特表 2024-514242 巻き付け支持体の周りにフィラメントを巻き付けるためのプロセスおよびシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-29

(54)【発明の名称】巻き付け支持体の周りにフィラメントを巻き付けるためのプロセスおよびシステム

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/32 20060101AFI20240322BHJP

【ＦＩ】

B29C70/32

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023559073

(86)(22)【出願日】2022-04-20

(85)【翻訳文提出日】2023-09-26

(86)【国際出願番号】 EP2022060413

(87)【国際公開番号】W WO2022223614

(87)【国際公開日】2022-10-27

(31)【優先権主張番号】LU500070

(32)【優先日】2021-04-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】LU

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521525527

【氏名又は名称】プラスチック・オムニウム・ニュー・エナジーズ・フランス

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】フィリップ・ベイエンス

(72)【発明者】

【氏名】ヘールト・ナウエン

【テーマコード（参考）】

4F205

【Ｆターム（参考）】

4F205AD16

4F205AG07

4F205AH55

4F205HA02

4F205HA23

4F205HA37

4F205HA46

4F205HB01

4F205HC02

4F205HL02

4F205HT22

(57)【要約】

ドーム形状の長手方向端部を備えた略円筒形状を有するとともにロール軸（８）を有する巻き付け支持体（６）の周りにフィラメント（２２）を巻き付けるためのプロセスにおいて、巻き付け支持体（６）は、ベース（１６）に固定された保持装置（４）によって保持され、次のステップ、すなわち、（ｉ）少なくとも１つの一次供給装置（１８）および少なくとも１つの二次供給装置（２０）によって、巻き付け支持体（６）に向けてフィラメント（２２）を供給するステップと、（ｉｉ）一次供給装置（１８）および二次供給装置（２０）を巻き付け支持体（６）のロール軸（８）と平行にベース（１６）に対して並進させるステップと、（ｉｉｉ）巻き付け支持体（６）をそのロール軸（８）を中心にベース（１６）に対して回転させるステップと、が同期して行われ、一次供給装置（１８）と二次供給装置（２０）との移動は互いに対称である。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドーム形状の長手方向端部を備えた略円筒形状を有するとともにロール軸（８）を有する巻き付け支持体（６）の周りにフィラメント（２２）を巻き付けるためのプロセスであって、前記巻き付け支持体（６）は、ベース（１６）に固定された保持装置（４）によって保持され、前記プロセスは、
（ｉ）少なくとも１つの一次供給装置（１８）および少なくとも１つの二次供給装置（２０）によって、前記巻き付け支持体（６）に向けてフィラメント（２２）を供給するステップと、
（ｉｉ）前記少なくとも１つの一次供給装置（１８）および前記少なくとも１つの二次供給装置（２０）を前記巻き付け支持体（６）の前記ロール軸（８）と平行に前記ベース（１６）に対して並進させるステップと、
（ｉｉｉ）前記巻き付け支持体（６）をそのロール軸（８）を中心に前記ベース（１６）に対して回転させるステップと、
（ｉｖ）前記少なくとも１つの一次供給装置（１８）および前記少なくとも１つの二次供給装置（２０）を前記ベース（１６）に対して前記巻き付け支持体（６）のピッチ軸（１０）に沿って移動させるステップと、
からなる、同期して行われるステップを含み、
前記少なくとも１つの一次供給装置（１８）と前記少なくとも１つの二次供給装置（２０）との移動は互いに対称である、
プロセス。

【請求項2】

前記少なくとも１つの一次供給装置（１８）と前記少なくとも１つの二次供給装置（２０）との移動は前記巻き付け支持体（６）の前記ロール軸（８）に関して互いに対称である、請求項１に記載のプロセス。

【請求項3】

ステップ（ｉｉ）の間、前記少なくとも１つの一次供給装置（１８）および前記少なくとも１つの二次供給装置（２０）は一次方向において前記巻き付け支持体（６）の前記ロール軸（８）と平行に前記ベース（１６）に対して並進し、前記プロセスは、
（ｖ）前記巻き付け支持体（６）をそのロール軸（８）に沿って前記一次方向とは反対の二次方向において前記ベース（１６）に対して並進させるステップ
からなる、他のステップと同期して行われるステップをさらに含む、請求項２に記載のプロセス。

