CN104736325A - 环向卷绕装置、绕丝装置及罐的制造方法 - Google Patents

Abstract

环向卷绕装置具备：卷挂台，在中央形成有用于配置心轴的插通孔；驱动部，驱动卷挂台旋转；多个支承部，用于装配卷绕有纤维的绕线筒，且沿着卷挂台的周缘配置；第一引导部，将从第一绕线筒组放出的纤维形成为束而向心轴供给，第一绕线筒组由分别装配于多个支承部的绕线筒中的多个绕线筒构成；及第二引导部，将从第二绕线筒组放出的纤维形成为束而向心轴供给，第二绕线筒组由分别装配于多个支承部的绕线筒中的、不属于第一绕线筒组的多个绕线筒构成。

Description

环向卷绕装置、绕丝装置及罐的制造方法

技术领域

本发明涉及环向卷绕装置。

背景技术

作为使用纤维强化塑料来制造圆筒状的产品的方法，已知有绕丝法。在绕丝法中，使大致圆柱状的心轴以贯通圆的中心的旋转轴为中心旋转的同时，向心轴的外周卷绕浸渍了树脂的纤维来构成纤维层。

例如，在日本特开2009-61721号公报记载的绕丝装置中，作为向心轴外周卷绕纤维的方法，分开使用螺旋卷绕和环向卷绕。为了抑制搬运中的强化纤维束的捻线的混入，在日本特开2005-88536公报中记载了一种纤维强化复合材料的制造装置，具备一对固定式的引导器、对从各引导器搬运来的强化纤维束独立地进行引导的独立旋转型的引导辊、及一体旋转型的引导辊。在日本特开2009-291981号公报中记载了一种绕丝装置，为了迅速且准确地检测纤维滑动，利用相机来拍摄从放出单元向被卷绕构件放出的纤维束，基于该拍摄到的纤维束的图像来检测纤维束的扩宽或破裂，从而判定纤维束中是否发生纤维滑动。

发明内容

发明要解决的课题

在以往的绕丝装置中，从完成产品的性能或美观提高的观点出发，进行环向卷绕时的纤维配向角度优选相对于心轴的轴无线近似90°。而且，为了提高绕丝装置的生产性，优选能够尽量将从多个绕线筒放出的纤维同时进行环向卷绕。然而，已知在将从多个绕线筒放出的纤维同时进行环向卷绕的情况下，伴随于纤维根数的增加而将放出的纤维形成为束的情况变得困难，进行环向卷绕时的纤维配向角度会从90°偏离。因此，为了一定程度以上确保完成产品的性能，能够同时环向卷绕的纤维数的极限为4～5根。

因此，期望一种如下的技术：在搭载于绕丝装置等的环向卷绕装置中，使进行环向卷绕时的纤维配向角度相对于心轴的轴近似90°，并能够将从多个绕线筒放出的纤维同时进行环向卷绕。

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，提供一种环向卷绕装置。该环向卷绕装置具备：卷挂台，在中央形成有用于配置心轴的插通孔；驱动部，驱动所述卷挂台旋转；多个支承部，用于装配卷绕有纤维的绕线筒，且沿着所述卷挂台的周缘配置；第一引导部，将从第一绕线筒组放出的所述纤维形成为束而向所述心轴供给，所述第一绕线筒组由分别装配于所述多个支承部的绕线筒中的多个所述绕线筒构成；及第二引导部，将从第二绕线筒组放出的所述纤维形成为束而向所述心轴供给，所述第二绕线筒组由分别装配于所述多个支承部的绕线筒中的、不属于所述第一绕线筒组的多个所述绕线筒构成。根据该方式的环向卷绕装置，环向卷绕装置具备将从第一绕线筒组放出的纤维形成为束而向心轴供给的第一引导部、将从第二绕线筒组放出的纤维形成为束而向心轴供给的第二引导部这两个引导部。因此，能够使进行环向卷绕时的纤维配向角度相对于心轴的轴近似90°，并能够将从多个绕线筒放出的纤维同时进行环向卷绕。其结果是，在使用了本方式的环向卷绕装置的绕丝装置中，能够高水准地维持完成产品的性能、美观，并提高其生产性。

(2)在上述方式的环向卷绕装置中，可以的是，所述第一引导部和所述第二引导部在所述心轴的轴向上的长度不同。根据该方式的环向卷绕装置，第一引导部和第二引导部的心轴的轴向上的长度不同。因此，第一引导部和第二引导部能够向心轴的轴向上的不同区域供给纤维。

(3)在上述方式的环向卷绕装置中，可以的是，所述第一引导部和所述第二引导部中的至少一方具备用于变更在所述心轴的轴向上的长度的调节部。根据该方式的环向卷绕装置，第一引导部和第二引导部中的至少一方具备用于变更在心轴的轴向上的长度的调节部，因此能够对应于心轴的形状而变更环向卷绕的方法。

