JPH11262955A - 繊維強化圧力容器およびブレイダーによる繊維強化圧力容器作製方法並びに繊維強化圧力容器作製用ブレイダーシステム - Google Patents
繊維強化圧力容器およびブレイダーによる繊維強化圧力容器作製方法並びに繊維強化圧力容器作製用ブレイダーシステムInfo
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- JPH11262955A JPH11262955A JP10089484A JP8948498A JPH11262955A JP H11262955 A JPH11262955 A JP H11262955A JP 10089484 A JP10089484 A JP 10089484A JP 8948498 A JP8948498 A JP 8948498A JP H11262955 A JPH11262955 A JP H11262955A
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- Laminated Bodies (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】強化繊維束が圧力容器全体にわたって巻き付け
られ、耐圧強度に関して最適に設計された繊維強化圧力
容器を提供する。 【解決手段】シリンダ部１９ａとその両端に連続するド
ーム部１９ｂからなる繊維強化圧力容器１９が、その軸
方向に沿って巻き付けられ、かつシリンダ部の一方の側
からドーム部を横切ってシリンダ部の他方の側に渡るよ
うに配置された強化繊維束１８によって形成された第１
の強化繊維層と、ブレイディングされた別の強化繊維束
１５によって少なくともシリンダ部に形成された第２の
強化繊維層からなる積層構造を有するようにする。
られ、耐圧強度に関して最適に設計された繊維強化圧力
容器を提供する。 【解決手段】シリンダ部１９ａとその両端に連続するド
ーム部１９ｂからなる繊維強化圧力容器１９が、その軸
方向に沿って巻き付けられ、かつシリンダ部の一方の側
からドーム部を横切ってシリンダ部の他方の側に渡るよ
うに配置された強化繊維束１８によって形成された第１
の強化繊維層と、ブレイディングされた別の強化繊維束
１５によって少なくともシリンダ部に形成された第２の
強化繊維層からなる積層構造を有するようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧ガス等を入れ
るための繊維強化圧力容器、および繊維強化圧力容器を
ブレイダーを用いて作製する方法、並びに繊維強化圧力
容器を作製するためのブレイダーシステムに関するもの
である。
るための繊維強化圧力容器、および繊維強化圧力容器を
ブレイダーを用いて作製する方法、並びに繊維強化圧力
容器を作製するためのブレイダーシステムに関するもの
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圧力
容器の作製方法によれば、シリンダ部とその両端に連続
するドーム部からなる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、多数本の強化繊維束がブ
レイダーの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。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。
容器の作製方法によれば、シリンダ部とその両端に連続
するドーム部からなる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、多数本の強化繊維束がブ
レイダーの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。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。
【０００３】しかしながら、この従来の作製方法によれ
ば、強化繊維束が圧力容器ライナーの軸に交差する面内
でのみライナーの周りに交錯旋回せしめられることによ
ってブレイディング層が組成されるので、圧力容器ライ
ナーのシリンダ部の一方の側からドーム部を横切ってシ
リンダ部の他方の側に渡るようにして圧力容器ライナー
に巻き付けられる強化繊維束が存在しない。こうして、
作製された繊維強化圧力容器のドーム部の頂点近傍に強
化繊維束が存在しない領域が生じる。この強化繊維束が
存在しない領域は、強化繊維束が存在する領域（強化繊
維束が連続的に巻き付けられた領域）に比べて耐圧強度
が極端に低下し、耐圧強度の観点から圧力容器を最適に
設計するのが困難になるという問題を生じていた。
ば、強化繊維束が圧力容器ライナーの軸に交差する面内
でのみライナーの周りに交錯旋回せしめられることによ
ってブレイディング層が組成されるので、圧力容器ライ
ナーのシリンダ部の一方の側からドーム部を横切ってシ
リンダ部の他方の側に渡るようにして圧力容器ライナー
に巻き付けられる強化繊維束が存在しない。こうして、
作製された繊維強化圧力容器のドーム部の頂点近傍に強
化繊維束が存在しない領域が生じる。この強化繊維束が
存在しない領域は、強化繊維束が存在する領域（強化繊
維束が連続的に巻き付けられた領域）に比べて耐圧強度
が極端に低下し、耐圧強度の観点から圧力容器を最適に
設計するのが困難になるという問題を生じていた。
【０００４】
【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、強化繊維束が圧力容器全体にわたって巻き付け
られ、耐圧強度に関して最適に設計された繊維強化圧力
容器を提供することにある。また、本発明の課題は、こ
のような繊維強化圧力容器をブレイダーを用いて製作す
る方法、並びにこのような繊維強化圧力容器を作製する
ためのブレイダーシステムを提供することにある。
課題は、強化繊維束が圧力容器全体にわたって巻き付け
られ、耐圧強度に関して最適に設計された繊維強化圧力
容器を提供することにある。また、本発明の課題は、こ
のような繊維強化圧力容器をブレイダーを用いて製作す
る方法、並びにこのような繊維強化圧力容器を作製する
ためのブレイダーシステムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、シリンダ部とその両端に連続する
ドーム部とからなる繊維強化圧力容器であって、前記繊
維強化圧力容器の軸方向に沿って巻き付けられ、かつ前
記シリンダ部の一方の側から前記ドーム部を横切って前
記シリンダ部の他方の側に渡るように配置された強化繊
維束によって形成された第１の強化繊維層と、ブレイデ
ィングされた別の強化繊維束によって少なくとも前記シ
リンダ部に形成された第２の強化繊維層からなる積層構
造を有していることを特徴とする繊維強化圧力容器が構
成される。
め、本発明によれば、シリンダ部とその両端に連続する
ドーム部とからなる繊維強化圧力容器であって、前記繊
維強化圧力容器の軸方向に沿って巻き付けられ、かつ前
記シリンダ部の一方の側から前記ドーム部を横切って前
記シリンダ部の他方の側に渡るように配置された強化繊
維束によって形成された第１の強化繊維層と、ブレイデ
ィングされた別の強化繊維束によって少なくとも前記シ
リンダ部に形成された第２の強化繊維層からなる積層構
造を有していることを特徴とする繊維強化圧力容器が構
成される。
【０００６】また、上記課題を解決するため、本発明に
よれば、シリンダ部とその両端に連続するドーム部とか
らなる圧力容器ライナーを準備し、強化繊維束を前記圧
力容器ライナーの軸方向に沿って前記圧力容器ライナー
に巻き付け、前記強化繊維束が前記シリンダ部の一方の
側から前記ドーム部を横切って前記シリンダ部の他方の
側に渡るようにし、その上に別の強化繊維束によってブ
レイディング層を形成することを特徴とするブレイダー
による繊維強化圧力容器作製方法が構成される。
よれば、シリンダ部とその両端に連続するドーム部とか
らなる圧力容器ライナーを準備し、強化繊維束を前記圧
力容器ライナーの軸方向に沿って前記圧力容器ライナー
に巻き付け、前記強化繊維束が前記シリンダ部の一方の
側から前記ドーム部を横切って前記シリンダ部の他方の
側に渡るようにし、その上に別の強化繊維束によってブ
レイディング層を形成することを特徴とするブレイダー
による繊維強化圧力容器作製方法が構成される。
【０００７】また、上記課題を解決するため、本発明に
よれば、シリンダ部とその両端に連続するドーム部から
なる圧力容器ライナーを定位置に支持し、円筒状マンド
レルを前記圧力容器ライナーの両端に同軸に配置して前
記圧力容器ライナーのドーム部に対して接触しまたは離
れるようし、２つのブレイダーを前記圧力容器ライナー
および前記マンドレルを包囲しつつ前記圧力容器ライナ
ーの軸方向に往復運動可能に配置し、前記圧力容器ライ
ナーが通過し得る円形開口を有し、前記開口の内周面に
多数のボビンが配置された軸方向繊維束供給手段を、前
記２つのブレイダーの間に前記軸方向に往復運動可能に
配置し、前記マンドレル上または前記マンドレルと前記
圧力容器ライナーとの間において繊維層を周方向に切断
するカッターを配置し、前記軸方向繊維束供給手段のボ
ビンが前記圧力容器ライナーの端を外側に越える度毎
に、前記多数のボビンを一斉に前記開口の中心に関して
１８０°回転させるようにしたことを特徴とする繊維強
化圧力容器作製用ブレイダーシステムが構成される。
よれば、シリンダ部とその両端に連続するドーム部から
なる圧力容器ライナーを定位置に支持し、円筒状マンド
レルを前記圧力容器ライナーの両端に同軸に配置して前
記圧力容器ライナーのドーム部に対して接触しまたは離
れるようし、２つのブレイダーを前記圧力容器ライナー
および前記マンドレルを包囲しつつ前記圧力容器ライナ
ーの軸方向に往復運動可能に配置し、前記圧力容器ライ
ナーが通過し得る円形開口を有し、前記開口の内周面に
多数のボビンが配置された軸方向繊維束供給手段を、前
記２つのブレイダーの間に前記軸方向に往復運動可能に
配置し、前記マンドレル上または前記マンドレルと前記
圧力容器ライナーとの間において繊維層を周方向に切断
するカッターを配置し、前記軸方向繊維束供給手段のボ
ビンが前記圧力容器ライナーの端を外側に越える度毎
に、前記多数のボビンを一斉に前記開口の中心に関して
１８０°回転させるようにしたことを特徴とする繊維強
化圧力容器作製用ブレイダーシステムが構成される。
【０００８】
【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実施例による繊維強化圧力容器作製用ブレイダー
システムの構成を概略的に示した側面図である。図１に
示したように、本発明によるブレイダーシステムは、圧
力容器ライナー１を定位置に支持する第１および第２の
ロボットアーム２、３を備えている。第１のロボットア
ーム２はその先端に圧力容器ライナー１の一端を挟持す
るチャック２ａを備え、第２のロボットアーム３はその
先端に圧力容器ライナー１の他端を挟持するチャック３
ａを備えており、圧力容器ライナー１は、両端を第１お
よび第２のロボットアーム２、３によって挟持されるこ
とによって定位置に支持されるようになっている。ま
た、第１および第２のロボットアーム２、３は、それぞ
れ、圧力容器ライナー１の軸方向に運動することによっ
て、そのチャック２ａ、３ａが圧力容器ライナー１に対
して接触しまたは離れるようになっており、第１および
第２のロボットアーム２、３のいずれか一方のみによっ
て圧力容器ライナー１を片持ち状態に支持することもで
きる。
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実施例による繊維強化圧力容器作製用ブレイダー
システムの構成を概略的に示した側面図である。図１に
示したように、本発明によるブレイダーシステムは、圧
力容器ライナー１を定位置に支持する第１および第２の
ロボットアーム２、３を備えている。第１のロボットア
ーム２はその先端に圧力容器ライナー１の一端を挟持す
るチャック２ａを備え、第２のロボットアーム３はその
先端に圧力容器ライナー１の他端を挟持するチャック３
ａを備えており、圧力容器ライナー１は、両端を第１お
よび第２のロボットアーム２、３によって挟持されるこ
とによって定位置に支持されるようになっている。ま
た、第１および第２のロボットアーム２、３は、それぞ
れ、圧力容器ライナー１の軸方向に運動することによっ
て、そのチャック２ａ、３ａが圧力容器ライナー１に対
して接触しまたは離れるようになっており、第１および
