JP7585262B2 - 高圧タンクライナの製造装置及び高圧タンクライナの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、高圧タンクライナの製造装置及び高圧タンクライナの製造方法に関する。

従来、高圧ガスを充填するためのいわゆる高圧タンクとしては、熱可塑性樹脂からなる円筒状のライナ（高圧タンクライナ）の外側に繊維強化樹脂層を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このライナは、円筒形状のライナ半体同士を溶着して製造される。

特開２０２０－５６４６８号公報

ところで、前記したライナ（例えば、特許文献１参照）の製造方法としては、例えば、所定の平行度の範囲内となるようにライナ半体の端面同士を向き合わせる平行度調節工程と、ライナ半体の端面同士の間に加熱手段を搬送してライナ半体の端面を加熱溶融する工程と、加熱手段を端面同士の間から退避させるとともに所定の平行度を維持しながらライナ半体の端面同士を溶着させる工程と、を有するものが考えられる。

このような製造方法によれば、ライナ半体の端面同士の平行度を所定の範囲内に調節することによって、ライナ半体の端面をその周方向にむらなく加熱することができる。そして、その平行度を維持しながらライナ半体の端面同士を溶着させることで、得られるライナの溶着品質は一段と向上すると考えられる。

その一方で、このような製造方法を実施するライナの製造装置としては、ライナ半体の大きさ（径）を考慮すると、加熱手段が重量物（１００ｋｇ前後）となることが想定される。そのためこの製造装置は、加熱手段をライナ半体の端面同士の間に搬送し、その後加熱手段をライナ半体の端面同士の間から退避させる加熱手段搬送機構が必要となる。

しかしながら、このような製造装置においては、加熱手段がライナ半体の端面同士の間に配置されたときと、端面同士の間から退避したときとの重心が、重量物たる加熱手段の移動とともに大きく変動することとなる。これにより所定の平行度の範囲内となるように予め製造装置に設置したライナ半体も、製造装置の重心の変動に伴って変動する恐れがある。そして、所定の平行度の範囲（例えば、０．２ｍｍ以下）から逸脱した状態で端面同士が加熱され、その端面同士が溶着されると、ライナ半体同士の所期の良好な溶着品質を実現することができないこととなる。

本発明の課題は、ライナ半体同士の良好な溶着品質をより確実に実現することができる高圧タンクライナの製造装置及び高圧タンクライナの製造方法を提供することにある。

前記課題を解決した本発明の高圧タンクライナの製造装置は、向かい合わせに配置された一対のライナ半体の端面同士を溶着して一体化する高圧タンクライナの製造装置であって、向かい合わせに配置された一対の前記ライナ半体の端面同士の間に配置されてそれぞれの前記ライナ半体の端面を加熱溶融する加熱手段と、一対の前記ライナ半体から離れた前記加熱手段の待機位置と、一対の前記ライナ半体の端面同士の間に設定された、前記ライナ半体の端面に対する前記加熱手段の加熱位置との間で前記加熱手段をスライド移動させる加熱手段搬送機構と、一対の前記ライナ半体同士を相対的に接近させ又は離反させるように、一対の前記ライナ半体のうちの少なくともいずれか一方を駆動する駆動機構と、前記加熱手段のスライド移動に応じて前記ライナ半体の端面同士の平行度を調節する平行度調節機構と、を備えることを特徴とする。

また、前記課題を解決した本発明の高圧タンクライナの製造方法は、一対のライナ半体を向かい合わせに配置する配置工程と、一対の前記ライナ半体から離れた待機位置にある加熱手段を、一対の前記ライナ半体の端面同士の間に設定された前記ライナ半体の端面に対する加熱位置にスライド移動させる加熱手段搬送工程と、前記ライナ半体の端面を加熱溶融する加熱工程と、前記加熱位置にある前記加熱手段を前記待機位置にスライド移動させて退避させる加熱手段退避工程と、前記ライナ半体の端面同士を溶着させて前記ライナ半体を一体化する溶着工程と、を有する高圧タンクライナの製造方法であって、少なくとも前記加熱手段退避工程と前記溶着工程との間に、前記加熱手段のスライド移動に応じて前記ライナ半体の端面同士の平行度を調節する平行度調節工程をさらに有することを特徴とする。

本発明の高圧タンクライナの製造装置及び高圧タンクライナの製造方法によれば、ライナ半体同士の良好な溶着品質をより確実に実現することができる。

本発明の実施形態に係る製造方法によって得られる高圧タンクライナを使用した高圧タンクの縦断面図である。 本発明の実施形態に係る高圧タンクライナの製造装置の構成説明図である。 図２のIIIａ方向から見たライナ半体の下端部の部分拡大斜視図である。 図２のIIIｂ方向から見たライナ半体の上端部の部分拡大斜視図である。 図２のIV－IV断面から見下ろした様子で示す高圧タンクライナの製造装置の構成説明図である。 図２の製造装置を構成する加熱手段の全体斜視図である。 本発明の実施形態に係る高圧タンクライナの製造方法の工程説明図である。 本発明の実施形態に係る高圧タンクライナの製造方法における加熱手段搬送工程の説明図である。 本発明の実施形態に係る高圧タンクライナの製造方法における第１の平行度調節工程の説明図である。 図７ＢのVIIｃ部の部分拡大図である。 本発明の実施形態に係る高圧タンクライナの製造方法における加熱手段退避工程の説明図である。 本発明の実施形態に係る高圧タンクライナの製造方法におけるライナ半体の溶着工程の説明図である。 図７ＥのVIIｆ部の部分拡大図である。 本発明の実施形態に係る高圧タンクライナの製造方法における切削工程の説明図である。

