(57)【要約】      （修正有）【課題】ヘラや刷毛で液状ガスケットをライナーと口金との境界部分の隙間に押し込むことなく、液状ガスケットとライナーとの段差を低減することができる高圧タンクの製造方法を提供する。【解決手段】筒状の中空容器からなるライナー１０とライナー１０の開口部としての口金装着部１５に装着される第１口金２１と第２口金２２を有する高圧タンクの製造方法であって、口金装着部１５にそれぞれ第１口金２１と第２口金２２とを配置した第１ライナー１１と第２ライナー１２とを準備する工程（ステップＳ１）と、第１ライナー１１と第１口金２１との境界部分付近および第２ライナー１２と第２口金２２との境界部分付近を加熱する工程（ステップＳ３）と、境界部分付近に液状ガスケットを塗布する工程（ステップＳ４）と、ライナー１０と第１および第２口金２１、２２との少なくとも一方を冷却する工程（ステップＳ５）とを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の中空容器からなるライナーと前記ライナーの開口部に装着される口金とを有する高圧タンクの製造方法であって、
前記開口部に前記口金を配置した前記ライナーを準備する工程と、
前記ライナーと前記口金との境界部分付近を加熱する工程と、
前記境界部分付近に液状ガスケットを塗布する工程と、
前記ライナーと前記口金の少なくとも一方を冷却する工程と
を含むことを特徴とする高圧タンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライナーと口金とを有する高圧タンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧タンクの製造方法として、筒状の中空容器からなるライナーの開口部に口金を配置したライナーを準備する工程と、一対のライナーを組み付ける工程と、ライナーと口金との境界部分付近に液状ガスケットを塗布する工程とを備えた製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の高圧タンクの製造方法においては、液状ガスケットをライナーと口金との境界部分付近に塗布した後、傾斜プレートなどのヘラや刷毛を用いて液状ガスケットを押しつけて、その盛り上がり高さを低減するとともに、ライナーと口金との境界部分の隙間に、できるだけ多く入り込むよう押し込んでいた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１４２０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、液状ガスケットの盛り上がり高さが大きいと、ライナーとの間、あるいは、口金との間に大きな段差が発生し、その上に積層される繊維強化樹脂（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics、以下ＦＲＰという）層が屈曲して疲労特性に影響を与えることが懸念される。したがって、ＦＲＰ層の疲労特性への影響を考慮して液状ガスケットの盛り上がり高さを小さくすることが求められている。
【０００６】
特許文献１では、傾斜プレートなどのヘラや刷毛を液状ガスケットに直接接触させて、液状ガスケットをライナーと口金との境界部分の隙間に押し込み、液状ガスケットの盛り上がり高さを低くしていた。しかしながら、製品の品質を維持するために、ヘラや刷毛のメンテナンスが必要になるという問題と、塗布後の液状ガスケットをヘラや刷毛でかき取ることになるため、いわゆる歩留まりが低くなってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、ヘラや刷毛で液状ガスケットをライナーと口金との境界部分の隙間に押し込むことなく、液状ガスケットとライナーとの段差を低減することができる高圧タンクの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