CN1950193A - 绕丝设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绕丝设备，用于沿着预定的方向使由支撑部支撑的芯材旋转，和用于绕芯材缠绕细长材料，细长材料具有挠性并且浸渍有未硬化合成树脂材料。所述绕丝设备包括用于供给多个细长材料的多个供给部和多个导向机构，这些导向机构绕芯材设置，对应于从所述多个供给部拉出的多个细长材料。所对应的多个细长材料穿过导向机构。其中，多个导向机构和支撑部中的至少一个能够沿着旋转轴向方向从缠绕操作范围向可安装/拆卸位置运动。在缠绕操作范围中，细长材料能够由多个导向机构导向到细长材料绕芯材缠绕的缠绕位置，在可安装/拆卸位置，多个导向机构与芯材和支撑部能够在轴向方向上相对分开。

Description

绕丝设备

技术领域

本发明涉及一种绕丝设备，用于通过使用绕丝方法形成纤维强化塑料产品。

背景技术

所谓的纤维强化塑料(以下，称为“FRP”)是一种复合材料，其中诸如玻璃纤维的纤维材料用作强化材料，而合成树脂用作基材树脂。这种纤维强化塑料提供单位重量的高机械强度。因而，FRP用于车辆和建筑物中各种类型的结构材料。

形成FRP方法中的一种方法是绕丝方法。该绕丝方法是将浸渍树脂的细丝绕心轴缠绕而形成FRP的方法。绕丝设备用于实现该绕丝方法。

绕丝设备具有线轴架，线轴架的里面能够以绕紧状态容纳例如长纤维、通过制成一束长纤维而以绳的状态形成的粗纤维、作为长纤维形成的细长条等的总称的细丝。细丝的末端从线轴架拉出，细丝绕称为“心轴”的芯材缠绕。

预热加热器和树脂浸渍槽设置在线轴架和心轴之间。从线轴架拉出的细丝朝心轴穿过预热加热器和树脂浸渍槽。

细丝通过穿过预热加热器进行脱湿。进一步地，脱湿后的细丝穿过树脂浸渍槽，并且用热固化性合成树脂材料进行涂覆和浸渍。因而，浸渍有合成树脂材料的细丝穿过圆形给丝口，然后被拖曳绕在心轴上。

在这状态中，由于心轴绕固定的轴心旋转，细丝因而从其末端以预定的方式绕心轴缠绕，并且由于心轴旋转，细丝缠绕在心轴上而产生张力。由于该张力，随后的细丝从线轴架拉出然后绕心轴缠绕。进一步，已经完成细丝缠绕的心轴引入到硬化炉中，对合成树脂材料进行硬化。

顺便说一下，通常，绕丝设备具有横撑机构。横撑机构具有沿心轴的旋转轴向方向延伸的导轨。给丝口安装到导轨，使其能够沿着导轨的纵向滑动。进一步地，导轨具有滚珠丝杠等，由于诸如电动机等驱动装置(机构)的驱动力，滚珠丝杠允许给丝口沿导轨的纵向(换言之，心轴的旋转轴向方向)滑动。

在由于心轴旋转而使细丝被绕到心轴上的状态下，给丝口由导轨按照预定的定时和速度进行导向，并且沿心轴旋转轴向方向移动。由此，细丝绕心轴缠绕的位置在心轴旋转轴向方向上变化。例如，细丝沿着心轴的旋转轴向方向缠绕在心轴的预定区域(包括整个区域)。

另一方面，日本特开(JP-A)8-72156公开了一种绕丝设备，其具有这样的一种结构，其中，由于DC伺服电机的驱动力，心轴(在JP-A8-72156中称为绕紧型心轴)被旋转，并且在心轴的旋转轴向方向上往复移动。由此，JP-A8-72156所公开的绕丝设备被构造为，在心轴的旋转过程中，心轴在其旋转轴向方向上往复移动，细丝被绕紧的位置在心轴的旋转轴向方向上变化。因而，细丝(在JP-A8-72156中称为纤维)能够绕紧在心轴上，而不会使细丝沿左、右方向(即，心轴的旋转轴向方向)摆动。

另一方面，改进上述绕丝设备生产效率的手段示例包括增加心轴的转速，即，增加细丝的缠绕速度。由于细丝缠绕速度的增加，因而能够减少从缠绕开始到其结束的时间，因此可以提高生产效率。

然而，在给丝口沿心轴旋转轴向方向上移动的一般的绕丝设备中，给丝口往复移动的速度必须通过增加细丝绕心轴缠绕的速度来增加。由于这个原因，增加了给丝口的加速度/减速度，由此细丝在作为细丝供给部的线轴架和给丝口之间摆动很大。

按照这种方式，由于细丝摆动很大，会发生丝线的扭曲或者缠结，导致细丝的磨损，或者，会发生由于细丝上所不期望的张力变化造成的成形品质的恶化。

进一步地，作为另一个提高生产效率的手段，可以考虑从线轴架到给丝口提供多个装置(以下称为“给丝装置”)，一次绕心轴缠绕多个细丝。以此方式，由于绕丝设备被构造成一次绕心轴缠绕多个细丝，通过简单考虑可知，心轴只旋转一次，就能够使多个细丝同时绕心轴缠绕。

由于这个原因，与心轴旋转一次绕心轴缠绕一个细丝的情况相比，心轴的旋转次数通过除以细丝的数量来确定(其中，细丝的数量是n，l/n次)。因而，能够减少从缠绕开始到其结束的时间，因而，使得生产效率得到提高。

然而，在上述的结构中，需要多组给丝装置。因而，在这种给丝装置的布局上引起了各种问题。

换言之，可以首先考虑这些给丝装置的布局的一种情形：使这些给丝装置分别绕心轴设置。然而，如果给丝装置如上述构造，那么，当心轴相对于用来支撑心轴的支撑部安装/拆卸时，支撑部会与给丝装置干涉，因而，相对于支撑部安装/拆卸心轴极其困难。

