JP5917223B2 - 繊維束処理装置 - Google Patents

繊維束処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5917223B2
JP5917223B2 JP2012067691A JP2012067691A JP5917223B2 JP 5917223 B2 JP5917223 B2 JP 5917223B2 JP 2012067691 A JP2012067691 A JP 2012067691A JP 2012067691 A JP2012067691 A JP 2012067691A JP 5917223 B2 JP5917223 B2 JP 5917223B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber bundle
cured
semi
resin
curing device
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.)
Active
Application number
JP2012067691A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013199019A (ja
Inventor
谷川　元洋
元洋 谷川
大五郎 中村
大五郎 中村
忠司 魚住
忠司 魚住
健 八田
健 八田
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.)
Murata Machinery Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Murata Machinery Ltd
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 Murata Machinery Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Murata Machinery Ltd
Priority to JP2012067691A priority Critical patent/JP5917223B2/ja
Priority to KR1020147028091A priority patent/KR101700702B1/ko
Priority to CN201380014997.XA priority patent/CN104220241B/zh
Priority to US14/387,071 priority patent/US9522505B2/en
Priority to PCT/JP2013/056469 priority patent/WO2013141045A1/ja
Priority to DE112013001638.9T priority patent/DE112013001638T5/de
Publication of JP2013199019A publication Critical patent/JP2013199019A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5917223B2 publication Critical patent/JP5917223B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B29B15/14—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length of filaments or wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/0266—Local curing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38—Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
    • B29C70/382—Automated fiber placement [AFP]
    • B29C70/384—Fiber placement heads, e.g. component parts, details or accessories
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C2035/0211—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould resistance heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/581—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using sheets or strips consisting principally of plastics material
