JP2019055867A - フィラメントワインディング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリールスタンドにおけるボビンの交換作業の効率を向上させる。【解決手段】ライナーを軸周りに回転させつつ軸方向に往復移動させながら、クリールスタンド３に設けられた複数のボビン３２から複数の繊維束を引き出し、巻付ヘッドを介して複数の繊維束をライナーの表面に巻き付けるフィラメントワインディング装置において、クリールスタンド３は、複数のボビン３２を回転可能に支持する複数のボビンホルダ３４と、ボビンホルダ３４に対するボビン３２の交換作業を行うための作業用開口面３３が側方に形成された本体フレーム３１と、を備え、ボビンホルダ３４が、作業用開口面３３に直交する奥行方向に複数配置されている。【選択図】図６

Description

本発明は、フィラメントワインディング装置に関する。

例えば特許文献１には、ライナーを軸周りに回転させつつ軸方向に往復移動させながら、クリールスタンドに設けられた複数のボビンから複数の繊維束を引き出し、巻付ヘッド（ヘリカル巻ヘッド）を介してライナーの表面に巻き付けるフィラメントワインディング装置が開示されている。このフィラメントワインディング装置では、クリールスタンドが巻付ヘッドを挟んで両側に配置されている。各クリールスタンドのうち、巻付ヘッドと対向する側と反対側の面は、ボビンの交換作業を行うための作業用開口面となっている。各クリールスタンドには、ボビンを回転可能に支持するボビンホルダが、作業用開口面から見て縦横に二次元配置されている。例えば、特許文献１の図１を参照すると、ボビンホルダが高さ方向に４段配置されており、各段には１０個のボビンホルダが水平方向に並べられている。すなわち、１つのクリールスタンドに計４０個のボビンホルダが設けられている。

特開２０１３−６３５９６号公報

しかしながら、特許文献１のようにボビンホルダを配置すると、上段のボビンホルダが高い位置に配置されることになり、作業者が脚立等に乗ってボビンの交換作業を行わなければならなかった。このため、ボビンの交換作業に手間がかかるという問題があった。

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、クリールスタンドにおけるボビンの交換作業の効率を向上させることを目的とする。

本発明は、ライナーを軸周りに回転させつつ軸方向に往復移動させながら、クリールスタンドに設けられた複数のボビンから複数の繊維束を引き出し、巻付ヘッドを介して前記複数の繊維束を前記ライナーの表面に巻き付けるフィラメントワインディング装置において、前記クリールスタンドは、前記複数のボビンを回転可能に支持する複数のボビンホルダと、前記ボビンホルダに対する前記ボビンの交換作業を行うための作業用開口面が側方に形成された本体フレームと、を備え、前記ボビンホルダが、前記作業用開口面に直交する奥行方向に複数配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、ボビンホルダが作業用開口面に直交する奥行方向に複数配置されている。このため、クリールスタンドに従来と同数のボビンホルダを設けるとしても、奥行方向に複数並べて配置することで、その分、ボビンホルダの高さ方向の段数を減らすことができる。したがって、全てのボビンホルダを、ボビンの交換作業が行いやすい下部領域に集中的に配置することができ、ボビンの交換作業の効率を向上させることができる。

本発明において、前記複数のボビンホルダの軸方向が、前記クリールスタンドの高さ方向及び前記奥行方向の両方と直交する幅方向と平行であるとよい。

例えば特許文献１では、ボビンホルダの軸方向がクリールスタンドの奥行方向と平行となるようにボビンホルダが配置されている。ボビンホルダをこの向きのまま奥行方向に複数配置すると、クリールスタンドの奥行方向の寸法が大きくなってしまい、奥側のボビンホルダに対してボビンの交換作業が行い難くなる。そこで、上述のように、ボビンホルダの軸方向がクリールスタンドの幅方向と平行となるようにボビンホルダを配置することで、クリールスタンドの奥行方向の寸法を抑えることができ、奥側のボビンホルダに対しても容易にボビンの交換作業を行うことができる。

