特許 7616014 繊維強化プラスチックの製造方法および繊維強化プラスチック製造装置

(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】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】繊維強化プラスチックの製造方法および繊維強化プラスチック製造装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/48 20060101AFI20250109BHJP

   B29C 39/10 20060101ALI20250109BHJP

   B29C 39/40 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

B29C70/48

B29C39/10

B29C39/40

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021176443

(22)【出願日】2021-10-28

(65)【公開番号】P2023065987

(43)【公開日】2023-05-15

【審査請求日】2024-02-14

(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】江田 晶紀

【審査官】家城 雅美

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１５４５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８１０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１５４５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２５５７８７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ７０／４８

Ｂ２９Ｃ ３９／１０

Ｂ２９Ｃ ３９／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

繊維強化プラスチックの製造方法であって、
繊維材料を用いた基体を、金型の内部に配置して前記金型を閉じる型締工程と、
閉じられた前記金型の内部に樹脂材料を供給する供給工程と、
移動することにより前記金型の内部に供給された前記樹脂材料を加圧可能な加圧部を用いて、前記樹脂材料を加圧しながら前記基体に含浸させる含浸工程と、を備え、
前記含浸工程において、前記基体に対する前記樹脂材料の含浸が完了すると予測される含浸完了タイミングから、前記樹脂材料が硬化収縮を開始する硬化収縮開始タイミングまでに前記加圧部の変位が検出された場合に、前記基体に対する前記樹脂材料の含浸不足と判定する、
繊維強化プラスチックの製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の繊維強化プラスチックの製造方法であって、
前記含浸工程において、前記硬化収縮開始タイミングで前記加圧部の変位が検出された場合に、前記基体に対する前記樹脂材料の含浸不足と判定する、
繊維強化プラスチックの製造方法。

【請求項3】

請求項２に記載の繊維強化プラスチックの製造方法であって、
前記含浸工程において、さらに、前記金型の内圧を取得し、
取得した前記内圧を用いて前記内圧の変化量が正の値から負の値へと変化する極大値を検出し、
最後に前記極大値が検出された極大値検出タイミングから予め定められた時間を経過した第一タイミングでの前記内圧が、前記極大値検出タイミングでの前記内圧よりも低い場合に、前記極大値検出タイミングを前記硬化収縮開始タイミングとして特定する、
繊維強化プラスチックの製造方法。

【請求項4】

請求項２に記載の繊維強化プラスチックの製造方法であって、
前記含浸工程において、前記加圧部の移動を開始してから予め定められた時間が経過した第二タイミングを、前記硬化収縮開始タイミングとして特定する、
繊維強化プラスチックの製造方法。

【請求項5】

請求項２に記載の繊維強化プラスチックの製造方法であって、
前記含浸工程において、前記樹脂材料の粘度が予め定められた閾値以上となる第三タイミングを、前記硬化収縮開始タイミングとして特定する、
繊維強化プラスチックの製造方法。

【請求項6】

前記含浸工程において、予め定められた圧力で前記樹脂材料を加圧するように前記加圧部を移動させる、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。

【請求項7】

前記基体は、ライナの外表面上に前記繊維材料が巻き回されて形成される、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。

【請求項8】

前記樹脂材料は二液性エポキシ樹脂である、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。

【請求項9】

繊維強化プラスチック製造装置であって、
繊維材料を用いた基体を収容可能な金型と、
前記金型の内部に樹脂材料を供給するための樹脂供給部と、
前記金型の内部で移動することにより前記樹脂材料を加圧しながら前記基体に含浸させる加圧部と、
前記加圧部の変位を検出するための加圧部変位検出部と、
前記加圧部を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記加圧部を制御して前記樹脂材料を前記基体に含浸させる際に、前記基体に対する前記樹脂材料の含浸が完了すると予測される含浸完了タイミングから、前記樹脂材料が硬化収縮を開始する硬化収縮開始タイミングまでに前記加圧部の変位を検出した場合に、前記基体に対する前記樹脂材料の含浸不足と判定する、
繊維強化プラスチック製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、繊維強化プラスチックの製造方法および繊維強化プラスチック製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＲＴＭ（Resin Transfer Molding）法を用いて繊維強化プラスチックを製造するための樹脂含浸成形用金型が知られている（例えば、特許文献１）。この樹脂含浸成形用金型では、貯留部に貯留された樹脂材料を、空圧を利用したピストンを用いて収容部に向かって押し出す。この結果、収容部内に収容されたライナの表面上の繊維材料に樹脂材料が含浸されて、ライナの表面上に繊維強化プラスチックが形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－８４３１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

繊維材料に対して樹脂材料が充分に含浸されていない場合には、繊維強化プラスチック樹脂の強度の低下を招く可能性がある。そのため、繊維強化プラスチックの製造過程において、繊維材料に対して樹脂材料が充分に含浸されているか否かを判定する技術が望まれていた。

