JP2001348166A

JP2001348166A - 巻取り機用ガイド装置と巻取り機

Info

Publication number: JP2001348166A
Application number: JP2000174913A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Daiguuji; 勤大宮司
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2000-06-12
Filing date: 2000-06-12
Publication date: 2001-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】テープ状に拡幅された強化繊維束を、撚りの無
い状態で安定してボビンに巻き取ることができる巻取り
機用ガイド装置及び巻取り機を提供する。【解決手段】巻取り機のトラバース装置に装着されるガ
イド装置(10)は、ボビンの軸と直交し、且つ前記ボビン
の軸に平行に往復動するガイドスタンド(11)を備えてい
る。同ガイドスタンドの上部には、前記ボビンの軸と直
交して一対の上部ガイドロール(13,14) が取り付けら
れ、同ガイドスタンド(11)の下部には前記ボビンの軸と
平行に一対の下部ガイドロール(15,16) が取り付けられ
ている。更に前記上部ガイドロール(13,14) と下部ガイ
ドロール(15,16) との間に、繊維束を軸線方向に９０°
捻転させるための円錐状ロール(17)が配されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は拡幅されて偏平な断
面形状をもつテープ状繊維束をボビンに巻き取るための
巻取り機用のガイド装置及び巻取り機に関するものであ
り、特に、テープ状強化繊維束の拡幅形態を保持した状
態で巻き取ることのできる巻取り機用のガイド装置及び
巻取り機に関する。

【０００２】

【従来の技術】炭素繊維は、その形態及び特性から繊維
そのものだけで使用されることは少なく、大部分は繊維
束を複数本平行に引き揃えた後、エポキシ樹脂等の樹脂
を含浸させ（一般にはこれをプリプレグという。）、こ
れを円筒状に巻いたり、あるいは被成形物に被せた後、
樹脂を硬化させて繊維強化プラスチック成形体として製
品化する。

【０００３】炭素繊維は他の強化繊維材料に比べて軽量
で且つ高強度であるため、この特性を更に生かすため
に、炭素繊維にエポキシ等の樹脂を含浸したプリプレグ
をも軽量化させる方向で検討がなされている。

【０００４】炭素繊維プリプレグを軽量化させるために
は、炭素繊維束を薄く広げる必要があり、このためにプ
リプレグを製造している製造各社は様々な工夫を凝らし
ている。

【０００５】しかし、プリプレグの製造工程において供
給される炭素繊維束等の強化繊維束が予め一定幅に広げ
られたものであれば、即ち、ボビンに巻き取られている
強化繊維束が拡幅されたテープ状であれば、プリプレグ
の製造工程において強化繊維束の幅を広げるという作業
を省くことができる。そのため、最近では薄物プリプレ
グの成形用として、予め拡幅されたテープ状の強化繊維
束がボビンに巻き取られた巻体を用いることが多くなっ
ている。

【０００６】このようなテープ状の強化繊維束は、強化
繊維の製造段階の最後において、エポキシ樹脂等を主成
分とするサイジング剤を含浸させ、ニップロールによる
絞り、あるいは乾熱ロールへの接触により幅出しを行っ
た後、乾燥させることにより製造される。こうして製造
されたテープ状の強化繊維束は、製品形態としてボビン
に巻きとられた巻体の形態をとる。

【０００７】巻取り機では、繊維束がボビンの長さ方向
に均一に巻き付けられるよう、ボビンの軸に平行に繊維
束をトラバースさせている。ところで、かかる既存の巻
取り機ではテープ状の繊維束形態を維持することは考慮
されていない。そのため、この一般繊維用の巻取り機を
用いて、拡幅された繊維束をボビンへ巻き取る際に、メ
ーカー仕様の一般繊維用の汎用ガイドを用いると、トラ
バースさせるときに繊維束が幅方向に押えられて収束し
たり、繊維束に軸方向の捻じれが生じるなどによって、
上述のように拡幅されたテープ状の繊維束形態が崩れて
巻き取られてしまい、薄物プリプレグの成形用という上
記目的に適応することができなくなる。

【０００８】そこで、既存の巻取り機を用いて、このよ
うな拡幅されたテープ状の繊維束を、その形態を保った
ままボビンに巻き取るための提案がなされている。従来
は、例えば特開平４−１１９１２３号公報や特開平１０
−３３００３８号公報に記載されているように、既存の
巻取り機にガイド装置をトラバースガイドとして取り付
ける方法が提案されている。

