複合容器及び複合容器の製造方法
【課題】ライナに巻装した繊維の端部における繊維の滑りの防止、複合容器の高耐圧化及び製造時間の短縮化が可能な複合容器及び複合容器の製造方法を提供する。
【解決手段】複合容器は、端面５ｃが胴部２の両端部の外周縁に位置し、かつドーム部３を覆うようにして設けられ、端面５ｃにおける外径Ｄ5が胴部２の外径Ｄ2よりも大きい補強部５を有する。胴部２の外周面上であってかつ各補強部５の端面５ｃに挟まれた領域２ａに、繊維６がフープ巻きによって補強部５の外径Ｄ5と同一の巻厚になるまで巻装されている。領域２ａに巻装された繊維６上及び補強部５の外周面５ａ上に、繊維７がさらにヘリカル巻きによって巻装されている。
【解決手段】複合容器は、端面５ｃが胴部２の両端部の外周縁に位置し、かつドーム部３を覆うようにして設けられ、端面５ｃにおける外径Ｄ5が胴部２の外径Ｄ2よりも大きい補強部５を有する。胴部２の外周面上であってかつ各補強部５の端面５ｃに挟まれた領域２ａに、繊維６がフープ巻きによって補強部５の外径Ｄ5と同一の巻厚になるまで巻装されている。領域２ａに巻装された繊維６上及び補強部５の外周面５ａ上に、繊維７がさらにヘリカル巻きによって巻装されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧の気体あるいは液体を収納する複合容器及び複合容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧ガスを収容する容器は、円筒形状の胴部と、この胴部の両端部に設けられた半球形状のドーム部と、これらドーム部の中央部分に設けられた口金と、を有する構成が一般的であり、その材質には、スチールやアルミニウム合金等の金属が採用されていた。金属製の高圧容器は、強度が高く、信頼性が高い利点を有するが、重量が重くなるという問題があり、自動車用として用いる場合に燃費や走行性能が犠牲になっていた。そこで、近年では、容器の軽量化を目的として、金属製や合成樹脂製の薄肉容器（ライナ）を樹脂が含浸された繊維強化層で被い、その後樹脂を硬化させる複合構造の複合容器が提案されている。
【０００３】
繊維強化層を形成する方法としては、ライナの外周に繊維をタンク外周に巻装するＦＷ法（フィラメントワインディング法）が知られている。このＦＷ法としては、ヘリカル巻き、フープ巻き等の巻き方がある。
【０００４】
ヘリカル巻きは、回転するライナに、それと平行に往復移動するデリバリーアイから供給される繊維を巻装する巻き方である。これにより、繊維は、ライナに対して螺旋状に巻装される。
【０００５】
フープ巻きは、ヘリカル巻きと同様に回転するライナに、それと平行に往復移動するデリバリーアイから供給される繊維を巻装する巻き方であるが、ライナの軸方向へのデリバリーアイの移動速度を極めて小さくしている。これにより、繊維はライナの周方向に巻装される。
【０００６】
複合容器を、上述の複合材料を用いて製造する場合、胴部の強度を受け持つフープ巻と、主にドーム部の強度を受け持つヘリカル巻を併用することが一般的である。
【０００７】
ここで、図１に従来の複合容器の製造方法を説明するための工程図を示す。
【０００８】
図１（ａ）に示すように、ライナ１０１は、円筒形状の胴部１０２と、この胴部１０２の両端部に設けられた半球形状のドーム部１０３と、これらドーム部１０３の中央部分に設けられた口金１０４と、を有する。
【０００９】
このライナ１０１の胴部１０２に、図１（ｂ）に示すように、フープ巻きによって繊維１０５が巻装される。
【００１０】
その後、フープ巻きで胴部１０２に巻装された繊維１０５上、及びドーム部１０３上に、ヘリカル巻によって繊維１０６が巻装される。
【００１１】
しかしながら、上述した方法では、フープ巻きの端部１０７で段差１０８が生じるうえ、図１（ｃ）に示すように、段差１０８と胴部１０２との間に三角形状の空隙１０９が形成されてしまうため、十分な強度を発現させることができない場合がある。また、複合容器の、耐圧性をさらに高めるためには繊維を何層にも巻きつけて繊維層を厚くする必要があり、その厚みは数十ｍｍになる場合がある。繊維層の厚みが増すと、フープ巻で巻装した繊維のうち、胴部の端部の繊維が滑りにより、ずり落ちてしまう場合がある。
【００１２】
このような問題を解消するため、ヘリカル巻きとフープ巻きとを交互に繰り返す場合がある。
【００１３】
また、ヘリカル巻きを行う際には、特許文献１に開示されているようにフープ巻きを省略したり、あるいは特許文献２に開示されているように張力が変化しないように巻きつける等して容器の強度確保が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−３３７５９４号公報
【特許文献２】特開平１１−１０１３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、フープ巻き端部での繊維の滑りを防止するとともに複合容器の高耐圧化を図るため、フープ巻を行う工程とヘリカル巻とを行う工程とを交互に繰り返したり、あるいは巻装速度を落とすと、製造に要する時間が長くなってしまう。
【００１６】
そこで、本発明は、ライナに巻装した繊維の端部における繊維の滑りの防止、複合容器の高耐圧化及び製造時間の短縮化が可能な複合容器及び複合容器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の複合容器は、円筒形状の胴部及び胴部の両端部を塞ぐように配置された曲面形状のドーム部を備えたライナを有し、ライナに繊維を巻装して形成された複合容器において、端面が胴部の両端部の外周縁に位置し、かつドーム部を覆うようにして設けられた、端面における外径が胴部の外径よりも大きい補強部を有し、胴部の外周面上であってかつ各補強部の端面に挟まれた領域に、繊維が第１の巻き方によって補強部の外径と同一の巻厚になるまで巻装されており、領域に巻装された繊維上及び補強部の外周面上に、繊維がさらに第１の巻き方とは異なる第２の巻き方によって巻装されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の複合容器の製造方法は、円筒形状の胴部及び胴部の両端部を塞ぐように配置された曲面形状のドーム部を備えたライナを有し、ライナに繊維を巻装して形成される複合容器の製造方法において、端面における外径が胴部の外径よりも大きい補強部を、端面が胴部の両端部の外周縁に位置し、かつドーム部を覆うようにして設ける工程と、胴部の外周面上であってかつ各補強部の端面に挟まれた領域に、繊維が第１の巻き方によって補強部の外径と同一の巻厚になるまで巻装する工程と、領域に巻装された繊維上及び補強部の外周面上に、繊維がさらに第１の巻き方とは異なる第２の巻き方によって巻装する工程と、を含むものである。
