JPH0649549B2

JPH0649549B2 - 線材の巻付装置

Info

Publication number: JPH0649549B2
Application number: JP59175059A
Authority: JP
Inventors: 邦彦白石; 延和国光; 一夫固武
Original assignee: 旭化成工業株式会社
Priority date: 1984-08-24
Filing date: 1984-08-24
Publication date: 1994-06-29
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPS6155073A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば炭素繊維、ガラス繊維等の強化繊維の
糸を始めとした種々の線材を、マンドレルに所定の軌跡
をもつて巻付ける線材の巻付装置に関する。本発明は、
例えば熱硬化性合成樹脂を含浸させた繊維の線材をマン
ドレルに巻付けて硬化させることによる種々の強化筒状
物の製造や、航空機の燃料タンク用のゴム袋周面への補
強用線材の巻付け等に利用されるものである。

〔従来の技術〕

従来、線材の巻付装置は、中心軸回りに回転されるマン
ドレルを備えたマンドレル装置と、マンドレルの中心軸
方向に移動しながらマンドレルに対して線材を送り出す
トラバーサー装置とを有し、マンドレルの回転速度とト
ラバーサー装置の移動速度の速度比を歯車列もつて制御
するものとなつている。

しかしながら、上記従来の歯車列による制御では、速度
比を変える度にギア比を変更しなければならず、ギア比
変更のための作業が大変であるばかりかその作業のため
の時間的損失も大きい問題がある。また、ギア間のバツ
クラツシユや加工精度のバラツキを補正できないので、
マンドレルに対する線材の巻付軌跡を高精度に維持でき
ない問題もある。これは、線材の巻付軌跡が複雑になる
程顕著なものとなり、このために従来の装置では、得ら
れる巻付軌跡の種類が大きく制限されてしまつている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、マンドレルの回転速度とトラバーサー装置の
移動速度の速度比の変更が容易で、しかも複雑な線材の
巻付軌跡も高精度に維持できるようにすることをその解
決すべき問題点とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明において講じられた
手段は、中心軸回りに回転されるマンドレルを備えたマ
ンドレル装置のマンドレルの回転角度を検出するエンコ
ーダーを設けると共に、マンドレルに対して線材を送り
出すトラバーサー装置のマンドレルの中心軸方向に平行
な移動量を検出するエンコーダーを設け、更に、マンド
レルの回転速度とトラバーサー装置の移動速度を、設定
値と前記両エンコーダーからの信号に基づいて、設定値
に合わせるべく制御する制御器を設けた線材の巻付装置
とすることにある。

〔作用〕

本発明において制御器は、あらかじめ設定されている設
定値に基づいてマンドレルを回転させると共にトラバー
サー装置を移動させる一方、両エンコーダーによつて検
出される現実の回転角度と移動量によつてマンドレルと
トラバーサー装置の駆動を制御するものである。即ち、
現実の駆動状態を設定値に合わせながらマンドレルの回
転とトラバーサー装置の移動を行うことができ、駆動系
に加工上のバラツキ等があつても、これを補正しながら
駆動を制御できる。従って、複雑な線材の巻付軌跡でも
高精度に維持することができる。また、制御器の設定値
を変えるだけでマンドレルの回転速度とトラバーサー装
置の移動速度の速度比を変更することができ、この変更
作業を簡単かつ迅速に行うことができる。特に、経時的
にこの速度比を種々変化させながら巻付けを行うように
して、今まで得られなかつた複雑な巻付軌跡を得ること
も可能である。

〔実施例〕

第１図において、１はクリールスタンドで、ボビン２か
ら引出される線材３にテンシヨンローラ−４で適切なテ
ンシヨンを与えながら、ガイド５間から線材３をトラバ
ーサー装置６へと送り出すものである。このクリールス
タンド１は、手動又は動力によつて移動できるもので、
トラバーサー装置６の移動範囲等に合わせて適宜の位置
に設置される。また、線材３が繊維素材で構成されてい
る場合、その毛羽立ちを防止するために、ガイド５はセ
ラミツク材や硬質クロムメツキを施した滑らかなものと
しておくことが好ましい。

