【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフィラメントワインディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製のパイプや容器を効率よく形成する方法としてフィラメントワインディング法がある。フィラメントワインディング法では一般に、樹脂含浸バス（樹脂含浸槽）で繊維束に樹脂を含浸し、樹脂含浸繊維束を回転するマンドレルの周囲に所定の角度で巻き付ける（例えば、特許文献１参照）。また、付着した樹脂量が一定の状態で繊維束をマンドレルに巻き付けるため、樹脂含浸槽から引き出された繊維束に付着した余分な樹脂をスキージ（パッド）で掻き取るようになっている。
【０００３】
近年、自動車のプロペラシャフトを炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で形成することが提案され、一部、実施されている。プロペラシャフトをＣＦＲＰで製造する場合、炭素繊維に付着させる樹脂の量（重量）は、プロペラシャフトの性能上重要な要素であり、樹脂含浸工程で管理されている。含浸される樹脂量を管理するパラメータとして、樹脂含浸槽から引き出される樹脂含浸繊維束から樹脂を掻き取るスキージの隙間、繊維束の引き出し速度、雰囲気温度、湿度、樹脂温度、粘度、繊維束の開繊度、毛羽立ち具合等がある。
【０００４】
また、生産性を高めるため、被糸条巻付け部材（マンドレル）に対して複数本の糸条（繊維束）で同時にヘリカル巻を行うヘリカル巻部と、糸条を被糸条巻付け部材に対してフープ巻を行うフープ巻部とを備えたフィラメントワインディング装置が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２に記載のフィラメントワインディング装置では、複数の糸条（実施の形態では２８本の糸条）を被糸条巻付け部材に対して同時にヘリカル巻で巻付け可能とするため、ヘリカル巻部は被糸条巻付け部材の周方向に沿って配列された複数のガイドを備えている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３２１６８５５号公報（明細書の段落［００１１］〜［００１５］、図１）
【特許文献２】
特開２００２−２８３４６７号公報（明細書の段落［００１２］、［００１３］、［００５１］、図１、図５、図７）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のフィラメントワインディング装置では、樹脂含浸工程で繊維束への付着樹脂量を管理しても、所望の量の樹脂が繊維束に付着しているか否かを工程内で検査できない。そして、検査は、工程を止めた状態でのロット検査になるため、不具合が発生しても製造中には検知できず、不具合発生後、検査までの間の製品は不良品になる。また、繊維束への付着樹脂量を検査して繊維束に付着した樹脂の絞り量を調整するまでに時間がかかる。
【０００７】
また、樹脂含浸工程で付着量が適正に管理された場合でも、フィラメントワインディング時に樹脂が垂れ落ちたり、繊維束の移動経路にあるガイドに樹脂が付着して製品の樹脂量が所定の範囲から逸脱する場合もある。そして、実際の付着樹脂量（重量）は、硬化、脱型が終わるまで分からないため、含浸工程あるいはフィラメントワインディング工程で付着樹脂量が変化する不具合が発生しても、不具合が発見され難い。
【０００８】
マンドレル（被繊維束巻付け部材）に一度に巻き付けられる繊維束の本数が少ない場合は、付着樹脂量の管理を比較的良好に行うことができるが、１０本以上の多数本の繊維束を同時に巻き付けるフィラメントワインディング装置では、付着樹脂量の管理が難しい。
【０００９】
本発明は前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、繊維束に付着した樹脂量を製品が完成する前に計測することができ、付着樹脂量の設定範囲からの逸脱を製品完成前に検知することができるため、製品検査での不良品の発生を少なくできるフィラメントワインディング装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、被繊維束巻付け部材を支持して回転させながら、該被繊維束巻付け部材の表面に樹脂が含浸された繊維束を、巻付けヘッドを介して巻き付けるフィラメントワインディング装置である。フィラメントワインディング装置は前記繊維束に付着された樹脂の重量を計測する付着樹脂重量計測部を備えている。
【００１１】
この発明では、巻付けヘッドによって被繊維束巻付け部材に巻き付けられる繊維束に付着された樹脂量（樹脂の重量）が付着樹脂重量計測部により計測される。即ち、従来装置と異なり、繊維束に付着した樹脂量を製品が完成する前に計測することができる。従って、例えば、付着樹脂量の適正範囲を余裕を持って設定し、適正範囲から多少ずれても不良品にならない値に設定することにより、付着樹脂量のずれが僅かな場合には繊維束を廃棄しなくてもよくなる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記付着樹脂重量計測部は、繊維束供給部から引き出された繊維束に樹脂を含浸させる樹脂含浸装置と前記巻付けヘッドとの間に配置され、樹脂が含浸された繊維束の重量を計測することにより付着樹脂量を計測する。この発明では、繊維束が巻付けヘッドに供給される前に、繊維束に付着した樹脂量が計測されるため、不具合の発生を早期に検知できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記付着樹脂重量計測部と前記巻付けヘッドとの間に張力調整部が設けられ、前記付着樹脂重量計測部は、前記樹脂含浸装置から引き出された所定長さの繊維束を、その両端部で支承した状態で樹脂含浸繊維束の重量を計測する。この発明では、繊維束が樹脂含浸装置から引き出された後、多くの経路を経る前に付着樹脂量が計測されるため、付着樹脂量が設定範囲から外れた際に、原因究明が容易になる。また、繊維束を両端部で支承した状態で樹脂含浸繊維束の重量を計測するため、繊維束の経路を殆ど変更せずに、巻付けヘッドへ供給される経路に組み込むことができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記付着樹脂重量計測部は、繊維束が被繊維束巻付け部材に巻き付けられた状態で前記被繊維束巻付け部材及び樹脂含浸繊維束の重量を計測することにより付着樹脂量を計測する。
【００１５】
この発明では、繊維束が被繊維束巻付け部材に巻き付けられた後に、付着樹脂量が計測される。従って、樹脂含浸装置で適正量の樹脂が繊維束に付着された後、被繊維束巻付け部材に巻き付けられる前に何らかの原因で樹脂量が適正量から逸脱した場合にも、そのことを検知できる。また、硬化、脱型工程を経る前に製品の合格及び不合格の判定が可能となり、不合格品に対する無駄な硬化作業を行う必要がなくなる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記被繊維束巻付け部材がフィラメントワインディング装置にその両端部において支承された状態でその重量を計測する。この発明では、所定量の繊維束の巻付けが完了した後、被繊維束巻付け部材をフィラメントワインディング装置から取り外すことなく付着樹脂量を計測できる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記付着樹脂重量計測部は、荷重計に曲げモーメントが加わらないように複数の荷重計で前記被繊維束巻付け部材の各端部を支承した状態で重量を計測する。この発明では、繊維束が巻き付けられた被繊維束巻付け部材の重量が、荷重計に曲げモーメントが加わらない状態で計測される。従って、荷重計に曲げモーメントが加わる状態で計測する場合に比較して、精度良く計測できる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記樹脂含浸槽より繊維束移動方向上流側に繊維束の重さを計測する繊維束重量測定部が設けられている。この発明では、繊維束に重量のバラツキがある場合、繊維束の重量が適正範囲を逸脱していることが検知された際に、製品の製造を中断して対処することができる。また、繊維束の重量が適正範囲にある場合に、繊維束の重量を考慮して繊維束への樹脂の付着量を管理することが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図１及び図２に従って説明する。図１はフィラメントワインディング装置（以下、ＦＷ装置と称す）の模式側面図である。
【００２０】
図１に示すように、ＦＷ装置１１は、繊維束供給部１２、樹脂含浸装置１３、付着樹脂重量計測部１４、張力調整部１５及び巻付けヘッド１６を備えている。
ＦＷ装置１１は、本願出願人が先に出願した特許文献２に開示されたものと同様な巻付けヘッド（ヘリカル巻用ヘッド及びフープ巻用ヘッド）１６を備えており、図１ではヘリカル巻用ヘッドが図示されている。ＦＷ装置１１は、被繊維束巻付け部材１７をその軸心を中心に回転可能に支持する支持部（図示せず）を備え、被繊維束巻付け部材１７がその軸心を中心に回転されるようになっている。支持部は可変速モータにより回転駆動され、制御装置Ｃの指令によって支持部が巻付けヘッド１６の移動速度と同期した状態で回転駆動されることにより、繊維束Ｒの被繊維束巻付け部材１７に対する巻付け角度を任意の角度に設定して巻き付けることができるようになっている。被繊維束巻付け部材１７は、例えばマンドレル、筒状の芯材あるいはタンクを製造する場合のライナ等である。
【００２１】
巻付けヘッド１６は、被繊維束巻付け部材１７に貫通される孔を有する支持板１８を備えている。ヘリカル巻用ヘッドの支持板１８には、複数本の繊維束を同時に被繊維束巻付け部材１７に対してヘリカル巻で巻付け可能とするため、図１に示すように複数のガイド１９が被繊維束巻付け部材１７の周方向に沿って配列された状態で設けられている。この実施の形態では２８本の繊維束を案内可能にそれぞれ２８個の大小２種のガイド１９が２個の同心円上に配列されている。フープ巻部を備えたフープ巻用ヘッドは、繊維束Ｒを被繊維束巻付け部材１７に対して２本同時にフープ巻で巻付け可能とするためのガイドを備えている。ヘリカル巻用ヘッドとフープ巻用ヘッドとは一体的な移動と、独立した状態での移動とが可能に構成されている。そして、数本の繊維束Ｒを同時に被繊維束巻付け部材１７に対してヘリカル巻で巻付け可能となり、ヘリカル巻用ヘッドが被繊維束巻付け部材１７に沿って一回往動又は復動することで被繊維束巻付け部材１７の全周面に亘って繊維束Ｒがヘリカル巻で巻き付けられる。なお、張力調整部１５から巻付けヘッド１６に至る繊維束Ｒの経路には、他にも繊維束Ｒのガイドが配設されるが、図１では図示を省略している。
【００２２】
繊維束供給部１２は回転可能に構成された支持部２０と、繊維束Ｒが巻き付けられたボビンＢとから構成されている。支持部２０は従来装置と異なり張力調整装置を備えず、単に回転可能に構成されている。
【００２３】
繊維束供給部１２から引き出された繊維束Ｒに樹脂を含浸させる樹脂含浸装置１３は、樹脂含浸槽２１と、繊維束Ｒを樹脂含浸槽２１内の樹脂液に漬かる状態で案内するガイドローラ２２とを備えている。樹脂含浸槽２１の繊維束供給部１２寄りには繊維束Ｒを開繊する開繊機構２３が配設されている。開繊機構２３は、繊維束Ｒの引出し方向と直交するように配設された３本一組のローラ２３ａ，２３ｂ，２３ｃを備えている。中央に配設されたローラ２３ｂは両ローラ２３ａ，２３ｃとの間で繊維束Ｒを挟持する作用位置と、繊維束Ｒの挟持を解除する解除位置とに図示しないエアシリンダ等のアクチュエータにより移動されるようになっている。そして、ローラ２３ｂが作用位置に配置された状態で繊維束Ｒがローラ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ間を通過することにより、繊維束Ｒが開繊される。なお、繊維束Ｒを開繊するとは、繊維束Ｒの幅を拡げて扁平にすることを意味する。
【００２４】
樹脂含浸槽２１の繊維束Ｒ引出し側寄りには、繊維束Ｒが樹脂含浸槽２１内の樹脂液に浸漬されることにより繊維束Ｒに付着した余分な樹脂液を取り除くための掻き取り装置２４が設けられている。掻き取り装置２４は樹脂が含浸された扁平な繊維束Ｒを挟んで余分な樹脂液を掻き取る作用を為す。掻き取り装置２４は可動のスキージ２５ａと、固定のスキージ２５ｂとを備え、可動のスキージ２５ａはリニアアクチュエータ２６のプランジャ２６ａの先端に固定されている。スキージ２５ａ，２５ｂは例えば、ゴム製である。そして、リニアアクチュエータ２６の作動により両スキージ２５ａ，２５ｂの隙間を調整することにより、繊維束Ｒに対する樹脂（液）の付着量が調整可能となっている。
【００２５】
