JP2015139890A - Method for manufacturing storage tank - Google Patents

Method for manufacturing storage tank Download PDF

Info

Publication number
JP2015139890A
JP2015139890A JP2014012392A JP2014012392A JP2015139890A JP 2015139890 A JP2015139890 A JP 2015139890A JP 2014012392 A JP2014012392 A JP 2014012392A JP 2014012392 A JP2014012392 A JP 2014012392A JP 2015139890 A JP2015139890 A JP 2015139890A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
reinforcing fiber
liner
unit
twist
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014012392A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6235356B2 (en
JP2015139890A5 (en
Inventor
哲也 下村
Tetsuya Shimomura
哲也 下村
三好 新二
Shinji Miyoshi
新二 三好
健太郎 日置
Kentaro Hioki
健太郎 日置
作馬 江森
Sakuma Emori
作馬 江森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Soken Inc, Toyota Motor Corp filed Critical Nippon Soken Inc
Priority to JP2014012392A priority Critical patent/JP6235356B2/en
Publication of JP2015139890A publication Critical patent/JP2015139890A/en
Publication of JP2015139890A5 publication Critical patent/JP2015139890A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6235356B2 publication Critical patent/JP6235356B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for improving the winding state of a belt-like reinforcement fiber around a tank container.SOLUTION: A filament winding (FW) device 100 includes a liner holding part 20, a fiber supply part 30, a fiber delivery part 40, and a fiber monitoring part 50. The fiber delivery part 40 delivers a belt-like reinforcement fiber RF supplied from the fiber supply part 30 to a liner 10 held by the liner holding part 20 through the opening 42 of a yarn feeding port 41. The reinforcement fiber RF is wound around the liner 10 rotating around the central axis CX in the liner holding part 20. The fiber monitoring part 50 detects the state that the reinforcement fiber RF is twisted at a prescribed angle or more between the yarn feeding port 41 and the liner 10.

Description

本発明は、貯蔵タンクに関する。   The present invention relates to a storage tank.

貯蔵タンクとしては、高圧水素を貯蔵する水素タンクなどが知られている。水素タンクには、本体容器であるライナーの表面に、フィラメントワインディング法(以下、単に「FW法」とも呼ぶ)によって形成される繊維強化樹脂層を有するものがある。繊維強化樹脂層は、熱硬化性樹脂が含浸されている帯状の強化繊維(いわゆるプリプレグ)をライナーに巻き付けて熱硬化性樹脂を熱硬化させることによって形成される(下記特許文献1等)。   As a storage tank, a hydrogen tank for storing high-pressure hydrogen is known. Some hydrogen tanks have a fiber reinforced resin layer formed by a filament winding method (hereinafter also simply referred to as “FW method”) on the surface of a liner as a main body container. The fiber-reinforced resin layer is formed by winding a belt-shaped reinforcing fiber (so-called prepreg) impregnated with a thermosetting resin around a liner and thermosetting the thermosetting resin (Patent Document 1 below).

特開2010−253789号公報JP 2010-253789 A

FW法において帯状の強化繊維をライナーに巻き付ける際には、ライナー表面に対する強化繊維の密着性が確保されることが望ましく、強化繊維同士が緊密に巻き付けられることが望ましい。特許文献1では、帯状の繊維束の巻き付けの際に、既に巻き付けられている繊維束の位置を検出し、その位置に応じて繊維束の次の巻き付け位置を決定することによって、巻き付けられた繊維束の層に凹凸や空隙が生じてしまうことを抑制している。   When the belt-like reinforcing fibers are wound around the liner in the FW method, it is desirable to ensure the adhesion of the reinforcing fibers to the liner surface, and it is desirable that the reinforcing fibers be tightly wound. In Patent Document 1, when winding a belt-shaped fiber bundle, the position of the fiber bundle that has already been wound is detected, and the next winding position of the fiber bundle is determined according to the position, thereby winding the wound fiber. The occurrence of unevenness and voids in the bundle layer is suppressed.

このように、FW法においては、帯状の強化繊維の巻き付け状態を改善することについて絶え間ない改良が続けられている。そのほか、従来のFW法においては、強化繊維の巻き付け制御の高精度化や容易化、低コスト化、強化繊維の巻き付けを実行する装置や設備の小型化、簡易化、省資源化、使い勝手の向上等が望まれていた。なお、こうした課題は、貯蔵タンクの製造技術に限らず、FW法が用いられる技術に共通する課題である。   As described above, in the FW method, continuous improvement is continued for improving the winding state of the belt-like reinforcing fibers. In addition, in the conventional FW method, high-precision and easy control of reinforcing fiber winding, cost reduction, downsizing, simplification, resource saving, and improved usability of equipment and equipment for winding reinforcing fiber. Etc. were desired. In addition, such a subject is a subject common not only to the manufacturing technique of a storage tank but the technique in which FW method is used.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.

[1]本発明の一形態によれば、貯蔵タンクの製造方法が提供される。この製造方法は、帯状繊維を繊維供給口から送り出しつつ、前記貯蔵タンクの本体容器であるタンク容器の外表面に巻き付ける繊維巻き付け工程を備えて良い。前記繊維巻き付け工程は、前記繊維供給口と前記タンク容器との間において、前記帯状繊維が捻れている状態を検出する捻れ検出工程を有して良い。本願発明の発明者らは研究開発の末、繊維供給口とタンク容器との間において帯状繊維に生じている捻れの状態がタンク容器に対する帯状繊維の巻き付け状態に影響するとの知見を得た。この形態の製造方法によれば、強化繊維が捻れた状態にあることをタンク容器に巻き付けられる前に検出できるため、強化繊維がタンク容器に捻れた状態のまま巻き付けられてしまうことを抑制することができる。従って、タンク容器に対する帯状の強化繊維の巻き付け状態が改善される。 [1] According to one aspect of the present invention, a method for manufacturing a storage tank is provided. This manufacturing method may include a fiber winding step of winding a belt-like fiber around the outer surface of a tank container, which is a main body container of the storage tank, while feeding the fiber from a fiber supply port. The fiber winding step may include a twist detection step of detecting a state in which the belt-like fiber is twisted between the fiber supply port and the tank container. As a result of research and development, the inventors of the present invention have found that the twisted state generated in the band-like fiber between the fiber supply port and the tank container affects the winding state of the band-like fiber around the tank container. According to the manufacturing method of this embodiment, since it can be detected that the reinforcing fiber is twisted before being wound around the tank container, the reinforcing fiber is prevented from being wound while being twisted around the tank container. Can do. Therefore, the winding state of the belt-shaped reinforcing fiber around the tank container is improved.

[2]上記形態の製造方法において、捻れ検出工程は、前記帯状繊維が所定の角度以上に捻れている状態を検出する工程であっても良い。この形態の製造方法によれば、強化繊維が所定の角度以上に捻れた状態にあることをタンク容器に巻き付けられる前に検出できる。 [2] In the manufacturing method of the above aspect, the twist detection step may be a step of detecting a state in which the belt-like fiber is twisted more than a predetermined angle. According to the manufacturing method of this aspect, it can be detected that the reinforcing fiber is twisted more than a predetermined angle before being wound around the tank container.

[3]上記形態の製造方法は、前記帯状繊維が所定の角度以上に捻れている状態が検出されたときに、前記帯状繊維の捻れが低減されるように、前記繊維供給口を回転させる工程を備えて良い。この形態の製造方法によれば、強化繊維が捻れた状態のままタンク容器に巻き付けられてしまうことが抑制される。 [3] The manufacturing method of the above aspect includes a step of rotating the fiber supply port so that twisting of the band-like fiber is reduced when a state in which the band-like fiber is twisted at a predetermined angle or more is detected. May be equipped with. According to the manufacturing method of this form, it is suppressed that the reinforcing fiber is wound around the tank container in a twisted state.

[4]上記形態の製造方法において、前記捻れ検出工程は、前記タンク容器の近傍位置における前記帯状繊維の捻れ角度を表す値を検出する工程を含んで良い。この形態の製造方法によれば、強化繊維の捻れ状態を適切に検出することができる。 [4] In the manufacturing method of the above aspect, the twist detection step may include a step of detecting a value representing a twist angle of the belt-like fiber at a position near the tank container. According to the manufacturing method of this embodiment, the twisted state of the reinforcing fiber can be detected appropriately.

