JP3225982U - 繊維巻取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コレットに製造されたケーキを変形させずに取り出すことができる繊維巻取装置を提供する。【解決手段】繊維巻取装置１０は、複数本のフィラメント１２を集束してストランド２６を形成するギャザリングシュー１４と、第１端と第２端を備え、回転可能なコレット１６と、コレット１６に取り付けられて該コレット１６と共に回転し、ストランド２６が巻き取られてケーキ１８が形成される複数のチューブ２０と、コレット１６の第１端側にあるケーキ１８をチューブ２０と一緒に支持する受部材２２と、受部材２２をコレット１６の回転軸方向に移動させるスライド装置２４とを備える。【選択図】図１

Description

本考案は、繊維巻取装置に関する。

従来、下記特許文献１をはじめとして、繊維巻取装置でガラス繊維などの繊維を巻き取ってケーキ（繊維巻取り体）を製造している。たとえば、従来の繊維巻取装置は複数本のフィラメント（単繊維）を束ねてストランドを形成し、そのストランドを巻き取ってケーキを製造している。ストランドの巻き取りは、回転可能なコレットにチューブを取り付け、コレットと共にチューブを回転させ、そのチューブにストランドを巻き取っている。製造されたケーキはチューブと一緒にコレットから取り出される。

１本のコレットに２つまたは３つのチューブを取り付け、それぞれのチューブにケーキを形成する場合も有る。１本のコレットに２つまたは３つのケーキが形成される。最も奥にあるケーキをコレットの先端に向けて押すことで、全てのケーキがコレットの先端に移動する。先端にあるケーキから順番にコレットから取り出される。

特開２０１５−１３７２２２号公報

しかし、チューブが紙製または柔軟性の有る樹脂製などである場合、上記のようにケーキを押したときにチューブが変形するおそれがある。チューブが変形することでケーキも変形し、ストランドが破損するおそれもある。ケーキを変形させずにコレットから取り出すことが求められている。

そこで本考案の目的は、コレットに製造されたケーキを変形させずに取り出すことができる繊維巻取装置を提供することにある。

以上の課題を解決すべく、本考案に係る繊維巻取装置は、以下に述べるような構成を有する。

本考案の繊維巻取装置は、複数本のフィラメントを集束してストランドを形成するギャザリングシューと、第１端と第２端を備え、回転可能なコレットと、前記コレットに取り付けられて該コレットと共に回転し、前記ストランドが巻き取られてケーキが形成される複数のチューブと、前記コレットの第１端側にあるケーキをチューブと一緒に支持する受部材と、前記受部材をコレットの回転軸方向に移動させるスライド装置とを備える。

本考案によれば、コレットの第１端側のケーキから順番に支持されて移動されるため、コレットの第２端側のケーキが他のケーキを押すことが無い。チューブが変形しにくく、ケーキの形状を維持できる。ケーキを構成するストランドを破損しにくくなっている。

本考案の繊維巻取装置の構成を示す図である。 ストランドの巻き取りを示す図である。 ケーキが形成された後の図である。 受部材とスライド装置の側面図である。 受部材とスライド装置の正面図である。 受部材とスライド装置の上面図である。 ケーキを真下から支持する受部材の側面図である。 第１ケーキと第２ケーキを支持した図である。 第１ケーキと第２ケーキを移動させた図である。 第２ケーキを支持した図である。 第２ケーキを移送させた図である。 第３ケーキと第４ケーキを支持した図である。 第３ケーキと第４ケーキを移動させた図である。 第４ケーキを支持した図である。 第４ケーキを移動させた図である。 第１ケーキと第２ケーキを支持した図である。 第１ケーキと第２ケーキを移動させた図である。

本考案の繊維巻取装置について図面を参照して説明する。複数の実施形態を説明するが、異なる実施形態であっても同じ手段には同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

[実施形態１]
図１に示す本願の繊維巻取装置１０は、複数本のフィラメント１２を集束させるギャザリングシュー１４、回転可能なコレット１６、そのコレット１６に取り付けられてケーキ１８が形成されるチューブ２０、ケーキ１８とチューブ２０を一緒に支持する受部材２２、および受部材２２をコレット１６の回転軸方向に移動させるスライド装置２４を備える。