なお、この実施の形態では、同時に引き出される繊維束Ｒの本数が多いため、スキージ２５ａ，２５ｂは複数組（例えば、４組）設けられ、各組の可動のスキージ２５ａがそれぞれ独立してリニアアクチュエータ２６により位置調整が可能に構成されている。各組のスキージ２５ａ，２５ｂが受け持つ繊維束Ｒの本数は、後記する付着樹脂重量計測部１４の荷重計が受け持つ繊維束Ｒの本数と同じに設定されている。即ち、付着樹脂重量計測部１４は、複数の繊維束Ｒを複数のグループに分けて各グループ毎に付着樹脂量を荷重計で計測可能に構成されている。
【００２６】
繊維束Ｒに付着された樹脂の重量を計測する付着樹脂重量計測部１４は、樹脂含浸装置１３と巻付けヘッド１６との間に配置され、樹脂が含浸された繊維束Ｒの重量を計測することにより付着樹脂量を計測する。
【００２７】
付着樹脂重量計測部１４は、樹脂含浸槽２１から繊維束Ｒを一定速度で所定長さ引き出し可能な繊維束引出し部２７と、前記所定長さの繊維束Ｒの重量を計測する重量計測部２８とを備えている。繊維束引出し部２７は、繊維束Ｒの移動方向上流側（樹脂含浸槽２１側）に、繊維束Ｒを案内する案内ローラ２９が繊維束Ｒと直交する状態で水平に配設されている。案内ローラ２９の上方には、アクチュエータとしてのエアシリンダ３０が配設され、そのピストンロッド３０ａの先端には把持バー３１が固定されている。把持バー３１はエアシリンダ３０の作動により、案内ローラ２９に繊維束Ｒを押圧して繊維束Ｒの移動を阻止する把持位置と、繊維束Ｒの移動を許容する退避位置とに移動されるようになっている。
【００２８】
案内ローラ２９より繊維束Ｒの引き出し方向下流側（図１における右側）に、繊維束Ｒを把持して繊維束Ｒの移動を阻止する繊維束ロック機構３２が設けられている。繊維束ロック機構３２は繊維束Ｒの移動経路を挟んで上下に配置されるアクチュエータとしてのエアシリンダ３３，３４を備え、エアシリンダ３３，３４のピストンロッドの先端に把持部材３３ａ，３４ａが固定されている。両把持部材３３ａ，３４ａは、水平状態で図１に示す把持位置と、繊維束Ｒの把持を解放する解放位置とに移動可能に構成されている。エアシリンダ３０とエアシリンダ３３との間で繊維束Ｒの移動経路の上方には、アクチュエータとしてのエアシリンダ３５が設けられ、そのピストンロッド３５ａの先端には押圧バー３６が固定されている。押圧バー３６は繊維束Ｒと係合不能な退避位置と、繊維束Ｒを押圧して繊維束Ｒを樹脂含浸槽２１から引き出す作用位置とに移動可能となっている。
【００２９】
案内ローラ２９、把持バー３１、把持部材３３ａ，３４ａ及び押圧バー３６の長さは、繊維束Ｒがそれらの部材に接触して案内あるいは把持される際、隣接する繊維束Ｒ同士が互いに接触しないように、使用される繊維束Ｒの本数に対応して設定されている。
【００３０】
重量計測部２８は、エアシリンダ３５の下方に配設され、図２に示すように、アクチュエータとしてのエアシリンダ３７により昇降される支持ブラケット３８上に固定された複数（この実施の形態では４個）の荷重計３９を備えている。各荷重計３９上には、所定本数の繊維束Ｒを支承する繊維束支承部４０が設けられ、繊維束Ｒの荷重が繊維束支承部４０を介して荷重計３９に作用するようになっている。各荷重計３９は、樹脂含浸装置１３から引き出された所定長さの繊維束Ｒが、その両端部で案内ローラ２９と把持バー３１、両把持部材３３ａ，３４ａにより支承された状態で、繊維束Ｒの中央部において繊維束支承部４０が繊維束Ｒと係合して樹脂含浸繊維束の重量を計測するようになっている。繊維束支承部４０の幅は、隣接する繊維束Ｒ同士が互いに接触しないように、使用される繊維束Ｒの本数に対応して設定されている。荷重計３９としては、例えば、荷重による電気抵抗の変化を利用して荷重を検出するひずみゲージを使用したものが使用されている。
【００３１】
各荷重計３９の出力は表示部３９ａに入力され、表示部３９ａに各荷重計３９で計測された重量の合計値が表示されるようになっている。また、各荷重計３９の出力は制御装置Ｃに入力され、制御装置Ｃは荷重計３９の計測信号に基づいて繊維束Ｒへの付着樹脂量が所定の設定範囲内にあるか否かを判断し、設定範囲から外れた場合に、ＦＷ装置１１の巻付け運転を停止させるように制御する。また、制御装置Ｃは繊維束Ｒへの付着樹脂量の設定範囲からのずれ量が所定のずれ量より大きいか否かを判断する。ずれ量が所定のずれ量より大きな場合は、ＦＷ装置１１に装備された図示しない警報手段に駆動指令を出力する。
【００３２】
制御装置Ｃは前記ずれ量が所定のずれ量より小さな場合、掻き取り装置２４に付着樹脂量の設定範囲からのずれ量に応じて駆動指令を出力する。付着樹脂量が設定範囲より多い場合は、対応するリニアアクチュエータ２６に両スキージ２５ａ，２５ｂの隙間を所定量小さくする駆動指令を出力する。付着樹脂量が設定範囲より少ない場合は、対応するリニアアクチュエータ２６に両スキージ２５ａ，２５ｂの隙間を所定量大きくする駆動指令を出力する。なお、前記付着樹脂量の設定範囲は、付着樹脂量が設定範囲からずれた繊維束Ｒを巻き付けると製品が不良品となる値ではなく、設定範囲から多少ずれた繊維束Ｒの巻付けを継続すると製品が不良品となる値に設定されている。
【００３３】
張力調整部１５は付着樹脂重量計測部１４と巻付けヘッド１６との間に配設され、付着樹脂重量計測部１４から巻付けヘッド１６に連なる繊維束Ｒの張力を調整可能に構成されている。張力調整部１５は、繊維束Ｒの引き出し方向と直交する方向に延びるように所定位置に配設された一対の案内ローラ４１ａ，４１ｂと、両案内ローラ４１ａ，４１ｂの間で案内ローラ４１ａ，４１ｂより下方において昇降可能に配置された張力付与ローラ４２とを備えている。張力付与ローラ４２は、上下方向に延びるガイド筒４３にガイドされて昇降可能なガイドロッド４３ａの上端に、支持フレーム４４と共に昇降可能に設けられている。張力付与ローラ４２は支持フレーム４４に水平状態で回動可能に支持されている。支持フレーム４４の下面には重り４５が固定され、張力付与ローラ４２、ガイドロッド４３ａ、支持フレーム４４及び重り４５の合計重量が繊維束Ｒに付与すべき張力となるように、重り４５の重さが設定されている。張力付与ローラ４２の長さは、繊維束Ｒが張力付与ローラ４２に接触して案内される際、隣接する繊維束Ｒ同士が互いに接触しないように、使用される繊維束Ｒの本数に対応して設定されている。
【００３４】
次に前記のように構成されたＦＷ装置１１によりパイプを製造する際の作用を説明する。ＦＷ装置１１で製品を製造する場合は、先ず被繊維束巻付け部材１７を支持部（チャック）に固定する。被繊維束巻付け部材１７として両端部に繊維束折り返し用のピンが設けられた公知のマンドレルが使用される。
【００３５】
次に繊維束供給部１２から繊維束Ｒを引き出し、開繊機構２３、樹脂含浸槽２１のガイドローラ２２、掻き取り装置２４、繊維束引出し部２７及び張力調整部１５を経て巻付けヘッド１６に導き、巻付けヘッド１６に挿通した後、繊維束Ｒの端部を被繊維束巻付け部材１７の所定位置に固定する。繊維束Ｒの端部の固定作業は作業者が手作業で行い、例えば粘着テープを使用して行われる。繊維束Ｒがセットされていない状態では、張力付与ローラ４２はガイドロッド４３ａが最下降位置まで降下した状態にあるが、繊維束Ｒがセットされた状態では、図１に示すように、張力付与ローラ４２はガイドロッド４３ａが昇降範囲の中間位置に配置される状態で繊維束Ｒによって支承された状態に保持される。従って、繊維束Ｒには張力付与ローラ４２、ガイドロッド４３ａ、支持フレーム４４及び重り４５の合計重量と、繊維束Ｒの本数とによって決まる張力が付与される状態となる。
【００３６】
また、作業者は、被繊維束巻付け部材１７の回転速度、巻付けヘッド１６の巻付け時の往復移動幅等の巻付け条件を制御装置Ｃに入力する。なお、この実施の形態では樹脂として熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）が使用され、繊維束Ｒとして炭素繊維のロービングが使用される。ロービングとは細い単繊維のフィラメントを多数本束ねた実質無撚りの繊維束を意味する。
【００３７】
次にＦＷ装置１１による繊維束Ｒの巻付け運転が開始される。ＦＷ装置１１が作動されると、被繊維束巻付け部材１７が一定方向に回転され、巻付けヘッド１６が被繊維束巻付け部材１７の長手方向に沿って往復移動される。また、付着樹脂重量計測部１４の繊維束引出し部２７が駆動される。そして、把持バー３１が図１の状態から上方に移動されるとともに繊維束支承部４０が図１に鎖線で示す退避位置に保持された状態で、把持部材３３ａ，３４ａが図１に示す把持位置に配置され、エアシリンダ３５が突出作動されて繊維束ＲがボビンＢから一定速度で引き出される。ボビンＢから引き出された繊維束Ｒは、開繊機構２３を通過することにより扁平に開繊された後、樹脂含浸槽２１の樹脂液中に導かれ、樹脂液が含浸された後、掻き取り装置２４を経て繊維束引出し部２７に導かれる。
【００３８】
所定長さの繊維束Ｒが引き出された後、エアシリンダ３０が作動されて把持バー３１が図１に実線で示す把持位置に配置される。次に、エアシリンダ３５が没入作動されて押圧バー３６が図１に示す退避位置に配置される。また、エアシリンダ３７が突出作動されて繊維束支承部４０が図１に実線で示す計測位置に配置される。そして、付着樹脂重量計測部１４は、樹脂含浸装置１３から引き出された所定長さの繊維束Ｒをその両端部で支承した状態で、樹脂含浸繊維束の重量を荷重計３９により計測する。各荷重計３９には、樹脂含浸装置１３から引き出され、その両端部が支承された状態の所定長さの繊維束Ｒの荷重が加わる。繊維束Ｒの荷重の一部は、支承部で担われるが、その分は予め実験あるいは理論的に求めておき、その分を加えることで正確な樹脂含浸繊維束の重量が計測可能となっている。
【００３９】
荷重計３９の検出結果は表示部３９ａ及び制御装置Ｃへ出力される。制御装置Ｃは各荷重計３９の出力信号から繊維束Ｒへの付着樹脂量を求め、その値が予め設定された設定範囲内か否かを判断する。詳述すれば、所定長さの繊維束Ｒの重量を、荷重計３９で計測された樹脂含浸繊維束の重量から差し引いて付着樹脂量を求める。そして、付着樹脂量が設定範囲内であれば巻付け運転を継続し、設定範囲内からずれた（逸脱した）場合は巻付け運転を停止する。
【００４０】
繊維束Ｒへの樹脂の付着量に影響を与えるパラメータとして、掻き取り装置２４のスキージの隙間、繊維束の引き出し速度、雰囲気温度、湿度、樹脂温度、粘度、繊維束の開繊度、毛羽立ち具合等がある。このうち、繊維束の引き出し速度、雰囲気温度、湿度、樹脂温度、粘度が所定の範囲に管理されている場合、スキージの隙間が最も大きな影響を与える。制御装置Ｃは付着樹脂量のずれ量が所定の値より少ない場合は、掻き取り装置２４のリニアアクチュエータ２６を作動させてスキージ２５ａ，２５ｂの隙間の調整を行わせる。その結果、スキージ２５ａ，２５ｂの隙間が自動的に調整される。その状態で繊維束Ｒを引き出して再び付着樹脂量を計測する。そして、付着樹脂量が設定範囲内になれば、ＦＷ装置１１は巻付け運転を再開する。
【００４１】
スキージ２５ａ，２５ｂの隙間調整が行われても付着樹脂量が設定範囲内にならない場合は、制御装置Ｃは警報手段を作動させる。そして、作業者は警報手段が作動されると、付着樹脂量に影響を与えるパラメータが適正範囲内にないと判断して、スキージの隙間以外の他のパラメータを変更して付着樹脂量が設定範囲内となるように調整する。調整完了後、ＦＷ装置１１の運転が再開される。
【００４２】
なお、付着樹脂量の設定範囲からのずれ量が所定のずれ量より大きな場合は、その部分の繊維束Ｒを巻き付けると製品が不良品となるため、巻付けに使用することなく廃棄処分となる。その場合、繊維束Ｒの端部を再び被繊維束巻付け部材１７に仮止めした後、ＦＷ装置１１の運転が再開される。付着樹脂量の設定範囲からのずれ量が所定のずれ量より小さな場合は、その繊維束Ｒは巻付けに使用される。そして、繊維束Ｒの切断、廃棄を行わずにＦＷ装置１１の巻付け運転が再開される。
【００４３】
繊維束Ｒへの付着樹脂量が設定範囲内であれば、エアシリンダ３３，３４が没入作動され、把持部材３３ａ，３４ａによる繊維束Ｒの把持が解放された後、エアシリンダ３３，３４が突出作動され、把持部材３３ａ，３４ａが再び把持位置に配置される。そして、再び前記と同様にして、繊維束Ｒが樹脂含浸装置１３から所定の長さ引き出されて、付着樹脂量の計測が行われる。
【００４４】
把持部材３３ａ，３４ａが解放位置に配置された時に、繊維束Ｒが張力調整部１５へと送り出され、張力調整部１５に一時的に貯留される。そして、巻付けヘッド１６の移動による推進力により張力調整部１５から繊維束Ｒが引き出される。巻付けヘッド１６は被繊維束巻付け部材１７の長手方向に沿って往復移動されるが、移動方向が変更される前に減速され、移動方向が変更された後に所定速度まで加速される。そのため、巻付けヘッド１６の移動速度の変更に伴って張力調整部１５からの繊維束Ｒの引き出し速度が変化する。しかし、その変化は、張力付与ローラ４２が昇降されることにより、案内ローラ４１ａから案内ローラ４１ｂの間に一時的に貯留される繊維束Ｒの長さが変化することで吸収され、繊維束Ｒに付与される張力はほぼ一定に保持される。
【００４５】
