特許 7574809 タンクの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】タンクの製造方法

(51)【国際特許分類】

   F17C 1/06 20060101AFI20241022BHJP

   F16J 12/00 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

F17C1/06

F16J12/00 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022005772

(22)【出願日】2022-01-18

(65)【公開番号】P2023104646

(43)【公開日】2023-07-28

【審査請求日】2023-07-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】飯田 康博

【審査官】小原 一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０１９９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０４４７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１２１７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０８５０５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０４０４６０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－２２３５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１０６７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１９８５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５５８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１０８９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１６８６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－１７８０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４９７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－００３５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０８１８８３０１（ＣＮ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１５１０５８３０（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１７Ｃ １／０６

Ｆ１６Ｊ １２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を内部に収容するためのタンクの製造方法であって、
中心軸を有する円筒形状の胴体部と、前記胴体部の両端に配置されたドーム部と、を有するライナーを準備する工程と、
前記ライナー上に、繊維を含む補強層を形成する工程と、を備え、
前記補強層を形成する工程は、前記胴体部上にフープ層を形成する工程と、前記フープ層上と前記ドーム部上とに亘ってヘリカル層を形成する工程と、を有し、
前記フープ層を形成する工程は、フープ本体層と、前記フープ本体層に接続され、前記中心軸に沿った軸方向における端部に位置するフープ端部層と、を形成する工程を有し、
前記フープ端部層は、
前記フープ本体層よりも前記胴体部の径方向外側に突出する形状であり、前記径方向の最も外側に位置する頂点部と、前記頂点部から前記ドーム部の外表面に向かって延び、前記外表面の形状に沿った斜面とを有し、
前記斜面は、
前記ライナーとは異なる部材にシート繊維が巻回された後に、前記ライナーとは異なる前記部材が抜かれた筒状部材の形状が前記フープ層の形状となるように加工が行われることで形成される、タンクの製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載のタンクの製造方法であって、
前記中心軸を通り、前記中心軸に平行な面で前記タンクを切断したときの断面において、前記斜面の距離は、前記ヘリカル層の形成に用いられる繊維束の幅以上である、タンクの製造方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のタンクの製造方法であって、
前記径方向における前記頂点部と前記胴体部の外表面との距離は、前記フープ本体層の厚みの１．０５倍以上１．１０倍以下である、タンクの製造方法。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のタンクの製造方法であって、
前記斜面および前記ドーム部の外表面は、等張力曲面を形成する、タンクの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、流体を内部に収容するためのタンクの技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、天然ガス自動車や燃料電池自動車などに用いられる燃料を貯蔵するタンクが知られている（特許文献１）。従来のタンクは、ライナーと、ライナー上に配置された補強層とを有する。補強層は、ライナーのストレート部上に配置されたシート層（フープ層とも呼ぶ。）と、シート層上とライナーのドーム部上に配置されるヘリカル層と、を有する。ヘリカル層は、繊維をシート層上とドーム部上にヘリカル巻きすることで形成される。シート層の両端部は、ドーム部の外表面に沿った形状に加工されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－２２３５６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ヘリカル層を形成するためのヘリカル巻きは、繊維に張力をかけた状態で行われるが、従来の技術では、シート層の両端部上では所望の張力をかけることができない場合が生じ得る。この場合、シート層とヘリカル層との間に隙間が形成されて、タンクの強度が向上できない場合が生じ得る。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

