(57)【要約】【課題】本発明は、フィラメントワインディング装置において、ライナーに炭素繊維束を巻き付ける際に、炭素繊維に付着している樹脂の飛散を抑制することを目的とする。【解決手段】タンクの製造方法は、繊維束を繊維の長手方向に対して垂直な断面で見たときに、少なくとも一部の繊維に樹脂が付着している繊維束であって、前記断面で見たときに繊維束の一方の側の繊維に付着している樹脂の量が繊維束の他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも少ない繊維束を準備する準備工程と、繊維束がライナー上に積層されるときに、繊維束の他方の側の繊維が、一方の側の繊維より繊維束の積層方向において下側となるように、ライナーとライナーに既に巻回された繊維束とを含む被巻回体に巻回する巻回工程と、を含む。【選択図】図１
2016215437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクの製造方法であって、
繊維束を繊維の長手方向に対して垂直な断面で見たときに、少なくとも一部の繊維に樹脂が付着している前記繊維束であって、前記断面で見たときに前記繊維束の一方の側の繊維に付着している樹脂の量が前記繊維束の他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも少ない繊維束を準備する準備工程と、
前記繊維束がライナー上に積層されるときに、前記繊維束の前記他方の側の繊維が、前記一方の側の繊維より前記繊維束の積層方向において下側となるように、ライナーと前記ライナーに既に巻回された繊維束とを含む被巻回体に前記繊維束を巻回する巻回工程と、を含む製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法であって、
前記準備工程は、前記繊維束の前記一方の側の繊維には樹脂が付着していない前記繊維束を準備する工程を含む、製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の製造方法であって、
前記準備工程は、樹脂を含浸させた繊維と、樹脂を含浸させていない繊維とを束ねることによって、前記繊維束を準備する工程を含む、製造方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の製造方法であって、
前記準備工程は、前記繊維束の前記他方の側の繊維に樹脂シートを接触させることによって、前記繊維束を準備する工程を含む、製造方法。
【請求項５】
タンクの製造装置であって、
繊維束を繊維の長手方向に対して垂直な断面で見たときに、少なくとも一部の繊維に樹脂が付着している前記繊維束であって、前記断面で見たときに前記繊維束の一方の側の繊維に付着している樹脂の量が前記繊維束の他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも少ない繊維束を供給する繊維束供給部と、
前記繊維束がライナー上に積層されるときに、前記繊維束の前記他方の側の繊維が、前記一方の側の繊維より前記繊維束の積層方向において下側となるように、ライナーと前記ライナーに既に巻回された繊維束とを含む被巻回体に前記繊維束を巻回する繊維送出部と、を備える製造装置。
【請求項６】
請求項５に記載のタンクの製造装置であって、
前記繊維束供給部は、
繊維を巻き出す第１繊維巻出部および第２繊維巻出部と、
前記第２繊維巻出部から巻き出された繊維に樹脂を含浸させる樹脂含浸部と、を備え、
前記樹脂含浸部によって樹脂が含浸された繊維と、前記第１繊維巻出部から巻き出された繊維とを束ねることによって、前記繊維束を供給する、製造装置。
【請求項７】
請求項５に記載のタンクの製造装置であって、
前記繊維束供給部は、
繊維を巻き出す繊維巻出部と、
前記繊維巻出部から巻き出された繊維の一部に樹脂を付着させる樹脂供給部と、を備える、製造装置。
【請求項８】
請求項５に記載のタンクの製造装置であって、
前記繊維束供給部は、
繊維を巻き出す繊維巻出部と、
樹脂シートを供給する樹脂シート供給部と、を備え、
