JP2019059577A - フィラメントワインディング装置における糸切れ修復方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィラメントワインディング装置において繊維束の糸切れが生じた場合に、速やかに糸切れの修復を行う。【解決手段】複数の繊維束を１つの給糸口から同時にライナーに巻き付ける巻付動作を実行可能なフィラメントワインディング装置において、複数の繊維束の何れかが糸切れした場合の糸切れ修復方法であって、巻付動作を開始する前に、複数の繊維束以外の予備繊維束を準備しておく準備工程（ステップＳ１）と、巻付動作の実行中に複数の繊維束の何れかの糸切れを検出すると巻付動作を停止する巻付停止工程（ステップＳ４）と、予備繊維束を、給糸口を経由させてライナーに固定する固定工程（ステップＳ７）と、複数の繊維束のうち糸切れが発生していない残りの繊維束と、ライナーに固定された予備繊維束とを用いて、巻付動作を再開する巻付再開工程（ステップＳ８）と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、複数の繊維束をライナー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、繊維束が糸切れした場合の糸切れ修復方法に関する。

例えば特許文献１には、ライナーに繊維束をヘリカル巻きするヘリカル巻きユニットと、ライナーに繊維束をフープ巻きするフープ巻きユニットと、を有す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のフープ巻きユニットは、ライナーの軸方向に往復移動しながら、ライナーの軸周りに複数のボビンを公転させるように構成されている。これら複数のボビンから引き出された複数の繊維束は、複数のガイドローラを経由し、アイクチ案内部（給糸口）からライナーの表面に同時に巻き付けられる。このような構成により、効率的なフープ巻きが可能となっている。

特開２０１５−１９９１９８号公報

例えば、上述のようなフープ巻きユニットでフープ巻きを実行している最中に繊維束の糸切れ（糸欠を含む）が発生すると、フープ巻きユニットを一旦停止し、糸切れの原因を調査してその原因を取り除いたり、場合によってはボビンを交換したりする必要がある。しかしながら、糸切れ発生時に必要となるこれらの作業は非常に手間がかかり、フィラメントワインディング装置の稼動率を低下させる要因となっていた。

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、フィラメントワインディング装置において繊維束の糸切れが生じた場合に、速やかに糸切れの修復を行うことを目的とする。

本発明は、複数の繊維束を１つの給糸口から同時にライナーに巻き付ける巻付動作を実行可能なフィラメントワインディング装置において、前記複数の繊維束の何れかが糸切れした場合の糸切れ修復方法であって、前記巻付動作を開始する前に、前記複数の繊維束以外の予備繊維束を準備しておく準備工程と、前記巻付動作の実行中に前記複数の繊維束の何れかの糸切れを検出すると前記巻付動作を停止する巻付停止工程と、前記予備繊維束を、前記給糸口を経由させて前記ライナーに固定する固定工程と、前記複数の繊維束のうち糸切れが発生していない残りの繊維束と、前記ライナーに固定された前記予備繊維束とを用いて、前記巻付動作を再開する巻付再開工程と、を備えることを特徴とする。

本発明では、本来巻付動作に用いられる複数の繊維束以外に予備繊維束が設けられている。そして、複数の繊維束の何れかが糸切れ（糸欠を含む）した場合には、巻付動作を停止してから、予備繊維束を給糸口経由でライナーに固定し、残りの繊維束と予備繊維束とを用いて巻付動作を再開する。このように、繊維束の糸切れが生じた場合に、予め準備しておいた予備繊維束を用いることで、速やかに糸切れの修復を行うことが可能となる。

本発明において、前記準備工程において、前記予備繊維束を前記給糸口の近傍まで引き出しておくとよい。

こうすれば、繊維束の糸切れが生じた場合に、短時間で予備繊維束を給糸口経由でライナーに案内することができるので、より速やかに糸切れの修復を行うことが可能となる。

本発明において、前記固定工程では、前記予備繊維束を前記給糸口を経由させて前記ライナーの表面に配置し、前記ライナーの表面に配置された前記予備繊維束に前記残りの繊維束を重ねて巻き付けることで、前記予備繊維束を固定するとよい。

こうすれば、予備繊維束を糸切れが生じた繊維束につなぐことなく、予備繊維束をライナーに固定することができる。したがって、より速やかに糸切れの修復を行うことが可能となる。

本発明において、前記固定工程では、前記予備繊維束のテンションを、前記巻付動作時のテンションよりも低くするとよい。

固定工程で予備繊維束のテンションが高すぎると、予備繊維束がライナーに固定される前に、ライナーから外れてしまうおそれがある。そこで、上述のように、固定工程における予備繊維束のテンションを巻付動作時よりも低くすることで、予備繊維束がライナーから外れにくくなり、固定工程を良好に実行することができる。