繊維束Ｒは被繊維束巻付け部材１７に設けられたピンの間を通過した後、ピンに巻き掛けられて折り返すように配列され、被繊維束巻付け部材１７の両端に位置するピン間における被繊維束巻付け部材１７の軸方向となす角度（巻付け角度）が所定の角度となるように巻き付けられる。巻付け角度は製品のＦＲＰパイプに要求される、曲げ、ねじり、振動等の特性を満足する所定の値に設定される。
【００４６】
被繊維束巻付け部材１７上に巻き付けられた繊維層の数が所定数となるまで繊維束Ｒが巻き付けられて積層繊維層が形成されると、繊維束Ｒの巻付けが終了する。なお、必要に応じてヘリカル巻だけでなく、繊維束Ｒの巻付け角度がほぼ９０°に近い状態で巻き付けられる所謂フープ巻の層を形成する場合もある。
【００４７】
繊維束Ｒの巻付けが完了した後、繊維束Ｒの端部が被繊維束巻付け部材１７に仮止めされ、被繊維束巻付け部材１７がＦＷ装置１１の支持部から取り外される。次に成形体とともに被繊維束巻付け部材１７が加熱炉に入れられ、所定温度で樹脂が硬化される。硬化温度は樹脂により異なるが、例えばエポキシ樹脂の場合は１８０℃程度である。加熱硬化によりＦＲＰ製の円筒体（パイプ）が、被繊維束巻付け部材１７上に形成される。冷却後、ＦＲＰ製パイプの両端がピンの抜き跡の列より内側において切断された後、被繊維束巻付け部材１７からＦＲＰ製パイプが取り外されて、所定寸法の長さのＦＲＰパイプが形成される。
【００４８】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１） ＦＷ装置１１は、被繊維束巻付け部材１７の表面に巻付けヘッド１６を介して巻き付けられる繊維束Ｒに付着された樹脂の重量を計測する付着樹脂重量計測部１４を備えている。従って、従来装置と異なり、繊維束Ｒに付着した樹脂量を製品が完成する前に計測することができ、製品検査での不良品の発生を少なくできる。
【００４９】
（２） 付着樹脂重量計測部１４は、繊維束供給部１２から引き出された繊維束Ｒに樹脂を含浸させる樹脂含浸装置１３と巻付けヘッド１６との間に配置され、樹脂が含浸された繊維束Ｒの重量を計測することにより付着樹脂量を計測する。従って、繊維束Ｒが巻付けヘッド１６に供給される前に、繊維束Ｒに付着した樹脂量が計測されるため、不具合の発生を早期に検知できる。
【００５０】
（３） 付着樹脂重量計測部１４は、樹脂含浸装置１３から引き出された所定長さの繊維束Ｒを、その両端部で支承した状態で樹脂含浸繊維束の重量を計測する。従って、繊維束Ｒが樹脂含浸装置１３から引き出された後、多くの経路を経る前に付着樹脂量が計測されるため、付着樹脂量が設定範囲から外れた際に、原因究明が容易になる。また、繊維束Ｒを両端部で支承した状態で樹脂含浸繊維束の重量を計測するため、繊維束Ｒの経路を殆ど変更せずに、巻付けヘッド１６へ供給される経路に組み込むことができる。
【００５１】
（４） ＦＷ装置１１の制御装置Ｃは、付着樹脂量が設定範囲からずれた（逸脱した）場合、巻付け運転を停止し、付着樹脂量のずれ量が所定の値より小さな場合は、掻き取り装置２４のリニアアクチュエータ２６を作動させてスキージ２５ａ，２５ｂの隙間の調整を行わせる。従って、付着樹脂量の設定範囲からのずれがスキージ２５ａ，２５ｂの隙間に起因する場合には、付着樹脂量を自動的に設定範囲内に調整することができる。
【００５２】
（５） 付着樹脂量の設定範囲が、その範囲からずれると直ちに不良品となる範囲ではなく余裕を持って設定され、設定範囲から多少ずれても不良品にならない値に設定されている。従って、付着樹脂量の設定範囲からのずれが僅かな場合には繊維束Ｒを廃棄せず、付着樹脂量に影響を与えるパラメータを調整するだけで巻付け運転を継続することができる。その結果、無駄になる繊維束Ｒの量を少なくできる。
【００５３】
（６） 付着樹脂量の設定範囲からのずれ量が大きな場合は、警報手段が作動されて作業者に報知され、作業者により付着樹脂量が調整され、繊維束Ｒの不良部分が廃棄された後、ＦＷ装置１１の巻付け運転が再開される。従って、ＦＷ装置１１の停止時間を少なくできる。
【００５４】
（７） 荷重計３９が複数設けられている。従って、１個の荷重計３９で全ての繊維束Ｒの合計重量を計測する構成に比較して、付着樹脂量が設定範囲からずれた際、原因の究明が容易になる。
【００５５】
（８） 荷重計３９が複数設けられ、各荷重計３９が重量計測を担当する繊維束Ｒ毎にスキージ２５ａ，２５ｂの隙間調整が可能に構成されている。従って、付着樹脂量が設定範囲からずれた場合に、付着樹脂量が設定範囲内となるように調整するのが容易になる。
【００５６】
（９） 付着樹脂重量計測部１４は、繊維束供給部１２から繊維束Ｒを引き出す繊維束引出し部２７を備えている。従って、繊維束供給部１２から繊維束Ｒを巻付けヘッド１６の推進力によらずに引き出すことができ、同時に巻き付けられる繊維束Ｒの本数が多い場合でも巻付けヘッド１６の推進力を大きくする必要がない。
【００５７】
（１０） 繊維束引出し部２７は、繊維束供給部１２から繊維束Ｒを一定速度で引き出し可能に構成されているため、繊維束Ｒを一定速度で引き出すことにより、繊維束Ｒに対する樹脂の付着量の変動を小さくできる。
【００５８】
（１１） 付着樹脂重量計測部１４と、巻付けヘッド１６との間に、繊維束引出し部２７から巻付けヘッド１６に連なる繊維束Ｒの張力を調整する張力調整部１５が設けられている。従って、張力調整部１５と巻付けヘッド１６との間に繊維束Ｒの大きな抵抗となる樹脂含浸装置１３や掻き取り装置２４が存在せず、巻付けヘッド１６の推進力が小さくても、繊維束Ｒは巻付けヘッド１６により円滑に被繊維束巻付け部材１７に所定の張力で巻き付けられる。
【００５９】
（１２） 張力調整部１５は、繊維束Ｒに対する張力の付与を、張力付与ローラ４２、支持フレーム４４及び重り４５の重量で加える構成のため、所定の張力を簡単にかつ正確に付与することができる。また、フィラメントワインディングに使用される繊維束Ｒの本数に応じた重量の重り４５を使用することで、繊維束Ｒに対して簡単に所望の張力を付与することができる。
【００６０】
（１３） 樹脂含浸装置１３は樹脂液が貯留された樹脂含浸槽２１を備え、繊維束Ｒは樹脂含浸槽２１に浸漬された後、掻き取り装置２４を通過して付着樹脂量が調整される。従って、繊維束Ｒに対して樹脂が内部まで含浸された状態での付着樹脂量の調整が容易になる。
【００６１】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態を図３に従って説明する。この実施の形態では、付着樹脂重量計測部１４の繊維束引出し部２７の構成が第１の実施の形態と異なり、他の部分の構成は第１の実施の形態と同じである。第１の実施の形態と同様な部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００６２】
図３に示すように、繊維束引出し部２７は、エアシリンダ３７を挟んで繊維束Ｒの引き出し方向上流側（図３における左側）に、繊維束Ｒを把持して水平方向に移動することにより繊維束Ｒを樹脂含浸装置１３から引き出す引出し機構４６を備えている。引出し機構４６は、繊維束ロック機構３２と同様に、繊維束Ｒの移動経路を挟んで上下に配置されるアクチュエータとしてのエアシリンダ４７，４８を備え、エアシリンダ４７，４８のピストンロッドの先端に把持部材４７ａ，４８ａが固定されている。両把持部材４７ａ，４８ａは、水平状態で把持位置と、繊維束Ｒの把持を解放する解放位置とに移動可能に構成されている。エアシリンダ４７，４８は、図示しないアクチュエータにより繊維束Ｒの移動経路に沿って往復移動されるブラケットに取り付けられている。そして、ブラケットと共に、図３に鎖線で示す引出し準備位置と、実線で示す計測位置とに移動可能となっている。
【００６３】
エアシリンダ４７，４８の基準位置は計測位置であり、把持部材４７ａ，４８ａは把持位置に配置されている。繊維束Ｒを引き出す場合は、エアシリンダ４７，４８が没入作動されて把持部材４７ａ，４８ａが解放位置に配置された状態で、引出し準備位置に配置される。次に、エアシリンダ４７，４８が突出作動されて把持部材４７ａ，４８ａが把持位置に配置され、繊維束Ｒを把持した図３に鎖線で示す状態となる。その状態でエアシリンダ４７，４８が計測位置まで移動されることにより、一定速度で所定長さの繊維束Ｒが樹脂含浸装置１３から引き出される。この間、荷重計３９は退避位置に保持されている。
【００６４】
エアシリンダ４７，４８が基準位置に復帰した後、エアシリンダ３７が突出作動され、繊維束支承部４０が図３に実線で示す計測位置に配置される。そして、第１の実施の形態と同様に、樹脂含浸装置１３から引き出された所定長さの樹脂含浸繊維束の重量が荷重計３９により計測される。
【００６５】
この実施の形態においては、第１の実施の形態の（１）〜（１３）と同様の効果を有する他に、次の効果を有する。
（１４） 樹脂含浸装置１３から繊維束Ｒを引き出す際、両把持部材４７ａ，４８ａで把持して引き出す構成のため、第１の実施の形態と異なり、引き出される繊維束Ｒが案内ローラ２９や押圧バー３６に接触することで樹脂の一部が案内ローラ２９や押圧バー３６でかきとられる虞がない。
【００６６】
（１５） エアシリンダ３５のように長いストロークを有するエアシリンダが不要となる。
（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態を図４（ａ），（ｂ）に従って説明する。この実施の形態では、繊維束Ｒが被繊維束巻付け部材１７に巻き付けられた後に、付着樹脂量が計測される点が第１及び第２の実施の形態と大きく異なっている。繊維束供給部１２から巻付けヘッド１６までの構成は、重量計測部２８が無くなった点を除いて第２の実施の形態と同じである。第２の実施の形態と同様な部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００６７】
図４（ａ）はＦＷ装置１１の被繊維束巻付け部材１７（マンドレル）の支持部、駆動部及び巻付けヘッド１６の関係を示す概略側面図である。ＦＷ装置１１は、ベースプレート５０上に配設された一対の支持ブラケット５１を備えている。支持ブラケット５１上には、ベースプレート５０の長手方向（図４（ａ）の左右方向）に延びる回転軸５２ａ，５２ｂが、それぞれ一対の荷重計３９を介して支持された軸受け部５３を介して支持されている。回転軸５２ａ，５２ｂにはそれぞれ対向する側に、被繊維束巻付け部材１７を一体回転可能に固定する支持部としてのチャック５４が装備されている。
【００６８】
一方の回転軸５２ａは、チャック５４が固定された側と反対側の端部において、モータ５５の出力軸５５ａに軸継手５６を介して一体回転可能に連結されている。軸継手５６は、出力軸５５ａの回転は伝達するが、モータ５５側の重量は伝えない状態となることが可能な構造になっている。この実施の形態では、軸継手５６はオルダム継手と同様な構成、即ち、図４（ｂ）に示すように、直交する状態で形成された凸条５７ａ，５７ｂを有する円板５７と、その両側に配置された部分を備えている。この軸継手５６を採用し、凸条５７ａ，５７ｂの一方が上下方向に延びる状態に配置された状態では、モータ５５側の重量が回転軸５２ａに伝達されない。
【００６９】
モータ５５は出力軸５５ａの基準位置からの回動量を検出する図示しないセンサ（例えばロータリエンコーダ）を備えている。制御装置Ｃは前記センサからの検出信号に基づいて、出力軸５５ａを基準位置から所望の角度回動された位置に停止させる制御が可能になっている。
【００７０】
この実施の形態のＦＷ装置１１では、モータ５５側の重量が回転軸５２ａに伝達されない状態で被繊維束巻付け部材１７がチャック５４を介して回転軸５２ａ，５２ｂ間にセットされる。その状態で荷重計３９の出力が表示部３９ａ及び制御装置Ｃに入力される。表示部３９ａ及び制御装置Ｃはその値が０となるように、調整される。荷重計３９及び制御装置Ｃにより付着樹脂重量計測部が構成されている。
【００７１】
巻付け運転が開始されると、引出し機構４６により繊維束Ｒが所定長さずつ、一定速度で樹脂含浸装置１３から引き出され、引き出された繊維束Ｒが張力調整部１５を介して巻付けヘッド１６へ供給される。巻付け終了までは、付着樹脂量の計測は行われない。繊維束Ｒの巻付け終了後、凸条５７ａ，５７ｂの一方が上下方向に延びる状態になる位置に出力軸５５ａが停止するようにモータ５５が制御装置Ｃにより制御され、被繊維束巻付け部材１７はモータ５５側の重量が回転軸５２ａに伝達されない状態で停止する。次に、巻付けヘッド１６から被繊維束巻付け部材１７に連なる繊維束Ｒの張力が緩められる。そして、その状態における荷重計３９の出力信号から、制御装置Ｃは付着樹脂と繊維束Ｒとの合計重量を求める。そして、予め測定されている繊維束Ｒの巻付けに必要な長さの重量をその値から差し引いて付着樹脂量を求める。
【００７２】
付着樹脂量が適正範囲内にあれば合格となり、被繊維束巻付け部材１７がチャック５４から取り外されて加熱炉に入れられて加熱硬化され、所定の処理を経て製品となる。付着樹脂量が適正範囲内になければ不合格となり、加熱硬化されずに廃棄される。
【００７３】
この実施の形態では、第１の実施の形態の（１）及び第２の実施の形態の（１２）〜（１５）と同様の効果を有する他に、次の効果を有する。
