JP2024003434A - filament winding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、繊維束をマンドレルに巻き付けるフィラメントワインディング装置に関する。 The present invention relates to a filament winding device for winding a fiber bundle around a mandrel.
特許文献1に記載されたフィラメントワインディング装置は、芯材(マンドレル)の外周面に繊維束をヘリカル巻きするヘリカル巻ユニットを備える。ヘリカル巻ユニットは、マンドレルの軸方向と略垂直に配置されたベース円環板(ベース部材)を有する。ベース部材の周方向において、繊維束を各々供給するための複数のボビン(供給ボビン)が並べてベース部材に装着される。複数の供給ボビンの各々の軸方向は、マンドレルの軸方向と略平行である。
The filament winding device described in
近年、ヘリカル巻きの効率を向上させるために、複数のヘリカル巻ユニットをマンドレルの軸方向に並べて配置し、多くの繊維束を同時にマンドレルへ供給することが検討されている。一方、このような構成において、フィラメントワインディング装置の大型化を抑制するため、各ヘリカル巻ユニットにできる限り多くの供給ボビンを装着可能にすることが求められる。ここで、上述したように複数の供給ボビンの軸方向がマンドレルの軸方向と略平行な構成においては、供給ボビン同士の干渉を回避するために、以下のいずれかの対策を行う必要がある。すなわち、(1)供給ボビンをマンドレルの径方向においてさらに外側に配置し、又は(2)繊維束が巻かれた供給ボビンを小径化する必要がある。しかし、上記(1)の対策では、ヘリカル巻ユニットがマンドレルの径方向に大型化するおそれがある。また、上記(2)の対策では、1つの供給ボビンから供給可能な繊維束の量が減ることを回避するために、各供給ボビンを供給ボビンの軸方向に大型化する必要が生じる。すると、ヘリカル巻ユニットがマンドレルの軸方向に大型化するおそれがある。 In recent years, in order to improve the efficiency of helical winding, consideration has been given to arranging a plurality of helical winding units side by side in the axial direction of the mandrel and simultaneously supplying many fiber bundles to the mandrel. On the other hand, in such a configuration, in order to suppress the increase in size of the filament winding device, it is required that as many supply bobbins as possible can be attached to each helical winding unit. Here, in a configuration where the axial direction of the plurality of supply bobbins is substantially parallel to the axial direction of the mandrel as described above, it is necessary to take one of the following measures to avoid interference between the supply bobbins. That is, it is necessary to (1) arrange the supply bobbin further outside in the radial direction of the mandrel, or (2) reduce the diameter of the supply bobbin around which the fiber bundle is wound. However, with the above measure (1), there is a possibility that the helical winding unit becomes larger in the radial direction of the mandrel. Furthermore, in the measure (2) above, in order to avoid a decrease in the amount of fiber bundles that can be supplied from one supply bobbin, it is necessary to increase the size of each supply bobbin in the axial direction of the supply bobbin. Then, there is a possibility that the helical winding unit becomes larger in the axial direction of the mandrel.
本発明の目的は、各ヘリカル巻ユニットの大型化を抑制しつつ、各ヘリカル巻ユニットにできる限り多くの供給ボビンを装着可能にすることである。 An object of the present invention is to enable as many supply bobbins as possible to be attached to each helical winding unit while suppressing the increase in size of each helical winding unit.
第1の発明のフィラメントワインディング装置は、複数のヘリカル巻ユニットを備え、前記複数のヘリカル巻ユニットの各々が複数の繊維束をマンドレルにヘリカル巻きするように構成されたフィラメントワインディング装置であって、前記複数のヘリカル巻ユニットの各々は、前記複数の繊維束をそれぞれ含む複数の供給ボビンを前記マンドレルの周方向及び前記マンドレルの径方向のうち少なくとも一方に並べて支持可能に構成された供給ボビン支持部を有し、前記供給ボビン支持部に支持された前記複数の供給ボビンの各々のボビン軸方向は、前記マンドレルの軸方向であるマンドレル軸方向の成分を有し、且つ、前記マンドレル軸方向に対して傾いており、前記複数の供給ボビンのうち前記周方向及び前記径方向のうち前記少なくとも一方において互いに隣接する2つの供給ボビンが、前記マンドレル軸方向から見たときに部分的に重なるように配置されていることを特徴とする。 A filament winding device according to a first aspect of the present invention is a filament winding device comprising a plurality of helical winding units, each of the plurality of helical winding units configured to helically wind a plurality of fiber bundles around a mandrel, the filament winding device comprising: Each of the plurality of helical winding units includes a supply bobbin support portion configured to be able to support a plurality of supply bobbins each containing the plurality of fiber bundles in a line arranged in at least one of the circumferential direction of the mandrel and the radial direction of the mandrel. and the bobbin axial direction of each of the plurality of supply bobbins supported by the supply bobbin support part has a component in the mandrel axial direction that is the axial direction of the mandrel, and and two supply bobbins adjacent to each other in at least one of the circumferential direction and the radial direction among the plurality of supply bobbins are arranged so as to partially overlap when viewed from the mandrel axial direction. It is characterized by
本発明では、マンドレルの周方向及びマンドレルの径方向のうち少なくとも一方において互いに隣接する2つの供給ボビンは、マンドレルの軸方向から見たときに重なる部分(以下、重複部分)を有する。このような重複部分が多く存在しても、複数の供給ボビンは互いに干渉しない。このため、供給ボビン支持部によって支持可能な供給ボビンの数を多くしても、重複部分の面積を可能な限り大きくすることで、ヘリカル巻ユニットがマンドレルの径方向及び軸方向において大型化することを抑制できる。したがって、各ヘリカル巻ユニットの大型化を抑制しつつ、各ヘリカル巻ユニットにできる限り多くの供給ボビンを装着できる。 In the present invention, two supply bobbins that are adjacent to each other in at least one of the circumferential direction of the mandrel and the radial direction of the mandrel have an overlapping portion (hereinafter referred to as an overlapping portion) when viewed from the axial direction of the mandrel. Even if there are many such overlapping parts, the plurality of supply bobbins do not interfere with each other. Therefore, even if the number of supply bobbins that can be supported by the supply bobbin support section is increased, the helical winding unit becomes larger in the radial and axial directions of the mandrel by making the area of the overlapping part as large as possible. can be suppressed. Therefore, as many supply bobbins as possible can be attached to each helical winding unit while suppressing the increase in size of each helical winding unit.
