特許 7585142 高圧タンクの製造方法

(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】2024-11-08

(45)【発行日】2024-11-18

(54)【発明の名称】高圧タンクの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/32 20060101AFI20241111BHJP

   F17C 1/06 20060101ALI20241111BHJP

   F16J 12/00 20060101ALI20241111BHJP

   B29C 70/16 20060101ALI20241111BHJP

【ＦＩ】

B29C70/32

F17C1/06

F16J12/00 A

B29C70/16

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021095399

(22)【出願日】2021-06-07

(65)【公開番号】P2022187386

(43)【公開日】2022-12-19

【審査請求日】2023-11-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100191134

【弁理士】

【氏名又は名称】千馬 隆之

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100180448

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 亨祐

(72)【発明者】

【氏名】指田 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】堀 公則

(72)【発明者】

【氏名】川島 広平

【審査官】岩▲崎▼ 則昌

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０１４０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６３５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０００８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９１９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２６０９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５０２９２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ７０／３２

Ｆ１７Ｃ １／０６

Ｆ１６Ｊ １２／００

Ｂ２９Ｃ ７０／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空状のライナの外表面に補強層を有する高圧タンクの製造方法であって、
熱硬化性の樹脂を含浸させた繊維束を張力を付与した状態で前記ライナの前記外表面に巻き付ける巻回工程と、
前記外表面に巻回した前記繊維束に含まれる前記樹脂を熱硬化させて前記補強層を形成する補強層形成工程と、
を有し、
前記巻回工程は、前記繊維束に張力が付与されている状態で、圧着部材により、前記繊維束の巻き終わりである終端部を、前記ライナに巻き付けられた前記繊維束の外周部位と熱圧着させる圧着工程と、
前記終端部に近接して前記ライナに巻回されない前記繊維束の余剰部を切断具で切断する切断工程とを有し、
前記圧着工程では、前記繊維束のうち前記圧着部材によって押圧される部分の、前記繊維束の繊維方向に沿った両側を、押え部材によって押えた状態で、前記終端部を前記繊維束の前記外周部位と熱圧着させる、高圧タンクの製造方法。

【請求項2】

請求項１記載の製造方法において、
前記圧着工程では、前記ライナの外側から前記終端部を前記圧着部材によって前記ライナ側へと押圧することで、前記終端部と前記繊維束の前記外周部位を熱圧着させる、高圧タンクの製造方法。

【請求項3】

中空状のライナの外表面に補強層を有する高圧タンクの製造方法であって、
熱硬化性の樹脂を含浸させた繊維束を張力を付与した状態で前記ライナの前記外表面に巻き付ける巻回工程と、
前記外表面に巻回した前記繊維束に含まれる前記樹脂を熱硬化させて前記補強層を形成する補強層形成工程と、
を有し、
前記巻回工程は、前記繊維束の巻き終わりである終端部を、前記ライナに巻き付けられた前記繊維束の外周部位と熱圧着させる圧着工程と、
前記終端部に近接して前記ライナに巻回されない前記繊維束の余剰部を切断具で切断する切断工程とを有し、
前記圧着工程では、前記繊維束に張力が付与されている状態で、前記ライナの外側から前記終端部を圧着部材によって前記ライナ側へと押圧することで、前記終端部と前記繊維束の前記外周部位を熱圧着させ、
前記巻回工程は、前記終端部における前記繊維束の繊維方向を検出する検出工程を含み、
前記検出工程により検出した前記繊維方向に応じて、前記圧着部材の押圧面の向き及び前記繊維束の切断方向の少なくともいずれか一方を変化させる、高圧タンクの製造方法。

【請求項4】

請求項３記載の製造方法において、
前記押圧面は、前記繊維束側へ向けて凸状となる断面円弧状に形成され、該押圧面が前記繊維束の前記繊維方向に沿った状態で前記繊維束を押圧する、高圧タンクの製造方法。

【請求項5】

請求項４記載の製造方法において、
前記圧着部材によって前記繊維束を前記ライナ側へ向けて押圧する際、該繊維束を前記ライナ側へ押さえる押え部材を備え、該押え部材は、前記繊維方向に沿った前記押圧面の両側を押さえる、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、ライナの外周面に繊維束が巻回された高圧タンクの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