る高圧タンクの製造方法は、筒状の中空容器からなるライナーと前記ライナーの開口部に装着される口金とを有する高圧タンクの製造方法において、前記開口部に前記口金を配置した前記ライナーを準備する工程と、前記ライナーと前記口金との境界部分付近を加熱する工程と、前記境界部分付近に液状ガスケットを塗布する工程と、前記ライナーと前記口金の少なくとも一方を冷却する工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る高圧タンクの製造方法においては、ライナーと口金との境界部分付近に液状ガスケットを塗布する工程の前に境界部分付近を加熱する工程が設けられている。さらに、境界部分付近に液状ガスケットを塗布する工程の後にライナーと口金の少なくとも一方を冷却する工程が設けられている。この構成により、境界部分付近に液状ガスケットが塗布されると、ライナーと口金との境界部分の隙間内の空気が高温状態のまま隙間が密封される。
【００１０】
そして、ライナーと口金の少なくとも一方が冷却されると、境界部分の隙間内の空気の温度が降下して、境界部分の隙間内で負圧が発生する。この負圧により液状ガスケットが境界部分の隙間内に吸い込まれる。その結果、液状ガスケットとライナーとの段差が低減される。したがって、段差によって液状ガスケットの上に積層されるＦＲＰ層に屈曲が発生し疲労特性が悪化してしまうことが防止される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ヘラや刷毛で液状ガスケットをライナーと口金との境界部分の隙間に押し込むことなく、液状ガスケットとライナーとの段差を低減することができる高圧タンクの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る高圧タンクの図であり、図１（ａ）は、高圧タンクの側面図を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＡ−Ａで切断した高圧タンクの断面図を示す。
【図２】本発明の実施形態に係るライナーの図であり、図２（ａ）は、ライナーの側面図を示し、図２（ｂ）は、ライナーの正面図およびライナーと口金との境界部分拡大断面図を示し、図２（ｃ）は、図２（ａ）に示すＢ−Ｂで切断したライナーの断面図およびＳ部拡大断面図を示す。
【図３】本発明の実施形態に係る高圧タンクのライナーの製造工程を示す工程図。
【図４】本発明の実施形態に係る高圧タンクのライナーにＦＲＰ層を形成するＦＲＰ層形成工程および硬化工程を示し、図３の下部に示す１に続く高圧タンクの製造工程を示す工程図。
【図５】本発明の実施形態に係る高圧タンクのライナーに液状ガスケットを塗布する工程を説明する説明図であり、図５（ａ）は、ライナーの正面図を示し、図５（ｂ）は、ライナーの部分拡大図を示し、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示すＣ−Ｃで切断したライナーの部分拡大断面図を示す。
【図６】本発明の実施形態に係る高圧タンクのライナーの部分拡大断面を示し、液状ガスケットを塗布したライナーと口金の冷却工程を説明する説明図であり、図６（ａ）は、ライナーと口金の冷却を開始した直後で、液状ガスケットが隙間に吸い込まれる状態を示し、図６（ｂ）は、ライナーと口金の冷却を開始し隙間内の空気の温度が降下し、液状ガスケットが隙間に吸い込まれる状態を示し、図６（ｃ）は、ライナーと口金の冷却を開始し隙間内の空気の温度が最大限降下し、液状ガスケットが隙間に多く吸い込まれる状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る高圧タンクの製造方法を適用した実施形態に係る高圧タンク１００の製造方法について図面を参照して説明する。まず、高圧タンク１００の構成について説明する。
【００１４】
