(57)【要約】【課題】耐圧性の低下を抑制できる繊維構造体及び圧力容器を提供すること。【解決手段】高圧タンク１０において、強化繊維シート１９は、ライナ１２の軸方向に延在し当該ライナ１２への巻き始めとなる始端部１９ａを有する。ライナ１２は、軸方向及び径方向に延在する突き合わせ面１２ａと、突き合わせ面１２ａに連続し、ライナ１２の外周面における半径と異なる半径を有する円弧状の巻き付け面１２ｂと、を備える。突き合わせ面１２ａの高さは、強化繊維シート１９の厚さに合致している。突き合わせ面１２ａに強化繊維シート１９の始端部１９ａが突き合わされるとともに、巻き付け面１２ｂに強化繊維シート１９の一部が巻き付けられている。【選択図】図７
2019151072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の胴体部と、
前記胴体部の軸方向の少なくとも一端に連続するドーム部と、を備えるライナを有するとともに、
前記ライナの周方向に沿って当該ライナの外周面に巻き付けられ、前記ライナを外側から覆う強化繊維シートを有し、
前記強化繊維シートは、前記ライナの周方向及び軸方向の少なくとも一方に糸主軸方向が延びるように前記胴体部に配列された強化繊維糸を含む繊維構造体であって、
前記強化繊維シートは、前記ライナの軸方向に延在し当該ライナへの巻き始めとなる始端部を有し、
前記ライナは、少なくとも前記胴体部の軸方向及び径方向に延在する突き合わせ面と、
前記突き合わせ面に連続し、前記胴体部の外周面における半径と異なる半径を有する円弧状の巻き付け面と、を備え、
前記胴体部の径方向に沿った前記突き合わせ面の高さは、前記強化繊維シートの厚さに合致し、
前記突き合わせ面に前記強化繊維シートの始端部が突き合わされるとともに、前記巻き付け面に前記強化繊維シートの一部が巻き付けられていることを特徴とする繊維構造体。
【請求項２】
前記巻き付け面は、前記胴体部の外周面に対し０度より大きく２度以下の角度を有する請求項１に記載の繊維構造体。
【請求項３】
前記ライナは、前記突き合わせ面及び前記巻き付け面を前記ドーム部にも備える請求項１又は請求項２に記載の繊維構造体。
【請求項４】
前記強化繊維シートは織物製であり、前記ライナの周方向へ糸主軸方向が延びるように前記胴体部及び前記ドーム部に配列された第１の糸と、
前記第１の糸と前記織物を形成する第２の糸と、を有し、
前記第２の糸は、前記胴体部の軸方向へ糸主軸方向が延びるように配列されるとともに、前記ドーム部に配列された部分の糸主軸方向が前記ドーム部の軸方向へ延びるように配列されている請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の繊維構造体。
【請求項５】
前記突き合わせ面及び前記巻き付け面は、前記ライナに形成されている請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の繊維構造体。
【請求項６】
前記突き合わせ面及び前記巻き付け面は、前記ライナにスペーサを一体化して設けられている請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の繊維構造体。
【請求項７】
ライナを外側から覆う強化繊維シートを備える繊維構造体を有し、
マトリックス樹脂と前記繊維構造体が複合化されている圧力容器であって、
前記繊維構造体が請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の繊維構造体であることを特徴とする圧力容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライナを外側から覆う強化繊維シートを有する繊維構造体、及び圧力容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮天然ガス（ＣＮＧ）、液化天然ガス（ＬＮＧ）等を収容する圧力容器（所謂、高圧タンク）は、一般にスチールやアルミニウム合金等の金属製のため重量が重い。近年、天然ガスを燃料とする自動車が低公害車として注目されており、より低公害のものとして、燃料電池を動力源とする自動車も注目されている。燃料電池の燃料として水素ガスを燃料タンクに収容する自動車もあるが、燃料タンクとなる圧力容器の重量が重く燃費が悪くなる。この不都合を解消するため、ガスバリア性を有するライナ（内殻）の外側を耐圧性の繊維強化複合材層で覆った圧力容器が提案されている。
