CN103153590B - 单纤维卷绕装置的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供防止提供给套筒的纤维束与其他的纤维束或纤维供给引导器干涉的单纤维卷绕装置。具备呈放射状地设置了沿与套筒（1）的中心轴（Ra）大致垂直的方向伸缩的多个纤维供给引导器（80A、80B）的第1引导部（43）和第2引导部（44），改变纤维供给引导器（80A、80B）的伸缩量的驱动部（60），控制驱动部（60）的控制部（C）。控制部（C）在从纤维供给引导器（80A）供给的纤维束（F）在纤维供给引导器（80B）与套筒（1）之间横穿的情况下，使从纤维供给引导器（80B）到套筒（1）的中心轴（Ra）的距离比从纤维供给引导器（80A）到套筒（1）的中心轴（Ra）的距离大；在相反的情况下，使从纤维供给引导器（80A）到套筒（1）的中心轴（Ra）的距离比从纤维供给引导器（80B）到套筒（1）的中心轴（Ra）的距离大。
Description
技术领域
本发明涉及单纤维卷绕装置的控制方法。
背景技术
以往，具备环向卷绕装置和螺旋卷绕装置，通过对套筒交替反复地进行环向卷绕和螺旋卷绕，将纤维束卷绕到套筒的周围而形成加强层的单纤维卷绕装置是众所周知的。
螺旋卷绕中，将螺旋卷绕装置的位置固定、使套筒旋转并沿旋转轴方向输送来将纤维束卷绕到套筒的周围上去。纤维束从设置在螺旋卷绕装置上的纤维供给引导器提供给套筒。为了能够将多根纤维束同时卷绕，具备在螺旋卷绕装置中呈放射状地设置有多个纤维供给引导器的第1引导部和第2引导部的单纤维卷绕装置也众所周知(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-36461号公报
发明的概要
发明要解决的技术问题
但是，螺旋卷绕时纤维束被从纤维供给引导器相对于套筒的输送方向带角度沿倾斜方向拉出。这是因为螺旋卷绕时由于纤维束被拉出卷绕到沿旋转轴方向输送的套筒上，因此纤维束在套筒上的卷绕位置比纤维供给引导器在套筒的输送方向上成为了前侧的缘故。
因此，在螺旋卷绕装置具备第1引导部和第2引导部的情况下，与套筒的输送方向相对应，例如从第1引导部的纤维供给引导器提供的纤维束有时在第2引导部的纤维供给引导器与套筒之间横穿。即，从第1引导部的纤维供给引导器提供的纤维束被斜着拉出到第2引导部的纤维供给引导器一侧，由此，成为了从第1引导部的纤维供给引导器供给的纤维束贯穿经过第2引导部的各纤维供给引导器的顶端、与套筒的中心轴垂直的假想平面的状态。
并且，如果套筒的输送方向转换，则反之从第2引导部的纤维供给引导器供给的纤维束有时在第1引导部的纤维供给引导器与套筒之间横穿。即，从第2引导部的纤维供给引导器供给的纤维束被斜着拉出到第1引导部的纤维供给引导器一侧，由此，成为了从第2引导部的纤维供给引导器供给的纤维束贯穿经过第1引导部的各纤维供给引导器的顶端、与套筒的中心轴垂直的假想平面的状态。
在这样的情况下，如果例如从第1引导部的纤维供给引导器供给的纤维束与第2引导部的纤维供给引导器或从第2引导部供给的纤维束干涉的话，则存在纤维束上产生纤维断线等损伤部，形成在套筒周围的加强层的强度降低这样的问题。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而作出的。本发明的目的就是要提供一种防止在将纤维束提供给套筒之际，纤维束与其他的纤维束或纤维供给引导器干涉的单纤维卷绕装置。
本发明想要解决的问题如上所述，接着说明用来解决该问题的手段。
本发明的单纤维卷绕装置的控制方法，该单纤维卷绕装置将纤维束卷绕到套筒上，具备：呈放射状地设置了多个纤维供给引导器的第1引导部和第2引导部，该多个纤维供给引导器沿相对于上述套筒旋转的中心轴大致垂直的方向伸缩；改变上述纤维供给引导器的伸缩量的驱动部；以及通过控制上述驱动部来调整上述纤维供给引导器与上述套筒旋转的中心轴的距离的控制部；上述第1引导部和第2引导部在上述套筒的输送方向上彼此相邻地配置；该控制方法的特征在于，上述控制部，在从上述第1引导部的纤维供给引导器供给的纤维束由于被斜着拉出到上述第2引导部的纤维供给引导器一侧，而贯穿经过上述第2引导部的纤维供给引导器的顶端、与上述套筒的中心轴垂直的假想平面的情况下，使从上述第2引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离比从上述第1引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离大；上述控制部，在从上述第2引导部的纤维供给引导器供给的纤维束由于被斜着拉出到上述第1引导部的纤维供给引导器一侧，而贯穿经过上述第1引导部的纤维供给引导器的顶端、与上述套筒的中心轴垂直的假想平面的情况下，使从上述第1引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离比从上述第2引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离大。
本发明的单纤维卷绕装置的控制方法，上述控制部保持从上述第1引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离、与从上述第2引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离之差，并且调整上述第1引导部及上述第2引导部的纤维供给引导器与上述套筒的中心轴的距离。
