JP2022026829A - Method for manufacturing high-pressure tank - Google Patents

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Abstract

To provide a method for manufacturing a high-pressure tank, which can shorten a manufacturing time.SOLUTION: There is provided a method for manufacturing a high-pressure tank 1 that comprises: a liner 10 having a cylindrical body portion 11 and dome portions 12 provided at both ends of the body portion 11; a fiber layer 20 that covers the liner 10; and a protector 40 placed on an outside of the fiber layer 20 at both ends of the liner 10. The manufacturing method comprises: a step of forming an intermediate body 50 in which the fiber layer 20 covers an outer surface of the liner 10; and a step of accommodating the intermediate body 50 in a mold 110 having a shape corresponding to the protector 40, and injecting a liquid resin to impregnate the fiber layer 20 with the resin, and at the same time to form the protector 40.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、高圧タンクの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a high pressure tank.

燃料電池自動車に搭載される水素タンク等の高圧タンクとして、円筒状の胴体部と胴体部の軸方向の両端に設けられたドーム部とを有するライナと、ライナを覆う繊維層（補強層ともいう）と、を備えるものが知られている。また、タンクの耐衝撃性等を確保するために、ライナの両端部において繊維層の外表面にプロテクタが配置されている（例えば、特許文献１参照）。 As a high-pressure tank such as a hydrogen tank mounted on a fuel cell vehicle, a liner having a cylindrical body portion and dome portions provided at both ends in the axial direction of the body portion, and a fiber layer (also referred to as a reinforcing layer) covering the liner. ), And those equipped with are known. Further, in order to ensure the impact resistance of the tank and the like, protectors are arranged on the outer surface of the fiber layer at both ends of the liner (see, for example, Patent Document 1).

このような構造を有する高圧タンクを製造する際に、ライナの外表面にフィラメントワインディング（ＦＷ）法で樹脂が含浸された繊維を複数巻き付けて繊維層を形成した後、ライナとは別体に作製されたプロテクタを接着剤で該繊維層の外表面に取り付ける。 When manufacturing a high-pressure tank having such a structure, a plurality of fibers impregnated with a resin by a filament winding (FW) method are wound around the outer surface of the liner to form a fiber layer, and then the fiber layer is formed separately from the liner. The protected protector is attached to the outer surface of the fiber layer with an adhesive.

特開２０１７－１４５９３６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-145936

しかし、上述の製造方法では、別体のプロテクタを接着剤で繊維層に取り付けるため、プロテクタに接着剤を塗布する工程、接着剤を硬化させる工程等が必要となり、製造時間がかかる問題があった。 However, in the above-mentioned manufacturing method, since a separate protector is attached to the fiber layer with an adhesive, a step of applying the adhesive to the protector, a step of curing the adhesive, and the like are required, which causes a problem that the manufacturing time is long. ..

本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、製造時間を短縮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目的とする。 The present invention has been made to solve such a technical problem, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-pressure tank capable of shortening the manufacturing time.

本発明に係る高圧タンクの製造方法は、円筒状の胴体部及び該胴体部の両端に設けられたドーム部を有するライナと、前記ライナを覆う繊維層と、前記ライナの両端部において前記繊維層の外側に配置されたプロテクタとを備える高圧タンクの製造方法であって、前記ライナの外表面に前記繊維層が覆われた中間体を形成する工程と、前記プロテクタに対応する形状を有する金型に前記中間体を収容し、液体の樹脂を注入して前記繊維層に前記樹脂を含浸させると同時に前記プロテクタを形成する工程と、を含むことを特徴としている。 The method for manufacturing a high-pressure tank according to the present invention includes a liner having a cylindrical body portion and dome portions provided at both ends of the body portion, a fiber layer covering the liner, and the fiber layer at both ends of the liner. A method for manufacturing a high-pressure tank including a protector arranged on the outside of the liner, which has a step of forming an intermediate in which the fiber layer is covered on the outer surface of the liner, and a mold having a shape corresponding to the protector. It is characterized by including a step of accommodating the intermediate and injecting a liquid resin to impregnate the fiber layer with the resin and at the same time forming the protector.

