JP2019188753A - Manufacturing method of high-pressure tank - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧タンクの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a high-pressure tank.
高圧タンクの製造方法として、フィラメントワインディング（Filament Winding）法（以下「ＦＷ」法とも呼ぶ）が知られている。ＦＷ法とは、ライナの外周に、予め熱硬化性樹脂を含浸させた強化繊維を幾重にも巻き付け、熱硬化性樹脂を熱硬化させて高圧タンクを製造する方法である。ＦＷ法を用いることで、ライナの表層に高強度の繊維強化樹脂層を形成できる。 As a method for manufacturing a high-pressure tank, a filament winding method (hereinafter also referred to as “FW” method) is known. The FW method is a method of manufacturing a high-pressure tank by winding a number of reinforcing fibers impregnated with a thermosetting resin in advance around the outer periphery of a liner and thermosetting the thermosetting resin. By using the FW method, a high-strength fiber reinforced resin layer can be formed on the surface layer of the liner.
ＦＷ法を用いて高圧タンクを製造する場合、所望の強度を得るために、ライナに巻き付ける繊維を適切な位置および角度で巻き付ける必要がある。しかし、たとえば繊維がライナ表面を滑るなどして、繊維が適切な位置からずれてしまうことがある。このような場合、繊維の間に空隙が生じ、ライナの表層に所望の強度を得られなくなってしまう。そこで、ＦＷ法によって製造された高圧タンクに対して、繊維が正しい構造になっているか否かを検査したいという要請がある。特許文献１には、高圧タンクの表面の最外層からの反射光の光量と、最外層の下の第２層からの反射光の光量との差に基づいて、高圧タンクの表層の繊維構造を検査する方法が開示されている。 When manufacturing a high-pressure tank using the FW method, it is necessary to wind the fiber wound around the liner at an appropriate position and angle in order to obtain a desired strength. However, for example, the fiber may slip from an appropriate position because the fiber slides on the liner surface. In such a case, voids are generated between the fibers, and a desired strength cannot be obtained on the surface layer of the liner. Therefore, there is a demand for inspecting whether or not the fiber has a correct structure for a high-pressure tank manufactured by the FW method. In Patent Literature 1, the fiber structure of the surface layer of the high-pressure tank is based on the difference between the amount of reflected light from the outermost layer on the surface of the high-pressure tank and the amount of reflected light from the second layer below the outermost layer. A method of inspection is disclosed.
例えば高圧タンクの最外層の厚さが薄い場合、高圧タンクの側面にはほとんど凹凸が生じない。すなわち、高圧タンクの最外層と第２層との間には、ほとんど凹凸が生じない。このような高圧タンクにおいては、最外層からの反射光の光量と第２層からの反射光の光量はほぼ等しい。したがって、最外層からの反射光の光量と第２層からの反射光の光量との差を測定することが困難である。このような場合、特許文献１に記載の方法では、高圧タンクの繊維構造を正確に評価することができないという問題があった。 For example, when the thickness of the outermost layer of the high-pressure tank is thin, there is almost no unevenness on the side surface of the high-pressure tank. That is, there is almost no unevenness between the outermost layer and the second layer of the high-pressure tank. In such a high-pressure tank, the amount of reflected light from the outermost layer is substantially equal to the amount of reflected light from the second layer. Therefore, it is difficult to measure the difference between the amount of reflected light from the outermost layer and the amount of reflected light from the second layer. In such a case, the method described in Patent Document 1 has a problem that the fiber structure of the high-pressure tank cannot be accurately evaluated.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、高圧タンクの繊維構造をより正確に評価することができる、高圧タンクの製造方法を提供するものである。 The present invention has been made to solve such problems, and provides a method for manufacturing a high-pressure tank that can more accurately evaluate the fiber structure of the high-pressure tank.
本発明に係る高圧タンクの製造方法は、フィラメントワインディング法を用いて高圧タンクを製造する高圧タンクの製造方法であって、基材上に第１の角度でカーボン繊維を巻き付けて、前記高圧タンクの第１の層を形成するステップと、前記第１の層上に、前記第１の角度とは異なる第２の角度で前記カーボン繊維を巻き付けて、前記高圧タンクの第２の層を形成するステップと、形成された前記第２の層の少なくとも一部の表面に対する反射光の偏光角度を測定するステップと、前記第１の角度で巻き付けられている前記カーボン繊維によって生じる反射光の偏光角度に基づいて、前記第２の層の形成が異常か否かを判定するステップと、を備えることを特徴としたものである。 A method for producing a high-pressure tank according to the present invention is a method for producing a high-pressure tank using a filament winding method, in which carbon fibers are wound on a substrate at a first angle, Forming a first layer; and wrapping the carbon fiber on the first layer at a second angle different from the first angle to form a second layer of the high-pressure tank. And measuring a polarization angle of reflected light with respect to at least a part of the surface of the formed second layer, and based on a polarization angle of reflected light generated by the carbon fiber wound at the first angle. And determining whether or not the formation of the second layer is abnormal.
このような構成においては、高圧タンクのカーボン繊維の向きを、反射光の偏光角度に基づいて判定する。したがって、反射光の光量にほとんど差が無い場合であっても、高圧タンクの繊維構造を評価することができる。 In such a configuration, the orientation of the carbon fiber in the high-pressure tank is determined based on the polarization angle of the reflected light. Therefore, even if there is almost no difference in the amount of reflected light, the fiber structure of the high-pressure tank can be evaluated.
本発明により、高圧タンクの繊維構造をより正確に評価することができる、高圧タンクの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a high-pressure tank that can more accurately evaluate the fiber structure of the high-pressure tank.
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。
なお、当然のことながら、図１およびその他の図面に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。
Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.
As a matter of course, the right-handed xyz coordinates shown in FIG. 1 and other drawings are for convenience in explaining the positional relationship of the components. Usually, the z-axis positive direction is vertically upward, and the xy plane is a horizontal plane, which is common between the drawings.
まず、図１を参照して、本実施形態に係る高圧タンク１の製造方法について説明する。高圧タンク１は、高圧水素ガスなどの高圧流体を貯蔵するためのタンクである。図１は、高圧タンク１の製造方法を表す模式図である。高圧タンク１は、ＦＷ法を用いて製造される。図１において、回転軸ＣＸは高圧タンク１の回転軸を示し、ｘ軸と平行である。 First, with reference to FIG. 1, the manufacturing method of the high pressure tank 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. The high-pressure tank 1 is a tank for storing a high-pressure fluid such as high-pressure hydrogen gas. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing the high-pressure tank 1. The high-pressure tank 1 is manufactured using the FW method. In FIG. 1, the rotation axis CX indicates the rotation axis of the high-pressure tank 1 and is parallel to the x-axis.