本発明において、前記固定工程の完了後に、前記残りの繊維束及び前記予備繊維束のテンションを、前記巻付動作時のテンションにするとよい。

こうすれば、ライナーに固定された予備繊維束を含めた複数の繊維束によって、巻付動作の再開時に強固に巻き付けを行うことができる。

本発明において、糸切れした前記繊維束の糸端が位置する前記ライナーの表面上の糸切れ位置に、前記残りの繊維束の少なくとも１本を再度巻き付けることが可能な位置まで前記給糸口を戻す戻し工程、をさらに備えるとよい。

こうすれば、巻付動作を再開したときに、糸切れ位置から再度繊維束を巻き付けることができる。したがって、糸切れ位置及び糸切れ位置よりも巻付方向の下流側において繊維束の巻付量が不足する箇所が生じてしまうことを防止できる。

本発明において、前記戻し工程を前記固定工程の前に行い、前記固定工程では、前記予備繊維束を前記糸切れ位置に固定するとよい。

こうすれば、糸切れ位置に予備繊維束を巻き付けることができ、糸切れ位置に繊維束が巻き付けられていない隙間が生じることを回避できる。

本発明において、前記戻し工程では、前記残りの繊維束の前記ライナーへの巻付力を、前記巻付動作時の巻付力よりも小さくするとよい。

こうすれば、戻し工程において、給糸口とともに移動している繊維束によって、既にライナーに巻き付けられている繊維束を剥がしてしまうことを防止できる。

本発明において、前記糸切れ位置を、前記繊維束の糸切れが生じたタイミングに基づいて特定するとよい。

こうすれば、例えば画像解析を利用した高価な画像センサー等を用いることなく、糸切れ位置を容易に特定することができる。

本発明において、前記予備繊維束を用いて前記巻付動作を再開した後は、前記残りの繊維束を交換するタイミングで前記予備繊維束も交換するとよい。

このように、残りの繊維束を交換する際に予備繊維束も交換することで、繊維束の交換回数がいたずらに増えるのを避け、フィラメントワインディング装置の稼動率を向上させることができる。

本発明において、前記給糸口よりも繊維束走行方向の上流側に配置された凹状の湾曲面を有する凹型ガイドによって、前記繊維束同士の間隔を狭める又はなくすとよい。

繊維束が糸切れした場合には、繊維束同士の間隔が一部広くなることがあり、ライナーに巻き付けられた繊維束同士の間に大きな隙間が生じるおそれがある。このような隙間は、最終製品の強度を低下させるおそれがある。そこで、上述のように凹型ガイドで繊維束同士の間隔を狭めるかなくすようにすることで、上記隙間を抑え、最終製品の強度低下を抑えることができる。

本発明において、前記凹型ガイドよりも繊維束走行方向の下流側に設けられた拡幅ガイドによって、前記各繊維束を拡幅するとよい。

このように、さらに拡幅ガイドで各繊維束を拡幅することで、繊維束同士の間隔をより確実に狭めるかなくすようにすることができ、最終製品の強度低下をより効果的に抑えることができる。

フィラメントワインディング装置を示す斜視図である。 巻付装置を示す斜視図である。 フィラメントワインディング装置の電気的構成を示すブロック図である。 フープ巻きユニットをヘリカル巻きユニット側から見た図である。 調整ユニットの拡大模式図である。 凹型ガイド及び給糸ガイドの斜視図である。 糸切れ修復作業を含む一連の流れを示すフローチャートである。 巻付動作時の状態を示す模式図である。 糸切れが発生し、巻付動作を停止した状態を示す模式図である。 糸切れ修復作業の一工程を示す模式図である。 糸切れ修復作業の一工程を示す模式図である。 糸切れ修復作業の一工程を示す模式図である。 巻付動作再開時の状態を示す模式図である。

（フィラメントワインディング装置）
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、クリールスタンド３と、コントロールパネル４と、を備える。以下では、説明の便宜上、図１に示す方向語を使用する。フィラメントワインディング装置１は、全体として概ね左右対称に構成されている。

巻付装置２は、ライナーＬに繊維束（図１では図示省略）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。巻付装置２で例えば圧力タンク等の圧力容器を製造する場合、ライナーＬとして、図１に示すような、円筒部と円筒部の両側のドーム部とを有する形状のものが用いられる。また、巻付装置２でパイプを製造する場合、ライナーＬとして、円筒形状のものが用いられる。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。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の最終製品を製造することができる。巻付装置２の詳細については、後述する。