【0006】

（１）本開示の第１形態によれば、流体を内部に収容するためのタンクが提供される。このタンクは、中心軸を有する円筒形状の胴体部と、前記胴体部の両端に配置されたドーム部と、を有するライナーと、前記ライナー上に配置された、繊維を含む補強層と、を備え、前記補強層は、前記胴体部上に配置されたフープ層と、前記フープ層上と前記ドーム部上とに亘って配置されたヘリカル層と、を有し、前記フープ層は、フープ本体層と、前記フープ本体層に接続され、前記中心軸に沿った軸方向における端部に位置するフープ端部層と、を有し、前記フープ端部層は、前記フープ本体層よりも前記胴体部の径方向外側に突出する形状であり、前記径方向の最も外側に位置する頂点部と、前記頂点部から前記ドーム部の外表面に向かって延び、前記外表面の形状に沿った斜面とを有する。この形態によれば、フープ端部層がフープ本体層よりも径方向外側に突出する形状であることで、斜面の軸方向に対する傾斜の程度を、フープ端部層がフープ本体層よりも径方向外側に突出していない形状である場合よりも大きくできる。これにより、フープ端部層の斜面上にヘリカル巻きによって繊維を巻回させる場合に、繊維をフープ端部層側に押し付ける力が分散することを抑制できるため、繊維に所望の張力をかけることができる。これにより、所望の張力に応じた繊維のフープ端部層側への押圧力によってヘリカル層とフープ層との密着の程度を向上できるので、ヘリカル層とフープ層（特にフープ端部層）との間に隙間が生じる可能性を低減できる。
（２）上記形態において、前記中心軸を通り、前記中心軸に平行な面で前記タンクを切断したときの断面において、前記斜面の距離は、前記ヘリカル層の形成に用いられる繊維束の幅以上であってもよい。この形態によれば、ヘリカル巻きの際に繊維束にかけた所望の張力に応じた押圧力のより多くを斜面に加えることができるので、ヘリカル層とフープ端部層との密着の程度を向上できる。よって、ヘリカル層とフープ層（特にフープ端部層）との間に隙間が生じる可能性をさらに低減できる。
（３）上記形態において、前記径方向における前記頂点部と前記胴体部の外表面との距離は、前記フープ本体層の厚みの１．０５倍以上１．１０倍以下であってもよい。この形態によれば、斜面の軸方向に対する傾斜の程度を、ヘリカル巻きの際に繊維をフープ端部層側に押し付ける力が分散することを抑制できる程度に大きくできると共に、径方向外側へのフープ端部層の突出の程度を抑制することでヘリカル層のひずみ発生を抑制できる。
（４）上記形態において、前記斜面および前記ドーム部の外表面は、等張力曲面を形成していてもよい。この形態によれば、斜面上およびドーム部の外表面上に形成された補強層の繊維にかかる張力の偏りを低減できるので、タンクの強度をさらに向上できる。
（５）上記形態において、前記フープ層は、前記ライナーとは異なる部材に前記繊維を巻き付けて形成された筒状部材によって形成されていてもよい。この形態によれば、フープ層を筒状部材によって容易に形成できる。
また、本開示は、以下の形態として実現できる。
（６）本開示の第２形態によれば、流体を内部に収容するためのタンクの製造方法が提供される。このタンクの製造方法は、中心軸を有する円筒形状の胴体部と、前記胴体部の両端に配置されたドーム部と、を有するライナーを準備する工程と、前記ライナー上に、繊維を含む補強層を形成する工程と、を備え、前記補強層を形成する工程は、前記胴体部上にフープ層を形成する工程と、前記フープ層上と前記ドーム部上とに亘ってヘリカル層を形成する工程と、を有し、前記フープ層を形成する工程は、フープ本体層と、前記フープ本体層に接続され、前記中心軸に沿った軸方向における端部に位置するフープ端部層と、を形成する工程を有し、前記フープ端部層は、前記フープ本体層よりも前記胴体部の径方向外側に突出する形状であり、前記径方向の最も外側に位置する頂点部と、前記頂点部から前記ドーム部の外表面に向かって延び、前記外表面の形状に沿った斜面とを有し、前記斜面は、前記ライナーとは異なる部材にシート繊維が巻回された後に、前記ライナーとは異なる前記部材が抜かれた筒状部材の形状が前記フープ層の形状となるように加工が行われることで形成される。
（７）上記形態において、前記中心軸を通り、前記中心軸に平行な面で前記タンクを切断したときの断面において、前記斜面の距離は、前記ヘリカル層の形成に用いられる繊維束の幅以上であってもよい。
（８）上記形態において、前記径方向における前記頂点部と前記胴体部の外表面との距離は、前記フープ本体層の厚みの１．０５倍以上１．１０倍以下であってもよい。
（９）上記形態において、前記斜面および前記ドーム部の外表面は、等張力曲面を形成していてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】タンクの断面図。