【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）本開示の一形態によれば、繊維強化プラスチックの製造方法が提供される。この繊維強化プラスチックの製造方法は、繊維材料を用いた基体を、金型の内部に配置して前記金型を閉じる型締工程と、閉じられた前記金型の内部に樹脂材料を供給する供給工程と、移動することにより前記金型の内部に供給された前記樹脂材料を加圧可能な加圧部を用いて、前記樹脂材料を加圧しながら前記基体に含浸させる含浸工程と、を備える。前記含浸工程において、前記基体に対する前記樹脂材料の含浸が完了すると予測される含浸完了タイミングから、前記樹脂材料が硬化収縮を開始する硬化収縮開始タイミングまでに前記加圧部の変位が検出された場合に、前記基体に対する前記樹脂材料の含浸不足と判定する。
この形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、繊維強化プラスチックの製造過程において、基体の繊維材料に対する樹脂材料の含浸不足を検出することができる。
（２）上記形態の繊維強化プラスチックの製造方法において、前記含浸工程において、前記硬化収縮開始タイミングで前記加圧部の変位が検出された場合に、前記基体に対する前記樹脂材料の含浸不足と判定する。
この形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、樹脂材料が繊維材料に含浸しにくくなる臨界的なタイミングで加圧部の変位を確認し、樹脂材料の含浸不足を判定することができる。
（３）上記形態の繊維強化プラスチックの製造方法において、前記含浸工程において、さらに、前記金型の内圧を取得し、取得した前記内圧を用いて前記内圧の変化量が正の値から負の値へと変化する極大値を検出してよい。最後に前記極大値が検出された極大値検出タイミングから予め定められた時間を経過した第一タイミングでの前記内圧が、前記極大値検出タイミングでの前記内圧よりも低い場合に、前記極大値検出タイミングを前記硬化収縮開始タイミングとして特定してよい。
この形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、金型の内圧の検出結果を用いて硬化収縮開始タイミングを特定することができる。
（４）上記形態の繊維強化プラスチックの製造方法において、前記含浸工程において、前記加圧部の移動を開始してから予め定められた時間が経過した第二タイミングを、前記硬化収縮開始タイミングとして特定してよい。
この形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、金型の内圧の検出結果を用いることなく含浸判定を行うことができる。
（５）上記形態の繊維強化プラスチックの製造方法において、前記含浸工程において、前記樹脂材料の粘度が予め定められた閾値以上となった第三タイミングを、前記硬化収縮開始タイミングとして特定してよい。
この形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、金型の内圧の検出結果を用いることなく含浸判定を行うことができる。
（６）上記形態の繊維強化プラスチックの製造方法において、前記含浸工程において、予め定められた圧力で前記樹脂材料を加圧するように前記加圧部を移動させてよい。
この形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、一定の圧力で加圧部による加圧を行わない場合と比較して、加圧部の変位の検出精度を向上させることができる。
（７）上記形態の繊維強化プラスチックの製造方法において、前記基体は、ライナの外表面上に前記繊維材料が巻き回されて形成されてよい。
この形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、ライナを用いるガスタンクの製造過程において、繊維材料に対して樹脂材料が充分に含浸しているか否かを判定することができる。
（８）上記形態の繊維強化プラスチックの製造方法において、前記樹脂材料は二液性エポキシ樹脂であってよい。
この形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、硬化の開始タイミングを調節しやすくなり、樹脂材料の硬化が充分に進行しているタイミングを推定することが容易となる。
（９）本開示の他の形態によれば、繊維強化プラスチック製造装置が提供される。この繊維強化プラスチックの製造装置は、繊維材料を用いた基体を収容可能な金型と、前記金型の内部に樹脂材料を供給するための樹脂供給部と、前記金型の内部で移動して前記樹脂材料を前記基体に含浸させる加圧部と、前記加圧部の変位を検出するための加圧部変位検出部と、前記加圧部を制御するための制御部と、を備える。前記制御部は、前記加圧部を制御して前記樹脂材料を前記基体に含浸させる際に、前記基体に対する前記樹脂材料の含浸が完了すると予測される含浸完了タイミングから、前記樹脂材料が硬化収縮を開始する硬化収縮開始タイミングまでに前記加圧部の変位を検出した場合に、前記基体に対する前記樹脂材料の含浸不足と判定する。
この形態の繊維強化プラスチックの製造装置によれば、繊維強化プラスチックの製造過程において、基体の繊維材料に対する樹脂材料の含浸不足を検出することができる。
本開示は、繊維強化プラスチックの製造方法や繊維強化プラスチックの製造装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、繊維強化樹脂層の形成方法、ガスタンクの製造方法、繊維強化プラスチック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プログラム、そのコンピュータ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。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】ガスタンクの構成を示す説明図。

【図2】基体を模式的に示す説明図。

【図3】繊維強化プラスチック製造装置の内部構成を示す概略断面図。

【図4】下金型を上面視で示す平面図。

【図5】ピンにより樹脂材料が基体収容部に対して送り込まれる様子を模式的に示す説明図。

【図6】本実施形態の繊維強化プラスチックの製造方法を示す工程図。

【図7】本実施形態の繊維強化プラスチックの製造方法における含浸工程の詳細を示す工程図。

【図8】制御部によって含浸不足なしと判定された場合の基体収容部の内圧およびピンの位置の変化を示すグラフ。

【図9】制御部によって含浸不足ありと判定された場合の基体収容部の内圧およびピンの位置の変化を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
図１は、ガスタンク１００の構成を示す説明図である。図１には、ガスタンク１００の中心軸ＡＸを境界に、ガスタンク１００の外観と断面図とが模式的に示されている。ガスタンク１００は、本開示の第１実施形態としての繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）を用いて形成される繊維強化樹脂層１９を備えている。

【0009】

ガスタンク１００は、１０～７０ＭＰａの高圧な流体を収容するための貯蔵容器である。ガスタンク１００は、任意の形状で形成することができ、図１の例では、ガスタンク１００は、長尺な略円柱形状の外観形状を有している。図１には、ガスタンク１００の軸方向ＤＡと、ガスタンク１００の円形断面における径方向ＤＲとを矢印を用いて示した。軸方向ＤＡおよび径方向ＤＲは、図１以降の各図と共通する。

【0010】

本実施形態において、ガスタンク１００は、例えば、車両用の燃料電池や定置用の燃料電池に供給する水素ガスを貯蔵するために使用される。ガスタンク１００は、水素ガスのほか、酸素や天然ガスなどを収容してもよい。ガスタンク１００は、ライナ１０と、ライナ１０の両端に配置された口金１６，１７と、ライナ１０および口金１６，１７の外周面上に形成された繊維強化樹脂層１９とを備えている。

【0011】

ライナ１０は、流体を密封するための内部空間を有する容器である。ライナ１０は、例えば、ナイロン、ポリアミド、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ、ポリスチレン等のガスバリア性を有する樹脂で形成されている。ライナ１０は、円筒状の一つの胴部１２と、中心軸ＡＸに沿って胴部１２の両端に配置される半球状の二つのドーム部１４とを備えている。ドーム部１４の頂部には、開口が設けられている。ライナ１０は、樹脂に代えて、金属によって形成されてもよい。

【0012】

口金１６，１７は、ライナ１０の各ドーム部１４の頂部に設けられる開口に、ライナ１０の両端から突出するように装着されている。口金１６は、例えば、ガスタンク１００へのガスの充填、あるいは、ガスタンク１００からのガスの放出のために用いられる。口金１７は、封止されており、製造時の芯出し等に用いられる。

【0013】

繊維強化樹脂層１９は、ライナ１０を補強するための補強層である。繊維強化樹脂層１９は、本実施形態の繊維強化プラスチックの製造方法により製造された繊維強化プラスチックを用いて形成されている。本実施形態では、繊維強化樹脂層１９は、基体（「繊維プリフォーム」とも呼ばれる。）を金型内に配置し、いわゆるＲＴＭ法により、その金型内に樹脂を加圧充填して繊維材料に含浸させて、熱硬化させることによって形成されている。

