JP5756821B2 - 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。

従来より、ライナーを回転させることによって該ライナーの外周面に繊維束を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（例えば特許文献１参照）。このようなフィラメントワインディング装置は、少なくとも回転ユニットと制御ユニットを備えている。

回転ユニットは、駆動軸を正方向又は逆方向に回転できる。また、制御ユニットは、駆動軸の回転開始又は回転停止を制御できる。そして、このようなフィラメントワインディング装置は、ライナーに取り付けられた被駆動軸と駆動軸を連結することによって該ライナーを回転させる。

ところで、従来のフィラメントワインディング装置においては、オペレータによる被駆動軸と駆動軸の連結作業が不可欠である。しかし、オペレータによる連結作業は、手間と時間がかかるため、生産効率が悪化するという問題があった。そこで、生産効率を向上させる観点から、自動的に被駆動軸と駆動軸を連結できるフィラメントワインディング装置が求められていた。

特開２０１０−２３４８１号公報

本発明は、自動的に被駆動軸と駆動軸を連結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を目的としている。

次に、この課題を解決するための手段を説明する。

即ち、第一の発明は、
駆動軸を正方向又は逆方向に回転できる回転ユニットと、
前記駆動軸の回転開始又は回転停止を制御できる制御ユニットと、
ライナーに取り付けられた被駆動軸と前記駆動軸の位相が合うときに互いを連結できる連結ユニットと、を備え、
前記ライナーを回転させることによって該ライナーの外周面に繊維束を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、
前記被駆動軸又は前記駆動軸の位相を検出できる検出ユニットを具備し、
前記制御ユニットは、前記被駆動軸と前記駆動軸を連結する際に前記検出ユニットから得られた情報に基づいて、前記被駆動軸と前記駆動軸の位相が合うように該駆動軸を回転させて位相を調節し、その後に前記被駆動軸と前記駆動軸を連結させる、とした。

第二の発明は、第一の発明に係るフィラメントワインディング装置において、
前記駆動軸を軸方向に摺動できる摺動ユニットを具備し、
前記制御ユニットは、前記被駆動軸と前記駆動軸の位相が合うように該駆動軸を回転させて位相を調節した後に、前記駆動軸を軸方向に摺動させ、その後に前記被駆動軸と前記駆動軸を連結させる、とした。

第三の発明は、第一又は第二の発明に係るフィラメントワインディング装置において、
前記連結ユニットは、前記被駆動軸側のキー若しくはキー溝と前記駆動軸側のキー溝若しくはキーを嵌合して互いを連結する、とした。

第四の発明は、第三の発明に係るフィラメントワインディング装置において、
前記検出ユニットは、前記被駆動軸側のキー若しくはキー溝又は前記駆動軸側のキー溝若しくはキーを検出する光学センサを備える、とした。

第五の発明は、第四の発明に係るフィラメントワインディング装置において、
前記検出ユニットは、前記被駆動軸又は前記駆動軸の周方向にキー若しくはキー溝の幅よりも広い間隔となるように二つの光学センサを備え、各光学センサの間に一つの光学センサを備える、とした。

第六の発明は、第一から第五のいずれかの発明に係るフィラメントワインディング装置において、
前記ライナーを載置した状態で移動して前記被駆動軸と前記駆動軸が連結する所定位置へ該ライナーを供給できる供給ユニットを具備し、
前記供給ユニットは、前記被駆動軸が所定の位相となるように前記ライナーを前記所定位置へ供給する、とした。

第七の発明は、第六の発明に係るフィラメントワインディング装置において、
前記被駆動軸が所定の位相となるように前記ライナーが載置されているか否かを判断できる判断ユニットを具備し、
前記供給ユニットは、前記被駆動軸が所定の位相となるように前記ライナーが載置されていると前記判断ユニットが判断した後に、前記ライナーを前記所定位置へ供給する、とした。

第八の発明は、第六又は第七の発明に係るフィラメントワインディング装置において、
前記ライナーを前記所定位置から排出して該ライナーを載置した状態で移動できる排出ユニットを具備し、
前記供給ユニットは、前記排出ユニットが前記ライナーを前記所定位置から排出して移動させた後に、新たなライナーを前記所定位置へ供給する、とした。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

第一の発明によれば、制御ユニットは、被駆動軸と駆動軸を連結する際に検出ユニットから得られた情報に基づいて、被駆動軸と駆動軸の位相が合うように該駆動軸を回転させて位相を調節する。これにより、自動的に被駆動軸と駆動軸の位相を合わせることができる。