【図2】タンクをさらに説明するための図。

【図3】タンクの製造方法を示す工程図。

【図4】工程Ｐ１０の説明図。

【図5】引き抜き工程によってマンドレルが抜かれた加工前フープ層の断面図。

【図6】配置前フープ層の断面図。

【図7】胴体部上にフープ層が形成された様子を示す模式図。

【図8】低角度ヘリカル巻きを説明するための図。

【図9】高角度ヘリカル巻きを説明するための図。

【図10】参考例のタンクを説明するための図。

【図11】ヘリカル層形成工程をさらに説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．実施形態：
図１は、本実施形態のタンク１０の断面図である。図１は、タンク１０の胴体部４２の中心軸ＡＸを通り、中心軸ＡＸに平行な面でタンク１０を切断したときの断面（所定断面）を示している。タンク１０は、高圧の流体を内部に収容するために用いられる。本実施形態では、タンク１０は、燃料電池自動車などに用いられる高圧の燃料ガスを収容する。タンク１０は、ライナー４０と、ライナー４０上に配置された補強層５０と、第１口金部１４と、第２口金部１５とを備える。第１口金部１４は、タンク１０の内部と外部とを連通させる開口部１４ａを備える。第２口金部１５は、開口部１４ａを備えていない。

【0009】

ライナー４０は、内部に流体を収容するための収容室２５を形成する中空容器である。ライナー４０は、例えば、ポリアミド樹脂などのガスバリア性を有する樹脂によって形成されている。なお、ライナー４０は、樹脂に代えて、金属によって形成されてもよい。ライナー４０は、中心軸ＡＸを有する円筒形状の胴体部４２と、胴体部４２の両端に配置された一対のドーム部４４，４６とを有する。一対のドーム部４４，４６のうち、一方を第１ドーム部４４とも呼び、他方を第２ドーム部４６とも呼ぶ。第１ドーム部４４は、胴体部４２のうちで中心軸ＡＸに沿った軸方向ＤＡｘにおける一方の端部に接続されている。第２ドーム部４６は、胴体部４２のうちで軸方向ＤＡｘにおける他方の端部に接続されている。第１ドーム部４４と第２ドーム部４６とはそれぞれ、軸方向ＤＡｘにおいて胴体部４２から離れるに従って外径が縮小するドーム形状である。

【0010】

補強層５０は、ライナー４０を補強するための層である。補強層２０は、ライナー４０の外表面を覆う。補強層２０は、繊維を含む。本実施形態では、補強層２０は、予めエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が含浸された炭素繊維束によって形成されている。

【0011】

図２は、タンク１０をさらに説明するための図である。図２は、図１に示すタンク１０のうちで、胴体部４２と第１ドーム部４４との境界を含む領域を模式的に示している。なお、胴体部４２と第２ドーム部４６との境界を含む領域についても同様の構成であるため、以下では、胴体部４２と第１ドーム部４４との境界を含む領域を用いて、タンク１０の詳細構成を説明する。

【0012】

補強層５０は、胴体部４２上に配置されたフープ層５３と、フープ層５３上とドーム部４４上とに亘って配置されたヘリカル層５８と、を有する。フープ層５３を構成する繊維の巻回方向は、胴体部４２の周方向に沿った方向である。つまり、フープ層５３の繊維の巻回方向と、軸方向ＤＡｘとの成す角度は、概ね９０°である。本実施形態では、フープ層５３は、ライナー４０とは異なる部材に、熱硬化性樹脂が含浸されたシート状の繊維を巻き付けて形成された筒状部材をライナー４０の胴体部４２に配置することで形成される。フープ層５３の形成方法の詳細は後述する。ヘリカル層５８は、熱硬化性樹脂が含浸された繊維束に予め定めた張力をかけた状態で、フープ層５３と第１ドーム部４４と第２ドーム部４６を覆うように繊維束を巻回させることで形成される。ヘリカル層５８は、低角度ヘリカル巻きと高角度ヘリカル巻きとの少なくともいずれか一方を用いて繰り返し繊維束をタンク１０に巻回させることで形成される。ヘリカル層５８の形成方法の詳細は後述する。