クリールスタンド３は、支持フレーム１１と、複数のボビン１２とを有する。支持フレーム１１の左右方向における中央部には、巻付装置２の一部が配設される配設空間１３が形成されている。図が煩雑になることを避けるため、図１では、巻付装置２のうち配設空間１３に配設されている部分については、図示を省略している。支持フレーム１１には、複数のボビン１２が回転可能に取り付けられている。このボビン１２には、上述の繊維束が巻かれている。クリールスタンド３は、複数のボビン１２から複数の繊維束を巻付装置２に供給する役割を有する。

コントロールパネル４は、制御装置２１と、表示部２２と、操作部２３とを有する。制御装置２１は、巻付装置２の各部の動作を制御する。表示部２２は、巻付装置２によるライナーＬへの繊維束の巻付条件等を表示する。操作部２３は、オペレータが巻付装置２による巻付条件等を制御装置２１に入力するために使用される。なお、表示部２２と操作部２３とを別々に設けることは必須ではなく、表示部２２と操作部２３とが一体となったタッチパネル等を採用してもよい。

（巻付装置）
次に、図２を参照しつつ、巻付装置２の詳細について説明する。巻付装置２は、基台３０と、支持ユニット４０（第１支持ユニット４１及び第２支持ユニット４２）と、フープ巻きユニット５０と、ヘリカル巻きユニット６０と、を備える。

基台３０は、支持ユニット４０、フープ巻きユニット５０、及び、ヘリカル巻きユニット６０を支持する。基台３０の上面には、前後方向に延びる複数のレール３１が配設されている。支持ユニット４０及びフープ巻きユニット５０は、レール３１上に配置され、レール３１上を前後方向に往復移動可能である。一方、ヘリカル巻きユニット６０は、基台３０に固設されている。第１支持ユニット４１、フープ巻きユニット５０、ヘリカル巻きユニット６０、及び、第２支持ユニット４２は、この順番で前側から後側に配置されている。

支持ユニット４０は、フープ巻きユニット５０よりも前側に配置される第１支持ユニット４１と、ヘリカル巻きユニット６０よりも後側に配置される第２支持ユニット４２と、を有する。支持ユニット４０は、ライナーＬの軸方向（前後方向）に延びる支持軸４３を介して、ライナーＬを軸周りに自転可能に支持する。支持ユニット４０は、図３に示すように、支持ユニット４０をレール３１に沿って前後方向に移動させるための移動用モータ４４と、ライナーＬを軸周りに回転させるための回転用モータ４５と、を有する。移動用モータ４４及び回転用モータ４５は、制御装置２１によって駆動制御される。

フープ巻きユニット５０は、ライナーＬに対して繊維束をフープ巻きする。フープ巻きとは、ライナーＬに対して概ね軸方向に直角な方向（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。フープ巻きユニット５０は、本体部５１と、回転部材５２と、複数のボビン５３と、を有する。本体部５１は、レール３１上に配置されており、円盤状の回転部材５２をライナーＬの軸周りに回転可能に支持する。回転部材５２の中央部には、ライナーＬが通過可能な円形の通過穴５４が形成されている。複数のボビン５３は、回転部材５２の周方向に等間隔で配置されており、各ボビン５３には、繊維束が巻かれている。

フープ巻きユニット５０は、図３に示すように、フープ巻きユニット５０をレール３１に沿って前後方向に移動させるための移動用モータ５５と、回転部材５２を回転させるための回転用モータ５６と、を有する。移動用モータ５５及び回転用モータ５６は、制御装置２１によって駆動制御される。フープ巻きの巻付動作の実行時には、制御装置２１は、フープ巻きユニット５０をレール３１に沿って往復移動させながら、ライナーＬの周りで回転部材５２を回転させる。これによって、ライナーＬの周りで公転している複数のボビン５３から複数の繊維束が引き出され、これら複数の繊維束がライナーＬの表面に同時にフープ巻きされる。

ヘリカル巻きユニット６０は、ライナーＬに対して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に対して軸方向に概ね平行な方向（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。ヘリカル巻きユニット６０は、本体部６１と、複数のガイドローラ６２と、複数のガイドノズル６３と、を有する。本体部６１は、基台３０に固設されている。本体部６１の中央部には、ライナーＬが通過可能な円形の通過穴６４が形成されている。複数のガイドローラ６２及び複数のガイドノズル６３は、通過穴６４の周方向に沿って配置されている。クリールスタンド３の複数のボビン１２から引き出された複数の繊維束は、複数のガイドローラ６２を経由して、複数のガイドノズル６３に通される。ガイドノズル６３は、径方向に沿って伸縮可能な筒状に構成されており、繊維束は径方向外側から径方向内側に通される。