(4)在上述方式的环向卷绕装置中，可以的是，装配有属于所述第一绕线筒组的所述绕线筒的所述支承部和装配有属于所述第二绕线筒组的所述绕线筒的所述支承部配置在一个所述卷挂台上。根据该方式的环向卷绕装置，装配有属于第一绕线筒组的绕线筒的支承部和装配有属于第二绕线筒组的绕线筒的支承部配置在一卷挂台上。因此，在环向卷绕装置只要各设置一个卷挂台和驱动卷挂台的驱动部即可。其结果是，能够利用简易的结构来实现本方式的环向卷绕装置。

(5)在上述方式的环向卷绕装置中，在所述卷挂台的一方的面上配置所述第一引导部和装配有属于所述第一绕线筒组的所述绕线筒的所述支承部，在所述卷挂台的另一方的面上配置所述第二引导部和装配有属于所述第二绕线筒组的所述绕线筒的所述支承部。根据该方式的环向卷绕装置，在卷挂台的不同的面上分别配置第一引导部和第二引导部，因此不用改变第一引导部及第二引导部的在心轴的轴向上的长度，而能够对应于心轴的形状来变更环向卷绕的方法。换言之，即使是不具备调节部的结构，也能够对应于心轴的形状而变更环向卷绕的方法。

(6)在上述方式的环向卷绕装置中，可以的是，所述环向卷绕装置还具备：第二卷挂台，以所述卷挂台的同心圆状配置；及第二驱动部，驱动所述第二卷挂台旋转，装配有属于所述第一绕线筒组的所述绕线筒的所述支承部和装配有属于所述第二绕线筒组的所述绕线筒的所述支承部中的一方配置在所述卷挂台上，另一方配置在所述第二卷挂台上。根据该方式的环向卷绕装置，装配有属于第一绕线筒组的绕线筒的支承部和装配有属于第二绕线筒组的绕线筒的支承部中的一方配置在卷挂台上，另一方配置在第二卷挂台上。卷挂台由驱动部独立地驱动，第二卷挂台由第二驱动部独立地驱动。其结果是，能够分别独立地处理属于第一绕线筒组的绕线筒和属于第二绕线筒组的绕线筒。

(7)在上述方式的环向卷绕装置中，属于所述第一绕线筒组的所述绕线筒的个数和属于所述第二绕线筒组的所述绕线筒的个数分别为5个以下。根据该方式的环向卷绕装置，1个引导部只引导5根以下的纤维，因此能够使环向卷绕时的纤维配向角度近似90°。

(8)在绕丝装置中，可以具备上述方式的环向卷绕装置。根据该方式的绕丝装置，能够使进行环向卷绕时的纤维配向角度相对于心轴的轴近似90°，并能够将从多个绕线筒放出的纤维同时进行环向卷绕，因此能够将完成产品的性能或美观维持为高水准，并提高其生产性。

(9)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，准备具备主体部和圆顶部的心轴，该主体部具有大致圆筒形状，该圆顶部从所述主体部的两端连续地形成，驱动卷挂台旋转，该卷挂台在中央形成有用于配置所述心轴的插通孔，将从第一绕线筒组放出的浸渍了热固性树脂的纤维形成为束而环向卷绕于所述心轴的所述主体部，所述第一绕线筒组由分别装配于多个支承部的绕线筒中的多个所述绕线筒构成，所述多个支承部沿着所述卷挂台的周缘配置，将从第二绕线筒组放出的所述纤维形成为束而环向卷绕于所述心轴的所述主体部，所述第二绕线筒组由分别装配于所述多个支承部的绕线筒中的、不属于所述第一绕线筒组的多个所述绕线筒构成，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，能够使进行环向卷绕时的纤维配向角度相对于心轴的轴近似90°，并能够将从多个绕线筒放出的纤维同时进行环向卷绕。其结果是，能够将完成产品的性能或美观维持为高水准，并提高罐的制造的生产性。

(10)在上述方式的罐的制造方法中，而且，可以在所述加热之前，将浸渍了热固性树脂的纤维螺旋卷绕于所述圆顶部的至少一部分。根据该方式的罐的制造方法，还可以实施螺旋卷绕。

本发明也可以通过装置以外的各种方式来实现。例如，可以通过环向卷绕装置、实现环向卷绕装置的功能的系统、环向卷绕装置的控制方法、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方式来实现。

