JPH11245309A - 中空容器作製用ブレイダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】中空容器作製用ライナーの形状の変化に対応し
てブレイディングされる繊維束の組角を的確に制御し、
繊維束をライナー上に常に密着させた状態でブレイディ
ング層を組成し得る中空容器作製用ブレイダーを提供す
る。 【解決手段】多数本の繊維束１９がボビンキャリア７か
ら環状ガイド２０ｂ（２０ａ）を通じてライナー２上の
組成点に案内され、ライナーの周りに交錯旋回せしめら
れる。環状ガイドとライナーとの間に第２ガイド２１ｂ
（２１ａ）が配置される。第２ガイドは、開口の縁近傍
をライナー表面またはライナー上のブレイディング層２
２の表面に接触させた状態で、ライナーの形状に応じて
開口の大きさを変化させることによって組成される繊維
束をライナー上に密着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多数本の繊維束を
ボビンキャリアと中空容器作製用ライナーとの間に渡
し、環状ガイドを通じてライナー上の組成点に案内しつ
つライナーの周りに交錯旋回させ、ライナー上にブレイ
ディング層を組成するブレイダーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のブレイダーを用いた繊維強化中空
容器、特に繊維強化圧力容器の作製方法によれば、作製
されるべき繊維強化圧力容器に対応した形状の圧力容器
ライナーが予め準備され、ブレイダーの使用により、多
数本の繊維束がボビンキャリアと圧力容器ライナーとの
間に渡されるとともに、環状ガイドを通じてライナー上
の組成点に案内されつつライナーの周りに交錯旋回せし
められ、ライナー上にブレイディング層が組成される。
このとき、環状ガイドによってブレイディング層におけ
る繊維束の組角度が制御され、圧力容器ライナー上にお
けるブレイディング層の安定した組成が実現されるよう
になっている。その後、ブレイディング層に樹脂が含浸
された後、樹脂が硬化せしめられることによって繊維強
化圧力容器が作製される。この場合、作製される繊維強
化圧力容器は、通常、シリンダ部とシリンダ部の両端に
連続するドーム部とからなり、圧力容器ライナーもこれ
に対応した形状を有している。

【０００３】ところで、従来のブレイダーにおいては、
環状ガイドは寸法や形状が一定であり、これを用いてブ
レイディングを行うと、圧力容器ライナーは、そのドー
ム部において軸方向に沿って断面形状（直径）が急激に
変化するので、圧力容器ライナーとその上に組成される
ブレイディング層との間に隙間が生じ、作製された圧力
容器の耐圧性能が著しく低下する。

【０００４】これを回避するため、環状ガイドを、その
開口が圧力容器ライナーの形状の変化に応じて変化し得
るようにし、環状ガイドと圧力容器ライナーとの間隔を
出来るだけ小さくすることも考えられるが、この場合に
も、圧力容器ライナーのドーム部における軸方向に沿っ
てた断面形状の急激な変化には対応できず、圧力容器ラ
イナーとブレイディング層との間に隙間が生じてしま
う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、中空容器作製用ライナーの形状の変化に対応し
てブレイディングされる繊維束の組角を的確に制御し、
繊維束をライナー上に常に密着させた状態でブレイディ
ング層を組成し得る中空容器作製用ブレイダーを提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、多数本の繊維束をボビンキャリアと中空
容器作製用ライナーとの間に渡し、環状ガイドを通じて
前記ライナー上の組成点に案内しつつ前記ライナーの周
りに交錯旋回させるようにしたブレイダーにおいて、前
記ライナーと前記環状ガイドの間に、前記ライナーの形
状の変化に応じて開口の大きさを変化させることによっ
て前記繊維束を前記ライナーに密着させるための第２ガ
イドを設けたことを特徴とするブレイダーを構成したも
のである。

【０００７】この構成において、好ましくは、前記第２
ガイドは、前記開口の中心を前記ライナーの軸に一致さ
せ、かつ前記開口の縁近傍を前記ライナーの表面または
前記ライナー上に組成されたブレイディング層の表面に
近接または接触させた状態で前記開口の大きさを変化さ
せるように配置されている。

