(57)【要約】【課題】容器本体の筒状胴部に複数周に亘って巻き付けられるシート状の繊維強化部材の屈曲を解消させることが可能な高圧タンクを提供する。【解決手段】高圧タンクは、容器本体の筒状胴部を有する容器本体と、筒状胴部の外面にシート状の繊維強化部材が複数周に亘って巻き付けられた補強層と、繊維強化部材の所定厚の一周目の終端部の径方向内側に設けられた、終端部を筒状胴部の外径位置よりも径方向外側の位置で支持する支持部と、を備える。【選択図】図３
2020002965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定外径の筒状胴部を有する容器本体と、
前記筒状胴部の外面にシート状の繊維強化部材が複数周に亘って巻き付けられた補強層と、
前記繊維強化部材の所定厚の一周目の終端部の径方向内側に設けられた、前記終端部を前記筒状胴部の外径位置よりも径方向外側の位置で支持する支持部と、
を備える、高圧タンク。
【請求項２】
前記支持部は、外面の径方向位置が反巻き付け方向側から巻き付け方向側にかけて徐々に径方向外側となり、巻き付け方向端の径方向高さが前記所定厚となるように形成された、軸方向に延在する部位である、請求項１に記載の高圧タンク。
【請求項３】
前記支持部における巻き付け方向端かつ径方向外端の角部は、円弧状に形成されている、請求項１又は２に記載の高圧タンク。
【請求項４】
前記支持部は、前記容器本体に一体形成されている、請求項１乃至３の何れか一項に記載の高圧タンク。
【請求項５】
前記支持部は、前記容器本体及び前記繊維強化部材とは別体で形成されている、請求項１乃至３の何れか一項に記載の高圧タンク。
【請求項６】
前記支持部は、前記繊維強化部材に一体形成され、前記一周目の始端に対して反巻き付け方向側に連設している、請求項１又は２に記載の高圧タンク。
【請求項７】
前記支持部は、前記繊維強化部材の前記所定厚の巻き始め部が斜めに切断されることにより形成されている、請求項６に記載の高圧タンク。
【請求項８】
前記支持部は、前記繊維強化部材の前記所定厚の巻き始め部が軸方向両端部間で空かれることにより形成されている、請求項６に記載の高圧タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池自動車や天然ガス自動車などに用いられるガスを貯蔵する高圧タンクが知られている（例えば、特許文献１）。高圧タンクは、ガスが貯蔵される容器本体と、その容器本体を補強する補強層と、を備えている。補強層は、高圧タンクの耐圧を高めるために、容器本体の外面に繊維強化部材が巻き付けられた層である。容器本体は、円筒状に形成された筒状胴部と、筒状胴部の軸方向両側それぞれに形成されたドーム部と、を有している。補強層としては、容器本体の筒状胴部の外面側に形成されるフープ層がある。フープ層は、容器本体の筒状胴部に一枚の所定厚の繊維強化シートが複数周に亘って巻き付けられることにより形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１４１９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
容器本体の筒状胴部に一枚の繊維強化シートが複数周に亘って巻き付けられると、繊維強化シートの一周目の終端部から二周目の始端部に亘る部分に、繊維強化シートの所定厚分だけ段差が生じ、繊維強化シートがクランク状に鋭く屈曲する。かかる段差や屈曲は、繊維強化シートの二周目の終端部から三周目の始端部に亘る部分などを含む、一周目から二周目への亘り部分の径方向外側にも同様に生じる。このため、容器本体内の圧力が高圧になったときに繊維強化シートの屈曲部分に応力が集中して繊維の耐久性の低下が生じ易くなる。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、容器本体の筒状胴部に複数周に亘って巻き付けられるシート状の繊維強化部材の屈曲を解消させることが可能な高圧タンク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】
【０００６】
本発明は、所定外径の筒状胴部を有する容器本体と、前記筒状胴部の外面にシート状の繊維強化部材が複数周に亘って巻き付けられた補強層と、前記繊維強化部材の所定厚の一周目の終端部の径方向内側に設けられた、前記終端部を前記筒状胴部の外径位置よりも径方向外側の位置で支持する支持部と、を備える、高圧タンクである。
【０００７】