第2の発明のフィラメントワインディング装置は、前記第1の発明において、前記複数のヘリカル巻ユニットの各々は、前記マンドレルの径方向において、前記供給ボビン支持部に支持された前記複数の供給ボビンの内側に配置され、且つ、前記マンドレルに前記複数の繊維束をそれぞれ案内するように構成された複数の繊維束ガイドを有し、前記供給ボビン支持部及び前記複数の繊維束ガイドは、前記マンドレルの軸周りに一体的に回転可能に構成されていることを特徴とする。 In the filament winding device of a second invention, in the first invention, each of the plurality of helical winding units is arranged inside the plurality of supply bobbins supported by the supply bobbin support part in the radial direction of the mandrel. a plurality of fiber bundle guides configured to guide the plurality of fiber bundles to the mandrel, and the supply bobbin support section and the plurality of fiber bundle guides are arranged along the axis of the mandrel. It is characterized by being configured so that it can rotate integrally around the device.
本発明では、複数のヘリカル巻ユニットの各々において供給ボビン支持部及び複数の繊維束ガイドを回転させることができる。これにより、複数のヘリカル巻ユニット間で、複数の繊維束ガイドの回転速度(回転の向きを含む)を互いに異ならせることができる。このため、複数のヘリカル巻ユニット間で、マンドレルに巻き付けられる複数の繊維束の巻付角度(及び巻付位置)を互いに異ならせることができる。したがって、巻付角度(及び巻付位置)を必要に応じて柔軟に変更しつつ、複数の繊維束をマンドレルに効率的にヘリカル巻きすることができる。 In the present invention, the supply bobbin support part and the plurality of fiber bundle guides can be rotated in each of the plurality of helical winding units. Thereby, the rotational speeds (including the direction of rotation) of the plurality of fiber bundle guides can be made different between the plurality of helical winding units. Therefore, the winding angles (and winding positions) of the plurality of fiber bundles wound around the mandrel can be made different between the plurality of helical winding units. Therefore, it is possible to efficiently helically wind a plurality of fiber bundles around a mandrel while flexibly changing the winding angle (and winding position) as necessary.
第3の発明のフィラメントワインディング装置は、前記第1又は第2の発明において、前記複数の繊維束の各々は、前記複数の供給ボビンの各々においてレコード巻きされていることを特徴とする。 A filament winding device according to a third invention is characterized in that, in the first or second invention, each of the plurality of fiber bundles is wound in a record on each of the plurality of supply bobbins.
レコード巻きとは、供給ボビンを形成する際に、繊維束を綾振りせずにボビン軸方向における略同じ位置に重ねて巻く方式をいう。これにより、繊維束を綾振りしながら供給ボビンが形成された場合と比べて、繊維束が供給ボビンにおいてねじれることを効果的に抑制できる。したがって、供給ボビンから繊維束を解舒する際に、解舒不良などの問題が発生することを抑制できる。 Record winding refers to a method in which the fiber bundles are wound in an overlapping manner at substantially the same position in the axial direction of the bobbin without traversing the fiber bundles when forming the supply bobbin. As a result, twisting of the fiber bundle on the supply bobbin can be effectively suppressed compared to a case where the supply bobbin is formed while traversing the fiber bundle. Therefore, when unwinding the fiber bundle from the supply bobbin, it is possible to suppress the occurrence of problems such as poor unwinding.
本発明の実施の形態について説明する。説明の便宜上、図1に示す方向を前後方向、左右方向及び上下方向と定義する。前後方向及び左右方向は、水平方向と平行である。前後方向と左右方向は互いに直交する。上下方向は、水平方向と直交する方向であり、重力が作用する方向(鉛直方向)である。前後方向を送り方向(後述)とも呼ぶ。前側を送り方向における上流側とも呼ぶ。後側を送り方向における下流側とも呼ぶ。 Embodiments of the present invention will be described. For convenience of explanation, the directions shown in FIG. 1 are defined as the front-back direction, the left-right direction, and the up-down direction. The front-back direction and the left-right direction are parallel to the horizontal direction. The front-rear direction and the left-right direction are orthogonal to each other. The vertical direction is a direction perpendicular to the horizontal direction, and is a direction in which gravity acts (vertical direction). The front-rear direction is also called the feeding direction (described later). The front side is also called the upstream side in the feeding direction. The rear side is also called the downstream side in the feeding direction.
(フィラメントワインディング装置)
本実施形態に係るフィラメントワインディング装置1の概略構成について、図1~図3を参照しつつ説明する。図1は、フィラメントワインディング装置1の斜視図である。図2(a)は、フィラメントワインディング装置1の側面図である。図2(b)は、複数の繊維束が巻き付けられる芯材(マンドレルM)の側面図である。図3は、フィラメントワインディング装置1の電気的構成を示すブロック図である。
(filament winding device)
A schematic configuration of a
フィラメントワインディング装置1は、複数のマンドレルM(図2(a)、(b)参照)の各々に複数の繊維束を巻き付けるように構成されている。複数の繊維束は、図1~図3においては図示省略されている。複数の繊維束の各々は、例えば炭素繊維等の繊維材料に、熱硬化性又は熱可塑性の合成樹脂材が含浸されたものである。マンドレルMは、所定のマンドレル軸方向に長く延びた、例えば筒状又は棒状の芯材である。マンドレルMは、例えば金属等の高強度の材料によって形成されている。マンドレルMに複数の繊維束が巻き付けられた後、焼成等の熱硬化工程又は冷却工程を経ることにより、複数の繊維束に含浸された樹脂が硬化させられる。複数の繊維束と硬化した樹脂とを含む繊維束含有体からマンドレルMが引き抜かれることにより、製品が完成する。或いは、繊維束含有体とマンドレルMとが一体化したものが完成品として取り扱われても良い。
The
図1~図3に示すように、フィラメントワインディング装置1は、一対の送りユニット2と、フープ巻ユニット3と、複数の(本実施形態の例では5つの)ヘリカル巻ユニット4と、制御装置5とを備える。フィラメントワインディング装置1は、後述するように、一対の送りユニット2によって、前後方向に並べて連結された複数のマンドレルMを前側から後側へ(送り方向における上流側から下流側へ)移動させるように構成されている。また、フィラメントワインディング装置1は、一対の送りユニット2によって移動させられている複数のマンドレルMの各々に対し、フープ巻ユニット3及び複数のヘリカル巻ユニット4から供給される複数の繊維束を巻き付けるように構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
フィラメントワインディング装置1の各構成要素についてより具体的に説明する前に、マンドレルMのより具体的な構造について図2(b)を参照しつつ説明する。マンドレルMは、所定のマンドレル軸方向(図2(b)の紙面左右方向)に長く延びている。以下、マンドレルMが概ね円筒形状又は円柱状であると仮定して説明を進める。マンドレルMの径方向をマンドレル径方向と呼ぶ。図2(b)の紙面左側をマンドレル軸方向における一方側とする。図2(b)の紙面右側をマンドレル軸方向における他方側とする。マンドレルMは、例えば、小径部Maと、大径部Mbと、小径部Mcとを有する。マンドレル軸方向において、小径部Ma、大径部Mb及び小径部Mcは、この順序で並べて配置されている。なお、マンドレルMの形状は、円筒形状又は円柱状に限られない。例えば、マンドレルMのマンドレル軸方向に直交する断面が多角形状であっても良い。また、マンドレルMは、小径部Maと、大径部Mbと、小径部Mcとを有していなくても良い。例えば、マンドレルMの径は、マンドレル軸方向における全体に亘って略一定であっても良い。例えば、マンドレルMは、大径部Mbのみを有していても良い。