トラバーサー装置６は、レール架台７上に設けられたレ
ール８に沿つて、後述するマンドレル９の中心軸方向に
平行に移動可能でかつその移動は制御器（図示されてい
ない）によつて制御されるものとなっている。これを更
に説明すると、第２図に示されるように、レール架台７
上に、上部が断面略三角形状を成すレール８が設置され
ており、このレール８の上部を挾み付けるように設置さ
れたローラー１０によつて、トラバーサー装置６は横振
れなくレール８に沿つて移動可能となつている。そし
て、トラバーサー装置６上に設けられているトラバーサ
ー駆動モーター１１が制御器によつて作動すると、この
回転が駆動軸１２に伝えられ、駆動軸１２の先端に固定
されているピニオン１３がレール架台７に固定されてい
るラツク１４と噛み合つた状態で回転し、これによつて
トラバーサー装置６は移動されるものである。一方、第
３図に示されるように、トラバーサー装置６の下面には
エンコーダー１５が取付けられており、このエンコーダ
ー軸１６の先端に固定されているピニオン１７が前記ラ
ツク１４と噛み合つていて、トラバーサー装置６の移動
と共にこのエンコーダー軸１６も回転されるものとなつ
ている。そして、エンコーダー１５は、このエンコーダ
ー軸１６の回転からトラバーサー装置６の移動量を検出
して信号を制御器へ送り、この信号を受けた制御器は設
定値とのずれをチエツクして更にトラバーサー駆動モー
ター１１の作動を調整するものである。

トラバーサー装置６上には、線材３に熱硬化性合成樹脂
を含浸させるためのレジンバス１８が設けられており、
前記クリールスタンド１から引出された線材３は、まず
このレジンバス１８へと導かれる。レジンバス１８は、
図示はされていないが、線材３への熱硬化性合成樹脂の
含浸量をコントロールするための紋りと、線材３同志の
すれ合いによる毛羽立ち防止のためにガイドを配置した
治具とを有するものである。

やはりトラバーサー装置６上には、先端に第４図に示さ
れるようなフイードアイ１９を有するフイード軸２０が
載置されたクロスフイード装置２１が設けられている。
フイードアイ１９はマンドレル９の表面付近に位置して
おり、前記レジンバス１８を出た線材３はこのフイード
アイ１９を通つてマンドレル９へと送り出される。フイ
ードアイ１９の位置は、制御器でクロスフイード駆動モ
ーター２２を作動させてクロスフイード装置２１をマン
ドレル９に対して前後に移動させることにより、マンド
レル９の形状やマンドレル９に巻付けられた線材３の厚
さ等に応じて調節されるものである。このクロスフイー
ド装置２１の移動は、精密ボールスクリユーとリニアモ
ーシヨンベアリング機構を用いることによつて、バツク
ラツシユや機械的ずれ、更には摩擦抵抗を極端に少なく
し、制御器によつて迅速かつ正確に行うことができる。
また、フイードアイ１９は、フイードアイ回転駆動モー
タ２３でフイード軸２０を回動させることにより、垂直
軸に対して左右に約９０゜回動可能となつている。この
フイードアイ１９の回動は、マンドレル９の両端にフイ
ードアイ１９が位置したときの線材３のほつれ防止のた
めのもので、やはり制御器によつて制御されるものとな
つている。

マンドレル装置２４は、第５図にも示されるように、マ
ンドレル軸２５を、支持ローラー２６で支えると共にス
クロールチヤツク２７とでテールストツク２８にて保持
し、制御器によつて作動されるマンドレル駆動モーター
２９でスクロールチヤツク２７を介して中心軸回りにマ
ンドレル９を回転させるものである。支持ローラー２６
の位置は、スクリユージヤツキ３０をハンドル３１で上
下させることによつて、マンドレル９の径に応じて上下
に調節可能となつている。このスクリユージヤツキ３０
の代りに油圧シリンダーやエアシリンダーを用いること
もできる。また、第５図に示されるように、支持ローラ
ー２６の取付板とスクリユージヤツキ３０上部との連結
は、水平方向に回転可能な状態で成されており、マンド
レル軸２５と支持ローラー２６の中心軸の方向が自動的
に一致されるようになつている。従つて、中心軸の方向
がずれることによつて、マンドレル９の回転時に異常な
振動を発生する心配がなく、この振動による線材巻付軌
跡のずれが防止されている。