フィラメント１２は単繊維であり、たとえばガラス繊維またはバサルト繊維などである。ギャザリングシュー１４は溝を備えたローラである。複数本のフィラメント１２が１つの溝で集束される。複数本のフィラメント１２が集束されることで１本のストランド２６が形成される。１本の回転軸２８に複数のローラが備えられてもよいし（図２）、幅広のローラに複数の溝が備えられてもよい。複数の溝があることで、同時に複数のストランド２６が形成できる。なお、図２は一部の部品を省略している。

コレット１６は第１端３０および第２端３２を備え、円筒状または円柱状になっている（図１、図２）。２つのコレット１６がタレット盤３４に取り付けられている。コレット１６の第２端３２がタレット盤３４に取り付けられ、コレット１６の第１端３０からケーキ１８とチューブ２０が取り出される。コレット１６はタレット盤３４に取り付けられている。コレット１６の回転軸がタレット盤３４の表面に対して垂直方向を向いている。２つのコレット１６はタレット盤３４の中心に対して対称な位置に配置されている。一方のコレット１６の位置がストランド２６の巻き取り位置であり、他方のコレット１６の位置がケーキ１８の取り出し位置である。２つのコレット１６の間に仕切り板３６が備えられている。巻き取り位置にあるコレット１６がモーターによって回転される。一方のコレット１６にケーキ１８が形成されると、タレット盤３４が回転してコレット１６の位置が入れ替えられ、次に他方のコレット１６が回転される。１つのコレット１６に形成されるケーキ１８は複数であり、たとえば４つである。

１つのコレット１６に複数のチューブ２０が取り付けられる。チューブ２０はコレット１６と共に回転する。チューブ２０にストランド２６が巻き取られ、ケーキ１８が形成される。１つのチューブ２０に１つのケーキ１８が形成される。チューブ２０は紙製または樹脂製を含む。

ギャザリングシュー１４とコレット１６の間に、ガイド３８が備えられる。ストランド２６がガイド３８に接している。ガイド３８は溝を備えたローラ、２本の棒体、または櫛歯状の板体である。図２に示すガイド３８は溝を備えたローラであり、そのガイド３８はストランド２６の数に合わせて備えられる。全てのガイド３８が１本もしくは複数本の回転軸４０に取り付けられている。全てのガイド３８がそれぞれ回転する。

コレット１６とガイド３８の間にトラバース装置４２が備えられる。トラバース装置４２は回転棒４４およびトラバース４６を備える。トラバース４６は曲線状の線状体である。トラバース４６が回転棒４４に取り付けられている。ストランド２６がトラバース４６に押し当てられており、回転棒４４が回転することで、ストランド２６がトラバース４６の形状に沿って移動する。ストランド２６がコレット１６の回転軸方向に往復する。ストランド２６のチューブ２０に巻きつけられる位置が移動し、ストランド２６が均一に巻きつけられる。トラバース４６はストランド２６の数と同じ数を有し、１つのトラバース４６に１つのストランド２６が押し当てられる。

繊維巻取装置１０はガイド３８とコレット１６の間を走行するストランド２６の位置を移動させる押出装置４８を備える。押出装置４８はストランド２６を押す押出バー５０とその押出バー５０を前後させるエアシリンダを備える。エアシリンダのピストンロッド５２に押出バー５０が取り付けられている。図３に示すように、コレット１６にケーキ１８が完成してタレット盤３４が回転する前に、押出バー５０が前進されて、ストランド２６がケーキ１８の外側に押し出される。ストランド２６がケーキ１８に巻きつかず、コレット１６の第１端３０の近辺の溝５４に巻きつく。タレット盤３４が回転すると一方のコレット１６の第１端３０の近辺から他方のコレット１６の第１端３０の近辺の溝５４にストランド２６が巻きかえられる。その後、押出バー５０が元の位置に戻されることで、他方のコレット１６にストランド２６が巻き取られる。

繊維巻取装置１０は水などの液体を噴出するスプレー装置５６を備える。タレット盤３４が回転すると一方のコレット１６から他方のコレット１６にストランド２６が巻きかえられる。その際、一方のコレット１６は回転を停止し、他方のコレット１６が回転を始めることで、ストランド２６が引っ張られ、コレット１６の回転差などで乗り移り、巻き付く際のストランド２６の折れ曲がりにより切断される。ストランド２６が切断されるときに微細になったフィラメント１２が飛び散るおそれがある。スプレー装置５６が設置されている場合は、ストランド２６に液体を吹き付けることで、フィラメント１２の飛び散りを防止する。

