(57)【要約】【課題】ローラ間での回転速度差に起因する繊維束の磨耗等が抑制されるＦＷ装置を提供する。【解決手段】フィラメントワインディング装置１０は、フリーローラ２７と、フリーローラ２７よりも上流に位置するモータ駆動ローラ２５、２６と、フリーローラ２７の回転速度を検知し、検知したフリーローラ２７の回転速度に基づいてモータ駆動ローラ２５，２６の回転速度を制御する制御部４０と、を備える。制御部４０は、モータ駆動ローラ２５、２６の回転速度がフリーローラ２７の回転速度に対して所定の範囲の回転速度になるようにモータ駆動ローラ２５、２６の回転速度を制御する。【選択図】図１
2019055831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フリーローラと、
前記フリーローラよりも上流に位置するモータ駆動ローラと、
前記フリーローラの回転速度を検知し、検知した回転速度に基づいて前記モータ駆動ローラの回転速度を制御する制御部と、
を備えるフィラメントワインディング装置であって、
前記制御部は、前記モータ駆動ローラの回転速度が前記フリーローラの回転速度に近づくように前記モータ駆動ローラの回転速度を制御する、
フィラメントワインディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラメントワインディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているフィラメントワインディング装置（以下、ＦＷ装置という。）では、複数のローラを介してボビンからタンク（ライナ）へ繊維束を搬送し供給している。繊維束は、タンクの回転によって巻き取られることで搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４５７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記ＦＷ装置では、タンクによる繊維束の巻取り速度が変動すること等によって、搬送されている繊維束に張力変動が生じ、複数のローラ間で回転速度差が発生することが考えられる。そして、回転速度差によりローラと繊維束との摩擦が発生することで繊維束が磨耗、折損、巻付き等（以下、単に磨耗等という。）するおそれがある。
【０００５】
本発明は、ローラ間での回転速度差に起因する繊維束の磨耗等が抑制されるＦＷ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のＦＷ装置は、フリーローラと、前記フリーローラよりも上流に位置するモータ駆動ローラと、前記フリーローラの回転速度を検知し、検知した回転速度に基づいて前記モータ駆動ローラの回転速度を制御する制御部と、を備えるフィラメントワインディング装置であって、前記制御部は、前記モータ駆動ローラの回転速度が前記フリーローラの回転速度に近づくように前記モータ駆動ローラの回転速度を制御する。
【０００７】
請求項１に記載のＦＷ装置では、フリーローラよりも上流にモータ駆動ローラが位置する。そして、制御部が、フリーローラの回転速度を検知し、検知した回転速度に基づいてモータ駆動ローラの回転速度を制御する。
【０００８】
ここで、制御部は、モータ駆動ローラの回転速度がフリーローラの回転速度に対して所定の範囲になるように（具体的には、モータ駆動ローラの回転速度がフリーローラの回転速度に近づくように）モータ駆動ローラの回転速度を制御する。このため、フリーローラと、フリーローラよりも上流に位置するモータ駆動ローラとの間での回転速度差が所定の範囲内に低減される。その結果、ローラ上での繊維束の磨耗等が抑制される。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明は、複数のローラを備えるＦＷ装置において、ローラ間での回転速度差に起因する繊維束の磨耗等が抑制されるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態のＦＷ装置を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１を用いて、本発明の実施形態に係るＦＷ装置１０について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態のＦＷ装置１０の全体構成を示している。本実施形態のＦＷ装置１０は、燃料電池車両に搭載される高圧水素タンクを製造するための装置であり、繊維束９０を高速で供給してタンク８０（ライナ）に巻き付けるために使用される。
【００１３】
図１に示されるように、ＦＷ装置１０は、巻出部２０と、アイクチ部３０と、制御部４０と、を備えている。
【００１４】
巻出部２０は、上流側から順に配置された、複数（本実施形態では４つ）のボビン２１と、各ボビン２１に対応して設けられた複数の巻出ローラ２２と、結束ローラ２３と、アクティブダンサ２４と、複数（本実施形態では３つ）の搬送ローラ２５、２６、２７と、を含んで構成されている。
【００１５】
ボビン２１は、繊維束９０を巻かれた部材である。繊維束９０は、一例として、炭素繊維束に熱硬化性樹脂に含浸させた所謂プリプレグであるが、樹脂を含浸させていない所謂ドライ炭素繊維束であってもよい。
【００１６】