第二の発明によれば、制御ユニットは、被駆動軸と駆動軸の位相が合うように該駆動軸を回転させて位相を調節した後に、駆動軸を軸方向に摺動させて互いを連結する。これにより、自動的に被駆動軸と駆動軸を連結できる。

第三の発明によれば、連結ユニットは、被駆動軸側のキー若しくはキー溝と駆動軸側のキー溝若しくはキーを嵌合して互いを連結する。これにより、簡素な構造でありながら確実に被駆動軸と駆動軸を連結できる。

第四の発明によれば、検出ユニットは、被駆動軸側のキー若しくはキー溝又は駆動軸側のキー溝若しくはキーを検出する光学センサを備える。これにより、磨耗による故障や誤検出を防いで確実に被駆動軸又は駆動軸の位相を検出できる。

第五の発明によれば、検出ユニットは、被駆動軸又は駆動軸の周方向にキー若しくはキー溝の幅よりも広い間隔となるように二つの光学センサを備え、各光学センサの間に一つの光学センサを備える。これにより、高い精度で被駆動軸又は駆動軸の位相を検出できる。

第六の発明によれば、供給ユニットは、被駆動軸と駆動軸を連結する際に被駆動軸が所定の位相となるようにライナーを所定位置へ供給する。これにより、被駆動軸の位相が一定となる。

第七の発明によれば、供給ユニットは、被駆動軸が所定の位相となるようにライナーが載置されていると判断ユニットが判断した後に、ライナーを所定位置へ供給する。これにより、確実に被駆動軸の位相が一定となる。

第八の発明によれば、供給ユニットは、排出ユニットがライナーを所定位置から排出して移動させた後に、新たなライナーを所定位置へ供給する。これにより、ライナーの交換時間を短縮できる。

フィラメントワインディング装置の全体構成を示す図。 ライナー移送装置の構成を示す図。 連結ユニットの構造を示す図。 検出ユニットの構造を示す図。 ライナーを装着する動作を示す図。 被駆動軸と駆動軸の位相を合わせる動作を示す図。 被駆動軸と駆動軸の位相を合わせる動作を示す図。 ライナーを供給する動作及びライナーを排出する動作を示す図。 被駆動軸が所定の位相となるように載置できる構造を示す図。

まず、本実施形態に係るフィラメントワインディング装置１００（以降「ＦＷ装置」１００とする）について簡単に説明する。

図１は、ＦＷ装置１００の全体構成を示す図である。図中に示す矢印Ｔは、ライナー１の移送方向を示している。ここでは、ライナー１の移送方向をＦＷ装置１００の前後方向とし、ライナー１が移送される一方を前側、他方を後側と定義する。

ＦＷ装置１００は、ライナー１の外周面に繊維束Ｆを巻き付けていくものである。ＦＷ装置１００は、主にライナー移送装置１０と、ヘリカル巻き装置２０と、フープ巻き装置３０と、クリールスタンド４０と、制御ユニット５０と、で構成されている。

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。

ライナー移送装置１０は、ライナー１を回転状態又は非回転状態で移送する。詳細に説明すると、ライナー移送装置１０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。ライナー移送装置１０は、主に基台１１と、ライナー支持フレーム１２と、駆動軸１３と、で構成されている。

基台１１は、ＦＷ装置１００の前後方向に延設されたレール上に載置されている。基台１１には、一対のライナー支持フレーム１２と駆動軸１３が設けられている。そして、駆動軸１３に取り付けられたライナー１は、該駆動軸１３と一体となって回転する。

このような構成により、ライナー移送装置１０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。

ヘリカル巻き装置２０は、ライナー１の外周面に繊維束Ｆを巻き付ける。詳細に説明すると、ヘリカル巻き装置２０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斜め方向となる、いわゆるヘリカル巻きを行なう。ヘリカル巻き装置２０は、主に基台２１と、ヘリカル巻き掛け装置２２と、で構成されている。

基台２１には、ヘリカル巻き掛け装置２２が設けられている。ヘリカル巻き掛け装置２２には、繊維束Ｆを案内する複数の繊維束ガイド２３が設けられている。そして、各繊維束ガイド２３によって案内された繊維束Ｆは、回転しながら通過するライナー１の外周面に巻き付けられる。

このような構成により、ヘリカル巻き装置２０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斜め方向となる、いわゆるヘリカル巻きを行なうことを可能としている。

フープ巻き装置３０は、ライナー１の外周面に繊維束Ｆを巻き付ける。詳細に説明すると、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方向となる、いわゆるフープ巻きを行なう。フープ巻き装置３０は、主に基台３１と、フープ巻き掛け装置３２と、で構成されている。