    • B29C53/582—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using sheets or strips consisting principally of plastics material comprising reinforcements, e.g. wires, threads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/10—Thermosetting resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/24—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped crosslinked or vulcanised
    • B29K2105/243—Partially cured

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Description

本発明は、繊維束処理装置の技術に関する。
例えば、ライナーの外周面に熱硬化性の樹脂が含浸された繊維束を巻き付けていくフィラメントワインディング装置が知られている（例えば特許文献１参照）。このような、フィラメントワインディング装置には、ヘリカル巻き装置とフープ巻き装置が備えられている。ヘリカル巻き装置は、クリールスタンドに配置された各ボビンから繊維束を解舒し、該繊維束をライナーの外周面に巻き付ける。フープ巻き装置は、該フープ巻き装置に配置された各ボビンから繊維束を解舒し、該繊維束をライナーの外周面に巻き付ける。
ところで、繊維束は、略平行に並べられた複数本の繊維に熱硬化性の樹脂を含浸させたものである。このため、かかる繊維束は、熱を加えられると樹脂が硬化又は半硬化し、該繊維束を構成する各繊維が互いに分離することがなくなる。
しかし、繊維束がライナーに導かれる途中においては、該繊維束の樹脂は未だ硬化又は半硬化されていないことから、繊維束を構成する各繊維が互いに分離してしまう場合があった。従って、従来のフィラメントワインディング装置においては、繊維束がライナーに導かれる途中で該繊維束を構成する一部の繊維が切れると、切れた繊維が分離してガイド等に絡まるという問題を生じていた。
特開２０１０−２３４８１号公報
本発明は、繊維束がライナーに導かれる途中で該繊維束を構成する一部の繊維が切れても、切れた繊維がガイド等に絡まない繊維束処理装置を提供することを目的としている。
次に、この課題を解決するための手段を説明する。
即ち、第一の発明は、
熱硬化性の樹脂が含浸された繊維束を処理する繊維束処理装置において、
前記繊維束に接触した状態で回転するローラと、
前記繊維束に接触して熱を加えるアイロン部と、を備える硬化装置を具備し、
前記硬化装置は、前記アイロン部が前記ローラに取り付けられた状態で該ローラと一体となって回転し、前記繊維束が前記繊維束処理装置に導かれる途中で該繊維束に含浸されている樹脂の一部を硬化又は半硬化させる、とした。
第二の発明は、
熱硬化性の樹脂が含浸された繊維束を処理する繊維束処理装置において、
前記繊維束に対して近接又は離間する方向に揺動するアームと、
前記繊維束に接触して熱を加えるアイロン部と、を備える硬化装置を具備し、
前記硬化装置は、前記アイロン部が前記アームに取り付けられた状態で該アームと一体となって揺動し、前記繊維束が前記繊維束処理装置に導かれる途中で該繊維束に含浸されている樹脂の一部を硬化又は半硬化させる、とした。
第三の発明は、第一又は第二の発明に係る繊維束処理装置において、
前記硬化装置は、前記繊維束の送り方向に対して一定の間隔毎に該繊維束に含浸されている樹脂を硬化又は半硬化させる、とした。
第四の発明は、第三の発明に係る繊維束処理装置において、
前記硬化装置は、前記繊維束の送り方向に対して垂直に該繊維束に含浸されている樹脂を硬化又は半硬化させる、とした。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
第一の発明によれば、繊維束に接触した状態で回転するローラと、繊維束に接触して熱を加えるアイロン部と、を備える硬化装置を具備している。そして、硬化装置は、アイロン部がローラに取り付けられた状態で該ローラと一体となって回転し、繊維束が繊維束処理装置に導かれる途中で該繊維束に含浸されている樹脂の一部を硬化又は半硬化させる。これにより、繊維束を構成する一部の繊維が切れても、樹脂の硬化又は半硬化部分によって切れた繊維を保持できる。従って、本実施形態に係る繊維束処理装置は、繊維束を構成する一部の繊維が切れても、切れた繊維がガイド等に絡まることを防止できる。加えて、簡素な構造でありながら、連続して繊維束に含浸されている樹脂の一部を硬化又は半硬化できる。
第二の発明によれば、繊維束に対して近接又は離間する方向に揺動するアームと、繊維束に接触して熱を加えるアイロン部と、を備える硬化装置を具備している。そして、硬化装置は、アイロン部がアームに取り付けられた状態で該アームと一体となって揺動し、繊維束が繊維束処理装置に導かれる途中で該繊維束に含浸されている樹脂の一部を硬化又は半硬化させる。これにより、繊維束を構成する一部の繊維が切れても、樹脂の硬化又は半硬化部分によって切れた繊維を保持できる。従って、本実施形態に係る繊維束処理装置は、繊維束を構成する一部の繊維が切れても、切れた繊維がガイド等に絡まることを防止できる。加えて、簡素な構造でありながら、連続して繊維束に含浸されている樹脂の一部を硬化又は半硬化できる。
