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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024003532
(43)【公開日】2024-01-15
(54)【発明の名称】高圧タンクライナ及びその製造方法並びに高圧タンク
(51)【国際特許分類】
F16J 12/00 20060101AFI20240105BHJP
F17C 1/16 20060101ALI20240105BHJP
F17C 1/06 20060101ALI20240105BHJP
【ＦＩ】
F16J12/00 A
F17C1/16
F17C1/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022102737
(22)【出願日】2022-06-27
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】390023917
【氏名又は名称】八千代工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 隆治
(72)【発明者】
【氏名】石山 樹雄
【テーマコード（参考）】
3E172
3J046
【Ｆターム（参考）】
3E172AA02
3E172AA05
3E172AB01
3E172BA01
3E172BB03
3E172BB05
3E172BB12
3E172BB17
3E172BC01
3E172BC04
3E172BD03
3E172CA14
3E172CA18
3E172CA22
3E172DA36
3J046AA14
3J046AA20
3J046BA01
3J046CA04
3J046DA05
3J046EA10
(57)【要約】
【課題】本発明は、高圧タンクライナの外側に設けられる繊維強化樹脂層の強化繊維の浮きやばらつきを抑制する高圧タンクライナ及びその製造方法並びに高圧タンクを提供する。
【解決手段】本発明の高圧タンクライナ２は、円筒体からなる胴部５と、胴部５に形成されて胴部５の一般部８の外径よりも拡径した円筒体からなる拡径部９と、胴部５の一般部８と拡径部９との間の段差部１１に形成される複数段からなる階段部１２と、を有しており、段差部１１の拡径部９側の角部１５から、階段部１２を構成する各段部１３の角部１５を通って一般部８の周面８ａに至るまでの距離Ｄが、胴部５の周方向に延びるように配置される強化繊維のロービング７の横幅Ｗよりも短いことを特徴とする。
【選択図】図４Ａ
【解決手段】本発明の高圧タンクライナ２は、円筒体からなる胴部５と、胴部５に形成されて胴部５の一般部８の外径よりも拡径した円筒体からなる拡径部９と、胴部５の一般部８と拡径部９との間の段差部１１に形成される複数段からなる階段部１２と、を有しており、段差部１１の拡径部９側の角部１５から、階段部１２を構成する各段部１３の角部１５を通って一般部８の周面８ａに至るまでの距離Ｄが、胴部５の周方向に延びるように配置される強化繊維のロービング７の横幅Ｗよりも短いことを特徴とする。
【選択図】図４Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
円筒体からなる胴部と、
前記胴部に形成されて前記胴部の一般部の外径よりも拡径した円筒体からなる拡径部と、
前記胴部の前記一般部と前記拡径部との間の段差部に形成される複数段からなる階段部と、
を有しており、
前記段差部の前記拡径部側の角部から、前記階段部を構成する各段部の角部を通って前記一般部の周面に至るまでの距離が、前記胴部の周方向に延びるように配置される強化繊維のロービングの横幅よりも短いことを特徴とする高圧タンクライナ。
前記胴部に形成されて前記胴部の一般部の外径よりも拡径した円筒体からなる拡径部と、
前記胴部の前記一般部と前記拡径部との間の段差部に形成される複数段からなる階段部と、
を有しており、
前記段差部の前記拡径部側の角部から、前記階段部を構成する各段部の角部を通って前記一般部の周面に至るまでの距離が、前記胴部の周方向に延びるように配置される強化繊維のロービングの横幅よりも短いことを特徴とする高圧タンクライナ。
【請求項2】
前記階段部は、前記拡径部の円筒体軸方向の少なくとも一端側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧タンクライナ。
【請求項3】
前記階段部は、前記拡径部の周方向に沿って前記拡径部の円筒体軸方向の一端側と他端側とに交互に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧タンクライナ。
【請求項4】
前記階段部を構成する複数段のうち、最も前記一般部寄りに形成される第１段目の段部を除く他の段部は、円筒体の軸から離れる方向に向けて立ち上がる立上り面が、前記一般部側から前記拡径部側へと向かうほど円筒体の軸から徐々に離れるように傾斜する傾斜面にて形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の高圧タンクライナ。