基台３１には、フープ巻き掛け装置３２が設けられている。フープ巻き掛け装置３２には、繊維束Ｆが巻かれた複数のボビンＢが備えられている。そして、各ボビンＢから解舒された繊維束Ｆは、フープ巻き掛け装置３２が自ら回転することによってライナー１の外周面に巻き付けられる。

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方向となる、いわゆるフープ巻きを行なうことを可能としている。

クリールスタンド４０は、ヘリカル巻き装置２０に繊維束Ｆを供給する。詳細に説明すると、クリールスタンド４０は、ヘリカル巻き装置２０を構成するヘリカル巻き掛け装置２２の各繊維束ガイド２３に対して繊維束Ｆを供給する。クリールスタンド４０は、主にラック４１と、ボビン軸４２と、ローラ４３と、で構成されている。

ラック４１には、複数のボビン軸４２とローラ４３が互いに平行に取り付けられている。ボビンＢは、ボビン軸４２に支持された状態で繊維束Ｆが引っ張られることによって回転し、該繊維束Ｆを解舒する。そして、ボビンＢから解舒された繊維束Ｆは、ローラ４３を介して各繊維束ガイド２３に送られる。

このような構成により、クリールスタンド４０は、ヘリカル巻き装置２０を構成するヘリカル巻き掛け装置２２の各繊維束ガイド２３に対して繊維束Ｆを供給することを可能としている。

次に、ＦＷ装置１００を構成するライナー移送装置１０について更に詳しく説明する。

図２は、ライナー移送装置１０の構成を示す図である。図中に示す矢印Ｔ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Ｒは、駆動軸１３の回転方向を示している。更に、図中に示す矢印Ｘは、駆動軸１３の摺動方向を示している。

被駆動軸１４は、当初よりライナー１に取り付けられている。ここで、ライナー１の一端に取り付けられた被駆動軸１４を「第一被駆動軸１４１」、ライナー１の他端に取り付けられた被駆動軸１４を「第二被駆動軸１４２」と定義する。そして、第一被駆動軸１４１と連結される駆動軸１３を「第一駆動軸１３１」、第二被駆動軸１４２と連結される駆動軸１３を「第二駆動軸１３２」と定義する。

ライナー移送装置１０は、回転ユニット１５や摺動ユニット１６を備えている。また、ライナー移送装置１０は、二つの連結ユニット１７・１８を備えている。

回転ユニット１５は、第一駆動軸１３１を正方向又は逆方向に回転できる（矢印Ｒ参照）。つまり、回転ユニット１５は、駆動軸１３を構成する第一駆動軸１３１と第二駆動軸１３２のうち、第一駆動軸１３１のみを主動的に回転可能としている。但し、回転ユニット１５が第二駆動軸１３２のみを主動的に回転できるとしても良い。また、回転ユニット１５が第一駆動軸１３１と第二駆動軸１３２の両方を主動的に回転できるとしても良い。なお、本ＦＷ装置１００においては、制御ユニット５０が第一駆動軸１３１の回転開始又は回転停止を制御できる。

摺動ユニット１６は、第一駆動軸１３１を軸方向に摺動できる（矢印Ｘ参照）。つまり、摺動ユニット１６は、駆動軸１３を構成する第一駆動軸１３１と第二駆動軸１３２のうち、第一駆動軸１３１のみをＦＷ装置１００の前後方向に摺動可能としている。但し、摺動ユニット１６が第二駆動軸１３２のみを摺動できるとしても良い。また、摺動ユニット１６が第一駆動軸１３１と第二駆動軸１３２の両方を摺動できるとしても良い。なお、本ＦＷ装置１００においては、制御ユニット５０が第一駆動軸１３１の摺動開始又は摺動停止を制御できる。

連結ユニット１７は、第一被駆動軸１４１と第一駆動軸１３１の位相が合うときに互いを連結できる。また、連結ユニット１８は、第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２の位相が合うときに互いを連結できる。以下に、連結ユニット１７・１８の構造について説明する。

図３は、連結ユニット１７・１８の構造を示す図である。図中に示す矢印Ｘａは、第一駆動軸１３１の摺動方向を示している。また、図中に示す矢印Ｘｂは、第一駆動軸１３１の摺動に伴ってライナー１が移動したときの第二被駆動軸１４２の移動方向を示している。

