(57)【要約】  課題：巻き付け時間やセッティング時間を短縮しつつ、繊維束を有効に巻き付けることができるフィラメントワインディング法を提供する。  解決手段：胴部１０Ａと、当該胴部１０Ａの両端に形成されたドーム部１０Ｂ、１０Ｃと、当該ドーム部１０Ｂ、１０Ｃの頂部に設けられた口金部１０Ｄ、１０Ｅとを有するライナＷの外周に繊維束ｆを巻き付けて繊維層を形成する際に、ライナＷの外周に繊維束ｆをガイドする複数の繊維束ガイド４１、４２を、ライナＷの外周の片側に配置するガイド配置ステップと、ライナＷを軸回りに回転させる回転ステップと、複数の繊維束ガイド４１、４２をライナＷの軸方向に沿って往復動させて、ライナＷの外周に繊維束ｆを巻き付けていく巻付ステップとを含む構成とする。
2018135155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部と、当該胴部の両端に形成されたドーム部と、当該ドーム部の頂部に設けられた口金部とを有するライナの外周に繊維束を巻き付けて繊維層を形成するフィラメントワインディング法であって、
前記ライナの外周に前記繊維束をガイドする複数の繊維束ガイドを、前記ライナの外周の片側に配置するガイド配置ステップと、
前記ライナを軸回りに回転させる回転ステップと、
複数の繊維束ガイドを前記ライナの軸方向に沿って往復動させて、前記ライナの外周に前記繊維束を巻き付けていく巻付ステップとを含むことを特徴とするフィラメントワインディング法。
【請求項２】
複数の繊維束ガイドを軸方向に隣接させながら往復動させることにより、前記ライナの外周に前記繊維束を巻き付けることを特徴とする請求項１に記載のフィラメントワインディング法。
【請求項３】
前記ライナの前記胴部の外周に前記繊維束を巻き付ける際に、
軸方向に対し進行方向後方の繊維束ガイドが繊維束を巻き付けた後に、軸方向に対し進行方向前方の繊維束ガイドが、当該繊維束に隣接する位置に繊維束を巻き付けることを特徴とする請求項２に記載のフィラメントワインディング法。
【請求項４】
前記ライナの前記ドーム部の外周に前記繊維束を巻き付ける際に、
横滑りしやすい方向にある側の繊維束ガイドが巻き付ける繊維束は、横滑りが発生しにくい軌道となるようにし、当該繊維束ガイドに隣接する繊維束ガイドが、当該繊維束に隣接する位置に繊維束を巻き付けることを特徴とする請求項２に記載のフィラメントワインディング法。
【請求項５】
複数の繊維束ガイドを半径方向に隣接させながら往復動させることにより、前記ライナの外周に前記繊維束を巻き付けることを特徴とする請求項１に記載のフィラメントワインディング法。
【請求項６】
複数の繊維束ガイドを往路及び／又は復路に移動させる時において、
複数の繊維束ガイドを軸方向に隣接させながら移動させることにより、前記ライナの外周に前記繊維束を巻き付けることと、
複数の繊維束ガイドを半径方向に隣接させながら移動させることにより、前記ライナの外周に前記繊維束を巻き付けることとを組み合わせて実行することを特徴とする請求項１に記載のフィラメントワインディング法。
【請求項７】
ライナの外周に繊維束を巻き付けて繊維層を形成するフィラメントワインディング装置であって、
前記ライナの外周に前記繊維束をガイドする複数の繊維束ガイドと、
前記ライナを軸回りに回転させる回転機構と、
複数の繊維束ガイドを前記ライナの軸方向に沿って往復動させる制御部とを備え、
複数の繊維束ガイドは、前記ライナの外周の片側に配置されていることを特徴と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、ライナの外周に繊維層を形成するフィラメントワインディング（以下「ＦＷ」と称する）法及びそれを用いるためのＦＷ装置に関し、特に燃料電池車及びそのインフラに適用される、燃料電池車用複合容器や水素ステーション用蓄圧器を製造するＦＷ法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＷ成形装置は、両端が軸支シャフトに支持された金属ライナＷを軸回りに回転させながら、その外周に樹脂を含浸させた繊維束（補強繊維）ｆをヘリカル状やフープ状に巻き付けることにより、複合容器等を成形するものである。【０００３】
図６は、従来のＦＷ成形装置の構成を示す概略構成図である。なお、地面に水平な一方向をＸ方向とし、地面に水平でＸ方向と垂直な方向をＹ方向とし、Ｘ方向とＹ方向とに垂直な方向をＺ方向とする。