高圧タンクは、円筒状に形成される。高圧タンクは、水素ガス等の高圧のガスを内部に充填可能に形成される。特許文献１に開示される高圧タンクは、ライナと、補強層と、口金とを有する。ライナは、高圧のガスを充填するための空間を有する。補強層は、樹脂の含浸された繊維束を前記ライナに巻回することでライナを補強する。口金は、前記ライナに接合され前記ガスを流通可能な流路を有する。

【0003】

この高圧タンクを製造する場合には、ライナの外周面に、熱硬化性樹脂が含浸された繊維束を所定の張力をかけた状態で複数回巻回して保護層を形成する。そして、ライナの外周面への繊維束の巻回を終了する際に、切断工程において繊維束を切断する。その後、切断した繊維束の末端部を既にライナに巻回された繊維束の最外周部位に貼り付ける。この貼り付けた繊維束の末端部を、固着工程においてヒータにより加熱して前記最外周部位に固着する。その後、ライナに巻回された繊維束に含浸された熱硬化性樹脂を熱硬化工程で熱硬化させて保護層を形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２１－０１４０１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した高圧タンクの製造方法では、繊維束の末端部となる位置を切断工程で切断した後に、該末端部を加熱して既にライナに巻回された繊維束の最外周部位に固着する。そのため、繊維束の末端部近傍に張力を付与した状態で、繊維束の末端部を前記最外周部位へと固着することができない。その結果、繊維束を熱硬化させて保護層を形成する際、末端部を含む張力が保持されていない繊維束の全体にわたって緩みによる巻き付けの乱れが発生する。その結果、保護層（補強層）の強度が低下したり、前記保護層の外周面が凸凹状に形成されて意匠性が悪化するという問題がある。

【0006】

本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の目的を達成するために、本発明の態様は、中空状のライナの外表面に補強層を有する高圧タンクの製造方法であって、
熱硬化性の樹脂を含浸させた繊維束を張力を付与した状態でライナの外表面に巻き付ける巻回工程と、
外表面に巻回した繊維束に含まれる樹脂を熱硬化させて補強層を形成する補強層形成工程と、
を有し、
巻回工程は、繊維束に張力が付与されている状態で、圧着部材により、繊維束の巻き終わりである終端部を、ライナに巻き付けられた繊維束の外周部位と熱圧着させる圧着工程と、
終端部に近接してライナに巻き付けられない繊維束の余剰部を切断具で切断する切断工程とを有し、
圧着工程では、繊維束のうち圧着部材によって押圧される部分の、繊維束の繊維方向に沿った両側を、押え部材によって押えた状態で、終端部を繊維束の外周部位と熱圧着させる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、以下の効果が得られる。

【0009】

すなわち、圧着工程において、既にライナの外表面に巻き付けられた繊維束の外周部位に繊維束の終端部を熱圧着する。これにより、繊維束の複数巻き付けられた補強層の外周面は凹凸状に形成されない。また、終端部を圧着工程で固定した後に、切断工程において切断具で終端部に近接した繊維束の余剰部を切断する。

【0010】

その結果、高圧タンクの外周面を滑らかに形成して品質を高めることができる。また、繊維束の巻き始めから巻き終わり（終端部）までの全域にわたって張力がかかった状態で、繊維束をライナの外表面へと巻き付けて固定できる。そのため、高圧タンクの全域にわたって補強層の強度が略一定に維持される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る高圧タンクを製造する製造装置を含む概略構成図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。

【図3】図２における圧着機構及び繊維束の終端部近傍を示す拡大断面図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。

【図5】高圧タンクの製造過程における熱圧着工程を示す断面図である。

【図6】図５における圧着機構及び繊維束の終端部近傍を示す拡大断面図である。

【図7】図６に示す繊維束の終端部近傍を示す拡大平面図である。

【図8】図６のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。

【図9】高圧タンクの製造過程における切断工程を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

高圧タンク１０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。この高圧タンク１０は、図１及び図２に示されるように、ライナ１２と、補強層１４と、第１及び第２口金１６、１８とを含む。

【0013】

ライナ１２は、内層である。ライナ１２は、例えば、樹脂製材料から形成される中空体である。ライナ１２の内部には、水素ガス等の高圧のガスが収容可能に形成される。このライナ１２は、円筒状の胴部２０と、該胴部２０の両端を塞ぐ略半球状の閉塞部２２とを有する。閉塞部２２は、胴部２０の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った軸方向一端及び軸方向他端に設けられる。２つの閉塞部２２には、ライナ１２の内部と外部とを連通するポート部２４がそれぞれ設けられる。２つのポート部２４には、水素ガスを流通させるための第１及び第２口金１６、１８がそれぞれ固定される。