[5]上記形態の製造方法は、前記タンク容器の近傍位置における前記帯状繊維の捻れ角度を表す値に応じて、前記繊維供給口を回転させる工程を備えて良い。この形態の製造方法によれば、強化繊維が捻れた状態のままタンク容器に巻き付けられてしまうことが適切に抑制される。 [5] The manufacturing method according to the above aspect may include a step of rotating the fiber supply port according to a value representing a twist angle of the belt-like fiber at a position near the tank container. According to the manufacturing method of this embodiment, the reinforcing fiber is appropriately suppressed from being wound around the tank container in a twisted state.

上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。   A plurality of constituent elements of each aspect of the present invention described above are not indispensable, and some or all of the effects described in the present specification are to be solved to solve part or all of the above-described problems. In order to achieve the above, it is possible to appropriately change, delete, replace with another new component, and partially delete the limited contents of some of the plurality of components. In order to solve part or all of the above-described problems or to achieve part or all of the effects described in this specification, technical features included in one embodiment of the present invention described above. A part or all of the technical features included in the other aspects of the present invention described above may be combined to form an independent form of the present invention.

本発明は、貯蔵タンクの製造方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、強化繊維の巻き付け方法や、その巻き付け方法を実行するフィラメントワインディング装置(FW装置)、そのFW装置を備える貯蔵タンクの製造装置、それらの装置の制御方法、その制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。   The present invention can also be realized in various forms other than the manufacturing method of the storage tank. For example, a reinforcing fiber winding method, a filament winding device (FW device) that executes the winding method, a storage tank manufacturing device that includes the FW device, a control method for these devices, a computer program that implements the control method, The present invention can be realized in the form of a non-temporary recording medium that records the computer program.

FW装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of FW apparatus. 給糸口部の回転動作を説明するための概略図。Schematic for demonstrating rotation operation of a yarn feeder part. 強化繊維の捻れを説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the twist of a reinforced fiber. 強化繊維の巻付工程の概略フローを示す説明図。Explanatory drawing which shows the schematic flow of the winding process of a reinforced fiber. 繊維監視部の撮像素子によって取得される撮像画像と強化繊維との対応を示す概略図。Schematic which shows a response | compatibility with the captured image and reinforcement fiber which are acquired with the image sensor of a fiber monitoring part. 撮像画像中の強化繊維の像の幅に基づく捻れ角θtの取得方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the acquisition method of twist angle | corner (theta) t based on the width | variety of the image of the reinforced fiber in a captured image. 捻れ角検出部による強化繊維の捻れ方向の特定方法を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the specific method of the twist direction of a reinforced fiber by a twist angle detection part. 第2実施形態としてのFW装置が備える繊維監視部の構成を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the structure of the fiber monitoring part with which the FW apparatus as 2nd Embodiment is provided. 強化繊維に捻れが生じているときに各反射率測定部が出力する反射率の計測結果の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the measurement result of the reflectance which each reflectance measuring part outputs, when the reinforcement fiber has twisted. 第3実施形態としてのFW装置が備える繊維監視部の構成を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the structure of the fiber monitoring part with which the FW apparatus as 3rd Embodiment is provided. 強化繊維に捻れが生じているときに各透過率測定部が出力する透過率の計測結果の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the measurement result of the transmittance | permeability which each transmittance | permeability measuring part outputs, when the reinforcement fiber has twisted.

A.第1実施形態:
図1は、本発明の第1実施形態としての貯蔵タンクの製造方法を実現するFW装置100の構成を示す概略図である。FW装置100は高圧水素などを貯蔵する貯蔵タンクの製造工程において、貯蔵タンクの本体容器であるライナー10に帯状の強化繊維RFを、いわゆるヘリカル巻きやフープ巻きによって巻き付ける。図1は、強化繊維RFがヘリカル巻きによってライナー10に巻き付けられているときの様子を模式的に示している。
A. First embodiment:
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a FW device 100 that realizes a storage tank manufacturing method according to a first embodiment of the present invention. In the manufacturing process of a storage tank that stores high-pressure hydrogen or the like, the FW device 100 winds a belt-like reinforcing fiber RF around the liner 10 that is a main body container of the storage tank by so-called helical winding or hoop winding. FIG. 1 schematically shows a state in which the reinforcing fiber RF is wound around the liner 10 by helical winding.

ライナー10は金属または樹脂によって形成された中空容体である。ライナー10は、略円筒状のシリンダー部11と、シリンダー部11の両端に設けられた略半球状のドーム部12と、を有する。各ドーム部12の頂部には、バルブなどを接続するための口金部13が取り付けられている。強化繊維RFは、カーボン繊維などの強化繊維が帯状に束ねられた帯状繊維である。強化繊維RFの全体には熱硬化性樹脂が含浸されている。FW装置100においてライナー10の表面に形成された強化繊維RFの巻層は、熱硬化処理において熱硬化性樹脂を熱硬化させることによって、ライナー10の表面を被覆する繊維強化樹脂層となる。   The liner 10 is a hollow container made of metal or resin. The liner 10 includes a substantially cylindrical cylinder portion 11 and substantially hemispherical dome portions 12 provided at both ends of the cylinder portion 11. A base part 13 for connecting a valve or the like is attached to the top of each dome part 12. The reinforcing fiber RF is a band-shaped fiber in which reinforcing fibers such as carbon fibers are bundled in a band shape. The entire reinforcing fiber RF is impregnated with a thermosetting resin. The winding layer of the reinforcing fiber RF formed on the surface of the liner 10 in the FW device 100 becomes a fiber-reinforced resin layer that covers the surface of the liner 10 by thermosetting the thermosetting resin in the thermosetting process.

FW装置100は、制御部101と、ライナー保持部20と、繊維供給部30と、繊維送出部40と、繊維監視部50と、を備える。制御部101は、中央処理装置と、主記憶装置と、を備えるマイクロコンピューターによって構成され、中央処理装置が主記憶装置に種々のプログラムを読み込み実行することによって、種々の機能を実現する。制御部101は、以下に説明する各構成部20〜50の制御を実行する。特に、本実施形態のFW装置100では、制御部101は、強化繊維RFの巻き付け工程において搬送中の強化繊維RFにおける捻れ角を検出する捻れ角検出部102として機能する(詳細は後述)。   The FW device 100 includes a control unit 101, a liner holding unit 20, a fiber supply unit 30, a fiber delivery unit 40, and a fiber monitoring unit 50. The control unit 101 is constituted by a microcomputer including a central processing unit and a main storage device, and various functions are realized by the central processing unit reading various programs into the main storage device and executing them. The control part 101 performs control of each structure part 20-50 demonstrated below. In particular, in the FW device 100 of this embodiment, the control unit 101 functions as a twist angle detection unit 102 that detects a twist angle in the reinforcing fiber RF being conveyed in the winding process of the reinforcing fiber RF (details will be described later).

ライナー保持部20は、制御部101の指令に応じて、ライナー10を所定の回転速度で回転させて、ライナー10の表面に強化繊維RFを巻き付かせる。ライナー保持部20は、2つの接続部21と、駆動モーター22と、を備える。接続部21は、2つの口金部13の開口部に接続される取付軸21sを有し、ライナー10を、中心軸CXを中心に回転可能な状態で水平に保持する。駆動モーター22は、ライナー10を回転させるための回転駆動力を発生し、接続部21に伝達する。   The liner holding unit 20 rotates the liner 10 at a predetermined rotation speed in accordance with a command from the control unit 101 and winds the reinforcing fiber RF around the surface of the liner 10. The liner holding part 20 includes two connection parts 21 and a drive motor 22. The connecting portion 21 has an attachment shaft 21s connected to the openings of the two cap portions 13, and holds the liner 10 horizontally in a state where it can rotate around the central axis CX. The drive motor 22 generates a rotational driving force for rotating the liner 10 and transmits the rotational driving force to the connecting portion 21.