【請求項5】
円筒体からなる胴部と、前記胴部の一端側の開口部に形成されるフランジ部と、を有する一対のライナ半体の前記フランジ部同士を接合する工程と、
前記ライナ半体の前記フランジ部同士の接合部を円筒体の周方向に切削して前記胴部の一般部の外径よりも拡径した円筒体からなる拡径部を形成する工程と、
前記胴部の前記一般部と前記拡径部との間に形成される段差部を切削して複数段からなる階段部を形成する工程と、
を有し、
前記階段部を形成する工程においては、前記段差部の前記拡径部側の角部から、前記階段部を構成する各段部の角部を通って前記一般部の周面に至るまでの距離が、前記胴部の周方向に延びるように配置される強化繊維のロービングの横幅よりも短くなるように前記段差部が切削されることを特徴とする高圧タンクライナの製造方法。
前記ライナ半体の前記フランジ部同士の接合部を円筒体の周方向に切削して前記胴部の一般部の外径よりも拡径した円筒体からなる拡径部を形成する工程と、
前記胴部の前記一般部と前記拡径部との間に形成される段差部を切削して複数段からなる階段部を形成する工程と、
を有し、
前記階段部を形成する工程においては、前記段差部の前記拡径部側の角部から、前記階段部を構成する各段部の角部を通って前記一般部の周面に至るまでの距離が、前記胴部の周方向に延びるように配置される強化繊維のロービングの横幅よりも短くなるように前記段差部が切削されることを特徴とする高圧タンクライナの製造方法。
【請求項6】
円筒体からなる胴部と、前記胴部に形成されて前記胴部の一般部の外径よりも拡径した円筒体からなる拡径部と、前記胴部の前記一般部と前記拡径部との間の段差部に形成される複数段からなる階段部と、を有する高圧タンクライナと、
高圧タンクライナの外側を覆うように配置される繊維強化樹脂層と、
を備え、
前記繊維強化樹脂層を構成する強化繊維のロービングは、前記高圧タンクライナの軸周りに前記高圧タンクライナの外周面を巻回するように配置され、前記高圧タンクライナにおける前記段差部の前記拡径部側の角部から、前記階段部を構成する各段部の角部を通って前記一般部の周面に至るまでの距離よりも幅広であることを特徴とする高圧タンク。
高圧タンクライナの外側を覆うように配置される繊維強化樹脂層と、
を備え、
前記繊維強化樹脂層を構成する強化繊維のロービングは、前記高圧タンクライナの軸周りに前記高圧タンクライナの外周面を巻回するように配置され、前記高圧タンクライナにおける前記段差部の前記拡径部側の角部から、前記階段部を構成する各段部の角部を通って前記一般部の周面に至るまでの距離よりも幅広であることを特徴とする高圧タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高圧タンクライナ及びその製造方法並びに高圧タンクに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、高圧ガスを充填するためのいわゆる高圧タンクとしては、合成樹脂からなる円筒状のライナ（高圧タンクライナ）の外側に繊維強化樹脂層を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このライナは、円筒形状の半体同士を溶着して形成されている。そして、半体同士の溶着部は、ライナの胴部の一般部における外径よりも拡径した円筒形状を呈している。これによりライナの外周面には、一般部と溶着部との間に段差部が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
国際公開第２０１９／１３１７３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、従来の高圧タンク（特許文献１参照）においては、ライナの外側に繊維強化樹脂層を形成する際に、所定のテンションを掛けた強化繊維のロービングをライナに巻回する。しかしながら、ライナの段差部上に巻回されるロービングは、ライナの一般部側で浮きを生じたり、ロービングを形成するストランドにばらつきを生じたりする恐れがある。
【0005】
本発明の課題は、高圧タンクライナの外側に設けられる繊維強化樹脂層の強化繊維の浮きやばらつきを抑制する高圧タンクライナ及びその製造方法並びに高圧タンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決した本発明の高圧タンクライナは、円筒体からなる胴部と、前記胴部に形成されて前記胴部の一般部の外径よりも拡径した円筒体からなる拡径部と、前記胴部の前記一般部と前記拡径部との間の段差部に形成される複数段からなる階段部と、を有しており、前記段差部の前記拡径部側の角部から、前記階段部を構成する各段部の角部を通って前記一般部の周面に至るまでの距離が、前記胴部の周方向に延びるように配置される強化繊維のロービングの横幅よりも短いことを特徴とする。
【0007】