【請求項4】

前記少なくとも１つの一次供給装置（１８）と前記少なくとも１つの二次供給装置（２０）との移動は前記巻き付け支持体（６）の体積中心に関して互いに対称である、請求項１に記載のプロセス。

【請求項5】

前記少なくとも１つの一次供給装置（１８）と前記少なくとも１つの二次供給装置（２０）との移動は、前記巻き付け支持体（６）の前記ロール軸（８）に垂直で前記巻き付け支持体（６）の体積中心を通る平面に関して互いに対称である、請求項１に記載のプロセス。

【請求項6】

好ましくは前記巻き付け支持体（６）の前記ロール軸（８）の周りに規則的に配置されたいくつかの一次供給装置（１８）と、好ましくは前記巻き付け支持体（６）の前記ロール軸（８）の周りに規則的に配置されたいくつかの二次供給装置（２０）と、を含み、一次供給装置（１８）の数は二次供給装置（２０）の数に等しい、請求項１から５のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項7】

圧力容器を製造するためのプロセスであって、請求項１から６のいずれか一項に記載の巻き付け支持体の周りにフィラメントを巻き付けるための前記プロセスを含む、プロセス。

【請求項8】

ドーム形状の長手方向端部を備えた略円筒形状を有するとともにロール軸（８）を有する巻き付け支持体（６）上にフィラメント（２２）を巻き付けるためのシステム（２、１０２、２０２）であって、前記システムは、
ベース（１６）と、
前記ベース（１６）に接続され、前記巻き付け支持体（６）がそのロール軸（８）を中心に前記ベース（１６）に対して回転すること、およびそのロール軸（８）に沿って前記ベース（１６）に対して並進することが可能であるように前記巻き付け支持体（６）を保持するように構成された保持装置（４）と、
前記保持装置（４）に向けてフィラメント（２２）を供給するように配置された少なくとも１つの一次供給装置（１８）および少なくとも１つの二次供給装置（２０）と、
を含み、
前記システムは、前記少なくとも１つの一次供給装置（１８）および前記少なくとも１つの二次供給装置（２０）を互いに同期して移動させるように、ならびに前記少なくとも１つの一次供給装置（１８）および前記少なくとも１つの二次供給装置（２０）を前記ベース（１６）に対して前記巻き付け支持体（６）のピッチ軸（１０）に沿って移動させるように構成されていることを特徴とする、
システム（２、１０２、２０２）。

【請求項9】

前記少なくとも１つの一次供給装置（１８）と前記少なくとも１つの二次供給装置（２０）との移動は前記巻き付け支持体（６）の前記ロール軸（８）に関して互いに対称である、請求項８に記載のシステム（２）。

【請求項10】

前記少なくとも１つの一次供給装置（１８）と前記少なくとも１つの二次供給装置（２０）との移動は前記巻き付け支持体（６）の体積中心に関して互いに対称である、請求項８に記載のシステム（１０２）。

【請求項11】

前記少なくとも１つの一次供給装置（１８）と前記少なくとも１つの二次供給装置（２０）との移動は、前記巻き付け支持体（６）の前記ロール軸（８）に垂直で前記巻き付け支持体（６）の体積中心を通る平面に関して互いに対称である、請求項８に記載のシステム（２０２）。

【請求項12】

好ましくは前記巻き付け支持体（６）の前記ロール軸（８）の周りに規則的に配置されたいくつかの一次供給装置（１８）と、好ましくは前記巻き付け支持体（６）の前記ロール軸（８）の周りに規則的に配置されたいくつかの二次供給装置（２０）と、を含み、一次供給装置（１８）の数は二次供給装置（２０）の数に等しい、請求項８から１１のいずれか一項に記載のシステム（２、１０２、２０２）。