繊維巻取装置１０は、受部材２２、その受部材２２に取り付けられたアーム部５８、そのアーム部５８が取り付けられた回転軸６０を支持する支持部材６２を備える（図４、図５、図６）。受部材２２はケーキ１８の下方に配置されており、上昇することでケーキ１８とチューブ２０を一緒に支持する。受部材２２はケーキ１８の外周と同じ形状になっており、円弧状になっている。回転軸６０はモーターなどで回転し、アーム部５８は回転軸６０を中心に回転する。図４に示すように、点線の位置から実線の位置に受部材２２が上昇することで、受部材２２がケーキ１８の外周を支持する。後述するように、受部材２２が移動されると、ケーキ１８とチューブ２０が受部材２２と一緒に移動する。受部材２２の表面に弾性体を取り付けてもよい。受部材２２とケーキ１８との摩擦係数が高くなり、受部材２２がケーキ１８を移動させるときに、ケーキ１８が滑りにくくなる。図４の受部材２２はケーキ１８の斜め下方からケーキ１８を支持するが、図７の受部材２２のように、ケーキ１８の真下からケーキ１８を支持してもよい。１つの支持部材６２に取り付けられている受部材２２は２つである（図５、図６）。

スライド装置２４は支持部材６２をコレット１６の回転軸方向に移動させる。支持部材６２がコレット１６の回転軸方向に移動することで、受部材２２がコレット１６の回転軸方向に移動される。スライド装置２４はサーボモータ、ボールネジまたはエアシリンダなどが含まれる。スライド装置２４を制御するための制御装置が備えられる。制御装置はＰＬＣ（Programmable Logic Controller）またはＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算回路である。

繊維巻取装置１０を用いたケーキ１８の製造およびケーキ１８の取り出しに付いて説明する。（１）複数本のフィラメント１２がギャザリングシュー１４によって集束されてストランド２６が形成され、それぞれのストランド２６がガイド３８を通してコレット１６に取り付けられたチューブ２０に巻き取られる（図２）。複数のストランド２６が同時に形成され、ガイド３８がストランド２６に所定の張力を与える。たとえば、図２に示すように、コレット１６に形成されるケーキ１８は４つとする。

（２）複数のケーキ１８が同時にコレット１６に形成されると、押出装置４８の押出バー５０がストランド２６をコレット１６の第１端３０の近辺に押し出す（図３）。ストランド２６はコレット１６の第１端３０の近辺の溝５４に巻きまわされる。この状態でコレット１６の回転を停止して、タレット盤３４が回転する。巻き取り位置にあったコレット１６がケーキ取り出し位置に移動する。

（３）溝５４に巻きつけられたストランド２６を切断する。溝５４に巻きつけられたストランド２６がケーキ１８から切り離され、コレット１６からケーキ１８が取り出すことが可能になる。ストランド２６の切断は操作者がおこなってもよいし、ロボットアームによって自動的におこなってもよい。

（４）ケーキ取り出し位置に移動したコレット１６からケーキ１８を取り出す。ケーキ１８の取り出し方法は以下の（ａ）〜（ｈ）の順番でおこなう。本説明において、図８Ａ〜図８Ｈに示すように、２つの受部材は第１受部材２２Ａと第２受部材２２Ｂとする。さらに、図８Ａ〜図８Ｈに示すように、コレット１６の第１端３０側にあるケーキを第１ケーキ１８Ａとし、コレット１６の第２端３２に向けて順番に第２ケーキ１８Ｂ、第３ケーキ１８Ｃ、第４ケーキ１８Ｄとする。

（ａ）第１受部材２２Ａを第１ケーキ１８Ａの下方、第２受部材２２Ｂを第２ケーキ１８Ｂの下方に配置されるように、スライド装置２４が支持部材６２を移動させる。回転軸６０を軸としてアーム５８と一緒に２つの第１受部材２２Ａ、２２Ｂを回転させて、あるいは上下運動することで上昇させる。第１受部材２２Ａが第１ケーキ１８Ａを支持し、第２受部材２２Ｂが第２ケーキ１８Ｂを支持する（図８Ａ）。

（ｂ）第１ケーキ１８Ａとチューブ２０がコレット１６の第１端３０から外れるように、スライド装置２４が支持部材６２を移動させる。２つの受部材２２Ａ、２２Ｂが第１ケーキ１８Ａと第２ケーキ１８Ｂをチューブ２０と一緒に移動させる（図８Ｂ）。第１ケーキ１８Ａとチューブ２０がコレット１６の第１端３０から取り外される。第２ケーキ１８Ｂはコレット１６に取り付けられている。

