高圧ガスタンク
【課題】高圧ガスタンク両端のドーム部における衝撃緩和とタンク軽量化の両立を図る。
【解決手段】高圧ガスタンク１０は、樹脂製ライナー２０の外周に、熱硬化性樹脂を含浸した繊維の巻回を経て繊維強化樹脂層３０を形成し、タンク両端側には、球面形状のドーム部を覆うドーム部パッド４０を備える。このドーム部パッド４０は、ドーム部２４に加わった衝撃の緩和を図るべく、潤滑層４２を境に上下の層が重なった層状構造を備え、潤滑層４２を潤滑オイルから形成することで、潤滑層４２を境にした上下の各層の界面に沿ったズレを許容する。
【解決手段】高圧ガスタンク１０は、樹脂製ライナー２０の外周に、熱硬化性樹脂を含浸した繊維の巻回を経て繊維強化樹脂層３０を形成し、タンク両端側には、球面形状のドーム部を覆うドーム部パッド４０を備える。このドーム部パッド４０は、ドーム部２４に加わった衝撃の緩和を図るべく、潤滑層４２を境に上下の層が重なった層状構造を備え、潤滑層４２を潤滑オイルから形成することで、潤滑層４２を境にした上下の各層の界面に沿ったズレを許容する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライナー外周に繊維強化樹脂層を形成した高圧ガスタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年になり、燃料ガスの燃焼エネルギーや、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ー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、炭素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）で被覆するライナーを樹脂製ライナーとすることが検討されている。また、タンクへのガス充填当たりの車両航続距離を延ばすには、高圧でのガス充填とタンク容量増が必要であることから、樹脂製ライナーを薄肉とした上で繊維強化樹脂層による効果的な補強が求められている。
【０００３】
また、高圧タンクを車両に搭載するに当たっては、軽量化のみならず、車載の際、或いはタンク取扱の際等におけるタンク落下を想定し、タンク強度の確保も不可欠である。そして、高圧ガスタンクは、タンク両端に球面形状のドーム部を備え、タンク落下の際には、このドーム部に衝撃が加わり勝ちとなる。このため、ドーム部の耐衝撃性の向上を図る技術が種々提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０８９７１号公報
【特許文献２】特開２００７−１６９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これら特許文献では、ドーム部を覆う保護部材に衝撃緩和の緩衝機能を持たせているものの、衝撃に伴うエネルギーを保護部材で全て緩衝させる必要があり、保護部材の厚肉化を招いていた。このため、例えば、大容量の高圧ガスタンクでは、タンクの軽量化が進まないのが現状である。
【０００６】
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、高圧ガスタンク両端のドーム部における衝撃緩和とタンク軽量化の両立を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明では、以下の構成を採用した。
【０００８】
[適用１：高圧ガスタンク]
ライナーの外周に、熱硬化性樹脂を含浸した繊維の巻回を経て繊維強化樹脂層を備える高圧ガスタンクであって、
円筒状のシリンダー部の両側に接合された球面形状のドーム部を覆い、該ドーム部に加わった衝撃の緩和に寄与するドーム部パッドを備え、
該ドーム部パッドは、
少なくとも２層の層状構造とされ、層の重なる範囲に、各層の界面に沿ったズレを許容する層間部を有する
ことを要旨とする。
【０００９】
上記構成を備える高圧ガスタンクでは、ライナーの外周に繊維強化樹脂層を備えた上で、シリンダー部両側のドーム部をドーム部パッドで覆う。このドーム部パッドは、少なくとも２層の層状構造であって、層の重なる範囲の層間部において、各層の界面に沿ったズレを許容する。仮に、ドーム部に衝撃が加わると、その衝撃を受けて、ドーム部パッドは、重なった層を層間部を境に容易に滑らせる。このため、衝撃に伴う力（以下、衝撃力）は、ドーム部パッドにおける層の滑りにより、衝撃が加わった点（以下、衝撃点）に集中しなくなり、衝撃点からその周囲に効率よく分散され、この分散に伴い、衝撃力は衝撃点においても弱まる。よって、衝撃力がドーム部パッドの内側に位置する繊維強化樹脂層とその更に内側のライナーに及ぶ程度は小さくなり、高い実効性で衝撃緩和を図ることができる。しかも、衝撃緩和の実効性確保に当たり、ドーム部パッドについては、厚肉化を要しない。この結果、上記構成を有する高圧ガスタンクによれば、高圧ガスタンク両端のドーム部における衝撃緩和とタンク軽量化とを、容易に両立することができる。
【００１０】
上記した高圧ガスタンクは、次のような態様とすることができる。例えば、前記層間部を、前記重なる層と層に介在する流体または粉粒体とすれば、この両体または粉粒体により摩擦低減が容易に達成できて層のズレを許容するので、簡便である。特に、重なる層と層にオイルを塗布または封止すれば、より簡便であると共に、摩擦低減化も容易となる。
【００１１】
また、前記シリンダー部における前記繊維強化繊維層と前記ドーム部パッドとを覆う最外表繊維層を、熱硬化性樹脂を含浸した繊維の巻回を経て形成するようにすることもできる。こうすれば、次の利点がある。
【００１２】
ドーム部に加わった衝撃力は、最外表繊維層を経てその内側のドーム部パッドに加わるので、この最外表繊維層は、衝撃力のエネルギーを、最外表繊維層の破損および最外表繊維層での吸収により、低減させる。こうしてエネルギー低減後の衝撃力は、最外表繊維層の内側に位置するドーム部パッドに伝わるが、ドーム部パッドは、最外表繊維層の破損を経て重なった層の滑りをもたらすので、この滑りに伴う既述した衝撃力の分散により、衝撃力が繊維強化樹脂層とライナーに及ぶ程度はより一層小さくなる。このため、最外表繊維層を有する形態の高圧ガスタンクによれば、より高い実効性で衝撃緩和を図りつつ、タンク軽量化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例としての高圧ガスタンク１０の構成を概略的に断面視して示す説明図である。