进一步，还可以首先考虑这些给丝装置的布局的另一种情形：使这些给丝装置沿心轴旋转半径的方向或旋转轴向方向布置。然而，在这种结构的情况下，该设备作为一个整体变得更大。而且，在给丝装置沿心轴旋转轴向方向布置的结构中，从线轴架到给丝口的细丝长度或从给丝口到心轴上的绕紧位置的细丝长度对于每一个给丝装置是互不相同的，因而有可能改变每一个细丝的张力等。

作为提高生产效率的再一个手段，可以考虑这样的一种结构：提供多组支撑部用于支撑心轴，并且提供对应于各个支撑部的给丝装置。

在这种结构的情况下，在细丝缠绕从开始到结束的过程中，细丝能够绕多组心轴缠绕。因而，能够减少通过用心轴的个数除细丝绕多组心轴的缠绕时间而确定的缠绕时间，由此，能够提供生产率。

进一步，针对一组心轴提供仅仅一组给丝装置。由于这个原因，作为当提供多组给丝装置用于一组心轴时的问题之一的心轴与给丝装置干涉而引起心轴可安装性/可拆卸性的恶化，难以发生。

而且，生产率能够得到提高，而没有增加心轴的转速。由于这个原因，心轴转速增加所带来的问题难以发生。

然而，由于提供了用于支撑心轴的多组支撑部或多组给丝装置，而且它们相互排成一行，所以设备变得更大。此外，由于用于支撑心轴的支撑部或多组给丝装置相互排成一行，所以能够使用较大心轴的设备变得更大了，这种设备不实用。

发明内容

鉴于前述事实，本发明的目的是提供一种绕丝设备，其中，能够减少缠绕细长材料的时间，同时不损坏芯材安装/拆卸过程中的可操作性，并且能够防止该设备变大。

为了解决上述问题，本发明是一种绕丝设备，用于以预定的方向旋转由支撑部支撑的芯材，和用于绕芯材缠绕细长材料，细长材料具有挠性并且浸渍有未硬化合成树脂材料，该绕丝设备包括用于供给多个细长材料的多个供给部和多个导向机构，所述多个导向机构绕着芯材定位，对应于多个从多个供给部拉出的细长材料，所对应的细长材料穿过导向机构，其中，多个导向机构和支撑部的至少一个能够从缠绕操作范围到可安装/拆卸位置沿着旋转轴向方向运动，在缠绕操作范围中细长材料能够由多个导向机构导向到细长材料绕芯材缠绕的缠绕位置，在可安装/拆卸位置上，多个导向机构与芯材和支撑部能够在轴向方向上相对分开。

根据具有上述结构的绕丝设备，多个细长材料从诸如线轴架台等用于在其中容纳细长材料的一个或多个容纳部拉出，从其末端拉。该细长材料涂覆和浸渍未硬化的(换言之，液状或胶状)合成树脂材料。进一步，多个细长材料由导向机构(装置)导向到缠绕位置然后绕芯材缠绕，该导向机构(装置)围绕芯材以对应于各个细长材料进行设置。在这状态下，当芯材在电动机等的驱动力作用下绕预定的轴旋转时，每一个细长材料都绕芯材缠绕。

由于芯材的旋转，每一个细长材料从末端绕芯材缠绕，由此张力施加到细长材料，并且引向末端侧。这样受到牵引的细长材料的后续部分(即，细长材料的最近端部侧)随后从前述容纳部拉出，涂覆合成树脂材料，然后绕芯材缠绕。

进一步，在根据本发明的绕丝设备中，多个导向机构和支撑部的至少一个沿芯材的旋转轴向方向(以下，该方向简称为“旋转轴向方向”)上在缠绕操作范围内被适当地移位。由于位置的变化，每一个细长材料相对于芯材的位置变化了。因而，每一个细长材料以所需要的形状绕芯材缠绕而成形。

另一方面，如上所述，在每个细长材料相对于芯材的缠绕操作过程中，多个导向机构和支撑部中的至少一个在缠绕操作范围内发生位移。然而，当每一个细长材料绕芯材的缠绕完成时，多个导向机构和支撑部中的至少一个从缠绕操作范围变位到芯材可安装/可拆卸的位置，因而多个导向机构可与芯材和支撑部相对分开。

在这状态下，芯材从支撑部取下，细长材料所绕的芯材可接受合成树脂材料的硬化处理。结果，纤维强化树脂模制品(如果细长材料是玻璃纤维、玻璃纤维强化塑料)形成了。

在这一点上，在根据本发明的绕丝设备中，多个细长材料由多个导向机构导向，然后绕芯材缠绕，其中多个导向机构绕芯材定位，使其对应于多个细长材料的每一个。由于这个原因，与其中仅仅一个细长材料绕芯材缠绕来形成模制品的结构相比较，能够大大减少操作时间量，能够获得极高的生产率。

根据本发明的绕丝设备的构造方式是，多个导向机构绕芯材设置。然而，当完成每一个细长材料的缠绕操作时，多个导向机构在旋转轴向方向上与芯材和支撑部相对分开。因而，当上面缠绕有细长材料的芯材从支撑部取下时，拆卸操作不会与同多个导向机构关联设置的器件或部件干涉。因而，芯材相对于支撑部的安装/拆卸操作的可操作性能够得到很大提高。

进一步，换言之，当芯材从支撑部取下时，由于支撑部和芯材移动到它们不与导向机构干涉的位置，所以，多个导向机构能够定位在支撑部的位置附近和当每一个细长材料绕芯材缠绕时的芯材缠绕位置附近。结果，这种设备作为一个整体能够做得紧凑，能够节省提供该设备所需的空间。

在本发明中，如上所述，支撑部和多个导向机构中任何一个能够是在旋转轴向方向上可移动的结构就足够了。换言之，是支撑部或多个导向机构由于驱动力等而在旋转轴向方向上移动。或者，支撑部和多个导向机构两者都在旋转轴向方向上移动。