【０００９】上記特開平４−１１９１２３号公報に記載
されているガイド装置は、ボビンの軸と平行に配された
トラバースアームに直交して立設され、前記トラバース
アームに沿って摺動するプレート部材を有しており、同
プレート部材の上下に繊維束をガイドするガイドロール
が配されている。下部のガイドロールは巻取りボビンの
軸と平行に配さており、上部には、同ボビンの軸と直交
して一対の平行なガイドロールが配されている。拡幅さ
れた繊維束は上下のガイド部材の間で軸線方向に９０°
捻転されるが、これら上下のガイドロールの間を通すこ
とにより、テープ状の繊維束はその拡幅形態を保持した
状態でボビンに巻き取ることができる。

【００１０】また、上記特開平１０−３３００３８号公
報に記載されているガイド装置では、トラバースアーム
に沿って往復動するプレート部材の上部に、軸線が互い
に直交して配された複数の円錐状をなすガイドが配さ
れ、プレート部材の下部には巻取りボビンとほぼ平行な
軸線を有する一対の平行なガイドロールが配されてい
る。上部に配された円錐状のガイドによって繊維束が軸
線方向に９０°捻転され、同繊維束は下部に配された一
対のガイドロールに直交して送られ、同ロールに掛け回
されてから前記ボビンに巻き取られる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１０−３３００３８号公報に記載されているガイド
装置を用いる場合には、トラバースするガイド装置の最
上部に設置されたガイドが円錐状をなす複数のガイドで
あり、トラバースされる繊維束はこの円錐状のガイドに
最初に接触すると同時に繊維束の軸線方向に９０°捻転
されるため、特にボビン端部でトラバース方向を反転さ
せる際に繊維束の形態が変化し易い。更には、繊維束が
柔らかくその形態保持性が十分でない場合には、上部の
円錐状ガイド及び下部のガイドロールにおいて繊維束の
走行時に撚りが入り易く、安定な巻き取り状態を確保で
きない。また、同公報では繊維束の幅を更に広げるため
の配慮は何らなされていない。

【００１２】一方、上記特開平４−１１９１２３号公報
に記載されているガイド装置を用いる場合には、上記特
開平１０−３３００３８号公報に記載されているガイド
装置を用いる場合に比べて、トラバース時の反転及び繊
維束の形態保持性に優れている。しかしながら、ガイド
装置の上部ガイドロールと下部ガイドロールとの間隔
は、同ガイド装置を取りつける巻取り機の設計上制限が
あり、その間隔は短いため、一繊維束当たりのフィラメ
ント数が多くなり、繊維束の幅が広くなると、上部のガ
イドロールと下部のガイドロールとの間で繊維束を軸線
方向に９０°捻じる段階で、繊維束に大きな捻じり力が
働き、繊維束の拡幅されたテープ状の形態が損なわれて
しまう。

【００１３】本発明は、かかる従来の問題点を解決する
ためになされたものであり、供給されるテープ状に拡幅
された強化繊維束を、撚りの無い状態で安定してボビン
に巻き取ることができ、しかも前記強化繊維束を供給時
の幅よりも更に拡幅した状態でボビンに巻き取ることが
できる強化繊維束の巻取り機用ガイド装置と巻取り機と
に関するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段及び作用効果】かかる課題
を解決するために、本件請求項１に係る発明によれば、
巻取りボビンの軸と直交して設置され、且つ前記ボビン
の軸に平行に往復動するガイドスタンドと、前記ガイド
スタンドの上部に前記ボビンの軸と直交して配された一
対の上部ガイドロールと、前記ガイドスタンドの下部に
前記ボビンの軸と平行に取り付けられた一対の下部ガイ
ドロールと、前記上部ガイドロールと下部ガイドロール
との間に、繊維束を軸線方向に９０°捻転させる補助ガ
イド部材と、を備えてなることを特徴とする巻取り機用
のガイド装置が提供される。