図１に示すように、本実施形態の高圧タンク１の製造方法においては、基材１０と、カーボン繊維１００と、カーボン繊維１００を繰り出すボビン１３と、偏光カメラ２と、制御装置３と、照明４と、が用いられる。 As shown in FIG. 1, in the manufacturing method of the high pressure tank 1 of this embodiment, the base material 10, the carbon fiber 100, the bobbin 13 which unwinds the carbon fiber 100, the polarization camera 2, the control device 3, and the illumination 4 is used.
高圧タンク１は、基材１０と、第１カーボン繊維バンド１１と、第２カーボン繊維バンド１２と、を備える。
基材１０は、高圧タンク１の形状を有する部材であり、外表面にカーボン繊維１００が巻き付けられる。基材１０は、例えば、図２に示すようなライナ１４である。あるいは、基材１０は、製造途中の状態にある高圧タンク１、すなわちカーボン繊維１００がある程度巻かれた状態のライナ１４である。図２は、本実施形態に係るライナ１４の構造を示す模式図である。
The high-pressure tank 1 includes a base material 10, a first carbon fiber band 11, and a second carbon fiber band 12.
The base material 10 is a member having the shape of the high-pressure tank 1, and the carbon fiber 100 is wound around the outer surface. The base material 10 is, for example, a liner 14 as shown in FIG. Or the base material 10 is the liner 14 of the state in which the high-pressure tank 1 in the state of manufacture, ie, the carbon fiber 100, was wound to some extent. FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the liner 14 according to this embodiment.
ライナ１４は、高圧タンク１の内殻を構成する部材であり、その内部は空洞である。図２に示すように、ライナ１４は、円筒部１４１と、２つのドーム部１４２と、２つの口金部１４３と、を備える。円筒部１４１とドーム部１４２は、低密度ポリエチレンで形成されている。口金部１４３は、ステンレスやアルミニウム等の金属材料で形成されている。
円筒部１４１は円筒状の外観を有する。円筒部１４１の軸線は、高圧タンク１の回転軸ＣＸに一致する（図１参照）。円筒部１４１の両端には、それぞれドーム部１４２が連なる。２つのドーム部１４２は、それぞれドーム状の外観形状を有する。２つのドーム部１４２のそれぞれの頂部には口金部１４３が設けられている。口金部１４３は、配管や弁を取り付けるために用いられる。
なお、円筒部１４１、ドーム部１４２は、低密度ポリエチレンに代えて、高密度ポリエチレンやリニアポリエチレンなどの他の樹脂材料、または金属材料により形成されていてもよい。
The liner 14 is a member constituting the inner shell of the high-pressure tank 1, and the inside thereof is a cavity. As shown in FIG. 2, the liner 14 includes a cylindrical portion 141, two dome portions 142, and two base portions 143. The cylindrical portion 141 and the dome portion 142 are made of low density polyethylene. The base part 143 is formed of a metal material such as stainless steel or aluminum.
The cylindrical part 141 has a cylindrical appearance. The axis of the cylindrical portion 141 coincides with the rotation axis CX of the high-pressure tank 1 (see FIG. 1). A dome portion 142 is connected to both ends of the cylindrical portion 141. The two dome parts 142 each have a dome-like appearance. A base part 143 is provided on the top of each of the two dome parts 142. The base part 143 is used to attach a pipe or a valve.
The cylindrical portion 141 and the dome portion 142 may be formed of other resin materials such as high density polyethylene and linear polyethylene, or metal materials instead of the low density polyethylene.
高圧タンク１の製造工程において、図１に示すように、基材１０はモータ（不図示）によって、回転軸ＣＸ周りに、ｙ軸正方向側からｚ軸正方向側に向かうように回転される。この回転に伴って、基材１０の外表面上にはカーボン繊維１００が所定の角度で巻き付けられる。図１の例では、所定の角度とは、角度α及び角度βである。
回転軸ＣＸから角度αの向きに巻き付けられたカーボン繊維１００は、帯状の集合となって、第１カーボン繊維バンド１１を形成する。回転軸ＣＸから角度βの向きに巻き付けられたカーボン繊維１００は、帯状の集合となって、第２カーボン繊維バンド１２を形成する。
In the manufacturing process of the high-pressure tank 1, as shown in FIG. 1, the base material 10 is rotated around the rotation axis CX from the y-axis positive direction side to the z-axis positive direction side by a motor (not shown). . With this rotation, the carbon fiber 100 is wound around the outer surface of the substrate 10 at a predetermined angle. In the example of FIG. 1, the predetermined angles are an angle α and an angle β.
The carbon fibers 100 wound in the direction of the angle α from the rotational axis CX form a first carbon fiber band 11 as a band-like aggregate. The carbon fibers 100 wound around the rotation axis CX in the direction of the angle β form a band-like aggregate and form the second carbon fiber band 12.
カーボン繊維１００は、直径が数μｍ程度のカーボン製の繊維であって、たとえばポリアクリロニトリル系カーボン繊維が用いられる。また、カーボン繊維１００には熱硬化性樹脂が含浸されている。熱硬化性樹脂としては、たとえばエポキシ樹脂が用いられる。
なお、カーボン繊維１００には、ポリアクリロニトリル系カーボン繊維に代えて、レーヨン系カーボン繊維やピッチ系カーボン繊維など、他の任意の種類のカーボン繊維を用いてもよい。また、カーボン繊維１００には、熱硬化性樹脂に代えて紫外線硬化性樹脂が含浸されていてもよい。
The carbon fiber 100 is a carbon fiber having a diameter of about several μm. For example, a polyacrylonitrile-based carbon fiber is used. The carbon fiber 100 is impregnated with a thermosetting resin. For example, an epoxy resin is used as the thermosetting resin.
The carbon fiber 100 may be replaced with any other type of carbon fiber such as rayon carbon fiber or pitch carbon fiber instead of the polyacrylonitrile carbon fiber. Further, the carbon fiber 100 may be impregnated with an ultraviolet curable resin instead of the thermosetting resin.
高圧タンク１の製造において、基材１０へのカーボン繊維１００の巻き方として、ヘリカル巻きとフープ巻きとが用いられる。ヘリカル巻きでは、基材１０の全体に、ヘリカル状にカーボン繊維１００が巻かれる。フープ巻きでは、基材１０のうち円筒部１４１に対応する領域（図２参照）に、基材１０の回転方向と略平行にカーボン繊維１００が巻かれる。ヘリカル巻きおよびフープ巻きにより、基材１０上に複数のカーボン繊維１００の層が形成される。 In manufacturing the high-pressure tank 1, helical winding and hoop winding are used as a method of winding the carbon fiber 100 around the base material 10. In helical winding, the carbon fiber 100 is wound helically around the entire substrate 10. In the hoop winding, the carbon fiber 100 is wound in a region (see FIG. 2) corresponding to the cylindrical portion 141 of the base material 10 substantially in parallel with the rotation direction of the base material 10. A plurality of layers of carbon fibers 100 are formed on the substrate 10 by helical winding and hoop winding.