本発明に係る高圧タンクの製造方法では、プロテクタに対応する形状を有する金型を用いて繊維層に樹脂を含浸させると同時にプロテクタを形成するので、プロテクタを一体成型することが可能になる。従って、従来のように別体のプロテクタを繊維層に取り付ける必要がなくなるので、製造時間を短縮することができる。 In the method for manufacturing a high-pressure tank according to the present invention, the fiber layer is impregnated with the resin by using a mold having a shape corresponding to the protector, and at the same time, the protector is formed, so that the protector can be integrally molded. Therefore, it is not necessary to attach a separate protector to the fiber layer as in the conventional case, so that the manufacturing time can be shortened.

本発明によれば、製造時間を短縮することができる。 According to the present invention, the manufacturing time can be shortened.

高圧タンクの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a high pressure tank. 高圧タンクの製造装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the manufacturing apparatus of a high pressure tank. 高圧タンクの製造方法を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of a high pressure tank. 高圧タンクの製造方法を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of a high pressure tank. 高圧タンクの製造方法を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of a high pressure tank. 高圧タンクの製造方法を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of a high pressure tank. 参考例に係る高圧タンクの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the high pressure tank which concerns on a reference example.

以下、図面を参照して本発明に係る高圧タンクの製造方法の実施形態について説明する。以下では、高圧タンクの構造、高圧タンクの製造装置、高圧タンクの製造方法を順に説明していく。 Hereinafter, embodiments of the method for manufacturing a high-pressure tank according to the present invention will be described with reference to the drawings. Below, the structure of the high-pressure tank, the manufacturing equipment of the high-pressure tank, and the manufacturing method of the high-pressure tank will be explained in order.

［高圧タンクの構造］
図１は高圧タンクの構造を示す断面図である。高圧タンク１は、例えば燃料電池自動車に搭載される水素タンクであり、円筒状の胴体部１１と胴体部１１の軸方向の両端に設けられたドーム部１２とを有するライナ１０と、ライナ１０を覆う繊維層（補強層ともいう）２０と、繊維層２０を覆う保護層３０と、ライナ１０の両端部において保護層３０の外表面に配置されたプロテクタ４０と、を備えている。 [Structure of high pressure tank]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a high pressure tank. The high-pressure tank 1 is, for example, a hydrogen tank mounted on a fuel cell vehicle, and has a liner 10 having a cylindrical body portion 11 and dome portions 12 provided at both ends of the body portion 11 in the axial direction, and the liner 10. It includes a fiber layer (also referred to as a reinforcing layer) 20 for covering, a protective layer 30 for covering the fiber layer 20, and protectors 40 arranged on the outer surface of the protective layer 30 at both ends of the liner 10.

ライナ１０は、高圧水素を貯留する貯留空間を有する中空の容器であって、水素ガスに対するガスバリア性を有する材料によって形成されている。このライナ１０は、上述したように胴体部１１と一対のドーム部１２とからなる。ドーム部１２は、半球状を呈する。また、一対のドーム部１２の頂部には開口部がそれぞれ形成され、これらの開口部の一方にバルブ側口金１３、他方にエンド側口金１４が内挿されている。 The liner 10 is a hollow container having a storage space for storing high-pressure hydrogen, and is made of a material having a gas barrier property against hydrogen gas. As described above, the liner 10 includes a body portion 11 and a pair of dome portions 12. The dome portion 12 exhibits a hemispherical shape. Further, openings are formed at the tops of the pair of dome portions 12, and a valve side cap 13 is inserted in one of these openings and an end side cap 14 is inserted in the other.

ライナ１０は、例えば、ポリエチレンやナイロン等の樹脂を用いて回転・ブロー成形法によって一体的に形成されている。また、ライナ１０は、樹脂に代えてアルミニウム等の軽金属によって形成されても良い。更に、ライナ１０は、回転・ブロー成形法のような一体成型の製造方法に代えて、射出・押出成形等により複数に分割された部材を接合することにより形成されても良い。 The liner 10 is integrally formed by a rotation / blow molding method using, for example, a resin such as polyethylene or nylon. Further, the liner 10 may be formed of a light metal such as aluminum instead of the resin. Further, the liner 10 may be formed by joining members divided into a plurality of parts by injection / extrusion molding or the like, instead of the integral molding manufacturing method such as the rotation / blow molding method.