【0013】

フープ層５３は、一定の厚みを有するフープ本体層５１と、フープ端部層５２とを有する。胴体部４２の径方向において胴体部４２の外表面４２ｆａとフープ本体層５１の外表面との距離、すなわちフープ本体層５１の厚みは、厚みＴｂである。フープ端部層５２は、軸方向ＤＡｘにおいてフープ本体層５１の両端部に位置する２つの層である。ここでは、両端部に位置する２つのフープ端部層５２のうち一方のフープ端部層５２について説明するが、他方のフープ端部層５２の構成についても同じである。フープ端部層５２は、フープ本体層５１に接続され、フープ層５３のうちで軸方向ＤＡｘにおける端部に位置する。

【0014】

フープ端部層５２は、フープ本体層５１よりも胴体部４２の径方向外側に突出する凸形状である。具体的には、フープ端部層５２は、フープ端部層５２のうちで径方向の最も外側に位置する頂点部５４ｐ、すなわちフープ端部層５２のうちで最も厚みの大きい中間部５４と、中間部５４とフープ本体層５１とを繋ぐフープ基端部５５と、軸方向ＤＡｘにおいて中間部５４を挟んでフープ基端部５５とは反対側に位置するフープ先端部５７とを有する。フープ基端部５５は、軸方向ＤＡｘにおいて、フープ本体層５１から中間部５４に向かうに従い、厚みが次第に大きくなる。フープ基端部５５の外表面は、軸方向ＤＡｘに対して傾斜する斜面であり、例えば曲面形状である。フープ先端部５７は、軸方向ＤＡｘにおいて中間部５４から離れるに従い、すなわち、ドーム部（ここでは第１ドーム部４４）に向かうに従い、厚みが次第に小さくなる。フープ先端部５７の外表面である斜面５３ｆａは、頂点部５４ｐからドーム部（ここでは第１ドーム部４４）の外表面４４ｆａに向かって延び、軸方向ＤＡｘに対して傾斜する。斜面５３ｆａと外表面４４ｆａとの境界は段差を形成することなく滑らかな曲面を形成している。すなわち斜面５３ｆａは、外表面４４ｆａの形状と同じ関係を有するように外表面４４ｆａを延長した形状であり、外表面４４ｆａの形状に沿った曲面形状である。本実施形態では、軸方向ＤＡｘにおいて同じ側に位置する斜面５３ｆａおよびドーム部（ここでは第１ドーム部４４）の外表面４４ｆａは、等張力曲面を形成する。図２に示すタンク１０の所定断面において、斜面５３ｆａの距離Ｌｔは、ヘリカル層５８の形成に用いられる繊維束の幅Ｗｔ以上であることが好ましい。距離Ｌｔは、頂点部５４ｐから斜面５３ｆａのうちでドーム部（ここでは第１ドーム部４４）側の端部５７ｐまでの斜面５３ｆａに沿った距離である。これにより、ヘリカル巻きの際に繊維束の幅全体を斜面５３ｆａ上に配置できるので、繊維束にかけた所望の張力に応じた押圧力のより多くを斜面５３ｆａに加えることができる。これにより、ヘリカル層５８とフープ端部層５２との密着の程度をより向上できる。

