JP3641812B2 - テープ巻き付け巻き取り装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、螺旋溝付きのＦＲＰ製ロッドの螺旋溝付きの長尺物の成形品を連続して引抜き成形する連続引抜き成形装置において、テープの巻き付け、巻き取りにより、このＦＲＰロッドの表面に螺旋状の溝を作成するためのテープ巻き付け巻き取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のテープ巻き付け巻き取り装置としては特開平４−１２８２８号公報及び特開平５−１２４１１６号公報に開示されたものが知られている。
【０００３】
これら従来のテープ巻き付け巻き取り装置は、成形品（ＦＲＰ製ロッド）を軸として、これの周囲をモータにて回転される回転体と、この回転体に取り付けられたテープボビンとからなっていて、上記回転体の回転によってテープ巻き付け装置側のテープボビンから導き出されるテープが上記成形品に巻き付けられていき、またテープ巻き取り装置側のテープボビンにて上記テープ巻き付け装置にて巻き付けられたテープが巻き取られるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記、従来の技術のテープ巻き付け巻き取り装置では、テープを巻き付けた成形品の成形を行うにおいて、テープによって作られる螺旋のピッチは成形体の成形速度と回転体の回転数により決定される。
【０００５】
また長尺物の成形品を成形する場合、テープ巻き付け巻き取り装置にセットしたテープの長さによって成形品の１ロットの長さが決まってくる。そして従来のテープ巻き付け巻き取り装置にあっては、高速成形時に、短ピッチの長尺の成形品を製造しようとした場合、回転体にテープを巻き付け、巻き取りするためのテープボビンがとり付けられているため、成形品の長さはテープボビンの大きさによってきまってしまう。
【０００６】
また上記従来の装置において、テープの量を多くした場合、成形の初めと終わりとでは、テープを巻いたテープボビンの重さが違うため、回転モーメントが大きく狂ってしまい、このため、加振力が大きくなって振動が発生し、回転体を高速回転しにくくなり、このことから、短ピッチ螺旋で、長尺の成形品を製造するのに難点があった。
【０００７】
本発明は上記のことにかんがみなされたもので、テープの巻き付け巻き取りによって作られる螺旋が短ピッチで、しかも長尺の成形品を連続的に安定して生産することができるようにしたテープ巻き付け巻き取り装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るテープ巻き付け巻き取り装置は、ロッドやパイプ等の長尺物が流れる成形ラインで成形品にテープを巻きつけ、あるいは巻き取りを行うテープ巻き付け巻き取り装置において、成形品が貫通するよう筒状に形成された回転体と、この回転体と同軸で、かつ半径方向外側に配置した支持筒とを、それぞれ独立して回転が制御されるようにして回転駆動部に連結して設け、上記支持筒にテープボビンを同心状に取り付け、回転体の軸方向端部に、成形品に対してテープを巻き付け、あるいは引き取るためのテープ巻き付け巻き取り案内装置と、このテープ巻き付け巻き取り案内装置とテープボビン間のテープを、これに張力を付与しながら案内するテープ案内装置とを設けた構成となっている。
【０００９】
また上記回転体に設けられたテープ案内装置に、この部分を走行するテープの走行速度を検出するテープ走行速度検出手段を設け、このテープ走行速度検出手段からの検出信号に基づいてテープボビンを支持する支持筒の回転駆動部を制御する制御手段を設けた構成となっている。
【００１０】
さらに、上記回転体に設けられたテープ案内装置に、この部分のテープの張力の変化により移動する移動部材と、この移動部材の移動量を検出する変位センサを設け、この変位センサの検出信号を、テープボビンを支持する支持筒の回転駆動部を制御する制御手段に入力するようにした構成となっている。
【００１１】
【作 用】
テープを長尺物の成形品に巻き付け、巻き取りする工程において、テープを繰り出し、あるいは巻き取るテープボビンは、成形品と同軸状に回転してこれにテープを巻き付け、あるいは巻き取るための回転体に対して同軸状に回転され、回転体の外側より回転体のテープ案内装置より繰り出され、あるいは巻き取られる。
【００１２】
テープ案内装置ではテープの走行速度が検出され、その検出信号に基づいてテープボビンの回転速度が制御され、テープはたるむことなく繰り出され、あるいは巻き取られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るテープ巻き付け巻き取り装置１ａ，１ｂを用いて螺旋溝付きのＦＲＰ製ロッドを生産するための作業ラインの一例を示すもので、この作業ラインの上流側から、ロービングラック２、レジンバス装置３、加熱金型装置４、引き抜き機５が順次直線状に配置されており、上記レジンバス装置３と加熱金型装置４の間にテープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り装置１ａが、また加熱金型装置４と引き抜き機５の間にテープ巻き取り用のテープ巻き付け巻き取り装置１ｂが上記テープ巻き付け用のものと逆向きにして介装されている。この巻き付け用と巻き取り用の両テープ巻き付け巻き取り装置１ａ，１ｂは実質的に同一構成となっており、互いに逆方向に作動させて用いるようになっている。
【００１４】
ロービングラック２は多数本のカーボン繊維やガラス繊維等の補強繊維６が、これに張力を与えながら引き出されるようになっている。この張力を与える手段の一例としては、各補強繊維６を巻いているテープボビン７の回転支持部にトルクリミッタを介装して上記テープボビン７にブレーキがかかるようにする。
【００１５】
レジンバス装置３は、溶融状態の熱硬化性樹脂８を溜めておくレジンバス９と、ロービングラック２より引き出された多数本の補強繊維６をこのレジンバス９内に案内する複数の案内部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，…と、出口側に設けられて、補強繊維６を繊維束１１に束ねると共に、余分な樹脂をかき落とすためのスクィーズ部材１２とからなっている。
【００１６】
テープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り装置１ａは上記スクィーズ部材１２にて束ねられて引き出される未硬化樹脂が含浸された繊維束１１の周囲にテープ１３を螺旋状に巻き付けるものであり、テープ巻き取り用のテープ巻き付け巻き取り装置１ｂは加熱金型装置４ににて加熱硬化されたＦＲＰ製ロッド１４からテープ１３を巻き取るものである。
【００１７】
上記テープ巻き付け巻き取り装置１ａ，１ｂの具体的な構成を図２以下に基づいて説明する。
図中２０はフレームであり、２１はこのフレーム２０に基端部を片持ち梁り状に固着して水平に設けられた案内筒であり、この案内筒２１内に、繊維束１１あるいはＦＲＰロッド１４が挿通するようになっている。この案内筒２１の先端部には案内チップ２２が螺合等により交換可能にして固着されている。
【００１８】
２３は上記案内筒２１の半径方向外側に、これと同心状にして配置される回転体で、この回転体２３の基端部はフレーム２０に設けた軸受装置２４を介して支持されており、また先端部は軸受２５を介して上記案内筒２１に回転自在に支持されている。そしてこの回転体２３の先端部にはフランジ２３ａが固着されている。