繊維供給部30は、強化繊維RFが巻き付けられたリール(図示は省略)を有し、当該リールから強化繊維RFを繰り出して繊維送出部40へと供給する。繊維送出部40は、給糸口部41と、移動軸43と、水平移動駆動部44と、回転駆動部45と、を備える。給糸口部41は、略長方形状に開口している貫通孔として設けられた開口部42を有し、開口部42を介して繊維供給部30から繰り出されてきた強化繊維RFをライナー保持部20へと送りだす繊維供給部として機能する。開口部42は、繊維供給口に相当する。   The fiber supply unit 30 includes a reel (not shown) around which the reinforcing fiber RF is wound, and feeds the reinforcing fiber RF from the reel and supplies the reinforcing fiber RF to the fiber delivery unit 40. The fiber delivery unit 40 includes a yarn feeder 41, a moving shaft 43, a horizontal movement driving unit 44, and a rotation driving unit 45. The yarn feeder 41 has an opening 42 provided as a through-hole that is opened in a substantially rectangular shape, and the reinforcing fiber RF fed from the fiber supply unit 30 through the opening 42 is used as the liner holding unit 20. It functions as a fiber supply unit that feeds into The opening 42 corresponds to a fiber supply port.

強化繊維RFは、給糸口部41の開口部42の下側の長辺に沿って送り出される。ここで、開口部42の下側の長辺には、面圧検出部46が設けられている。面圧検出部46は、例えば、開口部42の下側の長辺に沿って配列された複数個の荷重センサーによって構成される。面圧検出部46は、強化繊維RFから受ける面圧を強化繊維RFの幅方向における位置ごとに検出し、その検出結果を制御部101に出力する。面圧検出部42sによって面圧を検出する理由については後述する。   The reinforcing fiber RF is sent out along the long side below the opening 42 of the yarn feeder 41. Here, a surface pressure detection unit 46 is provided on the long side below the opening 42. The surface pressure detection unit 46 includes, for example, a plurality of load sensors arranged along the lower long side of the opening 42. The surface pressure detection unit 46 detects the surface pressure received from the reinforcing fiber RF for each position in the width direction of the reinforcing fiber RF, and outputs the detection result to the control unit 101. The reason why the surface pressure is detected by the surface pressure detector 42s will be described later.

給糸口部41は、水平に取り付けられている移動軸43上において摺動可能に取り付けられている。給糸口部41は、水平移動駆動部44から伝達される駆動力によって、ライナー保持部20に保持されているライナー10に対して相対的に水平方向に変位する。水平移動駆動部44は、例えば、モーターによって構成される。   The yarn feeder 41 is slidably mounted on a moving shaft 43 that is mounted horizontally. The yarn feeder 41 is displaced in the horizontal direction relative to the liner 10 held by the liner holding part 20 by the driving force transmitted from the horizontal movement driving part 44. The horizontal movement drive unit 44 is configured by, for example, a motor.

制御部101は、水平移動駆動部44を制御して給糸口部41を水平方向に変位させ、ライナー10に対する強化繊維RFの巻き付け角度や巻き付け位置を制御する。なお、給糸口部41は、その水平移動距離を短くしつつ強化繊維RFの巻き付け角度や巻き付け位置の制御性を確保するために、ライナー保持部10から十分に離間された位置に設けられていることが望ましい。   The control unit 101 controls the horizontal movement driving unit 44 to displace the yarn feeder 41 in the horizontal direction, and controls the winding angle and winding position of the reinforcing fiber RF around the liner 10. The yarn feeder 41 is provided at a position sufficiently separated from the liner holding portion 10 in order to secure controllability of the winding angle and winding position of the reinforcing fiber RF while shortening the horizontal movement distance. It is desirable.

給糸口部41は、回転駆動部45から伝達される回転駆動力によって開口部42を中心に回転可能に構成されている。回転駆動部45は例えばモーターによって構成される。制御部101は、回転駆動部45を制御して、開口部42の回転角度を制御し、開口部42から送り出されるときの強化繊維RFの幅方向の角度を制御する。   The yarn feeder 41 is configured to be rotatable around the opening 42 by the rotational driving force transmitted from the rotational driving unit 45. The rotation drive unit 45 is constituted by a motor, for example. The control unit 101 controls the rotation driving unit 45 to control the rotation angle of the opening 42 and to control the angle in the width direction of the reinforcing fiber RF when being sent out from the opening 42.

図2は、給糸口部41の回転動作を説明するための概略図である。図2の(a)欄には給糸口部41の開口部42が水平になっている基準状態が示されており、(b)欄には給糸口部41の回転によって開口部42が基準状態から傾斜している状態が示されている。図2では、便宜上、強化繊維RFが破線で図示され、繊維監視部50の図示が省略されている。また、図2には移動軸43の中心軸HXが水平方向を示す基準として一点鎖線によって図示されている。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the rotation operation of the yarn feeder 41. As shown in FIG. A reference state in which the opening 42 of the yarn feeder 41 is horizontal is shown in the (a) column of FIG. 2, and the opening 42 is in the reference state by the rotation of the yarn feeder 41 in the (b) column. The state of being inclined from is shown. In FIG. 2, for the sake of convenience, the reinforcing fiber RF is illustrated by a broken line, and the fiber monitoring unit 50 is not illustrated. In FIG. 2, the central axis HX of the moving shaft 43 is shown by a one-dot chain line as a reference indicating the horizontal direction.

上述したように、給糸口部41は、開口部42を中心として回転する。これによって、開口部42の長辺の角度が水平方向に対して変動し、開口部42から送り出されるときの強化繊維RFの幅方向の角度が水平方向に対して変動する。以後、本明細書では、水平方向に対する開口部42の長辺の角度の変位量を「給糸口角度α」と呼ぶ。   As described above, the yarn feeder 41 rotates around the opening 42. As a result, the angle of the long side of the opening 42 varies with respect to the horizontal direction, and the angle in the width direction of the reinforcing fiber RF when fed from the opening 42 varies with respect to the horizontal direction. Hereinafter, in this specification, the displacement amount of the angle of the long side of the opening 42 with respect to the horizontal direction is referred to as “yarn feeder angle α”.

給糸口角度αは、開口部42の長辺が水平である基準状態のときには0°である(図2の(a)欄)。給糸口角度αは、強化繊維RFの下流側から開口部42を見たときに、左回りの方向がプラス側であり、右回りの方向がマイナス側である。FW装置100では、給糸口部41の給糸口角度αの制御によって強化繊維RFがライナー10に捻れた状態で巻き付けられることが抑制される(詳細は後述)。   The yarn feeder angle α is 0 ° in the reference state in which the long side of the opening 42 is horizontal (column (a) in FIG. 2). When the opening 42 is viewed from the downstream side of the reinforcing fiber RF, the counterclockwise direction is a plus side and the clockwise direction is a minus side. In the FW device 100, the reinforcing fiber RF is suppressed from being wound around the liner 10 by controlling the yarn feeder angle α of the yarn feeder portion 41 (details will be described later).

繊維監視部50(図1)は、給糸口部41とライナー保持部20との間において強化繊維RFが送り出される状態を定点監視し、強化繊維RFの捻れた状態を検出する捻れ検出部として機能する。本実施形態の繊維監視部50は、撮像部51と、支持アーム部52と、照明部53と、を備える。撮像部51は、CCDイメージセンサーなどの個体撮像素子を有するカメラによって構成される。撮像部51は、ライナー10と給糸口部41との間の中間位置PBにおいて強化繊維RFを所定のタイミングで周期的に撮像し、その撮像データを制御部101に送信する。以下では、前記の中間位置PBを「撮影位置PB」とも呼ぶ。   The fiber monitoring unit 50 (FIG. 1) functions as a twist detection unit that monitors the state in which the reinforcing fiber RF is sent out between the yarn feeder 41 and the liner holding unit 20 and detects the twisted state of the reinforcing fiber RF. To do. The fiber monitoring unit 50 according to the present embodiment includes an imaging unit 51, a support arm unit 52, and an illumination unit 53. The imaging unit 51 is configured by a camera having an individual imaging element such as a CCD image sensor. The imaging unit 51 periodically images the reinforcing fiber RF at a predetermined timing at an intermediate position PB between the liner 10 and the yarn feeder 41, and transmits the imaging data to the control unit 101. Hereinafter, the intermediate position PB is also referred to as “shooting position PB”.