【0015】

また、フープ端部層５２の最大厚み、すなわち胴体部４２の径方向における頂点部５４ｐと胴体部４２の外表面４２ｆａとの距離Ｔａは、フープ本体層５１の厚みＴｂの１．０５倍以上であることが好ましい。こうすることで、斜面５３ｆａの軸方向ＤＡｘに対する傾斜の程度を、ヘリカル巻きの際に繊維束をフープ端部層５２側に押し付ける力が分散することを抑制できる程度に大きくできる。また、距離Ｔａは、厚みＴｂの１．１０倍以下であることが好ましい。こうすることで、径方向外側へのフープ端部層５２の突出の程度を抑制することができるので、ヘリカル層５８を構成する繊維束８０のひずみ発生を抑制できる。

【0016】

図３は、タンク１０の製造方法を示す工程図である。本実施形態の製造方法では、ライナー４０上のフープ層５３を配置するフープ層形成工程が行われた後に、フープ層５３上とドーム部４４，４６上にヘリカル層５８を配置するヘリカル層形成工程が実行される。

【0017】

フープ層形成工程では、まず、ライナー４０よりも剛性が高いマンドレル（芯金）にシート繊維を巻回させる巻回工程が行われる（工程Ｐ１０）。

【0018】

図４は、工程Ｐ１０の説明図である。工程Ｐ１０では、まず、ライナー４０とは異なる部材である、加工前フープ層６２の型となるマンドレル７０が用意される。マンドレル７０は、ステンレスや鉄、銅などの金属によって形成された円柱状の形状を有している。マンドレル７０の外径は、ライナー４０の胴体部４２の外径よりも若干（例えば、０．５ｍｍ程度）大きい。また、マンドレル７０の軸ＡＸに沿った長さは、ライナー４０の胴体部４２の長さよりも長い。本実施形態では、マンドレル７０の剛性は、ライナー４０の剛性よりも高い。

【0019】

マンドレル７０が用意されると、続いて、マンドレル７０の周方向に沿って、シートワインディング法（以下、「ＳＷ法」という）によって熱硬化性樹脂が含浸されたシート繊維６０が複数回巻回されることで、加工前フープ層６２が完成する。本実施形態では、シート繊維６０の幅は、ライナー４０の胴体部４２の軸方向ＤＡｘにおける長さと同じである。シート繊維６０がマンドレル７０に巻回される際には、シート繊維６０には予め定めた張力がかけられる。ＳＷ法において、シート繊維６０にかける単位幅あたりの張力は、例えば、一般的なフィラメントワインディング法（以下、ＦＷ法という）において繊維束にかける張力の２倍程度とする。

【0020】

加工前フープ層６２の完成後、続いて、加工前フープ層６２からマンドレル７０を抜く工程が行われる（図２の工程Ｐ２０）。この工程Ｐ２０のことを引き抜き工程ともいう。

【0021】

図５は、引き抜き工程によってマンドレル７０が抜かれた加工前フープ層６２の断面図である。図５に示すように、マンドレル７０が引き抜かれた後の加工前フープ層６２は、円筒状になっている。

【0022】

引き抜き工程後、加工前フープ層６２を加工して、フープ本体層５１とフープ端部層５２とを有する筒状部材としての配置前フープ層６３を形成する（図２の工程Ｐ３０）。この工程Ｐ３０のことを、加工工程ともいう。

【0023】

図６は、配置前フープ層６３の断面図である。加工工程では、加工前フープ層６２の形状が、フープ層５３の形状となるように切削加工や研削加工によって加工が行われる。

【0024】

加工工程の後、配置前フープ層６３内にライナー４０を嵌める工程が行われる（図２の工程Ｐ４０）。この工程Ｐ４０のことを、嵌め工程ともいう。この嵌め工程によって、配置前フープ層６３は、ライナー４０の胴体部４２上に配置されてフープ層５３となる。

【0025】

図７は、嵌め工程によってライナー４０の胴体部４２上にフープ層５３が形成された様子を示す模式図である。嵌め工程後、第１口金部１４を通じてライナー４０の内部を加圧してライナー４０の胴体部４２の外表面４２ｆａをフープ層５３の内表面に密着させる工程が行われる（図２の工程Ｐ５０）。この工程Ｐ５０のことを、加圧工程ともいう。