図３Ａに示すように、連結ユニット１７は、第一駆動軸１３１の端部に設けられている。連結ユニット１７は、主に第一被駆動軸１４１が挿入される略円筒形状のソケット部１７Ｓを有する。ソケット部１７Ｓには、その軸方向（ＦＷ装置１００の前後方向）にキー１７ｋが設けられており、該キー１７ｋは、第一被駆動軸１４１のキー溝１７ｓに挿入自在となっている。従って、本ＦＷ装置１００は、第一被駆動軸１４１と第一駆動軸１３１の位相が合うときにキー１７ｋとキー溝１７ｓが嵌合して互いを連結できる。このため、簡素な構造でありながら第一被駆動軸１４１と第一駆動軸１３１を確実に連結できる。なお、本ＦＷ装置１００では、第一被駆動軸１４１の位相が常に一定となるので、第一被駆動軸１４１と第一駆動軸１３１の位相を合わせることは容易である。第一被駆動軸１４１の位相が一定となる理由については後述する。

図３Ｂに示すように、連結ユニット１８は、第二駆動軸１３２の端部に設けられている。連結ユニット１８は、主に第二被駆動軸１４２が挿入される略円筒形状のソケット部１８Ｓを有する。ソケット部１８Ｓには、その軸方向（ＦＷ装置１００の前後方向）にキー１８ｋが設けられており、該キー１８ｋは、第二被駆動軸１４２のキー溝１８ｓに挿入自在となっている。従って、本ＦＷ装置１００は、第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２の位相が合うときにキー１８ｋとキー溝１８ｓが嵌合して互いを連結できる。このため、簡素な構造でありながら第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２を確実に連結できる。なお、本ＦＷ装置１００では、後述する調節動作によって第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２の位相を合わせることができる。調節動作については後述する。

更に、ライナー移送装置１０は、検出ユニット１９を備えている（図２参照）。以下に、検出ユニット１９の構造について説明する。

図４は、検出ユニット１９の構造を示す図である。

本ＦＷ装置１００において、検出ユニット１９は、第二被駆動軸１４２の位相を検出できる。具体的に説明すると、検出ユニット１９は、第二被駆動軸１４２のキー溝１８ｓを検出できる。そして、制御ユニット５０は、検出ユニット１９から得られた情報に基づいて、キー溝１８ｓの周方向の位置を把握できる。つまり、制御ユニット５０は、第二駆動軸１３２の位相を把握可能としている。

検出ユニット１９は、第二被駆動軸１４２の近傍に設けられている。検出ユニット１９は、主に第二被駆動軸１４２のキー溝１８ｓを検出できる光学センサ１９ｓを有する。光学センサ１９ｓは、いわゆるフォトトランジスタで構成され、受光量に応じて電気信号を変更する。このため、制御ユニット５０は、検出ユニット１９からの電気信号に基づいて、第二被駆動軸１４２の位相を把握可能としている。なお、光学センサ１９ｓは、第二被駆動軸１４２に対して非接触の状態でキー溝１８ｓを検出できる。このため、磨耗による故障や誤検出を確実に防いで第二被駆動軸１４２の位相を検出できる。本検出ユニット１９は、第二被駆動軸１４２の周方向に三つの光学センサ１９ｓを有している。高い精度で第二被駆動軸１４２の位相を検出するためである。

次に、ライナー１を装着する動作について説明する。

図５は、ライナー１を装着する動作を示す図である。図中に示す矢印Ｘａは、第一駆動軸１３１の摺動方向を示している。また、図中に示す矢印Ｘｂは、第一駆動軸１３１の摺動に伴ってライナー１が移動したときの第二被駆動軸１４２の移動方向を示している。更に、図中に示す矢印Ｙは、ガイド軸１３３の摺動方向を示している。図中に示す矢印Ｚは、台座６４の移動方向を示している。そして、図中に示す矢印Ｒは、第一駆動軸１３１の回転方向を示している。なお、以下では、ライナー１が所定位置に配置されていることを想定して説明する。

まず、図５Ａに示すように、摺動ユニット１６が第一駆動軸１３１を摺動させる（矢印Ｘａ参照）。具体的に説明すると、制御ユニット５０が摺動ユニット１６を制御することにより、第一駆動軸１３１を摺動させる。すると、連結ユニット１７を構成するソケット部１７Ｓに第一被駆動軸１４１が挿入される（図３Ａ参照）。こうして、ライナー１の一端は、第一駆動軸１３１によって支持されるのである。このとき、第一被駆動軸１４１側のキー溝１７ｓに第一駆動軸１３１側のキー１７ｋが挿入されるので、該第一被駆動軸１４１と第一駆動軸１３１が連結される（図３Ａ参照）。

同時に、図示しない某ユニットがガイド軸１３３を摺動させる（矢印Ｙ参照）。具体的に説明すると、制御ユニット５０が某ユニットを制御することにより、ガイド軸１３３を摺動させる。すると、第二被駆動軸１４２にガイド軸１３３が挿入される。こうして、ライナー１の他端は、ガイド軸１３３によって支持されるのである。