次に、本発明を実施するための形態（実施形態）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。まず、本実施形態に係る製造方法にて得られる高圧タンクライナを使用した高圧タンクについて説明する。

≪高圧タンク≫
図１は、本発明の実施形態に係る高圧タンク１の縦断面図である。
本実施形態の高圧タンク１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ものを想定している。ただし、高圧タンク１は、これに限定されるものではなく、他の高圧ガスについて使用されるものであってもよい。

図１に示すように、高圧タンク１は、後に詳しく説明する高圧タンクライナ２（以下、単に「ライナ２」と称することがある）と、このライナ２に連結される口金３と、ライナ２から口金３に亘ってこれらの外側を覆う繊維強化樹脂層４と、を備えている。

口金３は、例えば、アルミニウム合金などの金属製材料にて形成されるものを想定している。口金３は、内側に給排孔２１を有する円筒状の口金本体１８と、この口金本体１８の軸方向の一端側に形成されるフランジ部１９とを有している。給排孔２１は、フランジ部１９が形成される一端側で高圧タンク１内に連通する。そして、給排孔２１の他端側には、前記の燃料電池システムなどに連通する配管（図示を省略）が接続されることとなる。

口金本体１８の一端側における給排孔２１の内周面には、後記するライナ２の筒状部１７に形成されるねじ部１７ａと噛み合うねじ部２１ａが形成されている。そして、ライナ２の筒状部１７の先端部と給排孔２１の内周面との間には、Оリング（図示を省略）が装着されることとなる。

また、給排孔２１の内部には、金属材料からなる円筒状のカラー２２が配置されている。このカラー２２は、給排孔２１の内周面に支持される一端側からライナ２側に延びて、ライナ２の筒状部１７内に嵌入されている。

本実施形態での繊維強化樹脂層４は、ライナ２から口金３に亘ってこれらの外周面に強化繊維を巻回するＦＷ（Filament Winding：フィラメントワインディング）工程と、強化繊維を付与したライナ２を所定の金型内に配置するとともに、この金型内にマトリックス樹脂を充填してこれを硬化させるＲＴＭ（Resin Transfer Molding：レジントランスファモールディング）工程とを経て得られるものを想定している。

本実施形態での強化繊維としては、複数の炭素繊維フィラメントからなるストランドをさらに複数纏めて形成される帯状のロービング（図示を省略）を想定している。ただし、強化繊維は、これに限定されるものではなく、例えば、アラミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維などを使用することもできる。

本実施形態でのマトリックス樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂の硬化物からなるものを想定している。
ただし、繊維強化樹脂層４は、前記のＲＴＭ工程を経て得られるものに限定されるものではなく、強化繊維に予めマトリクス樹脂を含侵させたプリプレグをライナ２及び口金３の外周面に巻回した後、このマトリクス樹脂を硬化させて得られるものであってもよい。

≪高圧タンクライナ≫
次に、本実施形態に係る製造方法によって得られるライナ２（図１参照）について説明する。
ライナ２は、熱可塑性樹脂からなる中空体である。熱可塑性樹脂としては、例えばポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂などが挙げられるがこれに限定されるものではない。
本実施形態のライナ２は、円筒体からなる胴部５と、この胴部５の両端に一体に成形される鏡部６と、を備えている。

胴部５は、所定の外径にて形成されて胴部５の軸（Ａｘ）方向の殆どを占める一般部８と、胴部５の軸（Ａｘ）方向の中央部に形成され、一般部８よりも拡径した拡径部９と、を備えて構成されている。
拡径部９は、後に詳しく説明するように、一対のライナ半体３１（図２参照）の端部同士を溶着にて接合した接合部３６（図７Ｇ参照）に切削加工を施して形成したものである。

鏡部６は、図１に示すように、胴部５側から軸（Ａｘ）方向外側に離れるほど徐々に縮径するように収斂する扁平の椀状体である。
鏡部６の径方向の中央部は、口金３のフランジ部１９の形状に対応するように陥没する陥没部１６を有している。
また、陥没部１６の中央部には、口金３の給排孔２１内に向けて突出するように、前記の筒状部１７が形成されている。そして、前記した給排孔２１のねじ部２１ａと噛み合うねじ部１７ａは、筒状部１７の外周面に形成されている。

≪高圧タンクライナの製造装置≫
次に、ライナ２（図１参照）の製造装置について説明する。
図２は、本実施形態の製造装置Ａの構成説明図である。以下の説明における上下前後の方向は、製造装置Ａの上下前後方向に一致させた図２の上下前後方向を基準とする。
本実施形態の製造装置Ａは、図２に示すように、一対のライナ半体３１同士を溶着して一体化するように構成されている。

＜ライナ半体＞
まず、ライナ半体３１（図２参照）について説明する。
ライナ半体３１は、後記するフランジ部３２（図３Ａ及び図３Ｂ参照）及び突出端部３４（図３Ａ及び図３Ｂ参照）を有することを除いて、図１に示すライナ２を軸Ａｘ方向の中央部で２分割した形状と略同じ形状を有している。
ライナ半体３１同士は、開口部３３（図２参照）側で溶着されることで一体となる。

