(57)【要約】【課題】ライナー外周に形成された繊維強化樹脂層の冷却時間の短縮化を図る。【解決手段】高圧ガスタンクの製造に当たり、ライナーの外周に繊維束と未硬化の熱硬化性樹脂を含む繊維強化樹脂層を形成した後、繊維強化樹脂層を有するライナーを加熱炉において加熱して、繊維強化樹脂層の熱硬化性樹脂を加熱硬化する。その後、繊維強化樹脂層の周囲の温度を降下させることにより、繊維強化樹脂層を熱硬化性樹脂の軟化温度まで冷却し、熱硬化性樹脂の軟化温度までの冷却後に、ライナーの内部に水を注水してライナーの内部を水で満たし、熱硬化性樹脂の冷却を進める。【選択図】図２
2017043045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ガスタンクの製造方法であって、
ライナーの外周に、繊維束と未硬化の熱硬化性樹脂を含む繊維強化樹脂層を形成する工程と、
該繊維強化樹脂層を有する前記ライナーを加熱炉において加熱して、前記繊維強化樹脂層の前記熱硬化性樹脂を加熱硬化する工程と、
前記繊維強化樹脂層の周囲の温度を降下させることにより、前記繊維強化樹脂層を前記熱硬化性樹脂の軟化温度まで冷却する工程と、
前記熱硬化性樹脂が前記軟化温度まで冷却された後に、前記ライナーの内部に水を注水して前記ライナーの内部を前記注水した水で満たし、前記熱硬化性樹脂の冷却を進める工程とを備える、高圧ガスタンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ガスタンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧ガスタンクを製造するに当たっては、ライナーの外周に熱硬化性樹脂を含浸した繊維束を繰り返し巻き付けて繊維強化樹脂層とし、この繊維強化樹脂層の熱硬化性樹脂を加熱硬化することが一般的になされている。熱硬化性樹脂の硬化は加熱過程において進行して、繊維強化樹脂層が固相の樹脂層に推移することから、樹脂冷却が速やかに進むほど、生産効率が高まる。こうしたことを踏まえ、繊維強化樹脂層の加熱後に、ライナーの内部に空気を送り込んでライナーおよび繊維強化樹脂層の冷却を図る冷却手法が提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、熱硬化性樹脂の熱硬化温度に所定時間保持された高圧ガスタンクは、その後、冷却され、一般的には、タンク品質に関する物性測定に処される。こうしたことから、冷却期間を含むタンク製造工程の短縮化が要請されるに到った。
【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、高圧ガスタンクの製造方法が提供される。この高圧ガスタンクの製造方法は、ライナーの外周に、繊維束と未硬化の熱硬化性樹脂を含む繊維強化樹脂層を形成する工程と、該繊維強化樹脂層を有する前記ライナーを加熱炉において加熱して、前記繊維強化樹脂層の前記熱硬化性樹脂を加熱硬化する工程と、前記繊維強化樹脂層の周囲の温度を降下させることにより、前記繊維強化樹脂層を前記熱硬化性樹脂の軟化温度まで冷却する工程と、前記熱硬化性樹脂が前記軟化温度まで冷却された後に、前記ライナーの内部に水を注水して前記ライナーの内部を前記注水した水で満たし、前記熱硬化性樹脂の冷却を進める工程とを備える。
【０００７】
この形態の高圧ガスタンクの製造方法は、熱硬化性樹脂が軟化温度まで冷却した後に、比熱の大きい水をライナー内に満たすので、繊維強化樹脂層を速やかに冷却して、冷却期間を短縮できるので、冷却期間を含むタンク製造工程についても短縮化できる。また、ライナー内を満たす水による冷却は、熱硬化性樹脂が軟化温度まで冷却した後になされることから、繊維強化樹脂層における残留応力による樹脂層の割れを抑制できる。
【０００８】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、高圧ガスタンクの製造装置の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の製造方法で得られる高圧ガスタンクの概略構成を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る高圧ガスタンクの製造手順を示す工程図である。