【図２】タンク製造過程を示す製造手順を説明する説明図である。
【図３】ドーム部パッド４０の装着の一態様を示す説明図である。
【図４】高圧ガスタンク１０がドーム部２４の側から落下した場合の衝撃緩和の様子を説明する説明図である。
【図５】対比する従来タンクでの衝撃緩和の様子を説明する説明図である。
【図６】他の実施例の高圧ガスタンク１０Ａの構成を概略的に断面視して示す説明図である。
【図７】高圧ガスタンク１０Ａがドーム部２４の側から落下した場合の衝撃緩和の様子を説明する説明図である。
【図８】最外表繊維樹脂層５０にてドーム部２４におけるドーム部パッドを覆う他の形態の高圧ガスタンク１０Ｂの構成を概略的に断面視して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図１は本発明の実施例としての高圧ガスタンク１０の構成を概略的に断面視して示す説明図である。
【００１５】
図示するように、高圧ガスタンク１０は、樹脂製ライナー２０と、繊維強化樹脂層３０と、タンク両端側のドーム部パッド４０を備える。樹脂製ライナー２０は、タンク長手方向の中央で２分割されたライナーパーツをナイロン系樹脂等の適宜な樹脂にて型成型し、その型成型品のライナーパーツを接合して形成され、円筒状のシリンダー部２２の両側に球面形状のドーム部２４を接合して備える。この樹脂製ライナー２０は、ドーム部２４の頂上箇所に金属製のタンク金具１２、１４を備える。上記した両タンク金具は、後述の繊維巻回の際の回転軸挿入に用いられ、一方のタンク金具１２は、配管接続用の図示しないベース接続用にも用いられる。
【００１６】
繊維強化樹脂層３０は、熱硬化性樹脂を含浸した繊維強化樹脂層をフィラメントワインディング法（以下、ＦＷ法）によりライナー外周に巻回させることで形成され、樹脂製ライナー２０における円筒状のシリンダー部２２の外周範囲に亘るフープ巻きによる繊維巻回と、ドーム部２４の外周範囲に亘る低角度・高角度のヘリカル巻きによる繊維巻回を経て形成される。こうした繊維強化樹脂層３０の形成には、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いることが一般的であるが、ポリエステル樹脂やポリアミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、ＦＷ法によりライナー外周に巻回させる補強用の繊維（スライバー繊維）としては、ガラス繊維やカーボン繊維、アラミド繊維等が用いられる他、複数種類（例えば、ガラス繊維とカーボン繊維）のＦＷ法による巻回を順次行うことで、繊維強化樹脂層３０を異なる繊維からなる樹脂層を積層させて形成することもできる。本実施例では、繊維強化樹脂層３０をカーボン繊維により形成した。
【００１７】
ドーム部パッド４０は、球面形状のドーム部２４をその外側から覆うことができる形状に予め賦形されたゴム成型品であり、ドーム部２４に装着されて、当該ドーム部に加わった衝撃の緩和に寄与する。ドーム部パッド４０の成型に用いるゴムは、ウレタン、シリコーン等の合成ゴムであり、加わった衝撃に対して圧縮・伸張の変形を起こすことで衝撃力の分散・吸収を図る。本実施例では、ドーム部パッド４０を、後述するＦＷ法での熱硬化性樹脂の硬化に際してドーム部２４に接着するため、ＦＷ法で用いる熱硬化性樹脂との接着性も考慮して、ゴム材料を選定した。
【００１８】
ドーム部パッド４０は、本実施例では、その内部に潤滑層４２を備え、この潤滑層４２を挟んで上下の２層のゴムが重なるような層状構造とされている。こうしたドーム部パッド４０の成型に当たっては、ドーム部２４の球面形状に倣った大小の略半球状のゴムシートを、図示しないゴム成型機にて重ね合わせ、その重なり範囲に、潤滑オイルを塗布する。そして、オイル塗布領域を図示するように封じ込めるよう、ゴムシートを加熱・加硫して一体とすることで、潤滑層４２が形成される。この他、大小の略半球状のゴムシートの重なり範囲のシート表面に、シート形状に倣った面状の窪みを設け、当該窪みに潤滑オイルを封止した上で、窪みを取り囲む範囲においてゴムシートを加熱・加硫して一体として、潤滑層４２を形成することもできる。
【００１９】
次に、高圧ガスタンク１０の製造手法について説明する。図２はタンク製造過程を示す製造手順を説明する説明図である。
【００２０】
図２に示すように、まず、ＦＷ法による繊維巻回を実施して、樹脂製ライナー２０の外周に繊維強化樹脂層３０を形成する（図２（Ａ）参照）。つまり、タンク両側のタンク金具１２とタンク金具１４を図示しないＦＷ装置の回転軸に係合させ、樹脂製ライナー２０をタンク中心軸ＡＸの回りに回転するよう軸支する。そして、樹脂製ライナー２０をタンク中心軸ＡＸの回りに回転させながら、ＦＷ法による繊維巻回を行う。このＦＷ法では、カーボン繊維３１を巻き取ったリール３５から当該繊維を送り出す際にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂をカーボン繊維３１に予め含浸させ、その上で、リール３５をタンク軸方向に移動させるリール移動と上記したライナー回転とを行い、カーボン繊維３１をリール３５から送り出しつつライナー外周に巻回する。本実施例では、まず、リール移動速度とライナー回転速度とを調整することで、シリンダー部２２の外周範囲に亘ってＦＷ法によりフープ巻きによる繊維巻回を繰り返し実行する。この場合の上記した速度調整は、シリンダー部２２のタンク中心軸ＡＸと巻き付け繊維のなす角度がほぼ垂直な巻き角度となるよう、調整される。なお、上記した「巻き角度」は、カーボン繊維３１の巻き付け方向（リール３５の移動方向）に対するカーボン繊維３１の繊維方向の角度を意味する。
【００２１】