【００１９】
２６は上記回転体２３の半径方向外側に、これと同心状にして配置された支持筒であり、この支持筒２６にテープボビン２７が回転自在に支持されている。支持筒２６は上記フレーム２０に対して軸方向（ＦＲＰ製ロッドの送り方向）に摺動自在に支持された摺動台２８に固着されている。
そしてこの摺動台２８はリニアモータ２９によりフレーム２０に対して往復動作するようになっている。
【００２０】
上記回転体２３はベルト３０を介してフレーム２０に設けられた第１モータ３１に、またテープボビン２７はベルト３２を介して上記摺動台２８に設けられた第２モータ３３にそれぞれ連結されていて、この両者の回転はそれぞれのモータ３１，３３により個々に制御されるようになっている。
【００２１】
回転体２３の先端に固着されたフランジ２３ａの先端側には上記案内筒２１と同心にしたボス部材３４が固着されていて、このボス部材３４に摺動ボス３５が軸方向に摺動自在に嵌合されており、この摺動ボス３５に浮動板３６が固着されている。
【００２２】
また回転体２３のフランジ２３ａには支持板３７が固着されており、この支持板３７にテープ振り機３８のアーム３９と、テープ巻き付け巻き戻し案内装置４０のアーム４１が固着されている。
【００２３】
テープ振り機３８は、テープボビン２７の半径方向外側に、これと平行にしてアーム３９に固着した支杆４２と、テープ１３を案内する案内片４３ａ，４３ｂとからなっている。
【００２４】
テープ巻き付け巻き戻し案内装置４０は、アーム４１の先端に傾動可能に固着された基台４４と、この基台４４に支持された複数の案内ローラからなり、かつそのうちの１つの案内ローラが図示しないブレーキ装置に連結されているトルクリミッタ４５に連結されている。
【００２５】
上記回転体２３の支持板３７と、浮動板３６にはテープ緊張装置４６と、テープの張力を検出するテープ張力検出装置４７とからなるテープ案内装置が設けてある。
【００２６】
すなわち、上記摺動ボス３５に固着された浮動板３６にはこれの回転軸心に対する直径方向の両側に一対のアーム部４７ａ，４７ｂが一体状に設けてあり、この両アーム部４７ａ，４７ｂの先端部にリング状に形成された位置検出板４８が固着されている。そしてこの位置検出板４８に対向する位置に変位センサ４９がフレーム側に固着して設けてあり、この変位センサ４９と位置検出板４８とでテープ張力検出装置４７が構成されている。
【００２７】
また浮動板３６の両アーム部材４７ａ，４７ｂには、浮動板３６の回転軸心に対して同一位置で、上記回転体２３の支持板３７に立設された案内軸５０ａ，５０ｂがリニアブッシュ５１を介して摺動自在に嵌合支持されており、かつばね５２にて回転体２３から離間する方向（先端方向）へ付勢されている。５３はその摺動端を規制するストッパである。
【００２８】
また浮動板３６の一対のアーム部４７ａ，４７ｂには浮動板３６の回転軸心に対して同一位置に支柱５４ａ，５４ｂが立設されていて、この各支柱５４ａ，５５ｂにテープ張力検出ローラ５５ａ，５５ｂが支承されている。
【００２９】
一方回転体２３の支持板３７には、上記各張力検出ローラ５５ａ，５５ｂの両側に位置されて、この各ローラ５５ａ，５５ｂに巻き掛けられるテープ１３の張力を維持するための各一対の張力付与ローラ５６ａ，５６ｂと、テープ振り機３８とテープ巻き付け巻き戻し案内装置４０間のテープを上記各対の張力付与ローラ５６ａ，５６ｂを介して一対のテープ張力検出ローラ５５ａ，５５ｂに案内する第１，第２，第３，第４の案内ローラ装置５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄが設けてあり、これらのローラと先端方向へばね付勢された浮動板３６とでテープ緊張装置４６が構成されている。
【００３０】
なお上記構成において５８は位置検出板４８を浮動板３６に補助的に支持する補助アーム、５９は回転体２３の外周部の複数個所に周方向に移動可能に固着されるバランサである。
【００３１】
上記テープボビン２７に対向する位置のフレーム２０にはこのテープボビン２７に新しいテープ１３を巻き込むときに、これを案内するテープ巻き込み案内装置６０が設けてある。
このテープ巻き込み案内装置６０は、一方を対向方向に可動自在に、かつばね付勢した一対のローラ６１ａ，６１ｂと、この可動側のローラ６１ｂを接離作動するトグルレバー６２とからなっている。なおこの装置６０の一方のローラにはブレーキ装置が組込まれていてトルクリミッタ作用するようになっている。
【００３２】
上記構成におけるテープ巻き付け巻き取り装置１ａ，１ｂのそれぞれの回転体２３を駆動する第１モータ３１と、支持筒２６を駆動する第２モータ３３は各装置１ａ，１ｂに付属されたシーケンサ６３ａ，６３ｂにて上記したように独立して制御されるようになっている。そしてこのシーケンサ６３ａ，６３ｂにはテープ張力検出装置４７からの検出信号が入力され、この入力信号に基づいて上記両モータ３１，３３を制御するようになっている。
【００３３】
上記構成に係るテープ巻き付け巻き取り機１ａ，１ｂにおいて、テープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り機１ａの作用を説明する。
【００３４】
引き抜き機５の作動にてレジンバス装置３からスクィーズ部材１２にて余分の樹脂をしごかれて繰り出される繊維束１１は案内筒２１内を貫通し案内チップ２２より導出される。このとき回転体２３の回転速度及び引き抜き機５による引き抜き速度はそれぞれ一定にしてある。なお、回転体２３の回転速度を変えることによりテープ１３の巻き付け、巻き取りのピッチが変えられる。
【００３５】
テープボビン２７に巻かれているテープ１３はテープ振り機３８の案内片４３ａ，４３ｂから、回転体２３の支持板３７と、浮動板３６に設けられたテープ緊張装置４６を経てテープ巻き付け巻き取り案内装置４０より一定の張力をかけられて未硬化樹脂を含浸した繊維束１１に一定の角度をもって巻き付けられる。その後この繊維束１１は加熱金型装置４で硬化されてＦＲＰロッド１４となる。
【００３６】
このときのテープ巻き付け作動は、回転体２３を第１モータ３１にてテープ１３の巻き付け方向に回転することによって行なわれる。そしてこのとき、テープボビン２７は上記回転体２３の回転溝に対してテープ１３の繰り出し長さに応じた回転数差でもって第２モータ３３にて巻き付け方向に回転制御される。
【００３７】
回転体２３の回転により、テープ１３はテープ巻き付け巻き取り案内装置４０のトルクリミッタ４５のローラよりブレーキをかけられながら繰り出されていき、このトルクリミッタ４５とテープ振り機３８の間のテープ１３の張力はテープ緊張装置４６にて保たれる。
このときの装置内の案内部材でのテープ１３の緊張力は、浮動板３６がばね５２にて装置の先端側へばね付勢され、これによりテープ張力検出ローラ５５ａ，５５ｂが突出動することにより得られる。
【００３８】
従って、テープ１３がテープボビン２７より繊維束１１への巻き付け量に対して多く繰り出されると、テープ緊張装置４６における緊張力が小さくなり、浮動板３６がばね５２により先端側へ移動し、この浮動板３６に固着された位置検出板４８が変位センサ４９に対して、中立位置ａ0 から近接位置ａ1 となる。
【００３９】
また逆にテープボビン２７からのテープ１３の繰り出し量が少くなったときには、テープ緊張装置４６における緊張力が大きくなり、浮動板３６がばね５２に抗して基端側へ移動し、位置検出板４８が変位センサ４９に対して、中立位置ａ0 から離間位置ａ2 となる。
