CN104684829B - 纤维保持装置、高压气罐制造装置及罐的制造方法 - Google Patents

Abstract

纤维保持装置具备：绕线筒，被支承成能够以轴为中心转动，并且对卷绕的纤维进行保持；解除部，用于对从绕线筒放出的纤维施加从绕线筒的轴朝向外周的力；张力附加部，用于对从绕线筒放出的纤维施加张力；及延伸部，从绕线筒延伸，朝向纤维的放出方向下游侧以解除部和张力附加部的顺序将解除部和张力附加部保持为一体。

Description

纤维保持装置、高压气罐制造装置及罐的制造方法

技术领域

本发明涉及将保持于绕线筒的纤维束放出的技术。

背景技术

将几万根由非常细的单纤维构成的纤维束(例如，纤维直径为1～5μm左右的单纤维)捆束成的碳纤维卷绕于树脂制的内衬而制造高压气罐(参照日本特开昭63-296925号公报)。碳纤维由于纤维束彼此粘贴的力强，因此从绕线筒放出之后的纤维有时会产生扭转或损伤。为了抑制或修正这样的纤维的扭转或损伤的发生，例如，在日本特开2011-245780号公报记载的绕丝系统中，在纤维的搬运路中，具备用于控制纤维的张力的张力控制机构。而且，在日本特开2005-262504公报中记载了在绕线筒的附近设有对从绕线筒放出的纤维进行引导的引导机构的绕丝装置。

发明内容

发明要解决的课题

在现有技术中，在从绕线筒放出的纤维的搬运路中，具备用于抑制或抑制纤维的扭转或损伤的独立的机构。

然而，期望不需要独立的机构而能够抑制从绕线筒放出的纤维的扭转或损伤的技术。

用于解决课题的手段

本发明为了解决上述的课题的至少一部分而作出，可以作为以下的方式来实现。

(1)根据本发明的一方式，提供一种纤维保持装置。该纤维保持装置具备：绕线筒，被支承成能够以轴为中心转动，并且对卷绕的纤维进行保持；解除部，用于对从所述绕线筒放出的所述纤维施加从所述绕线筒的轴朝向外周的力；张力附加部，用于对从所述绕线筒放出的所述纤维施加张力；及延伸部，从所述绕线筒延伸，朝向所述纤维的放出方向下游侧以所述解除部和所述张力附加部的顺序将所述解除部和所述张力附加部保持为一体。

根据该方式的纤维保持装置，用于对放出的纤维施加从绕线筒的轴朝向外周的力的解除部和用于对放出的纤维施加张力的张力附加部由从绕线筒延伸的延伸部保持为一体。因此，能够提供一种不需要独立的机构而能够抑制从绕线筒放出的纤维的扭转或损伤的纤维保持装置。而且，与以往那样利用独立的机构对纤维的扭转好损伤的发生进行抑制/修正的装置相比，能够提供一种节省空间的纤维保持装置。

(2)在上述方式的纤维保持装置中，所述延伸部可以沿着从所述绕线筒的轴朝向外周的方向延伸。

根据该方式的纤维保持装置，延伸部沿着从绕线筒的轴朝向外周的方向延伸，因此能够将解除部和张力附加部配置在同一构件上。

(3)在上述方式的纤维保持装置中，可以的是，所述解除部和所述张力附加部与所述绕线筒的轴大致平行地形成，所述张力附加部的所述轴向的长度L2比所述轴的长度L1长。

根据该方式的纤维保持装置，解除部和张力附加部与绕线筒的轴大致平行地形成，因此能够对从绕线筒放出的纤维均匀地施加力。而且，张力附加部的长度比绕线筒的轴的长度长，因此能够与绕线筒中卷绕纤维的位置无关地对放出的纤维施加张力。

(4)在上述方式的纤维保持装置中，可以的是，还具备辅助部，该辅助部在所述延伸部转动至规定的位置时对所述纤维从所述绕线筒的放出进行辅助。

根据该方式的纤维保持装置，例如，以卷绕于绕线筒的纤维的粘着等为起因，张力附加部受到放出的纤维的张力，辅助部在保持张力附加部的延伸部转动至规定的位置时能够对纤维从绕线筒的放出进行辅助。而且，仅在延伸部转动至规定的位置时使辅助部动作，因此能够减少辅助部的驱动所需的能量。

(5)在上述方式的纤维保持装置中，可以的是，所述解除部通过朝向所述绕线筒喷射气体而也作为所述辅助部起作用。

根据该方式的纤维保持装置，解除部朝向绕线筒喷射气体，因此能够容易地剥下卷绕于绕线筒的纤维。其结果是，解除部能够作为对纤维从绕线筒的放出进行辅助的辅助部起作用。

(6)在上述方式的纤维保持装置中，可以的是，所述解除部使用多孔金属而形成为中空状，并且所述解除部通过从所述多孔金属的孔朝向所述解除部的外侧全方向喷射气体而也作为所述辅助部起作用。