【0014】

図２は、基体２０を模式的に示す説明図である。図２に示すように、基体２０は、ライナ１０および口金１６，１７の外表面上に繊維束１８を巻き回されることによって形成される。ライナ１０に繊維束１８が巻き回されて形成された層を、「繊維層」とも呼ぶ。本実施形態では、繊維材料としてカーボン繊維が用いられる。繊維材料は、カーボン繊維のほか、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、高強度ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（poly p-phenylenebenzobisoxazole）繊維等を用いることができ、これらの複数種類の繊維を組み合わせて用いてもよい。

【0015】

本実施形態では、繊維束１８は、胴部１２の外周面にヘリカル巻きによって巻き付けられ、ドーム部１４の外周面にブレーディング巻きによって巻き付けられている。繊維束１８は、例えば１０層から２０層程度の複数の層が形成できる程度に巻き付けられる。ヘリカル巻きとは、繊維束１８を、ライナ１０の中心軸ＡＸに対して予め定められた巻付角度θ１で胴部１２の外周面全体に巻き付けた後、更にライナ１０の中心軸ＡＸに対して予め定められた巻付角度θ２で交差させて巻き付ける方法を意味する。ブレーディング巻きとは、繊維束１８を互い違いに編まれるように巻き付ける方法を意味する。図２の例では、ライナ１０の中心軸ＡＸに対して巻付角度θ１及び巻付角度θ２で巻き付けられている。

【0016】

巻付角度θ１，θ２は、任意に設定することができる。巻付角度θ１，θ２は、例えば、ライナ１０にかかる応力を用いて導出されることが好ましい。本実施形態において、巻付角度θ１は、例えば、５４．７度近傍で設定され、巻付角度θ２は、例えば、－５４．７度で設定されている。なお、繊維束１８は、胴部１２に対してブレーディング巻きで巻き付けられ、ドーム部１４に対してヘリカル巻きによって巻き付けられてもよい。繊維束１８は、ライナ１０に対してヘリカル巻きまたはブレーディング巻きのいずれか一方のみを用いて巻き付けられてもよい。

【0017】

図３、図４を参照して、本実施形態の繊維強化プラスチック製造装置２００（以下、単に「製造装置２００」とも呼ぶ。）の構成について説明する。図３は、繊維強化プラスチック製造装置２００の内部構成を示す概略断面図である。図４は、下金型５２を上面視で示す平面図である。製造装置２００は、ＲＴＭ法を用いて、基体２０の繊維層に樹脂材料を含浸させ、さらに、含浸させた樹脂材料を硬化させることによって繊維強化プラスチックを形成する。この結果、繊維強化プラスチックを用いた繊維強化樹脂層１９がライナ１０の外周面上に形成されたガスタンク１００が製造される。図３に示すように、製造装置２００は、金型５０と、樹脂供給部４０と、加圧機構６０と、制御部８０と、を備えている。なお、技術の理解を容易にするために、図３では、基体収容部５４に基体２０が配置された状態が模式的に示され、図４には、下基体収容部５２４に基体２０が配置されていない状態が模式的に示されている。また、図４では、技術の理解を容易にするために、下金型５２の上面にハッチングを付してある。

【0018】

金型５０は、制御部８０による制御のもとで、図示しない駆動装置によって開閉される。金型５０は、上金型５１と、下金型５２と、基体２０を収容するための基体収容部５４とを備えている。上金型５１は、供給路５１２と、上基体収容部５１４とを備えている。供給路５１２は、樹脂供給部４０と、金型５０の内部空間とをつなぐ樹脂の流路である。上基体収容部５１４は、上金型５１のうち下金型５２と対向する面に設けられる凹部である。

【0019】

下金型５２は、下基体収容部５２４と、樹脂貯留部５２６と、流路５２８とを備えている。下基体収容部５２４は、下金型５２のうち上金型５１と対向する面に設けられる凹部である。下基体収容部５２４の内周面と、上基体収容部５１４の内周面とによって基体収容部５４が規定される。基体収容部５４は、基体２０の外形と略同じ形状の空間を備えており、基体２０を収容することができる。

【0020】

本実施形態において、基体収容部５４には、圧力センサ３２が備えられている。具体的には、上基体収容部５１４の内壁面に３つ、下基体収容部５２４の内壁面に３つ、合計６つの複数の圧力センサ３２が基体収容部５４に備えられている。圧力センサ３２は、基体収容部５４の内壁の一部として機能するとともに、基体収容部５４内に充填された樹脂材料の内圧を検出することができる。圧力センサ３２による基体収容部５４の内圧の検出結果は、制御部８０に送信される。圧力センサ３２の数は、６つには限らず１つであってもよく、２以上の任意の数であってもよい。複数の圧力センサ３２がすべて上金型５１に備えられてもよく、すべて下金型５２に備えられてもよい。圧力センサ３２は、基体収容部５４には限らず、金型５０の内部空間の任意の位置に配置されてもよい。また、例えば、樹脂材料に対して加圧部が押圧する圧力を検出するためのセンサを加圧機構６０が備える場合などには、圧力センサ３２は省略されてもよい。

【0021】

流路５２８は、下基体収容部５２４に形成された凹状の溝である。図４に示すように、流路５２８は、樹脂貯留部５２６の数と同数で設けられており、流路５２８のそれぞれが、基体収容部５４と、各樹脂貯留部５２６とをつないでいる。これにより、流路５２８は、樹脂貯留部５２６から基体収容部５４への樹脂材料の流路として機能する。

【0022】

樹脂貯留部５２６は、下金型５２に形成された凹部である。樹脂貯留部５２６には、後述するピン６２が収容されている。図４に示すように、本実施形態では、それぞれ平面視で略円形形状を有する複数の樹脂貯留部５２６が下金型５２に備えられている。図４の例では、樹脂貯留部５２６は、基体収容部５４の軸方向、すなわち基体収容部５４に配置された基体２０の軸方向ＤＡに沿った両側にそれぞれ３つずつ配列されている。このように構成された製造装置２００によれば、複数の樹脂貯留部５２６が、ライナ１０のうち２つのドーム部１４ならびに胴部１２にそれぞれ対応する位置に配列される。したがって、基体２０の部位ごとに樹脂材料を個別に押圧して送り込むことができ、基体２０の各部位に樹脂材料の含浸不足が発生することを低減または防止することができる。なお、樹脂貯留部５２６は、６つには限らず、例えば、製造装置２００によって樹脂材料が充分に含浸できる場合には１つであってもよく、２以上の任意の数で設けられてもよい。樹脂貯留部５２６は、平面視で円形には限らず、矩形状や多角形状などの任意の形状であってよい。

