JP5687985B2 - フィラメントワインディング装置 - Google Patents

Description

本発明は、フィラメントワインディング装置の技術に関する。

従来、樹脂を含浸させた繊維束をライナーの外周面に巻き付けていくフィラメントワインディング装置が知られている。フィラメントワインディング装置は、放射状に複数の繊維束ガイドを設けたヘリカルヘッドを備え、回転するライナーの外周面に複数本の繊維束を同時に巻き付けることを可能としている。例えば特許文献１の如くである。

このようなフィラメントワインディング装置においては、巻き乱れを防止するためにライナーの外径に応じた最適な位置に繊維束ガイドを移動させる必要がある。従って、該繊維束ガイドをライナーの回転軸に近接する方向に移動させた場合であっても、隣り合う繊維束ガイド同士が干渉しないように、繊維束ガイドの供給口の開口幅が制限される。

ところで、ライナーの外周面を繊維束で効率的に覆うには、繊維束の幅は広いほうがよい。特にライナーの筒状部での円周長は、ドーム部での円周長より長いため、筒状部に巻き付ける繊維束の幅は広いほうがよい。

しかしながら、特許文献１の技術では、繊維束ガイドの供給口の開口幅が制限されている。ライナーの外周面に巻き付ける繊維束の幅は、繊維束ガイドの供給口の開口幅で決定される。繊維束ガイドを通過する前には繊維束ガイドの幅よりも広い幅の繊維束であっても、繊維束ガイドを通過する際には繊維束ガイドの供給口の開口幅に狭められる。

特開２０１０−３６４６１号公報

本発明は、上記の如き課題を鑑みてなされたものであり、ライナーの部位に応じて繊維束の幅を変えて巻き付けることができるフィラメントワインディング装置を提供することである。

次に、この課題を解決するための手段を説明する。

即ち、第１の発明は、ライナーの回転軸に対して略垂直方向に伸縮する複数の繊維束ガイドを放射状に設けたヘリカルヘッドを備え、前記ライナーを回転させながら前記ヘリカルヘッドを通過させることで前記繊維束ガイドの供給口から供給される繊維束を前記ライナーの外周面に巻き付けていくフィラメントワインディング装置において、前記繊維束ガイドは、開口幅の異なる第１供給口と第２供給口とを少なくとも備え、前記第１供給口と前記第２供給口とを選択的に切り替えて繊維束を前記ライナーに供給するものである。

第２の発明は、前記繊維束ガイドは、少なくとも前記第１供給口を備える第１供給ガイドと、前記第２供給口を備える第２供給ガイドとから構成されるものである。

第３の発明は、前記繊維束ガイドは、前記第１供給口を備える前記第１供給ガイドと、前記第１供給口よりも開口幅の広い前記第２供給口を備える第２供給ガイドを同軸上に備え、前記第１供給口が前記第２供給口よりも前記ライナーの回転軸に対して接近した状態と、前記第１供給口が前記第２供給口よりも前記ライナーの回転軸に対して離間した状態とに切り替え自在構成されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

第１の発明によれば、繊維束ガイドの供給口の幅を広くすることができる。これにより、繊維束の幅を各供給口の幅に応じて広げた後にライナーの外周面に巻き付けることができる。また、ライナーの部位に応じて繊維束の幅を変えて巻き付けることができる。

第２の発明によれば、繊維束を供給する供給ガイドを切り替えることで繊維束ガイドの供給口の幅を広くすることができる。これにより、繊維束の幅を各供給口の幅に応じて広げた後にライナーの外周面に巻き付けることができる。また、ライナーの部位に応じて繊維束の幅を変えて巻き付けることができる。

第３の発明によれば、ライナーの外径に合わせて伸縮する繊維束ガイドの伸縮位置に応じて供給口の幅を変更することができる。これにより、繊維束の幅を各供給口の幅に応じて広げた後にライナーの外周面に巻き付けることができる。また、ライナーの部位に応じて繊維束の幅を変えて巻き付けることができる。

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を示す図。 ヘリカル巻き装置を構成する第１ヘリカルヘッドならびに第２ヘリカルヘッドを示す図。 第１ヘリカルヘッドならびに第２ヘリカルヘッドを構成するガイド支持装置を示す図。 第１繊維束ガイド及び第２繊維束ガイドを通過した繊維束Ｆが第１供給ガイド及び第２供給ガイドに接触した状態を示す斜視図。 第１繊維束ガイド及び第２繊維束ガイドがライナーの回転軸に近接する方向に移動した状態を示す図。 第１繊維束ガイド及び第２繊維束ガイドがライナーの回転軸から離間する方向に移動した状態を示す図。

まず、図１を用いて、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（以降「ＦＷ装置」）１００の全体構成について説明する。

図１に示す矢印Ａは、ライナー１の移送方向を示している。また、ライナー１の移送方向と平行な方向をＦＷ装置１００の前後方向とし、ライナー１が移送される一方向を前側（本図左側）、他方向を後側（本図右側）と定義する。なお、ＦＷ装置１００は、ライナー１を矢印Ａの方向、及び矢印Ａの反対方向に往復動させるため、該ライナー１の移送方向に応じて前側及び後側が定まる。

ＦＷ装置１００は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付けていく装置である。ＦＷ装置１００は、主に主基台１０と、ライナー移送装置２０と、フープ巻き装置３０と、ヘリカル巻き装置４０と、で構成される。

ライナー１は、例えば高強度アルミニウム材やポリアミド系樹脂等によって形成された略円筒形状の中空容器である。ライナー１は、該ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆが巻き付けられることによって耐圧特性の向上が図られる。つまり、ライナー１は、耐圧容器を構成する基材とされる。

主基台１０は、ＦＷ装置１００の基礎を構成する主たる構造体である。主基台１０の上部には、ライナー移送装置用レール１１が設けられている。ライナー移送装置用レール１１には、ライナー移送装置２０が載置されている。また、主基台１０の上部には、ライナー移送装置用レール１１に対して平行にフープ巻き装置用レール１２が設けられている。フープ巻き装置用レール１２には、フープ巻き装置３０が載置されている。

このような構成により、主基台１０は、ＦＷ装置１００の基礎を構成するとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー移送装置２０ならびにフープ巻き装置３０を移動させることを可能としている。

ライナー移送装置２０は、ライナー１を回転させながら移送する装置である。詳細には、ライナー移送装置２０は、ＦＷ装置１００の前後方向を中心軸としてライナー１を回転させるとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー１を移送する装置である。ライナー移送装置２０は、主に基台２１と、ライナー支持部２２と、で構成される。

基台２１には、上部に一対のライナー支持部２２が設けられている。ライナー支持部２２は、ライナー支持フレーム２３と回転軸２４で構成され、ライナー１を回転させる。

具体的に説明すると、ライナー支持部２２は、基台２１から上方に向けて延設されたライナー支持フレーム２３と、該ライナー支持フレーム２３から前後方向に向けて延設された回転軸２４と、で構成される。そして、回転軸２４に取り付けられたライナー１は、図示しない動力機構によって一方向に回転されるのである。

このような構成により、ライナー移送装置２０は、ＦＷ装置１００の前後方向を中心軸としてライナー１を回転させるとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー１を移送することを可能としている。

フープ巻き装置３０は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付ける装置である。詳細には、フープ巻き装置３０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して略垂直となる、いわゆるフープ巻きを行なう装置である。フープ巻き装置３０は、主に基台３１と、動力機構３２と、フープ巻き掛け装置３３と、で構成される。

基台３１には、動力機構３２によって回転されるフープ巻き掛け装置３３が設けられている。フープ巻き掛け装置３３は、巻き掛けテーブル３４とボビン３５で構成され、ライナー１の外周面１Ｓにフープ巻きを行なう。

具体的に説明すると、フープ巻き掛け装置３３は、主にフープ巻きを行なう巻き掛けテーブル３４と、該巻き掛けテーブル３４に繊維束Ｆを供給するボビン３５と、で構成される。そして、巻き掛けテーブル３４に設けられた繊維束ガイドによってライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆが導かれ、巻き掛けテーブル３４が回転することでフープ巻きが行なわれる。

このような構成により、フープ巻き装置３０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して略垂直となるフープ巻きを行なうことを可能としている。なお、本ＦＷ装置１００は、フープ巻き装置３０の移動速度や巻き掛けテーブル３４の回転速度を調節することによって、繊維束Ｆの巻き付け態様を自在に変更可能としている。

ヘリカル巻き装置４０は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付ける装置である。詳細には、ヘリカル巻き装置４０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して所定の値となる、いわゆるヘリカル巻きを行なう装置である。ヘリカル巻き装置４０は、主に基台４１と、ヘリカル巻き掛け装置４２と、で構成される。