根据该方式的纤维保持装置，解除部从多孔金属的孔朝向解除部的外侧全方向喷射气体，因此能够容易地剥下卷绕于绕线筒的纤维。其结果是，解除部能够作为对纤维从绕线筒的放出进行辅助的辅助部起作用。

(7)在上述方式的纤维保持装置中，可以的是，通过使所述解除部振动，所述解除部也作为所述辅助部起作用。

根据该方式的纤维保持装置，由于使解除部振动，因此解除部能够容易地剥下卷绕于绕线筒的纤维。其结果是，解除部能够作为对纤维从绕线筒的放出进行辅助的辅助部起作用。

(8)在上述方式的纤维保持装置中，可以的是，所述解除部和所述张力附加部形成为与所述轴大致平行地延伸的棒状，所述延伸部以从所述绕线筒的一端面延伸的方式设置，对所述解除部的一端和所述张力附加部的一端进行保持。

根据该方式的纤维保持装置，延伸部对与绕线筒的轴大致平行地延伸的解除部和张力附加部的一端进行保持。即，解除部和张力附加部的另一端开放。因此，能够提高向绕线筒卷绕纤维时的作业性。

(9)在上述方式的纤维保持装置中，可以的是，所述解除部和所述张力附加部形成为与所述轴大致平行地延伸的棒状，所述延伸部以从所述绕线筒的两方的端面分别延伸的方式设置，一方的延伸部对所述解除部的一端和所述张力附加部的一端进行保持，另一方的延伸部对所述解除部的另一端和所述张力附加部的另一端进行保持。

根据该方式的纤维保持装置，延伸部对与绕线筒的轴大致平行地延伸的解除部和张力附加部的两端进行保持。因此，延伸部能够将解除部和张力附加部以稳定的状态保持。

(10)在罐制造装置中可以具备上述方式的纤维保持装置。

根据该方式的罐制造装置，能够抑制从绕线筒放出的纤维的扭转或损伤，因此能够提高制造的罐的品质。

(11)根据本发明的一方式，提供一种罐的制造方法。该罐的制造方法中，准备大致圆筒形状的内衬，向所述内衬卷绕从被支承成能够以轴为中心转动的绕线筒供给的纤维，该纤维浸渍了热固性树脂并且卷绕于所述绕线筒，所述绕线筒朝向所述纤维的放出方向下游侧以解除部和张力附加部的顺序将所述解除部和所述张力附加部保持为一体，所述解除部用于对从所述绕线筒放出的所述纤维施加从所述绕线筒的轴朝向外周的力，所述张力附加部用于对从所述绕线筒放出的所述纤维施加张力，对包含于所述纤维的所述热固性树脂进行加热而使所述热固性树脂固化。

根据该方式的罐的制造方法，能够向内衬卷绕从绕线筒供给的纤维，该绕线筒将解除部和张力附加部保持为一体，该解除部用于对放出的纤维施加从绕线筒的轴朝向外周的力，该张力附加部用于对放出的纤维施加张力。其结果是，可以使用节省空间且能够对纤维的扭转或损伤的发生进行抑制/修正的纤维保持装置来制造罐，因此能够提高罐的制造中的生产性。

本发明也可以通过装置以外的各种方式实现。例如，可以通过如下的方式实现：实现纤维保持装置的功能的系统、纤维保持装置的控制方法、实现该控制方法的计算机程序、记录有该计算机程序的非暂时性的记录介质等。

附图说明

图1是概念性地表示作为本发明的一实施例的高压气罐制造装置的结构的说明图。

图2是表示绕线筒装置的结构的立体图。

图3是表示绕线筒装置的结构的侧视图。

图4是表示解除杆的作用的说明图。

图5是将第二实施方式的解除杆的一部分放大后的图。

图6是示意性地表示图5的A-A截面的说明图。

图7是用于说明变形例的延伸部的结构的说明图。

图8是表示罐的制造方法的次序的流程图。

具体实施方式

A.第一实施方式：

A-1.高压气罐制造装置的结构：

图1是概念性地表示本发明的作为一实施例的高压气罐制造装置的结构的说明图。高压气罐制造装置500通过绕丝(FW)法，将碳纤维卷绕于大致圆筒形状的树脂内衬200来制造高压气罐。制造的高压气罐例如在燃料电池车辆中，被使用作为燃料气体即氢气的收容罐。

高压气罐制造装置500具备4个绕线筒装置100A～100D、11个引导辊r1～r11、张力调整部30、纤维放出部40、引导轴42、纤维卷绕部50。

在4个绕线筒装置100A～100D分别预先卷绕了相同的碳纤维。碳纤维是将纤维直径为1μm左右的单纤维cf捆束多个(例如，2万根)而构成，是预先浸渍有作为热固性树脂的环氧树脂的所谓预成型料。作为这样的碳纤维，可以使用例如人造丝系碳纤维、聚丙烯腈(PAN)系碳纤维、沥青系碳纤维。需要说明的是，碳纤维束的截面为大致圆状。以下，为了便于说明，将卷绕于4个绕线筒装置100A～100D的碳纤维分别称为碳纤维束f1～f4。