Before explaining each component of the
小径部Maは、マンドレルMのマンドレル軸方向における一方の端部に形成された部分である。小径部Maは、例えば略円筒形状又は略円柱形状である。小径部Maの形状はこれに限られない。小径部Maは、例えば、チャック部Mdと、連結部Meとを有する。チャック部Mdは、小径部Maにおいてマンドレル径方向における内側へ凹んだ部分である。チャック部Mdは、後述するチャック機構25Aによって保持されるように構成されている。連結部Meは、別のマンドレルMの小径部Mcと連結されることが可能に構成されている。連結部Meは、例えば、後述する凸部Mg1が挿入されることが可能に構成された凹部Me1と、後述する複数の位置決めピンMg2がそれぞれ挿入されることが可能に構成された複数の位置決め孔Me2とを有する。
The small diameter portion Ma is a portion formed at one end of the mandrel M in the mandrel axial direction. The small diameter portion Ma has, for example, a substantially cylindrical shape or a substantially cylindrical shape. The shape of the small diameter portion Ma is not limited to this. The small diameter portion Ma includes, for example, a chuck portion Md and a connecting portion Me. The chuck portion Md is a portion of the small diameter portion Ma that is recessed inward in the radial direction of the mandrel. The chuck portion Md is configured to be held by a
大径部Mbは、マンドレル軸方向において小径部Maよりも他方側且つ小径部Mcよりも一方側に配置されている。言い換えれば、大径部Mbは、マンドレル軸方向において小径部Maと小径部Mcとの間に配置されている。大径部Mbは、例えば略円筒形状又は略円柱形状である。大径部Mbの形状はこれに限られない。大径部Mbの外径は、小径部Maの外径及び小径部Mcの外径よりも大きい。大径部Mbは、マンドレル軸方向においてマンドレルMの大部分に亘って延びている。大径部Mbは、例えば、一対の端部Mb1と中央部Mb2とを有する。一対の端部Mb1は、大径部Mbのマンドレル軸方向における両端部に配置されている。中央部Mb2は、マンドレル軸方向において一対の端部Mb1の間に配置されている。中央部Mb2は、大径部Mbのマンドレル軸方向における大部分を占めている。大径部Mbに巻かれた繊維束のうち、中央部Mb2に巻き付けられた繊維束を含む繊維束含有体が、製品として取り扱われる。 The large diameter portion Mb is arranged on the other side of the small diameter portion Ma and on one side of the small diameter portion Mc in the mandrel axial direction. In other words, the large diameter portion Mb is arranged between the small diameter portion Ma and the small diameter portion Mc in the mandrel axial direction. The large diameter portion Mb has, for example, a substantially cylindrical shape or a substantially cylindrical shape. The shape of the large diameter portion Mb is not limited to this. The outer diameter of the large diameter portion Mb is larger than the outer diameter of the small diameter portion Ma and the outer diameter of the small diameter portion Mc. The large diameter portion Mb extends over most of the mandrel M in the mandrel axial direction. The large diameter portion Mb has, for example, a pair of end portions Mb1 and a center portion Mb2. The pair of end portions Mb1 are arranged at both ends of the large diameter portion Mb in the mandrel axial direction. The center portion Mb2 is arranged between the pair of end portions Mb1 in the mandrel axial direction. The central portion Mb2 occupies most of the large diameter portion Mb in the mandrel axial direction. Among the fiber bundles wound around the large diameter portion Mb, a fiber bundle containing body including the fiber bundle wound around the central portion Mb2 is handled as a product.
小径部Mcは、マンドレルMのマンドレル軸方向における他方の端部に形成された部分である。小径部Mcは、例えば略円筒形状又は略円柱形状である。小径部Mcの形状はこれに限られない。小径部Mcの外径は、小径部Maの外径と略等しい。小径部Mcは、チャック部Mfと、連結部Mgとを有する。連結部Mgは、別のマンドレルMの小径部Maと連結されることが可能に構成されている。連結部Mgは、例えば、マンドレル軸方向における一方側(大径部Mbと反対側)へ突出した凸部Mg1と、同じくマンドレル軸方向における一方側へ突出した複数の位置決めピンMg2とを有する。凸部Mg1は、別のマンドレルMの凹部Me1に挿入されることが可能である。複数の位置決めピンMg2の各々は、複数の位置決め孔Me2のいずれかに挿入されることが可能である。 The small diameter portion Mc is a portion formed at the other end of the mandrel M in the mandrel axial direction. The small diameter portion Mc has, for example, a substantially cylindrical shape or a substantially cylindrical shape. The shape of the small diameter portion Mc is not limited to this. The outer diameter of the small diameter portion Mc is approximately equal to the outer diameter of the small diameter portion Ma. The small diameter portion Mc has a chuck portion Mf and a connecting portion Mg. The connecting portion Mg is configured to be connectable to the small diameter portion Ma of another mandrel M. The connecting portion Mg includes, for example, a convex portion Mg1 that protrudes to one side in the mandrel axial direction (the opposite side to the large diameter portion Mb), and a plurality of positioning pins Mg2 that similarly protrudes to one side in the mandrel axial direction. The protrusion Mg1 can be inserted into the recess Me1 of another mandrel M. Each of the plurality of positioning pins Mg2 can be inserted into any one of the plurality of positioning holes Me2.
以上の構造を有する複数のマンドレルMは、マンドレル軸方向に並べて互いに回転不能に(すなわち、相対回転不能に)連結されることが可能である。すなわち、1つのマンドレルMの連結部Meと、別の1つのマンドレルMの連結部Mgとを介して、当該2つのマンドレルMが相対回転不能に連結される。このようにして、2以上のマンドレルMがマンドレル軸方向に連結され、マンドレル軸方向に沿って長く延びるように配置されることが可能である。 A plurality of mandrels M having the above structure can be arranged in the mandrel axial direction and connected to each other non-rotatably (that is, relatively non-rotatably). That is, the two mandrels M are connected through the connecting portion Me of one mandrel M and the connecting portion Mg of another mandrel M such that they cannot rotate relative to each other. In this way, two or more mandrels M can be connected in the mandrel axial direction and arranged so as to extend long along the mandrel axial direction.
