高压罐的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够相对于衬里卷绕强化纤维束而不会降低罐性能的高压罐的制造方法。在相对于旋转的衬里(11)卷绕含浸有树脂的带状的强化纤维束(F1)，从而在衬里的外表面形成纤维强化树脂层(12)的高压罐(10)的制造方法中，构成为与相对于衬里卷绕带状的强化纤维束的动作并行地，以与带状的强化纤维束交叉的方式相对于衬里卷绕宽度比带状的强化纤维束窄的窄幅强化纤维束(F2)。

【技术实现步骤摘要】
高压罐的制造方法
本专利技术涉及高压罐的制造方法。
技术介绍
作为高压罐，公知有通过强化纤维从外侧对用于填充气体等高压流体的衬里进行加强的高压罐。在高压罐的制造方法中，通过所谓的长丝缠绕工法(以下，记为FW工法)，将含浸有树脂的带状的强化纤维束卷绕于衬里的外表面。在FW工法中，相对于旋转的衬里卷绕强化纤维束而形成环状层，但存在环状层的端部位置的强化纤维束产生滑动的问题。因此，提出了使环状层的端部位置上的强化纤维束的卷绕数增加，从而抑制强化纤维束的滑动的方法(例如，参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2014-133304号公报然而，在专利文献1所记载的高压罐的制造方法中，存在如下担忧：在相对于衬里的强化纤维束的卷绕较多的部位和卷绕较少的部位上产生强度的偏差。另外，强化纤维束的滑动的产生也不限于在衬里形成环状层的情况。并且，在强化纤维束相对于衬里的卷绕时，除了强化纤维束的滑动之外，强化纤维束的侧端与衬里局部接触的不全面接触等也成为使强度、耐久性等罐性能降低的因素。虽然也考虑提高强化纤维束的卷绕张力，但这存在如下问题：因树脂从强化纤维束的渗出而使得Vf(纤维体积含有率)上升，除了罐性能降低外，也容易产生强化纤维束的磨损、折损、滑动。
技术实现思路
在本专利技术中，其目的在于提供一种能够制造提高强度、耐久性等且品质稳定的高压罐的高压罐的制造方法。为了解决上述课题，本专利技术所涉及的高压罐的制造方法相对于旋转的衬里卷绕含浸有树脂的带状的强化纤维束，从而在上述衬里的外表面形成纤维强化树脂层，上述高压罐的制造方法的特征在于，与相对于上述衬里卷绕上述强化纤维束的动作并行地，以与上述强化纤维束交叉的方式，相对于上述衬里卷绕宽度比上述强化纤维束窄的纤维材。根据该结构，相对于衬里卷绕强化纤维束，并且以按住强化纤维束的方式相对于衬里卷绕纤维材。能够抑制带状的强化纤维束的侧端与衬里的外表面不全面接触(edgeloading)，且能抑制强化纤维束相对于衬里的外表面的偏移。另外，纤维材形成为窄幅，因此即使相对于衬里卷绕强化纤维束以及纤维材，相对于衬里的强化纤维束的卷绕状态也不会恶化。因此，能够制造提高强度、耐久性等且品质稳定的高压罐。只要能够相对于衬里以与强化纤维束交叉的方式卷绕纤维材，则没有特别的限定，但作为更加优选的方式，边对上述纤维材进行加热边将上述纤维材相对于上述衬里进行卷绕。根据该结构，能够使纤维材具有粘合性，能够利用纤维材强力地按住强化纤维束。只要是宽度比强化纤维束窄的纤维材，则没有特别的限定，但作为更加优选的方式，上述纤维材是宽度比上述强化纤维束窄且含浸有树脂的窄幅强化纤维束。根据该结构，不仅能够利用窄幅强化纤维束将强化纤维束按住，还能够利用窄幅强化纤维束而提高衬里的强度。因此，能够减少相对于衬里的强化纤维束的卷绕量，能够缩短强化纤维束的卷绕时间。只要是宽度比强化纤维束窄的纤维材，则没有特别的限定，但作为更加优选的方式，上述纤维材与上述衬里之间具有相容性。根据该结构，能够利用与衬里之间具有相容性的纤维材将强化纤维束强力地按压于衬里。作为更加优选的方式，上述强化纤维束与上述纤维材隔着上述衬里从相反方向卷绕于上述衬里。根据该结构，在相对于衬里的强化纤维束与纤维材的卷绕时，抑制强化纤维束与纤维材缠绕在一起。只要能够与相对于衬里卷绕强化纤维束的动作并行地，相对于衬里卷绕纤维材，则没有特别的限定，但作为更加优选的方式，与通过环状卷绕将上述强化纤维束相对于上述衬里进行卷绕的动作并行地，以与上述强化纤维束交叉的方式通过螺旋状卷绕将上述纤维材相对于上述衬里进行卷绕。根据该结构，能够形成相对于衬里的加强效果高的环状层。只要能够与相对于衬里卷绕强化纤维束的动作并行地，相对于衬里卷绕纤维材，则没有特别的限定，但作为更加优选的方式，与通过螺旋状卷绕将上述强化纤维束相对于上述衬里进行卷绕的动作并行地，以与上述强化纤维束交叉的方式通过环状卷绕将上述纤维材相对于上述衬里进行卷绕。