【図３】繊維強化樹脂層の形成に際しての準備手順の様子を説明する説明図である。
【図４】繊維強化樹脂層の形成の様子を模式的に示す説明図である。
【図５】繊維強化樹脂層が未硬化の状態でライナーに形成された様子を示す説明図である。
【図６】加熱・硬化から膨張測定までの各工程を行うゾーン配置の様子を平面視で概略的に示す説明図である。
【図７】加熱炉での半製品高圧ガスタンクの加熱状況を概略的に示す説明図である。
【図８】冷却養生室での半製品高圧ガスタンクの冷却状況を概略的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は本実施形態の製造方法で得られる高圧ガスタンク１００の概略構成を示す断面図である。高圧ガスタンク１００は、ライナー１０を繊維強化樹脂層１６で被覆して構成され、ライナー両端から口金２０と口金３０とを突出させている。ライナー１０は、中空のタンク容器であり、タンク長手方向の中央で２分割された一対のライナーパーツの接合品である。２分割のライナーパーツは、それぞれナイロン系樹脂等の適宜な樹脂にて型成型され、その型成型品のライナーパーツを接合してその接合箇所をレーザー融着することで、ライナー１０が形成される。このパーツ接合を経て、ライナー１０は、円筒状のシリンダー部１１の両側に球面形状のドーム部１２を備えたガスバリア性の樹脂製中空容器となる。このライナー１０は、一方のドーム部１２の頂上箇所に口金２０を備え、他方のドーム部１２の頂上箇所に口金３０を備える。こうして装着された口金２０と口金３０は、ライナー軸線ＣＸを中心軸として向かい合い、タンク製造時には、繊維強化樹脂層１６の形成や各種測定の際のライナー１０の回転軸回りの受け具として機能する。口金２０と口金３０の両口金は、アルミニウムまたはその合金といった軽量金属で形成され、口金２０は、図示しないバルブの装着のために高圧シール仕様のテーパネジの貫通孔を備える。口金３０は、ライナー外側および内側に同心の有底孔を備える。そして、口金２０の貫通孔と口金３０の両有底孔は、後述の軸受長寸治具２００および軸受短寸治具２１０による回転軸回りの回転の受け部となる。
【００１１】
繊維強化樹脂層１６は、熱硬化性樹脂を含浸した繊維束をフィラメントワインディング方法（以下、ＦＷ法）によりライナー外周に繰り返し巻き付けることで形成され、後述するように、繊維巻き付けの際には、フープ巻きによる繊維巻き付けと低角度・高角度のヘリカル巻きによる繊維巻き付けとが使い分けられる。こうした繊維巻き付けの使い分けにより、繊維強化樹脂層１６は、ライナー１０におけるシリンダー部１１およびドーム部１２の外表全域を被覆すると共に、ドーム部１２を覆うよう形成された口金側部位１６ｃにおいて、口金２０と口金３０のフランジ部を被覆する。繊維強化樹脂層１６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き付ける補強用の繊維束（スライバー繊維の束）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法による繊維束の巻き付けを順次行うことで、繊維強化樹脂層１６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。
【００１２】
次に、上記した高圧ガスタンク１００の製造手法について説明する。図２は本実施形態に係る高圧ガスタンク１００の製造手順を示す工程図である。高圧ガスタンク１００を製造するには、まず、ライナー１０の外周に熱硬化性樹脂を含浸した繊維束をＦＷ法により繰り返し巻き付け繊維強化樹脂層１６を形成する（ステップＳ１００）。図３は繊維強化樹脂層１６の形成に際しての準備手順の様子を説明する説明図である。ステップＳ１００の繊維強化樹脂層の形成を行うに当たっては、まず、口金２０と口金３０とがドーム部１２に装着済みのライナー１０が準備され、このライナー１０に各種治具を装着する。装着される治具は、軸受長寸治具２００と、軸受短寸治具２１０と、回転軸受治具２３０である。