マンドレルMの上記構造を考慮に入れた上で、一対の送りユニット2の構造について説明する。一対の送りユニット2は、1以上のマンドレルMが回転不能に装着されるように構成されている。一対の送りユニット2は、1以上のマンドレルMを前側(送り方向における上流側)から後側(送り方向における下流側)へ移動させることが可能に構成されている。送り方向は、一対の送りユニット2によって移動している1以上のマンドレルMのマンドレル軸方向と略平行である。
Taking into account the above structure of the mandrel M, the structure of the pair of feeding
図1~図3に示すように、一対の送りユニット2は、上流側送りユニット2Aと下流側送りユニット2Bとを有する。上流側送りユニット2Aは、フィラメントワインディング装置1の最も前側に配置されている。下流側送りユニット2Bは、フィラメントワインディング装置1の最も後側に配置されている。言い換えると、一対の送りユニット2は、前後方向(すなわち、送り方向)においてフープ巻ユニット3及びヘリカル巻ユニット4を挟むように配置されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the pair of feeding
図1及び図2(a)に示すように、上流側送りユニット2Aは、ベース部21Aと移動部22Aとを有する。ベース部21Aは、建物(不図示)の床面20に移動不能に設置されている。ベース部21Aは、フレーム23Aと、レール24Aと、チャック機構25Aとを有する。フレーム23Aは、前後方向に長く延びている。レール24Aは、移動部22Aを前後方向に案内するように構成されている。レール24Aは、フレーム23Aの上面に配置され、前後方向に長く延びている。チャック機構25Aは、フレーム23Aの後端部に配置されている。チャック機構25Aは、例えば、複数のマンドレルMの1つのチャック部Mfを把持することにより、当該マンドレルMをマンドレル軸方向に移動不能且つ回転不能に保持するように構成されている。チャック機構25Aは、例えば圧縮空気の供給及び排出によって駆動されるエアシリンダ26A(図3参照)と、エアシリンダ26Aによって駆動される上流側把持部材(不図示)とを有する。エアシリンダ26Aへの圧縮空気の供給及び排出は、例えば、圧縮空気の流路に配置された電磁弁(不図示)を制御装置5が開閉駆動することによって制御される。上流側把持部材は、エアシリンダ26Aによって、チャック部Mfを把持する把持位置と、チャック部Mfの把持を解除する解除位置との間で移動可能に構成されている。なお、上流側把持部材は、エアシリンダ26Aの代わりにモータ(不図示)等によって駆動されても良い。
As shown in FIGS. 1 and 2(a), the
移動部22Aは、ベース部21Aに対して前後方向に移動可能に構成されている。移動部22Aは、本体27Aと、トラバースモータ28Aとを有する。本体27Aは、複数のマンドレルMの1つの連結部Meを介して当該マンドレルMと連結され、当該マンドレルMを回転不能に支持するように構成されている。本体27Aは、レール24Aによって前後方向に案内されるように構成されている。本体27Aは、トラバースモータ28Aによって前後方向に移動駆動される。トラバースモータ28Aは、制御装置5と電気的に接続されており、制御装置5によって制御される。トラバースモータ28Aは、本体27Aを前方及び後方のいずれへも移動駆動可能に構成されている。
The moving
図1及び図2(a)に示すように、下流側送りユニット2Bは、ベース部21Bと移動部22Bとを有する。下流側送りユニット2Bは、前後方向と直交する所定の仮想平面(不図示)を対称面として、上流側送りユニット2Aと概ね面対称に構成されている。すなわち、ベース部21Bは、フレーム23Bと、レール24Bと、チャック機構25Bとを有する。レール24Bは前後方向に長く延びている。チャック機構25Bは、フレーム23Bの前端部に配置されている。チャック機構25Bは、例えば、複数のマンドレルMの1つのチャック部Mdを把持することにより、当該マンドレルMをマンドレル軸方向に移動不能且つ回転不能に保持するように構成されている。チャック機構25Bは、例えばエアシリンダ26B(図3参照)と、エアシリンダ26Bによって駆動される下流側把持部材(不図示)とを有する。エアシリンダ26Bへの圧縮空気の供給及び排出は、エアシリンダ26Aへの圧縮空気の供給及び排出と同様に、制御装置5によって制御される。下流側把持部材は、エアシリンダ26Bによって、チャック部Mdを把持する把持位置と、チャック部Mdの把持を解除する解除位置との間で移動可能に構成されている。なお、下流側把持部材は、エアシリンダ26Bの代わりにモータ(不図示)等によって駆動されても良い。移動部22Bは、本体27Bと、トラバースモータ28Bとを有する。本体27Bは、複数のマンドレルMの1つの連結部Mgを介して当該マンドレルMと連結され、当該マンドレルMを回転不能に支持するように構成されている。本体27Bは、レール24Bによって前後方向に案内されるように構成されている。本体27Bは、トラバースモータ28Bによって前後方向に移動駆動される。トラバースモータ28Bは、制御装置5と電気的に接続されており、制御装置5によって制御される。トラバースモータ28Bは、本体27Bを前方及び後方のいずれへも移動駆動可能に構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2(a), the
フープ巻ユニット3は、マンドレルMの外周面にフープ巻きを施すように構成されている。フープ巻きとは、マンドレル軸方向に概ね直角な方向に繊維束を巻き付ける巻き方のことである。図1に示すように、フープ巻ユニット3は、例えば、マンドレル軸方向において下流側送りユニット2Bのすぐ上流側に配置されている。フープ巻ユニット3は、本体部31と、回転部材32と、複数の供給ボビン33とを有する。本体部31は、床面20に対して位置が固定されている。本体部31は、回転部材32をマンドレルMの軸中心周りに回転可能に支持するように構成されている。回転部材32は、例えば略円盤状の部材である。回転部材32の中央部には、マンドレルMが通過可能な略円形の通過穴34が形成されている。回転部材32は、マンドレル径方向において通過穴の外側に配置された複数の供給ボビン33を回転可能に支持する。各供給ボビン33には、繊維束(不図示)が巻かれている。
The
フープ巻ユニット3は、回転部材32を回転駆動可能に構成された回転モータ35(図3参照)を有する。回転モータ35は、制御装置5と電気的に接続されており、制御装置5によって制御される。フープ巻きの実行時には、制御装置5は、送りユニット2を制御してマンドレルMを送り方向における下流側へ移動させながら、回転モータ35を制御して回転部材32を回転させる。これによって、マンドレルMの周りで回転している各供給ボビン33から繊維束が引き出され、複数の繊維束がマンドレルMの外周面にフープ巻きされる。
The
複数のヘリカル巻ユニット4の各々は、マンドレルMの外周面にヘリカル巻きを施すように構成されている。ヘリカル巻きとは、フープ巻きと比べて、マンドレル軸方向の成分を有する方向に繊維束を巻き付ける巻き方のことである。マンドレル軸方向に対する繊維束の傾きが45度以下である巻き方は、ヘリカル巻きと呼ばれて差し支えない。複数のヘリカル巻ユニット4は、例えば、送り方向において上流側送りユニット2Aとフープ巻ユニット3との間に配置されている。複数のヘリカル巻ユニット4は、前後方向に並べて配置されている。
Each of the plurality of helical winding