【0023】

樹脂供給部４０は、制御部８０による制御のもとで、供給路５１２を介して金型５０の内部に樹脂材料を供給する。樹脂供給部４０は、例えば、図示しないプランジャと、プランジャを駆動する駆動部とを備える装置を用いることができる。樹脂材料は、図３に矢印Ｄ１で示すように、供給路５１２を介して樹脂貯留部５２６に供給され、図３に矢印Ｄ２で示すように、基体２０を収容する基体収容部５４へと供給される。基体収容部５４に供給された樹脂材料は、さらに図３に矢印Ｄ３で示すように、他の樹脂貯留部５２６へと流通し、金型５０の内部を満たす。

【0024】

本実施形態では、樹脂材料として、二液性エポキシ樹脂が用いられる。樹脂供給部４０は、エポキシ樹脂と、硬化剤とを射出混合する。したがって、本実施形態では、樹脂材料は、金型５０の内部に供給されたタイミングで硬化を開始する。エポキシ樹脂には、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、多官能エポキシ樹脂、可撓性エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、高分子型エポキシ樹脂、ならびにビフェニル型エポキシ樹脂などの任意の種類のエポキシ樹脂が用いられてよい。硬化剤としては、アミン系、酸無水物系、ならびに潜在性硬化剤系などの種々の硬化剤が用いられてよい。ただし、樹脂材料は、二液性エポキシ樹脂には限定されず、一液性エポキシ樹脂であってもよい。エポキシ樹脂には、硬化剤のほか、例えば、三級アミン、イミダゾール類、リン化合物、熱塩基発生剤などの硬化触媒が混合されてもよい。樹脂材料は、エポキシ樹脂には限定されず、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリエステル樹脂、ならびにポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用いてもよい。繊維強化プラスチックが充分な強度を有する場合には、熱硬化性樹脂に代えて、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィドなどの熱可塑性樹脂が用いられてもよい。

【0025】

加圧機構６０は、制御部８０による制御のもので、樹脂貯留部５２６内の樹脂材料を基体収容部５４に向かって送り込む。加圧機構６０は、ピン６２と、モータ６４と、軸部６６とを備えている。ピン６２は、軸部６６を介してモータ６４と接続されている、いわゆるピストンである。ピン６２は、図４に示すように、平面視において、略円形の外観形状を有しており、樹脂貯留部５２６の外形と略一致している。図３に示すように、ピン６２は、樹脂貯留部５２６内に収容されている。ピン６２のうち上金型５１と対向する上面６２Ｔは、ピン６２が樹脂貯留部５２６に収容された状態において、樹脂貯留部５２６の内壁の一部として機能する。図３には、ピン６２の上面６２Ｔの軸方向ＤＰにおける初期位置Ｐ０が模式的に示されている。ピン６２の側面には、樹脂貯留部５２６内の樹脂がモータ６４側へ移動することを規制するためのシール部材が設けられてもよい。

【0026】

本実施形態において、ピン６２は、移動することにより樹脂貯留部５２６内の樹脂材料を加圧可能な加圧部として機能する。ピン６２は、モータ６４の駆動により、軸部６６を介して軸方向ＤＰに沿って樹脂貯留部５２６内を往復移動することができる。ピン６２を軸方向ＤＰに沿って上金型５１に向かう方向に移動させることにより、樹脂貯留部５２６内の樹脂材料を加圧しながら基体収容部５４へと送り込むことができる。

【0027】

本実施形態では、加圧機構６０は、さらに、ピン６２の変位を検出するための変位センサ３４と、モータ６４の出力トルクを検出するためのトルクセンサ３６とを備えている。変位センサ３４と、トルクセンサ３６とによる検出結果は、制御部８０に出力される。

【0028】

変位センサ３４は、軸方向ＤＰにおけるピン６２の位置情報を取得し、ピン６２の位置情報からピン６２の変位を検出する加圧部変位検出部として機能する。ピン６２の位置情報とは、例えば、ピン６２の位置や座標であってもよく、ピン６２の位置や座標には限らず、例えば、軸部６６の位置や移動量、モータ６４の駆動時間、消費電力、回転数ならびに出力トルクなど、ピン６２の位置ならびにピン６２の変位を検出できる種々の情報が含まれる。ピン６２の変位は、単位時間あたりのピン６２の位置の変化量や、ピン６２の位置情報を用いた導関数により取得することができる。

【0029】

制御部８０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、記憶装置とを有するマイクロコンピュータである。記憶装置は、たとえば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）である。ＨＤＤまたはＲＯＭには本実施形態において提供される機能を実現するための各種プログラムが格納されており、ＨＤＤまたはＲＯＭから読み出された各種プログラムはＲＡＭ上に展開され、ＣＰＵによって実行される。記憶装置には、後述するピン６２の位置情報および基体収容部５４の内圧の取得結果が格納される。本実施形態では、制御部８０は、圧力センサ３２と、変位センサ３４と、トルクセンサ３６との検出結果を用いて、加圧機構６０の制御と、後述する樹脂材料の含浸判定とを行う。制御部８０は、経過時間をカウントするための図示しないタイマを備えている。タイマは、ハードウェアまたはソフトウェアのいずれで構成されてもよい。制御部８０は、タイマに代えて、タイムサーバから経過時間を取得してもよい。

【0030】

図５は、ピン６２により樹脂材料が基体収容部５４に送り込まれる様子を模式的に示す説明図である。樹脂供給部４０により金型５０の内部に樹脂材料が供給されると、制御部８０によって加圧機構６０のモータ６４が駆動され、図５に方向ＤＰ１で示すように、ピン６２は、軸方向ＤＰに沿って上金型５１に向かって移動する。この結果、樹脂貯留部５２６内の樹脂材料は、ピン６２の上面６２Ｔによって樹脂貯留部５２６から押し出され、基体収容部５４へと送り込まれる。

【0031】

図５には、ピン６２の上面６２Ｔの軸方向ＤＰにおける移動後の位置Ｐ１が模式的に示されている。本実施形態において、変位センサ３４は、初期位置Ｐ０から移動後のピン６２の位置Ｐ１を取得するとともに、ピン６２が単位時間あたりに移動した距離Ｌ１を変位量として取得する。ピン６２の変位量は、ピン６２の位置情報を取得した制御部８０によって演算されてもよい。