【００１５】前記ガイド装置は、前記ガイドスタンドを
巻取り機のトラバース装置に装着して設置される。トラ
バース装置に装着された前記ガイドスタンドは、ボビン
の軸に平行に、ボビンの両端の間を往復動する。前記ガ
イド装置に送られてきた繊維束は、前記ガイドスタンド
の上部に設置された一対の上部ガイドロールに交互に掛
け回されてから、同上部ガイドロールとは直交して配さ
れた一対の下部ガイドロールに交互に掛け回されてボビ
ンへと送られる。

【００１６】本発明のガイド部材では前記ガイドスタン
ドの上部に設置された上部ガイドロールがボビンの軸と
直交する方向、即ち、ガイドスタンドの往復動（トラバ
ース）方向とは直交する方向に延在しているため、前記
ガイドスタンドがボビンの軸に平行に移動しても、繊維
束は前記上部ガイドロールの周面に沿って供給され、繊
維束は安定した状態でトラバースがなされる。

【００１７】また、前記上部ガイドロールと下部ガイド
ロールとは互いに直交して配されているため、ボビンに
近い２個の下部ガイドロールで、繊維束はボビンの面に
合うように、軸線方向に９０°捻じられる。この上部ガ
イドロールと下部ガイドロールとを通過する際に、繊維
束はトラバースに伴う糸揺れやズレなどが減衰され、ボ
ビンに対して常に一定の角度で供給される。

【００１８】本発明のガイド装置は、既存の巻取り機に
装着して使用するものであるため、前記ガイドスタンド
は前記巻取り機の設計上、その高さ寸法に制限があり、
上部ガイドロールと下部ガイドロールとの間隔の最大寸
法も一義的に決まる。

【００１９】ここで、前記繊維束の幅が大きかったり、
同繊維束が柔らかくその形態保持性が十分でない場合
に、上部ガイドロールと下部ガイドロールとの前記間隔
が小さいと、両ロール間で繊維束に大きな捻じり力が働
き、繊維束の拡幅されたテープ状の形態が損なわれてし
まう。

【００２０】そこで、本発明のガイド装置にあっては、
前記上部ガイドロールと下部ガイドロールとの間に更
に、繊維束を軸線方向に９０°捻じる補助ガイド部材を
配しているため、前記上部ガイドロールと下部ガイドロ
ールとの間隔が十分でない場合や、繊維束が幅広で柔軟
な場合にも、繊維束はその拡幅形態を損なうことなく円
滑に軸線方向に９０°の捻じりが付与される。そのた
め、繊維束は拡幅された偏平なテープ状の形態を保持し
た状態でボビンに巻き取られる。

【００２１】なお、前記補助ガイド部材としては、円柱
形状のガイドロールを採用することもできるが、本件請
求項２に係る発明によれば、前記補助ガイド部材は単一
の円錐状ロールからなり、その中心軸を前記上部ガイド
ロールと平行に配されている。或いは、本件請求項３に
係る発明によれば、前記補助ガイド部材は単一の円錐状
ロールからなり、その中心軸を前記下部ガイドロールと
平行に配されている。

【００２２】このように前記補助ガイド部材が円錐状ロ
ールである場合には、前記繊維束は円錐状ロールの円錐
面に掛け回されて、極めて安定した状態で軸線方向に９
０°捻転されるため好ましい。

【００２３】更には、本件請求項４に係る発明では、前
記補助ガイド部材は一対の円錐状ロールからなり、一方
の円錐状ロールはその中心軸を前記上部ガイドロールと
平行に配され、他方の円錐状ロールはその中心軸を前記
上部ガイドロールと平行に配されている。このように、
２つの円錐状ロールを互いにその中心軸が捻じれた位置
関係となるように設置することで、繊維束がより円滑に
捻転されるとともに、その補助ガイド部材の設置位置に
おいて安定した捻転状態が確保される。

【００２４】本件請求項５に係る発明によれば、前記下
部ガイドロールの少なくとも一方を中央部が膨出した湾
曲周面をもつ太鼓形状としている。下部ガイドロールの
一方を太鼓形状とすることにより、繊維束がこの太鼓形
状の下部ガイドロールの周面に掛け回されたときに、更
なる拡幅がなされるため好ましい。

【００２５】また、本件請求項６に係る発明によれば、
前記上部ガイドロールの少なくとも一方を中央部が凹ん
だ湾曲周面をもつ鼓形状としている。上部ガイドロール
の一方を鼓形状とすることにより、トラバースの際に繊
維束に捻じれが生じることがなく、また、トラバースに
よる位置ズレも防止でき、繊維束を以降の各ガイドロー
ルの中央部分に導くことができるため好ましい。