第２のロボットアーム２、３のいずれか一方のみによっ
て圧力容器ライナー１を片持ち状態に支持することもで
きる。
【０００９】圧力容器ライナー１はブレイダーシステム
による中空容器の気密性を確保するためのものであり、
この実施例では、圧力容器ライナー１はシリンダ部１ａ
とその両端に連続するドーム部１ｂとからなっている。
による中空容器の気密性を確保するためのものであり、
この実施例では、圧力容器ライナー１はシリンダ部１ａ
とその両端に連続するドーム部１ｂとからなっている。
【００１０】圧力容器ライナー１の両端には、第１およ
び第２の円筒状マンドレル４、５が圧力容器ライナー１
に同軸に配置され、圧力ライナー１の軸方向に往復運動
し、圧力容器ライナー１のドーム部１ｂに対して接触し
または離れるようになっている。この場合、マンドレル
４、５は、関係するロボットアーム２、３を内部に収容
し得る内径を有し、かつ圧力容器ライナー１のシリンダ
部１ａの外径に等しいかまたはそれより小さい外径を有
している。なお、図１では、第１のマンドレル４は圧力
容器ライナー１から離れた位置にあり、第２のマンドレ
ル５は圧力容器ライナー１に接触した位置にある。
び第２の円筒状マンドレル４、５が圧力容器ライナー１
に同軸に配置され、圧力ライナー１の軸方向に往復運動
し、圧力容器ライナー１のドーム部１ｂに対して接触し
または離れるようになっている。この場合、マンドレル
４、５は、関係するロボットアーム２、３を内部に収容
し得る内径を有し、かつ圧力容器ライナー１のシリンダ
部１ａの外径に等しいかまたはそれより小さい外径を有
している。なお、図１では、第１のマンドレル４は圧力
容器ライナー１から離れた位置にあり、第２のマンドレ
ル５は圧力容器ライナー１に接触した位置にある。
【００１１】また、図１に示したように、本発明による
ブレイダーシステムは、圧力容器ライナー１およびマン
ドレル４、５を包囲しつつ圧力容器ライナー１の軸方向
に往復運動可能に配置された２つのブレイダー６、７
と、圧力容器ライナー１が通過し得る円形開口を有し、
開口の内周面に多数のボビンを備え、２つのブレイダー
６、７の間に圧力容器ライナー１の軸方向に往復運動可
能に配置された軸方向繊維束供給装置８を備えている。
ブレイダーシステムは、圧力容器ライナー１およびマン
ドレル４、５を包囲しつつ圧力容器ライナー１の軸方向
に往復運動可能に配置された２つのブレイダー６、７
と、圧力容器ライナー１が通過し得る円形開口を有し、
開口の内周面に多数のボビンを備え、２つのブレイダー
６、７の間に圧力容器ライナー１の軸方向に往復運動可
能に配置された軸方向繊維束供給装置８を備えている。
【００１２】この実施例では、２つのブレイダー６、７
および軸方向繊維束供給装置８は、レール１０上を自走
することによって圧力容器ライナー１の軸方向に往復運
動し得るようになっているが、適当な公知の移動手段を
用いて、２つのブレイダー６、７および軸方向繊維束供
給装置８を圧力容器ライナー１の軸方向に往復運動させ
るようにしてもよい。
および軸方向繊維束供給装置８は、レール１０上を自走
することによって圧力容器ライナー１の軸方向に往復運
動し得るようになっているが、適当な公知の移動手段を
用いて、２つのブレイダー６、７および軸方向繊維束供
給装置８を圧力容器ライナー１の軸方向に往復運動させ
るようにしてもよい。
【００１３】本発明によるブレイダーシステムは、さら
に、マンドレル４、５上またはマンドレル４、５と圧力
容器ライナー１との境界において繊維層を周方向に切断
するカッター９を備えている。カッター９は、図示しな
い適当な支持移動手段によって、上下左右に移動可能に
かつ圧力容器ライナー１の軸の周りに回転可能になって
おり、常に、２つのブレイダー６、７および軸方向繊維
束供給装置８の運動を妨げない位置に配置されている。
に、マンドレル４、５上またはマンドレル４、５と圧力
容器ライナー１との境界において繊維層を周方向に切断
するカッター９を備えている。カッター９は、図示しな
い適当な支持移動手段によって、上下左右に移動可能に
かつ圧力容器ライナー１の軸の周りに回転可能になって
おり、常に、２つのブレイダー６、７および軸方向繊維
束供給装置８の運動を妨げない位置に配置されている。
【００１４】図２は、ブレイダー６、７の概略的な斜視
図である。この実施例では、２つのブレイダー６、７は
同一の構成を有しているので、図２には一方のブレイダ
ー６のみを示すとともに、その構成を簡単に説明する。
図２に示したように、ブレイダー６は、円筒または球体
を輪切りにした形状の軌道面１１を備えており、ブレイ
ダー６の中心部は、組成中に圧力容器ライナー１が通過
するために空洞になっている。これとは別に軌道面１１
を平面状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６の軌道面１１には２つの
交錯する溝状の環状軌道１２、１３が形成され、各環状
軌道１２、１３の溝には、多数のボビンキャリア１４が
案内され、軌道１２、１３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。
図である。この実施例では、２つのブレイダー６、７は
同一の構成を有しているので、図２には一方のブレイダ
ー６のみを示すとともに、その構成を簡単に説明する。
図２に示したように、ブレイダー６は、円筒または球体
を輪切りにした形状の軌道面１１を備えており、ブレイ
ダー６の中心部は、組成中に圧力容器ライナー１が通過
するために空洞になっている。これとは別に軌道面１１
を平面状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６の軌道面１１には２つの
交錯する溝状の環状軌道１２、１３が形成され、各環状
軌道１２、１３の溝には、多数のボビンキャリア１４が
案内され、軌道１２、１３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。
【００１５】そして、ボビンキャリア１４が環状軌道１
２、１３に沿って走行するとともに、ブレイダー６の圧
力容器ライナー１に対する位置が制御され、それによっ
て、ボビンキャリア１４と圧力容器ライナー１の間に渡
された多数の繊維束１５が圧力容器ライナー１のまわり