附图说明

图1是搭载有作为本发明的一实施例的环向卷绕装置的绕丝装置的立体图。

图2是将环向卷绕装置放大表示的说明图。

图3是第一引导部的放大图。

图4是第二引导部的放大图。

图5是用于说明引导部的长度不同的效果的说明图。

图6是搭载有第二实施方式的环向卷绕装置的绕丝装置的立体图。

图7是将第二实施方式的环向卷绕装置放大表示的说明图。

图8是第二实施方式中的第二引导部的放大图。

图9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.绕丝装置的结构：

图1是搭载有作为本发明的一实施例的环向卷绕装置的绕丝装置的立体图。绕丝装置10通过绕丝(FW)法，将碳纤维卷绕于大致圆筒状的心轴MA而制造完成产品。碳纤维通过将多个(例如，2万根)纤维径为1μm左右的单纤维捆束而构成。碳纤维是预先浸渍有作为热固性树脂的环氧树脂的所谓预成形件。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。在完成产品为高压气体罐的情况下，心轴MA使用高强度的铝材料、不锈钢材料等金属材料、或树脂成形品等来形成。心轴MA是具有在心轴MA的轴AX方向的中央部分形成的主体部和从主体部的两端连续形成的圆顶部的所谓胶囊形状。制造的高压气体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。

绕丝装置10具备在沿着轴AX方向(X方向)延伸的基台300上配置的环向卷绕装置100、螺旋卷绕装置200。环向卷绕装置100和螺旋卷绕装置200能够分别独立地动作。

基台300具备第一轨道302、第二轨道304、支承台310。第一轨道302是沿着基台300的长度方向延伸的一对槽。第一轨道302形成在基台300的上方向(Y方向)的面上。以后，将基台300的上方向的面也称为“基台300的上表面”。第二轨道304是沿着基台300的长度方向延伸的一对槽。第二轨道304在基台300的上表面，相对于第一轨道302而形成在基台300的宽度方向(Z方向)的外侧。

支承台310配置在基台300的上表面，对心轴MA进行支承。支承台310能够使心轴MA以轴AX为中心旋转。支承台310由未图示的驱动机构，驱动为沿着基台300的长度方向在第一轨道302上往复移动自如。支承台310具备基体312、支承臂314、夹盘316、安装工具318。基体312为板状，通过与第一轨道302嵌合而能够在第一轨道302上移动。支承臂314为四棱柱状，以朝向基台300的上方向延伸的方式设置。夹盘316设于支承臂314的上端部，换言之，设于支承臂314固定于基体312的一侧的相反侧的端部，并将安装工具318固定。安装工具318是大致棒状的工具，将心轴MA固定于夹盘316。安装工具318的一端部保持心轴MA的圆顶部，另一端部固定于夹盘316。由此，相对于支承台310能够保持心轴MA。

螺旋卷绕装置200固定于基台300的上表面。螺旋卷绕装置200将碳纤维的束(以后，简称为“纤维束”)螺旋卷绕于心轴MA。具体而言，螺旋卷绕装置200使纤维束相对于轴AX以低角度交叉而卷绕于在支承于支承台310的状态下以轴AX为中心而旋转的心轴MA。而且，螺旋卷绕装置200以将纤维束架设于心轴MA的两端的圆顶部的方式呈螺旋状地反复卷绕。这种情况下，在两侧的圆顶部，伴随于纤维束的去路·归路的切换而纤维的卷绕方向折回，并调整从轴AX的折回位置。这样，通过反复进行圆顶部的卷绕方向的折回，在心轴MA的外表面以低角度的纤维配向角度形成纤维束未在上下层交叉而呈网眼状地张设的纤维卷绕层。

A-2.环向卷绕装置的结构：

图2是将环向卷绕装置100放大表示的说明图。环向卷绕装置100配置在基台300的上表面，将纤维束环向卷绕于心轴MA。环向卷绕装置100具备框架102、卷挂台104、10个支架106A～J、10个绕线筒108A～J、第一引导供丝部120X、第二引导供丝部120Y、第一引导保持部130X、第二引导保持部130Y。需要说明的是，以后，将第一引导供丝部120X和第一引导保持部130X总称为“第一引导部”。同样，将第二引导供丝部120Y和第二引导保持部130Y总称为“第二引导部”。而且，将10个支架106A～J总称为“支架106”。同样，将10个绕线筒108A～J总称为“绕线筒108”。支架106作为“支承部”发挥功能。

框架102是收容环向卷绕装置100的各构件而构成装置的框体。框架102具备平板状的基体构件102X、平板状的收容构件102Y。基体构件102X在基台300的宽度方向上延伸设置。收容构件102Y从基体构件102X的一端部向基台300的上方向延伸设置。框架102由驱动机构，驱动为在第二轨道304上沿着基台300的长度方向往复移动自如。卷挂台104是圆盘状的构件，被支承在框架102的收容构件102Y的大致中央部。在卷挂台104的中央形成有用于配置心轴MA的插通孔HO。在卷挂台104的一方的面上设置包含绕线筒108等的纤维束的供给机构。而且，在卷挂台104的另一方的面，换言之，设置供给机构的一侧的面的相反侧的面上，设置用于驱动卷挂台104旋转的驱动部。驱动部由固定于卷挂台104的固定齿轮、将电动机动力向齿轮传递的原动齿轮或中间齿轮、电动机构成。