【０００３】
圧力容器において、一般に、ライナは円筒状の胴体部の中心軸線の延びる方向（以下、軸方向とする）の両端側に曲面状のドーム部を有する形状である。圧力容器内には数十ＭＰａの圧力になるようにガスが充填されるが、繊維強化複合材層により、ライナが補強されている。このような圧力容器は、例えば、特許文献１に開示されるように、１枚の強化繊維シートを、胴体部の軸芯に対して直交する方向から胴体部の外周面に複数回巻き付け、強化繊維シートとマトリックス樹脂とが複合化されて製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
強化繊維シートは、その周方向の一端部の始端部を、胴体部への巻き始めとして胴体部に巻き付けられ、強化繊維シートの始端部には、強化繊維シートが複数回に亘って巻き重ねられる。このため、強化繊維シートによって形成された繊維層には、始端部の高さを原因とした段差が形成されている。よって、繊維層には段差を原因として繊維の歪みが形成され、圧力容器の繊維強化複合材層の耐圧性が低下してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、耐圧性の低下を抑制できる繊維構造体及び圧力容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するための繊維構造体は、円筒状の胴体部と、前記胴体部の軸方向の少なくとも一端に連続するドーム部と、を備えるライナを有するとともに、前記ライナの周方向に沿って当該ライナの外周面に巻き付けられ、前記ライナを外側から覆う強化繊維シートを有し、前記強化繊維シートは、前記ライナの周方向及び軸方向の少なくとも一方に糸主軸方向が延びるように前記胴体部に配列された強化繊維糸を含む繊維構造体であって、前記強化繊維シートは、前記ライナの軸方向に延在し当該ライナへの巻き始めとなる始端部を有し、前記ライナは、少なくとも前記胴体部の軸方向及び径方向に延在する突き合わせ面と、前記突き合わせ面に連続し、前記胴体部の外周面における半径と異なる半径を有する円弧状の巻き付け面と、を備え、前記胴体部の径方向に沿った前記突き合わせ面の高さは、前記強化繊維シートの厚さに合致し、前記突き合わせ面に前記強化繊維シートの始端部が突き合わされるとともに、前記巻き付け面に前記強化繊維シートの一部が巻き付けられていることを要旨とする。
【０００８】
これによれば、突き合わせ面に始端部を突き合わせることで、突き合わせ面の高さを利用して、強化繊維シートの始端部の厚さを吸収できる。そして、胴体部の周方向において突き合わせ面を挟んだ強化繊維シートの周面に段差が形成されにくくなる。このため、強化繊維シートの始端部に、強化繊維シートが巻き重ねられて形成された繊維構造体であっても、始端部を原因とした歪みを抑制でき、歪みを原因とした耐圧性の低下を抑制できる。
【０００９】
また、繊維構造体について、前記巻き付け面は、前記胴体部の外周面に対し０度より大きく２度以下の角度を有するのが好ましい。
これによれば、少なくとも胴体部において、巻き付け面と胴体部の外周面とが交わる位置は、半径が変化する位置である。このため、ライナに巻き付けられた強化繊維シートには、ライナの軸方向に延びる歪みが生じる。しかし、巻き付け面の角度を２度以下に設定することにより、強化繊維シートに歪みが生じても、繊維強化複合材における歪みを原因とした強度低下を抑えることができる。
【００１０】
また、繊維構造体について、前記ライナは、前記突き合わせ面及び前記巻き付け面を前記ドーム部にも備えるのが好ましい。