次いで、改めてリール移動速度とライナー回転速度とを調整することで、シリンダー部２２の両端のドーム部２４にカーボン繊維３１を掛け渡すようＦＷ法により高角度・低角度のヘリカル巻きによる繊維巻回を繰り返し実行する。この場合にあっても、ヘリカル巻きの巻き角度が一定となるよう調整され、カーボン繊維３１は、ドーム部２４の外表において、巻き付け方向を折り返して螺旋状に巻き付けられる。これにより、繊維強化樹脂層３０が樹脂製ライナー２０の外周に形成される（図２（Ｂ）参照）。
【００２２】
繊維強化樹脂層３０の形成に続いて、ドーム部パッド４０をドーム部２４にその外側から装着し（図２（Ｃ）参照）、この装着したドーム部パッド４０がドーム部２４に接着されるよう、熱硬化性樹脂を硬化させる。つまり、ＦＷ法実施済みおよびドーム部パッド４０の打擲済みの樹脂製ライナー２０を、熱乾燥機内にセットして養生に付す。養生が済むと、ドーム部パッド４０でドーム部２４を覆った高圧ガスタンク１０が得られることになる。
【００２３】
図３はドーム部パッド４０の装着の一態様を示す説明図である。図示するように、ドーム部パッド４０は、内周側から外周周縁に掛けてスリット４４を備え、潤滑層４２をスリット４４で分断されないように、封止して備える。この態様のドーム部パッド４０は、繊維強化樹脂層３０の形成後において、スリット４４にて開かれて、ライナー保持シャフトＳの装着状態において、ドーム部２４に装着される。スリット４４を有しないドーム部パッド４０を補強環状体２６に装着するには、ＦＷ法での繊維巻回の際に、ライナー保持シャフトＳに予めドーム部パッド４０をセットしておき、ドーム部パッド４０と干渉しないようにＦＷ法による繊維巻回を行えばよい。或いは、熱硬化性樹脂の熱硬化のための熱乾燥機内へのセットに際して、ドーム部パッド４０をドーム部２４に装着すればよい。
【００２４】
以上説明した本実施例の高圧ガスタンク１０によれば、次のような利点がある。図４は高圧ガスタンク１０がドーム部２４の側から落下した場合の衝撃緩和の様子を説明する説明図、図５は対比する従来タンクでの衝撃緩和の様子を説明する説明図である。
【００２５】
図４に示すように本実施例の高圧ガスタンク１０がそのドーム部２４の側から地面に落下した場合、落下に伴う衝撃力は、ドーム部パッド４０に加わる。ドーム部パッド４０は、この衝撃力を受けて、潤滑層４２を境にその上下の層を滑らせる。潤滑層４２は、潤滑オイルによる層であるため、上下の層の滑りの摩擦力を低減するので、ドーム部パッド４０における潤滑層４２の上下の層は、潤滑層４２を境にして容易に滑る。こうした層の滑りは、図における衝撃Ｐの左右方向では、衝撃Ｐから矢印Ａおよび矢印Ｂに示すようにして起きる。
【００２６】
衝撃力は、ドーム部パッド４０におけるこの上下の層の滑りにより、衝撃が加わった点（図中の衝撃Ｐ）で最も大きな力としてドーム部パッド４０に及ぶ。ところが、衝撃力は、上記したドーム部パッド４０における層の滑りにより、衝撃Ｐに集中しなくなり、衝撃Ｐの周囲（図における左右方向の他、図における紙面手前側と奥側）に効率よく分散され、この分散に伴う衝撃緩和により、衝撃力は衝撃Ｐにおいても弱まる。よって、本実施例の高圧ガスタンク１０では、衝撃力がドーム部パッド４０の内側に位置する繊維強化樹脂層３０とその更に内側の樹脂製ライナー２０に及ぶ程度は小さくなり、高い実効性で衝撃緩和を図ることができる。しかも、こうした衝撃緩和の実効性の確保に当たり、ドーム部パッド４０については、厚肉化を要しない。この結果、本実施例の高圧ガスタンク１０によれば、高圧ガスタンク両端のドーム部２４における衝撃緩和とタンク軽量化とを、容易且つ確実に両立することができる。
【００２７】
また、本実施例の高圧ガスタンク１０では、潤滑層４２を潤滑オイルを塗布或いは封止することによりドーム部パッド４０において形成したので、潤滑層４２の上下の層の滑り摩擦を確実且つ簡便に低減できる。このため、上記した衝撃緩和の実効性をより容易に高めることができる。
【００２８】
これに対し、図５に示すように、タンク端部側のドーム部にゴム製のパッドを単に装着しただけの従来タンクでは、ゴム製のパッドは、タンク落下に伴う衝撃力をうけて衝撃Ｐにて圧縮しつつ、その周囲において変形するものの、この変形は、ゴムの性質だけでもたらせられるに過ぎない。このため、衝撃Ｐでの衝撃力はこの衝撃Ｐにて集中して大きいままとなる。そして、この大きい衝撃力がパッド内側の繊維強化樹脂層やライナーの変形を招かないようにするには、パッドを厚くせざるを得ないので、従来タンクではタンクの軽量化に制約を受ける。これに対し、本実施例の高圧ガスタンク１０によれば、既述したように、タンク軽量を図った上で、衝撃緩和を達成できる。
【００２９】
次に、他の実施例について説明する。図６は他の実施例の高圧ガスタンク１０Ａの構成を概略的に断面視して示す説明図、図７は高圧ガスタンク１０Ａがドーム部２４の側から落下した場合の衝撃緩和の様子を説明する説明図である。この実施例の高圧ガスタンク１０Ａは、ドーム部パッド４０を、繊維強化樹脂層３０とは別の繊維をＦＷ法にて巻回した最外表繊維樹脂層５０で覆っている点に特徴がある。
【００３０】
図６に示すように、高圧ガスタンク１０Ａは、樹脂製ライナー２０と、繊維強化樹脂層３０と、タンク両端側のドーム部パッド４０とを備え、ドーム部パッド４０および繊維強化樹脂層３０における円筒状のシリンダー部の外側に最外表繊維樹脂層５０を備える。樹脂製ライナー２０と繊維強化樹脂層３０およびドーム部パッド４０については、既述した実施例の高圧ガスタンク１０と同様に形成される。最外表繊維樹脂層５０の形成に当たっては、図２で説明したドーム部パッド４０の装着済みの高圧ガスタンク１０（図２（Ｃ）参照）を、改めてＦＷ法を行う装置にセットする。そして、シリンダー部２２の外側の繊維強化樹脂層３０の外周範囲に亘るフープ巻きによる繊維巻回と、ドーム部２４に装着済みのドーム部パッド４０の外周範囲に亘る低角度・高角度のヘリカル巻きによる繊維巻回を経ることで、最外表繊維樹脂層５０が形成される。本実施例では、繊維強化樹脂層３０で用いたカーボン繊維より強度に優れるガラス繊維をポリエステル樹脂やポリアミド樹脂等の熱硬化性樹脂に含浸させ、ガラス繊維により、最外表繊維樹脂層５０を形成した。この場合、繊維強化樹脂層３０については、タンク全体の強度確保のため厚く形成し、最外表繊維樹脂層５０については、繊維強化樹脂層３０より繊維巻回数を減らして薄い樹脂層とした。ドーム部パッド４０は、最外表繊維樹脂層５０にて覆われるので、ドーム部２４への装着に際しては、パッド保持のためだけの接着剤を必要としない。
