KR101700702B1 - 섬유 다발 처리 장치 - Google Patents

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타다시 우오즈미
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무라다기카이가부시끼가이샤
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Abstract

열 경화성의 수지가 함침된 섬유 다발(Fb)을 처리하는 섬유 다발 처리 장치(필라멘트 와인딩 장치(100))에 있어서, 상기 섬유 다발(Fb)에 열을 가할 수 있는 경화 장치(45A)를 구비하고, 상기 경화 장치(45A)는 상기 섬유 다발(Fb)이 상기 섬유 다발 처리 장치(필라멘트 와인딩 장치(100))에 유도되는 도중에 상기 섬유 다발(Fb)에 함침되어 있는 수지의 일부를 경화 또는 반경화시키는 것을 특징으로 하는 섬유 다발 처리 장치(필라멘트 와인딩 장치(100))이다.

Description

섬유 다발 처리 장치{FIBER BUNDLE PROCESSING DEVICE}
본 발명은 섬유 다발 처리 장치의 기술에 관한 것이다.
예를 들면, 라이너의 외주면에 열 경화성의 수지가 함침된 섬유 다발을 권취해 가는 필라멘트 와인딩 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이와 같은 필라멘트 와인딩 장치에는 헬리컬 권취 장치와 후프 권취 장치가 구비되어 있다. 헬리컬 권취 장치는 크릴스탠드에 배치된 각 보빈으로부터 섬유 다발을 해서서(解舒)하고, 상기 섬유 다발을 라이너의 외주면에 권취한다. 후프 권취 장치는 상기 후프 권취 장치에 배치된 각 보빈으로부터 섬유 다발을 해서하고, 상기 섬유 다발을 라이너의 외주면에 권취한다.
그런데, 섬유 다발은 대략 평행으로 나열된 복수 개의 섬유에 열 경화성의 수지를 함침시킨 것이다. 이 때문에 이러한 섬유 다발은 열이 가해지면 수지가 경화 또는 반경화되고, 상기 섬유 다발을 구성하는 각 섬유가 서로 분리하는 것이 없어진다.
그러나, 섬유 다발이 라이너로 유도되는 도중에 있어서는 상기 섬유 다발의 수지는 아직 경화 또는 반경화되어 있지 않는 점에서 섬유 다발을 구성하는 각 섬유가 서로 분리되어버리는 경우가 있었다. 따라서, 종래의 필라멘트 와인딩 장치에 있어서는 섬유 다발이 라이너에 유도되는 도중에 상기 섬유 다발을 구성하는 일부의 섬유가 끊어지면 끊어진 섬유가 분리되어서 가이드 등에 얽힌다는 문제를 발생시키고 있었다.
일본 특허 공개 2010-23481호 공보
본 발명은 섬유 다발이 라이너에 유도되는 도중에 상기 섬유 다발을 구성하는 일부의 섬유가 끊어져도 끊어진 섬유가 가이드 등에 얽히지 않는 섬유 다발 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 제 1 실시형태는,
열 경화성의 수지가 함침된 섬유 다발을 처리하는 섬유 다발 처리 장치에 있어서,
상기 섬유 다발에 열을 가할 수 있는 경화 장치를 구비하고,
상기 경화 장치는 상기 섬유 다발이 상기 섬유 다발 처리 장치에 유도되는 도중에 상기 섬유 다발의 이송 방향에 대하여 간헐적으로(간격을 두면서) 상기 섬유 다발에 함침되어 있는 수지의 일부를 경화 또는 반경화시키는 것으로 했다.
본 발명의 제 2 실시형태는 제 1 실시형태에 의한 섬유 다발 처리 장치에 있어서,
상기 경화 장치는 상기 섬유 다발의 이송 방향에 대하여 일정한 간격마다 상기 섬유 다발에 함침되어 있는 수지를 경화 또는 반경화시키는 것으로 했다.
본 발명의 제 3 실시형태는 제 2 실시형태에 의한 섬유 다발 처리 장치에 있어서,
상기 경화 장치는 상기 섬유 다발의 이송 방향에 대하여 수직으로 상기 섬유 다발에 함침되어 있는 수지를 경화 또는 반경화시키는 것으로 했다.
본 발명의 제 4 실시형태는 제 1 내지 제 3 중 어느 하나의 실시형태에 의한 섬유 다발 처리 장치에 있어서,
상기 경화 장치는,
상기 섬유 다발에 접촉한 상태로 회전하는 롤러와,
상기 섬유 다발에 접촉해서 열을 가하는 아이론부를 구비하고,
상기 아이론부는 상기 롤러에 부착된 상태로 상기 롤러와 일체가 되어서 회전하는 것으로 했다.
본 발명의 제 5 실시형태는 제 1 내지 제 3 중 어느 하나의 실시형태에 의한 섬유 다발 처리 장치에 있어서,
상기 경화 장치는,
상기 섬유 다발에 대하여 근접 또는 이간하는 방향으로 요동하는 암과,
상기 섬유 다발에 접촉해서 열을 가하는 아이론부를 구비하고,
상기 아이론부는 상기 암에 부착된 상태로 상기 암과 일체가 되어서 요동하는 것으로 했다.
(발명의 효과)
본 발명의 효과로서 이하에 나타내는 효과를 나타낸다.