ヘリカル巻きユニット６０は、図３に示すように、複数のガイドノズル６３を伸縮させるためのノズル用モータ６５を有する。ノズル用モータ６５は、制御装置２１によって駆動制御される。ヘリカル巻きの巻付動作の実行時には、制御装置２１は、支持ユニット４０によって、ライナーＬを軸周りに自転させながら、通過穴６４を通過させる。同時に、制御装置２１は、複数のガイドノズル６３をライナーＬの外形に合わせて伸縮させる。これによって、複数のガイドノズル６３から複数の繊維束が引き出され、これら複数の繊維束がライナーＬの表面に同時にヘリカル巻きされる。

（フープ巻きユニット）
次に、フープ巻きユニット５０の詳細について説明する。図４に示すように、フープ巻きユニット５０の回転部材５２は、複数（本実施形態では５個）のボビン５３を回転可能に支持するとともに、複数のボビン５３よりも径方向外側に配置された複数（本実施形態では１０個）のガイドローラ５７を回転可能に支持する。ボビン５３及びガイドローラ５７は、それぞれ周方向において等間隔に配置されている。各ボビン５３から引き出された繊維束Ｆは、図４において時計回りにガイドローラ５７に順番に掛けられる。その結果、図４においてクロスハッチングを付したガイドローラ５７には、５本の繊維束Ｆが集約して掛けられることになる。各ガイドローラ５７は、複数の繊維束Ｆを掛けることが可能な多連ローラとして構成されている。

さらに、回転部材５２には、繊維束Ｆのテンション等を調整可能な調整ユニット５８が取り付けられている。図５に示すように、調整ユニット５８は、繊維束走行方向において上流側から順番に配置された、複数（本実施形態では３個）のテンション調整ガイド７１〜７３と、凹型ガイド７４と、給糸ガイド７５と、糸切れセンサー７６と、を有する。

図４においてクロスハッチングを付したガイドローラ５７に集約された５本の繊維束Ｆは、テンション調整ガイド７１〜７３に順番に巻き掛けられ、凹型ガイド７４に至る。５本の繊維束Ｆのうち４本の繊維束Ｆａ（図６参照）は、そのまま凹型ガイド７４及び給糸ガイド７５を経由して、ライナーＬの表面に巻き付けられる。一方、残り１本の繊維束Ｆｂ（図６参照）は、その糸端が凹型ガイド７４に固定され、ライナーＬの表面には巻き付けられない。つまり、繊維束Ｆｂは、本発明の「予備繊維束」に相当し、繊維束Ｆａの何れかに糸切れが発生した場合に用いられる。本明細書では、繊維束Ｆａと予備繊維束Ｆｂとを特に区別しないときは、単に繊維束Ｆと表記する。

テンション調整ガイド７１、７３は、位置が固定された固定ガイドである。これに対し、テンション調整ガイド７２は、エアシリンダ７７（図３参照）等のアクチュエータによって、図５のブロック矢印で示すように、固定ガイド７１、７３に近づく又は遠ざかる方向に移動可能な可動ガイドである。したがって、テンション調整ガイド７１〜７３に順番に巻き掛けられた繊維束Ｆは、可動ガイド７２の位置に応じてテンションが調整される。エアシリンダ７７の動作は、制御装置２１によって制御される。

凹型ガイド７４は、図６に示すように、凹状の湾曲面７４ａ、及び、湾曲面７４ａの外側に形成された平面状の固定部７４ｂを有している。複数の繊維束Ｆａが湾曲面７４ａに接触しながら走行することで、繊維束Ｆａ同士の間隔が狭まるように、各繊維束Ｆａが湾曲面７４ａの最底部に向かって移動する。このように、繊維束Ｆａ同士の間隔を狭める又はなくす（繊維束Ｆａ同士が一部重なってもよい）ことで、ライナーＬに巻き付けられた繊維束Ｆａ同士の間に隙間が生じることを抑え、最終製品の強度を向上させることができる。なお、１つの凹型ガイド７４で各繊維束Ｆａ同士の間隔を十分に狭めることができない場合には、凹型ガイド７４を繊維束走行方向に複数配置してもよい。

図６に示すように、繊維束走行方向において凹型ガイド７４のすぐ上流側には、隔離ガイド７８が設置されている。隔離ガイド７８は、予備繊維束Ｆｂが湾曲面７４ａに巻き込まれることを防止するためのものであり、本実施形態では棒状の簡単なガイドである。予備繊維束Ｆｂは、隔離ガイド７８によって固定部７４ｂに案内されたうえで、その糸端が固定部７４ｂに固定される。予備繊維束Ｆｂの固定には、クリップ等の適当な手段を用いることができる。隔離ガイド７８は、力を加えると簡単に倒れるように構成されているので、予備繊維束Ｆｂを湾曲面７４ａに移動させる際に邪魔になることはない。予備繊維束Ｆｂを使用する際には、予備繊維束Ｆｂを固定部７４ｂから外し、湾曲面７４ａに移動させた後、後述の給糸ガイド７５に通せばよい。