各ヘリカル巻ユニット4のより具体的な構成について、図4~図6(b)を参照しつつ説明する。図4は、ヘリカル巻ユニット4の斜視図である。図5(a)は、ヘリカル巻ユニット4の正面図である。図5(b)は、1つの供給ボビン及びその周辺構成の拡大図である。図6(a)は、ヘリカル巻ユニット4の背面図である。図6(b)は、ヘリカル巻ユニット4の側面図である。
A more specific configuration of each helical winding
図4及び図5(a)に示すように、各ヘリカル巻ユニット4は、土台部41と、円盤部材42(本発明の供給ボビン支持部)と、複数の供給ボビン43と、複数の繊維束ガイド44と、マンドレル支持部45とを有する。土台部41は、床面20(図2(a)参照)に対して位置が固定されている。土台部41は、円盤部材42をマンドレルMの軸中心周りに回転可能に支持するように構成されている。円盤部材42は、土台部41に対して回転可能に構成された略円盤状の部材である。円盤部材42の回転軸方向は、前後方向と略平行である(すなわち、マンドレル軸方向と略平行である)。マンドレル径方向において、円盤部材42の中央部には、マンドレルMが通過可能な略円形の通過穴46(図1及び図5(a)参照)が形成されている。円盤部材42は、マンドレル径方向において通過穴46の外側に配置された複数の供給ボビン43及び複数の繊維束ガイド44を支持するように構成されている。円盤部材42は、円盤回転モータ47(図3及び図6(b)参照)及び不図示の動力伝達機構によって、マンドレルMの軸中心周りに回転駆動される。円盤回転モータ47は、各ヘリカル巻ユニット4に設けられている。円盤回転モータ47は、制御装置5と電気的に接続されており(図3参照)、制御装置5によって制御される。
As shown in FIGS. 4 and 5(a), each helical winding
複数の供給ボビン43は、マンドレルMの周方向(以下、マンドレル周方向)に例えば等間隔に並べて配置されている。各供給ボビン43には、繊維束F(図5(a)、(b)参照)が巻かれている。複数の供給ボビン43の各々は、例えば板状の支持部材48(図5(b)、図6(b)参照)に回転可能(自転可能)に支持されている。支持部材48は、円盤部材42に固定されている。つまり、複数の供給ボビン43は、複数の支持部材48を介して円盤部材42に支持されている。なお、円盤部材42及び複数の支持部材48の代わりに、複数の供給ボビン43を自転可能に支持する1つの支持部材(不図示)が設けられていても良い。
The plurality of
複数の繊維束ガイド44は、複数の供給ボビン43に対応してそれぞれ設けられている。複数の繊維束ガイド44の各々は、円盤部材42に取り付けられている。複数の繊維束ガイド44は、複数の供給ボビン43のマンドレル径方向における内側に配置されている。複数の繊維束ガイド44は、マンドレル周方向に並べて配置されている。複数の繊維束ガイド44の各々は、マンドレル径方向と平行な所定の方向に延びるように配置されている。複数の繊維束ガイド44の各々は、供給ボビン43から解舒された繊維束をマンドレル径方向における内側へ案内するように構成されている。複数の繊維束ガイド44の各々は、例えば、複数の繊維束ガイド44の共通の駆動源であるガイド旋回モータ49(図3及び図6(a)参照)によって、各繊維束ガイド44の延在する方向を旋回軸方向として旋回駆動されるように構成されている。ガイド旋回モータ49は、各ヘリカル巻ユニット4に設けられている。ガイド旋回モータ49は、制御装置5と電気的に接続されており(図3参照)、制御装置5によって制御される。
The plurality of fiber bundle guides 44 are provided corresponding to the plurality of
また、図5(a)に示すように、マンドレル径方向において、複数の供給ボビン43と複数の繊維束ガイド44との間には、複数のテンション付与部50が設けられている。複数のテンション付与部50は、複数の繊維束F(図5(a)、(b)参照)の各々にテンションを付与するように構成されている。複数のテンション付与部50は、複数の供給ボビン43及び複数の繊維束ガイド44に対応してそれぞれ設けられている。複数のテンション付与部50の各々は、例えば、第1ガイドローラ51と、弛み取りローラ52と、第2ガイドローラ53とを有する(図5(b)参照)。各供給ボビン43から引き出された繊維束Fは、対応するテンション付与部50に設けられた第1ガイドローラ51、弛み取りローラ52及び第2ガイドローラ53にこの順で巻き掛けられる。さらに、繊維束Fは、対応する繊維束ガイド44によってマンドレル径方向における内側へ案内される。
Further, as shown in FIG. 5A, a plurality of
マンドレル支持部45は、一対の送りユニット2によって移動しているマンドレルMを支持するように構成されている。マンドレル支持部45は、例えば円盤部材42の後側に配置されている(図2(a)及び図6(b)参照)。図6(b)に示すように、マンドレル支持部45は、例えば支持部材54と、複数の支持ローラ55~58を有する。支持部材54は、例えば土台部41に上下移動可能に取り付けられている。支持部材54は、支持部上下モータ54M(図3及び図6(a)参照)及び動力伝達機構(不図示)によって上下方向に移動駆動される。複数の支持ローラ55~58は、支持部材54に回転可能且つマンドレル径方向に移動可能に支持されている。支持ローラ55及び56は、マンドレルMの通路の下側に配置されている。支持ローラ55及び56は、左右方向において互いに隣接するように配置されている。支持ローラ57は、例えばマンドレルMの通路の左斜め上側に配置されている。支持ローラ58は、例えばマンドレルMの通路の右斜め上側に配置されている。支持ローラ55~58は、支持部開閉モータ59(図3及び図6(a)参照)及び動力伝達機構(例えば公知の複数のラックアンドピニオン機構60)によって、マンドレル径方向において一斉に移動駆動される(すなわち、開閉駆動される)。これにより、マンドレルMに複数の繊維束Fが積層されることによるマンドレルMの巻き太りに対応して、支持ローラ55~58をマンドレル径方向における適切な位置に配置できる。支持部開閉モータ59は、各ヘリカル巻ユニット4に設けられている。支持部開閉モータ59は、制御装置5と電気的に接続されており(図3参照)、制御装置5によって制御される。
The
また、支持部上下モータ54Mが支持部材54を上下方向に移動駆動することにより、支持ローラ55~58を一斉に上下移動させることができる。これにより、以下の問題の発生を抑制できる。すなわち、マンドレルMに巻き付けられた繊維束Fは柔らかいため、マンドレルMと支持ローラ55及び56との間に挟まれた繊維束Fが、マンドレルM等に作用する重力と、支持ローラ55及び56から受ける反作用とによって変形する(つぶれる)おそれがある。これに起因し、マンドレルMが自重で撓むおそれがある。上記のような繊維束Fの変形が起こっても、支持部上下モータ54Mによって支持ローラ55~58を若干上側に移動させることにより、支持ローラ55及び56によって繊維束F及びマンドレルMを適切な高さで支持できる。したがって、マンドレルMの撓みを抑制できる。
Further, by driving the
ヘリカル巻きの実行時には、制御装置5は、一対の送りユニット2を制御してマンドレルMを送り方向における下流側へ移動させながら、円盤回転モータ47を制御して円盤部材42を回転させる。これによって、マンドレルMの周りで回転している各供給ボビン43から繊維束Fが引き出され、複数の繊維束FがマンドレルMの外周面にヘリカル巻きされる。また、制御装置5は、必要に応じて(複数の繊維束FのマンドレルMへの巻付角度に応じて)ガイド旋回モータ49を制御して、複数の繊維束ガイド44を旋回させる。ヘリカル巻ユニット4のより詳細については後述する。
When performing helical winding, the
制御装置5は、例えば一般的なコンピュータ装置である。制御装置5は、所定の入力を受け付ける入力部(不図示)と、所定の出力を行う出力部(不図示)と、様々な情報を記憶する記憶部(不図示)とを有する。制御装置5は、フィラメントワインディング装置1の各構成要素と電気的に接続されている。制御装置5は、所定のプログラムに従ってフィラメントワインディング装置1の各構成要素を制御するように構成されている。
The
(マンドレルの移動の手順)
次に、一対の送りユニット2による複数のマンドレルMの移動の手順について、図7(a)~図10(c)を参照しつつ説明する。ここでは、例として、3本のマンドレルM(マンドレルM1、M2及びM3)を送り方向における上流側から下流側へ繰り返し送る手順について説明する。なお、マンドレルMが送り方向において上流側から下流側へ送られる途中で、フープ巻ユニット3又はヘリカル巻ユニット4から供給される複数の繊維束は、必要に応じて、例えばテープ(好ましくは養生テープ)などの不図示の固定具によって、例えばマンドレルMの後端部に固定される(糸掛け)。糸掛けは、例えばオペレータによって、移動停止しているマンドレルMに対して行われる。糸掛けの手順に関する詳細な説明は省略する。
(Procedure for moving the mandrel)
Next, the procedure for moving the plurality of mandrels M by the pair of feeding
初期状態では、一対の送りユニット2にマンドレルMが装着されていない。また、上流側送りユニット2Aの移動部22Aが、前後方向における可動範囲のうち、例えば前端部に位置している。下流側送りユニット2Bの移動部22Bは、前後方向における可動範囲のうち、例えば前端部に位置していても良い。一対の送りユニット2がこのような状態にあるとき、例えばオペレータが、1本目のマンドレルMであるマンドレルM1を移動部22Aに装着する(図7(a)参照)。これにより、マンドレルM1の前端部は移動部22Aによって回転不能に支持される。このとき、マンドレルM1は、送り方向における上流側の端に位置している。移動部22Aに装着されたマンドレルM1のマンドレル軸方向は、前後方向と略平行である。
In the initial state, the mandrel M is not attached to the pair of feeding
次に、オペレータが制御装置5に対して所定の入力操作を行ったとき、制御装置5は、トラバースモータ28Aを制御して、移動部22Aを後方に移動させる。これにより、マンドレルM1が後方(つまり、送り方向における下流側)に移動する。このときの移動部22A及びマンドレルM1の前後方向における移動距離は、例えば、マンドレルM1のマンドレル軸方向における長さと略同じ距離である(図7(b)参照)。後方へ送られたマンドレルM1のマンドレル軸方向における一部は、1又は複数のマンドレル支持部45によって支持される。マンドレルM1が後方へ送られている途中で、制御装置5は、一対の送りユニット2の動作を一時的に停止させても良い。一対の送りユニット2の動作が停止しているとき、オペレータは、例えばマンドレルM1への糸掛け等の作業を行うことが可能である。また、一対の送りユニット2の動作が停止しているとき、オペレータが制御装置5に所定の入力操作を行うことにより、制御装置5は、一対の送りユニット2の動作を再開させる。以下では、説明の簡略化のため、当該入力操作に関する説明は省略する。
Next, when the operator performs a predetermined input operation on the
次に、制御装置5は、エアシリンダ26Aを制御して、チャック機構25AにマンドレルM1を把持させる。これにより、マンドレルM1は、チャック機構25Aによって回転不能に保持される。次に、制御装置5は、トラバースモータ28Aを制御して、移動部22Aを前方に移動させる(図7(c)参照)。これにより、移動部22AがマンドレルM1から離隔する。
Next, the
次に、オペレータは、2本目のマンドレルMであるマンドレルM2の後端部をマンドレルM1に相対回転不能に連結させ、且つ、マンドレルM2の前端部を移動部22Aに回転不能に装着する(図8(a)参照)。次に、制御装置5は、エアシリンダ26Aを制御して、チャック機構25AによるマンドレルM1の把持を解除する。次に、制御装置5は、トラバースモータ28Aを制御して、移動部22Aを後方に移動させる(図8(b)参照)。これにより、マンドレルM1及びM2が、送り方向における下流側へ送られる。また、これにより、マンドレルM1の後端部が、前後方向において適切な位置に配置されている移動部22Bに回転不能に装着される。或いは、マンドレルM1の後方への移動が完了した後に、制御装置5が移動部22Bを上記適切な位置へ移動させても良い。次に、制御装置5は、チャック機構25AにマンドレルM2を把持させ、且つ、移動部22Aを前方に移動させる(図8(c)参照)。これにより、移動部22AがマンドレルM2から離隔する。
Next, the operator connects the rear end of the mandrel M2, which is the second mandrel M, to the mandrel M1 in a relatively non-rotatable manner, and also attaches the front end of the mandrel M2 in a non-rotatable manner to the moving
次に、オペレータは、3本目のマンドレルMであるマンドレルM3の後端部をマンドレルM2に相対回転不能に連結させ、且つ、マンドレルM3の前端部を移動部22Aに回転不能に装着する(図9(a)参照)。次に、制御装置5は、チャック機構25AによるマンドレルM1の把持を解除し、移動部22A、22Bを後方に移動させる(図9(b)参照)。これにより、マンドレルM1、M2及びM3が、送り方向における下流側へ送られる。このとき、マンドレルM1が、送り方向における下流側の端に到達する。また、マンドレルM2の後端部が、チャック機構25Bによって把持されることが可能な位置に配置される。
Next, the operator connects the rear end of the mandrel M3, which is the third mandrel M, to the mandrel M2 in a relatively unrotatable manner, and attaches the front end of the mandrel M3 to the moving
次に、制御装置5は、エアシリンダ26Bを制御して、チャック機構25BにマンドレルM2を把持させる。これにより、マンドレルM2は、チャック機構25Bによって回転不能に保持される。この状態で、オペレータは、マンドレルM1を移動部22B及びマンドレルM2から切り離す(図9(c)参照)。オペレータは、マンドレルM1を持ち運ぶ等して前方へ戻す。また、制御装置5は、チャック機構25AにマンドレルM3を把持させる。
Next, the
次に、制御装置5は、移動部22A、22Bを前方へ移動させる(図10(a)参照)。これにより、移動部22AがマンドレルM3から離隔する。また、マンドレルM2が移動部22Bに装着される。この状態で、オペレータは、前方へ戻されたマンドレルM1の後端部をマンドレルM3に連結させ、且つ、マンドレルM1の前端部を移動部22Aに装着する(図10(b)参照)。次に、制御装置5は、チャック機構25AによるマンドレルM3の把持を解除し、且つ、チャック機構25BによるマンドレルM2の把持を解除する。次に、制御装置5は、移動部22A、22Bを後方へ移動させる(図10(c)参照)。これにより、マンドレルM1~M3が、送り方向における下流側へ送られる。マンドレルM2が、送り方向における下流側の端に到達する。