【００１９】
上記のとおり、本発明は、胴部の外周面上であってかつ各補強部の端面に挟まれた領域に繊維を巻装するため、巻装した繊維の端部は各補強部の端面で支持されることとなる。このため、巻装した繊維の端部の繊維が滑ってずれ落ちることがない。また、本発明は、胴部の外周面上であってかつ各補強部の端面に挟まれた領域に第１の巻き方で巻装される繊維は、補強部の外径と同一の巻厚になるまで巻く。このため、第１の巻き方で巻装された繊維と補強部との間には段差が生じない。このため、第１の巻き方で巻装された繊維との間に空隙を生じさせることなく第２の巻き方で繊維を巻きつけることができることとなり、よって、高耐圧の複合容器とすることができる。
【００２０】
また、本発明の場合、第１の巻き方のよって巻いた繊維の端部における繊維の滑りが生じないため、繊維の滑りを防止すべく第１の巻き方と第２の巻き方とを交互に行う必要もないし、また、滑りを生じさせないように繊維をゆっくり巻く必要もないので、高速で繊維を巻装することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ライナに巻装した繊維の端部における繊維の滑りが防止され、これによって複合容器の高耐圧化及び製造時間の短縮化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の複合容器の製造方法を説明するための製造工程図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る複合容器の製造方法を説明するための製造工程図である。
【図３】補強材の他の構成例を示す、補強材の断面図及び平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
図２に、本発明の一実施形態に係る複合容器の製造方法を説明するための製造工程図を示す。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、本実施形態のライナ１は、円筒形状の胴部２と、この胴部２の両端部を塞ぐように配置された曲面形状のドーム部３と、これらドーム部３の中央部分に設けられた口金４を有する。なお、必要に応じ、ライナ１内には活性炭や気体吸蔵合金を加えることができる。
【００２６】
このライナ１は、不図示の支持台に、ライナ１の軸周りに回転自在に保持されている。
【００２７】
次に、図２（ｂ）に示すように、このライナ１の両端部のドーム部３上に、ドーム部３を被装するようにして補強部５が装着される。補強部５は、曲面で形成された外周面５ａと、ドーム部３の外周面に対応する凹面に形成された内周面５ｃと、外周面５ａの周縁と内周面５ｃの周縁との間に形成された円環平面状の端面５ｃと、口金４を貫通させる貫通口５ｄとを有する。ライナ１の両端部に補強部５が装着されることで、補強部５の端面５ｃは胴部２の両端部の外周縁に位置する。そして、補強部５はドーム部３を覆うようにして設けられることとなる。端面５ｃにおける外径Ｄ5は胴部２の外径Ｄ2よりも大きいため、ライナ１の一端側の端面５ｃとライナ１の他端側の端面５ｃとが対向して配置されることとなる。後述するように、繊維６は、胴部２の外周面上であって対向した端面５ｃ間である領域２ａ内にフープ巻きにより巻装される。
【００２８】
なお、補強部５の外周面５ａは、繊維が巻装できればいかなる形状でも良いといえるが、口金４が存在する点や取り扱いの要請から、内周面５ｂと同様のドーム形状として補強部５の厚みも均一となるようにするのが好ましい。補強部５の厚みｔ、すなわち、端面５ｃの高さは、以下のようにして決定される。まず、胴部２で必要な強度を計算し、この計算値に基づき、胴部２におけるフープ巻の厚みが決定される。そして、補強部５の厚みｔは、このフープ巻の厚みと実質的に同一の厚みとする。補強部５の厚みｔは、ライナ１の大きさや使用する圧力にもよるが、１０Ｌ程度の内容積で８０ＭＰａ対応の複合容器の場合、一般的には５ｍｍ〜７０ｍｍ、好ましくは、１５ｍｍ〜６０ｍｍ、さらに好ましくは２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度となる。
【００２９】
また、図３（ａ）〜図３（ｆ）に示すように、補強部５の外周面５ａには、補強部５の外周面５ａでの繊維の滑りを防止するための繊維保持部５ｅを設けるものであってもよい。この繊維保持部５ｅは、例えば、ライナ１の胴部２と同心円状の凹部（図３（ａ））や凸部（図３（ｂ））、スパイラル状の凹部（図３（ｃ））や凸部（図３（ｄ））、円形の凹部（図３（ｅ））や凸部（図３（ｆ））であってもよい。なお、図３（ａ）〜図３（ｆ）における凹部あるいは凸部については、その間隔、数等が簡略化されている。従って、各凹部あるいは凸部等の間隔などはより密なものとしてもよいし、凹部、凸部等の数もより多いものであってもよい。
【００３０】
これらの繊維保持部５ｅを補強部５に施すことはライナ１のドーム部３に繊維保持部を構成するよりも簡便という利点がある。
【００３１】
補強部５の材質は、樹脂製、金属製、セラミック製等いかなる材質でも良いが一般的には、補強部５上に巻装する繊維がエポキシ樹脂を含む材料であることが好ましいため、材料の相性を踏まえれば繊維強化をしたエポキシ樹脂とするのが好ましい。
【００３２】
補強部５の製造方法は、ＲＩＭ（反応射出成形）、射出成型等、いかなる方法でも良い。例えば、ライナ１と同じ形状の型枠にライナ１に巻装させるトウプリプレグを巻装し、トウプリプレグと同じ材質の樹脂で形状を整えて補強部５を作成しても良い。この際は、フィラメントワインディングを行う際に加熱されるのと同様に、加熱しながらトウプリプレグを巻きつけても良い。この製法における加熱温度は５０℃以上が好ましく、また、型枠上でエポキシを固化するのが好ましい。型枠からはずして固化させると形状が変化する可能性があるためである。
【００３３】