実施形態に係る高圧タンク１００は、 図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、ライナー１０と、第１および第２口金２１、２２と、ライナー１０の外周を被覆するＦＲＰ層３０とにより構成されている。高圧タンク１００は、気体を透過させにくい性質、いわゆるガスバリア性を有しており内部には高圧のガスが充填されるようになっている。なお、本実施形態の第１および第２口金２１、２２は、本発明に係る口金に対応する。
【００１５】
ライナー１０は、 図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、筒状の中空容器からなり、第１ライナー１１と第１ライナー１１と同形状の第２ライナー１２とにより構成されている。第１ライナー１１および第２ライナー１２は、それぞれシリンダー部１３と、ドーム部１４とにより構成されており、互いに接合されて一体化されている。
【００１６】
第１ライナー１１および第２ライナー１２は、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、いわゆるナイロン（登録商標）などの高い機械的強度を有するエンジニアリングプラスチックで成形されている。なお、本実施形態の第１ライナー１１および第２ライナー１２は、本発明に係るライナーに対応する。
【００１７】
シリンダー部１３は、一方端部で開口する円筒状に形成され、他方端部でドーム部１４と一体的に形成されている。シリンダー部１３は、 図２（ａ）に示すように、開口する一方端部同士で互いに突き合わされるようになっている。
【００１８】
ドーム部１４は、略半球体状の中空でシリンダー部１３と一体的に形成され、ライナー１０の軸線に沿った長手方向端部に、ライナー１０の軸線を中心とする深さｄの凹みを有する口金装着部１５を有している。口金装着部１５の内周の壁面は、図１（ｂ）の破線および図２（ｂ）の破線と境界部分拡大断面図で示すように、均等の間隔で凹凸部１５ａが形成されている。本実施形態に係る口金装着部１５は、本発明に係る開口部に対応する。
【００１９】
また、口金装着部１５の中央部分にはライナー１０の軸線を中心とする貫通孔１６が形成されており、第１ライナー１１の貫通孔１６には第１口金２１が挿入され、第１ライナー１１と第１口金２１とが嵌合するようになっている。第２ライナー１２の貫通孔１６には、第２口金２２が挿入され、第２ライナー１２と第２口金２２とが嵌合するようになっている。この貫通孔１６の軸線は、ライナー１０の軸線と一致しており、貫通孔１６は、第１口金２１および第２口金２２をドーム部１４に装着する際の位置決め孔として機能する。 
【００２０】
第１口金２１は、図２（ｃ）に示すように、第１ライナー１１の口金装着部１５に装着されるフランジ２１ａと、フランジ２１ａからドーム部１４の外側に突出する口金本体２１ｂと、口金本体２１ｂと軸線を同一としフランジ２１ａからドーム部１４の内側に突出する突出部２１ｃとを有している。第１口金２１は、金属材料で形成されている。
【００２１】
フランジ２１ａの突出部２１ｃ側の面は、平坦に形成されており、第１ライナー１１と第１口金２１とが嵌合する際に、口金装着部１５と当接するようになっている。フランジ２１ａの口金本体２１ｂ側の面は、フランジ２１ａの外周縁に向かって外周縁に行くほどフランジ厚みが減少するように弧状に傾斜しており、フランジ２１ａの外周縁がドーム部１４の外側に突出しないようになっている。
【００２２】
フランジ２１ａは、図２（ａ）および図２（ｂ）の破線で示すように、外周縁に均等の間隔で凹凸部２１ｔが形成されており、図２（ｂ）の境界部分拡大断面図で示すようにフランジ２１ａがドーム部１４の口金装着部１５に装着された際に、凹凸部２１ｔが口金装着部１５の凹凸部１５ａに交互にそれぞれ入り込み、凹凸部２１ｔと凹凸部１５ａとの間に全周に亘って均等の隙間Ｓが形成されるようになっている。この隙間Ｓは、口金装着部１５の底から口金本体２１ｂ側に行くほど広く開口しており、くさび形状の断面を有している。
【００２３】
