(57)【要約】【課題】高圧タンクの繊維強化樹脂層における熱硬化性樹脂の分布が不均一になることを抑制できる技術を提供する。【解決手段】高圧タンクの本体容器であるライナー１０を準備し、その外表面に熱硬化性樹脂が含浸されている強化繊維２０を巻き付けて強化繊維層２１を形成する（工程１）。加熱部１１０によってライナー１０を加熱して強化繊維層２１中の熱硬化性樹脂を熱硬化させる（工程２）。加熱部１１０による加熱が開始されるときに、ライナー１０に中心軸ＣＸを回転軸とする第１の回転運動を開始させる（工程３）。熱硬化性樹脂の二次元架橋が始まるときに、ライナー１０に中心軸ＣＸを回転させる第２の回転運動を行わせる（工程４）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯蔵タンクの製造方法であって、
前記貯蔵タンクの本体容器の外表面に熱硬化性樹脂が含浸されている強化繊維を巻き付けて強化繊維層を形成する強化繊維層形成工程と、
前記強化繊維層中の前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる熱硬化処理工程と、
を備え、
前記熱硬化処理工程は、前記本体容器の中心軸に沿った方向への慣性力によって前記熱硬化性樹脂が流動するように前記本体容器を運動させつつ、前記本体容器を加熱する加熱処理を含む、製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法であって、
前記加熱処理は、前記本体容器の中心軸を回転させる回転運動によって前記本体容器の中心軸に沿った方向への慣性力としての遠心力を前記熱硬化性樹脂に作用させる回転加熱処理を含む、製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の製造方法であって、
前記回転加熱処理は、前記本体容器に、前記本体容器の中心軸を回転軸とする第１の回転運動と、前記本体容器の中心軸を回転させる第２の回転運動と、を行わせつつ、前記本体容器を加熱する処理である、製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の製造方法であって、
前記回転加熱処理において、前記本体容器の前記第１の回転運動と前記第２の回転運動とは重畳して行われる、製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の製造方法であって、
前記回転加熱処理では、前記本体容器に前記第１の回転運動を開始させるタイミングが、前記本体容器に前記第２の回転運動を開始させるタイミングと異なっている、製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の製造方法であって、
前記回転加熱処理では、前記本体容器の前記第１の回転運動が開始された後に、前記本体容器の前記第２の回転運動が開始される、製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の製造方法であって、
前記回転加熱処理では、前記本体容器の前記第２の回転運動は、前記熱硬化性樹脂の二次元架橋が始まった後に開始される、製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の製造方法であって、
前記熱硬化処理工程では、前記回転加熱処理とともに、前記本体容器を振動させる振動印加処理が実行される、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯蔵タンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯蔵タンクとしては、例えば、燃料電池車両に搭載される水素タンクなどの高圧タンクが知られている。高圧タンクには、本体容器（以下、「ライナー」とも呼ぶ）の外表面にフィラメント・ワインディング法（以下、「ＦＷ法」とも呼ぶ）によって繊維強化樹脂層が形成されるものがある。ＦＷ法では、熱硬化性樹脂が含浸されている強化繊維をライナーの外表面に巻き付けた後、当該熱硬化性樹脂を熱硬化させることによって繊維強化樹脂層が形成される（下記特許文献１−４等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７３３４５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６３３０５号公報