在本发明中，细长材料能够由纤维状部件(纤维部件)或通过捻纤维部件而形成的绳状部件而形成。进一步，细长材料能够由细长条状(带状)或片状部件形成。

进一步，在根据本发明的绕丝设备中，多个导向机构能够在旋转轴向方向上独立地移动。

进一步，在具有前述结构的绕丝设备中，由于多个导向机构可在旋转轴向方向上独立地移动，所以，在缠绕操作之前或在缠绕操作过程中，细长材料沿旋转轴向方向绕在芯材上的位置能够针对每一个细长材料变化或相同。因而，尽管根据本发明的绕丝设备构造成使得多个细长材料绕芯材大致同轴缠绕而成形，本发明也能够应用到细长材料绕芯材的各种类型的缠绕方式。

进一步，在根据本发明的绕丝设备中，当细长材料绕芯材缠绕时，支撑部能够在缠绕操作范围中在旋转轴向方向上移动。

根据具有上述结构的绕丝设备，当芯材旋转缠绕细长材料时，支撑部在缠绕操作范围中在旋转轴向方向上移动。因而，在这个状态下，如果多个导向机构没有在旋转轴向方向上移动，则在细长材料的供给部和芯材之间的细长材料的运动轨迹基本上没有变化。

因而，当细长材料绕芯材缠绕时，在供给部和芯材之间，不会发生(或很难发生)细长材料的诸如扭曲或缠结、磨损和张力不期望的变化等缺陷。因而，能够有效提高成形品质。

此外，细长材料供给到芯材的速度(换言之，芯材的转速)越高，缺陷越容易发生。然而，在根据本发明的绕丝设备中，诸如上述的缺陷不会发生(或很难发生)。由于这个原因，如果供给速度增加，则成形品质能够得到保持。以此方式，即使当供给速度能够增加，制造速度(生产率)也能够得到提高。

进一步，在根据本发明的绕丝设备中，根据支撑部在旋转轴向方向上的移动，多个导向机构能够在与支撑部移动的方向相反的方向移动。

根据具有上述结构的绕丝设备，当芯材旋转而细长材料绕芯材缠绕时，当支撑部向着缠绕操作范围内旋转轴向方向一侧移动时，根据支撑部的运动，每一个导向机构向着与支撑部移动方向相反的旋转轴向方向的另一侧移动。

因而，通过使用根据本发明的绕丝设备，为了获得仅仅支撑部移动时移动的行程，支撑部的移动行程能够缩短，缩短的量等于多个导向机构的移动行程的相同的量。如果支撑部的移动速度相同，移动的时间能够得到减少。因而，能够减少缠绕操作的时间，操作效率能够得到很大提高。

另一方面，如果由根据本发明的绕丝设备获得在仅仅多个导向机构移动的情况下的移动行程，则多个导向机构的移动行程能够被缩短支撑部的移动行程。因而，在细长材料的供给部和芯材之间的细长材料的移动轨迹的变化能够最小化。

由于这个原因，当细长材料绕芯材缠绕时，供给部和芯材之间细长材料的诸如缠结、扭曲、磨损和张力不期望的变化等缺陷，能够得到减少，由此，能够有效地提高成形品质。

此外，细长材料供给到芯材的速度(换言之，芯材的转速)越高，缺陷越容易发生。然而，在根据本发明的绕丝设备中，这样的缺陷得到缓和。由于这个原因，如果供给速度增加，则成形品质能够得到保持。以此方式，即使当供给速度能够增加，制造速度(生产率)也能够得到提高。

而且，在根据本发明的绕丝设备中，多个导向机构设置在以旋转轴心为中心的大致同心圆周上。

根据具有上述结构的绕丝设备，由于多个导向机构设置在以旋转轴心为中心的大致同心圆周上，从芯材到每一个机构的距离比较一致。因而，当芯材旋转时，施加到每一个细长材料的张力变化能够最小化，由此，可成形性等能够得到提高。

进一步，为了解决上述事实，本发明提供了一种通过使用绕丝方法制造复合材料的方法，该绕丝方法用于以预定的方向旋转由支撑部支撑的芯材，和用于绕芯材缠绕细长材料，细长材料具有挠性并且浸渍有未硬化合成树脂材料，该方法包括：从多个供给部供给多个细长材料，将从多个供给部拉出的多个细长材料穿过多个对应的导向机构，绕芯材定位多个导向机构，在旋转轴向方向上，从细长材料能够由多个导向机构导向到细长材料绕芯材缠绕的缠绕位置的缠绕操作范围到多个导向机构与芯材和支撑部在轴向方向上相对分开的可安装/拆卸位置，移动支撑部和多个导向机构中至少一个。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的绕丝设备的透视图；

图2是图1中绕丝设备的平面视图；

图3是图1中绕丝设备的前视图；

图4是剖视图，示出图1绕丝设备的横向基座内部的示意结构；

图5是图1中绕丝设备的驱动系统的示意控制图；

图6是图1中绕丝设备的导向机构驱动系统的示意控制框图；

图7A是示意视图，示出当用第一方式(环绕缠绕)作为细丝缠绕方式时绕丝设备的状态，并示出细丝缠绕开始时设备的状态；

图7B示出在图7A中的细丝缠绕中间时设备的状态；

图7C示出在图7A中的细丝缠绕结束时设备的状态；

图8是示出当芯材从装置取下时图1中的绕丝设备状态的示意图；

图9A是示出当第二图案和第三图案(都是螺旋缠绕)作为细丝缠绕方式时图1中的绕丝设备的状态和细丝缠绕开始时设备状态的示意图；

图9B示出当图9A的细丝以第二方式缠绕时设备的状态；

图9C示出当图9A的细丝以第三方式缠绕时设备的状态；

图10示出根据本发明第二实施例的绕丝设备的透视图；

图11是示出图10绕丝设备的平面视图。

具体实施方式

<第一实施例>

图1示出根据本发明第一实施例的绕丝设备10的透视图。进一步，图2示出本实施例的绕丝设备10的平面视图。图3示出本实施例的绕丝设备10的示意前视图。

(心轴驱动机构12的结构)