【0014】

この胴部２０は、ライナ１２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って直線状に延在する。閉塞部２２は、胴部２０の軸方向一端及び軸方向他端から径方向内側へ向かって湾曲する。

【0015】

補強層１４は、例えば、繊維に樹脂基材（樹脂）の含浸された繊維強化樹脂Ｒから形成される。補強層１４は、高圧タンク１０の外層である。この補強層１４は、ライナ１２における胴部２０及び閉塞部２２の外表面１２ａの全体と、第１口金１６の一部と、第２口金１８の一部とを覆う。また、補強層１４は、後述する製造装置２６によるフィラメントワインディング工程において、未硬化である複数の繊維強化樹脂Ｒを束ねた繊維束Ｒａとしてライナ１２に巻き付けられる。その後、ライナ１２に巻き付けられた繊維束Ｒａ（繊維強化樹脂Ｒ）を熱硬化工程（補強層形成工程）において硬化させることで補強層１４が形成される。

【0016】

第１及び第２口金１６、１８は、ライナ１２の軸方向一端及び軸方向他端にそれぞれ連結される。第１及び第２口金１６、１８の各々には、給排孔（図示せず）が形成される。

【0017】

次に、上述した高圧タンク１０を製造する製造装置２６について説明する。

【0018】

この製造装置２６は、図１に示されるように、回転機構３０と、送出機構３２と、圧着機構３４と、検出機構３６と、切断機構３８（図９参照）とを備える。

【0019】

回転機構３０には、シャフト２８が連結される。シャフト２８は、ライナ１２の軸方向一端及び軸方向他端を貫通し、ライナ１２を支持する。送出機構３２は、ライナ１２の外表面１２ａに巻き付けられる繊維束Ｒａを送出する。圧着機構３４は、ライナ１２に巻き付けられた繊維束Ｒａの終端部Ｒｅを補強層１４に熱圧着する。検出機構３６は、前記終端部Ｒｅにおける繊維方向（矢印Ｄ方向）を検出する。

【0020】

図９に示すように、切断機構３８は、ライナ１２に巻き付けられた繊維束Ｒａの外周部位６２に熱圧着された終端部Ｒｅに対して余剰となった前記繊維束Ｒａの余剰部Ｒｂを切断する。

【0021】

図１に示すように、シャフト２８の軸方向一端に設けられた第１端部２８ａは、ライナ１２の内部から軸方向一方（矢印Ａ方向）へ突出する第１アタッチメント４０を備える。第１アタッチメント４０は、第１口金１６に固定される。一方、シャフト２８の軸方向他端に設けられた第２端部２８ｂは、ライナ１２の内部から軸方向他方（矢印Ｂ方向）へ突出する第２アタッチメント４２を備える。第２アタッチメント４２は、第２口金１８に固定される。シャフト２８の第１端部２８ａ及び第２端部２８ｂが回転機構３０に取り付けられる。ライナ１２の軸線が略水平方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に延在した状態でライナ１２が保持される。この状態で回転機構３０を駆動させる。これにより、シャフト２８と共にライナ１２が回転する。

【0022】

送出機構３２は、回転中のライナ１２に巻き付けられる繊維束Ｒａ（繊維強化樹脂Ｒ）に所定の張力Ｔをかける。この状態で、送出機構３２は、繊維束Ｒａをライナ１２から離間する方向（図１中、矢印Ｂ方向）へと送り出す。

【0023】

圧着機構３４は、図１～図８に示されるように、例えば、ライナ１２における胴部２０の外周部に設けられる。圧着機構３４は、例えば、シリンダ装置４８が駆動することによりライナ１２に接近及び離間するように上下方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に移動可能である。図２に示すように、圧着機構３４は、圧着部材４４と、押え部材４６とを備える。

【0024】

圧着部材４４は、繊維束Ｒａの巻き終わりである終端部Ｒｅを既に前記ライナ１２に巻回された繊維束Ｒａの外周部位６２に熱圧着する。押え部材４６は、圧着部材４４から離間して終端部Ｒｅ近傍をライナ１２に向けて押圧する。換言すれば、圧着部材４４及び押え部材４６は、ライナ１２の軸線と直交方向に進退可能である。