【請求項13】

前記保持装置（４）の移動、前記供給装置（１８、２０）の移動を同期して指令し、前記供給装置（１８、２０）によって適用される前記フィラメント（２２）の速度を上げるように構成された、前記保持装置（４）および前記供給装置（１８、２０）の両方に共通の指令装置（２６）を含む、請求項８から１２のいずれか一項に記載のシステム（２、１０２、２０２）。

【請求項14】

前記一次および二次供給装置（１８、２０）はフィラメント樹脂含浸ユニットをそれぞれ含む、請求項８から１３のいずれか一項に記載のシステム（２、１０２、２０２）。

【請求項15】

プロセッサによって実行されるとき、請求項１から７のいずれか一項に記載のプロセスを前記プロセッサに実施させる命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車両用の高圧容器に関する。より正確には、本発明は、巻き付け支持体の周りにフィラメントを巻き付けるためのプロセス、および巻き付け支持体の周りにフィラメントを巻き付けるためのシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

車両用の高圧容器は一般に、ドーム形状の長手方向端部を備えた略円筒形状を有し、プラスチック材料、軽量で製造するのが安価であるように選択されるこのような材料、または他の素材で作製された、マンドレルの形態下のブラダのような、中空のコンテナを含む。このコンテナは、圧力容器を装備した車両が、動力源のような多様な機能に使用するため、圧力下のガス、たとえば二水素を貯蔵するように意図されている。圧力下のガスはコンテナの内面に強い拘束を及ぼし、これは、特に二水素のような可燃性ガスで、コンテナの完全性を損傷し、危険な漏れを引き起こす可能性がある。

【0003】

コンテナの機械的特性を改善するため、強化繊維、たとえば炭素繊維で作製されたフィラメントを供給装置によってコンテナの全周囲に巻き付けて巻き付け支持体を形成することが知られている。フィラメントは、巻き付けを容易にするとともに巻き付け支持体の外面の各部分を確実に覆うために樹脂に埋め込まれる。この巻き付け作業は必要であるが、かなり長い時間がかかり、圧力容器の製造時間が過度に長くならないようにこの作業の継続時間をできるだけ短縮することが望ましい。特許文献１は、巻き付けシステム、および巻き付け作業を高速化するために２つ以上の供給装置の使用を伴う上記巻き付けシステムによって実装される巻き付けプロセスを開示している。

【0004】

この文献は、巻き付け支持体の周りにフィラメントを巻き付けるためのいくらか高速なプロセスを提案しているが、まだ改善の余地がある。しかし特に、複数の供給装置を使用すると、巻き付けパターンのプログラミングがかなり複雑になったり、実装するのが困難になったりする可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１９／３４４５１２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上の観点から、巻き付け作業を実施するときに供給装置の指令を複雑にすることなく巻き付け作業の継続時間を最適化するための必要性が存在する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的のため、本発明によれば、ドーム形状の長手方向端部を備えた略円筒形状を有するとともにロール軸を有する巻き付け支持体の周りにフィラメントを巻き付けるためのプロセスが提供され、巻き付け支持体は、ベースに固定された保持装置によって保持され、このプロセスは、
（ｉ）少なくとも１つの一次供給装置および少なくとも１つの二次供給装置によって、巻き付け支持体に向けてフィラメントを供給するステップと、
（ｉｉ）少なくとも１つの一次供給装置および少なくとも１つの二次供給装置を巻き付け支持体のロール軸と平行にベースに対して並進させるステップと、
（ｉｉｉ）巻き付け支持体をそのロール軸を中心にベースに対して回転させるステップであって、
少なくとも１つの一次供給装置と少なくとも１つの二次供給装置との移動は互いに対称である、ステップと、
（ｉｖ）少なくとも１つの一次供給装置および少なくとも１つの二次供給装置をベースに対して巻き付け支持体のピッチ軸に沿って移動させるステップと、
からなる、同期して行われるステップを含む。