本発明において、前記ボビンホルダが、前記幅方向から見て鉛直方向に対して傾斜する方向に並んでいるとよい。

このようにボビンホルダを鉛直方向に対して傾斜する方向に並べることで、上段のボビンホルダの高さをより効果的に抑えることができる。

本発明において、前記クリールスタンドは、前記ボビンホルダを前記奥行方向に移動させるための移動機構をさらに備えるとよい。

このような移動機構を設けることで、ボビンホルダ及びボビンを作業用開口面から手前側に引き出すことができるので、ボビンの交換作業をより簡単に行うことができる。

本発明において、前記クリールスタンドは、複数の前記ボビンホルダを有するボビンホルダユニットをさらに備え、前記移動機構は、前記ボビンホルダユニットを前記奥行方向に移動させるとよい。

こうすれば、ボビンホルダユニットを作業用開口面から手前側に引き出すことで、複数のボビンホルダ及び複数のボビンを一度に引き出すことができるので、ボビンの交換作業の効率を一層向上させることができる。

本発明において、前記ボビンホルダユニットは、前記本体フレームに対して着脱自在であるとよい。

このような構成によれば、使用済みのボビンが装着されているボビンホルダユニットを本体フレームから取り外し、代わりに、新しいボビンが装着されているボビンホルダユニットを本体フレームに取り付けることで、一度に複数のボビンを交換することができる。したがって、ボビンの交換作業をさらに効率化させることができる。

本発明において、前記ボビンホルダユニットの底部にキャスターが設けられているとよい。

例えば、ボビンに巻かれた繊維束に熱硬化性の樹脂が含浸されている場合には、ボビンは一定温度に冷却された冷却室で保管されるため、冷却室とクリールスタンドとの間でボビンホルダユニットを移動させる必要がある。このような場合に、ボビンホルダユニットにキャスターが設けられていると、ボビンホルダユニットを速やかに移動させることができる。

本発明において、前記複数のボビンホルダの全てが、床面からの高さが１．５ｍ以下の領域に配置されているとよい。

このように、全てのボビンホルダが高さ１．５ｍ以下に配置されていれば、平均的な身長の成人男性であれば、脚立等がなくてもボビンの交換作業を行うことができる。

本発明において、前記クリールスタンドは、前記複数のボビンから上向きに引き出された繊維束の走行方向を、前記クリールスタンドの高さ方向及び前記奥行方向の両方と直交する幅方向に変えるための複数のローラをさらに備えており、前記複数のローラの全てが、前記複数のボビンホルダの全てよりも上方に配置されているとよい。

繊維束はボビンの軸方向にトラバースされながら巻かれているため、繊維束は軸方向に往復移動しながら解舒される。このとき、ボビンから上記ローラまでの距離が短いと、解舒された繊維束の軸方向に対する角度が小さくなり、解舒された繊維束とボビン表面上の繊維束とが擦れ易く、解舒不良が発生するおそれがある。そこで、上述のように、全てのローラを全てのボビンホルダよりも上方に配置するようにすれば、ボビンからローラまでの距離を長くすることができる。その結果、解舒された繊維束の軸方向に対する角度を大きくすることができ、繊維束同士の擦れが抑えられるので、良好な解舒が可能となる。

本発明において、前記クリールスタンドは、前記複数のローラから前記巻付ヘッドへの糸道の途中に設けられた、繊維束の張力変動を抑える複数のバッファ部をさらに備えており、前記複数のバッファ部の全てが、前記クリールスタンドの前記幅方向において、前記複数のボビンホルダの全て及び前記複数のローラの全てよりも一方側の端部に配置されているとよい。

このように、全てのバッファ部をクリールスタンドの幅方向の端部に配置することで、ローラからバッファ部を経由して巻付ヘッドに至る各糸道が交錯することを防止でき、糸掛け作業が容易となる。

本実施形態のフィラメントワインディング装置を示す斜視図である。 クリールスタンドを作業用開口面側から見た側面図である。 ボビンからヘリカルヘッドに至る糸道を示す模式図である。 ボビンホルダユニットの側面図である。 ボビンホルダユニットの斜視図である。 ボビンホルダユニットを引き出した状態を模式的に示す図である。 ボビンホルダユニットの変形例を示す斜視図である。

本発明の一実施形態に係るフィラメントワインディング装置について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、フィラメントワインディング装置１は、巻付装置２と、複数（本実施形態では２つ）のクリールスタンド３と、を備える。