前記繊維巻出部から巻き出された繊維に、前記樹脂シート供給部から供給された前記樹脂シートを接触させることによって、前記繊維束を供給する、製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクの製造方法、および、タンクの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、天然ガス自動車や燃料電池自動車などに用いられる燃料を貯蔵する高圧タンクの製造方法として、フィラメント・ワインディング法（以下、単に「ＦＷ法」と呼ぶ）による製造方法が知られている。ＦＷ法による高圧タンクの製造方法では、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が含浸されている強化繊維をライナーの外周に巻き付け、その熱硬化性樹脂を加熱して硬化させて繊維強化樹脂層を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１５６０１５号公報
【特許文献２】特開２００９−０５１１８６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、樹脂が含浸されている繊維をライナーの外周に巻き付ける際、ライナーを回転させながら繊維を巻き付けると、巻き付けられた繊維に付着している樹脂が遠心力によって飛散する問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、タンクの製造方法が提供される。この製造方法は、繊維束を繊維の長手方向に対して垂直な断面で見たときに、少なくとも一部の繊維に樹脂が付着している前記繊維束であって、前記断面で見たときに前記繊維束の一方の側の繊維に付着している樹脂の量が前記繊維束の他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも少ない繊維束を準備する準備工程と、前記繊維束がライナー上に積層されるときに、前記繊維束の前記他方の側の繊維が、前記一方の側の繊維より前記繊維束の積層方向において下側となるように、ライナーと前記ライナーに既に巻回された繊維束とを含む被巻回体に前記繊維束を巻回する巻回工程と、を含むように構成されている。
この構成によれば、巻回工程により被巻回体の表面上に配置された繊維束において、積層方向の上側の繊維に付着している樹脂の樹脂量は、積層方向の下側の繊維に付着している樹脂の量よりも少なくなるので、飛散する樹脂の量は少なくなる。また、積層方向の下側の繊維に相対的に多く含まれる樹脂は積層方向の上側の繊維に阻まれて飛散しにくくなる。そのため、被巻回体を回転させた際に、巻回された繊維束に付着している樹脂が遠心力によって飛散する樹脂の量を、積層方向の上側の繊維と下側の繊維とに付着している樹脂の量が等しい場合に飛散する樹脂の量に比べて、全体として抑制できる。
【０００７】
（２）上記形態の製造方法において、前記準備工程は、前記繊維束の前記一方の側の繊維には樹脂が付着していない前記繊維束を準備する工程を含んでいてもよい。
この構成によれば、被巻回体に巻回された繊維束において、積層方向の上側の繊維には樹脂が付着していないため、被巻回体を回転させた際に、巻回された繊維束に付着している樹脂の飛散をより抑制できる。
【０００８】
（３）上記形態の製造方法において、前記準備工程は、樹脂を含浸させた繊維と、樹脂を含浸させていない繊維とを束ねることによって、前記繊維束を準備する工程を含んでいてもよい。
この構成によれば、繊維束の一方の側の繊維に付着している樹脂の量が他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも少ない繊維束を容易に準備することができる。
【０００９】
（４）上記形態の製造方法において、前記準備工程は、前記繊維束の前記他方の側の繊維に樹脂シートを接触させることによって、前記繊維束を準備する工程を含んでいてもよい。
この構成によっても、繊維束の一方の側の繊維に付着している樹脂の量が他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも少ない繊維束を容易に準備することができる。
【００１０】
（５）本発明の他の一形態によれば、タンクの製造装置が提供される。この製造装置は、繊維束を繊維の長手方向に対して垂直な断面で見たときに、少なくとも一部の繊維に樹脂が付着している前記繊維束であって、前記断面で見たときに前記繊維束の一方の側の繊維に付着している樹脂の量が前記繊維束の他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも少ない繊維束を供給する繊維束供給部と、前記繊維束がライナー上に積層されるときに、前記繊維束の前記他方の側の繊維が、前記一方の側の繊維より前記繊維束の積層方向において下側となるように、ライナーと前記ライナーに既に巻回された繊維束とを含む被巻回体に前記繊維束を巻回する繊維送出部と、を備えるように構成されている。