この隙間Ｓを含む第１ライナー１１のドーム部１４と第１口金２１との境界部分付近に、図２（ｃ）に示すように、液状ガスケット（ＦＩＰＧ：Formed In Place Gasket、以下ＦＩＰＧという。）が塗布されており、ドーム部１４と第１口金２１との境界部分でライナー１０の気密が確保されている。
【００２４】
口金本体２１ｂには、図２（ｃ）に示すように、第１口金２１の軸線と一致する軸線を有するバルブ接続孔２１ｈが貫通して形成されている。口金本体２１ｂは、先端部に高圧シール仕様のテーパネジが形成されており、配管とネジ結合されバルブに接続されるようになっている。このバルブ接続孔２１ｈを介して高圧タンク１００の内部と外部との間でガスが流通するようになっている。突出部２１ｃは、ドーム部１４の貫通孔１６に挿入される。
【００２５】
第２口金２２は、第１口金２１と同様に形成されているが、第１口金２１のバルブ接続孔２１ｈのみが異なっている。第２口金２２は、第１口金２１と同様に、第２ライナー１２の口金装着部１５に装着されるフランジ２２ａと、フランジ２２ａからドーム部１４の外側に突出する口金本体２２ｂと、口金本体２２ｂと軸線を同一としフランジ２２ａからドーム部１４の内側に突出する突出部２２ｃとを有している。第２口金２２も、第１口金２１と同様に、金属材料で形成されている。
【００２６】
フランジ２２ａの突出部２２ｃ側の面は、平坦に形成されており、第２ライナー１２と第２口金２２とが嵌合する際に、口金装着部１５と当接するようになっている。フランジ２２ａの口金本体２２ｂ側の面は、フランジ２２ａの外周縁に向かって外周縁に行くほどフランジ厚みが減少するように弧状に傾斜しており、フランジ２２ａの外周縁がドーム部１４の外側に突出しないようになっている。
【００２７】
フランジ２２ａは、図２（ａ）および図２（ｂ）の破線で示すように、第１口金２１と同様に、外周縁に均等の間隔で凹凸部２２ｔが形成されており、フランジ２２ａがドーム部１４の口金装着部１５に装着された際に、凹凸部２２ｔが口金装着部１５の凹凸部１５ａに交互にそれぞれ入り込み、凹凸部２２ｔと凹凸部１５ａとの間に全周に亘って均等の隙間Ｓが形成されるようになっている。この隙間Ｓは、第１口金２１と同様に、口金装着部１５の底から口金本体２２ｂ側に行くほど広く開口しており、くさび形状の断面を有している。
【００２８】
この隙間Ｓを含むライナーのドーム部１４と第２口金２２との境界部分付近に、図２（ｃ）に示すように、第１口金２１と同様、ＦＩＰＧが塗布されており、ドーム部１４と第２口金２２との境界部分でライナー１０の気密が確保されている。
【００２９】
口金本体２２ｂには、図２（ｃ）に示すように、第１口金２１とは異なり、第２口金２２の軸線と一致する軸線を有する有底の穴２２ｈが形成されており、第２ライナー１２の貫通孔１６が、口金本体２２ｂの有底の穴２２ｈにより閉塞されている。口金本体２２ｂは、第１口金２１と同様に、先端部に高圧シール仕様のテーパネジが形成されており、配管とネジ結合されるようになっている。口金本体２２ｂは、ライナー１０が軸線を中心として回転する際に、口金本体２１ｂと協働してライナー１０を回転させる回転軸を支持する回転支持部として機能する。
【００３０】
図２（ａ）および図２（ｃ）に示すように、第１口金２１が装着された第１ライナー１１のシリンダー部１３の開口する一方端部と、第２口金２２が装着された第２ライナー１２のシリンダー部１３の開口する一方端部とが対向するようにして、第１ライナー１１と第２ライナー１２とが、レーザー融着などの接合手段により接合される。この接合により、第１口金２１と第２口金２２とが装着されたライナー１０が形成される。
【００３１】
ＦＲＰ層３０は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ライナー１０の外周面を覆う層からなり、ＦＲＰをライナー１０の外周面に積層することで形成されている。ＦＲＰは、カーボン繊維（Carbon Fiber）、ガラス繊維（Glass Fiber）やアラミド繊維（Aromatic Polyamide Fiber）などの繊維をプラスチックの中に入れて強度を向上させた複合材料からなる。ＦＲＰ層３０の形成は、例えば、フィラメントワインディング法（Filament Winding Process、以下ＦＷ法という。）によって行われる。