に交錯旋回することにより、ブレイディングが行われて
圧力容器ライナー１上にブレイディング層が組成される
ようになっている。
２、１３に沿って走行するとともに、ブレイダー６の圧
力容器ライナー１に対する位置が制御され、それによっ
て、ボビンキャリア１４と圧力容器ライナー１の間に渡
された多数の繊維束１５が圧力容器ライナー１のまわり
に交錯旋回することにより、ブレイディングが行われて
圧力容器ライナー１上にブレイディング層が組成される
ようになっている。
【００１６】図３は、図１のＸ−Ｘ方向に沿った断面図
であり、軸方向繊維束供給装置８の正面を示した図であ
る。図３に示したように、軸方向繊維束供給装置８は、
中央部に圧力容器ライナー１が通過し得る円形開口１６
を有している。そして、この円形開口１６の内周面に
は、これに沿って図示しない円筒状のボビン保持部材が
取り付けられ、このボビン保持部材は、軸方向繊維束供
給装置８の内部に設けられた図示しない適当な駆動機構
によって、円形開口１６の中心に関して時計回りにまた
は反時計回りに回転し得るようになっている。さらに、
ボビン保持部材には、内周に沿って等しい間隔をあけて
多数のボビン１７が保持されており、ボビン保持部材が
任意の角度回転すると、多数のボビン１７は一斉に、円
形開口１６の中心に関して同じ角度回転するようになっ
ている。これらのボビン１７からは、圧力容器ライナー
１の軸方向に走る繊維束１８が供給される。
であり、軸方向繊維束供給装置８の正面を示した図であ
る。図３に示したように、軸方向繊維束供給装置８は、
中央部に圧力容器ライナー１が通過し得る円形開口１６
を有している。そして、この円形開口１６の内周面に
は、これに沿って図示しない円筒状のボビン保持部材が
取り付けられ、このボビン保持部材は、軸方向繊維束供
給装置８の内部に設けられた図示しない適当な駆動機構
によって、円形開口１６の中心に関して時計回りにまた
は反時計回りに回転し得るようになっている。さらに、
ボビン保持部材には、内周に沿って等しい間隔をあけて
多数のボビン１７が保持されており、ボビン保持部材が
任意の角度回転すると、多数のボビン１７は一斉に、円
形開口１６の中心に関して同じ角度回転するようになっ
ている。これらのボビン１７からは、圧力容器ライナー
１の軸方向に走る繊維束１８が供給される。
【００１７】次に、本発明によるブレイダーシステムの
作動方法について説明する。図４（Ａ）〜（Ｅ）および
図５（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明によるブレイダーシステ
ムの作動方法を説明する概略的な側断面図である。図４
〜図５においては、説明を簡単にするため、第１および
第２のブレイダー６、７については、いずれも上下各一
対のボビンキャリアのみを、また、軸方向繊維束供給装
置８については、上下各１つのボビンのみを示した。
作動方法について説明する。図４（Ａ）〜（Ｅ）および
図５（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明によるブレイダーシステ
ムの作動方法を説明する概略的な側断面図である。図４
〜図５においては、説明を簡単にするため、第１および
第２のブレイダー６、７については、いずれも上下各一
対のボビンキャリアのみを、また、軸方向繊維束供給装
置８については、上下各１つのボビンのみを示した。
【００１８】まず最初、図４（Ａ）に示したように、圧
力容器ライナー１は第２のロボットアーム３によって片
持ち状態に支持され、かつ第２のマンドレル５が圧力容
器ライナー１のドーム部１ｂに接触した状態で、軸方向
繊維束供給装置８および第２のブレイダー７が、第２の
マンドレル５から圧力容器ライナー１に向かって移動
し、軸方向繊維束供給装置８によって第２のマンドレル
５および圧力容器ライナー１の軸方向に多数本の繊維束
１８が供給され、その上から第２のブレイダー７によっ
て第２のマンドレル５および圧力容器ライナー１上にブ
レイディング層が組成される。このとき、第１のロボッ
トアーム２、第１のマンドレル４および第１のブレイダ
ー６は、いずれも圧力容器ライナー１から離れた位置に
待機している。
力容器ライナー１は第２のロボットアーム３によって片
持ち状態に支持され、かつ第２のマンドレル５が圧力容
器ライナー１のドーム部１ｂに接触した状態で、軸方向
繊維束供給装置８および第２のブレイダー７が、第２の
マンドレル５から圧力容器ライナー１に向かって移動
し、軸方向繊維束供給装置８によって第２のマンドレル
５および圧力容器ライナー１の軸方向に多数本の繊維束
１８が供給され、その上から第２のブレイダー７によっ
て第２のマンドレル５および圧力容器ライナー１上にブ
レイディング層が組成される。このとき、第１のロボッ
トアーム２、第１のマンドレル４および第１のブレイダ
ー６は、いずれも圧力容器ライナー１から離れた位置に
待機している。
【００１９】次に、図４（Ｂ）に示したように、軸方向
繊維束供給装置８および第２のブレイダー７が圧力容器
ライナー１上まで移動し、第２のブレイダー７によるブ
レイディング層の組成位置が圧力容器ライナー１上に移
動したとき、カッター９が作動し、圧力容器ライナー１
と第２のマンドレル５の間または第２のマンドレル５上
において組成されたブレイディング層が軸方向繊維束と
ともに周方向に切断される。
繊維束供給装置８および第２のブレイダー７が圧力容器
ライナー１上まで移動し、第２のブレイダー７によるブ
レイディング層の組成位置が圧力容器ライナー１上に移
動したとき、カッター９が作動し、圧力容器ライナー１
と第２のマンドレル５の間または第２のマンドレル５上
において組成されたブレイディング層が軸方向繊維束と
ともに周方向に切断される。
【００２０】図４（Ｃ）に示したように、第２のブレイ
ダー７によるブレイディング層の組成位置が圧力容器ラ
イナー１のシリンダ部１ａとドーム部１ｂの境界近傍に
達すると、軸方向繊維束供給装置８のボビン１７は圧力
容器ライナー１の端を外側に越えた位置に達する。そし
て、軸方向繊維束供給装置８のボビン１７が一斉に、時
計回りにまたは反時計回りに１８０°回転する。
ダー７によるブレイディング層の組成位置が圧力容器ラ
イナー１のシリンダ部１ａとドーム部１ｂの境界近傍に
達すると、軸方向繊維束供給装置８のボビン１７は圧力