【特許文献３】特開２０１３−１０３３９５号公報
【特許文献４】特開２０１３−０６４４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
繊維強化樹脂層において熱硬化性樹脂の分布に偏りが生じると、繊維強化樹脂層中に空隙が生じるなどして、強化繊維同士の結着力が低下し、高圧タンクの耐久性や強度が低下してしまう可能性がある。そのため、ＦＷ法の場合は、繊維強化樹脂層における熱硬化性樹脂の分布が不均一になってしまうことが抑制されることが望ましい。上記の特許文献１−４では、繊維強化樹脂層における熱硬化性樹脂の分布を均一化することについて十分な工夫がなされてはいない。このほかに、ＦＷ法によって製造される貯蔵タンクに限らず、貯蔵タンクに対しては、耐久性の向上や、軽量化、搭載性の向上、省資源化、製造の容易化、製造コストの低減等が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
［１］本発明の一形態によれば、貯蔵タンクの製造方法が提供される。この製造方法は、強化繊維層形成工程と；熱硬化処理工程と；を備えて良い。前記強化繊維層形成工程は、前記貯蔵タンクの本体容器の外表面に熱硬化性樹脂が含浸されている強化繊維を巻き付けて強化繊維層を形成する工程であって良い。前記熱硬化処理工程は、前記強化繊維層中の前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる工程であって良い。前記熱硬化処理工程は、前記本体容器の中心軸に沿った方向への慣性力によって前記熱硬化性樹脂が流動するように前記本体容器を運動させつつ、前記本体容器を加熱する加熱処理を含んで良い。この形態の製造方法によれば、熱硬化反応過程において熱硬化性樹脂を本体容器の中心軸に沿った方向へ流動させることができ、繊維強化樹脂層における熱硬化性樹脂の分布を均一化することができる。
【０００７】
［２］上記形態における前記加熱処理は、前記本体容器の中心軸を回転さる回転運動によって前記本体容器の中心軸に沿った方向への慣性力としての遠心力を前記熱硬化性樹脂に作用させる回転加熱処理を含んで良い。この形態の製造方法によれば、本体容器の回転運動によって、熱硬化性樹脂を本体容器の中心軸に沿った方向へ流動させることができ、繊維強化樹脂層における熱硬化性樹脂の分布を均一化することができる。
【０００８】
［３］上記形態における前記回転加熱処理は、前記本体容器に、前記本体容器の中心軸を回転軸とする第１の回転運動と、前記本体容器の中心軸を回転させる第２の回転運動と、を行わせつつ、前記本体容器を加熱する処理であって良い。この形態の製造方法によれば、熱硬化反応過程における熱硬化性樹脂の流動が第１と第２の回転運動によって促進され、繊維強化樹脂層における熱硬化性樹脂の分布が均一化される。
【０００９】
［４］上記形態の前記回転加熱処理においては、前記本体容器の前記第１の回転運動と前記第２の回転運動とは重畳して行われて良い。この形態の製造方法によれば、第１と第２の回転運動が同時並行的に行われるため、熱硬化性樹脂の流動方向を効率的に分散させることができる。
【００１０】
［５］上記形態における前記回転加熱処理では、前記本体容器に前記第１の回転運動を開始させるタイミングが、前記本体容器に前記第２の回転運動を開始させるタイミングと異なっていても良い。この形態の製造方法によれば、第１の回転運動による力と第２の回転運動による力を適切なタイミングで熱硬化性樹脂に印加することができる。従って、繊維強化樹脂層における熱硬化性樹脂の分布がさらに均一化される。
【００１１】
［６］上記形態における前記回転加熱処理では、前記本体容器の前記第１の回転運動が開始された後に、前記本体容器の前記第２の回転運動が開始されて良い。この形態の製造方法によれば、回転加熱処理の効率が高められる。
【００１２】