この構成によれば、繊維送出部により被巻回体の表面上に配置された繊維束において、積層方向の上側の繊維に付着している樹脂の樹脂量は、積層方向の下側の繊維に付着している樹脂の量よりも少なくなるので、飛散する樹脂の量は少なくなる。また、積層方向の下側の繊維に相対的に多く含まれる樹脂は積層方向の上側の繊維に阻まれて飛散しにくくなる。そのため、被巻回体を回転させた際に、巻回された繊維束に付着している樹脂が遠心力によって飛散する樹脂の量を、積層方向の上側の繊維と下側の繊維とに付着している樹脂の量が等しい場合に飛散する樹脂の量に比べて、全体として抑制できる。
【００１１】
（６）上記形態の製造装置において、前記繊維束供給部は、繊維を巻き出す第１繊維巻出部および第２繊維巻出部と、前記第２繊維巻出部から巻き出された繊維に樹脂を含浸させる樹脂含浸部と、を備え、前記樹脂含浸部によって樹脂が含浸された繊維と、前記第１繊維巻出部から巻き出された繊維とを束ねることによって、前記繊維束を供給してもよい。
この構成によれば、繊維束の一方の側の繊維に付着している樹脂の量が他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも少ない繊維束を容易に準備することができる。
【００１２】
（７）上記形態の製造装置において、前記繊維束供給部は、繊維を巻き出す繊維巻出部と、前記繊維巻出部から巻き出された繊維の一部に樹脂を付着させる樹脂供給部と、を備えていてもよい。
この構成によっても、繊維束の一方の側の繊維に付着している樹脂の量が他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも少ない繊維束を容易に準備することができる。
【００１３】
（８）上記形態の製造装置において、前記繊維束供給部は、繊維を巻き出す繊維巻出部と、樹脂シートを供給する樹脂シート供給部と、を備え、前記繊維巻出部から巻き出された繊維に、前記樹脂シート供給部から供給された前記樹脂シートを接触させることによって、前記繊維束を供給してもよい。
この構成によっても、繊維束の一方の側の繊維に付着している樹脂の量が他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも少ない繊維束を容易に準備することができる。
【００１４】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、被巻回体に繊維束を巻回する巻回方法、フィラメントワインディング装置、これらの装置の制御方法、その制御方法を実現するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記憶した一時的でない記憶媒体などの形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態のタンクの製造工程の手順を示すフローチャートである。
【図２】第１実施形態のフィラメントワインディング装置を例示した図である。
【図３】被巻回体と樹脂偏在炭素繊維束の状態を例示した説明図である。
【図４】比較例の被巻回体と樹脂含浸炭素繊維束の状態を例示した説明図である。
【図５】第２実施形態のフィラメントワインディング装置を例示した図である。
【図６】第３実施形態のフィラメントワインディング装置を例示した図である。
【図７】第４実施形態のフィラメントワインディング装置を例示した図である。
【図８】第５実施形態のフィラメントワインディング装置を例示した図である。
【図９】第６実施形態のフィラメントワインディング装置を例示した図である。
【図１０】樹脂偏在炭素繊維束の断面を例示した説明図である。
【図１１】第７実施形態のフィラメントワインディング装置を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態としてのタンクの製造工程の手順を示すフローチャートである。この製造工程では、フィラメント・ワインディング法（ＦＷ法）によって、高圧水素や高圧天然ガスなどの高圧流体を貯蔵する高圧タンクを製造する。まず、ステップＳ１０のライナー準備工程において、成形製品の形状を形作る芯材となるライナーの準備をおこなう。ライナーは、高圧タンクの本体部を構成する中空容器であり、図示しない略円筒形状のシリンダ部と、その両端に設けられた略半球状のドーム部を備える。ライナーは、例えば、硬質プラスチックによって構成される。なお、ライナーは、タンクの内径に対応する筒であってもよい。