これによれば、ライナの軸方向全体において、強化繊維シートの周面に段差が形成されにくくなる。このため、強化繊維シートの始端部に、強化繊維シートが巻き重ねられても、始端部を原因とした歪みが形成されることを抑制できる。
【００１１】
また、繊維構造体について、前記強化繊維シートは織物製であり、前記ライナの周方向へ糸主軸方向が延びるように前記胴体部及び前記ドーム部に配列された第１の糸と、前記第１の糸と前記織物を形成する第２の糸と、を有し、前記第２の糸は、前記胴体部の軸方向へ糸主軸方向が延びるように配列されるとともに、前記ドーム部に配列された部分の糸主軸方向が前記ドーム部の軸方向へ延びるように配列されているのが好ましい。
【００１２】
これによれば、第１の糸の糸主軸方向はライナの周方向へ延び、ライナを径方向に補強できる。また、第２の糸の糸主軸方向はライナにおける胴体部及びドーム部の軸方向に延びる。第２の糸の糸主軸方向が、胴体部及びドーム部の軸方向に傾斜して配列される場合よりもライナを軸方向に補強できる。
【００１３】
また、繊維構造体について、前記突き合わせ面及び前記巻き付け面は、前記ライナに形成されていてもよい。
これによれば、突き合わせ面及び巻き付け面をライナとは別部品で設ける場合と比べて、突き合わせ面及び巻き付け面を所望する場所に配置できる。
【００１４】
また、繊維構造体について、前記突き合わせ面及び前記巻き付け面は、前記ライナにスペーサを一体化して設けられていてもよい。
これによれば、ライナの強度変化を抑制できる。
【００１５】
上記問題点を解決するための圧力容器は、ライナを外側から覆う強化繊維シートを備える繊維構造体を有し、マトリックス樹脂と前記繊維構造体が複合化されている圧力容器であって、前記繊維構造体が請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の繊維構造体であることを要旨とする。
【００１６】
これによれば、突き合わせ面に始端部を突き合わせることで、突き合わせ面の高さを利用して、強化繊維シートの始端部の厚さを吸収できる。そして、胴体部の周方向において突き合わせ面を挟んで両側に位置した強化繊維シートの周面に段差が形成されにくくなる。このため、強化繊維シートの始端部に、強化繊維シートが巻き重ねられて形成された繊維構造体であっても、始端部を原因とした歪みを抑制できる。よって、マトリックス樹脂と繊維構造体とが複合化された圧力容器において、歪みを原因とした耐圧性の低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、耐圧性の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】高圧タンクを模式的に示す断面図。
【図２】繊維構造体を模式的に示す正面図。
【図３】ライナを模式的に示す斜視図。
【図４】突き合わせ面及び巻き付け面を拡大して示す部分断面図。
【図５】強化繊維シートを示す拡大図。
【図６】（ａ）は胴体部を覆う強化繊維シートを示す拡大断面図、（ｂ）はドーム部を覆う強化繊維シートを示す拡大断面図。
【図７】始端部と突き合わせ面とを突き合わせた部分を拡大して示す部分断面図。
【図８】織機による繊維構造体の製造方法を模式的に示す図。
【図９】（ａ）は緯糸を緯入れした状態を模式的に示す図、（ｂ）は筬打ち動作後の状態を模式的に示す図、（ｃ）はライナに強化繊維シートを巻き取った状態を模式的に示す図。
【図１０】スペーサによって形成された突き合わせ面及び巻き付け面を示す断面図。
【図１１】突き合わせ面及び巻き付け面の別例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、繊維構造体、及び圧力容器を、高圧タンクが備える繊維構造体、及び高圧タンクに具体化した一実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
図１又は図２に示すように、圧力容器としての高圧タンク１０は、細長中空状のライナ１２と、ライナ１２の外側を覆う強化繊維シート１９と、を有する繊維構造体２１とマトリックス樹脂Ｍａとを複合化させて構成されている。高圧タンク１０は、マトリックス樹脂Ｍａと強化繊維シート１９とが複合化された繊維強化複合材層１１によってライナ１２を補強し、高圧タンク１０の耐圧性（機械的強度）を確保している。