図１では、カーボン繊維１００の巻き方の例として、基材１０にヘリカル状の第１カーボン繊維バンド１１と第２カーボン繊維バンド１２が巻かれる様子を示している。第１カーボン繊維バンド１１と第２カーボン繊維バンド１２は、それぞれ複数本ずつあって、交互に重なるように巻かれている。このようにして、第１カーボン繊維バンド１１と第２カーボン繊維バンド１２は、高圧タンク１における１つの層を形成する。 In FIG. 1, as an example of how to wind the carbon fiber 100, a state in which the helical first carbon fiber band 11 and the second carbon fiber band 12 are wound around the base material 10 is illustrated. There are a plurality of first carbon fiber bands 11 and a plurality of second carbon fiber bands 12, respectively, and are wound so as to overlap each other. In this way, the first carbon fiber band 11 and the second carbon fiber band 12 form one layer in the high-pressure tank 1.
本実施形態における高圧タンク１の製造方法においては、基材１０上にカーボン繊維１００を所定の角度で巻き付けてカーボン繊維１００の層を１層形成したのち、さらに別の角度でカーボン繊維１００を巻き付けて、新たなカーボン繊維１００の層を形成する。換言すると、基材１０上に第１の角度でカーボン繊維１００を巻き付けて、高圧タンク１の第１の層を形成したのち、第１の層上に、第１の角度とは異なる第２の角度でカーボン繊維１００を巻き付けて、高圧タンク１の第２の層を形成する。このように、異なる角度で巻き付けられたカーボン繊維１００の層を繰り返し重ねることで、高圧タンク１の強度をより高めることができる。 In the method for manufacturing the high-pressure tank 1 in the present embodiment, the carbon fiber 100 is wound on the base material 10 at a predetermined angle to form one layer of the carbon fiber 100, and then the carbon fiber 100 is wound at another angle. Thus, a new carbon fiber 100 layer is formed. In other words, after forming the first layer of the high-pressure tank 1 by winding the carbon fiber 100 on the base material 10 at the first angle, the second layer different from the first angle is formed on the first layer. The carbon fiber 100 is wound at an angle to form the second layer of the high-pressure tank 1. Thus, the strength of the high-pressure tank 1 can be further increased by repeatedly stacking the layers of the carbon fibers 100 wound at different angles.
最終的には、カーボン繊維１００が多数、たとえば２万本束ねられ、基材１０の外表面を覆う。束ねられた多数のカーボン繊維１００は加熱処理で硬化され、補強層として形成される。なお、高圧タンク１の強度の観点から、カーボン繊維１００は、少なくとも基材１０のうち円筒部１４１に対応する領域（図２参照）の外表面を完全に覆うことが好ましい。 Finally, a large number, for example, 20,000 carbon fibers 100 are bundled to cover the outer surface of the substrate 10. A large number of the bundled carbon fibers 100 are cured by heat treatment and formed as a reinforcing layer. From the viewpoint of the strength of the high-pressure tank 1, it is preferable that the carbon fiber 100 completely covers at least the outer surface of the base material 10 corresponding to the cylindrical portion 141 (see FIG. 2).
偏光カメラ２は、カーボン繊維１００が巻き付けられた高圧タンク１の偏光画像を撮像するカメラである。偏光カメラ２は、集光レンズ群と、偏光フィルタと、撮像素子とを備える。集光レンズ群は、入射した光を撮像素子に集める。偏光フィルタは４種類あり、それぞれ０°、４５°、９０°、１３５°の偏光角度を有する光を通す。偏光フィルタは、各撮像素子の前に整列されており、各撮像素子には、所定の偏光角度を有する光のみが入射される。撮像素子には、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサや、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサが用いられる。このような構成によって、偏光カメラ２は、画素ごとに入射する偏光角度を測定することができる。画素ごとに取得された偏光角度の情報は、輝度情報に変換され、偏光画像データとなって制御装置３に出力される。
なお、偏光カメラ２は、複数台備えられていてもよい。また、偏光カメラ２は、固定させていても、移動可能に設置されていてもよい。偏光カメラ２が高圧タンク１の長手方向（ｘ軸方向）に移動可能に設置されている場合は、撮像する領域を自由に選択できる。
The polarization camera 2 is a camera that captures a polarization image of the high-pressure tank 1 around which the carbon fiber 100 is wound. The polarization camera 2 includes a condenser lens group, a polarization filter, and an image sensor. The condenser lens group collects incident light on the image sensor. There are four types of polarizing filters, which pass light having polarization angles of 0 °, 45 °, 90 °, and 135 °, respectively. The polarizing filter is aligned in front of each image sensor, and only light having a predetermined polarization angle is incident on each image sensor. A CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor is used as the image sensor. With such a configuration, the polarization camera 2 can measure the polarization angle incident on each pixel. Information on the polarization angle acquired for each pixel is converted into luminance information, which is output to the control device 3 as polarization image data.
A plurality of polarization cameras 2 may be provided. Further, the polarization camera 2 may be fixed or movably installed. When the polarization camera 2 is installed so as to be movable in the longitudinal direction (x-axis direction) of the high-pressure tank 1, the area to be imaged can be freely selected.
制御装置３は、高圧タンク１の製造方法における工程を制御する装置である。制御装置３は、例えばコンピュータである。制御装置３のＣＰＵ(Central Processing Unit)は、メモリに予め格納されている制御プログラムを実行することにより、制御部３１、画像取得部３２、角度検出部３３、及び判定部３４として機能する。制御部３１は、画像取得部３２、角度検出部３３、及び判定部３４をそれぞれ制御して、カーボン繊維１００の構造を算出する。 The control device 3 is a device that controls steps in the method for manufacturing the high-pressure tank 1. The control device 3 is, for example, a computer. A CPU (Central Processing Unit) of the control device 3 functions as a control unit 31, an image acquisition unit 32, an angle detection unit 33, and a determination unit 34 by executing a control program stored in advance in a memory. The control unit 31 calculates the structure of the carbon fiber 100 by controlling the image acquisition unit 32, the angle detection unit 33, and the determination unit 34, respectively.
照明４は、高圧タンク１の長手方向（ｘ軸方向）に配置されており、高圧タンク１の側面に向けて白色光を照射する。照明４が照射した光は、高圧タンク１の側面で反射し、偏光カメラ２に入射される。このため、照明４は、光の照射方向と偏光カメラ２の撮像方向とが０°〜９０°の角度をなすように配置されることが好ましい。
なお、照明４の照射する光は白色光でなくてもよいが、無偏光であることが好ましい。
The illumination 4 is arranged in the longitudinal direction (x-axis direction) of the high-pressure tank 1 and irradiates white light toward the side surface of the high-pressure tank 1. The light irradiated by the illumination 4 is reflected by the side surface of the high-pressure tank 1 and enters the polarization camera 2. For this reason, it is preferable that the illumination 4 is arrange | positioned so that the irradiation direction of light and the imaging direction of the polarization camera 2 may make an angle of 0 ° to 90 °.