ＦＷ成形装置２０１は、テーブル２０と、軸支シャフト３１Ｒを有する右側ライナ駆動系３０Ｒと、軸支シャフト３１Ｌ及び駆動モータ３２Ｌを有する左側ライナ駆動系３０Ｌと、繊維束供給系２４０と、コンピュータにより構成される制御装置２５０とを備える（例えば特許文献１参照）。【０００４】
ＦＷ成形装置２０１に装着される金属ライナＷは、例えば外径ｄ１を有する円筒状の胴部１０Ａと、胴部１０Ａの左側に形成されたドーム部１０Ｂと、胴部１０Ａの右側に形成されたドーム部１０Ｃとを有する。そして、ドーム部１０Ｂの頂部には外径ｄ２（ｄ１＞ｄ２）を有する円筒状の口金部１０Ｄが設けられ、ドーム部１０Ｃの頂部にも外径ｄ２（ｄ１＞ｄ２）を有する円筒状の口金部１０Ｅが設けられている。
これにより、金属ライナＷの口金部１０Ｄが軸支シャフト３１Ｒに例えばネジ機構により固定されるとともに、金属ライナＷの口金部１０Ｅが軸支シャフト３１Ｌに例えばネジ機構により固定されることで、回転軸（Ｘ方向）と金属ライナＷの中心軸とが一致するように固定される。【０００５】
一方、ＦＷ成形装置２０１に用いられる補強繊維ｆは、複数の繊維からなる繊維束に熱硬化性樹脂を含ませて構成される。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド等が挙げられ、繊維としては、炭素繊維、金属繊維、ガラス繊維、アラミド繊維もしくはこれらの混合繊維等が挙げられる。
そして、このような繊維と熱硬化性樹脂とが繊維束供給系２４０にセッティングされる。【０００６】
繊維束供給系２４０は、繊維を供給するボビン群４５と、繊維に樹脂を含浸させる樹脂槽４７と、補強繊維ｆをガイドする環状のヘッド（繊維束ガイド）４１と、ヘッド４１をＸＹＺ方向に移動させたりＸ軸方向の向きを反転させたりする駆動アーム（駆動機構）４３とを備える。【０００７】
制御装置２５０は、金属ライナＷ等の駆動状況や、繊維束供給系２４０からの補強繊維ｆの送り出し状況等を規定するプログラムに則って、ＦＷ成形装置２０１の制御を担うものである。すなわち、制御装置２５０には、駆動モータ３２Ｌの回転速度、回転のタイミング、ヘッド４１を往復して移送する回数、移送距離、移動速度等の巻き付け条件（プログラム）が入力されている。【０００８】
このようなＦＷ成形装置２０１において、金属ライナＷが軸支済みの状態で、起動スイッチ等が操作されると、制御装置２５０は、スイッチ操作を受けて、駆動モータ３２Ｌを駆動制御して、金属ライナＷを軸回りに回転させる（回転ステップ）。金属ライナＷの回転と同期して、制御装置２５０は、駆動アーム４３を駆動制御して、ヘッド４１を金属ライナＷの軸方向（Ｘ方向、−Ｘ方向）に沿って往復動させたり回転させたりしながら、ヘッド４１から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷの外周に巻回していく（巻付ステップ）。【０００９】
また、巻き付け時間を短縮するために、複数本の補強繊維ｆを金属ライナＷの外周に同時に巻き付けていく多給糸ＦＷ法を用いたＦＷ成形装置も開示されている（例えば特許文献２参照）。このようなＦＷ成形装置は、金属ライナＷに補強繊維ｆを供給する２０個の繊維束ガイドを放射状に有する円環状のリングユニットを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１４−１３６３６９号公報
【特許文献２】特開２０１１−０８５１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、多給糸ＦＷ法が用いられたＦＷ成形装置は、リングユニットを備えるため大型化し、また、そのリングユニットへの繊維のセッティングや金属ライナＷの装着に時間がかかるという問題点があった。さらに、補強繊維ｆの巻き付けの折り返し位置である、金属ライナＷの口金部１０Ｄ、１０Ｅの領域に補強繊維ｆが大量に折り重なってしまうため、その領域の繊維層の肉厚が単給糸ＦＷ法による肉厚に比べて大きくなってしまうことがあった。【００１２】
一方、単給糸ＦＷ法が用いられたＦＷ成形装置２０１においては、巻き付け時間が長いという問題点があった。特に、複数本の補強繊維ｆを同時に巻き付けた場合、金属ライナＷのドーム部１０Ｂ、１０Ｃ上で補強繊維ｆの横滑りが発生し、設定された軌道に沿って正しく巻き付けられないことがあった。このような補強繊維ｆの横滑りが発生すると、この部分に膨らみが発生して外観を損なうとともに、繊維方向が正しい補強巻き付けラインから外れてしまい、複合容器等の強度にバラツキが生じる等の問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、巻き付け時間やセッティング時間を短縮しつつ、補強繊維ｆを有効に巻き付けることができるＦＷ法について検討を行った。そこで、ライナ外周の片側に複数の繊維束ガイドを配置することを見出した。これにより、セッティングが容易かつ巻き付けが確実で、巻き付け時間が短く、補強繊維ｆを有効に巻き付けることができた。【００１４】