この構成によれば、支持部が、シート状の繊維強化部材の一周目の終端部を容器本体の筒状胴部の外面よりも径方向外側の位置で支持する。かかる構造では、支持部の存在により、繊維強化部材の一周目の終端部がその一周目の始端部よりも径方向外側に位置し、その一周目の終端部の内面の径方向位置がその一周目の始端部の外面の径方向位置に近づく。このため、上記の支持部が設けられない構造に比べて、繊維強化部材の一周目の終端部と二周目の始端部との段差を小さくすることができるので、繊維強化部材の一周目の終端部から二周目の始端部に亘る部分を、クランク状に屈曲させることなく滑らかに湾曲させることができる。繊維強化部材の一周目から二周目に亘る部分の形状が滑らかに連続したものとなれば、その亘り部分に対する径方向外側の亘り部分の形状も同様に滑らかになる。従って、シート状の繊維強化部材の屈曲を解消させることができ、これにより、タンク内圧の上昇に伴って容器本体が径方向外方へ膨らんだときにも、応力集中を生じ難くして繊維の耐久性低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る高圧タンクの構造を模式的に表した図である。
【図２】第１実施形態の高圧タンクにおいて容器本体の筒状胴部の外面にシート状の繊維強化部材が巻き付けられる状態を表した斜視図である。
【図３】第１実施形態の高圧タンクを図１に示す直線III−IIIで切断した際の断面図及び要部拡大図である。
【図４】第１実施形態の高圧タンクが備える容器本体の筒状胴部の要部の断面図である。
【図５】第１実施形態の高圧タンクが備える容器本体の全体斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る高圧タンクが備える部品の全体斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る高圧タンクの要部断面図である。
【図８】第３実施形態を変形した変形形態の高圧タンクが備える繊維強化部材の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る高圧タンクの具体的な実施形態について図面を用いて説明する。
【００１０】
［第１実施形態］
図１−図５を用いて、第１実施形態の高圧タンク１について説明する。高圧タンク１は、例えば水素ガスや天然ガスなどを高圧で充填する耐圧容器である。高圧タンク１は、例えば自動車などに搭載される。高圧タンク１は、図１に示す如く、容器本体１０と、補強層３０と、を備えている。
【００１１】
容器本体１０は、高圧タンク１の内壁層をなす中空のライナである。容器本体１０は、部位として、筒状胴部１１と、ドーム部１２と、を有している。筒状胴部１１は、円筒状に形成された部位である。筒状胴部１１は、断面円形に形成されており、一定の外径を有している。ドーム部１２は、半球状に形成される部位である。ドーム部１２は、筒状胴部１１の軸方向両端部それぞれに一体的に設けられている。すなわち、容器本体１０は、筒状胴部１１と２つのドーム部１２とが互いに一体化されて形成されている。容器本体１０の内部空間には、ガスが充填される。以下、高圧タンク１や容器本体１０の軸が延びる方向を、適宜、軸方向Ａと称す。
【００１２】
容器本体１０は、部品として、ライナ部２０と、口金２１と、を有している。すなわち、容器本体１０は、ライナ部２０と口金２１とが組み付けられることにより構成される。ライナ部２０及び口金２１は、互いに組み付けられた状態で上記の筒状胴部１１及びドーム部１２を形成する。
【００１３】
ライナ部２０は、少なくとも筒状胴部１１を形成するような形状（すなわち、略円筒状）に形成されている。尚、ライナ部２０は、ドーム部１２の少なくとも一部を含むように形成されていてもよい。ライナ部２０は、ガスバリア性を有する材料（例えば、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂，その他の硬質樹脂など）により形成されている。尚、ライナ部２０は、例えばアルミニウムなどの材料により形成された金属ライナであってもよい。
【００１４】
ライナ部２０の軸方向両端部にはそれぞれ、開口２２が設けられている。開口２２は、半球状のドーム部１２の頂点を中心にして略円形に形成されている。開口２２には、口金２１が嵌入されている。口金２１は、ライナ部２０の軸方向両端部それぞれに固定されている。ライナ部２０への口金２１の固定は、両者の螺合または嵌め合いにより或いはインサート成形により行われる。口金２１は、略円筒状に形成されており、ボス部２３及びフランジ部２４を有している。口金２１のボス部２３の先端側は、ドーム部１２の頂点から軸方向Ａの外方へ突出している。口金２１は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金などの金属により形成されている。口金２１には、バルブ（図示せず）が螺合により取り付けられている。