本发明的单纤维卷绕装置的控制方法，在转换了纤维束相对于套筒的中心轴方向的卷绕方向后，上述控制部进行转换动作，该转换动作转换从上述第1引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离和从上述第2引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离的大小，以使上述第1引导部和第2引导部中从上述卷绕方向后侧的引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离，比从上述卷绕方向前侧的引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离大。
本发明的单纤维卷绕装置的控制方法，上述控制部，在卷绕到上述套筒上的纤维束的卷绕位置相对于纤维束的卷绕方向从比上述第1引导部及上述第2引导部的纤维供给引导器靠前侧变化到靠后侧后，进行上述转换动作。
本发明的单纤维卷绕装置的控制方法，上述套筒采用具有半径固定的筒状部和设置在上述筒状部端部的穹顶部的部件；上述控制部在开始纤维束向上述筒状部的卷绕之前进行上述转换动作。
本发明的的单纤维卷绕装置的控制方法，在向上述穹顶部的纤维束的卷绕过程中进行上述转换动作的情况下，上述控制部在向上述穹顶部的纤维束的卷绕结束一半以上以后，进行上述转换动作。
即，第1方案为将纤维束卷绕到套筒上的单纤维卷绕装置，具备第1引导部和第2引导部、驱动部、控制部。第1引导部和第2引导部呈放射状地设置了沿与上述套筒的旋转轴大致垂直的方向伸缩的多个纤维供给引导器。驱动部改变上述纤维供给引导器的伸缩量。控制部通过控制上述驱动部来调整上述纤维供给引导器与上述套筒的中心轴之间的距离。并且，控制部在从上述第1引导部的纤维供给引导器供给的纤维束在上述第2引导部的纤维供给引导器与上述套筒之间横穿的情况下，使从上述第2引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离比从上述第1引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离大。并且，在从上述第2引导部的纤维供给引导器供给的纤维束在上述第1引导部的纤维供给引导器与上述套筒之间横穿的情况下，使从上述第1引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离比从上述第2引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离大。
其中，“从第1引导部的纤维供给引导器供给的纤维束在第2引导部的纤维供给引导器与套筒之间横穿的情况”是指从第1引导部的纤维供给引导器供给的纤维束斜着拉出到第2引导部的各纤维供给引导器一侧，由此成为从第1引导部的纤维供给引导器供给的纤维束贯穿经过第2引导器的纤维供给引导器的顶端、与套筒的中心轴垂直的假想平面的状态的情况。
“从第2引导部的纤维供给引导器供给的纤维束在第1引导部的纤维供给引导器与套筒之间横穿的情况”是指从第2引导部的纤维供给引导器供给的纤维束斜着拉出到第1引导部的纤维供给引导器一侧，由此成为从第2引导部的纤维供给引导器供给的纤维束贯穿经过第1引导器的各纤维供给引导器的顶端、与套筒的中心轴垂直的假想平面的状态的情况。
“从纤维供给引导器到套筒的中心轴的距离”是指从纤维供给引导器的顶端到套筒的中心轴的距离。
第2方案在第1方案的情况下，控制部保持从上述第1引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离、与从上述第2引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离之差，并且调整上述第1引导部及上述第2引导部的纤维供给引导器与上述套筒的中心轴的距离。
第3方案在第1或第2任一方案的情况下，在转换了纤维束相对于套筒的中心轴方向的卷绕方向后，上述控制部进行转换动作，该转换动作转换从上述第1引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离和从上述第2引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离的大小，以使上述第1引导部和第2引导部中从上述卷绕方向后侧的引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离，比从上述卷绕方向前侧的引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离大。
第4方案在第3方案的情况下，控制部，在卷绕到上述套筒上的纤维束的卷绕位置相对于纤维束的卷绕方向从比上述第1引导部及上述第2引导部的纤维供给引导器靠前侧变化到靠后侧后，进行上述转换动作。
第5方案在第3或第4任一方案的情况下，上述套筒采用具有半径固定的筒状部和设置在上述筒状部端部的穹顶部的部件；上述控制部在开始纤维束向上述筒状部的卷绕之前进行上述转换动作。
第6方案在第5方案的情况下，在向上述穹顶部的纤维束的卷绕过程中进行上述转换动作的情况下，上述控制部在向上述穹顶部的纤维束的卷绕结束一半以上以后，进行上述转换动作。
发明的效果
作为本发明的效果，取得如下所述的效果。