巻出ローラ２２は、ボビン２１から巻き出された繊維束９０を結束ローラ２３に搬送する。結束ローラ２３は、ボビン２１から巻き出された繊維束９０を揃えて、アクティブダンサ２４に巻き出す。アクティブダンサ２４は、ローラ２４Ａを移動（図１の矢印参照）させることによって、繊維束９０の張力を調整する。張力が調整された繊維束９０は、複数の搬送ローラ２５、２６、２７を経由して、アイクチ部３０に搬送される。アイクチ部３０は、繊維束９０に適切な圧力を加えて挟み込み拡幅する。アイクチ部３０で拡幅された繊維束９０がタンク８０（ライナ）に供給される。
【００１７】
アクティブダンサ２４の下流に位置する複数の搬送ローラ２５、２６、２７は、上流側から順に配置された、２つのモータ駆動ローラ２５、２６と、フリーローラ２７と、から構成されている。
【００１８】
フリーローラ２７には、制御部４０に接続されたエンコーダ（図示省略）が設置されている。制御部４０は、エンコーダによりフリーローラ２７の回転速度を検知する。
【００１９】
また、制御部４０は、２つのモータ駆動ローラ２５、２６に接続されている。制御部４０は、検知したフリーローラ２７の回転速度に基づいて、２つのモータ駆動ローラ２５、２６の回転速度を制御する。具体的には、制御部４０は、モータ駆動ローラ２５、２６の回転速度がフリーローラ２７の回転速度に対して所定の範囲（本実施形態では８０〜１２０％の範囲）になるようにモータ駆動ローラ２５、２６の回転速度を制御する。制御部４０の制御方法は、特に限定されず、フィードバック制御でもよいし、フィードフォワード制御でもよい。
【００２０】
＜作用効果＞
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【００２１】
本実施形態では、フリーローラ２７よりも上流にモータ駆動ローラ２５、２６が位置する。そして、制御部４０が、フリーローラ２７の回転速度を検知し、検知した回転速度に基づいてモータ駆動ローラ２５、２６の回転速度を制御する。
【００２２】
ここで、制御部４０は、モータ駆動ローラ２５、２６の回転速度がフリーローラ２７の回転速度に対して所定の範囲になるように（つまり、モータ駆動ローラ２５、２６の回転速度がフリーローラ２７の回転速度に近づくように）モータ駆動ローラ２５、２６の回転速度を制御する。このため、フリーローラ２７と、フリーローラ２７よりも上流に位置するモータ駆動ローラ２５、２６との間での回転速度差が所定の範囲内に低減される。その結果、ローラ上での繊維束９０磨耗等が抑制され、以って安定した品質のタンク８０を製造することができる。
【００２３】
また、本実施形態では、モータ駆動ローラ２５、２６の回転速度が制御される所定の範囲が、フリーローラ２７の回転速度の８０〜１２０％の範囲である。このため、ローラ間の回転速度差が大幅に低減され、その結果、ローラ上での繊維束９０の磨耗等がより一層抑制される。
【００２４】
また、本実施形態では、フリーローラ２７の上流に２つのモータ駆動ローラ２５、２６が位置し、この２つのモータ駆動ローラ２５、２６の回転速度が、検知されたフリーローラ２７の回転速度に基づいて制御される。このため、モータ駆動ローラが１つの態様と比較して、繊維束９０の磨耗等がより一層抑制される。
【００２５】
また、本実施形態では、回転速度が検知されるフリーローラ２７と検知された回転速度に基づいて回転速度が制御されるモータ駆動ローラ２５、２６とが、アクティブダンサ２４とアイクチ部３０との間に位置している。つまり、回転速度が検知されるフリーローラ２７と検知された回転速度に基づいて回転速度が制御されるモータ駆動ローラ２５、２６とが、張力が縁切りされた区間に配置されている。このため、ＦＷ装置１０で発生しやすい繊維束９０の磨耗等が効果的に抑制される。
【００２６】
ところで、搬送される繊維束９０の種類、例えばプリプレグであるかドライ炭素繊維であるかに応じて、ローラ上で繊維束９０に作用する摩擦力は異なる。そこで、繊維束９０の種類に応じ、制御部４０に対して事前に補正データを入力しておくことで、より安定した品質を得ることもできる。
【００２７】
〔上記実施形態の補足説明〕
なお、上記実施形態では、制御部４０が２つのモータ駆動ローラ２５、２６の回転速度を制御する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態の２つのモータ駆動ローラ２５、２６のうち１つをモータ駆動されないローラに変更してもよい。
【００２８】
また、上記実施形態では、４つのボビン２１から巻き出された繊維束９０が共通に巻きかけられたモータ駆動ローラ２５、２６及びフリーローラ２７を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、モータ駆動ローラ２５、２６とフリーローラ２７が、４つ（複数）のボビン２１から巻き出された４本（複数）の繊維束９０それぞれに対して別々に設けられていてもよい。そして、ぞれぞれの繊維束９０が巻きかけられた４つのフリーローラ毎に回転速度を検知し、検知された回転速度に基づいて対応する繊維束９０が巻きかけられたモータ駆動ローラの回転速度を制御する構成としてもよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、タンクを製造するためのＦＷ装置を説明したが、本発明のＦＷ装置により製造する物はタンクに限定されない。
【符号の説明】
【００３０】
１０   ＦＷ装置（フィラメントワインディング装置）
２５   モータ駆動ローラ
２７   フリーローラ
４０   制御部
【図１】
2019055831.tif 000003