[发明专利]高压罐的制造方法

说明书

本发明提供一种高压罐的制造方法，包括：准备具有主体部以及一对侧端部的内衬；在内衬的外周面卷绕纤维强化树脂来形成加强层；进行朝向主体部与各侧端部的各边界部分的内周区域喷射喷射料的喷丸硬化处理；以及在形成加强层之后且进行了喷丸硬化处理之后，在对内衬施加内压以使得内衬发生塑性变形之后，通过对内压进行除压来进行对内衬施加压缩应力的自紧处理。

技术领域

本发明涉及高压罐的制造方法，该高压罐具备收纳气体的金属制的内衬和形成于内衬的外周面的纤维强化树脂制的加强层。

背景技术

一直以来，向燃料电池供给的氢气等气体以加压的状态被收纳于高压罐。这样的高压罐具备收纳气体的金属制的内衬和形成于内衬的外周面的纤维强化树脂制的加强层。例如，在日本特开2016-89891公开了如下技术，即：在这样的高压罐的制造方法中，进行对内衬施加内压以使内衬塑性变形的自紧处理。

然而，内衬的主体部与连续形成于两侧的圆顶状的各侧端部的边界部分(肩部)是内衬的外径以及内径随着从内衬的主体部趋于内衬的端部而开始缩小的部分(缩径部分)，根据发明人的见解，若对这样的形状的内衬施加内压，则在边界部分容易发生应力集中。

因此，若像日本特开2016-89891中记载的那样，在自紧处理时施加内衬的内压，则有可能在边界部分作用有与在内衬的主体部等其他部分产生的应力相比为假定以上的拉伸应力。其结果是，即便通过自紧处理对内衬施加了压缩应力，有可能也会因自紧处理时作用于边界部分的假定以上的拉伸应力的影响而导致各边界部分的疲劳强度比内衬的其他部分的疲劳强度低。

发明内容

本发明提供一种能够以对金属制的内衬进行自紧处理为前提来抑制内衬的主体部与侧端部的边界部分的疲劳强度的降低的高压罐的制造方法。

本发明的第一形态是一种高压罐的制造方法，包括：准备收纳气体的内衬，该内衬为金属制，具有筒状的主体部、以及连续地形成于上述主体部的两侧的圆顶状的一对侧端部；在上述内衬的外周面卷绕纤维强化树脂来形成加强层；通过朝向上述内衬的内周面中的、上述主体部与各上述侧端部的边界部分的内周区域喷射喷射料来进行喷丸硬化处理；以及在形成了上述加强层之后，且进行了上述喷丸硬化处理之后，在对上述内衬施加内压以使上述内衬塑性变形之后，通过将上述内压除压，由此进行对上述内衬施加压缩应力的自紧处理。

根据本发明的第一形态，对内衬的内周面中的至少各边界部分的内周区域进行喷丸硬化处理，因而能够对包括各边界部分的内周区域在内的表层施加压缩残留应力。由此，借助此后的自紧处理，即便对内衬施加内压以使得内衬发生塑性变形，在各边界部分产生的实际的拉伸应力也因各边界部分的压缩残留应力而减少。这样的结果是，在自紧处理中，在对内衬施加内压时，能够抑制因过大的拉伸应力引起的内衬的各边界部分的疲劳强度的降低。

这里，例如在通过旋压加工制造出内衬的情况下，在侧端部从主体部开始缩径的边界部分形成有皱褶等，在边界部分的内周区域也容易形成有凹凸。然而，在本发明的第一形态中，通过喷丸硬化处理能够将该边界部分的内周区域平滑化，因而即便进行自紧处理，也不会导致边界部分的强度降低。

另外，在进行喷丸硬化处理的工序中，喷射喷射料的范围只要包括主体部与侧端部的边界部分的内周区域即可，该范围并不特别限定，也可以向内衬的内周面整体喷射喷射料。另外，也可以在进行上述喷丸硬化处理时，从上述边界部分的内周区域起直至上述各侧端部的内周面为止喷射上述喷射料。

在自紧处理中，在对内衬施加内压时，边界部分与侧端部因其形状而作用有比筒状的主体部大的拉伸应力，然而，根据该形态，对它们的内周面进行喷丸硬化处理，从而能够减少拉伸应力。