その後、図示しない某ユニットが台座６４を下方に移動させる（矢印Ｚ参照）。具体的に説明すると、制御ユニット５０が某ユニットを制御することにより、台座６４を下方に移動させる。こうして、ライナー１は、第一駆動軸１３１とガイド軸１３３に支持された状態で回転自在となるのである。

次に、図５Ｂに示すように、回転ユニット１５が第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２の位相が合うように該第一駆動軸１３１を回転させて位相を調節する（矢印Ｒ参照）。具体的に説明すると、制御ユニット５０が回転ユニット１５を制御することにより、第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２の位相が合うように該第一駆動軸１３１を回転させて位相を調節する。つまり、第一駆動軸１３１とともにライナー１を回転させることで、該ライナー１に取り付けられている第二被駆動軸１４２を回転させて位相を調節するのである。このような動作を「調節動作」という。

その後、図５Ｃに示すように、摺動ユニット１６が第一駆動軸１３１を更に摺動させる（矢印Ｘａ参照）。具体的に説明すると、制御ユニット５０が摺動ユニット１６を制御することにより、第一駆動軸１３１を更に摺動させる。すると、第一駆動軸１３１の摺動に伴ってライナー１が移動するので、該ライナー１に取り付けられている第二被駆動軸１４２も移動する（矢印Ｘｂ参照）。こうして、連結ユニット１８を構成するソケット部１８Ｓに第二被駆動軸１４２が挿入されるのである（図３Ｂ参照）。このとき、第二被駆動軸１４２側のキー溝１８ｓに第二駆動軸１３２側のキー１８ｋが挿入されるので、該第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２が連結される（図３Ｂ参照）。

このように、本ＦＷ装置１００は、自動的に第一被駆動軸１４１と第一駆動軸１３１を連結できる。そして、本ＦＷ装置１００は、自動的に第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２の位相を合わせ、自動的に互いを連結できる。つまり、本ＦＷ装置１００は、自動的にライナー１を装着できるのである。

次に、調節動作について詳しく説明する。

図６は、第一駆動軸１３１を正方向に回転させることで、第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２の位相を合わせる動作（調節動作）を示す図である。図７は、第一駆動軸１３１を逆方向に回転させることで、第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２の位相を合わせる動作（調節動作）を示す図である。図中に示す矢印Ｒは、第一駆動軸１３１の回転に伴ってライナー１が回転したときの第二被駆動軸１４２の回転方向を示している。また、図中に示す白丸は、光学センサ１９ｓがキー溝１８ｓを検出できた場合を表し、図中に示す黒丸は、光学センサ１９ｓがキー溝１８ｓを検出できなかった場合を表している。

上述したように、検出ユニット１９は、第二被駆動軸１４２の周方向に三つの光学センサ１９ｓを有している。具体的に説明すると、検出ユニット１９は、第二被駆動軸１４２の周方向にキー溝１８ｓの幅よりも広い間隔となるように二つの光学センサ１９ｓを備え、各光学センサ１９ｓの間に一つの光学センサ１９ｓを備えている。ここでは、一方の光学センサ１９ｓを「第一センサ１９ｓａ」、他方の光学センサ１９ｓを「第二センサ１９ｓｂ」、第一センサ１９ｓａと第二センサ１９ｓｂの間に配置された光学センサ１９ｓを「中央センサ１９ｓｃ」と定義する。

図６Ａは、第一センサ１９ｓａと第二センサ１９ｓｂがキー溝１８ｓを検出できず、中央センサ１９ｓｃがキー溝１８ｓを検出できた場合を示している。この場合、キー溝１８ｓは、第一センサ１９ｓａと第二センサ１９ｓｂの間であって中央センサ１９ｓｃの下方に存在することが明らかである。このため、制御ユニット５０は、第二駆動軸１３２の位相を把握することができる。

このような状態の場合、制御ユニット５０は、第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２の位相が合っていると判断する。従って、制御ユニット５０は、第一駆動軸１３１を回転させない。つまり、制御ユニット５０は、第二被駆動軸１４２の位相を調節しない。

図６Ｂは、第一センサ１９ｓａがキー溝１８ｓを検出できず、第二センサ１９ｓｂと中央センサ１９ｓｃがキー溝１８ｓを検出できた場合を示している。この場合、キー溝１８ｓは、第一センサ１９ｓａの近傍であって、第二センサ１９ｓｂと中央センサ１９ｓｃの下方に存在することが明らかである。このため、制御ユニット５０は、第二駆動軸１３２の位相を把握することができる。