【０００８】さらに好ましくは、前記第２ガイドは、一
対の間隔をあけて配置された線材巻き取り・繰り出しロ
ーラと、前記ローラの間に張られ中間においてループを
形成する線材と、前記ループを形成する線材の交差位置
に配置され、前記線材の交差状態を維持するとともに、
前記ループの径が変化するときに前記ライナーの半径方
向に往復運動し得るループ保持・移動部材からなってい
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の好ましい実施例について説明する。図１は、本
発明の１実施例による中空容器作製用ブレイダーを上方
から見た概略的な平面図であり、図２は、図１のブレイ
ダーの概略的な斜視図である。図３は、図１のブレイダ
ーにおけるボビンキャリアから繊維束の組成点に至る繊
維束経路近傍の構成を示す中空容器の軸方向に沿った概
略的な断面図である。

【００１０】図１および図２において、１はブレイダー
であり、２は中空容器作製用ライナーであり、３はライ
ナー２の移動装置である。ライナー２はブレイダー１に
よる中空容器の気密性を確保するためのものである。こ
のライナー２は、シリンダ部２ａとその両端に連続する
ドーム部２ｂとからなっている。ブレイダー１は、円筒
または球体を輪切りにした形状の軌道面４を備えてお
り、ブレイダー１の中心部は、組成中にライナー２が貫
通するために空洞になっている。これとは別に軌道面４
を平面に形成した形式のブレイダーを使用することも勿
論可能である。ブレイダー１の軌道面４には２つの交錯
する溝状の環状軌道５、６が形成され、各環状軌道５、
６の溝には、多数のボビンキャリア７が案内され、軌道
５、６のそれぞれに沿って逆方向に交錯走行するように
なっている。また、２つの環状軌道５、６に囲まれた中
心に中央の繊維束（組成方向に真っ直ぐに走る繊維束）
を供給するための孔８が形成されている。

【００１１】移動装置３は、ライナー２の一端部を挟持
するための第１のチャック９を支持し、タイミングベル
ト１０に連結された駆動台１１と、ライナー２の他端部
を挟持するための第２のチャック１２を支持し、レール
１３上を走行する従動台１４と、駆動台１１および従動
台１４を連結する連結ロッド１５からなっている。図１
中、１６は駆動ギヤ１７を駆動するためのパルスモータ
であり、１８はパルスモータ１６の回転を制御するため
のエンコーダである。

【００１２】そして、ボビンキャリア７が環状軌道５、
６に沿って走行するとともに、ライナー２の位置が移動
装置３によって制御され、それによって、ボビンキャリ
ア７とライナー２の間に渡された多数の繊維束１９がラ
イナー２のまわりに交錯旋回し、また必要に応じて、孔
８から中央の繊維束が、軌道に沿って走行するボビンキ
ャリア７から巻き戻され組み上げられる繊維束１９に交
絡することにより、ブレイディングが行われてライナー
２上にブレイディング層２２が組成されるようになって
いる。

【００１３】図１および図３に示したように、ブレイダ
ー１の空洞部には、ブレイディング層の組成方向（図２
の矢印Ａ参照）において繊維束１９の旋回面より前方に
位置し、かつライナー２によって通過され得る一対の環
状ガイド２０ａ、２０ｂが間隔をあけて配置され、図示
しない適当な手段によってブレイダー１に固定されてい
る。一対の環状ガイド２０ａ、２０ｂは、開口の大きさ
が変化し得るようになっており、ボビンキャリア７から
繰り出される繊維束１９を組成点まで案内し、ライナー
２上におけるブレイディング層２２の安定した組成を実
現するものである。環状ガイド２０ａ、２０ｂの構成の
詳細については後述する。

【００１４】さらに、図３に示したように、一対の環状
ガイド２０ａ、２０ｂの外側には、各環状ガイド２０
ａ、２０ｂとライナー２との間に第２ガイド２１ａ、２
１ｂが配置され、図示しない適当な手段によってブレイ
ダー１に固定されている。第２ガイド２１ａ、２１ｂ
は、ライナー２の形状に応じて開口の大きさを変化させ
ることによって繊維束１９をライナー２に密着させるた
めの第２ガイドが配置され、図示しない適当な部材によ
ってブレイダー１に固定されている。第２ガイド２１
ａ、２１ｂの構成の詳細については後述する。