繊維層２０は、例えば１５ｍｍ～３０ｍｍ程度の厚さを有し、ＦＷ法によってライナ１０の外表面に繊維を幾重にも巻き付けることにより形成されている。本実施形態では、繊維層２０は、ライナ１０の外表面を覆う第１繊維層２１と、第１繊維層２１の外表面を覆う第２繊維層２２とを有する。第１繊維層２１は、更に、胴体部１１を覆う円筒部２１ａと、バルブ側のドーム部１２及び胴体部１１の一部を覆うバルブ側ドーム部２１ｂと、エンド側のドーム部１２及び胴体部１１の一部を覆うエンド側ドーム部２１ｃとを有する。図１に示すように、バルブ側ドーム部２１ｂは、円筒部２１ａの端部を包むように円筒部２１ａの外側に配置されている。同様に、エンド側ドーム部２１ｃは、円筒部２１ａの端部を包むように円筒部２１ａの外側に配置されている。 The fiber layer 20 has a thickness of, for example, about 15 mm to 30 mm, and is formed by winding fibers on the outer surface of the liner 10 in multiple layers by the FW method. In the present embodiment, the fiber layer 20 has a first fiber layer 21 that covers the outer surface of the liner 10 and a second fiber layer 22 that covers the outer surface of the first fiber layer 21. The first fiber layer 21 further includes a cylindrical portion 21a that covers the body portion 11, a valve-side dome portion 21b that covers a valve-side dome portion 12 and a part of the body portion 11, and an end-side dome portion 12 and a body portion. It has an end-side dome portion 21c that covers a part of 11. As shown in FIG. 1, the valve-side dome portion 21b is arranged outside the cylindrical portion 21a so as to wrap the end portion of the cylindrical portion 21a. Similarly, the end-side dome portion 21c is arranged outside the cylindrical portion 21a so as to wrap the end portion of the cylindrical portion 21a.

円筒部２１ａは、例えばライナ１０の周方向に積層されるフープ層又は高角度ヘリカル層、若しくはこれらの組み合わせによって構成されている。一方、バルブ側ドーム部２１ｂ及びエンド側ドーム部２１ｃは、例えば低角度ヘリカル層によってそれぞれ構成されている。 The cylindrical portion 21a is composed of, for example, a hoop layer or a high-angle helical layer laminated in the circumferential direction of the liner 10, or a combination thereof. On the other hand, the valve-side dome portion 21b and the end-side dome portion 21c are each composed of, for example, a low-angle helical layer.

フープ層は、ライナ１０の軸Ｌと略垂直な巻き角度で、胴体部１１の周方向に繊維をフープ巻きにすることにより形成された層である。なお、フープ巻きは、ＦＷの巻き方の一つである。また、ここでの「略垂直」とは、９０°と、繊維同士が重ならないように繊維の巻付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。 The hoop layer is a layer formed by winding fibers in the circumferential direction of the body portion 11 at a winding angle substantially perpendicular to the axis L of the liner 10. Hoop winding is one of the FW winding methods. Further, "substantially vertical" here includes both 90 ° and an angle of about 90 ° that can be generated by shifting the winding position of the fibers so that the fibers do not overlap each other.

ヘリカル層は、ライナ１０の軸Ｌ方向に対して０°より大きく９０°未満の巻き角度で、胴体部１１及びドーム部１２の周方向に繊維をヘリカル巻きにすることによって網目状に形成された層である。ヘリカル巻きは、ＦＷの巻き方の一つであり、巻き角度の大きさによって低角度ヘリカル巻きと高角度ヘリカル巻きに更に分けられている。低角度ヘリカル巻きは、すなわち巻き角度が小さい（例えば０°＜巻き角度≦３０°）場合のヘリカル巻きであり、繊維がライナ１０の軸Ｌを一周する前にドーム部１２における繊維の巻付方向の折り返しが生じる巻付方法である。高角度ヘリカル巻きは、すなわち巻き角度が大きい（例えば３０°＜巻き角度＜９０°）場合のヘリカル巻きであり、ドーム部１２における繊維の巻付方向の折り返しが生じるまでに、胴体部１１において繊維がライナ１０の軸Ｌを少なくとも一周する巻付方法である。 The helical layer was formed in a mesh shape by helically winding the fibers in the circumferential direction of the body portion 11 and the dome portion 12 at a winding angle of more than 0 ° and less than 90 ° with respect to the axial L direction of the liner 10. It is a layer. Helical winding is one of the winding methods of FW, and is further divided into low-angle helical winding and high-angle helical winding according to the size of the winding angle. The low-angle helical winding is a helical winding when the winding angle is small (for example, 0 ° <winding angle ≤ 30 °), and the winding direction of the fiber in the dome portion 12 before the fiber goes around the axis L of the liner 10. This is a winding method that causes folding back. The high-angle helical winding is a helical winding when the winding angle is large (for example, 30 ° <winding angle <90 °), and the fiber is wound in the body portion 11 until the fiber is folded back in the winding direction in the dome portion 12. Is a winding method that goes around the axis L of the liner 10 at least once.