【００１３】
軸受長寸治具２００は、口金２０の貫通孔に空気と水に対するシール性を確保して挿入され、治具先端を口金３０のライナー内の有底孔に入り込ませる。軸受短寸治具２１０は、口金３０のライナー外側の有底孔に隙なく挿入されており、軸受長寸治具２００と軸受短寸治具２１０とは、ライナー１０を両端で受け止めて、ライナー１０の回転軸回りの軸受けとして機能する。軸受長寸治具２００は、ライナー内に位置する筒状部位に、水放出口２０１とエアー放出口２０２とを軸方向に沿って列状に有し、ライナー外部の側に、冷却水カプラ２０３とエアーカプラ２０４とを有する。冷却水カプラ２０３は、軸受短寸治具２１０の軸方向に沿って形成された図示しない冷却水管路を経て、それぞれの水放出口２０１に冷却水を導く。エアーカプラ２０４は、軸受短寸治具２１０の軸方向に沿って形成された図示しないエアー管路を経て、それぞれのエアー放出口２０２にエアーを導く。冷却水カプラ２０３とエアーカプラ２０４の両カプラは、ライナー１０と一体となった軸受長寸治具２００の回転および回転軸受けに支障が無いよう、軸受長寸治具２００に装着されている。両カプラからの冷却水およびエアーの供給の様子については後述する。
【００１４】
回転軸受治具２３０は、軸受脚２３１を備え、この軸受脚２３１によりライナー１０の両側の軸受長寸治具２００と軸受短寸治具２１０とを軸受けし、図示しないモーターの回転により回転するライナー１０を回転自在に軸支する。なお、図２では軸受脚２３１の軸支の様子を模式的に示すが、軸受脚２３１は、ローラーベアリング等を用いて、ライナー１０を軸ブレすることなく軸支する。こうして各種治具により軸支されたライナー１０にＦＷ法を用いて繊維強化樹脂層１６が形成される。
【００１５】
図４は繊維強化樹脂層１６の形成の様子を模式的に示す説明図であり、図５は繊維強化樹脂層１６が未硬化の状態でライナー１０に形成された様子を示す説明図である。繊維強化樹脂層１６の形成に当たっては、軸受長寸治具２００と軸受短寸治具２１０が装着されたライナー１０を、回転軸受治具２３０で軸支した状態で、ライナー軸線ＣＸの軸回りに回転させつつ、エポキシ樹脂ＥＰを含浸させたカーボン繊維束ＥＣＦを、ライナー１０の外周に繰り返し巻き付ける（図４参照）。このカーボン繊維束ＥＣＦの巻き付けに際しては、ライナー１０におけるシリンダー部１１の外周範囲に亘るフープ巻きによる繊維の繰り返し巻き付けと、ドーム部１２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の繰り返し巻き付けとが使い分けられ、ライナー１０の回転速度や繊維送り出し速度についても調整される。こうしたカーボン繊維束ＥＣＦの巻き付けにより、ライナー１０の外周には、エポキシ樹脂ＥＰが未硬化の状態の繊維強化樹脂層１６が形成され（図５参照）、繊維強化樹脂層１６が未硬化の半製品高圧ガスタンク１００ａが得られる。
【００１６】
図２に示すように、ステップＳ１００の繊維強化樹脂層１６の形成に続いては、繊維強化樹脂層１６の加熱・硬化（ステップＳ１１０）と、１次冷却（ステップＳ１２０）と、２次冷却（ステップＳ１３０）と、タンク質量測定（ステップＳ１４０）と、膨張測定（ステップＳ１５０）とを順次実行する。ステップＳ１１０〜ステップＳ１５０までの各処理は、繊維強化樹脂層１６が形成済みのライナー１０、即ち半製品高圧ガスタンク１００ａを上記した各種治具で軸支したまま、隣り合う第１ゾーンと第２ゾーンとに搬送されて実行される。
【００１７】