すなわち、本発明のフィラメントワインディング法は、胴部と、当該胴部の両端に形成されたドーム部と、当該ドーム部の頂部に設けられた口金部とを有するライナの外周に繊維束を巻き付けて繊維層を形成するフィラメントワインディング法であって、前記ライナの外周に前記繊維束をガイドする複数の繊維束ガイドを、前記ライナの外周の片側に配置するガイド配置ステップと、前記ライナを軸回りに回転させる回転ステップと、複数の繊維束ガイドを前記ライナの軸方向に沿って往復動させて、前記ライナの外周に前記繊維束を巻き付けていく巻付ステップとを含むようにしている。
ここで、「ライナの外周の片側」とは、ライナの中心軸を含む面を境界面として、どちらか一方の片側（１８０°以内）となることをいい、ライナ交換や繊維交換の作業性や制御の容易性を考慮して、９０°以内であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のフィラメントワインディング法によれば、片側に繊維束ガイドを備えればよいので小型化でき、セッティング（装置準備）も容易になる。また、繊維束の巻き付けの折り返し位置における繊維層の肉厚の増加を抑制することができ、それらの領域における繊維層の肉厚のムラをなくすことができる。その結果、単給糸ＦＷ法より巻き付け時間が短いという利点を維持しつつ、単給糸ＦＷ法と同程度の品質を確保することができる。【００１６】
（他の課題を解決するための手段および効果）
また、本発明のフィラメントワインディング法は、複数の繊維束ガイドを軸方向に隣接させながら往復動させることにより、前記ライナの外周に前記繊維束を巻き付けるようにしてもよい。
本発明のフィラメントワインディング法によれば、繊維束による段差ができたり段差による空洞ができたりするのを防止することができる。【００１７】
また、本発明のフィラメントワインディング法は、前記ライナの前記胴部の外周に前記繊維束を巻き付ける際に、軸方向に対し進行方向後方の繊維束ガイドが繊維束を巻き付けた後に、軸方向に対し進行方向前方の繊維束ガイドが、当該繊維束に隣接する位置に繊維束を巻き付けるようにしてもよい。
本発明のフィラメントワインディング法によれば、先に巻いた繊維束がガイドになり、後から巻く繊維束の軌道を作ることができる。【００１８】
また、本発明のフィラメントワインディング法は、前記ライナの前記ドーム部の外周に前記繊維束を巻き付ける際に、横滑りしやすい方向にある側の繊維束ガイドが巻き付ける繊維束は、横滑りが発生しにくい軌道となるようにし、当該繊維束ガイドに隣接する繊維束ガイドが、当該繊維束に隣接する位置に繊維束を巻き付けるようにしてもよい。
ここで、「横滑りが発生しにくい軌道」とは、等張力測地線や等張力測地線形状に近い曲面に摩擦係数や張力による摩擦力を考慮した軌道等が挙げられる。
本発明のフィラメントワインディング法によれば、横滑りしやすい方向にある側の繊維束ガイドが巻き付ける繊維束は、滑りにくい位置に巻くことで滑りにくくなる。【００１９】
また、本発明のフィラメントワインディング法は、複数の繊維束ガイドを半径方向に隣接させながら往復動させることにより、前記ライナの外周に前記繊維束を巻き付けるようにしてもよい。
本発明のフィラメントワインディング法によれば、従来の単給糸ＦＷ法の課題であった内側の繊維束が弛み、繊維束の中で張力差ができることによる、締め付け効果が薄れることを抑制するとともにフープ巻き及びヘリカル巻きをより少ない往復回数で巻回することができる。【００２０】
また、本発明のフィラメントワインディング法は、複数の繊維束ガイドを往路及び／又は復路に移動させる時において、複数の繊維束ガイドを軸方向に隣接させながら移動させることにより、前記ライナの外周に前記繊維束を巻き付けることと、複数の繊維束ガイドを半径方向に隣接させながら移動させることにより、前記ライナの外周に前記繊維束を巻き付けることとを組み合わせて実行するようにしてもよい。
本発明のフィラメントワインディング法によれば、様々な積層数（奇数・偶数含む）のフープ巻きとヘリカル巻きに対応することができる。【００２１】