【００１５】図４および図５は環状ガイド２０ａ、２０
ｂの一例の構成を示す正面図であり、図４では、環状ガ
イド２０ａ、２０ｂは内周縁が最小に絞られた状態にあ
り、図５では、環状ガイド２０ａ、２０ｂは内周縁が最
大に拡張された状態にある。なお、一対の環状ガイド２
０ａ、２０ｂは、同一の構成を有しているので、図４お
よび図５には一方の環状ガイド２０ｂのみが示してあ
る。

【００１６】図４および図５に示したように、環状ガイ
ド２０ｂは、ブレイダー１に対し静止して配置された設
置フレーム３１と、設置フレーム３１に回転可能に支持
された回転フレーム３２と、軸３３によって一端が回転
フレーム３２に回動可能に取り付けられたリンク３４
と、中間部が支点軸３５によって設置フレーム３１に回
動可能に取り付けられ、一端が軸３６によってリンク３
４の他端に回動可能に取り付けられたガイドブレイド３
７と、回転フレーム３２を回転させるモータ３８と、モ
ータ３８の回転角度を制御するエンコーダ３９とから構
成されている。

【００１７】設置フレーム３１は、ブレイダー１の中心
空洞部の中心に配設され、ライナー２の最大径以上の大
きさの内径の孔３１ａ（図４に点線で示した大きな径の
円）を有している。回転フレーム３２は、設置フレーム
３１の孔３１ａと同心でより大きい内径の孔を有し、か
つ後述するモータ３８の偏心コロ４１に係合する二股部
３２ａが形成されている。回転フレーム３２の回転中心
は孔３１ａの中心に一致している。

【００１８】ガイドブレイド３７は、設置フレーム３１
の孔３１ａの回りに等間隔に、適当な個数設けられる。
ガイドブレイド３７は、環状ガイド２０ｂの内周縁を形
成する。モータ３８は、設置フレーム３１上部に固定さ
れており、そのモータ軸３８ａにはプーリー４０が固定
されている。プーリー４０の側面上のモータ軸３８ａか
ら離れた位置には、偏心コロ４１が回転可能に取り付け
られている。また、モータ３８とエンコーダ３９とは、
エンドレスのタイミングベルト４２によって連結されて
いる。

【００１９】そして、エンコーダ３９から信号を受けて
ライナー２の外径に応じた角度にモータ３８が回転し、
プーリー４０が回転すると、偏心コロ４１がモータ軸３
８ａの回りに回転するとともに、回転フレーム３２は設
置フレーム３１の孔３１ａの中心を回転中心として回転
する。すなわち、回転フレーム３２は設置フレーム３１
に対して相対的に角移動し、設置フレーム３１に支持さ
れているガイドブレイド３７の一端は、回転フレーム３
２に取り付けられたリンク３４に引かれ、または押され
て支点軸３５を中心にして回動する。その結果、環状ガ
イド２０ａの内周縁の径が拡大縮小し、環状ガイド２０
ａの開口の大きさがライナー２の径の変化に応じて変化
するようになっている。

【００２０】図６は、第２ガイド２１ａ、２１ｂの一例
の構成を示す斜視図である。なお、第２ガイド２１ａ、
２１ｂはいずれも同一の構成を有しているので、図６に
は一方の第２ガイド２１ｂのみが示してある。図６に示
したように、第２ガイド２１ｂは、一対の間隔をあけて
配置された線材巻き取り・繰り出しローラ２３ａ、２３
ｂと、ローラ２３ａ、２３ｂの間に張られ中間において
ループ２４を形成する線材２５を有している。この場
合、ローラ２３ａ、２３ｂは、図示しない適当な部材に
よってブレイダー１のフレームに支持され、ブレイディ
ング時におけるライナー２の運動、並びに環状ガイド２
０ｂの運動を妨げない位置に配置されている。この例で
は、ループ２４の開口が第２ガイド２１ｂの開口をなし
ている。

