JP6874474B2 - タンクの製造装置および製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、タンクの製造装置および製造方法に関する。
従来からタンクの製造方法およびタンクの製造装置に関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された従来のタンクの製造装置は、ライナーの外周に繊維が巻回されたタンクを製造する装置である（同文献、請求項５等を参照）。この従来のタンクの製造装置は、加熱部と、巻回部と、取得部と、検出部とを備えている。
加熱部は、繊維を加熱する。巻回部は、加熱された繊維をライナーの外周に巻回する。取得部は、ライナーの外周に巻回された繊維の温度を取得する。検出部は、ライナーの外周に巻回された前記繊維の温度に基づいて、ライナーに対する、ライナーの外周に巻回された繊維の位置を検出する。
この従来のタンクの製造装置によれば、タンクの製造時に、取得部と検出部によってライナーの外周に巻回された繊維の位置をその繊維の温度に基づいて検出することができ、ライナーの外周に巻回された繊維の位置を精度よく検出することができる。また、繊維が層状に巻回される場合であっても、ライナーの外周にすでに巻回されている繊維と、新たに巻回された繊維との温度差により、新たに巻回された繊維のライナーに対する位置を精度よく検出することができる。
特開２０１５−１０７５７４号公報
前記従来のタンクの製造装置および製造方法では、ｎ＋１層目の繊維の位置が、予め定められた位置にない場合、ｎ＋１層目の繊維がライナーから剥がされる（特許文献１、段落００３３、図２、ステップＳ７０）。具体的には、ライナーの外周への繊維の巻回を停止し、たとえば、作業者により、ｎ＋１層目の繊維がライナーから剥がされる。しかし、作業者は、ライナーから剥がす繊維の量が不明であるため、正常に巻回されたｎ層目以下の繊維まで剥がしてしまう場合がある。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、予め定められた位置に巻回されていない繊維を剥離させるときに、正常に巻回された繊維を剥離させてしまうことを抑制することができるタンクの製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成すべく、本発明のタンクの製造装置は、ライナーの外周に繊維を巻回して複数の繊維層を形成するタンクの製造装置であって、前記ライナーを回転させる回転部と、前記ライナーの回転数を記録する記憶部と、前記ライナーの外周に巻回された繊維の位置の異常を検出する検出部と、を備え、前記回転部は、前記検出部によって前記繊維の位置の異常が検出されたときに、前記記憶部に記録された前記ライナーの回転数を参照して、前記繊維の位置の異常が検出された前記繊維層において前記繊維の巻回が開始されたときの前記ライナーの回転数まで、前記繊維が巻回される方向と逆方向に前記ライナーを回転させることを特徴とする。
このような構成により、本発明のタンクの製造装置は、回転部によってライナーを回転させることで、ライナーの外周に繊維を巻回して複数の繊維層を形成することができる。また、回転部において計測されたライナーの回転数は、回転部から記憶部に送られて、記憶部に記録される。ライナーの外周に巻回された繊維の位置に異常が発生しなければ、回転部は、ライナーの正方向の回転を継続する。これにより、ライナーの外周に繊維が繰り返し巻回され、複数の繊維層が形成される。
また、ライナーの外周に巻回された繊維の位置に異常が発生すると、検出部によって異常が検出される。検出部によって異常が検出されると、回転部は、記憶部に記録された前記ライナーの回転数を参照する。そして、回転部は、繊維の位置の異常が検出された繊維層において繊維の巻回が開始されたときのライナーの回転数まで、繊維が巻回される方向と逆方向にライナーを回転させる。
これにより、ライナーの外周に巻回された複数の繊維層のうち、繊維の位置の異常が検出された繊維層を構成する繊維のみを、ライナーの外周から限定的に剥離することができる。したがって、本発明のタンクの製造装置によれば、予め定められた位置に巻回されていない繊維を剥離させるときに、正常に巻回された繊維を剥離させてしまうことを抑制することができる。
本発明のタンクの製造装置において、前記回転部は、前記検出部によって前記繊維の位置の異常が検出されたときに、前記ライナーの総回転数と、前記繊維の位置の異常が検出された前記繊維層において前記繊維の巻回が開始されたときの前記ライナーの回転数との差分の回転数で、前記ライナーを前記逆方向に回転させるように構成することができる。
より具体的には、回転部は、たとえば、ライナーを回転させる回転支持部と、その回転支持部を制御する制御部とを含むことができる。回転支持部は、たとえば、ライナーを軸周りに回転可能に支持するシャフトと、シャフトを軸周りに回転させるエアモータと、シャフトの回転数を計測する計測部と、を含むことができる。制御部は、たとえば、中央演算処理装置等の演算部と、メモリやハードディスク等の記憶部と、信号の入出力を行う入出力部とを含むことができる。
回転部は、たとえば、検出部から繊維の位置の異常に関する信号を受信すると、ライナーの回転を停止させる。そして、回転部は、たとえば、記憶部に記録されたライナーの回転数を参照し、ライナーの回転を停止したときのライナーの総回転数と、位置の異常が検出された繊維を含む繊維層の巻回が開始されたときのライナーの回転数を記憶部から取得する。回転部は、さらに、取得したライナーの総回転数と、位置の異常が検出された繊維を含む繊維層の巻回が開始されたときのライナーの回転数との差分を算出する。そして、回転部は、算出された回転数の差分で、ライナーの外周に繊維を巻回するときと逆方向にライナーを回転させる。
これにより、位置の異常が検出された繊維を含む繊維層の巻回が開始された位置まで、ライナーの外周に巻回された繊維を引き剥がしたところで、回転部によるライナーの逆方向の回転を停止させることができる。したがって、本発明のタンクの製造装置によれば、予め定められた位置に巻回されていない繊維を剥離させるときに、正常に巻回された繊維を剥離させてしまうことを抑制することができる。
本発明のタンクの製造装置は、前記回転部を前記逆方向に回転させたときに前記ライナーの外周から剥離された繊維を回収する繊維回収部を備え、前記繊維回収部は、エアモータによって回転して前記繊維を巻き取る巻取り部を有してもよい。これにより、たとえばヘリカル巻きのように、ライナーが一回転するときにライナーの外周に巻回される繊維の長さが変化する場合でも、繊維を引き剥がすときの張力をおおむね一定にすることができる。したがって、ライナーの外周から繊維を剥離させるときの繊維の切断を抑制することができる。
本発明のタンクの製造方法は、ライナーの外周に繊維を巻回して複数の繊維層を形成するタンクの製造方法であって、前記ライナーの回転数を記録しながら前記ライナーを回転させて前記ライナーの外周に巻回された繊維の位置の異常を検出する工程と、前記繊維の位置の異常が検出されたときに、該異常が検出された前記繊維層において前記繊維の巻回が開始されたときの前記ライナーの回転数まで前記繊維が巻回される方向と逆方向に前記ライナーを回転させる工程と、を有することを特徴とする。
このように、ライナーを回転させることで、ライナーの外周に繊維を巻回して複数の繊維層を形成することができる。ライナーの外周に巻回された繊維の位置に異常が発生しなければ、ライナーの外周に繊維が繰り返し巻回され、複数の繊維層が形成される。また、ライナーの外周に巻回された繊維の位置に異常が発生すると、ライナーの回転が停止される。そして、記録されたライナーの回転数を参照して、繊維の位置の異常が検出された繊維層において繊維の巻回が開始されたときのライナーの回転数まで、繊維が巻回される方向と逆方向にライナーを回転させる。
これにより、ライナーの外周に巻回された複数の繊維層のうち、繊維の位置の異常が検出された繊維層を構成する繊維のみを引き剥がして、ライナーの外周から限定的に剥離させることができる。したがって、本発明のタンクの製造方法によれば、予め定められた位置に巻回されていない繊維を剥離させるときに、正常に巻回された繊維を剥離させてしまうことを抑制することができる。
本発明によれば、予め定められた位置に巻回されていない繊維を剥離させるときに、正常に巻回された繊維を剥離させてしまうことを抑制することができるタンクの製造装置および製造方法を提供することができる。
本発明の実施の形態に係るタンクの製造装置の概略図。 図１に示す繊維回収部の概略図。 本発明の実施の形態に係るタンクの製造方法のフロー図。 図３に示す繊維巻回工程における繊維の巻回方法の例を示す概略図。
以下、図面を参照して本発明のタンクの製造装置および製造方法の実施の形態を説明する。以下では、まず、タンクの製造装置の実施の形態を説明し、次いで、その製造装置を用いたタンクの製造方法の実施の形態を説明する。
［タンクの製造装置］
図１は、本発明の実施の形態に係るタンクの製造装置１００の概略図である。本実施形態のタンクの製造装置１００は、タンクの内層を構成するライナーＬの外周に繊維Ｆを巻回して複数の繊維層を形成する装置である。詳細については後述するが、本実施形態のタンクの製造装置１００は、次の構成を特徴としている。
本実施形態のタンクの製造装置１００は、主要な構成として、ライナーＬを回転させる回転部１０と、ライナーＬの回転数を記録する記憶部２０と、ライナーＬの外周に巻回された繊維Ｆの位置の異常を検出する検出部３０と、を備えている。回転部１０は、検出部３０によって繊維Ｆの位置の異常が検出されたときに、記憶部２０に記録されたライナーＬの回転数を参照するように構成されている。そして、回転部１０は、繊維Ｆの位置の異常が検出された繊維層において繊維Ｆの巻回が開始されたときのライナーＬの回転数まで、繊維Ｆが巻回される方向と逆方向にライナーＬを回転させるように構成されている。
以下、本実施形態のタンクの製造装置１００について、より詳細に説明する。タンクの製造装置１００は、前記した回転部１０と、記憶部２０と、検出部３０に加えて、たとえば、繊維供給部４０と、樹脂含浸部５０と、巻回部６０と、加熱部７０と、繊維回収部８０とを備えることができる。繊維供給部４０は、たとえば、複数のボビン４１と、複数の搬送ローラ４２と、結束ローラ４３とを有している。
ボビン４１は、たとえば、ライナーＬの外周に巻回するための繊維Ｆである炭素繊維やガラス繊維などの補強繊維が、巻芯に巻回されたものである。搬送ローラ４２は、ボビン４１から巻き出された繊維Ｆが巻掛けられ、その繊維Ｆを結束ローラ４３へ送り出す。結束ローラ４３は、複数の搬送ローラ４２によって送り出された複数の繊維Ｆを揃えて、樹脂含浸部５０へ送り出す。
樹脂含浸部５０は、たとえば、未硬化のエポキシ樹脂など、未硬化の熱硬化性樹脂を収容する樹脂槽を有している。樹脂含浸部５０は、たとえば、結束ローラ４３によって揃えられて送り出された繊維Ｆの束を、樹脂槽内の未硬化の熱硬化性樹脂に通過させることで、繊維Ｆに熱硬化性樹脂を含浸させる。
巻回部６０は、たとえば、熱硬化性樹脂が含浸された繊維Ｆを揃えてライナーＬの外周に案内する機構であり、一般に、アイクチ部と称される部分である。加熱部７０は、たとえば、巻回部６０と一体に設けられ、巻回部６０に送られた繊維Ｆを、高周波コイルによって加熱し、繊維Ｆに含浸された熱硬化性樹脂が硬化しない１００℃以下の温度に昇温させる。
図１に示す例において、回転部１０は、たとえば、回転支持部１１と、制御部１２と、記憶部２０とによって構成されている。回転支持部１１は、たとえば、ライナーＬを回転可能に支持するシャフト１１ａと、シャフト１１ａを回転させるエアモータ１１ｂと、シャフト１１ａの回転数を計測する計測部（図示省略）とを有している。シャフト１１ａは、たとえば、ライナーＬの開口からライナーＬの軸Ｌａ方向に挿入され、ライナーＬを軸Ｌａ周りに回転可能に支持する。計測部は、たとえば、エンコーダ等によって構成され、シャフト１１ａの回転数を計測することで、ライナーＬの回転数を計測する。計測部によって計測されたライナーＬの回転数は、記憶部２０に記憶される。
記憶部２０は、たとえば、メモリやハードディスクなどによって構成される。記憶部２０は、たとえば、制御部１２によって制御され、計測部によって計測されたライナーＬの回転数を記録する。また、記憶部２０に記録されたライナーＬの回転数は、制御部１２によって読み取られる。また、記憶部２０には、予め、ライナーＬの外周に形成される複数の繊維層の各層を形成するための回転数が記憶されている。具体的には、たとえば、１層目から４層目までの繊維層の回転数として、それぞれ、２０回転、２０回転、２０回転、２０回転というように、各層の回転数が記憶部２０に記憶される。なお、繊維層の層数は特に限定されず、各繊維層を形成するための回転数を各層で異ならせてもよい。
また、記憶部２０には、予め、設定されたライナーＬに対する繊維Ｆの基準位置などが記録されている。この基準位置は、ライナーＬの外周に形成される複数の繊維層のそれぞれの巻回の開始位置および巻回の終了位置を含む。また、記憶部２０は、たとえば、繊維供給部４０、樹脂含浸部５０、巻回部６０、加熱部７０、検出部３０、記憶部２０および回転支持部１１を制御するためのプログラムを備えている。これらのプログラムは、たとえば、制御部１２によって実行される。
検出部３０は、たとえば、赤外線カメラ３１、記憶部２０、および制御部１２によって構成され、ライナーＬおよびその外周に巻回された繊維Ｆの温度を取得し、取得した温度に基づいてライナーＬの外周に巻回された繊維ＦのライナーＬに対する位置を検出する。検出部３０は、たとえば、ライナーＬに巻回された繊維Ｆのうち、最外層の繊維ＦのライナーＬの軸Ｌａ方向の端部からの位置を検出する。検出部３０は、たとえば、記憶部２０に記録されたライナーＬに対する繊維Ｆの基準位置と、検出された繊維ＦのライナーＬに対する位置とを比較して、これらの間に所定値以上の誤差がある場合に、ライナーＬの外周に巻回された繊維Ｆの位置の異常を検出する。
制御部１２は、図示を省略するが、たとえば、中央演算処理装置等の演算部と、メモリやハードディスク等の記憶部と、信号の入出力を行う入出力部とを含むことができる。制御部１２は、たとえば、記憶部２０に記憶されたプログラムを実行して、繊維供給部４０、樹脂含浸部５０、巻回部６０、加熱部７０、検出部３０および回転支持部１１を制御する。これにより、本実施形態のタンクの製造装置１００は、ライナーＬの外周に、たとえば、ヘリカル巻き、フープ巻き、またはコンビ巻き等、様々な巻き方で繊維Ｆを巻回することができるように構成されている。
本実施形態のタンクの製造装置１００において、回転部１０は、検出部３０によって繊維Ｆの位置の異常が検出されたときに、ライナーＬの外周に繊維Ｆを巻回するときの正回転とは逆の回転方向にライナーＬを逆回転させるように構成されている。このとき、回転部１０は、ライナーＬの総回転数と、繊維Ｆの位置の異常が検出された繊維層において繊維Ｆの巻回が開始されたときのライナーＬの回転数との差分の回転数で、ライナーＬを逆回転させるように構成されている。
図２は、図１に示す繊維回収部８０の概略図である。本実施形態のタンクの製造装置１００は、たとえば、ライナーＬの外周に繊維Ｆを巻回するときと逆方向に回転部１０を回転させたときにライナーＬの外周から剥離された繊維Ｆを回収する繊維回収部８０を備えることができる。繊維回収部８０は、たとえば、制御部１２によって制御されて回転するエアモータ８１と、このエアモータ８１によって回転してライナーＬの外周から剥離された繊維Ｆを巻き取る巻取り部８２と、これらを支持するフレーム部８３とを有している。
［タンクの製造方法］
以下、本実施形態のタンクの製造装置１００を用いたタンクの製造方法を説明し、併せてタンクの製造装置１００の作用についても説明する。図３は、本発明の実施の形態に係るタンクの製造方法Ｓ１００のフロー図である。
本実施形態のタンクの製造方法Ｓ１００は、ライナーＬの外周に繊維Ｆを巻回して複数の繊維層を形成する方法であり、前述の本実施形態のタンクの製造装置１００を用いて実施することができる。本実施形態のタンクの製造方法Ｓ１００は、次の二つの工程を有することを特徴としている。一つは、ライナーＬの回転数を記録しながらライナーＬを回転させてライナーＬの外周に巻回された繊維Ｆの位置の異常を検出する工程（Ｓ２０，Ｓ３０）である。もう一つは、繊維Ｆの位置の異常が検出されたときに、その異常が検出された繊維層において繊維Ｆの巻回が開始されたときのライナーＬの回転数まで繊維Ｆが巻回される方向と逆方向にライナーＬを回転させる工程（Ｓ７０）である。以下、本実施形態のタンクの製造方法Ｓ１００について、より具体的かつ詳細に説明する。