［７］上記形態における前記回転加熱処理では、前記本体容器の前記第２の回転運動は、前記熱硬化性樹脂の二次元架橋が始まった後に開始されて良い。この形態の製造方法によれば、本体容器の第２の回転運動が熱硬化性樹脂の状態に応じて適切に開始される。
【００１３】
［８］上記形態における前記熱硬化処理工程では、前記回転加熱処理とともに、前記本体容器を振動させる振動印加処理が実行されて良い。この形態の製造方法によれば、振動の印加によって、熱硬化性樹脂の分散が促進され、熱硬化性樹脂の分布がさらに均一化される。
【００１４】
上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。
【００１５】
本発明は、貯蔵タンクの製造方法以外の種々の形態で実現することが可能である。例えば、貯蔵タンクの製造装置やその製造装置の制御方法、その制御方法を実現するコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。また、繊維強化樹脂層の形成方法や熱硬化性樹脂の熱硬化方法等の形態で実現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】高圧タンクの製造工程を示す工程図。
【図２】強化繊維層の形成工程を説明するための模式図。
【図３】熱硬化処理装置の構成を示す概略図。
【図４】回転加熱処理における第１と第２の回転運動の開始タイミングを示す説明図。
【図５】第１の回転運動による熱硬化性樹脂の分布の均一化を説明するための説明図。
【図６】第２の回転運動による熱硬化性樹脂の分布の均一化を説明するための説明図。
【図７】第２実施形態の熱硬化処理装置の構成を示す概略図。
【図８】回転加熱処理において超音波振動の印加が開始されるタイミングを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
A．第１実施形態：
［高圧タンクの製造工程の概略］
図１は、本発明の一実施例としてのフィラメント・ワインディング法（ＦＷ法）による高圧タンクの製造工程の概略を説明するための工程図である。高圧タンクは高圧水素などの高圧流体を貯蔵する貯蔵タンクの一態様である。工程１は、強化繊維層形性工程に相当する。工程１では、高圧タンクの本体部を構成する本体容器であるライナーが準備され、ライナーの外表面に強化繊維層が形成される。強化繊維層は、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）をカーボン繊維などの繊維に含浸させた強化繊維が巻き付けられた層である。強化繊維層形成工程の詳細は後述する。
【００１８】
工程２〜５は、熱硬化処理工程に相当する。工程２〜５では、強化繊維層中の熱硬化性樹脂を熱硬化させる熱硬化処理が実行され、強化繊維樹脂層が生成される。本実施形態の熱硬化処理工程では、加熱炉においてライナーを加熱する加熱処理が開始されると（工程２）、ライナーの第１と第２の回転運動（後述）がそれぞれ所定のタイミングで開始される（工程３，４）。この第１と第２の回転運動を伴う加熱処理を「回転加熱処理」とも呼ぶ。本実施形態の熱硬化処理工程では、回転加熱処理における第１と第２の回転運動によって強化繊維樹脂層の流動方向が影響され、熱硬化性樹脂の分布が均一化される（詳細は後述）。
【００１９】
熱硬化性樹脂の熱硬化反応が完了すると加熱炉によるライナーの加熱が終了され、熱硬化処理工程は完了する（工程５）。強化繊維樹脂層が形成されたライナーには、ドーム部（後述）に取り付けられるキャップ状の保護部材や、口金部（後述）に取り付けられる金具部品等の外装品が取り付けられる（工程６）。以上の工程によって、高圧タンクが完成する。
【００２０】
［強化繊維層形性工程の詳細］
図２は工程１における強化繊維層の形成工程を説明するための模式図である。図２の（Ａ）欄には強化繊維層２１が形成される前のライナー１０の概略図が図示されている。図２の（Ａ）欄には、ライナー１０の中心軸ＣＸが一点鎖線によって図示されている。ライナー１０の中心軸ＣＸは、本明細書の説明において参照される他の図においても適宜、同様に図示されている。
【００２１】