The light irradiated by the illumination 4 may not be white light but is preferably non-polarized light.
後述するように、高圧タンク１の外表面で光が反射する際、カーボン繊維１００の角度によって、反射光の偏光角度が異なる。例えば、角度αで巻き付けられたカーボン繊維１００で形成された第１カーボン繊維バンド１１で反射する反射光と、角度βで巻き付けられたカーボン繊維１００で形成された第２カーボン繊維バンド１２で反射する反射光とでは、それぞれ偏光角度が異なる。このため、図１に示すような高圧タンク１の側面を偏光カメラ２が撮像した場合、第１カーボン繊維バンド１１に対応する領域と、第２カーボン繊維バンド１２に対応する領域とは、異なる輝度で表示される。 As will be described later, when light is reflected on the outer surface of the high-pressure tank 1, the polarization angle of the reflected light varies depending on the angle of the carbon fiber 100. For example, the reflected light reflected by the first carbon fiber band 11 formed by the carbon fiber 100 wound at the angle α and the second reflected light reflected by the second carbon fiber band 12 formed by the carbon fiber 100 wound at the angle β. The reflected light has a different polarization angle. For this reason, when the polarization camera 2 images the side surface of the high-pressure tank 1 as shown in FIG. 1, the region corresponding to the first carbon fiber band 11 and the region corresponding to the second carbon fiber band 12 are different in luminance. Is displayed.
同様に、第１の角度で巻き付けられたカーボン繊維１００で形成された第１の層の反射光と、第１の角度とは異なる第２の角度で巻き付けられたカーボン繊維１００で形成された第２の層の反射光についても、それぞれの偏光角度が異なる。このため、それぞれの層の偏光画像は、異なる輝度で表示される。したがって、第１の層と第２の層とで反射光の光量にほとんど差が無い場合であっても、これらの偏光画像に基づいて、第１の層と第２の層とを区別することができる。 Similarly, the reflected light of the first layer formed by the carbon fiber 100 wound at the first angle and the first light formed by the carbon fiber 100 wound at the second angle different from the first angle. The polarization angles of the reflected light of the two layers are also different. For this reason, the polarization images of the respective layers are displayed with different luminances. Therefore, even when there is almost no difference in the amount of reflected light between the first layer and the second layer, the first layer and the second layer are distinguished based on these polarized images. Can do.
次に、図３を参照して、本実施形態に係る高圧タンク１の製造方法について説明する。図３は、本実施形態に係る高圧タンク１の製造方法の全体フローチャートである。 Next, with reference to FIG. 3, the manufacturing method of the high pressure tank 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. FIG. 3 is an overall flowchart of the method for manufacturing the high-pressure tank 1 according to this embodiment.
図３に示すように、高圧タンク１の製造方法においては、まず、ステップＳ１０において、基材１０上に第１の角度でカーボン繊維１００を巻き付けて、高圧タンク１の第１の層を形成する。
次に、ステップＳ２０において、照明４が高圧タンク１の外表面に光を照射させるとともに、偏光カメラ２が第１の層の少なくとも一部の表面を撮像する。すなわち、偏光カメラ２は、第１の層の少なくとも一部の表面に対する反射光の偏光角度を測定する。
次に、ステップＳ３０において、第１の層上に、第１の角度とは異なる第２の角度でカーボン繊維１００を巻き付けて、高圧タンク１の第２の層を形成する。
次に、ステップＳ４０において、照明４が高圧タンク１の外表面に光を照射させるとともに、偏光カメラ２が第２の層の少なくとも一部の表面を撮像する。すなわち、偏光カメラ２は、第２の層の少なくとも一部の表面に対する反射光の偏光角度を測定する。なお、このとき、偏光カメラ２は、高圧タンク１の外表面のうち、ステップＳ２０で撮像した領域と同じ領域を撮像することが好ましい。
最後に、ステップＳ５０において、制御装置３は、第１の角度で巻き付けられているカーボン繊維１００によって生じる反射光の偏光角度に基づいて、第２の層の形成が異常か否かを判定する。その後、フローを終了する。
As shown in FIG. 3, in the method for manufacturing the high-pressure tank 1, first, in step S <b> 10, the carbon fiber 100 is wound around the base material 10 at a first angle to form the first layer of the high-pressure tank 1. .
Next, in step S20, the illumination 4 irradiates the outer surface of the high-pressure tank 1 with light, and the polarization camera 2 images at least a part of the surface of the first layer. That is, the polarization camera 2 measures the polarization angle of the reflected light with respect to at least a part of the surface of the first layer.
Next, in step S30, the carbon fiber 100 is wound on the first layer at a second angle different from the first angle to form the second layer of the high-pressure tank 1.
Next, in step S40, the illumination 4 irradiates light on the outer surface of the high-pressure tank 1, and the polarization camera 2 images at least a part of the surface of the second layer. That is, the polarization camera 2 measures the polarization angle of the reflected light with respect to at least a part of the surface of the second layer. At this time, it is preferable that the polarization camera 2 captures the same region as the region captured in step S20 on the outer surface of the high-pressure tank 1.
Finally, in step S50, the control device 3 determines whether or not the formation of the second layer is abnormal based on the polarization angle of the reflected light generated by the carbon fiber 100 wound at the first angle. Thereafter, the flow ends.
ここで、ステップＳ５０の詳細について、図４〜図１２を用いてさらに説明する。図４は、ステップＳ５０の詳細なフローチャートである。図４に示すように、ステップＳ５０は、ステップＳ５１〜ステップＳ５８を備える。 Here, the details of step S50 will be further described with reference to FIGS. FIG. 4 is a detailed flowchart of step S50. As shown in FIG. 4, step S50 includes steps S51 to S58.
まず、ステップＳ５１において、画像取得部３２は、ステップＳ２０（図３参照）で撮像された第１の層の偏光画像を取得する。図５は、第１の層の偏光画像２１の例である。
図５に示される偏光画像２１には、相対的に輝度の高い領域２１＿１と、相対的に輝度の低い領域２１＿２と、が含まれている。前述した通り、偏光画像２１の輝度は、カーボン繊維１００の反射光の偏光角度の大きさに対応する。また、カーボン繊維１００の反射光の偏光角度は、そのカーボン繊維１００の角度によって定まる。したがってこの場合、領域２１＿１と領域２１＿２は、それぞれ異なる角度で巻き付けられたカーボン繊維１００の繊維バンドに対応することが分かる。
First, in step S51, the image acquisition unit 32 acquires the polarization image of the first layer imaged in step S20 (see FIG. 3). FIG. 5 is an example of the polarization image 21 of the first layer.
