[发明专利]纤维缠绕装置、成形体的制造系统及成形体的制造方法

说明书

纤维缠绕装置(1)具备：输送部(20)，配置有多个输送辊(22)，沿着该输送辊(22)的周面输送丝束预浸料(T)；和卷绕部(30)，将输送的所述丝束预浸料(T)卷绕到芯材(31)的周围。在所述卷绕部(30)，所述芯材(31)以规定转速旋转。在所述输送部(20)，以随着从上游侧向下游侧阶段性变大的方式控制从各个所述输送辊(22)输送的所述丝束预浸料(T)的张力。

技术领域

本发明涉及纤维缠绕装置、成形体的制造系统及成形体的制造方法。

背景技术

由纤维增强树脂材料形成的成形体因为轻量并且强度优良，所以在各种各样的领域中广泛利用。这样的成形体通常通过如下制造：使多根增强纤维含浸基体树脂的被称为所谓的预浸料(prepreg)的片状基材层积，通过加压及加热使树脂热固化而赋形。作为预浸料，已知片状预浸料和/或更细宽度的丝束预浸料(tow-prepreg)。

专利文献1中记载了涉及纤维缠绕装置的发明：该纤维缠绕装置用于用纤维增强树脂材料制造搭载于燃料电池车辆的高压氢气罐。在专利文献1记载的纤维缠绕装置中，卷绕于卷线筒的纤维束(丝束预浸料)沿着多个输送辊(输送辊及电动机驱动辊)的周面被输送，以由多个送料辊(也称为feed eye：送料口)适度地增大宽度的状态卷绕于旋转的罐。在专利文献1记载为：在多个输送辊的下游侧配置有自由辊，输送辊的转速基于自由辊的转速而被控制。由此，可抑制输送辊上的纤维束的磨耗，能够制造稳定品质的罐。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-55831号公报

发明要解决的课题

但是，即使在丝束预浸料中含浸有均匀的纤维宽度且均质的纤维增强树脂，但是由于在纤维缠绕装置的输送中该纤维宽度发生变动等，有时丝束预浸料的厚度产生偏差。当丝束预浸料的厚度产生偏差时，所成形的成形体的表面容易产生凹凸。其结果是，成形体的周向和/或轴方向上的强度容易变得不均匀，成形体的品质不易稳定。因此，为了使成形体的品质稳定，不得不使丝束预浸料的卷绕量增多，从而成形体增厚，重量变大。这例如从提高车辆的燃料消耗率的观点出发，违背使搭载于车辆的各种部件轻量化的时代潮流。另外，部件的轻量化是在不仅适用于车辆等的输送领域而且适用于其他的各种各样的领域的成形体中也被要求的地方。

发明内容

本发明的目的在于提供能够将品质稳定的薄的成形体成形的纤维缠绕装置、成形体的制造系统及成形体的制造方法。

为了达成上述目的，本发明是一种纤维缠绕装置，具备：输送部，在所述输送部配置有多个输送辊，沿着该输送辊的周面输送丝束预浸料；和卷绕部，其将所述输送部输送的所述丝束预浸料卷绕到芯材的周围，在所述卷绕部，所述芯材以规定转速旋转，在所述输送部，以随着从上游侧向下游侧阶段性变大的方式控制从所述输送辊各自输送的所述丝束预浸料的张力。

一般来说，当要对丝束预浸料施加较大张力进行输送时，在卷绕有卷丝束预浸料的卷线筒中，当将丝束预浸料放卷时，在层积方向重叠的丝束预浸料容易变为构成丝束预浸料的增强纤维彼此嵌入的状态。由此，丝束预浸料的放卷不可顺利地进行，纤维宽度容易变动。另外，当对丝束预浸料施加较大张力进行输送时，在输送辊的周面上丝束预浸料容易滑动，变为仅有输送辊旋转的状态。由此，丝束预浸料的放卷也不可顺利地进行，纤维宽度容易变动。

根据上述的构成，在输送部，针对多个输送辊以随着从上游侧向下游侧阶段性变大的方式控制从输送辊输送的丝束预浸料的张力。因此，在上游侧的卷线筒中，能够将丝束预浸料放卷时的张力抑制得小，另一方面，在下游侧的输送辊中，能够对丝束预浸料施加较大张力。