【００４０】
上記位置検出板４８の各位置ａ0 ，ａ1 ，ａ2 は変位センサ４９にて検出され、その各検出信号がシーケンサ６３ａ，６３ｂに出力され、位置検出板４８の位置ａ1 のときにはテープボビン２７の回転速度を相対的に低下させ、位置ａ2 のときにはテープボビン２７の回転速度を相対的に高くして、位置検出板４８が中立位置ａ0 に戻るようにテープボビン２７の回転数が制御される。
これによって、テープ１３は一定量だけテープボビンより繰り出される。
【００４１】
上記したようにテープボビン２７の回転は位置検出板４８の位置を変位センサ４９が検出することにより制御されるが、この一連の動作を図示すると図８に示すようになる。
【００４２】
すなわち、ＦＲＰロッドの成形時間がたちテープボビン２７の径が小径となると（１）、テープボビン２７の１回転あたりの繰り出されるテープ１３の量が少なくなる（２）。このときにおいても、繰り出されるテープ１３の量に対して使用される量は変化しない（３）。テープ緊張装置４６に巻き掛けられているテープ１３の長さが短くなる（４）。テープ緊張装置４６の浮動板３６がばね５２に抗して基端側へ移動して、位置検出板４８がａ2 側へ移動し（５）、この位置検出板４８の動きが検出センサ４９で検出され（６）、この検出信号は第２モータ３３のシーケンサ６３ｂに送られ（７）、シーケンサ６３ｂはテープボビン２７の回転を速くさせる（８）。
【００４３】
テープボビン２７の回転が速くなると、テープボビン２７からのテープ１３の繰り出し量が多くなるため浮動板３６はばね５２にて押され、位置検出板４８が元の位置ａ0 にもどされる（９）。位置検出板４８が元の位置ａ0 にもどったことが位置センサ４９にて検出され（１０）、その信号が第２モータ３３のシーケンサ６３ｂに送られ（１１）、テープボビン２７の回転速度の上昇がストップする（１２）。
【００４４】
上記作動は（１）から（１２）まで繰り返し行なわれる。またテープボビン２７の回転速度の上昇のストップ時に機械的な原因でオーバランした場合、位置センサが円盤の位置をａ0 もどすようにテープボビン２７を遅くする。
【００４５】
上記のように、テープ１３の巻き込みによって、テープボビン２７のテープ１３の巻き径が減少していくが、テープボビン２７の回転軸心に対する回転モーメントの狂いは発生しない。このためテープボビン２７の回転数を高くして用いることができる。またテープボビン２７を大径にして用いても同様に回転モーメントの狂いがないことにより、長尺用として用いることができる。
【００４６】
テープボビン２７へのテープ１３の補充は、支持筒２６だけを回転させてこれと一体に回転するテープボビン２７にテープ巻き込み案内装置６０を介して外部より巻き込む。
【００４７】
上記テープ巻き付け巻き取り装置１ａ，１ｂの作用の説明はテープ巻き付け用として用いた例を示したが、巻き取り用としても全く同様に用いられる。ただし、このテープ巻き取り用とし用いる場合には回転体２３及び支持筒２６の回転はテープ巻き付け用のものと逆方向に回転させる。そして巻き取り終ったテープ１３はテープ巻き込み案内装置６０を介して外部へ取り出す。
【００４８】
このテープ巻き取り用として用いられる装置１ｂでは、一定の巻き取り位置でもってＦＲＰロッド１４からテープ１３を引きはがし、テープ巻き付け巻き取り案内装置４０の通り、案内部を経てテープボビン２７に巻き取っていく。このときのテープボビン２７の回転速度はテープ１３がたるまないように、装置内の案内部における張力をパラメータにして制御される。
このとき基本的な回転体２３（テープボビン２７）の回転速度は巻き付け用、巻き取り用の両装置１ａ，１ｂとも同調され、また停止時と成形開始時は引き抜き機５も同調される。また外部の制御装置によりテープ１３の巻き付けピッチや速度のパラメータをもって連続的に変化させていくことも可能である。
【００４９】
次に上記テープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り装置１ａによるテープ１３の具体的な巻き付け例を実施例（１），（２）として示す。
【００５０】
実施例１．
幅４ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍのテトロンテープを８０００ｍ巻いたテープボビンをテープ巻き付け巻き取り装置１ａに組み入れ、直径１０ｍｍのＦＲＰロッドにテープ１３をピッチ１０ｍｍで巻き付け、２５００ｍの成形量を、成形速度２ｍ／ｍｉｎで成形したところ、準備時間を入れずに成形時間が２０時間５０分かかった。
【００５１】
このときテープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り装置１ａの回転体２３の回転数は２００r,p,m であり、テープ巻き取り用の装置１ｂの回転体２３の回転数は２００±５０r,p,m であった。またそれぞれの装置１ａ，１ｂにおけるテープボビン２７，２７は上記回転体２３の回転数にテープの巻き付け、巻き取り分だけの回転数をプラスした回転数で回転される。
【００５２】
成形時、この回転数でも振動は発生せず、またテープボビン２７の重量減少、あるいは重量増大による回転不具合も発生しなかった。また始動時の回転たちあがりもスムーズであり、テープ巻き取り用のテープ巻き付け巻き取り装置１ｂのテープボビン２７は空にもかかわらず同期がとれてテープボビンの重量変化による回転の変化はなかった。
【００５３】
実施例２．
幅４ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍのテトロンテープを１００００ｍ巻いたテープボビンをテープ巻き付け巻き取り装置１ａに組み入れ、直径１０ｍｍのＦＲＰロッドにテープ１３をピッチ１０ｍｍで巻き付け、２５００ｍの成形量を、成形速度２ｍ／ｍｉｎで成形したところ、準備時間を入れずに成形時間が２０時間５０分かかった。
【００５４】
このときテープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り装置１ａの回転体２３の回転数は２５０r,p,m であり、テープ巻き取り用の装置１ｂの回転体２３の回転数は２５０±５０r,p,m であった。またそれぞれの装置１ａ，１ｂにおけるテープボビン２７，２７は上記回転体２３の回転数にテープの巻き付け、巻き取り分だけの回転数をプラスした回転数で回転される。
【００５５】
成形時、この回転数でも振動は発生せず、またテープボビン２７の重量減少、あるいは重量増大による回転不具合も発生しなかった。また始動時の回転たちあがりもスムーズであり、テープ巻き取り用のテープ巻き付け巻き取り装置１ｂのテープボビン２７は空にもかかわらず同期がとれてテープボビンの重量変化による回転の変化はなかった。そして成形途中、成形速度変化による成形品品質確認のため速度を２０ｃｍ／ｍｉｎまで落としたが、この速度低下における回転の追随に問題はなく、成形速度変化によるテープ巻き付け巻き取り回転速度の制御は行われていた。このときの成形品を観察したところ、低速成形時でのテープの巻き付け巻き取りにおけるピッチ異常はみられず、テープの巻き付け巻き取りの不具合の発生が無いことが確認できた。後に、成形速度を２ｍ／ｍｉｎに上げたところ２５０r,p,m まで回転は追随し、成形速度を落としたときと同様に成形品に不具合の発生はなかった。
【００５６】
実施例３．