【0008】

少なくとも１つの一次供給装置と少なくとも１つの二次供給装置との移動を互いに対称にすることによって、少なくとも１つの一次供給装置と少なくとも１つの二次供給装置のいずれか１つの経路を決定することが必要であるのみであり、他方の１つは対称性によって推定可能である。したがって、複数の供給装置の存在によって可能となる高速巻き付けプロセスを得ること、および上で議論した先行技術の１つを参照して巻き付けプロセスの実装を簡素化および最適化することが可能である。また、巻き付け支持体の機械抵抗の均一性および巻き付けプロセスの再現性が向上する。

【0009】

ステップ（ｉｖ）によって、巻き付け支持体の短いドーム形状の長手方向端部の周りに巻くとき、および通常、より多くのフィラメントを占める、巻き付け支持体の中央円筒状部分の周りに巻くときに巻き付け支持体の近くに移動するとき、巻き付け支持体および供給装置を相対的に移動させることによって、フィラメント上に誘発される瞬間的な応力および歪みが最小化されるように、空間内の移動がフィラメントの堆積経路と調整される。これにより、本発明のいくつかの他の改良も可能になり、すなわち、フィラメントの層が敷設されることによる巻き付け作業中の巻き付け支持体の増加する厚さを考慮し、たとえばその適用中の巻き付け支持体でフィラメントを引っ張ることによって、フィラメント適用速度の変動がより良好に補償され、供給装置を巻き付け支持体のできるだけ近くに配置することができるためレイオフ精度が増加し、また、空間内でのフィラメントのより安定した配置を構成することができる。供給装置が巻き付け支持体に対して近くに配置されるほど、フィラメント巻き付けの高精度が可能になる。正確さ、精度および安定性が増加することにより、プロセスの再現性が向上する。

【0010】

「フィラメント」という表現によって、複合材料を形成するように液体マトリックスを含浸させた連続繊維トウ、好ましくは炭素繊維、ガラス繊維またはアラミド繊維を意味する。使用されるマトリックスのタイプに応じて、複合材料には主に２つのファミリーがある。熱硬化性複合体および熱可塑性複合体は、熱硬化性樹脂または熱可塑性ポリマーをマトリックスとして形成される。

【0011】

熱硬化性樹脂は、反応性熱硬化性前駆体を形成する２つ以上の反応性成分を混合することによって形成され、これらは、硬化条件（たとえば、熱、ＵＶまたは他の放射線、または単に互いに接触させることによってなど）に曝露されると反応して熱硬化性樹脂を形成する。高性能複合体を得るには熱硬化性マトリックスを完全に硬化させなければならない。一度硬化すると、熱硬化性樹脂は固体となり、樹脂はもはや流動するのが不可能になるため、さらに加工または再成形することができない。熱硬化性樹脂の例は、不飽和ポリエステル、エポキシ、ビニルエステル、ポリウレア、イソシアヌレート、およびポリウレタン樹脂を含む。部分的にのみ硬化して、粘着性であるが、まだ柔らかい、反応性樹脂を含浸させた繊維で作製される熱硬化性プリプレグを製造することが可能である。プリプレグを保管し、後で樹脂を加熱またはＵＶに曝露することによって圧力下でさらに加工して、プリプレグの硬化および固化を完了することができる。

【0012】

熱可塑性ポリマーは、温度を上昇および低下させることによって、それぞれ、固体状態（または非流動性状態）から液体状態（または流動性状態）に移行し、また、戻ることができる。半結晶性ポリマーの場合、熱可塑性プラスチックの温度を下げることにより、結晶の形成および熱可塑性プラスチックの固化が促進される。逆に、半結晶性ポリマーをその融解温度の上方に加熱することにより、結晶は融解し、熱可塑性プラスチックは流動することができる。半結晶性熱可塑性プラスチックの例は、ＰＥＥＫ、ＰＥＫＫ、ＰＥＫＫＥＫのようなポリエーテルケトン、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ１０、ＰＡ１２のようなポリアミド、ＰＥ、ＰＰのようなポリオレフィンなどを含む。非晶質熱可塑性プラスチックは結晶を形成せず、融解温度を有さない。非晶質熱可塑性プラスチックは、材料温度がそのガラス転移温度の下方か上方かに応じて固化するか流動可能になる。非晶質熱可塑性プラスチックの例は、ＰＥＩ、ＰＳＵ、ＰＥＳ、ＰＣ、ＰＳ、ＴＰＵなどを含む。半結晶性および非晶質の熱可塑性プラスチックはしたがって両方とも、その融解またはガラス転移温度の上方に加熱することによって再成形すること、および、これに応じて温度を下げることによってその新たな形状に凍結することができる。物理的な観点からは厳密には正しくないが、簡単にするため、液体状態の半結晶性および非晶質の熱可塑性プラスチックの両方を本明細書では「熱可塑性プラスチック溶融物」と呼ぶ。