基台４１には、ヘリカル巻き掛け装置４２が設けられている。ヘリカル巻き掛け装置４２は、第１ヘリカルヘッド４３と第２ヘリカルヘッド４４で構成され、ライナー１の外周面１Ｓにヘリカル巻きを行なう。なお、本ＦＷ装置１００のヘリカル巻き装置４０には、第１ヘリカルヘッド４３と第２ヘリカルヘッド４４の二つが備えられているが、それ以上のヘリカルヘッドを備えるとしても良い。

具体的に説明すると、ヘリカル巻き掛け装置４２は、主にヘリカル巻きを行なう第１ヘリカルヘッド４３と、同じくヘリカル巻きを行なう第２ヘリカルヘッド４４と、で構成される。そして、第１ヘリカルヘッド４３に設けられた第１繊維束ガイド９１、第２ヘリカルヘッド４４に設けられた第２繊維束ガイド９２によってライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆが導かれ（図２参照）、ライナー１が回転しながら通過することでヘリカル巻きが行なわれる。なお、第１ヘリカルヘッド４３ならびに第２ヘリカルヘッド４４には、図示しないボビンから繊維束Ｆが供給される。

このような構成により、ヘリカル巻き装置４０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して所定の値となるヘリカル巻きを行なうことを可能としている。なお、本ＦＷ装置１００は、ライナー１の移送速度や回転速度を調節することによって、繊維束Ｆの巻き付け態様を自在に変更可能としている。

次に、図２を用いて、ヘリカル巻き装置４０を構成する第１ヘリカルヘッド４３ならびに第２ヘリカルヘッド４４について説明する。

図２に示す矢印Ａは、ライナー１の移送方向を示している。また、図中に示す矢印Ｂは、ライナー１の回転方向を示している。

上述したように、ヘリカル巻き装置４０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して所定の値となるヘリカル巻きを行なう装置である。

図２に示すように、ヘリカル巻き装置４０を構成する第１ヘリカルヘッド４３ならびに第２ヘリカルヘッド４４は、ライナー１の移送方向に互いに隣接するように配置されている。また、第２ヘリカルヘッド４４は、該第２ヘリカルヘッド４４に設けられた後述の第２繊維束ガイド９２が第１ヘリカルヘッド４３に設けられた後述の第１繊維束ガイド９１の間に位置するように位相差ＰＡを設けて配置されている（図５（Ａ）、図６（Ａ）参照）。

第１ヘリカルヘッド４３は、ガイド支持装置４５と、第１繊維束ガイド９１とを具備する。第１ヘリカルヘッド４３は、フレーム４９に第１繊維束ガイド９１を支持するガイド支持装置４５が複数配置されて構成される。
第２ヘリカルヘッド４４は、ガイド支持装置４５と、第２繊維束ガイド９２とを具備する。第２ヘリカルヘッド４４は、フレーム４９に第２繊維束ガイド９２を支持するガイド支持装置４５が複数配置されて構成される。

ガイド支持装置４５は、第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２を回転自在及び伸縮自在に支持するものである。ガイド支持装置４５は、ライナー１の回転軸Ｒａを中心として放射状に第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４のフレーム４９に複数配置される。（図５（Ａ）、図６（Ａ）参照）。ガイド支持装置４５は、ガイド支持部材４６と、第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２を回転及び伸縮させる動力を伝達する伸縮駆動軸４７及び回転駆動軸４８と、を具備する。

第１繊維束ガイド９１は、繊維束Ｆをライナー１に案内するものである。第１繊維束ガイド９１は、第１供給ガイド９３と、第２供給ガイド９４とから構成される。第２供給ガイド９４は、各ガイド支持装置４５のガイド支持部材４６に回転自在に支持される。第１供給ガイド９３は、第２供給ガイド９４によってライナー１の回転軸Ｒａに略垂直な方向に伸縮自在に支持される。

第２繊維束ガイド９２は、繊維束Ｆをライナー１に案内するものである。第２繊維束ガイド９２は、第１供給ガイド９５と、第２供給ガイド９６とから構成される。第２供給ガイド９６は、各ガイド支持装置４５のガイド支持部材４６に回転自在に支持される。第１供給ガイド９５は、第２供給ガイド９６によってライナー１の回転軸Ｒａに略垂直な方向に伸縮自在に支持される。以上より、第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２は、回転自在及び伸縮自在に構成される。

これにより、第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４は、第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２によって複数本の繊維束Ｆをライナー１の外周面１Ｓに同時に案内することができるのである。なお、本ＦＷ装置１００の第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４には、それぞれ繊維束ガイドが９０本設けられているため、９０本の繊維束Ｆをそれぞれ同時に案内することを可能としている。