（１６） 繊維束Ｒが被繊維束巻付け部材１７に巻き付けられた後に、付着樹脂量が計測される。従って、樹脂含浸装置１３で適正量の樹脂が繊維束Ｒに付着された後、被繊維束巻付け部材１７に巻き付けられる前に何らかの原因で樹脂量が適正量から逸脱した場合にも、そのことを検知できる。また、硬化、脱型工程を経る前に製品の合格及び不合格の判定が可能となり、不合格品に対する無駄な硬化作業を行う必要がなくなる。
【００７４】
（１７） 被繊維束巻付け部材１７は、ＦＷ装置１１にその両端部が支承された状態でその重量が計測される。従って、所定量の繊維束Ｒの巻付けが完了した後、被繊維束巻付け部材１７をＦＷ装置１１から取り外すことなく付着樹脂量を計測できる。
【００７５】
（１８） 付着樹脂重量計測部は、荷重計３９に曲げモーメントが加わらないように複数の荷重計３９で被繊維束巻付け部材１７の各端部を支承した状態で重量を計測する。従って、繊維束Ｒが巻き付けられた被繊維束巻付け部材１７の重量が、荷重計３９に曲げモーメントが加わらない状態で計測される。その結果、荷重計３９に曲げモーメントが加わる状態で計測する場合に比較して、精度良く計測できる。
【００７６】
（１９） 引出し機構４６は、繊維束供給部１２から繊維束Ｒを巻付けヘッド１６の推進力によらずに引き出すことができ、同時に巻き付けられる繊維束Ｒの本数が多い場合でも巻付けヘッド１６の推進力を大きくする必要がない。
【００７７】
（２０） 引出し機構４６は、繊維束供給部１２から繊維束Ｒを一定速度で引き出し可能に構成されているため、繊維束Ｒを一定速度で引き出すことにより、繊維束Ｒに対する樹脂の付着量の変動を小さくできる。
【００７８】
（２１） 引出し機構４６と、巻付けヘッド１６との間に、引出し機構４６から巻付けヘッド１６に連なる繊維束Ｒの張力を調整する張力調整部１５が設けられている。従って、張力調整部１５と巻付けヘッド１６との間に繊維束Ｒの大きな抵抗となる樹脂含浸装置１３や掻き取り装置２４が存在せず、巻付けヘッド１６の推進力が小さくても、繊維束Ｒは巻付けヘッド１６により円滑に被繊維束巻付け部材１７に所定の張力で巻き付けられる。
【００７９】
なお、実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 第３の実施の形態のように、繊維束Ｒが被繊維束巻付け部材１７に巻き付けられた後に、付着樹脂量が計測される構成において、軸と一緒に回転するビーム型荷重計を介して被繊維束巻付け部材１７を支持する構成とする。例えば、図５に示すように、被繊維束巻付け部材（マンドレル）１７の軸部１７ａの途中にビーム型荷重計５９を設ける。そして、軸部１７ａの端部をスリップリングを備えた軸受け６０で支持する。ビーム型荷重計５９は曲げ荷重を受けることで荷重（重量）を計測する構成である。ビーム型荷重計５９の出力信号を制御装置Ｃ等に伝える配線が回転しないように、スリップリングを介して信号を取り出すように構成されている。この場合、必要な荷重計の個数が２個で済み、コストを低減できる。ビーム型荷重計５９の取付構造を含めた被繊維束巻付け部材１７の支持部の構造が第３の実施の形態に比較して簡単になる。
【００８０】
○ 回転中のビーム型荷重計５９の出力信号を制御装置Ｃ等に伝達する方法として、スリップリングを使用する構成に代えて、非接触状態、例えば、電磁誘導で信号を伝達する構成を採用したり無線通信でビーム型荷重計５９から制御装置Ｃに出力信号（検出信号）を送信する構成としてもよい。
【００８１】
○ 第３の実施の形態あるいは前記ビーム型荷重計５９を備えた構成のＦＷ装置１１において、付着樹脂量の計測を繊維束Ｒの被繊維束巻付け部材１７への巻き付けが終了した後に行う構成に代えて、繊維束Ｒの被繊維束巻付け部材１７への巻き付け終了前にも行う構成としてもよい。例えば、所定の層数の半分の層数の巻き付けが完了した時点、あるいは一層分の巻き付けが完了する毎に、付着樹脂量の計測を行うようにしてもよい。一層分の巻き付けが完了する毎に、付着樹脂量を測定する構成では、付着樹脂量が適正範囲を超えた場合には、その層を解いて廃棄し、新たに巻き付けることも可能になる。所定の層数の半分の層数の巻き付けが完了した時点で付着樹脂量を測定する構成では、付着樹脂量が適正範囲を超えた場合には、そこで巻き付けを中止して廃棄処分にする。この場合、巻き付け終了時点で不良品を廃棄するより、廃棄される繊維束Ｒの量を少なくできる。
【００８２】
○ 繊維束Ｒを所定長さずつ引き出して付着樹脂量を計測する構成として、樹脂含浸装置１３から引き出された所定長さの繊維束Ｒを、その両端部で支承するとともに、その中央で１個の荷重計３９により繊維束Ｒの重量を計測する構成に代えて、２個の荷重計３９で計測する構成としてもよい。例えば、重量計測部２８として荷重計３９をエアシリンダ３７により昇降される構成とせず、図６に示すように、押圧バー３６の移動経路を挟んで繊維束Ｒの移動経路の上流側と下流側とに、荷重計３９を配置する。荷重計３９には各荷重計３９が受け持つ繊維束Ｒの本数に対応した長さのローラを介して繊維束Ｒの荷重が作用するように構成されている。また、エアシリンダ３０と対向する位置には案内ローラ２９に代えて、エアシリンダ６１により昇降可能な把持バー６２が設けられる。この場合、第２の実施の形態の付着樹脂重量計測部１４に比較して横方向（図３，６における左右方向）の寸法が小さくてよく、装置をコンパクトにできる。
【００８３】
○ 上下方向に延びる２個のエアシリンダ４７，４８で把持部材４７ａ，４８ａを把持位置と解放位置とに移動させる第２の実施の形態の構成に代えて、例えば、図７に示すように、繊維束Ｒを把持、解放可能な繊維束ロック機構６３をエアシリンダ６４で繊維束Ｒの引き出し方向に往復移動可能に構成する。繊維束ロック機構６３は例えば、繊維束Ｒの本数以上の係止片が櫛歯状に形成された把持部材を一組備えている。一方の把持部材がピストンロッド６４ａの先端に固定され、他方の把持部材がアクチュエータによりピストンロッド６４ａと直交する水平方向に移動されることで、繊維束Ｒの把持、解放が行われるように構成されている。そして、繊維束Ｒを引き出す際は、繊維束Ｒの解放状態で、ピストンロッド６４ａが突出作動され、次に把持部材が繊維束Ｒを把持した状態でピストンロッド６４ａが没入作動されることにより、繊維束Ｒが一定速度で繊維束供給部１２から引き出される。この実施の形態では第２の実施の形態に比較して繊維束引出し部２７の構成がより簡単になる。
【００８４】
○ 繊維束Ｒを所定長さずつ間欠的に引き出す構成として、エアシリンダのようなリニアアクチュエータを使用せず、一組のベルトコンベアで繊維束Ｒの一部を挟持して引き出す構成としてもよい。ベルトコンベアが間欠的に所定時間ずつ駆動されることにより、繊維束Ｒが所定長さずつ間欠的に引き出される。ベルトコンベアにはその幅方向（ベルトの移動方向と直交する方向）に沿って延びる多数の凸部を、凸部において繊維束Ｒを挟持可能に設けるのが好ましい。
【００８５】
○ 樹脂含浸装置１３より繊維束移動方向上流側に繊維束Ｒの重さを計測する繊維束重量測定部を設けてもよい。例えば、図８に示すように、繊維束供給部１２と樹脂含浸装置１３との間に繊維束重量測定部６５が設けられる。繊維束重量測定部６５は付着樹脂重量計測部１４と同様な構成を採用できる。この構成では、繊維束Ｒに重量のバラツキがある場合、繊維束Ｒの重量が適正範囲を逸脱していることが検知された際に、製品の製造を中断して対処することができる。また、繊維束Ｒの重量が適正範囲にある場合に、繊維束Ｒの重量を考慮して繊維束Ｒへの樹脂の付着量を管理することが可能になる。
【００８６】
○ 樹脂含浸装置１３は必ずしも樹脂含浸槽２１内の樹脂液中を繊維束Ｒが通過する構成に限らない。例えば、ローラに接触しながら移動する繊維束Ｒに樹脂液をかける構成としてもよい。
【００８７】
○ 繊維束Ｒの引出し速度は必ずしも一定でなくともよい。繊維束引出し部２７による繊維束Ｒの引き出し速度が一定でなくとも、繊維束引出し部２７の繊維束Ｒ引出し方向下流側に配設された張力調整部１５により適切な張力が付与されるため、繊維束Ｒの巻付けは円滑に行われる。
【００８８】
○ 張力調整部１５として重り４５等の重量で繊維束Ｒに張力を付与する構成に代えて、バネで張力付与ローラ４２を張力付与方向に付勢する構成やエアシリンダで張力付与ローラ４２を張力付与方向に付勢する構成としてもよい。しかし、重り４５等の重量を利用する構成の方が簡単な構成で一定張力を付与することができる。
【００８９】
〇 繊維束引出し部２７が引き出す繊維束Ｒの本数が多い場合は、張力調整部１５を複数並列に設け、一つの張力調整部１５が分担する繊維束Ｒの本数を少なくして調整するようにしてもよい。
【００９０】
○ 荷重計３９を各繊維束Ｒ毎に設けてもよい。この場合、付着樹脂量の付着異常が生じた場合、どの繊維束Ｒが異常なのかすぐに判断できる。
○ 荷重計３９を各繊維束Ｒ毎に設ける構成では、スキージ２５ａ，２５ｂも各繊維束Ｒ毎に隙間調整が可能な構成にする方が好ましい。
【００９１】
○ ＦＷ装置１１によっては、フィラメントワインディング時に使用する繊維束Ｒの本数を製品によって変更するものもあり、その場合は使用される本数が最多の時に合わせて張力付与ローラ４２の長さ等が設定される。
【００９２】
○ ＦＷ装置１１は、被繊維束巻付け部材１７に同時に巻き付ける本数が複数本の構成に限らず、１本であってもよい。
○ 巻付けヘッドの構成は前記実施の形態のように被繊維束巻付け部材１７の周囲を囲繞する構成に限らず、例えば、一般的なＦＷ装置に装備されている構成でもよい。
【００９３】
前記実施の形態から把握できる発明（技術的思想）について以下に記載する。
（１） 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の発明において、前記樹脂含浸装置は樹脂液が貯留された樹脂含浸槽を備え、繊維束は前記樹脂含浸槽に浸漬された後、掻き取り装置を通過する。
【００９４】
（２） 請求項２、請求項３及び前記技術的思想（１）のいずれか一項に記載の発明において、前記樹脂含浸装置は繊維束に含浸された樹脂の一部を掻き取る掻き取り装置２４を備え、前記掻き取り装置は付着樹脂重量計測部により計測された付着樹脂量が設定範囲からずれた場合に、可動のスキージと固定のスキージとの隙間を調整するように自動的に制御される。
【００９５】
（３） 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記付着樹脂重量計測部は繊維束を間欠的に一定速度で所定長さ引き出す繊維束引出し部を備えている。
【００９６】
（４） 請求項１〜請求項３及び前記技術的思想（３）のいずれか一項に記載の発明において、前記巻付けヘッドは複数の繊維束を被繊維束巻付け部材に対して同時に巻き付けるように構成され、前記付着樹脂重量計測部は、前記複数の繊維束を複数のグループに分けて各グループ毎に付着樹脂量を荷重計で計測可能に構成されている。
【００９７】
（５） 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の発明において、前記付着樹脂重量計測部の出力信号に基づいて、付着樹脂量が適正範囲か否かを判断し、適正範囲からずれた場合に警報手段を作動させる制御装置が備えられている。
【００９８】
（６） 請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記付着樹脂重量計測部は被繊維束巻付け部材への繊維束の巻き付け操作の終了後に付着樹脂量を計測する。
【００９９】
（７） 請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記付着樹脂重量計測部は被繊維束巻付け部材に予め設定された層の巻き付けが完了する毎に付着樹脂量を計測する。
【０１００】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜請求項７に記載の発明によれば、繊維束に付着した樹脂量を製品が完成する前に計測することができ、付着樹脂量の設定範囲からの逸脱を製品完成前に検知することができるため、製品検査での不良品の発生を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態のＦＷ装置の概略側面図。
【図２】同じく重量計測部の模式正面図。
【図３】第２の実施の形態の付着樹脂重量計測部を示す模式側面図。
【図４】（ａ）は第３の実施の形態のＦＷ装置の部分概略図、（ｂ）は軸継手の部品を示す模式斜視図。
【図５】別の実施の形態のＦＷ装置の部分概略図。
【図６】別の実施の形態の付着樹脂重量計測部の模式側面図。
【図７】別の実施の形態の繊維束引出し部の模式側面図。
【図８】繊維束重量測定部の部分側面図。
【符号の説明】
Ｒ…繊維束、１１…ＦＷ装置、１２…繊維束供給部、１３…樹脂含浸装置、１４…付着樹脂重量計測部、１５…張力調整部、１６…巻付けヘッド、１７…被繊維束巻付け部材、３９…荷重計、６５…繊維束重量測定部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a filament winding device.