容器ライナー１の端を外側に越えた位置に達する。そし
て、軸方向繊維束供給装置８のボビン１７が一斉に、時
計回りにまたは反時計回りに１８０°回転する。
【００２１】その後、図４（Ｄ）に示したように、第２
のブレイダー７および軸方向繊維束供給装置８は前と逆
方向に移動するとともに、第１のロボットアーム２が作
動して圧力容器ライナー１を支持し、かつ第１のマンド
レル４が圧力容器ライナー１のドーム部１ｂに接触す
る。そして、第１のブレイダー６が作動し、第１のマン
ドレル４から圧力容器ライナー１に向かって移動し、第
１のブレイダー６によって第１のマンドレル４上にブレ
イディング層が組成される。
のブレイダー７および軸方向繊維束供給装置８は前と逆
方向に移動するとともに、第１のロボットアーム２が作
動して圧力容器ライナー１を支持し、かつ第１のマンド
レル４が圧力容器ライナー１のドーム部１ｂに接触す
る。そして、第１のブレイダー６が作動し、第１のマン
ドレル４から圧力容器ライナー１に向かって移動し、第
１のブレイダー６によって第１のマンドレル４上にブレ
イディング層が組成される。
【００２２】図４（Ｅ）に示したように、第１のブレイ
ダー６によるブレイディング層の組成位置が圧力容器ラ
イナー１上に移動したとき、カッター９が作動し、圧力
容器ライナー１と第１のマンドレル４との間または第１
のマンドレル４上において第１のブレイダー６によって
組成されたブレイディング層が周方向に切断される。第
１のブレイダー６が圧力容器ライナー１上を移動する間
に、軸方向繊維束供給装置８から多数本の繊維束１８
が、第２のブレイダー７によるブレイディング層上に圧
力容器ライナー１の軸方向に供給され、その上から第１
のブレイダー６によってブレイディング層が組成され
る。そして、第２のブレイダー７によるブレイディング
層の組成位置が第２のマンドレル５上に移動すると、カ
ッター９が作動し、圧力容器ライナー１と第２のマンド
レル５との間または第２のマンドレル５上において第２
のブレイダー７によって組成されたブレイディング層が
周方向に切断される。切断後、第２のブレイダー７およ
び第２のマンドレル、並びに第２のロボットアーム３
は、いずれも圧力容器ライナー１から離れる。
ダー６によるブレイディング層の組成位置が圧力容器ラ
イナー１上に移動したとき、カッター９が作動し、圧力
容器ライナー１と第１のマンドレル４との間または第１
のマンドレル４上において第１のブレイダー６によって
組成されたブレイディング層が周方向に切断される。第
１のブレイダー６が圧力容器ライナー１上を移動する間
に、軸方向繊維束供給装置８から多数本の繊維束１８
が、第２のブレイダー７によるブレイディング層上に圧
力容器ライナー１の軸方向に供給され、その上から第１
のブレイダー６によってブレイディング層が組成され
る。そして、第２のブレイダー７によるブレイディング
層の組成位置が第２のマンドレル５上に移動すると、カ
ッター９が作動し、圧力容器ライナー１と第２のマンド
レル５との間または第２のマンドレル５上において第２
のブレイダー７によって組成されたブレイディング層が
周方向に切断される。切断後、第２のブレイダー７およ
び第２のマンドレル、並びに第２のロボットアーム３
は、いずれも圧力容器ライナー１から離れる。
【００２３】図５（Ａ）に示したように、第１のブレイ
ダー６によるブレイディング層の組成位置が圧力容器ラ
イナー１のシリンダ部１ａとドーム部１ｂの境界近傍に
達すると、軸方向繊維束供給装置８のボビン１７は圧力
容器ライナー１の端を外側に越えた位置に達する。そし
て、軸方向繊維束供給装置８のボビン１７が一斉に、時
計回りにまたは反時計回りに１８０°回転する。
ダー６によるブレイディング層の組成位置が圧力容器ラ
イナー１のシリンダ部１ａとドーム部１ｂの境界近傍に
達すると、軸方向繊維束供給装置８のボビン１７は圧力
容器ライナー１の端を外側に越えた位置に達する。そし
て、軸方向繊維束供給装置８のボビン１７が一斉に、時
計回りにまたは反時計回りに１８０°回転する。
【００２４】その後、図５（Ｂ）に示したように、第１
のブレイダー６および軸方向繊維束供給装置８は前と逆
方向に移動するとともに、第１のロボットアーム２が作
動して圧力容器ライナー１を支持し、かつ第２のマンド
レル５が圧力容器ライナー１のドーム部１ｂに接触す
る。そして、第２のブレイダー７が作動し、第２のマン
ドレル５から圧力容器ライナー１に向かって移動し、第
２のブレイダー７によって第２のマンドレル５上にブレ
イディング層が組成される。
のブレイダー６および軸方向繊維束供給装置８は前と逆
方向に移動するとともに、第１のロボットアーム２が作
動して圧力容器ライナー１を支持し、かつ第２のマンド
レル５が圧力容器ライナー１のドーム部１ｂに接触す
る。そして、第２のブレイダー７が作動し、第２のマン
ドレル５から圧力容器ライナー１に向かって移動し、第
２のブレイダー７によって第２のマンドレル５上にブレ
イディング層が組成される。
【００２５】図５（Ｃ）に示したように、第２のブレイ
ダー７によるブレイディング層の組成位置が圧力容器ラ
イナー１上に移動したとき、カッター９が作動し、圧力
容器ライナー１と第２のマンドレル５との間または第２
のマンドレル５上において第２のブレイダー７によって
組成されたブレイディング層が周方向に切断される。第
２のブレイダー７が圧力容器ライナー１上を移動する間
に、軸方向繊維束供給装置８から多数本の繊維束１８
が、第１のブレイダー６によるブレイディング層上に圧
力容器ライナー１の軸方向に供給され、その上から第２
のブレイダー７によってブレイディング層が組成され
る。そして、第１のブレイダー６によるブレイディング
層の組成位置が第１のマンドレル４上に移動すると、カ
ッター９が作動し、圧力容器ライナー１と第１のマンド
レル４との間または第１のマンドレル４上において第１
のブレイダー６によって組成されたブレイディング層が
周方向に切断される。
ダー７によるブレイディング層の組成位置が圧力容器ラ
イナー１上に移動したとき、カッター９が作動し、圧力
容器ライナー１と第２のマンドレル５との間または第２
のマンドレル５上において第２のブレイダー７によって
組成されたブレイディング層が周方向に切断される。第
２のブレイダー７が圧力容器ライナー１上を移動する間