【0025】

圧着部材４４は、該圧着部材４４からライナ１２に向かう方向の先端部に押圧面５０を備える。押圧面５０は、該ライナ１２へ向けて凸状となる断面円弧状に形成される。圧着部材４４の内部には、ヒータ等の加熱器５２が収容される。加熱器５２へ通電することによって圧着部材４４の先端部を加熱器５２によって加熱する。

【0026】

圧着部材４４は、ライナ１２の外表面１２ａに直交して配置される。圧着部材４４は、シリンダ装置４８が駆動することによって前記ライナ１２に接近及び離間する。

【0027】

圧着部材４４がライナ１２へ向けて移動すると、図５～図８に示されるように、圧着部材４４の押圧面５０が繊維束Ｒａの終端部Ｒｅに当接する。その後、圧着部材４４は、ライナ１２に巻き付けられた繊維束Ｒａの外周部位６２へ向けて終端部Ｒｅを押圧する。また同時に、圧着部材４４の先端部を加熱器５２によって加熱する。これにより、終端部Ｒｅは、圧着部材４４によって、ライナ１２に巻き付けられた繊維束Ｒａの外周部位６２に熱圧着される。このとき、圧着部材４４は、図２及び図３に示されるように、繊維束Ｒａの繊維方向（矢印Ｄ方向）と直交する方向から見て、押圧面５０が断面円弧状となるように配置される。

【0028】

さらに、圧着部材４４は、図６に示されるように、先端部の押圧面５０が繊維束Ｒａの終端部Ｒｅに当接する。この状態で、圧着部材４４は、押圧面５０と終端部Ｒｅとの当接部位を支点として揺動可能である。

【0029】

押え部材４６は、圧着部材４４の移動方向と直交する方向（矢印Ｄ方向）に該圧着部材４４から離間した環状の保持部５４を備える。押え部材４６は、シリンダ装置４８が駆動することによって前記圧着部材４４と同様に前記ライナ１２に接近及び離間する。押え部材４６は、圧着部材４４とは独立して移動可能である。

【0030】

保持部５４は、押え部材４６の移動方向と直交する略平坦状に形成される。保持部５４は、圧着部材４４を中心として前記移動方向と直交する方向に圧着部材４４から離間する。保持部５４は、繊維束Ｒａ（繊維強化樹脂Ｒ）をライナ１２へ向けて押さえる。

【0031】

検出機構３６は、図１に示されるように、ライナ１２の外側に配置される。検出機構３６は、終端部Ｒｅにおける繊維方向（矢印Ｄ方向）を検出可能である。検出機構３６は、照射部５６と、検出器５８とを備える。照射部５６は、繊維束Ｒａにおける終端部Ｒｅに光Ｌ１を照射する。終端部Ｒｅで前記光Ｌ１が反射すると反射光Ｌ２が生じる。検出器５８は、反射光Ｌ２を検出する。検出器５８で検出された反射光Ｌ２に基づいて、ライナ１２の外表面１２ａに螺旋状に巻き付けられる繊維束Ｒａの終端部Ｒｅの繊維方向（矢印Ｄ方向）が判定される。

【0032】

切断機構３８は、図９に示されるように、ライナ１２の外周側に配置される。切断機構３８は、図示しない移動機構によって前記ライナ１２の外周側に移動可能である。切断機構３８は、カッター等の切断具６０を有する。この切断具６０をライナ１２へ向けて接近させて終端部Ｒｅ近傍となる繊維束Ｒａの余剰部Ｒｂを切断する。

【0033】

切断機構３８の切断具６０は、検出機構３６で検出された終端部Ｒｅの繊維方向（矢印Ｄ方向）に基づいて、前記繊維方向と直交する方向へ移動する。

【0034】

次に、上述した製造装置２６によって高圧タンク１０を製造する場合について説明する。

【0035】

先ず、高圧タンク１０において、図１に示されるように、ライナ１２の２つのポート部２４に第１及び第２口金１６、１８をそれぞれ組み付ける。そして、ライナ１２の外表面１２ａに繊維束Ｒａ（繊維強化樹脂Ｒ）を巻き付けるフィラメントワインディング工程（巻回工程）を行う。これにより、ライナ１２の外表面１２ａに補強層１４を形成する。

