JP2765511B2

JP2765511B2 - パイプの製造装置

Info

Publication number: JP2765511B2
Application number: JP7103035A
Authority: JP
Inventors: 裕士内田; 正夫蛭川; 卓山本
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1995-04-04
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: JPH08284052A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パイプ、特に、ゴル
フクラブシャフトや釣竿等に用いる断面積が一様でない
異径パイプの製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴルフクラブシャフトや釣竿等の
パイプは、多数本並列した繊維を樹脂でシート状にした
ものを繊維の向きを異にして筒状に数層巻付けることに
よって製造している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のパイプの製造
は、手作業による部分も多く、且つ、巻付け角度を自由
に変更して所望の強度、剛性、可撓性を得ることは困難
である。

【０００４】この発明は、所望の物理特性を有するパイ
プ、特に、異径パイプを自動的、且つ、連続的に製造す
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
めに、この発明のパイプの製造装置は、有限長のマンド
レルを自動的に補給するマンドレル自動補給装置と、マ
ンドレルが通される中心孔を有する軌道面が垂直に設置
されると共にボビン交換時等に互いの間隔を変更可能と
した複数のブレイダーユニットと、プリフォームの後端
から延びる糸を切断するカッターを備えたプリフォーム
自動取出し装置とを順に直列に配置したものであり、マ
ンドレルの径に追従する絞りガイドを各ブレイダーユニ
ットの中心孔に設けてもよく、組成点に至る糸経路に糸
切れ検出フィーラーを設けてもよい。

【０００６】

【作用】上記のように構成されたパイプの製造装置にお
いては、マンドレル自動補給装置によって有限長の１本
のマンドレルが取出され、その後端がマンドレル自動補
給装置のチャックにより保持される。そして、そのチャ
ックはマンドレルの前端がテープラッピング装置の作業
位置より出るまで移動し、その移動過程で、マンドレル
表面に上流側のブレイダーユニットより順に組成がなさ
れ、次いでテープラッピング装置によりテープがラッピ
ングされる。マンドレルの前端がテープラッピング装置
の作業位置より出ると、プリフォーム自動取出し装置の
チャックがマンドレルの前端の前端を保持すると共に、
マンドレル自動補給装置のチャックが開放され、待機位
置に戻る。そして、プリフォーム自動取出し装置のチャ
ックはマンドレルの後端がテープラッピング装置の作業
位置より出るまで左側に移動する。その移動過程で、引
き続き組成及びテープラッピングがなされる。マンドレ
ルの後端がテープラッピング装置の作業位置より出る
と、プリフォーム自動取出し装置のチャックが開放さ
れ、その後カッターが下降して作動し、プリフォームの
後端に延びる糸及びテープが切断され、所定の場所に下
ろされる。そしてチャック、及びカッターがが待機位置
に戻る。以上の組成作業及びテープラッピング作業にお
いて、マンドレルの中心取り、組成点決め及びラッピン
グ位置決めが絞りガイドによってなされる。

【０００７】

【実施例】図１ないし図１８を参照し、この発明のパイ
プの製造装置の実施例について説明する。

【０００８】この製造装置は、マンドレル自動補給装置
１と、縦型の複数のブレイダーユニット２と、ラッピン
グ装置３と、プリフォーム自動取出し装置４とを順番に
直列に配置する構成を採用している。

【０００９】マンドレルＭは、断面積が一様でない異
径、且つ、有限長の棒状体であるが、太さが一様のもの
についても製造可能である。マンドレルＭの素材は、耐
熱性のものであり、例えば、テフロン等がよい。そし
て、表面には、成形後にプリフォームを容易に剥離し得
るように、離形材が塗布されている。

【００１０】マンドレル自動補給装置１は、図１３に示
すように、マンドレル置き台１１と、２つの取上げ板１
２と、チャック１３と、ストッパー１４とよりなってい
る。

【００１１】マンドレル置き台１１は、製造に供する複
数のマンドレルＭを載置するためのもので、そのマンド
レルを取出しやすくするために、手前を下にして傾斜さ
せてあり、その取出し側の端に２つの切欠部１１ａが形
成されている。