に、軸方向繊維束供給装置８から多数本の繊維束１８
が、第１のブレイダー６によるブレイディング層上に圧
力容器ライナー１の軸方向に供給され、その上から第２
のブレイダー７によってブレイディング層が組成され
る。そして、第１のブレイダー６によるブレイディング
層の組成位置が第１のマンドレル４上に移動すると、カ
ッター９が作動し、圧力容器ライナー１と第１のマンド
レル４との間または第１のマンドレル４上において第１
のブレイダー６によって組成されたブレイディング層が
周方向に切断される。
【００２６】そして、図５（Ｄ）に示したように、第２
のブレイダー７によるブレイディング層の組成位置が第
１のマンドレル４上まで移動すると、カッター９が作動
し、圧力容器ライナー１と第１のマンドレル４との間ま
たは第１のマンドレル４上において第２のブレイダー７
によって組成されたブレイディング層が周方向に切断さ
れる。なお、この切断動作と同時に、図５（Ｃ）で説明
したブレイディング層の切断動作（２回）を行うように
してもよい。最後に軸方向繊維束１８が切断される。こ
うして、繊維強化圧力容器のプリフォームが作製され
る。
のブレイダー７によるブレイディング層の組成位置が第
１のマンドレル４上まで移動すると、カッター９が作動
し、圧力容器ライナー１と第１のマンドレル４との間ま
たは第１のマンドレル４上において第２のブレイダー７
によって組成されたブレイディング層が周方向に切断さ
れる。なお、この切断動作と同時に、図５（Ｃ）で説明
したブレイディング層の切断動作（２回）を行うように
してもよい。最後に軸方向繊維束１８が切断される。こ
うして、繊維強化圧力容器のプリフォームが作製され
る。
【００２７】その後、第１および第２のマンドレル４、
５と、第１および第２のロボットアーム２、３が圧力容
器ライナーから離れ、繊維強化圧力容器のプリフォーム
が取り出され、このプリフォームに対して樹脂含浸およ
び樹脂硬化の処理が施され、繊維強化圧力容器が作製さ
れる。
５と、第１および第２のロボットアーム２、３が圧力容
器ライナーから離れ、繊維強化圧力容器のプリフォーム
が取り出され、このプリフォームに対して樹脂含浸およ
び樹脂硬化の処理が施され、繊維強化圧力容器が作製さ
れる。
【００２８】繊維強化圧力容器のプリフォームが取り出
された後、次の繊維強化圧力容器の作製のため、第１お
よび第２のマンドレル４、５が突き合わされ、第２のブ
レイダー７が第１のマンドレル４から第２のマンドレル
５に向かって移動し、第２のブレイダー７によるブレイ
ディング層の組成位置が第２のマンドレル５上に移動す
る。この第２のブレイダー７の移動と同時に、第１のブ
レイダー６が軸方向繊維束供給装置８に向かって移動
し、それが組成するブレイディング層によって、第１の
マンドレル４上において軸方向繊維束供給装置８からの
軸方向繊維束１８を押さえる。
された後、次の繊維強化圧力容器の作製のため、第１お
よび第２のマンドレル４、５が突き合わされ、第２のブ
レイダー７が第１のマンドレル４から第２のマンドレル
５に向かって移動し、第２のブレイダー７によるブレイ
ディング層の組成位置が第２のマンドレル５上に移動す
る。この第２のブレイダー７の移動と同時に、第１のブ
レイダー６が軸方向繊維束供給装置８に向かって移動
し、それが組成するブレイディング層によって、第１の
マンドレル４上において軸方向繊維束供給装置８からの
軸方向繊維束１８を押さえる。
【００２９】そして、カッター９が作動し、第１および
第２のマンドレル４、５間において、第２のブレイダー
７によって組成されたブレイディング層が切断される。
第２のマンドレル４、５間において、第２のブレイダー
７によって組成されたブレイディング層が切断される。
【００３０】第１のブレイダー６、軸方向繊維束供給装
置８および第１のマンドレル４と、第２のブレイダー７
および第２のマンドレル５とが所定の待機位置まで引き
離され、新たな圧力容器ライナー１が第１のロボットア
ーム２によって片持ち状態に支持される。こうして、図
４（Ａ）〜（Ｅ）および図５（Ａ）〜（Ｄ）において説
明したのと同様の動作が繰り返されて次の繊維強化圧力
容器が作製される。ただし、この場合、第１および第２
のロボットアーム２、３、第１および第２のマンドレル
４、５、および第１および第２のブレイダー６、７の動
作は入れ代わったものとなる。
置８および第１のマンドレル４と、第２のブレイダー７
および第２のマンドレル５とが所定の待機位置まで引き
離され、新たな圧力容器ライナー１が第１のロボットア
ーム２によって片持ち状態に支持される。こうして、図
４（Ａ）〜（Ｅ）および図５（Ａ）〜（Ｄ）において説
明したのと同様の動作が繰り返されて次の繊維強化圧力
容器が作製される。ただし、この場合、第１および第２
のロボットアーム２、３、第１および第２のマンドレル
４、５、および第１および第２のブレイダー６、７の動
作は入れ代わったものとなる。
【００３１】図６は、作製された繊維強化圧力容器の斜
視図である。図６に示したように、繊維強化圧力容器１
９は、繊維強化圧力容器１９の軸方向に沿って巻き付け
られ、かつシリンダ部１９ａの一方の側からドーム部１
９ｂを横切ってシリンダ部１９ａの他方の側に渡るよう
に配置された強化繊維束１８によって形成された第１の
強化繊維層と、ブレイディングされた別の強化繊維束１
５によって主としてシリンダ部１９ａに形成された第２
の強化繊維層からなる積層構造を有している。図５
（Ｄ）から明らかなように、この実施例では、作製され
た繊維強化圧力容器１９は、シリンダ部１９ａにおい
て、３層の第１の強化繊維層と５層の第２の強化繊維層
からなる積層構造を有し、ドーム部１９ｂにおいて、２
層の第１の強化繊維層からなる積層構造を有している。
視図である。図６に示したように、繊維強化圧力容器１
９は、繊維強化圧力容器１９の軸方向に沿って巻き付け
られ、かつシリンダ部１９ａの一方の側からドーム部１
９ｂを横切ってシリンダ部１９ａの他方の側に渡るよう
に配置された強化繊維束１８によって形成された第１の
強化繊維層と、ブレイディングされた別の強化繊維束１
５によって主としてシリンダ部１９ａに形成された第２
の強化繊維層からなる積層構造を有している。図５
（Ｄ）から明らかなように、この実施例では、作製され
た繊維強化圧力容器１９は、シリンダ部１９ａにおい