また、補強部５は、レジントランスファーモールディング法を用いても良い。この製法の場合、まず、ライナ１に巻装するトウプリプレグと同質の素材をシート状に成型する。次いで、そのシートを２層以上かつ繊維が交差するように組み入れ、該２層のシートを強化材としてドームと同じ形状を有する金型型枠にセットする。そして、型締めをして加熱し固化することで成型する。この際、必要に応じ樹脂を注入することができる。なお、本製法における成型温度はトウプリプレグの種類に依存するが、概ね１００℃以上である。
【００３４】
こうして成型した補強部５は、ライナ１のドーム部３に被装する。この際ライナ１の口金４は補強部５の貫通口５ｄに挿通される。
【００３５】
次に、繊維をフィラメントワインディングによってライナ１に巻装する。なお、ライナ１は必要に応じて、樹脂や反応剤を塗布する等の表面処理を施しておいてもよい。
【００３６】
まず、図２（ｃ）に示すように、胴部２の外周面上であって、かつ各補強部５の端面５ｃに挟まれた領域２ａに、ＦＷ法のフープ巻きによって繊維６を巻装する。繊維６は、巻装部分の直径が補強部５の外径と実質上、同一直径となり、段差が実質上存在しなくなるまで巻装される。この際、巻装する繊維には、１Ｎ〜１５００Ｎの張力がかけられている。
【００３７】
胴部２に巻装される繊維６の両端部６ａは、両端に配置された補強部５の端面５ｃにより胴部２の軸方向への移動が規制される。すなわち、繊維６は補強部５によって胴部２の軸方向への滑りが抑制されているため、繊維６を厚く巻装しても端部６ａからずれ落ちることはない。このため、胴部２とドーム部３の境界付近での強度を安定して保つことができる。
【００３８】
また、補強部５を用いない従来のフープ巻きは、両端部の繊維がずれ落ちてしまわないように繊維をゆっくり巻装しなければならなかったが、本実施形態の製造方法は、補強部５で両端部６ａを支持しながら繊維６を巻装するので両端部６ａの繊維６がずれ落ちることがない。このため、本実施形態の製造方法は、フープ巻きの巻き速度を、補強部５を用いない従来のフープ巻きの巻き速度に比べ、高速化することができる。
【００３９】
以上のようにして、補強部５の間の胴部２にフープ巻きによって繊維６が巻装された後、図２（ｄ）に示すように、フープ巻きによって巻装された胴部２の繊維６上、及び補強部５上に繊維７をヘリカル巻きにより巻装する。ヘリカル巻きにより巻装する繊維７の厚みは、複合容器としての強度を確保できる厚みとする。なお、繊維７は、繊維６と同一の材質からなるが、異なる材質のものであってもよい。
【００４０】
本実施形態の場合、胴部２にフープ巻きによって繊維６が巻装された部分の直径は、補強部５の直径と実質上、同一直径であるため、段差が生じていない。従来、段差が生じた状態でヘリカル巻きを実施すると、段差の隅部に空隙が生じてしまい、十分な強度を確保することが困難であった。しかしながら、本実施形態の場合、段差が生じていないため、胴部２の繊維６上、及び補強部５上に繊維７を巻装しても空隙は生じず、よって、複合容器の強度を確保することができる。
【００４１】
ヘリカル巻きが終了した後は、繊維６，７の樹脂を硬化する。なお、繊維６の樹脂については、ヘリカル巻きで繊維７を巻装する前に硬化させておいてもよい。繊維６、７の樹脂を硬化させた後、必要に応じてさらに表面処理やコーティングを行うものであってもよい。
【００４２】
なお、上述した製造方法では、フープ巻きを一回実施した後、ヘリカル巻きを一回実施するだけで複合容器を製造することができるため、従来のフープ巻きとヘリカル巻きとを交互に行う製造方法に比べて、製造工程を簡略化できるとともに製造時間を短縮化することができる。
【００４３】
もっとも本発明は、フープ巻き及びヘリカル巻きをそれぞれ一回のみ実施する製法に限定されるものではない。例えば、フープ巻きを実施する前にヘリカル巻きを実施しておき、その後、上述したようにフープ巻き、ヘリカル巻きを順次実施するものであってもよい。あるいは、上述したようにフープ巻き、ヘリカル巻きを順次実施した後、外部からの衝撃防止のためにフープ巻をさらに実施するものであってもよい。
【００４４】
以上のようにして、本実施形態の複合容器が完成する。その後、複合容器内には口金４から気体等が導入される。
【００４５】
なお、ＦＷ法には、繊維に樹脂を付着させながら行う方法と、予め樹脂が繊維に塗布されているトウプリプレグを使用する方法があるが、特に好ましいのは後者である。トウプリプレグを使用する場合、トウプリプレグの熱硬化性樹脂の種類としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４６】
また、熱硬化性樹脂の分子構造としては、例えば、エポキシ樹脂の場合、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００４７】
また、熱硬化性樹脂に加える硬化剤としては、例えば、エチレンジアミン等の脂肪族アミン、ジエチレントリアミン等の脂肪族ポリアミン、メタフェニレンジアミンまたはジアミノジフェニルスルフォン等の芳香族アミン、ピペリジンまたはジアザピシクロウンデセン等の第一、第三アミン、メチルテトラヒドロ無水フタル酸等の酸無水物硬化剤等が挙げられる。
【００４８】
また、トウプリプレグに用いられる繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、ポリエチレン繊維、スチール繊維、ザイロン繊維、ビニロン繊維等が挙げられる。特に高強度、高弾性率かつ軽量の点から炭素繊維が好ましい。
【００４９】
また、トウプリプレグに用いられる繊維の繊維数（フィラメント）は、特に制限されるものではないが１０００フィラメント〜５００００フィラメント、好ましくは３０００フィラメント〜３００００フィラメントの範囲である。繊維の繊維数が、１０００フィラメントより低いと繊維中に含まれる熱硬化性樹脂の含有量が少なくなる場合があり、５００００フィラメントを超えると繊維が太くなり、巻きつけるのが困難になる。
【実施例１】
【００５０】
本実施例では、以下の条件において、本発明の複合容器の製造方法により複合容器を製造し、その破裂強度を測定した。
【００５１】
補強部５の材料としては、新日本石油株式会社製トウプリプレグＴ８００Ｓ−２４−ＲＣ２９−ＳＹ３を用いた。このトウプリプレグを、内周面がライナ１のドーム部３と同形状の型枠に巻装し、外周面側から圧縮し、厚み１５ｍｍの補強部５を作成した。ライナ１は、内容積が１０Ｌで直径２０ｃｍのアルミニウム製のものを用いた。