そして、本発明のフィラメントワインディング装置は、ライナの外周に繊維束を巻き付けて繊維層を形成するフィラメントワインディング装置であって、前記ライナの外周に前記繊維束をガイドする複数の繊維束ガイドと、前記ライナを軸回りに回転させる回転機構と、複数の繊維束ガイドを前記ライナの軸方向に沿って往復動させる制御部とを備え、複数の繊維束ガイドは、前記ライナの外周の片側に配置されているようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るＦＷ成形装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の第一実施形態におけるフープ巻き時の図。
【図３】本発明の第一実施形態におけるヘリカル巻き時の図。
【図４】本発明の第二実施形態におけるフープ巻き時の図。
【図５】本発明の第二実施形態におけるヘリカル巻き時の図。
【図６】従来のＦＷ成形装置を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００２４】
＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態に係るＦＷ成形装置の構成を示す概略構成図である。なお、上述したＦＷ成形装置２０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
ＦＷ成形装置１は、リニアガイド２１を有するテーブル２０と、軸支シャフト３１Ｒを有する右側ライナ駆動系３０Ｒと、軸支シャフト３１Ｌ及び駆動モータ３２Ｌを有する左側ライナ駆動系３０Ｌと、繊維束供給系４０と、コンピュータにより構成される制御装置５０とを備える。
【００２５】
右側ライナ駆動系３０Ｒは、軸支ブロック３３Ｒと、軸支シャフト３１Ｒとを備える。軸支ブロック３３Ｒは、リニアガイド２１を介してテーブル２０に載置されており、左右方向（Ｘ方向、−Ｘ方向）にスライド自在とされている。これにより、金属ライナＷの装着時や取り外し時には、右方に退避することが可能となっている。
軸支シャフト３１Ｒは、軸支ブロック３３Ｒに装着されており、左端でネジ機構等を用いて金属ライナＷを支持するようになっている。
【００２６】
左側ライナ駆動系３０Ｌは、軸支ブロック３３Ｌと、駆動モータ３２Ｌと、軸支シャフト３１Ｌとを備える。軸支ブロック３３Ｌは、テーブル２０に載置されている。
軸支シャフト３１Ｌは、軸支ブロック３３Ｌに装着されており、左端が駆動モータ３２Ｌに固定され、右端でネジ機構等を用いて金属ライナＷを支持するようになっている。
【００２７】
このような駆動モータ３２Ｌは、制御装置５０の制御信号を受けて回転駆動することになる。これにより、軸支シャフト３１Ｒと軸支シャフト３１Ｌとの間に軸支された金属ライナＷが、軸周りに回転するようになっている。
【００２８】
繊維束供給系４０は、繊維を供給する第一ボビン群４５と、繊維を供給する第二ボビン群４６と、繊維に樹脂を含浸させる樹脂槽４７と、補強繊維ｆをガイドする環状の第一ヘッド（第一繊維束ガイド）４１と、第一ヘッド４１をＸＹＺ方向に移動させたりＸ軸方向の向きを反転させたりする第一駆動アーム４３と、補強繊維ｆをガイドする環状の第二ヘッド（第二繊維束ガイド）４２と、第二ヘッド４２をＸＹＺ方向に移動させたりＸ軸方向の向きを反転させたりする第二駆動アーム４４とを備える。
【００２９】
そして、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とは、軸方向（Ｘ方向）に隣接して配置される（ガイド配置ステップ）。これにより、第一ヘッド４１によりガイドされる補強繊維ｆと、第二ヘッド４２によりガイドされる補強繊維ｆとが、金属ライナＷの外周において並ぶように巻き付けられることになる。
【００３０】
このような繊維束供給系４０では、制御装置５０の制御信号を受けて、第一ヘッド４１が金属ライナＷの軸方向（Ｘ方向、−Ｘ方向）に沿って往復動しながら、補強繊維ｆを金属ライナＷの外周に送り出すとともに、第二ヘッド４２が金属ライナＷの軸方向（Ｘ方向、−Ｘ方向）に沿って往復動しながら、補強繊維ｆを金属ライナＷの外周に送り出すようになっている。
【００３１】
制御装置５０は、金属ライナＷ等の駆動状況や、繊維束供給系４０からの補強繊維ｆの送り出し状況等を規定するプログラムに則って、ＦＷ成形装置１の制御を担うものである。すなわち、制御装置５０には、駆動モータ３２Ｌの回転速度、回転のタイミング、ヘッド４１、４２を往復して移送する回数、移送距離、移動速度等の巻き付け条件（プログラム）が入力されている。