【００２６】更に本件請求項７に係る発明によれば、上
述した請求項 1〜６のいずれかに係るガイド装置がトラ
バース装置に装着されてなり、前記ガイド装置の上部ガ
イドロールの上方に、同上部ガイドロールと直交する方
向に固定ガイドロールを有してなることを特徴とする巻
取り機が提供される。

【００２７】このように、ガイドスタンドの上流側に、
前記上部ガイドロールと直交する固定ガイドロールが設
置されている巻取り機は、テープ状の偏平な炭素繊維束
を撚りが入ること無く巻き取る巻取り機、即ち、ボビン
の軸が繊維束の走行方向に直交するように巻取りボビン
が設置されている巻取り機である。

【００２８】巻取りボビンがその軸を繊維束の走行方向
に直交して設置されている巻取り装置では、拡幅された
偏平なテープ状の繊維束をトラバースさせる際に、その
偏平な形態が損なわれやすい。そこで、本発明ではガイ
ドスタンドの繊維束走行方向の上流側に固定ガイドロー
ルを設置し、且つその固定ガイドロールを前記ガイドス
タンドの上部ガイドロールと直交する方向に配してい
る。そのため、前記固定ガイドロールに掛け回された繊
維束は、前記ガイドスタンドの上部ガイドロールに送り
込まれる際に、同繊維束には軸線方向に９０°捻転され
る。

【００２９】この状態ではボビンの面に対して繊維束が
軸方向に９０°捻転された状態であるが、上述したよう
に下部ガイドロールは上部ガイドロールに対して直交し
て配されているため、繊維束は先の捻転方向とは逆に軸
方向に９０°捻転されて元にもどり、ボビンに巻き取ら
れる。この捻転の際には、上述したように、上部ガイド
ロールと下部ガイドロールとの間に補助ガイド部材が配
されているため、繊維束は安定した状態で、且つその拡
幅形態を損なうことなく速やかに９０°捻転される。

【００３０】或いは本件請求項８に係る発明によれば、
請求項 1〜６のいずれかに係るガイド装置がトラバース
装置に装着されてなり、前記ガイド装置の上部ガイドロ
ールの上方に、同上部ガイドロールと平行な方向に固定
ガイドロールを有してなることを特徴とする巻取り機が
提供される。

【００３１】このように、ガイドスタンドの上流側に、
前記上部ガイドロールと平行な方向に固定ガイドロール
が設置されている巻取り機は、テープ状の偏平な炭素繊
維束に９０°の捻転が付与された後、巻取りボビンに巻
き取られる巻取り機、即ち、ボビンの軸が繊維束の走行
方向と平行になるように巻取りボビンが設置されている
巻取り機である。

【００３２】なお、本発明の巻取り機用ガイド装置及び
巻取り機は、拡幅された偏平なテープ状の強化繊維束、
特に炭素繊維束を巻き取る場合に適しているが、勿論、
各種の繊維束にも適用可能である。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照し具体的に説明する。炭素繊維は通
常、アクリル系の原料繊維を空気中で加熱して耐炎化し
た後、窒素中で加熱して炭素化し得られるＰＡＮ系炭素
繊維と、石油等のピッチを原料とするピッチ系炭素繊維
とがあるが、本発明はそれら両方の炭素繊維を巻き取る
際に適用可能である。

【００３４】テープ状の炭素繊維束は例えば特開平６−
６５７８７号公報に開示されているように、同繊維束に
サイジング剤を含浸させた後、加熱ロールで接触乾燥さ
せることにより得られる。この炭素繊維束は、このよう
な成形後、巻取り機によりボビンに巻き取られて、後の
プリプレグ等の製造工程へと送られる。