【００３２】
このＦＷ法は、太い繊維束を引伸ばして細くするとともに、あまい撚りを与えて粗糸とし、巻き取ったいわゆる粗紡糸（カーボンロービング、ガラスロービングなどのロービング）に樹脂を含浸させながら、テンションをかけ、被加工物に連続的に巻き付ける製造方法をいう。この製造方法によれば、巻き付ける際の角度を調整することにより、被加工物の軸方向および周方向の強度を調整することができる。
【００３３】
粗紡糸に含浸させる樹脂は、例えば、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ポリエステル樹脂（ＰＥ）やポリアミド樹脂（ＰＡ）などの熱硬化性樹脂からなり、粗紡糸は、例えば、カーボン繊維、ガラス繊維やアラミド繊維などの繊維からなる。粗紡糸は、ガラス繊維とカーボン繊維などの複数種類の繊維であってもよく、異なる繊維からなる強化繊維をライナー１０に巻き付けることで、樹脂層を積層させてＦＲＰ層３０を形成し機械的強度を高めるようにしてもよい。
【００３４】
次いで、本実施形態に係る高圧タンク１００の製造方法について図面を参照して説明する。
【００３５】
本実施形態に係る高圧タンク１００の製造方法は、開口部としての口金装着部１５に第１口金２１を配置した筒状の中空容器からなる第１ライナー１１と開口部としての口金装着部１５に第２口金２２を配置した筒状の中空容器からなる第２ライナー１２を準備する工程（以下、準備工程という。）を含んで構成されている。
【００３６】
また、本実施形態に係る高圧タンク１００の製造方法は、第１ライナー１１と第２ライナー１２とを組み付けるライナー組付工程と、第１ライナー１１と第１口金２１との境界部分付近および第２ライナー１２と第２口金２２との境界部分付近を加熱する工程（以下、加熱工程という。）とを含んで構成されている。
【００３７】
さらに、本実施形態に係る高圧タンク１００の製造方法は、各境界部分付近にＦＩＰＧを塗布する工程（以下、塗布工程という。）と、ライナー１０と第１および第２口金２１、２２との少なくとも一方を冷却する工程（以下、冷却工程という。）と、ＦＷ法によって粗紡糸にエポキシ樹脂（ＥＰ）を含浸させたＦＲＰをライナー１０に巻き付けてＦＲＰ層３０を形成するＦＲＰ層形成工程と、巻き付けて形成したＦＲＰ層３０を硬化させる硬化工程とを含んで構成されている。
【００３８】
なお、本実施形態に係る準備工程は、本発明に係る開口部に口金を配置したライナーを準備する工程に対応し、本実施形態に係る加熱工程は、本発明に係るライナーと口金との境界部分付近を加熱する工程に対応し、本実施形態に係る塗布工程は、本発明に係る境界部分付近に液状ガスケットを塗布する工程に対応し、本実施形態に係る冷却工程は、本発明に係るライナーと口金の少なくとも一方を冷却する工程にそれぞれ対応する。
【００３９】
図３および図４に示すように、準備工程、ライナー組付工程、加熱工程、塗布工程、冷却工程、ＦＲＰ層形成工程および硬化工程は、準備工程から硬化工程まで順次行われる。
【００４０】
図３に示す準備工程においては、第１ライナー１１、第２ライナー１２をポリアミド樹脂（ＰＡ）などの樹脂で成形することによりそれぞれ作製する。また、第１口金２１と第２口金２２とを金型鋳造や切削などの金属加工によりそれぞれ作製する（ステップＳ１）。
【００４１】
次いで、作製した第１ライナー１１の貫通孔１６に作製した第１口金２１を挿入し、フランジ２１ａの突出部２１ｃ側の平坦な面を、口金装着部１５の底面と当接させ第１ライナー１１と第１口金２１とを嵌合させる。また、作製した第２ライナー１２の貫通孔１６に作製した第２口金２２を挿入し、フランジ２２ａの突出部２２ｃ側の平坦な面を、口金装着部１５の底面と当接させ第２ライナー１２と第２口金２２とを嵌合させる。