对纤维束的供给机构进行说明。支架106是用于对卷绕有纤维束的绕线筒108进行保持的构件。在本实施方式中，10个支架106A～J分别沿着卷挂台104的周缘以均等的间隔配置。支架106由棒状的支轴、平板状的卡定构件构成。支轴以从卷挂台104与心轴MA的轴AX平行地突出的方式设置。卡定构件配置在支轴的前端。支架106的支轴及卡定构件能够以支轴为中心旋转。绕线筒108由芯材和在芯材上卷绕几层的碳纤维构成。绕线筒108使支架106的支轴通过芯材的内侧，利用支架106的卡定构件将芯材的前端固定，由此保持于支架106。在本实施方式中，10个支架106A～J各保持1个绕线筒108。因此，10个绕线筒108A～J与支架106A～J一样，沿着卷挂台104的周缘以均等的间隔配置。

图3是第一引导部的放大图。第一引导部由第一引导供丝部120X和第一引导保持部130X构成。第一引导保持部130X是用于将第一引导供丝部120X固定于卷挂台104的构件。第一引导保持部130X从卷挂台104的插通孔HO的边缘与心轴MA的轴AX平行地突出设置。具体而言，第一引导保持部130X由固定部51、延伸部52、臂53、盖部54构成。固定部51以沿着卷挂台104的方式裁置并固定。延伸部52为平板状，以从固定部51向轴AX方向延伸的方式配置。臂53以从延伸部52的长度方向的两端向基台300的上方向延伸的方式配置。盖部54以覆盖延伸部52及臂53的前端的方式配置。而且，在延伸部52的中央，沿着延伸部52的长度方向，设置与第一引导供丝部120X的供丝口122相同的大小的贯通孔。在延伸部52的贯通孔的两肋，沿着延伸部52的长度方向，隔开恒定的间隔地设置多个调节孔133。调节孔133是用于插入螺钉的螺纹孔。需要说明的是，在图3的例子中，在臂53设有多个轻量化用的孔，但该孔可以省略。

第一引导供丝部120X是用于将从第一绕线筒组放出的碳纤维捆束而作为纤维束，并向心轴MA供给的构件。在本实施方式中，将绕线筒108A～E设为“第一绕线筒组”。第一引导供丝部120X是将角修圆的平板状的构件。在第一引导供丝部120X的中央，沿着第一引导供丝部120X的长度方向设有多个供丝口122。供丝口122将放出的碳纤维捆束成纤维束，向心轴MA送出。供丝口122是将角修圆的长方形形状的贯通孔。在各供丝口122的两肋，沿着第一引导供丝部120X的长度方向，隔开恒定的间隔地设置多个调节孔123。调节孔123是用于插入螺钉的螺纹孔。

第一引导部的心轴MA的轴AX方向上的长度L1(以后，也简称为“第一引导部的长度L1”)如图示那样可以定义为第一引导供丝部120X的前端部从卷挂台104突出的长度。若设为上述那样的结构，则能够使第一引导供丝部120X沿轴AX方向滑动，在所希望的位置使第一引导供丝部120X的调节孔123与第一引导保持部130X的调节孔133对合而进行螺纹紧固，由此能够调节第一引导部的长度L1。需要说明的是，第一引导供丝部120X的调节孔123和第一引导保持部130X的调节孔133作为“调节部”发挥功能。

需要说明的是，在第一引导供丝部120X中设置调节孔123的间隔与在第一引导保持部130X中设置调节孔133的间隔若相同，则在调节第一引导部的长度L1时，能够使多个调节孔的位置一致而将多个部位进行螺纹紧固。这样的话，能够提高将第一引导供丝部120X固定于第一引导保持部130X的强度。

图4是第二引导部的放大图。第二引导部由第二引导供丝部120Y和第二引导保持部130Y构成。第二引导保持部130Y是用于将第二引导供丝部120Y固定于卷挂台104的构件。第二引导保持部130Y从卷挂台104的插通孔HO的缘部即与设置第一引导保持部130X的一侧相对的一侧的缘部，与轴AX平行地突出设置。第二引导保持部130Y由固定部51、延伸部52、臂53、盖部54构成。各部的详情与第一引导保持部130X一样，除了各部的上下颠倒的点之外。

第二引导供丝部120Y是用于将从第二绕线筒组放出的碳纤维捆束而形成纤维束，并向心轴MA供给的构件。在本实施方式中，将绕线筒108F～J设为“第二绕线筒组”。需要说明的是，第一绕线筒组和第二绕线筒组只要满足(i)属于两方的组的绕线筒不存在且(ii)1个绕线筒组包含多个绕线筒这样的条件即可，可以任意决定。但是，为了实现使用了环向卷绕装置100的绕丝装置10的生产性的提高，属于1个绕线筒组的绕线筒的个数优选为4个以上。第二引导供丝部120Y由将角修圆的2张平板状的构件PL、PU构成。各平板状构件沿着第二引导供丝部120Y的长度方向设有多个供丝口122。详情与第一引导供丝部120X的供丝口122相同。而且，在各供丝口122的两肋，沿着第二引导供丝部120Y的长度方向设有多个调节孔123。详情与第一引导供丝部120X的调节孔123相同。而且，在一方的平板状构件PL的前端固定另一方的平板状构件PU。