ライナー１０は、例えば、ナイロン系樹脂などの樹脂材料やアルミニウムなどの金属によって構成された中空容体である。ライナー１０は、シリンダー部１１と、２つのドーム部１２と、を有する。シリンダー部１１はライナー１０の本体部を構成する部位であり、略円筒形状を有する。２つのドーム部１２はシリンダー部１１の両端に設けられている略半球状の部位である。
【００２２】
各ドーム部１２の頂部には、口金部１３が取り付けられている。口金部１３は、略円筒状の金属部材である。口金部１３の開口部（図示は省略）には貯蔵される高圧流体を流通させるための配管やバルブ等が取り付けられる。口金部１３の開口部（図示は省略）はライナー１０の中心軸ＣＸ上に位置している。
【００２３】
図２の（Ｂ）欄および（Ｃ）欄にはそれぞれ、ライナー１０に対する強化繊維２０の巻き付け方法が模式的に図示されている。なお、図２の（Ｂ）欄および（Ｃ）欄にはそれぞれ、便宜上、ライナー１０の中心軸ＣＸに平行な仮想線ＣＸｐが図示されている。ライナー１０の強化繊維層２１は、以下に説明する強化繊維２０のフープ巻きおよびヘリカル巻きを組み合わせることによって形成される。
【００２４】
「フープ巻き」は、強化繊維２０の延伸方向（送り出し方向）と、ライナー１０の中心軸ＣＸとの間の角度θ（以下、「巻き付け角度θ」とも呼ぶ。）がほぼ垂直（例えば８０°〜１００°）になる状態で、強化繊維２０が巻き付けられる方法である。以下では、フープ巻きによって形成される強化繊維２０の巻層を「フープ巻層２２」とも呼ぶ。フープ巻層２２はライナー１０のシリンダー部１１を被覆するように形成される。
【００２５】
「ヘリカル巻き」は、ライナー１０のドーム部１２において強化繊維２０が巻き付けられる方向が折り返され、２つのドーム部１２の間にわたって強化繊維２０が巻き付けられる方法である。ヘリカル巻きでは、強化繊維２０の巻き付け角度θは４５°以下であり、ほぼ鋭角になる。以下では、ヘリカル巻きによって形成される強化繊維２０の巻層を「ヘリカル巻層２３」とも呼ぶ。本実施形態では、ヘリカル巻層２３は多給糸方法によってシリンダー部１１に形成されているフープ巻層２２の上に重ねて形成される。
【００２６】
［回転加熱処理の詳細］
図３は、本実施形態の製造工程において用いられる熱硬化処理装置１００の構成を示す概略図である。図３には、重力方向を示す矢印Ｇと、回転方向を示す矢印Ｒ１，Ｒ２が図示されている。熱硬化処理装置１００は、強化繊維層２１が形成されたライナー１０に対して、上述した回転加熱処理を実行して強化繊維層２１中の熱硬化樹脂を熱硬化させる。熱硬化処理装置１００は、制御部１０１と、加熱炉１０５と、ライナー保持部１２０と、を備えている。
【００２７】
制御部１０１は、中央処理装置（ＣＰＵ）と主記憶装置とを備えるマイクロコンピューターによって構成されている。制御部１０１は、加熱炉１０５による加熱と、ライナー保持部１２０によるライナー１０の回転運動と、を制御する機能を有している。加熱炉１０５は内部に加熱部１１０と、ライナー保持部１２０と、を収容している。
【００２８】
加熱部１１０は、制御部１０１の制御に応じて、ライナー保持部１２０に保持されているライナー１０の近傍において加熱を開始する。加熱部１１０は、ライナー１０の全体の温度を、熱硬化性樹脂の熱硬化反応に適した温度（例えば、１１０〜１４０℃）まで昇温させる。
【００２９】
ライナー保持部１２０は、第１支持部１２１と、第２支持部１３０と、を有している。第１支持部１２１は、２本の水平回転軸部１２２と、２本の支持柱部１２３と、第１回転駆動部１２４と、水平基台１２５と、を備えている。２本の水平回転軸部１２２はそれぞれ、ライナー１０の中心軸ＣＸ上において、ライナー１０の２つの口金部１３のうちの１つに固定されている。
【００３０】
２本の支持柱部１２３はそれぞれ、ライナー１０のドーム部１２の頂部に対向する位置に配置されており、口金部１３に固定されている水平回転軸部１２２を回転可能に保持している。各支持柱部１２３はライナー１０の中心軸ＣＸの配置角度（水平回転軸部１２２の配置角度）がほぼ水平になるように水平基台１２５の両端に取り付けられている。
【００３１】
第１回転駆動部１２４は一方の水平回転軸部１２２に接続されている。第１回転駆動部１２４は、例えばモーターによって構成される。第１回転駆動部１２４は、制御部１０１からの指令に応じて、水平回転軸部１２２を介してライナー１０に対してライナー１０の中心軸ＣＸを回転軸とする回転駆動力を発生する。この回転駆動力によって、ライナー１０は重力方向に沿った矢印Ｒ１方向の回転運動（第１の回転運動）をする。