【００１５】
補強層３０は、高圧タンク１の外壁層をなし、容器本体１０の外面を覆う補強部材である。補強層３０は、樹脂を含浸した高強度繊維からなる。この高強度繊維は、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などである。また、この高強度繊維に含浸される樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などの熱硬化性樹脂である。尚、この樹脂は、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂などの熱可塑性樹脂であってもよい。補強層３０は、容器本体１０の外面を覆った状態で、高強度繊維に含浸されている樹脂が硬化されることによりその容器本体１０の外面側に固着される。
【００１６】
補強層３０は、フープ層と、ヘリカル層と、を有している。フープ層は、繊維が容器本体１０の軸方向Ａに対して略垂直に延びている層のことである。このフープ層は、容器本体１０の筒状胴部１１の外面側に形成され、主に筒状胴部１１を巻き締めるために設けられる。また、ヘリカル層は、繊維が容器本体１０の軸方向Ａに対して傾斜しつつ螺旋状に延びている層のことである。このヘリカル層は、容器本体１０の軸方向Ａに対して繊維が傾斜する角度が比較的小さい低角度ヘリカル層であって、容器本体１０の筒状胴部１１及びドーム部１２の双方の外面側に形成され、主にドーム部１２を巻き締めるために設けられている。尚、補強層３０として、更に、上記の低角度ヘリカル層よりも軸方向Ａに対する傾斜角度が大きい高角度ヘリカル層が形成されていてもよい。
【００１７】
補強層３０のフープ層は、図２及び図３に示す如く、繊維強化シート３１により形成される。繊維強化シート３１は、一枚のシート状に形成された部材である。繊維強化シート３１は、容器本体１０の外面側に巻き付けられる前に予めシート状に形成される。繊維強化シート３１は、一方向に配向した繊維が複数本平行に並ぶように構成されている。尚、本明細書において、繊維とは、一本の繊維を意味するだけでなく、複数本の繊維が束ねられた繊維束を意味することもあるものとする。また、シート状とは、繊維が延びる方向に延在するだけでなく、その繊維方向に直交する方向にも延在することであって、例えば帯状を含んでよい。繊維強化シート３１の繊維の引張強度は、６．５ＧＰａ程度である。
【００１８】
繊維強化シート３１は、容器本体１０の筒状胴部１１の軸方向長さと略同じ軸方向長さを有している。繊維強化シート３１は、容器本体１０の筒状胴部１１の外面に巻き付けられることでその筒状胴部１１を円筒状に覆う。繊維強化シート３１は、筒状胴部１１を覆ったときにその繊維方向が容器本体１０の軸方向Ａに対して直交する方向（すなわち、周方向）となるように形成配置される。繊維強化シート３１は、容器本体１０の筒状胴部１１に複数周に亘って巻き付けられてその径方向外側に積層される。
【００１９】
補強層３０のヘリカル層は、帯状に形成された部材により形成される。この部材は、繊維強化シート３１によるフープ層の形成が完了した後、そのフープ層の外面に巻き付けられる。繊維強化シート３１が所定複数周に亘って巻き付けられることによりフープ層が形成されかつそのフープ層の外面に所定部材が巻き付けられると、補強層３０が形成される。
【００２０】
高圧タンク１は、また、支持部４０を備えている。支持部４０は、フープ層をなす繊維強化シート３１の巻き始めの一周目の終端部（すなわち、一周目のうち二周目へ亘る部分）３１−１ｅを容器本体１０の一定外径の筒状胴部１１の外径位置１１ａよりも径方向外側の位置で支持する部位である。支持部４０は、その繊維強化シート３１の終端部３１−１ｅの径方向内側に設けられている。
【００２１】
支持部４０は、図４及び図５に示す如く、容器本体１０に一体形成されている。支持部４０は、筒状胴部１１の外径位置１１ａから径方向外側に突出するように設けられている。支持部４０は、断面が略三角形状となるように形成されている。具体的には、支持部４０は、支持部４０の外面の径方向位置が、繊維強化シート３１が巻き付けられる巻付方向とは反対方向である反巻付方向側からその巻付方向側にかけて徐々に径方向外側となり、巻付方向端の径方向高さが繊維強化シート３１の巻き付け前の厚さＴとなるように形成されている。また、支持部４０は、反巻付方向端の径方向高さが略ゼロとなるように形成されている。支持部４０は、軸方向に柱状に延在している。