第二引导部的心轴MA的轴AX方向上的长度L2(以后，也简称为“第二引导部的长度L2”)如图示那样，可以定义作为第二引导供丝部120Y的前端部、即平板状构件PU的前端部从卷挂台104突出的长度。若设为这样的结构，则使第二引导供丝部120Y沿着轴AX方向滑动，在所希望的位置使第二引导供丝部120Y的调节孔123与第二引导保持部130Y的调节孔133对合而进行螺纹紧固，由此能够调节第二引导部的长度L2。而且，使第二引导供丝部120Y的平板状构件PU沿着平板状构件PL在轴AX方向上滑动，在所希望的位置使平板状构件PU的调节孔123与平板状构件PL的调节孔123对合而进行螺纹紧固，由此能够进一步调节第二引导部的长度L2。需要说明的是，第二引导供丝部120Y的调节孔123和第二引导保持部130Y的调节孔133作为“调节部”发挥功能。需要说明的是，第一引导部具备的调节部和第二引导部具备的调节部中的任一方可以省略。

这样，在本实施方式的环向卷绕装置100中，根据绕线筒的个数而具备多个用于将碳纤维形成为束并向心轴MA引导的引导部。在上述实施方式的例子中，相对于10个绕线筒而具备2个引导部(第一引导部和第二引导部)，但是具体的的数目只不过是例示。例如，相对于8个绕线筒可以具备2个引导部，相对于6个绕线筒可以具备2个引导部，相对于15个绕线筒可以具备3个引导部。

在具有上述那样的结构的环向卷绕装置100中，相对于在支承于支承台310的状态下以轴AX为中心旋转的心轴MA的主体部，第一引导部将从第一绕线筒组(绕线筒108A～E)放出的碳纤维捆束为纤维束，并交叉卷绕于主体部。同样，第二引导部将从第二绕线筒组(绕线筒108F～J)放出的碳纤维捆束为纤维束，并交叉卷绕于主体部。环向卷绕装置100一边沿基台300的长度方向往复移动一边进行该卷绕动作。

这样，在本实施方式的环向卷绕装置100中，1个引导部只引导5根以下的碳纤维，因此能够使环向卷绕时的纤维配向角度近似90°。而且，环向卷绕装置100具备多个引导部(在本实施方式中为2个)，因此能够将从多个(在本实施方式中为10个)绕线筒放出的碳纤维同时环向卷绕，换言之，能够增加环向卷绕装置100装置的整体可处理的绕线筒的数量。如以上那样，根据本实施方式的环向卷绕装置100，能够使进行环向卷绕时的纤维配向角度相对于心轴MA的轴AX近似90°，并能够将多个碳纤维同时进行环向卷绕。其结果是，在使用了环向卷绕装置100的绕丝装置10中，能够高水准地维持完成产品的性能、美观，并提高其生产性。生产性提高的结果是能够降低绕丝装置10的完成产品的成本。

图5是用于说明引导部的长度不同的效果的说明图。在本实施方式的环向卷绕装置100中，图3中说明的第一引导部的长度L1和图4中说明的第二引导部的长度L2在心轴MA的轴AX的方向、换言之与环向卷绕的卷绕方向正交的方向上的长度不同。具体而言，满足“第一引导部的长度L1<第二引导部的长度L2”的关系。因此，第一引导部能够向心轴MA的主体部的区域AL供给纤维束，第二引导部能够向心轴MA的主体部的区域AR供给纤维束。因此，根据本实施方式的环向卷绕装置100，能够同时对心轴MA的轴AX方向不同的区域实施环向卷绕。

此外，第一引导部和第二引导部具备用于变更在心轴MA的轴AX方向上的长度(L1、L2)的调节部(调节孔123、调节孔133)。因此，在本实施方式的环向卷绕装置100中，对于心轴MA的主体部的相同区域，能够使第一引导部的环向卷绕与第二引导部的环向卷绕重叠。而且，在环向卷绕装置100中，对于心轴MA的主体部不同的区域，可以分别进行第一引导部的环向卷绕和第二引导部的环向卷绕。这样，环向卷绕装置100能够对应于心轴MA的形状或大小而变更环向卷绕的方法，因此能够提高环向卷绕层的层叠设计的自由度。