このような状態の場合、制御ユニット５０は、第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２の位相がズレていると判断する。このため、制御ユニット５０は、第一駆動軸１３１を正方向に回転させる。つまり、制御ユニット５０は、第二被駆動軸１４２を正方向に回転させて位相の調節を行なうのである（矢印Ｒ参照）。そして、制御ユニット５０は、第一センサ１９ｓａと第二センサ１９ｓｂがキー溝１８ｓを検出できず、中央センサ１９ｓｃのみがキー溝１８ｓを検出できる位相で回転を停止させる（図６Ａ参照）。

図６Ｃは、第一センサ１９ｓａと中央センサ１９ｓｃがキー溝１８ｓを検出できず、第二センサ１９ｓｂがキー溝１８ｓを検出できた場合を示している。この場合、キー溝１８ｓは、中央センサ１９ｓｃの近傍であって、第二センサ１９ｓｂの下方に存在することが明らかである。このため、制御ユニット５０は、第二駆動軸１３２の位相を把握することができる。

このような状態の場合、制御ユニット５０は、第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２の位相がズレていると判断する。このため、制御ユニット５０は、第一駆動軸１３１を正方向に回転させる。つまり、制御ユニット５０は、第二被駆動軸１４２を正方向に回転させて位相の調節を行なうのである（矢印Ｒ参照）。そして、制御ユニット５０は、第一センサ１９ｓａと第二センサ１９ｓｂがキー溝１８ｓを検出できず、中央センサ１９ｓｃのみがキー溝１８ｓを検出できる位相で回転を停止させる（図６Ａ参照）。

また、図示していないが、全てのセンサ１９ｓａ・１９ｓｂ・１９ｓｃがキー溝１８ｓを検出できない場合も考えられる。この場合、制御ユニット５０は、第二駆動軸１３２の位相を把握することができない。

このような状態においても、制御ユニット５０は、第二被駆動軸１４２を正方向に回転させて位相の調節を行なう（矢印Ｒ参照）。そして、制御ユニット５０は、第一センサ１９ｓａと第二センサ１９ｓｂがキー溝１８ｓを検出できず、中央センサ１９ｓｃのみがキー溝１８ｓを検出できる位相で回転を停止させる（図６Ａ参照）。なお、制御ユニット５０は、通常の速度で第二被駆動軸１４２を回転させた場合、第二センサ１９ｓｂと中央センサ１９ｓｃがキー溝１８ｓを検出した時点で回転を停止させる。また、制御ユニット５０は、通常よりも速い速度で第二被駆動軸１４２を回転させた場合、第二センサ１９ｓｂがキー溝１８ｓを検出した時点で回転を停止させる。このように制御すれば、第二被駆動軸１４２の回転が適切な位相で停止するからである。換言すると、制御ユニット５０は、このような制御が実現できる速度で第二被駆動軸１４２を回転させるとしている。

図７Ａは、第一センサ１９ｓａと第二センサ１９ｓｂがキー溝１８ｓを検出できず、中央センサ１９ｓｃがキー溝１８ｓを検出できた場合を示している。この場合、キー溝１８ｓは、第一センサ１９ｓａと第二センサ１９ｓｂの間であって中央センサ１９ｓｃの下方に存在することが明らかである。このため、制御ユニット５０は、第二駆動軸１３２の位相を把握することができる。

このような状態の場合、制御ユニット５０は、第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２の位相が合っていると判断する。従って、制御ユニット５０は、第一駆動軸１３１を回転させない。つまり、制御ユニット５０は、第二被駆動軸１４２の位相を調節しない。

図７Ｂは、第二センサ１９ｓｂがキー溝１８ｓを検出できず、第一センサ１９ｓａと中央センサ１９ｓｃがキー溝１８ｓを検出できた場合を示している。この場合、キー溝１８ｓは、第二センサ１９ｓｂの近傍であって、第一センサ１９ｓａと中央センサ１９ｓｃの下方に存在することが明らかである。このため、制御ユニット５０は、第二駆動軸１３２の位相を把握することができる。

このような状態の場合、制御ユニット５０は、第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２の位相がズレていると判断する。このため、制御ユニット５０は、第一駆動軸１３１を逆方向に回転させる。つまり、制御ユニット５０は、第二被駆動軸１４２を逆方向に回転させて位相の調節を行なうのである（矢印Ｒ参照）。そして、制御ユニット５０は、第一センサ１９ｓａと第二センサ１９ｓｂがキー溝１８ｓを検出できず、中央センサ１９ｓｃのみがキー溝１８ｓを検出できる位相で回転を停止させる（図７Ａ参照）。