撮像部51は支持アーム部52によって保持されており、支持アーム部52は給糸口部41に連結されている。これによって、給糸口角度αの変動に応じて捻れ検出部51の撮影方向がリニアに変動する。照明部53は、撮像部51と一体的に支持アーム部52に取り付けられており、撮像部51の撮像対象領域を照射する。   The imaging unit 51 is held by a support arm unit 52, and the support arm unit 52 is coupled to the yarn feeder 41. As a result, the photographing direction of the twist detection unit 51 varies linearly according to the variation in the yarn feeder angle α. The illumination unit 53 is attached to the support arm unit 52 integrally with the imaging unit 51 and irradiates the imaging target area of the imaging unit 51.

図3は、強化繊維RFの捻れを説明するための説明図である。図3の(a)〜(c)欄にはそれぞれ、幅方向に平行な切断面における強化繊維RFの概略断面が図示されている。図3の(a)欄には、給糸口部41の近傍位置PA(図1)における強化繊維RFが示されており、図3の(b),(c)欄にはそれぞれ、ライナー10の近傍位置PCにおける強化繊維RFのねじれの態様が例示されている。図3の(a)〜(c)欄には、給糸口部41における開口部42の長辺に平行な第1の仮想直線Laを強化繊維RFに重ねて図示してある。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining twisting of the reinforcing fiber RF. Each of the columns (a) to (c) in FIG. 3 shows a schematic cross section of the reinforcing fiber RF at a cut surface parallel to the width direction. The (a) column of FIG. 3 shows the reinforcing fiber RF in the vicinity position PA (FIG. 1) of the yarn feeder 41, and the (b) and (c) columns of FIG. A mode of twisting of the reinforcing fiber RF in the vicinity position PC is illustrated. In the columns (a) to (c) of FIG. 3, a first virtual straight line La parallel to the long side of the opening 42 in the yarn feeder 41 is superimposed on the reinforcing fiber RF.

ここで、本明細書においては、強化繊維RFの幅方向に平行な断面において、強化繊維RFに、第1の仮想直線Laに対して角度を有するように傾斜している面が少なくとも一部に生じている状態が、強化繊維RFに捻れが生じている状態である。以下では、強化繊維RFの幅方向に平行な断面において、第1の仮想直線Laと、第1の仮想直線Laに対して傾斜している強化繊維RFの面と、の間の角度を「強化繊維RFの捻れ角θt」と呼ぶ。強化繊維RFの捻れ角θtは、ライナー10近傍の位置PCにおいて強化繊維RFの捻れが生じている部位の給糸口角度αに対する角度のずれ量に相当する。以下の説明では、捻れ角θtのプラス側は、強化繊維RFを下流側から上流側に見たときの左回りの方向であり、マイナス側は右回りの方向であるとする。   Here, in the present specification, in the cross section parallel to the width direction of the reinforcing fiber RF, at least a part of the reinforcing fiber RF is inclined so as to have an angle with respect to the first virtual straight line La. The resulting state is a state in which the reinforcing fiber RF is twisted. Below, in the cross section parallel to the width direction of the reinforcing fiber RF, the angle between the first virtual straight line La and the surface of the reinforcing fiber RF inclined with respect to the first virtual straight line La is “reinforced”. This is called the twist angle θt of the fiber RF. The twist angle θt of the reinforcing fiber RF corresponds to an angle shift amount with respect to the yarn feeder angle α at a portion where the twist of the reinforcing fiber RF occurs at the position PC in the vicinity of the liner 10. In the following description, the plus side of the twist angle θt is the counterclockwise direction when the reinforcing fiber RF is viewed from the downstream side to the upstream side, and the minus side is the clockwise direction.

上述したように、給糸口部41の開口部42からは、開口部42の長辺に沿って強化繊維RFが送り出される。そのため、給糸口部41の近傍位置PAにおいては、強化繊維RFの幅方向は開口部42の長辺に対してほぼ平行となり、捻れ角θtはほぼ0°である(図3の(a)欄)。これに対して、ライナー10の近傍位置PCにおいては、強化繊維RFの幅方向が巻き付けられるライナー10の表面に沿って捻れて、捻れ角θtが生じる場合がある(図3の(b)欄)。また、ライナー10の表面は曲面によって構成されているため、強化繊維RFは巻き付け位置におけるライナー10の表面の曲率によっては、幅方向の途中において曲がって捻れ角θtが生じる場合もある(図3の(c)欄)。以下では、図3の(b)欄に示されたような強化繊維RFの捻れ方を「第1の捻れ態様」と呼び、図3の(c)欄に示されたような強化繊維RFの捻れ方を「第2の捻れ態様」と呼ぶ。   As described above, the reinforcing fiber RF is sent out from the opening 42 of the yarn feeder 41 along the long side of the opening 42. Therefore, in the vicinity position PA of the yarn feeder 41, the width direction of the reinforcing fiber RF is substantially parallel to the long side of the opening 42, and the twist angle θt is substantially 0 ° (column (a) in FIG. 3). ). In contrast, at the position PC in the vicinity of the liner 10, the width direction of the reinforcing fiber RF may be twisted along the surface of the liner 10 around which the twisted angle θt is generated (column (b) in FIG. 3). . In addition, since the surface of the liner 10 is configured by a curved surface, the reinforcing fiber RF may be bent in the middle in the width direction depending on the curvature of the surface of the liner 10 at the winding position to generate a twist angle θt (FIG. 3). (C) column). Hereinafter, the twisting method of the reinforcing fiber RF as shown in the column (b) of FIG. 3 is referred to as a “first twisting mode”, and the reinforcing fiber RF as shown in the column (c) of FIG. The twisting method is referred to as “second twisting mode”.

このようなライナー10の近傍位置PCにおける強化繊維RFの捻れは、強化繊維RFがライナー10のシリンダー部11とドーム部12とを跨いで巻き付けられるヘリカル巻きを行うときに特に生じやすい。なお、本明細書において「ヘリカル巻き」と呼ぶときは、シリンダー部11を挟んで2つのドーム部12に渡って巻き付けられる高角度ヘリカル巻きと、1つのドーム部とシリンダー部11とに渡って巻き付けられる低角度ヘリカル巻きと、を含む。   Such twisting of the reinforcing fiber RF at the position PC in the vicinity of the liner 10 is particularly likely to occur when performing helical winding in which the reinforcing fiber RF is wound across the cylinder portion 11 and the dome portion 12 of the liner 10. In addition, when calling it a "helical winding" in this specification, it winds over the high angle helical winding wound over the two dome parts 12 on both sides of the cylinder part 11, and one dome part and the cylinder part 11 Low-angle helical windings.

本発明の発明者は、研究開発の末、ライナー10の近傍位置PCにおける強化繊維RFの捻れの状態がライナー10に対する強化繊維RFの巻き付け状態に影響するとの知見を得た。また、本発明の発明者は、ライナー10の近傍位置PCにおける強化繊維RFの捻れの状態は、ライナー10の近傍位置PCよりも上流側の撮影位置PBにおいて検出できるとの知見を得た。そこで、本実施形態のFW装置100は、以下に説明する強化繊維RFの巻付工程によって、ライナー10に対するヘリカル巻きを実行する際に、強化繊維RFの捻れ角θtの絶対値が所定の値以上に著しく大きくなってしまうことを抑制する。   As a result of research and development, the inventor of the present invention has obtained knowledge that the twisted state of the reinforcing fiber RF at the position PC near the liner 10 affects the winding state of the reinforcing fiber RF around the liner 10. Further, the inventor of the present invention has obtained the knowledge that the twisted state of the reinforcing fiber RF at the position PC near the liner 10 can be detected at the photographing position PB upstream of the position PC near the liner 10. Therefore, the FW device 100 of the present embodiment has an absolute value of the twist angle θt of the reinforcing fiber RF that is equal to or greater than a predetermined value when helical winding is performed on the liner 10 by the reinforcing fiber RF winding process described below. It is suppressed that it becomes remarkably large.