绕线筒装置100A～100D分别与纤维放出部40联动，根据卷绕于树脂内衬200的碳纤维束f1～f4的量，放出碳纤维束f1～f4。需要说明的是，在以后的说明中，在没有特别区别地说明绕线筒装置100A～100D的情况下，简称为“绕线筒装置100”。绕线筒装置100作为“纤维保持装置”起作用。

11个引导辊r1～r11分别配置成旋转自如，将从4个绕线筒装置100A～100D放出的碳纤维束f1～f4搬运至纤维放出部40。此时，8个引导辊r1～r8分别对碳纤维束f1～f4施加张力。作为这样的引导辊r1～r8，可以采用例如通过树脂或金属而形成为圆筒状的构件。张力调整部30与引导辊r6连接，通过使引导辊r6位移，来调整搬运中的碳纤维束f1～f4的张力。

纤维放出部40将从引导辊r11搬运的碳纤维束f1～f4放出，向配置于纤维卷绕部50的树脂内衬200卷绕。纤维放出部40沿着引导轴42往复动作，在树脂内衬200的前表面卷绕碳纤维束f1～f4。引导轴42与树脂内衬200的轴CX平行地配置。需要说明的是，作为碳纤维束f1～f4的卷绕方法，可以采用例如环箍卷绕或螺旋卷绕。

纤维卷绕部50具备基台51、一对支承板53、54、旋转驱动部52。一对支承板53、54隔开规定的间隔而设置于基台51，将树脂内衬200支承为旋转自如。旋转驱动部52配置在支承板53的外侧，使树脂内衬200以树脂内衬200的轴CX为中心进行旋转。需要说明的是，树脂内衬200由尼龙树脂形成，是中空结构。

A-2.纤维保持装置的结构：

图2是表示绕线筒装置的结构的立体图。以后，作为具体例，例示绕线筒装置100A。需要说明的是，关于绕线筒装置100B～100D也具有同样的结构。

绕线筒装置100A将碳纤维束f1以卷绕的状态保持。绕线筒装置100A具备主体部71、两片圆形板72、绕线筒驱动部73、延伸部74、解除杆80、松弛抑制杆90。需要说明的是，也将主体部71和两片圆形板72总称为“绕线筒”。

主体部71是用于将碳纤维束f1以卷绕的状态保持的构件。本实施方式中的主体部71为圆筒状，例如，由树脂或金属形成。圆形板72是在主体部71的两端的底面部分配置的构件。圆形板72为大致圆形的板状，例如，由树脂或金属形成。绕线筒驱动部73与主体部71连接。绕线筒驱动部73受到内置的马达的驱动力而使主体部71向以主体部71的轴CY为中心的逆时针方向CS转动，由此从主体部71放出碳纤维束f1。需要说明的是，绕线筒驱动部73设为仅向主体部71传递驱动力的结构，圆形板72不转动。

延伸部74是用于朝向碳纤维束f1的放出方向DF的下游侧以解除杆80、松弛抑制杆90的顺序将解除杆80和松弛抑制杆90保持为一体的构件。本实施方式的延伸部74是以从一方的圆形板72延伸的方式设置的构件，是被进行了倒角的等腰三角形的板形状。延伸部74中的相当于等腰三角形的底边的部分与圆形板72的弧的部分接合。延伸部74中的相当于等腰三角形的两个等边的部分在从绕线筒的轴CY朝向外周的方向(换言之，从主体部71的轴CY朝向外周的方向)上延伸。延伸部74例如由树脂或金属形成。在本实施方式中，如图2那样，通过1片延伸部74来保持解除杆80和松弛抑制杆90。因此，解除杆80和松弛抑制杆90中的一方的端部EL被固定，但是另一方的端部ER未固定。因此，能够提高向绕线筒装置100A卷绕碳纤维束时的作业性。需要说明的是，也可以采用两片延伸部74从两片圆形板72分别延伸的结构，换言之，可以采用解除杆80和松弛抑制杆90的端部EL及端部ER这两者由延伸部74保持的结构。这样的话，延伸部74能够将解除杆80和松弛抑制杆90的两端以稳定的状态保持。

图3是表示绕线筒装置的结构的侧视图。解除杆80是棒形状(细长的圆柱形状)，与延伸部74的底边附近且放出碳纤维束f1的一侧的端部接合。解除杆80通过解除杆80的端部EL与延伸部74的上述位置接合，而被保持成与主体部71的轴CY大致平行的状态(图2)。解除杆80例如由树脂或金属形成。

松弛抑制杆90是棒形状(细长的圆柱形状)，与延伸部74的顶角附近接合。松弛抑制杆90通过松弛抑制杆90的端部EL与延伸部74的上述位置接合而被保持成与主体部71的轴CY大致平行的状态(图2)。而且，如图2那样，优选松弛抑制杆90的长度方向(主体部71的轴CY的方向)的长度L2比主体部71的轴CY的长度L1长。松弛抑制杆90例如由树脂或金属形成。