【0032】

図６は、本実施形態の繊維強化プラスチックの製造方法を示す工程図である。工程Ｓ１０では、基体２０が準備される。具体的には、ライナ１０の外周面に繊維束１８を巻き回すことにより、ライナ１０の外周面に繊維層を形成した基体２０を形成する。工程Ｓ２０では、基体２０を金型５０の内部に配置し、金型５０の型締めを行う。具体的には、制御部８０は、金型５０の駆動装置を制御して上金型５１の型閉じを行い、さらに金型５０の型締めを行う。金型５０の型締めとは、金型５０の型閉じ後に、型閉じ時の圧力よりも大きい圧力で、金型５０を閉じる向きに金型５０を加圧する工程を意味する。ただし、工程Ｓ２０では、型閉じのみが行われてもよい。

【0033】

工程Ｓ３０では、制御部８０は、樹脂供給部４０を制御して、エポキシ樹脂と硬化剤とを射出混合して金型５０の内部へと供給する。本実施形態では、制御部８０は、この樹脂供給部４０による樹脂材料の供給開始タイミングからタイマによる計時を開始する。制御部８０は、予め定められた量の樹脂材料を、例えば２０秒などの予め定められた時間をかけて金型５０内へと供給する。この結果、樹脂材料は、樹脂貯留部５２６、流路５２８、ならびに基体収容部５４内の基体２０の周囲など、金型５０内の各部に充填される。このとき、例えば、基体２０に樹脂材料の含浸工程に耐え得る強度を付与するために、基体２０のうちライナ１０の内部に、例えば窒素などを充填することにより、ライナ１０に内圧が付与されてもよい。

【0034】

工程Ｓ４０では、制御部８０は、加圧機構６０を制御して樹脂材料を基体２０に含浸させる。工程Ｓ５０では、樹脂材料を硬化させる。本実施形態では、金型５０を型締めした状態で所定時間経過させることにより樹脂材料を硬化させる。制御部８０は、金型５０内への樹脂材料の供給開始タイミングから予め定められた時間が経過することにより、樹脂材料の硬化が完了したと判定する。予め定められた時間は、例えば６００秒など、二液性エポキシ樹脂が充分に硬化するために必要な時間で設定されている。工程Ｓ６０では、制御部８０は、金型５０の駆動装置を駆動させて、上金型５１を開く。樹脂材料が含浸され硬化した状態の基体２０は、型開きされた金型５０から、例えばイジェクタなどにより押し出されることによって取り出される。この結果、繊維強化プラスチックによる補強層が形成されたガスタンク１００が得られる。

【0035】

図７は、本実施形態の繊維強化プラスチックの製造方法における含浸工程の詳細を示す工程図である。本実施形態において、含浸工程において、制御部８０は、基体２０の繊維層に対して樹脂材料が充分に含浸しているか否かを判定するための含浸判定を行う。

【0036】

工程Ｓ４０２では、制御部８０は、加圧機構６０の駆動を開始し、トルクセンサ３６によるモータ６４の出力トルクの取得を開始する。工程Ｓ４０４では、制御部８０は、変位センサ３４によるピン６２の位置情報の取得を開始する。工程Ｓ４０６では、制御部８０は、圧力センサ３２による基体収容部５４の内圧の取得を開始する。図７に示す含浸工程において、工程Ｓ４０２～４０６における各センサ３２，３４，３６によるデータ取得は、例えば、毎秒など任意のタイミングで繰り返し継続的に実行され得る。また、各センサ３２，３４，３６によって取得されたデータは、制御部８０の記憶装置に格納される。

【0037】

工程Ｓ４０８では、制御部８０は、加圧機構６０のモータ６４を駆動し、図５に示した方向ＤＰ１に沿って、ピン６２を上金型５１に向かって移動させる。本実施形態では、制御部８０は、トルクセンサ３６の検出結果を用いて、モータ６４の出力トルクが一定になるように制御し、ピン６２が一定の圧力で樹脂材料を押し出すように制御している。制御部８０は、トルクセンサ３６に代えて、圧力センサ３２の検出結果や、ピン６２が樹脂材料を加圧する圧力を検出した結果が一定圧力になるように、モータ６４の出力トルクを制御してもよい。

【0038】

工程Ｓ４０９では、制御部８０は、予め定められた含浸完了タイミングが到来したことを検出する。含浸完了タイミングとは、通常時において基体２０に対する樹脂材料の含浸が完了すると予測されるタイミングを意味する。含浸完了タイミングは、例えば、ピン６２の位置が予め定められた位置に到達したタイミングや、加圧機構６０の駆動を開始してから予め定められた時間を経過したタイミングなどを用いて設定することができる。含浸完了タイミングとしてのピン６２の位置は、例えば、基体２０の繊維層に含浸させるために必要な量の樹脂材料を送り込むために必要なピン６２の移動量などを用いて設定することができる。予め定められた時間は、例えば、基体２０の繊維層に含浸させるために必要な量の樹脂材料を送り込むために必要なピン６２の駆動時間の最短時間などを用いて設定することができる。工程Ｓ４０９を設けることにより、例えば、含浸完了タイミングに到達する前のタイミングで含浸不足の判定が行われる不具合を回避することができる。含浸判定の検出精度が高い場合には、工程Ｓ４０９は、省略されてもよい。

【0039】

工程Ｓ４１０では、制御部８０は、基体収容部５４の内圧の極大値の検出を待機する。具体的には、制御部８０は、圧力センサ３２によって検出された内圧を用いて、内圧の変化量が正の値から負の値へと変化する点を極大値として検出する。極大値が検出されると（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、制御部８０は、極大値が検出されたタイミングから予め定められた時間において、基体収容部５４の内圧が低下し続けるか否かを確認する。例えば、内圧が極小値を経て再び増加するなど、内圧が低下し続けない場合には（Ｓ４１２：ＮＯ）、工程Ｓ４１０に戻る。予め定められた時間、内圧が低下し続けた場合には（Ｓ４１２：ＹＥＳ）、工程Ｓ４１４に移行し、含浸判定を実行する判定タイミングが到来したと判定する。最後に極大値が検出されたタイミングを、「極大値検出タイミング」とも呼ぶ。本実施形態では、制御部８０は、極大値検出タイミングを、樹脂材料が硬化収縮を開始する硬化収縮開始タイミングとして特定する。本実施形態において、ピン６２の変位を確認するタイミングとして硬化収縮開始タイミングを採用しているのは、硬化収縮開始タイミングでは、樹脂材料の硬化が充分に進行し、このタイミング以降では繊維材料に対して樹脂材料を含浸させることが困難になると考えられるからである。基体収容部５４の内圧は、必ずしも極大値検出タイミングから予め定められた時間の経過時点に至るまで常に低下し続ける必要はなく、例えば、極大値検出タイミングでの基体収容部５４の内圧よりも、極大値検出タイミングから予め定められた時間を経過した時点での基体収容部５４の内圧の方が低いことが検出された場合に、判定タイミングが到来したと判定されてもよい。