図4は、FW装置100において制御部101が実行する強化繊維RFの巻付工程の概略フローを示す説明図である。制御部101は、ライナー10を所定の速度で回転させつつ、給糸口部41を、予め設定されているライナー10に対する強化繊維RFの巻き付け位置や巻き付け角度に応じて移動軸43上において水平移動させる(工程1)。制御部101の捻れ角検出部102は所定のタイミングで繊維監視部50の撮像部51に強化繊維RFを撮像させ、その撮像画像に基づいて強化繊維RFの捻れ角θtを検出する(工程2)。以下では、工程2における捻れ角検出部102による強化繊維RFの捻れ角θtの検出工程の詳細を図5〜図7を用いて説明する。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic flow of a winding process of the reinforcing fiber RF executed by the control unit 101 in the FW device 100. The control unit 101 horizontally moves the yarn feeder 41 on the moving shaft 43 in accordance with the winding position and winding angle of the reinforcing fiber RF around the preset liner 10 while rotating the liner 10 at a predetermined speed. (Step 1). The twist angle detection unit 102 of the control unit 101 causes the imaging unit 51 of the fiber monitoring unit 50 to capture the reinforcing fiber RF at a predetermined timing, and detects the twist angle θt of the reinforcing fiber RF based on the captured image (step 2). . Below, the detail of the detection process of twist angle (theta) t of the reinforcement fiber RF by the twist angle detection part 102 in the process 2 is demonstrated using FIGS.

図5は、繊維監視部50の撮像素子51によって取得される撮像画像IMと強化繊維RFとの対応を示す概略図である。図5の(a)欄と(b)欄とはそれぞれ、撮像画像IMの一例と、その撮像画像IMが取得されたときの撮影位置PB(図1)における強化繊維RFの概略断面の一例と、の対応を示している。図5の(a)欄は、強化繊維RFが第1の捻れ態様(図3の(b)欄)で捻れたときを示しており、図5の(b)欄は、強化繊維RFが第2の捻れ態様(図3の(c)欄)で捻れたときを示している。図5の(a)欄と(b)欄とにはそれぞれ、強化繊維RFに捻れが生じていないときの状態が破線で図示されている。   FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the correspondence between the captured image IM acquired by the imaging element 51 of the fiber monitoring unit 50 and the reinforcing fiber RF. Each of the columns (a) and (b) in FIG. 5 is an example of the captured image IM and an example of a schematic cross-section of the reinforcing fiber RF at the imaging position PB (FIG. 1) when the captured image IM is acquired. The correspondence of is shown. The (a) column in FIG. 5 shows the case where the reinforcing fiber RF is twisted in the first twist mode (the (b) column in FIG. 3), and the (b) column in FIG. 2 shows a twisted state (twisted in FIG. 3 (c)). Each of the columns (a) and (b) in FIG. 5 shows a state when the reinforcing fiber RF is not twisted by broken lines.

上述したように、繊維監視部50の撮像素子51は、給糸口部41の回転に合わせて撮影方向が変動する。そのため、強化繊維RFに捻れが生じておらず、撮影位置PBと給糸口部41の近傍位置PAとで強化繊維RFの幅方向が一致する場合には、撮影画像IMに写り込む強化繊維RFの幅WDは最大となる。強化繊維RFに第1または第2の捻れ態様の捻れが生じると、撮影画像IM中における強化繊維RFの像の幅WDは、その捻れの度合いに応じて小さくなる。そこで、捻れ角検出部102は、撮像画像IMから強化繊維RFの像の幅WDを撮影位置PBにおける強化繊維RFの捻れの度合いを示す値として取得する。   As described above, the imaging direction of the image sensor 51 of the fiber monitoring unit 50 varies in accordance with the rotation of the yarn feeder 41. For this reason, when the reinforcing fiber RF is not twisted and the width direction of the reinforcing fiber RF coincides between the photographing position PB and the vicinity position PA of the yarn feeder 41, the reinforcing fiber RF reflected in the photographed image IM The width WD is the maximum. When twisting of the first or second twisting mode occurs in the reinforcing fiber RF, the width WD of the image of the reinforcing fiber RF in the photographed image IM decreases according to the degree of twisting. Therefore, the twist angle detection unit 102 acquires the image width WD of the reinforcing fiber RF from the captured image IM as a value indicating the degree of twisting of the reinforcing fiber RF at the photographing position PB.

ここで、強化繊維RFに第2の捻れ態様の捻れが生じている場合には、撮影画像IM中における強化繊維RFの幅方向の端部位置が、第1の捻れ態様のときとは異なる。従って、撮影画像IMに基づいて強化繊維RFに生じている捻れが第1と第2の捻れ態様のいずれであるかを特定することができる。そこで、捻れ角検出部102は、撮影画像IMにおける強化繊維RFの幅方向における端部の位置に基づいて、強化繊維RFに生じている捻れが第1と第2の捻れ態様のいずれであるかを特定する。   Here, when the reinforcing fiber RF is twisted in the second twisted form, the end position in the width direction of the reinforcing fiber RF in the captured image IM is different from that in the first twisted form. Therefore, it is possible to specify whether the twist generated in the reinforcing fiber RF is the first twist mode or the second twist mode based on the captured image IM. Therefore, the twist angle detection unit 102 determines whether the twist generated in the reinforcing fiber RF is the first twist mode or the second twist mode based on the position of the end portion in the width direction of the reinforcing fiber RF in the captured image IM. Is identified.

図6は、撮像画像IM中の強化繊維RFの像の幅WDに基づく捻れ角θtの取得方法を示す説明図である。図6には、以下に説明するマップの一例を示すグラフが図示されている。捻れ角検出部102は、予め準備されている強化繊維RFの像の幅WDと撮影位置PBにおける強化繊維RFの捻れ角θtとの対応関係を示すマップMPを読み込む。   FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a method for obtaining the twist angle θt based on the width WD of the reinforcing fiber RF image in the captured image IM. FIG. 6 is a graph showing an example of a map described below. The twist angle detection unit 102 reads a map MP indicating a correspondence relationship between the prepared image width WD of the reinforcing fiber RF and the twist angle θt of the reinforcing fiber RF at the photographing position PB.

ライナー10の近傍位置PCにおいて強化繊維RFの捻れが生じている場合には、撮影位置PBにおいても、ライナー10の近傍位置PCにおける捻れ角θtに応じた捻れが生じる。すなわち、取得撮影位置CBにおける捻れの度合いを示す幅WDと、ライナー10の近傍位置PCにおける捻れ角θtの絶対値との間には相関関係があり、マップMPには、その相関関係が設定されている。   When the reinforcing fiber RF is twisted at the position PC near the liner 10, the twist corresponding to the twist angle θt at the position PC near the liner 10 also occurs at the photographing position PB. That is, there is a correlation between the width WD indicating the degree of twist at the acquired photographing position CB and the absolute value of the twist angle θt at the position PC near the liner 10, and the correlation is set in the map MP. ing.

捻れ角検出部102は、当該マップMPと、取得撮影位置CBにおける捻れの度合いを示す幅WDと、に基づいてライナー10の近傍位置PCにおける強化繊維RFの捻れ角θtを取得する。なお、マップMPは、第1と第2の捻れ態様のそれぞれに対応するものが予め準備されており、捻れ角検出部102は、撮影画像IMに基づいて特定された捻れ態様に対応するマップMPを読み込んで用いる。   The twist angle detection unit 102 acquires the twist angle θt of the reinforcing fiber RF at the position PC in the vicinity of the liner 10 based on the map MP and the width WD indicating the degree of twist at the acquisition photographing position CB. Note that the map MP corresponding to each of the first and second twist modes is prepared in advance, and the twist angle detection unit 102 maps the map MP corresponding to the twist mode specified based on the captured image IM. Is read and used.

図7は、捻れ角検出部102による強化繊維RFの捻れ方向の特定方法を説明するための説明図である。図7には、捻れ角検出部102の検出結果を示す棒グラフの一例と、その検出結果が得られたときのライナー10の近傍位置PCにおける強化繊維RFの状態とが示されている。   FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a method of specifying the twist direction of the reinforcing fiber RF by the twist angle detection unit 102. FIG. 7 shows an example of a bar graph showing the detection result of the twist angle detection unit 102 and the state of the reinforcing fiber RF at the position PC in the vicinity of the liner 10 when the detection result is obtained.