根据第1方案，由于在从第1引导部的纤维供给引导器供给的纤维束在第2引导部的纤维供给引导器与套筒之间横穿的情况下，使从第2引导部的纤维供给引导器到套筒的中心轴的距离比从第1引导部的纤维供给引导器到套筒的中心轴的距离大，在从第2引导部的纤维供给引导器供给的纤维束在第1引导部的纤维供给引导器与套筒之间横穿的情况下，使从第1引导部的纤维供给引导器到套筒的中心轴的距离比从第2引导部的纤维供给引导器到套筒的中心轴的距离大，因此能够防止在将纤维束提供给套筒之际纤维束与其他的纤维束或纤维供给引导器干涉。
根据第2方案，保持从第1引导部的纤维供给引导器到套筒的中心轴的距离与从第2引导部的纤维供给引导器到套筒的中心轴的距离之差，并且调整第1引导部及第2引导部的纤维供给引导器与套筒的中心轴之间的距离，因此在套筒的直径在中央部与两端部不同的情况下，能够例如边使第1引导部和第2引导部的纤维供给引导器沿套筒的外周面边卷绕纤维束。由此，能够防止纤维束的干涉并且能够将纤维束均匀地卷绕到整个套筒上。
根据第3方案，由于在转换了纤维束相对于套筒的中心轴方向的卷绕方向后，控制部使第1引导部和第2引导部中从卷绕方向后侧的引导部的纤维供给引导器到套筒的中心轴的距离比从卷绕方向前侧的引导部的纤维供给引导器到套筒的中心轴的距离大地、进行转换从第1引导部的纤维供给引导器到套筒的中心轴的距离和从第2引导部的纤维供给引导器到套筒的中心轴的距离的大小的转换动作，因此能够防止在转换了纤维束相对于套筒的中心轴的卷绕方向的情况下，纤维束与其他的纤维束或纤维供给引导器干涉。
根据第4方案，由于控制部在卷绕到套筒上的纤维束的卷绕位置在纤维束的卷绕方向上从比第1引导部及第2引导部的纤维供给引导器靠前侧变化到靠后侧后进行转换动作，因此能够以恰当的定时进行转换动作，能够防止纤维束与其他的纤维束或纤维供给引导器干涉。
根据第5方案，由于控制部在开始纤维束向筒状部的卷绕之前进行转换动作，因此在筒状部能够容易地进行等间距地卷绕纤维束的控制。
根据第6方案，由于在向穹顶部的纤维束的卷绕过程中进行转换动作的情况下，控制部在向穹顶部的纤维束的卷绕结束一半以上以后进行转换动作，因此利用纤维供给引导器的伸缩量来控制穹顶部中纤维束的卷绕位置变得容易。
附图说明
图1为表示本发明的一个实施形态的FW装置100的图；
图2为表示构成螺旋卷绕装置40的第1螺旋头43和第2螺旋头44的图；
图3为表示构成第1螺旋头43和第2螺旋头44的引导器支承装置45的图；
图4为表示将纤维束F螺旋卷绕到第1筒状部1A的外周面1AS上的状态的侧视图；
图5为表示将纤维束F螺旋卷绕到第1筒状部1A的外周面1AS上的状态的侧视图；
图6为表示将纤维束F螺旋卷绕到穹顶部1B的外周面1BS上的状态的侧视图；
图7为表示边将纤维束F螺旋卷绕到第2筒状部1C的外周面1CS上边转换纤维束F的卷绕方向的状态的侧视图；
图8为表示在穹顶部1B的卷绕时进行转换从纤维供给引导器80A、80B到套筒1的中心轴的距离的大小的转换动作的状态的侧视图；
图9为本发明其他实施形态的FW装置的纤维供给引导器180A、180B、180C、180D附近的放大图。
具体实施方式
接着使用图说明发明的实施形态。
实施例1
首先使用图1说明本发明实施例1的单纤维卷绕装置100的整体结构。以下将单纤维卷绕装置100省略为FW装置100进行说明。
图1为表示FW装置100的侧视图。FW装置100为通过对套筒1交替地反复进行环向卷绕和螺旋卷绕将纤维束F卷绕到套筒1的周围上去的装置。
图1所示箭头A、B表示FW装置100的前后方向和螺旋卷绕过程中套筒1的输送方向。由于螺旋卷绕中使套筒1沿FW装置100的前后方向往复移动，因此套筒1有沿箭头A的方向输送的时候和沿箭头B的方向输送的时候。在以下的说明中，将套筒1输送方向的前侧定义为套筒1和单纤维卷绕装置的前侧，将另一个方向定义为后侧。即，与套筒1的输送方向相对应地FW装置100的前侧和后侧转换。在套筒1沿箭头A的方向输送的情况下，在图1中将左侧作为套筒1及单纤维卷绕装置的前侧。并且，在套筒1的输送方向被转换，套筒1沿箭头B的方向输送的情况下，在图1中将右侧作为套筒1和单纤维卷绕装置的前侧。
套筒1为用例如高强度的铝材或聚酰胺类树脂等形成的大致圆筒形状的中空容器。套筒1由纤维束F卷绕到该套筒1的外周面1S上而谋求耐压特性的提高。即套筒1采用构成耐压容器的基材。
FW装置100主要由主底座10、套筒输送装置20、环向卷绕装置30、螺旋卷绕装置40和控制部C构成。主底座10构成FW装置100的基础。在主底座10的上部设置有套筒输送装置用导轨11。在套筒输送装置用导轨11上载置有套筒输送装置20。在主底座10的上部与套筒输送装置用导轨11平行地设置有环向卷绕装置用导轨12。在环向卷绕装置用导轨12上载置有环向卷绕装置30。通过这样的结构，能够使套筒输送装置20和环向卷绕装置30相对于主底座10移动。螺旋卷绕装置40被固定在主底座10上。
套筒输送装置20为使沿FW装置100前后方向的方向的旋转轴与套筒1的中心轴Ra(参照图2)一致地使套筒1旋转，并且沿FW装置100的前后方向输送套筒1的装置。套筒输送装置20主要由底座21和套筒支承部22构成。套筒输送装置20的驱动由控制部C控制。
底座21具备一对套筒支承部22。套筒支承部22分别具备套筒支承框23和支承轴24。套筒支承框23从底座21向上方延设。支承轴24从套筒支承框23沿FW装置的前后方向延设。支承轴24由未图示的动力机构驱动沿绕轴的一个方向旋转。支承轴24支承套筒1的两端，使套筒1旋转。通过这样的结构，套筒输送装置20以支承轴24为旋转轴使套筒1旋转，同时沿FW装置100的前后方向输送套筒1。