如在图1中所示，绕丝设备10具有作为芯材滑动机构和芯材旋转机构的心轴驱动机构12。心轴驱动机构12具有用于构成芯材滑动机构的横向基座14。

横向基座14整体上形成为矩形板状。大致矩形的开口部16形成在横向基座14上面的宽度方向中间部分上。开口部16形成为沿横向基座14的纵向长的大致狭缝形状，并且与横向基座14的内部和外部相连通。

如在图14中示出，用于构成芯材滑动机构的芯材滑动/驱动装置(机构)的滚珠丝杠18设置在横向基座14的内部。滚珠丝杆18沿横向基座14的纵向长，并且以使滚珠丝杆18纵向的两端枢转支撑在支撑体20以绕滚珠丝杆18的轴心自由旋转的方式设置在横向基座14处。减速机构22设置在滚珠丝杆18纵向(轴向)的一端侧处，与滚珠丝杆一起构成芯材滑动/驱动装置。

减速机构22具有同轴并一体地连接到滚珠丝杆18的齿轮24。齿轮24与齿轮26啮合。进一步，电动机28的输出轴30作为动力源以机械的方式连接到齿轮26，与滚珠丝杆和减速机构22一起构成芯材滑动/驱动装置。由于电动机28正向驱动和旋转时的驱动力，当输出轴30旋转时，旋转力传递到滚动丝杆18，滚动丝杆18自身绕轴心正向旋转。如果电动机28被反向驱动旋转，则滚动丝杆18与正向旋转相反地反向旋转。

另一方面，如在图5的框图中所示，通过驱动器32，电动机28被连接到作为控制装置(机构)的控制器34的控制部34和电源38。控制部36连接到控制面板40，基于从操作面板40传递的操作信号和从电源流入电动机28的电流控制驱动器32。

进一步地，下面附加地说明上述芯材滑动/驱动装置的结构。

本实施例的构成方式是，电动机的驱动力由减速机构22减速，然后传递到滚珠丝杆18。然而，电动机28可以直接连接到滚珠丝杆18而不需要减速机构22。进一步，在本实施例中，为了更简单地说明，减速机构22由齿轮24和26构成。然而，不用说，减速机构22可以由许多彼此啮合的齿轮排构成，减速机构不仅能够由直齿圆柱齿轮构成，而且可以由诸如蜗轮蜗杆或锥齿轮构成。

进一步地，减速机构22被认为是用于将电动机28的驱动力传递到滚珠丝杆18的驱动力传递装置(机构)。然而，驱动力传递装置不限于包括齿轮24和26的齿轮排，而是相反，驱动力传递装置还能够构造为使电动机28的驱动力通过带传动、链传动等传递到滚珠丝杆18。而且，下面，上述的附加说明称为“附加说明1”。

而且，如图1所示，作为用于构成芯材滑动机构的芯材滑动/导向装置(机构)的一对导轨42设置在横向基座14上面。导轨42在横向基座14纵向方向上长，并且在横向基座14的宽度方向上彼此面对地平行设置。

进一步，用于构成芯材滑动机构的滑动基座44设置在横向基座14上。滑动基座44形成为大致板状或大致块状。

用于结合导轨42构成芯材滑动/导向装置的一对导向槽46形成在滑动基座44的底面，使其对应于该对导轨42。在滑动基座44的底部端面处的各导向槽46的开口的宽度略大于每一个导轨42的宽度。

进一步，导向槽46分别在滑动基座44纵向的两端面处(沿横向基座14纵向方向的滑动基座44的两个端面)开口，并且滑动基座44在对应的导轨42装配到各个导向槽46的状态下安装在横向基座14上。由于这个原因，至少滑动基座44沿横向基座宽度方向的移动受到限制，使得滑动基座44的移动方向基本上限定在横向基座14的纵向方向上。

进一步，下面附加地说明上述芯材滑动/导向装置的结构。

通过以导轨42装配到导向槽46这样一种简单的方式来构成本实施例，本实施例能够构成为使滑动基座44的移动方向受到控制。除此之外，通过以作为滚动体的辊子设置在导轨42和导向槽46的相应内壁中一个内壁处这样的方式构成本实施例，本实施例能够构成为使得当滑动基座44被导轨42导向并且移动时，辊子以其外周部与其它内壁接触的状态相对于导轨42和导向槽46的其它内壁滚动。进一步，下面，上述附加说明称为“附加说明2”。

进一步，如在图4中所示，一对滑动件47设置在滑动基座44的底面。该对滑动件47形成为板状或块状，并且在横向基座14的纵向方向上彼处面对。进一步，在滑动件47形成内螺纹以在横向基座14的纵向方向上贯通，并且以滚珠丝杆18旋进内螺纹的穿进状态设置。

这样，当滚珠丝杆18绕其轴心旋转时，滑动件47和滑动基座44在滚珠丝杆18的轴向方向上滑动，滑动量对应于滚珠丝杆18的旋转的量。

另一方面，如图1示出，作为支撑部的一对支撑壁48设置在滑动基座44处。支撑壁48设置在滑动基座44纵向的两端处，沿滑动基座44的纵向方向彼此面对。轴容纳孔52分别形成在支撑壁48处，彼处同轴。

作为芯材的心轴50设置在支撑壁48之间。轴部54形成在心轴50朝着轴容纳孔52的部分处。每一个轴部54向各支撑壁48突出，并且插入到对应的轴容纳孔52，由轴容纳孔52支撑而可以自由旋转。

而且，一个轴部54穿过轴容纳孔52，并且通过支撑壁48突出到心轴50的另一侧。作为用于构成芯材旋转机构的芯材旋转装置(机构)的电动机56设置在所述一个轴部54的末端处。所述的一个轴部54直接地或者通过诸如减速机构22的减速装置(机构)或驱动力传递装置(机构)间接连接到电动机56的输出轴(在本实施例中是“直接连接”)。

电动机56通过驱动器58连接到控制部36和电源38，并以与电动机28相同的方式，由控制部36控制电动机56的激励。

(给丝机构60的结构)

另一方面，如在图1中所示，作为供给部的多个给丝机构60、62、64和66(在本实施例中是四组)设置在横向基座14宽度方向的两侧。进一步，尽管给丝机构60、62、64和66的布局彼此不同，但是它们具有相同的基本机构。由于这个原因，将仅仅详细描述给丝机构60的结构，而省略对其余给丝机构62、64结构的详细描述。