【００２０】
ライナ１２は、樹脂製であり、細長中空状である。ライナ１２の中心軸線Ｌの延びる方向を軸方向とする。ライナ１２は、円筒状の胴体部１３を備える。胴体部１３の中心軸線はライナ１２の中心軸線Ｌと一致する。ライナ１２は、胴体部１３の軸方向Ｙ両端にドーム部１４を有する。ドーム部１４の軸方向は、ライナ１２の軸方向と一致する。ライナ１２は、各ドーム部１４から軸方向Ｙに沿って外側に突出した口金部１５を備える。各口金部１５は金属製（例えばステンレス製）である。各口金部１５は、ライナ１２内の空間と連通する孔部１６を備える。ライナ１２の軸方向Ｙ一端側の口金部１５の孔部１６にはバルブ１７が装着され、ライナ１２の軸方向Ｙ他端側の口金部１５の孔部１６には螺子１８が螺合されている。
【００２１】
図３又は図４に示すように、ライナ１２は、ライナ１２の軸方向全体、すなわち胴体部１３及び両ドーム部１４の軸方向全体に延在する突き合わせ面１２ａを備える。突き合わせ面１２ａは、ライナ１２と一体成形されている。突き合わせ面１２ａは、ライナ１２の径方向に沿って、ライナ１２の外周面から延在する。ライナ１２の外周面とは、ライナ１２の半径をとした円Ｃに沿う面である。ライナ１２の径方向に沿った断面視では、突き合わせ面１２ａは、その断面を形成した部分での外周面に沿う円Ｃよりも径方向に沿って外側に突出するようにライナ１２の外周面から延在する。
【００２２】
突き合わせ面１２ａにおいて、ライナ１２の外周面（円Ｃ）からの高さＨは、後に詳述する強化繊維シート１９の厚さと同じである。なお、突き合わせ面１２ａは、設計上の中央値を狙って製造されるが、製造誤差等によって中央値からずれる。この中央値からのずれ量は公差として設定されている。よって、突き合わせ面１２ａの高さは、設計上の中央値、及び中央値に公差を加味した値を含む。
【００２３】
また、ライナ１２は、突き合わせ面１２ａに連続する巻き付け面１２ｂを備える。巻き付け面１２ｂはライナ１２と一体成形されている。巻き付け面１２ｂは、ライナ１２の軸方向全体、すなわち胴体部１３及び両ドーム部１４の軸方向全体に延在する。ライナ１２の径方向に沿った断面視では、巻き付け面１２ｂは円弧状である。巻き付け面１２ｂは、その断面を形成した部分での外周面に沿う円Ｃよりも径方向外側に膨出している。巻き付け面１２ｂの半径は、円Ｃの半径と異なり、本実施形態では、円Ｃの半径よりも大きい。そして、巻き付け面１２ｂの半径は、ライナ１２の周方向に沿って突き合わせ面１２ａから離れるに従い、徐々に小さくなっていく。
【００２４】
径方向に沿う断面視において、ライナ１２の外周面に沿う円Ｃと、巻き付け面１２ｂに沿う円弧とが交わる位置を交差部Ｐとする。交差部Ｐは、ライナ１２の軸方向全体に延在する。そして、巻き付け面１２ｂは、交差部Ｐと、突き合わせ面１２ａの突出方向の先端とを繋ぐ。巻き付け面１２ｂは、ライナ１２の外周面の円Ｃに対し、巻き付け面１２ｂが０度より大きく２度以下の角度で傾くように形成されている。本実施形態では、巻き付け面１２ｂは、ライナ１２の外周面の円Ｃに対し２度傾くように形成されている。
【００２５】
図５に示すように、強化繊維シート１９は、強化繊維を束ねた繊維束である。強化繊維としては、有機繊維や無機繊維を使用してもよいし、異なる種類の有機繊維、異なる種類の無機繊維、又は有機繊維と無機繊維を混繊した混繊繊維を使用してもよい。有機繊維の種類としては、アラミド繊維、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等が挙げられ、無機繊維の種類としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等が挙げられる。本実施形態では、強化繊維として炭素繊維を使用した。
【００２６】