【００５２】
補強部５をライナ１のドーム部３に取り付け、補強部５と同じトウプリプレグでＦＷを実施した。胴部２のフープ巻は、その巻厚が１５ｍｍになった時点で停止し、その後、ヘリカル巻を実施した。ヘリカル巻きはその巻厚が８ｍｍになった時点で停止した。
【００５３】
上述のＦＷが終了した容器を１５０℃で１ｈｒ保持し、トウプリプレグおよびプリプレグの樹脂を硬化させ、複合容器を完成させた。
【００５４】
上述のようにして製造された本実施例の容器の破裂圧力は１５０ＭＰａであった。
【実施例２】
【００５５】
本実施例では、以下の条件において、補強材を製造した。
【００５６】
補強部５の材料としては強化繊維織物を用いた。この強化繊維織物は、直径７μｍの直線状の炭素繊維を１２０００本束ねた、外径２ｍｍの強化繊維束を９０°程度ずれるように交差積層させた、厚さ２．５ｍｍの多軸の繊維構造を有するものである。
【００５７】
この強化繊維織物を、直径２３ｃｍの半球状曲面を有する型枠に１５層積層して添わせて配置した。その後、後述する組成のエポキシ組成物を流し込み含浸させた。さらにその後、ライナ１のドーム部３と同じ形状の型枠（直径約２０ｃｍ）を重ね、さらに同じエポキシ組成物を注入した。そして、室温で２ｈｒ、５０ｋｇ／ｍｍ2のプレス圧で硬化させ、さらに１５０℃で熱処理硬化を行なうことで、補強部５を製造した。
【００５８】
この補強部５を用いて実施例１と同様に複合容器を作成し、破裂強度を測定したところ、破壊圧力は１４０ＭＰａであった。
（エポキシ組成物）
補強部５の製造に用いたエポキシ組成物は、以下の組成のエポキシ樹脂である。
主材 ：ＥＰＩＣＬＯＮ ８４０（大日本インキ化学工業製）
硬化剤：ＥＰＩＣＬＯＮ Ｂ−５７０（大日本インキ化学工業製）
促進剤：２Ｅ４ＭＺ（四国化学工業製）
【実施例３】
【００５９】
本実施例では、実施例１と同じ条件で補強部５を製造し、さらにこの補強部５に外周面側であって貫通口５ｄの軸周りに、同心円状の複数の凹部を繊維保持部５ｅとして形成した。
【００６０】
この同心円状の凹部からなる繊維保持部５ｅを有する補強部５を用いて実施例１と同じ条件で複合容器を製造し、破裂強度を測定したところ、破壊圧力は１５０ＭＰａであった。
【実施例４】
【００６１】
本実施例では、実施例２と同じ条件で補強部５を製造し、さらにこの補強部５の外周面であって貫通口５ｄの軸周りに、１ｃｍおきに幅２ｍｍの同心円状に凸部を繊維保持部５ｅとして形成した。
【００６２】
この同心円状の凸部からなる繊維保持部５ｅを有する補強部５を用いて実施例２と同じ条件で複合容器を製造し、破裂強度を測定したところ、破壊圧力は１４０ＭＰａであった。
【実施例５】
【００６３】
本実施例では、実施例２と同じ条件で補強部５を製造し、さらにこの補強部５の外周面であって貫通口５ｄの軸周りに、幅２ｍｍのスパイラル状の凸部を繊維保持部５ｅとして形成した。
【００６４】
このスパイラル状の凸部からなる繊維保持部５ｅを有する補強部５を用いて実施例２と同じ条件で複合容器を製造し、破裂強度を測定したところ、破壊圧力は１４０ＭＰａであった。
【比較例１】
【００６５】
本比較例では、以下の条件において複合容器を製造し、その破裂強度を測定した。
【００６６】
ライナに巻装するトウプリプレグは、新日本石油株式会社製トウプリプレグＴ８００Ｓ−２４−ＲＣ２９−ＳＹ３を使用した。このトウプリプレグを内容積が１０Ｌのアルミニウム製のライナにフープ巻３ｍｍ、ヘリカル巻２ｍｍとなるようＦＷを４回繰り返した。ＦＷが終了した容器を１５０℃で１ｈｒ保持し、トウプリプレグの樹脂を硬化させ、複合容器を完成させた。
【００６７】
上述のようにして製造された本比較例の容器の破裂圧力は１２０ＭＰａであった。
【符号の説明】
【００６８】
１ ライナ
２ 胴部
２ａ 領域
３ ドーム部
４ 口金
５ 補強部
５ａ 外周面
５ｂ 内周面
５ｃ 端面
５ｄ 貫通口
５ｅ 繊維保持部
６、７ 繊維
６ａ 両端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧の気体あるいは液体を収納する複合容器及び複合容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧ガスを収容する容器は、円筒形状の胴部と、この胴部の両端部に設けられた半球形状のドーム部と、これらドーム部の中央部分に設けられた口金と、を有する構成が一般的であり、その材質には、スチールやアルミニウム合金等の金属が採用されていた。金属製の高圧容器は、強度が高く、信頼性が高い利点を有するが、重量が重くなるという問題があり、自動車用として用いる場合に燃費や走行性能が犠牲になっていた。そこで、近年では、容器の軽量化を目的として、金属製や合成樹脂製の薄肉容器（ライナ）を樹脂が含浸された繊維強化層で被い、その後樹脂を硬化させる複合構造の複合容器が提案されている。
【０００３】
繊維強化層を形成する方法としては、ライナの外周に繊維をタンク外周に巻装するＦＷ法（フィラメントワインディング法）が知られている。このＦＷ法としては、ヘリカル巻き、フープ巻き等の巻き方がある。
【０００４】
ヘリカル巻きは、回転するライナに、それと平行に往復移動するデリバリーアイから供給される繊維を巻装する巻き方である。これにより、繊維は、ライナに対して螺旋状に巻装される。
【０００５】
フープ巻きは、ヘリカル巻きと同様に回転するライナに、それと平行に往復移動するデリバリーアイから供給される繊維を巻装する巻き方であるが、ライナの軸方向へのデリバリーアイの移動速度を極めて小さくしている。これにより、繊維はライナの周方向に巻装される。
【０００６】
複合容器を、上述の複合材料を用いて製造する場合、胴部の強度を受け持つフープ巻と、主にドーム部の強度を受け持つヘリカル巻を併用することが一般的である。
【０００７】
ここで、図１に従来の複合容器の製造方法を説明するための工程図を示す。
【０００８】
図１（ａ）に示すように、ライナ１０１は、円筒形状の胴部１０２と、この胴部１０２の両端部に設けられた半球形状のドーム部１０３と、これらドーム部１０３の中央部分に設けられた口金１０４と、を有する。
【０００９】
このライナ１０１の胴部１０２に、図１（ｂ）に示すように、フープ巻きによって繊維１０５が巻装される。