図６は加熱・硬化から膨張測定までの各工程を行うゾーン配置の様子を平面視で概略的に示す説明図である。未硬化の繊維強化樹脂層１６が形成済みの半製品高圧ガスタンク１００ａは、図６に示す加熱・硬化並びに１次冷却を行う第１ゾーンに搬入される。この第１ゾーンは、加熱炉３００を主要な製造設備機器として備え、ゾーンのイン側・アウト側のシャッター３３０の開閉により、加熱炉３００の内部への半製品高圧ガスタンク１００ａの搬入と、加熱炉３００から第２ゾーンの冷却養生室４００への半製品高圧ガスタンク１００ａの搬出が行われる。第１ゾーンと隣り合う第２ゾーンは、冷却養生室４００を主要な製造設備機器として備え、ゾーンのイン側・アウト側のシャッター４３０の開閉により、冷却養生室４００の内部への半製品高圧ガスタンク１００ａの搬入と、冷却養生室４００から後工程の製造設備への完成品としての高圧ガスタンク１００の搬出が行われる。加熱炉３００と冷却養生室４００に備え付けられた後述の各種機器やシャッター３３０およびシャッター４３０は、制御装置３５０にて統括制御される。以下、ステップＳ１１０〜ステップＳ１５０までの各工程について説明する。
【００１８】
ステップＳ１１０：加熱・軟化工程；
図７は加熱炉３００での半製品高圧ガスタンク１００ａの加熱状況を概略的に示す説明図である。加熱炉３００は、ステップＳ１１０における繊維強化樹脂層１６の加熱・硬化と、ステップＳ１２０における１次冷却の各工程に用いられる。そして、加熱炉３００は、繊維強化樹脂層１６の加熱・硬化に関与する機器として、マイクロ波発振器３１０と、マイクロ波照射機構３１２と、エアーポンプ３４０とを備え、１次冷却に関与する機器として、ファン３２０と、その駆動モーター３３２とを備える。マイクロ波発振器３１０は、制御装置３５０からの制御信号を受けて発振し、その発振したマイクロ波をマイクロ波照射機構３１２から照射する。
【００１９】
上記した構成の加熱炉３００には、半製品高圧ガスタンク１００ａがタンク両端の軸受長寸治具２００と軸受短寸治具２１０を介して回転軸受治具２３０の軸受脚２３１に回転可能に軸支された状態で、回転軸受治具２３０ごと搬入される。加熱炉３００は、所定の位置まで半製品高圧ガスタンク１００ａが搬入されると、半製品高圧ガスタンク１００ａを軸受長寸治具２００ごと定速で回転させ、その回転をマイクロ波照射機構３１２からのマイクロ波加熱による加熱・硬化工程の間に亘って継続する。加熱炉３００は、タンク回転と同時に、或いは、定速回転となると、繊維強化樹脂層１６の形成に用いたエポキシ樹脂の熱硬化が起きるよう、制御装置３５０によりマイクロ波発振器３１０とマイクロ波照射機構３１２を制御して、マイクロ波発振器３１０の発振したマイクロ波をマイクロ波照射機構３１２から照射する。マイクロ波は、半製品高圧ガスタンク１００ａの繊維強化樹脂層１６に直接照射される他、加熱炉３００の内壁面に反射した後に、繊維強化樹脂層１６に照射される。こうして、加熱炉３００は、ライナー１０に形成済みの繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂をマイクロ波加熱により１５０℃まで加熱して硬化させる（ステップＳ１１０）。これにより、半製品高圧ガスタンク１００ａでは、ライナー１０の外周に形成された繊維強化樹脂層１６におけるエポキシ樹脂の熱硬化が起きる。
【００２０】
本実施形態では、マイクロ波照射機構３１２から２．１ＧＨｚのマイクロ波を照射するようにした。マイクロ波の照射時間は、最終製品である高圧ガスタンク１００の縦横寸法、繊維強化樹脂層１６の厚み、カーボン繊維ＣＦの巻回数等に規定され、その規定された時間に亘って、マイクロ波が照射される。また、本実施形態では、マイクロ波照射当初は、エポキシ樹脂ＥＰの粘度低下を防ぐため、１分当たり１℃以下の昇温速度で繊維強化樹脂層１６が加熱する。次いで、炉内温度が１３５℃に達すると、エポキシ樹脂ＥＰの発熱のオーバーシュートを防ぐため、熱硬化の発現温度（１５０℃）まで小さな昇温速度で昇温を継続する。そして、１５０℃に達すると、この温度での加熱による硬化が進むよう、所定時間に亘って温度（１５０℃）を維持した。なお、炉内温度は、温度センサー３０１にて検出されて制御装置３５０に出力され、制御装置３５０は、温度センサー３０１の検出温度に基づき、マイクロ波発振器３１０の発振状況を制御する。
【００２１】
