8器試作#2の方案を変更した。
平成 25 年度研究成果②
小型複合容器の試作と評価
新規に制作した表面改質装置
①多層ライナーの水加圧試験とガス透過参考試験 ガスバリア材入り多層ライナー胴部と鏡部を融着 したライナーを水加圧し水漏れが 無いことを確認し したライナ を水加圧し水漏れが 無いことを確認し 同時に変形量と破裂圧力を確認した。
また、ヘリウムガスにより多層ライナーのガス透過 量をガスクロマトグラフにより分析し 設計圧力時
試作したプラスチックライナー ガス透過試験測定写真
量をガスクロマトグラフにより分析し、設計圧力時
（ 106MPa ）の推定値が 蓄圧器ガイドラインの１／１０以下の透過量であることを確認した。
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②水加圧による破裂圧力の確認
②水加圧による破裂圧力の確認
多層ライナーをＣＦＲＰで所定の破裂圧力に耐える仕様にＦＷ補強し、歪ゲージをセットして、
ＰＣへデータ取込を行いながらモニタリングして破裂圧力が蓄圧器ガイドライン（106MPa）
を満足することを確認した。
水加圧試験装置フロー真 加圧試験装置写真
試作した３０
L
試作容器7
今後の研究課題 今後の研究課題
①耐久性の確認 水加圧による常温圧力サイクル試験等耐久性に関する確認を行う。
②ガス透過量の確認 高圧加圧時のガス透過量を確認する。
③中型（
100L
）Ｔｙｐｅ４複合容器（最終製品と胴直径）の試作と評価により大型（300L
）の製造指針を構築する③中型（
100L
）Ｔｙｐｅ４複合容器（最終製品と胴直径）の試作と評価により大型（300L
）の製造指針を構築する。④水加圧試験の結果、鏡部の補強が必要であることが判り、今後ワインディングパターン の最適化を行う。
まとめ
①ライナ の構成と口金の構造及び接合方法に いて良好な知見を得た
①ライナーの構成と口金の構造及び接合方法について良好な知見を得た
・ライナーの構成については、ＨＤＰＥを主材として新規水素ガスバリア材をサンドイッチ構造とする 成形法を確立した。
・口金は、特許出願中の新規な構造とし、ＨＤＰＥのインサート成形とする構成とした。
・ライナー本体と鏡部の接合は、熱融着技術を 適用し、接合条件の最適化を行った。但し、工程内検査が 必要であることを確認した。
・鏡部融着後のライナーについて各種試験を行って実用性の目処を得た。
・ガスバリア性に関しては、Heガスによる透過試験を行い、良好な結果を得た。但し、水素ガスよる 透過試験は、今後の課題とする。
透過試験 、今後 課題 する。
②30L複合容器の試作
・ライナーの表面処理・プライマー塗布により、補強層との接合力の大幅アップを認めた。
・今後行うFEAのための基礎データを取得した今後行うFEAのための基礎デ タを取得した。
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樹脂製ライナー低コスト複合容器蓄圧器に係る技術開発 共同研究先：丸八株式会社、㈱巴商会
背景
2050 年に 世界の CO2 排出量を半減するという大目標を具現する為 水 共同研究先：丸八株式会社、㈱巴商会
2050 年に、世界の CO2 排出量を半減するという大目標を具現する為、水 素製造・輸送・貯蔵技術は、国家の重要技術と位置付されている。 201 ４年 ６月には トヨタより量産 FCV の発売が発表され 水素 ST の早急なインフラ ６月には、トヨタより量産 FCV の発売が発表され、水素 ST の早急なインフラ 整備が強く要望されている。そのため樹脂ライナーによる低コスト、軽量、
耐久性（サイクル１０万回）に優れたタイプ４複合容器蓄圧器が注目され 耐久性（サイクル１０万回）に優れたタイプ４複合容器蓄圧器が注目され、
その実用化が待たれているが、タイプ４容器の法整備が遅れ大きな壁となっ ている 丸八は現行法規の下 KHK と協議して特認取得を目指している ている。丸八は現行法規の下、 KHK と協議して特認取得を目指している。
目的 （平成27年度中間目標）
設計圧力 106MP サイクル回数 10 万回以上の水素ステ シ ン用複合 設計圧力 106MPa 、サイクル回数： 10 万回以上の水素ステーション用複合 容器蓄圧器ガイドライン（平成 25 年 6 月時点）の規定を満たす 110L ～１５０ L 級大型高圧水素用タイプ 複合容器蓄圧器 製造指針を構築する
級大型高圧水素用タイプ４複合容器蓄圧器の製造指針を構築する。
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開発目標・開発項目・実施内容
超高圧・大容量のTYPE４複合容器開発の為の設計・解析等を実施し 超高圧・大容量のTYPE４複合容器開発の為の設計・解析等を実施し、