幅４ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍのテトロンテープを８８００ｍｍ巻いたテープボビンを組み入れた２台のテープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り装置１ａ，１ａをライン上に並べて配置し、それに対応する２台の巻き取り用の装置１ｂ，１ｂを加熱金型装置４をはさんで配置する。
【００５７】
そしてテープ１３を巻き付けるための初期速度を２０ｃｍ／ｍｉｎで成形を行い、互いに逆方向に回転するテープ巻き付け用の装置１ａ，１ｂにて直径１０ｍｍのＦＲＰロッドに２本のテープ１３をピッチ２０ｍｍで交差して巻き付け、この部分が巻き取り用の装置１ｂ，１ｂに到達したところで、この巻き取り用の装置１ｂ，１ｂの各テープボビンに硬化後のテープ１３をつなげ、ついで成形速度を２ｍ／ｍｉｎに上げた。
【００５８】
２５００ｍｍの成形量を成形するのにかかった時間は、準備時間を入れずに２０時間５０分であった。
このときテープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り装置１ａの回転体２３の回転数は１００r,p,m であり、テープ巻き取り用の装置１ｂの回転体２３の回転数は１００±２５r,p,m であった。またそれぞれの装置１ａ，１ｂにおけるテープボビン２７，２７は上記回転体２３の回転数にテープの巻き付け、巻き取り分だけの回転数をプラスした回転数で回転される。
【００５９】
成形時、この回転数でも振動は発生せず、またテープボビン２７の重量減少、あるいは重量増大による回転不具合も発生しなかった。また始動時の低速（２０ｃｍ／ｍｉｎ）から高速（２ｍ／ｍｉｎ）への回転の追従もスムーズであり、テープ巻き取り用のテープ巻き付け巻き取り装置１ｂのテープボビン２７は空にもかかわらず同期がとれてテープボビンの重量変化による回転の変化はなかった。
【００６０】
成形品を観察したところ低速成型時から高速成型時に移るときのテープの巻き付け巻き戻しにおけるピッチ異常は見られず、テープ巻き付け巻き戻し機の不具合の発生が無いことが確認できた。
【００６１】
この発明の実施例において、テープ１３の繰り出し量の検出手段として、テープ１３の繰り出し張力の変化によって軸方向に移動する位置検出板４８の位置を変位センサ４９にて検出し、その検出信号でテープボビン２７の回転速度を制御するようにした例を示したが、このテープ１３の繰り出し量の検出手段としてはこれに限るものではなく、以下のような手段を用いてもよい。
【００６２】
すなわち、非接触式のレーザ速度計でテープ１３の送り出し速度を測り、速度が一定値の中に留まるように設定された速度より早くなったときにテープボビン２７の回転速度を遅くし、これの逆のときにはテープボビン２７の回転速度を早くする。
【００６３】
また接触式のばねの張力や荷重を直接計測し、このときの荷重の変化に応じてテープボビン２７の回転速度を制御する。
【００６４】
さらにテープ１３を巻き掛けて、このテープ１３の繰り出しに従って回転するローラに回転速度計を取り付けてテープ１３の繰り出し速度を測るようにする。
【００６５】
これらの各実施例における検出手段を単体、もしくは組合わせたもので測定し、制御装置に無線あるいは有線で送信する。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、テープの巻き付け巻き取りによって作られる螺旋溝が短ピッチで、しかも長尺の成形品を連続的に安定して生産することができる。
そして特に本発明によれば、成形品が貫通するよう筒状に形成された回転体と、この回転体と同軸で、かつ半径方向外側に配置した支持筒とを、それぞれ独立して回転が制御されるようにして回転駆動部に連結して設け、上記支持筒にテープボビンを同心状に取り付け、回転体の軸方向端部に、成形品に対してテープを巻き付けあるいは引き取るためのテープ巻き付け巻き取り案内装置と、このテープ巻き付け巻き取り案内装置とテープボビン間のテープを張力を付与しながら案内するテープ案内装置とを設けた構成となっていることにより、テープの巻き取り容量の大きなテープボビンを用いた場合でも、成形の初めと終りでテープの量が大きく変っても、このテープボビンの回転モーメントの変化は殆ど発生せず、従って回転体を高速回転してのテープの高速巻き付け、巻き取りを振動が発生することなく行うことができる。
【００６７】
また上記テープボビンは、巻き付けられ、あるいは巻き取られるテープの走行速度の変化に応じて、その回転速度が制御されることにより、回転体の軸方向端部に設けられたテープ案内装置にて案内されるテープに過大な張力が発生したり、たるんでからまるような不具合をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】螺旋溝付きＦＲＰロッドの生産ラインの一例を示す説明図である。
【図２】テープ巻き付け巻き取り装置の実施例を示す一部破断正面図である。
【図３】テープ巻き付け巻き取り装置の実施例を示す一部省略平面図である。
【図４】テープ緊張装置とテープ巻き付け巻き戻し案内装置を示す斜視図である。
【図５】テープ緊張装置を示す構成説明図である。
【図６】テープ巻き込み案内装置部分を示す側面図である。
【図７】テープ巻き込み案内装置部分を示す正面図である。
【図８】テープボビンの回転制御を示すフロー図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…テープ巻き付け巻き戻し装置
２…ロービングラック
３…レジンバス装置
４…加熱金型装置
５…引き抜き機
６…補強繊維
１１…繊維束
１３…テープ
１４…ＦＲＰロッド
２０…フレーム
２１…案内筒
２３…回転体
２６…支持筒
２７…テープボビン
２８…摺動台
３０，３２…ベルト
３１，３３…モータ
３５…摺動ボス
３６…浮動板
３７…支持台
３８…テープ振り機
４０…テープ巻き付け巻き戻し案内装置
４３ａ，４３ｂ…案内片
４６…テープ緊張装置
４７…テープ張力検出装置
４８…位置検出板
４９…変位センサ
５０ａ，５０ｂ…案内軸
５２…ばね
５４ａ，５４ｂ…支柱
５５ａ，５５ｂ…テープ張力検出ローラ
５６ａ，５６ｂ…張力付与ローラ
５７ａ，〜５５ｄ…案内ローラ装置
６０…テープ巻き込み案内装置。
【発明の属する技術分野】
本発明は、螺旋溝付きのＦＲＰ製ロッドの螺旋溝付きの長尺物の成形品を連続して引抜き成形する連続引抜き成形装置において、テープの巻き付け、巻き取りにより、このＦＲＰロッドの表面に螺旋状の溝を作成するためのテープ巻き付け巻き取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のテープ巻き付け巻き取り装置としては特開平４−１２８２８号公報及び特開平５−１２４１１６号公報に開示されたものが知られている。
【０００３】
これら従来のテープ巻き付け巻き取り装置は、成形品（ＦＲＰ製ロッド）を軸として、これの周囲をモータにて回転される回転体と、この回転体に取り付けられたテープボビンとからなっていて、上記回転体の回転によってテープ巻き付け装置側のテープボビンから導き出されるテープが上記成形品に巻き付けられていき、またテープ巻き取り装置側のテープボビンにて上記テープ巻き付け装置にて巻き付けられたテープが巻き取られるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記、従来の技術のテープ巻き付け巻き取り装置では、テープを巻き付けた成形品の成形を行うにおいて、テープによって作られる螺旋のピッチは成形体の成形速度と回転体の回転数により決定される。