（巻付装置）
巻付装置２は、ライナーＬに繊維束を巻き付けるための装置である。繊維束は、例えば炭素繊維等の繊維材料に、熱硬化性の合成樹脂材が含浸されたものである。例えば圧力容器（圧力タンク）を製造する場合は、図１に示すような、円筒部と円筒部の両側のドーム部とからなる形状を有するライナーＬが使用される。ライナーＬは、高強度アルミニウム、金属、樹脂等で形成される。ただし、ライナーＬの形状や材料は、最終製品が何であるかによって適宜変更が可能である。例えばパイプやシャフトを製造する場合は、円筒形状のライナーＬが使用される。ライナーＬに繊維束を巻き付けた後、焼成等の熱硬化工程を経ることにより、高強度の圧力容器やパイプ等を製造することができる。

巻付装置２は、基台１１と、支持ユニット１２（第１支持ユニット１２Ａ及び第２支持ユニット１２Ｂ）と、フープ巻ヘッド１３と、ヘリカル巻ヘッド１４と、を備える。

基台１１は、支持ユニット１２、フープ巻ヘッド１３、及び、ヘリカル巻ヘッド１４を支持する。基台１１の上面には、ライナーＬの移動方向Ｄに沿って、複数のレール１５が延設されている。

支持ユニット１２は、レール１５の延設方向（ライナーＬの移動方向Ｄと同じ方向）において離間配置された第１支持ユニット１２Ａ及び第２支持ユニット１２Ｂを有する。第１支持ユニット１２Ａ及び第２支持ユニット１２Ｂは、ともにレール１５上に配置されており、レール１５上を往復移動可能である。第１支持ユニット１２Ａ及び第２支持ユニット１２Ｂは、支持軸１６を介して、ライナーＬを軸周りに自転可能に支持する。ライナーＬは、その軸方向がライナーＬの移動方向Ｄに略平行となるように支持される。支持ユニット１２は、ライナーＬを軸周りに回転させながら、軸方向に往復移動させることができる。

フープ巻ヘッド１３は、ライナーＬに繊維束をフープ巻きする。フープ巻きとは、ライナーＬに対して軸方向に略直角な方向（軸方向に直交する面から多少傾いた方向でもよい）に繊維束を巻き付ける巻き方のことである。フープ巻ヘッド１３は、レール１５上に配置されており、レール１５上を往復移動可能である。フープ巻ヘッド１３は、レール１５の延設方向において、第１支持ユニット１２Ａと第２支持ユニット１２Ｂとの間に配置されている。フープ巻ヘッド１３は、ライナーＬが通過可能な円孔１７と、円孔１７の周りで公転可能な複数のボビン１８を有する。ボビン１８には、上述の繊維束が巻き付けられている。フープ巻ヘッド１３は、円孔１７を相対的に通過するライナーＬの表面に、ライナーＬの周りで回転する複数のボビン１８から引き出された複数の繊維束を同時に巻き付けることにより、ライナーＬの表面にフープ巻きを施すことができる。

ヘリカル巻ヘッド１４は、ライナーＬに繊維束をヘリカル巻きする。ヘリカル巻きとは、ライナーＬに対して軸方向に略平行な方向（軸方向に対して多少傾いた方向でもよい）に繊維束を巻き付ける巻き方のことである。ヘリカル巻ヘッド１４は、基台１１上に固設されている。ヘリカル巻ヘッド１４は、レール１５の延設方向において、第２支持ユニット１２Ｂとフープ巻ヘッド１３との間に配置されている。ヘリカル巻ヘッド１４は、ライナーＬが通過可能な円孔１９と、円孔１９の周りに配置された複数のノズル２０と、複数のノズル２０の周りに配置された複数のガイド２１と、を有する。ヘリカル巻ヘッド１４には、クリールスタンド３から複数の繊維束が供給される。クリールスタンド３から供給された複数の繊維束は、複数のガイド２１を経由して、複数のノズル２０にそれぞれ通される。ヘリカル巻ヘッド１４は、軸周りに回転しながら円孔１９を通過するライナーＬの表面に、複数のノズル２０から引き出された複数の繊維束を同時に巻き付けることにより、ライナーＬの表面にヘリカル巻きを施すことができる。