また、前記課題を解決した本発明の高圧タンクライナの製造方法は、円筒体からなる胴部と、前記胴部の一端側の開口部に形成されるフランジ部と、を有する一対のライナ半体の前記フランジ部同士を接合する工程と、前記ライナ半体の前記フランジ部同士の接合部を円筒体の周方向に切削して前記胴部の一般部の外径よりも拡径した円筒体からなる拡径部を形成する工程と、前記胴部の前記一般部と前記拡径部との間に形成される段差部を切削して複数段からなる階段部を形成する工程と、を有し、前記階段部を形成する工程においては、前記段差部の前記拡径部側の角部から、前記階段部を構成する各段部の角部を通って前記一般部の周面に至るまでの距離が、前記胴部の周方向に延びるように配置される強化繊維のロービングの横幅よりも短くなるように前記段差部が切削されることを特徴とする。
【0008】
また、前記課題を解決した高圧タンクは、円筒体からなる胴部と、前記胴部に形成されて前記胴部の一般部の外径よりも拡径した円筒体からなる拡径部と、前記胴部の前記一般部と前記拡径部との間の段差部に形成される複数段からなる階段部と、を有する高圧タンクライナと、高圧タンクライナの外側を覆うように配置される繊維強化樹脂層と、を備え、前記繊維強化樹脂層を構成する強化繊維のロービングは、前記高圧タンクライナの軸周りに前記高圧タンクライナの外周面を巻回するように配置され、前記高圧タンクライナにおける前記段差部の前記拡径部側の角部から、前記階段部を構成する各段部の角部を通って前記一般部の周面に至るまでの距離よりも幅広であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、高圧タンクライナの外側に繊維強化樹脂層を形成する際に、繊維強化樹脂層を構成する強化繊維の浮きやばらつきを抑制する高圧タンクライナ及びその製造方法並びに高圧タンクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態に係る高圧タンクの縦断面図である。
【図3A】本発明の実施形態に係る高圧タンクライナの製造方法に使用する一対のライナ半体の縦断面図である。
【図4A】本発明の実施形態に係る高圧タンクライナの階段部に巻回されたロービングの様子を模式的に示す部分拡大断面図である。
【図4B】第１の比較例に係る高圧タンクライナの段差部に巻回されたロービングの様子を模式的に示す部分拡大断面図である。
【図4C】第２の比較例に係る高圧タンクライナの段差部に巻回されたロービングの様子を模式的に示す部分拡大断面図である。
【図5A】第１変形例に係る高圧タンクライナの部分拡大断面図である。
【図5B】第２変形例に係る高圧タンクライナの構成説明図である。
【図5C】第３変形例に係る高圧タンクライナの部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
次に、本発明を実施するための形態（実施形態）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、本実施形態の高圧タンク及びこの高圧タンクに使用する高圧タンクライナについて説明する。
まず、本実施形態の高圧タンク及びこの高圧タンクに使用する高圧タンクライナについて説明する。
【0012】
≪高圧タンク≫
図１は、本発明の実施形態に係る高圧タンク１の縦断面図である。
本実施形態の高圧タンク１は、例えば、燃料電池車に搭載され、燃料電池システムに供給するための水素ガスを貯留するものを想定している。ただし、高圧タンク１は、これに限定されるものではなく、他の高圧ガスについて使用されるものであってもよい。
図１は、本発明の実施形態に係る高圧タンク１の縦断面図である。
本実施形態の高圧タンク１は、例えば、燃料電池車に搭載され、燃料電池システムに供給するための水素ガスを貯留するものを想定している。ただし、高圧タンク１は、これに限定されるものではなく、他の高圧ガスについて使用されるものであってもよい。
【0013】
図１に示すように、高圧タンク１は、後に詳しく説明する高圧タンクライナ２（以下、単に「ライナ２」と称することがある）と、このライナ２に連結される口金３と、ライナ２から口金３に亘ってこれらの外側を覆う繊維強化樹脂層４と、を備えている。
【0014】
口金３は、例えば、アルミニウム合金などの金属製材料にて形成されるものを想定している。口金３は、内側に給排孔２１を有する円筒状の口金本体１８と、この口金本体１８の軸方向の一端側に形成されるフランジ部１９とを有している。給排孔２１は、フランジ部１９が形成される一端側で高圧タンク１内に連通する。そして、給排孔２１の他端側には、前記の燃料電池システムなどに連通する配管（図示を省略）が接続されることとなる。
【0015】
口金本体１８の一端側における給排孔２１の内周面には、後記するライナ２の筒状部１７に形成されるねじ部１７ａと噛み合うねじ部２１ａが形成されている。そして、ライナ２の筒状部１７の先端部と給排孔２１の内周面との間には、Оリング（図示を省略）が装着されることとなる。
【0016】