环向卷绕装置30为将纤维束F环向卷绕到套筒1的外周面1S上的装置。环向卷绕使纤维束F相对于套筒1的中心轴的卷绕角度WA(以下简称为“卷绕角度WA”，参照图2)为大致90°地将纤维束F卷绕到套筒1的外周面1S上去。环向卷绕装置30主要由底座31、动力机构32和环向卷挂装置33构成。环向卷绕装置30的驱动由控制部C控制。
在底座31上设置有动力机构32和环向卷挂装置33。环向卷挂装置33具备卷挂台34和筒管35。卷挂台34在中央设置有穿插套筒1的空间。筒管35设置在卷挂台34上，给套筒1的外周面1S供给纤维束F。动力机构32使环向卷挂装置33围绕套筒1的中心轴旋转。
环向卷绕时套筒1的位置固定，使环向卷绕装置30沿套筒1的中心轴方向移动，并且使环向卷挂装置33围绕套筒1的中心轴旋转。由此进行环向卷绕。另外，通过调节环向卷绕装置30的移动速度、卷挂台34的旋转速度能够自由地改变纤维束F的卷绕形态。
螺旋卷绕装置40为将纤维束F螺旋卷绕到套筒1的外周面1S上的装置。螺旋卷绕时，纤维束F的卷绕角度WA(参照图2)为规定的值(例如0～60°)地将纤维束F卷绕到套筒1的外周面1S上去。螺旋卷绕装置40主要由底座41和螺旋卷挂装置42构成。螺旋卷绕装置40的驱动由控制部C控制。
在底座41上设置有螺旋卷挂装置42。螺旋卷挂装置42具备作为第1引导部的第1螺旋头43和作为第2引导部的第2螺旋头44。给第1螺旋头43和第2螺旋头44从未图示的多个筒管提供纤维束F，纤维束F被引导到套筒1的外周面1S上(参照图2)。
螺旋卷绕时，螺旋卷绕装置40固定，套筒1被套筒输送装置20边旋转边沿中心轴Ra方向输送。由此进行螺旋卷绕。另外，通过调节套筒1的输送速度、旋转速度能够自由地改变纤维束F的卷绕形态。
接着，更详细地说明构成螺旋卷绕装置40的第1螺旋头43和第2螺旋头44。图2为表示了第1螺旋头43和第2螺旋头44的侧视图。图中所示箭头A表示套筒1的输送方向。并且，箭头R表示套筒1的旋转方向。
如图2所示，第1螺旋头43和第2螺旋头44在套筒1的输送方向上互相相邻配置。在第1螺旋头43和第2螺旋头44上设置有将纤维束F引导到套筒1的外周面1S上的纤维供给引导器80A、80B。在第1螺旋头43上与套筒1的中心轴Ra大致垂直的方向并且呈放射状地设置有多个纤维供给引导器80A。在第2螺旋头44上与套筒1的中心轴Ra大致垂直的方向并且呈放射状地设置有多个纤维供给引导器80B。即，设置在第1螺旋头43和第2螺旋头44上的纤维供给引导器80A、80B在套筒1的输送方向上配置成2列。
在第1螺旋头43和第2螺旋头44上设置有多个引导器支承装置45。各引导器支承装置45分别支承纤维供给引导器80A、80B。各引导器支承装置45将纤维供给引导器80A、80B能够沿与中心轴Ra大致垂直的方向伸缩并且能够围绕纤维供给引导器80A、80B的轴旋转地支承。第1螺旋头43使所有的纤维供给引导器80A同时伸缩和旋转相同的量地构成，第2螺旋头44也使所有的纤维供给引导器80B能够同时伸缩和旋转相同的量地构成。并且，第1螺旋头43的纤维供给引导器80A和第2螺旋头44的纤维供给引导器80B能够彼此间调整到各自的伸缩量和旋转量地构成。
由此，第1螺旋头43和第2螺旋头44能够将多根纤维束F同时引导到套筒1的外周面1S上。本FW装置100的第1螺旋头43上设置有90根纤维供给引导器80A，第2螺旋头44上设置有90根纤维供给引导器80B。因此，能够将合计180根纤维束F同时引导到套筒1的外周面1S上进行螺旋卷绕。
并且，本FW装置100中设置有以套筒1的中心轴Ra为中心沿套筒1的圆周方向驱动第2螺旋头44的驱动装置50。驱动装置50用由电动机51驱动旋转的蜗轮52和固设在第2螺旋头44上的齿条53构成。驱动装置50通过电动机51的旋转动力驱动第2螺旋头44。通过这样的结构，驱动装置50能够驱动第2螺旋头44，能够调节第1螺旋头43与第2螺旋头44的相位差。
接着用图2、图3更详细地说明支承第1螺旋头43和第2螺旋头44的纤维供给引导器80A、80B的引导器支承装置45。
图3为表示了引导器支承装置45的侧视图。引导器支承装置45与纤维供给引导器80A、80B的根数相对应呈放射状设置在第1螺旋头43和第2螺旋头44上，各引导器支承装置45分别具备移动机构60和旋转机构70。图中所示的空心箭头表示构成移动机构60的各部件的动作方向。并且，图中所示的涂黑箭头表示构成旋转机构70的各部件的动作方向。
移动机构60为沿与套筒1的中心轴Ra大致垂直的方向改变纤维供给引导器80A、80B的伸缩量的机构。移动机构60主要由旋转筒61、中间轴62和滚珠丝杠63构成。第1螺旋头43的移动机构60由作为改变纤维供给引导器80A的伸缩量的驱动部的电动机91驱动。第2螺旋头44的移动机构60由作为改变纤维供给引导器80B的伸缩量的驱动部的电动机92驱动。
旋转筒61为在内周面上形成了内齿轮的环形部件。旋转筒61与套筒1的中心轴Ra配置在同轴上，由电动机91、92驱动旋转。
中间轴62为将旋转筒61的旋转传递给构成滚珠丝杠63的螺旋轴631的部件。设置在中间轴62一端上的小齿轮与旋转筒61的内齿轮啮合。并且，设置在中间轴62另一端上的锥齿轮与螺旋轴631的锥齿轮啮合着。
滚珠丝杠63为将中间轴62的旋转运动变换成引导器支承部件81的进给运动的机构。滚珠丝杠63主要由螺旋轴631和滚珠螺母632构成。
螺旋轴631为由中间轴62驱动旋转的部件。在螺旋轴631的外周面上螺旋状地穿设有剖视为圆弧形状的沟槽。螺旋轴631用剖视为C字形状的环形部件64旋转自由地支承着。