【００１０】
その後、フープ巻きで胴部１０２に巻装された繊維１０５上、及びドーム部１０３上に、ヘリカル巻によって繊維１０６が巻装される。
【００１１】
しかしながら、上述した方法では、フープ巻きの端部１０７で段差１０８が生じるうえ、図１（ｃ）に示すように、段差１０８と胴部１０２との間に三角形状の空隙１０９が形成されてしまうため、十分な強度を発現させることができない場合がある。また、複合容器の、耐圧性をさらに高めるためには繊維を何層にも巻きつけて繊維層を厚くする必要があり、その厚みは数十ｍｍになる場合がある。繊維層の厚みが増すと、フープ巻で巻装した繊維のうち、胴部の端部の繊維が滑りにより、ずり落ちてしまう場合がある。
【００１２】
このような問題を解消するため、ヘリカル巻きとフープ巻きとを交互に繰り返す場合がある。
【００１３】
また、ヘリカル巻きを行う際には、特許文献１に開示されているようにフープ巻きを省略したり、あるいは特許文献２に開示されているように張力が変化しないように巻きつける等して容器の強度確保が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−３３７５９４号公報
【特許文献２】特開平１１−１０１３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、フープ巻き端部での繊維の滑りを防止するとともに複合容器の高耐圧化を図るため、フープ巻を行う工程とヘリカル巻とを行う工程とを交互に繰り返したり、あるいは巻装速度を落とすと、製造に要する時間が長くなってしまう。
【００１６】
そこで、本発明は、ライナに巻装した繊維の端部における繊維の滑りの防止、複合容器の高耐圧化及び製造時間の短縮化が可能な複合容器及び複合容器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の複合容器は、円筒形状の胴部及び胴部の両端部を塞ぐように配置された曲面形状のドーム部を備えたライナを有し、ライナに繊維を巻装して形成された複合容器において、端面が胴部の両端部の外周縁に位置し、かつドーム部を覆うようにして設けられた、端面における外径が胴部の外径よりも大きい補強部を有し、胴部の外周面上であってかつ各補強部の端面に挟まれた領域に、繊維が第１の巻き方によって補強部の外径と同一の巻厚になるまで巻装されており、領域に巻装された繊維上及び補強部の外周面上に、繊維がさらに第１の巻き方とは異なる第２の巻き方によって巻装されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の複合容器の製造方法は、円筒形状の胴部及び胴部の両端部を塞ぐように配置された曲面形状のドーム部を備えたライナを有し、ライナに繊維を巻装して形成される複合容器の製造方法において、端面における外径が胴部の外径よりも大きい補強部を、端面が胴部の両端部の外周縁に位置し、かつドーム部を覆うようにして設ける工程と、胴部の外周面上であってかつ各補強部の端面に挟まれた領域に、繊維が第１の巻き方によって補強部の外径と同一の巻厚になるまで巻装する工程と、領域に巻装された繊維上及び補強部の外周面上に、繊維がさらに第１の巻き方とは異なる第２の巻き方によって巻装する工程と、を含むものである。
【００１９】
上記のとおり、本発明は、胴部の外周面上であってかつ各補強部の端面に挟まれた領域に繊維を巻装するため、巻装した繊維の端部は各補強部の端面で支持されることとなる。このため、巻装した繊維の端部の繊維が滑ってずれ落ちることがない。また、本発明は、胴部の外周面上であってかつ各補強部の端面に挟まれた領域に第１の巻き方で巻装される繊維は、補強部の外径と同一の巻厚になるまで巻く。このため、第１の巻き方で巻装された繊維と補強部との間には段差が生じない。このため、第１の巻き方で巻装された繊維との間に空隙を生じさせることなく第２の巻き方で繊維を巻きつけることができることとなり、よって、高耐圧の複合容器とすることができる。
【００２０】
また、本発明の場合、第１の巻き方のよって巻いた繊維の端部における繊維の滑りが生じないため、繊維の滑りを防止すべく第１の巻き方と第２の巻き方とを交互に行う必要もないし、また、滑りを生じさせないように繊維をゆっくり巻く必要もないので、高速で繊維を巻装することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ライナに巻装した繊維の端部における繊維の滑りが防止され、これによって複合容器の高耐圧化及び製造時間の短縮化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の複合容器の製造方法を説明するための製造工程図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る複合容器の製造方法を説明するための製造工程図である。
【図３】補強材の他の構成例を示す、補強材の断面図及び平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
図２に、本発明の一実施形態に係る複合容器の製造方法を説明するための製造工程図を示す。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、本実施形態のライナ１は、円筒形状の胴部２と、この胴部２の両端部を塞ぐように配置された曲面形状のドーム部３と、これらドーム部３の中央部分に設けられた口金４を有する。なお、必要に応じ、ライナ１内には活性炭や気体吸蔵合金を加えることができる。
【００２６】
このライナ１は、不図示の支持台に、ライナ１の軸周りに回転自在に保持されている。
【００２７】
次に、図２（ｂ）に示すように、このライナ１の両端部のドーム部３上に、ドーム部３を被装するようにして補強部５が装着される。補強部５は、曲面で形成された外周面５ａと、ドーム部３の外周面に対応する凹面に形成された内周面５ｃと、外周面５ａの周縁と内周面５ｃの周縁との間に形成された円環平面状の端面５ｃと、口金４を貫通させる貫通口５ｄとを有する。ライナ１の両端部に補強部５が装着されることで、補強部５の端面５ｃは胴部２の両端部の外周縁に位置する。そして、補強部５はドーム部３を覆うようにして設けられることとなる。端面５ｃにおける外径Ｄ5は胴部２の外径Ｄ2よりも大きいため、ライナ１の一端側の端面５ｃとライナ１の他端側の端面５ｃとが対向して配置されることとなる。後述するように、繊維６は、胴部２の外周面上であって対向した端面５ｃ間である領域２ａ内にフープ巻きにより巻装される。