此外，根据本实施方式的环向卷绕装置100，装配有属于第一绕线筒组的绕线筒(绕线筒108A～E)的支承部(支架106A～E)和装配有属于第二绕线筒组的绕线筒(绕线筒108F～J)的支承部(支架106F～J)配置在一卷挂台104上。因此，在环向卷绕装置100上只要各设置一个卷挂台和驱动卷挂台的驱动部即可。其结果是，能够通过简易的结构来实现环向卷绕装置100。

B.第二实施方式：

在本发明的第二实施方式中，说明具有多个卷挂台的结构。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构成部分，标注与先前说明的第一实施方式同样的标号，并省略其详细说明。

B-1.绕丝装置的结构：

图6是搭载有第二实施方式的环向卷绕装置的绕丝装置的立体图。与图1所示的第一实施方式的差异在于取代环向卷绕装置100而具备环向卷绕装置100a的点。

B-2.环向卷绕装置的结构：

图7是将第二实施方式的环向卷绕装置100a放大表示的说明图。与图2所示的第一实施方式的差异在于取代卷挂台104而具备第一卷挂台103和第二卷挂台105的点、取代第一引导保持部130X而具备第一引导保持部130Xa的点、取代第二引导保持部130Y而具备第二引导保持部130Ya的点。需要说明的是，以后，将第一引导供丝部120X和第一引导保持部130Xa总称为“第一引导部”。同样，将第二引导供丝部120Y和第二引导保持部130Ya总称为“第二引导部”。

第一卷挂台103是圆盘状的构件，支承在框架102的收容构件102Y的大致中央部。在第一卷挂台103的中央形成有用于配置心轴MA的插通孔HO。第二卷挂台105是圆盘状的构件，与第一卷挂台103同样，支承在框架102的收容构件102Y的大致中央部。第二卷挂台105形成得比第一卷挂台103大径。因此，第二卷挂台105配置在第一卷挂台103的同心圆状的外侧。在第二卷挂台105的中央形成与第一卷挂台103同样的插通孔HO。

在第一卷挂台103及第二卷挂台105的一方的面上分别设有包含绕线筒108等的纤维束的供给机构。而且，在第一卷挂台103及第二卷挂台105的另一方的面上分别设有驱动第一卷挂台103旋转的第一驱动部和驱动第二卷挂台105旋转的第二驱动部。这样，第一卷挂台103用的第一驱动部和第二卷挂台105用的第二驱动部分别设置，因此在本实施方式的环向卷绕装置100a中，第一卷挂台103和第二卷挂台105能够分别独立旋转。

对第一卷挂台103的纤维束的供给机构进行说明。支架106A～E分别沿着第一卷挂台103的周缘以均等的间隔配置于第一卷挂台103。而且，支架106A～E各保持1个绕线筒108。因此，绕线筒108A～E与支架106A～E一样，沿着第一卷挂台103的周缘以均等的间隔配置。在本实施方式中，将保持于第一卷挂台103的绕线筒108A～E作为“第一绕线筒组”。对第二卷挂台105的纤维束的供给机构进行说明。支架106F～J分别沿着第二卷挂台105的周缘以均等的间隔配置于第二卷挂台105。而且，支架106F～J各保持1个绕线筒108。因此，绕线筒108F～J与支架106F～J一样，沿着第二卷挂台105的周缘以均等的间隔配置。在本实施方式中，将保持于第二卷挂台105的绕线筒108F～J作为“第二绕线筒组”。需要说明的是，支架106及绕线筒108的结构与第一实施方式相同。

第一引导保持部130Xa是用于将第一引导供丝部120X固定于第一卷挂台103的构件。第一引导保持部130Xa从第一卷挂台103的插通孔HO的缘部，与心轴MA的轴AX平行地突出设置。第一引导保持部130Xa的结构与第一实施方式的第一引导保持部130X相同。第二引导保持部130Ya是用于将第二引导供丝部120Y固定于第二卷挂台105的构件。第二引导保持部130Ya从第二卷挂台105的与第一卷挂台103的边缘，与心轴MA的轴AX平行地突出设置。第二引导保持部130Ya的结构例如图8所示与第一实施方式的第二引导保持部130Y相同。

这样，在第二实施方式的环向卷绕装置100a中，能够得到与第一实施方式同样的效果。具体而言，环向卷绕装置100a根据绕线筒的个数而具备多个用于将碳纤维形成为束并向心轴MA引导的引导部，因此能够使进行环向卷绕时的纤维配向角度相对于心轴MA的轴AX近似90°，并能够同时地环向卷绕多个碳纤维。而且，在环向卷绕装置100a中，第一引导部的长度L1与第二引导部的长度L2不同，因此能够同时对心轴MA的轴AX方向上的不同区域实施环向卷绕。而且，环向卷绕装置100a能够调节第一引导部的长度L1和第二引导部的长度L2，因此能够提高环向卷绕层的层叠设计的自由度。