【００１２】各取上げ板１２は、概ね扇状をしている。
そのかなめ部分は、マンドレル取上げ時に所定角度回動
する水平軸１２ａに固定されている。そして、先端部
は、マンドレル置き台１１の切欠部１１ａに臨むように
されている。また、取上げ板１２の先端上部には、マン
ドレル受け部１２ｂが形成されている。

【００１３】チャック１３は、モーター１３ａによって
回転駆動されるねじ棒１３ｂに螺合して左右に移動可能
に支持されたチャック操作部１３ｃの下部に取付けられ
ている。その構造は、図１５に示すように、チャック操
作部１３ｃに固定される枠部材１３ｄに軸１３ｅ、１３
ｅによって中間部を回動可能に支持された２つのチャッ
ク部材１３ｆと、それらの各上端に一端が回動可能に連
結されたリンク１３ｇ、１３ｇと、ロッドが各リンク１
３ｇの他端に連結されたチャック部材駆動用のエアーシ
リンダー１３ｈとよりなっている。従って、比較的に大
きな力でマンドレルＭを挟持することができる。

【００１４】ストッパー１４は、取上げ板１２の下方へ
の回動の終端位置（待機位置）に水平に固定されてお
り、取上げ板１２がそれ以下に回動しないように規制す
るものである。

【００１５】このように構成されたマンドレル自動補給
装置１において、前製造工程のマンドレルＭの前端がラ
ッピング装置３の作業位置から出てプリフォーム自動取
出し装置４の後述するチャック４３がマンドレルＭの前
端を保持したときに、開放されたチャック１３が右端に
移動するすると、取上げ板１２、１２が待機位置から上
方に回動し、１本のマンドレルＭがマンドレル置き台１
１より各マンドレル受け部１２ｂに移載されて取出され
る。そして、そのマンドレルＭの後端位置をチャック１
３が保持し、取上げ板１２が下方に回動する。その後、
マンドレルＭはチャック１３に挟持されたまま前端がテ
ープラッピング装置３の作業位置から出るまで移動す
る。その移動過程で後述する組成作業及びラッピング作
業が行われる。

【００１６】各ブレイダーユニット２は、図１ないし図
４に示すように、マンドレルＭが通される中心孔２１ａ
を有する軌道面２１が垂直に設置されており、その軌道
面２１に２群の多数のボビン・キャリア５（図３に示す
例では８×２個）が逆方向に走行するための環状軌道２
１ｂが形成され、環状軌道２１ｂに囲まれた中心には中
央糸（組成方向に真っ直ぐ走る糸）Ｆ’を供給するため
の筒体２２が立設されている。各ユニット２は、ボビン
・キャリア５の移動速度を個々に自在に変化させ得るよ
うにしてある。従って、パイプの元と先とで組成角度を
変化させたりして、必要とする物理特性を自由に得るこ
とができる。また、それぞれのユニット２には、車輪２
３が取付けてあり、ボビン・キャリア５のボビン交換時
等に互いに左右に移動させることができる。Ｂ’、６、
７、２４、２５は、それぞれ中央糸Ｆ’を巻いたボビ
ン、各ユニット２の移動を案内するレール、案内用梁、
位置固定用の把手付き回動フック、それを掛止するため
のピンである。更に、各ボビン・キャリア５及び中央糸
Ｆ’の各ボビンＢ’から後述する絞りガイド２００の環
状糸ガイド２０８に向けてそれぞれ引出される糸Ｆ、
Ｆ’が絡まないように、複数の糸ガイドが設けられてい
る。なお、図２中に１点鎖線で示した縦板は、隣のブレ
イダーユニットの軌道部である。