【００３１】
図７に示すように、この高圧ガスタンク１０Ａがそのドーム部２４の側から地面に落下した場合、落下に伴う衝撃力は、最外表繊維樹脂層５０を経てその内側のドーム部パッド４０に加わる。よって、最外表繊維樹脂層５０は、衝撃力のエネルギーを、最外表繊維樹脂層５０の破損および最外表繊維樹脂層５０での吸収により、低減させる。こうしてエネルギー低減後の衝撃力は、最外表繊維樹脂層５０の内側に位置するドーム部パッド４０に伝わるが、ドーム部パッド４０は、最外表繊維樹脂層５０の破損を経て、既述したような潤滑層４２を境にした上下の層の滑りを起こす。このため、衝撃力は、最外表繊維樹脂層５０でのエネルギー低減、およびドーム部パッド４０の層の滑りに伴う既述した衝撃力の分散により、ドーム部２４における繊維強化樹脂層３０や樹脂製ライナー２０に及び難くなる。よって、本実施例の高圧ガスタンク１０Ａによれば、より高い実効性で衝撃緩和を図りつつ、タンク軽量化を達成できる。
【００３２】
なお、樹脂製ライナー２０の外周に２層の繊維樹脂層、例えば繊維強化樹脂層３０と最外表繊維樹脂層５０とを備え、ドーム部２４における最外表繊維樹脂層５０に、ゴム製のパッドを単に装着しただけのタンクでは、次の理由から上記した利点は得られない。ドーム部２４における最外表繊維樹脂層５０にゴム製のパッドを装着したタンクは、図５に示した従来タンクにおいて、パッドの内側に２層の繊維樹脂層（繊維強化樹脂層３０と最外表繊維樹脂層５０）を備えたものに相当する。このため、既述したように、ゴム製のパッドは、タンク落下に伴う衝撃力をうけて衝撃Ｐにて圧縮しつつ、その周囲において変形するものの、この変形は、ゴムの性質だけでもたらせられるに過ぎず、パッド内側の２層の繊維樹脂層（繊維強化樹脂層３０と最外表繊維樹脂層５０）やライナーの変形を招かないようにするには、パッドを厚くせざるを得ない。
【００３３】
図８は最外表繊維樹脂層５０にてドーム部２４におけるドーム部パッドを覆う他の形態の高圧ガスタンク１０Ｂの構成を概略的に断面視して示す説明図である。図示するように、この高圧ガスタンク１０Ｂは、既述した高圧ガスタンク１０Ａと同様に、最外表繊維樹脂層５０にてドーム部２４におけるドーム部パッドを覆う点で共通する。そして、高圧ガスタンク１０Ｂでは、ドーム部パッド１４０を、潤滑層４２を備えないゴム製のものとしている。この高圧ガスタンク１０Ｂであっても、ドーム部２４に加わった衝撃力は、最外表繊維樹脂層５０を経て、ドーム部パッド１４０、およびその内側の繊維強化樹脂層３０、樹脂製ライナー２０に加わることから、次の利点がある。
【００３４】
図７にて説明したように、この高圧ガスタンク１０Ｂにあっても、ドーム部２４に加わる衝撃力は、最外表繊維樹脂層５０を経てその内側のドーム部パッド１４０に加わる。よって、最外表繊維樹脂層５０は、衝撃力のエネルギーを、最外表繊維樹脂層５０の破損および最外表繊維樹脂層５０での吸収により、低減させる。このため、ドーム部パッド１４０に加わる衝撃力は、エネルギー低減後の衝撃力となるので、ドーム部パッド１４０は、ゴム製のパッドであっても、ゴムの性質による圧縮と変形により、衝撃力のエネルギー吸収と衝撃力の分散をもたらす。よって、ドーム部パッド１４０の内側に位置する繊維強化樹脂層３０や樹脂製ライナー２０には、よりエネルギーが小さくなった状態でしか衝撃力が加わらないので、高い実効性で衝撃緩和を図ることができる。しかも、ドーム部パッド１４０については、エネルギー低減後の衝撃力の緩和ができればよいことから、不用意な厚肉化を必要としない。よって、高圧ガスタンク１０Ｂによっても、衝撃緩和とタンク軽量化を両立できる。
【００３５】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記した実施の形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。例えば、ドーム部パッド４０は、一つの潤滑層４２にて２層の層状構造としたが、潤滑層４２を複数備えて、それぞれの潤滑層４２にて３層或いはこれより多い数の層状構造とすることができる。
【００３６】
また、潤滑層４２を、潤滑オイルを用いて形成するほか、パウダー状の微細粒径の粉粒体を用いて形成するようにすることもできる。粉粒体を用いる場合には、粉粒体を、ドーム部２４の球面形状に倣った大小の略半球状のゴムシートの重なり範囲に塗布したり、大小の略半球状のゴムシートの重なり範囲のシート表面に設けたシート形状に倣った面状の窪みに封止すればよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０、１０Ａ、１０Ｂ…高圧ガスタンク
１２…タンク金具
１４…タンク金具
２０…樹脂製ライナー
２２…シリンダー部
２４…ドーム部
２６…補強環状体
３０…繊維強化樹脂層
３１…カーボン繊維
３５…リール
４０…ドーム部パッド
４２…潤滑層
４４…スリット
５０…最外表繊維樹脂層
１４０…ドーム部パッド
Ｓ…ライナー保持シャフト
ＡＸ…タンク中心軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライナー外周に繊維強化樹脂層を形成した高圧ガスタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年になり、燃料ガスの燃焼エネルギーや、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ー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、炭素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）で被覆するライナーを樹脂製ライナーとすることが検討されている。また、タンクへのガス充填当たりの車両航続距離を延ばすには、高圧でのガス充填とタンク容量増が必要であることから、樹脂製ライナーを薄肉とした上で繊維強化樹脂層による効果的な補強が求められている。