また、加熱炉３００は、マイクロ波照射に伴う加熱の間、ファン３２０をその駆動モーター３２２により回転駆動し、炉内の空気を攪拌する。この他、加熱炉３００は、エアー配管３４１を軸受長寸治具２００のエアーカプラ２０４（図３参照）に接続しており、エアーポンプ３４０を制御装置３５０により適宜駆動して、エアー配管３４１からライナー１０の内部にエアーを適宜なタイミングで供給する。こうすることで、ライナー内の内圧を所定圧力に維持して、タンク内容積の確保や繊維強化樹脂層１６の変形を防止できる。このエアー供給の際、配管途中の三方弁３４２がエアー供給とエアーの外部排出のため適宜駆動制御される。
【００２２】
ステップＳ１２０：１次冷却工程；
マイクロ波照射に伴う繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂の熱硬化後、加熱炉３００は、マイクロ波発振器３１０のマイクロ波発振およびマイクロ波照射機構３１２からのマイクロ波照射を停止し、加熱を受けた半製品高圧ガスタンク１００ａを１次冷却する（ステップＳ１２０）。この１次冷却は、マイクロ波の照射停止に伴う加熱炉３００の炉内温度の降下調整を経て実施され、繊維強化樹脂層１６の周囲の温度たる炉内温度、延いては繊維強化樹脂層１６におけるエポキシ樹脂ＥＰの温度が軟化温度（１１０℃）に降下するまで、１次冷却が継続される。この１次冷却により、繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂ＥＰを硬化温度（１５０℃）から軟化温度（１１０℃）まで、徐冷できる。本実施形態では、上記した１次冷却の間に亘っても、ファン３２０を駆動モーター３２２により継続して回転駆動し、炉内の空気を攪拌する。
【００２３】
ステップＳ１３０：２次冷却工程；
上記したように１次冷却された半製品高圧ガスタンク１００ａは、シャッター３３０（図６参照）とシャッター４３０の開放駆動後に、回転軸受治具２３０ごと第１ゾーンの加熱炉３００から第２ゾーンの冷却養生室４００に搬入され、冷却養生室４００で２次冷却される（ステップＳ１３０）。図８は冷却養生室４００での半製品高圧ガスタンク１００ａの冷却状況を概略的に示す説明図である。冷却養生室４００は、ステップＳ１３０における繊維強化樹脂層１６の２次冷却と、ステップＳ１４０〜１５０における測定の各工程に用いられる。そして、冷却養生室４００は、繊維強化樹脂層１６の２次冷却に関与する機器として、冷風吹出ノズル機器４１０と、空調機４２５と、エアー吸引ポンプ４４０と、圧送ポンプ４５０とを備え、各種測定に関与する機器として、注水管路４５２に設けた水量・水圧測定機器４５４と、冷却養生室４００内のタンク形状測定機器４６０とを備える。
【００２４】
冷風吹出ノズル機器４１０は、冷却養生室４００の内部において、半製品高圧ガスタンク１００ａに向けて複数のノズルを備え、各ノズルから、冷風ポンプ４２０の送り出した冷風を半製品高圧ガスタンク１００ａの繊維強化樹脂層１６に向けて吹き出す。空調機４２５は、送気ファン４２６が送り出したエアーを熱交換器４２７にて冷却した上で、その冷却エアーをノズル４２８から冷却養生室４００の室内に噴出し、冷却養生室内を冷却する。冷風吹出ノズル機器４１０からの冷風吹出と、空調機４２５による冷却空調により、繊維強化樹脂層１６は冷却される。
【００２５】
圧送ポンプ４５０は、純水貯留槽４５１の貯留した純水（以下、単に、水と称する）を、軸受長寸治具２００の冷却水カプラ２０３（図３参照）に接続済みの注水管路４５２を経て軸受長寸治具２００に圧送する。こうして圧送された水は、軸受長寸治具２００の水放出口２０１（図３参照）からライナー１０の内部に注水される。ライナー１０が水で満水状態とされた以降では、圧送ポンプ４５０による加圧水の送り込みにより、ライナー内の水は昇圧する。水量・水圧測定機器４５４は、圧送ポンプ４５０により圧送される水量と水圧を検出し、その検出値を制御装置３５０に出力する。この他、冷却養生室４００は、エアー配管４４１を軸受長寸治具２００のエアーカプラ２０４（図３参照）に接続しており、エアー吸引ポンプ４４０を制御装置３５０により駆動して、エアー配管４４１を経てライナー１０の内部エアーを吸引し、エアー配管４４１の開閉弁４４２の制御装置３５０による閉弁制御により、ライナー１０の内部をエアーゼロの状態で維持する。