【００２８】
なお、補強部５の外周面５ａは、繊維が巻装できればいかなる形状でも良いといえるが、口金４が存在する点や取り扱いの要請から、内周面５ｂと同様のドーム形状として補強部５の厚みも均一となるようにするのが好ましい。補強部５の厚みｔ、すなわち、端面５ｃの高さは、以下のようにして決定される。まず、胴部２で必要な強度を計算し、この計算値に基づき、胴部２におけるフープ巻の厚みが決定される。そして、補強部５の厚みｔは、このフープ巻の厚みと実質的に同一の厚みとする。補強部５の厚みｔは、ライナ１の大きさや使用する圧力にもよるが、１０Ｌ程度の内容積で８０ＭＰａ対応の複合容器の場合、一般的には５ｍｍ〜７０ｍｍ、好ましくは、１５ｍｍ〜６０ｍｍ、さらに好ましくは２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度となる。
【００２９】
また、図３（ａ）〜図３（ｆ）に示すように、補強部５の外周面５ａには、補強部５の外周面５ａでの繊維の滑りを防止するための繊維保持部５ｅを設けるものであってもよい。この繊維保持部５ｅは、例えば、ライナ１の胴部２と同心円状の凹部（図３（ａ））や凸部（図３（ｂ））、スパイラル状の凹部（図３（ｃ））や凸部（図３（ｄ））、円形の凹部（図３（ｅ））や凸部（図３（ｆ））であってもよい。なお、図３（ａ）〜図３（ｆ）における凹部あるいは凸部については、その間隔、数等が簡略化されている。従って、各凹部あるいは凸部等の間隔などはより密なものとしてもよいし、凹部、凸部等の数もより多いものであってもよい。
【００３０】
これらの繊維保持部５ｅを補強部５に施すことはライナ１のドーム部３に繊維保持部を構成するよりも簡便という利点がある。
【００３１】
補強部５の材質は、樹脂製、金属製、セラミック製等いかなる材質でも良いが一般的には、補強部５上に巻装する繊維がエポキシ樹脂を含む材料であることが好ましいため、材料の相性を踏まえれば繊維強化をしたエポキシ樹脂とするのが好ましい。
【００３２】
補強部５の製造方法は、ＲＩＭ（反応射出成形）、射出成型等、いかなる方法でも良い。例えば、ライナ１と同じ形状の型枠にライナ１に巻装させるトウプリプレグを巻装し、トウプリプレグと同じ材質の樹脂で形状を整えて補強部５を作成しても良い。この際は、フィラメントワインディングを行う際に加熱されるのと同様に、加熱しながらトウプリプレグを巻きつけても良い。この製法における加熱温度は５０℃以上が好ましく、また、型枠上でエポキシを固化するのが好ましい。型枠からはずして固化させると形状が変化する可能性があるためである。
【００３３】
また、補強部５は、レジントランスファーモールディング法を用いても良い。この製法の場合、まず、ライナ１に巻装するトウプリプレグと同質の素材をシート状に成型する。次いで、そのシートを２層以上かつ繊維が交差するように組み入れ、該２層のシートを強化材としてドームと同じ形状を有する金型型枠にセットする。そして、型締めをして加熱し固化することで成型する。この際、必要に応じ樹脂を注入することができる。なお、本製法における成型温度はトウプリプレグの種類に依存するが、概ね１００℃以上である。
【００３４】
こうして成型した補強部５は、ライナ１のドーム部３に被装する。この際ライナ１の口金４は補強部５の貫通口５ｄに挿通される。
【００３５】
次に、繊維をフィラメントワインディングによってライナ１に巻装する。なお、ライナ１は必要に応じて、樹脂や反応剤を塗布する等の表面処理を施しておいてもよい。
【００３６】
まず、図２（ｃ）に示すように、胴部２の外周面上であって、かつ各補強部５の端面５ｃに挟まれた領域２ａに、ＦＷ法のフープ巻きによって繊維６を巻装する。繊維６は、巻装部分の直径が補強部５の外径と実質上、同一直径となり、段差が実質上存在しなくなるまで巻装される。この際、巻装する繊維には、１Ｎ〜１５００Ｎの張力がかけられている。
【００３７】
胴部２に巻装される繊維６の両端部６ａは、両端に配置された補強部５の端面５ｃにより胴部２の軸方向への移動が規制される。すなわち、繊維６は補強部５によって胴部２の軸方向への滑りが抑制されているため、繊維６を厚く巻装しても端部６ａからずれ落ちることはない。このため、胴部２とドーム部３の境界付近での強度を安定して保つことができる。
【００３８】
また、補強部５を用いない従来のフープ巻きは、両端部の繊維がずれ落ちてしまわないように繊維をゆっくり巻装しなければならなかったが、本実施形態の製造方法は、補強部５で両端部６ａを支持しながら繊維６を巻装するので両端部６ａの繊維６がずれ落ちることがない。このため、本実施形態の製造方法は、フープ巻きの巻き速度を、補強部５を用いない従来のフープ巻きの巻き速度に比べ、高速化することができる。
【００３９】
以上のようにして、補強部５の間の胴部２にフープ巻きによって繊維６が巻装された後、図２（ｄ）に示すように、フープ巻きによって巻装された胴部２の繊維６上、及び補強部５上に繊維７をヘリカル巻きにより巻装する。ヘリカル巻きにより巻装する繊維７の厚みは、複合容器としての強度を確保できる厚みとする。なお、繊維７は、繊維６と同一の材質からなるが、異なる材質のものであってもよい。
【００４０】
本実施形態の場合、胴部２にフープ巻きによって繊維６が巻装された部分の直径は、補強部５の直径と実質上、同一直径であるため、段差が生じていない。従来、段差が生じた状態でヘリカル巻きを実施すると、段差の隅部に空隙が生じてしまい、十分な強度を確保することが困難であった。しかしながら、本実施形態の場合、段差が生じていないため、胴部２の繊維６上、及び補強部５上に繊維７を巻装しても空隙は生じず、よって、複合容器の強度を確保することができる。
【００４１】
ヘリカル巻きが終了した後は、繊維６，７の樹脂を硬化する。なお、繊維６の樹脂については、ヘリカル巻きで繊維７を巻装する前に硬化させておいてもよい。繊維６、７の樹脂を硬化させた後、必要に応じてさらに表面処理やコーティングを行うものであってもよい。
【００４２】
なお、上述した製造方法では、フープ巻きを一回実施した後、ヘリカル巻きを一回実施するだけで複合容器を製造することができるため、従来のフープ巻きとヘリカル巻きとを交互に行う製造方法に比べて、製造工程を簡略化できるとともに製造時間を短縮化することができる。