【００２２】
支持部４０は、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅに接する外面部４１と、巻付方向端において径方向に立設して周方向に向いた立壁部４２と、を有している。外面部４１は、断面直線状又は断面湾曲状に形成されている。外面部４１の形状は、その外面部４１に当接する繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅが滑らかに二周目の始端部３１−２ｓに繋がるように設定されている。すなわち、外面部４１の形状は、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅと二周目の始端部３１−２ｓとが連続する亘り部分が大きくクランクせず、その亘り部分に１８０°に近い所定角度よりも小さい角部が形成されないように設定されている。立壁部４２は、繊維強化シート３１の巻き始め（すなわち、一周目の始端部３１−１ｓ）の周方向端面に対向するように形成されている。支持部４０における巻付方向端かつ径方向外端の角部（すなわち、外面部４１と立壁部４２とが交わる角部）４３は、丸みを帯びた円弧状に形成されている。
【００２３】
高圧タンク１の製造は、以下の手順で行われる。具体的には、まず、図２に示す如く、補強層３０のフープ層をなす一枚の繊維強化シート３１と容器本体１０とが軸方向Ａに延びる軸を中心にして相対的に回転されることにより、繊維強化シート３１が容器本体１０の筒状胴部１１の外面に巻き付けられる。この巻き付けは、繊維強化シート３１の巻き始めである一周目の始端部３１−１ｓの周方向端面が筒状胴部１１の支持部４０の立壁部４２に周方向に対向された状態で開始される。そして、巻き付けは、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅが、径方向内側で支持部４０の外面部４１に支持されながら、二周目の始端部３１−２ｓに亘るように行われ、以後、複数周に亘って連続して行われる。
【００２４】
その後、補強層３０のヘリカル層をなす部材がフープ層の外面に巻き付けられる。このように補強層３０の形成が完了すると、補強層３０の樹脂成分が加熱により固化されて、その補強層３０が容器本体１０の外面に固着される。これにより、高圧タンク１は、容器本体１０の外面に補強層３０が巻き締められた状態に製造される。
【００２５】
上記の高圧タンク１の構造においては、容器本体１０に一体形成された支持部４０が、一定外径の筒状胴部１１の外径位置１１ａから径方向外側に突出しており、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅをその筒状胴部１１の外径位置１１ａよりも径方向外側の位置で支持する。すなわち、支持部４０は、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅと容器本体１０の筒状胴部１１の一定外径の外面との間の空隙Ｓを埋める。この場合には、支持部４０の存在により、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅが、その一周目の始端部３１−１ｓよりも径方向外側に位置し、その一周目の終端部３１−１ｅの内面の径方向位置がその一周目の始端部３１−１ｓの外面の径方向位置に近づく。
【００２６】
このため、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅと二周目の始端部３１−２ｓとが連続する亘り部分でその一周目の終端部３１−１ｅとその二周目の始端部３１−２ｓとの段差を小さくすることができる。この段差が小さくなれば、段差が大きい構造とは異なり、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅから二周目の始端部３１−２ｓに亘る部分を、クランク状に屈曲させることなく滑らかに湾曲させることができる。
【００２７】
繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅから二周目の始端部３１−２ｓに亘る部分の形状が滑らかに連続したものとなれば、繊維強化シート３１の二周目の終端部３１−２ｅから三周目の始端部３１−３ｓに亘る部分を含む、その一周目から二周目への亘り部分に対する径方向外側の亘り部分の形状も同様に滑らかになる。従って、容器本体１０の筒状胴部１１に複数周に亘って巻き付けられる繊維強化シート３１の屈曲を解消させることができる。このため、タンク内圧の上昇に伴って容器本体１０が径方向外方へ膨らんだときの繊維強化シート３１ひいては補強層３０での応力集中を生じ難くして、繊維の耐久性低下を抑制することができ、これにより、高圧タンク１の耐圧を上げること、或いは、補強層３０の薄肉化や高圧タンク１のコンパクト化を図ることができる。