【００２１】第２ガイド２１ｂは、さらに、ループ２４
を形成する線材２５の交差位置に配置され、線材２５の
交差状態を維持するとともに、ループ２４の径が変化す
るときにライナー２の半径方向に往復運動し得る（図６
の矢印Ｃ参照）ループ保持・移動部材２６を有してい
る。ループ保持・移動部材２６も、ローラ２３ａ、２３
ｂと同様に、図示しない適当な部材によってブレイダー
１のフレームに取り付けられ、ブレイディング時におけ
るライナー２の運動、並びに環状ガイド２０ｂの運動を
妨げないようになっている。

【００２２】さらに、ループ２４は、図３に示したよう
に、その中心がライナー２の軸に一致し、かつその縁が
ライナー２の表面またはライナー２上に組成されたブレ
イディング層２２の表面に近接または接触するように配
置されている。

【００２３】そして、第２ガイド２１ｂのローラ２３
ａ、２３ｂから線材２５が繰り出されると、それと同時
にループ保持・移動部材２６はライナー２の半径方向外
側に運動し、それによってループ２４の開口は大きくな
るが、ローラ２３ａ、２３ｂによって線材２５が巻き取
られると、それと同時にループ保持・移動部材２６はラ
イナー２の半径方向内側に運動し、その結果、ループ２
４の開口は小さくなるようになっている。

【００２４】なお、この実施例では、ループ保持・移動
部材２６をループ下側の線材２５の交差位置にのみ配置
するようにしたが、このループ保持・移動部材２６をル
ープ上側にも付加的に配置することによってループ２４
の保形力を高めることもできる。

【００２５】また、図６に示した第２ガイドの代わり
に、図４および図５に示した環状ガイドを第２ガイドと
して使用することもできる。

【００２６】次に、本発明によるブレイダー１の作動方
法について説明する。ブレイダー１および移動装置３が
作動することにより、ボビンキャリア６が環状軌道４、
５に沿って走行すると同時に、ライナー２がブレイダー
１に対して移動する。そして、ボビンキャリア７とライ
ナー２の間に渡された多数の繊維束１９が環状ガイド２
０ａ、２０ｂ並びに第２ガイド２１ａ、２１ｂを経てラ
イナー２の周りりに交錯旋回し、必要に応じて、孔８か
ら中央の繊維束がボビンキャリア７から巻き戻され組み
上げられる繊維束１９に交絡することにより、ブレイデ
ィングが行われてライナー２上にブレイディング層２２
が組成される。

【００２７】このブレイディング時における環状ガイド
２０ａ、２０ｂおよび第２ガイド２１ａ、２１ｂの動作
について、図３を参照しながら説明する。図３は、移動
装置３によってライナー２をブレイダー１から後退させ
ながら（図３の矢印Ｂ参照）ドーム部２ｂの中心に向か
ってブレイディングしている状態を示している。この場
合には、図３の右側の環状ガイド２０ｂおよび第２ガイ
ド２１ｂが使用される。

【００２８】図３から明らかなように、ライナー２のド
ーム部２ｂでは、ライナー２の軸方向に沿ってライナー
２の直径が急激に小さくなる。そして、ブレイディング
がドーム部２ｂの中心に向かってなされるにつれて環状
ガイド２０ｂの開口および第２ガイド２１ｂのループ２
４の開口は次第に小さくなる。このとき、環状ガイド２
０ｂが組成点をなし、環状ガイド２０ｂの開口の大きさ
の変化によって繊維束１９は組角を的確に制御されて組
成され、組成された繊維束１９部分は、ブレイディング
層２２の表面に近接または接触して配置された第２ガイ
ド２１ｂのループ２４によってライナー２に密着させら
れる。

【００２９】すなわち、このブレイダー１によれば、ラ
イナーの形状の変化に対応して環状ガイド２０ａ、２０
ｂの開口および第２ガイド２１ａ、２１ｂの開口が変化
することによって、ブレイディングされる繊維束１９
は、その組角を制御されながら、ライナー２に密着させ
られる。その結果、繊維束１９がライナー２の形状に沿
ってライナー２に密着した状態でブレイディング層２２
が組成され、ライナー２とブレイディング層２２との間
に隙間は生じない。