（ｃ）回転軸６０を軸として２つの受部材２２Ａ、２２Ｂを回転させて下降させる。第１受部材２２Ａを第２ケーキ１８Ｂの下方に配置されるように、スライド装置２４が支持部材６２を移動させる。回転軸６０を軸として２つの受部材２２Ａ、２２Ｂを上昇させ、第１受部材２２Ａが第２ケーキ１８Ｂを支持する（図８Ｃ）。第２受部材２２Ｂは何も支持しない。

（ｄ）第２ケーキ１８Ｂがコレット１６の第１端３０から外れるように、スライド装置２４が支持部材６２を移動させる。２つの受部材２２Ａ、２２Ｂが同時に移動し、第２ケーキ１８Ｂおよびチューブ２０がコレット１６の第１端３０から取り外される（図８Ｄ）。

（ｅ）回転軸６０を軸として２つの受部材２２Ａ、２２Ｂを回転させて下降させる。第１受部材２２Ａを第３ケーキ１８Ｃの下方、第２受部材２２Ｂを第４ケーキ１８Ｄの下方に配置されるように、スライド装置２４が支持部材６２を移動させる。回転軸６０を軸として２つの受部材２２Ａ、２２Ｂを上昇させ、第１受部材２２Ａが第３ケーキ１８Ｃを支持し、第２受部材２２Ｂが第４ケーキ１８Ｄを支持する（図８Ｅ）。

（ｆ）第３ケーキ１８Ｃがコレット１６の第１端３０から外れるように、スライド装置２４が支持部材６２を移動させる。２つの受部材２２Ａ、２２Ｂが第３ケーキ１８Ｃと第４ケーキ１８Ｄをチューブ２０と一緒に移動させ、第３ケーキ１８Ｃとチューブ２０がコレット１６の第１端３０から取り外される（図８Ｆ）。

（ｇ）回転軸６０を軸として２つの受部材２２Ａ、２２Ｂを回転させて下降させる。第１受部材２２Ａを第４ケーキ１８Ｄの下方に配置されるように、スライド装置２４が支持部材６２を移動させる。回転軸６０を軸として２つの受部材２２Ａ、２２Ｂを上昇させ、第１受部材２２Ａは第４ケーキ１８Ｄを支持する（図８Ｇ）。第２受部材２２Ｂは何も支持しない。

（ｈ）第４ケーキ１８Ｄがコレット１６の第１端３０から外れるように、スライド装置２４が支持部材６２を移動させる。２つの受部材２２Ａ、２２Ｂが同時に移動し、第４ケーキ１８Ｄとチューブ２０がコレット１６の第１端３０から取り外される（図８Ｈ）。

各ケーキ１８Ａ〜Ｄを移動させるとき、ケーキ１８Ａ〜Ｄと一緒にチューブ２０が移動している。ケーキ１８Ａ〜Ｄを移動させるときに、隣のケーキ１８Ａ〜Ｃおよびチューブ２０を押していないので、チューブ２０が変形することを防止できる。コレット１６から取り外されたケーキ１８Ａ〜Ｄとチューブ２０は操作者によって所定位置に移動させてもよいし、ロボットアームによって所定位置に移動させてもよい。各ケーキ１８Ａ〜Ｄは、受部材２２に支持されてコレット１６から取り外すとき、操作者またはロボットアームがケーキ１８Ａ〜Ｄを移動できる位置であれば、コレット１６から完全に取り外されていなくてもよい。

以上のように本願はコレット１６に取り付けられたチューブ２０にケーキ１８が製造され、コレット１６からケーキ１８とチューブ２０が一緒に取り出される。コレット１６の第１端３０にあるケーキ１８とチューブ２０から順番に取り出されるため、コレット１６の第２端３２にあるケーキ１８とチューブ２０が他のケーキ１８とチューブ２０を押すことは無い。従来のようにチューブ２０が変形することを防止できる。チューブ２０の形状を維持しながらケーキ１８が取り出されるため、ケーキ１８の形状も維持され、ストランド２６が破損されにくい。