図３Ａは、上側のライナ半体３１の下端部を、図２のIIIａ方向から見た部分拡大斜視図である。図３Ｂは、下側のライナ半体３１の上端部を、図２のIIIｂ方向から見た部分拡大斜視図である。
フランジ部３２は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ライナ半体３１における胴部５よりも径方向外側に張り出すように胴部５に一体に成形された、胴部５と同軸の環状体である。
フランジ部３２には、周溝３２ａが形成されている。
この周溝３２ａは、上方に向けて開口するようにフランジ部３２の周方向に沿って延在している。
そして、周溝３２ａの底面３２ａ１は、平坦面で形成され、同じく平坦面で形成される突出端部３４の端面３４ａと平行になっている。

突出端部３４は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ライナ半体３１の開口部３３側の端面に一体に成形された胴部５と同軸の環状体である。
突出端部３４の外径は、ライナ半体３１における胴部５の外径よりも大きく、そしてフランジ部３２の外径よりも小さくなるように設定されている。
また、突出端部３４の内径は、ライナ半体３１の内径と同じになるように設定されている。
そして、ライナ半体３１の軸方向Ａｘにおける突出端部３４の厚さは、後記するライナ半体３１同士の溶着時における溶融代３５よりも厚くなっている。

図２に戻って、本実施形態に係る製造装置Ａは、地面等の床面ＦＬに配置されるフレーム４１と、一対のライナ半体３１のうち、上側のライナ半体３１を、支持ジグ４６を介してフレーム４１の上部で支持する上側支持部４２ａと、下側のライナ半体３１を、支持ジグ４６を介して昇降機構４３に連結して支持する下側支持部４２ｂと、この下側支持部４２ｂを昇降させる昇降機構４３と、ライナ半体３１を部分的に加熱して溶融する加熱手段４０と、加熱手段４０の搬送機構４５と、一対のライナ半体３１の端面同士の平行度を所定の範囲内に設定する平行度調節機構４７と、を主に備えて構成されている。
なお、昇降機構４３は、特許請求の範囲にいう「駆動機構」に相当する。また、
搬送機構４５は、特許請求の範囲にいう「加熱手段搬送機構」に相当する。

＜支持ジグ＞
図２に示すように、上側支持部４２ａの下端には、開口部３３を下側に向けたライナ半体３１を支持する支持ジグ４６が取り付けられている。
下側支持部４２ｂの上端には、開口部３３を上側に向けたライナ半体３１を支持する支持ジグ４６が取り付けられている。
そして、上下一対の支持ジグ４６のそれぞれは、次に説明するように、ライナ半体３１のフランジ部３２（図３Ａ及び図３Ｂ参照）を係止するとともに、ライナ半体３１の胴部５（図３Ａ及び図３Ｂ参照）の外周面に接するように配置される。これにより支持ジグ４６は、ライナ半体３１を上側支持部４２ａ及び下側支持部４２ｂのそれぞれに支持させることとなる。

上下一対の支持ジグ４６のうち、上側の支持ジグ４６は、図３Ａに示すように、フランジ部３２を係止する内爪部４６ａと、外爪部４６ｂとを有している。
内爪部４６ａは、ライナ半体３１における胴部５の外周面に接するとともに、フランジ部３２の周溝３２ａに嵌入する。
そして、内爪部４６ａの先端面４６ａ１は、平坦面で形成され、周溝３２ａの底面３２ａ１と平行になっている。

外爪部４６ｂは、内爪部４６ａの外周側に配置され、フランジ部３２の外周面に接するように配置されている。具体的には、外爪部４６ｂは、周溝３２ａに嵌入した内爪部４６ａとの間で、フランジ部３２における周溝３２ａの径方向外側の肉部を挟み付けている。

図３Ｂに示すように、下側に配置されるライナ半体３１と支持ジグ４６とは、図３Ａに示した上側に配置されるライナ半体３１と支持ジグ４６に対して、上下対称構造となるように、配置されている。
つまり、図３Ｂに示すように、ライナ半体３１の開口部３３側には、上側のライナ半体３１（図３Ａ）と同様に、周溝３２ａを有するフランジ部３２と、溶融代３５を有する突出端部３４とが形成されている。

また、下側の支持ジグ４６についても、図３Ａに示した上側の支持ジグ４６と同様に、フランジ部３２の周溝３２ａに嵌入する内爪部４６ａと、周溝３２ａの径方向外側のフランジ部３２の肉部をこの内爪部４６ａとの間で挟み付ける外爪部４６ｂと、を有している。そして、内爪部４６ａの先端面４６ａ１と、周溝３２ａの底面３２ａ１と、突出端部３４の端面３４ａとは、平坦面で形成されているとともに、相互に平行になっている。

＜昇降機構＞
次に、昇降機構４３（図２参照）について説明する。
昇降機構４３（駆動機構）は、図２に示すように、電動モータや油圧発生装置などを有する駆動源４３ａと、この駆動源４３ａによって昇降する上下一対の昇降加圧板４３ｂと、一対の昇降加圧板４３ｂ同士の間に配置されるゴムダンパ４３ｃと、を主に備えて構成されている。