また、給排孔２１の内部には、金属材料からなる円筒状のカラー２２が配置されている。このカラー２２は、給排孔２１の内周面に支持される一端側からライナ２側に延びて、ライナ２の筒状部１７内に嵌入されている。
【0017】
本実施形態での繊維強化樹脂層４は、強化繊維に予めマトリクス樹脂を含侵させたプリプレグをライナ２及び口金３の外周面に巻回した後、このマトリクス樹脂を硬化させて得られるものを想定している。
【0018】
本実施形態での強化繊維としては、複数の炭素繊維フィラメントからなるストランドをさらに複数纏めて形成される後記の帯状のロービング７（図２参照）を想定している。ただし、強化繊維は、これに限定されるものではなく、例えば、アラミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維などを使用することもできる。
【0019】
本実施形態でのマトリックス樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂の硬化物からなるものを想定している。
なお、繊維強化樹脂層４の形成方法は、前記のプリプレグを使用したものに限定されるものではない。したがって、繊維強化樹脂層４は、例えば、ライナ２に巻回した樹脂未含侵の強化繊維にマトリックス樹脂を含侵しこれを硬化させたものであってもよい。
なお、繊維強化樹脂層４の形成方法は、前記のプリプレグを使用したものに限定されるものではない。したがって、繊維強化樹脂層４は、例えば、ライナ２に巻回した樹脂未含侵の強化繊維にマトリックス樹脂を含侵しこれを硬化させたものであってもよい。
【0020】
≪高圧タンクライナ≫
ライナ２は、熱可塑性樹脂からなる中空体である。熱可塑性樹脂としては、例えばポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂などが挙げられるがこれに限定されるものではない。
本実施形態のライナ２は、円筒体からなる胴部５と、この胴部５の両端に一体に成形される鏡部６と、を備えている。
胴部５は、所定の外径にて形成されて胴部５の軸（Ａｘ）方向の殆どを占める一般部８と、胴部５の軸（Ａｘ）方向の中央部に形成され、一般部８よりも拡径した拡径部９と、を備えて構成されている。
ライナ２は、熱可塑性樹脂からなる中空体である。熱可塑性樹脂としては、例えばポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂などが挙げられるがこれに限定されるものではない。
本実施形態のライナ２は、円筒体からなる胴部５と、この胴部５の両端に一体に成形される鏡部６と、を備えている。
胴部５は、所定の外径にて形成されて胴部５の軸（Ａｘ）方向の殆どを占める一般部８と、胴部５の軸（Ａｘ）方向の中央部に形成され、一般部８よりも拡径した拡径部９と、を備えて構成されている。
【0021】
【0022】
図２は、図１のII部の部分拡大断面図である。
図２に示すように、胴部５の一般部８と拡径部９との間に形成される段差部１１には、一般部８側から拡径部９側に向けて複数段からなる階段部１２が形成されている。ちなみに、本実施形態での階段部１２の段数は、２段としたが、後記するように、階段部１２の段数は、３段以上とすることもできる。
図２に示すように、胴部５の一般部８と拡径部９との間に形成される段差部１１には、一般部８側から拡径部９側に向けて複数段からなる階段部１２が形成されている。ちなみに、本実施形態での階段部１２の段数は、２段としたが、後記するように、階段部１２の段数は、３段以上とすることもできる。
【0023】
また、このような階段部１２においては、この階段部１２を構成する複数の段部１３のうち、最も一般部８寄りに形成される第１段目の段部１３ａを除く他の段部１３ｂは、立上り面１４が、傾斜面となっている。
なお、本実施形態での立上り面１４とは、一般部８を階下とし、拡径部９を階上に見立てた階段構造において、いわゆる踏面から立ち上がる蹴込部に対応する面部に相当する。そして、本実施形態での立上り面１４は、一般部８側から拡径部９側へと向かうほど円筒体の軸（図１の符号Ａｘ参照）から徐々に離れるように傾斜している。
図２中の符号４は、繊維強化樹脂層であり、符号７は、階段部１２上で胴部５の周方向に延びる、その横断面にて示すロービングである。
なお、本実施形態での立上り面１４とは、一般部８を階下とし、拡径部９を階上に見立てた階段構造において、いわゆる踏面から立ち上がる蹴込部に対応する面部に相当する。そして、本実施形態での立上り面１４は、一般部８側から拡径部９側へと向かうほど円筒体の軸（図１の符号Ａｘ参照）から徐々に離れるように傾斜している。
図２中の符号４は、繊維強化樹脂層であり、符号７は、階段部１２上で胴部５の周方向に延びる、その横断面にて示すロービングである。
【0024】
そして、階段部１２は、図２に示すように、段差部１１の拡径部９側の角部１５から、拡径部９と一般部８との間に形成される段部１３の角部１５を通って一般部８の周面８ａに至るまでの距離Ｄが、ロービング７の横幅Ｗよりも短くなるように形成されている。