【００１７】
次に、ステップＳ２０の炭素繊維巻き付け工程において、準備したライナーに対して複数の炭素繊維からなる炭素繊維束の巻き付けをおこなう。ライナーへの炭素繊維束の巻き付けは、フィラメントワインディング装置（図２）によって実行される。本実施形態の炭素繊維巻き付け工程は、後述する樹脂偏在炭素繊維束７２０を準備する準備工程（ステップＳ２１）と、この樹脂偏在炭素繊維束７２０をライナーに巻回する巻回工程（ステップＳ２２）とを含んでいる。樹脂偏在炭素繊維束７２０は、炭素繊維束を繊維の長手方向に対して垂直な断面で見たときに、少なくとも一部の繊維に樹脂が付着している繊維束である。より詳しくは、樹脂偏在炭素繊維束７２０は、前述の断面で見たときに、炭素繊維束の一方の側の繊維に付着している樹脂の量が他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも少ない炭素繊維束である。樹脂偏在炭素繊維束７２０の作製方法については後述する。樹脂偏在炭素繊維束７２０には、ライナーの外表面に繊維強化樹脂層を形成するために必要な樹脂量が含浸されている。
【００１８】
ライナーに炭素繊維の巻き付けをおこなった後、外表面に炭素繊維が巻き付けられたライナーに対して、樹脂を含浸させたガラス繊維の巻き付けをおこなう（ステップＳ３０）。炭素繊維の巻き付けは１０〜４０回程度、ガラス繊維の巻き付けは１〜４回程度が好ましい。本実施形態において、樹脂偏在炭素繊維束７２０を用いているのは、巻き付け回数が多いために比較的高速でライナーを回転させる炭素繊維の巻き付け時において、樹脂の飛散を防止することがより効果的であるためである。ガラス繊維の巻き付けの後、炭素繊維の外側にガラス繊維が巻き付けられたライナーに対して、熱硬化処理をおこなう（ステップＳ４０）。熱硬化処理では、例えば、このライナーは加熱炉において加熱される。熱硬化処理によって、ライナーの外周に巻き付けられた炭素繊維やガラス繊維に含浸された樹脂が硬化し、繊維強化樹脂複合製品が成形される。なお、口金部等の部品の取り付けは、ステップＳ２０の炭素繊維束の巻き付け前におこなわれてもよいし、熱硬化処理後の繊維強化樹脂複合製品に対しておこなわれてもよい。このようにして、高圧タンクが完成する。
【００１９】
図２は、第１実施形態のフィラメントワインディング装置１０を例示した説明図である。フィラメントワインディング装置１０は、上述の準備工程（ステップＳ２１）と巻回工程（ステップＳ２２）をおこなう。フィラメントワインディング装置１０は、第１繊維巻出部２０と、第２繊維巻出部３０と、樹脂含浸部４０と、アイクチ案内部５０と、ライナー回転装置６０と、制御部７０と、を備える。繊維巻出部２０、３０および樹脂含浸部４０は、特許請求の範囲の「繊維束供給部」に該当する。
【００２０】
第１繊維巻出部２０は、炭素繊維を巻き出す機構部であり、複数のボビン２０１〜２０４と、複数の搬送ローラ２１１〜２１７と、結束ローラ２２０と、テンションローラ２３０と、アクティブダンサ２４０とを含んでいる。ボビン２０１〜２０４は、糸を巻き付ける筒状の部材であり、炭素繊維束７００が巻き付けられている。炭素繊維束７００としては、例えば、ポリアクリロニトリルの原糸を約３，０００℃で焼成した糸を約２４，０００本程度撚って集め、バインダ樹脂によって軽く接着させた、厚さ約２００μｍ、幅４ｍｍから５ｍｍ程度の扁平なシートを例示することができる。搬送ローラ２１１〜２１４は、各ボビン２０１〜２０４に対応して設けられており、ボビン２０１〜２０４から巻き出された炭素繊維束７００を結束ローラ２２０に搬送する。結束ローラ２２０は、ボビン２０１〜２０４から巻き出された炭素繊維束７００を揃えて、テンションローラ２３０に巻き出す。テンションローラ２３０は、所定の圧力になるように設定されたシリンダ２３１を備え、炭素繊維束７００に所定の張力を加える。アクティブダンサ２４０は、ローラ２４１を移動させることによって、炭素繊維束７００の張力を調整する。張力が調整された炭素繊維束７００は、搬送ローラ２１５〜２１７を経由して、アイクチ案内部５０に搬送される。
【００２１】