図４は、図２のIV－IV断面から見下ろした様子で示す製造装置Ａの構成説明図である。図４中、符号４３ｂは、図２に示す一対の昇降加圧板４３ｂのうち、上側に配置される昇降加圧板である。
図４に示すように、前記の上側の昇降加圧板４３ｂは、前後幅よりも横幅の長い略矩形の平面形状を有する板体で構成されている。ゴムダンパ４３ｃは、昇降加圧板４３ｂの略四隅に対応する位置に配置されている。このゴムダンパ４３ｃは、後記するように、昇降機構４３によってライナ半体３１の端面同士を接触させる際の緩衝装置として機能する。

上側の昇降加圧板４３ｂの上面には、図２及び図４に示すように、下側のライナ半体３１が、支持ジグ４６及び下側支持部４２ｂを介して配置されているとともに、加熱手段４０が搬送機構４５を介して配置されている。
つまり、図２に示すように、昇降機構４３は、フレーム４１の上部に固定された上側のライナ半体３１に対して、下側のライナ半体３１を接近させ又は離反させるように駆動するとともに、下側のライナ半体３１と一体になった加熱手段４０と搬送機構４５とを連動させるように駆動する。

＜加熱手段＞
次に、製造装置Ａ（図２参照）を構成する加熱手段４０（図２参照）について説明する。
図２に示すように、製造装置Ａは、上側に配置されたライナ半体３１を加熱する加熱手段４０ａと、下側に配置されたライナ半体３１を加熱する加熱手段４０ｂと、を備えている。加熱手段４０ａと加熱手段４０ｂとは、支持プレート４０ｃを介して背中合わせに一体となっている。具体的には、後記する加熱源４４ａが支持プレート４０ｃの反対側で露出するように加熱手段４０ａと加熱手段４０ｂとは一体に接合されている。
なお、加熱手段４０ａと加熱手段４０ｂとを区別する必要がない場合には単に「加熱手段４０」と称する。
ちなみに、図２中、符号Ｐ１は、ライナ半体３１を加熱する前に、一対のライナ半体３１から離れた位置で加熱手段４０を待機させるために設定した待機位置である。また、符号Ｐ２は、後に説明する加熱手段２０のライナ半体３１に対する加熱位置である。

図５は、加熱手段４０の全体斜視図である。
図５に示すように、加熱手段４０は、加熱源４４ａと、この加熱源４４ａを支持するベース部材４４ｂと、を備えている。
本実施形態での加熱手段４０は、後記の「高圧タンクライナの製造方法」を構成するライナ半体３１の加熱工程（図７Ｃ参照）において、突出端部３４の端面３４ａを加熱し、突出端部３４の溶融代３５（図７Ｃ参照）を溶融する。

本実施形態での加熱手段４０は、平面形状が略正方形の板体からなるベース部材４４ｂと、このベース部材４４ｂにリング状に埋め込まれた加熱源４４ａと、を備えている。
そして、加熱手段４０ａと加熱手段４０ｂのそれぞれは、支持プレート４０ｃの中央部に配置されている。
ちなみに、本実施形態での加熱源４４ａは、電熱線などによるジュール熱を使用するものや遠赤外線による放射熱によるものなどを想定しているがこれに限定されるものではない。

このような加熱手段４０ａの加熱源４４ａは、ライナ半体３１の加熱工程（図７Ｃ参照）において、図３Ａに示す突出端部３４の端面３４ａに対向するように配置される。
また、図２に示す加熱手段４０ｂの加熱源４４ａ（図５には不図示）は、ライナ半体３１の加熱工程（図７Ｃ参照）において、図３Ｂに示す突出端部３４の端面３４ａに対向するように配置される。
つまり、図２に示す加熱手段４０ａ及び加熱手段４０ｂのそれぞれにおける加熱源４４ａの内径及び外径は、図３Ａ及び図３Ｂに示す突出端部３４の端面３４ａの内径及び外径に対応付けて設定されることとなる。

以上のような加熱手段４０は、図４に示すように、支持プレート４０ｃが、搬送機構４５を構成する一対のレール部材４５ａに不図示のローラなどの転動部材を介して渡し架けられることで前記の昇降機構４３（図２参照）の上側の昇降加圧板４３ｂに支持される。

＜加熱手段搬送機構＞
次に、搬送機構４５（図４参照）について説明する。
搬送機構４５は、図４に示すように、製造装置Ａの上面視で、下側のライナ半体３１を挟む位置で前後方向に平行に延びる一対のレール部材４５ａを備えている。
これらのレール部材４５ａは、前記した加熱手段４０の待機位置Ｐ１（図２参照）と後記する加熱位置Ｐ２（図７Ａ及び図７Ｂ参照）との間で加熱手段４０がスライド移動するように案内する。これらのレール部材４５ａは、上側の昇降加圧板４３ｂに固定されるとともに、フレーム４１の後端よりもさら後方に向けて延出している。

