高压罐的制造方法技术

本公开提供一种高压罐的制造方法。高压罐的制造方法包括衬里配置工序、第一纤维层形成工序、第二纤维层形成工序、固化工序。在衬里配置工序中，在纤维强化树脂管的内侧配置衬里的圆筒部。在第一纤维层形成工序中，在向衬里赋予了第一内压的状态下，将赋予了第一张力的纤维束在衬里的穹顶部的外侧以旋转对称的图案配置而形成第一纤维层。在第二纤维层形成工序中，向衬里赋予比第一内压高的第二内压，将赋予了比第一张力高的第二张力的纤维束缠绕于衬里的穹顶部的外侧，使第二内压与第二张力平衡而将穹顶部整形为目标形状并同时形成第二纤维层。在固化工序中，通过使浸渍于纤维束的固化性树脂固化而形成纤维强化树脂层。固化性树脂固化而形成纤维强化树脂层。固化性树脂固化而形成纤维强化树脂层。

【技术实现步骤摘要】
高压罐的制造方法


[0001]本公开涉及高压罐的制造方法。

技术介绍

[0002]以往已知有高压气体罐的制造方法。下述专利文献1记载的高压气体罐具备作为树脂容器的衬里、在衬里的外表面形成的纤维强化树脂层、在沿着中心轴的方向的两端部设置的管头(该文献第0018段落及图1)。
[0003]另外，下述专利文献1记载的高压气体罐的制造方法包括根据衬里的外表面的纤维层的层数来设定衬里的内压的工序(该文献第0020段落及图2)。在设定衬里的内压的工序中，伴随着纤维层的层数的增加而使衬里的内压增加。另一方面，在形成第三层以后的纤维层的工序中，使向缠绕于衬里的纤维束赋予的张力逐渐减少(该文献第0038段落
‑
第0040段落及图3)。
[0004]另外，下述专利文献2记载的高压罐具备衬里、加强层、管头。衬里具备沿轴线方向延伸的圆筒状的部分和其两侧的半球状的穹顶部。将衬里的外表面覆盖的加强层包括由相对于衬里的轴线的纤维的卷绕角度为大致直角的环向卷绕方式形成的环向层、由纤维的卷绕角度比环向卷绕方式小的螺旋卷绕方式形成的螺旋层(该文献第0008段落
‑
第0013段落，图1及图2)。
[0005]【在先技术文献】
[0006]【专利文献】
[0007]【专利文献1】日本特开2019
‑
127968号公报
[0008]【专利文献2】日本特开2020
‑
122543号公报