【００３２】
第２支持部１３０は、鉛直回転軸部１３１と、第２回転駆動部１３２と、を備えている。鉛直回転軸部１３１は重力方向に沿って配置されており、その上端部に第１支持部１２１の水平基台１２５を水平に保持している。第２回転駆動部１３２は、鉛直回転軸部１３１の下端部に接続されている。
【００３３】
第２回転駆動部１３２は、例えばモーターによって構成される。第２回転駆動部１３２は、制御部１０１の指令に応じて、鉛直回転軸部１３１に回転駆動力を発生する。この回転駆動力によって、第１支持部１２１に保持されているライナー１０は、第１支持部１２１とともに水平方向に沿った矢印Ｒ２方向の回転運動（第２の回転運動）を行う。
【００３４】
図４は、回転加熱処理における第１と第２の回転運動の開始タイミングを示す説明図である。図４には、熱硬化処理工程における熱硬化性樹脂の状態変化が時系列順に示され、それに合わせて第１と第２の回転運動の開始タイミングが示されている。本実施形態の熱硬化処理工程（図１）における回転加熱処理では、以下に説明するように、熱硬化性樹脂の状態に応じて、ライナー１０の第２の回転運動が第１の回転運動に重畳される。
【００３５】
ライナー１０がライナー保持部１２０に取り付けられた状態において、制御部１０１は加熱部１１０にライナー１０の加熱を開始させる（工程２）。制御部１０１は、同時に、第１回転駆動部１２４によってライナー１０を中心軸ＣＸを回転軸とする回転運動（第１の回転運動）を所定の回転速度で開始させる（工程３）。加熱部１１０による加熱が開始されたばかりの時間帯での第１の回転運動によって、強化繊維層２１の全体が均一に加熱される。
【００３６】
強化繊維層２１中の熱硬化性樹脂は昇温によって液相状態になり、流動性を帯びて強化繊維２０から染み出し始める。加熱部１１０による加熱が継続されると、熱硬化性樹脂の二次元架橋が始まり、熱硬化性樹脂はゲル化し始める。制御部１０１は、このタイミングで、第２回転駆動部１３２によってライナー１０に水平方向に沿った矢印Ｒ２の回転方向での回転運動（第２の回転運動）を開始させる（工程４）。
【００３７】
このとき、第１回転駆動部１２４によるライナー１０の第１の回転運動は継続されたままである。そのため、これ以降、ライナー１０は第１と第２の回転運動を同時並行的に行うことになる。このように、ライナー１０の第２の回転運動が後から追加的に実行されれば、熱硬化性樹脂が流動しない時間帯などに無駄に第２の回転運動が実行されることが抑制されるため効率的である。ライナー１０の第１と第２の回転運動は、熱硬化性樹脂の三次元架橋が開始されて熱硬化性樹脂の硬化が完了するまで継続される。
【００３８】
第２の回転運動が開始されるタイミングは、二次元架橋が始まるタイミングとして実験によって予め決定されている加熱部１１０による加熱開始時刻を基準とする所定のタイミングであっても良い。あるいは、第２の回転運動が開始されるタイミングは、制御部１０１が、強化繊維層２１における温度変化や熱硬化性樹脂の流動性の所定の変化を光学的センサーなどによって検出し、その検出結果に基づいて決定しても良い。
【００３９】
第１と第２の回転運動におけるライナー１０の回転速度はそれぞれ、熱硬化性樹脂が遠心力によって飛散してしまわない程度の回転速度であることが望ましい。第１と第２の回転運動におけるライナー１０の回転速度はそれぞれ、熱硬化性樹脂の粘度の変化に応じて調整されても良い。
【００４０】
図５，図６を参照図として回転加熱処理における第１と第２の回転運動による熱硬化性樹脂の分布の均一化を説明する。図５にはシリンダー部１１に形成されているフープ巻層２２における熱硬化性樹脂の流動方向が示されている。なお、図５ではフープ巻層２２の上に形成されているヘリカル巻層２３が便宜上破線で図示されている。
【００４１】
フープ巻層２２では強化繊維２０は重力方向に沿って巻き付けられている。ライナー１０の第１の回転運動が開始されると、フープ巻層２２における熱硬化性樹脂には、重力と、矢印Ｒ１方向の第１の回転運動による慣性力と、が働く。これによって、フープ巻層２２における熱硬化性樹脂の強化繊維２０の巻き付け方向に沿った流動が促進され、フープ巻層２２の熱硬化性樹脂が重力によって重力方向下側に偏って分布してしまうことが抑制される。