凹型ガイド７４を通過した複数の繊維束Ｆａは、図６に示すように、リング状の給糸ガイド７５（本発明の「給糸口」に相当）の内側を通過してライナーＬに至る。各繊維束Ｆａは、給糸ガイド７５を通過する際に、給糸ガイド７５の内周部７５ａによってしごかれることで拡幅される。つまり、本実施形態では、給糸ガイド７５が、本発明の「拡幅ガイド」としても機能する。給糸ガイド７５によって各繊維束Ｆａが拡幅されることで、繊維束Ｆａ同士の間に隙間が生じることを一層効果的に抑えることができる。

図５に戻って、糸切れセンサー７６は、例えば近接センサー等で構成されており、繊維束Ｆａの何れかに糸切れが発生したことを検出する。本実施形態では、糸切れセンサー７６を繊維束走行方向において給糸ガイド７５の下流側に配置しているが、糸切れさえ検出できれば、糸切れセンサー７６の配置は適宜変更が可能である。糸切れセンサー７６は、制御装置２１と接続されており、糸切れの発生を示す糸切れ信号を制御装置２１に出力する。なお、本明細書において、「糸切れ」とは、「繊維束Ｆが途中で切断された状態」と「ボビン５３から繊維束Ｆが全て引き出されてなくなった状態（「糸欠」と言う）」とを含む。

（糸切れ修復方法）
次に、フープ巻きユニット５０によってフープ巻きの巻付動作を行っている最中に、繊維束Ｆａの何れかが糸切れした場合の糸切れ修復方法について、図７のフローチャート及び図８〜図１３の模式図を参照しつつ説明する。

フープ巻きの巻付動作を開始するに当たっては、５つのボビン５３がフープ巻きユニット５０に取り付けられる。オペレータは、５つのボビン５３のうち４つのボビン５３から引き出された４本の繊維束ＦａをライナーＬに固定するとともに、残り１つのボビン５３から引き出された繊維束を予備繊維束Ｆｂとして凹型ガイド７４に固定する（ステップＳ１、以下、準備工程と言う）。準備工程が完了すると、オペレータが操作部２３を介して巻付動作の実行指令を入力することで、図８に示すように、フープ巻きユニット５０による巻付動作が開始される（ステップＳ２）。

巻付動作の実行中に、繊維束Ｆａの何れかに糸切れが発生すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、糸切れセンサー７６によって糸切れが検出され、糸切れ信号が制御装置２１に送信される。制御装置２１は、糸切れ信号を受信すると、図９に示すように、フープ巻きユニット５０による巻付動作を停止する（ステップＳ４、以下、巻付停止工程と言う）。

制御装置２１は、糸切れ信号を受信したタイミングに基づいて、糸切れした繊維束Ｆａの糸端が位置するライナーＬの表面上の糸切れ位置Ｐを特定する。具体的には、巻付速度や巻付角度等の巻付条件に基づいて、糸切れ発生時にライナーＬの軸方向のどの位置まで巻き付けが完了していたかを演算し、その位置を糸切れ位置Ｐとする。なお、図９に示すように、わずかではあるが、糸切れ位置Ｐよりも巻付方向の下流側（図９の右側）まで巻き付けが行われているのは、巻付動作停止時における制御のタイムラグや各部材の慣性等が原因である。

次に、制御装置２１は、図１０に示すように、給糸ガイド７５（すなわちフープ巻きユニット５０）を巻付方向の上流側（図１０の左側）に移動させて糸切れ位置Ｐに戻す（ステップＳ５、以下、戻し工程と言う）。詳細には、給糸ガイド７５から引き出される残りの繊維束Ｆａの少なくとも１本が、糸切れ位置Ｐに再度巻き付けることが可能な位置に来るように、残りの繊維束Ｆａを巻き付けながら給糸ガイド７５を戻す。

ここで、戻し工程において、残りの繊維束Ｆａの巻付力が強すぎると、残りの繊維束Ｆａが糸切れ位置Ｐに向かって移動する際に、既にライナーＬに巻き付けられている繊維束Ｆａを剥がしてしまうおそれがある。これを避けるために、戻し工程を実行する際には、フープ巻きユニット５０の移動速度や回転部材５２の回転速度を適切に制御することで、残りの繊維束Ｆａの巻付力が巻付動作時よりも小さくなるように調整される。

続いて、オペレータは、図１１に示すように、予備繊維束Ｆｂを凹型ガイド７４の固定部７４ｂから取り外し、湾曲面７４ａ及び給糸ガイド７５を経由させて、ライナーＬの表面上の糸切れ位置Ｐに配置する（ステップＳ６）。予備繊維束Ｆｂを糸切れ位置Ｐに配置する際には、テープ等を用いて仮固定してもよいし、予備繊維束Ｆｂに含浸されている樹脂の粘着力を利用してライナーＬに付着させる程度でもよい。予備繊維束Ｆｂは、残りの繊維束ＦａとライナーＬの表面との間に通される。なお、このような作業を自動で実行可能な装置を設け、オペレータの省力化を図ってもよい。

次に、図１２に示すように、フープ巻きユニット５０の回転部材５２を回転させて、糸切れ位置Ｐに配置された予備繊維束Ｆｂに残りの繊維束Ｆａを巻き付けることにより、予備繊維束ＦｂをライナーＬにしっかりと固定する（ステップＳ７、以下、固定工程と言う）。固定工程では、ライナーＬの軸方向において、フープ巻きユニット５０を停止させておいてもよいし、短いストロークで移動させてもよい。

固定工程において残りの繊維束Ｆａを巻き付ける際に、予備繊維束Ｆｂに大きなテンションがかかると、予備繊維束ＦｂがライナーＬに固定される前に外れてしまうおそれがある。したがって、少なくとも固定工程を実行するまでに、制御装置２１は、テンション調整ガイド７２（図５参照）をテンション調整ガイド７１、７３に近づける方向に移動させ、予備繊維束Ｆｂのテンションを巻付動作時よりも低くしておくことが好ましい。

予備繊維束Ｆｂの固定が完了すると、制御装置２１は、テンション調整ガイド７２をテンション調整ガイド７１、７３から遠ざける方向に移動させ、残りの繊維束Ｆａ及び予備繊維束Ｆｂのテンションを巻付動作時のテンションに戻す。そして、図１３に示すように、残りの繊維束Ｆａ及び予備繊維束Ｆｂを用いて、フープ巻きユニット５０によるフープ巻きの巻付動作を再開し（ステップＳ８）、糸切れ修復作業を終える。

ところで、繊維束Ｆが巻かれているボビン５３は、ライナーＬの大きさやライナーＬへの巻付条件等に応じて、交換タイミングが予め決められている。予備繊維束Ｆｂは糸切れが生じた後に使用開始されるので、残りの繊維束Ｆａよりも長くもつ。仮に、巻付動作の再開後、残りの繊維束Ｆａのボビン５３の交換タイミングの到来時に、予備繊維束Ｆｂのボビン５３を一緒に交換しないとすると、予備繊維束Ｆｂのボビン５３の交換タイミングが他のボビン５３と異なってしまう。その結果、ボビン５３の交換回数がいたずらに増えることになる。そこで、本実施形態では、たとえ予備繊維束Ｆｂが十分に残っていたとしても、残りの繊維束Ｆａのボビン５３を交換する際に、予備繊維束Ｆｂのボビン５３も一緒に交換する。こうすることで、ボビン５３の交換回数がいたずらに増えるのを避け、フィラメントワインディング装置１の稼動率を向上させることができる。

（効果）
本実施形態では、本来巻付動作に用いられる複数の繊維束Ｆａ以外に予備繊維束Ｆｂが設けられている。そして、複数の繊維束Ｆａの何れかが糸切れした場合には、巻付動作を停止してから、予備繊維束Ｆｂを給糸ガイド７５（給糸口）経由でライナーＬに固定し、残りの繊維束Ｆａと予備繊維束Ｆｂとを用いて巻付動作を再開する。このように、繊維束Ｆａの糸切れが生じた場合に、予め準備しておいた予備繊維束Ｆｂを用いることで、速やかに糸切れの修復を行うことが可能となる。

本実施形態では、上記準備工程において、予備繊維束Ｆｂを給糸ガイド７５の近傍（凹型ガイド７４）まで引き出しておく。こうすれば、繊維束Ｆａの糸切れが生じた場合に、短時間で予備繊維束Ｆｂを給糸ガイド７５を経由してライナーＬに案内することができるので、より速やかに糸切れの修復を行うことが可能となる。

本実施形態では、上記固定工程では、予備繊維束Ｆｂを給糸ガイド７５を経由させてライナーＬの表面に配置し、ライナーＬの表面に配置された予備繊維束Ｆｂに残りの繊維束Ｆａを重ねて巻き付けることで、予備繊維束Ｆｂを固定する。こうすれば、予備繊維束Ｆｂを糸切れが生じた繊維束Ｆａにつなぐことなく、予備繊維束ＦｂをライナーＬに固定することができる。したがって、より速やかに糸切れの修復を行うことが可能となる。