【００３２】
このようなＦＷ成形装置１において、金属ライナＷが軸支済みの状態で、起動スイッチ等が操作されると、制御装置５０は、スイッチ操作を受けて、駆動モータ３２Ｌを駆動制御して、金属ライナＷを軸回りに回転させる（回転ステップ）。金属ライナＷの回転と同期して、制御装置５０は、第一駆動アーム４３と第二駆動アーム４４とを駆動制御して、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とを金属ライナＷの軸方向（Ｘ方向、−Ｘ方向）に沿って往復動させながら、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とから補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷの外周に巻回していく（巻付ステップ）。
【００３３】
ここで、第一ヘッド４１の動作と第二ヘッド４２の動作とについて詳細に説明する。なお、ここでは、金属ライナＷの外周に対して補強繊維ｆを１０往復のフープ巻きと１０往復のヘリカル巻きとを交互に繰り返して１０回行うこととする。
【００３４】
図２（ａ）は、補強繊維ｆをフープ状に巻き付ける際のヘッド４１、４２の状態を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、補強繊維ｆをフープ状に巻き付ける際の側面図である。金属ライナＷの軸方向に対し、巻き付け動作の進行方向後方側のヘッドが、進行方向前方側のヘッドより少し先行するようにして２本の補強繊維を巻き付けていく。
すなわち、まず、第一ヘッド４１から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷの外周の第１円周位置に巻回した（第一巻付ステップ）後に、少し遅れてこれを追うように第二ヘッド４２から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷの外周の第２円周位置に巻回する（第二巻付ステップ）。
なお、第１円周位置は、金属ライナＷの外周に最初にフープ巻きで巻回されるべき位置として規定されており、軸方向に対して所定角度αで傾いている。そして、第（ｎ＋１）円周位置も、軸方向に対して所定角度αで傾いており、第ｎ円周位置より金属ライナＷの軸方向（Ｘ方向）側の所定の間隔Δｘの隣となっている。
上記所定の間隔Δｘとしては、補強繊維ｆが接することが好ましいが、厳密に接するとは限らず、先に巻いた補強繊維ｆと後から巻く補強繊維ｆとの補強効果が金属ライナＷの同一部に与えられる点から、補強繊維ｆの横幅以内程度であれば、間隔が空いていてもよい。
【００３５】
そして、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とを金属ライナＷの軸方向（Ｘ方向）に沿って移動させながら、第一巻付ステップの後に第二巻付ステップを実行する。
これにより、先に巻いた補強繊維ｆがガイドになり、後から巻く補強繊維ｆの軌道を作ることができる。
【００３６】
その後、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とを往復動させる方向を切り換える位置では、第一ヘッド４１から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷの外周の第（ｎ−１）円周位置に巻回すると同時に、第二ヘッド４２から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷの外周の第ｎ円周位置に巻回する。
さらに、ヘッドの移動方向が反転した時点で、巻き付け動作の進行方向後方側のヘッドが第一ヘッド４１から第二ヘッド４２に切り換わり、進行方向前方側のヘッドが第二ヘッド４２から第一ヘッド４１に切り換わる。そして第二ヘッド４２から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷの外周の第ｎ円周位置に巻回すると同時に、第一ヘッド４１から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷの外周の第（ｎ−１）円周位置に巻回する。
【００３７】
その後、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とを金属ライナＷの軸方向（−Ｘ方向）に沿って移動させながら、第二ヘッド４２による第二巻付ステップの後に少し遅れてこれを追うように第一ヘッド４１による第一巻付ステップを実行する。