第三の発明によれば、硬化装置は、繊維束の送り方向に対して一定の間隔毎に該繊維束に含浸されている樹脂を硬化又は半硬化させる。これにより、繊維束の柔軟性を維持しつつ、樹脂の硬化又は半硬化部分によって切れた繊維を保持できる。
第四の発明によれば、硬化装置は、繊維束の送り方向に対して垂直に該繊維束に含浸されている樹脂を硬化又は半硬化させる。これにより、繊維束の柔軟性を十分に維持しつつ、樹脂の硬化又は半硬化部分によって切れた繊維を保持できる。また、繊維束の捩れ方向に対する剛性が高まるため、該繊維束の捩れを抑制できる。更に、繊維束の幅方向に対する剛性が高まるため、繊維束の幅寸法を維持した状態で搬送することができる。
フィラメントワインディング装置１００の全体構成を示す図。 クリールスタンド４０の一部構成を示す図。 第一実施形態に係るフィラメントワインディング装置１００の硬化装置４５Ａの構造を示す図。 硬化装置４５Ａの動作態様を示す図。 第二実施形態に係るフィラメントワインディング装置２００の硬化装置４５Ｂの構造を示す図。 硬化装置４５Ｂの動作態様を示す図。 一部の樹脂が硬化又は半硬化した繊維束Ｆｂを示す図。
まず、本実施形態に係る繊維束処理装置の全体構成について簡単に説明する。本実施形態における繊維束処理装置は、フィラメントワインディング装置１００（以降「ＦＷ装置１００」）である。
図１は、ＦＷ装置１００の全体構成を示す図である。図中に示す矢印Ｄは、ライナー１の移送方向を示している。また、ライナー１の移送方向と平行な方向をＦＷ装置１００の前後方向とし、ライナー１が移送される一方向を前側、他方向を後側と定義する。なお、ＦＷ装置１００は、ライナー１を前後方向に往復動させるため、該ライナー１の移送方向に応じて前側及び後側が定まる。
図２は、クリールスタンド４０の一部構成を示す図である。図中に示す矢印Ｘは、繊維束Ｆｂの送り方向を示している。
ＦＷ装置１００は、ライナー１の外周面に繊維束Ｆｂを巻き付ける。ＦＷ装置１００は、主にライナー移送装置１０と、ヘリカル巻き装置２０と、フープ巻き装置３０と、クリールスタンド４０と、で構成される。
ライナー１は、例えば高強度アルミニウム材やポリアミド系樹脂等によって形成された略円筒形状の中空容器である。ライナー１は、該ライナー１の外周面に繊維束Ｆｂが巻き付けられることによって耐圧特性の向上が図られる。つまり、ライナー１は、耐圧容器を構成する基材とされる。
ライナー移送装置１０は、ライナー１を回転又は非回転状態で移送する。詳細には、ライナー移送装置１０は、ＦＷ装置１００の前後方向を中心軸としてライナー１を回転させるとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー１を移送する。ライナー移送装置１０は、主に基台１１と、ライナー支持フレーム１２と、回転軸１３と、で構成される。
基台１１は、ＦＷ装置１００の前後方向に延設されたレール上に載置されている。基台１１には、一対のライナー支持フレーム１２と回転軸１３が設けられている。そして、回転軸１３に取り付けられたライナー１は、図示しない動力機構によって一方向に回転される。
このような構成により、ライナー移送装置１０は、ＦＷ装置１００の前後方向を中心軸としてライナー１を回転させるとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー１を移送することを可能としている。
ヘリカル巻き装置２０は、ライナー１の外周面に繊維束Ｆｂを巻き付ける。詳細には、ヘリカル巻き装置２０は、繊維束Ｆｂの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して所定の値となる、いわゆるヘリカル巻きを行なう。ヘリカル巻き装置２０は、主に基台２１と、ヘリカル巻き掛け装置２２と、で構成される。
基台２１には、ヘリカル巻き掛け装置２２が設けられている。ヘリカル巻き掛け装置２２には、繊維束Ｆｂを案内する複数の繊維束ガイド２３が設けられている。そして、各繊維束ガイド２３によって案内された繊維束Ｆｂは、回転しながら通過するライナー１の外周面に巻き付けられる。
このような構成により、ヘリカル巻き装置２０は、繊維束Ｆｂの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して所定の値となるヘリカル巻きを行なうことを可能としている。
フープ巻き装置３０は、ライナー１の外周面に繊維束Ｆｂを巻き付ける。詳細には、フープ巻き装置３０は、繊維束Ｆｂの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して略垂直となる、いわゆるフープ巻きを行なう。フープ巻き装置３０は、主に基台３１と、フープ巻き掛け装置３２と、で構成される。
基台３１には、フープ巻き掛け装置３２が設けられている。フープ巻き掛け装置３２には、繊維束Ｆｂが巻かれた複数のボビンＢが備えられている。そして、各ボビンＢから解舒された繊維束Ｆｂは、フープ巻き掛け装置３２が自ら回転することで非回転状態のライナー１の外周面に巻き付けられる。