本実施形態では、上記固定工程では、予備繊維束Ｆｂのテンションを、巻付動作時のテンションよりも低くする。固定工程で予備繊維束Ｆｂのテンションが高すぎると、予備繊維束ＦｂがライナーＬに固定される前に、ライナーＬから外れてしまうおそれがある。そこで、上述のように、固定工程における予備繊維束Ｆｂのテンションを巻付動作時よりも低くすることで、予備繊維束ＦｂがライナーＬから外れにくくなり、固定工程を良好に実行することができる。

本実施形態では、上記固定工程の完了後に、残りの繊維束Ｆａ及び予備繊維束Ｆｂのテンションを、巻付動作時のテンションにする。こうすれば、ライナーＬに固定された予備繊維束Ｆｂを含めた複数の繊維束Ｆによって、巻付動作の再開時に強固に巻き付けを行うことができる。

本実施形態では、糸切れした繊維束Ｆａの糸端が位置するライナーＬの表面上の糸切れ位置Ｐに、残りの繊維束Ｆａの少なくとも１本を再度巻き付けることが可能な位置まで給糸ガイド７５を戻す戻し工程が実行される。こうすれば、巻付動作を再開したときに、糸切れ位置Ｐから再度繊維束Ｆを巻き付けることができる。したがって、糸切れ位置Ｐ及び糸切れ位置Ｐよりも巻付方向の下流側において繊維束Ｆの巻付量が不足する箇所が生じてしまうことを防止できる。

本実施形態では、上記戻し工程を固定工程の前に行い、固定工程では、予備繊維束Ｆｂを糸切れ位置Ｐに固定する。こうすれば、糸切れ位置Ｐに予備繊維束Ｆｂを巻き付けることができ、糸切れ位置Ｐに繊維束Ｆが巻き付けられていない隙間が生じることを回避できる。

本実施形態では、上記戻し工程では、残りの繊維束ＦａのライナーＬへの巻付力を、巻付動作時の巻付力よりも小さくする。こうすれば、戻し工程において、給糸ガイド７５とともに移動している繊維束Ｆａによって、既にライナーＬに巻き付けられている繊維束Ｆａを剥がしてしまうことを防止できる。

本実施形態では、糸切れ位置Ｐを、繊維束Ｆａの糸切れが生じたタイミングに基づいて特定する。こうすれば、例えば画像解析を利用した高価な画像センサー等を用いることなく、糸切れ位置Ｐを容易に特定することができる。

本実施形態では、予備繊維束Ｆｂを用いて巻付動作を再開した後は、残りの繊維束Ｆａを交換するタイミングで予備繊維束Ｆｂも交換する。このように、残りの繊維束Ｆａを交換する際に予備繊維束Ｆｂも交換することで、繊維束Ｆ（ボビン５３）の交換回数がいたずらに増えるのを避け、フィラメントワインディング装置１の稼動率を向上させることができる。

本実施形態では、給糸ガイド７５よりも繊維束走行方向の上流側に配置された凹状の湾曲面７４ａを有する凹型ガイド７４によって、繊維束Ｆ同士の間隔を狭める又はなくす。繊維束Ｆａが糸切れした場合には、繊維束Ｆ同士の間隔が一部広くなることがあり、ライナーＬに巻き付けられた繊維束Ｆ同士の間に大きな隙間が生じるおそれがある。このような隙間は、最終製品の強度を低下させるおそれがある。そこで、上述のように凹型ガイド７４で繊維束Ｆ同士の間隔を狭めるかなくすようにすることで、上記隙間を抑え、最終製品の強度低下を抑えることができる。

本実施形態では、凹型ガイド７４よりも繊維束走行方向の下流側に設けられた給糸ガイド７５（拡幅ガイド）によって、各繊維束Ｆを拡幅する。このように、さらに給糸ガイド７５で各繊維束Ｆを拡幅することで、繊維束Ｆ同士の間隔をより確実に狭めるかなくすようにすることができ、最終製品の強度低下をより効果的に抑えることができる。

（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、フープ巻きの巻付動作中に糸切れが生じた場合の糸切れ修復方法について説明した。しかしながら、本発明に係る糸切れ修復方法は、１つの給糸口から複数の繊維束を引き出してライナーに巻き付ける巻付動作であれば、フープ巻き以外の巻付動作中の糸切れ時にも適用可能である。

上記実施形態では、予め準備されている予備繊維束Ｆｂは１本だけとしたが、予備繊維束Ｆｂを２本以上準備しておいてもよい。

上記実施形態では、予備繊維束Ｆｂを給糸ガイド７５の近傍に配置された凹型ガイド７４に固定するものした。しかしながら、予備繊維束Ｆｂの固定先は、給糸ガイド７５であってもよいし、給糸ガイド７５の近傍に設けられた専用の固定具でもよい。