第２繊維巻出部３０は、第１繊維巻出部２０と同様の機構部であり、複数のボビン３０１〜３０４と、複数の搬送ローラ３１１〜３１７と、結束ローラ３２０と、テンションローラ３３０と、アクティブダンサ３４０とを含んでいる。ボビン３０１〜３０４、搬送ローラ３１１〜３１７、結束ローラ３２０、テンションローラ３３０、および、アクティブダンサ３４０の機能や構成は、第１繊維巻出部２０のボビン２０１〜２０４、搬送ローラ２１１〜２１７、結束ローラ２２０、テンションローラ２３０、および、アクティブダンサ２４０と同様である。但し、搬送ローラ３１５〜３１７は、炭素繊維束７００を樹脂含浸部４０に巻き出す。
【００２２】
樹脂含浸部４０は、炭素繊維束７００に対してエポキシ樹脂の含浸をおこなう機構部であり、複数の搬送ローラ４０１〜４０５と、樹脂含浸槽４１０と、膜厚測定装置４２０と、を含んでいる。搬送ローラ４０１〜４０５は、樹脂含浸部４０の内部において、炭素繊維束７００の搬送をおこなう。樹脂含浸槽４１０には、４０℃から５０℃の範囲で加熱され、粘度管理が行われている液体状の熱硬化型エポキシ樹脂が収容されている。炭素繊維束７００は、搬送ローラ４０２の下部を搬送されることにより、樹脂含浸槽４１０の熱硬化型エポキシ樹脂に浸される。ここでは、熱硬化型エポキシ樹脂に含浸された炭素繊維束７００を「樹脂含浸炭素繊維束７１０」とも呼ぶ。膜厚測定装置４２０は、樹脂含浸炭素繊維束７１０の熱硬化型エポキシ樹脂の厚さを測定する。搬送ローラ４０５から巻き出された樹脂含浸炭素繊維束７１０は、第１繊維巻出部２０から搬送された炭素繊維束７００と重ね合わされて、アイクチ案内部５０に搬送される。第１繊維巻出部２０から搬送された炭素繊維束７００と、樹脂含浸部４０から搬送された樹脂含浸炭素繊維束７１０とが重ね合わされ、束ねられた炭素繊維束は、一方の側（炭素繊維束７００側）の繊維には樹脂が付着しておらず、他方の側（樹脂含浸炭素繊維束７１０側）の繊維には樹脂が付着している。すなわち、この炭素繊維束は、繊維に付着している樹脂が偏在しており、炭素繊維束の一方の側の繊維に付着している樹脂の量が他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも少ない。以後、この炭素繊維束を「樹脂偏在炭素繊維束７２０」とも呼ぶ。
【００２３】
アイクチ案内部５０は、樹脂偏在炭素繊維束７２０を揃えてライナー８０の外表面に案内する機構であり、揃え口５００と、繊維送出部５１０と、を含んでいる。揃え口５００は、樹脂偏在炭素繊維束７２０を集めて幅方向に並べて揃える。繊維送出部５１０は、第１のアイクチローラ５１１と、第２のアイクチローラ５１２と、第３のアイクチローラ５１３とを含んでおり、３つのアイクチローラ５１１〜５１３を用いて樹脂偏在炭素繊維束７２０をライナー８０に搬送する。
【００２４】
ライナー回転装置６０は、ライナー８０を回転可能に支持し、ライナー８０の長手軸周りに回転させる。ライナー回転装置６０は、ライナー８０を回転させことにより、樹脂偏在炭素繊維束７２０に張力を掛けつつ、ライナーに樹脂偏在炭素繊維束７２０を巻き付ける。これにより、樹脂偏在炭素繊維束７２０が、ライナー８０の表面にいわゆるフープ巻きやヘリカル巻きを組み合わせて巻き付けられる。以後、ここでは、ライナー８０と、ライナー８０に既に巻回された炭素繊維束７３０とを合わせて「被巻回体８５」とも呼ぶ。樹脂偏在炭素繊維束７２０は、被巻回体８５の表面と接触するようにして巻回される。なお、ライナー８０の回転速度は最大で１００〜３００ｒｐｍ程度である。
【００２５】
制御部７０は、膜厚測定装置４２０によって測定された樹脂含浸炭素繊維束７１０の熱硬化型エポキシ樹脂の厚さが一定になるように樹脂含浸槽４１０の温度制御をおこなう。樹脂含浸炭素繊維束７１０の熱硬化型エポキシ樹脂の厚さは、炭素繊維束７００と束ねられた後の樹脂偏在炭素繊維束７２０において必要な樹脂量を確保できるように決定される。制御部７０は、アクティブダンサ３４０の動作や、繊維送出部５１０の移動、ライナーの移動や回転についての制御をおこなう。また、制御部７０は、樹脂含浸炭素繊維束７１０の張力に応じて、ライナー回転装置６０の回転速度を制御するように構成されていてもよい。
【００２６】