【００３５】図１は本発明のガイド装置が取りつけられ
た巻取り機を概略的に示した側面図であり、図２は本発
明のガイド装置の主要部の概略図である。本発明のガイ
ド装置１０は、ボビン１の軸１ａに平行に、同ボビン１
の両端間を往復動するトラバース装置に装着されるガイ
ドスタンド１１を備えている。ガイドスタンド１１は前
記ボビン１の軸に直交して立設している。このガイドス
タンド１１の高さ寸法は前記巻取り機の巻取りボビン１
と上部ロール２との間隔に応じて適宜設定されるもので
あり、巻取り機に応じて一義的に決定されるものである
が、ある程度の高さ寸法を有するものである。かかる高
さ寸法をもつガイドスタンド１１を安定してトラバース
させるために、本実施形態にあっては、同ガイドスタン
ド１１の下部にトラバースガイド１２が取り付けらられ
ている。

【００３６】同ガイドスタンド１１の上部には２つのガ
イドロール１３，１４が、自由回転可能に取り付けられ
おり、それらの回転軸１３ａ，１４ａは前記ボビン１の
軸と直交する方向に延在している。この上部ガイドロー
ル１３，１４のうち上流側に設置されているガイドロー
ル１３は、その周面が中央の凹んだ曲率半径が２５ｍｍ
の曲面である鼓形状のロールであり、下流側のガイドロ
ール１４の周面はフラットな円柱形状である。

【００３７】更に前記ガイドスタンド１１の下部にも、
２つのガイドロール１５，１６が自由回転可能に取り付
けられている。この下部ガイドロール１５，１６は、そ
れらの回転軸１５ａ，１６ａが前記ボビン１の軸と平行
に延在しており、即ち、上部ガイドロール１３，１４と
直交して延在している。

【００３８】この下部ガイドロール１５，１６のうち、
上流側に配されているガイドロール１５は、図３に示す
ように、周面が中央の膨出する曲率半径が３４．１ｍｍ
の曲面である太鼓形状のロールであり、下流側に配され
ているガイドロール１６は、図４に示すように、周面が
中央の凹んだ曲率半径が１７．５ｍｍの曲面である鼓形
状のロールである。

【００３９】更に、上部ガイドロール１３，１４と、下
部ガイドロール１５，１６との略中間位置には、本発明
の補助ガイド部材である円錐状ロール１７が、その中心
軸１７ａを前記上部ガイドロール１３，１４と平行に配
されている。

【００４０】これら上部ガイドロール１３，１４、下部
ガイドロール１５，１６、円錐状ロール１７の各ロール
の材質についてはＳＵＳ、アルミ、鉄等を使用可能であ
る。軽量であるという点からはアルミが優れているが、
単糸巻き付き時にはカッターナイフを使用することがあ
るため、そのような場合にも損傷の少ないＳＵＳを用い
ることが望ましい。更には、単糸巻き付きを防止する観
点から、ハードクロムによる梨地仕上げ等の表面処理を
施すことが望ましい。また、各ロールのサイズについて
は、巻取り機に設置する関係上、直径が１５〜３０ｍ
ｍ、長さが２０〜５０ｍｍ程度であることが望ましい。

【００４１】更に、本実施形態にあっては、二つの下部
ガイドロール１５，１６間に、図５に概略的に示す側面
形状をもつフック状ガイド１８が取り付けられている。
かかる構成を備えたガイドスタンド１１は、上述したよ
うに巻取り機のトラバース装置に装着され、ボビン１の
軸に平行に往復動する。ここで本実施例の巻取り機１
は、その上方に配されている上部ロール２と、ボビン１
の軸１ａとが平行であり、繊維束Ｆには撚りが付与され
ること無くボビン１に巻き取られるタイプの巻取り機で
ある。そのため、本実施形態のガイド装置１０を適用す
るためには、この巻取り機の上部ロール２の下流側、前
記ガイドスタンド１１の上流側に、同一水平面内に２本
の固定ガイドロール３がボビン１の軸１ａと平行に配さ
れている。

【００４２】前記巻取り機の上部ロール２に送られてき
た複数本（図１では５本）の繊維束Ｆは、それぞれ対応
する固定ガイドロール３へと送られ、一対の固定ガイド
ロール３に交互に掛け回される。その後、繊維束Ｆはボ
ビン１の軸１ａに平行にトラバースするガイド装置１０
へと供給される。なお、図１では５組の固定ガイドロー
ル３及びガイド装置１０が上下方向に配置されている
が、同図１は概略図であり、実際には５組が水平方向に
並んで配置されている。

