(57)【要約】【課題】、繊維束を接合するに際し、繊維束の加工の時間を短縮する。【解決手段】樹脂が含浸された繊維束の接合方法である。この繊維束の接合方法は、接合する側の端部が熱硬化された前記繊維束を、２本、用意する工程と、前記２本の繊維束のうちの一方の繊維束の前記熱硬化された端部を、他方の繊維束の繊維と繊維の間に差し込んで、前記一方の繊維束を前記他方の繊維束に通す工程と、前記各繊維束の前記熱硬化された端部同士が引っかかるように、前記熱硬化された端部間の相対位置を調整する工程と、を備える。【選択図】図１
2017057336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂が含浸された繊維束の接合方法であって、
接合する側の端部が熱硬化された前記繊維束を、２本、用意する工程と、
前記２本の繊維束のうちの一方の繊維束の前記熱硬化された端部を、他方の繊維束の繊維と繊維の間に差し込んで、前記一方の繊維束を前記他方の繊維束に通す工程と、
前記各繊維束の前記熱硬化された端部同士が引っかかるように、前記熱硬化された端部間の相対位置を調整する工程と、
を備える繊維束の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維束の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）成形体の製造方法の１つとして、樹脂を含浸させた繊維束をワーク（回転部材）に巻き付けることによって成形体を作製するフィラメントワインディング（ＦＷ）法と呼ばれる方法がある。ＦＷ法を実現するＦＷ装置には、カーボンファイバ等の繊維束が巻かれたボビンが備えられており、そこからワークに対して繊維束が連続的に供給される。そのため、ボビンに巻かれた繊維束を使い終えると、新しいボビンに交換する交換作業が行われる。１つのＦＲＰ成形体を作製している途中でボビンを交換する場合には、使用済みのボビンの繊維束の巻き終わりの端部と、新しいボビンの繊維束の巻き始めの端部とを接合しなければならない。
【０００３】
従来の繊維束の接合方法は、例えば、特許文献１に記載されているように、各繊維束の端を硬化させて、一方の繊維束の端に突起を形成し、他方の繊維束の端に嵌め込み溝を形成し、突起部を嵌め込み溝に填め込むことで、２本の繊維束を接合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７４６３０号公報
【特許文献２】特開２００８−２２１７２３号公報
【特許文献３】特開２００８−１２７１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された繊維束の接合方法では、突起部や嵌め込み溝といった複雑な構造に端部を形成する必要があることから、繊維束の加工に時間がかかった。そのため、繊維束を接合するに際し、繊維束の加工の時間を短縮できる技術が望まれていた。なお、このような課題は、ＦＷ法に用いられる繊維束の接合方法に限らず、樹脂が含浸された繊維束の接合方法に共通する課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部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。
【０００７】
本発明の一形態は、樹脂が含浸された繊維束の接合方法である。この繊維束の接合方法は、接合する側の端部が熱硬化された前記繊維束を、２本、用意する工程と、前記２本の繊維束のうちの一方の繊維束の前記熱硬化された端部を、他方の繊維束の繊維と繊維の間に差し込んで、前記一方の繊維束を前記他方の繊維束に通す工程と、前記各繊維束の前記熱硬化された端部同士が引っかかるように、前記熱硬化された端部間の相対位置を調整する工程と、を備える。
【０００８】
上記構成の繊維束の接合方法によれば、繊維束の端部を複雑な構造に加工することなく、繊維束を接合することができる。このために、繊維束を接合するに際し、繊維束の加工の時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態としての繊維束の接合方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態としての繊維束の接合方法を示す説明図である。この繊維束の接合方法は、フィラメントワインディング（ＦＷ）法によってＦＲＰ成形体を製造するＦＷ装置において採用される。ＦＷ装置は、繊維束が巻かれたボビンが備えられており、ボビンからワーク（回転部材）に対して繊維束が連続的に供給される。ＦＲＰ成形体は、圧縮水素ガスや圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等を貯蔵する、例えば、車両用高圧タンク等の圧力容器用となる。
【００１１】
図示するように、この繊維束の接合方法は、工程１から工程３までの３つの工程によって構成される。各工程１〜３はこの順に実行される。各工程１〜３について、順に説明する。