【００２８】
また、高圧タンク１において、支持部４０における角部４３は、上記の如く、丸みを帯びた円弧状に形成されている。このため、繊維強化シート３１が支持部４０の角部４３に当接した際にその繊維強化シート３１の繊維の耐久性の低下が生じ易くなるのを防止することができる。
【００２９】
［第２実施形態］
図６を用いて、第２実施形態の高圧タンク１について説明する。第２実施形態の高圧タンク１は、第１実施形態の高圧タンク１とは異なり、支持部４０に相当する支持部が容器本体１０及び繊維強化シート３１とは別体で形成された構造を有している。尚、第２実施形態において、第１実施形態の構成と同一の構成部分については、同一の符号を付す。
【００３０】
高圧タンク１は、容器本体１０と、補強層３０と、支持部材１００と、を備えている。容器本体１０の筒状胴部１１は、円筒状に形成されており、一定の外径を有している。補強層３０のフープ層は、厚さＴの繊維強化シート３１により形成されている。支持部材１００は、容器本体１０及び繊維強化シート３１とは別体に形成されている。支持部材１００は、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅを容器本体１０の一定外径の筒状胴部１１の外径位置１１ａよりも径方向外側の位置で支持する部材である。支持部材１００は、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅと容器本体１０の筒状胴部１１の外面との間に配置される。支持部材１００は、筒状胴部１１の外径位置１１ａから径方向外側に突出するように設けられている。
【００３１】
支持部材１００は、図６に示す如く、断面が略三角形状となるように形成されている。具体的には、支持部材１００は、支持部材１００の外面の径方向位置が、繊維強化シート３１が巻き付けられる巻付方向とは反対方向である反巻付方向側からその巻付方向側にかけて徐々に径方向外側となり、巻付方向端の径方向高さが繊維強化シート３１の巻き付け前の厚さＴとなるように形成されている。また、支持部材１００は、反巻付方向端の径方向高さが略ゼロとなるように形成されている。支持部材１００は、軸方向に柱状に延在している。支持部材１００は、容器本体１０の筒状胴部１１の外面に接着などにより固定される。
【００３２】
支持部材１００は、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅに接する外面部１０１と、巻付方向端において径方向に立設して周方向に向いた立壁部１０２と、容器本体１０の筒状胴部１１の外面に接する内面部１０３と、を有している。外面部１０１は、断面直線状又は断面湾曲状に形成されている。外面部１０１の形状は、その外面部１０１に当接する繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅが滑らかに二周目の始端部３１−２ｓに繋がるように設定されている。立壁部１０２は、繊維強化シート３１の巻き始め（すなわち、一周目の始端部３１−１ｓ）の周方向端面に対向するように形成されている。内面部１０３は、断面円弧状に形成されており、筒状胴部１１の外径に合致した内径を有している。支持部材１００における巻付方向端かつ径方向外端の角部（すなわち、外面部１０１と立壁部１０２とが交わる角部）１０４は、丸みを帯びた円弧状に形成されている。
【００３３】
高圧タンク１の製造は、以下の手順で行われる。具体的には、まず、補強層３０のフープ層をなす一枚の繊維強化シート３１と容器本体１０とが軸方向Ａに延びる軸を中心にして相対的に回転されることにより、繊維強化シート３１が容器本体１０の筒状胴部１１の外面に巻き付けられる。この巻き付けは、筒状胴部１１の任意周方向位置の外面に内面部１０３が接着されて支持部材１００が固定された後、その支持部材１００の立壁部１０２に繊維強化シート３１の一周目の始端部３１−１ｓの周方向端面が周方向に対向された状態で開始される。そして、巻き付けは、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅが、径方向内側で支持部材１００の外面部１０１に支持されながら、二周目の始端部３１−２ｓに亘るように行われ、以後、複数周に亘って連続して行われる。
【００３４】