【０００５】
また長尺物の成形品を成形する場合、テープ巻き付け巻き取り装置にセットしたテープの長さによって成形品の１ロットの長さが決まってくる。そして従来のテープ巻き付け巻き取り装置にあっては、高速成形時に、短ピッチの長尺の成形品を製造しようとした場合、回転体にテープを巻き付け、巻き取りするためのテープボビンがとり付けられているため、成形品の長さはテープボビンの大きさによってきまってしまう。
【０００６】
また上記従来の装置において、テープの量を多くした場合、成形の初めと終わりとでは、テープを巻いたテープボビンの重さが違うため、回転モーメントが大きく狂ってしまい、このため、加振力が大きくなって振動が発生し、回転体を高速回転しにくくなり、このことから、短ピッチ螺旋で、長尺の成形品を製造するのに難点があった。
【０００７】
本発明は上記のことにかんがみなされたもので、テープの巻き付け巻き取りによって作られる螺旋が短ピッチで、しかも長尺の成形品を連続的に安定して生産することができるようにしたテープ巻き付け巻き取り装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るテープ巻き付け巻き取り装置は、ロッドやパイプ等の長尺物が流れる成形ラインで成形品にテープを巻きつけ、あるいは巻き取りを行うテープ巻き付け巻き取り装置において、成形品が貫通するよう筒状に形成された回転体と、この回転体と同軸で、かつ半径方向外側に配置した支持筒とを、それぞれ独立して回転が制御されるようにして回転駆動部に連結して設け、上記支持筒にテープボビンを同心状に取り付け、回転体の軸方向端部に、成形品に対してテープを巻き付け、あるいは引き取るためのテープ巻き付け巻き取り案内装置と、このテープ巻き付け巻き取り案内装置とテープボビン間のテープを、これに張力を付与しながら案内するテープ案内装置とを設けた構成となっている。
【０００９】
また上記回転体に設けられたテープ案内装置に、この部分を走行するテープの走行速度を検出するテープ走行速度検出手段を設け、このテープ走行速度検出手段からの検出信号に基づいてテープボビンを支持する支持筒の回転駆動部を制御する制御手段を設けた構成となっている。
【００１０】
さらに、上記回転体に設けられたテープ案内装置に、この部分のテープの張力の変化により移動する移動部材と、この移動部材の移動量を検出する変位センサを設け、この変位センサの検出信号を、テープボビンを支持する支持筒の回転駆動部を制御する制御手段に入力するようにした構成となっている。
【００１１】
【作 用】
テープを長尺物の成形品に巻き付け、巻き取りする工程において、テープを繰り出し、あるいは巻き取るテープボビンは、成形品と同軸状に回転してこれにテープを巻き付け、あるいは巻き取るための回転体に対して同軸状に回転され、回転体の外側より回転体のテープ案内装置より繰り出され、あるいは巻き取られる。
【００１２】
テープ案内装置ではテープの走行速度が検出され、その検出信号に基づいてテープボビンの回転速度が制御され、テープはたるむことなく繰り出され、あるいは巻き取られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るテープ巻き付け巻き取り装置１ａ，１ｂを用いて螺旋溝付きのＦＲＰ製ロッドを生産するための作業ラインの一例を示すもので、この作業ラインの上流側から、ロービングラック２、レジンバス装置３、加熱金型装置４、引き抜き機５が順次直線状に配置されており、上記レジンバス装置３と加熱金型装置４の間にテープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り装置１ａが、また加熱金型装置４と引き抜き機５の間にテープ巻き取り用のテープ巻き付け巻き取り装置１ｂが上記テープ巻き付け用のものと逆向きにして介装されている。この巻き付け用と巻き取り用の両テープ巻き付け巻き取り装置１ａ，１ｂは実質的に同一構成となっており、互いに逆方向に作動させて用いるようになっている。
【００１４】
ロービングラック２は多数本のカーボン繊維やガラス繊維等の補強繊維６が、これに張力を与えながら引き出されるようになっている。この張力を与える手段の一例としては、各補強繊維６を巻いているテープボビン７の回転支持部にトルクリミッタを介装して上記テープボビン７にブレーキがかかるようにする。
【００１５】
レジンバス装置３は、溶融状態の熱硬化性樹脂８を溜めておくレジンバス９と、ロービングラック２より引き出された多数本の補強繊維６をこのレジンバス９内に案内する複数の案内部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，…と、出口側に設けられて、補強繊維６を繊維束１１に束ねると共に、余分な樹脂をかき落とすためのスクィーズ部材１２とからなっている。
【００１６】
テープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り装置１ａは上記スクィーズ部材１２にて束ねられて引き出される未硬化樹脂が含浸された繊維束１１の周囲にテープ１３を螺旋状に巻き付けるものであり、テープ巻き取り用のテープ巻き付け巻き取り装置１ｂは加熱金型装置４ににて加熱硬化されたＦＲＰ製ロッド１４からテープ１３を巻き取るものである。
【００１７】
上記テープ巻き付け巻き取り装置１ａ，１ｂの具体的な構成を図２以下に基づいて説明する。
図中２０はフレームであり、２１はこのフレーム２０に基端部を片持ち梁り状に固着して水平に設けられた案内筒であり、この案内筒２１内に、繊維束１１あるいはＦＲＰロッド１４が挿通するようになっている。この案内筒２１の先端部には案内チップ２２が螺合等により交換可能にして固着されている。
【００１８】
２３は上記案内筒２１の半径方向外側に、これと同心状にして配置される回転体で、この回転体２３の基端部はフレーム２０に設けた軸受装置２４を介して支持されており、また先端部は軸受２５を介して上記案内筒２１に回転自在に支持されている。そしてこの回転体２３の先端部にはフランジ２３ａが固着されている。
【００１９】
２６は上記回転体２３の半径方向外側に、これと同心状にして配置された支持筒であり、この支持筒２６にテープボビン２７が回転自在に支持されている。支持筒２６は上記フレーム２０に対して軸方向（ＦＲＰ製ロッドの送り方向）に摺動自在に支持された摺動台２８に固着されている。
そしてこの摺動台２８はリニアモータ２９によりフレーム２０に対して往復動作するようになっている。
【００２０】
上記回転体２３はベルト３０を介してフレーム２０に設けられた第１モータ３１に、またテープボビン２７はベルト３２を介して上記摺動台２８に設けられた第２モータ３３にそれぞれ連結されていて、この両者の回転はそれぞれのモータ３１，３３により個々に制御されるようになっている。
【００２１】
回転体２３の先端に固着されたフランジ２３ａの先端側には上記案内筒２１と同心にしたボス部材３４が固着されていて、このボス部材３４に摺動ボス３５が軸方向に摺動自在に嵌合されており、この摺動ボス３５に浮動板３６が固着されている。
【００２２】
また回転体２３のフランジ２３ａには支持板３７が固着されており、この支持板３７にテープ振り機３８のアーム３９と、テープ巻き付け巻き戻し案内装置４０のアーム４１が固着されている。