【0025】
鏡部６は、図１に示すように、胴部５側から軸（Ａｘ）方向外側に離れるほど徐々に縮径するように収斂する扁平の椀状体である。
鏡部６の径方向の中央部は、口金３のフランジ部１９の形状に対応するように陥没する陥没部１６を有している。
また、陥没部１６の中央部には、口金３の給排孔２１内に向けて突出するように、前記の筒状部１７が形成されている。そして、前記した給排孔２１のねじ部２１ａと噛み合うねじ部１７ａは、筒状部１７の外周面に形成されている。
鏡部６の径方向の中央部は、口金３のフランジ部１９の形状に対応するように陥没する陥没部１６を有している。
また、陥没部１６の中央部には、口金３の給排孔２１内に向けて突出するように、前記の筒状部１７が形成されている。そして、前記した給排孔２１のねじ部２１ａと噛み合うねじ部１７ａは、筒状部１７の外周面に形成されている。
【0026】
≪高圧タンクライナの製造方法≫
次に、ライナ２（図１参照）の製造方法について説明する。
図３Ａは、本実施形態に係るライナ２（図１参照）の製造方法に使用する一対のライナ半体３１の縦断面図である。図３Ｂは、図３ＡのIIIｂ部の部分拡大断面図である。図３Ｃは、図３Ａに示す一対のライナ半体３１同士を溶着にて接合した接合部３６の部分拡大断面図である。図３Ｄは、図３Ｃの接合部３６に切削加工を施こすことで形成したライナ２の拡径部６の部分拡大断面図である。図３Ｅは、図３Ｄに示す拡径部６に階段加工を施す工程説明図である。
次に、ライナ２（図１参照）の製造方法について説明する。
図３Ａは、本実施形態に係るライナ２（図１参照）の製造方法に使用する一対のライナ半体３１の縦断面図である。図３Ｂは、図３ＡのIIIｂ部の部分拡大断面図である。図３Ｃは、図３Ａに示す一対のライナ半体３１同士を溶着にて接合した接合部３６の部分拡大断面図である。図３Ｄは、図３Ｃの接合部３６に切削加工を施こすことで形成したライナ２の拡径部６の部分拡大断面図である。図３Ｅは、図３Ｄに示す拡径部６に階段加工を施す工程説明図である。
【0027】
本実施形態に係るライナ２（図１参照）の製造方法は、図３Ａから図３Ｅに示すように、ライナ半体３１の準備工程と、ライナ半体３１同士を溶着にて一体に接合する接合工程と、一体化したライナ半体３１同士の接合部３６に切削加工を施す切削工程と、を主に有して構成されている。
【0028】
図３Ａに示すように、前記の準備工程では、一対のライナ半体３１が準備される。
ライナ半体３１は、次に説明するフランジ部３２を有することを除いて、図１に示すライナ２を軸方向の中央部で２分割した形状と略同じ形状を有している。
このようなライナ半体３１は、射出成形法やブロー成形法にて形成することができる。
ライナ半体３１は、次に説明するフランジ部３２を有することを除いて、図１に示すライナ２を軸方向の中央部で２分割した形状と略同じ形状を有している。
このようなライナ半体３１は、射出成形法やブロー成形法にて形成することができる。
【0029】
図３Ｂに示すように、ライナ半体３１同士が向き合うこととなる互いの開口部３３側には、フランジ部３２と、後に詳しく説明する溶融代３５を有する突出端部３４とが形成されている。
フランジ部３２は、ライナ半体３１における胴部５よりも径方向外側に張り出すように胴部５に一体に成形された胴部５と同軸の環状体である。
フランジ部３２には、周溝３２ａが形成されている。
フランジ部３２は、ライナ半体３１における胴部５よりも径方向外側に張り出すように胴部５に一体に成形された胴部５と同軸の環状体である。
フランジ部３２には、周溝３２ａが形成されている。
【0030】
この周溝３２ａは、ライナ半体３１における胴部５の周面から立ち上がるフランジ面部３２ｂにおいて、周方向に延びるように形成されている。つまり、周溝３２ａは、ライナ半体３１の軸方向に並ぶように形成される一対のフランジ面部３２ｂのうち、ライナ半体３１の開口部３３から遠く離れた方のフランジ面部３２ｂに形成されている。
なお、このような周溝３２ａには、押圧ジグ（図示を省略）が嵌め込まれることとなる。そして、この押圧ジグは、図３Ａに示すように、互いの開口部３３が向き合うように配置されたライナ半体３１同士を所定荷重で押圧することとなる。
なお、このような周溝３２ａには、押圧ジグ（図示を省略）が嵌め込まれることとなる。そして、この押圧ジグは、図３Ａに示すように、互いの開口部３３が向き合うように配置されたライナ半体３１同士を所定荷重で押圧することとなる。
【0031】
図３Ｂに示すように、突出端部３４は、ライナ半体３１の開口部３３側の端面に一体に成形された胴部５と同軸の環状体である。
突出端部３４の外径は、ライナ半体３１における胴部５の外径よりも大きく、そしてフランジ部３２の外径よりも小さくなるように設定されている。
また、突出端部３４の内径は、ライナ半体３１の内径と同じになるように設定されている。
そして、ライナ半体３１の軸方向Ａｘにおける突出端部３４の厚さは、後記するライナ半体３１同士の溶着時における溶融代３５よりも厚くなっている。