上述したように、給糸口部41の開口部42には、強化繊維RFが送り出されるときに強化繊維RFから受ける面圧を検出できる面圧検出部46が設けられている(図1,図2)。ライナー10の近傍位置PCにおいて強化繊維RFに捻れが生じている場合には、面圧検出部46が受ける面圧の大きさは強化繊維RFに生じている捻れの方向に応じて、強化繊維RFの幅方向に偏りが生じる。具体的には、捻れ角θtがマイナスであるときには、面圧検出部46が受ける面圧は、給糸口部41を強化繊維RFの下流側からみたときに、左側が小さく、右側が大きくなる。逆に、捻れ角θtがプラスであるときには、面圧検出部46が受ける面圧は、左側が大きく、右側が小さくなる。   As described above, the opening 42 of the yarn feeder 41 is provided with the surface pressure detection unit 46 that can detect the surface pressure received from the reinforcing fiber RF when the reinforcing fiber RF is sent out (FIGS. 1 and 2). ). When the reinforcing fiber RF is twisted at the position PC in the vicinity of the liner 10, the magnitude of the surface pressure received by the surface pressure detection unit 46 depends on the direction of the twist generated in the reinforcing fiber RF. Deviation occurs in the width direction. Specifically, when the twist angle θt is negative, the surface pressure received by the surface pressure detection unit 46 is small on the left side and large on the right side when the yarn feeder 41 is viewed from the downstream side of the reinforcing fiber RF. Conversely, when the twist angle θt is positive, the surface pressure received by the surface pressure detection unit 46 is large on the left side and small on the right side.

工程3(図4)では、制御部101は工程2で検出した捻れ角θtの絶対値が、所定の許容範囲から外れているか否かを判定する。捻れ角θtの絶対値が所定の閾値より小さい場合には、制御部101は給糸口部41の回転角度を維持したまま強化繊維RFの巻き付けを継続する。捻れ角θtの絶対値が所定の閾値以上である場合には、制御部101は、給糸口部41の回転角度を以下のように制御する(工程4)。   In step 3 (FIG. 4), the control unit 101 determines whether or not the absolute value of the twist angle θt detected in step 2 is out of a predetermined allowable range. When the absolute value of the twist angle θt is smaller than the predetermined threshold value, the control unit 101 continues to wind the reinforcing fiber RF while maintaining the rotation angle of the yarn feeder 41. When the absolute value of the twist angle θt is greater than or equal to a predetermined threshold value, the control unit 101 controls the rotation angle of the yarn feeder 41 as follows (step 4).

工程4では、制御部101は、工程2において検出された捻れ角θtを、給糸口部41の回転角度の位相のずれ量Δαとする(Δα=θt)。制御部101は、現在の給糸口角度αにずれ量Δαを加算した値を給糸口部41の目標回転角度αtとして設定し(αt=α+Δα)、給糸口角度αが目標回転角度αtと一致するように、給糸口部41を回転させる。これによって、捻れ角θtが低減され、強化繊維RFが捻れた状態のままライナー10に巻き付けられてしまうことが抑制される。制御部101は、以上の工程1〜4を、ヘリカル巻きによる強化繊維RFの巻き付けが終了するまで繰り返す(工程5)。   In step 4, the control unit 101 sets the twist angle θt detected in step 2 as a phase shift amount Δα of the rotation angle of the yarn feeder 41 (Δα = θt). The control unit 101 sets a value obtained by adding the shift amount Δα to the current yarn feeder angle α as a target rotation angle αt of the yarn feeder 41 (αt = α + Δα), and the yarn feeder angle α matches the target rotation angle αt. In this way, the yarn feeder 41 is rotated. As a result, the twist angle θt is reduced, and the reinforcing fiber RF is suppressed from being wound around the liner 10 in a twisted state. The control unit 101 repeats the above steps 1 to 4 until the winding of the reinforcing fiber RF by helical winding is completed (step 5).

以上のように、本実施形態のFW装置100によれば、繊維監視部50によって強化繊維RFの著しい捻れが検出された場合には、その捻れの状態が解消されるように、給糸口部41の回転角度が制御される。従って、ライナー10に捻れた状態のまま強化繊維RFが巻き付けられてしまうことが抑制され、ライナー10に巻き付けられる強化繊維RFの密着性や緊密性が確保される。   As described above, according to the FW device 100 of the present embodiment, when a significant twist of the reinforcing fiber RF is detected by the fiber monitoring unit 50, the yarn feeder 41 is so arranged that the twisted state is eliminated. The rotation angle is controlled. Therefore, the reinforcing fiber RF is suppressed from being wound around the liner 10 while being twisted, and the adhesion and tightness of the reinforcing fiber RF wound around the liner 10 are ensured.

B.第2実施形態:
図8は、本発明の第2実施形態としてのFW装置100Aが備える繊維監視部50Aの構成を説明するための模式図である。図8には、第2実施形態の繊維監視部50Aが備える2つの反射率測定部51Aa,51Abと、繊維監視部50Aの定点監視位置において捻れている状態の強化繊維RFの一部と、が模式的に図示されている。
B. Second embodiment:
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a configuration of a fiber monitoring unit 50A included in the FW device 100A as the second embodiment of the present invention. In FIG. 8, there are two reflectance measurement units 51Aa and 51Ab provided in the fiber monitoring unit 50A of the second embodiment, and a part of the reinforcing fiber RF in a state of being twisted at the fixed point monitoring position of the fiber monitoring unit 50A. It is schematically illustrated.

第2実施形態のFW装置100Aは、繊維監視部50Aが撮像素子51に代えて第1と第2の反射率測定部51Aa,51Abを有している点以外は、第1実施形態のFW装置100(図1)とほぼ同じ構成を有している。なお、第2実施形態の繊維監視部50Aは、特に、強化繊維RFの円滑な巻き付けが阻害される可能性が高い第2の捻れ態様の強化繊維RFの捻れ(図3の(c)欄)の発生を検出する。   The FW device 100A according to the second embodiment is the same as the FW device according to the first embodiment except that the fiber monitoring unit 50A includes first and second reflectance measuring units 51Aa and 51Ab instead of the image sensor 51. The configuration is almost the same as 100 (FIG. 1). Note that the fiber monitoring unit 50A of the second embodiment, in particular, twists of the reinforcing fibers RF in the second twist mode in which the smooth winding of the reinforcing fibers RF is likely to be hindered (column (c) in FIG. 3). Detect the occurrence of

繊維監視部50Aが備える第1と第2の反射率測定部51Aa,51Abはそれぞれ、1組の発光素子54と受光素子55とを備えている。第1と第2の反射率測定部51Aa,51Abは、強化繊維RFの幅方向における端部にそれぞれ配置されている。各反射率測定部51Aa,51Abにおいて、発光素子54は強化繊維RFの表面に向かって検査光を照射し、受光素子55はその反射光を受光する。各反射率測定部51Aa,51Abはそれぞれ、発光素子54の発光量に対する受光素子55の受光量の割合である反射率を制御部101に出力する。   Each of the first and second reflectance measuring units 51Aa and 51Ab included in the fiber monitoring unit 50A includes a pair of a light emitting element 54 and a light receiving element 55. The 1st and 2nd reflectance measurement parts 51Aa and 51Ab are each arrange | positioned at the edge part in the width direction of reinforcing fiber RF. In each of the reflectance measurement units 51Aa and 51Ab, the light emitting element 54 emits inspection light toward the surface of the reinforcing fiber RF, and the light receiving element 55 receives the reflected light. Each of the reflectance measuring units 51 </ b> Aa and 51 </ b> Ab outputs to the control unit 101 a reflectance that is a ratio of the amount of light received by the light receiving element 55 to the amount of light emitted from the light emitting element 54.