而且，根据第二实施方式的环向卷绕装置100a，装配有属于第一绕线筒组的绕线筒(绕线筒108A～E)的支承部(支架106A～E)和装配有属于第二绕线筒组的绕线筒(绕线筒108F～J)的支承部(支架106F～J)中的一方配置在第一卷挂台103上，另一方配置在第二卷挂台105上。第一卷挂台103由第一驱动部独立驱动，第二卷挂台由第二驱动部独立驱动。因此，能够分别独立地操作属于第一绕线筒组的绕线筒(绕线筒108A～E)和属于第二绕线筒组的绕线筒(绕线筒108F～J)。其结果是，在环向卷绕装置100a中，能够进一步提高环向卷绕层的层叠数、作为纤维束而卷缠的碳纤维的根数等环向卷绕层的层叠设计的自由度。

D.第三实施方式：

在本发明的第三实施方式中，说明使用了在上述实施方式中说明的绕丝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9是表示罐的制造方法的次序的流程图。在步骤S 10中，准备具有大致圆筒形状的主体部和从主体部的两端连续形成的圆顶部的心轴MA，安设于绕丝装置10(图1)。

在步骤S12中，将碳纤维环向卷绕于心轴MA。具体而言，驱动在环向卷绕装置100的中央形成有用于配置心轴的插通孔HO的卷挂台104(图2)旋转，将从沿着卷挂台104的周缘配置的多个支承部(支架106A～J)上分别装配的绕线筒(绕线筒108A～J)中的多个绕线筒构成的第一绕线筒组(绕线筒108A～E)放出的碳纤维形成为束，并环向卷绕于心轴MA的主体部，将从分别装配于多个支承部(支架106A～J)的绕线筒(绕线筒108A～J)中的不属于第一绕线筒组的多个绕线筒构成的第二绕线筒组(绕线筒108F～J)放出的碳纤维形成为束，并环向卷绕于心轴MA的主体部。

在步骤S14中，将碳纤维螺旋卷绕于心轴MA。具体而言，使用螺旋卷绕装置200，将碳纤维形成为束而螺旋卷绕于心轴MA的圆顶部的至少一部分。在步骤S16中，使用加热炉对碳纤维的卷绕(环向卷绕及螺旋卷绕)结束后的心轴MA进行加热，使碳纤维含有的热固性树脂固化。需要说明的是，步骤S14可以省略。步骤S12与步骤S14的执行顺序可以颠倒。步骤S12与步骤S14也可以并行地执行。

如以上那样，能够制造出罐。根据第三实施方式中说明的罐的制造方法，能够使进行环向卷绕时的纤维配向角度相对于心轴的轴近似90°，并能够将从多个绕线筒(绕线筒108A～J)放出的纤维(碳纤维)同时环向卷绕于心轴MA。其结果是，能够高水准地维持完成产品的性能或美观，并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独立权利要求所要求权利的要素以外的要素是附加的要素，可以适当省略。而且，本发明并不局限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种形态实施，也可以进行例如下述的变形。

·变形例1：

在上述实施方式中，例举说明了绕丝装置的结构的一例。然而，上述实施方式的结构只不过是一例，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形。例如，可以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。

·变形例2：

在上述实施方式中，例举说明了环向卷绕装置的结构的一例。然而，上述实施方式中的结构只不过是一例，在不脱离本发明的主旨的范围内，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，对于绕线筒，可以设置抑制绕线筒向碳纤维的放出方向的过旋转的纤维解除机构。当设置纤维解除机构时，能够伴随于从绕线筒放出的碳纤维的张力的增加，而施加向从绕线筒剥离碳纤维的方向的力。作为纤维解除机构，可以使用例如棘爪机构。

例如，可以变更卷挂台上的绕线筒或支架(支承部)或引导部的配置。具体而言，在上述实施方式的例子中，在卷挂台的一方的面上具备驱动机构，在另一方的面上具备包含绕线筒或引导部等的纤维束的供给机构。然而，也可以在卷挂台的一方的面上具备装配第一绕线筒组的支承部及第一引导部，在卷挂台的另一方的面上具备装配第二绕线筒组的支承部及第二引导部。这种情况下，卷挂台的驱动机构可以配置于任意的场所。这样的话，不用改变第一引导部及第二引导部的心轴MA的轴向上的长度L1、L2，而能够对应于心轴MA的形状来变更环向卷绕的方法。换言之，即使是不具备调节部的结构，也能够对应于心轴MA的形状而变更环向卷绕的方法。

例如，可以在绕线筒其本身、或者绕线筒与引导部之间的纤维搬运路径上具备用于调整纤维束的张力的张力调整部或用于调整纤维束的扭转的扭转调整部。

·变形例3：

在上述实施方式中，例举说明了引导部的结构的一例。然而，上述实施方式中的结构只不过是一例，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形。例如，可以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，引导部由引导供丝部和引导保持部构成，但也可以构成作为使两者为一体的1个构件。