【００１７】ボビン・キャリア５は、図１２に示すよう
に、ベースプレート５１の上面両端にそれぞれ立設され
ている板ばねよりなるボビン支持板５２、５３の軸受５
４、５５にボビンＢを支持するものであり、その着脱は
ボビン支持板５２又はボビン支持板５３を外側に開くこ
とによってなされる。５６、５７、５８は、それぞれボ
ビン支持板５３に取付けられた糸ガイド、軸受５５の側
壁切欠部５５ｂとボビン受軸５５ａとの間に設けられた
弦巻きばね、軸受５５に一体化されたフリクションディ
スクである。この弦巻きばね５７の側壁切欠部５５ｂ側
は、図１２（２）に示すように、形状固定されており、
その曲げ部分５７ａが側壁切欠部５５ｂに係合してい
る。従って、糸Ｆが大きく繰り出されてボビン受軸５５
ａが回転し、弦巻きばね５７が解けると、曲げ部分５７
ａが側壁切欠部５５ｂから抜け出し、次の、あるいは更
にその次の側壁切欠部５５ｂに係合するので、フリクシ
ョンディスク５８の作用と相まって、環状軌道２１ｂの
内外位置の変動に伴う張力変動を吸収することができ
る。このボビン・キャリア５は、このように簡単な構造
であるが、これは、ブレイダーユニット２を縦型とする
ことによって可能となったのである。

【００１８】組成素材Ｆ、Ｆ’としては、熱硬化性合成
樹脂が予め含浸されているカーボン繊維、ガラス繊維、
アラミド繊維等よりなるプリプレグドヤーン（単に糸と
いう）が用いられる。

【００１９】各ブレイダーユニット２には、図１７に示
す組成糸Ｆの糸切れ検出フィーラー３００が設けられて
いる。そして、不図示のコントローラーにおいて、信号
Ｔ₀が定期的に一定時間出され、その間にフィーラー３
００から発せられる信号Ｔ₁の数が数えられ、そのカウ
ント数が所定数以下であるときに、糸切れ信号が発せら
れる。

【００２０】また、中央糸Ｆ’の各ボビンを、図１８に
示すように、一か所に集中させる場合には、揃えて引出
される各中央糸Ｆ’を定期的に横切る糸切れ検出フィー
ラー４００を設け、同様に中央糸Ｆ’の糸切れを検知す
ることができる。

【００２１】これらのブレイダーユニット２において
は、マンドレルＭがマンドレル自動補給装置１のチャッ
ク１３に保持されて各ユニット２の作業位置に移動す過
程で下流側のユニット２から順にマンドレルＭ表面に組
成がなされる。

【００２２】テープラッピング装置３は、左端のブレイ
ダーユニット２の次に縦向きに配置されるものであり、
図４及び図５に示すように、中央にマンドレルＭが通さ
れる中心孔３１ａを有し、テープホルダー８が回転可能
に支持された大ギアー３１と、それを回転させるため
の、モーター３２ａにより駆動される駆動ギアー３２
と、従動ギアー３３とよりなっている。

【００２３】テープホルダー８は、図６に示すように、
大ギアー３１に固定立設された軸８１と、その軸８１と
同心的に大ギアー３１に固定されたフリクションディス
ク８２と、軸８１に非回転、且つ、摺動可能に挿通され
たフリクションディスク８３と、そのディスク８３をフ
リクションディスク８２側に押圧するばね８４とよりな
っている。そして、テープリールＴａは各ディスク８
２、８３間に挿着される。従って、テープＴが引出され
るときには、テープリールＴａとフリクションディスク
８２、８３との間に摩擦力が生じつつスリップするの
で、適当な張力が付与される。

【００２４】テープリールＴａに巻かれているテープＴ
は、熱収縮性のものであり、成形時に糸Ｆ、Ｆ’に含浸
している熱硬化性合成樹脂が流失しないようにするため
に用いられる。なお、テープラッピング工程を省略して
も一応パイプを製造することができる。