強化繊維シート１９は、第１の糸としての複数本の経糸２２と、第２の糸としての複数本の緯糸２３とを平織りして製織された織物２４を積層した構造である。経糸２２と緯糸２３は互いに直交して配列されている。図２に示すように、複数本の経糸２２は、ライナ１２の軸方向Ｙへ互いに平行な状態で胴体部１３及び各ドーム部１４に配列されている。各経糸２２の糸主軸方向Ｘ１は、胴体部１３及びドーム部１４においてライナ１２の周方向へ直線的に延びている。また、経糸２２の糸主軸方向Ｘ１に対し、ライナ１２の径方向が直交している。
【００２７】
複数本の緯糸２３は、ライナ１２の周方向へ互いに平行な状態で配列されている。各緯糸２３において、胴体部１３の外周面に沿って、ライナ１２の軸方向へ直線的に延びる部分が胴体用糸部２３ａとなる。各緯糸２３において、ドーム部１４の外周面に沿って、ライナ１２の軸方向へ延びる部分がドーム部用糸部２３ｂとなる。ドーム部用糸部２３ｂは、ライナ１２の軸方向に沿って胴体用糸部２３ａの両端に連続する。緯糸２３において、ドーム部用糸部２３ｂの糸主軸方向Ｘ２は、ライナ１２の軸方向へ延びる一方、ドーム部１４の曲面に沿って湾曲している。また、緯糸２３において、胴体用糸部２３ａの糸主軸方向Ｘ２は、ライナ１２における胴体部１３の軸方向へ延びる。
【００２８】
経糸２２と緯糸２３は直交して配列され、経糸２２の糸主軸方向Ｘ１の延びる方向をライナ１２の周方向に一致させることで、ライナ１２の径方向を補強し、緯糸２３の糸主軸方向Ｘ２をライナ１２の軸方向に一致させることで、ライナ１２の軸方向を補強している。
【００２９】
図６（ａ）に示すように、胴体部１３では、緯糸２３が扁平状であり、厚さが薄く、幅広な形状である。図６（ｂ）に示すように、ドーム部１４では、緯糸２３は、胴体用糸部２３ａよりも厚さが厚く、幅狭な形状であり、胴体部１３から口金部１５に向かってドーム部１４が縮径するほど、緯糸２３の厚さが厚く、幅狭になっている。一方、経糸２２は、胴体部１３及びドーム部１４で厚さ及び幅は同じである。繊維構造体２１において、ライナ１２の周方向への緯糸２３の本数は胴体部１３とドーム部１４とで同じである。
【００３０】
上記構成の強化繊維シート１９は、長尺帯状である。強化繊維シート１９は、長手方向がライナ１２の周方向へ延びるようにライナ１２の外周面に巻き付けられている。このため、上記したように、複数本の経糸２２は、ライナ１２の軸方向Ｙへ互いに平行な状態で胴体部１３及び各ドーム部１４に配列され、各経糸２２の糸主軸方向Ｘ１は、胴体部１３及びドーム部１４においてライナ１２の周方向へ直線的に延びている。また、複数本の緯糸２３は、ライナ１２の周方向へ互いに平行な状態で配列されている。
【００３１】
図５に示すように、強化繊維シート１９は、周方向の一端部に始端部１９ａを備える。始端部１９ａは、ライナ１２に対し、強化繊維シート１９を巻き付けるときの、巻き始めとなる端部である。始端部１９ａは、ライナ１２の軸方向全体に亘って延在する。始端部１９ａは、ライナ１２の軸方向と一致する強化繊維シート１９の短手方向に並んだ複数本の経糸２２の糸主軸方向Ｘ１の先端面によって形成されている。このため、始端部１９ａは、経糸２２の厚さを有し、始端部１９ａの厚さは、強化繊維シート１９の厚さである。そして、上記したライナ１２の突き合わせ面１２ａの高さＨは、始端部１９ａの厚さに合致している。
【００３２】
図７に示すように、繊維構造体２１は、上記構成のライナ１２と強化繊維シート１９とを有する。繊維構造体２１において、始端部１９ａは、ライナ１２の突き合わせ面１２ａに突き合わされている。すなわち、始端部１９ａを構成する各経糸２２の先端面は、突き合わせ面１２ａに突き合わされている。始端部１９ａが突き合わせ面１２ａに突き合わされた強化繊維シート１９は、ライナ１２の外周面の円Ｃに沿って巻き付けられた後、一部が巻き付け面１２ｂに巻き付けられている。ライナ１２の外周面及び巻き付け面１２ｂに巻き付けられた強化繊維シート１９の層に対し、強化繊維シート１９が複数層に亘って巻き重ねられている。
【００３３】