将卷绕于主体部71的状态的碳纤维束f1的外侧(与外部气体接触的一侧)设为“纤维外侧”。将卷绕于主体部71的状态的碳纤维束f1的内侧(与下层的碳纤维束f1接触的一侧)设为“纤维内侧”。此时，从主体部71放出的碳纤维束f1的纤维内侧与解除杆80接触。而且，从主体部71放出的碳纤维束f1的纤维外侧与松弛抑制杆90接触。换言之，解除杆80和松弛抑制杆90互不相同地对纤维进行保持。

圆形板72经由例如螺旋弹簧那样的弹性体而固定于对绕线筒装置100A进行支承的支轴。通过该弹簧，成为朝向以主体部71的轴CY为中心的逆时针CS方向的弹簧的力始终向圆形板72和延伸部74施加的状态。因此，延伸部74相对于铅垂方向VD，维持向弹簧的力引起的旋转方向(即，逆时针CS方向)倾斜的状态。因此，与延伸部74的顶角附近接合的松弛抑制杆90将从主体部71放出、比松弛抑制杆90更朝向放出方向而位于下游的碳纤维束f1朝向与放出碳纤维束f1的方向相反的方向PU拉拽。其结果是，松弛抑制杆90能够对放出的碳纤维束f1施加张力。需要说明的是，通过松弛抑制杆90向碳纤维束f1施加的张力的强度可以通过弹簧而任意地调节。

图4是表示解除杆80的作用的说明图。图4与图3同样地示出绕线筒装置100的从侧面观察到的情况。

在图4中实线所示的是卷绕的碳纤维束f1的单纤维cf彼此未粘贴而碳纤维束f1顺畅地从主体部71放出的情况的侧视图。需要说明的是，以后，将碳纤维束f1的单纤维cf彼此粘贴的情况也称为“碳纤维束f1粘着”。在碳纤维束f1未粘着的情况下，解除杆80只是与从主体部71放出的碳纤维束f1接触。而且，松弛抑制杆90对于放出的碳纤维束f1施加张力。详情正如图3说明那样。

另一方面，图4中的虚线所示的是由于卷绕的碳纤维束f1的单纤维cf彼此粘贴而碳纤维束f1难以从主体部71放出的情况的侧视图。在碳纤维束f1粘着而难以放出的情况下，以轴CY为中心而朝向逆时针CS方向的弹簧的力的一部分因单纤维cf彼此粘贴的力(粘着力)而抵消。而且，新的碳纤维束f1未从主体部71放出，因此由于碳纤维束f1粘着的部分和向纤维放出部40放出的碳纤维束f1的张力而松弛抑制杆90受到按压。上述的结果是延伸部74成为相对于铅垂方向VD而接近水平的状态。

于是，在延伸部74的底边附近且放出碳纤维束f1的一侧的端部配置的解除杆80以朝向从绕线筒的轴CY向外周的方向(换言之，从主体部71的轴CY向外周的方向)即外侧PS按压放出的碳纤维束f1的方式起作用。这样，在延伸部74成为相对于铅垂方向VD而接近水平的状态时，解除杆80对于放出的碳纤维束f1的根部附近，施加朝向从绕线筒的轴CY向外周的方向(从主体部71的轴CY向外周的方向)即外侧PS的力。由此，解除杆80容易使粘着的碳纤维束f1剥离。

解除杆作为“解除部”起作用，松弛抑制杆作为“张力附加部”起作用。

如以上那样，根据第一实施方式的绕线筒装置100A(纤维保持装置)，具备：用于对放出的碳纤维束f1(纤维)施加从绕线筒的轴CY朝向外周的力的解除杆80(解除部)；及用于对放出的碳纤维束f1施加张力的松弛抑制杆90(张力附加部)。而且，解除杆80和松弛抑制杆90由从绕线筒的圆形板72延伸的延伸部74，朝向碳纤维束f1的放出方向DF(图2)的下游侧保持为一体。因此，能够提供一种不需要独立的机构而能够抑制从主体部71放出的碳纤维束f1的扭转或损伤的绕线筒装置100A。而且，与以往那样通过独立的机构对碳纤维束的扭转或损伤的发生进行抑制/修正的装置相比，能够提供一种节省空间的绕线筒装置100A。

此外，根据第一实施方式的绕线筒装置100A(纤维保持装置)，能够使具有不同作用的两个杆即解除杆80(施加从主体部71剥下碳纤维束f1的力)和松弛抑制杆90(对放出的碳纤维束f1施加张力)的动作同步，并使两者的功能共存。因此，能够同时抑制碳纤维束f1的松弛和解除不良。

此外，根据上述第一实施方式的绕线筒装置100A(纤维保持装置)，解除杆80(解除部)和松弛抑制杆90(张力附加部)形成为与绕线筒的轴CY(图2)大致平行的棒状。因此，能够对从主体部71放出的碳纤维束f1(纤维)均匀地施加力。换言之，能够与主体部71中卷绕碳纤维束f1的位置无关地对放出的碳纤维束f1均匀地施加力。而且，松弛抑制杆90的长度L2比绕线筒的轴CY的长度L1长(图2，L2>L1)，因此能够与主体部71中卷绕碳纤维束f1的位置无关地对放出的碳纤维束f1施加张力。