【０００３】
また、高圧タンクを車両に搭載するに当たっては、軽量化のみならず、車載の際、或いはタンク取扱の際等におけるタンク落下を想定し、タンク強度の確保も不可欠である。そして、高圧ガスタンクは、タンク両端に球面形状のドーム部を備え、タンク落下の際には、このドーム部に衝撃が加わり勝ちとなる。このため、ドーム部の耐衝撃性の向上を図る技術が種々提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０８９７１号公報
【特許文献２】特開２００７−１６９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これら特許文献では、ドーム部を覆う保護部材に衝撃緩和の緩衝機能を持たせているものの、衝撃に伴うエネルギーを保護部材で全て緩衝させる必要があり、保護部材の厚肉化を招いていた。このため、例えば、大容量の高圧ガスタンクでは、タンクの軽量化が進まないのが現状である。
【０００６】
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、高圧ガスタンク両端のドーム部における衝撃緩和とタンク軽量化の両立を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明では、以下の構成を採用した。
【０００８】
[適用１：高圧ガスタンク]
ライナーの外周に、熱硬化性樹脂を含浸した繊維の巻回を経て繊維強化樹脂層を備える高圧ガスタンクであって、
円筒状のシリンダー部の両側に接合された球面形状のドーム部を覆い、該ドーム部に加わった衝撃の緩和に寄与するドーム部パッドを備え、
該ドーム部パッドは、
少なくとも２層の層状構造とされ、層の重なる範囲に、各層の界面に沿ったズレを許容する層間部を有する
ことを要旨とする。
【０００９】
上記構成を備える高圧ガスタンクでは、ライナーの外周に繊維強化樹脂層を備えた上で、シリンダー部両側のドーム部をドーム部パッドで覆う。このドーム部パッドは、少なくとも２層の層状構造であって、層の重なる範囲の層間部において、各層の界面に沿ったズレを許容する。仮に、ドーム部に衝撃が加わると、その衝撃を受けて、ドーム部パッドは、重なった層を層間部を境に容易に滑らせる。このため、衝撃に伴う力（以下、衝撃力）は、ドーム部パッドにおける層の滑りにより、衝撃が加わった点（以下、衝撃点）に集中しなくなり、衝撃点からその周囲に効率よく分散され、この分散に伴い、衝撃力は衝撃点においても弱まる。よって、衝撃力がドーム部パッドの内側に位置する繊維強化樹脂層とその更に内側のライナーに及ぶ程度は小さくなり、高い実効性で衝撃緩和を図ることができる。しかも、衝撃緩和の実効性確保に当たり、ドーム部パッドについては、厚肉化を要しない。この結果、上記構成を有する高圧ガスタンクによれば、高圧ガスタンク両端のドーム部における衝撃緩和とタンク軽量化とを、容易に両立することができる。
【００１０】
上記した高圧ガスタンクは、次のような態様とすることができる。例えば、前記層間部を、前記重なる層と層に介在する流体または粉粒体とすれば、この両体または粉粒体により摩擦低減が容易に達成できて層のズレを許容するので、簡便である。特に、重なる層と層にオイルを塗布または封止すれば、より簡便であると共に、摩擦低減化も容易となる。
【００１１】
また、前記シリンダー部における前記繊維強化繊維層と前記ドーム部パッドとを覆う最外表繊維層を、熱硬化性樹脂を含浸した繊維の巻回を経て形成するようにすることもできる。こうすれば、次の利点がある。
【００１２】
ドーム部に加わった衝撃力は、最外表繊維層を経てその内側のドーム部パッドに加わるので、この最外表繊維層は、衝撃力のエネルギーを、最外表繊維層の破損および最外表繊維層での吸収により、低減させる。こうしてエネルギー低減後の衝撃力は、最外表繊維層の内側に位置するドーム部パッドに伝わるが、ドーム部パッドは、最外表繊維層の破損を経て重なった層の滑りをもたらすので、この滑りに伴う既述した衝撃力の分散により、衝撃力が繊維強化樹脂層とライナーに及ぶ程度はより一層小さくなる。このため、最外表繊維層を有する形態の高圧ガスタンクによれば、より高い実効性で衝撃緩和を図りつつ、タンク軽量化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例としての高圧ガスタンク１０の構成を概略的に断面視して示す説明図である。
【図２】タンク製造過程を示す製造手順を説明する説明図である。
【図３】ドーム部パッド４０の装着の一態様を示す説明図である。
【図４】高圧ガスタンク１０がドーム部２４の側から落下した場合の衝撃緩和の様子を説明する説明図である。
【図５】対比する従来タンクでの衝撃緩和の様子を説明する説明図である。
【図６】他の実施例の高圧ガスタンク１０Ａの構成を概略的に断面視して示す説明図である。
【図７】高圧ガスタンク１０Ａがドーム部２４の側から落下した場合の衝撃緩和の様子を説明する説明図である。
【図８】最外表繊維樹脂層５０にてドーム部２４におけるドーム部パッドを覆う他の形態の高圧ガスタンク１０Ｂの構成を概略的に断面視して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図１は本発明の実施例としての高圧ガスタンク１０の構成を概略的に断面視して示す説明図である。
【００１５】
図示するように、高圧ガスタンク１０は、樹脂製ライナー２０と、繊維強化樹脂層３０と、タンク両端側のドーム部パッド４０を備える。樹脂製ライナー２０は、タンク長手方向の中央で２分割されたライナーパーツをナイロン系樹脂等の適宜な樹脂にて型成型し、その型成型品のライナーパーツを接合して形成され、円筒状のシリンダー部２２の両側に球面形状のドーム部２４を接合して備える。この樹脂製ライナー２０は、ドーム部２４の頂上箇所に金属製のタンク金具１２、１４を備える。上記した両タンク金具は、後述の繊維巻回の際の回転軸挿入に用いられ、一方のタンク金具１２は、配管接続用の図示しないベース接続用にも用いられる。