図７Ｃは、第二センサ１９ｓｂと中央センサ１９ｓｃがキー溝１８ｓを検出できず、第一センサ１９ｓａがキー溝１８ｓを検出できた場合を示している。この場合、キー溝１８ｓは、中央センサ１９ｓｃの近傍であって、第一センサ１９ｓａの下方に存在することが明らかである。このため、制御ユニット５０は、第二駆動軸１３２の位相を把握することができる。

このような状態の場合、制御ユニット５０は、第二被駆動軸１４２と第二駆動軸１３２の位相がズレていると判断する。このため、制御ユニット５０は、第一駆動軸１３１を逆方向に回転させる。つまり、制御ユニット５０は、第二被駆動軸１４２を逆方向に回転させて位相の調節を行なうのである（矢印Ｒ参照）。そして、制御ユニット５０は、第一センサ１９ｓａと第二センサ１９ｓｂがキー溝１８ｓを検出できず、中央センサ１９ｓｃのみがキー溝１８ｓを検出できる位相で回転を停止させる（図７Ａ参照）。

また、図示していないが、全てのセンサ１９ｓａ・１９ｓｂ・１９ｓｃがキー溝１８ｓを検出できない場合も考えられる。この場合、制御ユニット５０は、第二駆動軸１３２の位相を把握することができない。

このような状態においても、制御ユニット５０は、第二被駆動軸１４２を逆方向に回転させて位相の調節を行なう（矢印Ｒ参照）。そして、制御ユニット５０は、第一センサ１９ｓａと第二センサ１９ｓｂがキー溝１８ｓを検出できず、中央センサ１９ｓｃのみがキー溝１８ｓを検出できる位相で回転を停止させる（図７Ａ参照）。なお、制御ユニット５０は、通常の速度で第二被駆動軸１４２を回転させた場合、第一センサ１９ｓａと中央センサ１９ｓｃがキー溝１８ｓを検出した時点で回転を停止させる。また、制御ユニット５０は、通常よりも速い速度で第二被駆動軸１４２を回転させた場合、第一センサ１９ｓａがキー溝１８ｓを検出した時点で回転を停止させる。このように制御すれば、第二被駆動軸１４２の回転が適切な位相で停止するからである。換言すると、制御ユニット５０は、このような制御が実現できる速度で第二被駆動軸１４２を回転させるとしている。

次に、本ＦＷ装置１００の他の特徴点について説明する。

本ＦＷ装置１００は、供給ユニット６０と排出ユニット７０を備えている（図１参照）。以下に、供給ユニット６０と排出ユニット７０について説明する。

図８は、ライナー１を供給する動作及びライナー１を排出する動作を示す図である。図中に示す矢印Ｃは、所定位置に供給されるライナー１の軌道を表している。また、図中に示す矢印Ｄは、所定位置から排出されたライナー１の軌道を表している。なお。「所定位置」とは、ライナー移送装置１０上で、被駆動軸１４（１４１・１４２）と駆動軸１３（１３１・１３２）の連結が行なわれる位置をいう。

供給ユニット６０は、主にＦＷ装置１００の前後方向に延設されたレール６１と、該レール６１上に載置された台車６２と、で構成されている。供給ユニット６０は、ライナー１を載置した状態で移動して所定位置へ該ライナー１を供給できる（矢印Ｃ参照）。

排出ユニット７０は、主にＦＷ装置１００の前後方向に延設されたレール７１と、該レール７１上に載置された台車７２と、で構成されている。排出ユニット７０は、ライナー１を所定位置から排出して該ライナー１を載置した状態で移動できる（矢印Ｄ参照）。

供給ユニット６０は、ライナー１に取り付けられた第一被駆動軸１４１が所定の位相となるように該ライナー１を所定位置へ供給できることを特徴としている。従って、供給ユニット６０は、このような特徴を実現するために判断ユニット６３を備えている。以下に、判断ユニット６３について説明する。

図９は、第一被駆動軸１４１が所定の位相となるように載置できる構造を示す図である。図中に示す矢印Ｐは、判断ユニット６３を構成する凸部６３ｐの突出方向を示している。

第一被駆動軸１４１には、その軸方向にスリット６３ｃが設けられている。本実施形態において、スリット６３ｃは、キー溝１７ｓの反対側（位相角１８０°となる位置）に設けられている。一方、判断ユニット６３には、摺動自在に凸部６３ｐが設けられている。凸部６３ｐは、図示しないバネによって付勢されている。更に、判断ユニット６３には、凸部６３ｐの動作を検知できるセンサ６３ｓを備えている。これにより、判断ユニット６３は、第一被駆動軸１４１が所定の位相であることを条件に凸部６３ｐがスリット６３ｃに挿入されるので、該凸部６３ｐの動作をセンサ６３ｓが検知できる。こうして、制御ユニット５０は、判断ユニット６３から得られた情報に基づいて、第一被駆動軸１４１が所定の位相であるか否かを判断できる。つまり、制御ユニット５０は、第一被駆動軸１４１が所定の位相となるようにライナー１が載置されているか否かを判断できる。