例如，在引导部可以具备用于调整纤维束的张力的张力调整部或用于调整纤维束的扭转的扭转调整部。

例如，在引导部中，引导供丝部的形状或供丝口的形状可以任意变更。

·变形例4：

在上述实施方式中，环向卷绕装置构成作为绕丝装置的一部分的功能部，但也可以取代于此而构成作为独立的装置。而且，本发明的环向卷绕装置并不局限于绕丝装置，也可以适用于卷缠纤维的任意的装置。例如，可以适用于向车辆或飞机等所使用的螺旋桨轴或车门框架等卷绕纤维的装置。

本发明并不局限于上述的实施方式、实施例、变形例，在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如，发明内容一栏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，可以适当进行更换、组合。而且，其技术特征在本说明书中只要不是作为必须而说明的结构，就可以适当删除。

标号说明

10…绕丝装置

51…固定部

52…延伸部

53…臂

54…盖部

100、100a…环向卷绕装置

102…框架

102X…基体构件

102Y…收容构件

103…第一卷挂台

104…卷挂台

105…第二卷挂台

106、106A～F…支架

108、108A～F…绕线筒

120X…第一引导供丝部

120Y…第二引导供丝部

122…供丝口

123…调节孔

130X、130Xa…第一引导保持部

130Y、130Ya…第二引导保持部

133…调节孔

200…螺旋卷绕装置

300…基台

302…第一轨道

304…第二轨道

310…支承台

312…基体

314…支承臂

316…夹盘

318…安装工具

MA…心轴

PL…平板状构件

HO…插通孔

PU…平板状构件

AX…轴

Claims (10)

1.一种环向卷绕装置，具备：

卷挂台，在中央形成有用于配置心轴的插通孔；

驱动部，驱动所述卷挂台旋转；

多个支承部，用于装配卷绕有纤维的绕线筒，且沿着所述卷挂台的周缘配置；

第一引导部，将从第一绕线筒组放出的所述纤维形成为束而向所述心轴供给，所述第一绕线筒组由分别装配于所述多个支承部的绕线筒中的多个所述绕线筒构成；及

第二引导部，将从第二绕线筒组放出的所述纤维形成为束而向所述心轴供给，所述第二绕线筒组由分别装配于所述多个支承部的绕线筒中的、不属于所述第一绕线筒组的多个所述绕线筒构成。

2.根据权利要求1所述的环向卷绕装置，其中，

所述第一引导部和所述第二引导部在所述心轴的轴向上的长度不同。

3.根据权利要求1或2所述的环向卷绕装置，其中，

所述第一引导部和所述第二引导部中的至少一方具备用于变更在所述心轴的轴向上的长度的调节部。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的环向卷绕装置，其中，

装配有属于所述第一绕线筒组的所述绕线筒的所述支承部和装配有属于所述第二绕线筒组的所述绕线筒的所述支承部配置在一个所述卷挂台上。

5.根据权利要求4所述的环向卷绕装置，其中，

在所述卷挂台的一方的面上配置所述第一引导部和装配有属于所述第一绕线筒组的所述绕线筒的所述支承部，

在所述卷挂台的另一方的面上配置所述第二引导部和装配有属于所述第二绕线筒组的所述绕线筒的所述支承部。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的环向卷绕装置，其中，

所述环向卷绕装置还具备：

第二卷挂台，以所述卷挂台的同心圆状配置；及

第二驱动部，驱动所述第二卷挂台旋转，

装配有属于所述第一绕线筒组的所述绕线筒的所述支承部和装配有属于所述第二绕线筒组的所述绕线筒的所述支承部中的一方配置在所述卷挂台上，另一方配置在所述第二卷挂台上。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的环向卷绕装置，其中，

属于所述第一绕线筒组的所述绕线筒的个数和属于所述第二绕线筒组的所述绕线筒的个数分别为5个以下。

8.一种绕丝装置，具备权利要求1～7中任一项所述的环向卷绕装置。

9.一种罐的制造方法，其中，

准备具备主体部和圆顶部的心轴，该主体部具有大致圆筒形状，该圆顶部从所述主体部的两端连续地形成，

驱动卷挂台旋转，该卷挂台在中央形成有用于配置所述心轴的插通孔，

将从第一绕线筒组放出的浸渍了热固性树脂的纤维形成为束而环向卷绕于所述心轴的所述主体部，所述第一绕线筒组由分别装配于多个支承部的绕线筒中的多个所述绕线筒构成，所述多个支承部沿着所述卷挂台的周缘配置，

将从第二绕线筒组放出的所述纤维形成为束而环向卷绕于所述心轴的所述主体部，所述第二绕线筒组由分别装配于所述多个支承部的绕线筒中的、不属于所述第一绕线筒组的多个所述绕线筒构成，

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。

10.根据权利要求9所述的罐的制造方法，其中，

而且，在所述加热之前，将浸渍了热固性树脂的纤维螺旋卷绕于所述圆顶部的至少一部分。