滚珠螺母632为嵌套在螺旋轴631上的圆筒状的部件。在滚珠螺母632的内周面上螺旋状地穿设有剖视为圆弧形状的沟槽。并且，滚珠螺母632插入设置在引导器支承部件81上的通孔中而固设。另外，穿设在滚珠螺母632的内周面上的沟槽通过与穿设在螺旋轴631的外周面上的沟槽相对置，构成剖视为圆形的螺旋空间。
钢珠夹插到上述螺旋空间内。钢珠被穿设在螺旋轴631上的沟槽和穿设在滚珠螺母632上的沟槽夹持。由于多个钢珠夹插在螺旋空间内，因此滚珠螺母632不会晃动。
通过这样的结构，移动机构60能够将电动机91、92的驱动力通过旋转筒61和中间轴62传递给螺旋轴631，能够将螺旋轴631的旋转运动转换成引导器支承部件81的进给运动。并且，使支承在引导器支承部件81上的多个纤维供给引导器80A、80B沿与套筒1的中心轴Ra大致垂直的方向伸缩成为可能。
并且，第1螺旋头43的纤维供给引导器80A和第2螺旋头44的纤维供给引导器80B的伸缩量和伸缩定时，能够以彼此间各自的伸缩量和伸缩定时进行伸缩。第1螺旋头43的纤维供给引导器80A的伸缩量、伸缩定时的控制通过用控制部C控制电动机91的旋转方向、旋转量和旋转的定时来进行。第2螺旋头44的纤维供给引导器80B的伸缩量、伸缩定时的控制通过用控制部C控制电动机92的旋转方向、旋转量和旋转定时来进行。
旋转机构70为使纤维供给引导器80A、80B围绕纤维供给引导器80A、80B的轴旋转的机构。旋转机构70主要由旋转筒71、中间轴72和驱动轴73构成。第1螺旋头43的旋转机构70由作为改变纤维供给引导器80A的旋转量的驱动部的电动机93驱动。第2螺旋头44的旋转机构70由作为改变纤维供给引导器80B的旋转量的驱动部的电动机94驱动。
旋转筒71为在内周面上形成有内齿轮的环形部件。旋转筒71与套筒1的中心轴Ra配置在同轴上，由电动机93、94驱动旋转。
中间轴72为将旋转筒71的旋转传递给驱动轴73的部件。设置在中间轴72一端上的小齿轮与旋转筒71的内齿轮啮合着。并且，设置在中间轴72另一端上的锥齿轮与驱动轴73的锥齿轮啮合着。
驱动轴73为将中间轴72的旋转传递给纤维供给引导器80A、80B的部件。设置在驱动轴73一端上的锥齿轮如上所述与中间轴72的锥齿轮啮合着。嵌套在驱动轴73上的主动齿轮与纤维供给引导器80A、80B的从动齿轮啮合着。驱动轴73由剖视为C字形的环形部件64旋转自由地支承着。
通过这样的结构，旋转机构70将电动机93、94的驱动力通过旋转筒71和中间轴72传递给驱动轴73，通过纤维供给引导器80A、80B的从动齿轮使纤维供给引导器80A、80B围绕纤维供给引导器80A、80B的轴旋转成为可能。
并且，第1螺旋头43的纤维供给引导器80A和第2螺旋头44的纤维供给引导器80B的旋转方向、旋转量及旋转定时能够以彼此间各自的旋转方向、旋转量和旋转定时旋转。第1螺旋头43的纤维供给引导器80A的旋转方向、旋转量及旋转定时的控制通过由控制部C控制电动机93的旋转方向、旋转量及旋转定时来进行。第2螺旋头44的纤维供给引导器80B的旋转方向、旋转量及旋转定时的控制通过由控制部C控制电动机94的旋转方向、旋转量及旋转定时来进行。
接着，说明在上述结构的FW装置100的螺旋卷绕过程中纤维供给引导器80A、80B的动作。本实施例中使用的套筒1采用具备半径固定的第1筒状部1A、设置在筒状部1A两端部的穹顶部1B、以及设置在穹顶部1B端部的第2筒状部1C的部件(参照图4)。并且，套筒1采用安装在套筒输送装置20上，套筒1的输送速度、旋转速度、往复输送套筒1的次数、输送距离等卷绕条件预先通过操作者输入控制部C的结构。控制部C根据输入的卷绕条件控制电动机91、92的驱动，像以下这样控制纤维供给引导器80A、80B。另外，虽然在以下的说明中说明在套筒1的图示右端部处的纤维供给引导器80A、80B的动作，但在套筒1的图示左端部控制部C同样地控制纤维供给引导器80A、80B。
图4A、图5A为表示将纤维束F螺旋卷绕到第1筒状部1A的外周面1AS上的状态的侧视图。图4B、图5B分别为图4A、图5A中的纤维供给引导器80A、80B附近的放大图。图4所示箭头A表示套筒1的输送方向，图5所示箭头B表示沿与图4的输送方向相反的方向输送套筒1。图4A、图5A的箭头R表示套筒1的旋转方向。螺旋卷绕由于边输送套筒1边卷绕纤维束F下去，因此纤维束F相对于套筒1的中心轴方向的卷绕方向(以下间称为“卷绕方向”)成为与套筒1的输送方向相反的方向。因此，在图4中纤维束F的卷绕方向为与箭头A相反的图示右方向，在图5中纤维束F的卷绕方向为与箭头B相反的图示左方向。
在图4所示卷绕方向的情况下，从第1螺旋头43的纤维供给引导器80A供给的纤维束F成为了在第2螺旋头44的纤维供给引导器80B与套筒1之间横穿的状态。这里说明“从纤维供给引导器80A供给的纤维束F在纤维供给引导器80B与套筒1之间横穿的状态”。如图4B所示，考虑经过第2螺旋头44的纤维供给引导器80B的顶端、与套筒1的中心轴Ra垂直的假想平面PB。将从纤维供给引导器80A供给的纤维束F被斜着拉出到纤维供给引导器80B一侧，由此从纤维供给引导器80A供给的纤维束F贯穿假想平面PB的状态，作为“从纤维供给引导器80A供给的纤维束F在纤维供给引导器80B与套筒1之间横穿的状态”。“从纤维供给引导器80A供给的纤维束F在纤维供给引导器80B与套筒1之间横穿的状态”的意思，在以下的说明中也同样。
在图4所示的卷绕方向的情况下，控制部C通过控制电动机91、92的驱动来控制纤维供给引导器80A、80B的伸缩量，如图4B所示，使从纤维供给引导器80B的顶端到套筒1的中心轴Ra的距离DB比从纤维供给引导器80A的顶端到套筒1的中心轴Ra的距离DA大(距离之差为D)。