此外，根据上述第一实施方式的高压气罐制造装置500，能够抑制从主体部71放出的碳纤维束f1(纤维)的扭转或损伤，且以稳定的轨迹供给碳纤维束f1。因此，能够使通过高压气罐制造装置500制造的高压气罐的强度·尺寸稳定，从而提高品质。而且，各个绕线筒装置100A(纤维保持装置)将解除杆80(解除部)和松弛抑制杆90(张力附加部)由从绕线筒延伸的延伸部74保持为一体。因此，在接受来自多个绕线筒装置100A的纤维的供给的高压气罐制造装置中，能够实现装置的小型化。

B.第二实施方式：

在本发明的第二实施方式中，说明能够在第一实施方式的高压气罐制造装置中进一步促进粘着的碳纤维束的剥离的结构。以下，仅说明具有与第一实施方式不同的结构及动作的部分。需要说明的是，在图中，对于与第一实施方式同样的结构部分，标注与前面说明的第一实施方式同样的标号，并省略其详细的说明。

B-1.高压气罐制造装置的结构：

第二实施方式的高压气罐制造装置500的概略结构与图1所示的第一实施例相同。

B-2.纤维保持装置的结构：

第二实施方式的绕线筒装置100A的结构与图2～4所示的第一实施例大致相同。但是，第二实施方式的绕线筒装置100A取代绕线筒驱动部73而具备绕线筒驱动部73x，取代解除杆80而具备解除杆80x。解除杆80x具备对碳纤维束f1从主体部71的放出进行辅助的作用。

图5是将第二实施方式的解除杆80x的一部分放大后的图。解除杆80x是内部中空的圆筒形状。解除杆80x具备外壳部82和盖部81。外壳部82例如由有多孔质金属那样的多孔金属形成，具有多个微小的孔83。需要说明的是，为了抑制浸渍于碳纤维束f1的树脂将孔83堵塞的情况，各孔83的孔径优选为例如500μm以下。盖部81配置在外壳部82的端面。盖部81与配管85连接，将经由配管85供给的空气向外壳部82的内部空间传送。

第二实施方式的绕线筒驱动部73x内置有空气压缩器。空气压缩器经由配管85而与解除杆80x连接，向解除杆80x的内部送入空气。需要说明的是，在本实施方式中，由空气压缩器送出的空气被压缩成1MPa以下的压力，且温度为常温(25℃左右)。

图6是示意性地表示图5的A-A截面的说明图。设于外壳部82的孔83沿着外壳部82的厚度方向延伸形成，将解除杆80x的内部空间与外壳部82的外部表面连通。因此，向解除杆80x的内部空间送出的空气从解除杆80x的内部空间朝向外壳部82的外部表面的全方向吹出。朝向外壳部82的外侧全方向喷射的空气中的向放出的碳纤维束f1的方向喷射的空气抑制单纤维cf向外壳部82的外部表面的粘贴。而且，朝向外壳部82的外侧全方向喷射的空气中的向绕线筒的主体部71的方向喷射的空气抑制碳纤维束f1中的单纤维cf彼此的粘贴(碳纤维束f1的粘着)。

需要说明的是，基于空气压缩器的空气的送出可以始终进行，也可以仅在某种触发发生的情况下进行。例如，可以仅在碳纤维束f1的粘着发生的情况下进行空气的送出。如图4的虚线所示，碳纤维束f1的粘着发生的情况是由于碳纤维束f1粘着的部分和向纤维放出部40放出的碳纤维束f1的张力而松弛抑制杆90受到按压，从而延伸部74转动至规定的位置的情况。为了检测碳纤维束f1的粘着来作为空气压缩器驱动的触发，例如，可以在绕线筒驱动部73x与圆形板72之间设置限位开关。这样，如果仅在延伸部74转动至规定的位置时，使空气压缩器动作，使解除杆80x的作为辅助部的作用有效，则能够减少所需的能量。

需要说明的是，第二实施方式的解除杆80x作为“辅助部”起作用。

如以上那样，通过第二实施方式的绕线筒装置100A(纤维保持装置)，也能够起到与第一实施方式的绕线筒装置100A同样的效果。而且，在第二实施方式的绕线筒装置100A中，解除杆80x作为辅助部进行动作，由此能够对碳纤维束f1(纤维)从绕线筒的放出进行辅助。

具体而言，解除杆80x(解除部)使用多孔金属而形成为中空状，朝向解除杆80x的外侧全方向喷射气体。因此，能够容易地剥下卷绕于主体部71的碳纤维束f1(纤维)。其结果是，解除杆80x能够作为对纤维从绕线筒的放出进行辅助的辅助部起作用。