図３は、被巻回体８５の外周に巻き付けられる樹脂偏在炭素繊維束７２０の状態を例示した説明図である。図３には、樹脂偏在炭素繊維束７２０の断面が模式的に示されている。繊維送出部５１０（図２）から送出された樹脂偏在炭素繊維束７２０は、その端部がライナー８０の図示しない巻始め部に固定され、ライナー８０の回転によって、ライナー８０の外周に巻き取られ、積層される。このとき、樹脂偏在炭素繊維束７２０の樹脂含浸炭素繊維７１０側（図３の丸枠内下方側）が、樹脂偏在炭素繊維束７２０の積層方向において下側となるように、被巻回体８５の表面に接触するように巻き付けられる。すなわち、樹脂偏在炭素繊維束７２０は、樹脂含浸炭素繊維７１０側がライナー８０の表面、または、ライナー８０に既に巻き付けられた炭素繊維束７３０の表面と接触し、樹脂が含浸されていないドライな炭素繊維７００側（図３の丸枠内上方側）が被巻回体８５に巻き付けられた際に、樹脂偏在炭素繊維束７２０の積層方向において上側になるように巻き付けられる。これにより、被巻回体８５の表面上に配置された炭素繊維束７３０において、樹脂を含浸した繊維束が樹脂を含浸していない繊維束の内側に位置することになるため、被巻回体８５を回転させた際に、被巻回体８５の外表面から樹脂の飛散を抑制できる。
【００２７】
なお、樹脂偏在炭素繊維束７２０は、一方の側の繊維に付着している樹脂の量が他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも多ければ、両側の繊維に樹脂が付着していてもよい。この場合であっても、相対的に樹脂量の多い側の繊維が被巻回体８５の表面に接触するように巻き付ければ、被巻回体８５に巻き付けられた炭素繊維束７３０の積層方向上側の繊維に付着している樹脂の量は、積層方向下側の繊維に付着している樹脂の量よりも少なくなる。これにより、被巻回体８５を回転させた際に、炭素繊維束７３０に付着している樹脂が被巻回体８５の外表面から飛散する量を抑制できる。この場合、積層方向上側の繊維に付着している樹脂の量は、巻回の際に遠心力が発生しても飛散が許容される程度の量とすることが好ましい。しかし、被巻回体８５に巻き付けられた炭素繊維束７３０の積層方向上側の繊維には樹脂が付着していない方がさらに好ましい。この場合であっても、炭素繊維束７３０の積層方向下側の繊維に付着している樹脂が積層方向上側の繊維に付着するため、製品において性能の低下はほぼ生じない。
【００２８】
図４は、比較例の被巻回体８５Ａの外周に樹脂含浸炭素繊維束７１０が巻き付けられる状態を例示した説明図である。比較例の被巻回体８５Ａには、樹脂含浸炭素繊維束７１０が巻回されている。この場合、被巻回体８５に巻き付けられた炭素繊維束７３０の積層方向上側（図４の「外側」）の繊維に付着している樹脂の量は、積層方向下側（図４の「内側」）の繊維に付着している樹脂の量と同程度となる。そのため、被巻回体８５を回転させた際に、炭素繊維束７３０に付着している樹脂が飛散しやすい。
【００２９】
以上説明した、本実施形態に係るタンクの製造方法によれば、図１の巻回工程（ステップＳ２２）において、樹脂偏在炭素繊維束７２０の炭素繊維７００側（図３の丸枠内上方側）が被巻回体８５上で積層方向の上側になるように、樹脂偏在炭素繊維束７２０を被巻回体８５に巻回するため、被巻回体８５を回転させた際に、被巻回体８５に巻回された炭素繊維束７３０に付着している樹脂が遠心力によって飛散することを抑制できる。また、積層方向の下側の繊維に相対的に多く含まれる樹脂は、積層方向の上側の繊維に阻まれて飛散しにくくなる。従って、被巻回体８５を回転させた際に、巻回された炭素繊維束７３０に付着している樹脂が遠心力によって飛散する樹脂の量を、図４に示した比較例に比べて、全体として抑制できる。近年、タンクの製造効率の向上のために、被巻回体８５の回転速度の高速化が求められている。被巻回体８５の回転速度を上昇させると、被巻回体８５から飛散する樹脂の飛散量も上昇する。樹脂が飛散すると、フィラメントワインディング装置の種々の機構部に樹脂が入り込むおそれや、飛散した樹脂が人体に影響を与えるおそれがある。本実施形態によれば、樹脂の飛散を抑制できるため、これらの問題の発生を抑制できる。また、被巻回体８５の回転を高速化できるため、製造効率の向上を図ることができる。さらに、本実施形態によれば、炭素繊維束７００と樹脂含浸炭素繊維束７１０の２層分をライナー８０に同時に巻き付けることができるので、この意味からも製造効率の向上を図ることができる。
【００３０】
Ｂ．第２実施形態：