【００４２】
また、フープ巻層２２の液相状態の熱硬化性樹脂は、第１の回転運動による遠心力によって、ヘリカル巻層２３に向かう方向への流動が促進される。従って、フープ巻層２２とヘリカル巻層２３との間に空隙が生じることが抑制される。
【００４３】
図６にはドーム部１２のヘリカル巻層２３における熱硬化性樹脂の流動方向が示されている。ヘリカル巻層２３では強化繊維２０の巻き付け方向が中心軸ＣＸの軸方向に近い。ライナー１０の中心軸ＣＸを回転させる矢印Ｒ２方向の第２の回転運動によって生じる遠心力によって、ヘリカル巻層２３の熱硬化性樹脂は強化繊維２０の巻き付け方向に沿った方向への流動が促進される。
【００４４】
これによって、ドーム部１２における壁面の曲率が変化している部位など、熱硬化性樹脂の円滑な流動が妨げられるような部位があったとしても、当該部位に熱硬化性樹脂が滞留してしまうことが抑制される。従って、ドーム部１２においてヘリカル巻層２３における熱硬化性樹脂の分布が不均一になってしまうことが抑制される。また、熱硬化性樹脂を強化繊維２０に沿ってヘリカル巻層２３の全体に行き渡らせることができるため、巻き付け方向が異なる強化繊維２０同士が重なり合っている部位などに空隙が生じてしまうことが抑制される。
【００４５】
本実施形態の回転加熱処理では、ライナー１０の第２の回転運動とともに第１の回転運動が同時並行的に行われている。そのため、ヘリカル巻層２３においても熱硬化性樹脂が重力方向に偏って分布してしまうことが抑制される。
【００４６】
加えて、本実施形態では、ライナー１０の第２の回転運動は、熱硬化性樹脂がゲル化し始めるタイミングで開始されている（図４）。このタイミングであれば、熱硬化性樹脂が強化繊維２０の表層に十分に染み出した後であるため、熱硬化性樹脂の強化繊維２０の巻き付け方向に沿った流動がより効果的に促進される。また、このタイミングは熱硬化性樹脂は流動性が低下し始めるタイミングでもあるため、第２の回転運動の遠心力によって熱硬化性樹脂がライナー１０の中心軸ＣＸ方向の両端側に偏在してしまうことが抑制される。
【００４７】
以上のように、本実施形態の製造工程によれば、熱硬化処理工程における回転加熱処理によって、ライナー１０に形成されている強化繊維層２１における熱硬化性樹脂の分布が不均一になってしまうことが抑制される。特に、本実施形態では、第１の回転運動がフープ巻層２２における熱硬化性樹脂の流動性に効果的に作用し、第２の回転運動がヘリカル巻層２３における熱硬化性樹脂の流動性に効果的に作用している。従って、熱硬化性樹脂が偏在していることによる高圧タンクの耐久性の低下や、意匠性の低下、組み付け性の低下などが抑制される。また、本実施形態の製造工程によれば、多給糸方法によって強化繊維層が形成されている場合に強化繊維間の結着性が効果的に高めることができる。また、本実施形態のライナー１０のように中心軸に沿った方向が長手方向となっているライナーに形成される繊維強化樹脂層の強度を効果的に高めることができる。この他に、本実施形態で説明した熱硬化処理装置１００によれば、上述したような効果が奏される回転加熱処理を効率的かつ効果的に実行することが可能である。
【００４８】
B．第２実施形態：
図７は、本発明の第２実施形態としての高圧タンクの製造工程に用いられる熱硬化処理装置１００Ａの構成を示す概略図である。第２実施形態における熱硬化処理装置１００Ａは、ライナー保持部１２０に振動発生部１４０が追加されている点以外は、第１実施形態で説明した熱硬化処理装置１００（図３）とほぼ同じである。なお、第２実施形態における高圧ガスタンクの製造工程は、回転加熱処理において振動発生部１４０による超音波振動印加処理が実行される点以外は、第１実施形態で説明した工程と同様である（図１）。
【００４９】
