009119732A (ja) * 2007-11-15 2009-06-04 Murata Mach Ltd フィラメントワインディング装置
JP2010005965A (ja) 2008-06-27 2010-01-14 Murata Mach Ltd フィラメントワインディング装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3346371B2 (ja) * 2000-03-30 2002-11-18 株式会社豊田自動織機 フィラメントワインディング装置における糸条の端部処理方法及び装置並びにフィラメントワインディング装置
KR100860677B1 (ko) * 2003-02-03 2008-09-26 고쿠리츠다이가쿠호진 규슈다이가쿠 내압 쉘, 내압 쉘을 구비한 고압 탱크 및 고압 탱크 제조방법 및 장치
KR100817709B1 (ko) 2007-03-29 2008-03-27 주식회사 엔케이 복합재료 용기의 후프랩 와인딩 방법
FR2923575A1 (fr) * 2007-11-13 2009-05-15 Michelin Soc Tech Reservoir de fluide sous pression, methode et appareil pour la fabrication d'un tel reservoir.
US8727174B2 (en) * 2009-04-10 2014-05-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Tank and manufacturing method thereof
EP2418413B1 (en) * 2009-04-10 2015-06-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for manufacturing a tank, and a tank thus produced

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0491930A (ja) * 1990-08-06 1992-03-25 Nkk Corp Ｆｒｐ容器の成形方法
JP2005106142A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 圧力容器
JP2009051014A (ja) * 2007-08-23 2009-03-12 Murata Mach Ltd フィラメントワインディング自動化システム
JP2009119732A (ja) * 2007-11-15 2009-06-04 Murata Mach Ltd フィラメントワインディング装置
JP2010005965A (ja) 2008-06-27 2010-01-14 Murata Mach Ltd フィラメントワインディング装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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