図５は、第２実施形態のフィラメントワインディング装置１０Ｂを例示した説明図である。第２実施形態のフィラメントワインディング装置１０Ｂは、第１実施形態のフィラメントワインディング装置１０（図２）と比較すると、樹脂含浸部４０を備えていない点が異なる。第２実施形態の第２繊維巻出部３０Ｂは、樹脂が含浸された樹脂含浸炭素繊維束７１０が各ボビン３０１〜３０４に巻き付けられている。この構成であっても、第１繊維巻出部２０から搬送された、樹脂に含浸されていない炭素繊維束７００と、第２繊維巻出部３０Ｂから搬送された樹脂含浸炭素繊維束７１０とを重ね合わせることによって、樹脂偏在炭素繊維束７２０（図３）を容易に作製することができる。
【００３１】
Ｃ．第３実施形態：
図６は、第３実施形態のフィラメントワインディング装置１０Ｃを例示した説明図である。第３実施形態のフィラメントワインディング装置１０Ｃは、第１実施形態のフィラメントワインディング装置１０（図２）と比較すると、第１繊維巻出部２０を備えていない点が異なる。第３実施形態の樹脂含浸部４０Ｃは、第２繊維巻出部３０から巻き出された炭素繊維束７００の一部の繊維にのみ樹脂の含浸をおこなう。すなわち、樹脂含浸部４０Ｃは、炭素繊維束７００のうち、一方の側の繊維に対して樹脂の含浸をおこない、他方の側の繊維に対して樹脂の含浸をおこなわない。この構成であっても、樹脂偏在炭素繊維束７２０（図３）を容易に作製することができる。
【００３２】
Ｄ．第４実施形態：
図７は、第４実施形態のフィラメントワインディング装置１０Ｄの一部を例示した説明図である。図７では、フィラメントワインディング装置１０Ｄのアイクチ案内部５０付近が例示されている。第４実施形態のフィラメントワインディング装置１０Ｄは、第１実施形態のフィラメントワインディング装置１０（図２）と比較すると、第２繊維巻出部３０および樹脂含浸部４０を備えていない点と、アイクチ案内部５０の上流側付近に樹脂吐出部５２０を備えている点が異なる。樹脂吐出部５２０は、第１繊維巻出部２０（図２）から送出された炭素繊維束７００のうち、一方の側（図７では下方側）の繊維に対して樹脂を吐出する。これにより、一方の側の繊維に樹脂が付着し、他方の側の繊維には、樹脂がほぼ付着していない炭素繊維束が得られる。よって、この構成であっても、樹脂偏在炭素繊維束７２０（図３）を容易に作製することができる。また、この構成の場合、樹脂含浸部４０が不要となるため、フィラメントワインディング装置の構成を簡易にすることができる。樹脂吐出部５２０は、特許請求の範囲の「樹脂供給部」に該当する。
【００３３】
Ｅ．第５実施形態：
図８は、第５実施形態のフィラメントワインディング装置１０Ｅの一部を例示した説明図である。図８では、フィラメントワインディング装置１０Ｅのアイクチ案内部５０付近が例示されている。第５実施形態のフィラメントワインディング装置１０Ｅは、第１実施形態のフィラメントワインディング装置１０（図２）と比較すると、第２繊維巻出部３０および樹脂含浸部４０を備えていない点と、アイクチ案内部５０の上流側付近に樹脂塗布部５３０を備えている点が異なる。樹脂塗布部５３０は、複数の搬送ローラ５３１〜５３３と、樹脂槽５３４とを含んでいる。樹脂槽５３４には、液体状の樹脂が収容されており、搬送ローラ５３２の一部は、樹脂槽５３４内部の樹脂に接触している。第１繊維巻出部２０（図２）から樹脂塗布部５３０に搬送された炭素繊維束７００は、搬送ローラ５３２の上部と接触することにより、搬送ローラ５３２の表面の樹脂が炭素繊維束７００の一部に付着する。これにより、搬送ローラ５３２と接触した一方の側の繊維に樹脂が付着し、他方の側の繊維に樹脂がほぼ付着していない炭素繊維束が得られる。よって、この構成であっても、樹脂偏在炭素繊維束７２０（図３）を容易に作製することができる。樹脂塗布部５３０は、特許請求の範囲の「樹脂供給部」に該当する。
【００３４】
Ｆ．第６実施形態：
図９は、第６実施形態のフィラメントワインディング装置１０Ｆの一部を例示した説明図である。第６実施形態のフィラメントワインディング装置１０Ｆは、第１実施形態のフィラメントワインディング装置１０（図２）と比較すると、第２繊維巻出部３０および樹脂含浸部４０を備えていない点と、樹脂シート供給部９０を備えている点が異なる。樹脂シート供給部９０は、樹脂シート９００が巻き付けられたボビン９１と、搬送ローラ９２とを含んでいる。ボビン９１から巻き出された樹脂シート９００は、搬送ローラ９２を経由した後、第１繊維巻出部２０から搬送された炭素繊維束７００と重ね合わされて、アイクチ案内部５０に搬送される。以後、第１繊維巻出部２０から搬送された炭素繊維束７００と、樹脂シート供給部９０から搬送された樹脂シート９００とを重ね合わせた炭素繊維束を「樹脂偏在炭素繊維束７４０」とも呼ぶ。