【００４３】
もっとも本発明は、フープ巻き及びヘリカル巻きをそれぞれ一回のみ実施する製法に限定されるものではない。例えば、フープ巻きを実施する前にヘリカル巻きを実施しておき、その後、上述したようにフープ巻き、ヘリカル巻きを順次実施するものであってもよい。あるいは、上述したようにフープ巻き、ヘリカル巻きを順次実施した後、外部からの衝撃防止のためにフープ巻をさらに実施するものであってもよい。
【００４４】
以上のようにして、本実施形態の複合容器が完成する。その後、複合容器内には口金４から気体等が導入される。
【００４５】
なお、ＦＷ法には、繊維に樹脂を付着させながら行う方法と、予め樹脂が繊維に塗布されているトウプリプレグを使用する方法があるが、特に好ましいのは後者である。トウプリプレグを使用する場合、トウプリプレグの熱硬化性樹脂の種類としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４６】
また、熱硬化性樹脂の分子構造としては、例えば、エポキシ樹脂の場合、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００４７】
また、熱硬化性樹脂に加える硬化剤としては、例えば、エチレンジアミン等の脂肪族アミン、ジエチレントリアミン等の脂肪族ポリアミン、メタフェニレンジアミンまたはジアミノジフェニルスルフォン等の芳香族アミン、ピペリジンまたはジアザピシクロウンデセン等の第一、第三アミン、メチルテトラヒドロ無水フタル酸等の酸無水物硬化剤等が挙げられる。
【００４８】
また、トウプリプレグに用いられる繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、ポリエチレン繊維、スチール繊維、ザイロン繊維、ビニロン繊維等が挙げられる。特に高強度、高弾性率かつ軽量の点から炭素繊維が好ましい。
【００４９】
また、トウプリプレグに用いられる繊維の繊維数（フィラメント）は、特に制限されるものではないが１０００フィラメント〜５００００フィラメント、好ましくは３０００フィラメント〜３００００フィラメントの範囲である。繊維の繊維数が、１０００フィラメントより低いと繊維中に含まれる熱硬化性樹脂の含有量が少なくなる場合があり、５００００フィラメントを超えると繊維が太くなり、巻きつけるのが困難になる。
【実施例１】
【００５０】
本実施例では、以下の条件において、本発明の複合容器の製造方法により複合容器を製造し、その破裂強度を測定した。
【００５１】
補強部５の材料としては、新日本石油株式会社製トウプリプレグＴ８００Ｓ−２４−ＲＣ２９−ＳＹ３を用いた。このトウプリプレグを、内周面がライナ１のドーム部３と同形状の型枠に巻装し、外周面側から圧縮し、厚み１５ｍｍの補強部５を作成した。ライナ１は、内容積が１０Ｌで直径２０ｃｍのアルミニウム製のものを用いた。
【００５２】
補強部５をライナ１のドーム部３に取り付け、補強部５と同じトウプリプレグでＦＷを実施した。胴部２のフープ巻は、その巻厚が１５ｍｍになった時点で停止し、その後、ヘリカル巻を実施した。ヘリカル巻きはその巻厚が８ｍｍになった時点で停止した。
【００５３】
上述のＦＷが終了した容器を１５０℃で１ｈｒ保持し、トウプリプレグおよびプリプレグの樹脂を硬化させ、複合容器を完成させた。
【００５４】
上述のようにして製造された本実施例の容器の破裂圧力は１５０ＭＰａであった。
【実施例２】
【００５５】
本実施例では、以下の条件において、補強材を製造した。
【００５６】
補強部５の材料としては強化繊維織物を用いた。この強化繊維織物は、直径７μｍの直線状の炭素繊維を１２０００本束ねた、外径２ｍｍの強化繊維束を９０°程度ずれるように交差積層させた、厚さ２．５ｍｍの多軸の繊維構造を有するものである。
【００５７】
この強化繊維織物を、直径２３ｃｍの半球状曲面を有する型枠に１５層積層して添わせて配置した。その後、後述する組成のエポキシ組成物を流し込み含浸させた。さらにその後、ライナ１のドーム部３と同じ形状の型枠（直径約２０ｃｍ）を重ね、さらに同じエポキシ組成物を注入した。そして、室温で２ｈｒ、５０ｋｇ／ｍｍ2のプレス圧で硬化させ、さらに１５０℃で熱処理硬化を行なうことで、補強部５を製造した。
【００５８】
この補強部５を用いて実施例１と同様に複合容器を作成し、破裂強度を測定したところ、破壊圧力は１４０ＭＰａであった。
（エポキシ組成物）
補強部５の製造に用いたエポキシ組成物は、以下の組成のエポキシ樹脂である。
主材 ：ＥＰＩＣＬＯＮ ８４０（大日本インキ化学工業製）
硬化剤：ＥＰＩＣＬＯＮ Ｂ−５７０（大日本インキ化学工業製）
促進剤：２Ｅ４ＭＺ（四国化学工業製）
【実施例３】
【００５９】
本実施例では、実施例１と同じ条件で補強部５を製造し、さらにこの補強部５に外周面側であって貫通口５ｄの軸周りに、同心円状の複数の凹部を繊維保持部５ｅとして形成した。
【００６０】
この同心円状の凹部からなる繊維保持部５ｅを有する補強部５を用いて実施例１と同じ条件で複合容器を製造し、破裂強度を測定したところ、破壊圧力は１５０ＭＰａであった。
【実施例４】
【００６１】
本実施例では、実施例２と同じ条件で補強部５を製造し、さらにこの補強部５の外周面であって貫通口５ｄの軸周りに、１ｃｍおきに幅２ｍｍの同心円状に凸部を繊維保持部５ｅとして形成した。
【００６２】
この同心円状の凸部からなる繊維保持部５ｅを有する補強部５を用いて実施例２と同じ条件で複合容器を製造し、破裂強度を測定したところ、破壊圧力は１４０ＭＰａであった。
【実施例５】
【００６３】
本実施例では、実施例２と同じ条件で補強部５を製造し、さらにこの補強部５の外周面であって貫通口５ｄの軸周りに、幅２ｍｍのスパイラル状の凸部を繊維保持部５ｅとして形成した。
【００６４】
このスパイラル状の凸部からなる繊維保持部５ｅを有する補強部５を用いて実施例２と同じ条件で複合容器を製造し、破裂強度を測定したところ、破壊圧力は１４０ＭＰａであった。
【比較例１】
【００６５】
本比較例では、以下の条件において複合容器を製造し、その破裂強度を測定した。
【００６６】