上述の通り、第１ヘリカルヘッド４３ならびに第２ヘリカルヘッド４４は、ライナー１の外周面１Ｓに複数本の繊維束Ｆ（本ＦＷ装置１００においては１８０本の繊維束Ｆ）を同時に導き、ヘリカル巻きを行なうことを可能としている。

本ＦＷ装置１００には、ライナー１の回転軸Ｒａ方向（前後方向）に第２ヘリカルヘッド４４を駆動する間隔調節手段が設けられている。換言すると、本ＦＷ装置１００には、該ＦＷ装置１００の前後方向に第２ヘリカルヘッド４４を駆動する間隔調節手段が設けられている。

間隔調節手段である駆動装置５０は、電動モータ５１によって回転されるウォームギヤ５２と、第２ヘリカルヘッド４４に固設されたラックギヤ５３と、で構成される。駆動装置５０は、電動モータ５１の回転動力によって第２ヘリカルヘッド４４を駆動する。

また、本ＦＷ装置１００には、ライナー１の周方向に第２ヘリカルヘッド４４を駆動する位相調節手段が設けられている。換言すると、本ＦＷ装置１００には、ライナー１の回転軸Ｒａを中心として第２ヘリカルヘッド４４を駆動する位相調節手段が設けられている。

位相調節手段である駆動装置６０は、電動モータ６１によって回転されるウォームギヤ６２と、第２ヘリカルヘッド４４に固設されたラックギヤ６３と、で構成される。駆動装置６０は、電動モータ６１の回転動力によって第２ヘリカルヘッド４４を駆動する。

次に、図３及び図４を用いて、第１ヘリカルヘッド４３ならびに第２ヘリカルヘッド４４を構成するガイド支持装置４５、第１繊維束ガイド９１、及び第２繊維束ガイド９２について詳しく説明する。なお、第２ヘリカルヘッド４４に取り付けられたガイド支持装置４５を図示して説明し、第１ヘリカルヘッド４３に取り付けられたガイド支持装置４５及び第１繊維束ガイド９１の説明は省略する。

図３中に示す白抜きの矢印は、移動機構７０を構成する各部材の動作方向を示している。また、図３中に示す黒塗りの矢印は、回転機構８０を構成する各部材の動作方向を示している。図４中に示す白抜きの矢印は、繊維束Ｆの供給方向を示している。また、図４（Ａ）中に示す黒塗りの矢印は、第２繊維束ガイド９２を構成する各部材の動作方向及びライナー１の回転軸Ｒａに近接する方向を示している。図４（Ｂ）中に示す黒塗りの矢印は、第２繊維束ガイド９２を構成する各部材の動作方向及びライナー１の回転軸Ｒａから離間する方向を示している。

図３に示すように、ガイド支持装置４５は、第２ヘリカルヘッド４４のフレーム４９に取り付けられ、第２繊維束ガイド９２の第１供給ガイド９５を移動自在、かつ第１供給ガイド９５及び第２供給ガイド９６を回転可能に支持する装置である。ガイド支持装置４５は、第２ヘリカルヘッド４４の移動機構７０と、回転機構８０とに連動連結される。

ガイド支持装置４５は、第２繊維束ガイド９２を回転自在及び伸縮自在に支持するものである。ガイド支持装置４５は、ガイド支持部材４６と、伸縮駆動軸４７と、回転駆動軸４８とを具備する。

ガイド支持部材４６は、第２繊維束ガイド９２を支持するものである。ガイド支持部材４６は、伸縮駆動軸４７及び回転駆動軸４８に支持される。ガイド支持部材４６は、第２繊維束ガイド９２の第１供給ガイド９５を回転自在に支持する。

伸縮駆動軸４７は、第２繊維束ガイド９２が伸縮するための動力を伝達するものである。伸縮駆動軸４７は、軸心をライナー１の回転軸Ｒａに略垂直な方向として第２ヘリカルヘッド４４のフレーム４９に回転自在に支持される。伸縮駆動軸４７の一側端部には、動力を伝達するためのギヤが形成され後述の中間軸７２に歯合される。伸縮駆動軸４７の他側には、後述の駆動プーリー７３が固定される。

回転駆動軸４８は、第２繊維束ガイド９２が回転するための動力を伝達するものである。回転駆動軸４８は、軸心をライナー１の回転軸Ｒａに略垂直な方向として第２ヘリカルヘッド４４のフレーム４９に伸縮駆動軸４７と隣接して回転自在に支持される。回転駆動軸４８の一側端部には、動力を伝達するためのギヤが形成され後述の中間軸８２に歯合される。回転駆動軸４８の他側には、後述の伝達ギヤ８３が固定される。