给丝机构60具有线轴架台68。线轴架台68具有线轴架基座72。多个绕紧轴70(在本实施例中是四个)设置在线轴架基座72上。作为是细长材料的一种情形的纤维材料或绳状材料的细丝74以绕紧的状态容纳在每一个绕紧轴70的外周部。

细丝74由所谓的玻璃纤维形成，其中玻璃被熔融然后拉丝成为长纤维状态，玻璃纤维可以进一步搓成绳)。细丝74从其纵向最近端绕紧在绕紧轴70上，细丝74的纵向最远端大致沿横向基座14的宽度方向从细丝74接近横向基座14的方向拉出。

涂覆部76设置在线轴架台68处，从绕紧轴70拉出的细丝74穿过涂覆部76。在涂覆部76的内部，设置用于储存未硬化(换言之，液化)的热固化性合成树脂材料的涂覆槽和可自由旋转且其外周部部分地浸渍在涂覆槽中的涂覆辊子等。当细丝74穿过涂覆部76时，细丝74穿过涂覆槽或在涂覆槽上滑动，并且保持与涂覆辊子的外周部接触，因而，被涂上浸渍合成树脂材料。

预热器和张力控制器设置在涂覆部76。预热器比涂覆槽更靠近细丝74的纵向最近端(换言之，更靠近涂覆部76的进口)设置。预热部具有加热器，在细丝74伸向涂覆槽或涂覆辊之前施加适当的热。

另一方面，张力控制器比涂覆槽更靠近细丝74的纵向最近端或最远端(即，更靠近涂覆部76的出口)设置。例如，张力控制器设置有驱动辊等，这些驱动辊可以根据诸如电动机等驱动装置(机构)的驱动力而能够沿着正向和反向旋转。

如果张力控制器具有包括这种驱动辊的结构，则细丝74会被拖曳而绕在驱动辊上，在独立于心轴50旋转的驱动辊所施加到细丝74的旋转力作用下，细丝74的张力能够在心轴50和驱动辊之间自由地受到控制。

另一方面，给丝机构60具有横向机构80。横向机构80包括横向基座82、滚珠丝杆84、电动机86、滑动基座88等，其中的每一个对应于心轴驱动机构12的芯材滑动机构中的横向基座14、滚珠丝杆18、电动机28、滑动基座44等。换言之，横向机构80具有基本上与上述心轴驱动机构12中的芯材滑动机构的结构相同的结构。由于电动机86的驱动力，滑动基座88沿横向基座82纵向滑动(横向基座82与横向基座14平行，因而，横向基座82的纵向对应于横向基座14的纵向)。

因而，由于横向机构80基本上与心轴驱动机构12的芯材滑动机构相同的方式构造，横向基座80的结构的详细描述将省略。进一步，由于横向基座80基本上按照与心轴驱动机构12的芯材滑动机构相同的方式构造，不用说，上述的附加说明1和2能够应用到横向机构80。

进一步，连接件90从横向基座80的滑动基座88延伸。连接件90的纵向中间部弯曲使得形成大致“L”状。相比于弯曲部，连接件的末端侧部分的纵向对应于以心轴50的旋转轴轴心作为中心的圆的切向。

作为导向装置的导向机构92设置在连接件90的末端部。如图6所示，导向机构92具有导向圈94。导向圈94形成为预定的环形构造(在本实施例中大致为矩形)，连接件90的末端一体连接到导向圈94的一侧。

杆96穿过导向圈94，可在导向圈94中自由滑动，并且通过未示出的止动件固定到导向圈94。齿轮箱98一体设置在杆96的末端处。

如在图6中所示，用于构造导向旋转/驱动机构作为导向旋转/驱动装置的电动机100设置在齿轮箱98的内部。齿轮104作为驱动力传递装置(机构)或减速装置(机构)，用于构成导向旋转/驱动机构的齿轮排。齿轮104同轴且一体连接到电动机100的输出轴102的末端。

直径大于齿轮104的齿轮106与齿轮104啮合。转动轴108从齿轮106的轴心延伸，并且穿过齿轮箱98。给丝口110作为转动轴108的导向部一体连接到转动轴108。

给丝口110形成为大致圈形，给丝口110的开口方向对应于半径方向，所述半径方向以从转动轴108的轴心延伸并穿过给丝口110中心的假想线为轴线。由于给丝口110在心轴50的轴向可见，给丝口110的开口方向大致对应于以旋转轴心为中心的心轴50的圆的切向。如上所述，由于转动轴108以机械的方式通过齿轮104和106连接到电动机100，当转动轴108由于电动机100的驱动力而转动时，给丝口110的开口方向改变。

辊子112沿穿过以心轴50旋转轴线为中心的假想圆的给丝口110的切线，设置在相对于给丝口110的心轴50的相反侧。穿过涂覆部76的细丝74被拖曳绕在辊子112上，然后，被拖曳绕在辊子112上的细丝74穿过给丝口110，接着被拖曳绕在心轴50上。

进一步，给丝机构60、62、64和66的给丝口110设置成大致定位在以心轴50旋转轴心作为中心的相同的假想圆周上。

而且，如在图5中示出，给丝机构60、62、64和66的电动机86通过分别对应于各个电动机86设置的驱动器114连接到控制部36和电源38，基于来自控制部36的控制信号，驱动器114控制流入相应电动机86的电流。由于这个原因，给丝机构60、62、64和66的滑动基座88在横向基座82的纵向方向(换言之，横向基座14的纵向方向和心轴50的旋转轴线方向)上单独地滑动。

横向基座14和导轨42的长度或者横向基座82的长度以及横向基座82沿横向基座14纵向的位置的确定方式是，使滑动基座44最靠近横向基座14纵向一端滑动，每一个滑动基座88最靠近每一个横向基座82纵向的另一端(即，横向基座14纵向另一端)滑动，横向基座14纵向另一端处心轴50的至少一个端部(在这个状态下，心轴50的最靠近每一个滑动基座88的端部)比每一个滑动基座88更靠近横向基座14纵向一端而定位。