根据该结构，能够形成相对于衬里的加强效果高的螺旋层。只要能够以与强化纤维束交叉的方式相对于衬里卷绕宽度比强化纤维束窄的纤维材，则没有特别的限定，但作为更加优选的方式，相对于卷绕于上述衬里的上述强化纤维束，以60度以上且90度以下的交叉角度，将上述纤维材卷绕于上述衬里。根据该结构，通过使强化纤维束与纤维材的交叉角度接近正交，从而能够利用纤维材来有效地抑制强化纤维束的滑动。根据本专利技术，相对于衬里卷绕强化纤维束，并且以按住强化纤维束的方式相对于衬里卷绕纤维材。因此，能够制造提高强度、耐久性等且品质稳定的高压罐。附图说明图1是本实施方式所涉及的高压罐的示意剖视图。图2是本实施方式所涉及的强化纤维束的卷绕装置的概略结构图。图3是表示本实施方式所涉及的环状层的形成工序的一个例子的图。图4是表示本实施方式所涉及的螺旋层的形成工序的一个例子的图。附图标记的说明10...高压罐；11...衬里；L1...环状层；L2...螺旋层；F1...带状的强化纤维束；F2...窄幅强化纤维束。具体实施方式以下，对本实施方式进行说明。图1是本实施方式所涉及的高压罐的示意剖视图。此外，以下，作为高压罐而例示出在车载用的燃料电池系统中在燃料电池储藏氢等燃料气体的燃料箱来进行说明，但高压罐也可以用于燃料电池系统以外的任意的用途。如图1所示，高压罐10具有利用纤维强化树脂层12将作为罐的基材的衬里11的外表面包覆形成的罐主体13。罐主体13具有使一对圆顶部15、16从筒状的主体部14的两端以半球状鼓出的外表面形状。在各圆顶部15、16的顶点部位设置有一对接头21、26。在一方的接头21形成有贯通孔24，利用安装于贯通孔24的阀(未图示)来进行罐主体13内的气体的释放以及流入。在另一方的接头26未形成贯通孔，通过接头26将罐主体13密封。衬里11成为高压罐10的基材，以具有燃料气体的存积空间19的方式形成为中空形状。衬里11由具有相对于燃料气体的气体阻隔性的树脂形成。作为衬里11的树脂材料，例如能够使用聚酰胺、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯等树脂。在衬里11，作为燃料气体，除了氢气之外，例如也可以填充有CNG(压缩天然气体)等各种压缩气体、LNG(液化天然气体)、LPG(液化石油气体)等各种液化气体、其他的各种加压物质。此外，衬里11也可以代替树脂材料地由铝合金等金属材料形成。通过将含浸有未固化树脂(未固化的热固化性树脂)的带状的强化纤维束与窄幅的纤维材卷绕于衬里11，并通过加热使未固化树脂固化，从而形成纤维强化树脂层12。纤维强化树脂层12由覆盖衬里11的圆筒部17的环状层L1、和整体上覆盖衬里11的螺旋层L2形成。在后面进行详细的叙述，但在本实施方式中，与相对于衬里11环状卷绕强化纤维束的动作并行地，相对于衬里11螺旋状卷绕纤维材，从而形成环状层L1。另外，与相对于衬里11螺旋状卷绕强化纤维束的动作并行地，相对于衬里11环状卷绕纤维材，从而形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压罐的制造方法，相对于旋转的衬里卷绕含浸有树脂的带状的强化纤维束，从而在所述衬里的外表面形成纤维强化树脂层，/n所述高压罐的制造方法的特征在于，/n与相对于所述衬里卷绕所述强化纤维束的动作并行地，以与所述强化纤维束交叉的方式，相对于所述衬里卷绕宽度比所述强化纤维束窄的纤维材。/n

【技术特征摘要】
20190116 JP 2019-0055141.一种高压罐的制造方法，相对于旋转的衬里卷绕含浸有树脂的带状的强化纤维束，从而在所述衬里的外表面形成纤维强化树脂层，
所述高压罐的制造方法的特征在于，
与相对于所述衬里卷绕所述强化纤维束的动作并行地，以与所述强化纤维束交叉的方式，相对于所述衬里卷绕宽度比所述强化纤维束窄的纤维材。


2.根据权利要求1所述的高压罐的制造方法，其特征在于，
边对所述纤维材进行加热，边将所述纤维材相对于所述衬里进行卷绕。


3.根据权利要求1或2所述的高压罐的制造方法，其特征在于，
所述纤维材是宽度比所述强化纤维束窄且含浸有树脂的窄幅强化纤维束。


4.根据权利要求1或2所述的高压罐的制造方法，其特征在于，
所述纤维材与所述衬里之间具有相容性。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：八田健，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP