KR101634915B1

KR101634915B1 - 섬유 유지 장치, 고압 가스 탱크 제조 장치, 및 탱크의 제조 방법

Info

Publication number: KR101634915B1
Application number: KR1020157007405A
Authority: KR
Inventors: 겐 핫타; 다이고로 나카무라; 모토히로 다니가와; 다다시 우오즈미
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2012-10-01
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2016-06-29
Also published as: DE112013004826B4; JP2014069949A; JP5775501B2; CN104684829A; KR20150048803A; WO2014054266A1; US20150224720A1; US9393742B2; DE112013004826T5

Abstract

섬유 유지 장치는, 축을 중심으로 하여 회동 가능하게 지지됨과 함께, 권회된 섬유를 유지하는 보빈과, 보빈으로부터 조출된 섬유에 대하여 보빈의 축에서 외주를 향하는 힘을 부가하기 위한 해제부와, 보빈으로부터 조출된 섬유에 대하여 장력을 부가하기 위한 장력 부가부와, 보빈으로부터 연신되는 연신부로서, 해제부와 장력 부가부를 섬유의 조출 방향 하류측을 향하여 해제부와 장력 부가부의 순서로 일체로 유지하고 있는 연신부를 구비한다.

Description

섬유 유지 장치, 고압 가스 탱크 제조 장치, 및 탱크의 제조 방법{FIBER HOLDING DEVICE, HIGH-PRESSURE GAS TANK MANUFACTURING DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING TANK}

본 발명은, 보빈에 유지된 섬유속을 조출 (繰出) 하는 기술에 관한 것이다.

매우 가는 단섬유로 이루어지는 섬유속 (예를 들어, 섬유 직경이 1 ∼ 5 ㎛ 정도인 단섬유) 을 수만 개 묶은 카본 섬유를 수지제의 라이너에 감아 고압 가스 탱크가 제조되고 있다 (일본 공개특허공보 소63-296925호 참조). 카본 섬유는, 섬유속끼리가 달라붙는 힘이 강하기 때문에, 보빈으로부터 조출된 후의 섬유에 꼬임이나 손상이 일어나는 경우가 있었다. 이와 같은 섬유의 꼬임이나 손상의 발생을 억제 또는 수정하기 위해, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2011-245780호에 기재된 필라멘트 와인딩 시스템에서는, 섬유의 반송로 중에 있어서, 섬유의 장력을 제어하기 위한 장력 제어 기구를 구비하고 있다. 또, 일본 공개특허공보 2005-262504호에는, 보빈의 근방에 보빈으로부터 조출된 섬유를 안내하는 안내 기구를 형성한 필라멘트 와인딩 장치가 기재되어 있다.

종래의 기술에서는, 보빈으로부터 조출된 섬유의 반송로 중에 있어서, 섬유의 꼬임이나 손상을 억제하기 위한 독립된 기구를 구비하고 있다.

그러나, 독립된 기구를 필요로 하지 않고, 보빈으로부터 조출된 섬유의 꼬임이나 손상을 억제하는 것이 가능한 기술이 요망되었다.

본 발명은, 상기 서술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 이하의 형태로서 실현하는 것이 가능하다.

(1) 본 발명의 일 형태에 의하면, 섬유 유지 장치가 제공된다. 이 섬유 유지 장치는 ; 축을 중심으로 하여 회동 (回動) 가능하게 지지됨과 함께, 권회된 섬유를 유지하는 보빈과 ; 상기 보빈으로부터 조출된 상기 섬유에 대하여, 상기 보빈의 축에서 외주를 향하는 힘을 부가하기 위한 해제부와 ; 상기 보빈으로부터 조출된 상기 섬유에 대하여, 장력을 부가하기 위한 장력 부가부와 ; 상기 보빈으로부터 연신되는 연신부로서, 상기 해제부와 상기 장력 부가부를 상기 섬유의 조출 방향 하류측을 향하여 상기 해제부와 상기 장력 부가부의 순서로 일체로 유지하고 있는 연신부 ; 를 구비한다.

이 형태의 섬유 유지 장치에 의하면, 조출된 섬유에 대하여 보빈의 축에서 외주를 향하는 힘을 부가하기 위한 해제부와, 조출된 섬유에 대하여 장력을 부가하기 위한 장력 부가부가, 보빈으로부터 연신된 연신부에 의해 일체로 유지되어 있다. 이 때문에, 독립된 기구를 필요로 하지 않고, 보빈으로부터 조출된 섬유의 꼬임이나 손상을 억제하는 것이 가능한 섬유 유지 장치를 제공할 수 있다. 또, 종래와 같이 독립된 기구에 의해 섬유의 꼬임이나 손상의 발생을 억제·수정하고 있는 장치와 비교하여, 공간 절약적인 섬유 유지 장치를 제공할 수 있다.

(2) 상기 형태의 섬유 유지 장치에 있어서 ; 상기 연신부는, 상기 보빈의 축에서 외주를 향하는 방향으로 연신되어 있어도 된다.

이 형태의 섬유 유지 장치에 의하면, 연신부는 보빈의 축에서 외주를 향하는 방향으로 연신되어 있기 때문에, 해제부와 장력 부가부를 동일 부재 상에 배치할 수 있다.

(3) 상기 형태의 섬유 유지 장치에 있어서 ; 상기 해제부와 상기 장력 부가부는 상기 보빈의 축에 거의 평행하게 형성되어 있고 ; 상기 장력 부가부의 상기 축 방향의 길이 (L2) 는 상기 축의 길이 (L1) 보다 길어도 된다.

이 형태의 섬유 유지 장치에 의하면, 해제부와 장력 부가부는 보빈의 축에 거의 평행하게 형성되어 있기 때문에, 보빈으로부터 조출된 섬유에 대하여 균등하게 힘을 부가할 수 있다. 또, 장력 부가부의 길이는 보빈의 축의 길이보다 길기 때문에, 보빈에 있어서 섬유가 권회된 위치에 관계없이, 조출된 섬유에 대하여 장력을 부가할 수 있다.

(4) 상기 형태의 섬유 유지 장치에서는, 추가로 ; 상기 연신부가 소정의 위치까지 회동하였을 때에 상기 보빈으로부터의 상기 섬유의 조출을 보조하는 보조부를 구비하여 있어도 된다.

이 형태의 섬유 유지 장치에 의하면, 예를 들어, 보조부는, 보빈에 권회된 섬유의 고착 등에서 기인하여, 장력 부가부가 조출된 섬유의 장력을 받고, 장력 부가부를 유지하고 있는 연신부가 소정의 위치까지 회동하였을 때에 보빈으로부터의 섬유의 조출을 보조할 수 있다. 또, 연신부가 소정의 위치까지 회동하였을 때에 한하여 보조부를 동작시키기 때문에, 보조부의 구동에 필요한 에너지를 저감시킬 수 있다.

(5) 상기 형태의 섬유 유지 장치에 있어서 ; 상기 해제부는, 상기 보빈을 향하여 기체를 분사함으로써, 상기 보조부로서 기능해도 된다.

이 형태의 섬유 유지 장치에 의하면, 해제부는 보빈을 향하여 기체를 분사하기 때문에, 보빈에 권회되어 있는 섬유를 벗기기 쉽게 할 수 있다. 그 결과, 해제부는 보빈으로부터의 섬유의 조출을 보조하는 보조부로서 기능할 수 있다.

(6) 상기 형태의 섬유 유지 장치에 있어서 ; 상기 해제부는, 다공질 금속을 사용하여 중공상으로 형성됨과 함께, 상기 다공질 금속의 구멍에서 상기 해제부의 외측 전체 방향을 향하여 기체를 분사함으로써, 상기 보조부로서 기능해도 된다.

이 형태의 섬유 유지 장치에 의하면, 해제부는 다공질 금속의 구멍에서 해제부의 외측 전체 방향을 향하여 기체를 분사하기 때문에, 보빈에 권회되어 있는 섬유를 벗기기 쉽게 할 수 있다. 그 결과, 해제부는 보빈으로부터의 섬유의 조출을 보조하는 보조부로서 기능할 수 있다.

(7) 상기 형태의 섬유 유지 장치에 있어서 ; 상기 해제부는, 상기 해제부를 진동시킴으로써 상기 보조부로서 기능해도 된다.

이 형태의 섬유 유지 장치에 의하면, 해제부는 해제부를 진동시키기 때문에, 보빈에 권회되어 있는 섬유를 벗기기 쉽게 할 수 있다. 그 결과, 해제부는 보빈으로부터의 섬유의 조출을 보조하는 보조부로서 기능할 수 있다.

(8) 상기 형태의 섬유 유지 장치에 있어서 ; 상기 해제부와 상기 장력 부가부는 상기 축에 거의 평행하게 연장되는 봉상으로 형성되어 있고 ; 상기 연신부는 상기 보빈의 일 단면으로부터 연신되도록 형성되고, 상기 해제부의 일단과 상기 장력 부가부의 일단을 유지하고 있어도 된다.

이 형태의 섬유 유지 장치에 의하면, 연신부는 보빈의 축에 거의 평행하게 연신되는 해제부와 장력 부가부의 일단을 유지한다. 즉, 해제부와 장력 부가부의 타단은 개방되어 있다. 이 때문에, 보빈에 대하여 섬유를 권회할 때의 작업성을 향상시킬 수 있다.

(9) 상기 형태의 섬유 유지 장치에 있어서 ; 상기 해제부와 상기 장력 부가부는 상기 축에 거의 평행하게 연장되는 봉상으로 형성되어 있고 ; 상기 연신부는 상기 보빈의 양방의 단면으로부터 각각 연신되도록 형성되고, 일방의 연신부가 상기 해제부의 일단과 상기 장력 부가부의 일단을 유지하고, 타방의 연신부가 상기 해제부의 타단과 상기 장력 부가부의 타단을 유지하고 있어도 된다.

이 형태의 섬유 유지 장치에 의하면, 연신부는 보빈의 축에 거의 평행하게 연신되는 해제부와 장력 부가부의 양단을 유지한다. 이 때문에, 연신부는 해제부와 장력 부가부를 안정적인 상태로 유지할 수 있다.

(10) 탱크 제조 장치에 있어서 상기 형태의 섬유 유지 장치를 구비해도 된다.

이 형태의 탱크 제조 장치에 의하면, 보빈으로부터 조출된 섬유의 꼬임이나 손상을 억제할 수 있기 때문에, 제조되는 탱크의 품질을 향상시킬 수 있다.

(11) 본 발명의 일 형태에 의하면, 탱크의 제조 방법이 제공된다. 이 탱크의 제조 방법은 ; 대략 원통 형상의 라이너를 준비하고 ; 상기 라이너에 대하여, 열경화성 수지가 함침됨과 함께 축을 중심으로 하여 회동 가능하게 지지되는 보빈에 권회된 섬유로서, 상기 보빈으로부터 조출된 상기 섬유에 대하여 상기 보빈의 축에서 외주를 향하는 힘을 부가하기 위한 해제부와, 상기 보빈으로부터 조출된 상기 섬유에 대하여 장력을 부가하기 위한 장력 부가부가, 상기 섬유의 조출 방향 하류측을 향하여 상기 해제부와 상기 장력 부가부의 순서로 일체로 유지되어 있는 보빈으로부터 공급되는 섬유를 권회하고 ; 상기 섬유에 함유되는 상기 열경화성 수지를 가열하여 경화시킨다.

이 형태의 탱크의 제조 방법에 의하면, 조출된 섬유에 대하여 보빈의 축에서 외주를 향하는 힘을 부가하기 위한 해제부와, 조출된 섬유에 대하여 장력을 부가하기 위한 장력 부가부가 일체로 유지되어 있는 보빈으로부터 공급되는 섬유를, 라이너에 대하여 권회할 수 있다. 그 결과, 공간 절약적이고 또한 섬유의 꼬임이나 손상의 발생을 억제·수정할 수 있는 섬유 유지 장치를 사용하여 탱크를 제조할 수 있기 때문에, 탱크의 제조에 있어서의 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은, 장치 이외의 다양한 형태로 실현하는 것도 가능하다. 예를 들어, 섬유 유지 장치의 기능을 실현하는 시스템, 섬유 유지 장치의 제어 방법, 그 제어 방법을 실현하는 컴퓨터 프로그램, 그 컴퓨터 프로그램을 기록한 일시적이지 않은 기록 매체 등의 형태로 실현할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예로서의 고압 가스 탱크 제조 장치의 구성을 개념적으로 나타내는 설명도이다.
도 2 는 보빈 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3 은 보빈 장치의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 4 는 해제 바의 작용을 나타내는 설명도이다.
도 5 는 제 2 실시형태에 있어서의 해제 바의 일부를 확대한 도면이다.
도 6 은 도 5 에 있어서의 A-A 단면을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 7 은 변형예에 있어서의 연신부의 구성을 설명하기 위한 설명도이다.
도 8 은 탱크의 제조 방법의 순서를 나타내는 플로우 차트이다.

A. 제 1 실시형태 :

A-1. 고압 가스 탱크 제조 장치의 구성 :

도 1 은 본 발명의 일 실시예로서의 고압 가스 탱크 제조 장치의 구성을 개념적으로 나타내는 설명도이다. 고압 가스 탱크 제조 장치 (500) 는, 필라멘트 와인딩 (FW) 법에 의해 카본 섬유를 대략 원통 형상의 수지 라이너 (200) 에 감아 고압 가스 탱크를 제조한다. 제조된 고압 가스 탱크는, 예를 들어, 연료 전지 차량에 있어서, 연료 가스인 수소 가스의 수용 탱크로서 사용된다.

고압 가스 탱크 제조 장치 (500) 는, 4 개의 보빈 장치 (100A ∼ 100D) 와, 11 개의 가이드 롤러 (r1 ∼ r11) 와, 장력 조정부 (30) 와, 섬유 조출부 (40) 와, 가이드 샤프트 (42) 와, 섬유 감기부 (50) 를 구비하고 있다.

4 개의 보빈 장치 (100A ∼ 100D) 에는, 각각 동일한 카본 섬유가 미리 감겨져 있다. 카본 섬유는, 섬유 직경이 1 ㎛ 정도인 단섬유 (cf) 를 다수 (예를 들어, 2 만 개) 묶어 구성되어 있고, 열경화성 수지인 에폭시 수지가 미리 함침된 이른바 프리프레그이다. 이와 같은 카본 섬유로는, 예를 들어, 레이온계 카본 섬유나, 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 계 카본 섬유나, 피치계 카본 섬유를 사용할 수 있다. 또한, 카본 섬유속의 단면은 대략 원상이다. 이하에서는, 설명의 편의상, 4 개의 보빈 장치 (100A ∼ 100D) 에 감겨진 카본 섬유를 각각 카본 섬유속 (f1 ∼ f4) 이라고 부른다.

보빈 장치 (100A ∼ 100D) 는, 각각 섬유 조출부 (40) 와 연동되어 있고, 수지 라이너 (200) 에 감겨진 카본 섬유속 (f1 ∼ f4) 의 양에 따라 카본 섬유속 (f1 ∼ f4) 을 조출한다. 또한, 이후의 설명에 있어서, 보빈 장치 (100A ∼ 100D) 를 특별히 구별하지 않고 설명하는 경우에는, 간단히「보빈 장치 (100)」라고 부른다. 보빈 장치 (100) 는「섬유 유지 장치」로서 기능한다.

11 개의 가이드 롤러 (r1 ∼ r11) 는 각각 자유롭게 회전할 수 있도록 배치되어 있고, 4 개의 보빈 장치 (100A ∼ 100D) 로부터 조출된 카본 섬유속 (f1 ∼ f4) 을 섬유 조출부 (40) 까지 반송한다. 이 때, 8 개의 가이드 롤러 (r1 ∼ r8) 는 각각 카본 섬유속 (f1 ∼ f4) 에 대하여 장력을 부가한다. 이와 같은 가이드 롤러 (r1 ∼ r8) 로는, 예를 들어, 수지나 금속에 의해 원통상으로 형성된 부재를 채용할 수 있다. 장력 조정부 (30) 는 가이드 롤러 (r6) 에 접속되어 있고, 가이드 롤러 (r6) 를 변위시킴으로써, 반송 중인 카본 섬유속 (f1 ∼ f4) 의 장력을 조정한다.

섬유 조출부 (40) 는, 가이드 롤러 (r11) 로부터 반송된 카본 섬유속 (f1 ∼ f4) 을 조출하여, 섬유 감기부 (50) 에 배치된 수지 라이너 (200) 에 감는다. 섬유 조출부 (40) 는, 가이드 샤프트 (42) 를 따라 왕복 동작하여, 수지 라이너 (200) 의 전면 (前面) 에 카본 섬유속 (f1 ∼ f4) 을 감는다. 가이드 샤프트 (42) 는, 수지 라이너 (200) 의 축 (CX) 과 평행하게 배치되어 있다. 또한, 카본 섬유속 (f1 ∼ f4) 의 감기 방법으로서, 예를 들어, 후프 권취나 헤리컬 권취를 채용할 수 있다.

섬유 감기부 (50) 는, 기대 (51) 와, 1 쌍의 지지판 (53, 54) 과, 회전 구동부 (52) 를 구비하고 있다. 1 쌍의 지지판 (53, 54) 은 소정의 간격을 두고 기대 (51) 에 설치되어 있고, 수지 라이너 (200) 를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지한다. 회전 구동부 (52) 는 지지판 (53) 의 외측에 배치되어 있고, 수지 라이너 (200) 의 축 (CX) 을 중심으로 하여 수지 라이너 (200) 를 회전시킨다. 또한, 수지 라이너 (200) 는 나일론 수지에 의해 형성되고, 중공 구조이다.

A-2. 섬유 유지 장치의 구성 :

도 2 는 보빈 장치의 구성을 나타내는 사시도이다. 이후에는, 구체예로서 보빈 장치 (100A) 를 예시한다. 또한, 보빈 장치 (100B ∼ 100D) 에 대해서도 동일한 구성을 갖는다.

보빈 장치 (100A) 는, 카본 섬유속 (f1) 을 권회한 상태로 유지한다. 보빈 장치 (100A) 는, 본체부 (71) 와, 2 장의 원형판 (72) 과, 보빈 구동부 (73) 와, 연신부 (74) 와, 해제 바 (80) 와, 느슨함 억제 바 (90) 를 구비하고 있다. 또한, 본체부 (71) 와 2 장의 원형판 (72) 을 총칭하여「보빈」이라고도 부른다.

본체부 (71) 는, 카본 섬유속 (f1) 을 권회된 상태로 유지하기 위한 부재이다. 본 실시형태에 있어서의 본체부 (71) 는 원통상이며, 예를 들어, 수지나 금속에 의해 형성되어 있다. 원형판 (72) 은, 본체부 (71) 의 양단의 저면 부분에 배치된 부재이다. 원형판 (72) 은 대략 원형의 판상이며, 예를 들어, 수지나 금속에 의해 형성되어 있다. 보빈 구동부 (73) 는 본체부 (71) 에 접속되어 있다. 보빈 구동부 (73) 는, 내장된 모터의 구동력을 받아, 본체부 (71) 를 본체부 (71) 의 축 (CY) 을 중심으로 한 반시계 방향 (CS) 으로 회동시킴으로써, 본체부 (71) 로부터 카본 섬유속 (f1) 을 조출한다. 또한, 보빈 구동부 (73) 는 본체부 (71) 에만 구동력을 전달하는 구성으로 되어 있고, 원형판 (72) 은 회동시키지 않는다.

연신부 (74) 는, 해제 바 (80) 와 느슨함 억제 바 (90) 를 카본 섬유속 (f1) 의 조출 방향 (DF) 의 하류측을 향하여 해제 바 (80), 느슨함 억제 바 (90) 의 순서로 일체로 유지하기 위한 부재이다. 본 실시형태에 있어서의 연신부 (74) 는, 일방의 원형판 (72) 으로부터 연신되도록 형성된 부재이며, 모따기된 이등변 삼각형의 판 형상이다. 연신부 (74) 중, 이등변 삼각형의 저변에 상당하는 부분은 원형판 (72) 의 호 부분에 접합되어 있다. 연신부 (74) 중, 이등변 삼각형의 2 개의 등변에 상당하는 부분은 보빈의 축 (CY) 에서 외주를 향하는 방향 (바꿔 말하면, 본체부 (71) 의 축 (CY) 에서 외주를 향하는 방향) 으로 연신되어 있다. 연신부 (74) 는, 예를 들어, 수지나 금속에 의해 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 도 2 와 같이, 1 장의 연신부 (74) 에 의해 해제 바 (80) 와 느슨함 억제 바 (90) 를 유지하고 있다. 이 때문에, 해제 바 (80) 와 느슨함 억제 바 (90) 중, 일방의 단부 (EL) 는 고정되어 있지만, 타방의 단부 (ER) 는 고정되어 있지 않다. 따라서, 보빈 장치 (100A) 에 대하여 카본 섬유속을 권회할 때의 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한, 2 장의 원형판 (72) 으로부터 2 장의 연신부 (74) 가 각각 연신되는 구성, 바꿔 말하면, 해제 바 (80) 와 느슨함 억제 바 (90) 의 단부 (EL) 와 단부 (ER) 의 양방이 연신부 (74) 에 의해 유지되는 구성을 채용하는 것도 가능하다. 이와 같이 하면, 연신부 (74) 는 해제 바 (80) 와 느슨함 억제 바 (90) 의 양단을 안정적인 상태로 유지할 수 있다.

도 3 은 보빈 장치의 구성을 나타내는 측면도이다. 해제 바 (80) 는 봉 형상 (가늘고 긴 원기둥 형상) 이고, 연신부 (74) 의 저변 근방 또한 카본 섬유속 (f1) 이 조출되는 측의 단부에 대하여 접합되어 있다. 해제 바 (80) 는, 해제 바 (80) 의 단부 (EL) 가 연신부 (74) 의 상기 위치에 접합되어 있음으로써, 본체부 (71) 의 축 (CY) 에 대략 평행한 상태로 유지되어 있다 (도 2). 해제 바 (80) 는, 예를 들어, 수지나 금속에 의해 형성되어 있다.

느슨함 억제 바 (90) 는 봉 형상 (가늘고 긴 원기둥 형상) 이고, 연신부 (74) 의 꼭지각 근방에 접합되어 있다. 느슨함 억제 바 (90) 는, 느슨함 억제 바 (90) 의 단부 (EL) 가 연신부 (74) 의 상기 위치에 접합되어 있음으로써, 본체부 (71) 의 축 (CY) 에 대략 평행한 상태로 유지되어 있다 (도 2). 또, 도 2 와 같이, 느슨함 억제 바 (90) 의 길이 방향 (본체부 (71) 의 축 (CY) 의 방향) 의 길이 (L2) 는 본체부 (71) 의 축 (CY) 의 길이 (L1) 보다 긴 것이 바람직하다. 느슨함 억제 바 (90) 는, 예를 들어, 수지나 금속에 의해 형성되어 있다.

본체부 (71) 에 권회되어 있는 상태의 카본 섬유속 (f1) 의 외측 (외기에 접하는 측) 을「섬유 외측」으로 한다. 본체부 (71) 에 권회되어 있는 상태의 카본 섬유속 (f1) 의 내측 (하층의 카본 섬유속 (f1) 에 닿는 측) 을「섬유 내측」으로 한다. 이 때, 본체부 (71) 로부터 조출된 카본 섬유속 (f1) 의 섬유 내측이 해제 바 (80) 에 접촉한다. 또, 본체부 (71) 로부터 조출된 카본 섬유속 (f1) 의 섬유 외측이 느슨함 억제 바 (90) 에 접촉한다. 바꿔 말하면, 해제 바 (80) 와 느슨함 억제 바 (90) 는 섬유를 번갈아 유지하고 있다.

원형판 (72) 은, 보빈 장치 (100A) 를 지지하는 지지축에 대하여, 예를 들어 코일 스프링과 같은 탄성체를 통하여 고정되어 있다. 이 스프링에 의해, 원형판 (72) 과 연신부 (74) 에는, 본체부 (71) 의 축 (CY) 을 중심으로 한 반시계 둘레 (CS) 방향을 향하는 스프링의 힘이 항상 부가된 상태가 된다. 이 때문에, 연신부 (74) 는, 연직 방향 (VD) 에 대하여, 스프링의 힘에 의한 회전 방향 (즉, 반시계 둘레 (CS) 방향) 으로 경사진 상태를 유지하게 된다. 이 때문에, 연신부 (74) 의 꼭지각 근방에 접합된 느슨함 억제 바 (90) 는, 본체부 (71) 로부터 조출되어 느슨함 억제 바 (90) 보다 조출 방향을 향하여 하류에 위치하는 카본 섬유속 (f1) 을, 카본 섬유속 (f1) 이 조출되는 방향과는 반대의 방향 (PU) 을 향하여 잡아당기게 된다. 그 결과, 느슨함 억제 바 (90) 는, 조출된 카본 섬유속 (f1) 에 대하여 장력을 부가할 수 있다. 또한, 느슨함 억제 바 (90) 에 의해 카본 섬유속 (f1) 에 부가되는 장력의 강도는, 스프링에 의해 임의로 조절 가능하다.

도 4 는 해제 바 (80) 의 작용을 나타내는 설명도이다. 도 4 는, 도 3 과 동일하게, 보빈 장치 (100) 를 측면에서 본 경우의 모습을 나타내고 있다.

도 4 에 있어서 실선으로 나타내는 것은, 권회된 카본 섬유속 (f1) 의 단섬유 (cf) 끼리가 달라붙지 않고, 카본 섬유속 (f1) 이 원활하게 본체부 (71) 로부터 조출되고 있는 경우의 측면도이다. 또한, 이후에는, 카본 섬유속 (f1) 의 단섬유 (cf) 끼리가 달라붙는 것을「카본 섬유속 (f1) 이 고착된다」라고도 부른다. 카본 섬유속 (f1) 이 고착되어 있지 않은 경우, 해제 바 (80) 는 본체부 (71) 로부터 조출된 카본 섬유속 (f1) 에 접촉하는 것에 그친다. 또, 느슨함 억제 바 (90) 는 조출된 카본 섬유속 (f1) 에 대하여 장력을 부가하고 있다. 상세한 내용은, 도 3 에서 설명한 바와 같다.

한편, 도 4 에 있어서 파선으로 나타내는 것은, 권회된 카본 섬유속 (f1) 의 단섬유 (cf) 끼리가 달라붙어 있음으로써, 본체부 (71) 로부터 카본 섬유속 (f1) 을 조출하기 어려워진 경우의 측면도이다. 카본 섬유속 (f1) 이 고착되어 조출하기 어려워진 경우, 축 (CY) 을 중심으로 하여 반시계 둘레 (CS) 방향을 향하는 스프링의 힘의 일부가, 단섬유 (cf) 끼리가 달라붙는 힘 (고착력) 에 의해 상쇄된다. 또, 본체부 (71) 로부터 새로운 카본 섬유속 (f1) 이 조출되지 않게 되기 때문에, 카본 섬유속 (f1) 이 고착되어 있는 부분과 섬유 조출부 (40) 로 조출되어 가는 카본 섬유속 (f1) 의 장력에 의해 느슨함 억제 바 (90) 가 가압을 받는다. 그러한 결과, 연신부 (74) 는 연직 방향 (VD) 에 대하여 수평에 가까운 상태가 된다.

그러면, 연신부 (74) 의 저변 근방으로서 카본 섬유속 (f1) 이 조출되는 측의 단부에 배치되어 있는 해제 바 (80) 는, 보빈의 축 (CY) 에서 외주를 향하는 방향 (바꿔 말하면, 본체부 (71) 의 축 (CY) 에서 외주를 향하는 방향) 인 외측 (PS) 을 향하여, 조출된 카본 섬유속 (f1) 을 압출하도록 작용한다. 이와 같이 해제 바 (80) 는, 연신부 (74) 가 연직 방향 (VD) 에 대하여 수평에 가까운 상태가 되었을 때, 조출된 카본 섬유속 (f1) 의 밑동 부근에 대하여, 보빈의 축 (CY) 에서 외주를 향하는 방향 (본체부 (71) 의 축 (CY) 에서 외주를 향하는 방향) 인 외측 (PS) 을 향하는 힘을 부가한다. 이로써, 해제 바 (80) 는 고착되어 있는 카본 섬유속 (f1) 을 박리시키기 쉽게 한다.

해제 바는「해제부」로서 기능하고, 느슨함 억제 바는「장력 부가부」로서 기능한다.

이상과 같이, 제 1 실시형태의 보빈 장치 (100A) (섬유 유지 장치) 에 의하면, 조출된 카본 섬유속 (f1) (섬유) 에 대하여 보빈의 축 (CY) 에서 외주를 향하는 힘을 부가하기 위한 해제 바 (80) (해제부) 와, 조출된 카본 섬유속 (f1) 에 대하여 장력을 부가하기 위한 느슨함 억제 바 (90) (장력 부가부) 를 구비하고 있다. 또, 해제 바 (80) 와 느슨함 억제 바 (90) 는, 보빈의 원형판 (72) 으로부터 연신된 연신부 (74) 에 의해, 카본 섬유속 (f1) 의 조출 방향 (DF) (도 2) 의 하류측을 향하여 일체로 유지되어 있다. 이 때문에, 독립된 기구를 필요로 하지 않고, 본체부 (71) 로부터 조출된 카본 섬유속 (f1) 의 꼬임이나 손상을 억제하는 것이 가능한 보빈 장치 (100A) 를 제공할 수 있다. 또, 종래와 같이 독립된 기구에 의해 카본 섬유속의 꼬임이나 손상의 발생을 억제·수정하고 있는 장치와 비교하여, 공간 절약적인 보빈 장치 (100A) 를 제공할 수 있다.

또한, 제 1 실시형태의 보빈 장치 (100A) (섬유 유지 장치) 에 의하면, 상이한 작용을 갖는 2 개의 바인 해제 바 (80) (본체부 (71) 로부터 카본 섬유속 (f1) 을 벗기는 힘을 부가한다) 와 느슨함 억제 바 (90) (조출된 카본 섬유속 (f1) 에 장력을 부가한다) 의 움직임을 동기시키면서, 양자의 기능을 공존시킬 수 있다. 이 때문에, 카본 섬유속 (f1) 의 느슨함과 해제 불량을 동시에 억제할 수 있다.

또한, 상기 제 1 실시형태의 보빈 장치 (100A) (섬유 유지 장치) 에 의하면, 해제 바 (80) (해제부) 와 느슨함 억제 바 (90) (장력 부가부) 는 보빈의 축 (CY) (도 2) 에 대략 평행한 봉상으로 형성되어 있다. 이 때문에, 본체부 (71) 로부터 조출된 카본 섬유속 (f1) (섬유) 에 대하여 균등하게 힘을 부가할 수 있다. 바꿔 말하면, 본체부 (71) 에 있어서 카본 섬유속 (f1) 이 권회되어 있는 위치에 관계없이, 조출된 카본 섬유속 (f1) 에 대하여 균등하게 힘을 부가할 수 있다. 또, 느슨함 억제 바 (90) 의 길이 (L2) 는 보빈의 축 (CY) 의 길이 (L1) 보다 길기 (도 2, L2 ＞ L1) 때문에, 본체부 (71) 에 있어서 카본 섬유속 (f1) 이 권회되어 있는 위치에 관계없이, 조출된 카본 섬유속 (f1) 에 대하여 장력을 부가할 수 있다.

또한, 상기 제 1 실시형태의 고압 가스 탱크 제조 장치 (500) 에 의하면, 본체부 (71) 로부터 조출된 카본 섬유속 (f1) (섬유) 의 꼬임이나 손상을 억제하면서, 안정적인 궤적으로 카본 섬유속 (f1) 을 공급할 수 있다. 이 때문에, 고압 가스 탱크 제조 장치 (500) 에 의해 제조되는 고압 가스 탱크의 강도·치수를 안정시켜, 품질을 향상시킬 수 있다. 또, 개개의 보빈 장치 (100A) (섬유 유지 장치) 는, 해제 바 (80) (해제부) 와 느슨함 억제 바 (90) (장력 부가부) 가 보빈으로부터 연신되는 연신부 (74) 에 의해 일체로 유지되어 있다. 이 때문에, 복수의 보빈 장치 (100A) 로부터의 섬유의 공급을 받는 고압 가스 탱크 제조 장치에 있어서, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

B. 제 2 실시형태 :

본 발명의 제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태의 고압 가스 탱크 제조 장치에 있어서, 고착되어 있는 카본 섬유속의 박리를 보다 촉진시키는 것이 가능한 구성에 대해 설명한다. 이하에서는, 제 1 실시형태와 상이한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서만 설명한다. 또한, 도면 중에 있어서 제 1 실시형태와 동일한 구성 부분에 대해서는 앞서 설명한 제 1 실시형태와 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략한다.

B-1. 고압 가스 탱크 제조 장치의 구성 :

제 2 실시형태에 있어서의 고압 가스 탱크 제조 장치 (500) 의 개략 구성은, 도 1 에 나타낸 제 1 실시예와 동일하다.

B-2. 섬유 유지 장치의 구성 :

제 2 실시형태에 있어서의 보빈 장치 (100A) 의 구성은, 도 2 ∼ 4 에 나타낸 제 1 실시예와 거의 동일하다. 단, 제 2 실시형태의 보빈 장치 (100A) 는, 보빈 구동부 (73) 대신에 보빈 구동부 (73x) 를, 해제 바 (80) 대신에 해제 바 (80x) 를 각각 구비하고 있다. 해제 바 (80x) 는 본체부 (71) 로부터의 카본 섬유속 (f1) 의 조출을 보조하는 기능을 구비한다.

도 5 는 제 2 실시형태에 있어서의 해제 바 (80x) 의 일부를 확대한 도면이다. 해제 바 (80x) 는 내부가 중공인 원통 형상이다. 해제 바 (80x) 는, 외각부 (外殼部) (82) 와 덮개부 (81) 를 구비하고 있다. 외각부 (82) 는, 예를 들어 포러스 금속과 같은 다공질 금속으로 형성되어 있고, 미소한 구멍 (83) 을 다수 갖고 있다. 또한, 카본 섬유속 (f1) 에 함침된 수지에 의해 구멍 (83) 이 막히는 것을 억제하기 위해, 각 구멍 (83) 의 구멍 직경은, 예를 들어, 500 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 덮개부 (81) 는 외각부 (82) 의 단면에 배치되어 있다. 덮개부 (81) 는 배관 (85) 과 접속되고, 배관 (85) 을 통하여 공급되는 공기를 외각부 (82) 의 내부 공간으로 이송한다.

제 2 실시형태에 있어서의 보빈 구동부 (73x) 는, 에어 컴프레서를 내장하고 있다. 에어 컴프레서는 배관 (85) 을 통하여 해제 바 (80x) 와 접속되어 있고, 해제 바 (80x) 의 내부로 공기를 이송한다. 또한, 본 실시형태에서는, 에어 컴프레서에 의해 송출되는 공기는, 1 ㎫ 이하의 압력으로 압축되고 또한 온도는 상온 (25 ℃ 정도) 이다.

도 6 은 도 5 에 있어서의 A-A 단면을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 외각부 (82) 에 형성된 구멍 (83) 은, 외각부 (82) 의 두께 방향을 따라 연장되어 형성되어 있고, 해제 바 (80x) 의 내부 공간과 외각부 (82) 의 외부 표면을 연통시키고 있다. 이 때문에, 해제 바 (80x) 의 내부 공간으로 송출된 공기는, 해제 바 (80x) 의 내부 공간에서 외각부 (82) 의 외부 표면의 전체 방향을 향하여 취출된다. 외각부 (82) 의 외측 전체 방향을 향하여 분사되는 공기 중, 조출된 카본 섬유속 (f1) 의 방향으로 분사되는 공기는, 단섬유 (cf) 의 외각부 (82) 의 외부 표면으로의 달라붙음을 억제한다. 또, 외각부 (82) 의 외측 전체 방향을 향하여 분사되는 공기 중, 보빈의 본체부 (71) 의 방향으로 분사되는 공기는, 카본 섬유속 (f1) 에 있어서의 단섬유 (cf) 끼리의 달라붙음 (카본 섬유속 (f1) 의 고착) 을 억제한다.

또한, 에어 컴프레서에 의한 공기의 송출은 상시 실시해도 되고, 어떠한 트리거가 발생한 경우에 한하여 실시해도 된다. 예를 들어, 카본 섬유속 (f1) 의 고착이 발생한 경우에 한하여 공기의 송출을 실시해도 된다. 카본 섬유속 (f1) 의 고착이 발생한 경우란, 도 4 의 파선으로 나타낸 바와 같이, 카본 섬유속 (f1) 이 고착되어 있는 부분과 섬유 조출부 (40) 로 조출되어 가는 카본 섬유속 (f1) 의 장력에 의해 느슨함 억제 바 (90) 가 가압을 받아, 연신부 (74) 가 소정의 위치까지 회동한 경우를 의미한다. 카본 섬유속 (f1) 의 고착을 검출하여, 에어 컴프레서 구동의 트리거로 하기 위해, 예를 들어, 보빈 구동부 (73x) 와 원형판 (72) 사이에 리미트 스위치를 형성할 수 있다. 이와 같이, 연신부 (74) 가 소정의 위치까지 회동하였을 때에 한하여 에어 컴프레서를 동작시켜, 해제 바 (80x) 의 보조부로서의 기능을 유효하게 하면, 필요한 에너지를 저감시킬 수 있다.

또한, 제 2 실시형태에 있어서의 해제 바 (80x) 는「보조부」로서 기능한다.

이상과 같이, 제 2 실시형태의 보빈 장치 (100A) (섬유 유지 장치) 에 의해서도, 제 1 실시형태의 보빈 장치 (100A) 와 동일한 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 제 2 실시형태의 보빈 장치 (100A) 에서는, 해제 바 (80x) 가 보조부로서 동작함으로써, 보빈으로부터의 카본 섬유속 (f1) (섬유) 의 조출을 보조할 수 있다.

구체적으로는, 해제 바 (80x) (해제부) 는 다공질 금속을 사용하여 중공상으로 형성되고, 해제 바 (80x) 의 외측 전체 방향을 향하여 기체를 분사한다. 이 때문에, 본체부 (71) 에 권회되어 있는 카본 섬유속 (f1) (섬유) 을 벗기기 쉽게 할 수 있다. 그 결과, 해제 바 (80x) 는 보빈으로부터의 섬유의 조출을 보조하는 보조부로서 기능할 수 있다.

C. 제 3 실시형태 :

본 발명의 제 3 실시형태에서는, 상기 실시형태에서 설명한 고압 가스 탱크 제조 장치를 사용한 탱크의 제조 방법에 대해 설명한다. 이후에는, 제 1 실시형태와 상이한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서만 설명한다.

도 8 은 탱크의 제조 방법의 순서를 나타내는 플로우 차트이다. 스텝 S10 에 있어서, 대략 원통 형상의 수지 라이너 (200) 를 준비하고, 고압 가스 탱크 제조 장치 (500) 에 세팅한다 (도 1).

스텝 S12 에 있어서, 수지 라이너 (200) 에 대하여 카본 섬유속 (f1) 을 권회한다. 이 카본 섬유속 (f1) 은, 축 (CY) 을 중심으로 하여 회동 가능하게 지지되는 보빈 (도 2, 본체부 (71) 및 2 장의 원형판 (72)) 에 권회되어 있음과 함께, 보빈으로부터 수지 라이너 (200) 에 공급된다. 보빈의 원형판 (72) 에 형성된 연신부 (74) 는, 보빈으로부터 조출된 카본 섬유속 (f1) 에 대하여, 보빈의 본체부 (71) 의 축 (CY) 에서 외주를 향하는 힘을 부가하기 위한 해제부 (해제 바 (80)) 와, 보빈으로부터 조출된 카본 섬유속 (f1) 에 대하여 장력을 부가하기 위한 장력 부가부 (느슨함 억제 바 (90)) 를, 카본 섬유속 (f1) 의 조출 방향 하류측을 향하여 해제부와 장력 부가부의 순서로 일체로 유지하고 있다 (도 3). 또한, 스텝 S12 에 있어서의 수지 라이너 (200) 로의 섬유의 권회 방법은, 예를 들어, 후프 권취나 헤리컬 권취를 채용할 수 있다.

스텝 S14 에 있어서, 카본 섬유의 권회가 종료된 수지 라이너 (200) 를 가열로를 사용하여 가열하여, 카본 섬유에 함유되는 열경화성 수지를 경화시킨다.

이상과 같이 하여, 탱크를 제조할 수 있다. 제 3 실시형태에서 설명한 탱크의 제조 방법에 의하면, 조출된 섬유 (카본 섬유속 (f1)) 에 대하여 보빈의 본체부 (71) 의 축 (CY) 에서 외주를 향하는 힘을 부가하기 위한 해제부 (해제 바 (80)) 와, 조출된 섬유 (카본 섬유속 (f1)) 에 대하여 장력을 부가하기 위한 장력 부가부 (느슨함 억제 바 (90)) 가 일체로 유지되어 있는 보빈으로부터 공급되는 섬유 (카본 섬유속 (f1)) 를, 수지 라이너 (200) 에 대하여 권회할 수 있다. 그 결과, 공간 절약적이고 또한 섬유의 꼬임이나 손상의 발생을 억제·수정할 수 있는 섬유 유지 장치 (보빈 장치 (100)) 를 사용하여 탱크를 제조할 수 있기 때문에, 탱크의 제조에 있어서의 생산성을 향상시킬 수 있다.

D. 변형예 :

또한, 상기 각 실시형태에 있어서의 구성 요소 중의 독립 클레임에서 클레임된 요소 이외의 요소는 부가적인 요소로서, 적절히 생략 가능하다. 또, 이 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 양태에 있어서 실시하는 것이 가능하고, 예를 들어 다음과 같은 변형도 가능하다.

· 변형예 1 :

상기 실시형태에서는, 보빈 장치의 구성의 일례에 대해 예시하였다. 그러나, 보빈 장치의 구성은, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 일부 구성 요소의 삭제, 새로운 구성 요소의 추가, 구성 요소의 변경 등을 실시할 수 있다.

예를 들어, 상기 실시형태에 있어서의 보빈은, 원통상의 본체부의 양면에 원형판이 배치된 구성으로 하였다. 그러나, 상기 보빈의 구성은 어디까지나 일례이며, 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 원형판을 생략하고, 원통상 부재만에 의해 구성되어도 된다. 또, 예를 들어, 원통상의 형상 대신에 중공의 다각 기둥상의 형상을 채용해도 된다. 또, 예를 들어, 2 장의 원형판을 사용하여, 복수 개의 봉상 부재의 양단을 원형 또는 다각형 형상으로 고정시킨 구성이어도 된다.

예를 들어, 상기 실시형태에 있어서, 연신부는 원형판으로부터 연신되도록 형성되어 있는 것으로 하였다. 그러나, 예를 들어, 원형판을 구비하지 않은 구성에 있어서, 연신부는 본체부의 양단의 저면 부분으로부터 연신되도록 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 보빈 구동부는 본체부에만 구동력을 전달하는 구성으로 하고, 연신부는 회동시키지 않는 구성으로 한다.

예를 들어, 상기 실시형태에 있어서, 연신부는 모따기된 이등변 삼각형 형상의 일 부재인 것으로 하였다. 그러나, 연신부는 해제 바와 느슨함 억제 바를 일체로 하여 유지하는 한, 임의의 형상을 채용할 수 있다. 예를 들어, 연신부는 복수의 부재로 구성되어 있어도 된다. 도 7 은 변형예에 있어서의 연신부의 구성을 설명하기 위한 설명도이다. 도 7 과 같이, 보빈으로부터 해제 바 (80) 를 지지하기 위한 연신부 (74a) 와, 느슨함 억제 바 (90) 를 지지하기 위한 연신부 (74b) 가 별개로 연신되어 있고, 연신부 (74a 와 74b) 에 의해 해제 바 (80) 와 느슨함 억제 바 (90) 가 일체로 유지되어 있어도 된다. 이 경우, 연신부 (74a 와 74b) 가「연신부」로서 기능한다.

예를 들어, 연신부의 형상은 이등변 삼각형 형상이 아니라, 장방 형상이어도 되고 타원 형상이어도 된다.

· 변형예 2 :

상기 제 2 실시형태에서는, 해제 바가 보조부로서의 기능을 구비하기 위한 구성의 일례에 대해 설명하였다. 그러나, 상기 제 2 실시형태에 있어서의 구성은 어디까지나 예시이며, 다양한 변경이 가능하다.

예를 들어, 해제 바의 외각부는 포러스 금속으로 형성되는 것으로 하였다. 그러나, 해제 바의 외각부는, 포러스 금속 대신에 다수의 구멍을 형성한 얇은 금속판 (스테인리스 등의 판) 이나 금속 메시에 의해 형성되어도 된다. 다수의 구멍을 형성한 얇은 금속판에 의해 외각부를 형성하는 경우에 있어서, 구멍의 단면 형상은 예를 들어 원형으로 할 수 있다. 또, 이 경우에 있어서, 구멍의 단면 형상을 외각부의 폭 방향으로 연장된 장방형으로 하고, 구멍을 슬릿상으로 배치할 수도 있다.

예를 들어, 해제 바의 외각부는 포러스 금속과 같은 다공질 금속으로 형성되는 것으로 하였다. 그러나, 외각부를 다공질 금속 대신에 얇은 금속판 (스테인리스 등의 판) 으로 형성한 후, 금속판의 원하는 위치에 슬릿을 형성하는 구성으로 해도 된다. 외각부의 슬릿은, 적어도 해제 바에서 본체부의 방향을 향하여 공기를 분사 가능한 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 해도, 해제 바 (해제부) 는 보빈을 향하여 기체를 분사할 수 있기 때문에, 보빈의 본체부에 권회되어 있는 카본 섬유속 (f1) (섬유) 을 벗기기 쉽게 할 수 있다. 그 결과, 해제 바는 본체부로부터의 카본 섬유속 (f1) 의 조출을 보조하는 보조부로서 기능할 수 있다.

예를 들어, 해제 바는 보빈의 방향이나 조출된 카본 섬유속 (f1) 의 방향 등을 향하여 공기를 분사함으로써, 보조부로서 기능하는 것으로 하였다. 그러나, 해제 바는, 공기를 분사하는 것 이외의 방법에 의해 보빈으로부터 카본 섬유속 (f1) 의 조출을 보조해도 된다. 구체적으로는, 해제 바에 초음파 진동자를 내장하고, 소정의 트리거 (상세한 내용은 상기 제 2 실시예와 동일) 의 발생에 의해 해제 바를 진동시킨다. 이와 같이 하면, 해제 바 (해제부) 는 해제 바를 진동시키기 때문에, 보빈의 본체부에 권회되어 있는 카본 섬유속 (f1) (섬유) 을 벗기기 쉽게 할 수 있다. 그 결과, 해제 바는 보빈으로부터의 카본 섬유속 (f1) 의 조출을 보조하는 보조부로서 기능할 수 있다.

· 변형예 3 :

예를 들어, 에어 컴프레서에 의해 송출되는 공기의 온도는 상온 (예를 들어, 25 ℃) 인 것으로 하였지만, 보다 고온의 공기를 분사할 수도 있다. 예를 들어, 에어 컴프레서의 내부에 전열선을 배치한 가열실을 형성하고, 이 가열실에서 가열된 공기가 해제 바의 내부에 공급되어도 된다. 또, 예를 들어, 해제 바의 내부에 전열선을 배치하고, 해제 바의 내부에 있어서 공기가 가열되어도 된다. 일반적으로, 카본 섬유속 (f1 ∼ f4) 에 함유되는 열경화성 수지는, 가열되면 점도가 저하된다. 이 때문에, 고온 공기를 분사하는 것으로 하면, 단섬유 (cf) 끼리의 달라붙음이나 단섬유 (cf) 의 해제 바 표면으로의 달라붙음의 억제 효과를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 승온 후의 공기의 온도로는, 예를 들어, 130 ℃ ∼ 180 ℃ 의 범위의 온도가 바람직하다. 열경화성 수지의 연화는, 이 130 ℃ ∼ 180 ℃ 의 범위에 있어서 일어날 수 있기 때문이다. 또한, 상기 130 ℃ ∼ 180 ℃ 의 범위에 한정되지 않고, 더욱 고온으로 공기를 승온시킬 수도 있다.

예를 들어, 에어 컴프레서에 의해 송출되는 기체는 공기인 것으로 하였지만, 그것 대신에 질소 가스 등의 임의의 기체를 사용할 수 있다.

· 변형예 4 :

상기 실시형태에서는, 카본 섬유속 (f1 ∼ f4) 에 함유되는 열경화성 수지는 에폭시 수지였지만, 에폭시 수지에 한정되지 않고 임의의 수지를 채용할 수 있다. 예를 들어, 페놀 수지나 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등을 사용할 수 있다. 또, 카본 섬유속 (f1 ∼ f4) 을 열경화성 수지를 함유하지 않는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 이 경우, 섬유속의 반송로의 도중에 있어서, 열경화성 수지를 함침시킬 수도 있다. 또, 카본 섬유 대신에 유리 섬유나 아라미드 섬유 등 임의의 섬유를 채용할 수도 있다.

· 변형예 5 :

상기 실시형태에서는, 보빈 장치는 고압 가스 탱크 제조 장치의 일부의 기능부로서 구성되어 있었지만, 그것 대신에 독립된 장치로서 구성할 수도 있다. 이 경우에 있어서, 본 발명의 보빈 장치를 고압 탱크 제조 장치에 한정하지 않고, 섬유를 감는 임의의 장치에 적용할 수도 있다. 예를 들어, 차량이나 항공기 등에서 사용되는 프로펠러 샤프트나 도어 프레임 등에 섬유를 감는 장치에 적용할 수도 있다.

본 발명은, 상기 서술한 실시형태나 실시예, 변형예에 한정되는 것이 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들어, 발명의 개요란에 기재한 각 형태 중의 기술적 특징에 대응하는 실시형태, 실시예, 변형예 중의 기술적 특징은, 상기 서술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해, 혹은 상기 서술한 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해, 적절히 교체나 조합을 실시하는 것이 가능하다. 또, 그 기술적 특징이 본 명세서 중에 필수적인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절히 삭제하는 것이 가능하다.

30 : 장력 조정부
40 : 섬유 조출부
42 : 가이드 샤프트
50 : 섬유 감기부
51 : 기대
52 : 회전 구동부
53 : 지지판
71 : 본체부
72 : 원형판
73 : 보빈 구동부
73x : 보빈 구동부
74 : 연신부
74a : 연신부
74b : 연신부
80 : 해제 바
80x : 해제 바
81 : 덮개부
82 : 외각부
83 : 구멍
85 : 배관
90 : 느슨함 억제 바
100 : 보빈 장치
100A ∼ 100D : 보빈 장치
200 : 수지 라이너
500 : 고압 가스 탱크 제조 장치
CX : 축
CY : 축
cf : 단섬유
f1 ∼ f4 : 카본 섬유속
EL : 단부
ER : 단부

Claims

섬유 유지 장치로서,
축을 중심으로 하여 회동 (回動) 가능하게 지지됨과 함께, 권회된 섬유를 유지하는 보빈과,
상기 보빈으로부터 조출된 상기 섬유에 대하여, 상기 보빈의 축에서 외주를 향하는 힘을 부가하기 위한 해제부와,
상기 보빈으로부터 조출된 상기 섬유에 대하여, 장력을 부가하기 위한 장력 부가부와,
상기 보빈으로부터 연신되는 연신부로서, 상기 해제부와 상기 장력 부가부를 상기 섬유의 조출 방향 하류측을 향하여 상기 해제부와 상기 장력 부가부의 순서로 일체로 유지하고 있는 연신부를 구비하는 섬유 유지 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 연신부는 상기 보빈과는 독립적으로 회동 가능하고,
상기 해제부는, 상기 연신부가 상기 보빈으로부터의 상기 섬유의 조출시에 있어서의 상기 보빈의 회동 방향과는 역방향으로 회동함에 따라, 상기 섬유에 대하여 작용하는 상기 외주를 향하는 힘을 크게 하는 섬유 유지 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 연신부는, 상기 보빈으로부터의 상기 섬유의 조출시에 있어서의 상기 보빈의 회동 방향을 향하도록 탄성체에 의해 경사져 있는 섬유 유지 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 연신부는, 상기 보빈의 축에서 외주를 향하는 방향으로 연신되어 있는 섬유 유지 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 해제부와 상기 장력 부가부는 상기 보빈의 축에 거의 평행하게 형성되어 있고,
상기 장력 부가부의 상기 축 방향의 길이 (L2) 는 상기 축의 길이 (L1) 보다 긴 섬유 유지 장치.
제 1 항에 있어서,
추가로,
상기 연신부가 소정의 위치까지 회동하였을 때에 상기 보빈으로부터의 상기 섬유의 조출을 보조하는 보조부를 구비하는 섬유 유지 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 해제부는, 상기 보빈을 향하여 기체를 분사함으로써, 상기 보조부로서도 기능하는 섬유 유지 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 해제부는, 다공질 금속을 사용하여 중공상으로 형성됨과 함께, 상기 다공질 금속의 구멍에서 상기 해제부의 외측 전체 방향을 향하여 기체를 분사함으로써, 상기 보조부로서도 기능하는 섬유 유지 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 해제부는, 상기 해제부를 진동시킴으로써 상기 보조부로서도 기능하는 섬유 유지 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 해제부와 상기 장력 부가부는 상기 축에 거의 평행하게 연장되는 봉상으로 형성되어 있고,
상기 연신부는 상기 보빈의 일 단면으로부터 연신되도록 형성되고, 상기 해제부의 일단과 상기 장력 부가부의 일단을 유지하고 있는 섬유 유지 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 해제부와 상기 장력 부가부는 상기 축에 거의 평행하게 연장되는 봉상으로 형성되어 있고,
상기 연신부는 상기 보빈의 양방의 단면으로부터 각각 연신되도록 형성되고, 일방의 연신부가 상기 해제부의 일단과 상기 장력 부가부의 일단을 유지하고, 타방의 연신부가 상기 해제부의 타단과 상기 장력 부가부의 타단을 유지하고 있는 섬유 유지 장치.
고압 가스 탱크 제조 장치로서,
제 1 항에 기재된 섬유 유지 장치를 구비하는 고압 가스 탱크 제조 장치.
탱크의 제조 방법으로서,
대략 원통 형상의 라이너를 준비하고,
상기 라이너에 대하여, 열경화성 수지가 함침됨과 함께 축을 중심으로 하여 회동 가능하게 지지되는 보빈에 권회된 섬유로서, 상기 보빈으로부터 조출된 상기 섬유에 대하여 상기 보빈의 축에서 외주를 향하는 힘을 부가하기 위한 해제부와, 상기 보빈으로부터 조출된 상기 섬유에 대하여 장력을 부가하기 위한 장력 부가부가, 상기 섬유의 조출 방향 하류측을 향하여 상기 해제부와 상기 장력 부가부의 순서로 일체로 유지되어 있는 보빈으로부터 공급되는 섬유를 권회하고,
상기 섬유에 함유되는 상기 열경화성 수지를 가열하여 경화시키는 탱크의 제조 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 보빈과는 독립적으로 회동 가능하고, 상기 해제부와 상기 장력 부가부를 유지하는 연신부를 구비하고,
상기 해제부는, 상기 연신부가 상기 보빈으로부터의 상기 섬유의 조출시에 있어서의 상기 보빈의 회동 방향과는 역방향으로 회동함에 따라, 상기 섬유에 대하여 작용하는 상기 외주를 향하는 힘을 크게 하는 탱크의 제조 방법.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 보빈과는 독립적으로 회동 가능하고, 상기 해제부와 상기 장력 부가부를 유지하는 연신부를 구비하고,
상기 연신부는, 상기 보빈으로부터의 상기 섬유의 조출시에 있어서의 상기 보빈의 회동 방향을 향하도록 탄성체에 의해 경사져 있는 탱크의 제조 방법.