即，使从卷绕方向(与箭头A相反的方向)后侧的引导部即第2螺旋头44的纤维供给引导器80B到套筒1的距离DB，比从卷绕方向前侧的引导部即第1螺旋头43的纤维供给引导器80A到套筒1的距离DA大出距离之差D。
在图5所示的卷绕方向的情况下，从第2螺旋头44的纤维供给引导器80B供给的纤维束F成为在第1螺旋头43的纤维供给引导器80A与套筒1之间横穿的状态。这里说明“从纤维供给引导器80B供给的纤维束F在纤维供给引导器80A与套筒1之间横穿的状态”。如图5B所示，考虑经过第1螺旋头43的纤维供给引导器80A的顶端、与套筒1的中心轴Ra垂直的假想平面PA。将从纤维供给引导器80B供给的纤维束F被斜着拉出到纤维供给引导器80A一侧，由此从纤维供给引导器80B供给的纤维束F贯穿假想平面PA的状态，作为“从纤维供给引导器80B供给的纤维束F在纤维供给引导器80A与套筒1之间横穿的状态”。“从纤维供给引导器80B供给的纤维束F在纤维供给引导器80A与套筒1之间横穿的状态”的意思，在以下的说明中也同样。
在图5所示的卷绕方向的情况下，控制部C通过控制电动机91、92的驱动来控制纤维供给引导器80A、80B的伸缩量，如图5B所示，使从纤维供给引导器80A的顶端到套筒1的中心轴Ra的距离DA比从纤维供给引导器80B的顶端到套筒1的中心轴Ra的距离DB大(距离之差为D)。
即，使从卷绕方向(与箭头B相反的方向)后侧的引导部即第1螺旋头43的纤维供给引导器80A到套筒1的距离DA比从卷绕方向前侧的引导部即第2螺旋头44的纤维供给引导器80B到套筒1的距离DB大。
假设在图4中从纤维供给引导器80B到套筒1的距离DB、与从纤维供给引导器80A到套筒1的距离DA相等。在这种情况下，从纤维供给引导器80A供给的纤维束F有时与纤维供给引导器80B或从纤维供给引导器80B供给的纤维束F干涉，有时在纤维束F上产生纤维断线等损伤部，形成在套筒1周围的加强层的强度降低。通过像图4、图5所示那样使从纤维束F的卷绕方向后侧(套筒1输送方向的前侧)的纤维供给引导器80B(80A)到套筒1的距离DB(DA)比纤维束F卷绕方向前侧(套筒1输送方向的后侧)的纤维供给引导器80A(80B)到套筒1的距离DA(DB)大，能够防止在将纤维束F提供给套筒1之际纤维束F与其他的纤维束F或纤维供给引导器干涉。
图6A为表示将纤维束F螺旋卷绕到穹顶部1B的外周面1BS上的状态的侧视图。图6B为图6A中的纤维供给引导器80A、80B附近的放大图。图6所示的箭头A表示套筒1的输送方向，箭头R表示套筒1的旋转方向。如图6A所示，由于穹顶部1B的外周面1BS随着向端部前行而半径变小，因此例如使纤维供给引导器80A、80B沿穹顶部1B的外周面1BS地调整纤维供给引导器80A、80B的伸缩量。在这种情况下，控制部C通过控制电动机91、92的驱动来控制纤维供给引导器80A、80B的伸缩量，使纤维供给引导器80A、80B沿着穹顶部1B的外周面1BS的形状地调整从纤维供给引导器80A、80B到套筒1的中心轴Ra的距离DA、DB。
并且，此时控制部C保持从纤维供给引导器80A到套筒1的中心轴Ra的距离DA，与从纤维供给引导器80B到套筒1的中心轴Ra的距离DB之差D地进行控制。由此，能够防止在将纤维束F螺旋卷绕到穹顶部1B的外周面1BS上的情况下纤维束F的干涉，并且能够将纤维束F均匀地卷绕到整个套筒1上。
接着，图7为表示边将纤维束F螺旋卷绕到第2筒状部1C的外周面1CS上边转换纤维束F的卷绕方向的状态的侧视图。图7A中套筒1的输送方向为箭头A的方向，纤维束F的卷绕方向为与箭头A相反的图示右方向。在该状态下，从第1螺旋头43的纤维供给引导器80A供给的纤维束F成为了在第2螺旋头44的纤维供给引导器80B与套筒1之间横穿的状态。控制部C通过控制电动机91、92的驱动来控制纤维供给引导器80A、80B的伸缩量，使从纤维供给引导器80B到套筒1的中心轴Ra的距离比从纤维供给引导器80A到套筒1的中心轴Ra的距离大。
即，在图7A的状态下，使从卷绕方向(与箭头A相反的方向)后侧的引导部即第2螺旋头44的纤维供给引导器80B到套筒1的距离比卷绕方向前侧的引导部即第1螺旋头43的纤维供给引导器80A到套筒1的距离大。
图7B中相对于图7A套筒1的输送方向转换成箭头B的方向，纤维束F的卷绕方向转换成了与箭头B相反的图示左方向。在转换了纤维束F的卷绕方向后，控制部C进行转换从第1螺旋头43的纤维供给引导器80A到套筒1的距离和从第2螺旋头44的纤维供给引导器80B到套筒1的距离的大小的转换动作(参照图7D)。但是，图7B所示的状态下还没有进行转换动作。
这是因为图7B所示的状态下为刚刚转换了纤维束F的卷绕方向之后的状态，卷绕到套筒1上的纤维束F的卷绕位置在纤维束F的卷绕方向(与箭头B相反的方向)上位于比第1螺旋头43的纤维供给引导器80A和第2螺旋头44的纤维供给引导器80B靠前侧的缘故。即，从第1螺旋头43的纤维供给引导器80A供给的纤维束F与图7A的状态一样为在第2螺旋头44的纤维供给引导器80B与套筒1之间横穿的状态。
如果在图7B的状态下进行转换动作，则从纤维供给引导器80A供给的纤维束F有时与纤维供给引导器80B或从纤维供给引导器80B供给的纤维束F干涉。因此，在刚刚转换纤维束F的卷绕方向之后的图7B的状态还不进行转换动作。由此，能够防止在刚刚转换了纤维束F的卷绕方向之后的状态下，从纤维供给引导器80A供给的纤维束F与其他的纤维束F或纤维供给引导器80B干涉。