（クリールスタンド）
２つのクリールスタンド３は、巻付装置２を挟んで巻付装置２の両側に対称配置されている。各クリールスタンド３は、本体フレーム３１と、本体フレーム３１に設けられた複数のボビン３２と、を有する。なお、図１では、ボビン３２の支持構造等は図示を省略している。ボビン３２には、上述の繊維束が巻き付けられている。本体フレーム３１は、直方体形状を有しており、巻付装置２と対向する側と反対側の側面は、ボビン３２の交換作業を行う際に作業者がアクセスする作業用開口面３３（図１でハッチングを付している面）となっている。本明細書では、図１に示すように、クリールスタンド３に関して、作業用開口面３３に直交する方向を奥行方向、鉛直方向を高さ方向、並びに、奥行方向及び高さ方向の両方と直交する方向を幅方向、とそれぞれ定義し、奥行方向のうち作業用開口面３３側を手前側、巻付装置２側を奥側と言う。各クリールスタンド３は、その幅方向がライナーＬの軸方向に略平行となるように配置される。

図２は、クリールスタンド３を作業用開口面３３側から見た側面図であり、図３は、１本の繊維束Ｆについてボビン３２からヘリカル巻ヘッド１４に至る糸道を示した模式図である。図２に示すように、クリールスタンド３の下部領域、具体的には、床面から約１．５ｍ以下の領域には、複数（本実施形態では８つ）のボビンホルダユニット３０が幅方向に並んで配置されている。各ボビンホルダユニット３０は、ボビン３２を回転可能に支持する複数のボビンホルダ３４（本実施形態では６つ、図５参照）を有しており、ボビン３２から上向きに繊維束Ｆが引き出される。ボビンホルダユニット３０の詳細については、後で説明する。

クリールスタンド３の上部領域、より具体的には、全てのボビンホルダユニット３０よりも上方の領域には、複数のローラ３５及び複数の弛み取りユニット３６が配置されている。ローラ３５及び弛み取りユニット３６は、各ボビンホルダユニット３０の略直上において、奥行方向に６つ（１つのボビンホルダユニット３０が有するボビン３２と同数）ずつ並べられている。さらに、クリールスタンド３の幅方向において、全てのボビンホルダユニット３０、全てのローラ３５、及び、全ての弛み取りユニット３６よりもヘリカル巻ヘッド１４側（図２の右側）の端部には、複数のバッファ部３７及び複数の張力装置３８が配置されている。バッファ部３７及び張力装置３８は、クリールスタンド３が有するボビン３２の総数に応じて、適宜、高さ方向及び奥行方向に複数配置されている。

図３に示すように、ボビン３２から上向きに引き出された繊維束Ｆは、ローラ３５、弛み取りユニット３６、バッファ部３７、及び、張力装置３８の順番に掛けられ、最終的にヘリカル巻ヘッド１４に至る。ローラ３５は、ボビン３２から上向きに引き出された繊維束Ｆが最初に接触する固定ローラであり、繊維束Ｆの走行方向をクリールスタンド３の幅方向に変える。

弛み取りユニット３６は、クリールスタンド３の幅方向に並んで配置された固定ローラ３９と可動ローラ４０とを有する。繊維束Ｆは、固定ローラ３９、可動ローラ４０の順番に掛けられる。可動ローラ４０は、クリールスタンド３の幅方向に移動可能であり、不図示の付勢部材によって固定ローラ３９の反対側（図３の左側）に付勢されている。繊維束Ｆはボビン３２の軸方向にトラバースされながら巻かれているため、繊維束Ｆを解舒する際には、繊維束Ｆはボビン３２の軸方向に往復移動する。このため、ボビン３２とローラ３５との間における繊維束Ｆの長さが変化し、繊維束Ｆに弛みが生じるおそれがある。弛み取りユニット３６は、繊維束Ｆの張力が小さくなった場合に、付勢された可動ローラ４０が固定ローラ３９の反対側に移動することで、ボビン３２から繊維束Ｆを解舒する際に生じる弛みを抑えることができる。

バッファ部３７は、高さ方向において略同じ位置に配置された２つの固定ローラ４１、４２と、固定ローラ４１、４２よりも下方に配置された１つの可動ローラ４３と、を有する。繊維束Ｆは、固定ローラ４１、可動ローラ４３、固定ローラ４２の順番に掛けられる。可動ローラ４３は、上下方向に移動可能である。ヘリカル巻ヘッド１４における繊維束Ｆの巻付速度が変化すると、繊維束Ｆの張力変動が大きくなり、繊維束Ｆの解舒不良が生じるおそれがある。繊維束Ｆの張力変動が生じた場合に、張力と自重とのバランスに応じて可動ローラ４３が上下方向に移動することで、巻付速度の変化時にも繊維束Ｆの張力変動を抑えることができ、ボビン３２から繊維束Ｆを安定的に解舒することができる。