D.第三实施方式：

在本发明的第三实施方式中，说明使用了上述实施方式中说明的高压气罐制造装置的罐的制造方法。以后，仅说明具有与第一实施方式不同的结构及动作的部分。

图8是表示罐的制造方法的次序的流程图。在步骤S10中，准备大致圆筒形状的树脂内衬200，并安设于高压气罐制造装置500(图1)。

在步骤S12中，向树脂内衬200卷绕碳纤维束f1。该碳纤维束f1卷绕于被支承为能够以轴CY为中心转动的绕线筒(图2，主体部71及两片圆形板72)，并且从绕线筒向树脂内衬200供给。在绕线筒的圆形板72设置的延伸部74朝向碳纤维束f1的放出方向下游侧以解除部(解除杆80)和张力附加部(松弛抑制杆90)的顺序将解除部(解除杆80)和张力附加部(松弛抑制杆90)保持为一体(图3)，该解除部(解除杆80)用于对从绕线筒放出的碳纤维束f1施加从绕线筒的主体部71的轴CY朝向外周的力，该张力附加部(松弛抑制杆90)用于对从绕线筒放出的碳纤维束f1施加张力。需要说明的是，步骤S12中的纤维向树脂内衬200的卷绕方法可以采用例如环箍卷绕或螺旋卷绕。

在步骤S14中，使用加热炉对碳纤维的卷绕结束的树脂内衬200进行加热，使碳纤维含有的热固性树脂固化。

如以上那样能够制造罐。根据第三实施方式中说明的罐的制造方法，能够将从绕线筒供给的纤维(碳纤维束f1)向树脂内衬200卷绕，该绕线筒将解除部(解除杆80)和张力附加部(松弛抑制杆90)保持为一体，该解除部(解除杆80)用于对放出的纤维(碳纤维束f1)施加从绕线筒的主体部71的轴CY朝向外周的力，该张力附加部(松弛抑制杆90)用于对放出的纤维(碳纤维束f1)施加张力。其结果是，能够使用节省空间且能够对纤维的扭转或损伤的发生进行抑制/修正的纤维保持装置(绕线筒装置100)来制造罐，因此能够提高罐的制造的生产性。

C.变形例：

需要说明的是，上述各实施方式中的构成要素中的除了独立权利要求所主张权利的要素以外的要素都是附加的要素，可以适当省略。而且，本发明并不局限于上述的实施方式，在不脱离其宗旨的范围内能够以各种方式实施，例如可以进行如下的变形。

·变形例1：

在上述实施方式中，例示了绕线筒装置的结构的一例。然而，绕线筒装置的结构在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行各种变形。例如，能够进行一部分的构成要素的删除、新的构成要素的追加、构成要素的变更等。

例如，上述实施方式的绕线筒形成为在圆筒状的主体部的两面配置有圆形板的结构。然而，上述绕线筒的结构只不过是一例，能够进行各种变更。例如，可以省略圆形板，仅由圆筒状构件构成。而且，例如，可以取代圆筒状的形状而采用中空的多棱柱状的形状。而且，例如，可以是使用两片圆形板而将多根棒状构件的两端固定为圆形或多边形形状后的结构。

例如，在上述实施方式中，延伸部以从圆形板延伸的方式设置。然而，例如，在不具备圆形板的结构中，延伸部可以以从主体部的两端的底面部分延伸的方式设置。这种情况下，绕线筒驱动部仅向主体部传递驱动力，延伸部不转动。

例如，在上述实施方式中，延伸部是被进行了倒角的等腰三角形形状的一构件。然而，延伸部只要将解除杆和松弛抑制杆保持为一体即可，可以采用任意的形状。例如，延伸部可以由多个构件构成。图7是用于说明变形例的延伸部的结构的说明图。可以如图7那样，用于支承解除杆80的延伸部74a和用于支承松弛抑制杆90的延伸部74b从绕线筒分别延伸，通过延伸部74a和74b将解除杆80和松弛抑制杆90保持为一体。这种情况下，延伸部74a和74b作为“延伸部”起作用。

例如，延伸部的形状可以不是等腰三角形形状，而是长方形形状，或椭圆形状。

·变形例2：

在上述第二实施方式中，说明了解除杆具备作为辅助部的作用的结构的一例。然而，上述第二实施方式的结构只不过是例示，能够进行各种变更。

例如，解除杆的外壳部由多孔质金属形成。然而，解除杆的外壳部也可以取代多孔质金属，而由设有多个孔的薄金属板(不锈钢等的板)或金属网形成。在通过设有多个孔的薄金属板来形成外壳部的情况下，孔的截面形状可以形成为例如圆形。而且，这种情况下，孔的截面形状可以形成为在外壳部的宽度方向上延伸的长方形，将孔呈狭缝状地配置。