移動機構７０は、ライナー１の回転軸Ｒａに対して略垂直方向に第１供給ガイド９５を移動させる機構である。移動機構７０は、主に回転筒７１と、中間軸７２と、駆動プーリー７３と、伝動ベルト７４とで構成される。

移動機構７０は、図示しない電動モータの回転動力を回転筒７１及び中間軸７２を介して、中間軸７２に歯合されている伸縮駆動軸４７に伝達可能に構成される。さらに、駆動プーリー７３が伸縮駆動軸４７に固定され、伝達ベルト７４によって伸縮駆動軸４７と第１供給ガイド９５とが連動連結されている。よって、移動機構７０は、電動モータによって回転筒７１を回転させることで中間軸７２を介して伸縮駆動軸４７に回転動力を伝達する。そして、伸縮駆動軸４７に伝達された回転動力は、駆動プーリー７３及び伝達ベルト７４を介して第１供給ガイド９５に伝達される。

回転機構８０は、第２供給ガイド９６の軸心を中心軸として該第２供給ガイド９６を回転させる機構である。回転機構８０は、主に回転筒８１と、中間軸８２と、伝達ギヤ８３と、で構成される。

回転機構８０は、図示しない電動モータの回転動力を回転筒８１及び中間軸８２を介して、中間軸８２に歯合されている回転駆動軸４８に伝達可能に構成される。さらに、伝達ギヤ８３が回転駆動軸４８に固定され、第２供給ガイド９６に歯合されている。よって、回転機構８０は、電動モータによって回転筒８１を回転させることで中間軸８２を介して回転駆動軸４８に回転動力を伝達する。そして、回転駆動軸４８に伝達された回転動力は、伝達ギヤ８３を介して第２供給ガイド９６に伝達される。

第２繊維束ガイド９２は、繊維束Ｆをライナー１に案内するものである。第２繊維束ガイド９２は、前述のとおり、第１供給ガイド９５と、第２供給ガイド９６と、で構成される。

第２供給ガイド９６は、中空の棒状部材から形成される。第２供給ガイド９６は、ガイド支持装置４５のガイド支持部材４６に軸心を回転中心として回転自在に支持され、ライナー１の回転軸Ｒａを中心として放射状に配置される（図５（Ａ）、図６（Ａ）参照）。第２供給ガイド９６は、一側端部にギヤ９６ａが形成され、他側端部には繊維束Ｆを供給する供給口９６ｂが形成される。ギヤ９６ａは、回転機構８０の伝達ギヤ８３と歯合される。すなわち、第２供給ガイド９６は、回転機構８０からの回転動力によって回転自在に構成される。

図４（Ｂ）に示すように、第２供給ガイド９６の供給口９６ｂは、軸方向の断面視で長辺部分の一方が開放された略矩形状に形成される。また、供給口９６ｂは、開口幅（長辺部分の長さ）がＷｇ２となるように形成される。第２供給ガイド９６は、中空部分を通過して供給口９６ｂに到達した繊維束Ｆが供給口９６ｂの長辺部分の縁に接触することで、繊維束Ｆの幅Ｗｆが広がるように構成される。

図３に示すように、第１供給ガイド９５は、中空のねじ部材から形成される。第１供給ガイド９５は、第２供給ガイド９６に軸方向にのみ摺動自在に支持され、第１供給ガイド９５と第２供給ガイド９６との軸心が一致するように配置される。第１供給ガイド９５は、途中部に送りねじ機構９５ａを具備し、他側端部には繊維束Ｆを供給する供給口９５ｂが形成される。

第１供給ガイド９５の送りねじ機構９５ａは、第１供給ガイド９５の本体部分（ねじ部材部分）を軸方向に移動させるものである。送りねじ機構９５ａは、第２供給ガイド９６に支持されるとともに、送りねじ機構９５ａに回転自在に構成されるナット部が第１供給ガイド９５の本体部分を支持している。また、送りねじ機構９５ａの前記ナット部は、移動機構７０の駆動プーリー７３と伝達ベルト７４を介して連動連結される。この構成により、第１供給ガイド９５は、移動機構７０からの回転動力によって前記ナット部が回転されることで、送り作用により第１供給ガイド９５の本体部分が軸方向に送られる。

一方、第１供給ガイド９５は、第２供給ガイド９６に対して相対回転不能に構成される。すなわち、第１供給ガイド９５は、回転機構８０からの回転動力によってその軸心を回転中心として第２供給ガイド９６と一体的に回転自在に構成される。