【００４２】
第１ライナー１１と第１口金２１とが嵌合した状態で、フランジ２１ａに形成されている凹凸部２１ｔと、口金装着部１５に形成されている凹凸部１５ａとが、交互にそれぞれ入り込み、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、凹凸部２１ｔと凹凸部１５ａとの間に全周に亘ってくさび状の断面を有する均等の隙間Ｓが形成される。
【００４３】
第２ライナー１２と第２口金２２とが嵌合した状態で、フランジ２２ａに形成されている凹凸部２２ｔと、口金装着部１５に形成されている凹凸部１５ａとが、交互にそれぞれ入り込み、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、凹凸部２２ｔと凹凸部１５ａとの間に全周に亘ってくさび状の断面を有する均等の隙間Ｓが形成される。
【００４４】
準備工程においては、第１口金２１が嵌合した第１ライナー１１と、第２口金２２が嵌合した第２ライナー１２とが作製され、次のライナー組付工程を行う準備が完了する。
【００４５】
図３に示すライナー組付工程においては、第１口金２１が装着された第１ライナー１１のシリンダー部１３の開口する一方端部と、第２口金２２が装着された第２ライナー１２のシリンダー部１３の開口する一方端部とが対向するようにして突き合わされ、互いの軸線を一致させるようにして、第１ライナー１１と第２ライナー１２とを組み付ける。
【００４６】
組み付けられた第１ライナー１１および第２ライナー１２をレーザー融着などの接合手段により接合する。この接合により、第１ライナー１１および第２ライナー１２が一体化されるとともに、第１および第２口金２１、２２とがそれぞれ装着されたライナー１０が形成される（ステップＳ２）。
【００４７】
図３に示す加熱工程においては、ライナー組付工程で形成されたライナー１０における第１ライナー１１と第１口金２１との間の隙間Ｓを含む境界部分付近と、第２ライナー１２と第２口金２２との間の隙間Ｓを含む境界部分付近とを図示しない加熱装置により加熱する（ステップＳ３）。この加熱により、隙間Ｓに存在する空気も高温になる。
【００４８】
加熱工程における加熱温度および加熱時間は、実験データや設計諸元に基づいて材料の常用耐熱温度の範囲内で適宜選択される。例えば、第１ライナー１１および第２ライナー１２がポリアミド樹脂（ＰＡ）で形成された場合、加熱温度は摂氏５０度程度である。なお、加熱装置により加熱の代わりにドライヤーによる加熱であってもよい。
【００４９】
図３に示す塗布工程においては、図５（ａ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、第１ライナー１１と第１口金２１との間の隙間Ｓを含む境界部分付近、および第２ライナー１２と第２口金２２との間の隙間Ｓを含む境界部分付近にＦＩＰＧを塗布する（ステップＳ４）。
【００５０】
具体的には、まず、図示しない回転装置により第１ライナー１１に装着した第１口金２１と第２ライナー１２に装着した第２口金２２の各先端部分を保持してライナー１０を軸回りに一定の低い速度（ｒｐｍ）で回転させる。ライナー１０が回転している状態で、ＦＩＰＧを加圧供給する図示しないパワーブースターから塗布ヘッドＨにＦＩＰＧを送り出し、図５（ａ）に示すように、長方形状の吐出口を有する塗布ヘッド先端Ｈｓから、各境界部分付近にＦＩＰＧを帯状に塗布する。
【００５１】
塗布された帯状のＦＩＰＧは、図２（ｂ）、図２（ｃ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、隙間Ｓを含む各境界部分付近の第１口金２１のフランジ２１ａの表面およびドーム部１４の表面にライナー１０の軸線を中心として全周に円弧状に延びる。塗布工程においては、全周に形成されている隙間ＳがＦＩＰＧにより密封される。隙間Ｓは、高温の空気を有したままＦＩＰＧにより密封される。