【0013】

本発明の第１の実施形態によれば、少なくとも１つの一次供給装置と少なくとも１つの二次供給装置との移動は巻き付け支持体のロール軸に関して互いに対称である。

【0014】

本発明の第２の実施形態によれば、少なくとも１つの一次供給装置と少なくとも１つの二次供給装置との移動は巻き付け支持体の体積中心に関して互いに対称である。

【0015】

本発明の第３の実施形態によれば、少なくとも１つの一次供給装置と少なくとも１つの二次供給装置との移動は、巻き付け支持体のロール軸に垂直で巻き付け支持体の体積中心を通る平面に関して互いに対称である。

【0016】

本発明はしたがって、少なくとも１つの一次供給装置と少なくとも１つの二次供給装置の移動の間の対称性を異なる構成の中から選択することができるため、その実装において大きな柔軟性を提供する。換言すれば、本発明は、さまざまなタイプの巻き付けシステム、特に、供給装置間の非常に多くのタイプの対称性のみを可能にすることができるシステムに適用可能であり、実装するのが容易である。

【0017】

好ましくは、本発明の第１の実施形態において、ステップ（ｉｉ）の間、少なくとも１つの一次供給装置および少なくとも１つの二次供給装置は一次方向において巻き付け支持体のロール軸と平行にベースに対して並進し、このプロセスは、
（ｖ）巻き付け支持体をそのロール軸に沿って一次方向とは反対の二次方向においてベースに対して並進させるステップ
からなる、他のステップと同期して行われるステップをさらに含む。

【0018】

巻き付け支持体をそのロール軸に沿って並進させることによって形成される別の移動を追加することによって、巻き付け支持体上にフィラメントを敷設するための新たな経路を作成すること、および巻き付けプロセスをさらに高速化することが可能である。具体的には、供給装置の並進の方向と反対の方向に巻き付け支持体を並進させることによって、供給装置に対する巻き付け支持体の逆運動が生成され、これにより供給装置に対する巻き付け支持体の相対速度が増加し、したがってフィラメントの敷設速度が増加する。

【0019】

有利には、このプロセスは、好ましくは巻き付け支持体のロール軸の周りに規則的に配置されたいくつかの一次供給装置と、好ましくは巻き付け支持体のロール軸の周りに規則的に配置されたいくつかの二次供給装置と、を伴い、一次供給装置の数は二次供給装置の数に等しい。

【0020】

追加の供給装置により巻き付け速度を倍増させることが可能になる。２つの一次供給装置および２つの二次供給装置の場合、巻き付け速度は最大２倍となるが、巻き付けプロセスはそれほど複雑化せず、実装するのがほぼ同等に容易である。

【0021】

本発明によれば、圧力容器を製造するためのプロセスも提供され、このプロセスは、上に提示したような巻き付け支持体の周りにフィラメントを巻き付けるためのプロセスを含む。

【0022】

本発明によれば、ドーム形状の長手方向端部を備えた略円筒形状を有するとともにロール軸を有する巻き付け支持体上にフィラメントを巻き付けるためのシステムが提供され、このシステムは、
ベースと、
ベースに接続され、巻き付け支持体がそのロール軸を中心にベースに対して回転すること、およびそのロール軸に沿ってベースに対して並進することが可能であるように巻き付け支持体を保持するように構成された保持装置と、
保持装置に向けてフィラメントを供給するように配置された少なくとも１つの一次供給装置および少なくとも１つの二次供給装置と、
を含み、
このシステムは、少なくとも１つの一次供給装置と少なくとも１つの二次供給装置とを互いに対称に移動させるように構成されている。