このような構成により、フープ巻き装置３０は、繊維束Ｆｂの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して略垂直となるフープ巻きを行なうことを可能としている。
クリールスタンド４０は、ヘリカル巻き装置２０に繊維束Ｆｂを供給する。詳細には、クリールスタンド４０は、ヘリカル巻き装置２０を構成するヘリカル巻き掛け装置２２の各繊維束ガイド２３に対して繊維束Ｆｂを供給する。クリールスタンド４０は、主にラック４１と、ボビン支持軸４２と、ローラ４３と、ガイド４４と、硬化装置４５Ａと、で構成される。
ラック４１には、複数のボビン支持軸４２とローラ４３が互いに平行に取り付けられている。また、ラック４１には、ボビン支持軸４２の軸心方向に対して垂直にガイド４４が取り付けられている。ボビン支持軸４２によって支持されるボビンＢは、繊維束Ｆｂが引っ張られることによって回転し、該繊維束Ｆｂを解舒する（転がし取り方式という）。そして、ボビンＢから解舒された繊維束Ｆｂは、ローラ４３によってガイド４４へ導かれ、硬化装置４５Ａを介して繊維束ガイド２３に送られる。
このような構成により、クリールスタンド４０は、ヘリカル巻き装置２０を構成するヘリカル巻き掛け装置２２の各繊維束ガイド２３に対して繊維束Ｆｂを供給することを可能としている。
次に、硬化装置４５Ａの構造について詳細に説明する。
図３は、第一実施形態に係るＦＷ装置１００の硬化装置４５Ａの構造を示す図である。図中に示す矢印Ｘは、繊維束Ｆｂの送り方向を示している。また、図中に示す矢印Ｒは、硬化装置４５Ａを構成するローラ４５２の回転方向を示している。
硬化装置４５Ａは、繊維束Ｆｂに熱を加えることで該繊維束Ｆｂに含浸されている樹脂を硬化又は半硬化させる。長時間十分に熱を加えこれ以上硬度が増さない状態のものを「硬化した」と定義し、それ未満の硬さであり、さらに熱を加えることでまだ硬化可能な状態のものを「半硬化」と定義する。硬化装置４５Ａは、主に発熱部４５１と、ローラ４５２と、ローラの外周面から突起したアイロン部４５３と、で構成される。
発熱部４５１は、電熱線（カンタル線やニクロム線等）を螺旋状に形成したコイルであり、電気が流れることによって発熱する。本実施形態において、発熱部４５１は、繊維束Ｆｂに対向するように取り付けられている。また、発熱部４５１は、繊維束Ｆｂがヘリカル巻き装置２０に向けて送られる際に連続して発熱するように構成されている。なお、本実施形態における発熱部４５１は、アイロン部４５３を介して繊維束Ｆｂに熱を加えるため、十分に大きな発熱量を確保している。また、発熱部４５１の発熱量は、繊維束Ｆｂを硬化又は半硬化できる値となるように設定できる。
ローラ４５２は、略円筒形状に形成された回転体であり、該ローラ４５２に接触した状態で送られる繊維束Ｆｂによって従動回転する。本実施形態において、ローラ４５２は、繊維束Ｆｂと発熱部４５１の間に取り付けられている。また、ローラ４５２は、繊維束Ｆｂに接触した状態で回転するために該繊維束Ｆｂの振動を抑えることができ、繊維束Ｆｂが発熱部４５１に近接するのを防いでいる。なお、本実施形態におけるローラ４５２は、繊維束Ｆｂによって従動回転する構成であるが、駆動装置によって主動回転し、繊維束Ｆｂを送り出す構成であっても良い。
アイロン部４５３は、略矩形状に形成された金属板であり、発熱部４５１に近接して熱を蓄える。また、アイロン部４５３は、繊維束Ｆｂに接触して該繊維束Ｆｂに熱を加える。本実施形態において、アイロン部４５３は、ローラ４５２の表面に取り付けられている。このため、アイロン部４５３は、ローラ４５２と一体となって回転する。なお、本実施形態におけるアイロン部４５３は、ローラ４５２の表面に回転位相角αを一定として合計四つ取り付けられている。つまり、アイロン部４５３は、ローラ４５２の表面に回転位相角９０°毎に取り付けられている。但し、アイロン部４５３が取り付けられる回転位相角αについて限定するものではない（アイロン部４５３の個数について限定するものではない）。
以下に、硬化装置４５Ａの動作態様について説明する。なお、ここでは、※印を付した一のアイロン部４５３に着目して説明する。
図４は、硬化装置４５Ａの動作態様を示す図である。図中に示す矢印Ｘは、繊維束Ｆｂの送り方向を示している。また、図中に示す矢印Ｒは、硬化装置４５Ａを構成するローラ４５２の回転方向を示している。
まず、アイロン部４５３は、ローラ４５２と一体となって回転し、発熱部４５１に近接する（図４Ａ参照）。すると、アイロン部４５３は、発熱部４５１に近接したことで熱せられ、該発熱部４５１から受けた熱を蓄える。
次に、アイロン部４５３は、ローラ４５２と一体となって回転し、繊維束Ｆｂに接触する（図４Ｂ参照）。すると、アイロン部４５３は、繊維束Ｆｂに接触したことで蓄えていた熱を放出する。つまり、アイロン部４５３は、繊維束Ｆｂに接触したことで該繊維束Ｆｂに熱を加える。
このような構成により、硬化装置４５Ａは、繊維束Ｆｂがライナー１に導かれる途中で該繊維束Ｆｂに含浸されている樹脂の一部を硬化又は半硬化させる。