【００１６】
繊維強化樹脂層３０は、熱硬化性樹脂を含浸した繊維強化樹脂層をフィラメントワインディング法（以下、ＦＷ法）によりライナー外周に巻回させることで形成され、樹脂製ライナー２０における円筒状のシリンダー部２２の外周範囲に亘るフープ巻きによる繊維巻回と、ドーム部２４の外周範囲に亘る低角度・高角度のヘリカル巻きによる繊維巻回を経て形成される。こうした繊維強化樹脂層３０の形成には、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いることが一般的であるが、ポリエステル樹脂やポリアミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、ＦＷ法によりライナー外周に巻回させる補強用の繊維（スライバー繊維）としては、ガラス繊維やカーボン繊維、アラミド繊維等が用いられる他、複数種類（例えば、ガラス繊維とカーボン繊維）のＦＷ法による巻回を順次行うことで、繊維強化樹脂層３０を異なる繊維からなる樹脂層を積層させて形成することもできる。本実施例では、繊維強化樹脂層３０をカーボン繊維により形成した。
【００１７】
ドーム部パッド４０は、球面形状のドーム部２４をその外側から覆うことができる形状に予め賦形されたゴム成型品であり、ドーム部２４に装着されて、当該ドーム部に加わった衝撃の緩和に寄与する。ドーム部パッド４０の成型に用いるゴムは、ウレタン、シリコーン等の合成ゴムであり、加わった衝撃に対して圧縮・伸張の変形を起こすことで衝撃力の分散・吸収を図る。本実施例では、ドーム部パッド４０を、後述するＦＷ法での熱硬化性樹脂の硬化に際してドーム部２４に接着するため、ＦＷ法で用いる熱硬化性樹脂との接着性も考慮して、ゴム材料を選定した。
【００１８】
ドーム部パッド４０は、本実施例では、その内部に潤滑層４２を備え、この潤滑層４２を挟んで上下の２層のゴムが重なるような層状構造とされている。こうしたドーム部パッド４０の成型に当たっては、ドーム部２４の球面形状に倣った大小の略半球状のゴムシートを、図示しないゴム成型機にて重ね合わせ、その重なり範囲に、潤滑オイルを塗布する。そして、オイル塗布領域を図示するように封じ込めるよう、ゴムシートを加熱・加硫して一体とすることで、潤滑層４２が形成される。この他、大小の略半球状のゴムシートの重なり範囲のシート表面に、シート形状に倣った面状の窪みを設け、当該窪みに潤滑オイルを封止した上で、窪みを取り囲む範囲においてゴムシートを加熱・加硫して一体として、潤滑層４２を形成することもできる。
【００１９】
次に、高圧ガスタンク１０の製造手法について説明する。図２はタンク製造過程を示す製造手順を説明する説明図である。
【００２０】
図２に示すように、まず、ＦＷ法による繊維巻回を実施して、樹脂製ライナー２０の外周に繊維強化樹脂層３０を形成する（図２（Ａ）参照）。つまり、タンク両側のタンク金具１２とタンク金具１４を図示しないＦＷ装置の回転軸に係合させ、樹脂製ライナー２０をタンク中心軸ＡＸの回りに回転するよう軸支する。そして、樹脂製ライナー２０をタンク中心軸ＡＸの回りに回転させながら、ＦＷ法による繊維巻回を行う。このＦＷ法では、カーボン繊維３１を巻き取ったリール３５から当該繊維を送り出す際にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂をカーボン繊維３１に予め含浸させ、その上で、リール３５をタンク軸方向に移動させるリール移動と上記したライナー回転とを行い、カーボン繊維３１をリール３５から送り出しつつライナー外周に巻回する。本実施例では、まず、リール移動速度とライナー回転速度とを調整することで、シリンダー部２２の外周範囲に亘ってＦＷ法によりフープ巻きによる繊維巻回を繰り返し実行する。この場合の上記した速度調整は、シリンダー部２２のタンク中心軸ＡＸと巻き付け繊維のなす角度がほぼ垂直な巻き角度となるよう、調整される。なお、上記した「巻き角度」は、カーボン繊維３１の巻き付け方向（リール３５の移動方向）に対するカーボン繊維３１の繊維方向の角度を意味する。
【００２１】
次いで、改めてリール移動速度とライナー回転速度とを調整することで、シリンダー部２２の両端のドーム部２４にカーボン繊維３１を掛け渡すようＦＷ法により高角度・低角度のヘリカル巻きによる繊維巻回を繰り返し実行する。この場合にあっても、ヘリカル巻きの巻き角度が一定となるよう調整され、カーボン繊維３１は、ドーム部２４の外表において、巻き付け方向を折り返して螺旋状に巻き付けられる。これにより、繊維強化樹脂層３０が樹脂製ライナー２０の外周に形成される（図２（Ｂ）参照）。
【００２２】
繊維強化樹脂層３０の形成に続いて、ドーム部パッド４０をドーム部２４にその外側から装着し（図２（Ｃ）参照）、この装着したドーム部パッド４０がドーム部２４に接着されるよう、熱硬化性樹脂を硬化させる。つまり、ＦＷ法実施済みおよびドーム部パッド４０の打擲済みの樹脂製ライナー２０を、熱乾燥機内にセットして養生に付す。養生が済むと、ドーム部パッド４０でドーム部２４を覆った高圧ガスタンク１０が得られることになる。
【００２３】
図３はドーム部パッド４０の装着の一態様を示す説明図である。図示するように、ドーム部パッド４０は、内周側から外周周縁に掛けてスリット４４を備え、潤滑層４２をスリット４４で分断されないように、封止して備える。この態様のドーム部パッド４０は、繊維強化樹脂層３０の形成後において、スリット４４にて開かれて、ライナー保持シャフトＳの装着状態において、ドーム部２４に装着される。スリット４４を有しないドーム部パッド４０を補強環状体２６に装着するには、ＦＷ法での繊維巻回の際に、ライナー保持シャフトＳに予めドーム部パッド４０をセットしておき、ドーム部パッド４０と干渉しないようにＦＷ法による繊維巻回を行えばよい。或いは、熱硬化性樹脂の熱硬化のための熱乾燥機内へのセットに際して、ドーム部パッド４０をドーム部２４に装着すればよい。
【００２４】
以上説明した本実施例の高圧ガスタンク１０によれば、次のような利点がある。図４は高圧ガスタンク１０がドーム部２４の側から落下した場合の衝撃緩和の様子を説明する説明図、図５は対比する従来タンクでの衝撃緩和の様子を説明する説明図である。