このように第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とをＸ方向（往路）に移動させる際には、第一巻付ステップの後に第二巻付ステップを実行し、進行方向を切り換える時点で、第一巻付ステップと同時に第二巻付ステップを実行し、−Ｘ方向（復路）に移動させる際には、第二巻付ステップの後に第一巻付ステップを実行する。
【００３８】
そして、金属ライナＷの外周に補強繊維ｆを１０往復させるフープ巻きが終わると、１０往復のヘリカル巻きを行うことになる。図３は、補強繊維ｆをヘリカル状に巻き付ける際のヘッド４１、４２の状態を示す図である。第一ヘッド４１から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷのドーム部１０Ｃの外周の第１襷位置に巻回した（第一巻付ステップ）後に、少し遅れてこれを追うように第二ヘッド４２から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷのドーム部１０Ｃの外周の第２襷位置に巻回する（第二巻付ステップ）。
なお、本実施形態では、ドーム部１０Ｃの外周の第１襷位置は、外側（ドーム部１０Ｃにおける大径側の方向）に横滑りが発生しない領域の軌道（等張力測地線）となるように、金属ライナＷのドーム部１０Ｃの外周にヘリカル巻きで巻回されるべき位置として規定されている（第１襷位置の他の例については「他の実施形態」として後述する）。そして、ドーム部１０Ｃの外周の第（ｎ＋１）襷位置は、第ｎ襷位置より内側（ドーム部１０Ｃにおける小径側）の所定の間隔Δｘの隣となっている。
これにより、外側に横滑りしやすい方向にある側の第一ヘッド４１が巻き付ける補強繊維ｆは、隣に補強繊維ｆが巻かれていないので補強繊維ｆによって横滑りを防ぐことはできないが、滑りにくい位置（等張力測地線）に巻くことで滑りにくくなっている。また、先に巻く第一ヘッド４１の補強繊維ｆは、第二ヘッド４２が巻く補強繊維ｆのガイドとなる。
【００３９】
その後、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とが金属ライナＷのドーム部１０Ｂに向かって移動することになるが、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とが金属ライナＷの胴部１０Ａの中央部を移動する時点で、第一ヘッド４１から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷの胴部１０Ａの外周の第１襷位置に巻回した（第一巻付ステップ）と同時に、第二ヘッド４２から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷの胴部１０Ａの外周の第２襷位置に巻回する（第二巻付ステップ）。
そして、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とが金属ライナＷのドーム部１０Ｂに移動した時には、第二ヘッド４２から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷのドーム部１０Ｂの外周の第２襷位置（等張力測地線）に巻回した（第二巻付ステップ）後に、少し遅れてこれを追うように第一ヘッド４１から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷのドーム部１０Ｂの外周の第１襷位置に巻回する（第一巻付ステップ）。
【００４０】
なお、ドーム部１０Ｂの外周の第２襷位置は、外側（ドーム部１０Ｂにおける大径側の方向）に横滑りが発生しない領域の軌道（等張力測地線）となるように、金属ライナＷのドーム部１０Ｂの外周にヘリカル巻きで巻回されるべき位置として規定されている。そして、ドーム部１０Ｂの外周の第（ｎ−１）襷位置は、第ｎ襷位置より金属ライナＷの内側（ドーム部１０Ｂにおける小径側）の所定の間隔Δｘの隣となっている。
これにより、外側に横滑りしやすい方向にある側の第二ヘッド４２が巻き付ける補強繊維ｆは、隣に補強繊維ｆが巻かれていないので補強繊維ｆによって横滑りを防ぐことはできないが、滑りにくい位置（等張力測地線）に巻くことで滑りにくくなっている。また、先に巻く第二ヘッド４２の補強繊維ｆは、第一ヘッド４１が巻く補強繊維ｆのガイドとなる。