これは、図７Ａに示すように、繊維束Ｆｂを構成する一部の繊維Ｆが切れても、樹脂の硬化又は半硬化部分Ｃによって切れた繊維Ｆを保持できるという効果を奏する。つまり、繊維束Ｆｂを構成する一部の繊維Ｆが切れても、切れた繊維Ｆが分離するのを防ぐのである。従って、本実施形態に係るＦＷ装置１００は、繊維束Ｆｂを構成する一部の繊維Ｆが切れても、切れた繊維Ｆがガイド等に絡まることを防止できる。
また、上述したように、アイロン部４５３は、ローラ４５２の表面に回転位相角９０°毎に取り付けられている。このため、硬化装置４５Ａは、繊維束Ｆｂの送り方向に対して一定の間隔毎に該繊維束Ｆｂに含浸されている樹脂を硬化又は半硬化させる。
これは、図７Ｂに示すように、繊維束Ｆｂの柔軟性を維持しつつ、樹脂の硬化又は半硬化部分Ｃによって切れた繊維Ｆを保持できるという効果を奏する。つまり、繊維束Ｆｂの送り方向がガイド等によって曲げられる地点Ｐで該繊維束Ｆｂの最小曲げ半径が大きくならないように柔軟性を維持しつつ、切れた繊維Ｆが分離するのを防ぐのである。
更に、硬化装置４５Ａにおいて、アイロン部４５３は、ローラ４５２の回転軸に対して平行に取り付けられている。このため、硬化装置４５Ａは、繊維束Ｆｂの送り方向に対して垂直に該繊維束Ｆｂに含浸されている樹脂を硬化又は半硬化させる。
これは、図７Ｂに示すように、繊維束Ｆｂの柔軟性を十分に維持しつつ、樹脂の硬化又は半硬化部分Ｃによって切れた繊維Ｆを保持できるという効果を奏する。また、図７Ｃに示すように、繊維束Ｆｂの捩れ方向に対する剛性が高まるため、該繊維束Ｆｂの捩れを抑制できるという効果も奏する。つまり、繊維束Ｆｂの硬化又は半硬化部分Ｃが該繊維束Ｆｂの捩り方向にかかる力Ｔに対して抵抗となるため、繊維束Ｆｂの捩れを抑制するのである。更に、繊維束Ｆｂの幅方向に対する剛性が高まるため、繊維束Ｆｂの幅寸法を維持した状態で搬送することができる。
なお、本硬化装置４５Ａは、アイロン部４５３がローラ４５２に取り付けられた状態で該ローラ４５２と一体となって回転することに特徴がある。これにより、簡素な構造でありながら、連続して繊維束Ｆｂに含浸されている樹脂の一部を硬化又は半硬化できる。
上述したＦＷ装置１００では、一本の繊維束Ｆｂに対して一台の硬化装置４５Ａを備えている。しかし、一本の繊維束Ｆｂに対して複数台の硬化装置４５Ａを備える構成であっても良い。また、繊維束Ｆｂを挟むように上下に備える構成であっても良い。
更に、ＦＷ装置１００では、クリールスタンド４０に硬化装置４５Ａが取り付けられている。しかし、硬化装置４５Ａの取り付け位置について限定するものではない。
次に、硬化装置４５Ｂの構造について詳細に説明する。
図５は、第二実施形態に係るＦＷ装置２００の硬化装置４５Ｂの構造を示す図である。図中に示す矢印Ｘは、繊維束Ｆｂの送り方向を示している。また、図中に示す矢印Ｒは、硬化装置４５Ｂを構成するアーム４５６の揺動方向を示している。
硬化装置４５Ｂは、繊維束Ｆｂに熱を加えることで該繊維束Ｆｂに含浸されている樹脂を硬化又は半硬化させる。硬化装置４５Ｂは、主に発熱部４５４と、駆動部４５５と、アーム４５６と、アイロン部４５７と、で構成される。
発熱部４５４は、電熱線（カンタル線やニクロム線等）を螺旋状に形成したコイルであり、電気が流れることによって発熱する。本実施形態において、発熱部４５４は、繊維束Ｆｂに対向するように取り付けられている。また、発熱部４５４は、繊維束Ｆｂがヘリカル巻き装置２０に向けて送られる際に連続して発熱するように構成されている。なお、本実施形態における発熱部４５４は、アイロン部４５７を介して繊維束Ｆｂに熱を加えるため、十分に大きな発熱量を確保している。
駆動部４５５は、主に電動モータを用いて構成されており、電気の供給を受けて駆動する。本実施形態において、駆動部４５５は、繊維束Ｆｂと発熱部４５１の間に取り付けられている。また、駆動部４５５は、繊維束Ｆｂがヘリカル巻き装置２０に向けて送られる際に連続してアーム４５６を揺動するように構成されている。なお、本実施形態における駆動部４５５は、電動モータとしてステッピングモータを採用しているが、例えばサーボモータ等であっても良く、その種類は問わない。
アーム４５６は、略四角柱形状に形成された構造体であり、駆動部４５５によって揺動される。本実施形態において、アーム４５６は、該アーム４５６の一方の端部が駆動部４５５の駆動軸に取り付けられている。また、アーム４５６は、該アーム４５６の他方の端部にアイロン部４５７が取り付けられている。なお、本実施形態におけるアーム４５６は、駆動部４５５の駆動軸を中心として揺動されるが、ギヤやリンク機構を介して揺動される構成であっても良い。
アイロン部４５７は、略矩形状に形成された金属板であり、発熱部４５１に近接して熱を蓄える。また、アイロン部４５７は、繊維束Ｆｂに接触して該繊維束Ｆｂに熱を加える。本実施形態において、アイロン部４５７は、アーム４５６の端部に取り付けられている。このため、アイロン部４５７は、アーム４５６と一体となって揺動する。なお、本実施形態におけるアイロン部４５７は、アーム４５６の端部に一つ取り付けられている。但し、アイロン部４５７の個数について限定するものではない。
以下に、硬化装置４５Ｂの動作態様について説明する。
図６は、硬化装置４５Ｂの動作態様を示す図である。図中に示す矢印Ｘは、繊維束Ｆｂの送り方向を示している。また、図中に示す矢印Ｒは、硬化装置４５Ｂを構成するアーム４５６の揺動方向を示している。