技术实现思路

[0009]【专利技术的概要】
[0010]【专利技术要解决的课题】
[0011]在高压罐的制造时，如上述专利文献2记载那样，将浸渍有固化性树脂的纤维以环向卷绕方式和螺旋卷绕方式缠绕于衬里的外侧。此时，如专利文献1记载那样，为了抑制纤维的张力引起的衬里的变形而使衬里的内压上升。
[0012]然而，如果使在衬里的圆筒状的部分的外周环向卷绕的纤维的张力与衬里的内压平衡而抑制衬里的变形，则在环向卷绕的纤维上进行螺旋卷绕的纤维的张力与衬里的内压的平衡可能会打破。如果纤维的张力与衬里的内压的平衡打破，则衬里变形而高压罐的耐压性可能会下降。
[0013]本公开提供一种使缠绕于衬里的纤维束的张力与衬里的内压更可靠地平衡，而能够更可靠地抑制衬里的变形的高压罐的制造方法。
[0014]【用于解决课题的方案】
[0015]本公开的一方案提供一种高压罐的制造方法，是制造高压罐的方法，该高压罐具
备：在圆筒部的一端和另一端分别具有穹顶部的衬里；及将所述衬里的外侧覆盖的纤维强化树脂层，所述高压罐的制造方法的特征在于，包括：衬里配置工序，在纤维强化树脂管的内侧配置所述衬里的所述圆筒部，在所述纤维强化树脂管的一端和另一端分别使所述衬里的所述穹顶部露出；第一纤维层形成工序，在所述衬里配置工序之后向所述衬里赋予了第一内压的状态下，将浸渍有固化性树脂而赋予了第一张力的纤维束在所述衬里的各个所述穹顶部和所述纤维强化树脂管的外侧以螺旋卷绕方式缠绕多圈，在两方的所述穹顶部的外侧将所述纤维束利用以所述衬里的中心轴为中心的三次对称以上的旋转对称的图案配置而形成第一纤维层；第二纤维层形成工序，在所述第一纤维层形成工序之后向所述衬里赋予比所述第一内压高的第二内压，将浸渍有所述固化性树脂且赋予了比所述第一张力高的第二张力的所述纤维束在所述衬里的各个所述穹顶部和所述纤维强化树脂管的外侧以覆盖所述第一纤维层的方式利用螺旋卷绕方式缠绕多圈，使所述第二内压与所述第二张力平衡而将两方的所述穹顶部整形为目标形状并同时形成第二纤维层；及固化工序，使浸渍于所述纤维束的所述固化性树脂固化，从而使所述第一纤维层及所述第二纤维层与所述纤维强化树脂管一体化而形成所述纤维强化树脂层。
[0016]上述一方案的高压罐的制造方法在衬里配置工序中，使用具有圆筒状的圆筒部且在该圆筒部的中心轴方向的两端部具有一对半球状的穹顶部的衬里。并且，在衬里的圆筒部的外侧配置预先成形的圆筒状的纤维强化树脂管。由此，衬里成为圆筒部的外侧由纤维强化树脂管覆盖而位于圆筒部的中心轴方向的两端部的一对穹顶部从纤维强化树脂管的两端突出并露出的状态。
[0017]在衬里配置工序的接下来的第一纤维层形成工序中，在衬里的圆筒部的外侧配置有纤维强化树脂管的状态下向衬里赋予第一内压。并且，将浸渍有固化性树脂而赋予了第一张力的纤维束以螺旋卷绕方式缠绕于衬里的两端的穹顶部的外表面和配置于衬里的圆筒部的外侧的纤维强化树脂管的外表面，形成第一纤维层。
[0018]螺旋卷绕是将纤维束缠绕于衬里的方法之一，是与将纤维束相对于衬里的中心轴方向以接近90
°
的角度沿衬里的周向缠绕的环向卷绕相比，将纤维束相对于衬里的中心轴方向以更小的角度缠绕的卷绕方法。与对于衬里的圆筒部的纤维束的环向卷绕相适的衬里的内压和与对于衬里的穹顶部的纤维束的螺旋卷绕相适的衬里的内压不相同。
[0019]在上述一方案的高压罐的制造方法中，在第一纤维层形成工序中，在衬里的圆筒部的外侧配置预先成形的纤维强化树脂管，在衬里的圆筒部的外侧不需要将纤维束以环向卷绕方式进行卷绕。因此，在使向衬里赋予的第一内压与向纤维束赋予的第一张力平衡的状态下，能够在衬里的穹顶部的外侧将纤维束以螺旋卷绕方式缠绕，在第一纤维层的形成时能够使穹顶部的形状接近目标形状。
[0020]另外，在第一纤维层形成工序中，在衬里的两端的穹顶部的外侧，将纤维束利用以衬里的中心轴为中心的三次对称以上的旋转对称的图案配置而形成第一纤维层。由此，通过沿衬里的周向均等地缠绕的第一纤维层的纤维束对衬里的一端和另一端的各个穹顶部进行加强，能够使衬里的内压上升成比第一内压高的第二内压。
[0021]在第一纤维层形成工序之后的第二纤维层形成工序中，向穹顶部由第一纤维层进行了加强的衬里赋予比第一内压高的第二内压，向浸渍有固化性树脂的纤维束赋予比第一张力高的第二张力。并且，将纤维束在衬里的各个穹顶部和纤维强化树脂管的外侧以覆盖
第一纤维层的方式利用螺旋卷绕方式缠绕多圈，使第二内压与第二张力平衡而将两方的穹顶部整形为目标形状并同时形成第二纤维层。
[0022]由此，能够使缠绕于衬里的纤维束的张力与衬里的内压更可靠地平衡，能够更可靠地抑制衬里的变形，能够使衬里的穹顶部的形状与目标形状一致。最后，在固化工序中，使浸渍于纤维束的固化性树脂固化，由此使第一纤维层及第二纤维层与纤维强化树脂管一体化而形成纤维强化树脂层，能够制造高压罐。
[0023]另外，上述方案的高压罐的制造方法中，可以是，在所述第二纤维层形成工序之后且在所述固化工序之前，所述高压罐的制造方法还包括第三纤维层形成工序，在该第三纤维层形成工序中，向所述衬里赋予比所述第二内压高的第三内压，将浸渍有所述固化性树脂且赋予了所述第二张力的所述纤维束在所述衬里的各个所述穹顶部和所述纤维强化树脂管的外侧以覆盖所述第二纤维层的方式利用螺旋卷绕方式缠绕多圈，使所述第三内压与所述第二张力平衡而将两方的所述穹顶部整形为目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压罐的制造方法，是制造高压罐的方法，该高压罐具备：在圆筒部的一端和另一端分别具有穹顶部的衬里；及将所述衬里的外侧覆盖的纤维强化树脂层，所述高压罐的制造方法的特征在于，包括：衬里配置工序，在纤维强化树脂管的内侧配置所述衬里的所述圆筒部，在所述纤维强化树脂管的一端和另一端分别使所述衬里的所述穹顶部露出；第一纤维层形成工序，在所述衬里配置工序之后向所述衬里赋予了第一内压的状态下，将浸渍有固化性树脂而赋予了第一张力的纤维束在所述衬里的各个所述穹顶部和所述纤维强化树脂管的外侧以螺旋卷绕方式缠绕多圈，在两方的所述穹顶部的外侧将所述纤维束利用以所述衬里的中心轴为中心的三次对称以上的旋转对称的图案配置而形成第一纤维层；第二纤维层形成工序，在所述第一纤维层形成工序之后向所述衬里赋予比所述第一内压高的第二内压，将浸渍有所述固化性树脂且赋予了比所述第一张力高的第二张力的所述纤维束在所述衬里的各个所述穹顶部和所述纤维强化树脂管的外侧以覆盖所述第一纤维层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：片野刚司，里屋大辅，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：