上記実施形態では、給糸ガイド７５が拡幅ガイドとしても兼用されるものとした。しかしながら、拡幅ガイドを給糸ガイド７５とは別に設けることも可能である。

上記実施形態では、給糸ガイド７５を一旦糸切れ位置Ｐまで戻す戻し工程を実行してから、予備繊維束Ｆｂを用いた巻付動作を再開するものとした。しかしながら、糸切れによる繊維束Ｆａの巻付量が特に問題とならない程度であれば、給糸ガイド７５を糸切れ位置Ｐまで戻すことなく、フープ巻きユニット５０を停止させた位置から、予備繊維束Ｆｂを用いた巻付動作を再開するようにしてもよい。

上記実施形態では、予備繊維束ＦｂをライナーＬの表面上の糸切れ位置Ｐに配置するものとした。しかしながら、予備繊維束ＦｂをライナーＬの表面上のどこに配置するかは、適宜変更が可能である。

１：フィラメントワインディング装置
７４：凹型ガイド
７４ａ：湾曲面
７５：給糸ガイド（給糸口、拡幅ガイド）
Ｌ：ライナー
Ｆ（Ｆａ、Ｆｂ）：繊維束
Ｆｂ：予備繊維束
Ｐ：糸切れ位置

Claims (12)

1. 複数の繊維束を１つの給糸口から同時にライナーに巻き付ける巻付動作を実行可能なフィラメントワインディング装置において、前記複数の繊維束の何れかが糸切れした場合の糸切れ修復方法であって、
   前記巻付動作を開始する前に、前記複数の繊維束以外の予備繊維束を準備しておく準備工程と、
   前記巻付動作の実行中に前記複数の繊維束の何れかの糸切れを検出すると前記巻付動作を停止する巻付停止工程と、
   前記予備繊維束を、前記給糸口を経由させて前記ライナーに固定する固定工程と、
   前記複数の繊維束のうち糸切れが発生していない残りの繊維束と、前記ライナーに固定された前記予備繊維束とを用いて、前記巻付動作を再開する巻付再開工程と、
   を備えることを特徴とするフィラメントワインディング装置における糸切れ修復方法。
2. 前記準備工程において、前記予備繊維束を前記給糸口の近傍まで引き出しておく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における糸切れ修復方法。
3. 前記固定工程では、前記予備繊維束を前記給糸口を経由させて前記ライナーの表面に配置し、前記ライナーの表面に配置された前記予備繊維束に前記残りの繊維束を重ねて巻き付けることで、前記予備繊維束を固定することを特徴とする請求項１又は２に記載のフィラメントワインディング装置における糸切れ修復方法。
4. 前記固定工程では、前記予備繊維束のテンションを、前記巻付動作時のテンションよりも低くすることを特徴とする請求項３に記載のフィラメントワインディング装置における糸切れ修復方法。
5. 前記固定工程の完了後に、前記残りの繊維束及び前記予備繊維束のテンションを、前記巻付動作時のテンションにす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における糸切れ修復方法。
6. 糸切れした前記繊維束の糸端が位置する前記ライナーの表面上の糸切れ位置に、前記残りの繊維束の少なくとも１本を再度巻き付けることが可能な位置まで前記給糸口を戻す戻し工程、をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし５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における糸切れ修復方法。
7. 前記戻し工程を前記固定工程の前に行い、
   前記固定工程では、前記予備繊維束を前記糸切れ位置に固定す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における糸切れ修復方法。
8. 前記戻し工程では、前記残りの繊維束の前記ライナーへの巻付力を、前記巻付動作時の巻付力よりも小さくすることを特徴とする請求項６又は７に記載のフィラメントワインディング装置における糸切れ修復方法。
9. 前記糸切れ位置を、前記繊維束の糸切れが生じたタイミングに基づいて特定することを特徴とする請求項６〜８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における糸切れ修復方法。
10. 前記予備繊維束を用いて前記巻付動作を再開した後は、前記残りの繊維束を交換するタイミングで前記予備繊維束も交換することを特徴とする請求項１〜９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における糸切れ修復方法。
11. 前記給糸口よりも繊維束走行方向の上流側に配置された凹状の湾曲面を有する凹型ガイドによって、前記繊維束同士の間隔を狭める又はなくすことを特徴とする請求項１〜１０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における糸切れ修復方法。
12. 前記凹型ガイドよりも繊維束走行方向の下流側に設けられた拡幅ガイドによって、前記各繊維束を拡幅することを特徴とする請求項１１に記載のフィラメントワインディング装置における糸切れ修復方法。

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