【0040】

工程Ｓ４２０では、制御部８０は、変位センサ３４から取得したピン６２の位置情報を用いて、硬化収縮開始タイミングとしての極大値検出タイミングで、ピン６２の変位があるか否かを判定する。本実施形態では、制御部８０は、判定タイミングにおいて記憶装置に格納されたピン６２の位置情報を用いて、極大値検出タイミングに遡ってピン６２の変位の有無を判定する。制御部８０は、極大値検出タイミングにおいてピン６２の変位があると判定すると（Ｓ４２０：ＹＥＳ）、工程Ｓ４２２に移行し、含浸不足ありと判定する。極大値検出タイミングにおいてピン６２の変位がない場合には（Ｓ４２０：ＮＯ）、工程Ｓ４２４に移行し、含浸不足なしと判定する。以上により、含浸工程は終了する。なお、制御部８０による加圧機構６０の駆動は、含浸工程の終了とともに終了してもよく、含浸工程の終了後の硬化工程において継続されてもよい。極大値検出タイミングでのピン６２の変位を確認する方法には限定されず、制御部８０は、含浸完了タイミングから極大値検出タイミングまで連続的にピン６２の変位が検出された場合に、含浸不足ありと判定してもよい。

【0041】

図８および図９を用いて、含浸工程における制御部８０による含浸判定の詳細について説明する。図８は、制御部８０によって含浸不足なしと判定された場合の基体収容部５４の内圧およびピン６２の位置の変化を示すグラフである。図９は、制御部８０によって含浸不足ありと判定された場合の基体収容部５４の内圧およびピン６２の位置の変化を示すグラフである。図８および図９の横軸は時間軸である。図８および図９において縦軸は２つ示されており、左側の縦軸は、基体収容部５４の内圧の大きさを示し、右側の縦軸は、ピン６２の位置をそれぞれ示している。右側の縦軸は、図５に示した距離Ｌ１の長さに相当する。図８および図９の時間軸のゼロ点は、樹脂供給部４０による金型５０内への樹脂材料の供給が完了した時点であり、制御部８０による加圧機構６０の駆動が開始されるタイミングに相当する。図８および図９に示すグラフは、各センサ３２，３４，３６によって取得されたデータを用いて制御部８０の記憶装置に格納される。

【0042】

図８に示すグラフＧＰ１は、基体収容部５４の内圧の変化を示している。なお、基体収容部５４の内圧は、６つの圧力センサ３２のそれぞれから取得され得る。図８および図９の例では、６つの圧力センサ３２による検出結果の平均値が示されている。図８に示すグラフＧＬ１は、ピン６２の位置、具体的にはピン６２の上面６２Ｔの位置の変化を示している。なお、ピン６２の位置は、６つの変位センサ３４のそれぞれから取得され得る。図８および図９の例では、６つの変位センサ３４による検出結果の平均値が示されている。

【0043】

制御部８０により加圧機構６０の駆動が開始されると、モータ６４の出力トルクが所定値となるまで上昇し、ピン６２の上面６２Ｔは、図５に示した方向ＤＰ１に沿って上金型５１に向かって移動し始める。これに伴い、基体収容部５４の内圧は上昇し始める。モータ６４の出力トルクが所定値に到達すると、基体収容部５４の内圧は、例えば、図８に示す所定の圧力ＰＳ１近傍で安定する。モータ６４の出力トルクならびに基体収容部５４の内圧の目標値は、基体２０の大きさ、すなわちガスタンク１００の大きさ等によって調節されることが好ましい。例えば、モータ６４の出力トルクならびに基体収容部５４の内圧の目標値は、基体２０の強度、繊維層のボイド除去、樹脂材料の含浸速度などを考慮して設定されることが好ましい。本実施形態では、圧力ＰＳ１が数ＭＰａ程度となるように設定されている。

【0044】

基体２０の繊維層に対して樹脂材料が含浸され始めると、樹脂材料は、繊維層に送り込まれる際に繊維層による抵抗を受ける。そのため、例えば、図８に矢印ＰＴ１に示すように、ピン６２は、移動速度を変化させながら移動し、ピン６２の位置は、繊維層に樹脂材料が充分に含浸され得る位置ＰＬ１に向かって緩やかに収束し始める。このとき、基体収容部５４の内圧は、図８に矢印ＰＴ２に示すように、ピン６２の移動速度の変化の影響を受けることにより、圧力ＰＳ１近傍で増減する。

【0045】

時間Ｔ１は、含浸完了タイミングの一例である。時間Ｔ１に到達すると、ピン６２の位置は、基体２０の繊維層に対して樹脂材料が充分に含浸されたことにより、ピン６２が樹脂材料を押圧する圧力よりも基体収容部５４の内圧が上回る。この結果、ピン６２の位置は、例えば、図８に示す位置ＰＬ１近傍で一定となる。

【0046】

時間Ｔ１に到達すると、基体収容部５４の内圧は安定する。図８の例では、時間Ｔ１以降わずかに上昇しながら時間Ｔ２で極大値ＩＰ１に到達する。矢印ＰＴ４に示すように、基体収容部５４の内圧は、時間Ｔ２で極大値ＩＰ１に到達した後、減少し続ける。これは、基体収容部５４内の樹脂材料の硬化が進行して樹脂材料が収縮していることに起因すると推測される。制御部８０は、極大値ＩＰ１を検出したあと、予め定められた時間ＴＤを経過した時間Ｔ３までの間、基体収容部５４の内圧が低下し続けたことを検出する。予め定められた時間ＴＤとしては、例えば、最後の極大値と判定することができる充分な時間であることが好ましく、例えば、１０秒、２０秒、３０秒などの任意の時間で設定することができる。本実施形態では、時間ＴＤは、２０秒で設定されている。したがって、制御部８０は、時間Ｔ３において、判定タイミングが到来したと判定する。極大値検出タイミングから時間ＴＤを経過した時間Ｔ３を、「第一タイミング」とも呼ぶ。図８の例では、時間Ｔ２は、最後に極大値が検出された極大値検出タイミングに該当する。なお、図８の例において、矢印ＰＴ２に示すように、樹脂供給部４０による樹脂材料の供給が開始されてから時間Ｔ１に達するまでにおいても複数の極大値が検出され得るが、含浸完了タイミング以前であること、ならびに極大値検出後の予め定められた時間ＴＤが経過する前に次の極大値が検出されることから、制御部８０は、判定タイミングが到来したとは判定しない。