図４（Ａ）に示すように、第１供給ガイド９５の供給口９５ｂは、軸方向の断面視で長辺部分の一方が開放された略矩形状に形成される。また、供給口９５ｂは、開口幅（長辺部分の長さ）が第２供給ガイド９６の供給口９６ｂの開口幅Ｗｇ２よりも狭い開口幅Ｗｇ１となるように形成される。こうして、第１供給ガイド９５は、第２供給ガイド９６の内部に摺動自在に支持される。

このような構成により、第２繊維束ガイド９２は、移動機構７０によって第１供給ガイド９５をライナー１の回転軸Ｒａから離間する方向及び近接する方向に移動自在に構成される。具体的には、第２繊維束ガイド９２は、第１供給ガイド９５の供給口９５ｂを第２供給ガイド９６の供給口９６ｂよりもライナー１の回転軸Ｒａから離間した位置、すなわち繊維束Ｆが第２供給ガイド９６の供給口９６ｂの縁に接触可能なように構成される。また、第２繊維束ガイド９２は、第１供給ガイド９５の供給口９５ｂを第２供給ガイド９６の供給口９６ｂよりもライナー１の回転軸Ｒａに近接した位置、すなわち繊維束Ｆが第２供給ガイド９６の供給口９６ｂの縁に接触不能なように構成される。

なお、本実施形態において、第２繊維束ガイド９２の第１供給ガイド９５は、送りねじ機構９５ａによって移動自在に構成されるがこれに限定されず、第１供給ガイド９５が移動可能な構成であればよい。また、第２繊維束ガイド９２は、第１供給ガイド９５及び第２供給ガイド９６から構成されるがこれに限定されず、複数の供給ガイドを具備する構成や、供給口を選択的に切り替え可能な構成であればよい。

以上のような構成のＦＷ装置１００において、図４、図５及び図６を用いて、第１供給ガイド９５及び第２供給ガイド９６の動作態様について説明する。

まず、図４及び図５を用いて、ライナー１の外径が小さい部分に繊維束Ｆを巻き付ける場合、すなわち第１ヘリカルヘッド４３の第１繊維束ガイド９１及び第２ヘリカルヘッド４４の第２繊維束ガイド９２がライナー１の回転軸Ｒａに近接する方向に移動した場合を説明する。

図４（Ａ）は、第１供給ガイド９３・９５の供給口９３ｂ・９５ｂが第２供給ガイド９４・９６の供給口９４ｂ・９６ｂよりもライナー１の回転軸Ｒａに近接した場合における繊維束Ｆの状態を示している。図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、第１供給ガイド９３・９５がライナー１の回転軸Ｒａに近接する方向に移動した状態を示している。図５（Ａ）と図５（Ｂ）は、そのときの正面図と側面図である。図５中に示す矢印Ｃは、第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２の移動方向を示している。また、図５中に示す矢印Ｄは、第２ヘリカルヘッド４４の移動方向を示している。

図４（Ａ）に示すように、第１供給ガイド９３・９５を介して供給される繊維束Ｆは、第１供給ガイド９３・９５の供給口９３ｂ・９５ｂの幅Ｗｇ１が繊維束Ｆの幅よりも狭い場合、幅Ｗｆ１に狭められた状態でライナー１に案内される。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、ライナー１の外径が小さい部分に繊維束Ｆを巻き付ける場合、第１供給ガイド９３・９５の供給口９３ｂ・９５ｂは、移動機構７０によってライナー１の回転軸Ｒａに近接する方向に移動される（矢印Ｃ参照）。

第１供給ガイド９３・９５は、ライナー１の回転軸Ｒａに近接するに従って互いの間隔が徐々に小さくなっていく。この結果、第１供給ガイド９３・９５から供給される複数の繊維束Ｆは、互いに近接した状態でライナー１の外周面１Ｓに巻き付けられる。従って、繊維束Ｆによってライナー１の外周面１Ｓを容易に覆うことができる。

図４（Ａ）に示すように、第１供給ガイド９３・９５の供給口９３ｂ・９５ｂが、第２供給ガイド９４・９６の供給口９４ｂ・９６ｂよりもライナー１の回転軸Ｒａに近接している場合、供給口９４ｂ・９６ｂの縁に繊維束Ｆが接触しないので、繊維束Ｆは、供給口９４ｂ・９６ｂによって広げられることなく幅Ｗｆの状態でライナー１の外周面１Ｓに案内される。