【００２５】
図４に示すように本実施例の高圧ガスタンク１０がそのドーム部２４の側から地面に落下した場合、落下に伴う衝撃力は、ドーム部パッド４０に加わる。ドーム部パッド４０は、この衝撃力を受けて、潤滑層４２を境にその上下の層を滑らせる。潤滑層４２は、潤滑オイルによる層であるため、上下の層の滑りの摩擦力を低減するので、ドーム部パッド４０における潤滑層４２の上下の層は、潤滑層４２を境にして容易に滑る。こうした層の滑りは、図における衝撃Ｐの左右方向では、衝撃Ｐから矢印Ａおよび矢印Ｂに示すようにして起きる。
【００２６】
衝撃力は、ドーム部パッド４０におけるこの上下の層の滑りにより、衝撃が加わった点（図中の衝撃Ｐ）で最も大きな力としてドーム部パッド４０に及ぶ。ところが、衝撃力は、上記したドーム部パッド４０における層の滑りにより、衝撃Ｐに集中しなくなり、衝撃Ｐの周囲（図における左右方向の他、図における紙面手前側と奥側）に効率よく分散され、この分散に伴う衝撃緩和により、衝撃力は衝撃Ｐにおいても弱まる。よって、本実施例の高圧ガスタンク１０では、衝撃力がドーム部パッド４０の内側に位置する繊維強化樹脂層３０とその更に内側の樹脂製ライナー２０に及ぶ程度は小さくなり、高い実効性で衝撃緩和を図ることができる。しかも、こうした衝撃緩和の実効性の確保に当たり、ドーム部パッド４０については、厚肉化を要しない。この結果、本実施例の高圧ガスタンク１０によれば、高圧ガスタンク両端のドーム部２４における衝撃緩和とタンク軽量化とを、容易且つ確実に両立することができる。
【００２７】
また、本実施例の高圧ガスタンク１０では、潤滑層４２を潤滑オイルを塗布或いは封止することによりドーム部パッド４０において形成したので、潤滑層４２の上下の層の滑り摩擦を確実且つ簡便に低減できる。このため、上記した衝撃緩和の実効性をより容易に高めることができる。
【００２８】
これに対し、図５に示すように、タンク端部側のドーム部にゴム製のパッドを単に装着しただけの従来タンクでは、ゴム製のパッドは、タンク落下に伴う衝撃力をうけて衝撃Ｐにて圧縮しつつ、その周囲において変形するものの、この変形は、ゴムの性質だけでもたらせられるに過ぎない。このため、衝撃Ｐでの衝撃力はこの衝撃Ｐにて集中して大きいままとなる。そして、この大きい衝撃力がパッド内側の繊維強化樹脂層やライナーの変形を招かないようにするには、パッドを厚くせざるを得ないので、従来タンクではタンクの軽量化に制約を受ける。これに対し、本実施例の高圧ガスタンク１０によれば、既述したように、タンク軽量を図った上で、衝撃緩和を達成できる。
【００２９】
次に、他の実施例について説明する。図６は他の実施例の高圧ガスタンク１０Ａの構成を概略的に断面視して示す説明図、図７は高圧ガスタンク１０Ａがドーム部２４の側から落下した場合の衝撃緩和の様子を説明する説明図である。この実施例の高圧ガスタンク１０Ａは、ドーム部パッド４０を、繊維強化樹脂層３０とは別の繊維をＦＷ法にて巻回した最外表繊維樹脂層５０で覆っている点に特徴がある。
【００３０】
図６に示すように、高圧ガスタンク１０Ａは、樹脂製ライナー２０と、繊維強化樹脂層３０と、タンク両端側のドーム部パッド４０とを備え、ドーム部パッド４０および繊維強化樹脂層３０における円筒状のシリンダー部の外側に最外表繊維樹脂層５０を備える。樹脂製ライナー２０と繊維強化樹脂層３０およびドーム部パッド４０については、既述した実施例の高圧ガスタンク１０と同様に形成される。最外表繊維樹脂層５０の形成に当たっては、図２で説明したドーム部パッド４０の装着済みの高圧ガスタンク１０（図２（Ｃ）参照）を、改めてＦＷ法を行う装置にセットする。そして、シリンダー部２２の外側の繊維強化樹脂層３０の外周範囲に亘るフープ巻きによる繊維巻回と、ドーム部２４に装着済みのドーム部パッド４０の外周範囲に亘る低角度・高角度のヘリカル巻きによる繊維巻回を経ることで、最外表繊維樹脂層５０が形成される。本実施例では、繊維強化樹脂層３０で用いたカーボン繊維より強度に優れるガラス繊維をポリエステル樹脂やポリアミド樹脂等の熱硬化性樹脂に含浸させ、ガラス繊維により、最外表繊維樹脂層５０を形成した。この場合、繊維強化樹脂層３０については、タンク全体の強度確保のため厚く形成し、最外表繊維樹脂層５０については、繊維強化樹脂層３０より繊維巻回数を減らして薄い樹脂層とした。ドーム部パッド４０は、最外表繊維樹脂層５０にて覆われるので、ドーム部２４への装着に際しては、パッド保持のためだけの接着剤を必要としない。
【００３１】
図７に示すように、この高圧ガスタンク１０Ａがそのドーム部２４の側から地面に落下した場合、落下に伴う衝撃力は、最外表繊維樹脂層５０を経てその内側のドーム部パッド４０に加わる。よって、最外表繊維樹脂層５０は、衝撃力のエネルギーを、最外表繊維樹脂層５０の破損および最外表繊維樹脂層５０での吸収により、低減させる。こうしてエネルギー低減後の衝撃力は、最外表繊維樹脂層５０の内側に位置するドーム部パッド４０に伝わるが、ドーム部パッド４０は、最外表繊維樹脂層５０の破損を経て、既述したような潤滑層４２を境にした上下の層の滑りを起こす。このため、衝撃力は、最外表繊維樹脂層５０でのエネルギー低減、およびドーム部パッド４０の層の滑りに伴う既述した衝撃力の分散により、ドーム部２４における繊維強化樹脂層３０や樹脂製ライナー２０に及び難くなる。よって、本実施例の高圧ガスタンク１０Ａによれば、より高い実効性で衝撃緩和を図りつつ、タンク軽量化を達成できる。
【００３２】
なお、樹脂製ライナー２０の外周に２層の繊維樹脂層、例えば繊維強化樹脂層３０と最外表繊維樹脂層５０とを備え、ドーム部２４における最外表繊維樹脂層５０に、ゴム製のパッドを単に装着しただけのタンクでは、次の理由から上記した利点は得られない。ドーム部２４における最外表繊維樹脂層５０にゴム製のパッドを装着したタンクは、図５に示した従来タンクにおいて、パッドの内側に２層の繊維樹脂層（繊維強化樹脂層３０と最外表繊維樹脂層５０）を備えたものに相当する。このため、既述したように、ゴム製のパッドは、タンク落下に伴う衝撃力をうけて衝撃Ｐにて圧縮しつつ、その周囲において変形するものの、この変形は、ゴムの性質だけでもたらせられるに過ぎず、パッド内側の２層の繊維樹脂層（繊維強化樹脂層３０と最外表繊維樹脂層５０）やライナーの変形を招かないようにするには、パッドを厚くせざるを得ない。