【００２６】
上記した構成の冷却養生室４００には、繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂ＥＰが軟化温度まで冷却された後に、半製品高圧ガスタンク１００ａが搬入される。このタンク搬入は、タンク両端の軸受長寸治具２００と軸受短寸治具２１０を介して回転軸受治具２３０の軸受脚２３１に半製品高圧ガスタンク１００ａが回転可能に軸支された状態でなされ、回転軸受治具２３０ごと加熱炉３００から搬入される。冷却養生室４００は、所定の位置まで半製品高圧ガスタンク１００ａが搬入されると、半製品高圧ガスタンク１００ａを軸受長寸治具２００ごと定速で継続して回転させる。冷却養生室４００は、タンク回転に同期して、エアー吸引ポンプ４４０により既述したようにライナー内のエアーを総て吸引した後、圧送ポンプ４５０により既述したようにライナー内に水を注水して、ライナー内を満水状態とし、満水状態を維持する。冷却養生室４００は、この注水と同時に、冷風吹出ノズル機器４１０からの冷風吹出と空調機４２５により室内の冷却空調を開始する。
【００２７】
こうしたライナー内への水の満水注水と冷風吹出および冷却空調により、半製品高圧ガスタンク１００ａの繊維強化樹脂層１６の２次冷却が実行されて（ステップＳ１３０）、繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂ＥＰの冷却は急冷状態で進む。ライナー内への満水注水と冷風吹出および冷却空調による２次冷却は、繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂ＥＰの温度が２５℃付近の環境温度まで降下するまで、継続される。この２次冷却により、繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂ＥＰを軟化温度（１１０℃）から環境温度まで急冷できる。エポキシ樹脂ＥＰの加熱硬化と１次および２次の冷却を経て、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics：カーボン繊維強化プラスチック）から成る繊維強化樹脂層１６が形成され、高圧ガスタンク１００が得られる。なお、冷却養生室４００の室内温度は、温度センサー４０１にて検出されて制御装置３５０に出力され、制御装置３５０は、温度センサー４０１の検出温度に基づき、冷風吹出ノズル機器４１０による冷風吹出や空調機４２５による冷却空調を制御する。また、ライナー内への水の注水は、水量・水圧測定機器４５４の検出した水の注水量に基づいて、停止される。
【００２８】
ステップＳ１４０：タンク質量測定工程；
ライナー内への水の満水注水と冷風吹出および冷却空調による２次冷却の後、冷却養生室４００は、水量・水圧測定機器４５４から得られた水の注入量に基づいたタンク質量測定を既存手順に従って実行し、高圧ガスタンク１００のタンク質量を測定する（ステップＳ１４０）。このタンク質量測定は、水量・水圧測定機器４５４の検出注入量が入力される制御装置３５０で行われる。
【００２９】
ステップＳ１５０：膨張測定工程；
続く、ステップＳ１５０の膨張測定工程では、冷却養生室４００は、圧送ポンプ４５０を制御装置３５０の制御下で駆動させて、ライナー１０の内部で満水状態にある水の圧力（タンク内圧）を上昇させつつ、タンク外形の軸方向および径方向の変化（膨張変化）をタンク形状測定機器４６０により求め、高圧ガスタンク１００の膨張率を測定する。この膨張測定では、タンク内圧を高圧ガスタンク１００の使用規格圧力、例えば７０Ｍｐａより高い圧力（例えば、９０〜１００ＭＰａ）まで高める過程でのタンク外形変化が求められ、この外形変化に基づいて高圧ガスタンク１００の膨張率が測定される（ステップＳ１５０）。この膨張率測定は、タンク形状測定機器４６０の検出膨張変化が入力される制御装置３５０で行われる。そして、ステップＳ１４０で得られたタンク質量とステップＳ１５０で得られた膨張率は、タンク品質に関する物性値であり、タンクの良品判定などに用いられる。