本実施形態のタンクの製造方法Ｓ１００は、たとえば、巻回準備工程Ｓ１０と、繊維巻回工程Ｓ２０と、異常判定工程Ｓ３０と、終了判定工程Ｓ４０と、繊維切断工程Ｓ５０と、剥離準備工程Ｓ６０と、繊維剥離工程Ｓ７０と、繊維切断工程Ｓ８０と、繊維廃棄工程Ｓ９０と、を有することができる。
（巻回準備工程）
巻回準備工程Ｓ１０では、タンクの内層を構成するライナーＬを回転部１０の回転支持部１１によって回転可能に支持する。また、繊維供給部４０から供給される熱硬化性樹脂が含浸された繊維Ｆを、巻回部６０によってライナーＬの外周に巻回できるように準備する。巻回準備工程Ｓ１０の後は、図３に示すように、繊維巻回工程Ｓ２０が行われる。
（繊維巻回工程）
図４は、繊維巻回工程Ｓ２０においてライナーＬの外周に巻回される繊維Ｆの巻き方の例を示す概略図である。図４では、フープ巻きで巻回された繊維Ｆを実線で表し、ヘリカル巻きで捲回された繊維Ｆを破線で表し、コンビ巻きで捲回された繊維Ｆを一点鎖線で表している。繊維巻回工程Ｓ２０では、制御部１２によって、繊維供給部４０、巻回部６０、および回転部１０を制御して、ライナーＬの回転数を制御部１２によって記憶部２０に記録しながらライナーＬを回転させる。制御部１２は、記憶部２０に予め記録された複数の繊維層の各層の回転数に応じてライナーＬを回転させ、ライナーＬの外周に熱硬化性樹脂が含浸された繊維Ｆを各種の巻き方で巻回する。
より具体的には、たとえば、繊維供給部４０によって繊維Ｆを供給し、巻回部６０によってライナーＬの外周の所定の位置に繊維Ｆを案内しながら、回転部１０によってライナーＬを軸Ｌａ周りに２０回転させる。これにより、熱硬化性樹脂が含浸された繊維Ｆを、たとえばフープ巻きで、ライナーＬの外周の第１繊維層の巻回開始位置から巻回終了位置まで２０周にわたって巻回する。このように、ライナーＬの外周の第１繊維層の巻回開始位置から巻回終了位置まで繊維Ｆを巻回する間に、所定の周期で異常判定工程Ｓ３０が行われる。
（異常判定工程）
異常判定工程Ｓ３０では、ライナーＬの回転数を記録しながらライナーＬを回転させてライナーＬの外周に巻回された繊維Ｆの位置の異常を検出する。具体的には、検出部３０によって、たとえば、記憶部２０に記録されたライナーＬに対する繊維Ｆの基準位置と、検出された繊維ＦのライナーＬに対する位置とを比較する。これらの誤差が所定値以下であれば、検出部３０は、異常を検出せず（ＮＯ）、終了判定工程Ｓ４０が行われる。一方、所定値以上の誤差がある場合、検出部３０は、ライナーＬの外周に巻回された繊維Ｆの位置の異常を検出し（ＹＥＳ）、繊維切断工程Ｓ５０が行われる。
（終了判定工程）
終了判定工程Ｓ４０では、たとえば、制御部１２によって、ライナーＬの外周への繊維Ｆの巻回が終了したか否かの終了判定が行われる。終了判定は、たとえば、制御部１２によって記憶部２０に記録されたライナーＬの回転数が、予め記憶部２０に記憶された各層の繊維層の回転数に達しているか否かを判定することなどによって行うことができる。終了判定工程Ｓ４０において、ライナーＬの外周への繊維Ｆの巻回が終了していないと判定された場合（ＮＯ）、繊維巻回工程Ｓ２０が継続される。
（繊維巻回工程）
繊維巻回工程Ｓ２０では、ライナーＬの回転数が予め記憶部２０に記憶された第１繊維層を形成するための回転数に達し、ライナーＬの外周の第１繊維層の巻回終了位置まで繊維Ｆの巻回が終了すると、第２繊維層の巻回が開始される。第２繊維層は、熱硬化性樹脂が含浸された繊維Ｆを、たとえばフープ巻きで、第１繊維層の巻回終了位置に対応する第２繊維層の巻回開始位置から、予め設定された第２繊維層の巻回終了位置まで、ライナーＬの外周に２０周にわたって巻回することによって行われる。このとき、制御部１２は、ライナーＬの回転数が予め記憶部２０に記憶された第２繊維層を形成するための回転数に達するまで、ライナーＬを回転させる。すなわち、第２繊維層の巻回時に、回転部１０は、たとえば、ライナーＬを軸Ｌａ周りに２０回転させる。この間にも、たとえば、前述の異常判定工程Ｓ３０と終了判定工程Ｓ４０が周期的に行われる。