【００２３】
テープ振り機３８は、テープボビン２７の半径方向外側に、これと平行にしてアーム３９に固着した支杆４２と、テープ１３を案内する案内片４３ａ，４３ｂとからなっている。
【００２４】
テープ巻き付け巻き戻し案内装置４０は、アーム４１の先端に傾動可能に固着された基台４４と、この基台４４に支持された複数の案内ローラからなり、かつそのうちの１つの案内ローラが図示しないブレーキ装置に連結されているトルクリミッタ４５に連結されている。
【００２５】
上記回転体２３の支持板３７と、浮動板３６にはテープ緊張装置４６と、テープの張力を検出するテープ張力検出装置４７とからなるテープ案内装置が設けてある。
【００２６】
すなわち、上記摺動ボス３５に固着された浮動板３６にはこれの回転軸心に対する直径方向の両側に一対のアーム部４７ａ，４７ｂが一体状に設けてあり、この両アーム部４７ａ，４７ｂの先端部にリング状に形成された位置検出板４８が固着されている。そしてこの位置検出板４８に対向する位置に変位センサ４９がフレーム側に固着して設けてあり、この変位センサ４９と位置検出板４８とでテープ張力検出装置４７が構成されている。
【００２７】
また浮動板３６の両アーム部材４７ａ，４７ｂには、浮動板３６の回転軸心に対して同一位置で、上記回転体２３の支持板３７に立設された案内軸５０ａ，５０ｂがリニアブッシュ５１を介して摺動自在に嵌合支持されており、かつばね５２にて回転体２３から離間する方向（先端方向）へ付勢されている。５３はその摺動端を規制するストッパである。
【００２８】
また浮動板３６の一対のアーム部４７ａ，４７ｂには浮動板３６の回転軸心に対して同一位置に支柱５４ａ，５４ｂが立設されていて、この各支柱５４ａ，５５ｂにテープ張力検出ローラ５５ａ，５５ｂが支承されている。
【００２９】
一方回転体２３の支持板３７には、上記各張力検出ローラ５５ａ，５５ｂの両側に位置されて、この各ローラ５５ａ，５５ｂに巻き掛けられるテープ１３の張力を維持するための各一対の張力付与ローラ５６ａ，５６ｂと、テープ振り機３８とテープ巻き付け巻き戻し案内装置４０間のテープを上記各対の張力付与ローラ５６ａ，５６ｂを介して一対のテープ張力検出ローラ５５ａ，５５ｂに案内する第１，第２，第３，第４の案内ローラ装置５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄが設けてあり、これらのローラと先端方向へばね付勢された浮動板３６とでテープ緊張装置４６が構成されている。
【００３０】
なお上記構成において５８は位置検出板４８を浮動板３６に補助的に支持する補助アーム、５９は回転体２３の外周部の複数個所に周方向に移動可能に固着されるバランサである。
【００３１】
上記テープボビン２７に対向する位置のフレーム２０にはこのテープボビン２７に新しいテープ１３を巻き込むときに、これを案内するテープ巻き込み案内装置６０が設けてある。
このテープ巻き込み案内装置６０は、一方を対向方向に可動自在に、かつばね付勢した一対のローラ６１ａ，６１ｂと、この可動側のローラ６１ｂを接離作動するトグルレバー６２とからなっている。なおこの装置６０の一方のローラにはブレーキ装置が組込まれていてトルクリミッタ作用するようになっている。
【００３２】
上記構成におけるテープ巻き付け巻き取り装置１ａ，１ｂのそれぞれの回転体２３を駆動する第１モータ３１と、支持筒２６を駆動する第２モータ３３は各装置１ａ，１ｂに付属されたシーケンサ６３ａ，６３ｂにて上記したように独立して制御されるようになっている。そしてこのシーケンサ６３ａ，６３ｂにはテープ張力検出装置４７からの検出信号が入力され、この入力信号に基づいて上記両モータ３１，３３を制御するようになっている。
【００３３】
上記構成に係るテープ巻き付け巻き取り機１ａ，１ｂにおいて、テープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り機１ａの作用を説明する。
【００３４】
引き抜き機５の作動にてレジンバス装置３からスクィーズ部材１２にて余分の樹脂をしごかれて繰り出される繊維束１１は案内筒２１内を貫通し案内チップ２２より導出される。このとき回転体２３の回転速度及び引き抜き機５による引き抜き速度はそれぞれ一定にしてある。なお、回転体２３の回転速度を変えることによりテープ１３の巻き付け、巻き取りのピッチが変えられる。
【００３５】
テープボビン２７に巻かれているテープ１３はテープ振り機３８の案内片４３ａ，４３ｂから、回転体２３の支持板３７と、浮動板３６に設けられたテープ緊張装置４６を経てテープ巻き付け巻き取り案内装置４０より一定の張力をかけられて未硬化樹脂を含浸した繊維束１１に一定の角度をもって巻き付けられる。その後この繊維束１１は加熱金型装置４で硬化されてＦＲＰロッド１４となる。
【００３６】
このときのテープ巻き付け作動は、回転体２３を第１モータ３１にてテープ１３の巻き付け方向に回転することによって行なわれる。そしてこのとき、テープボビン２７は上記回転体２３の回転溝に対してテープ１３の繰り出し長さに応じた回転数差でもって第２モータ３３にて巻き付け方向に回転制御される。
【００３７】
回転体２３の回転により、テープ１３はテープ巻き付け巻き取り案内装置４０のトルクリミッタ４５のローラよりブレーキをかけられながら繰り出されていき、このトルクリミッタ４５とテープ振り機３８の間のテープ１３の張力はテープ緊張装置４６にて保たれる。
このときの装置内の案内部材でのテープ１３の緊張力は、浮動板３６がばね５２にて装置の先端側へばね付勢され、これによりテープ張力検出ローラ５５ａ，５５ｂが突出動することにより得られる。
【００３８】
従って、テープ１３がテープボビン２７より繊維束１１への巻き付け量に対して多く繰り出されると、テープ緊張装置４６における緊張力が小さくなり、浮動板３６がばね５２により先端側へ移動し、この浮動板３６に固着された位置検出板４８が変位センサ４９に対して、中立位置ａ0 から近接位置ａ1 となる。
【００３９】
また逆にテープボビン２７からのテープ１３の繰り出し量が少くなったときには、テープ緊張装置４６における緊張力が大きくなり、浮動板３６がばね５２に抗して基端側へ移動し、位置検出板４８が変位センサ４９に対して、中立位置ａ0 から離間位置ａ2 となる。
【００４０】
上記位置検出板４８の各位置ａ0 ，ａ1 ，ａ2 は変位センサ４９にて検出され、その各検出信号がシーケンサ６３ａ，６３ｂに出力され、位置検出板４８の位置ａ1 のときにはテープボビン２７の回転速度を相対的に低下させ、位置ａ2 のときにはテープボビン２７の回転速度を相対的に高くして、位置検出板４８が中立位置ａ0 に戻るようにテープボビン２７の回転数が制御される。
これによって、テープ１３は一定量だけテープボビンより繰り出される。
【００４１】
上記したようにテープボビン２７の回転は位置検出板４８の位置を変位センサ４９が検出することにより制御されるが、この一連の動作を図示すると図８に示すようになる。
【００４２】
すなわち、ＦＲＰロッドの成形時間がたちテープボビン２７の径が小径となると（１）、テープボビン２７の１回転あたりの繰り出されるテープ１３の量が少なくなる（２）。このときにおいても、繰り出されるテープ１３の量に対して使用される量は変化しない（３）。テープ緊張装置４６に巻き掛けられているテープ１３の長さが短くなる（４）。テープ緊張装置４６の浮動板３６がばね５２に抗して基端側へ移動して、位置検出板４８がａ2 側へ移動し（５）、この位置検出板４８の動きが検出センサ４９で検出され（６）、この検出信号は第２モータ３３のシーケンサ６３ｂに送られ（７）、シーケンサ６３ｂはテープボビン２７の回転を速くさせる（８）。