一方、マンドレル駆動モーター２９の回転をマンドレル
９へ伝える回転軸３２の中間には平歯車３３が取付けら
れており、これによつてマンドレル９の回転角度を検出
するエンコーダー３４が作動するものとなつている。こ
のエンコーダー３４は、検出したマンドレル９の現実の
回転角度を信号として制御器へ送り、この信号を受けた
制御器は設定値とのずれをチエツクして更にマンドレル
駆動モーター２９の作動を調整するものである。そし
て、このような制御を受けつつマンドレル９が回転する
ことによつて、前述のトラバーサー装置６のフイードア
イ１９を介して順次線材３が引出されてマンドレル９に
巻付けられるものである。

本装置において、トラバーサー装置６の移動速度とマン
ドレル装置２４のマンドレル９の回転を制御器で適宜に
設定して線材３をマンドレル９に巻付けると、種々の巻
付軌跡をもつて巻付けることができる。即ち、単に等し
いピツチでの螺旋状巻付の他、ピツチを変化させての螺
旋状巻付、８字状の巻付け、巻付け厚を変化させた巻付
け等、種々の巻付けが可能である。そして、マンドレル
９を適宜加熱しておいて線材３に含浸されている熱硬化
性合成樹脂を硬化させれば所望の製品を得ることができ
る。また、本実施例においては、マンドレル９は円柱形
を成しそこに２本の線材３を同時に巻付けるものとなつ
ているが、マンドレル９は角柱形、円錐台形又は角錐台
形等とし、同時に巻付ける線材３も１本又は３本以上し
ても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、制御器としてコンピユーターを用いる
ことによつて、トラバース装置の移動速度とマンドレル
の回転速度を自由に設定でき、その変更も容易であるの
で、種々の巻付軌跡をもつて線材を巻付けることができ
る。また、エンコーダーによつて常に設定値と現実の駆
動状態が比較されて調整が図られるので、駆動系に多少
加工上のバラツキがあつても正確に所望の巻付軌跡が得
られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図はその
トラバーサー装置の走行部分の拡大縦断面図、第３図は
同じくエンコーダー付近の拡大縦断面図、第４図はフイ
ードアイの拡大斜視図、第５図はマンドレルの側面図で
ある。１：クリールスタンド、２：ボビン、３：線材、４：テ
ンシヨンローラー、５：ガイド、６：トラバーサー装
置、７：レール架台、８：レール、９：マンドレル、１
０：ローラー、１１：トラバーサー駆動モーター、１
２：駆動軸、１３：ピニオン、１４：ラツク、１５：エ
ンコーダー、１６：エンコーダー軸、１７：ピニオン、
１８：レジンバス、１９：フイードアイ、２０：フイー
ド軸、２１：クロスフイード装置、２２：クロスフイー
ド駆動モーター、２３：フイードアイ回転駆動モータ
ー、２４：マンドレル装置、２５：マンドレル軸、２
６：支持ローラー、２７：スクロールチヤツク、２８：
テールストツク、２９：マンドレル駆動モーター、３
０：スクリユージヤツキ、３１：ハンドル、３２：回転
軸、３３：平歯車、３４：エンコーダー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭54−142340（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−82659（ＪＰ，Ａ) 特公昭51−19502（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心軸回りに回転されるマンドレルを備え
たマンドレル装置のマンドレルの回転角度を検出するエ
ンコーダーを設けると共に、マンドレルに対して線材を
送り出すトラバーサー装置のマンドレルの中心軸方向に
平行な移動量を検出するエンコーダーを設け、更に、マ
ンドレルの回転速度とトラバーサー装置の移動速度を、
設定値と前記両エンコーダーからの信号に基づいて、設
定値に合わせるべく制御する制御器を設けたことを特徴
とする線材の巻付装置。