振動発生部１４０は第１支持部１２１の水平回転軸部１２２に接続されている。振動発生部１４０は、例えば、ピエゾ素子など交流電流の印加によって振動を発生する素子を超音波振動の発生源として備えている。振動発生部１４０は、制御部１０１の指令に応じて、回転加熱処理中に超音波振動を発生する。振動発生部１４０が発生させた超音波振動は、水平回転軸部１２２を介してライナー１０に伝達される。回転加熱処理中の以下のタイミングでライナー１０に超音波振動が印加されることによって、強化繊維層２１中の熱硬化性樹脂の流動が促進される。
【００５０】
図８は回転加熱処理において超音波振動の印加が開始されるタイミングを示す説明図である。図８は、超音波振動印加処理の開始タイミングの図示が追加されている点以外は、第１実施形態で説明した図４と同様である。第２実施形態の回転加熱処理では、制御部１０１は、熱硬化性樹脂の二次元架橋が始まり、熱硬化樹脂がゲル化し始めるタイミングで、ライナー１０の第２の回転運動を開始する。また、それとほぼ同時に、振動発生部１４０によるライナー１０に対する超音波振動の印加（超音波振動印加処理）を開始する。
【００５１】
流動性を有している状態の熱硬化性樹脂に超音波振動が印加されることによって、強化繊維層２１における強化繊維２０の間の空隙への熱硬化性樹脂の流動が促進される。超音波振動は、ライナー１０の第２の回転運動が継続されている間に、ライナー１０に対して継続的に印加されても良いし、間欠的に印加されても良い。超音波振動の強度は熱硬化性樹脂の粘度に応じて調整されても良い。
【００５２】
以上のように、第２実施形態の製造工程によれば、回転加熱処理において、ライナー１０に超音波振動が印加されるため、熱硬化性樹脂の流動が促進され、熱硬化性樹脂の分布がさらに均一化される。
【００５３】
C．変形例：
C1．変形例１：
上記各実施形態では、回転加熱処理は、シリンダー部１１と２つのドーム部１２とを有しているライナー１０に対して適用されている。これに対して、回転加熱処理は、シリンダー部１１と２つのドーム部１２とを有していないタイプのライナーに対して適用されても良い。回転加熱処理は、略円筒状のライナーや、略球形のライナーに適用されても良い。また、上記の各実施形態では、強化繊維層２１は、フープ巻層２２の上にヘリカル巻層２３が重ねられて形成されている。これに対して、強化繊維層２１では、フープ巻層２２とヘリカル巻層２３の積層順序は異なっていても良い。また、強化繊維層２１は、フープ巻きやヘリカル巻き以外の巻き方によって形成されていても良い。このような構成であっても、第１の回転運動や第２の回転運動によって生じる力の作用によって、熱硬化性樹脂の流動が促進され、繊維強化樹脂層において熱硬化性樹脂の分布が不均一になってしまうことを抑制できる。
【００５４】
C2．変形例２：
上記の各実施形態の回転加熱処理では、ライナー１０に、第１の回転運動と第２の回転運動とをさせていた。これに対して、回転加熱処理ではライナー１０に第２の回転運動のみをさせても良い。この構成であっても、ライナー１０の中心軸ＣＸに沿った方向への熱硬化性樹脂の流動を促進させることができる。特に、ヘリカル巻層２１において強化繊維２０の巻き付けられている方向に沿った熱硬化性樹脂の流動を促進させることができる。従って、繊維強化樹脂層において熱硬化性樹脂の分布が不均一になってしまうことを抑制できる。
【００５５】
C3．変形例３：
上記の各実施形態では、熱硬化性樹脂のライナー１０の中心軸ＣＸに沿った方向への流動が促進されるように、第２の回転運動によって発生する遠心力を熱硬化性樹脂に作用させている。これに対して、熱硬化処理工程では、ライナー１０に、第２の回転運動の代わりの他の運動をさせることによって、ライナー１０の中心軸ＣＸに沿った方向への熱硬化性樹脂の流動が促進されるような慣性力を熱硬化性樹脂に作用させても良い。例えば、ライナー１０に中心軸ＣＸに沿った往復移動を繰り返させる運動を行わせても良い。この構成であっても、ライナー１０の中心軸ＣＸに沿った方向への熱硬化性樹脂の流動を促進させることができる。特に、ヘリカル巻層２１において強化繊維２０の巻き付けられている方向に沿った熱硬化性樹脂の流動を促進させることができる。
【００５６】
C4．変形例４：
上記の各実施形態の第１と第２の回転運動では、ライナー１０は所定の回転方向へ３６０°以上回転する周回運動をしている。これに対して、第１と第２の回転運動では、ライナー１０は周回運動することなく、周回軌道上の一部の区間（例えば±４５°の区間）を往復回動するのみでも良い。