【0036】

このフィラメントワインディング工程では、ライナ１２の第１及び第２口金１６、１８に装着された第１及び第２アタッチメント４０、４２にシャフト２８をセットする。そして、シャフト２８が水平方向となるようにライナ１２を回転機構３０に取り付ける。回転機構３０を駆動させてシャフト２８と共にライナ１２を一体的に回転させる。これにより、樹脂基材の含浸された複数本の繊維強化樹脂Ｒが束ねられた繊維束Ｒａを、ライナ１２の外表面１２ａに巻き付けていく。

【0037】

この繊維束Ｒａは、送出機構３２によって回転中のライナ１２の外表面１２ａに該ライナ１２の軸線に対して所定角度傾斜した螺旋状で巻き付けられる。さらに、繊維束Ｒａは、その繊維方向（矢印Ｄ方向）に沿って所定の張力Ｔが付与された状態でライナ１２の外表面１２ａに巻き付けられる。

【0038】

そして、ライナ１２における胴部２０及び２つの閉塞部２２の全体を覆うように繊維束Ｒａが巻き付けられる。その後、繊維束Ｒａの巻き付け終わりとなる終端部Ｒｅの位置を決定する。検出機構３６によって終端部Ｒｅにおける繊維束Ｒａの繊維方向（矢印Ｄ方向）を検出する（検出工程）。

【0039】

この検出工程では、繊維束Ｒａの終端部Ｒｅに照射部５６から光Ｌ１を照射する。光Ｌ１が終端部Ｒｅで反射し、反射光Ｌ２が発生する。そして、終端部Ｒｅに照射された光Ｌ１が反射した反射光Ｌ２を検出器５８によって検出する。なお、この繊維方向とは、繊維束Ｒａにおける各繊維強化樹脂Ｒの延在方向（図２及び図７中、矢印Ｄ方向）を示す。この反射光Ｌ２は、該終端部Ｒｅにおける繊維強化樹脂Ｒの繊維方向によって異なる角度で反射される。反射光Ｌ２に基づいて終端部Ｒｅにおける繊維強化樹脂Ｒの繊維方向が検出される。

【0040】

そして、検出機構３６によって終端部Ｒｅにおける繊維強化樹脂Ｒの繊維方向（矢印Ｄ方向）が検出される。その後、終端部Ｒｅを、既にライナ１２の外表面１２ａに巻き付けられた繊維束Ｒａの外周部位６２へと熱圧着する（圧着工程）。

【0041】

この圧着工程（熱圧着工程）では、送出機構３２によって繊維束Ｒａがライナ１２の外表面１２ａに所定の張力Ｔで巻き付けられる。その状態で、図３に示されるように、先ず、既に前記外表面１２ａに巻き付けられた繊維束Ｒａの外周部位６２へ圧着機構３４の圧着部材４４及び押え部材４６を接近させる。圧着部材４４は、加熱器５２に通電することで所定温度まで加熱させる。

【0042】

この押え部材４６は、終端部Ｒｅの繊維方向（矢印Ｄ方向）に基づき、保持部５４の延在方向が前記繊維方向と略平行となるように回転する（図３及び図７参照）。同時に、圧着部材４４が押え部材４６と共に一体的に回転する。図３に示されるように、圧着部材４４の押圧面５０が繊維方向に沿うように配置される。その後、図３に示されるように、圧着部材４４及び押え部材４６をライナ１２に向かって移動させる。そして、押え部材４６の保持部５４が終端部Ｒｅの近傍となる繊維束Ｒａの表面に当接する。具体的には、保持部５４が、繊維方向（矢印Ｄ方向）に沿った終端部Ｒｅの前後位置を保持する。この状態で、押え部材４６の保持部５４で繊維束Ｒａの終端部Ｒｅをライナ１２へ向けて押圧し、終端部Ｒｅを保持する。

【0043】

これにより、繊維束Ｒａにおける複数の繊維強化樹脂Ｒがライナ１２へと押圧され、複数の繊維強化樹脂Ｒは互いに密着する。また、環状の保持部５４の内側に終端部Ｒｅを保持する。この状態で、終端部Ｒｅが、例えば、ライナ１２の軸方向に沿った略中央近傍の外周部位６２に位置決めされ保持される。