まず、アイロン部４５７は、アーム４５６と一体となって繊維束Ｆｂから離間する方向に揺動し、発熱部４５４に近接する（図６Ａ参照）。すると、アイロン部４５７は、発熱部４５４に近接したことで熱せられ、該発熱部４５４から受けた熱を蓄える。
次に、アイロン部４５７は、アーム４５６と一体となって繊維束Ｆｂに近接する方向に揺動し、繊維束Ｆｂに接触する（図６Ｂ参照）。すると、アイロン部４５７は、繊維束Ｆｂに接触したことで蓄えていた熱を放出する。つまり、アイロン部４５７は、繊維束Ｆｂに接触したことで該繊維束Ｆｂに熱を加える。
このような構成により、硬化装置４５Ｂは、繊維束Ｆｂがライナー１に導かれる途中で該繊維束Ｆｂに含浸されている樹脂の一部を硬化又は半硬化させる。
そして、硬化装置４５Ｂを用いた場合であっても、硬化装置４５Ａと同様の効果を得ることが可能である。即ち、本実施形態に係るＦＷ装置２００は、繊維束Ｆｂを構成する一部の繊維Ｆが切れても、切れた繊維Ｆがガイド等に絡まることを防止できる。また、繊維束Ｆｂの柔軟性を維持しつつ、樹脂の硬化又は半硬化部分Ｃによって切れた繊維Ｆを保持できる。更に、繊維束Ｆｂの捩れ方向に対する剛性が高まるため、該繊維束Ｆｂの捩れを抑制できる。繊維束Ｆｂの幅方向に対する剛性が高まるため、該繊維束Ｆｂの幅寸法を維持した状態で搬送することができる。
なお、本硬化装置４５Ｂは、アイロン部４５７がアーム４５６に取り付けられた状態で該アーム４５６と一体となって揺動することに特徴がある。これにより、簡素な構造でありながら、連続して繊維束Ｆｂに含浸されている樹脂の一部を硬化又は半硬化できる。
上述したＦＷ装置２００では、一本の繊維束Ｆｂに対して一台の硬化装置４５Ｂを備えている。しかし、一本の繊維束Ｆｂに対して複数台の硬化装置４５Ｂを備える構成であっても良い。また、繊維束Ｆｂを挟むように上下に備える構成であっても良い。
更に、ＦＷ装置２００では、クリールスタンド４０に硬化装置４５Ｂが取り付けられている。しかし、硬化装置４５Ｂの取り付け位置について限定するものではない。
なお、上述した硬化装置４５Ａ・４５Ｂは、フープ巻き装置３０に取り付けることも可能である。
１００ 繊維束処理装置（フィラメントワインディング装置）
１ ライナー
１０ ライナー移送装置
２０ ヘリカル巻き装置
３０ フープ巻き装置
４０ クリールスタンド
４５Ａ 硬化装置
４５１ 発熱部
４５２ ローラ
４５３ アイロン部
４５Ｂ 硬化装置
４５４ 発熱部
４５５ 駆動部
４５６ アーム
４５７ アイロン部
Ｆｂ 繊維束
Ｆ 繊維
Ｃ 硬化又は半硬化部分

Claims (4)

  1. 熱硬化性の樹脂が含浸された繊維束を処理する繊維束処理装置において、
    前記繊維束に接触した状態で回転するローラと、
    前記繊維束に接触して熱を加えるアイロン部と、を備える硬化装置を具備し、
    前記硬化装置は、前記アイロン部が前記ローラに取り付けられた状態で該ローラと一体となって回転し、前記繊維束が前記繊維束処理装置に導かれる途中で該繊維束に含浸されている樹脂の一部を硬化又は半硬化させる、ことを特徴とする繊維束処理装置。
  2. 熱硬化性の樹脂が含浸された繊維束を処理する繊維束処理装置において、
    前記繊維束に対して近接又は離間する方向に揺動するアームと、
    前記繊維束に接触して熱を加えるアイロン部と、を備える硬化装置を具備し、
    前記硬化装置は、前記アイロン部が前記アームに取り付けられた状態で該アームと一体となって揺動し、前記繊維束が前記繊維束処理装置に導かれる途中で該繊維束に含浸されている樹脂の一部を硬化又は半硬化させる、ことを特徴とする繊維束処理装置。
  3. 前記硬化装置は、前記繊維束の送り方向に対して一定の間隔毎に該繊維束に含浸されている樹脂を硬化又は半硬化させる、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の繊維束処理装置。
  4. 前記硬化装置は、前記繊維束の送り方向に対して垂直に該繊維束に含浸されている樹脂を硬化又は半硬化させる、ことを特徴とする請求項３に記載の繊維束処理装置。
JP2012067691A 2012-03-23 2012-03-23 繊維束処理装置 Active JP5917223B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012067691A JP5917223B2 (ja) 2012-03-23 2012-03-23 繊維束処理装置
KR1020147028091A KR101700702B1 (ko) 2012-03-23 2013-03-08 섬유 다발 처리 장치
CN201380014997.XA CN104220241B (zh) 2012-03-23 2013-03-08 纤维束处理装置
US14/387,071 US9522505B2 (en) 2012-03-23 2013-03-08 Fiber bundle processing device
PCT/JP2013/056469 WO2013141045A1 (ja) 2012-03-23 2013-03-08 繊維束処理装置