【００５２】
図３に示す冷却工程においては、ＦＩＰＧが塗布されたライナー１０と第１および第２口金２１、２２との少なくとも一方を図示しない冷却装置で冷却する（ステップＳ５）。冷却温度および冷却時間は、実験データや設計諸元に基づいて材料の常用耐熱温度の範囲内で適宜選択される。冷却温度は、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ  Ｚ ８７０３）の常温２０℃±１５℃の範囲内で選択される。ライナー１０と第１および第２口金２１、２２の少なくとも一方が冷却されると、隙間Ｓ内の空気も冷却されて空気の温度が降下し、隙間Ｓ内に負圧（−ＭＰａ）が発生して、図６（ａ）の矢印に示すように、塗布されたＦＩＰＧが隙間Ｓの内部に吸い込まれる。
【００５３】
隙間Ｓ内の空気の温度がさらに降下すると、負圧がさらに大きくなり、図６（ｂ）矢印に示すように、塗布されたＦＩＰＧが隙間Ｓの内部にさらに吸い込まれる。隙間Ｓ内の空気の温度が最大限まで降下すると、負圧が最大限に大きくなり、図６（ｃ）の矢印に示すように、塗布されたＦＩＰＧが隙間Ｓの内部にさらに吸い込まれる。
【００５４】
その結果、塗布されたＦＩＰＧの厚みが小さくなり、ＦＩＰＧと、ドーム部１４の表面、第１口金２１のフランジ２１ａの表面および第２口金２２のフランジ２２ａの表面との間で形成される段差が小さくなる。冷却され厚みが小さくなったＦＩＰＧは、乾燥養生を経て硬化させる。なお、冷却工程に掛かる時間を長くとることができれば、冷却装置で冷却する代わりに、常温の環境内にライナー１０を放置することでライナー１０を冷却するようにしてもよい。
【００５５】
図４に示すＦＲＰ層形成工程においては、フィラメントワインディング装置、いわゆるフィラメントワインダー５０によるＦＷ法によって冷却工程を経て形成された第１口金２１および第２口金２２が組み込まれたライナー１０にＦＲＰ層３０を形成する（ステップＳ６）。フィラメントワインダー５０は、図４のステップＳ６に示されるように、ロービング供給部５１と、樹脂含浸部５２と、巻付部５３とマンドレル部５４とにより概略構成される。
【００５６】
ロービング供給部５１は、カーボン繊維（Carbon Fiber）からなるカーボンロービング（粗紡糸）を樹脂含浸部５２に向けて供給する。樹脂含浸部５２はロービング供給部５１から供給されたカーボンロービングにエポキシ樹脂（ＥＰ）で満たされたレジンバスなどの容器内を通過させエポキシ樹脂を含浸させる。巻付部５３はエポキシ樹脂が含浸したカーボンロービングを所定の角度を有するヘリカル巻きで第１口金２１および第２口金２２が組み込まれたライナー１０の外周部分に繰り返し巻き付ける。
【００５７】
巻付部５３においては、ヘリカル巻きにおける低角度から高角度までの送り出し角度やカーボンロービングの送り出し速度は適宜調整される。なお、ライナー１０の円筒部分は、円筒に対して垂直に巻き付けるフープ巻きを行ってもよい。マンドレル部５４は、ライナー１０の第１ライナー１１に装着した第１口金２１と第２ライナー１２に装着した第２口金２２のライナー１０を軸回りに回転させる。
【００５８】
ＦＲＰ層形成工程においては、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、カーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）からなるＦＲＰ層３０がライナー１０の外周に形成される。
【００５９】
図４に示す硬化工程においては、第１口金２１および第２口金２２が組み込まれたライナー１０のＦＲＰ層形成工程において形成されたＦＲＰ層３０の硬化処理が行われる（ステップＳ７）。ＦＲＰ層３０の硬化は、図示しない加熱炉によって行われ、ＦＲＰ層３０内のエポキシ樹脂が加熱処理により硬化する。
【００６０】
ＦＲＰ層３０内のエポキシ樹脂が硬化するまで、加熱炉内でライナー１０の第１口金２１および第２口金２２の各先端部分が保持される。ＦＲＰ層３０の硬化により高圧タンク１００が完成し、高圧タンク１００の製造工程が終了する。