また、搬送機構４５は、図示は省略するが、支持プレート４０ｃとレール部材４５ａとの間に配置される前記の転動部材と、支持プレート４０ｃにチェーンなどを介して連結されて加熱手段４０をスライド移動させる電動モータなどの駆動源と、所定のタイミングで加熱手段４０がスライド移動するように前記の駆動源に指令するとともに、所定のタイミングで待機位置Ｐ１（図２参照）と加熱位置Ｐ２（図７Ａ及び図７Ｂ参照）とに加熱手段４０を停止させる制御部（図示を省略）と、を主に備えて構成されている。
この搬送機構４５の動作については、本実施形態に係るライナ２（図１参照）の製造方法とともに後に詳しく説明する。

＜平行度調節機構＞
次に、製造装置Ａ（図２参照）を構成する平行度調節機構４７（図２参照）について説明する。
平行度調節機構４７は、図２に示すように、レール部材４５ａに対して上方に向けて荷重を付加する荷重付加手段４７ａと、下側支持部４２ｂに取り付けられたカウンタウエイト４７ｂと、上側のライナ半体３１の端面に対する下側の前記ライナ半体３１の端面の平行度を検出するセンサ４７ｃと、センサ４７ｃの検出信号に基づいて荷重付加手段４７ａに指令信号を送信してライナ半体３１の端面同士の平行度が所定の範囲内となるようにレール部材４５ａに荷重を付加させる制御部４７ｄと、を主に備えて構成されている。

本実施形態での荷重付加手段４７ａは、床面ＦＬにアンカ（図示を省略）を施して固定したエアシリンダを有するものを想定している。ただし、荷重付加手段４７ａは、所定の荷重を発生できればエアシリンダに限定されるものではなく油圧や電動にて荷重を発生するものであっても構わない。
なお、本実施形態での荷重付加手段４７ａは、図２に示すように、一対のレール部材４５ａにおけるそれぞれの後端部４５ａ１と床面ＦＬとの間で上下に延在するように設けられるものを想定している。つまり、本実施形態での荷重付加手段４７ａは、加熱手段４０の待機位置Ｐ１に隣接して設けられるものを想定している。
ただし、荷重付加手段４７ａは、図４に示す上面視で、レール部材４５ａの後端部４５ａ１と昇降加圧板４３ｂの後縁との間の区間のいずれかの位置に設けることもできる。また、一つのレール部材４５ａ当たりに設ける荷重付加手段４７ａの数は、一つに限定されずに、複数設けることもできる。

本実施形態でのカウンタウエイト４７ｂは、図２に示すように、下側支持部４２ｂの前側上部に取り付けられている。このカウンタウエイト４７ｂは、加熱手段４０の加熱位置Ｐ２を挟んで加熱手段４０の待機位置Ｐ１の反対側で下側支持部４２ｂに取り付けられている。
このようなカウンタウエイト４７ｂは、下側支持部４２ｂの前側上部が下方に向かうモーメントを形成することで、荷重付加手段４７ａがレール部材４５ａに付加する荷重を軽減する。

センサ４７ｃは、上側のライナ半体３１の端面（図３Ａに示す突出端部３４の端面３４ａ）に対する下側の前記ライナ半体３１の端面（図３Ｂに示す突出端部３４の端面３４ａ）の平行度を検出する。なお、図２に示すセンサ４７ｃは、模式的に記したものであり、その形状や取付位置などを具体的に示したものではない。

本実施形態でのセンサ４７ｃとしては、ライナ半体３１の端面同士の平行度を検出して検出信号を出力するものであれば特に制限はない。このようなセンサ４７ｃとしては、接触式、光学式のいずれであってもよく、例えば、走査型有接触プローブや非接触レーザセンサなどによってライナ半体３１の端面同士の相対的な距離を検出するものが挙げられる。また、センサ４７ｃとしては、市販品（例えば、キーエンス社製ベクトロンなど）を使用することもできる。

また、センサ４７ｃは、上側のライナ半体３１の端面（図３Ａに示す突出端部３４の端面３４ａ）が水平になるように固定されていることを前提に、下側のライナ半体３１の端面（図３Ｂに示す突出端部３４の端面３４ａ）の水平度を検出する水平度検出センサであっても構わない。

制御部４７ｄは、センサ４７ｃの検出信号に基づいて荷重付加手段４７ａに指令信号を送信する。具体的には、制御部４７ｄは、ライナ半体３１の端面同士の平行度が所定の範囲内（例えば、０．２ｍｍ以下）となるように荷重付加手段４７ａがレール部材４５ａに対して付加する荷重を制御する。具体的には、制御部４７ｄは、センサ４７ｃの検出信号に基づいて平行度が０．２ｍｍを超えたと判断した場合に、センサ４７ｃの検出信号に基づく平行度が予め設定した最小基準値（例えば、０．１ｍｍ）に収束するように、荷重付加手段４７ａが出力する荷重を制御する。
なお、この制御部４７ｄは、必須の構成要素ではなく、センサ４７ｃが出力する具体的な平行度の値を取得した作業員が、荷重付加手段４７ａを操作して平行度が所定の範囲内となるように調節しても構わない。

≪高圧タンクライナの製造方法≫
次に、本実施形態の製造装置Ａ（図２参照）の動作について説明しながら、本実施形態の製造方法について説明する。
図６は、本発明の実施形態に係るライナ２（図１参照）の製造方法の工程説明図である。
図６に示すように、この製造方法は、一対のライナ半体３１（図２参照）の配置工程（ステップＳ１０１）と、加熱手段４０（図２参照）の搬送工程（ステップＳ１０２）と、第１の平行度調節工程（ステップＳ１０３）と、ライナ半体３１の加熱工程（ステップＳ１０４）と、加熱手段４０の退避工程（ステップＳ１０５）と、第２の平行度調節工程（ステップＳ１０６）と、ライナ半体３１同士の溶着工程（ステップＳ１０７）と、溶着工程で一体化したライナ半体３１同士の接合部に切削加工を施す切削工程（ステップＳ１０８）と、を有している。