第２繊維層２２は、胴体部１１及びドーム部１２の全体を覆うヘリカル層から構成されている。この第２繊維層２２は、第１繊維層２１の外表面にヘリカル巻きでＤＲＹ繊維（すなわち、樹脂が含浸されていない繊維）を巻き付けた後に、ＲＴＭ（Resin Transfer Molding）法で繊維に樹脂を含浸させ、更に含浸した樹脂を硬化させることにより形成されている。 The second fiber layer 22 is composed of a helical layer that covers the entire body portion 11 and the dome portion 12. The second fiber layer 22 is formed by winding DRY fibers (that is, fibers not impregnated with resin) around the outer surface of the first fiber layer 21 by helical winding, and then applying resin to the fibers by the RTM (Resin Transfer Molding) method. It is formed by impregnating and further curing the impregnated resin.

第１繊維層２１及び第２繊維層２２に用いられる繊維としては、例えばカーボン繊維（Carbon Fiber）、ガラス繊維（Glass Fiber）やアラミド繊維（Aromatic Polyamide Fiber）などが挙げられる。 Examples of the fiber used for the first fiber layer 21 and the second fiber layer 22 include carbon fiber, glass fiber, and aramid fiber.

一方、保護層３０は、第２繊維層２２の外表面に覆う樹脂層である。保護層３０に用いられる樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。 On the other hand, the protective layer 30 is a resin layer that covers the outer surface of the second fiber layer 22. Examples of the resin used for the protective layer 30 include thermosetting resins such as epoxy resin, polyester resin and polyamide resin, and thermoplastic resins such as polyethylene resin and polyester resin.

プロテクタ４０は、外部からの衝撃と高圧タンク１の内圧による応力から高圧タンク１を保護する保護部材である。プロテクタ４０は、円環状に形成され、バルブ側のドーム部１２の一部に対応する位置とエンド側のドーム部１２の一部に対応する位置にそれぞれ取り付けられている。このようなプロテクタ４０は、例えば耐衝撃性や耐火炎性を有する樹脂によって形成されることが好ましい。なお、本実施形態では、プロテクタ４０に用いられる樹脂は、第２繊維層２２に含浸された樹脂及び保護層３０に用いられる樹脂と同じである。 The protector 40 is a protective member that protects the high pressure tank 1 from external impact and stress due to the internal pressure of the high pressure tank 1. The protector 40 is formed in an annular shape and is attached to a position corresponding to a part of the dome portion 12 on the valve side and a position corresponding to a part of the dome portion 12 on the end side, respectively. Such a protector 40 is preferably formed of, for example, a resin having impact resistance and flame resistance. In this embodiment, the resin used for the protector 40 is the same as the resin impregnated in the second fiber layer 22 and the resin used for the protective layer 30.

［高圧タンクの製造装置］
図２は高圧タンクの製造装置を示す概略断面図である。製造装置１００は、ＲＴＭ法に適する装置であって、上下方向において相対的に移動可能な下型１１１と上型１１２によって構成された金型１１０を備えている。ここでは、金型１１０を下型１１１および上型１１２の２個の型で構成する例を挙げて説明するが、３個以上の型で構成しても良い。 [High-pressure tank manufacturing equipment]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a high-pressure tank manufacturing apparatus. The manufacturing apparatus 100 is an apparatus suitable for the RTM method, and includes a mold 110 composed of a lower mold 111 and an upper mold 112 that are relatively movable in the vertical direction. Here, an example in which the mold 110 is composed of two molds, a lower mold 111 and an upper mold 112, will be described, but three or more molds may be used.