进一步，给丝机构60、62、64和66的电动机100通过对应于各个电动机10而设置的驱动器116而连接到控制部36和电源38。驱动器116基于从控制部36传递的控制信号控制流入对应电动机100的电流。由于这个原因，给丝机构60、62、64和66的给丝口110单独地转动，给丝口110的开口方向改变。

<本发明第一实施例的操作和效果>

下面，将针对细丝74绕心轴50的每一个缠绕方式来说明本实施例的操作和效果。

(第一方式)

第一方式是称为“环绕缠绕”的缠绕方式。心轴50安装到两个支撑部48之间的轴部54。在这状态下，例如，当第一方式由操作面板40等基于来自面板40的操作信号选择和操作时，控制部36控制给丝机构60、62、64和66的每一个驱动器114。由控制部36控制的每一个驱动器114允许电流流入相应的电动机86一段预定时间，因此驱动电动机86。

由于给丝机构60、62、64和66的每一个电动机86被驱动，每一个滚珠丝杆84旋转。由此，每一个导向机构92在每一个横向基座82上滑动。因而，如在图7A中所示，给丝机构60的导向机构92沿心轴50的旋转轴向方向定位在细丝74绕心轴50的缠绕范围的一端处。

进一步，直接定位在给丝机构60下面的给丝机构66的导向机构92，定位在心轴50的轴向另一端处，沿前述轴向方向相对于给丝机构60的导向机构92为缠绕范围的大约1/4行程。以与此相同的方式，给丝机构62的导向机构92定位在心轴50的轴向另一端，沿前述轴向方向相对于给丝机构66的导向机构92为缠绕范围的约1/4行程。而且，直接定位在给丝机构62的导向机构92下面的给丝机构64的导向机构92定位在心轴50的轴向另一端，沿前述轴向方向相对于给丝机构62的导向机构92为缠绕范围的约1/4行程。

因而，在每一个给丝机构60、62、64和66的导向机构92设定的状态下，从每一个给丝机构60、62、64和66的线轴架台68的绕紧轴70拉出的细丝74的末端被拖曳绕在心轴50的外周部。在这个状态下，驱动器58由控制部36控制，电动机56通电。

因而，当电动机56被驱动时，轴部54旋转，然后心轴50绕轴部54旋转。当心轴50绕轴部54旋转时，每一个细丝74顺序地绕心轴50的外周部从其末端缠绕。

进一步，以此方式，心轴50绕轴部54旋转，每一个细丝74绕心轴50的外周部缠绕，在这过程中，驱动器32由控制部控制，电动机28通电。当电动机28通电和驱动时，滚珠丝杆18转动，心轴沿横向基座14向心轴50的轴向一端滑动。

以此方式，由于心轴50以心轴50旋转的状态在横向基座14上滑动，如在图7B中示出，细丝74绕每一个给丝机构60、62、64和66的心轴50的圆周部缠绕的位置改变至心轴50的轴向另一端。因而，细丝74缠绕在位于心轴50开始旋转时细丝74的缠绕位置和细丝74当前缠绕位置之间的心轴50的外周部上。

进一步，如在图7C中示出，当心轴50沿心轴50的旋转轴向方向向心轴50的轴向一端滑动，滑动量为细丝74的缠绕范围的约1/4行程时，给丝机构60的细丝74绕心轴50缠绕的缠绕位置到达心轴50开始旋转时给丝机构66的细丝缠绕位置。类似地，在这状态下，给丝机构66的细丝74的缠绕位置到达心轴开始旋转时给丝机构62的细丝74的缠绕位置，同时给丝机构62的细丝74的缠绕位置到达心轴开始旋转时给丝机构64的细丝74的缠绕位置。

而且，通过心轴50开始旋转时使给丝机构64的导向机构92的位置沿心轴50的旋转轴方向相对于心轴50相对地变化，变化量为细丝74绕心轴50的缠绕范围的大致1/4行程，给丝机构64的导向机构92到达细丝74绕心轴50的缠绕范围的轴向的另一端。因而，细丝74缠绕在细丝74绕心轴50的缠绕范围的整个区域。

此处，在本实施例的绕丝设备10中，当实施作为第一方式的环绕缠绕时，通过使心轴在其旋转轴向方向上滑动来改变细丝74的缠绕位置。由于这个原因，在当细丝74绕心轴50的缠绕位置改变时，在更靠近细丝74的缠绕位置的纵向最近端的位置处，细丝74没有在心轴50的轴向上移动(即，细丝74没有在心轴50的轴向上摆动)。

由此，能够极其有效地阻止由于细丝74摆动而造成的细丝扭曲或缠结以及磨损的发生，或能够使其最小。结果，在对涂覆在细丝74上的合成树脂进行硬化过程中，芯材成形品质的恶化能够得到抑制。

如果细丝74仅仅通过给丝机构60绕心轴50缠绕，则心轴50必须沿心轴50的轴向方向向一端滑动，滑动量对应于细丝74的缠绕范围的整个范围的行程。

另一方面，在本实施例的绕丝设备10中，通过使心轴50在轴向一端滑动对应于缠绕范围中的整个范围行程的大约1/4，就能够完成细丝74的缠绕。因而，与仅仅使用给丝机构60的情况相比，从细丝74缠绕开始到缠绕结束的时间能够缩短到该时间的约1/4。因而，通过简单的计算可知，生产率能够提高约四倍。

接着，以此方式，在已经完成细丝74的缠绕之后，驱动器32由控制部36控制，电动机通电。当电动机28通电并且被驱动时，滚珠丝杆18旋转，心轴50在横向基座14上滑向心轴50的轴向另一端。以此方式，如在图8中所示，心轴50的轴向一端侧的支撑壁48比每一个给丝机构60、62、64和66的横向基座82更靠近横向基座14的另一端侧移动。