＜ライナ半体の配置工程＞
図６に示すステップＳ１０１のライナ半体３１（図２参照）の配置工程においては、前記のように、一対のライナ半体３１が準備される。
本実施形態でのライナ半体３１は、射出成型法やブロー成型法などにて得られたものを想定している。
そして、この配置工程においては、図２に示すように、一対のライナ半体３１の端面（図３Ａに示す突出端部３４の端面３４ａ、及び図３Ｂに示す突出端部３４の端面３４ａ）同士が上下に向かい合わせとなるように、ライナ半体３１が上側の支持ジグ４６と下側の支持ジグ４６のそれぞれに取り付けられる。

＜加熱手段搬送工程＞
図７Ａは、図６に示すステップＳ１０２の加熱手段搬送工程の説明図である。
図７Ａに示すように、この加熱手段搬送工程においては、加熱手段４０が搬送機構４５によって、待機位置Ｐ１から加熱位置Ｐ２に搬送される。
これにより加熱手段４０は、下側のライナ半体３１の上方に配置される。この際、図示は省略するが、下側の加熱手段４０ｂの加熱源４４ａと、下側のライナ半体３１の端面（図７Ｃに示す端面３４ａ参照）とは、後記の所定間隔Ｄ（図７Ｃ参照）が開けて対向する。

＜第１の平行度調節工程＞
図６に示すステップＳ１０３の第１の平行度調節工程においては、図７Ａに示す下側のライナ半体３１は、下側の加熱手段４０ｂの加熱源４４ａとの間に所定間隔Ｄ（図７Ｃ参照）を維持した状態で、加熱手段４０と一体で昇降機構４３にて上方に向けてリフトアップされる。
図７Ｂは、図６に示すステップＳ１０３の第１の平行度調節工程の説明図である。
図７Ｂに示すように、下側のライナ半体３１は、上側の加熱手段４０ａは、上側のライナ半体３１に近接する。

図７ＢのVIIｃ部の部分拡大図である図７Ｃに示すように、上側のライナ半体３１における端面（突出端部３４の端面３４ａ）は、上側の加熱手段４０ａの加熱源４４ａとの間に所定間隔Ｄを開けて対向する。
そして、図７Ｂに示すセンサ４７ｃは、図７Ｃに示す上下のライナ半体３１の端面（突出端部３４の端面３４ａ）同士の平行度を検出し、その検出信号を出力する。図７Ｂに示す制御部４７ｄは、センサ４７ｃの検出信号に基づいて、ライナ半体３１の端面同士の平行度が所定の範囲（例えば、０．２ｍｍ以下）となるように、図７Ｂに示す荷重付加手段４７ａが図７Ｂに示すレール部材４５ａに対して付加する荷重を制御する。

＜ライナ半体の加熱工程＞
図６に示すステップＳ１０４の加熱工程においては、平行度が所定の範囲内に設定された図７Ｃに示すライナ半体３１の端面（突出端部３４の端面３４ａ）同士を図７Ｃに示す加熱手段４０が加熱する。
これにより図７Ｃに示す突出端部３４の溶融代３５が加熱溶融される。

＜加熱手段退避工程＞
図７Ｄは、図６に示すステップＳ１０５の加熱手段退避工程の説明図である。
図７Ｄに示すように、この加熱手段退避工程においては、図７Ｃに示す加熱位置Ｐ２（図７Ｃ参照）にあった加熱手段４０を、搬送機構４５によって、待機位置Ｐ１にスライド移動させて退避させる。これにより加熱手段４０は、一対のライナ半体３１から離れた位置に移動する。

＜第２の平行度調節工程＞
図６に示すステップＳ１０６の第２の平行度調節工程においては、図７Ｄに示すように、加熱手段４０が待機位置Ｐ１に位置決めされた状態で、センサ４７ｃは、上下のライナ半体３１の端面同士の平行度を検出し、その検出信号を出力する。制御部４７ｄは、センサ４７ｃの検出信号に基づいて、ライナ半体３１の端面同士の平行度が所定の範囲（例えば、０．２ｍｍ以下）となるように、荷重付加手段４７ａがレール部材４５ａに対して付加する荷重を制御する。

＜ライナ半体の溶着工程＞
図６に示すステップＳ１０７の溶着工程について説明する。
図７Ｅは、溶着工程の説明図である。図７Ｆは、図７ＥのVIIｆ部の部分拡大図である。
この溶着工程においては、図７Ｅに示すように、下側のライナ半体３１が、昇降機構４３によって、図７Ｄに示す高さからさらに上方に向けてリフトアップされる。
図７Ｆに示すように、上側のライナ半体３１の端部と下側のライナ半体３１の端部とが溶着する。