繊維巻回工程Ｓ２０では、ライナーＬの回転数が予め記憶部２０に記憶された第２繊維層を形成するための回転数に達し、ライナーＬの外周の第２繊維層の巻回終了位置まで繊維Ｆの巻回が終了すると、第３繊維層の巻回が開始される。第３繊維層は、熱硬化性樹脂が含浸された繊維Ｆを、たとえば、ヘリカル巻きで、第２繊維層の巻回終了位置に対応する第３繊維層の巻回開始位置から、予め設定された第３繊維層の巻回終了位置まで、ライナーＬの外周に２０周にわたって巻回することによって行われる。このとき、制御部１２は、ライナーＬの回転数が予め記憶部２０に記憶された第３繊維層を形成するための回転数に達するまで、ライナーＬを回転させる。すなわち、第３繊維層の巻回時に、回転部１０は、たとえば、ライナーＬを軸Ｌａ周りに２０回転させる。この間にも、たとえば、前述の異常判定工程Ｓ３０と終了判定工程Ｓ４０が周期的に行われる。
繊維巻回工程Ｓ２０では、ライナーＬの回転数が予め記憶部２０に記憶された第３繊維層を形成するための回転数に達し、ライナーＬの外周の第３繊維層の巻回終了位置まで繊維Ｆの巻回が終了すると、第４繊維層の巻回が開始される。第４繊維層は、熱硬化性樹脂が含浸された繊維Ｆを、たとえばヘリカル巻きで、第３繊維層の巻回終了位置に対応する第４繊維層の巻回開始位置から、予め設定された第４繊維層の巻回終了位置まで、ライナーＬの外周に２０周にわたって巻回することによって行われる。このとき、制御部１２は、ライナーＬの回転数が予め記憶部２０に記憶された第４繊維層を形成するための回転数に達するまで、ライナーＬを回転させる。すなわち、第４繊維層の巻回時に、回転部１０は、たとえば、ライナーＬを軸Ｌａ周りに２０回転させる。この間にも、たとえば、前述の異常判定工程Ｓ３０と終了判定工程Ｓ４０が周期的に行われる。
たとえば、ライナーＬの回転数が予め記憶部２０に記憶された第４繊維層を形成するための回転数に達し、この第４繊維層の巻回終了位置まで繊維Ｆが巻回され、終了判定工程Ｓ４０においてライナーＬの外周への繊維Ｆの巻回が終了したと判定された場合（ＹＥＳ）、繊維巻回工程Ｓ２０が終了する。以上により、ライナーＬの外周に第１繊維層から第４繊維層の４層の繊維層が積層されて形成される。このように、本実施形態の製造装置および製造方法によれば、回転部１０によってライナーＬを回転させることで、ライナーＬの外周に繊維Ｆを巻回して複数の繊維層を形成することができる。
ところで、繊維巻回工程Ｓ２０における第３繊維層の形成中に、第３繊維層の巻回開始位置からライナーＬが５回転したところで、異常判定工程Ｓ３０により異常が判定された（ＹＥＳ）と仮定する。すると、制御部１２は、回転部１０によるライナーＬの回転を停止させる。その後、たとえば、繊維切断工程Ｓ５０が行われる。
（繊維切断工程）
繊維切断工程Ｓ５０は、ライナーＬと巻回部６０との間の繊維Ｆを切断する工程である。繊維切断工程Ｓ５０における繊維Ｆの切断は、たとえば、作業員が手作業で行ってもよいし、切断装置によって自動的に行ってもよい。繊維切断工程Ｓ５０の終了後は、たとえば、剥離準備工程Ｓ６０が行われる。
（剥離準備工程）
剥離準備工程Ｓ６０は、たとえば、繊維切断工程Ｓ５０で切断され、ライナーＬの外周部に巻回された最外層の繊維層から延びた繊維Ｆの端部を、繊維回収部８０の巻取り部８２に巻き掛けて、繊維回収部８０によって巻き取り可能な状態にする工程である。剥離準備工程Ｓ６０は、たとえば、作業員が手作業で行ってもよいし、産業用ロボットなどの自動化装置によって自動的に行ってもよい。剥離準備工程Ｓ６０の終了後は、たとえば、繊維剥離工程Ｓ７０が行われる。
（繊維剥離工程）
繊維剥離工程Ｓ７０は、異常判定工程Ｓ３０で繊維Ｆの位置の異常が検出されたときに、その異常が検出された繊維層において繊維Ｆの巻回が開始されたときのライナーＬの回転数まで、繊維Ｆが巻回される方向と逆方向にライナーＬを回転させる工程である。より具体的には、たとえば、第３繊維層の巻回開始位置からライナーＬが５回転したところで、異常判定工程Ｓ３０により異常が判定された場合、回転部１０によって繊維Ｆが巻回される方向と逆方向にライナーＬを５回転させる。