て、３層の第１の強化繊維層と５層の第２の強化繊維層
からなる積層構造を有し、ドーム部１９ｂにおいて、２
層の第１の強化繊維層からなる積層構造を有している。
【００３２】こうして、本発明によるブレイダーシステ
ムによれば、繊維束が圧力容器全体にわたって巻き付け
られ、耐圧強度に関して最適に設計された繊維強化圧力
容器を作製することができる。
ムによれば、繊維束が圧力容器全体にわたって巻き付け
られ、耐圧強度に関して最適に設計された繊維強化圧力
容器を作製することができる。
【００３３】次に、繊維強化圧力容器作製方法の別の実
施形態を説明する。 （イ）先の例では、ロボットアーム２、３とマンドレル
４、５とを、圧力容器ライナー１に対して交互に作用さ
せることにより、軸方向繊維束１８が回転するときに圧
力容器ライナー１のドーム部１ｂ全体が覆われるように
構成した。しかし、ロボットアーム２、３とマンドレル
４、５とのうち少なくともロボットアーム２、３を常に
圧力容器ライナー１に接触させ、両持ち状態で軸方向繊
維束１８を回転させてもよい。図４および図５では、説
明の都合上、ロボットアーム２、３の寸法比が大きくな
っているが、圧力容器両端に形成した小さな口金を把持
する場合が多いので、ロボットアーム２、３の寸法は実
際は小さい。 （ロ）先の例では、図５の（Ｄ）の状態で終了している
が、図５（Ｃ）の状態からさらにもう一度ブレイディン
グを重ねる、つまり、図４（Ｃ）〜図５（Ａ）の操作を
繰り返して、４層の第１の強化繊維層と７層の第２の強
化繊維層を形成し、積層構造の形成を図５の右側位置で
終了させるようにしてもよい。この場合には、第１のブ
レイダー６を左側位置に復帰させると図４（Ａ）の初期
状態になる。または、上記４層７層の積層状態からさら
にブレイディングを繰り返して図５（Ｄ）の状態で終了
してもよい。つまり、圧力容器に要求される強度に応じ
てブレイディング回数や最終的な停止位置は任意に設定
できる。 （ハ）先の例では、ブレイダー６、７は軌道１２、１３
に沿って走行するボビンキャリア１４のみを備えてい
た。このボビンキャリア１４に加えて、圧力容器ライナ
ー１の軸方向に沿った補強用の中央糸を供給可能なブレ
イダーを利用し、ボビンキャリアの走行によるブレイデ
ィング層に常に一定箇所から巻き戻される補強繊維束を
追加するような構成としてもよい。
施形態を説明する。 （イ）先の例では、ロボットアーム２、３とマンドレル
４、５とを、圧力容器ライナー１に対して交互に作用さ
せることにより、軸方向繊維束１８が回転するときに圧
力容器ライナー１のドーム部１ｂ全体が覆われるように
構成した。しかし、ロボットアーム２、３とマンドレル
４、５とのうち少なくともロボットアーム２、３を常に
圧力容器ライナー１に接触させ、両持ち状態で軸方向繊
維束１８を回転させてもよい。図４および図５では、説
明の都合上、ロボットアーム２、３の寸法比が大きくな
っているが、圧力容器両端に形成した小さな口金を把持
する場合が多いので、ロボットアーム２、３の寸法は実
際は小さい。 （ロ）先の例では、図５の（Ｄ）の状態で終了している
が、図５（Ｃ）の状態からさらにもう一度ブレイディン
グを重ねる、つまり、図４（Ｃ）〜図５（Ａ）の操作を
繰り返して、４層の第１の強化繊維層と７層の第２の強
化繊維層を形成し、積層構造の形成を図５の右側位置で
終了させるようにしてもよい。この場合には、第１のブ
レイダー６を左側位置に復帰させると図４（Ａ）の初期
状態になる。または、上記４層７層の積層状態からさら
にブレイディングを繰り返して図５（Ｄ）の状態で終了
してもよい。つまり、圧力容器に要求される強度に応じ
てブレイディング回数や最終的な停止位置は任意に設定
できる。 （ハ）先の例では、ブレイダー６、７は軌道１２、１３
に沿って走行するボビンキャリア１４のみを備えてい
た。このボビンキャリア１４に加えて、圧力容器ライナ
ー１の軸方向に沿った補強用の中央糸を供給可能なブレ
イダーを利用し、ボビンキャリアの走行によるブレイデ
ィング層に常に一定箇所から巻き戻される補強繊維束を
追加するような構成としてもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、繊維束
が圧力容器全体にわたって巻き付けられ、よって、強化
繊維束が存在しない領域を生じることがなく、耐圧強度
に関して最適に設計された繊維強化圧力容器を提供する
ことができる。
が圧力容器全体にわたって巻き付けられ、よって、強化
繊維束が存在しない領域を生じることがなく、耐圧強度
に関して最適に設計された繊維強化圧力容器を提供する
ことができる。
【図１】本発明の１実施例による繊維強化圧力容器作製
用ブレイダーシステムの構成を概略的に示した側面図で
ある。
用ブレイダーシステムの構成を概略的に示した側面図で
ある。
【図２】図１のブレイダーシステムにおけるブレイダー
の概略的な斜視図である。
の概略的な斜視図である。
【図３】図１のＸ−Ｘ方向に沿った断面図であり、軸方
向繊維束供給装置の正面を示した図である。
向繊維束供給装置の正面を示した図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明によるブレイダーシス
テムの作動方法を説明する概略的な側断面図である。
テムの作動方法を説明する概略的な側断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明によるブレイダーシ
ステムの作動方法を説明する概略的な側断面図である。
ステムの作動方法を説明する概略的な側断面図である。
【図６】作製された繊維強化圧力容器の斜視図である。
１ 圧力容器ライナー １ａ シリンダ部 １ｂ ドーム部 ２、３ ロボットアーム ２ａ、３ａ チャック ４、５ マンドレル ６、７ ブレイダー ８ 軸方向繊維束供給装置 ９ カッター １０ レール １１ 軌道面 １２、１３ 環状軌道 １４ ボビンキャリア １５ 繊維束 １６ 円形開口 １７ ボビン １８ 繊維束 １９ 繊維強化圧力容器 １９ａ シリンダ部 １９ｂ ドーム部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 22:00
Claims (3)
- 【請求項１】 シリンダ部とその両端に連続するドーム
部とからなる繊維強化圧力容器であって、前記繊維強化