例如，解除杆的外壳部由多孔质金属那样的多孔金属形成。然而，也可以取代多孔金属而利用薄金属板(不锈钢等的板)形成外壳部，并在此基础上，在金属板的所希望的位置加入狭缝。外壳部的狭缝优选至少加入在能够从解除杆朝向主体部的方向喷射空气的位置。即使形成为这样的结构，解除杆(解除部)也能够朝向绕线筒喷射气体，因此能够容易地剥下卷绕于绕线筒的主体部的碳纤维束f1(纤维)。其结果是，解除杆能够作为对碳纤维束f1从主体部的放出进行辅助的辅助部起作用。

例如，解除杆朝向绕线筒的方向或放出的碳纤维束f1的方向等喷射空气，由此作为辅助部起作用。然而，解除杆也可以通过除喷射空气以外的方法来对碳纤维束f1从绕线筒的放出进行辅助。具体而言，在解除杆内置超声波振子，根据规定的触发(详情与上述第二实施例相同)的发生来使解除杆振动。这样的话，由于使解除杆振动，因此解除杆(解除部)能够容易地剥下卷绕于绕线筒的主体部的碳纤维束f1(纤维)。其结果是，解除杆能够作为对碳纤维束f1从绕线筒的放出进行辅助的辅助部起作用。

·变形例3：

在上述第二实施方式中，说明了解除杆具备作为辅助部的作用的结构的一例。然而，上述第二实施方式的结构只不过是例示，能够进行各种变更。

例如，由空气压缩器送出的空气的温度为常温(例如，25℃)，但也可以喷射更高温的空气。例如，可以将配置有电热线的加热室设置在空气压缩器的内部，将由该加热室加热后的空气向解除杆的内部供给。而且，例如，也可以在解除杆的内部配置电热线，在解除杆的内部将空气加热。通常，碳纤维束f1～f4含有的热固性树脂被加热时粘度会下降。因此，若喷射高温空气，则能够进一步提高单纤维cf彼此的粘贴和单纤维cf向解除杆的表面的粘贴的抑制效果。需要说明的是，作为升温后的空气的温度，优选为例如130℃～180℃的范围的温度。这是因为，热固性树脂的软化会在该130℃～180℃的范围内发生。需要说明的是，并不局限于上述130℃～180℃的范围，也可以使空气升温成更高温。

例如，由空气压缩器送出的气体是空气，但也可以取而代之地使用氮气等任意的气体。

·变形例4：

在上述实施方式中，碳纤维束f1～f4含有的热固性树脂是环氧树脂，但并不局限于环氧树脂，而可以采用任意的树脂。例如，可以使用酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂等。而且，可以将碳纤维束f1～f4设为不包含热固性树脂的结构。需要说明的是，这种情况下，也可以在纤维束的搬运路的中途使纤维束浸渍热固性树脂。而且，可以取代碳纤维而采用玻璃纤维或芳族聚酰胺纤维等任意的纤维。

·变形例5：

在上述实施方式中，绕线筒装置构成作为高压气罐制造装置的一部分的功能部，但也可以取而代之地构成作为独立的装置。这种情况下，本发明的绕线筒装置并不局限于高压罐制造装置，而可以适用于卷绕纤维的任意的装置。例如，可以适用于向车辆或飞机等使用的螺旋桨轴或门框等卷绕纤维的装置。

本发明并不局限于上述的实施方式、实施例、变形例，在不脱离其宗旨的范围内能够以各种结构实现。例如，发明内容一栏所记载的各方式中的技术特征所对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征为了解决上述的课题的一部分或全部，或者为了实现上述的效果的一部分或全部，可以适当进行调换或组合。而且，该技术特征在本说明书中只要不是作为必须的结构进行说明的，就可以适当删除。

标号说明

30…张力调整部

40…纤维放出部

42…引导轴

50…纤维卷绕部

51…基台

52…旋转驱动部

53…支承板

71…主体部

72…圆形板

73…绕线筒驱动部

73x…绕线筒驱动部

74…延伸部

74a…延伸部

74b…延伸部

80…解除杆

80x…解除杆

81…盖部

82…外壳部

83…孔

85…配管

90…松弛抑制杆

100…绕线筒装置

100A～D…绕线筒装置

200…树脂内衬

500…高压气罐制造装置

CX…轴

CY…轴

cf…单纤维

f1～f4…碳纤维束

EL…端部

ER…端部

Claims (21)