下型１１１と上型１１２とを閉じる（型締めともいう）際に、金型１１０の内部には、高圧タンク１の中間体５０（後述する）を収容できるキャビティーが形成される。金型１１０のキャビティーは、中間体５０に樹脂含浸をさせることができるとともに保護層３０も形成できる大きさを有する。すなわち、金型１１０のキャビティーは、中間体５０の形に倣った形状を有しつつ、中間体５０よりも保護層３０の厚さだけ大きく作製されている。 When the lower mold 111 and the upper mold 112 are closed (also referred to as mold clamping), a cavity capable of accommodating the intermediate 50 (described later) of the high pressure tank 1 is formed inside the mold 110. The cavity of the mold 110 has a size capable of impregnating the intermediate 50 with resin and forming a protective layer 30. That is, the cavity of the mold 110 has a shape that resembles the shape of the intermediate body 50, but is made larger than the intermediate body 50 by the thickness of the protective layer 30.

また、金型１１０は高圧タンク１のプロテクタ４０に対応する形状を有する。具体的には、下型１１１において、高圧タンク１のプロテクタ４０に対応する位置には、プロテクタ４０の下半分とマッチする下凹部１１３が設けられている。同様に、上型１１２において、高圧タンク１のプロテクタ４０に対応する位置には、プロテクタ４０の上半分とマッチする上凹部１１４が設けられている。 Further, the mold 110 has a shape corresponding to the protector 40 of the high pressure tank 1. Specifically, in the lower mold 111, a lower recess 113 that matches the lower half of the protector 40 is provided at a position corresponding to the protector 40 of the high pressure tank 1. Similarly, in the upper die 112, an upper recess 114 that matches the upper half of the protector 40 is provided at a position corresponding to the protector 40 of the high pressure tank 1.

また、下型１１１には、真空ポンプ（図示せず）と接続される真空脱気配管１１５が埋設されている。真空ポンプを駆動することによって、真空脱気配管１１５を介して金型１１０の内部（すなわち、キャビティー内）を真空脱気（排気）することが可能である。また、上型１１２には、キャビティーと連通する樹脂注入配管１１６が埋設されている。樹脂注入配管１１６は、樹脂注入機（図示せず）と接続されている。樹脂注入機から樹脂注入配管１１６を介して金型１１０の内部に樹脂を注入することができる。 Further, a vacuum degassing pipe 115 connected to a vacuum pump (not shown) is embedded in the lower mold 111. By driving the vacuum pump, it is possible to vacuum degas (exhaust) the inside of the mold 110 (that is, the inside of the cavity) via the vacuum degassing pipe 115. Further, a resin injection pipe 116 communicating with the cavity is embedded in the upper mold 112. The resin injection pipe 116 is connected to a resin injection machine (not shown). The resin can be injected into the mold 110 from the resin injection machine via the resin injection pipe 116.

更に、製造装置１００は、中間体５０を軸支する一対のシャフト１１７が設けられている。この一対のシャフト１１７は、それぞれ高圧タンク１のバルブ側口金１３とエンド側口金１４に挿入できるように形成されており、中間体５０を支持するとともに駆動装置１１８の駆動に従って該中間体５０を回転することができる。 Further, the manufacturing apparatus 100 is provided with a pair of shafts 117 that pivotally support the intermediate body 50. The pair of shafts 117 are formed so as to be inserted into the valve side cap 13 and the end side cap 14 of the high pressure tank 1, respectively, and support the intermediate 50 and rotate the intermediate 50 according to the drive of the drive device 118. can do.