【００４３】
テープボビン２７の回転が速くなると、テープボビン２７からのテープ１３の繰り出し量が多くなるため浮動板３６はばね５２にて押され、位置検出板４８が元の位置ａ0 にもどされる（９）。位置検出板４８が元の位置ａ0 にもどったことが位置センサ４９にて検出され（１０）、その信号が第２モータ３３のシーケンサ６３ｂに送られ（１１）、テープボビン２７の回転速度の上昇がストップする（１２）。
【００４４】
上記作動は（１）から（１２）まで繰り返し行なわれる。またテープボビン２７の回転速度の上昇のストップ時に機械的な原因でオーバランした場合、位置センサが円盤の位置をａ0 もどすようにテープボビン２７を遅くする。
【００４５】
上記のように、テープ１３の巻き込みによって、テープボビン２７のテープ１３の巻き径が減少していくが、テープボビン２７の回転軸心に対する回転モーメントの狂いは発生しない。このためテープボビン２７の回転数を高くして用いることができる。またテープボビン２７を大径にして用いても同様に回転モーメントの狂いがないことにより、長尺用として用いることができる。
【００４６】
テープボビン２７へのテープ１３の補充は、支持筒２６だけを回転させてこれと一体に回転するテープボビン２７にテープ巻き込み案内装置６０を介して外部より巻き込む。
【００４７】
上記テープ巻き付け巻き取り装置１ａ，１ｂの作用の説明はテープ巻き付け用として用いた例を示したが、巻き取り用としても全く同様に用いられる。ただし、このテープ巻き取り用とし用いる場合には回転体２３及び支持筒２６の回転はテープ巻き付け用のものと逆方向に回転させる。そして巻き取り終ったテープ１３はテープ巻き込み案内装置６０を介して外部へ取り出す。
【００４８】
このテープ巻き取り用として用いられる装置１ｂでは、一定の巻き取り位置でもってＦＲＰロッド１４からテープ１３を引きはがし、テープ巻き付け巻き取り案内装置４０の通り、案内部を経てテープボビン２７に巻き取っていく。このときのテープボビン２７の回転速度はテープ１３がたるまないように、装置内の案内部における張力をパラメータにして制御される。
このとき基本的な回転体２３（テープボビン２７）の回転速度は巻き付け用、巻き取り用の両装置１ａ，１ｂとも同調され、また停止時と成形開始時は引き抜き機５も同調される。また外部の制御装置によりテープ１３の巻き付けピッチや速度のパラメータをもって連続的に変化させていくことも可能である。
【００４９】
次に上記テープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り装置１ａによるテープ１３の具体的な巻き付け例を実施例（１），（２）として示す。
【００５０】
実施例１．
幅４ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍのテトロンテープを８０００ｍ巻いたテープボビンをテープ巻き付け巻き取り装置１ａに組み入れ、直径１０ｍｍのＦＲＰロッドにテープ１３をピッチ１０ｍｍで巻き付け、２５００ｍの成形量を、成形速度２ｍ／ｍｉｎで成形したところ、準備時間を入れずに成形時間が２０時間５０分かかった。
【００５１】
このときテープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り装置１ａの回転体２３の回転数は２００r,p,m であり、テープ巻き取り用の装置１ｂの回転体２３の回転数は２００±５０r,p,m であった。またそれぞれの装置１ａ，１ｂにおけるテープボビン２７，２７は上記回転体２３の回転数にテープの巻き付け、巻き取り分だけの回転数をプラスした回転数で回転される。
【００５２】
成形時、この回転数でも振動は発生せず、またテープボビン２７の重量減少、あるいは重量増大による回転不具合も発生しなかった。また始動時の回転たちあがりもスムーズであり、テープ巻き取り用のテープ巻き付け巻き取り装置１ｂのテープボビン２７は空にもかかわらず同期がとれてテープボビンの重量変化による回転の変化はなかった。
【００５３】
実施例２．
幅４ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍのテトロンテープを１００００ｍ巻いたテープボビンをテープ巻き付け巻き取り装置１ａに組み入れ、直径１０ｍｍのＦＲＰロッドにテープ１３をピッチ１０ｍｍで巻き付け、２５００ｍの成形量を、成形速度２ｍ／ｍｉｎで成形したところ、準備時間を入れずに成形時間が２０時間５０分かかった。
【００５４】
このときテープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り装置１ａの回転体２３の回転数は２５０r,p,m であり、テープ巻き取り用の装置１ｂの回転体２３の回転数は２５０±５０r,p,m であった。またそれぞれの装置１ａ，１ｂにおけるテープボビン２７，２７は上記回転体２３の回転数にテープの巻き付け、巻き取り分だけの回転数をプラスした回転数で回転される。
【００５５】
成形時、この回転数でも振動は発生せず、またテープボビン２７の重量減少、あるいは重量増大による回転不具合も発生しなかった。また始動時の回転たちあがりもスムーズであり、テープ巻き取り用のテープ巻き付け巻き取り装置１ｂのテープボビン２７は空にもかかわらず同期がとれてテープボビンの重量変化による回転の変化はなかった。そして成形途中、成形速度変化による成形品品質確認のため速度を２０ｃｍ／ｍｉｎまで落としたが、この速度低下における回転の追随に問題はなく、成形速度変化によるテープ巻き付け巻き取り回転速度の制御は行われていた。このときの成形品を観察したところ、低速成形時でのテープの巻き付け巻き取りにおけるピッチ異常はみられず、テープの巻き付け巻き取りの不具合の発生が無いことが確認できた。後に、成形速度を２ｍ／ｍｉｎに上げたところ２５０r,p,m まで回転は追随し、成形速度を落としたときと同様に成形品に不具合の発生はなかった。
【００５６】
実施例３．
幅４ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍのテトロンテープを８８００ｍｍ巻いたテープボビンを組み入れた２台のテープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り装置１ａ，１ａをライン上に並べて配置し、それに対応する２台の巻き取り用の装置１ｂ，１ｂを加熱金型装置４をはさんで配置する。
【００５７】
そしてテープ１３を巻き付けるための初期速度を２０ｃｍ／ｍｉｎで成形を行い、互いに逆方向に回転するテープ巻き付け用の装置１ａ，１ｂにて直径１０ｍｍのＦＲＰロッドに２本のテープ１３をピッチ２０ｍｍで交差して巻き付け、この部分が巻き取り用の装置１ｂ，１ｂに到達したところで、この巻き取り用の装置１ｂ，１ｂの各テープボビンに硬化後のテープ１３をつなげ、ついで成形速度を２ｍ／ｍｉｎに上げた。
【００５８】
２５００ｍｍの成形量を成形するのにかかった時間は、準備時間を入れずに２０時間５０分であった。
このときテープ巻き付け用のテープ巻き付け巻き取り装置１ａの回転体２３の回転数は１００r,p,m であり、テープ巻き取り用の装置１ｂの回転体２３の回転数は１００±２５r,p,m であった。またそれぞれの装置１ａ，１ｂにおけるテープボビン２７，２７は上記回転体２３の回転数にテープの巻き付け、巻き取り分だけの回転数をプラスした回転数で回転される。