より詳細には、ライナーＬの外周に巻回された繊維Ｆの位置に異常が発生すると、検出部３０によってその異常が検出され、その異常に関する信号が検出部３０から回転部１０に送信される。回転部１０は、たとえば、検出部３０から繊維Ｆの位置の異常に関する信号を受信すると、ライナーＬの回転を停止させ、記憶部２０に記録されたライナーＬの総回転数と、位置の異常が検出された繊維Ｆを含む第３繊維層の巻回が開始されたときのライナーＬの回転数を記憶部２０から取得する。回転部１０は、さらに、取得したライナーＬの総回転数と、位置の異常が検出された繊維Ｆを含む第３繊維層の巻回が開始されたときのライナーＬの回転数との差分を算出する。そして、回転部１０は、算出された回転数の差分で、ライナーＬの外周に繊維Ｆを巻回するときと逆方向にライナーＬを回転させる。
たとえば、前述のように、検出部３０によって第３繊維層の巻回開始から５回転目で繊維Ｆの位置の異常が検出されたとする。このとき、回転部１０は、その異常が検出されるまでのライナーＬの総回転数である４５回転と、その異常が検出された第３繊維層において繊維Ｆの巻回が開始されたときのライナーＬの回転数である４０回転とを取得する。
回転部１０は、さらに、ライナーＬの総回転数である４５回転と、第３繊維層の巻回が開始されたときのライナーＬの回転数である４０回転との差分である５回転を算出する。ここで、第３繊維層の巻回が開始されたときのライナーＬの回転数は、たとえば、記憶部２０に記憶された第１繊維層を形成するための回転数と、第２繊維層を形成するための回転数を、制御部１２によって参照し、算出することができる。回転部１０は、次に、算出した５回転にわたって、繊維Ｆを巻回するときと逆方向にライナーＬを回転させる。すなわち、繊維Ｆを巻回するときの順方向に４５回転したライナーＬを、繊維Ｆを巻回するときと逆方向に５回転させることで、ライナーＬの順方向の総回転数を４０回転まで戻す。
これにより、たとえば、位置の異常が検出された繊維Ｆを含む第３繊維層の巻回が開始された位置まで、ライナーＬの外周に巻回された繊維Ｆを引き剥がしたところで、回転部１０によるライナーＬの逆方向の回転を停止させることができる。したがって、本実施形態のタンクの製造装置１００によれば、予め定められた位置に巻回されていない繊維Ｆを剥離させるときに、正常に巻回された繊維Ｆを剥離させてしまうことを抑制することができる。
なお、回転部１０は、各繊維層を形成するごとに、ライナーＬの回転数の合計をリセットするようにしてもよい。この場合、回転部１０は、位置の異常が検出された繊維Ｆを含む繊維層の巻回開始からの回転数を求め、その回転数にわたって繊維Ｆを巻回するときと逆方向にライナーＬを回転させる。具体的には、第３繊維層の巻回開始から５回転目で繊維Ｆの位置の異常が検出された場合、回転部１０は、繊維Ｆを巻回するときと逆方向にライナーＬを５回転させる。
また、繊維剥離工程Ｓ７０では、たとえば、回転部１０によってライナーＬの外周に繊維Ｆを巻回するときと逆方向に回転部１０を回転させたときに、ライナーＬの外周から剥離された繊維Ｆを繊維回収部８０によって回収してもよい。ここで、本実施形態の繊維回収部８０は、エアモータ８１によって回転して繊維Ｆを巻き取る巻取り部８２を有している。これにより、たとえばヘリカル巻きのように、ライナーＬが一回転するときにライナーＬの外周に巻回される繊維Ｆの長さが変化する場合でも、繊維Ｆを引き剥がすときの張力をおおむね一定にすることができる。したがって、ライナーＬの外周から繊維Ｆを剥離させるときの繊維Ｆの切断を抑制することができる。繊維剥離工程Ｓ７０の終了後は、たとえば、第２の繊維切断工程Ｓ８０が行われる。
（繊維切断工程）
繊維剥離工程Ｓ７０の終了後の第２の繊維切断工程Ｓ８０は、繊維回収部８０とライナーＬの外周部との間の繊維Ｆを切断する工程である。第２の繊維切断工程Ｓ８０における繊維Ｆの切断は、剥離準備工程Ｓ６０の前の第１の繊維切断工程Ｓ５０と同様に、たとえば、作業員が手作業で行ってもよいし、切断装置によって自動的に行ってもよい。第２の繊維切断工程Ｓ８０の終了後は、たとえば、繊維廃棄工程Ｓ９０が行われる。