Next, the
以上のようなオペレータの作業及び一対の送りユニット2の動作によって、マンドレルM1~M3が、送り方向における下流側へ順次送られる。マンドレルM1~M3の各々は、一対の送りユニット2から切り離された後にオペレータによって前方へ運ばれることにより、送り方向における上流側の端へ戻される。これを繰り返すことにより、マンドレルM1~M3を送り方向において上流側の端から下流側へ何度も送ることができる。すなわち、マンドレルM1~M3をフープ巻ユニット3及び複数のヘリカル巻ユニット4に向けて何度も搬入することができる。移動部22A、22Bの移動速度を調節することにより、搬入の速度を調節できる。なお、ここではマンドレルM1~M3の移動の手順について説明したが、同様の手順により、4本以上のマンドレルMを送り方向に順次移動させることもできる。
By the operator's work and the operation of the pair of feeding
このようにして複数のマンドレルMを送り方向における下流側へ送りつつ、フープ巻ユニット3及び複数のヘリカル巻ユニット4のうち少なくとも1つのユニットから複数の繊維束を適宜供給することができる。これにより、複数のマンドレルMに複数の繊維束を所望の巻付角度で巻き付けることができる。これを繰り返すことにより、繊維束の複数の層を各マンドレルMに積層させることができる。また、上記少なくとも1つのユニットから複数の繊維束を途切れさせずに供給することにより、複数のマンドレルMに複数の繊維束を連続的に巻き付けることができる。なお、マンドレルMを下流側送りユニット2Bから取り外す際、オペレータは、小径部Ma及びMcに巻き付けられた繊維束を、例えば不図示のカッタによって切除する。つまり、マンドレルMに巻き付けられた繊維束のうち大径部Mbに巻き付けられた部分のみが積層される。
In this way, a plurality of fiber bundles can be appropriately supplied from at least one of the
ここで、複数のヘリカル巻ユニット4がマンドレル軸方向に並べて配置される上記構成においては、各ヘリカル巻ユニット4の大型化を抑制しつつ、各ヘリカル巻ユニット4にできる限り多くの供給ボビン43を装着可能にすることが求められる。そこで、本実施形態のヘリカル巻ユニット4は、以下のように構成されている。
Here, in the above configuration in which a plurality of helical winding
(ヘリカル巻ユニットの詳細構成)
ヘリカル巻ユニット4の詳細構成について、図4~図6(b)を参照しつつ説明する。図4及び図6(b)に示すように、ヘリカル巻ユニット4は、複数の供給ボビン43として、例えば、マンドレル周方向に並べて配置された12個の供給ボビン43を有する。複数の供給ボビン43の各々は、例えばオープン方式のリール状の部材を含む。すなわち、各供給ボビン43は、供給ボビン43の軸方向(以下、ボビン軸方向)において向かい合う一対のフランジ61を有する。繊維束Fは、一対のフランジ61の間に形成された空間にレコード巻きされている。つまり、繊維束Fは、いわゆるトラバース巻きとは異なり、綾振りされずにボビン軸方向における略同じ位置に重ね巻きされている。一対のフランジ61は、支持部材48に自転可能に支持されている。一対のフランジ61は、例えば円板状の押え板62によって、支持部材48から脱落しないように押さえられている。
(Detailed configuration of helical winding unit)
The detailed configuration of the helical winding
複数の供給ボビン43の各々のボビン軸方向は、前後方向(マンドレル軸方向)の成分を有する。図6(b)に示すように、複数の供給ボビン43の各々のボビン軸方向は、マンドレル軸方向に対して傾いている。ボビン軸方向のマンドレル軸方向に対する傾き角度は、例えば約10度である。これにより、複数の供給ボビン43のうちマンドレル周方向において互いに隣接する2つの供給ボビン43の一方が配置される空間が、他方が配置される空間に対してずらされている。図5(a)に示すように、マンドレル周方向において互いに隣接する2つの供給ボビン43は、互いに干渉することなく、マンドレル軸方向から見たときに部分的に重なっている。このようにすることで、複数の供給ボビン43の数が多い場合でも、複数の供給ボビン43の配置空間をマンドレル径方向における外側へずらす必要がなく、且つ、各供給ボビン43をマンドレル軸方向において長尺化する必要もない。すなわち、ヘリカル巻ユニット4のマンドレル径方向及びマンドレル軸方向における大型化を抑制しつつ、多くの供給ボビン43を周方向に並べて配置できる。なお、ボビン軸方向のマンドレル軸方向に対する傾き角度は、約10度に限られない。
The bobbin axial direction of each of the plurality of
以上のように、マンドレル周方向において互いに隣接する2つの供給ボビン43は、マンドレル軸方向から見たときに重なる部分(重複部分)を有する。このような重複部分が多く存在しても、複数の供給ボビン43は互いに干渉しない。このため、円盤部材42によって支持可能な供給ボビン43の数を多くしても、重複部分の面積を可能な限り大きくすることで、ヘリカル巻ユニット4がマンドレル径方向及びマンドレル軸方向において大型化することを抑制できる。したがって、各ヘリカル巻ユニット4の大型化を抑制しつつ、各ヘリカル巻ユニット4にできる限り多くの供給ボビン43を装着できる。
As described above, the two
また、複数のヘリカル巻ユニット4の各々において円盤部材42及び複数の繊維束ガイド44をマンドレルMの軸周りに回転させることができる。これにより、複数のヘリカル巻ユニット4間で、複数の繊維束ガイド44の回転速度(回転の向きを含む)を互いに異ならせることができる。このため、マンドレルMに巻き付けられる複数の繊維束Fの巻付角度(及び巻付位置)を複数のヘリカル巻ユニット4間で互いに異ならせることができる。したがって、巻付角度(及び巻付位置)を必要に応じて柔軟に変更しつつ複数の繊維束FをマンドレルMに効率的にヘリカル巻きすることができる。
Moreover, the
また、複数の繊維束Fの各々は、複数の供給ボビン43の各々においてレコード巻きされている。これにより、繊維束Fを綾振りしながら供給ボビン43が形成された場合と比べて、繊維束Fが供給ボビン43においてねじれることを効果的に抑制できる。したがって、供給ボビン43から繊維束を解舒する際に、解舒不良などの問題が発生することを抑制できる。
Further, each of the plurality of fiber bundles F is wound in a record manner on each of the plurality of
次に、前記実施形態に変更を加えた変形例について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。 Next, a modification of the above embodiment will be described. However, components having the same configuration as those in the embodiment described above will be designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted as appropriate.