次に、ライナー１の外径が大きい部分に繊維束Ｆを巻き付ける場合、すなわち第１ヘリカルヘッド４３の第１繊維束ガイド９１及び第２ヘリカルヘッド４４の第２繊維束ガイド９２がライナー１の回転軸Ｒａから離間する方向に移動した場合を説明する。

図４（Ｂ）は、第１供給ガイド９３・９５の供給口９３ｂ・９５ｂが第２供給ガイド９４・９６の供給口９４ｂ・９６ｂよりもライナー１の回転軸Ｒａから離間した場合における繊維束Ｆの状態を示している。図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、第１供給ガイド９３・９５がライナー１の回転軸Ｒａから離間する方向に移動した状態を示している。図６（Ａ）と図６（Ｂ）は、そのときの正面図と側面図である。図６中に示す矢印Ｃは、第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２の移動方向を示している。また、図６中に示す矢印Ｄは、第２ヘリカルヘッド４４の移動方向を示している。

図４（Ｂ）に示すように、第１供給ガイド９３・９５の供給口９３ｂ・９５ｂの幅Ｗｇ１が繊維束Ｆの幅よりも狭い場合、幅Ｗｆ１に狭められる。

図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、ライナー１の外径が大きい部分に繊維束Ｆを巻き付ける場合、第１供給ガイド９３・９５の供給口９３ｂ・９５ｂは、移動機構７０によってライナー１の回転軸Ｒａから離間する方向に移動される（矢印Ｃ参照）。

第１供給ガイド９３・９５は、ライナー１の回転軸Ｒａから離間するに従って互いの間隔が徐々に大きくなっていく。この結果、第１供給ガイド９３・９５から供給される複数の繊維束Ｆは、隣り合う繊維束Ｆとの間隔が徐々に大きくなりながらライナー１の外周面１Ｓに巻き付けられる。従って、隣り合う繊維束Ｆとの間隔が大きくなるにつれて、繊維束Ｆによってライナー１の外周面１Ｓを覆うことが容易ではなくなる。

図４（Ｂ）に示すように、第１供給ガイド９３・９５の供給口９３ｂ・９５ｂが、第２供給ガイド９４・９６の供給口９４ｂ・９６ｂよりもライナー１の回転軸Ｒａから離間している場合、供給口９３ｂ・９５ｂの開口幅Ｗｇ１よりもひろい開口幅Ｗｇ２に形成される供給口９４ｂ・９６ｂの縁に繊維束Ｆが接触するので、繊維束Ｆの幅Ｗｆ１は、供給口９４ｂ・９６ｂによって幅Ｗｆ２に広げられた後にライナー１の外周面１Ｓに案内される。

繊維束Ｆは、第２供給ガイド９４・９６の供給口９４ｂ・９６ｂに接触して幅Ｗｆ２に広げられている。従って、ライナー１の外周面１Ｓに巻き付けられる繊維束Ｆの巻き付け角度が変化しても繊維束Ｆを安定して供給口９４ｂ・９６ｂに接触させることができる。また、第１供給ガイド９３・９５及び第２供給ガイド９４・９６は、回転機構８０からの回転動力によって一体的に回転自在に構成されるので、ライナー１の移送方向が切り替わった場合やライナー１の外周面１Ｓに巻き付けられる繊維束Ｆの巻き付け角度が変化した場合でも繊維束Ｆを安定して供給口９４ｂ・９６ｂに接触させることができる。

上述の構成により、本ＦＷ装置１００は、第１繊維束ガイド９１の第１供給ガイド９３及び第２繊維束ガイド９２の第１供給ガイド９５の伸縮動作によって、選択的に供給口の開口幅を開口幅Ｗｇ１と開口幅Ｗｇ２とに切り替えることができる。すなわち、本ＦＷ装置１００は、第１供給ガイド９３・９５がライナー１の回転軸Ｒａから離間する方向に移動した場合に、繊維束Ｆを第２供給ガイド９６の供給口９４ｂ・９６ｂに接触させて繊維束Ｆを幅Ｗｆ２に押し広げ、第１供給ガイド９３・９５がライナー１の回転軸Ｒａに近接する方向に移動した場合に、繊維束Ｆを幅Ｗｆ１のままで、繊維束Ｆをライナー１の外周面１Ｓに巻きつけることができる。