張力装置３８は、例えば、特開２０１４−７９９５３号公報に記載されているような公知のものを使用することができる。ここでは、張力装置３８の概要についてのみ説明する。張力装置３８は、繊維束Ｆの走行方向の上流側から順番に、固定ローラ４４、可動ローラ４５、固定ローラ４６、可動軸４７、固定ローラ４８を有する。可動ローラ４５は、不図示の付勢部材によって上方に付勢されており、繊維束Ｆの張力が所定値より大きくなった場合に下方に移動する。この可動ローラ４５の下方への移動を不図示の検出装置で検出することで、繊維束Ｆの解舒に異常が生じていることを検知することができる。可動軸４７は、不図示の駆動源によって上下方向に移動可能に構成されている。不図示の張力検出部によって検出された繊維束Ｆの張力に基づいて、上記駆動源の動作を制御して可動軸４７を上下方向に移動させることで、繊維束Ｆの張力を一定範囲に維持することができる。なお、可動軸４７には、複数の繊維束Ｆが掛けられており、可動軸４７を上下方向に移動させることで、複数の繊維束Ｆの張力を一括して調整することができる。

（ボビンホルダユニット）
図４及び図５を参照しつつ、ボビンホルダユニット３０の詳細について説明する。ボビンホルダユニット３０は、ボビン３２を回転可能に支持する複数（本実施形態では６つ）の円筒状のボビンホルダ３４と、複数のボビンホルダ３４を支持するユニット本体５２と、を有する。ユニット本体５２は、クリールスタンド３の幅方向に間隔を空けて対向配置された第１側板５３と第２側板５４とが、複数の連結部材５５によって連結された構成を有する。

ボビンホルダユニット３０に設けられた複数のボビンホルダ３４は、移動機構５６によって奥行方向に移動可能に構成されている。クリールスタンド３の本体フレーム３１の下部フレーム３１ａには、１つのボビンホルダユニット３０に対して、奥行方向に延びる一対のレール５７が設けられている。一方、ボビンホルダユニット３０の第１側板５３及び第２側板５４は、それぞれ下端部にレール５７と係合可能な係合部５３ａ、５４ａを有する。移動機構５６は、これら一対のレール５７及び係合部５３ａ、５４ａによって構成されている。ボビンホルダユニット３０は、係合部５３ａ、５４ａがそれぞれレール５７と係合した状態で、レール５７に沿って奥行方向に移動可能である。

レール５７の奥側の端部には、ボビンホルダユニット３０が奥側に移動しすぎて巻付装置２と衝突することを防止する不図示のストッパが設けられている。一方、レール５７の手前側の端部には、このようなストッパは設けられておらず、ボビンホルダユニット３０を手前側に一定量以上引き出すことで、レール５７からボビンホルダユニット３０を取り外すことができる。このように、ボビンホルダユニット３０は、クリールスタンド３の本体フレーム３１に対して着脱自在に構成されている。

第１側板５３は、複数のボビンホルダ３４を回転可能に片持ち支持する。第１側板５３の手前側の端部には、持ち手部５３ｂが形成されている。作業者が持ち手部５３ｂを掴んで操作することで、ボビンホルダユニット３０を奥行方向に容易に移動させることができる。第１側板５３に片持ち支持されたボビンホルダ３４の軸方向は、クリールスタンド３の幅方向に略平行となっており、ボビンホルダ３４の先端側からボビン３２が着脱される。第２側板５４は、各ボビンホルダ３４の先端側からボビン３２を着脱する際に干渉しない形状とされている。

本実施形態のボビンホルダユニット３０では、ボビンホルダ３４が高さ方向に３段配置されており、各段では奥行方向に２つずつボビンホルダ３４が配置されている。言い方を変えると、ボビンホルダ３４が奥行方向に２列配置されており、各列には高さ方向に３つずつボビンホルダ３４が配置されている。各列においては、３つのボビンホルダ３４が鉛直方向（高さ方向）に沿って配置されるのではなく、幅方向から見ると、下側から上側に向かって鉛直方向に対してわずかに手前側に傾斜する方向（図５の二点鎖線参照）に沿って直線的に配置されている。このようにボビンホルダ３４を傾斜配置することにより、ボビンホルダユニット３０の高さを抑えることができる。ただし、ボビンホルダ３４を鉛直方向に沿って直線的に配置したり、千鳥配置したりしてもよい。