具体的には、この溶着工程では、図７Ｆに示すように、支持ジグ（図面省略）でライナ半体３１同士を所定の荷重にて押し付けて、ライナ半体３１同士の押圧方向（軸Ａｘ方向）に対して交差する方向に溶融代３５（図７Ｃ参照）の溶融物３５ａを流動させる。これによりライナ半体３１同士の溶融物３５ａは、仮想線（二点鎖線）にて示す溶着面３６ａで互いに溶け合う。そして、溶融物３５ａが冷却されることで、ライナ半体３１同士は、溶着面３６ａにて一体化して接続される。
なお、このような溶着工程においては、ライナ半体３１同士を溶着面３６ａにて一体化する際に、所定の振動装置によってライナ半体３１同士を振動させて、ライナ半体３１同士の溶着を促進させることもできる。

＜切削工程＞
図６に示すステップＳ１０８の切削工程について説明する。
図７Ｇは、切削工程の説明図である。
図７Ｇに示すように、接合部３６におけるフランジ部３２（仮想線（二点鎖線）にて示す）がその根元部分３２ｃを残して切削加工により取り除かれる。
そして、残された根元部分３２ｃにて、前記のライナ２における拡径部９が形成される。これにより本実施形態のライナ２（図１参照）の一連の製造工程が終了する。

≪作用効果≫
次に、本実施形態のライナ２の製造方法及びこの製造方法を実施するライナ２の製造装置Ａの奏する作用効果について説明する。
本実施形態に係る製造装置Ａ及び製造方法によれば、重量物たる加熱手段４０が待機位置Ｐ１と加熱位置Ｐ２との間をスライド移動することによって、ライナ半体３１の端面同士の間の平行度が予め設定した所定の範囲を逸脱することを防止するべく、加熱手段４０のスライド移動に応じて当該平行度を調節している。
これにより本実施形態に係る製造装置Ａ及び製造方法は、ライナ半体３１同士の所期の良好な溶着品質を実現することができる。

また、本実施形態に係る製造装置Ａは、加熱手段４０をスライド移動方向に案内するレール部材４５ａに対して、上方に向けて荷重を付加する荷重付加手段４７を備えている。
この製造装置Ａは、ライナ半体３１の端面同士の間の平行度が予め設定した所定の範囲を逸脱する原因となる製造装置Ａに掛かる加熱手段４０の荷重を荷重付加手段４７が軽減する。
このような製造装置Ａによれば、簡素な構造でライナ半体３１の端面同士の間の平行度を調節することができる。

また、本実施形態に係る製造装置Ａは、加熱手段４０の加熱位置Ｐ２を挟んで加熱手段４０の待機位置Ｐ１の反対側にカウンタウエイト４７ｂを備えている。
この製造装置Ａは、荷重付加手段４７がレール部材４５ａに対して上方に向けて付加する荷重のモーメントに対して、カウンタウエイト４７ｂは、加熱位置Ｐ２を挟んで加熱手段４０の待機位置Ｐ１の反対側で下方に向かうモーメントを形成する。
このような製造装置Ａによれば、荷重付加手段４７ａがレール部材４５ａに付加する荷重をカウンタウエイト４７ｂによって軽減することができる。

また、本実施形態に係る製造装置Ａにおいては、昇降機構４３（駆動機構）は、下側のライナ半体３１と、加熱手段４０とを一体にして、固定された上側のライナ半体３１に対して、下側のライナ半体３１を接近させ又は離反させる構成となっている。
このような製造装置Ａによれば、下側のライナ半体３１と加熱手段４０との連結構造によって、荷重付加手段４７ａにてレール部材４５ａに付加される荷重が、直接的に効率よく当該平行度の調節に反映される。

また、本実施形態に係る製造装置Ａにおいては、荷重付加手段４７が、センサ４７ｃの検出信号に基づいてライナ半体３１の端面同士の平行度を所定の範囲内に設定する。
このような製造装置Ａによれば、正確にかつ迅速にライナ半体３１の端面同士の平行度を調節することができる。

また、本実施形態に係る製造方法においては、溶着工程に先立って行われる平行度調節工程（図６のステップＳ１０６参照）に加えて、加熱手段搬送工程（図６のステップＳ１０２参照）と加熱工程（図６のステップＳ１０４）との間に、平行度調節工程（図６のステップＳ１０３参照）が実施される。
このような製造方法によれば、加熱手段４０によってライナ半体３１の端面がむらなく加熱されるので、ライナ半体３１同士の溶着品質が、より一層向上する。

以上、本実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。
前記実施形態に係る製造装置Ａにおいては、荷重付加手段４７がレール部材４５ａに対して上方に向けて荷重を付加する構成となっているが、荷重付加手段４７は、レール部材４５ａを上方に吊り上げるように荷重を付加するものであってもよい。

また、前記実施形態では、固定された上側のライナ半体３１に対して下側のライナ半体３１を接近させ又は離反させる構成となっているが、下側のライナ半体３１に対して上側のライナ半体３１を接近させ又は離反させる構成とすることもできる。また、製造装置Ａは、下側のライナ半体３１と上側のライナ半体３１とを相互に接近させ又は離反させる構成とすることもできる

また、前記実施形態では、センサ４７によって、当該平行度を加熱手段４０の移動に応じて検出している。しかしながら、平行度は、予め行ったシミュレーション試験などによって、待機位置Ｐ１に加熱手段４０が位置したときの当該平行度と、待機位置Ｐ２に加熱手段４０が位置したときの当該平行度とを求めておき、それらの平行度が所定の範囲内となるように、荷重付加手段４７がレール部材４５ａに対して荷重を付加する構成とすることもできる。