［高圧タンクの製造方法］
次に、図３～図６を参照して高圧タンク１の製造方法を説明する。高圧タンク１の製造方法は、主に、ライナ１０の外表面に第１繊維層２１及び第２繊維層２２が覆われた中間体５０を形成する第１工程と、プロテクタ４０に対応する形状を有する金型１１０に中間体５０を収容し、液体の樹脂を注入して第２繊維層２２に樹脂を含浸させると同時にプロテクタ４０を形成する第２工程と、を含む。 [Manufacturing method of high pressure tank]
Next, a method for manufacturing the high-pressure tank 1 will be described with reference to FIGS. 3 to 6. The method for manufacturing the high-pressure tank 1 mainly includes a first step of forming an intermediate 50 in which the first fiber layer 21 and the second fiber layer 22 are covered on the outer surface of the liner 10, and a shape corresponding to the protector 40. A second step of accommodating the intermediate 50 in the mold 110 to be provided, injecting a liquid resin to impregnate the second fiber layer 22 with the resin, and at the same time forming the protector 40 is included.

第１工程では、例えば予め用意されたライナ１０にＦＷ法で樹脂が含浸された繊維を巻き付けて第１繊維層２１を形成した後、第１繊維層２１の外表面にＤＲＹ繊維を巻き付けて第２繊維層２２を形成する。これによって、中間体５０が形成される。 In the first step, for example, a fiber impregnated with a resin is wound around a liner 10 prepared in advance by the FW method to form a first fiber layer 21, and then DRY fibers are wound around the outer surface of the first fiber layer 21. 2 Form the fiber layer 22. This forms the intermediate 50.

第２工程では、まず中間体５０を金型１１０の内部に配置させる。具体的には、上型１１２を開いた状態で、シャフト１１７に軸支された状態で中間体５０を下型１１１に載置する。その後、上型１１２を仮締めする。仮締めとは、上型１１２が開いた状態と本締めの状態との中間的な状態であって、下型１１１と上型１１２とが隙間を空けた状態として、上型１１２と中間体５０との間に数ｍｍの隙間が空く位置に移動させることである（図３参照）。なお、上型１１２と下型１１１との間には、例えば、中間体５０と金型１１０の間に空隙を形成した状態で型間をシールするシール材（図示せず）が設けられている。 In the second step, first, the intermediate 50 is arranged inside the mold 110. Specifically, the intermediate body 50 is placed on the lower mold 111 with the upper mold 112 open and pivotally supported by the shaft 117. After that, the upper mold 112 is temporarily tightened. Temporary tightening is an intermediate state between the state in which the upper mold 112 is opened and the state in which the upper mold 112 is fully tightened, and the upper mold 112 and the intermediate body 50 are in a state where the lower mold 111 and the upper mold 112 have a gap. It is to move to a position where there is a gap of several mm between and (see FIG. 3). A sealing material (not shown) is provided between the upper mold 112 and the lower mold 111 to seal the molds with a gap formed between the intermediate 50 and the mold 110, for example. ..

続いて、上記の仮締めの状態において、真空脱気配管１１５を介して金型１１０の内部を真空脱気する。真空脱気完了後、樹脂注入配管１１６を介して金型１１０の内部に液体の樹脂を注入する（図４参照）。このとき、上型１１２が仮締めであるため、樹脂が上型１１２と中間体５０の上半分との間に形成された隙間、更に上凹部１１４に流れ込む。 Subsequently, in the above-mentioned temporary tightening state, the inside of the mold 110 is evacuated through the vacuum degassing pipe 115. After the vacuum degassing is completed, the liquid resin is injected into the mold 110 via the resin injection pipe 116 (see FIG. 4). At this time, since the upper mold 112 is temporarily tightened, the resin flows into the gap formed between the upper mold 112 and the upper half of the intermediate body 50, and further into the upper recess 114.

次に、上型１１２を閉じながら、下型１１１を下降させる。このとき、中間体５０はシャフト１１７に支持固定されているので、その位置が変わらない。これによって、下型１１１が中間体５０から相対的に離間し、下型１１１と中間体５０との隙間が生じる（図５参照）。そして、樹脂が下型１１１と中間体５０の下半分との間の隙間、更に下凹部１１３にも流れ込む。 Next, the lower mold 111 is lowered while closing the upper mold 112. At this time, since the intermediate 50 is supported and fixed to the shaft 117, its position does not change. As a result, the lower mold 111 is relatively separated from the intermediate body 50, and a gap is created between the lower mold 111 and the intermediate body 50 (see FIG. 5). Then, the resin flows into the gap between the lower mold 111 and the lower half of the intermediate body 50, and further into the lower recess 113.

