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公開番号2025117017
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-12
出願番号2024011646
出願日2024-01-30
発明の名称中空体を製造する方法および装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類B29C 70/32 20060101AFI20250804BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】樹脂が含浸された繊維をマンドレルに巻き付けることで形成される繊維層内に、ボイドが生じ、硬化後の繊維層の強度を低下させる要因となっていた。
【解決手段】マンドレルを用いて中空体を製造する方法は、繊維へ樹脂を含浸させる含浸工程と、前記樹脂が含浸された前記繊維を前記マンドレルの表面に巻き付ける巻き付け工程と、前記巻き付け工程により前記マンドレルの表面に形成された繊維層に対して、ローラを押し当てることにより荷重を与える荷重工程と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
マンドレルを用いて中空体を製造する方法であって、
繊維へ樹脂を含浸させる含浸工程と、
前記樹脂が含浸された前記繊維を前記マンドレルの表面に巻き付ける巻き付け工程と、
前記巻き付け工程により前記マンドレルの表面に形成された繊維層に対して、ローラを押し当てることにより荷重を与える荷重工程と、を備える方法。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
前記荷重工程では、前記ローラの押し当てを経た前記繊維層を含む前記マンドレルの外径を計測し、前記外径に応じて前記ローラによる荷重を調整する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記繊維層が形成された前記マンドレルに環状の除去機を通過させて前記除去機により前記繊維層から余剰樹脂を除去する除去工程をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記マンドレルは、高圧タンクの内層である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
マンドレルを用いて中空体を製造する装置であって、
繊維へ樹脂を含浸させる含浸機と、
前記樹脂が含浸された前記繊維を前記マンドレルの表面に巻き付ける巻き付け機と、
前記巻き付け機により前記マンドレルの表面に形成された繊維層に押し当たることにより前記繊維層に荷重を与えるローラと、を備える装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、マンドレルを用いて中空体を製造する方法や装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１によれば、編組機により被編組体としての高圧容器の外周面に繊維強化樹脂部材を巻き付ける技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－５０４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
巻き付けの対象物へ繊維を巻き付ける際に、空気を巻き込み、対象物の表面に形成される繊維層内に、ボイドと呼ばれる細かな空隙が多数生じることがある。ボイドは、硬化後の繊維層の強度低下要因となる。そのため、このような繊維層の強度を向上させるための改善が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書は、マンドレルを用いて中空体を製造する方法を開示する。当該方法は、繊維へ樹脂を含浸させる含浸工程と、前記樹脂が含浸された前記繊維を前記マンドレルの表面に巻き付ける巻き付け工程と、前記巻き付け工程により前記マンドレルの表面に形成された繊維層に対して、ローラを押し当てることにより荷重を与える荷重工程と、を備える。
【０００６】
前記構成によれば、荷重工程により繊維層が圧縮され、繊維層内のボイドの空気が繊維層の外へ押し出される。この結果、マンドレルの表面に形成された繊維層の硬化後の強度が向上、安定化する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
中空体製造システムを簡易的に示す図。
中空体製造システムの一部を簡易的に示す一部断面図。
前方から後方を向く視点により複数のローラを示す図。
ローラ近傍を簡易的に示す一部断面図。
従来の中空体の断面を写した画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を参照して、本実施形態を説明する。各図は例示に過ぎず、本実施形態は図示した内容に限定されない。また、各図は例示であるため、図示する形状が正確でなかったり、一部が省略されていたりする。
【０００９】
図１は、本実施形態にかかる中空体製造システム１を簡易的に示している。図２は、中空体製造システム１の一部を、図１よりも拡大し、一部断面図により簡易的に示している。各図は、形状等が互いに整合していない箇所を含む。例えば、図１，４と、図２とでは、マンドレル１０の端部の形状が異なるが、どちらの形状であってもよいし、このような不整合は本件の説明に影響を与えない。中空体製造システム１の少なくとも一部により、マンドレル１０を用いて中空体を製造する方法が実現される。また、中空体製造システム１の少なくとも一部は、マンドレル１０を用いて中空体を製造する装置に該当する。単純に、中空体製造システム１を当該装置と捉えてもよい。
【００１０】
図１によれば、中空体製造システム１は、マンドレル１０を支持しつつ移動させるためのロボットアーム２０を含む。マンドレル１０は中空の円柱状部材あり、例えば、中空体としてのタンクの内層（ライナー）に該当する。より具体的な一例として、マンドレル１０は、ナイロン等の樹脂で形成されており、水素等を貯留するための高圧タンクの内層となる。マンドレル１０に対しては、水平なＺ軸と同軸の支持軸２１が貫通している。マンドレル１０と支持軸２１とは、同軸と解してよい。各図において、Ｚ軸方向の一方側を前方、他方側を後方と捉える。
（【００１１】以降は省略されています）

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