【００３０】
ステップＳ１６０：外装部品の装着工程；
膨張測定が終了すると、高圧ガスタンク１００は、回転軸受治具２３０ごと冷却養生室４００から搬出されて、回転軸受治具２３０から取り外されると共に、軸受長寸治具２００と軸受短寸治具２１０も高圧ガスタンク１００から取り外される。こうした治具の取り外しにより単品となった高圧ガスタンク１００に対して、外装部品であるバルブ等を口金２０に装着して（ステップＳ１６０）、完成品としての高圧ガスタンク１００の製造が完了する。
【００３１】
以上説明した手順で高圧ガスタンク１００を製造する本実施形態の高圧ガスタンク製造方法は、ライナー１０の外周に形成した繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂ＥＰを、１次冷却とこれに続く２次冷却で冷却する。そして、本実施形態の高圧ガスタンク製造方法は、１次冷却を、マイクロ波照射機構３１２からのマイクロ波の照射停止に伴う加熱炉３００の炉内温度の降下調整を経て実施して、繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂ＥＰを軟化温度まで徐冷し、１次冷却に続く２次冷却を、比熱の大きい水をライナー内に満たすことで実施して、繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂ＥＰを軟化温度から環境温度まで急冷する。これにより、本実施形態の高圧ガスタンク製造方法によれば、繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂ＥＰの冷却期間を短縮できる。
【００３２】
本実施形態の高圧ガスタンク製造方法は、１次冷却をマイクロ波の照射停止に伴う加熱炉３００の炉内温度の降下調整を経て実施することから、繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂ＥＰを軟化温度まで徐冷できる。よって、本実施形態の高圧ガスタンク製造方法によれば、１次冷却において、繊維強化樹脂層１６における残留応力による樹脂層の割れを抑制できる。この結果、１次冷却に続く２次冷却がライナー１０への満水注水による急冷冷却であっても、この２次冷却は、繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂ＥＰが既に軟化温度まで冷却した後であることから、２次冷却においても、繊維強化樹脂層１６における残留応力による樹脂層の割れを抑制できる。換言すれば、本実施形態の高圧ガスタンク製造方法によれば、繊維強化樹脂層１６の割れが抑制された高品質の高圧ガスタンク１００を高い生産性で製造できる。
【００３３】
本実施形態の高圧ガスタンク製造方法は、マイクロ波の照射停止に伴う加熱炉３００の炉内温度の降下調整を経て実施される１次冷却の際に、ファン３２０の駆動により炉内空気を攪拌する。よって、本実施形態の高圧ガスタンク製造方法によれば、１次冷却の間において繊維強化樹脂層１６をライナー１０の外周回りにおいてより均等に徐冷できるので、残留応力による繊維強化樹脂層１６の割れをより確実に抑制できる。
【００３４】
本実施形態の高圧ガスタンク製造方法は、ライナー１０への注水による２次冷却の際に、冷風吹出ノズル機器４１０からの冷風吹出と空調機４２５による冷却空調とをライナー１０への注水と共に行う。よって、本実施形態の高圧ガスタンク製造方法によれば、２次冷却の冷却期間をより短縮化でき、生産効率向上に寄与できる。
【００３５】