[実施形態２]
図９Ａのようにスライド装置２４の長さを長くし、２つの受部材２２Ａ、２２Ｂが２つのケーキ１８Ａ、１８Ｂ（または１８Ｃ、１８Ｄ）を同時にコレット１６から取り外せるようにしてもよい。図９Ａと図９Ｂに示すように、受部材２２Ａ、２２Ｂが第１ケーキ１８Ａと第２ケーキ１８Ｂを支持して移動することで、２つのケーキ１８Ａ、１８Ｂをコレット１６から取り出すことができる。この後、第３ケーキ１８Ｃと第４ケーキ１８Ｄを受部材２２Ａ、２２Ｂで同時に支持して移動させることで、残り２つのケーキ１８Ｃ、１８Ｄをコレット１６から取り出すことができる。コレット１６に製造されたケーキ１８Ａ〜Ｄが４つであれば、スライド装置２４は受部材２２Ａ、２２Ｂを２往復させることで全てのケーキ１８Ａ〜Ｄを取り出すことができる。

受部材２２の数は限定されない。受部材２２の数を３以上の複数にして、受部材２２で支持したケーキ１８が同時にコレット１８から取り外せるようにしてもよい。

[実施形態３]
受部材２２の数は複数に限定されず、１つであってもよい。１つの受部材２２がコレット１６の第１端３０側のケーキ１８から順番に支持して移動させる。１つのケーキ１８を取り出すときに他のケーキ１８は押されない。ケーキ１８およびチューブ２０の変形が防止される。

以上のように受部材２２を移動させる複数の実施形態を説明したが、本願はコレット１６の第１端３０側にあるケーキ１８から順番に受部材２２で支持して移動されれば、その構成は限定されない。

（第１項）一態様に係る繊維巻取装置は、複数本のフィラメントを集束してストランドを形成するギャザリングシューと、第１端と第２端を備え、回転可能なコレットと、前記コレットに取り付けられて該コレットと共に回転し、前記ストランドが巻き取られてケーキが形成される複数のチューブと、前記コレットの第１端側にあるケーキをチューブと一緒に支持する受部材と、前記受部材をコレットの回転軸方向に移動させるスライド装置とを備える。

第１項に記載の繊維巻取装置によれば、受部材がコレットの第１端にあるケーキから順番に支持し、移動させるため、あるケーキが他のケーキを押すことは無い。チューブが柔軟性の有る材料で構成されていても、チューブが変形しにくく、ケーキの形状が維持される。ケーキをコレットから取り出すときに、ケーキを構成するストランドを破損しにくくなっている。

（第２項）前記受部材が２つであり、２つの受部材がコレットの第１端側にあるケーキおよびその隣のケーキを同時に支持する。

第２項に記載の繊維巻取装置によれば、２つのケーキを同時に移動させるときに、２つのケーキが押し合うことが無く、ケーキの形状を維持できる。

（第３項）前記スライド装置がサーボモータを含む。

第３項に記載の繊維巻取装置によれば、サーボモータによって正確な位置に受部材を移動させることができる。

（第４項）前記チューブが紙製または樹脂製である。

第４項に記載の繊維巻取装置によれば、チューブが変形されることが無いので、柔軟性の有るチューブを使用することができる。

その他、本考案は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。説明した各実施形態は独立したものではなく、当業者の知識に基づき適宜組み合わせて実施できるものである。

１０：繊維巻取装置
１２：フィラメント
１４：ギャザリングシュー
１６：コレット
１８、１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ：ケーキ
２０：チューブ
２２、２２Ａ、２２Ｂ：受部材
２４：スライド装置
２６：ストランド
２８：回転軸
３０：コレットの第１端
３２：コレットの第２端
３４：タレット盤
３６：仕切り板
３８：ガイド
４０：回転軸
４２：トラバース装置
４４：回転棒
４６：トラバース
４８：押出装置
５０：押出バー
５２：ピストンロッド
５４：コレットの第１端の溝
５６：スプレー装置
５８：アーム部
６０：回転軸
６２：支持部材

Claims (4)

1. 複数本のフィラメントを集束してストランドを形成するギャザリングシューと、
   第１端と第２端を備え、回転可能なコレットと、
   前記コレットに取り付けられて該コレットと共に回転し、前記ストランドが巻き取られてケーキが形成される複数のチューブと、
   前記コレットの第１端側にあるケーキをチューブと一緒に支持する受部材と、
   前記受部材をコレットの回転軸方向に移動させるスライド装置と、
   を備えた繊維巻取装置。
2. 前記受部材が２つであり、２つの受部材がコレットの第１端側にあるケーキおよびその隣のケーキを同時に支持する請求項１の繊維巻取装置。
3. 前記スライド装置がサーボモータを含む請求項１または２の繊維巻取装置。
4. 前記チューブが紙製または樹脂製である請求項１から３のいずれかの繊維巻取装置。

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