【００２５】このテープラッピング装置３は、１つのテ
ープホルダー８を備えた大ギアー３１を１つ設けたもの
であるが、各組成層がラッピング時にねじれることを防
ぐために、図７ないし図１０に示すように、それぞれ１
つのテープホルダー８’を備えた大ギアー３１を２つ設
けて互いに逆回転するようにし、糸Ｆ、Ｆ’の組み付け
られたマンドレルＭに互いに逆向きに２つのテープＴ、
Ｔをラッピングすることもできる。図７及び図８におけ
る３２’は、一方の大ギアー３１を駆動する駆動ギアー
３２と噛み合い、他方の大ギアー３１を逆回りに回転さ
せるための逆転駆動ギアーである。なお、９は、各大ギ
アー３１の間隔を保つためのフリーローラーである。

【００２６】このテープラッピング装置３の各大ギアー
３１には、図９に示すテープホルダー８’と、図１０に
示すテープに一定の張力を付与するためのテンションロ
ーラー１０、図７（２）に示すテープ残量検知フィーラ
ー１００及び２つの方向転換用ガイドが取付けられてい
る。

【００２７】テープホルダー８’（図９参照）は、図６
に示すものと共通した部分も多いので、違い点のみ説明
する。このテープホルダー８’では、各フリクションデ
ィスク８２’、８３’間にテープ受け８５’が挟持され
る。そのテープ受け８５’には、芯Ｔｂに巻いたテープ
Ｔが着脱可能に挿着される。

【００２８】テンションローラー１０（図１０参照）
も、図６に示すものと共通した部分も多いので、違い点
のみ説明する。このテンションローラー１０では、各フ
リクションディスク１０ａ、１０ｂ間にフリーローラー
１０ｃが挟持される。その外周にはウレタン層１１ｅが
形成されている。このテンションローラー１０は、テー
プの巻き径の減少による張力変化を吸収するものであ
る。

【００２９】テープ残量検知フィーラー１００（図７
（２）参照）は、大ギアー３１に固定立設された軸１０
３に折り曲げ部において回動可能に支持され、且つ、不
図示の弦巻バネにより反時計方向に付勢されたＬ字型の
レバー１０２と、近接センサー１０１とよりなってい
る。従って、レバー１０２の一方が点線で示すテープホ
ルダー８’の軸８１’から離れた位置にあるときには、
他方も近接センサー１０１から離れていて信号を発しな
いが、テープＴが少なくなり、レバー１０２が実線の位
置に回動すると、近接センサー１０１がレバー１０２の
接近を感知して信号を発し、テープ交換の必要なことを
知らせる。

【００３０】これらのテープラッピング装置３において
は、マンドレルＭがマンドレル自動補給装置１のチャッ
ク１３に保持されてテープラッピング装置３の作業位置
に移動す過程でマンドレルＭの組成層の表面にテープが
ラッピングされる。

【００３１】各ブレイダーユニット２の中心孔２１ａ及
びラッピング装置３の中心孔３１ａには、図１１に示す
絞りガイド２００が取付けられている。

【００３２】その絞りガイド２００は、組成作業及びテ
ープラッピング作業におけるマンドレルＭの中心取りを
行うと共に組成点決め及びラッピング位置決めを行うも
のである。ここでは、ブレイダーユニット２に取り付け
られるものについて説明する。軌道面２１より離れて設
けられる設置板２０９（図２参照）に立設されている軸
２０１、２０２に中間部が回動可能に支持されたレバー
２０３、２０４と、各レバー２０３、２０４の一端に互
いに段違い、且つ、直交して回転可能に支持されたロー
ラー２０５、２０５と、各レバーの他端を互いに連結す
るロッド２０６と、設置板２０９と一方のレバー２０４
の他端との間に設けられたばね２０７と、各ローラー２
０５に接近して設けられた環状の糸ガイド２０８とより
なっている。この環状糸ガイド２０８は、図４に示すよ
うに、軌道面２１の中心孔２１ａに入り込むように設置
される。このような絞りガイド２００は、マンドレルＭ
の太さに応じてローラー２０５の間隔を自由に変化させ
ることができる。まさに異径パイプの製造に適してい
る。また、各ローラー２０５が回転するので、マンドレ
ルＭの引出し抵抗もほとんどない。