以上のごとく、ライナー１の回転軸Ｒａに対して略垂直方向に伸縮する複数の第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２を放射状に設けた第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４を備え、ライナー１を回転させながら第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４を通過させることで第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２の供給口から供給される繊維束Ｆをライナー１の外周面１Ｓに巻き付けていく本ＦＷ装置１００において、第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２は、供給口の幅を変更可能に構成されるものである。
このように構成することにより、第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２の供給口の幅を広くすることができる。これにより、繊維束Ｆの幅Ｗｆが広がった状態でライナー１の外周面１Ｓに巻き付けることができる。また、ライナー１の部位に応じて繊維束Ｆの幅Ｗｆを変えて巻き付けることができる。

また、第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２は、開口幅Ｗｇ１と開口幅Ｗｇ２とが異なる第１供給口である供給口９３ｂ・９５ｂと第２供給口である供給口９４ｂ・９６ｂとを少なくとも備え、供給口９３ｂ・９５ｂと供給口９４ｂ・９６ｂとを選択的に切り替えて繊維束Ｆをライナー１に供給するものである。
このように構成することにより、第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２の供給口の幅を広くすることができる。これにより、繊維束Ｆの幅Ｗｆを各供給口の幅に応じて広げた後にライナー１の外周面１Ｓに巻き付けることができる。また、ライナー１の部位に応じて繊維束Ｆの幅Ｗｆを変えて巻き付けることができる。

また、第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２は、少なくとも供給口９３ｂ・９５ｂを備える第１供給ガイド９３・９５と、供給口９４ｂ・９６ｂを備える第２供給ガイド９４・９６とから構成されるものである。
このように構成することにより、繊維束Ｆを供給する第１供給ガイド９３・９５と第２供給ガイド９４・９６とを切り替えることで第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２の供給口の幅を広くすることができる。これにより、繊維束Ｆの幅Ｗｆを各供給口の幅に応じて広げた後にライナー１の外周面１Ｓに巻き付けることができる。また、ライナー１の部位に応じて繊維束Ｆの幅Ｗｆを変えて巻き付けることができる。

また、第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２は、供給口９３ｂ・９５ｂを備える第１供給ガイド９３・９５と、供給口９３ｂ・９５ｂよりも開口幅の広い供給口９４ｂ・９６ｂを備える第２供給ガイド９４・９６を同軸上に備え、供給口９３ｂ・９５ｂが供給口９４ｂ・９６ｂよりもライナー１の回転軸Ｒａに対して接近した状態と、供給口９３ｂ・９５ｂが供給口９４ｂ・９６ｂよりもライナー１の回転軸Ｒａに対して離間した状態とに切り替え自在構成されるものである。
このように構成することにより、ライナー１の外径に合わせて伸縮する第１繊維束ガイド９１及び第２繊維束ガイド９２の伸縮位置に応じて供給口の幅を変更することができる。これにより、繊維束Ｆの幅Ｗｆを各供給口の幅に応じて広げた後にライナー１の外周面１Ｓに巻き付けることができる。また、ライナー１の部位に応じて繊維束Ｆの幅Ｗｆを変えて巻き付けることができる。

１ ライナー
１Ｓ 外周面
４３ 第１ヘリカルヘッド
４４ 第２ヘリカルヘッド
９１ 第１繊維束ガイド
９２ 第２繊維束ガイド
１００ フィラメントワインディング装置
Ｆ 繊維束

Claims (3)

1. ライナーの回転軸に対して略垂直方向に伸縮する複数の繊維束ガイドを放射状に設けたヘリカルヘッドを備え、
   前記ライナーを回転させながら前記ヘリカルヘッドを通過させることで前記繊維束ガイドの供給口から供給される繊維束を前記ライナーの外周面に巻き付けていくフィラメントワインディング装置において、
   前記繊維束ガイドは、
   開口幅の異なる第１供給口と第２供給口とを少なくとも備え、前記第１供給口と前記第２供給口とを選択的に切り替えて繊維束を前記ライナーに供給するフィラメントワインディング装置。
2. 前記繊維束ガイドは、
   少なくとも前記第１供給口を備える第１供給ガイドと、前記第２供給口を備える第２供給ガイドとから構成される請求項１に記載のフィラメントワインディング装置。
3. 前記繊維束ガイドは、
   前記第１供給口を備える前記第１供給ガイドと、前記第１供給口よりも開口幅の広い前記第２供給口を備える第２供給ガイドとを同軸上に備え、
   前記第１供給口が前記第２供給口よりも前記ライナーの回転軸に対して接近した状態と、前記第１供給口が前記第２供給口よりも前記ライナーの回転軸に対して離間した状態とに切り替え自在構成される請求項２に記載のフィラメントワインディング装置。

Images