[0002]
[Prior art]
As a method of efficiently forming a pipe or a container made of FRP (fiber reinforced plastic), there is a filament winding method. In the filament winding method, generally, a resin bundle is impregnated with a resin in a resin impregnation bath (resin impregnation bath), and the resin impregnated fiber bundle is wound around a rotating mandrel at a predetermined angle (for example, see Patent Document 1). Further, in order to wind the fiber bundle around the mandrel in a state where the amount of the adhered resin is constant, excess resin adhered to the fiber bundle drawn out of the resin impregnation tank is scraped off with a squeegee (pad).
[0003]
In recent years, it has been proposed and partially implemented to form a propeller shaft of a car from carbon fiber reinforced plastic (CFRP). When the propeller shaft is manufactured by CFRP, the amount (weight) of the resin adhered to the carbon fiber is an important factor in the performance of the propeller shaft, and is controlled in the resin impregnation step. As parameters for controlling the amount of resin to be impregnated, the gap of a squeegee for scraping the resin from the resin-impregnated fiber bundle drawn out of the resin impregnation tank, the drawing speed of the fiber bundle, the ambient temperature, the humidity, the resin temperature, the viscosity, and the opening of the fiber bundle There are fineness and fluffiness.
[0004]
Also, in order to enhance productivity, a helical winding portion for simultaneously performing helical winding with a plurality of yarns (fiber bundles) on a yarn-wound member (mandrel), and a yarn as a yarn-wound member. On the other hand, there has been proposed a filament winding device including a hoop winding portion for performing hoop winding (see Patent Document 2). In the filament winding device described in Patent Literature 2, a plurality of yarns (28 yarns in the embodiment) can be simultaneously wound by helical winding around a yarn-wound winding member. Has a plurality of guides arranged along the circumferential direction of the yarn winding member.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3216855 (paragraphs [0011] to [0015] of the specification, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-2002-283467 (paragraphs [0012], [0013], [0051] of the specification, FIGS. 1, 5, and 7)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional filament winding apparatus, even if the amount of resin adhering to the fiber bundle is controlled in the resin impregnation step, it cannot be inspected in the process whether or not a desired amount of resin has adhered to the fiber bundle. Inspection is a lot inspection in a state where the process is stopped. Therefore, even if a defect occurs, it cannot be detected during manufacturing, and the product after the occurrence of the defect until the inspection becomes defective. Also, it takes time to inspect the amount of resin adhering to the fiber bundle and adjust the amount of resin squeezed to the fiber bundle.
[0007]
Also, even when the amount of adhesion is properly controlled in the resin impregnation step, the resin drips during filament winding, or the resin adheres to the guide on the moving path of the fiber bundle, and the resin amount of the product deviates from a predetermined range. In some cases. Further, since the actual amount (weight) of the adhered resin is not known until curing and demolding are completed, even if a trouble occurs in which the amount of the adhered resin changes in the impregnation step or the filament winding step, the trouble is hardly found.
[0008]
When the number of fiber bundles wound at one time around the mandrel (fiber bundle winding member) is small, the amount of adhered resin can be controlled relatively well, but a large number of fiber bundles of 10 or more can be simultaneously It is difficult to control the amount of adhered resin in a filament winding device for winding.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to measure the amount of resin adhered to a fiber bundle before a product is completed, and to deviate from a set range of the amount of adhered resin. An object of the present invention is to provide a filament winding device capable of detecting before a product is completed, thereby reducing the occurrence of defective products in product inspection.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1, while supporting and rotating the fiber bundle winding member, a fiber bundle impregnated with resin on the surface of the fiber bundle winding member, This is a filament winding device wound around a winding head. The filament winding device includes an attached resin weight measurement unit that measures the weight of the resin attached to the fiber bundle.
[0011]
In the present invention, the amount of resin (weight of resin) attached to the fiber bundle wound around the fiber bundle winding member by the winding head is measured by the attached resin weight measuring unit. That is, unlike the conventional apparatus, the amount of resin attached to the fiber bundle can be measured before the product is completed. Therefore, for example, by setting the appropriate range of the amount of adhered resin with a margin and setting it to a value that does not result in a defective product even if it slightly deviates from the appropriate range, when the amount of adhered resin is slightly shifted, the fiber bundle is You do not have to discard.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the attached resin weight measuring unit includes a resin impregnating device for impregnating the fiber bundle drawn out from the fiber bundle supply unit with the resin, and the winding head. The amount of the adhered resin is measured by measuring the weight of the fiber bundle impregnated with the resin. According to the present invention, the amount of resin adhering to the fiber bundle is measured before the fiber bundle is supplied to the winding head, so that the occurrence of a failure can be detected at an early stage.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a tension adjusting unit is provided between the attached resin weight measuring unit and the winding head, and the attached resin weight measuring unit includes the resin The weight of the resin-impregnated fiber bundle is measured with the fiber bundle of a predetermined length drawn out from the impregnation device supported at both ends. In the present invention, after the fiber bundle is pulled out from the resin impregnating device, the amount of the adhered resin is measured before passing through many paths, so that when the amount of the adhered resin is out of the set range, the cause can be easily identified. . In addition, since the weight of the resin-impregnated fiber bundle is measured while the fiber bundle is supported at both ends, the fiber bundle can be incorporated into the path supplied to the winding head without substantially changing the path of the fiber bundle.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the attached resin weight measuring section includes the fiber bundle winding member and the resin in a state where the fiber bundle is wound around the fiber bundle winding member. The amount of the adhered resin is measured by measuring the weight of the impregnated fiber bundle.
[0015]
In the present invention, the amount of the adhered resin is measured after the fiber bundle is wound around the fiber bundle winding member. Therefore, even if the amount of resin deviates from the appropriate amount for some reason after the proper amount of resin is attached to the fiber bundle by the resin impregnating device and before it is wound around the fiber bundle winding member, it can be detected. . Further, it is possible to determine whether the product has passed or failed before undergoing the curing and demolding steps, and it is not necessary to perform useless curing work on the rejected product.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the weight of the fiber bundle winding member is measured in a state where the member is supported by a filament winding device at both ends. According to the present invention, after the winding of the predetermined amount of the fiber bundle is completed, the amount of the adhered resin can be measured without removing the fiber bundle winding member from the filament winding device.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention of the fifth aspect, the attached resin weight measuring section includes a plurality of load meters each of the fiber bundle winding member so that a bending moment is not applied to the load meter. Measure the weight with the end supported. According to the present invention, the weight of the fiber bundle winding member around which the fiber bundle is wound is measured without applying a bending moment to the load meter. Therefore, the measurement can be performed with higher accuracy than when the measurement is performed in a state where the bending moment is applied to the load meter.
[0018]
According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, a weight of the fiber bundle for measuring the weight of the fiber bundle upstream of the resin impregnation tank in the fiber bundle moving direction is provided. A measuring unit is provided. According to the present invention, when it is detected that the weight of the fiber bundle deviates from the appropriate range when the weight of the fiber bundle varies, it is possible to cope by suspending the production of the product. In addition, when the weight of the fiber bundle is within an appropriate range, it is possible to manage the amount of resin adhering to the fiber bundle in consideration of the weight of the fiber bundle.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic side view of a filament winding device (hereinafter, referred to as a FW device).
[0020]
As shown in FIG. 1, the FW device 11 includes a fiber bundle supply unit 12, a resin impregnation device 13, an attached resin weight measurement unit 14, a tension adjustment unit 15, and a winding head 16.
The FW device 11 includes a winding head (helical winding head and hoop winding head) 16 similar to that disclosed in Patent Document 2 previously filed by the present applicant, and in FIG. The head is shown. The FW device 11 includes a support portion (not shown) that rotatably supports the fiber bundle winding member 17 around its axis, and the fiber bundle winding member 17 is rotated around its axis. It has become so. The support unit is driven to rotate by a variable speed motor, and the support unit is driven to rotate in synchronization with the moving speed of the winding head 16 by a command from the control device C, whereby the fiber bundle winding member 17 of the fiber bundle R is rotated. The winding angle can be set to an arbitrary angle with respect to. The fiber bundle winding member 17 is, for example, a mandrel, a cylindrical core material, or a liner for manufacturing a tank.
[0021]
The winding head 16 includes a support plate 18 having a hole penetrated by the fiber bundle winding member 17. As shown in FIG. 1, a plurality of guides 19 are provided on the support plate 18 of the helical winding head so that a plurality of fiber bundles can be wound helically around the fiber bundle winding member 17 at the same time. It is provided in a state of being arranged along the circumferential direction of the fiber bundle winding member 17. In this embodiment, 28 large and small types of guides 19 are arranged on two concentric circles so that 28 fiber bundles can be guided. The hoop winding head provided with the hoop winding portion is provided with a guide for enabling two fiber bundles R to be simultaneously wound around the fiber bundle winding member 17 by the hoop winding. The helical winding head and the hoop winding head are configured to be able to move integrally and independently. Then, several fiber bundles R can be simultaneously wound by helical winding on the fiber bundle winding member 17, and the helical winding head moves forward or backward once along the fiber bundle winding member 17. By doing so, the fiber bundle R is helically wound around the entire peripheral surface of the fiber bundle winding member 17. In addition, other guides for the fiber bundle R are provided on the path of the fiber bundle R from the tension adjusting unit 15 to the winding head 16, but are not shown in FIG. 1.
[0022]
The fiber bundle supply unit 12 includes a rotatable support unit 20 and a bobbin B around which the fiber bundle R is wound. Unlike the conventional device, the support portion 20 does not include a tension adjusting device and is simply rotatable.
[0023]
The resin impregnation device 13 for impregnating the fiber bundle R drawn out from the fiber bundle supply unit 12 with a resin includes a resin impregnation tank 21 and a guide roller 22 for guiding the fiber bundle R in a state of being immersed in the resin liquid in the resin impregnation tank 21. And An opening mechanism 23 for opening the fiber bundle R is provided near the fiber bundle supply section 12 of the resin impregnation tank 21. The fiber opening mechanism 23 includes a set of three rollers 23a, 23b, and 23c that are disposed so as to be orthogonal to the drawing direction of the fiber bundle R. The roller 23b disposed in the center is moved by an actuator such as an air cylinder (not shown) to an operation position for holding the fiber bundle R between the rollers 23a and 23c and a release position for releasing the holding of the fiber bundle R. It has become so. Then, the fiber bundle R passes between the rollers 23a, 23b, and 23c in a state where the roller 23b is disposed at the operation position, whereby the fiber bundle R is opened. Opening the fiber bundle R means expanding the fiber bundle R to make it flat.
[0024]
A scraping device 24 for removing excess resin liquid attached to the fiber bundle R by immersing the fiber bundle R in the resin liquid in the resin impregnation tank 21 is provided near the fiber bundle R withdrawal side of the resin impregnation tank 21. Is provided. The scraping device 24 has a function of scraping excess resin liquid across the flat fiber bundle R impregnated with the resin. The scraping device 24 includes a movable squeegee 25a and a fixed squeegee 25b. The movable squeegee 25a is fixed to a tip of a plunger 26a of a linear actuator 26. The squeegees 25a and 25b are made of, for example, rubber. By adjusting the gap between the squeegees 25a and 25b by the operation of the linear actuator 26, the amount of resin (liquid) adhering to the fiber bundle R can be adjusted.
[0025]
In this embodiment, since the number of the fiber bundles R drawn out at the same time is large, a plurality of sets (for example, four sets) of the squeegees 25a and 25b are provided, and the movable squeegees 25a of each set are independent of the linear actuator. 26 allows the position to be adjusted. The number of fiber bundles R that each set of squeegees 25a and 25b bears is set to be the same as the number of fiber bundles R that the load meter of the attached resin weight measurement unit 14 will be described later. That is, the attached resin weight measurement unit 14 is configured to divide the plurality of fiber bundles R into a plurality of groups and measure the amount of attached resin for each group with a load meter.
[0026]
The attached resin weight measuring unit 14 for measuring the weight of the resin attached to the fiber bundle R is disposed between the resin impregnating device 13 and the winding head 16, and measures the weight of the fiber bundle R impregnated with the resin. This measures the amount of adhered resin.