１ 高圧タンク
２ 高圧タンクライナ
４ 繊維強化樹脂層
５ 胴部
８ 胴部の一般部
９ 胴部の拡径部
３１ ライナ半体
３１ａ ライナ半体の内周面
３２ ライナ半体のフランジ部
３３ ライナ半体の開口部
３４ ライナ半体の突出端部
３４ａ ライナ半体（突出端部）の端面
３６ フランジ部同士の接合部
４０ 加熱手段
４０ａ 加熱手段
４０ｂ 加熱手段
４３ 昇降機構（駆動機構）
４５ 加熱手段の搬送機構（加熱手段搬送機構）
４５ａ レール部材
４６ 支持ジグ
４７ 平行度調節機構
４７ａ 荷重付加手段
４７ｂ カウンタウエイト
４７ｃ センサ
Ａ 高圧タンクライナの製造装置
Ａｘ 高圧タンクライナの軸
Ｐ１ 加熱手段の待機位置
Ｐ２ 加熱手段の加熱位置
Ｓ１０１ ライナ半体の配置工程
Ｓ１０２ 加熱手段搬送工程
Ｓ１０３ 平行度調節工程
Ｓ１０４ ライナ半体の加熱工程
Ｓ１０５ 加熱手段退避工程
Ｓ１０６ 平行度調節工程
Ｓ１０７ ライナ半体の溶着工程
Ｓ１０８ 切削工程

Claims (7)

1. 向かい合わせに配置された一対のライナ半体の端面同士を溶着して一体化する高圧タンクライナの製造装置であって、
   向かい合わせに配置された一対の前記ライナ半体の端面同士の間に配置されてそれぞれの前記ライナ半体の端面を加熱溶融する加熱手段と、
   一対の前記ライナ半体から離れた前記加熱手段の待機位置と、一対の前記ライナ半体の端面同士の間に設定された、前記ライナ半体の端面に対する前記加熱手段の加熱位置との間で前記加熱手段をスライド移動させる加熱手段搬送機構と、
   一対の前記ライナ半体同士を相対的に接近させ又は離反させるように、一対の前記ライナ半体のうちの少なくともいずれか一方を駆動する駆動機構と、
   前記加熱手段のスライド移動に応じて前記ライナ半体の端面同士の平行度を調節する平行度調節機構と、
   を備えることを特徴とする高圧タンクライナの製造装置。
2. 前記ライナ半体の端面同士が上下方向に向き合うように配置される請求項１に記載の高圧タンクライナの製造装置であって、
   前記加熱手段搬送機構は、前記加熱手段をスライド移動方向に案内するレール部材を備え、
   前記平行度調節機構は、前記レール部材に対して上方に向けて荷重を付加する荷重付加手段を備えていることを特徴とする高圧タンクライナの製造装置。
3. 請求項２に記載の高圧タンクライナの製造装置において、
   前記平行度調節機構は、前記加熱手段の加熱位置を挟んで前記加熱手段の待機位置の反対側にカウンタウエイトを備えていることを特徴とする高圧タンクライナの製造装置。
4. 請求項２に記載の高圧タンクライナの製造装置において、
   前記駆動機構は、上下に並ぶ一対の前記ライナ半体のうち、下側の前記ライナ半体と、前記加熱手段とを一体にして、固定された上側の前記ライナ半体に対して、下側の前記ライナ半体を接近させ又は離反させる昇降機構であることを特徴とする高圧タンクライナの製造装置。
5. 請求項４に記載の高圧タンクライナの製造装置において、
   前記平行度調節機構は、上側の前記ライナ半体の端面に対する下側の前記ライナ半体の端面の平行度を検出するセンサを備え、
   前記荷重付加手段は、前記センサの検出信号に基づいて前記レール部材の端部に対する荷重を付加することで、前記ライナ半体の端面同士の平行度を所定の範囲内に設定することを特徴とする高圧タンクライナの製造装置。
6. 一対のライナ半体を向かい合わせに配置する配置工程と、
   一対の前記ライナ半体から離れた待機位置にある加熱手段を、一対の前記ライナ半体の端面同士の間に設定された前記ライナ半体の端面に対する加熱位置にスライド移動させる加熱手段搬送工程と、
   前記ライナ半体の端面を加熱溶融する加熱工程と、
   前記加熱位置にある前記加熱手段を前記待機位置にスライド移動させて退避させる加熱手段退避工程と、
   前記ライナ半体の端面同士を溶着させて前記ライナ半体を一体化する溶着工程と、
   を有する高圧タンクライナの製造方法であって、
   少なくとも前記加熱手段退避工程と前記溶着工程との間に、前記加熱手段のスライド移動に応じて前記ライナ半体の端面同士の平行度を調節する平行度調節工程をさらに有することを特徴とする高圧タンクライナの製造方法。
7. 請求項６に記載の高圧タンクライナの製造方法において、
   前記加熱手段搬送工程と前記加熱工程との間に、前記加熱手段のスライド移動に応じて前記ライナ半体の端面同士の平行度を調節する平行度調節工程をさらに有することを特徴とする高圧タンクライナの製造方法。

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