供給ユニット６０は、第一被駆動軸１４１が所定の位相となるようにライナー１が載置されていると判断ユニット６３が判断した後に、ライナー１を所定位置へ供給する。これにより、確実に第一被駆動軸１４１の位相が一定となる。

更に、供給ユニット６０は、排出ユニット７０がライナー１を所定位置から排出して移動させた後に、新たなライナー１を所定位置へ供給する。これにより、ライナー１の交換時間を短縮できる。

１００ フィラメントワインディング装置（ＦＷ装置）
１ ライナー
１０ ライナー移送装置
１３ 駆動軸
１３１ 第一駆動軸
１３２ 第二駆動軸
１４ 被駆動軸
１４１ 第一被駆動軸
１４２ 第二被駆動軸
１５ 回転ユニット
１６ 摺動ユニット
１７ 連結ユニット
１７ｋ キー
１７ｓ キー溝
１８ 連結ユニット
１８ｋ キー
１８ｓ キー溝
１９ 検出ユニット
１９ｓ 光学センサ
１９ｓａ 第一センサ
１９ｓｂ 第二センサ
１９ｓｃ 中央センサ
Ｆ 繊維束

Claims (8)

1. 駆動軸を正方向又は逆方向に回転できる回転ユニットと、
   前記駆動軸の回転開始又は回転停止を制御できる制御ユニットと、
   ライナーに取り付けられた被駆動軸と前記駆動軸の位相が合うときに互いを連結できる連結ユニットと、を備え、
   前記ライナーを回転させることによって該ライナーの外周面に繊維束を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、
   前記被駆動軸又は前記駆動軸の位相を検出できる検出ユニットを具備し、
   前記制御ユニットは、前記被駆動軸と前記駆動軸を連結する際に前記検出ユニットから得られた情報に基づいて、前記被駆動軸と前記駆動軸の位相が合うように該駆動軸を回転させて位相を調節し、その後に前記被駆動軸と前記駆動軸を連結させる、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
2. 前記駆動軸を軸方向に摺動できる摺動ユニットを具備し、
   前記制御ユニットは、前記被駆動軸と前記駆動軸の位相が合うように該駆動軸を回転させて位相を調節した後に、前記駆動軸を軸方向に摺動させ、その後に前記被駆動軸と前記駆動軸を連結させる、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。
3. 前記連結ユニットは、前記被駆動軸側のキー若しくはキー溝と前記駆動軸側のキー溝若しくはキーを嵌合して互いを連結する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフィラメントワインディング装置。
4. 前記検出ユニットは、前記被駆動軸側のキー若しくはキー溝又は前記駆動軸側のキー溝若しくはキーを検出する光学センサを備える、ことを特徴とする請求項３に記載のフィラメントワインディング装置。
5. 前記検出ユニットは、前記被駆動軸又は前記駆動軸の周方向にキー若しくはキー溝の幅よりも広い間隔となるように二つの光学センサを備え、各光学センサの間に一つの光学センサを備える、ことを特徴とする請求項４に記載のフィラメントワインディング装置。
6. 前記ライナーを載置した状態で移動して前記被駆動軸と前記駆動軸が連結する所定位置へ該ライナーを供給できる供給ユニットを具備し、
   前記供給ユニットは、前記被駆動軸が所定の位相となるように前記ライナーを前記所定位置へ供給する、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のフィラメントワインディング装置。
7. 前記被駆動軸が所定の位相となるように前記ライナーが載置されているか否かを認識できる判断ユニットを具備し、
   前記供給ユニットは、前記被駆動軸が所定の位相となるように前記ライナーが載置されていると前記判断ユニットが認識した後に、前記ライナーを前記所定位置へ供給する、ことを特徴とする請求項６に記載のフィラメントワインディング装置。
8. 前記ライナーを前記所定位置から排出して該ライナーを載置した状態で移動できる排出ユニットを具備し、
   前記供給ユニットは、前記排出ユニットが前記ライナーを前記所定位置から排出して移動させた後に、新たなライナーを前記所定位置へ供給する、ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のフィラメントワインディング装置。

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