突出端部３４の外径は、ライナ半体３１における胴部５の外径よりも大きく、そしてフランジ部３２の外径よりも小さくなるように設定されている。
また、突出端部３４の内径は、ライナ半体３１の内径と同じになるように設定されている。
そして、ライナ半体３１の軸方向Ａｘにおける突出端部３４の厚さは、後記するライナ半体３１同士の溶着時における溶融代３５よりも厚くなっている。
【0032】
次に、ライナ半体３１同士の接合工程においては、図３Ｂに示す突出端部３４の溶融代３５を加熱溶融させてライナ半体３１同士を接合する。
本実施形態での溶融代３５の溶融方法としては、ヒータにて突出端部３４を加熱する方法、ライナ半体３１同士の摩擦熱を利用する方法などを想定している。ちなみに、ライナ半体３１同士の摩擦熱は、前記の押圧ジグ（図面省略）でライナ半体３１同士を所定の荷重にて押し付けながら振動などにより相対変位させて発生させることができる。
本実施形態での溶融代３５の溶融方法としては、ヒータにて突出端部３４を加熱する方法、ライナ半体３１同士の摩擦熱を利用する方法などを想定している。ちなみに、ライナ半体３１同士の摩擦熱は、前記の押圧ジグ（図面省略）でライナ半体３１同士を所定の荷重にて押し付けながら振動などにより相対変位させて発生させることができる。
【0033】
そして、この接合工程においては、図３Ｃに示すように、押圧ジグ（図面省略）でライナ半体３１同士を所定の荷重にて押し付けて、ライナ半体３１同士の押圧方向（軸Ａｘ方向）に対して交差する方向に溶融代３５（図３Ｂ参照）の溶融物３５ａを流動させる。これによりライナ半体３１同士の溶融物３５ａは、仮想線（二点鎖線）にて示す溶着面３６ａで互いに溶け合う。そして、溶融物３５ａが冷却されることで、ライナ半体３１同士は、溶着面３６ａにて一体化して接続される。
【0034】
次に、一体化したライナ半体３１同士の切削工程においては、図３Ｄに示すように、接合部３６におけるフランジ部３２（仮想線（二点鎖線）にて示す）がその根元部分３２ｃを残して切削加工により取り除かれる。
そして、残された根元部分３２ｃにて、前記のライナ２における拡径部９が形成される。
そして、残された根元部分３２ｃにて、前記のライナ２における拡径部９が形成される。
【0035】
また、この切削工程においては、図３Ｅに示すように、胴部５の一般部８と拡径部９との間に形成される段差部１１を切削して複数段からなる階段部１２が形成される。具体的には、図３Ｅの上段の図に示すように、円錐台状の切削工具ヘッド３７を有する回転ツールが、段差部１１に対して胴部５の軸方向Ａｘに沿うように接近する。
【0036】
そして、切削工具ヘッド３７は、図３Ｅの中段の図に示すように、段差部１１の切削を開始する。この際、胴部５の一般部８からの切削工具ヘッド３７の距離によって、階段部１２における第１段目の段部１３ａの高さが決定される。
【0037】
次いで、図３Ｅの下段の図に示すように、さらに切削工具ヘッド３７が切削を進めることで、第１段目の段部１３ａと、傾斜する立上り面１４を有する段部１３ｂとからなる複数段からなる階段部１２が形成される。
【0038】
また、図２に示すように、このような階段部１２を含むライナ２の胴部５に強化繊維のロービング７が巻回されて高圧タンク１が製造されるところ、前記したように、階段部１２の距離Ｄは、ロービング７の横幅Ｗよりも短くなっている。
そして、このような階段部１２が、拡径部９に形成されて本実施形態のライナ２（図１参照）の一連の製造工程が終了する。
そして、このような階段部１２が、拡径部９に形成されて本実施形態のライナ２（図１参照）の一連の製造工程が終了する。
【0039】
≪作用効果≫
次に、本実施形態の高圧タンクライナ２及びその製造方法並びに高圧タンク１の奏する作用効果について説明する。
図４Ａは、実施形態に係るライナ２の階段部１２に巻回された強化繊維としてのロービング７の様子を模式的に示す部分拡大断面図である。図４Ｂは、第１の比較例に係るライナ４０ａの段差部１１に巻回された強化繊維としてのロービング７の様子を模式的に示す部分拡大断面図である。図４Ｃは、第２の比較例に係るライナ４０ｂの段差部１１に巻回された強化繊維としてのロービング７の様子を模式的に示す部分拡大断面図である。
次に、本実施形態の高圧タンクライナ２及びその製造方法並びに高圧タンク１の奏する作用効果について説明する。
図４Ａは、実施形態に係るライナ２の階段部１２に巻回された強化繊維としてのロービング７の様子を模式的に示す部分拡大断面図である。図４Ｂは、第１の比較例に係るライナ４０ａの段差部１１に巻回された強化繊維としてのロービング７の様子を模式的に示す部分拡大断面図である。図４Ｃは、第２の比較例に係るライナ４０ｂの段差部１１に巻回された強化繊維としてのロービング７の様子を模式的に示す部分拡大断面図である。
【0040】
ここでは、まず第１の比較例に係るライナ４０ａと、第２の比較例に係るライナ４０ｂとについて説明する。