【0044】

その後、圧着部材４４がライナ１２へ向けて移動し、この圧着部材４４の先端部を、図５及び図６に示されるように、保持部５４の径方向内側に位置する繊維強化樹脂Ｒの終端部Ｒｅと略直交させる。そして、図７に示されるように、圧着部材４４の押圧面５０が、該終端部Ｒｅの繊維方向（矢印Ｄ方向）と略直交するように終端部Ｒｅへ当接する。これにより、圧着部材４４の押圧面５０から伝達される熱によって、終端部Ｒｅに含浸された樹脂基材が溶融する。溶融した前記樹脂基材が、繊維束Ｒａの繊維方向に沿って流動する。

【0045】

圧着部材４４による終端部Ｒｅの押圧及び加熱が完了した後、前記終端部Ｒｅの樹脂基材は溶融を経て、次第に架橋反応によって硬化する。この終端部Ｒｅは、繊維束Ｒａにおける外周部位６２の所望の部位に固定される。このとき、終端部Ｒｅは、送出機構３２によって繊維方向（矢印Ｄ方向）に沿って所定の張力Ｔがかかった状態で固定される。

【0046】

そして、繊維束Ｒａの外周部位６２への終端部Ｒｅの固定が完了した後、シリンダ装置４８を駆動させ圧着部材４４をライナ１２から離れる方向へ移動させる。これにより、圧着部材４４が終端部Ｒｅから離間する。次に、押え部材４６をライナ１２から離れる方向へ移動させる。これにより、押え部材４６が終端部Ｒｅの近傍から離間して終端部Ｒｅの近傍の保持状態が解除される。このとき、終端部Ｒｅは、図５、図６及び図８に示されるように、押え部材４６を離間させても終端部Ｒｅが外周部位６２から径方向外側へと浮き上がらない。

【0047】

また、圧着部材４４の押圧面５０を終端部Ｒｅへと当接させた後、図６の二点鎖線で示されるように、圧着部材４４を、押圧面５０と終端部Ｒｅとの接触面を支点として繊維方向（矢印Ｄ方向）に沿って揺動させてもよい。この場合、終端部Ｒｅは、図６に示されるように、圧着部材４４の先端部が略直交して当接した部位から繊維方向（矢印Ｄ方向）に沿った所定範囲Ｅに当接する。これにより、圧着部材４４の押圧面５０が、終端部Ｒｅの所定範囲Ｅを押圧すると共に加熱する。そのため、圧着部材４４を略直交するように終端部Ｒｅへ当接させた場合と比較し、終端部Ｒｅをより広域な所定範囲Ｅで繊維束Ｒａの外周部位６２に固定可能となる。

【0048】

上述した圧着工程では、繊維束Ｒａの終端部Ｒｅが、図５及び図６に示されるように、押え部材４６によってライナ１２に向かって押圧される。終端部Ｒｅは、圧着部材４４によって前記ライナ１２に向かって押圧された状態で熱圧着される。そのため、繊維強化樹脂Ｒの固定部位（終端部Ｒｅ）がライナ１２の径方向外側へ浮き上がらず、凹凸状に形成されない。

【0049】

また、圧着部材４４の押圧面５０が断面円弧状に形成される。そのため、図７に示されるように、既にライナ１２に巻回された繊維束Ｒａの外周部位６２に繊維束Ｒａの終端部Ｒｅを熱圧着する際、終端部Ｒｅにおける各繊維強化樹脂Ｒが、繊維方向（矢印Ｄ方向）と直交する方向へ拡がることが防止される。さらに、圧着部材４４の先端部で繊維束Ｒａ（繊維強化樹脂Ｒ）が加熱された際、該繊維束Ｒａに含浸された樹脂基材が溶融して繊維方向に沿って流動する。そのため、終端部Ｒｅにおける各繊維強化樹脂Ｒが近接した状態で、終端部Ｒｅが繊維束Ｒａの外周部位６２へと熱圧着される。

【0050】

次に、圧着工程において固定された繊維束Ｒａの終端部Ｒｅよりも送出機構３２に近い部位（余剰部Ｒｂ）を切断する（切断工程）。

【0051】

この切断工程では、図９に示されるように、送出機構３２によって繊維束Ｒａの張力Ｔが緩められた後、ライナ１２を反時計回りに回転させる。そして、終端部Ｒｅと送出機構３２との間において、余剰部Ｒｂとライナ１２との間に台座６４が挿入される。台座６４の平坦面が余剰部Ｒｂの下面に当接して配置される。