繊維構造体２１において、突き合わせ面１２ａに始端部１９ａが突き合わされていることで、始端部１９ａの厚さと巻き付け面１２ｂの高さが合わせられ、ライナ１２の外周面に巻き付けられた強化繊維シート１９の外周面と、巻き付け面１２ｂとの間に大きな段差は形成されていない。このため、繊維構造体２１において、始端部１９ａに巻き重ねられた部位には、始端部１９ａの高さを原因とした歪みが僅かに形成されているだけである。
【００３４】
次に、高圧タンク１０の製造方法を説明する。
高圧タンク１０を製造する際は、経糸２２と緯糸２３を平織りしつつ、製職された織物２４をライナ１２に巻き付けていく。
【００３５】
図８に示すように、織物２４の製織は、例えば、経糸２２のうち、上下に分かれて配列された経糸２２ａ，２２ｂの開口を行う２枚の綜絖枠３１ａ，３１ｂを備えた平織織機で行う。平織織機は、一方の経糸２２ａを供給する経糸ビーム３２と、他方の経糸２２ｂを供給する経糸ビーム３３とが上下に配置された構造を有する。一方の経糸ビーム３２から送り出される経糸２２ａは一方の綜絖枠３１ａにより開口動作が行われ、他方の経糸ビーム３３から送り出される経糸２２ｂは他方の綜絖枠３１ｂにより開口動作が行われるようになっている。なお、綜絖枠３１ａ，３１ｂの目は図において黒丸で示されている。筬３４は綜絖枠３１ａ，３１ｂと織り前３５との間に配置されている。緯糸２３は経糸２２ａ，２２ｂの開口に対して緯入れ機構（図示せず）により緯入れ（挿入）されるようになっている。経糸２２ａ，２２ｂの送り出し方向において、織り前３５よりも先にはライナ１２が回転可能に支持されている。ライナ１２は、中心軸線Ｌを回転中心として回転する。
【００３６】
上記の平織織機で強化繊維シート１９を製織する場合、図８の拡大図及び図９（ａ）に示すように、経糸ビーム３２，３３から引き出された複数本の経糸２２ａ，２２ｂの端部を、始端部１９ａとして突き合わせ面１２ａに突き合わせる。始端部１９ａを形成する経糸２２ａ，２２ｂの厚さが、突き合わせ面１２ａに吸収され、始端部１９ａを形成する経糸２２ａ，２２ｂと、巻き付け面１２ｂとが同じ高さに位置する。そして、始端部１９ａを、例えば接着剤によってライナ１２の外周面に固定する。なお、接着剤は、強化繊維シート１９にマトリックス樹脂Ｍａを含浸硬化させる際の加熱によって溶融する材質が好ましいが、溶融しない材質の接着剤を用いてもよい。
【００３７】
図９（ａ）に示すように、経糸２２ａ，２２ｂは、ライナ１２の軸方向Ｙに沿って胴体部１３及びドーム部１４に配列されるとともに、始端部１９ａがライナ１２の軸方向全体に亘って延在するようにライナ１２に固定される。
【００３８】
ライナ１２を回転させない状態で、綜絖枠３１ａ，３１ｂを交互に上下方向に移動させることにより、一方の綜絖枠３１ａと、他方の綜絖枠３１ｂとが逆方向に移動される。そして、経糸２２ａ，２２ｂは隣接するもの同士で交互に上下に開き、その都度形成される経糸開口３７に対して、緯糸２３が緯入れ（挿入）される。緯入れされる緯糸２３は扁平状である。
【００３９】
そして、緯糸２３が緯入れされて、筬３４の筬打ち動作が行われ、綜絖枠３１ａ，３１ｂが逆方向に移動されて開口状態が変更されて、次の緯入れ動作が行われる。これらの動作が繰り返されて経糸２２と緯糸２３とが平織りされた織物２４の一部が製織されるとともに、ライナ１２に織物２４の一部が一体化された状態が形成される。
【００４０】
図９（ｂ）に示すように、緯糸２３は筬３４の筬打ち動作により始端部１９ａに向けて送り込まれる。筬３４は、ライナ１２の軸方向へ直線状に延びる部材である。このため、緯糸２３が筬打ち動作されたとき、ドーム部１４は胴体部１３と比べて直径が小さいことから、ドーム部１４に配列される緯糸２３は、胴体部１３に配列された部分より押し潰され、厚さが厚くなるように変形する。その結果、直径の異なる胴体部１３とドーム部１４であっても、緯糸２３の変形により、緯糸２３は互いに平行な状態でライナ１２の周方向に配列されていく。
【００４１】
その後、図９（ｃ）に示すように、ライナ１２を中心軸線Ｌを回転中心に回転させて織物２４をライナ１２に巻き取らせつつ、続けて、上記と同様に織物２４の製織を行う。その結果、ドーム部１４及び胴体部１３の全体を覆う状態で織物２４、すなわち強化繊維シート１９がライナ１２に巻き付けられていく。そして、織物２４が所要する積層数となるまで巻き付けられることで、ライナ１２の外周面に強化繊維シート１９を備える繊維構造体２１が製造される。