図４Ｂに示すように、第１の比較例に係るライナ４０ａは、一般部８と拡径部９との間の段差部１１に、複数段部からなる階段部１２（図４Ａ）が形成されていない他は、本実施形態のライナ２と同様に形成されている。
図４Ｂに示すように、第１の比較例に係るライナ４０ａは、一般部８と拡径部９との間の段差部１１に、複数段部からなる階段部１２（図４Ａ）が形成されていない他は、本実施形態のライナ２と同様に形成されている。
【0041】
このようなライナ４０ａの段差部１１にロービング７が巻回されると、ロービング７は、ライナ４０ａの一般部８側で浮きＬを生じる。また、ライナ４０ａにおいては、所定のテンションを掛けたロービング７が段差部１１上に巻回されると、ロービング７を形成するストランド同士（図示を省略）の間に拡径部９の角部１５が入り込んでストランドにばらつきを生じることがある。
【0042】
【0043】
このようなライナ４０ｂの段差部１１にロービング７が巻回されると、第１の比較例に係るライナ４０ａ（図４Ｂ参照）と同様に、ライナ４０ｂの一般部８側でロービング７に浮きＬを生じるとともに、段差部１１の角部１５によってストランド（図示を省略）にばらつきを生じることも考えられる。
【0044】
ちなみに、従来のライナ（例えば、特許文献１参照）においては、溶着面３６ａ（図３Ｃ参照）が加工誤差により蛇行していることが多い。そのため、拡径部９の軸Ａｘ方向の両端部に形成される段差部１１のうち、一端側は面取り部１５ａ（図４Ｂ参照）を形成し、他の一箇所は段差部１１をそのまま残した角部１５（図４Ｂ参照）としていた。
【0045】
これに対して本実施形態のライナ２は、図４Ａに示すように、複数段からなる階段部１２の距離Ｄが、ロービング７の横幅Ｗよりも短くなっている。
このようなライナ２によれば、階段部１２上で所定のテンションが掛かったロービング７は、拡径部９側の角部１５と、一般部８の周面８ａと、階段部１２を構成する一段目の段部１３ａの角部１５と、の３点で支持されることとなる。これによりテンションが掛かったロービング７がライナ２側から受ける反力は、この３点に分散されてストランド（図示を省略）のばらつきが抑制されることとなる。
また、このようなライナ２によれば、拡径部９に複数段からなる階段部１２が形成されることによって、ライナ２の一般部８と拡径部９との段差におけるロービング７の浮きＬが低減される。
このようなライナ２によれば、階段部１２上で所定のテンションが掛かったロービング７は、拡径部９側の角部１５と、一般部８の周面８ａと、階段部１２を構成する一段目の段部１３ａの角部１５と、の３点で支持されることとなる。これによりテンションが掛かったロービング７がライナ２側から受ける反力は、この３点に分散されてストランド（図示を省略）のばらつきが抑制されることとなる。
また、このようなライナ２によれば、拡径部９に複数段からなる階段部１２が形成されることによって、ライナ２の一般部８と拡径部９との段差におけるロービング７の浮きＬが低減される。
【0046】
また、本実施形態のライナ２は、立上り面１４が傾斜面となっているので、一段目の段部１３ａを除く他の段部１３ｂの角部１５が鈍角となって、ロービング７を形成するストランド同士（図示を省略）の間に入り込む角部１５の楔効果が第１の比較例に係るライナ４０ａ（図４Ｂ参照）と比較して低減される。これによりストランド（図示を省略）のばらつきが、より確実に抑制されることとなる。
また、本実施形態のライナ２は、立上り面１４が傾斜面となっているので、段差部１１におけるライナ２に対するロービング７の浮きＬが、さらに低減される。
また、本実施形態のライナ２は、立上り面１４が傾斜面となっているので、段差部１１におけるライナ２に対するロービング７の浮きＬが、さらに低減される。
【0047】
以上、本実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。
前記実施形態では、段数が２段の階段部１２を有するライナ２及びこのライナ２を有する高圧タンク１を例示した（図２参照）。
しかしながら、ライナ２の階段部１２の段数はこれに限定されることなく３段以上とすることができる。
図５Ａは、第１変形例に係るライナ２の部分拡大断面図である。
図５Ａに示すように、第１変形例に係るライナ２は、階段部１２の段数を３段とした他は、前記実施形態のライナ２（図１参照）と同様に形成されている。
このような第１変形例に係るライナ２によれば、ライナ２に対するロービング７（図２参照）の支持点が段数に応じてさらに増加することで、ライナ２に対するロービング７（図４Ａ参照）の浮きＬ（図４Ａ参照）やストランドのばらつきが、より一層抑制されることとなる。
前記実施形態では、段数が２段の階段部１２を有するライナ２及びこのライナ２を有する高圧タンク１を例示した（図２参照）。
しかしながら、ライナ２の階段部１２の段数はこれに限定されることなく３段以上とすることができる。
図５Ａは、第１変形例に係るライナ２の部分拡大断面図である。
図５Ａに示すように、第１変形例に係るライナ２は、階段部１２の段数を３段とした他は、前記実施形態のライナ２（図１参照）と同様に形成されている。