（繊維廃棄工程）
繊維廃棄工程Ｓ９０は、たとえば、繊維剥離工程Ｓ７０においてライナーＬの外周から剥離され、繊維切断工程Ｓ８０において切断された繊維Ｆを廃棄する工程である。なお、繊維廃棄工程Ｓ９０において廃棄された繊維Ｆは、資源を有効に活用する観点から、リサイクル工程に回してもよい。繊維廃棄工程Ｓ９０の終了後は、前述の巻回準備工程Ｓ１０、繊維巻回工程Ｓ２０、異常判定工程Ｓ３０、および終了判定工程Ｓ４０が行われる。
以上説明したように、本実施形態のタンクの製造装置１００および製造方法Ｓ１００によれば、ライナーＬを回転させることで、ライナーＬの外周に繊維Ｆを巻回して複数の繊維層を形成することができる。一方、ライナーＬの外周に巻回された繊維Ｆの位置に異常が発生しなければ、ライナーＬの外周に繊維Ｆが繰り返し巻回され、複数の繊維層が形成される。また、ライナーＬの外周に巻回された繊維Ｆの位置に異常が発生すると、ライナーＬの回転が停止される。そして、記録されたライナーＬの回転数を参照して、繊維Ｆの位置の異常が検出された繊維層において繊維Ｆの巻回が開始されたときのライナーＬの回転数まで、繊維Ｆが巻回される方向と逆方向にライナーＬを回転させる。
これにより、ライナーＬの外周に巻回された複数の繊維層のうち、繊維Ｆの位置の異常が検出された繊維層を構成する繊維Ｆのみを引き剥がして、ライナーＬの外周から限定的に剥離させることができる。したがって、本実施形態のタンクの製造装置１００および製造方法Ｓ１００によれば、予め定められた位置に巻回されていない繊維Ｆを剥離させるときに、正常に巻回された繊維Ｆを剥離させてしまうことを抑制することができる。
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
１０ 回転部
２０ 記憶部
３０ 検出部
８０ 繊維回収部
８１ エアモータ
８２ 巻取り部
１００ タンクの製造装置
Ｆ 繊維
Ｌ ライナー
Ｓ１００ タンクの製造方法

Claims (3)

  1. ライナーの外周に繊維を巻回して複数の繊維層を形成するタンクの製造装置であって、
    前記ライナーを回転させる回転部と、前記ライナーの回転数を記録する記憶部と、前記ライナーの外周に巻回された繊維の位置の異常を検出する検出部と、前記回転部を前記繊維が巻回される方向と逆方向に回転させたときに前記ライナーの外周から剥離された繊維を回収する繊維回収部と、を備え、
    前記回転部は、前記検出部によって前記繊維の位置の異常が検出されたときに、前記記憶部に記録された前記ライナーの回転数を参照して、前記繊維の位置の異常が検出された前記繊維層において前記繊維の巻回が開始されたときの前記ライナーの回転数まで、前記逆方向に前記ライナーを回転させ、
    前記繊維回収部は、エアモータによって回転して前記繊維を巻き取る巻取り部を有することを特徴とするタンクの製造装置。
  2. 前記回転部は、前記検出部によって前記繊維の位置の異常が検出されたときに、前記ライナーの総回転数と、前記繊維の位置の異常が検出された前記繊維層において前記繊維の巻回が開始されたときの前記ライナーの回転数との差分の回転数で、前記ライナーを前記逆方向に回転させることを特徴とする請求項１に記載のタンクの製造装置。
  3. ライナーの外周に繊維を巻回して複数の繊維層を形成するタンクの製造方法であって、
    前記ライナーの回転数を記録しながら前記ライナーを回転させて前記ライナーの外周に巻回された繊維の位置の異常を検出する工程と、
    前記繊維の位置の異常が検出されたときに、該異常が検出された前記繊維層において前記繊維の巻回が開始されたときの前記ライナーの回転数まで前記繊維が巻回される方向と逆方向に前記ライナーを回転させる工程と、
    前記ライナーを前記逆方向に回転させたときに、前記ライナーの外周から剥離された繊維をエアモータによって回転する巻き取り部により巻き取って回収する工程と、
    を有することを特徴とするタンクの製造方法。
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