【0023】

本発明の第１の実施形態によれば、少なくとも１つの一次供給装置と少なくとも１つの二次供給装置との移動は巻き付け支持体のロール軸に関して互いに対称である。

【0024】

本発明の第２の実施形態によれば、少なくとも１つの一次供給装置と少なくとも１つの二次供給装置との移動は巻き付け支持体の体積中心に関して互いに対称である。

【0025】

本発明の第３の実施形態によれば、少なくとも１つの一次供給装置と少なくとも１つの二次供給装置との移動は、巻き付け支持体のロール軸に垂直で巻き付け支持体の体積中心を通る平面に関して互いに対称である。

【0026】

本発明はしたがって、少なくとも１つの一次供給装置と少なくとも１つの二次供給装置の移動の間の対称性を異なる構成の中から選択することができるため、その実装において大きな柔軟性を提供する。換言すれば、本発明は、さまざまなタイプの巻き付けシステム、特に、供給装置間の非常に多くのタイプの対称性のみを可能にすることができるシステムに適用可能であり、実装するのが容易である。

【0027】

有利には、このシステムは、少なくとも１つの一次供給装置および少なくとも１つの二次供給装置をベースに対して巻き付け支持体のピッチ軸に沿って移動させるように構成されている。

【0028】

これにより、ステップ（ｖ）が行われる上述したような巻き付けプロセスの実装が可能になる。

【0029】

有利には、このシステムは、好ましくは巻き付け支持体のロール軸の周りに規則的に配置されたいくつかの一次供給装置と、好ましくは巻き付け支持体のロール軸の周りに規則的に配置されたいくつかの二次供給装置と、を含み、一次供給装置の数は二次供給装置の数に等しい。

【0030】

有利には、このシステムは、保持装置の移動、供給装置の移動を同期して指令し、供給装置によって適用されるフィラメントの速度を上げるように構成された、保持装置および供給装置の両方に共通の指令装置を含む。

【0031】

システムのすべての要素の指令はしたがって、唯一の指令装置によって集中化され、これにより巻き付けプロセスのステップのより容易な同期が可能になる。

【0032】

有利には、一次および二次供給装置はフィラメント樹脂含浸ユニットをそれぞれ含む。

【0033】

本発明によれば、プロセッサによって実行されるとき、上に提示したようなプロセスをプロセッサに実施させる命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体も提供される。

【0034】

例示的かつ非制限的な一例として与えられる次の説明を読むことによって、また、添付の図面によって、他の特徴および利点が明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の第１の実施形態による巻き付け支持体上にフィラメントを巻き付けるためのシステムの三次元図である。

【図2】図１のシステムによって実行される本発明による巻き付けプロセスによって可能になる巻き付けパターンを示す図である。

【図3】本発明の第２の実施形態による巻き付け支持体上にフィラメントを巻き付けるためのシステムの三次元図である。

【図4】本発明の第３の実施形態による巻き付け支持体上にフィラメントを巻き付けるためのシステムの三次元図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

図１は本発明の第１の実施形態による巻き付け支持体上にフィラメントを巻き付けるためのシステム２を表す。次の説明において、このシステム２を「巻き付けシステム」と呼ぶ。

【0037】

巻き付けシステム２は、本発明による巻き付けプロセスを実行することによって巻き付けられるべき巻き付け支持体６を保持するように構成された保持装置４を含む。巻き付け支持体６は、車両用の高圧容器の一部を形成するように意図されている。「高圧容器」という表現によって、３５０バールまでの内圧に耐えることが可能な加圧下でガスを貯蔵するように意図された圧力容器を意味する。したがって、巻き付け支持体６はマンドレルの形態下のブラダであってもよい。巻き付け支持体６は、巻き付け支持体６の長手軸を画定する略円筒形状を有する。