また、本実施形態の高圧ガスタンク製造方法によれば、次の利点がある。既存の高圧ガスタンク製造方法では、繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂ＥＰの冷却をライナー１０の満水化を行うことなく実施しているので、樹脂冷却後におけるタンク質量測定、或いは膨張測定の開始前に、ライナーの満水化を実施する必要がある。これに対し、本実施形態の高圧ガスタンク製造方法は、ライナー１０の満水化を、タンク質量測定（ステップＳ１４０）と膨張測定（ステップＳ１５０）に先立つ２次冷却の際に実施済みである。よって、本実施形態の高圧ガスタンク製造方法によれば、繊維強化樹脂層１６のエポキシ樹脂ＥＰの冷却後（２次冷却後）に速やかにタンク質量測定、或いは膨張測定の開始できるので、冷却期間を含めたタンク製造時間の短縮化や、製造効率の向上を図ることができる。
【００３６】
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、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部また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。
【００３７】
既述した実施形態では、ライナー１０の外周に繊維強化樹脂層１６を形成する際に、マイクロ波照射による加熱手法を採用したが、ヒーターによる加熱手法や、高周波誘導加熱を誘起する誘導加熱コイルを用いた誘導加熱手法を用いるようにしてもよい。
【００３８】
既述した実施形態では、図６の第１ゾーンと第２ゾーンでの各工程を単一の半製品高圧ガスタンク１００ａについて行ったが、上記の両ゾーンを複数本、例えば２本や３本の半製品高圧ガスタンク１００ａを同時に搬入・搬出可能な構成として、バッチ的に各工程を行うようにすることもできる。
【００３９】
既述した実施形態では、加熱された繊維強化樹脂層１６の１次冷却において、加熱炉３００の炉内温度を降下させる降下調整により繊維強化樹脂層１６の周囲温度を降下させたが、繊維強化樹脂層１６の周囲温度の降下を次のようにしてもよい。例えば、図６に示す第１ゾーンと第２ゾーンとの間に、ゾーン内の温度を温度低下の側への空調や冷風吹出により徐々に降下させることが可能な１次冷却ゾーンを設ける。そして、第１ゾーンで加熱を受けた半製品高圧ガスタンク１００ａが１次冷却ゾーンに搬入された後、この半製品高圧ガスタンク１００ａを、１次冷却ゾーンにおいて加熱後温度（１５０℃）から軟化温度（１１０℃）まで徐冷するように、１次冷却ゾーン内の温度を降下させるようにしてもよい。その後、この１次冷却ゾーンから第２ゾーンに半製品高圧ガスタンク１００ａを搬入して、２次冷却するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０…ライナー
１１…シリンダー部
１２…ドーム部
１６…繊維強化樹脂層
１６ｃ…口金側部位
２０…口金
３０…口金
１００…高圧ガスタンク
１００ａ…半製品高圧ガスタンク
２００…軸受長寸治具
２０１…水放出口
２０２…エアー放出口
２０３…冷却水カプラ
２０４…エアーカプラ
２１０…軸受短寸治具
２３０…回転軸受治具
２３１…軸受脚
３００…加熱炉
３０１…温度センサー
３１０…マイクロ波発振器
３１２…マイクロ波照射機構
３２０…ファン
３２２…駆動モーター
３３０…シャッター
３３２…駆動モーター
３４０…エアーポンプ
３４１…エアー配管
３４２…三方弁
３５０…制御装置
４００…冷却養生室
４０１…温度センサー
４１０…冷風吹出ノズル機器
４２０…冷風ポンプ
４２５…空調機
４２６…送気ファン
４２７…熱交換器
４２８…ノズル
４３０…シャッター
４４０…エアー吸引ポンプ
４４１…エアー配管
４４２…開閉弁
４５０…圧送ポンプ
４５１…純水貯留槽
４５２…注水管路
４５４…水量・水圧測定機器
４６０…タンク形状測定機器
ＣＦ…カーボン繊維
ＣＸ…ライナー軸線
ＥＣＦ…カーボン繊維束
ＥＰ…エポキシ樹脂
【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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