DE112013001638.9T DE112013001638T5 (de) 2012-03-23 2013-03-08 Faserbündelverarbeitungsvorrichtung.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012067691A JP5917223B2 (ja) 2012-03-23 2012-03-23 繊維束処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013199019A JP2013199019A (ja) 2013-10-03
JP5917223B2 true JP5917223B2 (ja) 2016-05-11

Family

ID=49222505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012067691A Active JP5917223B2 (ja) 2012-03-23 2012-03-23 繊維束処理装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9522505B2 (ja)
JP (1) JP5917223B2 (ja)
KR (1) KR101700702B1 (ja)
CN (1) CN104220241B (ja)
DE (1) DE112013001638T5 (ja)
WO (1) WO2013141045A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7078908B2 (ja) * 2019-04-17 2022-06-01 トヨタ自動車株式会社 繊維束供給装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4347287A (en) * 1980-08-14 1982-08-31 Lord Corporation Segmented pultrusions comprising continuous lengths of fiber having selected areas along the lengths containing resin matrix impregnations
DE3323855C1 (de) * 1983-07-01 1984-11-29 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Faserverstaerkter Verbundwerkstoff sowie Verfahren zur Herstellung einer Verbundwerkstoff-Faser
DE3446406A1 (de) 1984-10-19 1986-04-24 Grünzweig + Hartmann und Glasfaser AG, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung einer vorzugsweise voellig bindemittelfreien mineralfasermatte sowie so hergestellte mineralfasermatte und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE4011293A1 (de) 1989-04-12 1990-10-18 Loepfe Ag Geb Vorrichtung zum thermischen trennen von textilen flaechengebilden
JPH04244834A (ja) * 1991-01-30 1992-09-01 Sekisui Chem Co Ltd 紫外線硬化型ｆｒｐの成形方法
MY115166A (en) 1993-12-29 2003-04-30 Faustel Inc Process for resin impregnation of a porous web
JP2813142B2 (ja) * 1994-09-27 1998-10-22 株式会社スリーデイコンポリサーチ 三次元織物複合材料用ロッドとその製造方法
JP2000191807A (ja) * 1998-12-24 2000-07-11 Mitsubishi Rayon Co Ltd トウプリプレグおよびその製造方法
JP3499836B2 (ja) 2001-03-13 2004-02-23 住友ベークライト株式会社 プリプレグ及びその製造方法
JP4681748B2 (ja) * 2001-03-26 2011-05-11 智深 呉 構造物の補強方法
JP2005335296A (ja) 2004-05-28 2005-12-08 Nippon Oil Corp トウプリプレグの製造方法
JP2007260976A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Toyota Motor Corp フィラメントワインディング装置
JP5578304B2 (ja) 2008-06-20 2014-08-27 村田機械株式会社 フィラメントワインディング装置における繊維束のテンション管理システム及び繊維束のテンション管理方法