(1)前記実施形態において、複数の供給ボビン43がマンドレル周方向において互いに並べて配置されているものとした。しかしながら、これには限られない。複数の供給ボビン43のうち一部は、マンドレル径方向に並べて配置されていても良い。また、これに限られず、複数の供給ボビン43は、マンドレル軸方向と直交する任意の方向(つまり、マンドレル周方向及びマンドレル径方向のうち少なくとも一方)に並べて配置されていても良い。言い換えると、複数の供給ボビン43は、マンドレル軸方向と直交する所定の平面P(図6(b)参照)と交わるように配置されている。また、複数の供給ボビン43のうち一部の供給ボビン43は、マンドレル軸方向と直交する、平面Pとは別の平面(不図示)と交わるように配置されていても良い。つまり、複数の供給ボビン43のうち一部の供給ボビン43が、当該一部の供給ボビン43とは別の供給ボビン43に対して、マンドレル軸方向において多少ずれた位置に配置されていても良い。
(1) In the embodiment, the plurality of
(2)前記までの実施形態において、供給ボビン43において繊維束Fがレコード巻きされているものとした。しかしながら、これには限られない。繊維束Fは、例えば、ボビン軸方向に長く延びた供給ボビン(不図示)において、トラバース巻きされていても良い。
(2) In the embodiments described above, it is assumed that the fiber bundle F is wound around the
(3)前記までの実施形態において、円盤部材42及び繊維束ガイド44がマンドレル軸周りに一体的に回転可能に構成されているものとした。しかしながら、これには限られない。円盤部材42及び繊維束ガイド44は、マンドレル軸周りに回転可能に構成されていなくても良い。この場合、一対の送りユニット2が、複数のマンドレルMをマンドレル軸周りに回転させつつ送り方向に移動させるように構成されていても良い。
(3) In the embodiments described above, the
(4)前記までの実施形態において、フィラメントワインディング装置1が5つのヘリカル巻ユニット4を備えるものとした。しかしながら、複数のヘリカル巻ユニット4の数は、これには限られない。フィラメントワインディング装置1は、5つよりも少なく又は5つよりも多い複数のヘリカル巻ユニット4を備えていても良い。また、フィラメントワインディング装置1は、複数のフープ巻ユニット3を備えていても良い。
(4) In the embodiments described above, the
(5)フープ巻ユニット3と複数のヘリカル巻ユニット4とのマンドレル軸方向における位置関係は、上述したものに限られない。例えば、フープ巻ユニット3が複数のヘリカル巻ユニット4よりも前側に配置されていても良い。
(5) The positional relationship between the
(6)前記までの実施形態において、一対の送りユニット2によって複数のマンドレルMが送り方向における下流側へ順次送られるものとした。しかしながら、これには限られない。一対の送りユニット2によって複数のマンドレルMをマンドレル軸方向において往復移動させつつ、繊維束Fを複数のマンドレルMに巻き付ける方法が適用されても良い。
(6) In the embodiments described above, the plurality of mandrels M are sequentially sent downstream in the feeding direction by the pair of feeding
(7)前記までの実施形態において、マンドレルMに巻き付けられる前の繊維束に樹脂が含浸されているものとした。しかしながら、これには限られない。例えば、樹脂が含浸されていない繊維束がマンドレルMに巻き付けられた後で、マンドレルMに巻き付けられた繊維束に樹脂が含浸されても良い。 (7) In the embodiments described above, the fiber bundle before being wound around the mandrel M is impregnated with resin. However, it is not limited to this. For example, after a fiber bundle not impregnated with resin is wound around the mandrel M, the fiber bundle wound around the mandrel M may be impregnated with a resin.
1 フィラメントワインディング装置
4 ヘリカル巻ユニット
42 円盤部材(供給ボビン支持部)
43 供給ボビン
44 繊維束ガイド
F 繊維束
M マンドレル
1
43
Claims (3)
前記複数のヘリカル巻ユニットの各々は、
前記複数の繊維束をそれぞれ含む複数の供給ボビンを前記マンドレルの周方向及び前記マンドレルの径方向のうち少なくとも一方に並べて支持可能に構成された供給ボビン支持部を有し、
前記供給ボビン支持部に支持された前記複数の供給ボビンの各々のボビン軸方向は、前記マンドレルの軸方向であるマンドレル軸方向の成分を有し、且つ、前記マンドレル軸方向に対して傾いており、
前記複数の供給ボビンのうち前記周方向及び前記径方向のうち前記少なくとも一方において互いに隣接する2つの供給ボビンが、前記マンドレル軸方向から見たときに部分的に重なるように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。 A filament winding device comprising a plurality of helical winding units, each of the plurality of helical winding units configured to helically wind a plurality of fiber bundles around a mandrel,
Each of the plurality of helical winding units is
a supply bobbin support portion configured to be able to support a plurality of supply bobbins, each including the plurality of fiber bundles, arranged side by side in at least one of the circumferential direction of the mandrel and the radial direction of the mandrel;
The bobbin axial direction of each of the plurality of supply bobbins supported by the supply bobbin support part has a component in the mandrel axial direction, which is the axial direction of the mandrel, and is inclined with respect to the mandrel axial direction. ,
Two supply bobbins adjacent to each other in at least one of the circumferential direction and the radial direction among the plurality of supply bobbins are arranged so as to partially overlap when viewed from the mandrel axial direction. Characteristic filament winding device.
前記マンドレルの径方向において、前記供給ボビン支持部に支持された前記複数の供給ボビンの内側に配置され、且つ、前記マンドレルに前記複数の繊維束をそれぞれ案内するように構成された複数の繊維束ガイドを有し、
前記供給ボビン支持部及び前記複数の繊維束ガイドは、前記マンドレルの軸周りに一体的に回転可能に構成されてい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。 Each of the plurality of helical winding units is
A plurality of fiber bundles arranged inside the plurality of supply bobbins supported by the supply bobbin supporting part in the radial direction of the mandrel, and configured to guide each of the plurality of fiber bundles to the mandrel. has a guide,
The filament winding device according to claim 1, wherein the supply bobbin support portion and the plurality of fiber bundle guides are configured to be integrally rotatable around the axis of the mandrel.
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