The polarized image 21 shown in FIG. 5 includes a region 21_1 having a relatively high luminance and a region 21_2 having a relatively low luminance. As described above, the luminance of the polarization image 21 corresponds to the magnitude of the polarization angle of the reflected light of the carbon fiber 100. Further, the polarization angle of the reflected light of the carbon fiber 100 is determined by the angle of the carbon fiber 100. Therefore, in this case, it can be seen that the region 21_1 and the region 21_2 correspond to the fiber bands of the carbon fibers 100 wound at different angles.
次に、ステップＳ５２に進むと、角度検出部３３は、ステップＳ５１で取得した偏光画像２１に基づいて、第１の層におけるカーボン繊維１００の角度の分布を測定する。
具体的には、角度検出部３３は、偏光画像２１において輝度ごとに画素を分類し、それぞれの画素の数を計測する。上述した通り、偏光画像の輝度はカーボン繊維１００の角度によって定まるため、このような計測により、各角度のカーボン繊維１００に対応する画素がいくつあるかというヒストグラムを作成することができる。なお、このとき、角度検出部３３は、偏光画像２１において、隣接する画素と大きく輝度が離れている画素に対しては、当該画素をノイズであると判断して計測対象から除外してもよい。
図６は、図５の偏光画像２１に基づいて求められた、カーボン繊維１００の角度の分布を表すグラフである。図６の横軸は、カーボン繊維１００の角度を表す。図６の縦軸は、各角度のカーボン繊維１００における度数、すなわち各角度のカーボン繊維１００によって生じる反射光の偏光角度を示す画素の数を表す。
Next, when progressing to step S52, the angle detection part 33 measures distribution of the angle of the carbon fiber 100 in a 1st layer based on the polarization image 21 acquired by step S51.
Specifically, the angle detection unit 33 classifies pixels for each luminance in the polarization image 21 and measures the number of each pixel. As described above, since the luminance of the polarization image is determined by the angle of the carbon fiber 100, a histogram indicating how many pixels correspond to the carbon fiber 100 at each angle can be created by such measurement. At this time, the angle detection unit 33 may exclude the pixel from the measurement target by determining that the pixel is noise in the polarization image 21 with respect to a pixel whose luminance is greatly separated from the adjacent pixel. .
FIG. 6 is a graph showing the distribution of angles of the carbon fibers 100 obtained based on the polarization image 21 of FIG. The horizontal axis in FIG. 6 represents the angle of the carbon fiber 100. The vertical axis in FIG. 6 represents the number of pixels indicating the power in the carbon fiber 100 at each angle, that is, the polarization angle of the reflected light generated by the carbon fiber 100 at each angle.
次に、ステップＳ５３に進むと、角度検出部３３は、ステップＳ５２で求めた角度の分布において局所的に高い度数を与える角度を、第１の層を形成するカーボン繊維１００のピーク角度として決定する。このとき求められるピーク角度は、図５の偏光画像２１における領域２１＿１、２１＿２を表す２種類のカーボン繊維１００のバンドの角度に対応する。 Next, when proceeding to step S53, the angle detection unit 33 determines an angle that gives a locally high frequency in the distribution of angles obtained in step S52 as the peak angle of the carbon fiber 100 forming the first layer. . The peak angles obtained at this time correspond to the band angles of the two types of carbon fibers 100 representing the regions 21_1 and 21_2 in the polarization image 21 of FIG.
例えば、角度検出部３３は、図６のデータに対して２つのガウス関数の和でカーブフィッティングを行い、それぞれのガウス関数のピーク中心位置を、第１の層を形成するカーボン繊維１００のピーク角度として決定する。図６の例では、角度Ａ１及び角度Ａ２が偏光画像２１におけるカーボン繊維１００のピーク角度である。このようにして求められた角度Ａ１及び角度Ａ２は、それぞれ図５の領域２１＿１、２１＿２のカーボン繊維１００の角度のいずれかに対応する。第１の層が正しく形成されている場合、角度Ａ１及び角度Ａ２は、それぞれ第１の角度と等しい。 For example, the angle detection unit 33 performs curve fitting on the data of FIG. 6 with the sum of two Gaussian functions, and the peak center position of each Gaussian function is the peak angle of the carbon fiber 100 forming the first layer. Determine as. In the example of FIG. 6, the angles A <b> 1 and A <b> 2 are the peak angles of the carbon fibers 100 in the polarization image 21. The angles A1 and A2 thus obtained correspond to any of the angles of the carbon fibers 100 in the regions 21_1 and 21_2 in FIG. When the first layer is correctly formed, the angle A1 and the angle A2 are each equal to the first angle.
さらに、角度検出部３３は、角度Ａ１における度数と、角度Ａ２における度数を比較し、より大きな度数を有する角度をカーボン繊維１００の最大ピーク角度として決定する。図６の例では、角度Ａ１における度数が２４０００程度であり、角度Ａ２における度数が１００００程度であるため、角度Ａ１がカーボン繊維１００の最大ピーク角度として決定される。なお、図６の例では、角度Ａ１は３６°である。 Further, the angle detection unit 33 compares the power at the angle A <b> 1 with the power at the angle A <b> 2 and determines an angle having a larger power as the maximum peak angle of the carbon fiber 100. In the example of FIG. 6, the power at the angle A <b> 1 is about 24000 and the power at the angle A <b> 2 is about 10,000, so the angle A <b> 1 is determined as the maximum peak angle of the carbon fiber 100. In the example of FIG. 6, the angle A1 is 36 °.
次に、ステップＳ５４に進むと、画像取得部３２は、ステップＳ４０（図３参照）で撮像した第２の層の偏光画像を取得する。図７は、正常な第２の層の偏光画像２２ａの例である。
図７に示される偏光画像２２ａには、相対的に輝度の高い領域２２ａ＿１と、相対的に輝度の低い領域２２ａ＿２と、が含まれている。前述した通り、偏光画像２２ａの輝度は、カーボン繊維１００の反射光の偏光角度の大きさに対応する。また、カーボン繊維１００の反射光の偏光角度は、そのカーボン繊維１００の角度によって定まる。したがってこの場合、領域２２ａ＿１と領域２２ａ＿２は、それぞれ異なる角度で巻き付けられたカーボン繊維１００の繊維バンドに対応することが分かる。
Next, in step S54, the image acquisition unit 32 acquires the polarization image of the second layer imaged in step S40 (see FIG. 3). FIG. 7 is an example of a normal polarization image 22a of the second layer.