JP5278662B2 (ja) * 2008-06-25 2013-09-04 村田機械株式会社 フィラメントワインディング装置
JP2010005965A (ja) 2008-06-27 2010-01-14 Murata Mach Ltd フィラメントワインディング装置
FR2939069B1 (fr) 2008-11-28 2013-03-01 Hexcel Reinforcements Nouveau materiau intermediaire de largeur constante pour la realisation de pieces composites par procede direct.
JP5261264B2 (ja) * 2009-03-31 2013-08-14 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 複合容器の製造方法
JP5251723B2 (ja) * 2009-05-15 2013-07-31 トヨタ自動車株式会社 樹脂含浸装置及び高圧ガスタンク製造装置
DE102010008633A1 (de) 2010-02-16 2011-08-18 Siemens Aktiengesellschaft, 80333 Herstellungsverfahren eines winkelstarren Körpers
DE102012101295A1 (de) 2012-02-17 2013-08-22 Lff Composite Technology Gmbh Faserverbundwerkstoff

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013141045A1 (ja) 2013-09-26
CN104220241A (zh) 2014-12-17
KR20140141641A (ko) 2014-12-10
DE112013001638T5 (de) 2015-01-22
US20150083338A1 (en) 2015-03-26
US9522505B2 (en) 2016-12-20
KR101700702B1 (ko) 2017-01-31
CN104220241B (zh) 2016-06-01
JP2013199019A (ja) 2013-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4420250B2 (ja) フィラメントワインディング装置
JP5643335B2 (ja) フィラメントワインディング装置
JP6825428B2 (ja) フィラメントワインディング装置
JP2006226327A (ja) Ｆｒｐ製コイルばね及びその生産方法
JP5917223B2 (ja) 繊維束処理装置
KR102588114B1 (ko) 필라멘트 와인딩 장치
CN104326308A (zh) 设有纬线卷绕转筒和受反馈控制的纬线制动装置的纱线馈送器
JP2016010904A (ja) 繊維構造体成形装置
KR20210060565A (ko) 필라멘트 와인딩 장치
JP2016068365A (ja) フィラメントワインディング装置
JP2014151568A (ja) チャック装置及びフープ巻き装置
JP6038728B2 (ja) 繊維供給装置およびフィラメントワインディング装置
JP2014227288A5 (ja)
JP6586921B2 (ja) タンクの製造方法
JP2005225644A (ja) 巻取機用綾振りガイド装置および巻取機と炭素繊維束パッケージの製造方法
JP2019196269A (ja) 電線供給装置
JP2010005965A (ja) フィラメントワインディング装置
JP2015175433A (ja) 繊維強化樹脂製コイルバネ、及び繊維強化樹脂製コイルバネの製造方法
JP6361551B2 (ja) フィラメントワインディング装置
KR102331709B1 (ko) 필라멘트 소재 다축 와인딩 방법 및 다축 와인딩 설비
JP6384727B2 (ja) フィラメントワインディング方法およびフィラメントワインディング装置
JP5923476B2 (ja) 柄経糸用部分整経機
JP6032850B2 (ja) フィラメントワインディング装置
JP5110284B2 (ja) 回転体への樹脂含浸繊維の巻着方法
JP2009168111A (ja) タンク及びタンク製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151124

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160114

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: 20160329

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160406

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5917223

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250