【0038】

巻き付け支持体６の体積中心によって形成される原点を考慮することによって、たとえばＣｌａｎｃｙ， Ｌ．Ｊ．によるマニュアル「Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ」、Ｐｉｔｍａｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｌｉｍｉｔｅｄ （１９７５）、ＩＳＢＮ ０－２７３－０１１２０－０、セクション１６．６において定義された航空機の主軸の名前を参照することによって、３つの軸、すなわち、ロール軸８、ピッチ軸１０およびヨー軸１２を含む三次元座標系を定義することができる。ロール軸８は長手軸と同一直線上にあり、巻き付け支持体６の体積中心を通過する。ヨー軸１２は鉛直であり、巻き付け支持体６の体積中心を通過する。ピッチ軸１０はロール軸８に垂直であり、巻き付け支持体６の体積中心を通過する。巻き付け支持体６の体積中心、ロール軸８、ピッチ軸１０およびヨー軸１２は図１上に表されている。

【0039】

巻き付け支持体６は、円筒形状を有する中央部分と、ロール軸８に対して中央部分の両側に配置された２つのドーム形状長手方向端部１４と、を有する。巻き付け支持体６は、ドーム形状長手方向端部１４の一方に配置された少なくとも１つのボスを含む。好ましくは、巻き付け支持体６は、ドーム形状長手方向端部１４の両方に配置された２つのボスを含む。

【0040】

保持装置４は、巻き付けシステム２のベース１６に接続された関節アームを含む。巻き付け支持体６は、巻き付け支持体６がそのロール軸８を中心に回転することが可能であるように巻き付け支持体６のボスの１つまたは複数のボスをクランプすることによって関節アームによって保持されている。ここで、関節アームは６軸ロボットまたはデカルト座標ロボットによって形成することができるが、これらのタイプのロボットを、保持装置を移動させる任意の他の適切な手段によって置き換えることが可能である。

【0041】

巻き付けシステム２は、保持装置４および巻き付け支持体６に向けてフィラメント２２を供給するように構成された少なくとも１つの一次供給装置１８および少なくとも１つの二次供給装置２０を含む。フィラメント２２は、巻き付け支持体６の全周囲に巻き付けられるべき帯として成形された樹脂に埋め込まれる強化繊維で作製されている。少なくとも１つの一次供給装置１８および少なくとも１つの二次供給装置２０は、巻き付け支持体６のロール軸８と平行に、および、巻き付け支持体６のピッチ軸１０と平行に移動するようにそれぞれ構成されている。

【0042】

巻き付けシステム２のこの実施形態において、少なくとも１つの一次供給装置１８と少なくとも１つの二次供給装置２０との移動は巻き付け支持体６のロール軸８に関して互いに対称である。たとえば、少なくとも１つの一次供給装置１８がロール軸８に沿って設定方向に特定の速度で並進するとき、少なくとも１つの二次供給装置２０もロール軸８に沿って同じ速度で、同じ方向に並進する。

【0043】

ここで、巻き付けシステム２は、１つの一次供給装置１８および１つの二次供給装置２０を含む。本発明の一変形によれば、より多くの一次および二次供給装置を設けることができ、一次供給装置の数は二次供給装置の数に等しい。好ましくは、一次供給装置は巻き付け支持体のロール軸の周りに規則的に配置され、二次供給装置は巻き付け支持体のロール軸の周りに規則的に配置される。２つの一次供給装置および２つの二次供給装置を含む巻き付けシステムで、巻き付け速度、再現性および実装の容易さに関して良好な結果が観察されている。

【0044】

一次および二次供給装置１８、２０のそれぞれは、フィラメント２２が巻き付け支持体６の方向に通過する巻き付け穴を含む。フィラメント２２は、ベース１６に接続された、フィラメント材料巻き出し装置（図示せず）および／またはインライン含浸を提供せねばならない場合におけるフィラメント樹脂含浸システム（図示せず）が装備された供給ステーション２４によって連続的に提供される。ここで、一次および二次供給装置１８、２０は、フィラメント樹脂含浸ユニット（図示せず）をそれぞれ含む。

【0045】

一次および二次供給装置１８、２０のそれぞれに、巻き付け中に巻き付け支持体６に供給されるフィラメント２２の量を加速または減速するように構成されたアクチュエータおよびブレーキを装備することができる。供給ステーション２４にもこのようなアクチュエータおよびブレーキを装備することができる。