【0052】

次に、検出機構３６によって検出された終端部Ｒｅの繊維方向（矢印Ｄ方向）に基づき、切断具６０が前記繊維方向と略直交するように回転する。切断具６０は、余剰部Ｒｂを挟んで台座６４の上方となる位置に配置され、その後、切断具６０が余剰部Ｒｂ及び台座６４側（切断方向）へ向けて移動する。そして、終端部Ｒｅから送出機構３２へ向けて所定距離だけ離れた余剰部Ｒｂと前記終端部Ｒｅとの境界位置で、繊維束Ｒａの余剰部Ｒｂを、切断具６０によって繊維束Ｒａの繊維方向と略直交する方向に切断する。これにより、終端部Ｒｅは、繊維束Ｒａの外周部位６２に固定された状態で、繊維束Ｒａの余剰部Ｒｂが切断される。終端部Ｒｅは、繊維束Ｒａに張力Ｔの維持された状態で、ライナ１２に巻き付けられた繊維束Ｒａの外周部位６２に固定される。

【0053】

最後に、切断工程において繊維強化樹脂Ｒの余剰部Ｒｂが切断された後、ライナ１２の外表面１２ａに巻き付けられた繊維強化樹脂Ｒを熱硬化させて補強層１４を形成する（熱硬化工程）。

【0054】

この熱硬化工程では、製造装置２６における回転機構３０からシャフト２８と共にライナ１２を取り外す。その後、繊維束Ｒａの巻回されたライナ１２を図示しない加熱炉に搬入する。この加熱炉でライナ１２を所定温度に加熱して繊維束Ｒａ（繊維強化樹脂Ｒ）を硬化させる。これにより、補強層１４は、ライナ１２の外表面１２ａに繊維束Ｒａの積層され終端部Ｒｅを含んだ滑らかな面で形成される。そして、ライナ１２の外周部が補強層１４で覆われた高圧タンク１０の製造が完了する。

【0055】

上述した高圧タンク１０の製造方法では、フィラメントワインディング工程においてライナ１２に巻き付けられる繊維束Ｒａに張力Ｔが付与された状態とする。この状態で、圧着工程において繊維束Ｒａの終端部Ｒｅを既にライナ１２の外表面１２ａに巻き付けられた繊維束Ｒａの外周部位６２に熱圧着する。そのため、高圧タンク１０において、複数の繊維束Ｒａが巻回された補強層１４の外周面が凹凸状に形成されず滑らかな面となる。

【0056】

また、終端部Ｒｅに張力Ｔの付与された状態で、該終端部Ｒｅを繊維束Ｒａの外周部位６２へと固定できる。そのため、終端部Ｒｅとその近傍における補強層１４の強度を該終端部Ｒｅ以外の部位の強度と同等に確保することが可能となる。その結果、ライナ１２に巻回される補強層１４の全域にわたって補強層１４の強度を略一定に維持することができる。

【0057】

以上のように、本実施形態では、フィラメントワインディング工程（巻回工程）において熱硬化性の樹脂基材を含浸させた繊維強化樹脂Ｒを束ねた繊維束Ｒａを張力Ｔを付与した状態で中空状のライナ１２の外表面１２ａに巻き付ける。その後、熱硬化工程において、ライナ１２の外表面１２ａに巻回した繊維束Ｒａに含まれる樹脂基材を熱硬化させて補強層１４を形成する。

【0058】

このフィラメントワインディング工程は、圧着工程において、繊維束Ｒａの巻き終わりである終端部Ｒｅを、既にライナ１２の外表面１２ａに巻き付けられた繊維束Ｒａの外周部位６２と熱圧着する。従って、複数の繊維束Ｒａが巻回された補強層１４の外周面は凹凸状に形成されない。

【0059】

フィラメントワインディング工程では、既にライナ１２に巻き付けられた繊維束Ｒａの外周部位６２に張力Ｔのかかった終端部Ｒｅを圧着工程で固定した後、繊維束Ｒａを切断工程で切断する。そのため、繊維束Ｒａを、ライナ１２への繊維束Ｒａの巻き始めから巻き終わりとなる終端部Ｒｅまでの全域にわたって張力Ｔがかかった状態で、ライナ１２へと巻き付けて確実に固定できる。