在这个状态下，每一个给丝机构60、62、64和66的横向基座82和导向机构92没有定位在心轴50的旋转径向侧。因而，在心轴50从轴部54拆卸过程中，横向基座82和导向机构92都不会在拆卸线路中，由此便于心轴50从轴部54拆卸。对于心轴50安装到轴部64，也有相同的描述。

(第二方式)

第二方式是称为“螺旋缠绕”的缠绕方式。同样在第二方式中，心轴50能够安装到两个支撑壁48之间的轴部54。

在这状态下，例如，当第二方式基于来自操作面板40的操作信号由操作面板40等选定和操作时，每一个给丝机构60、62、64和66的驱动器114由控制部36控制。由控制部36控制的每一个驱动器114允许电流流入相应的电动机86一段预定的时间，因此驱动电动机86。由于给丝机构60、62、64和66的每一个电动机86被驱动，每一个滚珠丝杆84旋转。因而，导向机构92在每一个横向基座82上滑动。

由此，如在图9A中所示，各给丝机构60、62、64和66的导向机构92沿心轴50的旋转轴向方向定位在细丝74绕心轴50的缠绕范围的另一端处(根据图9A到图9C所示出的结构，给丝机构64和66直接定位在给丝机构60和62的下方，给丝机构64和66的示例因而省略)。

因而，当导向机构92设定在每一个给丝机构60、62、64和66处时，从给丝机构60、62、64和66的线轴架台68的绕紧轴70拉出的细丝74的末端，以细丝74的末端相对于心轴50的轴线彼此相差相位90°(360°的四分之一)的状态被拖曳绕在心轴50的外周部。在这个状态下，驱动器32和58由控制部36控制，电动机28和56通电。

当电动机28和56被驱动时，轴部54旋转由此使心轴50绕轴部54旋转，并且由于电动机28的驱动力，滚珠丝杆18旋转，心轴50在横向基座14上滑向轴向另一端。以此方式，由于心轴50的旋转和在横向基座14上的滑动一起进行，如在图9B中所示，细丝74斜向地绕心轴50的外周部缠绕，跨在心轴50的轴向一端和轴向另一端之间。

进一步，在心轴50在横向基座14上往复移动过程中，心轴50旋转，由此，细丝74在其绕心轴50外周部的缠绕范围内的整个范围缠绕。

此处，在本实施例的绕丝设备10中，在实施作为第二方式的螺旋缠绕中，通过沿着旋转轴向方向滑动心轴，细丝74的缠绕位置变化。由于这个原因，在当细丝74绕心轴50的缠绕位置改变时，在更靠近细丝74的缠绕位置的纵向最近端位置处，细丝74没有在心轴50的轴向上移动(即，细丝74没有在心轴50的轴向上摆动)。

由此，能够极其有效地阻止由于细丝74摆动造成的细丝扭曲或缠结以及磨损的发生，或者使其最小。结果，在对涂覆在细丝74上的合成树脂进行硬化的过程中，芯材成形品质的恶化能够得到抑制。

如果细丝74仅仅通过给丝机构60绕心轴50缠绕，则心轴50必须连续旋转往复移动，直到细丝74缠绕在细丝74绕心轴50外周部的缠绕范围内的整个范围。

另一方面，在本实施例的绕丝设备10中，从给丝机构60、62、64和66的线轴架台68的绕紧轴70拉出的细丝74的末端，以细丝74的末端彼此相差相位90°的状态被拖曳绕在心轴50的轴上。由于这个原因，与仅仅使用给丝机构60将细丝74缠绕在心轴50上的情况相比，通过简单的计算可知，每小时细丝74绕心轴50缠绕的缠绕量增加约四倍。

因而，如果心轴50往复移动，同时与细丝74仅仅通过给丝机构60绕心轴50缠绕的情况相同的速度旋转，心轴50的旋转次数或往复移动的次数能够减少到约1/4。因而，与仅仅使用给丝机构60的情况相比，从细丝74的缠绕开始到缠绕结束的时间能够缩短到约1/4，并且通过简单计算可知，与仅仅使用给丝机构60的情况相比，生产率能够增加四倍。

接着，以此方式，在完成细丝74的缠绕之后，与第一方式相同的方式，心轴50轴向一端处的支撑壁48比每一个给丝机构60、62、64和66的横向基座82更靠近横向基座14的另一端运动。因而，在心轴50从轴部54拆卸的过程中，横向基座82和导向机构92都不会在拆卸路线中，由此便于心轴50从轴部54拆卸。

(第三方式)

第三方式是指的是基本上与第二方式相同方式的螺旋缠绕的缠绕方式。然而，如在图9C中所示，第三方式与第二方式的不同在于，由于电动机28的驱动力，心轴50在横向基座14上往复移动的行程D1约为第二方式中的往复移动行程的一半。

进一步，在第三方式中，如在图9C中所示，每一个驱动器114由控制部36控制，由于每一个电动机86的驱动力，每一个滚珠丝杆84旋转。根据在电动机28的驱动力作用下滚珠丝杆18的旋转，滚珠丝杆84旋转。因而，每一个给丝机构60、62、64和66的导向机构92，在横向基座82上沿着与心轴50往复移动的移动方向相反的方向，以与心轴50相同的速度，按行程D1往复移动。

进一步，驱动器116由控制部36控制。根据每一个导向机构92的往复移动，每一个电动机100被适当地驱动。由于电动机100的驱动力，每一个给丝机构60、62、64和66的给丝口110单独地转动，由此，每一个给丝口110的方向根据每一个给丝机构60、62、64和66的给丝口110相对于心轴50沿心轴50轴向方向的位置变化。

此处，如果心轴50以与第二方式相同的速度在第三方式中往复移动，则每一个导向机构92在与心轴50相反的方向上以相同的速度移动，并且移动相同行程。因而，每一个导向机构92和心轴50在第三方式中的相对速度变成是在第二方式中约两倍之高。由于这个原因，当在第三方式中的心轴转速被加速到第二方式的速度的两倍时，在第三方式中细丝74的缠绕能够以第二方式的速度的两倍的速度完成。