[0027]
The attached resin weight measurement unit 14 includes a fiber bundle pull-out unit 27 that can draw out the fiber bundle R from the resin impregnation tank 21 at a constant speed for a predetermined length, and a weight measurement unit 28 that measures the weight of the fiber bundle R having the predetermined length. And In the fiber bundle pull-out unit 27, a guide roller 29 for guiding the fiber bundle R is disposed horizontally on the upstream side in the moving direction of the fiber bundle R (on the side of the resin impregnation tank 21) so as to be orthogonal to the fiber bundle R. An air cylinder 30 as an actuator is disposed above the guide roller 29, and a gripping bar 31 is fixed to a tip of a piston rod 30a. By the operation of the air cylinder 30, the grip bar 31 is moved to a grip position where the guide roller 29 presses the fiber bundle R to prevent the movement of the fiber bundle R and a retracted position where the movement of the fiber bundle R is allowed. It has become.
[0028]
A fiber bundle lock mechanism 32 that grips the fiber bundle R and prevents the movement of the fiber bundle R is provided downstream of the guide roller 29 in the drawing direction of the fiber bundle R (right side in FIG. 1). The fiber bundle lock mechanism 32 includes air cylinders 33 and 34 as actuators disposed vertically above and below the movement path of the fiber bundle R, and holding members 33a and 34a are fixed to the ends of the piston rods of the air cylinders 33 and 34. ing. Both grip members 33a and 34a are configured to be movable in a horizontal state between a grip position shown in FIG. 1 and a release position for releasing the grip of the fiber bundle R. An air cylinder 35 as an actuator is provided above the movement path of the fiber bundle R between the air cylinder 30 and the air cylinder 33, and a pressing bar 36 is fixed to the tip of the piston rod 35a. The pressing bar 36 is movable to a retreat position where the pressing bar 36 cannot engage with the fiber bundle R, and to an operation position where the pressing bar 36 presses the fiber bundle R and draws the fiber bundle R from the resin impregnation tank 21.
[0029]
The lengths of the guide roller 29, the gripping bar 31, the gripping members 33a and 34a, and the pressing bar 36 are such that when the fiber bundle R is guided or gripped by contacting those members, the adjacent fiber bundles R do not contact each other. Thus, the setting is made in accordance with the number of fiber bundles R used.
[0030]
The weight measuring unit 28 is provided below the air cylinder 35, and as shown in FIG. 2, a plurality of (four in this embodiment) fixed on a support bracket 38 which is raised and lowered by an air cylinder 37 as an actuator. ) Is provided. On each load meter 39, a fiber bundle support portion 40 for supporting a predetermined number of fiber bundles R is provided, and the load of the fiber bundle R acts on the load meter 39 via the fiber bundle support portion 40. I have. Each load cell 39 has a fiber bundle R of a predetermined length drawn out of the resin impregnating device 13, in a state where the fiber bundle R is supported by the guide roller 29, the grip bar 31, and both grip members 33 a and 34 a at both ends. At the center of R, the fiber bundle support 40 engages with the fiber bundle R to measure the weight of the resin-impregnated fiber bundle. The width of the fiber bundle supporting portion 40 is set in accordance with the number of the used fiber bundles R so that the adjacent fiber bundles R do not contact each other. As the load cell 39, for example, a load cell using a strain gauge that detects a load by using a change in electric resistance due to the load is used.
[0031]
The output of each load cell 39 is input to the display section 39a, and the total value of the weight measured by each load cell 39 is displayed on the display section 39a. The output of each load cell 39 is input to the control device C, and the control device C determines whether or not the amount of resin adhered to the fiber bundle R is within a predetermined set range based on the measurement signal of the load cell 39. Then, the control is performed so that the winding operation of the FW device 11 is stopped when it is out of the set range. Further, the control device C determines whether or not the amount of deviation of the amount of resin adhered to the fiber bundle R from the set range is greater than a predetermined amount of deviation. If the shift amount is larger than the predetermined shift amount, a drive command is output to alarm means (not shown) provided in the FW device 11.
[0032]
When the shift amount is smaller than the predetermined shift amount, the control device C outputs a drive command to the scraping device 24 according to the shift amount from the set range of the adhered resin amount. If the amount of the adhered resin is larger than the set range, a drive command for reducing the gap between the squeegees 25a and 25b by a predetermined amount is output to the corresponding linear actuator 26. If the amount of the adhered resin is smaller than the set range, a drive command for increasing the gap between the squeegees 25a and 25b by a predetermined amount is output to the corresponding linear actuator 26. Note that the setting range of the amount of the adhered resin is not a value at which the product becomes defective when the fiber bundle R in which the amount of the adhered resin is out of the set range is wound, but the winding of the fiber bundle R slightly out of the set range is continued. Then, the value is set to a value at which the product becomes defective.
[0033]
The tension adjusting unit 15 is provided between the attached resin weight measuring unit 14 and the winding head 16, and is configured to be able to adjust the tension of the fiber bundle R connected to the winding head 16 from the attached resin weight measuring unit 14. . The tension adjusting unit 15 includes a pair of guide rollers 41a and 41b disposed at a predetermined position so as to extend in a direction orthogonal to the drawing direction of the fiber bundle R, and guide rollers 41a and 41b between the two guide rollers 41a and 41b. And a tension applying roller 42 that can be moved up and down below. The tension applying roller 42 is provided at the upper end of a guide rod 43a that can be moved up and down by being guided by a guide tube 43 extending in the vertical direction, together with a support frame 44 so as to be able to move up and down. The tension applying roller 42 is rotatably supported by a support frame 44 in a horizontal state. A weight 45 is fixed to the lower surface of the support frame 44, and the weight of the weight 45 is adjusted so that the total weight of the tension applying roller 42, the guide rod 43a, the support frame 44, and the weight 45 becomes the tension to be applied to the fiber bundle R. Is set. The length of the tension applying roller 42 corresponds to the number of fiber bundles R used so that the adjacent fiber bundles R do not contact each other when the fiber bundle R is guided in contact with the tension applying roller 42. Is set.
[0034]
Next, an operation when a pipe is manufactured by the FW device 11 configured as described above will be described. When a product is manufactured by the FW device 11, first, the fiber bundle winding member 17 is fixed to a support (chuck). As the fiber bundle winding member 17, a known mandrel provided with a fiber bundle folding pin at both ends is used.
[0035]
Next, the fiber bundle R is pulled out from the fiber bundle supply unit 12, and is sent to the winding head 16 via the fiber opening mechanism 23, the guide roller 22 of the resin impregnation tank 21, the scraping device 24, the fiber bundle drawing unit 27, and the tension adjusting unit 15. After being guided and inserted into the winding head 16, the end of the fiber bundle R is fixed to a predetermined position of the fiber bundle winding member 17. The fixing operation of the end of the fiber bundle R is manually performed by an operator, for example, using an adhesive tape. In a state where the fiber bundle R is not set, the tension applying roller 42 is in a state where the guide rod 43a is lowered to the lowest position, but in a state where the fiber bundle R is set, as shown in FIG. The roller 42 is held in a state in which the guide rod 43a is supported by the fiber bundle R in a state where the guide rod 43a is disposed at an intermediate position in the vertical movement range. Accordingly, the fiber bundle R is in a state in which a tension determined by the total weight of the tension applying roller 42, the guide rod 43a, the support frame 44, and the weight 45, and the number of the fiber bundles R is provided.
[0036]
In addition, the operator inputs to the control device C winding conditions such as the rotation speed of the fiber bundle winding member 17 and the reciprocating movement width of the winding head 16 during winding. In this embodiment, a thermosetting resin (for example, epoxy resin) is used as the resin, and roving of carbon fiber is used as the fiber bundle R. Roving means a substantially non-twisted fiber bundle obtained by bundling a number of thin filaments of a single fiber.
[0037]
Next, the winding operation of the fiber bundle R by the FW device 11 is started. When the FW device 11 is operated, the fiber bundle winding member 17 is rotated in a certain direction, and the winding head 16 is reciprocated along the longitudinal direction of the fiber bundle winding member 17. Further, the fiber bundle pull-out unit 27 of the attached resin weight measuring unit 14 is driven. When the grip bar 31 is moved upward from the state shown in FIG. 1 and the fiber bundle supporting portion 40 is held at the retracted position shown by a chain line in FIG. 1, the grip members 33a and 34a are moved to the grip positions shown in FIG. The fiber cylinder R is pulled out of the bobbin B at a constant speed. The fiber bundle R drawn out from the bobbin B is flattened by passing through the fiber opening mechanism 23, and then guided into the resin liquid in the resin impregnation tank 21, where the resin liquid is impregnated and scraped. The fiber bundle is guided to the fiber bundle drawing unit 27 via the device 24.
[0038]
After the fiber bundle R of a predetermined length is pulled out, the air cylinder 30 is operated, and the gripping bar 31 is arranged at the gripping position shown by the solid line in FIG. Next, the air cylinder 35 is immersed to move the pressing bar 36 to the retracted position shown in FIG. Further, the air cylinder 37 is operated to protrude, and the fiber bundle supporting portion 40 is arranged at a measurement position indicated by a solid line in FIG. Then, the attached resin weight measuring unit 14 measures the weight of the resin-impregnated fiber bundle with the load meter 39 in a state where the fiber bundle R of a predetermined length drawn from the resin impregnation device 13 is supported at both ends. Each load meter 39 is pulled out of the resin impregnating device 13 and receives a load of a fiber bundle R of a predetermined length with both ends supported. Although a part of the load of the fiber bundle R is carried by the bearing portion, the amount is previously determined experimentally or theoretically, and by adding the amount, the accurate weight of the resin-impregnated fiber bundle can be measured. I have.
[0039]
The detection result of the load cell 39 is output to the display unit 39a and the control device C. The control device C obtains the amount of resin adhered to the fiber bundle R from the output signal of each load cell 39, and determines whether the value is within a preset range. More specifically, the weight of the fiber bundle R having a predetermined length is subtracted from the weight of the resin-impregnated fiber bundle measured by the load cell 39 to determine the amount of the adhered resin. If the amount of adhered resin is within the set range, the winding operation is continued, and if the amount of resin is out of the set range (is deviated), the winding operation is stopped.
[0040]
Parameters that affect the amount of resin adhering to the fiber bundle R include squeegee clearance of the scraping device 24, fiber bundle withdrawal speed, ambient temperature, humidity, resin temperature, viscosity, degree of fiber bundle opening, degree of fluffing, and the like. There is. Among these, when the drawing speed of the fiber bundle, the ambient temperature, the humidity, the resin temperature, and the viscosity are controlled in a predetermined range, the gap of the squeegee has the greatest effect. When the deviation amount of the adhered resin amount is smaller than a predetermined value, the control device C operates the linear actuator 26 of the scraping device 24 to adjust the gap between the squeegees 25a and 25b. As a result, the gap between the squeegees 25a and 25b is automatically adjusted. In this state, the fiber bundle R is pulled out and the amount of the adhered resin is measured again. Then, when the amount of adhered resin falls within the set range, the FW device 11 restarts the winding operation.
[0041]
If the amount of adhered resin does not fall within the set range even after the gap adjustment between the squeegees 25a and 25b is performed, the control device C activates the alarm unit. Then, when the alarm means is activated, the operator determines that the parameter affecting the amount of the adhered resin is not within the proper range, and changes other parameters other than the gap of the squeegee to reduce the amount of the adhered resin to the set range. Adjust to be inside. After the adjustment is completed, the operation of the FW device 11 is restarted.
[0042]
When the amount of deviation from the set range of the amount of adhered resin is larger than a predetermined amount of deviation, winding the fiber bundle R in that portion results in a defective product, which is discarded without being used for winding. . In this case, after temporarily fixing the end of the fiber bundle R to the fiber bundle winding member 17 again, the operation of the FW device 11 is restarted. When the amount of deviation from the set range of the amount of adhered resin is smaller than a predetermined amount of deviation, the fiber bundle R is used for winding. Then, the winding operation of the FW device 11 is restarted without cutting and discarding the fiber bundle R.
[0043]
If the amount of resin adhering to the fiber bundle R is within the set range, the air cylinders 33 and 34 are immersed and the gripping members 33a and 34a release the gripping of the fiber bundle R, and then the air cylinders 33 and 34 project. When activated, the gripping members 33a, 34a are again placed in the gripping position. Then, in the same manner as described above, the fiber bundle R is pulled out from the resin impregnating device 13 by a predetermined length, and the amount of the adhered resin is measured.
[0044]
When the gripping members 33a and 34a are arranged at the release position, the fiber bundle R is sent out to the tension adjusting unit 15, and is temporarily stored in the tension adjusting unit 15. Then, the fiber bundle R is pulled out from the tension adjusting unit 15 by the propulsive force generated by the movement of the winding head 16. The winding head 16 is reciprocated along the longitudinal direction of the fiber bundle winding member 17, but is decelerated before the moving direction is changed, and accelerated to a predetermined speed after the moving direction is changed. Therefore, the drawing speed of the fiber bundle R from the tension adjusting unit 15 changes with the change of the moving speed of the winding head 16. However, the change is absorbed by the fact that the length of the fiber bundle R temporarily stored between the guide roller 41a and the guide roller 41b is changed by raising and lowering the tension applying roller 42, and the fiber bundle R Is kept substantially constant.