The polarization image 22a shown in FIG. 7 includes a region 22a_1 having a relatively high luminance and a region 22a_2 having a relatively low luminance. As described above, the luminance of the polarization image 22 a corresponds to the magnitude of the polarization angle of the reflected light of the carbon fiber 100. Further, the polarization angle of the reflected light of the carbon fiber 100 is determined by the angle of the carbon fiber 100. Therefore, in this case, it can be seen that the regions 22a_1 and 22a_2 correspond to the fiber bands of the carbon fibers 100 wound at different angles.
次に、ステップＳ５５に進むと、角度検出部３３は、ステップＳ５４で取得した偏光画像２２ａに基づいて、第２の層におけるカーボン繊維１００の角度の分布を測定する。
具体的には、角度検出部３３は、偏光画像２２ａにおいて輝度ごとに画素を分類し、それぞれの画素の数を計測する。上述した通り、偏光画像の輝度はカーボン繊維１００の角度によって定まるため、このような計測により、各角度のカーボン繊維１００に対応する画素がいくつあるかというヒストグラムを作成することができる。なお、このとき、角度検出部３３は、偏光画像２２ａにおいて、隣接する画素と大きく輝度が離れている画素に対しては、当該画素をノイズであると判断して計測対象から除外してもよい。
図８は、図７の偏光画像２２ａに基づいて求められた、カーボン繊維１００の角度の分布を表すグラフである。図８の横軸は、カーボン繊維１００の角度を表す。図８の縦軸は、各角度のカーボン繊維１００における度数、すなわち各角度のカーボン繊維１００によって生じる反射光の偏光角度を示す画素の数を表す。
Next, when progressing to step S55, the angle detection part 33 measures distribution of the angle of the carbon fiber 100 in a 2nd layer based on the polarization image 22a acquired by step S54.
Specifically, the angle detection unit 33 classifies pixels for each luminance in the polarization image 22a and measures the number of each pixel. As described above, since the luminance of the polarization image is determined by the angle of the carbon fiber 100, a histogram indicating how many pixels correspond to the carbon fiber 100 at each angle can be created by such measurement. At this time, the angle detection unit 33 may exclude a pixel that is significantly brighter than an adjacent pixel in the polarization image 22a from the measurement target by determining that the pixel is noise. .
FIG. 8 is a graph showing the distribution of the angles of the carbon fibers 100 obtained based on the polarization image 22a of FIG. The horizontal axis in FIG. 8 represents the angle of the carbon fiber 100. The vertical axis in FIG. 8 represents the number of pixels indicating the power in the carbon fiber 100 at each angle, that is, the polarization angle of the reflected light generated by the carbon fiber 100 at each angle.
なお、角度検出部３３は、ステップＳ５３と同様の手順に従って、局所的に高い度数を与える角度を、第２の層を形成するカーボン繊維１００のピーク角度として決定してもよい。このとき求められるピーク角度は、図７の偏光画像２２ａにおける領域２２ａ＿１、２２ａ＿２を表す２種類のカーボン繊維１００のバンドの角度に対応する。 In addition, the angle detection part 33 may determine the angle which gives a high frequency locally as a peak angle of the carbon fiber 100 which forms a 2nd layer according to the procedure similar to step S53. The peak angles obtained at this time correspond to the angles of the bands of the two types of carbon fibers 100 representing the regions 22a_1 and 22a_2 in the polarization image 22a of FIG.
この場合、角度検出部３３は、図８のデータに対して２つのガウス関数の和でカーブフィッティングを行い、それぞれのガウス関数のピーク中心位置を、第２の層を形成するカーボン繊維１００のピーク角度として決定する。図８の例では、角度ａ１及び角度ａ２が偏光画像２２ａにおけるカーボン繊維１００のピーク角度である。このようにして求められた角度ａ１及び角度ａ２は、それぞれ図７の領域２２ａ＿１、２２ａ＿２のカーボン繊維１００の角度のいずれかに対応する。第２の層が正しく形成されている場合、角度ａ１及び角度ａ２は、それぞれ第２の角度と等しい。 In this case, the angle detection unit 33 performs curve fitting on the data of FIG. 8 with the sum of two Gaussian functions, and the peak center position of each Gaussian function is the peak of the carbon fiber 100 forming the second layer. Determine as an angle. In the example of FIG. 8, the angle a1 and the angle a2 are the peak angles of the carbon fibers 100 in the polarization image 22a. The angles a1 and a2 obtained in this way correspond to any of the angles of the carbon fibers 100 in the regions 22a_1 and 22a_2 in FIG. When the second layer is correctly formed, the angle a1 and the angle a2 are each equal to the second angle.
次に、ステップＳ５６に進むと、判定部３４は、ステップＳ５５で求めた角度の分布に基づいて、第１の層を形成するカーボン繊維１００の最大ピーク角度に対応する度数が基準値以下か否かを判定する。具体的には、図８に示すようなグラフにおいて、角度Ａ１における度数が基準値以下か否かを判定する。
なお、ステップＳ５６における基準値は、ユーザが任意に決めることができる。本実施形態においては、基準値は２０とする。
Next, when proceeding to step S56, the determination unit 34 determines whether or not the frequency corresponding to the maximum peak angle of the carbon fibers 100 forming the first layer is equal to or less than a reference value based on the distribution of angles obtained in step S55. Determine whether. Specifically, in the graph as shown in FIG. 8, it is determined whether or not the frequency at the angle A1 is equal to or less than a reference value.
The reference value in step S56 can be arbitrarily determined by the user. In the present embodiment, the reference value is 20.
図９は、角度Ａ１付近における図８の部分拡大図である。図９に示すように、角度Ａ１（＝３６°）における度数Ｂ１は５であり、基準値Ｃ（＝２０）以下である。この結果は、第１の層が十分に第２の層で覆われており、外表面から第１の層が観測できないことを示す。この場合は、ステップＳ５７へと進み、判定部３４は第２の層を正常であると判定する。 FIG. 9 is a partially enlarged view of FIG. 8 near the angle A1. As shown in FIG. 9, the frequency B1 at the angle A1 (= 36 °) is 5, which is less than or equal to the reference value C (= 20). This result indicates that the first layer is sufficiently covered with the second layer, and the first layer cannot be observed from the outer surface. In this case, the process proceeds to step S57, and the determination unit 34 determines that the second layer is normal.