图7C中相对于图7B纤维束F的卷绕进一步进行。卷绕到套筒1上的纤维束F的卷绕位置在纤维束F的卷绕方向(与箭头B相反的方向)上变化到比第1螺旋头43的纤维供给引导器80A和第2螺旋头44的纤维供给引导器80B靠后侧。
在变成图7C所示的状态时，如图7D所示控制部C进行使第1螺旋头43和第2螺旋头44中从卷绕方向后侧的引导部即第1螺旋头43的纤维供给引导器80A到套筒1的距离，比从卷绕方向前侧的引导部即第2螺旋头44的纤维供给引导器80B到套筒1的距离大地，转换从第1螺旋头43的纤维供给引导器80A到套筒1的距离和从第2螺旋头44的纤维供给引导器80B到套筒1的距离的大小的转换动作。
这样，通过以恰当的定时进行转换动作，能够防止在刚刚转换了纤维束F的卷绕方向之后的状态下从纤维供给引导器80A供给的纤维束F与其他的纤维束F或纤维供给引导器80B干涉。并且，即使在转换纤维束F的卷绕方向后进一步进行纤维束F的卷绕的状态下，也能够防止从纤维供给引导器80A供给的纤维束F与其他的纤维束F或纤维供给引导器80B干涉。
另外，如图4至图7所示，本实施例中使用的套筒1具备半径固定的第1筒状部1A、设置在筒状部1A两端部的穹顶部1B、以及设置在穹顶部1B端部的第2筒状部1C。将纤维束F以等间距卷绕到套筒1的外周面上的控制在半径为固定的第1筒状部1A和第2筒状部1C上进行比在半径变化的穹顶部1B上进行容易。尤其边进行转换动作边将纤维束F以等间距卷绕到套筒1的外周面上的控制在半径为固定的第1筒状部1A和第2筒状部1C上进行比在半径变化的穹顶部1B上进行容易。
如图7所示，通过在第2筒状部1C的卷绕时进行转换动作，边进行转换动作边将纤维束F以等间距卷绕到套筒1的外周面上的控制变得容易。并且，由于在开始纤维束F向第1筒状部1A和穹顶部1B的卷绕之前进行转换动作，因此在第1筒状部1A和穹顶部1B能够容易地进行以等间距卷绕纤维束F的控制。
接着，图8为表示在穹顶部1B的卷绕时进行转换从纤维供给引导器80A到套筒1的中心轴Ra的距离和从纤维供给引导器80B到套筒1的中心轴Ra的距离的大小的转换动作的状态的侧视图。在穹顶部1B的卷绕时进行转换动作是在例如虽然在第2筒状部1C的卷绕时转换纤维束F的卷绕方向，但第2筒状部1C的长度短，在进行转换动作之前第2筒状部1C的卷绕就结束、开始了穹顶部1B的卷绕的情况下。
图8A中套筒1的输送方向为箭头A的方向，纤维束F的卷绕方向为与箭头A相反的图示右方向。在该状态下，对第2筒状部1C进行纤维束F的卷绕，从第1螺旋头43的纤维供给引导器80A供给的纤维束F成为在第2螺旋头44的纤维供给引导器80B与套筒1之间横穿的状态。控制部C通过控制电动机91、92的驱动来控制纤维供给引导器80A、80B的伸缩量，使从纤维供给引导器80B到套筒1的距离比从纤维供给引导器80A到套筒1的距离大。
图8B中相对于图8A套筒1的输送方向被转换成箭头B的方向，纤维束F的卷绕方向转换成了与箭头B相反的图示左方向。图7中在转换了纤维束F的卷绕方向后，在第2筒状部1C的卷绕时控制部C进行了转换从纤维供给引导器80A到套筒1的距离和从纤维供给引导器80B到套筒1的距离的大小的转换动作(参照图7D)。但是，图8B中虽然第2筒状部1C的卷绕结束、临近穹顶部1B的卷绕，但还没有进行转换动作。
这是因为第2筒状部1C的长度短，在进行转换动作之前第2筒状部1C的卷绕已结束，开始了穹顶部1B的卷绕的缘故。
并且，如果在图8B的状态下进行转换动作，则在穹顶部1B必须进行边进行转换动作边将纤维束F以等间距卷绕到外周面上的控制。在将纤维束F以等间距卷绕到穹顶部1B上的控制中，穹顶部1B的外周面1BS与纤维供给引导器80A、80B之间的距离的控制变得非常重要。尤其在半径急剧变化的区域——即穹顶部1B中靠近第2筒状部1C的区域是纤维供给引导器80A、80B的距离的控制非常难的区域。在该区域中进行以等间距卷绕纤维束F并且转换纤维供给引导器80A、80B与穹顶部1B之间的距离的大小的转换动作，控制变得非常困难。因此，图8B中虽然临近穹顶部1B的卷绕，但还没有进行转换动作。
图8C中相对于图8B纤维束F的卷绕进一步进行，纤维束F向穹顶部1B的卷绕从第2筒状部1C一侧看结束了一半以上。该区域中与靠近第2筒状部1C的区域相比半径的变化变得平缓。在该区域中进行以等间距卷绕纤维束F并转换纤维供给引导器80A、80B与穹顶部1B之间的距离的大小的转换动作，控制比较容易。
因此，在变成了图8C所示的状态时，如图8D所示控制部C进行使第1螺旋头43和第2螺旋头44中从卷绕方向后侧的引导部即第1螺旋头43的纤维供给引导器80A到套筒1的距离，比从卷绕方向前侧的引导部即第2螺旋头44的纤维供给引导器80B到套筒1的距离大地，转换从纤维供给引导器80A到套筒1的距离和从纤维供给引导器80B到套筒1的距离的大小的转换动作。
这样，在纤维束F向穹顶部1B的卷绕过程中进行转换动作的情况下，控制部C从纤维束F向穹顶部1B的卷绕结束一半以上开始进行转换动作。因此，进行以等间距卷绕纤维束F并转换纤维供给引导器80A、80B与穹顶部1B之间的距离的大小的转换动作，控制比较容易。因此，利用纤维供给引导器80A、80B的伸缩量来控制穹顶部1B中纤维束F的卷绕位置变得容易。