各ボビンホルダ３４に装着されているボビン３２の繊維束の残量が一定以下となると、新しいボビン３２に交換される。本実施形態では、奥行方向に複数のボビン３２が並んでいるため、奥側のボビン３２の交換作業が行い難い。また、ボビンホルダ３４の軸方向からボビン３２を着脱する構成となっているため、ボビン３２の交換作業の際に幅方向において隣接するボビンホルダユニット３０と干渉する。

そこで、ボビン３２の交換作業を行う際には、交換対象となっているボビン３２を有するボビンホルダユニット３０を作業用開口面３３から手前側に引き出す。こうすれば、図６（ａ）に示すように、本体フレーム３１から引き出されたボビンホルダユニット３０が、本体フレーム３１に収容されている他のボビンホルダユニット３０よりも手前側に突出する。このため、ボビン３２の交換作業の際に隣接するボビンホルダユニット３０との干渉を避けることができ、また、奥側のボビン３２の交換も容易となる。

ここで、図６（ｂ）に示すボビンホルダユニット３０Ａのように、ボビンホルダ３４Ａの軸方向がクリールスタンド３Ａの奥行方向に略平行となるように配置してもよい。ただし、この場合、クリールスタンド３Ａの奥行方向の寸法が大きくなる。また、奥側のボビン３２Ａをボビンホルダ３４Ａの軸方向から着脱するためには、ボビンホルダユニット３０Ａの引出量ｄ２を、図６（ａ）の場合の引出量ｄ１よりも大きくしなければならない。このため、クリールスタンド３Ａの実質的なフットプリントが大きくなるので、フィラメントワインディング装置１のコンパクト化を図るためには、図６（ａ）に示すように、ボビンホルダ３４の軸方向がクリールスタンド３の幅方向に略平行となるように構成するのが好ましい。

本実施形態のように、繊維束に熱硬化性の樹脂が含浸されている場合には、繊維束Ｆのポットライフ（可使時間）が短くなることを避けるため、フィラメントワインディング装置１が設置されている部屋を１０度〜２０度程度に維持しておく必要がある。フィラメントワインディング装置１を全体的にコンパクトにできれば、空調に要するランニングコストを圧縮できる。

また、熱硬化性の樹脂が含浸されている繊維束が巻かれたボビン３２は、一定温度に冷却された冷却室で保管されるため、冷却室とクリールスタンド３との間でボビン３２を移動させる必要がある。このような場合に、各ボビンホルダ３４に対して１つずつボビン３２の交換作業を行うと、交換作業に要する時間が長くなる。そこで、ボビン３２を１つずつ交換するのではなく、ボビンホルダユニット３０ごと交換するようにしてもよい。

つまり、交換対象のボビン３２を含むボビンホルダユニット３０を、手前側に一定量以上引き出してレール５７から外すことで本体フレーム３１から取り外し、代わりに新しいボビン３２が装着されたボビンホルダユニット３０をレール５７に取り付ければよい。本体フレーム３１から取り外されたボビンホルダユニット３０は、例えば台車等に載せて移動させればよい。あるいは、図７に示すボビンホルダユニット３０Ｂのように、ボビンホルダユニット３０Ｂを床面上で移動自在とさせるためのキャスター５９を複数設けてもよい。キャスター５９を設ける場合には、ボビンホルダユニット３０Ｂの底部に底板５８を設け、底板５８にキャスター５９を取り付けるようにすればよい。ボビンホルダユニット３０Ｂをクリールスタンド３の本体フレーム３１（レール５７）に対して容易に着脱できるようにするため、下部フレーム３１ａの高さを低くしたり、下部フレーム３１ａと床面との間にスロープを設けたりしてもよい。

（効果）
本実施形態では、ボビンホルダ３４が、クリールスタンド３の作業用開口面３３に直交する奥行方向に複数配置されている。このため、クリールスタンド３に従来と同数のボビンホルダ３４を設けるとしても、奥行方向に複数並べて配置することで、その分、ボビンホルダ３４の高さ方向の段数を減らすことができる。したがって、全てのボビンホルダ３４を、ボビン３２の交換作業が行いやすい下部領域に集中的に配置することができ、ボビン３２の交換作業の効率を向上させることができる。