【００３３】
図８は最外表繊維樹脂層５０にてドーム部２４におけるドーム部パッドを覆う他の形態の高圧ガスタンク１０Ｂの構成を概略的に断面視して示す説明図である。図示するように、この高圧ガスタンク１０Ｂは、既述した高圧ガスタンク１０Ａと同様に、最外表繊維樹脂層５０にてドーム部２４におけるドーム部パッドを覆う点で共通する。そして、高圧ガスタンク１０Ｂでは、ドーム部パッド１４０を、潤滑層４２を備えないゴム製のものとしている。この高圧ガスタンク１０Ｂであっても、ドーム部２４に加わった衝撃力は、最外表繊維樹脂層５０を経て、ドーム部パッド１４０、およびその内側の繊維強化樹脂層３０、樹脂製ライナー２０に加わることから、次の利点がある。
【００３４】
図７にて説明したように、この高圧ガスタンク１０Ｂにあっても、ドーム部２４に加わる衝撃力は、最外表繊維樹脂層５０を経てその内側のドーム部パッド１４０に加わる。よって、最外表繊維樹脂層５０は、衝撃力のエネルギーを、最外表繊維樹脂層５０の破損および最外表繊維樹脂層５０での吸収により、低減させる。このため、ドーム部パッド１４０に加わる衝撃力は、エネルギー低減後の衝撃力となるので、ドーム部パッド１４０は、ゴム製のパッドであっても、ゴムの性質による圧縮と変形により、衝撃力のエネルギー吸収と衝撃力の分散をもたらす。よって、ドーム部パッド１４０の内側に位置する繊維強化樹脂層３０や樹脂製ライナー２０には、よりエネルギーが小さくなった状態でしか衝撃力が加わらないので、高い実効性で衝撃緩和を図ることができる。しかも、ドーム部パッド１４０については、エネルギー低減後の衝撃力の緩和ができればよいことから、不用意な厚肉化を必要としない。よって、高圧ガスタンク１０Ｂによっても、衝撃緩和とタンク軽量化を両立できる。
【００３５】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記した実施の形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。例えば、ドーム部パッド４０は、一つの潤滑層４２にて２層の層状構造としたが、潤滑層４２を複数備えて、それぞれの潤滑層４２にて３層或いはこれより多い数の層状構造とすることができる。
【００３６】
また、潤滑層４２を、潤滑オイルを用いて形成するほか、パウダー状の微細粒径の粉粒体を用いて形成するようにすることもできる。粉粒体を用いる場合には、粉粒体を、ドーム部２４の球面形状に倣った大小の略半球状のゴムシートの重なり範囲に塗布したり、大小の略半球状のゴムシートの重なり範囲のシート表面に設けたシート形状に倣った面状の窪みに封止すればよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０、１０Ａ、１０Ｂ…高圧ガスタンク
１２…タンク金具
１４…タンク金具
２０…樹脂製ライナー
２２…シリンダー部
２４…ドーム部
２６…補強環状体
３０…繊維強化樹脂層
３１…カーボン繊維
３５…リール
４０…ドーム部パッド
４２…潤滑層
４４…スリット
５０…最外表繊維樹脂層
１４０…ドーム部パッド
Ｓ…ライナー保持シャフト
ＡＸ…タンク中心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライナーの外周に、熱硬化性樹脂を含浸した繊維の巻回を経て繊維強化樹脂層を備える高圧ガスタンクであって、
円筒状のシリンダー部の両側に接合された球面形状のドーム部を覆い、該ドーム部に加わった衝撃の緩和に寄与するドーム部パッドを備え、
該ドーム部パッドは、
少なくとも２層の層状構造とされ、層の重なる範囲に、各層の界面に沿ったズレを許容する層間部を有する
高圧ガスタンク。
【請求項２】
前記層間部は、前記重なる層と層に介在する流体または粉粒体とされている請求項１に記載の高圧ガスタンク。
【請求項３】
前記層間部は、前記重なる層と層にオイルを塗布または封止して形成されている請求項２に記載の高圧ガスタンク。
【請求項４】
熱硬化性樹脂を含浸した繊維を、前記シリンダー部における前記繊維強化繊維層と前記ドーム部パッドとを覆うように巻回した最外表繊維層を備える請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の高圧ガスタンク。
【請求項１】
ライナーの外周に、熱硬化性樹脂を含浸した繊維の巻回を経て繊維強化樹脂層を備える高圧ガスタンクであって、
円筒状のシリンダー部の両側に接合された球面形状のドーム部を覆い、該ドーム部に加わった衝撃の緩和に寄与するドーム部パッドを備え、
該ドーム部パッドは、
少なくとも２層の層状構造とされ、層の重なる範囲に、各層の界面に沿ったズレを許容する層間部を有する
高圧ガスタンク。
【請求項２】
前記層間部は、前記重なる層と層に介在する流体または粉粒体とされている請求項１に記載の高圧ガスタンク。
【請求項３】
前記層間部は、前記重なる層と層にオイルを塗布または封止して形成されている請求項２に記載の高圧ガスタンク。
【請求項４】
熱硬化性樹脂を含浸した繊維を、前記シリンダー部における前記繊維強化繊維層と前記ドーム部パッドとを覆うように巻回した最外表繊維層を備える請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の高圧ガスタンク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２２０４２５（Ｐ２０１１−２２０４２５Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８９３３４（Ｐ２０１０−８９３３４）
【出願日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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