【００３５】
図１０は、樹脂偏在炭素繊維束７４０の断面を例示した説明図である。第１繊維巻出部２０から搬送された炭素繊維束７００と、樹脂シート供給部９０から搬送された樹脂シート９００とを重ね合わせると、炭素繊維束７００の一方の側の繊維には樹脂（樹脂シート９００）が付着し、他方の側の繊維には樹脂が付着しない。よって、この炭素繊維束も、繊維に付着している樹脂が偏在しており、樹脂偏在炭素繊維束と呼ぶことができる。よって、この構成であっても、樹脂偏在炭素繊維束を容易に作製することができる。
【００３６】
Ｇ．第７実施形態：
図１１は、第７実施形態のフィラメントワインディング装置１０Ｇの一部を例示した説明図である。図１１では、フィラメントワインディング装置１０Ｇの第１アイクチ案内部５０Ｇ１と第２アイクチ案内部５０Ｇ２とが例示されている。第７実施形態のフィラメントワインディング装置１０Ｇは、第１実施形態のフィラメントワインディング装置１０（図２）と比較すると、アイクチ案内部を複数備えている点が異なる。ここでは、第１アイクチ案内部５０Ｇ１と、第２アイクチ案内部５０Ｇ２とは、共に、樹脂偏在炭素繊維束７２０をライナー８０に搬送する。なお、第１アイクチ案内部５０Ｇ１と、第２アイクチ案内部５０Ｇ２とは、一方が、樹脂が付着していない炭素繊維束７００を搬送し、他方が、樹脂シートまたは樹脂含浸炭素繊維束７１０を搬送するように構成されていてもよい。この場合であっても、一方のアイクチ案内部から被巻回体８５に巻き付けられた樹脂シートまたは樹脂含浸炭素繊維束７１０の表面に樹脂が付着していない炭素繊維束７００を巻き付けることによって、被巻回体８５の回転時における樹脂の飛散を抑制することができる。
【００３７】
Ｈ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００３８】
Ｈ−１．変形例１：
本実施形態（図１）の準備工程（ステップＳ２１）および巻回工程（ステップＳ２２）は、炭素繊維巻き付け工程（ステップＳ２０）において実行されるものとして説明した。しかし、これらの工程（ステップＳ２１、Ｓ２２）は、ガラス繊維巻き付け工程（ステップＳ３０）に適用してもよい。すなわち、ガラス繊維束の一方の側の繊維に付着している樹脂の量が他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも少ない樹脂偏在ガラス繊維束を準備し、この樹脂偏在ガラス繊維束を、相対的に樹脂量の多い側の繊維が被巻回体８５の表面に接触するように巻き付けてもよい。この場合、ガラス繊維巻き付け工程において、樹脂の飛散を抑制できる。
【００３９】
Ｈ−２．変形例２：
樹脂偏在炭素繊維束７２０は、一方の側の繊維に付着している樹脂の量が他方の側の繊維に付着している樹脂の量よりも多ければ、両側の繊維に樹脂が付着していてもよい。例えば、樹脂の含浸量の異なる２種類の樹脂含浸炭素繊維束７１０を重ねあわせることによっても、樹脂偏在炭素繊維束７２０を作製することができる。この場合であっても、相対的に樹脂量の少ない側の樹脂含浸炭素繊維束７１０が被巻回体８５の表面とならないように巻き付ければ、炭素繊維束に含まれる樹脂の含浸量に対して相対的に、樹脂の飛散量を抑制できる。
【符号の説明】
【００４０】
１０…フィラメントワインディング装置
２０…第１繊維巻出部
３０…第２繊維巻出部
４０…樹脂含浸部
５０…アイクチ案内部
６０…ライナー回転装置
７０…制御部
８０…ライナー
８５…被巻回体
９０…樹脂シート供給部
９１…ボビン
９２…搬送ローラ
２０１〜２０４、３０１〜３０４…ボビン
２１１〜２１７、３１１〜３１７…搬送ローラ
２２０、３２０…結束ローラ
２３０、３３０…テンションローラ
２３１、３３１…シリンダ
２４０、３４０…アクティブダンサ
２４１、３４１…ローラ
４０１〜４０５…搬送ローラ
４１０…樹脂含浸槽
４２０…膜厚測定装置
５００…揃え口
５１０…繊維送出部
５１１〜５１３…アイクチローラ
５２０…樹脂吐出部
５３０…樹脂塗布部
５３１、５３２…搬送ローラ
５３４…樹脂槽
７００…炭素繊維束
７１０…樹脂含浸炭素繊維束
７２０…樹脂偏在炭素繊維束
７３０…炭素繊維束
７４０…樹脂偏在炭素繊維束
９００…樹脂シート
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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