【００４２】
上記のように構成された繊維構造体２１は、マトリックス樹脂Ｍａを含浸硬化させることにより、強化繊維シート１９から繊維強化複合材層１１が形成され、ライナ１２の外側が繊維強化複合材層１１で覆われた高圧タンク１０が製造される。マトリックス樹脂Ｍａの含浸硬化は、例えば、ＲＴＭ（レジン・トランスファー・モールディング）法で行なわれる。
【００４３】
次に、高圧タンク１０の作用を説明する。
高圧タンク１０は、例えば燃料電池自動車の燃料電池の水素源として使用される。高圧タンク１０は図示しない配管がバルブ１７に連結された状態で使用され、水素ガスの充填時には充填用の配管から水素ガスが高圧タンク１０に充填される。高圧タンク１０内には例えば数十ＭＰａの圧力になるように水素ガスが充填される。
【００４４】
高圧タンク１０に水素ガスが充填されると高圧タンク１０内の圧力が高くなり、ライナ１２が内側から押圧される。ライナ１２には軸方向Ｙ及び径方向への力が大きく作用し、内圧応力が発生する。この実施形態では、緯糸２３により、ライナ１２は軸方向へ補強され、経糸２２により、ライナ１２は径方向に補強されており、高圧タンク１０の変形が抑止される。
【００４５】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）高圧タンク１０は、ライナ１２の外周面から径方向外側に延在する突き合わせ面１２ａを備え、突き合わせ面１２ａの高さＨは、強化繊維シート１９の始端部１９ａの厚さと合致する。このため、突き合わせ面１２ａに強化繊維シート１９の始端部１９ａを突き合わせることで、始端部１９ａの厚さを吸収して、ライナ１２の周方向において突き合わせ面１２ａを挟んで両側に位置した巻き付け面１２ｂと強化繊維シート１９の周面との間に段差が形成されにくくなる。このため、強化繊維シート１９の始端部１９ａに、強化繊維シート１９が巻き重ねられて形成された繊維構造体２１であっても、始端部１９ａを原因とした歪みを抑制できる。その結果として、繊維構造体２１の歪みを原因とした高圧タンク１０の耐圧性の低下を抑制できる。
【００４６】
（２）ライナ１２において、巻き付け面１２ｂとライナ１２の外周面に沿う円Ｃとが交わる位置は、半径が変化する位置である。このため、ライナ１２に巻き付けられた強化繊維シート１９には、ライナ１２の軸方向に延びる歪みが生じる。しかし、巻き付け面１２ｂは、ライナ１２の外周面の円Ｃに対し２度傾くように形成されている。このため、強化繊維シート１９に歪みが生じても、その歪みを原因とした強度低下を抑えることができる。
【００４７】
（３）ライナ１２は、突き合わせ面１２ａ及び巻き付け面１２ｂを胴体部１３及び両方のドーム部１４にも備える。このため、ライナ１２の軸方向全体において、ライナ１２の周方向において突き合わせ面１２ａを挟んで両側に位置した巻き付け面１２ｂと強化繊維シート１９の周面との間に段差が形成されにくくなる。
【００４８】
（４）高圧タンク１０を構成する繊維構造体２１において、緯糸２３の糸主軸方向Ｘ２が胴体部１３及びドーム部１４の軸方向Ｙへ延びる。このため、緯糸２３によりライナ１２を軸方向に補強できる。
【００４９】
（５）緯糸２３の糸主軸方向Ｘ２は、ライナ１２のドーム部１４の曲面に沿って軸方向Ｙへ延びる。このため、ドーム部１４で緯糸２３が軸方向Ｙに対し傾斜することがなく、ドーム部１４であっても軸方向に補強できる。
【００５０】
（６）突き合わせ面１２ａ及び巻き付け面１２ｂは、ライナ１２の成形時に一体成形される。このため、突き合わせ面１２ａ及び巻き付け面１２ｂをライナ１２とは別部品で設ける場合と比べて、突き合わせ面１２ａ及び巻き付け面１２ｂを所望する場所に配置できる。
【００５１】