それに基づき、現行設備で製作可能な範囲で水素ステーション用に供すタ イプ４複合容器蓄圧器（設計圧力 106MPa 容積（ 110L ～ 150L 級）を試作 イプ４複合容器蓄圧器（設計圧力 106MPa 、容積（ 110L ～ 150L 級）を試作 開発する。現行法規及び基準整備に対する対処方法の検討後、実証試験 を実施し樹脂ライナ の成形溶着技術 ワインディング加工技術及び貯蔵 を実施し樹脂ライナーの成形溶着技術、ワインディング加工技術及び貯蔵 輸送システム等の要素技術を見極め、大容量化の課題を抽出し解決に取 り組むと共に大容量容器の実証試験を実施し実用化を図る
り組むと共に大容量容器の実証試験を実施し実用化を図る。
開発項目・実施内容
①タイプ４複合容器蓄圧器の設計解析
①タイプ４複合容器蓄圧器の設計解析
②大型長尺樹脂ライナーの成型技術の開発
③ イ メ ト イ デイ グ（ ) 加 技術 研究開発
③フイラメントワインデイング（ FW) の加工技術の研究開発
④タイプ４複合容器蓄圧器の実証試験・評価技術の研究開発
⑤タ プ 複合容 蓄 定 得 為 法的 件 査
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⑤タイプ４複合容器蓄圧器の KHK 認定取得の為の法的要件調査
⑤試験設備等の整備、原材料等の調査研究
研究体制・研究スケジュール
丸八㈱ ㈱巴商会は NEDO の委託を受け 共同研究を実施する 丸八㈱、㈱巴商会は、 NEDO の委託を受け、共同研究を実施する。
また、丸八㈱は、複合容器蓄圧器の設計解析等について、大阪大学、首都大学東京、
水素ガスバリアについて産総研東北センターと連携して研究を実施する。
項 目 平成２５年度 平成２６年度 平成２７年度
1/4 2/4 3/4 4/4 1/4 2/4 3/4 4/4 1/4 2/4 3/4 4/4
（NED 最終目標）
目的：TYPE4大型蓄圧器（５００L)の製造指針を策定する。
手順は、既存設備を有効利用し、新設計の30～50Ｌ級 ライナーを試作し 基礎データを取得後 水素ステーション用 ライナーを試作し、基礎データを取得後、水素ステーション用 150Ｌ級複合容器蓄圧器を設計、試作し、H25年度6月時点 の複合容器蓄圧器のガイドラインの規定を満たす製造指針 を構築する。
（平成２５年度）
STEP１
新設計の30L～150L級のプラスティックライナーを設計し、
容器のガイドラインに則した内容で、製造指針及び評価指針を 策定し、試作・評価を実施し、基礎データを取得する。
①製造指針の策定（別添参照）
②nedoとFSでの実施事項を定め、これを実行し成果を提出する
（平成２６年度）
STEP２ STEP２
STEP1の成果を基に大型化を鑑みた150L級の容器の製造指針 構築の為、NEDOの承認の下、30L～50L級複合容器を試作し、
その実証評価を行い、設計と評価の差異を検証し評価法の確立 及び製造指針構築の基盤を固める。
①３０～５０L級複合容器の試作
②性能評価
③大型容器の製造指針の策定のための要件整備
（平成２７年度）
STEP３
STEP2にて試作した容器の実績に基づき、nedoの承認の下に 110L級容器を試作し実証評価を行うい、サイクル回数10万回の の目途を付ける。これら実績を基に、大型複合容器（110L級～
150L級）の製造指針を構築する
3
150L級）の製造指針を構築する。
①１００～120L級複合容器蓄圧器の試作開発、実証評価
③大型複合容器蓄圧器（110L～150L級）の製造指針の構築
平成25年度 研究成果(有限要素解析による応力評価)
繊維方向 応力
胴体部の最大応力
要素数：14894 応力σL[MPa]
1000
σＬ： 669MPa
ドーム部の最大応力 σL：621MPa
σL：621MPa
150
-700
有限要素解析の結果より，内圧 106MPa が作用した場合，
・胴体部のCFRPには繊維方向に最大669MPaの応力が発生
４
・ドーム部のCFRPには最大621MPaの応力が発生．
両者の値を用いて， 100 万回の使用に対する評価を実施する．
方向 疲労試験デ タ
（※）平成25年度研究成果(Goodman線図)
1500 (※)水素製造・輸送・貯蔵システム等技術開発,
「水素インフラ等に係る基準整備に関する 研究開発」,平成24年度NEDO報告書
疲労試験に基づくGoodman線図 一方向CFRP疲労試験データ
（※）1250 1500
P a]
応力比R=0.1
750 1000
幅 σ a[M P
幅[MPa]
繰り返し数Nf=105 cycles250 500
応力振 幅
応力振幅0 250
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
繰り返し数
繰り返し数 Nf=106 cycles
繰り返し数
平均応力