【0026】

加圧工程後、ライナー４０の内部を加圧した状態のまま、ヘリカル層形成工程が実行される（工程Ｐ６０）。ヘリカル層形成工程では、まず、ＦＷ法によって、ライナー４０上に熱硬化性樹脂が含浸された繊維束をヘリカル巻きによって複数回巻回することにより複数の層からなるヘリカル層５８を形成する。ヘリカル巻きは、高角度ヘリカル巻きと低角度ヘリカル巻きの少なくとも一方を用いて行われる。本実施形態では、高角度ヘリカル巻きと低角度ヘリカル巻きとを組み合わせてヘリカル層５８が形成される。

【0027】

図８は、低角度ヘリカル巻きを説明するための図である。図９は、高角度ヘリカル巻きを説明するための図である。図８に示すように、低角度ヘリカル巻きでは、繊維束８０が、２つのドーム部４４，４６に掛け渡るよう螺旋状に繰り返し巻回される。低角度ヘリカル巻きによって形成された層では、繊維束８０の巻回方向と軸方向ＤＡｘとの成す角度α１は、例えば、５°以上４０°以下の範囲のいずれかの角度（例えば、１５°）である。

【0028】

図９に示すように、高角度ヘリカル巻きによって形成された層では、繊維束８０の巻回方向と軸方向ＤＡｘとの成す角度α２は、低角度ヘリカル巻きの角度α１よりも大きい。角度α２は、例えば６５°以上８７°以下の範囲のいずれかの角度（例えば８０°）である。

【0029】

ヘリカル層形成工程が行われた後、フープ層５３およびヘリカル層５８を一体的に加熱硬化させるための熱硬化処理が行われる（図２の工程Ｐ７０）。熱硬化処理が行われた後、ライナー４０に対する加圧が解除される（工程Ｐ８０）。以上で説明した一連の工程により、タンク１０は完成する。

【0030】

図１０は、参考例のタンク１０ｔを説明するための図である。図１０は、図２に相当する図である。タンク１０ｔと、図２に示す実施形態のタンク１０との違いは、フープ端部層５２ｔの形状である。その他の構成については、タンク１０ｔとタンク１０とでは同様であるので、同様の構成については適宜説明を省略する。

【0031】

タンク１０ｔのフープ端部層５２ｔは、フープ本体層５１よりも胴体部４２の径方向外側に突出しておらず、フープ本体層５１からドーム部（図１０では、第１ドーム部４４）に向かって従いに厚みが小さくなる。フープ端部層５２ｔの外表面は曲面形状であり、軸方向ＤＡｘに対して傾斜する斜面５３ｔｆａを形成する。図２および図１０に示す所定断面において、斜面５３ｔｆａは斜面５３ｆａよりも緩やかに傾斜する。つまり、所定断面において、軸方向ＤＡｘの各地点における斜面５３ｔｆａ，５３ｆａの接線と、軸方向ＤＡｘとの成す角度は、斜面５３ｔｆａの方が斜面５３ｆａよりも小さい。

【0032】

フープ端部層５２ｔの斜面５３ｔｆａ上に繊維束８０をヘリカル巻きによって巻回させる場合に、繊維束８０の巻回方向ＦＤと、フープ端部層５２ｔのうちで繊維束８０が巻き付けられる部分の接線との成す角度β１が、９０°よりも大きく外れて小さくなる。これにより、繊維束８０を、フープ端部層５２ｔ側に押し付けた場合に、フープ端部層５２を繊維束８０によって押し付ける力が分散して、所望の張力をかけることができない場合が生じる。これにより、フープ端部層５２とヘリカル層５８との密着の程度が低下し、フープ端部層５２とヘリカル層５８との間の領域Ｒｇに隙間が生じ、この隙間によってボイドが生じたりフープ端部層５２とヘリカル層５８とが剥離したりする場合がある。ボイドが生じたり、剥離が生じたりすることで、タンク１０ｔの強度が低下して、収容室２５に高圧の燃料ガスを充填した場合に、補強層５０のうちでフープ層５３とドーム部４４，４６との境界領域に位置する肩部において生じる応力（例えば、剪断力）によって、肩部に亀裂などが生じる場合がある。