【0046】

巻き付けシステム２は、保持装置４の移動、一次および二次供給装置１８、２０の移動を同期して指令し、一次および二次供給装置１８、２０によって適用されるフィラメント２２の速度を上げるように構成された、保持装置４と一次および二次供給装置１８、２０との両方に共通の指令装置２６を含む。

【0047】

指令装置２６は、指令装置２６によって同期して行われる、
（ｉ）一次供給装置１８および二次供給装置２０によって、巻き付け支持体６に向けてフィラメント２２を供給するステップと、
（ｉｉ）一次供給装置１８および二次供給装置２０を巻き付け支持体６のロール軸８と平行にベース１６に対して並進させるステップと、
（ｉｉｉ）巻き付け支持体６をそのロール軸８を中心にベース１６に対して回転させるステップと、
からなるステップを含む巻き付けプロセスを実装するのに適しており、
少なくとも１つの一次供給装置１８と少なくとも１つの二次供給装置２０との移動は互いに対称である。

【0048】

本発明によれば、巻き付け支持体６の形状および巻き付けプロセス中のその増加する厚さをよりよく考慮するため、指令装置２６は、上のステップと同期して行われる、次のステップを実装することもでき、これは、
（ｉｖ）一次供給装置１８および二次供給装置２０をベース１６に対して巻き付け支持体６のピッチ軸１０に沿って移動させるステップ
からなる。

【0049】

巻き付けプロセスの継続時間を減らすため、本発明の第１の実施形態によれば、指令装置２６は、上のステップと同期して行われる、次のステップを実装することもでき、これは、
（ｖ）巻き付け支持体６をそのロール軸８に沿ってロール軸８と平行に供給装置１８、２０の並進の方向とは反対の方向においてベース１６に対して並進させるステップ
からなる。

【0050】

巻き付けプロセスにより異なるタイプの巻き付けパターンが可能になる。図２は、フィラメント２２が低角度螺旋巻きにしたがって巻き付け支持体６の周りに巻き付けられる巻き付けプロセスの好ましい一実装形態を示す。フィラメント２２は、２０°より低い巻き付け支持体６のロール軸８に対する角度で敷設される。

【0051】

図３は、本発明の第２の実施形態による巻き付け支持体上にフィラメントを巻き付けるための巻き付けシステム１０２を表す。これは、少なくとも１つの一次供給装置１８と少なくとも１つの二次供給装置２０との移動が巻き付け支持体６の体積中心に関して互いに対称である点で第１の実施形態の巻き付けシステムとは異なる。第１の実施形態の供給システムのすべての他の特徴は巻き付けシステム１０２に置き換え可能である。

【0052】

図４は、本発明の第３の実施形態による巻き付け支持体上にフィラメントを巻き付けるための巻き付けシステム２０２を表す。これは、少なくとも１つの一次供給装置１８と少なくとも１つの二次供給装置２０との移動が、巻き付け支持体６のロール軸８に垂直で巻き付け支持体６の体積中心を通る平面に関して互いに対称である点で、第１および第２の実施形態の巻き付けシステムとは異なる。第１および第２の実施形態の供給システムのすべての他の特徴は巻き付けシステム２０２に置き換え可能である。

【0053】

上の実施形態は例示的であり、制限的な実施形態ではない。明らかに、本発明の多くの修正および変形が、その発明の概念から逸脱することなく上の教示に照らして可能である。したがって、本発明は、具体的に説明した以外の方法で実践することができるということが理解されなければならない。

【符号の説明】

【0054】

２、１０２、２０２ 巻き付けシステム
４ 保持装置
６ 巻き付け支持体
８ 巻き付け支持体のロール軸
１０ 巻き付け支持体のピッチ軸
１２ 巻き付け支持体のヨー軸
１４ 巻き付け支持体のドーム形状端部
１６ ベース
１８ 一次供給装置
２０ 二次供給装置
２２ フィラメント
２４ 供給ステーション
２６ 指令装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】