【００４３】同ガイド装置１０におけるガイドスタンド
１１の上部ガイドロール１３，１４は前記固定ガイドロ
ール３と直交して配されているため、前記固定ガイドロ
ール３を通過した繊維束は、その軸線方向に９０°捻転
されて前記上部ガイドロール１３，１４へ交互に掛け回
される。このように、前記上部ガイドロール１３，１４
を前記固定ガイドロール３と直交させ、即ち、トラバー
ス方向に直交させて配しているため、繊維束Ｆは前記上
部ガイドロール１３，１４の周面に沿ってトラバース方
向に供給されることになり、繊維束Ｆは安定した状態で
トラバースがなされる。

【００４４】こうしてガイドスタンド１１に供給された
繊維束Ｆは、周面形状の異なる２つの前記上部ガイドロ
ール１３，１４を通過する際にトラバースが相殺され
る。本実施形態では特に、この上部ガイドロール１３，
１４のうち上流側に配されている上部ガイドロール１３
は、上述したように鼓形状であるため、トラバースの動
きにも繊維束Ｆが捻じれることなく追従する。この上部
ガイドロール１３にフラットな周面形状の円柱状のロー
ルを用いると、繊維束Ｆはトラバースの動きによって捻
れが付与され、テープ状に拡幅された繊維束Ｆの形態を
保持することができない。

【００４５】また、上部ガイドロール１３，１４のう
ち、下流側に配されているガイドロール１４は、周面が
フラットな円柱形状としている。これは、同上部ガイド
ロール１４の通過後に、繊維束Ｆは後述するように軸線
方向に９０°捻転されるため、その捻転前にフラットな
周面形状のロールに掛け回すことにより、拡幅された繊
維束Ｆの形態を保持するためである。

【００４６】これら上部ガイドロール１３，１４を通過
した後、繊維束Ｆは下部ガイドロール１５，１６へと送
られるが、このとき前記上部ガイドロール１３，１４と
下部ガイドロール１５，１６とは互いに直交して配され
ているため、両者の間で繊維束Ｆは軸線方向に９０°捻
転される。この上部ガイドロール１３，１４と下部ガイ
ドロール１５，１６とを通過する際に、繊維束Ｆはトラ
バースに伴う糸揺れやズレなどが減衰される。

【００４７】ここで、本発明のガイド装置１１は既存の
巻取り機に装着して使用するものであるため、上述した
ように、前記ガイドスタンドの高さ寸法は前記巻取り機
の設計上制限があり、上部ガイドロール１３，１４と下
部ガイドロール１５，１６との間隔の最大寸法も一義的
に決まる。

【００４８】この上部ガイドロール１３，１４と下部ガ
イドロール１５，１６との間隔が不十分であると、前記
繊維束Ｆの幅が大きかったり、同繊維束Ｆが柔らかくそ
の形態保持性が十分でない場合に、上部ガイドロール１
３，１４と下部ガイドロール１５，１６との間で繊維束
Ｆに大きな捻転力が働き、繊維束Ｆの拡幅されたテープ
状の形態が損なわれてしまう惧れがある。

【００４９】そこで本発明にあっては、前記上部ガイド
ロール１３，１４と下部ガイドロール１５，１６との間
に、円錐状ロール１７を配している。前記上部ガイドロ
ール１３，１４を通過した繊維束Ｆは、円錐状ロール１
７の円錐周面に掛け回されることによって、繊維束Ｆは
その拡幅されたテープ状の形態を保った状態で、軸線方
向に９０°の捻転が円滑に付与され、下部ガイドロール
１５，１６へと送られる。

【００５０】このように、繊維束Ｆは前記下部ガイドロ
ール１５，１６に到達する前に９０°捻転されているた
め、前記下部ガイドロール１５，１６の周面に対して略
直交する方向から安定して供給される。そのため、前記
下部ガイドロール１５，１６のうちの上流側のガイドロ
ール１５に、上述したように太鼓形状のロールを採用し
て、同ガイドロール１５により更に拡幅させることも可
能となる。

【００５１】なお、前記繊維束Ｆをより安定して９０°
捻転させるためには、上部ガイドロール１３，１４のう
ちの下流側のガイドロール１４と下部ガイドロール１
５，１６のうちの上流側のガイドロール１５との間隔を
１５ｃｍ以上とすることが望ましいが、この間隔を大き
くすると１つの巻取り機が占有するスペースが大きくな
るため、前記間隔は２０ｃｍ以下とすることが好まし
い。