【００５７】
C5．変形例５：
上記の各実施形態の加熱回転処理では、ライナー１０はその中心軸ＣＸが水平になるように保持されている。これに対して、加熱回転処理では、ライナー１０はその中心軸ＣＸが水平以外の角度で保持されても良い。加熱回転処理では、ライナー１０の中心軸ＣＸの配置角度が適宜変更されても良い。この場合であっても、熱硬化性樹脂は第１と第２の回転運動による慣性力と重力の組み合わせによって三次元的な方向の力を受けることになるため、強化繊維層２１における拡散性が高められる。
【００５８】
C6．変形例６：
上記の各実施形態では、第１の回転運動は加熱部１１０によるライナー１０の加熱が開始される同時に開始され、第２の回転運動は熱硬化性樹脂の二次元架橋が始まるときに開始されている。これに対して、第１の回転運動は加熱部１１０によるライナー１０の加熱が開始されるのと同時に開始されなくても良いし、第２の回転運動は熱硬化性樹脂の二次元架橋が始まる前に開始されても良い。加熱部１１０によるライナー１０の加熱が開始された後の所定の時間経過後に、第１と第２の回転運動が同時に開始されても良い。また、第２の回転運動が開始された後に、第１の回転運動が開始されても良い。第１と第２の回転運動が開始される順番は、強化繊維層２１においてフープ巻層２２とヘリカル巻層２３とが積層されている順番に応じて決定されても良い。
【００５９】
C7．変形例７：
上記の各実施形態の回転加熱処理では、ライナー１０の第１と第２の回転運動は所定の開始タイミングで開始された後には、所定の終了タイミングまで継続されている。これに対して、第１と第２の回転運動は、間欠的あるいは断続的に複数回の期間に分けて行われても良い。
【００６０】
C8．変形例８：
上記の各実施形態の回転加熱処理ではライナー１０に第１と第２の回転運動を同時並行的に行わせている。これに対して、回転加熱処理ではライナー１０に第１と第２の回転運動を同時並行的に行わせなくても良い。回転加熱処理ではライナー１０に第１と第２の回転運動を交互に行わせても良い。
【００６１】
C9．変形例９：
上記の第２実施形態の回転加熱処理では、振動発生部１４０はライナー１０に超音波振動を印加している。これに対して、振動発生部１４０は超音波振動以外の振動をライナー１０に印加しても良い。例えば、振動発生部１４０は、水平回転軸部１２２に打撃などの衝撃を印加して発生させた振動をライナー１０に印加しても良い。
【００６２】
C10．変形例１０：
上記の第２実施形態の回転加熱処理では、振動発生部１４０はライナー１０の第２の回転運動の開始ととともに超音波振動印加処理を開始している。これに対して、振動発生部１４０は他のタイミングで超音波振動印加処理を開始しても良い。例えば、振動発生部１４０は強化繊維層２１の熱硬化樹脂層が液相状態になったタイミングで超音波振動印加処理を開始しても良い。
【００６３】
C11．変形例１１：
上記の第２実施形態の熱硬化処理工程では、ライナー１０に第２の回転運動を行わせつつ、ライナー１０に超音波振動が印加されている。これに対して、熱硬化処理工程では、ライナー１０の第２の回転運動を省略して、第１の回転運動をしているライナー１０に対して超音波振動が印加されても良い。このような熱硬化処理工程であっても、熱硬化性樹脂の流動が超音波振動によって促進されるため、熱硬化樹脂の分布が均一化される。
【００６４】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０…ライナー
１１…シリンダー部
１２…ドーム部
１３…口金部
２０…強化繊維
２１…強化繊維層
２２…フープ巻層
２３…ヘリカル巻層
１００，１００Ａ…熱硬化処理装置
１０１…制御部
１０５…加熱炉
１１０…加熱部
１２０…ライナー保持部
１２１…第１支持部
１２２…水平回転軸部
１２３…支持柱部
１２４…第１回転駆動部
１２５…水平基台
１３０…第２支持部
１３１…鉛直回転軸部
１３２…第２回転駆動部
１４０…振動発生部
【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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