本実施形態では、複数のボビンホルダ３４の軸方向が、クリールスタンド３の幅方向と略平行である。こうすることで、クリールスタンド３の奥行方向の寸法を抑えることができ、仮に本実施形態のようにボビンホルダユニット３０が手前に引き出せる構成でなくても、奥側のボビンホルダ３４に対してボビン３２の交換作業を行い易くなる。また、図６を参照して説明したとおり、本実施形態のようにボビンホルダユニット３０が手前に引き出せる構成の場合は、ボビン３２の交換作業の際に必要な引出量ｄ１を小さくできるので、クリールスタンド３の実質的なフットプリントを小さくでき、好適である。

本実施形態では、ボビンホルダ３４が、クリールスタンド３の幅方向から見て鉛直方向に対して傾斜する方向に並んでいるので、上段のボビンホルダ３４の高さをより効果的に抑えることができる。

本実施形態では、ボビンホルダ３４を奥行方向に移動させるための移動機構５６が設けられている。このため、ボビンホルダ３４及びボビン３２を作業用開口面３３から手前側に引き出すことができるので、ボビン３２の交換作業をより簡単に行うことができる。また、このような構成としていることで、複数のボビンホルダユニット３０をクリールスタンド３の幅方向に詰めて配置することができ、クリールスタンド３を小型化することができる。

本実施形態では、クリールスタンド３は、複数のボビンホルダ３４を有するボビンホルダユニット３０をさらに備え、移動機構５６は、ボビンホルダユニット３０を奥行方向に移動させるものとなっている。こうすれば、ボビンホルダユニット３０を作業用開口面３３から手前に引き出すことで、複数のボビンホルダ３４及び複数のボビン３２を一度に引き出すことができるので、ボビン３２の交換作業の効率を一層向上させることができる。

本実施形態では、ボビンホルダユニット３０は、本体フレーム３１に対して着脱自在に構成されている。このような構成によれば、使用済みのボビン３２が装着されているボビンホルダユニット３０を本体フレーム３１から取り外し、代わりに、新しいボビン３２が装着されているボビンホルダユニット３０を本体フレーム３１に取り付けることで、一度に複数のボビン３２を交換することができる。したがって、ボビン３２の交換作業をさらに効率化させることができる。

本実施形態の変形例として、図７に示すように、ボビンホルダユニット３０の底部にキャスター５９を設けてもよい。こうすれば、冷却室とクリールスタンド３との間でボビンホルダユニット３０を移動させる場合にも、ボビンホルダユニット３０を速やかに移動させることができる。

本実施形態では、複数のボビンホルダ３４の全てが、床面からの高さが１．５ｍ以下の領域に配置されているので、平均的な身長の成人男性であれば、脚立等がなくてもボビン３２の交換作業を行うことができる。

本実施形態では、複数のローラ３５の全てが、複数のボビンホルダ３４の全てよりも上方に配置されているとよい。繊維束Ｆはボビン３２の軸方向にトラバースされながら巻かれているため、繊維束Ｆは軸方向に往復移動しながら解舒される。このとき、ボビン３２からローラ３５までの距離が短いと、解舒された繊維束Ｆの軸方向に対する角度（図３において、繊維束Ｆの解舒点とローラ３５とを結ぶ直線とボビンホルダ３４の軸線とがなす角度）が小さくなり、解舒された繊維束Ｆとボビン３２の表面上の繊維束Ｆとが擦れ易く、解舒不良が発生するおそれがある。そこで、上述のように、全てのローラ３５を全てのボビンホルダ３４よりも上方に配置するようにすれば、ボビン３２からローラ３５までの距離を長くすることができる。その結果、解舒された繊維束Ｆの軸方向に対する角度を大きくすることができ、繊維束Ｆ同士の擦れが抑えられるので、良好な解舒が可能となる。

本実施形態では、クリールスタンド３は、複数のローラ３５からヘリカル巻ヘッド１４（巻付ヘッド）への糸道の途中に設けられた、繊維束Ｆの張力変動を抑える複数のバッファ部３７をさらに備えており、複数のバッファ部３７の全てが、クリールスタンド３の幅方向において、複数のボビンホルダ３４の全て及び複数のローラ３５の全てよりも一方側の端部に配置されている。このように、全てのバッファ部３７をクリールスタンド３の幅方向の端部に配置することで、ローラ３５からバッファ部３７を経由してヘリカル巻ヘッド１４に至る各糸道が交錯することを防止でき、糸掛け作業が容易となる。