【００５２】また下部ガイドロール１５，１６のうち下
流側に配されたガイドロール１６は最上流の前記上部ガ
イドロール１３と同様、鼓形状である。そのため、繊維
束Ｆはトラバースの動きにも捻れることなく安定した状
態でボビン１に供給される。もしこのガイドロール１６
の周面形状がフラットな形状であると、繊維束Ｆはトラ
バースの動きによって捻れが入り易く、偏平なテープ状
の形態が崩れることもある。

【００５３】更に、前記下部ガイドロール１５，１６の
間にはフック状ガイド１８を設置しており、このフック
状ガイド１８によりボビン１の交換時に繊維束Ｆがガイ
ド装置１０から外れるのを防止し、ボビン交換時の時間
を短縮出来る。

【００５４】繊維束Ｆは上述のように軸線方向に９０°
捻転され、ボビン１に近接して同ボビン１の軸１ａと平
行に配された２個の下部ガイドロールで１５，１６に供
給される。そして繊維束Ｆは下部ガイドロール１５，１
６に交互に掛け回される間に、一方のガイドロール１５
にて更に拡幅された後、トラバースされながらボビン１
に対して周方向から巻き取られる。そして、上部ガイド
ロール１３，１４と下部ガイドロール１５，１６とを通
過する際に、繊維束Ｆはトラバースに伴う糸揺れやズレ
などが減衰され、ボビンに対して常に一定の角度で供給
される。

【００５５】また、上述した上部ガイドロール１３，１
４、下部ガイドロール１５，１６、円錐状ロール１７
は、それぞれ中心軸が空間的に捻じれた位置にあるが、
いずれのロールにあっても繊維束Ｆがその中央部を通る
ように配置することが必要である。もしロールの中央部
からずれた位置を繊維束Ｆが通る場合には、繊維束Ｆの
幅を狭める力が作用するようになり、繊維束Ｆの幅を広
げ且つ走行を安定化させることができなくなる。

【００５６】なお、上記実施形態では、補助ガイド部材
として単一の円錐状ロール１７を採用し、その中心軸１
７ａを前記上部ガイドロール１３，１４と平行に配して
いるが、同円錐状ロール１７の中心軸１７ａを下部ガイ
ドロール１５，１６と平行に配してもよい。或いは、２
つの円錐状ロールを、上流側の中心軸を前記上部ガイド
ロール１３，１４と平行に、下流側の中心軸を前記下部
ガイドロール１５，１６と平行に設置することもでき
る。更には、補助ガイド部材は円錐状ロールに限定され
るものではなく、例えば通常の円柱形状のロールを回転
軸が前記上部ガイドロール及び下部ガイドロールの回転
軸に対して４５°となるように設置することもできる。

【００５７】更に、上記巻取り機は繊維束の走行方向に
対して直交に巻取りボビン１が設置されており、巻取り
時に繊維束に撚りの付与されないタイプの巻取り機であ
るが、本発明のガイド装置はかかる巻取り機用に限定さ
れるものではない。例えば、繊維束の走行方向に対して
平行に巻取りボビン１が設置されており、巻取り時に繊
維束に９０°の撚りが付与されるタイプの巻取り機にも
適用可能である。その場合には、上方の固定ガイドロー
ルとガイド装置１０の上部ガイドロール１３，１４とが
平行になるようにガイド装置が設置され、固定ガイドロ
ールとガイド装置１０との間では繊維束は捻転されな
い。

【００５８】以下、本発明の具体的な実施例について説
明する。図２に示す上述したガイド装置１０を製作し、
神津製作所製のＥＫＴＷ型巻取り機のトラバースガイド
として使用した。

【００５９】このようなガイド装置１０を巻取り機によ
って炭素繊維束を紙製巻取りボビン（紙管）に巻き取っ
た。ここで紙管としては直径８０ｍｍ、長さ２８０ｍｍ
のものを使用した。また、炭素繊維束としてはフィラメ
ント数１２０００本、直径７μｍからなり、繊維束の幅
は６ｍｍのテープ状に成形されたものを用いた。