このような第１変形例に係るライナ２によれば、ライナ２に対するロービング７（図２参照）の支持点が段数に応じてさらに増加することで、ライナ２に対するロービング７（図４Ａ参照）の浮きＬ（図４Ａ参照）やストランドのばらつきが、より一層抑制されることとなる。
【0048】
図５Ｂは、第２変形例に係るライナ２の構成説明図である。この図５Ｂは、ライナ２の断面と周面とを同一平面に表した展開図となっている。なお、図５Ｂに示すうねりＵｄの大きさ及び形状は、この変形例の説明の便宜上、誇張して描いており実際のものとは異なっている。
図５Ｂに示すように、第２変形例に係るライナ２の階段部１２は、拡径部９の周方向Ｃｄに沿って、拡径部９の軸Ａｘ方向の一端側と他端側とに交互に形成されている。
図５Ｂ中、符号Ｕｄは、溶着面３６ａが蛇行することで拡径部９の軸Ａｘ方向の一端部と他端部とに形成されたうねりである。つまり、うねりＵｄは、拡径部９の周方向Ｃｄに沿って拡径部９が蛇行することで形成されている。そして、拡径部９の軸Ａｘ方向の一端部と他端部には、このうねりＵｄの周期に応じて第１段目の段部１３ａが形成される部分と、形成されない部分とが交互に現れる。これにより第２変形例に係るライナ２は、階段部１２が周方向Ｃｄに沿って交互に形成されている。
このような第２変形例に係るライナ２によれば、拡径部９の一端側又は他端側に形成された階段部１２によって、ロービング７（図４Ａ参照）の浮きＬ（図４Ａ参照）やストランド（図示を省略）のばらつきを抑制できることとなる。
図５Ｂに示すように、第２変形例に係るライナ２の階段部１２は、拡径部９の周方向Ｃｄに沿って、拡径部９の軸Ａｘ方向の一端側と他端側とに交互に形成されている。
図５Ｂ中、符号Ｕｄは、溶着面３６ａが蛇行することで拡径部９の軸Ａｘ方向の一端部と他端部とに形成されたうねりである。つまり、うねりＵｄは、拡径部９の周方向Ｃｄに沿って拡径部９が蛇行することで形成されている。そして、拡径部９の軸Ａｘ方向の一端部と他端部には、このうねりＵｄの周期に応じて第１段目の段部１３ａが形成される部分と、形成されない部分とが交互に現れる。これにより第２変形例に係るライナ２は、階段部１２が周方向Ｃｄに沿って交互に形成されている。
このような第２変形例に係るライナ２によれば、拡径部９の一端側又は他端側に形成された階段部１２によって、ロービング７（図４Ａ参照）の浮きＬ（図４Ａ参照）やストランド（図示を省略）のばらつきを抑制できることとなる。
【0049】
前記実施形態では、ライナ２の階段部１２が、拡径部９の円筒体の軸Ａｘ方向の両端に形成されるものを例示した（図２参照）。ライナ２の階段部１２は、拡径部９の円筒体の軸方向の少なくとも一端側に形成されていればよい。
図５Ｃは、第３変形例に係るライナ２の部分拡大断面図である。
図５Ｃに示すように、第３変形例に係るライナ２は、階段部１２が拡径部９の円筒体の軸Ａｘ方向の一端側にのみ形成されている。また、拡径部９の他端側には、面取り部１５ａ（Ｃ面）が形成されている。
このような第３変形例に係るライナ２によれば、一端側に形成された階段部１２によって、ロービング７（図４Ａ参照）の浮きＬ（図４Ａ参照）やストランド（図示を省略）のばらつきを抑制できる。また、他端側に形成された面取り部１５ａ（Ｃ面）によって、フィラメント（図示を省略）に対する負荷が低減される。
図５Ｃは、第３変形例に係るライナ２の部分拡大断面図である。
図５Ｃに示すように、第３変形例に係るライナ２は、階段部１２が拡径部９の円筒体の軸Ａｘ方向の一端側にのみ形成されている。また、拡径部９の他端側には、面取り部１５ａ（Ｃ面）が形成されている。
このような第３変形例に係るライナ２によれば、一端側に形成された階段部１２によって、ロービング７（図４Ａ参照）の浮きＬ（図４Ａ参照）やストランド（図示を省略）のばらつきを抑制できる。また、他端側に形成された面取り部１５ａ（Ｃ面）によって、フィラメント（図示を省略）に対する負荷が低減される。
【符号の説明】
【0050】
１ 高圧タンク
２ 高圧タンクライナ
４ 繊維強化樹脂層
５ 胴部
７ ロービング
８ 胴部の一般部
８ａ 一般部の周面
９ 胴部の拡径部
１１ 段差部
１２ 階段部
１３ 段部
１３ａ 第１段目の段部
１３ｂ 他の段部
１４ 段部の立上り面
１５ 角部
３１ ライナ半体
３２ ライナ半体のフランジ部
３３ ライナ半体の開口部
３６ フランジ部同士の接合部
Aｘ 高圧タンクライナの軸
Ｄ 距離
Ｗ ロービングの横幅
２ 高圧タンクライナ
４ 繊維強化樹脂層
５ 胴部
７ ロービング
８ 胴部の一般部
８ａ 一般部の周面
９ 胴部の拡径部
１１ 段差部
１２ 階段部
１３ 段部
１３ａ 第１段目の段部
１３ｂ 他の段部
１４ 段部の立上り面
１５ 角部
３１ ライナ半体
３２ ライナ半体のフランジ部
３３ ライナ半体の開口部
３６ フランジ部同士の接合部
Aｘ 高圧タンクライナの軸
Ｄ 距離
Ｗ ロービングの横幅
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】