【００３０】そして、ブレイディング層９に樹脂が含浸
された後、樹脂が硬化され、中空容器が作製される。な
お、中空容器の作製時間を短縮するため、この実施例に
おいて、ボビンキャリア７と一対の環状ガイド２０ａ、
２０ｂの間に、例えば、樹脂噴射装置等を配置して、ボ
ビンキャリア７から環状ガイド２０ａ、２０ｂに向かう
繊維束１９に樹脂を含浸させるとともに、また、各環状
ガイド２０ａ、２０ｂの外側斜め上方に、例えば、熱風
噴射装置等を配置して、樹脂を含浸された繊維束の組成
直後に樹脂を硬化させるようにすることもできる。

【００３１】こうして、ライナー２とその上に組成され
るブレイディング層２２との間に隙間がないので、作製
された中空容器は実用に耐えうる十分な耐圧性能を有し
ている。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、中空容
器作製用ライナーの形状の変化に対応してブレイディン
グされる繊維束の組角を的確に制御し、繊維束をライナ
ー上に常に密着させた状態でブレイディング層を形成す
ることにより、ライナーとブレイディング層との間に隙
間が生じないようにすることができる。その結果、作製
された圧力容器の耐圧性能の低下を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例による中空容器作製用ブレイ
ダーを上方から見た概略的な平面図である。

【図２】図１のブレイダーの概略的な斜視図である。

【図３】図１のブレイダーにおけるボビンキャリアから
繊維束の組成点に至る繊維束経路近傍の構成を示す中空
容器の軸方向に沿った概略的な断面図である。

【図４】環状ガイドの一例の構成を示す正面図であり、
環状ガイドの内周縁が最小に絞られた状態を示したもの
である。

【図５】環状ガイドの一例の構成を示す正面図であり、
環状ガイドの内周縁が最大に拡張された状態を示したも
のである。

【図６】第２ガイドの一例の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ブレイダー ２ 中空容器作製用ライナー ２ａ シリンダ部 ２ｂ ドーム部 ３ 移動装置 ４ 軌道面 ５、６ 環状軌道 ７ ボビンキャリア ８ 孔 ９ 第１のチャック １１ 駆動台 １２ 第２のチャック １４ 従動台 １９ 繊維束 ２０ａ、２０ｂ 環状ガイド ２１ａ、２１ｂ 第２ガイド ２２ ブレイディング層 ２３ａ、２３ｂ 線材巻き取り・繰り出しローラ ２４ ループ ２５ 線材 ２６ ループ保持・移動部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数本の繊維束をボビンキャリアと中空
   容器作製用ライナーとの間に渡し、環状ガイドを通じて
   前記ライナー上の組成点に案内しつつ前記ライナーの周
   りに交錯旋回させるようにしたブレイダーにおいて、前
   記ライナーと前記環状ガイドの間に、前記ライナーの形
   状の変化に応じて開口の大きさを変化させることによっ
   て前記繊維束を前記ライナーに密着させるための第２ガ
   イドを設けたことを特徴とするブレイダー。
2. 【請求項２】 前記第２ガイドは、前記開口の中心を前
   記ライナーの軸に一致させ、かつ前記開口の縁近傍を前
   記ライナーの表面または前記ライナー上に組成されたブ
   レイディング層の表面に近接または接触させた状態で前
   記開口の大きさを変化させるように配置されていること
   を特徴とする請求項１に記載のブレイダー。
3. 【請求項３】 前記第２ガイドは、一対の間隔をあけて
   配置された線材巻き取り・繰り出しローラと、前記ロー
   ラの間に張られ中間においてループを形成する線材と、
   前記ループを形成する線材の交差位置に配置され、前記
   線材の交差状態を維持するとともに、前記ループの径が
   変化するときに前記ライナーの半径方向に往復運動し得
   るループ保持・移動部材からなっていることを特徴とす
   る請求項２に記載のブレイダー。