続いて、上型１１２を下降させながら、下型１１１を上昇させることで、形成される保護層３０の厚さが全体的に均一になるように上型１１２及び下型１１１の位置を調整する（図６参照）。 Subsequently, by raising the lower mold 111 while lowering the upper mold 112, the positions of the upper mold 112 and the lower mold 111 are adjusted so that the thickness of the formed protective layer 30 becomes uniform as a whole. (See FIG. 6).

上型１１２及び下型１１１の位置調整が完了した後、これらを完全に型締め（本締め）する。そして、樹脂が繊維層内に含浸完了後、樹脂の注入を停止する。樹脂注入停止後、樹脂を硬化させる。 After the position adjustment of the upper mold 112 and the lower mold 111 is completed, these are completely mold-tightened (finally tightened). Then, after the resin has been impregnated into the fiber layer, the injection of the resin is stopped. After stopping the resin injection, the resin is cured.

樹脂が硬化した後、上型１１２を開き、作製された高圧タンク１を取り出す。これによって、高圧タンク１の製造が完了する。 After the resin is cured, the upper mold 112 is opened and the manufactured high-pressure tank 1 is taken out. This completes the production of the high pressure tank 1.

本実施形態に係る高圧タンク１の製造方法によれば、プロテクタ４０に対応する形状を有する金型１１０を用いて第２繊維層２２に樹脂を含浸させると同時にプロテクタ４０を形成できるので、プロテクタ４０を一体成型することが可能になる。従って、従来のように別体のプロテクタを繊維層に取り付ける必要がなくなるので、製造時間を短縮することができる。加えて、保護層３０の形成も樹脂含浸及びプロテクタ４０の形成と同時に行うことができるので、高圧タンク１の製造時間を一層短縮することができる。更に、プロテクタ４０が金型成形で形成されるので、プロテクタ４０の寸法安定を図る効果も期待できる。 According to the method for manufacturing the high-pressure tank 1 according to the present embodiment, the protector 40 can be formed at the same time as the second fiber layer 22 is impregnated with the resin by using the mold 110 having a shape corresponding to the protector 40. Can be integrally molded. Therefore, it is not necessary to attach a separate protector to the fiber layer as in the conventional case, so that the manufacturing time can be shortened. In addition, since the protective layer 30 can be formed at the same time as the resin impregnation and the protector 40, the manufacturing time of the high-pressure tank 1 can be further shortened. Further, since the protector 40 is formed by molding, the effect of stabilizing the dimensions of the protector 40 can be expected.

なお、本実施形態において、高圧タンク１が保護層３０を有する例を挙げて説明したが、保護層３０は必ずしも必要ではない。すなわち、本発明は保護層３０を有さない高圧タンクの製造にも適用される。また、本実施形態において、プロテクタ４０がドーム部１２の一部を覆うように形成される例を挙げたが、ドーム部１２の全体を覆うように形成されても良く、更にドーム部１２の一部及び胴体部１１の一部を覆うように形成されても良い。 In the present embodiment, the example in which the high-pressure tank 1 has the protective layer 30 has been described, but the protective layer 30 is not always necessary. That is, the present invention is also applied to the manufacture of a high pressure tank having no protective layer 30. Further, in the present embodiment, the protector 40 is formed so as to cover a part of the dome portion 12, but it may be formed so as to cover the entire dome portion 12, and further, one of the dome portions 12. It may be formed so as to cover a part of the portion and the body portion 11.

［参考例］
図７は参考例に係る高圧タンクの構造を示す断面図である。本参考例に係る高圧タンク１Ａは、プロテクタ４１の形状において上述の高圧タンク１と相違しているが、その他の構造は高圧タンク１と同様である。以下では、その相違点のみを説明する。 [Reference example]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of the high pressure tank according to the reference example. The high-pressure tank 1A according to this reference example is different from the above-mentioned high-pressure tank 1 in the shape of the protector 41, but other structures are the same as those of the high-pressure tank 1. In the following, only the differences will be described.