圧力容器の軸方向に沿って巻き付けられ、かつ前記シリ
ンダ部の一方の側から前記ドーム部を横切って前記シリ
ンダ部の他方の側に渡るように配置された強化繊維束に
よって形成された第１の強化繊維層と、ブレイディング
された別の強化繊維束によって少なくとも前記シリンダ
部に形成された第２の強化繊維層からなる積層構造を有
していることを特徴とする繊維強化圧力容器。 - 【請求項２】 シリンダ部とその両端に連続するドーム
部とからなる圧力容器ライナーを準備し、強化繊維束を
前記圧力容器ライナーの軸方向に沿って前記圧力容器ラ
イナーに巻き付け、前記強化繊維束が前記シリンダ部の
一方の側から前記ドーム部を横切って前記シリンダ部の
他方の側に渡るようにし、その上に別の強化繊維束によ
ってブレイディング層を形成することを特徴とするブレ
イダーによる繊維強化圧力容器作製方法。 - 【請求項３】 シリンダ部とその両端に連続するドーム
部からなる圧力容器ライナーを定位置に支持し、円筒状
マンドレルを前記圧力容器ライナーの両端に同軸に配置
して前記圧力容器ライナーのドーム部に対して接触しま
たは離れるようし、２つのブレイダーを前記圧力容器ラ
イナーおよび前記マンドレルを包囲しつつ前記圧力容器
ライナーの軸方向に往復運動可能に配置し、前記圧力容
器ライナーが通過し得る円形開口を有し、前記開口の内
周面に多数のボビンが配置された軸方向繊維束供給手段
を、前記２つのブレイダーの間に前記軸方向に往復運動
可能に配置し、前記マンドレル上または前記マンドレル
と前記圧力容器ライナーとの間において繊維層を周方向
に切断するカッターを配置し、前記軸方向繊維束供給手
段のボビンが前記圧力容器ライナーの端を外側に越える
度毎に、前記多数のボビンを一斉に前記開口の中心に関
して１８０°回転させるようにしたことを特徴とする繊
維強化圧力容器作製用ブレイダーシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08948498A JP3221392B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 繊維強化圧力容器およびブレイダーによる繊維強化圧力容器作製方法並びに繊維強化圧力容器作製用ブレイダーシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08948498A JP3221392B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 繊維強化圧力容器およびブレイダーによる繊維強化圧力容器作製方法並びに繊維強化圧力容器作製用ブレイダーシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11262955A true JPH11262955A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3221392B2 JP3221392B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=13972027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08948498A Expired - Fee Related JP3221392B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 繊維強化圧力容器およびブレイダーによる繊維強化圧力容器作製方法並びに繊維強化圧力容器作製用ブレイダーシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221392B2 (ja) |
Cited By (9)
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| EP1215323A1 (en) * | 2000-12-13 | 2002-06-19 | Murata Kikai Kabushiki Kaisha | Envelope manufacturing method by the braider |
| JP2004293571A (ja) * | 2003-03-25 | 2004-10-21 | Samtec Kk | 高剛性繊維を用いた高圧タンク及びその製造方法 |
| JP2005113958A (ja) * | 2003-10-03 | 2005-04-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | 耐圧容器製造方法 |
| EP2532507B1 (en) | 2011-06-10 | 2018-11-21 | Murata Machinery, Ltd. | Filament winding method |
| WO2019093003A1 (ja) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | 村田機械株式会社 | フィラメントワインディング装置 |
| JP2021146725A (ja) * | 2020-03-17 | 2021-09-27 | トヨタ自動車株式会社 | 高圧タンクの製造方法および高圧タンク |
| DE102020117307A1 (de) | 2020-07-01 | 2022-01-05 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters und Druckbehälter |
| JP2023534749A (ja) * | 2020-07-22 | 2023-08-10 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 少なくとも一種類の巻き付けた繊維強化ポリマー層を含む複合材部品を生産する機器及びプロセス |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP08948498A patent/JP3221392B2/ja not_active Expired - Fee Related
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