図9は、強化繊維RFに捻れが生じているときに各反射率測定部51Aa,51Abが出力する反射率の計測結果の一例を棒グラフによって示す説明図である。図8に図示されているように、強化繊維RFに捻れが生じている場合には、その捻れが生じている端部において、発光素子54が出力する検査光の反射方向が受光素子55の受光方向からずれてしまう。そのため、図9に示されているように、捻れが生じている端部側の反射率が低下する。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a reflectance measurement result output by each reflectance measurement unit 51Aa, 51Ab when the reinforcing fiber RF is twisted by a bar graph. As shown in FIG. 8, when the reinforcing fiber RF is twisted, the reflection direction of the inspection light output from the light emitting element 54 is received by the light receiving element 55 at the end where the twist is generated. Deviation from the direction. Therefore, as shown in FIG. 9, the reflectance on the end side where the twist occurs is lowered.

第2実施形態のFW装置100Aでは、第1と第2の反射率測定部51Aa,51Abのうちのいずれか一方が出力する反射率が所定の閾値RLより低下したときに、他方が出力している反射率に対する低下量に応じた角度で給糸口部41を回転させる。これによって、強化繊維RFにおける捻れ状態が緩和され、ライナー10に捻れた状態のまま強化繊維RFが巻き付けられてしまうことが抑制される。   In the FW device 100A of the second embodiment, when the reflectance output by either one of the first and second reflectance measuring units 51Aa and 51Ab falls below a predetermined threshold RL, the other outputs The yarn feeder 41 is rotated at an angle corresponding to the amount of decrease with respect to the reflectance. As a result, the twisted state of the reinforcing fiber RF is relaxed, and the reinforcing fiber RF is prevented from being wound around the liner 10 while being twisted.

C.第3実施形態:
図10は、本発明の第3実施形態としてのFW装置100Bが備える繊維監視部50Bの構成を説明するための模式図である。図10には、第3実施形態の繊維監視部50Bが備える2つの透過率測定部51Ba,51Bbと、繊維監視部50Bの定点監視位置において捻れている状態の強化繊維RFの一部と、が模式的に図示されている。第3実施形態のFW装置100Bの構成は、繊維監視部50Bが2つの透過率測定部51Ba,51Bbを有している点以外は、第2実施形態のFW装置100Aとほぼ同じである。
C. Third embodiment:
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a configuration of a fiber monitoring unit 50B included in the FW device 100B as the third embodiment of the present invention. In FIG. 10, there are two transmittance measuring units 51Ba and 51Bb provided in the fiber monitoring unit 50B of the third embodiment, and a part of the reinforcing fiber RF that is twisted at the fixed point monitoring position of the fiber monitoring unit 50B. It is schematically illustrated. The configuration of the FW device 100B of the third embodiment is substantially the same as that of the FW device 100A of the second embodiment, except that the fiber monitoring unit 50B includes two transmittance measuring units 51Ba and 51Bb.

第1と第2の透過率測定部51Ba,51Bbはそれぞれ、1組の発光素子54と受光素子55とを備えている。各透過率測定部51Ba,51Bbの発光素子54と受光素子55とは、強化繊維RFの幅方向の各端部において、強化繊維RFを挟んで対向し合うように配置されている。各反射率測定部51Ba,51Bbにおいて、発光素子54は強化繊維RFに向かって検査光を照射し、受光素子55は強化繊維RFの端部の横を通過して漏れてくる光を受光する。各反射率測定部51Ba,51Bbはそれぞれ、発光素子54の発光量に対する受光素子55の受光量の割合を透過率として制御部101に出力する。   Each of the first and second transmittance measuring units 51Ba and 51Bb includes a pair of a light emitting element 54 and a light receiving element 55. The light emitting element 54 and the light receiving element 55 of each transmittance measuring unit 51Ba, 51Bb are arranged to face each other across the reinforcing fiber RF at each end in the width direction of the reinforcing fiber RF. In each of the reflectance measurement units 51Ba and 51Bb, the light emitting element 54 emits inspection light toward the reinforcing fiber RF, and the light receiving element 55 receives light leaking through the side of the end of the reinforcing fiber RF. Each of the reflectance measuring units 51Ba and 51Bb outputs the ratio of the amount of light received by the light receiving element 55 to the amount of light emitted from the light emitting element 54 as a transmittance to the control unit 101.

図11は、強化繊維RFに捻れが生じているときに各透過率測定部51Ba,51Bbが出力する透過率の計測結果の一例を棒グラフによって示す説明図である。図10に図示されているように、強化繊維RFに捻れが生じている場合には、強化繊維RFに捻れが生じてめくれている一方の端部側において、受光素子55が受光する受光量が増大する。そのため、図11に示されているように、強化繊維RFの面の角度が給糸口角度αからずれている端部側の透過率が増加する。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a transmittance measurement result output by each transmittance measuring unit 51Ba and 51Bb when the reinforcing fiber RF is twisted, using a bar graph. As shown in FIG. 10, when the reinforcing fiber RF is twisted, the amount of light received by the light receiving element 55 on one end side where the reinforcing fiber RF is twisted is turned up. Increase. Therefore, as shown in FIG. 11, the transmittance on the end side where the angle of the surface of the reinforcing fiber RF deviates from the yarn feeder angle α increases.

第3実施形態のFW装置100Bでは、第1と第2の透過率測定部51Ba,51Bbのうちのいずれか一方が出力する透過率が所定の閾値TLより増加したときに、他方が出力している透過率に対する増加量に応じた角度で給糸口部41を回転させる。これによって、強化繊維RFにおける捻れ状態が緩和され、ライナー10に捻れた状態のまま強化繊維RFが巻き付けられてしまうことが抑制される。   In the FW device 100B according to the third embodiment, when the transmittance output by either one of the first and second transmittance measuring units 51Ba and 51Bb is increased above a predetermined threshold TL, the other is output. The yarn feeder 41 is rotated at an angle corresponding to the increase amount with respect to the transmittance. As a result, the twisted state of the reinforcing fiber RF is relaxed, and the reinforcing fiber RF is prevented from being wound around the liner 10 while being twisted.

D.変形例:
D1.変形例1:
上記各実施形態のFW装置100,100A,100Bでは、制御部101は、強化繊維RFの捻れ角θtを表す値を検出し、給糸口部41を強化繊維RFの捻れ角θtに応じて回転させている。これに対して、制御部101は、強化繊維RFの捻れ角θtを表す値を検出することなく、強化繊維RFの捻れの発生を検出したときに、その捻れ方向に所定の角度だけ給糸口部41を回転させるだけでも良い。
D. Variation:
D1. Modification 1:
In the FW devices 100, 100 </ b> A, and 100 </ b> B of each of the above embodiments, the control unit 101 detects a value representing the twist angle θt of the reinforcing fiber RF and rotates the yarn feeder 41 according to the twist angle θt of the reinforcing fiber RF. ing. On the other hand, when the control unit 101 detects the occurrence of twisting of the reinforcing fiber RF without detecting the value representing the twisting angle θt of the reinforcing fiber RF, the yarn feeder port part by a predetermined angle in the twisting direction. It is only necessary to rotate 41.

D2.変形例2:
上記各実施形態のFW装置100,100A,100Bでは、制御部101は、強化繊維RFの捻れ角θtに応じて給糸口部41を回転させている。これに対して、制御部101は、強化繊維RFの捻れの発生を検出したときに強化繊維RFの捻れ角θtに応じて給糸口部41を回転させなくても良い。制御部101は、強化繊維RFの捻れの発生を検出したときに捻れの発生を報知・警告しても良い。
D2. Modification 2:
In the FW devices 100, 100A, and 100B of the above embodiments, the control unit 101 rotates the yarn feeder 41 according to the twist angle θt of the reinforcing fiber RF. In contrast, the control unit 101 does not need to rotate the yarn feeder 41 according to the twist angle θt of the reinforcing fiber RF when detecting the occurrence of twisting of the reinforcing fiber RF. The control unit 101 may notify and warn of the occurrence of twisting when detecting the twisting of the reinforcing fiber RF.

D3.変形例3:
上記第1実施形態のFW装置100では、制御部101は、強化繊維RFの捻れについて第1と第2の捻れ態様(図3の(b)欄,(c)欄)を区別して、捻れ角θtを表す値を検出している。これに対して、制御部101は、第1と第2の捻れ態様を区別することなく、捻れ角θtを表す値を検出しても良い。
D3. Modification 3:
In the FW device 100 of the first embodiment, the control unit 101 distinguishes between the first and second twist modes (columns (b) and (c) in FIG. 3) for the twist of the reinforcing fiber RF, and the twist angle. A value representing θt is detected. On the other hand, the control unit 101 may detect a value representing the twist angle θt without distinguishing between the first and second twist modes.