具体的には、図７に示すように、高圧タンク１Ａのプロテクタ４１は、中空状に形成されている。すなわち、プロテクタ４１は、保護層３０との間で空洞を有するように断面円弧状に形成されている。このようなプロテクタ４１は、中間体５０と別体に作製された後、接着剤等で保護層３０に取り付けられている。 Specifically, as shown in FIG. 7, the protector 41 of the high-pressure tank 1A is formed in a hollow shape. That is, the protector 41 is formed in an arc shape in cross section so as to have a cavity between the protector 41 and the protective layer 30. Such a protector 41 is manufactured separately from the intermediate 50, and then attached to the protective layer 30 with an adhesive or the like.

プロテクタ４１には、膨張黒鉛等を添加した樹脂を用いるのが好ましい。このようにすれば、プロテクタ４１の難燃性（すなわち、耐火炎性）を向上することができる。また、プロテクタ４１には、エネルギ吸収の良いゲル材料を用いるのが好ましい。このようにすれば、プロテクタ４１の耐衝撃性を高めることができる。更に、プロテクタ４１には、膨張黒鉛等を添加した樹脂とエネルギ吸収の良いゲル材料とを組み合わせたものを用いるのがより好ましい。このようにすれば、プロテクタ４１の難燃性及び耐衝撃性を高めることができるので、プロテクタ４１の性能向上が図り易くなる。 It is preferable to use a resin to which expanded graphite or the like is added for the protector 41. By doing so, the flame retardancy (that is, flame resistance) of the protector 41 can be improved. Further, it is preferable to use a gel material having good energy absorption for the protector 41. By doing so, the impact resistance of the protector 41 can be improved. Further, it is more preferable to use a protector 41 in which a resin to which expanded graphite or the like is added and a gel material having good energy absorption are combined. By doing so, the flame retardancy and impact resistance of the protector 41 can be improved, so that the performance of the protector 41 can be easily improved.

このような中空構造のプロテクタ４１を用いることで、プロテクタの軽量化を図ることができる。なお、プロテクタの軽量化を図るためには、上述した中空のプロテクタ４１を用いるほか、例えば比重の比較的に低い材料により形成されたプロテクタを用いても良い。 By using the protector 41 having such a hollow structure, the weight of the protector can be reduced. In addition to using the hollow protector 41 described above, for example, a protector made of a material having a relatively low specific gravity may be used in order to reduce the weight of the protector.

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs are designed without departing from the spirit of the present invention described in the claims. You can make changes.

１，１Ａ 高圧タンク
１０ ライナ
１１ 胴体部
１２ ドーム部
２０ 繊維層
２１ 第１繊維層
２２ 第２繊維層
３０ 保護層
４０，４１ プロテクタ
５０ 中間体
１００ 製造装置
１１０ 金型
１１１ 下型
１１２ 上型
１１３ 下凹部
１１４ 上凹部
１１５ 真空脱気配管
１１６ 樹脂注入配管
１１７ シャフト
１１８ 駆動装置 1,1A High pressure tank 10 Liner 11 Body part 12 Dome part 20 Fiber layer 21 First fiber layer 22 Second fiber layer 30 Protective layer 40, 41 Protector 50 Intermediate 100 Manufacturing equipment 110 Mold 111 Lower mold 112 Upper mold 113 Lower Recess 114 Upper recess 115 Vacuum degassing piping 116 Resin injection piping 117 Shaft 118 Drive

Claims (1)

円筒状の胴体部及び該胴体部の両端に設けられたドーム部を有するライナと、前記ライナを覆う繊維層と、前記ライナの両端部において前記繊維層の外側に配置されたプロテクタとを備える高圧タンクの製造方法であって、
前記ライナの外表面に前記繊維層が覆われた中間体を形成する工程と、
前記プロテクタに対応する形状を有する金型に前記中間体を収容し、液体の樹脂を注入して前記繊維層に前記樹脂を含浸させると同時に前記プロテクタを形成する工程と、
を含むことを特徴とする高圧タンクの製造方法。
High pressure including a liner having a cylindrical body portion and dome portions provided at both ends of the body portion, a fiber layer covering the liner, and protectors arranged outside the fiber layer at both ends of the liner. It ’s a tank manufacturing method.
The step of forming an intermediate in which the fiber layer is covered on the outer surface of the liner, and
A step of accommodating the intermediate in a mold having a shape corresponding to the protector, injecting a liquid resin to impregnate the fiber layer with the resin, and at the same time forming the protector.
A method for manufacturing a high pressure tank, which comprises.
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