その後、補強層３０のヘリカル層をなす部材がフープ層の外面に巻き付けられる。このように補強層３０の形成が完了すると、補強層３０の樹脂成分が加熱により固化されて、その補強層３０が容器本体１０の外面に固着される。これにより、高圧タンク１は、容器本体１０の外面に補強層３０が巻き締められた状態に製造される。
【００３５】
上記の高圧タンク１の構造においては、支持部材１００が容器本体１０の筒状胴部１１の一定外径の外面から径方向外側に突出しており、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅをその筒状胴部１１の外径位置１１ａよりも径方向外側の位置で支持する。すなわち、支持部材１００は、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅと容器本体１０の筒状胴部１１の一定外径の外面との間の空隙Ｓを埋める。この場合には、支持部材１００の存在により、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅが、その一周目の始端部３１−１ｓよりも径方向外側に位置し、その一周目の終端部３１−１ｅの内面の径方向位置がその一周目の始端部３１−１ｓの外面の径方向位置に近づくので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
また、高圧タンク１において、支持部材１００における角部１０４は、上記の如く、丸みを帯びた円弧状に形成されている。このため、繊維強化シート３１が支持部材１００の角部１０４に当接した際にその繊維強化シート３１の繊維の耐久性の低下が生じ易くなるのを防止することができる。
【００３７】
尚、上記の第２実施形態においては、一定外径の筒状胴部１１の外面への繊維強化シート３１の巻き付けは、筒状胴部１１の任意周方向位置の外面に内面部１０３が接着されて支持部材１００が固定された後に開始される。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。上記の巻き付けは、筒状胴部１１の任意周方向位置の外面に繊維強化シート３１の一周目の始端部３１−１ｓが配置された状態で開始されると共に、その開始後にその始端部３１−１ｓの周方向端面に立壁部１０２が周方向に対向するように支持部材１００が配置固定され、その配置固定後に上記の巻き付けが複数周に亘って連続して実行されるものであってもよい。
【００３８】
［第３実施形態］
図７及び図８を用いて、第３実施形態の高圧タンク１について説明する。第３実施形態の高圧タンク１は、第１実施形態の高圧タンク１や第２実施形態の高圧タンク１とは異なり、支持部４０に相当する支持部が繊維強化シート３１に一体形成された構造を有している。尚、第３実施形態において、第１実施形態の構成と同一の構成部分については、同一の符号を付す。
【００３９】
高圧タンク１は、容器本体１０と、補強層３０と、支持部２００と、を備えている。容器本体１０の筒状胴部１１は、円筒状に形成されており、一定の外径を有している。補強層３０のフープ層は、繊維強化シート３１により形成されている。支持部２００は、フープ層をなす繊維強化シート３１の所定厚Ｔの一周目の終端部（すなわち、一周目のうち二周目へ亘る部分）３１−１ｅを容器本体１０の一定外径の筒状胴部１１の外径位置よりも径方向外側の位置で支持する部位である。支持部２００は、その繊維強化シート３１の終端部３１−１ｅの径方向内側に設けられている。
【００４０】
支持部２００は、繊維強化シート３１に一体形成されている。支持部２００は、繊維強化シート３１の所定厚Ｔの一周目の始端部３１−１ｓに対して反巻付方向側に連設している。すなわち、繊維強化シート３１は、巻き始め端側に設けられた支持部２００を有すると共に、その支持部２００に対して巻付方向側に連設した所定厚Ｔの通常シート部２０１を有している。
【００４１】
支持部２００は、断面が略三角形状となるように形成されている。具体的には、支持部２００は、支持部２００の外面の径方向位置が、繊維強化シート３１が巻き付けられる巻付方向とは反対方向である反巻付方向側からその巻付方向側にかけて徐々に径方向外側となり、巻付方向端の径方向高さが繊維強化シート３１の巻き付け前の厚さＴとなるように形成されている。また、支持部２００は、反巻付方向端の径方向高さが略ゼロとなるように形成されている。支持部２００は、軸方向に柱状に延在している。
【００４２】