虽然以上说明了本发明的实施形态，但本发明并不局限于上述实施例，能够进行种种变更。例如，虽然螺旋卷挂装置42具备第1螺旋头43和第2螺旋头44这2个螺旋头，但并不局限于此。如果纤维束F的根数变多，则有在螺旋卷挂装置42中设置3个以上的螺旋头、使纤维供给引导器沿套筒1的中心轴Ra方向分散的必要。本发明能够应用于这样的具备3个以上的螺旋头的FW装置。图9表示了具备4个螺旋头，具备纤维供给引导器180A、180B、180C、180D的情况。如图9所示，通过使从纤维束F的卷绕方向后侧(套筒1的输送方向A的前侧)的纤维供给引导器(例如纤维供给引导器180D)到套筒1的中心轴Ra的距离(例如DD)比从纤维束F的卷绕方向前侧(套筒1的输送方向A的后侧)的纤维供给引导器(例如纤维供给引导器180C)到套筒1的中心轴Ra的距离(例如DC)大，能够防止将纤维束F提供给套筒1之际纤维束F与其他的纤维束F或纤维供给引导器干涉。
工业上的可利用性
本发明的单纤维卷绕装置，由于能够防止将纤维束提供给套筒之际纤维束与其他的纤维束或纤维供给引导器干涉，因此在工业上有用。
标记的说明
1.套筒；1S.外周面；10.主底座；20.套筒输送装置；30.环向卷绕装置；40.螺旋卷绕装置；42.螺旋卷挂装置；43.第1螺旋头；44.第2螺旋头；45.引导器支承装置；50.驱动装置；51.电动机；52.蜗轮；53.齿条；60.移动机构；61.旋转筒；62.中间轴；63.滚珠丝杠；70.旋转机构；71.旋转筒；72.中间轴；73.驱动轴；80A、80B.纤维供给引导器；81.引导器支承部件；100.单纤维卷绕装置；F.纤维束；WA.卷绕角度。
Claims (8)
1.一种单纤维卷绕装置的控制方法，该单纤维卷绕装置将纤维束卷绕到套筒上，具备：
呈放射状地设置了多个纤维供给引导器的第1引导部和第2引导部，该多个纤维供给引导器沿相对于上述套筒旋转的中心轴大致垂直的方向伸缩；
改变上述纤维供给引导器的伸缩量的驱动部；以及
通过控制上述驱动部来调整上述纤维供给引导器与上述套筒旋转的中心轴的距离的控制部；
上述第1引导部和第2引导部在上述套筒的输送方向上彼此相邻地配置；该控制方法的特征在于，
上述控制部，在从上述第1引导部的纤维供给引导器供给的纤维束由于被斜着拉出到上述第2引导部的纤维供给引导器一侧，而贯穿经过上述第2引导部的纤维供给引导器的顶端、与上述套筒的中心轴垂直的假想平面的情况下，使从上述第2引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离比从上述第1引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离大；
上述控制部，在从上述第2引导部的纤维供给引导器供给的纤维束由于被斜着拉出到上述第1引导部的纤维供给引导器一侧，而贯穿经过上述第1引导部的纤维供给引导器的顶端、与上述套筒的中心轴垂直的假想平面的情况下，使从上述第1引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离比从上述第2引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离大。
2.如权利要求1所述的单纤维卷绕装置的控制方法，其特征在于，上述控制部保持从上述第1引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离、与从上述第2引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离之差，并且调整上述第1引导部及上述第2引导部的纤维供给引导器与上述套筒的中心轴的距离。
3.如权利要求1或2任一项所述的单纤维卷绕装置的控制方法，其特征在于，在转换了纤维束相对于套筒的中心轴方向的卷绕方向后，上述控制部进行转换动作，该转换动作转换从上述第1引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离和从上述第2引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离的大小，以使上述第1引导部和第2引导部中从上述卷绕方向后侧的引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离，比从上述卷绕方向前侧的引导部的纤维供给引导器到上述套筒的中心轴的距离大。
4.如权利要求3所述的单纤维卷绕装置的控制方法，其特征在于，上述控制部，在卷绕到上述套筒上的纤维束的卷绕位置相对于纤维束的卷绕方向从比上述第1引导部及上述第2引导部的纤维供给引导器靠前侧变化到靠后侧后，进行上述转换动作。
5.如权利要求3所述的单纤维卷绕装置的控制方法，其特征在于，上述套筒采用具有半径固定的筒状部和设置在上述筒状部端部的穹顶部的部件；
上述控制部在开始纤维束向上述筒状部的卷绕之前进行上述转换动作。
6.如权利要求4所述的单纤维卷绕装置的控制方法，其特征在于，上述套筒采用具有半径固定的筒状部和设置在上述筒状部端部的穹顶部的部件；
上述控制部在开始纤维束向上述筒状部的卷绕之前进行上述转换动作。
7.如权利要求5所述的单纤维卷绕装置的控制方法，其特征在于，在向上述穹顶部的纤维束的卷绕过程中进行上述转换动作的情况下，上述控制部在向上述穹顶部的纤维束的卷绕结束一半以上以后，进行上述转换动作。
8.如权利要求6所述的单纤维卷绕装置的控制方法，其特征在于，在向上述穹顶部的纤维束的卷绕过程中进行上述转换动作的情况下，上述控制部在向上述穹顶部的纤维束的卷绕结束一半以上以后，进行上述转换动作。
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