このように第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とを金属ライナＷの軸方向（Ｘ方向、−Ｘ方向）に沿って移動させながら、ドーム部１０Ｃの外周では、第一巻付ステップの後に第二巻付ステップを実行し、胴部１０Ａの外周では、第一巻付ステップと同時に第二巻付ステップを実行し、ドーム部１０Ｂの外周では、第二巻付ステップの後に第一巻付ステップを実行する。
【００４１】
以上のように、第一実施形態に係るＦＷ成形装置１によれば、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とを備えればよいので小型化でき、セッティング（装置準備）も容易である。また、強化繊維ｆの巻き付けの折り返し位置における繊維層の肉厚の増加を抑制することができ、それらの領域における繊維層の肉厚のムラをなくすことができる。その結果、巻き付け時間が単給糸ＦＷ法より短いという利点を維持しつつ、単給糸ＦＷ法と同程度の品質を確保することができる。
【００４２】
＜第二実施形態＞
図４及び図５は、第二実施形態において補強繊維ｆを巻き付ける際の図である。なお、上述したＦＷ成形装置１と同様のものについては、同じ符号を付している。
ＦＷ成形装置は、リニアガイド２１を有するテーブル２０と、軸支シャフト３１Ｒを有する右側ライナ駆動系３０Ｒと、軸支シャフト３１Ｌ及び駆動モータ３２Ｌを有する左側ライナ駆動系３０Ｌと、繊維束供給系１４０と、コンピュータにより構成される制御装置とを備える。
【００４３】
繊維束供給系１４０は、繊維を供給する第一ボビン群４５と、繊維を供給する第二ボビン群４６と、繊維に樹脂を含浸させる樹脂槽４７と、補強繊維ｆをガイドする環状の第一ヘッド（第一繊維束ガイド）１４１と、第一ヘッド１４１をＸＹＺ方向に移動させたりＸ軸方向の向きを反転させたりする第一駆動アーム（図示せず）と、補強繊維ｆをガイドする環状の第二ヘッド（第二繊維束ガイド）１４２と、第二ヘッド１４２をＸＹＺ方向に移動させたりＸ軸方向の向きを反転させたりする第二駆動アーム（図示せず）とを備える。
【００４４】
そして、第一ヘッド１４１と第二ヘッド１４２とは、半径方向に隣接して配置される（ガイド配置ステップ）。これにより、第一ヘッド１４１によりガイドされる補強繊維ｆと、第二ヘッド１４２によりガイドされる補強繊維ｆとが、金属ライナＷの外周において重なるように巻き付けられることになる。
【００４５】
このような繊維束供給系１４０では、制御装置の制御信号を受けて、第一ヘッド１４１が金属ライナＷの軸方向（Ｘ方向、−Ｘ方向）に沿って往復動しながら、補強繊維ｆを金属ライナＷの外周に送り出すとともに、第二ヘッド１４２が金属ライナＷの軸方向（Ｘ方向、−Ｘ方向）に沿って往復動しながら、補強繊維ｆを金属ライナＷの外周に送り出すようになっている。
【００４６】
ここで、第一ヘッド１４１の動作と第二ヘッド１４２の動作とについて詳細に説明する。図４（ａ）は、補強繊維ｆをフープ状に巻き付ける際のヘッド１４１、１４２の状態を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、補強繊維ｆをフープ状に巻き付ける際の側面図である。第一ヘッド１４１から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷの外周の第ｍ円周位置に巻回した（第一巻付ステップ）直後に、少し遅れてこれを追うように第二ヘッド１４２から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷの外周の第ｍ円周位置に巻回する（第二巻付ステップ）。
【００４７】
そして、第一ヘッド１４１と第二ヘッド１４２とを金属ライナＷの軸方向（Ｘ方向、−Ｘ方向）に沿って移動させながら、第一巻付ステップと第二巻付ステップとを実行する。
これにより、従来の単給糸ＦＷ法の課題であった内側の補強繊維ｆが弛み、補強繊維ｆの中で張力差ができることによる、締め付け効果が薄れることを抑制することができる（均一な張力で張ることができる）。さらに、フープ巻きをより少ない往復回数で巻回することができる。
なお、第ｍ円周位置は、軸方向に対して所定角度βで傾いている。このとき、補強繊維ｆをフープ状に巻き付ける際には、補強繊維ｆが接するように巻くので、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とを軸方向に並べる（第一実施形態）より半径方向に並べる方がピッチを小さく（所定角度βを大きく）することができ、周方向に対する補強効率が大きくなる。よって、金属ライナＷの胴部１０Ａの径ｄ１が大きい場合には、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とを軸方向に並べ、金属ライナＷの胴部１０Ａの径ｄ１が小さい場合には、第一ヘッド１４１と第二ヘッド１４２とを半径方向に並べるように、金属ライナＷの胴部１０Ａの径ｄ１により使い分けるとよい。
