[發明專利]高壓罐的制造方法以及高壓罐

有效

• 申請號: 202110279140.7
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113400540B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 藤井學;上田直樹
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: B29C41/02
• 分類號: B29C41/02;B29C41/14;F17C1/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李洋;王培超

本發明為一種高壓罐的制造方法，高壓罐具備內襯和由纖維強化樹脂構成的加強層，該高壓罐的制造方法包括至少形成加強體所包含的圓頂部件的工序。上述工序包括：配置第1纖維束以形成突出部的一部分和圓頂主體部的一部分的工序、和以覆蓋第1纖維束的方式配置第2纖維束的工序。在上述工序中，一邊以在突出部使第1纖維束的纖維方向沿著突出部的軸向的方式配置第1纖維束，一邊將含浸于纖維束的樹脂固化。以使第2纖維束的纖維方向相對于第1纖維束的纖維方向交叉的方式配置第2纖維束。

技術領域

本發明涉及具備容納氣體的內襯、和覆蓋內襯的外表面的由纖維強化樹脂構成的加強層的高壓罐及其制造方法。

背景技術

以往，作為用于氫等的儲藏、供給的高壓罐，公知有具備罐主體、和安裝于該罐主體的長度方向的開口端部的接頭的罐。罐主體例如包括用于氣密保持氫氣的內襯、和用含浸了樹脂的纖維束纏繞內襯的外表面來進行加強的加強層。

例如在日本特開2018-179201中公開有這樣的高壓罐，其具備內襯、覆蓋內襯的外表面的加強層、以及設置于加強層的端部的接頭的高壓罐。日本特開2018-179201的高壓罐具備內襯、覆蓋內襯的外表面的由纖維強化樹脂構成的加強層、以及設置于加強層的端部的接頭。接頭具有圓筒狀的突出部，該圓筒狀的突出部具有用于填充以及排出氫氣等氣體的氣體流路。

然而，從對高壓罐的搬運、提高搭載有高壓罐的車輛的油耗等的觀點出發，在欲謀求高壓罐的輕型化的情況下，也設想使相當于接頭的部分形成為纖維強化樹脂，由此來實現輕型化。

在該情況下，例如可以考慮通過長絲纏繞法等將含浸了樹脂的纖維束卷繞于設置有具有氣體流路的圓筒狀的突出部的內襯等的外表面，由此形成具有相當于接頭的部分的加強層。然而，由于高壓罐的內部變為非常高的壓力，從而對安裝于突出部的前端的閥施加朝向軸向外側的較大的力，因此也對突出部本身施加朝向軸向外側的較大的力。此時，由于在突出部將纖維束卷繞為螺旋狀，因此難以確保突出部的軸向的拉伸強度。因此，可以認為突出部會受到損傷。

發明內容

本發明提供一種能夠實現高壓罐的輕型化，并且能夠抑制對具有氣體流路的突出部造成損傷的高壓罐及其制造方法。

本發明的第一形態所涉及的高壓罐的制造方法是如下高壓罐的制造方法，上述高壓罐具備容納氣體的內襯、和覆蓋上述內襯的外表面的由纖維強化樹脂構成的加強層，上述加強層是將筒部件、與設置于上述筒部件的兩端的兩個圓頂部件形成為一體的層，一個上述圓頂部件包括圓頂主體部、和從上述圓頂主體部突出并且具有用于填充和排出氣體的氣體流路的圓筒狀的突出部，上述高壓罐的制造方法包括形成至少上述一個圓頂部件的工序，其中，上述形成至少上述一個圓頂部件的工序包括：配置含浸有第1樹脂的第1纖維束以形成上述突出部的一部分和上述圓頂主體部的一部分的工序；以及以覆蓋上述第1纖維束的方式配置含浸有第2樹脂的第2纖維束的工序，其中，一邊以在上述突出部使上述第1纖維束的纖維方向沿著上述突出部的軸向、并且從上述突出部到上述圓頂主體部連續的方式配置上述第1纖維束，一邊將含浸于上述第1纖維束的第1樹脂固化，并且，以使上述第2纖維束的纖維方向相對于上述第1纖維束的纖維方向交叉的方式配置上述第2纖維束。

根據本發明的高壓罐的制造方法，以在上述突出部使纖維方向沿著上述突出部的軸向的方式配置第1纖維束。由此，能夠確保突出部的軸向的拉伸強度。另外，以從上述突出部到上述圓頂主體部連續的方式配置上述第1纖維束并且以覆蓋上述第1纖維束的方式配置上述第2纖維束。由此，第2纖維束能夠約束第1纖維束的移動，從而能夠防止突出部從圓頂主體部脫落。另外，以第2纖維束的纖維方向相對于第1纖維束的纖維方向交叉的方式設置第2纖維束，因此不僅能夠確保軸向的拉伸強度，還能夠確保徑向等其他方向的拉伸強度。因此，即使是在高壓罐的內部變為高壓并且對突出部施加有朝向軸向外側的較大的力的情況下，也能夠抑制突出部損傷。因此，無需設置接頭，由此能夠使高壓罐輕型化。