【００１２】
［工程１］
工程１は、用意工程である。図１（ａ）に示すように、用意工程では、第１の繊維束１０と第２の繊維束２０とを用意する。各繊維束１０，２０は、樹脂が含浸された繊維束である。繊維束の繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の各種強化繊維である。繊維を数万本束ねて繊維束となる。樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂または不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂である。
【００１３】
第１の繊維束１０は、図示しないボビンに巻かれて、一端がボビンから外側に引き出されている。その引き出された側の端部１１は、予め熱硬化によって硬化されている。図中のハッチ部分が、熱硬化された部分であり、第１の繊維束１０の先端から所定の長さの範囲である。この範囲が端部１１に該当する。第２の繊維束２０は、第１の繊維束１０と同様に、ボビンに巻かれて、ボビンから外側に引き出された側の端部２１は、予め熱硬化によって硬化されている。
【００１４】
［工程２］
工程２は、挿通工程である。図１（ｂ）の上段には挿通する経路を示し、図１（ｂ）の下段には挿通後を示した。図１（ｂ）の両図に示すように、挿通工程では、第１の繊維束１０を第２の繊維束２０に挿通する。
【００１５】
詳しくは、第１の繊維束１０の熱硬化された端部１１を、第２の繊維束２０の側面の所定部位に対してねじりながら差し込んで、第１の繊維束１０を第２の繊維束２０に通す。端部１１の差し込み方向は、長尺方向に交差する方向である。所定部位は、長尺方向において、硬化された端部２１よりも内側（ボビン側）の部分であり、本実施形態では、端部２１のすぐ内側の部分である。所定の部位は、硬化されておらず、一方、第１の繊維束１０の端部１１は硬化されていることから、端部１１を押し込むことで、所定の部位の繊維はばらけて、繊維と繊維の間、すなわち、分割された繊維束の間ＨＬに端部１１は差し込まれる（挿入される）。
【００１６】
第１の繊維束１０の端部１１は、第２の繊維束２０を貫通した後、さらに図中の左側に引っ張られる。この結果、図１（ｂ）の下段に示すように、第１の繊維束１０の端部１１は、第２の繊維束２０の端部２１に対してある程度の長さ分だけ離れた位置となるまで挿通される。
【００１７】
［工程３］
工程３は、位置調整工程である。図１（ｃ）に示すように、位置調整工程では、第１の繊維束１０と第２の繊維束２０とを、長尺方向において両者が離れる方向に引っ張ることで、第１の繊維束１０の端部１１と第２の繊維束２０の端部２１のとの間の相対位置を調整する。なお、端部１１と端部２１の間の相対位置を調整することができれば、必ずしも第１の繊維束１０と第２の繊維束２０との両方を引っ張る必要はなく、一方だけを引っ張るようにしても良い。
【００１８】
第１および第２の繊維束１０、２０の各端部１１、２１は、何万本の繊維の端部が集合した状態だが、硬化されていることから閉じた状態、換言すれば、塊状の固体となっている。このため、第２の繊維束２０に対して相対的に第１の繊維束１０を引き離そうとしたとき、塊となった端部２１が、閉じた状態である端部１１に引っかかり、第１の繊維束１０と第２の繊維束２０とが固定される。すなわち、位置調整工程では、第１の繊維束１０の硬化された端部１１と、第２の繊維束２０の硬化された端部２１とが互いに引っかかるように、端部１１と端部２１との間の相対位置が調整される。この結果、第１の繊維束１０と第２の繊維束２０とは接合される。
【００１９】
上記工程１から工程３は、作業者によって手作業を行うようにしてもよいし、装置によって機械的に行われるようにしてもよい。
【００２０】
以上のように構成された本実施形態の繊維束の接合方法によれば、第１および第２の繊維束１０、２０の各端部１１、２１を突起部や嵌め込み溝といった複雑な構造に加工することなく、第１の繊維束１０と第２の繊維束２０を接合することができる。このために、繊維束１０、２０を接合するに際し、従来技術に比べて、繊維束１０、２０の加工の時間を短縮できる。
【００２１】
実験を行った結果、本実施形態の繊維束の接合方法によれば、接合時間を、約５秒に短縮するできることが判った。また、繊維張力に対する保持力は、約５０Ｎと大きいことも判った。
【００２２】
なお、第１の繊維束と第２の繊維束とを、互いの端部を熱圧着する方法が、参考例として考えられる。参考例の場合、熱圧着による接着時長い時間を要する。このために、前記実施形態の繊維束の接合方法は、参考例に比べても、接合時間を短縮することができる。
【００２３】
本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１０…第１の繊維束
１１…端部
２０…第２の繊維束
２１…端部
【図１】
2017057336.tif 000003