【0060】

その結果、高圧タンク１０の外周面を滑らかに形成して品質を高めることができる。高圧タンク１０の全域にわたって補強層１４の強度が略一定に維持される。そのため、高圧タンク１０における高圧ガスの供給又は排出に伴ってライナ１２が膨張又は収縮した場合であっても、終端部Ｒｅを基点とした繊維束Ｒａ（繊維強化樹脂Ｒ）の剥離を抑制することができる。

【0061】

圧着工程において、加熱された圧着部材４４によって繊維束Ｒａの終端部Ｒｅをライナ１２の径方向内方に向かって押圧する。これにより、既にライナ１２の外表面１２ａに巻き付けられた繊維束Ｒａと前記終端部Ｒｅとを熱圧着させている。そのため、終端部Ｒｅを圧着部材４４によって繊維束Ｒａの外周部位６２に効果的に熱圧着して固定することが可能となる。

【0062】

フィラメントワインディング工程は、繊維束Ｒａの終端部Ｒｅにおける各繊維強化樹脂Ｒの繊維方向（矢印Ｄ方向）を検出する検出工程を有する。この検出工程で検出した繊維方向に基づいて、圧着工程における圧着部材４４の押圧面５０による繊維束Ｒａの押圧方向と、切断工程における切断具６０による繊維束Ｒａの切断方向とを変化させる。これにより、圧着工程において、圧着部材４４を終端部Ｒｅの繊維方向（矢印Ｄ方向）に応じて前記終端部Ｒｅと略直交するように当接させ、確実に終端部Ｒｅを熱圧着できる。また、切断工程において、切断具６０を終端部Ｒｅの繊維方向と直交に配置し、前記終端部Ｒｅに近接する繊維束Ｒａの余剰部Ｒｂを前記繊維方向と直交する方向に確実に切断できる。

【0063】

圧着部材４４の先端部に断面円弧状の押圧面５０を備え、該押圧面５０が繊維束Ｒａの繊維方向（矢印Ｄ方向）に沿って配置された状態で終端部Ｒｅを押圧する。また、終端部Ｒｅに押圧面５０を当接させ、圧着部材４４を繊維方向に沿って揺動させて終端部Ｒｅを押圧する。これにより、終端部Ｒｅにおいて、各繊維強化樹脂Ｒの繊維方向と略直交する方向への終端部Ｒｅの拡がりが抑制される。また、終端部Ｒｅにおいて、繊維束Ｒａに含浸された樹脂基材が溶融して繊維方向（矢印Ｄ方向）に沿って流動する。そのため、終端部Ｒｅにおける各繊維強化樹脂Ｒ同士の乖離の発生が抑制され、繊維束Ｒａの外周部位６２に終端部Ｒｅを確実に熱圧着できる。

【0064】

これに対し、例えば、平坦状の先端部を有した圧着部材４４で繊維束Ｒａを熱圧着させる場合には、繊維束Ｒａが繊維方向（矢印Ｄ方向）と略直交方向に拡がって各繊維強化樹脂Ｒの間に隙間が生じる。さらに、繊維束Ｒａに含浸された樹脂基材が溶融して繊維方向と直交する方向へ流動する。これにより、熱圧着される部位において各繊維強化樹脂Ｒ同士が乖離しやすくなる。その結果として、終端部Ｒｅ近傍における補強層１４の強度が低下する。

【0065】

圧着工程において、圧着機構３４の押え部材４６によって終端部Ｒｅの近傍をライナ１２へ向けて押圧する。これにより、終端部Ｒｅの近傍を、押え部材４６によって確実に外周部位６２へと密着させることができる。また、終端部Ｒｅの近傍の各繊維強化樹脂Ｒ同士を近接させることができる。そのため、圧着部材４４によって終端部Ｒｅを熱圧着する際、終端部Ｒｅにおいて、各繊維強化樹脂Ｒ同士の乖離の発生が抑制され、繊維束Ｒａの外周部位６２に終端部Ｒｅを確実に熱圧着できる。

【0066】

なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を取り得る。

【符号の説明】

【0067】

１０…高圧タンク １２…ライナ
１４…補強層 ２６…製造装置
３２…送出機構 ３４…圧着機構
３６…検出機構 ３８…切断機構
４４…圧着部材 ４６…押え部材
５０…押圧面 ６２…外周部位
Ｒ…繊維強化樹脂 Ｒａ…繊維束
Ｒｅ…終端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】