（７）ライナ１２の外側に強化繊維シート１９を備える繊維構造体２１を製造する方法として、フィラメントワインディングがある。しかし、この方法では、糸を１本ずつライナ１２に巻いていくため、生産性が低い。本実施形態では、経糸２２と緯糸２３で織物２４を製織しつつ、織物２４をライナ１２に巻き付けていくため、フィラメントワインディングと比べると、生産性を高めることができる。
【００５２】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  図１０に示すように、ライナ１２とは別体のスペーサ３８をライナ１２の外周面に一体化し、そのスペーサ３８によって突き合わせ面１２ａ及び巻き付け面１２ｂを設けてもよい。これによれば、ライナ１２の厚さが変化する場所はないため、ライナ１２の強度変化を抑制できる。
【００５３】
○  図１１に示すように、ライナ１２の外周面の一部を、円Ｃから円弧状に凹ませて、円弧状に凹ませた部位に巻き付け面１２ｂを形成するとともに、巻き付け面１２ｂと、円Ｃとの境界できた段差面に突き合わせ面１２ａを形成してもよい。この場合、巻き付け面１２ｂの半径は、ライナ１２の外周面に沿う円Ｃの半径よりも小さくなる。
【００５４】
○  強化繊維シート１９の始端部１９ａは、複数本の経糸２２の先端部で形成したが、これに限らない。例えば、すだれ織りによって強化繊維シート１９を製織する場合は、ライナ１２の軸方向に延在する糸によって始端部１９ａを形成する。
【００５５】
○  突き合わせ面１２ａ及び巻き付け面１２ｂは、ライナ１２の胴体部１３のみに設けられていてもよい。
○  強化繊維シート１９は、ライナ１２の軸方向に延びる糸のみで形成されていてもよい。
【００５６】
○  強化繊維シート１９は織物２４ではなく、繊維基材に樹脂が予め含浸されたプリプレグであってもよい。この場合、プリプレグ製の強化繊維シート１９をライナ１２に巻き付けて繊維構造体２１を製造した後、繊維構造体２１を加熱して、樹脂を硬化させることで、繊維構造体２１とマトリックス樹脂Ｍａが複合化して繊維強化複合材層１１が形成されるとともに、高圧タンク１０が製造される。
【００５７】
○  実施形態では、強化繊維シート１９は、平織りして製織された織物２４を積層して構成したが、これに限らない。例えば、強化繊維シート１９は、第１の糸としての複数本の経糸２２と、第２の糸としての複数本の緯糸２３とを朱子織り又は綾織りして製織された織物を積層した構造であってもよい。
【００５８】
○  実施形態では、第１の糸を経糸２２とし、第２の糸を緯糸２３としたが、第１の糸を緯糸２３とし、第２の糸を経糸２２としてもよい。
○  ライナ１２は、胴体部１３の軸方向Ｙの一端側にドーム部１４が連続し、胴体部１３の軸方向Ｙの他端側には平坦面な底壁が連続した形状であってもよい。この場合、口金部１５はドーム部１４の存在する軸方向Ｙ一端側のみに存在する。
【００５９】
○  ライナ１２全体をアルミニウム製とする代わりにアルミニウム合金製としたり、口金部１５の材質をステンレスとは異なる金属で形成したりしてもよい。
○  ライナ１２は、別体である胴体部１３とドーム部１４とを溶接して一体化したものでもよい。
【００６０】
○  高圧タンク１０は燃料電池搭載電気自動車の水素源として搭載されて使用するものに限らず、例えば、水素エンジンの水素源やヒートポンプ等に適用してもよい。また、家庭用電源の燃料電池の水素源として使用してもよい。
【００６１】
○  圧力容器として水素を貯蔵する高圧タンクに限らず、例えば窒素、圧縮天然ガス等の他のガスを貯蔵す圧力容器に適用してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０…圧力容器としての高圧タンク、１２…ライナ、１２ａ…突き合わせ面、１２ｂ…巻き付け面、１３…胴体部、１４…ドーム部、１９…強化繊維シート、１９ａ…始端部、２１…繊維構造体、２２…第１の糸としての経糸、２３…第２の糸としての緯糸、２４…織物、３８…スペーサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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