【0033】

図１１は、ヘリカル層形成工程をさらに説明するための図である。図１１は、図２に相当する図である。本実施形態のフープ端部層５２の斜面５３ｆａ上に繊維束８０をヘリカル巻きする場合に、繊維束８０の巻回方向ＦＤと、フープ端部層５２のうちで繊維束８０が巻き付けられる部分との接線との成す角度β２は、図１０に示す角度β１よりも大きく、より９０°に近づけることができる。つまり、フープ端部層５２がフープ本体層５１よりも径方向外側に突出する形状であることで、斜面５３ｆａの軸方向ＤＡｘに対する傾斜の程度を、図１０に示すフープ端部層５２ｔがフープ本体層５１よりも径方向外側に突出していない形状である場合よりも大きくできる。これにより、フープ端部層５２の斜面５３ｆａ上にヘリカル巻きによって繊維束８０を巻回させる場合に、繊維束８０をフープ端部層５２側に押し付ける力が分散することを抑制できるため、繊維束８０に所望の張力をかけることができる。これにより、所望の張力に応じた繊維束８０のフープ端部層５２側への押圧力によってヘリカル層５８とフープ層５３との密着の程度を向上できるので、ヘリカル層５８とフープ層（特にフープ端部層５２）との間に隙間が生じる可能性を低減できる。よって、タンク１０の強度が低下することを抑制できる。

【0034】

また上記実施形態によれば、図２に示すように、斜面５３ｆａおよびドーム部４４の外表面４４ｆａは、等張力曲面を形成している。これにより、斜面５３ｆａ上および外表面４４ｆａ上に形成された補強層５０の繊維束８０にかかる張力の偏りを低減できるので、タンク１０の強度をさらに向上できる。また上記実施形態によれば、図４から図７に示すように、フープ層５３は、ライナー４０とは異なる部材であるマンドレル７０にシート繊維６０を巻き付けて形成された筒状部材としての配置前フープ層６３を熱硬化処理することで形成されている。これにより、フープ層５３を配置前フープ層６３によって容易に形成できる。

【0035】

Ｂ．他の実施形態：
Ｂ－１．他の実施形態１：
上記実施形態では、フープ層５３は、シート繊維６０を用いて形成した配置前フープ層６３を熱硬化処理することで形成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、フープ層５３は、ライナー４０の胴体部４２に熱硬化性樹脂を含浸した繊維をフープ巻きすることで形成してもよい。フープ巻きの繊維の巻回方向は、胴体部４２の周方向に沿った方向である。繊維をフープ巻きすることでフープ層５３を形成する場合、積層する層の数を変更することでフープ本体層５１とフープ端部層５２とを形成してもよし、一定の厚みに繊維を積層した後にフープ層５３の形状となるように切削加工や研削加工を行ってもよい。

【0036】

本開示は、上述の実施形態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】

【0037】

１０，１０ｔ…タンク、１４…第１口金部、１４ａ…開口部、１５…第２口金部、２０…補強層、２５…収容室、４０…ライナー、４２…胴体部、４２ｆａ…外表面、４４…第１ドーム部、４４ｆａ…外表面、４６…第２ドーム部、５０…補強層、５１…フープ本体層、５２，５２ｔ…フープ端部層、５３…フープ層、５３ｆａ…斜面、５３ｔｆａ…斜面、５４…中間部、５４ｐ…頂点部、５５…フープ基端部、５７…フープ先端部、５７ｐ…端部、５８…ヘリカル層、６０…シート繊維、６２…加工前フープ層、６３…配置前フープ層、７０…マンドレル、８０…繊維束、ＡＸ…中心軸、ＤＡｘ…軸方向、ＦＤ…巻回方向、Ｒｇ…領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】