（他の実施形態）
上記実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。

上記実施形態では、複数のボビンホルダ３４を有するボビンホルダユニット３０を構成するものとした。しかしながら、ボビンホルダユニット３０を構成することは必須ではなく、複数のボビンホルダを個別に本体フレーム３１等に取り付けた構成でもよい。この場合、各ボビンホルダを個別に奥行方向に移動させるようにしてもよい。

上記実施形態では、ボビンホルダユニット３０を奥行方向に移動させる移動機構５６を設けるものとした。しかしながら、移動機構５６を設けなくてもボビン３２の交換作業を行えるのであれば、移動機構５６を省略してもよい。例えば、ボビンホルダユニット３０を、クリールスタンド３の幅方向において十分な間隔を空けて配置するようにすれば、ボビンホルダユニット３０が奥行方向に移動可能に構成されていなくても、ボビン３２の交換作業を行うことは可能である。

上記実施形態では、ボビンホルダユニット３０が、本体フレーム３１に対して着脱自在であるとした。しかしながら、ボビンホルダユニット３０を本体フレーム３１から取り外せないようにしてもよい。

上記実施形態では、ボビンホルダ３４の軸方向が、クリールスタンド３の幅方向に略平行であるとした。しかしながら、図６（ｂ）に示したように、ボビンホルダ３４の軸方向が、クリールスタンド３の奥行方向に略平行であってもよいし、これ以外の向きであってもよい。

１：フィラメントワインディング装置
３：クリールスタンド
１４：ヘリカル巻ヘッド（巻付ヘッド）
３０：ボビンホルダユニット
３１：本体フレーム
３２：ボビン
３３：作業用開口面
３４：ボビンホルダ
３５：ローラ
３７：バッファ部
５６：移動機構
５９：キャスター
Ｌ：ライナー

Claims (10)

1. ライナーを軸周りに回転させつつ軸方向に往復移動させながら、クリールスタンドに設けられた複数のボビンから複数の繊維束を引き出し、巻付ヘッドを介して前記複数の繊維束を前記ライナーの表面に巻き付けるフィラメントワインディング装置において、
   前記クリールスタンドは、
   前記複数のボビンを回転可能に支持する複数のボビンホルダと、
   前記ボビンホルダに対する前記ボビンの交換作業を行うための作業用開口面が側方に形成された本体フレームと、
   を備え、
   前記ボビンホルダが、前記作業用開口面に直交する奥行方向に複数配置されていることを特徴とするフィラメントワインディング装置。
2. 前記複数のボビンホルダの軸方向が、前記クリールスタンドの高さ方向及び前記奥行方向の両方と直交する幅方向と平行であることを特徴とする請求項１に記載のフィラメントワインディング装置。
3. 前記ボビンホルダが、前記幅方向から見て鉛直方向に対して傾斜する方向に並んでいることを特徴とする請求項２に記載のフィラメントワインディング装置。
4. 前記クリールスタンドは、前記ボビンホルダを前記奥行方向に移動させるための移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のフィラメントワインディング装置。
5. 前記クリールスタンドは、複数の前記ボビンホルダを有するボビンホルダユニットをさらに備え、
   前記移動機構は、前記ボビンホルダユニットを前記奥行方向に移動させることを特徴とする請求項４に記載のフィラメントワインディング装置。
6. 前記ボビンホルダユニットは、前記本体フレームに対して着脱自在であることを特徴とする請求項５に記載のフィラメントワインディング装置。
7. 前記ボビンホルダユニットの底部にキャスターが設けられていることを特徴とする請求項６に記載のフィラメントワインディング装置。
8. 前記複数のボビンホルダの全てが、床面からの高さが１．５ｍ以下の領域に配置されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のフィラメントワインディング装置。
9. 前記クリールスタンドは、前記複数のボビンから上向きに引き出された繊維束の走行方向を、前記クリールスタンドの高さ方向及び前記奥行方向の両方と直交する幅方向に変えるための複数のローラをさらに備えており、
   前記複数のローラの全てが、前記複数のボビンホルダの全てよりも上方に配置されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のフィラメントワインディング装置。
10. 前記クリールスタンドは、前記複数のローラから前記巻付ヘッドへの糸道の途中に設けられた、繊維束の張力変動を抑える複数のバッファ部をさらに備えており、
    前記複数のバッファ部の全てが、前記クリールスタンドの前記幅方向において、前記複数のボビンホルダの全て及び前記複数のローラの全てよりも一方側の端部に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のフィラメントワインディング装置。

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