【0047】

制御部８０は、判定タイミングが到来したと判定すると、記憶装置に格納されたデータを用いて、極大値検出タイミングである時間Ｔ２に遡ってピン６２の変位があるか否かを判定する。具体的には、制御部８０は、時間Ｔ２における単位時間あたりのピン６２の位置の変化量がゼロもしくは予め定められた閾値よりも小さい場合にピン６２の変位なしと判定する。図８の例では、時間Ｔ１以降のピン６２の変位はゼロである。制御部８０は、時間Ｔ２においてピン６２の変位がないと判定し、含浸不足なしと判定する。

【0048】

図９に示すグラフＧＰ２は、圧力センサ３２から取得される基体収容部５４の内圧の平均値であり、グラフＧＬ２は、変位センサ３４から取得されるピン６２の位置の平均値を示している。制御部８０による加圧機構６０の駆動が開始されると、基体収容部５４の内圧は、上昇した後、制御部８０による定トルク制御に従い、図８の例と同様に、所定の圧力ＰＳ１近傍で安定する。

【0049】

ピン６２は、加圧機構６０の駆動により、移動し始める。図９に矢印ＰＴ５で示すように、ピン６２の位置は、図８の例とは異なり、時間Ｔ１以降も上昇し続ける。このような結果は、例えば、基体２０の繊維層の抵抗が高く、正常時に比べて樹脂材料が繊維材料に含浸しにくいことによって樹脂材料の含浸速度が充分に得られない場合や、基体２０の繊維層が正常時よりも多い量の樹脂材料を含浸可能であり、硬化収縮開始タイミングまでに樹脂材料が含浸しきれない場合などに発生すると推測される。

【0050】

図９に矢印ＰＴ６で示すように、基体収容部５４の内圧は、安定せず、含浸完了タイミングである時間Ｔ１以降においても極大値が検出されている。これは、時間Ｔ１以降もピン６２が移動し続けることにより、樹脂材料の含浸が継続しているためと考えられる。時間Ｔ４に到達すると、基体収容部５４の内圧は、極大値ＩＰ２を示し、それ以降、減少し続ける。制御部８０は、最後の極大値ＩＰ２を検出したあと、予め定められた時間ＴＤを経過した時間Ｔ５までの間、基体収容部５４の内圧が低下し続けたことを検出する。したがって、制御部８０は、時間Ｔ５において、判定タイミングが到来したと判定する。図９の例では、時間Ｔ４が、最後に極大値が検出された極大値検出タイミングに相当し、時間Ｔ５が第一タイミングに相当する。

【0051】

制御部８０は、記憶装置に格納されたデータを用いて、極大値検出タイミングである時間Ｔ４に遡ってピン６２の変位があるか否かを判定する。図９の例では、時間Ｔ１以降のピン６２の変位は上昇しているため、制御部８０は、ピン６２の変位があると判定し、含浸不足ありと判定する。

【0052】

以上、説明したように、本実施形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、繊維材料を用いた基体２０を、金型５０の内部の基体収容部５４に配置して金型５０を閉じる型締工程と、閉じられた金型５０の内部に樹脂材料を供給する供給工程と、移動することにより金型５０の内部に供給された樹脂材料を加圧可能なピン６２を用いて樹脂材料を加圧しながら基体収容部５４に送り込んで基体２０に含浸させる含浸工程と、を備えている。含浸工程において、基体２０に対する樹脂材料の含浸が完了すると予測される含浸完了タイミングから、樹脂材料が硬化収縮を開始する硬化収縮開始タイミングまでに、ピン６２の変位が検出された場合に、基体２０に対する樹脂材料の含浸不足と判定する。したがって、繊維強化プラスチックの製造過程において、基体２０の繊維材料に対する樹脂材料の含浸不足を検出することができる。また、繊維強化プラスチックの製造過程で樹脂材料の含浸不足を検出するので、繊維強化プラスチックの製造後にＸ線検査などの検査で樹脂材料の含浸不足を検出する場合と比較して、生産性を向上することができる。

【0053】

本実施形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、硬化収縮開始タイミングで、ピン６２の変位が検出された場合に、基体２０に対する樹脂材料の含浸不足と判定する。したがって、樹脂材料が繊維材料に含浸しにくくなる臨界的なタイミングでピン６２の変位を確認することにより適正なタイミングで樹脂材料の含浸不足を判定することができる。

【0054】

本実施形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、含浸工程において、さらに、基体収容部５４の内圧を取得し、取得した内圧を用いて内圧の変化量が正の値から負の値へと変化する極大値ＩＰ１を検出する。最後に極大値ＩＰ１が検出された極大値検出タイミングから予め定められた時間を経過した第一タイミングでの内圧が、極大値検出タイミングでの内圧よりも低い場合に、極大値検出タイミングを硬化収縮開始タイミングとして特定する。本実施形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、基体収容部５４の内圧の検出結果を用いて硬化収縮開始タイミングを特定することができる。

【0055】

本実施形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、含浸工程において、予め定められた圧力で樹脂材料を加圧するようにピン６２を移動させる。したがって、一定の圧力でピン６２による加圧を行わない場合と比較して、ピン６２の変位の検出精度を向上させることができる。

【0056】

本実施形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、基体２０は、ライナ１０の外表面上に繊維材料が巻き回されて形成される。したがって、ガスタンク１００の製造過程において、繊維材料に対して樹脂材料が充分に含浸しているか否かを判定することができる。

【0057】

本実施形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、樹脂材料は二液性エポキシ樹脂である。例えば、樹脂材料の供給開始タイミングでエポキシ樹脂と硬化剤とを混合することにより、硬化の開始タイミングを任意のタイミングで設定することができ、樹脂材料の硬化が充分に進行しているタイミングを推定することが容易となる。