【００６１】
なお、加熱炉に代わり、高周波誘導加熱を誘起する誘導加熱コイルでＦＲＰ層３０内のエポキシ樹脂を加熱処理する誘導加熱手法によってＦＲＰ層３０内のエポキシ樹脂を硬化させるようにしてもよい。この高周波誘導加熱では、速やかな熱硬化性樹脂の昇温を図ることができ、硬化工程の効率化を図ることができる。
【００６２】
以上のように構成された実施形態に係る高圧タンク１００の製造方法の効果について説明する。
【００６３】
本実施形態に係る高圧タンク１００の製造方法は、以上に説明したように構成されているので、以下の効果が得られる。即ち、本実施形態に係る高圧タンク１００の製造方法においては、ライナー１０と第１口金２１および第２口金２２との境界部分付近にＦＩＰＧを塗布する塗布工程（ステップＳ４）の前に境界部分付近を加熱する加熱工程（ステップＳ３）が設けられている。さらに、塗布工程の後にライナー１０と口金２１、２２との少なくとも一方を冷却する冷却工程（ステップＳ５）が設けられている。
【００６４】
この構成により、境界部分付近にＦＩＰＧが塗布されると、ライナー１０と第１口金２１および第２口金２２との境界部分の隙間Ｓ内の空気が高温状態になって密封される。この状態で、ライナー１０と第１および第２口金２１、２２との少なくとも一方が冷却されると、境界部分の隙間Ｓ内の空気の温度が降下して空気の体積が減少し、境界部分の隙間Ｓ内で負圧が発生する。この負圧によりＦＩＰＧが図６（ｃ）に示すように、境界部分の隙間Ｓ内に吸い込まれる。その結果、ＦＩＰＧとライナー１０との段差が低減され、段差によってＦＩＰＧの上に積層されるＦＲＰ層３０に屈曲が発生し疲労特性が低下することが防止されるという効果が得られる。
【００６５】
本実施形態に係る高圧タンク１００の製造方法によれば、境界部分に塗布されたＦＩＰＧが負圧により隙間Ｓに吸い込まれるので、ヘラや刷毛で直接接触してＦＩＰＧをライナーと第１口金２１および第２口金２２との境界部分の隙間Ｓに押し込むことなく、ＦＩＰＧの盛り上がり高さを低くすることができ、ＦＩＰＧとライナー１０との段差を低減することができる。その結果、ＦＩＰＧをヘラや刷毛でかき取ることで歩留まりが低くなってしまうという従来の問題を解消できる。また、本実施形態に係る高圧タンク１００の製造方法によれば、ヘラや刷毛などのＦＩＰＧをかき取る工具類のメンテナンスが不要となるという効果が得られる。
【００６６】
なお、本実施形態に係る高圧タンク１００の製造方法において、ＦＩＰＧの硬化を促進させるよう、ＦＩＰＧの硬化処理を行う場合に、ＦＩＰＧの硬化処理の前にＦＩＰＧと接触する部品、例えば、ライナー１０のドーム部１４や第１口金２１のフランジ２１ａや第２口金２２のフランジ２２ａを温めておいてもよい。この処理によって、ＦＩＰＧの硬化反応を促進することができ、ＦＩＰＧの硬化処理の工程を短縮することができる。
【００６７】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００６８】
１０・・・ライナー、１１・・・第１ライナー、１２・・・第２ライナー、１３・・・シリンダー部、１４・・・ドーム部、１５・・・口金装着部（開口部）、１５ａ，２２ｔ・・・凹凸部、１６・・・貫通孔、２１・・・第１口金、２２・・・第２口金、２１ａ，２２ａ・・・フランジ、２１ｂ，２２ｂ・・・口金本体、２１ｃ，２２ｃ・・・突出部、２１ｈ・・・バルブ接続孔、２２ｈ・・・有底の穴、５０・・・フィラメントワインダー、５１・・・ロービング供給部、５２・・・樹脂含浸部、５３・・・巻付部、５４・・・マンドレル部、１００・・・高圧タンク、ＦＩＰＧ・・・液状ガスケット、Ｓ・・・隙間
【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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