そして、図５は、補強繊維ｆをヘリカル状に巻き付ける際のヘッド１４１、１４２の状態を示す斜視図である。フープ状に巻き付ける際と同様に、第一ヘッド１４１から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷの外周の第ｍ襷位置に巻回した（第一巻付ステップ）直後に、これを追うように第二ヘッド１４２から補強繊維ｆを送り出して、金属ライナＷの外周の第ｍ襷位置に巻回する（第二巻付ステップ）。
これにより、ヘリカル巻きをより少ない往復回数で巻回することができる。
【００４８】
以上のように、第二実施形態に係るＦＷ成形装置によれば、第一ヘッド１４１と第二ヘッド１４２とを備えればよいので小型化でき、セッティング（装置準備）も容易である。また、強化繊維ｆの巻き付けの折り返し位置における繊維層の肉厚の増加を抑制することができ、それらの領域における繊維層の肉厚のムラをなくすことができる。その結果、巻き付け時間が単給糸ＦＷ法より短いという利点を維持しつつ、単給糸ＦＷ法と同程度の品質を確保することができる。
【００４９】
＜他の実施形態＞
（１）上述したＦＷ成形装置１において、ヘッドの数は第一ヘッド４１と第二ヘッド４２の２つとしたが、ライナ外周の片側に配置可能な範囲でヘッド（繊維束ガイド）の数を増やしてもよい。
（２）上述した実施形態において、ドーム部１０Ｃの外周の第１襷位置は、外側（ドーム部１０Ｃにおける大径側の方向）に横滑りが発生しない領域で、最も外側となる軌道（等張力測地線）となるようにしたが、第１襷位置を内側（ドーム部１０Ｃにおける小径側の方向）に横滑りが発生しない領域で最も内側となる軌道（等張力測地線）として規定してもよい。
このような構成によれば、内側に横滑りしやすい方向にある側の第一ヘッド４１が巻き付ける補強繊維ｆは、隣に補強繊維ｆが巻かれていないので補強繊維ｆによって横滑りを防ぐことはできないが、内側に滑りにくい位置に巻くことで滑りにくくなっている。また、先に巻く第二ヘッド４２の補強繊維ｆは、第一ヘッド４１が巻く補強繊維ｆのガイドとなる。
（３）上述したＦＷ成形装置１において、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とは、軸方向（Ｘ方向）又は半径方向に隣接して配置される構成としたが、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とを往路や復路に移動させる時において、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とを軸方向に隣接させながら移動させることにより、金属ライナＷの外周に補強繊維ｆを巻き付けることと、第一ヘッド４１と第二ヘッド４２とを半径方向に隣接させながら移動させることにより、金属ライナＷの外周に補強繊維ｆを巻き付けることとを組み合わせて実行するような構成としてもよい。
このような構成によれば、様々な積層数（奇数・偶数含む）のフープ巻きとヘリカル巻きに対応することができる。
（４）上述したＦＷ成形装置１において、金属ライナＷの外周に補強繊維ｆを１０往復のフープ巻きと１０往復のヘリカル巻きとを交互に繰り返して１０回行う構成としたが、複合容器の要求仕様によりフープ巻きとヘリカル巻きの比率を変更してもよい。また、フープ巻きとヘリカル巻きとを実行する順番はいずれが先であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、ライナの外周に繊維層を形成するＦＷ成形装置等に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  ＦＷ成形装置（フィラメントワインディング装置）
４１  第一繊維束ガイド
４２  第二繊維束ガイド
ｆ  補強繊維（繊維束）
Ｗ  ライナ
１０Ａ  胴部
１０Ｂ、１０Ｃ  ドーム部
１０Ｄ、１０Ｅ  口金部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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