一方、図１０は、異常な第２の層の偏光画像２２ｂの例である。偏光画像２２ｂには、相対的に輝度の高い領域２２ｂ＿１と、相対的に輝度の低い領域２２ｂ＿２と、が含まれている。角度検出部３３は、ステップＳ５５と同様の手順に従って、偏光画像２２ｂに基づくカーボン繊維１００の角度の分布を図１１のように求めることができる。
なお、角度検出部３３は、ステップＳ５３と同様の手順に従って、図１０の偏光画像２２ｂにおけるカーボン繊維１００のピーク角度を決定してもよい。図１１の例では、角度ｂ１及び角度ｂ２が偏光画像２２ｂにおけるカーボン繊維１００のピーク角度である。角度ｂ１及び角度ｂ２は、それぞれ図１０の領域２２ｂ＿１、２２ｂ＿２のカーボン繊維１００の角度のいずれかに対応する。
On the other hand, FIG. 10 is an example of the polarization image 22b of the abnormal second layer. The polarization image 22b includes a region 22b_1 having a relatively high luminance and a region 22b_2 having a relatively low luminance. The angle detection unit 33 can obtain the distribution of the angles of the carbon fibers 100 based on the polarization image 22b according to the same procedure as in step S55 as shown in FIG.
In addition, the angle detection part 33 may determine the peak angle of the carbon fiber 100 in the polarization image 22b of FIG. 10 according to the procedure similar to step S53. In the example of FIG. 11, the angle b1 and the angle b2 are the peak angles of the carbon fibers 100 in the polarization image 22b. The angle b1 and the angle b2 correspond to any of the angles of the carbon fibers 100 in the regions 22b_1 and 22b_2 in FIG.
図１２は、角度Ａ１付近における図１１の部分拡大図である。図１２に示すように、角度Ａ１（＝３６°）における度数Ｂ２は５３であり、基準値Ｃ（＝２０）を超えている。この結果は、第１の層が十分に第２の層で覆われておらず、第１の層が外表面に露出していることを示す。この場合、ステップＳ５８へと進み、判定部３４は、第２の層を異常であると判定する。 12 is a partially enlarged view of FIG. 11 in the vicinity of the angle A1. As shown in FIG. 12, the frequency B2 at the angle A1 (= 36 °) is 53, which exceeds the reference value C (= 20). This result indicates that the first layer is not sufficiently covered with the second layer, and the first layer is exposed on the outer surface. In this case, the process proceeds to step S58, and the determination unit 34 determines that the second layer is abnormal.
以上のように、高圧タンク１のカーボン繊維１００の向きを、反射光の偏光角度に基づいて判定することができる。このため、反射光の光量にほとんど差が無い場合であっても、高圧タンク１の繊維構造を評価することができる。 As described above, the orientation of the carbon fiber 100 in the high-pressure tank 1 can be determined based on the polarization angle of the reflected light. For this reason, even if there is almost no difference in the amount of reflected light, the fiber structure of the high-pressure tank 1 can be evaluated.
なお、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、第１の層を形成するカーボン繊維１００の角度、すなわち第１の角度が予め別の方法で測定されている場合は、ステップＳ５１〜Ｓ５３を省略してもよい。このとき、ステップＳ５６における判定部３４は、測定された当該第１の角度における度数が基準値以下か否かを判定することで、第２の層が正常であるか否かを判定する。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
For example, when the angle of the carbon fiber 100 forming the first layer, that is, the first angle is measured in advance by another method, steps S51 to S53 may be omitted. At this time, the determination unit 34 in step S56 determines whether or not the second layer is normal by determining whether or not the measured frequency at the first angle is equal to or less than a reference value.
また、ステップＳ５３及びステップＳ５５において、角度検出部３３がガウス関数でデータフィッティングを行う例を説明したが、ガウス関数以外の関数をフィッティングに用いてもよい。例えば、ガウス関数と偏光カメラ２の分解能を表す関数との畳み込み積分による関数をフィッティングに用いてもよい。また、角度検出部３３は、データを移動平均法によって平滑化させてからフィッティング等の処理を行ってもよい。あるいは、角度検出部３３は、予め定められた角度の範囲内において、最大の度数を与える角度の値をピーク角度として検出してもよい。 Further, in steps S53 and S55, the example in which the angle detection unit 33 performs data fitting with a Gaussian function has been described, but a function other than the Gaussian function may be used for the fitting. For example, a function obtained by convolution integration of a Gaussian function and a function representing the resolution of the polarization camera 2 may be used for fitting. Further, the angle detection unit 33 may perform a process such as fitting after the data is smoothed by the moving average method. Or the angle detection part 33 may detect the value of the angle which gives the largest frequency within the range of a predetermined angle as a peak angle.
また、ステップＳ５３において、角度検出部３３は、カーボン繊維１００の角度の分布における各ピークの線幅に基づいて、最大ピーク角度を決定してもよい。この場合、角度検出部３３は、図６における角度Ａ１付近のピークの線幅と、角度Ａ２付近のピークの線幅とを比較し、より細い線幅を与えるピークの角度を最大ピーク角度と決定する。図６の例では、角度Ａ１付近のピークの方が角度Ａ２付近のピークに比べて細い線幅を有しているため、最大ピーク角度は角度Ａ１となる。このようにして決定される最大ピーク角度は、偏光カメラ２の分解能がより高い領域で観測されたピーク角度であると言える。 In step S <b> 53, the angle detection unit 33 may determine the maximum peak angle based on the line width of each peak in the distribution of the angles of the carbon fibers 100. In this case, the angle detection unit 33 compares the line width of the peak near the angle A1 in FIG. 6 with the line width of the peak near the angle A2, and determines the peak angle giving a narrower line width as the maximum peak angle. To do. In the example of FIG. 6, the peak near the angle A1 has a narrower line width than the peak near the angle A2, so the maximum peak angle is the angle A1. It can be said that the maximum peak angle determined in this way is a peak angle observed in a region where the resolution of the polarization camera 2 is higher.
また、判定部３４は、ステップＳ５３において求められたピーク角度に基づいて、第１の層に異常があるか否かを判定してもよい。この場合、判定部３４は、図６のピーク角度として検出された角度Ａ１及び角度Ａ２が、それぞれ第１の角度と一致するか否かを判定する。角度Ａ１及び角度Ａ２がそれぞれ第１の角度から大きく離れている場合は、第１の層が正しく形成されていないと判定できる。 Further, the determination unit 34 may determine whether or not there is an abnormality in the first layer, based on the peak angle obtained in step S53. In this case, the determination unit 34 determines whether or not the angle A1 and the angle A2 detected as the peak angle in FIG. 6 respectively match the first angle. When the angles A1 and A2 are far away from the first angle, it can be determined that the first layer is not formed correctly.
また、ステップＳ５５においてピーク角度を求めた場合は、当該ピーク角度に基づいて第２の層に異常があるか否かを判定してもよい。この場合、判定部３４は、例えば、図１１のピーク角度として検出された角度ｂ１及び角度ｂ２が、それぞれ第２の角度と一致するか否かを判定する。角度ｂ１及び角度ｂ２がそれぞれ第２の角度から大きく離れている場合は、その時点で第２の層が正しく形成されていないと判定することができる。 Further, when the peak angle is obtained in step S55, it may be determined whether there is an abnormality in the second layer based on the peak angle. In this case, for example, the determination unit 34 determines whether or not the angle b1 and the angle b2 detected as the peak angle in FIG. 11 respectively match the second angle. When the angle b1 and the angle b2 are far away from the second angle, it can be determined that the second layer is not formed correctly at that time.