【００６０】上記炭素繊維束を巻取り機への供給速度１
０ｍ／ｍｉｎで上記紙管に２５０００ｍ巻き取った。巻
き取った紙管から炭素繊維束を１０ｍ／ｍｉｎの速度で
引き出し、ＣＣＤカメラを用いて1 秒毎に１０００ｍ分
の幅の実測を行ったところ、紙管の中央部分だけでな
く、紙管の端部においても繊維束には幅の減少が認めら
れず、繊維束の拡幅形態の安定性を示しており、幅のＣ
Ｖ値は１〜３％であった。

【００６１】以上述べたように、本発明の巻取り機用ガ
イド装置は、トラバースするガイドスタンドに、互いに
形状の異なる２対４個のガイドロール群とガイド部材と
が配されており、最初の２個の上部ガイドロールによっ
てトラバースの動きを打ち消し、次の補助ガイド部材で
繊維束の形状を保ちつつその軸線方向に９０°の捻転が
安定して付与され、最後の２個の下部ガイドロールによ
り、ボビンの外周方向に沿って炭素繊維束を、拡幅形態
を保持した状態で供給することができるため、テープ状
に拡幅された繊維束を安定して巻き取ることができる。

【００６２】また、本発明の巻取り装置によって巻取り
ボビンに巻き取られた巻体から巻き出される繊維束は幅
が広く且つその幅寸法も安定しているため、薄物の炭素
繊維プリプレグやドラムワインド及びフィラメントワイ
ンドによる成形品を製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガイド装置が取りつけられた巻取り機
を概略的に示した側面図である。

【図２】本発明のガイド装置の主要部の概略図である。

【図３】上流側に配された下部ガイドロールの側面外概
略図である。

【図４】下流側に配された下部ガイドロールの側面外概
略図である。

【図５】フック状ガイドの側面概略図である。

【符号の説明】

１巻取りボビン１ａ軸２上部ロール３固定ガイドロール１０ガイド装置１１ガイドスタンド１２トラバースガイド１３，１４上部ガイドロール１３ａ，１４ａ回転軸１５，１６下部ガイドロール１５ａ，１６ａ回転軸１７円錐状ロール１７ａ中心軸１８フック状ガイドＦ繊維束

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】巻取りボビンの軸と直交して設置され、
且つ前記ボビンの軸に平行に往復動するガイドスタンド
と、前記ガイドスタンドの上部に前記ボビンの軸と直交して
配された一対の上部ガイドロールと、前記ガイドスタンドの下部に前記ボビンの軸と平行に取
り付けられた一対の下部ガイドロールと、前記上部ガイドロールと下部ガイドロールとの間に、繊
維束を軸線方向に９０°捻転させる補助ガイド部材と、
を備えてなることを特徴とする巻取り機用のガイド装
置。
【請求項２】前記補助ガイド部材は単一の円錐状ロー
ルからなり、その中心軸を前記上部ガイドロールと平行
に配されてなる請求項１記載のガイド装置。
【請求項３】前記補助ガイド部材は単一の円錐状ロー
ルからなり、その中心軸を前記下部ガイドロールと平行
に配されてなる請求項１記載のガイド装置。
【請求項４】前記補助ガイド部材は一対の円錐状ロー
ルからなり、一方の円錐状ロールはその中心軸を前記上
部ガイドロールと平行に配され、他方の円錐状ロールは
その中心軸を前記下部ガイドロールと平行に配されてな
る請求項１記載のガイド装置。
【請求項５】前記下部ガイドロールの少なくとも一方
は中央部が膨出した湾曲周面をもつ太鼓形状である請求
項１〜４のいずれかに記載のガイド装置。
【請求項６】前記上部ガイドロールの少なくとも一方
は中央部が凹んだ湾曲周面をもつ鼓形状である請求項１
〜５のいずれかに記載のガイド装置。
【請求項７】請求項 1〜６のいずれかに記載されたガ
イド装置がトラバース装置に装着されてなり、前記ガイ
ド装置の上部ガイドロールの上方に、同上部ガイドロー
ルと直交する方向に固定ガイドロールを有してなること
を特徴とする巻取り機。
【請求項８】請求項 1〜６のいずれかに記載されたガ
イド装置がトラバース装置に装着されてなり、前記ガイ
ド装置の上部ガイドロールの上方に、同上部ガイドロー
ルと平行な方向に固定ガイドロールを有してなることを
特徴とする巻取り機。