【００３３】プリフォーム自動取出し装置４は、図１４
に示すように、プリフォーム置き台４１と、移載腕４２
と、チャック４３と、カッター４４とよりなっている。

【００３４】プリフォーム置き台４１は、組成及びラッ
ピングが終了したプリフォームＭ’を載置するためのも
ので、載置したプリフォームが転がり落ちないように、
後方を下にして傾斜させてある。

【００３５】移載腕４２は、プリフォーム受け部４２ａ
と、その手前に延びる２つの腕部４２ｂとよりなり、各
腕部４２ｂは、プリフォーム取下ろし時に所定角度往復
回動する水平軸４２ｃに固定されている。待機位置は下
方である。プリフォーム受け部４２ａには、図１４
（２）に示すように、２つの孔が形成され、その各孔に
は転がり防止レバー４２ｄが出没可能に設けられおり、
通常はばね４２ｅによって上端が孔より突出している。
４２ｆは、プリフォーム受け部４２ａが待機位置に下が
ったときに転がり防止レバー４２ｄの下端に当たり、そ
の上端を孔より引っ込めるためのストッパーである。

【００３６】チャック４３は、モーター４３ａによって
回転駆動されるねじ棒４４ｂに螺合して左右に移動可能
に支持されたチャック操作部４３ｃの下部に取付けられ
ている。待機位置は右端である。その構造は、図１５に
示すものと全く同じである。

【００３７】カッター４４は、右端に不動で、上下にの
み移動可能に固定されている。待機位置は上方である。
その本体の構造は、図１６に示すように、枠部材４４ａ
に軸４４ｂによって中間部を回動可能に支持された２つ
の刃部材４４ｃと、それらの各上端に一端が回動可能に
連結されたリンク４４ｄ、１３ｄと、ロッドが各リンク
４４ｄの他端に連結された刃部材駆動用のエアーシリン
ダー４４ｅとよりなっている。

【００３８】このように構成されたプリフォーム自動取
出し装置４において、マンドレルＭ（プリフォーム
Ｍ’）の前端がテープラッピング装置３の作業位置から
出ると、その位置にあるチャック４３がプリフォーム
Ｍ’の前端を保持する。そのとき、マンドレル自動補給
装置１のチャック１３は開放される。その直後、チャッ
ク４３が左側に移動し、プリフォームＭ’の後端がテー
プラッピング装置３の作業位置から出るまで縦型ブレイ
ダーユニット２又はテープラッピング装置３の作業が続
行される。プリフォームＭ’の後端がテープラッピング
装置３の作業位置を出ると、移載腕４２が上方に回動す
ると共に、カッター４４が下降してプリフォームＭ’の
後端からテープラッピング装置３側に延びる糸Ｆ及びテ
ープＴが切断される。その後、チャック４３が開放され
ると、プリフォームＭ’はプリフォーム受け部４２ａの
上に載せられる。そして、移載腕４２が下方に回動する
と転がり防止レバー４２ｄが引っ込んでプリフォーム
Ｍ’はプリフォーム置き台４１の上に降ろされる。その
作業が終了すると、チャック４３が待機位置に戻り、カ
ッター４４が上昇する。

【００３９】こうしてプリフォーム自動取出し装置４に
よって取り出されたプリフォームＭ’は、オーブンに入
れられ、成形が行われる。また圧力容器に入れて温度と
内圧を上げて、周知のオートクレーブ成形を行うことも
できる。そして、成形容器から出した後にマンドレルＭ
が抜き取られてパイプが完成する。