[0045]
After passing between the pins provided on the fiber bundle winding member 17, the fiber bundles R are arranged so as to be wound around the pins and folded back, and between the pins located at both ends of the fiber bundle winding member 17. The fiber bundle winding member 17 is wound so that the angle (winding angle) with the axial direction is a predetermined angle. The winding angle is set to a predetermined value that satisfies the characteristics such as bending, torsion, and vibration required for the FRP pipe of the product.
[0046]
When the fiber bundle R is wound to form the laminated fiber layer until the number of fiber layers wound on the fiber bundle winding member 17 reaches a predetermined number, the winding of the fiber bundle R ends. It is to be noted that a so-called hoop winding layer may be formed in which the winding angle of the fiber bundle R is wound in a state close to 90 ° as well as the helical winding as required.
[0047]
After the winding of the fiber bundle R is completed, the end of the fiber bundle R is temporarily fixed to the fiber bundle winding member 17, and the fiber bundle winding member 17 is removed from the support portion of the FW device 11. Next, the fiber bundle winding member 17 is placed in a heating furnace together with the molded body, and the resin is cured at a predetermined temperature. The curing temperature differs depending on the resin. For example, in the case of an epoxy resin, it is about 180 ° C. By heating and curing, a cylindrical body (pipe) made of FRP is formed on the fiber bundle winding member 17. After cooling, both ends of the FRP pipe are cut on the inner side of the row of the pin traces, and then the FRP pipe is removed from the fiber bundle winding member 17 to form an FRP pipe having a predetermined length. You.
[0048]
This embodiment has the following effects.
(1) The FW device 11 includes an attached resin weight measuring unit 14 that measures the weight of the resin attached to the fiber bundle R wound around the surface of the fiber bundle winding member 17 via the winding head 16. . Therefore, unlike the conventional apparatus, the amount of resin adhering to the fiber bundle R can be measured before the product is completed, and the occurrence of defective products in product inspection can be reduced.
[0049]
(2) The attached resin weight measuring unit 14 is disposed between the resin impregnating device 13 for impregnating the fiber bundle R drawn out from the fiber bundle supply unit 12 with the resin and the winding head 16, and the resin impregnated fiber. The amount of the adhered resin is measured by measuring the weight of the bundle R. Therefore, before the fiber bundle R is supplied to the winding head 16, the amount of resin adhering to the fiber bundle R is measured, so that the occurrence of a failure can be detected at an early stage.
[0050]
(3) The attached resin weight measuring unit 14 measures the weight of the resin-impregnated fiber bundle in a state where the fiber bundle R of a predetermined length drawn from the resin impregnation device 13 is supported at both ends. Therefore, after the fiber bundle R is pulled out from the resin impregnating device 13, the amount of the adhered resin is measured before passing through many paths. Therefore, when the amount of the adhered resin is out of the set range, the cause can be easily identified. . In addition, since the weight of the resin-impregnated fiber bundle is measured while the fiber bundle R is supported at both ends, the fiber bundle R can be incorporated in the path supplied to the winding head 16 with almost no change in the path of the fiber bundle R. .
[0051]
(4) The control device C of the FW device 11 stops the winding operation when the amount of the adhered resin deviates (deviates) from the set range, and scrapes when the amount of deviation of the amount of the adhered resin is smaller than a predetermined value. The linear actuator 26 of the removing device 24 is operated to adjust the gap between the squeegees 25a and 25b. Therefore, when the deviation of the attached resin amount from the set range is caused by the gap between the squeegees 25a and 25b, the attached resin amount can be automatically adjusted within the set range.
[0052]
(5) The setting range of the amount of adhered resin is set with a margin, not a range in which a defective product is immediately obtained when the setting range is deviated from the range, and is set to a value that does not result in a defective product even if the setting range slightly deviates. Therefore, when the deviation from the set range of the amount of the adhered resin is slight, the winding operation can be continued only by adjusting the parameter affecting the amount of the adhered resin without discarding the fiber bundle R. As a result, the amount of wasted fiber bundles R can be reduced.
[0053]
(6) If the amount of deviation of the amount of adhered resin from the set range is large, an alarm is activated to notify the operator, the amount of adhered resin is adjusted by the operator, and the defective portion of the fiber bundle R is discarded. Thereafter, the winding operation of the FW device 11 is restarted. Therefore, the stop time of the FW device 11 can be reduced.
[0054]
(7) A plurality of load cells 39 are provided. Therefore, as compared with a configuration in which the total weight of all the fiber bundles R is measured by one load cell 39, when the amount of the adhered resin deviates from the set range, it is easier to find the cause.
[0055]
(8) A plurality of load meters 39 are provided, and each load meter 39 is configured to be able to adjust the gap between the squeegees 25a and 25b for each fiber bundle R responsible for weight measurement. Therefore, when the amount of adhered resin deviates from the set range, it is easy to adjust the amount of adhered resin to be within the set range.
[0056]
(9) The attached resin weight measurement unit 14 includes a fiber bundle drawing unit 27 that draws the fiber bundle R from the fiber bundle supply unit 12. Therefore, the fiber bundle R can be pulled out from the fiber bundle supply unit 12 without depending on the propulsive force of the winding head 16, and the propulsive force of the winding head 16 is increased even when the number of the fiber bundles R wound simultaneously is large. No need.
[0057]
(10) Since the fiber bundle pull-out unit 27 is configured to be able to pull out the fiber bundle R from the fiber bundle supply unit 12 at a constant speed, the resin bundle adheres to the fiber bundle R by drawing the fiber bundle R at a constant speed. Fluctuations in volume can be reduced.
[0058]
(11) A tension adjusting unit 15 that adjusts the tension of the fiber bundle R connected to the winding head 16 from the fiber bundle drawing unit 27 is provided between the attached resin weight measuring unit 14 and the winding head 16. Therefore, there is no resin impregnating device 13 or scraping device 24 that causes a large resistance of the fiber bundle R between the tension adjusting section 15 and the winding head 16, and even if the propulsive force of the winding head 16 is small, the fiber The bundle R is smoothly wound around the fiber bundle winding member 17 with a predetermined tension by the winding head 16.
[0059]
(12) Since the tension adjusting unit 15 is configured to apply the tension to the fiber bundle R by the weight of the tension applying roller 42, the support frame 44, and the weight 45, it is possible to easily and accurately apply the predetermined tension. it can. Further, by using the weight 45 having a weight corresponding to the number of the fiber bundles R used for the filament winding, a desired tension can be easily applied to the fiber bundles R.
[0060]
(13) The resin impregnation device 13 includes a resin impregnation tank 21 in which a resin liquid is stored. After the fiber bundle R is immersed in the resin impregnation tank 21, the fiber bundle R passes through a scraping device 24 to adjust the amount of adhered resin. . Therefore, it becomes easy to adjust the amount of adhered resin in a state where the resin is impregnated into the fiber bundle R to the inside.
[0061]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the configuration of the fiber bundle pull-out unit 27 of the attached resin weight measurement unit 14 is different from that of the first embodiment, and the configuration of the other parts is the same as that of the first embodiment. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
[0062]
As shown in FIG. 3, the fiber bundle drawer 27 grasps the fiber bundle R and moves in the horizontal direction on the upstream side (left side in FIG. 3) of the fiber bundle R with the air cylinder 37 interposed therebetween. A drawing mechanism 46 for drawing the fiber bundle R from the resin impregnating device 13 is provided. Like the fiber bundle lock mechanism 32, the pull-out mechanism 46 includes air cylinders 47 and 48 as actuators disposed vertically with the movement path of the fiber bundle R interposed therebetween, and is provided at the tip of the piston rod of the air cylinders 47 and 48. The holding members 47a and 48a are fixed. The two gripping members 47a, 48a are configured to be movable in a horizontal state between a gripping position and a release position for releasing gripping of the fiber bundle R. The air cylinders 47 and 48 are attached to brackets that are reciprocated along the movement path of the fiber bundle R by an actuator (not shown). Then, together with the bracket, it can be moved to a drawer preparation position indicated by a chain line in FIG. 3 and a measurement position indicated by a solid line.
[0063]
The reference positions of the air cylinders 47 and 48 are measurement positions, and the grip members 47a and 48a are arranged at the grip positions. When pulling out the fiber bundle R, the air cylinders 47, 48 are immersed and the gripping members 47a, 48a are placed at the release position, and are placed at the pull-out preparation position. Next, the air cylinders 47 and 48 are protruded and the gripping members 47a and 48a are arranged at the gripping positions, and the fiber bundle R is gripped and brought into a state shown by a chain line in FIG. In this state, when the air cylinders 47 and 48 are moved to the measurement position, the fiber bundle R having a predetermined length is pulled out from the resin impregnating device 13 at a constant speed. During this time, the load meter 39 is held at the retracted position.
[0064]
After the air cylinders 47 and 48 return to the reference positions, the air cylinder 37 is operated to protrude, and the fiber bundle support 40 is placed at the measurement position indicated by the solid line in FIG. Then, similarly to the first embodiment, the weight of the resin-impregnated fiber bundle of a predetermined length drawn from the resin impregnation device 13 is measured by the load meter 39.
[0065]
This embodiment has the following effects in addition to the effects similar to (1) to (13) of the first embodiment.
(14) When pulling out the fiber bundle R from the resin impregnating device 13, the fiber bundle R to be pulled out is different from the first embodiment because the fiber bundle R to be drawn out is different from the first embodiment because of the configuration in which the fiber bundle R is pulled out by the holding members 47 a and 48 a. There is no possibility that a part of the resin is scraped off by the guide roller 29 or the pressing bar 36 by contacting the bar 36.
[0066]
(15) An air cylinder having a long stroke like the air cylinder 35 is not required.
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment is significantly different from the first and second embodiments in that the amount of adhered resin is measured after the fiber bundle R is wound around the fiber bundle winding member 17. The configuration from the fiber bundle supply unit 12 to the winding head 16 is the same as that of the second embodiment except that the weight measuring unit 28 is eliminated. Portions similar to those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
[0067]
FIG. 4A is a schematic side view showing the relationship between the support unit, the driving unit, and the winding head 16 of the fiber bundle winding member 17 (mandrel) of the FW device 11. The FW device 11 includes a pair of support brackets 51 disposed on the base plate 50. On the support bracket 51, rotating shafts 52a and 52b extending in the longitudinal direction of the base plate 50 (the left-right direction in FIG. 4A) are supported via bearing portions 53 supported via a pair of load meters 39, respectively. Have been. The rotating shafts 52a and 52b are provided on opposite sides thereof with chucks 54 as supporting portions for fixing the fiber bundle winding member 17 to be integrally rotatable.
[0068]
One of the rotation shafts 52a is connected to an output shaft 55a of a motor 55 via a shaft joint 56 so as to be integrally rotatable at an end opposite to a side to which the chuck 54 is fixed. The shaft coupling 56 has a structure capable of transmitting the rotation of the output shaft 55a but not transmitting the weight of the motor 55 side. In this embodiment, the shaft coupling 56 has the same configuration as the Oldham coupling, that is, as shown in FIG. 4B, a disk 57 having ridges 57a and 57b formed orthogonally to each other, and both sides thereof. It is provided with the part arranged in. When the shaft joint 56 is employed and one of the ridges 57a and 57b is arranged in a state of extending in the vertical direction, the weight on the motor 55 side is not transmitted to the rotary shaft 52a.
[0069]
The motor 55 includes a sensor (not shown) (for example, a rotary encoder) that detects the amount of rotation of the output shaft 55a from the reference position. The control device C can perform control to stop the output shaft 55a at a position rotated by a desired angle from the reference position based on a detection signal from the sensor.
[0070]
In the FW device 11 of this embodiment, the fiber bundle winding member 17 is set between the rotating shafts 52a and 52b via the chuck 54 in a state where the weight on the motor 55 side is not transmitted to the rotating shaft 52a. In this state, the output of the load meter 39 is input to the display unit 39a and the control device C. The display unit 39a and the control device C are adjusted so that their values become zero. The load meter 39 and the control device C constitute an attached resin weight measuring unit.
[0071]
When the winding operation is started, the fiber bundles R are pulled out of the resin impregnating device 13 at a constant speed by a predetermined length by the draw-out mechanism 46, and the pulled-out fiber bundles R are wound through the tension adjusting unit 15 to the winding head. 16. Until the winding is completed, the amount of the adhered resin is not measured. After the winding of the fiber bundle R is completed, the motor 55 is controlled by the control device C so that the output shaft 55a stops at a position where one of the ridges 57a, 57b extends in the vertical direction, and the fiber bundle winding member 17 stops in a state where the weight on the motor 55 side is not transmitted to the rotating shaft 52a. Next, the tension of the fiber bundle R connected to the fiber bundle winding member 17 from the winding head 16 is relaxed. Then, from the output signal of the load cell 39 in that state, the control device C obtains the total weight of the adhered resin and the fiber bundle R. Then, the weight of the length required for winding the fiber bundle R measured in advance is subtracted from the value to determine the amount of the adhered resin.
[0072]
If the amount of adhered resin is within an appropriate range, the result is acceptable, and the fiber bundle winding member 17 is removed from the chuck 54, placed in a heating furnace, and heat-cured, and is processed into a product through a predetermined process. If the amount of the adhered resin is not within the proper range, it is rejected and discarded without being cured by heating.