支持部２００は、図７に示す如く、通常シート部２０１に対して傾斜した形状に形成されている。この支持部２００の形成は、所定厚Ｔに製造された繊維強化シート３１の巻き始め部（すなわち、その反巻付方向端部）が斜めに切断されることにより行われる。支持部２００の外面は、断面直線状又は断面湾曲状に形成されている。支持部２００の外面形状は、その支持部２００に当接する繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅが滑らかに二周目の始端部３１−２ｓに繋がるように設定されている。
【００４３】
高圧タンク１の製造は、以下の手順で行われる。具体的には、まず、補強層３０のフープ層をなす一枚の繊維強化シート３１と容器本体１０とが軸方向Ａに延びる軸を中心にして相対的に回転されることにより、繊維強化シート３１が容器本体１０の筒状胴部１１の外面に巻き付けられる。この巻き付けは、筒状胴部１１の任意周方向位置の外面に繊維強化シート３１の巻き始めである支持部２００が当接された状態で開始される。そして、巻き付けは、繊維強化シート３１の所定厚Ｔの一周目の終端部３１−１ｅが、繊維強化シート３１の支持部２００の外面に支持されながら、二周目の始端部３１−２ｓに亘るように行われ、以後、複数周に亘って連続して行われる。
【００４４】
その後、補強層３０のヘリカル層をなす部材がフープ層の外面に巻き付けられる。このように補強層３０の形成が完了すると、補強層３０の樹脂成分が加熱により固化されて、その補強層３０が容器本体１０の外面に固着される。これにより、高圧タンク１は、容器本体１０の外面に補強層３０が巻き締められた状態に製造される。
【００４５】
上記の高圧タンク１の構造においては、繊維強化シート３１に一体形成された支持部２００が、容器本体１０の筒状胴部１１の一定外径の外面から径方向外側に突出しており、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅをその筒状胴部１１の外径位置１１ａよりも径方向外側の位置で支持する。すなわち、支持部２００は、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅと容器本体１０の筒状胴部１１の一定外径の外面との間の空隙Ｓを埋める。この場合には、支持部２００の存在により、繊維強化シート３１の一周目の終端部３１−１ｅが、その一周目の始端部３１−１ｓよりも径方向外側に位置し、その一周目の終端部３１−１ｅの内面の径方向位置がその一周目の始端部３１−１ｓの外面の径方向位置に近づくので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
尚、上記の第３実施形態においては、繊維強化シート３１に一体形成される支持部２００が、繊維強化シート３１の所定厚Ｔの巻き始め部（すなわち、反巻付方向端部）が斜めに切断されることにより形成される。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。支持部２００は、例えば、図８に示す如く、繊維強化シート３１の所定厚Ｔの巻き始め部が軸方向両端間で他の部位に比べて空かれることにより形成されるものであってよい。尚、この支持部２００の形成は、繊維強化シート３１の巻き始め端側ほど多量に空かれ、その巻き始め端から離間する位置ほど空かれる量が少量であるように行われるものであってよい。
【００４７】
ところで、上記の実施形態１−３においては、シート状の一枚の繊維強化シート３１が容器本体１０の筒状胴部１１の外面に複数周に亘って巻き付けられるものとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。二以上の帯状の繊維強化部材が軸方向に並んで配置されつつ、各繊維強化部材がそれぞれ容器本体１０の筒状胴部１１の外面に複数周に亘って巻き付けられるものであってもよい。
【００４８】
尚、本発明は、上述した実施形態や変形形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１：高圧タンク、１０：容器本体、１１：筒状胴部、１２：ドーム部、３０：補強層、３１：繊維強化シート、４０，２００：支持部、４１：外面部、４２：立壁部、１００：支持部材。
【図１】
2020002965.tif 000003
【図２】
2020002965.tif 000004
【図３】
2020002965.tif 000005
【図４】
2020002965.tif 000006
【図５】
2020002965.tif 000007
【図６】
2020002965.tif 000008
【図７】
2020002965.tif 000009
【図８】
2020002965.tif 000010