【００４０】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。

【００４１】即ち、有限長のマンドレルを次々に供給し
てそれぞれのマンドレル表面に途切れることなく連続し
て組成することができる。マンドレルが有限長でない場
合は、組成後に糸と共にマンドレルを切断する必要があ
るが、この発明においては、マンドレルが有限長である
ので、切断の極めて容易な糸のみの切断だけでよく、し
かも、長さ方向に径の異なるマンドレルも対象とするこ
とができる。その場合、マンドレルの径に追従する絞り
ガイドを各ブレイダーユニットの中心孔に設けることが
でき、マンドレルの中心取りが自動的に行われ、安定し
た組成が可能である。また、組成点に至る糸経路に糸切
れ検出フィーラーを設けたので、有限長のパイプの完全
な自動製造が可能となった。更に、各ブレイダーユニッ
トの互いの間隔を変更可能としたので、ボビンの交換や
メンテナンスが容易である。また、各ブレイダーユニッ
トを縦形にし、糸を横取りにしたので、設置面積を小さ
くすることができ、組成構造を採用しているので、各層
間が剥離することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】パイプの製造装置の全体を示す概略図である。

【図２】縦型ブレイダーユニットの斜視図である。

【図３】縦型ブレイダーユニットの主要部の斜視図であ
る。

【図４】複数の縦型ブレイダーユニットとテープラッピ
ング装置の概略側面図である。

【図５】テープラッピング装置の斜視図である。

【図６】テープラッピング装置のテープホルダーの縦断
面図である。

【図７】他のテープラッピング装置に関する図であり、
（１）は全体の斜視図、（２）はテープ残量検知フィー
ラーの説明図である。

【図８】他のラッピング装置の駆動部を示す平面図であ
る。

【図９】他のテープラッピング装置のテープホルダーの
縦断面図である。

【図１０】他のラッピング装置のテンションローラーの
縦断面図である。

【図１１】絞りガイドの図であり、（１）は平面図、
（２）は側面図である。

【図１２】キャリアに関する図であり、（１）は全体の
側面図、（２）は弛み取りスプリング収納部の平面図で
ある。

【図１３】マンドレル自動補給装置の斜視図である。

【図１４】プリフォーム自動取出し装置に関する図であ
り、（１）は全体の斜視図、（２）はストッパー部分の
斜視図である。

【図１５】マンドレル自動補給装置及びプリフォーム自
動取出し装置のチャックの図であり、（１）は正面図、
（２）は側面図である。

【図１６】プリフォーム自動取出し装置のカッターの図
であり、（１）は正面図、（２）は側面図である。

【図１７】ブレイダーにおける組成糸の糸切れ検出フィ
ーラーの設置位置を示す斜視図である。

【図１８】一か所に集中された中央糸の糸切れ検出フィ
ーラーの設置位置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１マンドレル自動補給装置２縦型ブレイダーユニット２１軌道面２１ａ中心孔３テープラッピング装置４プリフォーム自動取出し装置５ボビン・キャリア２００絞りガイドＭマンドレル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−125056（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−292181（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−20729（ＪＰ，Ａ) 実開昭55−107318（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D04C 1/00 - 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】有限長のマンドレルを自動的に補給する
マンドレル自動補給装置と、マンドレルが通される中心
孔を有する軌道面が垂直に設置されると共にボビン交換
時等に互いの間隔を変更可能とした複数のブレイダーユ
ニットと、プリフォームの後端から延びる糸を切断する
カッターを備えたプリフォーム自動取出し装置とを順に
直列に配置したパイプの製造装置。
【請求項２】マンドレルの径に追従する絞りガイドを
各ブレイダーユニットの中心孔に設けた請求項１に記載
のパイプの製造装置。
【請求項３】組成点に至る糸経路に糸切れ検出フィー
ラーを設けた請求項１又は請求項２に記載のパイプの製
造装置。