【００５９】
成形時、この回転数でも振動は発生せず、またテープボビン２７の重量減少、あるいは重量増大による回転不具合も発生しなかった。また始動時の低速（２０ｃｍ／ｍｉｎ）から高速（２ｍ／ｍｉｎ）への回転の追従もスムーズであり、テープ巻き取り用のテープ巻き付け巻き取り装置１ｂのテープボビン２７は空にもかかわらず同期がとれてテープボビンの重量変化による回転の変化はなかった。
【００６０】
成形品を観察したところ低速成型時から高速成型時に移るときのテープの巻き付け巻き戻しにおけるピッチ異常は見られず、テープ巻き付け巻き戻し機の不具合の発生が無いことが確認できた。
【００６１】
この発明の実施例において、テープ１３の繰り出し量の検出手段として、テープ１３の繰り出し張力の変化によって軸方向に移動する位置検出板４８の位置を変位センサ４９にて検出し、その検出信号でテープボビン２７の回転速度を制御するようにした例を示したが、このテープ１３の繰り出し量の検出手段としてはこれに限るものではなく、以下のような手段を用いてもよい。
【００６２】
すなわち、非接触式のレーザ速度計でテープ１３の送り出し速度を測り、速度が一定値の中に留まるように設定された速度より早くなったときにテープボビン２７の回転速度を遅くし、これの逆のときにはテープボビン２７の回転速度を早くする。
【００６３】
また接触式のばねの張力や荷重を直接計測し、このときの荷重の変化に応じてテープボビン２７の回転速度を制御する。
【００６４】
さらにテープ１３を巻き掛けて、このテープ１３の繰り出しに従って回転するローラに回転速度計を取り付けてテープ１３の繰り出し速度を測るようにする。
【００６５】
これらの各実施例における検出手段を単体、もしくは組合わせたもので測定し、制御装置に無線あるいは有線で送信する。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、テープの巻き付け巻き取りによって作られる螺旋溝が短ピッチで、しかも長尺の成形品を連続的に安定して生産することができる。
そして特に本発明によれば、成形品が貫通するよう筒状に形成された回転体と、この回転体と同軸で、かつ半径方向外側に配置した支持筒とを、それぞれ独立して回転が制御されるようにして回転駆動部に連結して設け、上記支持筒にテープボビンを同心状に取り付け、回転体の軸方向端部に、成形品に対してテープを巻き付けあるいは引き取るためのテープ巻き付け巻き取り案内装置と、このテープ巻き付け巻き取り案内装置とテープボビン間のテープを張力を付与しながら案内するテープ案内装置とを設けた構成となっていることにより、テープの巻き取り容量の大きなテープボビンを用いた場合でも、成形の初めと終りでテープの量が大きく変っても、このテープボビンの回転モーメントの変化は殆ど発生せず、従って回転体を高速回転してのテープの高速巻き付け、巻き取りを振動が発生することなく行うことができる。
【００６７】
また上記テープボビンは、巻き付けられ、あるいは巻き取られるテープの走行速度の変化に応じて、その回転速度が制御されることにより、回転体の軸方向端部に設けられたテープ案内装置にて案内されるテープに過大な張力が発生したり、たるんでからまるような不具合をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】螺旋溝付きＦＲＰロッドの生産ラインの一例を示す説明図である。
【図２】テープ巻き付け巻き取り装置の実施例を示す一部破断正面図である。
【図３】テープ巻き付け巻き取り装置の実施例を示す一部省略平面図である。
【図４】テープ緊張装置とテープ巻き付け巻き戻し案内装置を示す斜視図である。
【図５】テープ緊張装置を示す構成説明図である。
【図６】テープ巻き込み案内装置部分を示す側面図である。
【図７】テープ巻き込み案内装置部分を示す正面図である。
【図８】テープボビンの回転制御を示すフロー図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…テープ巻き付け巻き戻し装置
２…ロービングラック
３…レジンバス装置
４…加熱金型装置
５…引き抜き機
６…補強繊維
１１…繊維束
１３…テープ
１４…ＦＲＰロッド
２０…フレーム
２１…案内筒
２３…回転体
２６…支持筒
２７…テープボビン
２８…摺動台
３０，３２…ベルト
３１，３３…モータ
３５…摺動ボス
３６…浮動板
３７…支持台
３８…テープ振り機
４０…テープ巻き付け巻き戻し案内装置
４３ａ，４３ｂ…案内片
４６…テープ緊張装置
４７…テープ張力検出装置
４８…位置検出板
４９…変位センサ
５０ａ，５０ｂ…案内軸
５２…ばね
５４ａ，５４ｂ…支柱
５５ａ，５５ｂ…テープ張力検出ローラ
５６ａ，５６ｂ…張力付与ローラ
５７ａ，〜５５ｄ…案内ローラ装置
６０…テープ巻き込み案内装置。
Claims (3)
- ロッドやパイプ等の長尺物が流れる成形ラインで成形品にテープを巻きつけ、あるいは巻き取りを行うテープ巻き付け巻き取り装置において、成形品が貫通するよう筒状に形成された回転体と、この回転体と同軸で、かつ半径方向外側に配置した支持筒とを、それぞれ独立して回転が制御されるようにして回転駆動部に連結して設け、上記支持筒にテープボビンを同心状に取り付け、回転体の軸方向端部に、成形品に対してテープを巻き付けあるいは引き取るためのテープ巻き付け巻き取り案内装置と、このテープ巻き付け巻き取り案内装置とテープボビン間のテープを、これに張力を付与しながら案内するテープ案内装置とを設けたことを特徴とするテープ巻き付け巻き取り装置。
- 回転体に設けられたテープ案内装置に、この部分を走行するテープの走行速度を検出するテープ走行速度検出手段を設け、このテープ走行速度検出手段からの検出信号に基づいてテープボビンを支持する支持筒の回転駆動部を制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のテープ巻き付け巻き取り装置。
- 回転体に設けられたテープ案内装置に、この部分のテープの張力の変化により移動する移動部材と、この移動部材の移動量を検出する変位センサを設け、この変位センサの検出信号を、テープボビンを支持する支持筒の回転駆動部を制御する制御手段に入力するようにしたことを特徴とする請求項１記載のテープ巻き付け巻き取り装置。
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| JP24458495A JP3641812B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | テープ巻き付け巻き取り装置 |
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| JPH0985845A JPH0985845A (ja) | 1997-03-31 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1995
- 1995-09-22 JP JP24458495A patent/JP3641812B2/ja not_active Expired - Fee Related
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