D4.変形例4:
上記第1実施形態のFW装置100では、制御部101は、面圧検出部46の検出結果に基づいて強化繊維RFの捻れ方向を特定している。これに対して、制御部101は、撮影画像IMに写っている強化繊維RFの像に基づいて、強化繊維RFの捻れ方向を特定しても良い。例えば、制御部101は、撮影画像IM中の強化繊維RFの陰影の態様から強化繊維RFの捻れ方向を特定しても良い。
D4. Modification 4:
In the FW device 100 according to the first embodiment, the control unit 101 specifies the twist direction of the reinforcing fiber RF based on the detection result of the surface pressure detection unit 46. On the other hand, the control unit 101 may specify the twist direction of the reinforcing fiber RF based on the image of the reinforcing fiber RF shown in the captured image IM. For example, the control unit 101 may specify the twist direction of the reinforcing fiber RF from the shaded form of the reinforcing fiber RF in the captured image IM.

D5.変形例5:
上記各実施形態のFW装置100,100A,100Bでは、強化繊維RFの捻れ状態が、撮像素子51の撮像画像IMや、反射率測定部51Aa,51Abの計測結果、透過率測定部51Ba,51Bbの計測結果に基づいて検出されている。これに対して、強化繊維RFの捻れ状態は、他の手段によって検出されても良い。例えば、強化繊維RFの捻れ状態は、強化繊維RFの幅方向における各端部に配置された距離センサーによって、距離センサーに対する強化繊維RFの端部位置の距離の変化に基づいて検出されても良い。
D5. Modification 5:
In the FW devices 100, 100 </ b> A, and 100 </ b> B of the above embodiments, the twisted state of the reinforcing fiber RF indicates that the captured image IM of the image sensor 51, the measurement results of the reflectance measuring units 51 </ b> Aa and 51 </ b> Ab, and the transmittance measuring units 51 </ b> Ba and 51 </ b> Bb. It is detected based on the measurement result. On the other hand, the twisted state of the reinforcing fiber RF may be detected by other means. For example, the twisted state of the reinforcing fiber RF may be detected based on a change in the distance of the end position of the reinforcing fiber RF with respect to the distance sensor by a distance sensor disposed at each end in the width direction of the reinforcing fiber RF. .

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

10…ライナー
11…シリンダー部
12…ドーム部
20…ライナー保持部
21…接続部
21s…取付軸
22…駆動モーター
30…繊維供給部
40…繊維送出部
41…給糸口部
42…開口部
43…移動軸
44…水平移動駆動部
45…回転駆動部
50,50A,50B…繊維監視部
51…撮像素子
51Aa,51Ab…反射率測定部
51Ba,51Bb…透過率測定部
52…支持アーム部
53…照明部
100,100A,100B…FW装置
101…制御部
102…捻れ角検出部
RF…強化繊維
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Liner 11 ... Cylinder part 12 ... Dome part 20 ... Liner holding part 21 ... Connection part 21s ... Mounting shaft 22 ... Drive motor 30 ... Fiber supply part 40 ... Fiber delivery part 41 ... Yarn feeder part 42 ... Opening part 43 ... Movement Shaft 44 ... Horizontal movement drive unit 45 ... Rotation drive unit 50, 50A, 50B ... Fiber monitoring unit 51 ... Imaging element 51Aa, 51Ab ... Reflectance measurement unit 51Ba, 51Bb ... Transmittance measurement unit 52 ... Support arm unit 53 ... Illumination unit 100, 100A, 100B ... FW device 101 ... control unit 102 ... twist angle detection unit RF ... reinforcing fiber

Claims (1)

貯蔵タンクの製造方法であって、
帯状繊維を繊維供給口から送り出しつつ、前記貯蔵タンクの本体容器であるタンク容器の外表面に巻き付ける繊維巻き付け工程を備え、
前記繊維巻き付け工程は、前記繊維供給口と前記タンク容器との間において、前記帯状繊維が捻れている状態を検出する捻れ検出工程を有する、貯蔵タンクの製造方法。
A storage tank manufacturing method comprising:
A fiber winding step of winding a belt-like fiber around the outer surface of a tank container that is a main body container of the storage tank while sending out the fiber from the fiber supply port,
The said fiber winding process is a manufacturing method of a storage tank which has a twist detection process which detects the state which the said strip | belt-shaped fiber is twisted between the said fiber supply port and the said tank container.
JP2014012392A 2014-01-27 2014-01-27 Storage tank manufacturing method Active JP6235356B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014012392A JP6235356B2 (en) 2014-01-27 2014-01-27 Storage tank manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014012392A JP6235356B2 (en) 2014-01-27 2014-01-27 Storage tank manufacturing method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015139890A true JP2015139890A (en) 2015-08-03
JP2015139890A5 JP2015139890A5 (en) 2016-10-20
JP6235356B2 JP6235356B2 (en) 2017-11-22

Family

ID=53770601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014012392A Active JP6235356B2 (en) 2014-01-27 2014-01-27 Storage tank manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6235356B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019098679A (en) * 2017-12-06 2019-06-24 トヨタ自動車株式会社 Filament winding device
JP2022122448A (en) * 2021-02-10 2022-08-23 本田技研工業株式会社 Inspection method and inspection device for high-pressure container

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005088536A (en) * 2003-09-19 2005-04-07 Mitsubishi Rayon Co Ltd Production apparatus and method for fiber-reinforced composite material and pressure vessel
JP2007268817A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Toyota Motor Corp Method and apparatus for winding of filament
JP2009291981A (en) * 2008-06-03 2009-12-17 Toyota Motor Corp Filament winding device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005088536A (en) * 2003-09-19 2005-04-07 Mitsubishi Rayon Co Ltd Production apparatus and method for fiber-reinforced composite material and pressure vessel
JP2007268817A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Toyota Motor Corp Method and apparatus for winding of filament
JP2009291981A (en) * 2008-06-03 2009-12-17 Toyota Motor Corp Filament winding device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019098679A (en) * 2017-12-06 2019-06-24 トヨタ自動車株式会社 Filament winding device
JP2022122448A (en) * 2021-02-10 2022-08-23 本田技研工業株式会社 Inspection method and inspection device for high-pressure container
JP7254107B2 (en) 2021-02-10 2023-04-07 本田技研工業株式会社 Inspection method and inspection device for high-pressure vessel

Also Published As

Publication number Publication date
JP6235356B2 (en) 2017-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10232546B2 (en) Filament winding system
JP6235356B2 (en) Storage tank manufacturing method
JP6404018B2 (en) Filament winding method and filament winding apparatus
JP6870600B2 (en) Filament winding device
JP2010253789A (en) Filament winding apparatus and filament winding method
EP2135727A3 (en) Tension Control System for Fiber Bundles in Filament Winding Apparatus
US20160341359A1 (en) High pressure tank, method of manufacturing high pressure tank and method of designing liner shape
JP6077489B2 (en) Pressure vessel and filament winding method
CN103802088B (en) Six axle routing devices and apply its industrial robot
JP2019104630A (en) Method and system for monitoring drawing of yarn from bobbin
CN104362549B (en) A kind of can the tightener that simultaneously tenses of two-wire
JP2015107574A (en) Manufacturing method of tank, and manufacturing apparatus of tank
JP2009291981A (en) Filament winding device
JP6586921B2 (en) Tank manufacturing method
JP6834900B2 (en) How to manufacture high pressure tank
JP6026957B2 (en) Filament winding method and system
JP6969343B2 (en) Filament winding device
JP2010126297A (en) Fiber winder
US11597136B2 (en) Filament winding apparatus and filament winding method
EP2402274B1 (en) Yarn winding device
JP7254107B2 (en) Inspection method and inspection device for high-pressure vessel
JP2015139890A5 (en)
JP2020151935A (en) Manufacturing method of high pressure tank
KR102487580B1 (en) Method and apparatus for controlling offloading of liquid cargo
JP2017193135A (en) Filament winding device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160704

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160905

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170606

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170725

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171026

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6235356

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250