[0073]
This embodiment has the following effects in addition to the same effects as (1) of the first embodiment and (12) to (15) of the second embodiment.
(16) After the fiber bundle R is wound around the fiber bundle winding member 17, the amount of adhered resin is measured. Therefore, even if the amount of resin deviates from the appropriate amount for some reason after the proper amount of resin is attached to the fiber bundle R by the resin impregnating device 13 and before the fiber bundle R is wound around the fiber bundle winding member 17, this also applies. Can be detected. Further, it is possible to determine whether the product has passed or failed before undergoing the curing and demolding steps, and it is not necessary to perform useless curing work on the rejected product.
[0074]
(17) The weight of the fiber bundle winding member 17 is measured in a state where both ends are supported by the FW device 11. Therefore, after the winding of the predetermined amount of the fiber bundle R is completed, the amount of the adhered resin can be measured without removing the fiber bundle winding member 17 from the FW device 11.
[0075]
(18) The attached resin weight measurement unit measures the weight in a state where each end of the fiber bundle winding member 17 is supported by the plurality of load meters 39 so that no bending moment is applied to the load meter 39. Therefore, the weight of the fiber bundle winding member 17 around which the fiber bundle R is wound is measured without applying a bending moment to the load meter 39. As a result, the measurement can be performed with higher accuracy than when measurement is performed in a state where a bending moment is applied to the load meter 39.
[0076]
(19) The pull-out mechanism 46 can pull out the fiber bundle R from the fiber bundle supply unit 12 without depending on the propulsive force of the winding head 16, and even when the number of fiber bundles R wound simultaneously is large, the winding head 16 can be used. There is no need to increase propulsion.
[0077]
(20) Since the drawing-out mechanism 46 is configured to be able to draw out the fiber bundle R from the fiber bundle supply unit 12 at a constant speed, by drawing out the fiber bundle R at a constant speed, the amount of resin adhering to the fiber bundle R is reduced. Fluctuation can be reduced.
[0078]
(21) The tension adjusting unit 15 that adjusts the tension of the fiber bundle R connected to the winding head 16 from the extraction mechanism 46 is provided between the extraction mechanism 46 and the winding head 16. Therefore, there is no resin impregnating device 13 or scraping device 24 that causes a large resistance of the fiber bundle R between the tension adjusting section 15 and the winding head 16, and even if the propulsive force of the winding head 16 is small, the fiber The bundle R is smoothly wound around the fiber bundle winding member 17 with a predetermined tension by the winding head 16.
[0079]
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
In the configuration in which the amount of adhered resin is measured after the fiber bundle R is wound around the fiber bundle winding member 17 as in the third embodiment, a beam type load meter that rotates together with the shaft is used. To support the fiber bundle winding member 17. For example, as shown in FIG. 5, a beam-type load cell 59 is provided in the middle of the shaft portion 17a of the fiber bundle winding member (mandrel) 17. Then, the end of the shaft portion 17a is supported by a bearing 60 provided with a slip ring. The beam-type load meter 59 is configured to measure a load (weight) by receiving a bending load. The signal for extracting the signal via the slip ring is configured so that the wiring for transmitting the output signal of the beam type load cell 59 to the control device C or the like does not rotate. In this case, only two required load cells are required, and the cost can be reduced. The structure of the support portion of the fiber bundle winding member 17 including the mounting structure of the beam type load cell 59 is simplified as compared with the third embodiment.
[0080]
As a method of transmitting the output signal of the rotating beam-type load cell 59 to the control device C or the like, a configuration in which a signal is transmitted in a non-contact state, for example, by electromagnetic induction, instead of using a slip ring, is adopted. Alternatively, an output signal (detection signal) may be transmitted from the beam-type load cell 59 to the control device C by wireless communication.
[0081]
In the FW device 11 of the third embodiment or the configuration including the beam-type load cell 59, the measurement of the amount of the adhered resin is performed after the winding of the fiber bundle R around the fiber bundle winding member 17 is completed. Alternatively, the configuration may be performed before the winding of the fiber bundle R around the fiber bundle winding member 17 is completed. For example, the measurement of the amount of adhered resin may be performed at the time when the winding of a half number of the predetermined number of layers is completed, or each time the winding of one layer is completed. In a configuration in which the amount of adhered resin is measured every time winding of one layer is completed, when the amount of adhered resin exceeds an appropriate range, the layer can be unwrapped and discarded, and newly wound. In the configuration in which the amount of the adhered resin is measured at the time when the winding of the half number of the predetermined number of layers is completed, if the amount of the adhered resin exceeds an appropriate range, the winding is stopped and disposed. In this case, the amount of discarded fiber bundles R can be reduced as compared with discarding defective products at the end of winding.
[0082]
A structure in which the fiber bundle R is pulled out by a predetermined length and the amount of adhered resin is measured, and a fiber bundle R of a predetermined length drawn out from the resin impregnating device 13 is supported at both ends thereof, and one at the center thereof. Instead of the configuration in which the weight of the fiber bundle R is measured by the load cells 39, the configuration in which the measurement is performed by two load cells 39 may be adopted. For example, the load meter 39 is not configured to be moved up and down by the air cylinder 37 as the weight measuring unit 28, and as shown in FIG. 6, the upstream side and the downstream side of the moving path of the fiber bundle R with the moving path of the pressing bar 36 interposed therebetween. Then, the load meter 39 is arranged. The load cells 39 are configured so that the load of the fiber bundles R acts via rollers having a length corresponding to the number of the fiber bundles R that each load cell 39 bears. Further, instead of the guide roller 29, a grip bar 62 that can be moved up and down by an air cylinder 61 is provided at a position facing the air cylinder 30. In this case, the size in the horizontal direction (left and right directions in FIGS. 3 and 6) may be smaller than that of the attached resin weight measurement unit 14 of the second embodiment, and the apparatus can be made compact.
[0083]
In place of the configuration of the second embodiment in which the grip members 47a and 48a are moved to the grip position and the release position by the two air cylinders 47 and 48 extending in the vertical direction, for example, as shown in FIG. The fiber bundle lock mechanism 63 capable of gripping and releasing the fiber bundle R is configured to be reciprocally movable in the pull-out direction of the fiber bundle R by the air cylinder 64. The fiber bundle lock mechanism 63 includes, for example, one set of a gripping member in which locking pieces equal to or more than the number of the fiber bundles R are formed in a comb shape. One gripping member is fixed to the tip of the piston rod 64a, and the other gripping member is configured to be gripped and released by the actuator being moved in a horizontal direction orthogonal to the piston rod 64a by the actuator. ing. When the fiber bundle R is pulled out, the piston rod 64a is protruded in the released state of the fiber bundle R, and then the piston rod 64a is immersed in the state in which the gripping member grips the fiber bundle R. The fiber bundle R is pulled out from the fiber bundle supply unit 12 at a constant speed. In this embodiment, the configuration of the fiber bundle pull-out unit 27 is simpler than in the second embodiment.
[0084]
As a configuration in which the fiber bundle R is intermittently drawn out by a predetermined length, a configuration in which a part of the fiber bundle R is pulled out by a set of belt conveyors without using a linear actuator such as an air cylinder may be adopted. By driving the belt conveyor intermittently for a predetermined period of time, the fiber bundle R is intermittently drawn out by a predetermined length. It is preferable that the belt conveyor be provided with a number of convex portions extending along the width direction (a direction orthogonal to the moving direction of the belt) so that the fiber bundle R can be sandwiched between the convex portions.
[0085]
A fiber bundle weight measurement unit that measures the weight of the fiber bundle R may be provided upstream of the resin impregnation device 13 in the fiber bundle movement direction. For example, as shown in FIG. 8, a fiber bundle weight measurement unit 65 is provided between the fiber bundle supply unit 12 and the resin impregnation device 13. The fiber bundle weight measurement unit 65 can adopt the same configuration as the attached resin weight measurement unit 14. In this configuration, when the weight of the fiber bundles R varies, when the weight of the fiber bundles R is detected to be out of the appropriate range, the manufacture of the product can be interrupted to take measures. In addition, when the weight of the fiber bundle R is within an appropriate range, it is possible to manage the amount of resin adhering to the fiber bundle R in consideration of the weight of the fiber bundle R.
[0086]
The resin impregnation device 13 is not necessarily limited to the configuration in which the fiber bundle R passes through the resin liquid in the resin impregnation tank 21. For example, a configuration in which the resin liquid is applied to the fiber bundle R that moves while being in contact with the roller may be employed.
[0087]
○ The drawing speed of the fiber bundle R does not necessarily have to be constant. Even if the drawing speed of the fiber bundle R by the fiber bundle drawing unit 27 is not constant, an appropriate tension is applied by the tension adjusting unit 15 disposed downstream of the fiber bundle drawing unit 27 in the fiber bundle R drawing direction. The winding of the fiber bundle R is performed smoothly.
[0088]
In place of the configuration in which the tension adjusting section 15 applies the tension to the fiber bundle R with the weight of the weight 45 or the like, a configuration in which the tension applying roller 42 is urged in the tension applying direction by a spring or a tension is applied to the tension applying roller 42 by an air cylinder. It may be configured to urge in the application direction. However, a configuration using the weight of the weight 45 or the like can apply a constant tension with a simple configuration.
[0089]
場合 When the number of the fiber bundles R to be drawn out by the fiber bundle drawing-out unit 27 is large, a plurality of tension adjusting units 15 are provided in parallel, and the number of the fiber bundles R shared by one tension adjusting unit 15 is reduced to perform the adjustment. You may.
[0090]
The load cell 39 may be provided for each fiber bundle R. In this case, when the adhesion abnormality of the adhesion resin amount occurs, it is possible to immediately determine which fiber bundle R is abnormal.
In the configuration in which the load meter 39 is provided for each fiber bundle R, it is preferable that the squeegees 25a and 25b are also configured such that the gap can be adjusted for each fiber bundle R.
[0091]
Some FW devices 11 change the number of fiber bundles R used during filament winding depending on the product. In this case, the length and the like of the tension applying roller 42 are set according to the case where the number of fibers used is the maximum. You.
[0092]
The number of the FW devices 11 wound around the fiber bundle winding member 17 at the same time is not limited to a plurality of structures, and may be one.
The configuration of the winding head is not limited to the configuration surrounding the periphery of the fiber bundle winding member 17 as in the above-described embodiment, but may be, for example, a configuration provided in a general FW device.
[0093]
The invention (technical idea) that can be grasped from the embodiment will be described below.
(1) In the invention according to any one of claims 1 to 7, the resin impregnation device includes a resin impregnation tank in which a resin liquid is stored, and a fiber bundle is immersed in the resin impregnation tank. , Through a scraping device.
[0094]
(2) In the invention according to any one of claims 2, 3, and the technical idea (1), the resin impregnating device scrapes a part of the resin impregnated into the fiber bundle. 24, the scraping device is automatically controlled so as to adjust the gap between the movable squeegee and the fixed squeegee when the amount of adhered resin measured by the adhered resin weight measuring unit deviates from the set range. You.
[0095]
(3) In the invention as set forth in any one of claims 1 to 3, the attached resin weight measurement unit includes a fiber bundle drawing-out unit that intermittently draws a fiber bundle at a constant speed for a predetermined length.
[0096]
(4) In the invention according to any one of claims 1 to 3 and the technical idea (3), the winding head simultaneously winds a plurality of fiber bundles around the fiber bundle winding member. The attached resin weight measuring unit is configured to divide the plurality of fiber bundles into a plurality of groups and measure the amount of attached resin for each group with a load meter.
[0097]
(5) In the invention according to any one of claims 1 to 7, it is determined whether or not the amount of adhered resin is within an appropriate range based on an output signal of the attached resin weight measurement unit, A control device is provided for activating the alarm means in the event of a deviation.
[0098]
(6) In the invention according to any one of claims 4 to 6, the attached resin weight measurement unit measures the attached resin amount after the operation of winding the fiber bundle around the fiber bundle winding member is completed. .
[0099]
(7) In the invention as set forth in any one of claims 4 to 6, the attached resin weight measuring unit is configured to measure the amount of the attached resin every time the winding of a preset layer on the fiber bundle winding member is completed. Is measured.
[0100]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first to seventh aspects of the present invention, the amount of resin adhering to the fiber bundle can be measured before the product is completed, and the amount of resin adhering to the fiber bundle from the set range can be measured. Since the deviation can be detected before the product is completed, the occurrence of defective products in the product inspection can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view of a FW device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic front view of the weight measuring unit.
FIG. 3 is a schematic side view showing an attached resin weight measuring unit according to a second embodiment.
FIG. 4A is a partial schematic view of a FW device according to a third embodiment, and FIG. 4B is a schematic perspective view showing parts of a shaft coupling.
FIG. 5 is a partial schematic view of a FW device according to another embodiment.
FIG. 6 is a schematic side view of an attached resin weight measuring unit according to another embodiment.
FIG. 7 is a schematic side view of a fiber bundle drawing section according to another embodiment.
FIG. 8 is a partial side view of a fiber bundle weight measuring unit.
[Explanation of symbols]
R: Fiber bundle, 11: FW device, 12: Fiber bundle supply unit, 13: Resin impregnating device, 14: Adhesive resin weight measuring unit, 15: Tension adjusting unit, 16: Winding head, 17: Winding of fiber bundle Member, 39: load cell, 65: fiber bundle weight measuring section.