【0058】

本実施形態の繊維強化プラスチックの製造装置２００によれば、繊維材料を用いた基体２０を収容するための基体収容部５４を有する金型５０と、樹脂材料を金型５０の内部に供給するための樹脂供給部４０と、金型５０の内部で移動することにより樹脂材料を加圧しながら基体２０に含浸刺せるピン６２と、ピン６２の変位を検出するための変位センサ３４と、ピン６２を制御するための制御部８０と、を備えている。制御部８０は、変位センサ３４からピン６２の位置情報を取得し、樹脂材料が硬化収縮を開始する硬化収縮開始タイミングで、取得した位置情報からピン６２の変位が検出された場合に、基体２０に対する樹脂材料の含浸不足と判定する。したがって、本実施形態の繊維強化プラスチックの製造装置２００によれば、繊維強化プラスチックの製造過程において、基体２０の繊維材料に対する樹脂材料の含浸不足を検出することができる。

【0059】

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上記実施形態では、最後に前記極大値が検出された極大値検出タイミングから予め定められた時間を経過した第一タイミングで含浸不足を判定する。これに対して、含浸工程において、ピン６２の移動を開始してから予め定められた時間が経過した第二タイミングを硬化収縮開始タイミングとして特定してもよい。第二タイミングは、基体２０に対する樹脂材料の含浸が完了すると予測される含浸完了タイミングよりも後のタイミングで設定される。この場合において、制御部８０は、第二タイミングにおけるピン６２の変位を確認し、第二タイミングにおいてピン６２の変位が検出された場合に、基体２０に対する樹脂材料の含浸不足と判定する。この形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、基体収容部５４の内圧の検出結果を用いることなく含浸判定を行うことができる。

【0060】

第二タイミングは、正常時に含浸が完了するタイミングとして、例えば、図８に示す時間Ｔ１以降、時間Ｔ２より前までに含まれるタイミングで設定されてよい。第二タイミングは、例えば、繊維材料に対して樹脂材料が含浸しにくくなるタイミングとして、予め実験的に求められてよく、製造上の実績値などを用いて設定されてもよい。また、粘度が所定値を超える時点など、経過時間と樹脂材料の粘度との対応関係などを用いて設定してもよい。

【0061】

（Ｂ２）上記実施形態では、最後に前記極大値が検出された極大値検出タイミングから予め定められた時間を経過した第一タイミングで含浸不足を判定する。これに対して、含浸工程において、樹脂材料の粘度が予め定められた閾値以上となった第三タイミングを硬化収縮開始タイミングとして特定してもよい。この場合において、制御部８０は、第三タイミングにおけるピン６２の変位を確認し、第三タイミングにおいてピン６２の変位が検出された場合に、基体２０に対する樹脂材料の含浸不足と判定する。この形態の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、基体収容部５４の内圧の検出結果を用いることなく含浸判定を行うことができる。

【0062】

樹脂材料の粘度は、金型５０の内部に供給されて硬化が開始するとともに緩やかに上昇し、硬化収縮開始タイミング近傍で急激に上昇する。閾値は、例えば、樹脂材料の粘度と、硬化開始からの経過時間との関係を予め実験等により取得し、例えば、硬化収縮を開始するタイミングでの粘度を用いて設定することができる。樹脂材料の粘度は、含浸工程中に粘度センサ等によって取得した値を用いてもよい。

【0063】

（Ｂ３）上記実施形態では、ピン６２が加圧部として機能する例を示した。これに対して、加圧部は、ピン６２には限定されない。製造装置２００が、例えば、上金型５１が下金型５２に向かう方向に加圧することで樹脂材料を基体２０に含浸させる装置である場合には、上金型５１が加圧部として機能する。上金型５１が加圧部として機能する場合には、含浸工程において、上金型５１による樹脂材料に対する圧力を一定の圧力となるように制御するとともに、上金型５１の変位を取得し、上金型５１の変位が検出された場合に、基体２０に対する樹脂材料の含浸不足と判定する。

【0064】

（Ｂ４）上記実施形態では、図８および図９の例では、６つの圧力センサ３２による検出結果の平均値が用いられ、図８および図９の例では、６つの変位センサ３４による検出結果の平均値が用いられる例を示した。これに対して、複数の圧力センサ３２の検出結果の平均値、ならびに複数の変位センサ３４による検出結果の平均値を用いる場合には限定されず、複数の圧力センサ３２による複数の検出結果が用いられてもよい。この場合において、例えば、すべての圧力センサ３２、もしくは過半数の圧力センサ３２の検出結果において極大値が検出されたタイミングを極大値検出タイミングとすることができる。また、すべての変位センサ３４や過半数の変位センサ３４の検出結果から変位なしと判定された場合に含浸不足なしと判定することができる。

【0065】

（Ｂ５）上記実施形態では、制御部８０は、極大値検出タイミングである時間Ｔ２ならびに時間Ｔ４におけるピン６２の変位の有無を確認して、含浸不足を判定している。これに対して、制御部８０は、含浸完了タイミングから時間Ｔ２ならびに時間Ｔ４より前の任意のタイミングでピン６２の変位を確認してもよい。

【0066】

（Ｂ６）上記実施形態では、基体２０は、ガスタンク１００用のライナ１０に繊維束１８を巻き回されることによって形成され、繊維強化プラスチックがガスタンク１００の補強層として製造される例を示した。これに対して、基体２０は、ライナ１０を用いる場合には限定されない。基体２０は、ライナ１０を用いることなく繊維材料のみで形成されてもよく、例えば、繊維材料を編み込んで任意の形状で形成されることもできる。また、基体２０には、繊維材料とともにウレタンフォームやボルトなどのインサート材が用いられてもよい。繊維強化プラスチックは、ガスタンク１００の補強層の用途には限定されず、自動車や鉄道車両の内外装などに用いられる車両用部品、ボートやヨットなどの船舶の船体、ヘルメット、浴槽や浄化槽、パイプなどの住宅設備用部品などの種々の用途に用いられてもよい。

【0067】

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数ハードウェアするようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【0068】

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】

【0069】

１０…ライナ、１２…胴部、１４…ドーム部、１６，１７…口金、１８…繊維束、１９…繊維強化樹脂層、２０…基体、３２…圧力センサ、３４…変位センサ、３６…トルクセンサ、４０…樹脂供給部、５０…金型、５１…上金型、５２…下金型、５４…基体収容部、６０…加圧機構、６２…ピン、６２Ｔ…上面、６４…モータ、６６…軸部、８０…制御部、１００…ガスタンク、２００…繊維強化プラスチック製造装置、５１２…供給路、５１４…上基体収容部、５２４…下基体収容部、５２６…樹脂貯留部、５２８…流路、ＡＸ…中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】