ライナに巻装するトウプリプレグは、新日本石油株式会社製トウプリプレグＴ８００Ｓ−２４−ＲＣ２９−ＳＹ３を使用した。このトウプリプレグを内容積が１０Ｌのアルミニウム製のライナにフープ巻３ｍｍ、ヘリカル巻２ｍｍとなるようＦＷを４回繰り返した。ＦＷが終了した容器を１５０℃で１ｈｒ保持し、トウプリプレグの樹脂を硬化させ、複合容器を完成させた。
【００６７】
上述のようにして製造された本比較例の容器の破裂圧力は１２０ＭＰａであった。
【符号の説明】
【００６８】
１ ライナ
２ 胴部
２ａ 領域
３ ドーム部
４ 口金
５ 補強部
５ａ 外周面
５ｂ 内周面
５ｃ 端面
５ｄ 貫通口
５ｅ 繊維保持部
６、７ 繊維
６ａ 両端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の胴部及び前記胴部の両端部を塞ぐように配置された曲面形状のドーム部を備えたライナを有し、前記ライナに繊維を巻装して形成された複合容器において、
端面が前記胴部の前記両端部の外周縁に位置し、かつ前記ドーム部を覆うようにして設けられた、前記端面における外径が前記胴部の外径よりも大きい補強部を有し、
前記胴部の外周面上であってかつ前記各補強部の前記端面に挟まれた領域に、前記繊維が第１の巻き方によって前記補強部の前記外径と同一の巻厚になるまで巻装されており、
前記領域に巻装された前記繊維上及び前記補強部の外周面上に、前記繊維がさらに第１の巻き方とは異なる第２の巻き方によって巻装されていることを特徴とする複合容器。
【請求項２】
前記第１の巻き方はフープ巻きであり、前記第２の巻き方はヘリカル巻きである、請求項１に記載の複合容器。
【請求項３】
前記補強部は、前記繊維と同一の材料からなる、請求項１または２に記載の複合容器。
【請求項４】
前記補強部の外周面に、前記補強部の外周面上に巻装された前記繊維が滑るのを阻止する繊維保持部を有する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の複合容器。
【請求項５】
前記繊維保持部は前記補強部の外周面に形成された凸部または凹部である、請求項４に記載の複合容器。
【請求項６】
円筒形状の胴部及び前記胴部の両端部を塞ぐように配置された曲面形状のドーム部を備えたライナを有し、前記ライナに繊維を巻装して形成される複合容器の製造方法において、
端面における外径が前記胴部の外径よりも大きい補強部を、前記端面が前記胴部の前記両端部の外周縁に位置し、かつ前記ドーム部を覆うようにして設ける工程と、
前記胴部の外周面上であってかつ前記各補強部の前記端面に挟まれた領域に、前記繊維が第１の巻き方によって前記補強部の前記外径と同一の巻厚になるまで巻装する工程と、
前記領域に巻装された前記繊維上及び前記補強部の外周面上に、前記繊維がさらに第１の巻き方とは異なる第２の巻き方によって巻装する工程と、を含む複合容器の製造方法。
【請求項７】
前記第１の巻き方はフープ巻きであり、前記第２の巻き方はヘリカル巻きである、請求項６に記載の複合容器の製造方法。
【請求項１】
円筒形状の胴部及び前記胴部の両端部を塞ぐように配置された曲面形状のドーム部を備えたライナを有し、前記ライナに繊維を巻装して形成された複合容器において、
端面が前記胴部の前記両端部の外周縁に位置し、かつ前記ドーム部を覆うようにして設けられた、前記端面における外径が前記胴部の外径よりも大きい補強部を有し、
前記胴部の外周面上であってかつ前記各補強部の前記端面に挟まれた領域に、前記繊維が第１の巻き方によって前記補強部の前記外径と同一の巻厚になるまで巻装されており、
前記領域に巻装された前記繊維上及び前記補強部の外周面上に、前記繊維がさらに第１の巻き方とは異なる第２の巻き方によって巻装されていることを特徴とする複合容器。
【請求項２】
前記第１の巻き方はフープ巻きであり、前記第２の巻き方はヘリカル巻きである、請求項１に記載の複合容器。
【請求項３】
前記補強部は、前記繊維と同一の材料からなる、請求項１または２に記載の複合容器。
【請求項４】
前記補強部の外周面に、前記補強部の外周面上に巻装された前記繊維が滑るのを阻止する繊維保持部を有する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の複合容器。
【請求項５】
前記繊維保持部は前記補強部の外周面に形成された凸部または凹部である、請求項４に記載の複合容器。
【請求項６】
円筒形状の胴部及び前記胴部の両端部を塞ぐように配置された曲面形状のドーム部を備えたライナを有し、前記ライナに繊維を巻装して形成される複合容器の製造方法において、
端面における外径が前記胴部の外径よりも大きい補強部を、前記端面が前記胴部の前記両端部の外周縁に位置し、かつ前記ドーム部を覆うようにして設ける工程と、
前記胴部の外周面上であってかつ前記各補強部の前記端面に挟まれた領域に、前記繊維が第１の巻き方によって前記補強部の前記外径と同一の巻厚になるまで巻装する工程と、
前記領域に巻装された前記繊維上及び前記補強部の外周面上に、前記繊維がさらに第１の巻き方とは異なる第２の巻き方によって巻装する工程と、を含む複合容器の製造方法。
【請求項７】
前記第１の巻き方はフープ巻きであり、前記第２の巻き方はヘリカル巻きである、請求項６に記載の複合容器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２３６６１４（Ｐ２０１０−２３６６１４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８５４３０（Ｐ２００９−８５４３０）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）「低コスト型７０ＭＰａ級水素ガス充填対応大型複合蓄圧器の開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００４４４４）ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）「低コスト型７０ＭＰａ級水素ガス充填対応大型複合蓄圧器の開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００４４４４）ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
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