1.一种纤维保持装置，具备：

绕线筒，被支承成能够以轴为中心转动，并且对卷绕的纤维进行保持；

解除部，用于对从所述绕线筒放出的所述纤维施加从所述绕线筒的轴朝向外周的力；

张力附加部，用于对从所述绕线筒放出的所述纤维施加张力；及

延伸部，从所述绕线筒延伸，朝向所述纤维的放出方向下游侧以所述解除部和所述张力附加部的顺序将所述解除部和所述张力附加部保持为一体，

所述延伸部能够与所述绕线筒独立地转动，

随着所述延伸部向与所述纤维从所述绕线筒放出时的所述绕线筒的转动方向相反的方向转动，所述解除部增大作用于所述纤维的朝向所述外周的力。

2.根据权利要求1所述的纤维保持装置，其中，

所述延伸部通过弹性体而以朝向所述纤维从所述绕线筒放出时的所述绕线筒的转动方向的方式倾斜。

3.根据权利要求1所述的纤维保持装置，其中，

所述延伸部沿着从所述绕线筒的轴朝向外周的方向延伸。

4.根据权利要求1所述的纤维保持装置，其中，

所述解除部和所述张力附加部与所述绕线筒的轴大致平行地形成，

所述张力附加部的所述轴向的长度L2比所述轴的长度L1长。

5.根据权利要求1所述的纤维保持装置，其中，

所述纤维保持装置还具备辅助部，该辅助部在所述延伸部转动至规定的位置时对所述纤维从所述绕线筒的放出进行辅助。

6.根据权利要求5所述的纤维保持装置，其中，

所述解除部通过朝向所述绕线筒喷射气体而也作为所述辅助部起作用。

7.根据权利要求5所述的纤维保持装置，其中，

所述解除部使用多孔金属而形成为中空状，并且所述解除部通过从所述多孔金属的孔朝向所述解除部的外侧全方向喷射气体而也作为所述辅助部起作用。

8.根据权利要求5所述的纤维保持装置，其中，

通过使所述解除部振动，所述解除部也作为所述辅助部起作用。

9.根据权利要求1所述的纤维保持装置，其中，

所述解除部和所述张力附加部形成为与所述轴大致平行地延伸的棒状，

所述延伸部以从所述绕线筒的一端面延伸的方式设置，对所述解除部的一端和所述张力附加部的一端进行保持。

10.根据权利要求1所述的纤维保持装置，其中，

所述解除部和所述张力附加部形成为与所述轴大致平行地延伸的棒状，

所述延伸部以从所述绕线筒的两方的端面分别延伸的方式设置，一方的延伸部对所述解除部的一端和所述张力附加部的一端进行保持，另一方的延伸部对所述解除部的另一端和所述张力附加部的另一端进行保持。

11.一种高压气罐制造装置，具备权利要求1所述的纤维保持装置。

12.一种罐的制造方法，其中，

准备大致圆筒形状的内衬，

向所述内衬卷绕从被支承成能够以轴为中心转动的绕线筒供给的纤维，该纤维浸渍了热固性树脂并且卷绕于所述绕线筒，所述绕线筒朝向所述纤维的放出方向下游侧以解除部和张力附加部的顺序将所述解除部和所述张力附加部保持为一体，所述解除部用于对从所述绕线筒放出的所述纤维施加从所述绕线筒的轴朝向外周的力，所述张力附加部用于对从所述绕线筒放出的所述纤维施加张力，

对包含于所述纤维的所述热固性树脂进行加热而使所述热固性树脂固化，

具备延伸部，该延伸部能够与所述绕线筒独立地转动，并对所述解除部和所述张力附加部进行保持，

随着所述延伸部向与所述纤维从所述绕线筒放出时的所述绕线筒的转动方向相反的方向转动，所述解除部增大作用于所述纤维的朝向所述外周的力。

13.根据权利要求12所述的罐的制造方法，其中，

具备延伸部，该延伸部能够与所述绕线筒独立地转动，并对所述解除部和所述张力附加部进行保持，

所述延伸部通过弹性体而以朝向所述纤维从所述绕线筒放出时的所述绕线筒的转动方向的方式倾斜。

14.根据权利要求12所述的罐的制造方法，其中，

所述延伸部沿着从所述绕线筒的轴朝向外周的方向延伸。

15.根据权利要求12所述的罐的制造方法，其中，

所述解除部和所述张力附加部与所述绕线筒的轴大致平行地形成，

所述张力附加部的所述轴向的长度L2比所述轴的长度L1长。

16.根据权利要求12所述的罐的制造方法，其中，

还通过辅助部在所述延伸部转动至规定的位置时对所述纤维从所述绕线筒的放出进行辅助。

17.根据权利要求16所述的罐的制造方法，其中，

所述解除部通过朝向所述绕线筒喷射气体而也作为所述辅助部起作用。

18.根据权利要求16所述的罐的制造方法，其中，

所述解除部使用多孔金属而形成为中空状，并且所述解除部通过从所述多孔金属的孔朝向所述解除部的外侧全方向喷射气体而也作为所述辅助部起作用。

19.根据权利要求16所述的罐的制造方法，其中，

通过使所述解除部振动，所述解除部也作为所述辅助部起作用。

20.根据权利要求12所述的罐的制造方法，其中，

所述解除部和所述张力附加部形成为与所述轴大致平行地延伸的棒状，

所述延伸部以从所述绕线筒的一端面延伸的方式设置，对所述解除部的一端和所述张力附加部的一端进行保持。

21.根据权利要求12所述的罐的制造方法，其中，

所述解除部和所述张力附加部形成为与所述轴大致平行地延伸的棒状，

所述延伸部以从所述绕线筒的两方的端面分别延伸的方式设置，一方的延伸部对所述解除部的一端和所述张力附加部的一端进行保持，另一方的延伸部对所述解除部的另一端和所述张力附加部的另一端进行保持。