与第二方式不同，在第三实施例中，导向机构92在横向基座82上往复移动。然而，与导向机构92简单地往复移动来进行细丝74螺旋缠绕的结构相比，本实施例的绕丝设备10中，当进行第三方式时，心轴50往复移动。

由于这个原因，沿导向机构92往复移动的行程能够是通过简单地允许导向机构92往复移动进行螺旋缠绕时的行程的约1/2。因而，与通过简单地允许导向机构92往复移动进行螺旋缠绕的结构相比，根据本实施例的绕丝设备10，能够减少沿导向机构92实施第三方式的往复移动的行程。因而，能够极其有效地阻止细丝74摆动造成的细丝扭曲或缠结以及磨损的发生，或能够使其最小。结果，在对涂覆于细丝74上的合成树脂进行硬化的过程中，能够抑制芯材成形品质的恶化。

<第二实施例>

下面，描述本发明的第二实施例。进一步，在描述本发明的第二实施例时，与第一实施例大致相同的部分用相同的数字表示，其描述将省略。

图10示出根据本实施例的绕丝设备10的结构的示意透视图。进一步，图11示出根据本实施例的绕丝设备130结构的示意平面图。

如在图10和图11中所示，在本实施例的绕丝设备130中，作为换向装置(机构)的换向滑轮132置于每一个给丝机构60、62、64和66的给丝口110和对应于给丝机构60、62、64和66的给丝口110的每一个给丝机构60、62、64和66的线轴架台68之间。

在本实施例中，以与本发明的第一实施例相同方式，给丝口110和换向滑轮132之间的纵向对应于心轴50的旋转半径方向。然而，通过将细丝74拖曳绕在给丝口110和线轴架台68之间的换向滑轮132上，细丝74中比换向滑轮132更靠近最近端部的一部分，也就是说，细丝74的从线轴架台68到换向滑轮132的纵向部分，在大致与横向基座14相同的方向(即，心轴50的旋转轴向方向)上延伸。

以此方式，在本实施例的绕丝设备130中，由于细丝74的比换向滑轮132更靠近最近端部的一部分对应于横向基座14的纵向方向，所以，绕丝设备作为一个整体的宽度或高度(即，设备作为一个整体沿心轴50的旋转半径方向的尺寸)能够得到减少，整个设备能够制造紧凑。

如上所述，根据本发明的上述实施例的绕丝设备，芯材从支撑部的拆卸操作和芯材到支撑部的安装操作的可操作性能够显著得到提高，同时抑制设备变大。

进一步，本发明能够处理将细长材料绕芯材缠绕的各种情况。

而且，能够实现成型品质的有效改进和生产效率的提高。

而且，生产效率能够得到进一步提高。

而且，在芯材的旋转过程中，施加到每一个细长材料的张力的变化能够最小化，因而，可以改进成形性等。

工业适用性

本发明能够提供一种绕丝设备，能够减少缠绕细长材料的时间，不会损坏在芯材安装/拆卸过程中的可操作性，并且能够防止设备变大。

Claims (11)

1.一种绕丝设备，用于沿着预定的方向使由支撑部支撑的芯材旋转，和用于绕所述芯材缠绕细长材料，所述细长材料具有挠性并且浸渍有未硬化合成树脂材料，所述绕丝设备包括：

多个供给部，用于供给多个所述细长材料；

多个导向机构，绕所述芯材定位，对应于从所述多个供给部拉出的多个细长材料，所对应的细长材料穿过所述导向机构，其中，

所述多个导向机构和所述支撑部中的至少一个能够沿着旋转轴向方向从缠绕操作范围向可安装/拆卸位置运动，在所述缠绕操作范围中，所述细长材料能够由所述多个导向机构导向到所述细长材料绕所述芯材缠绕的缠绕位置，在所述可安装/拆卸位置，所述多个导向机构与所述芯材和所述支撑部能够在轴向方向上相对分开。

2.根据权利要求1所述的绕丝设备，其中，所述多个导向机构中的每一个能够在所述旋转轴向方向上独立地运动。

3.根据权利要求1所述的绕丝设备，其中，在所述细长材料绕所述芯材缠绕的过程中，所述支撑部在所述缠绕操作范围中在所述旋转轴向方向上运动。

4.根据权利要求3所述的绕丝设备，其中，根据所述支撑部在所述旋转轴向方向上的运动，所述多个导向机构在与所述支撑部运动的方向相反的方向上运动。

5.根据权利要求1所述的绕丝设备，其中，所述多个导向机构设置在以旋转轴心为中心的大致同心圆周上。

6.根据权利要求5所述的绕丝设备，其中，所述多个导向机构设置在以所述旋转轴心为中心的点对称位置。

7.根据权利要求5所述的绕丝设备，其中，所述多个供给部中至少两个沿着所述设备的垂直方向设置。

8.根据权利要求1所述的绕丝设备，进一步包括换向机构，用于改变从所述多个供给部沿着大致平行于所述芯材的旋转轴的方向拉出的多个细长材料中的每一个的路径。

9.一种通过使用绕丝方法制造复合材料的方法，所述方法用于沿着预定的方向使由支撑部支撑的芯材旋转，和用于绕所述芯材缠绕细长材料，所述细长材料具有挠性并且浸渍有未硬化合成树脂材料，所述方法包括：

从多个供给部供给多个细长材料；

将从所述多个供给部拉出的多个细长材料穿过对应的多个导向机构；

绕所述芯材定位所述多个导向机构；

沿着旋转轴向方向，使所述多个导向机构和所述支撑部中的至少一个从缠绕操作范围向可安装/拆卸位置运动，在所述缠绕操作范围中，所述细长材料能够由所述多个导向机构导向到所述细长材料绕所述芯材缠绕的缠绕位置，在所述可安装/拆卸位置，所述多个导向机构与所述芯材和所述支撑部能够在轴向方向上相对分开。

10.根据权利要求9所述的使用绕丝方法制造复合材料的方法，其中，所述多个导向机构能够在所述旋转轴向方向上独立地运动。

11.根据权利要求9所述的使用绕丝方法制造复合材料的方法，其中，所述多个导向机构设置在以旋转轴心为中心的大致同心圆周上。

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