また、ステップＳ５６において、判定部３４は、ステップＳ５５で求めた角度の分布に基づいて、第１の層を形成するカーボン繊維１００のピーク角度の近傍の角度に対応する度数の平均値が基準値以下か否かを判定してもよい。すなわち、例えば、図８や図１１に示すようなグラフにおいて、角度Ａ１の近傍の角度に対応する度数の平均値が基準値Ｃ以下か否かを判定してもよい。このような構成においては、判定部３４の判定の精度を高めることができる。
もちろん、ステップＳ５６において、判定部３４は、図８や図１１に示すようなグラフにおいて、角度Ａ２の近傍の角度に対応する度数の平均値が基準値Ｃ以下か否かを判定してもよい。
In step S56, the determination unit 34 determines that the average value of the frequencies corresponding to the angle near the peak angle of the carbon fiber 100 forming the first layer is the reference value based on the distribution of angles obtained in step S55. You may determine whether it is below. That is, for example, in the graphs as shown in FIG. 8 and FIG. In such a configuration, the determination accuracy of the determination unit 34 can be increased.
Of course, in step S56, the determination unit 34 may determine whether or not the average value of the frequencies corresponding to the angle in the vicinity of the angle A2 is equal to or less than the reference value C in the graphs as illustrated in FIGS. .
また、ステップＳ５７に進んだ場合、第２の層上に、第２の角度とは異なる第３の角度でカーボン繊維１００を巻き付けて、第３の層を形成するようにしてもよい。さらに、第３の層を形成した後、ステップＳ４０、Ｓ５０と同様の手順によって、第３の層の形成が異常か否かを判定するようにしてもよい。このような操作を繰り返すことで、高圧タンク１を形成する各層に対して異常か否かを繰り返し判定することができる。 Further, when the process proceeds to step S57, the third layer may be formed by winding the carbon fiber 100 on the second layer at a third angle different from the second angle. Furthermore, after forming the third layer, it may be determined whether the formation of the third layer is abnormal by the same procedure as in steps S40 and S50. By repeating such an operation, it is possible to repeatedly determine whether or not each layer forming the high-pressure tank 1 is abnormal.
また、ステップＳ５８に進んだ場合、制御装置３は、高圧タンク１を逆回転させてステップＳ３０で形成された第２の層を剥がし、再度第２の層を形成し直すようにしてもよい。あるいは、制御装置３は、さらに高圧タンク１にカーボン繊維１００を巻き付けて、高圧タンク１を補強するようにしてもよい。このように構成することで、高圧タンク１の強度を保つことができる。 Moreover, when progressing to step S58, the control apparatus 3 may reverse-rotate the high-pressure tank 1, peel off the 2nd layer formed by step S30, and may make it form a 2nd layer again. Alternatively, the control device 3 may further reinforce the high-pressure tank 1 by winding the carbon fiber 100 around the high-pressure tank 1. By comprising in this way, the intensity | strength of the high pressure tank 1 can be maintained.
以上で説明した複数の構成例は、適宜組み合わせて実施されることもできる。これら複数の構成は、互いに異なる新規な特徴を有している。したがって、これら複数の構成は、互いに異なる目的又は課題を解決することに寄与し、互いに異なる効果を奏することに寄与する。 The plurality of configuration examples described above can be implemented in combination as appropriate. These plurality of configurations have different novel features. Accordingly, the plurality of configurations contribute to solving different purposes or problems and contribute to producing different effects.
１ 高圧タンク
２ 偏光カメラ
３ 制御装置
４ 照明
１０ 基材
１１ 第１カーボン繊維バンド
１２ 第２カーボン繊維バンド
１３ ボビン
１４ ライナ
２１ 偏光画像
２１＿１、２１＿２ 領域
２２ａ、２２ｂ 偏光画像
２２ａ＿１、２２ａ＿２、２２ｂ＿１、２２ｂ＿２ 領域
３１ 制御部
３２ 画像取得部
３３ 角度検出部
３４ 判定部
１００ カーボン繊維
１４１ 円筒部
１４２ ドーム部
１４３ 口金部
Ｂ１ 度数
Ｂ２ 度数
Ｃ 基準値
ＣＸ 回転軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High pressure tank 2 Polarization camera 3 Control apparatus 4 Illumination 10 Base material 11 1st carbon fiber band 12 2nd carbon fiber band 13 Bobbin 14 Liner 21 Polarized image 21_1, 21_2 Area 22a, 22b Polarized image 22a_1, 22a_2, 22b_1, 22b_2 area 31 Control unit 32 Image acquisition unit 33 Angle detection unit 34 Determination unit 100 Carbon fiber 141 Cylindrical unit 142 Dome unit 143 Base unit B1 Frequency B2 Frequency C Reference value CX Rotation axis
Claims (1)
基材上に第１の角度でカーボン繊維を巻き付けて、前記高圧タンクの第１の層を形成するステップと、
前記第１の層上に、前記第１の角度とは異なる第２の角度で前記カーボン繊維を巻き付けて、前記高圧タンクの第２の層を形成するステップと、
形成された前記第２の層の少なくとも一部の表面に対する反射光の偏光角度を測定するステップと、
前記第１の角度で巻き付けられている前記カーボン繊維によって生じる反射光の偏光角度に基づいて、前記第２の層の形成が異常か否かを判定するステップと、を備える、
高圧タンクの製造方法。 A method of manufacturing a high-pressure tank using a filament winding method to manufacture a high-pressure tank,
Winding a carbon fiber on a substrate at a first angle to form a first layer of the high pressure tank;
Wrapping the carbon fiber on the first layer at a second angle different from the first angle to form a second layer of the high-pressure tank;
Measuring a polarization angle of reflected light with respect to at least a part of the surface of the formed second layer;
Determining whether or not the formation of the second layer is abnormal based on the polarization angle of the reflected light generated by the carbon fibers wound at the first angle.
Manufacturing method of high-pressure tank.
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| US20220252493A1 (en) * | 2021-02-10 | 2022-08-11 | Honda Motor Co., Ltd. | High-pressure container inspection method and high-pressure container inspection apparatus |
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| JP2015537211A (en) * | 2012-11-15 | 2015-12-24 | フラウンホーファー−ゲゼルシャフト・ツール・フェルデルング・デル・アンゲヴァンテン・フォルシュング・アインゲトラーゲネル・フェライン | Measurement of fiber orientation of carbon fiber materials and production of objects in carbon fiber composite structures |
| JP2016097561A (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | Ｊｘエネルギー株式会社 | Composite container manufacturing method and composite container |
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