제 1 실시형태에 의하면 경화 장치는 섬유 다발이 섬유 다발 처리 장치에 유도되는 도중에 상기 섬유 다발에 함침되어 있는 수지의 일부를 경화 또는 반경화시킨다. 이것에 의해 섬유 다발을 구성하는 일부의 섬유가 끊어져도 수지의 경화 또는 반경화 부분에 의해 끊어진 섬유를 유지할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의한 섬유 다발 처리 장치는 섬유 다발을 구성하는 일부의 섬유가 끊어져도 끊어진 섬유가 가이드 등에 얽히는 것을 방지할 수 있다.
제 2 실시형태에 의하면 경화 장치는 섬유 다발의 이송 방향에 대하여 일정한 간격마다 상기 섬유 다발에 함침되어 있는 수지를 경화 또는 반경화시킨다. 이것에 의해 섬유 다발의 유연성을 유지하면서 수지의 경화 또는 반경화 부분에 의해 끊어진 섬유를 유지할 수 있다.
제 3 실시형태에 의하면 경화 장치는 섬유 다발의 이송 방향에 대하여 수직으로 상기 섬유 다발에 함침되어 있는 수지를 경화 또는 반경화시킨다. 이것에 의해 섬유 다발의 유연성을 충분히 유지하면서 수지의 경화 또는 반경화 부분에 의해 끊어진 섬유를 유지할 수 있다. 또한, 섬유 다발의 비틀림 방향에 대한 강성이 높아지기 때문에 상기 섬유 다발의 비틀림을 억제할 수 있다. 또한, 섬유 다발의 폭 방향에 대한 강성이 높아지기 때문에 섬유 다발의 폭 치수를 유지한 상태로 반송할 수 있다.
제 4 실시형태에 의하면 아이론부는 롤러에 부착된 상태로 상기 롤러와 일체가 되어서 회전한다. 이것에 의해 간소한 구조이면서 연속해서 섬유 다발에 함침되어 있는 수지의 일부를 경화 또는 반경화할 수 있다.
제 5 실시형태에 의하면 아이론부는 암에 부착된 상태로 상기 암과 일체가 되어서 요동한다. 이것에 의해 간소한 구조이면서 연속해서 섬유 다발에 함침되어 있는 수지의 일부를 경화 또는 반경화할 수 있다.
도 1은 필라멘트 와인딩 장치(100)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 크릴스탠드(40)의 일부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 제 1 실시형태에 의한 필라멘트 와인딩 장치(100)의 경화 장치(45A)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 경화 장치(45A)의 동작 형태를 나타내는 도면이다.
도 5는 제 2 실시형태에 의한 필라멘트 와인딩 장치(200)의 경화 장치(45B)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 경화 장치(45B)의 동작 형태를 나타내는 도면이다.
도 7은 일부의 수지가 경화 또는 반경화된 섬유 다발(Fb)을 나타내는 도면이다.
이어서, 발명의 실시형태를 설명한다.
우선, 본 실시형태에 의한 섬유 다발 처리 장치의 전체 구성에 대해서 간단히 설명한다. 본 실시형태에 있어서의 섬유 다발 처리 장치는 필라멘트 와인딩 장치(100)(이후 「FW 장치(100)」)이다.
도 1은 FW 장치(100)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 도면 중에 나타내는 화살표(D)는 라이너(1)의 이송 방향을 나타내고 있다. 또한, 라이너(1)의 이송 방향과 평행한 방향을 FW 장치(100)의 전후 방향으로 하고, 라이너(1)가 이송되는 한 방향을 전방측, 다른 방향을 후방측으로 정의한다. 또한, FW 장치(100)는 라이너(1)를 전후 방향으로 왕복 이동시키기 때문에 상기 라이너(1)의 이송 방향에 따라서 전방측 및 후방측이 정해진다.
도 2는 크릴스탠드(40)의 일부 구성을 나타내는 도면이다. 도면 중에 나타내는 화살표(X)는 섬유 다발(Fb)의 이송 방향을 나타내고 있다.
FW 장치(100)는 라이너(1)의 외주면에 섬유 다발(Fb)을 권취한다. FW 장치(100)는 주로 라이너 이송 장치(10)와, 헬리컬 권취 장치(20)와, 후프 권취 장치(30)와, 크릴스탠드(40)로 구성된다.
라이너(1)는, 예를 들면 고강도 알루미늄재나 폴리아미드계 수지 등에 의해 형성된 대략 원통 형상의 중공 용기이다. 라이너(1)는 상기 라이너(1)의 외주면에 섬유 다발(Fb)을 권취함으로써 내압 특성의 향상이 도모된다. 즉, 라이너(1)는 내압 용기를 구성하는 기재가 된다.
라이너 이송 장치(10)는 라이너(1)를 회전 또는 비회전 상태로 이송한다. 상세하게는 라이너 이송 장치(10)는 FW 장치(100)의 전후 방향을 중심축으로 해서 라이너(1)를 회전시킴과 아울러 FW 장치(100)의 전후 방향으로 라이너(1)를 이송한다. 라이너 이송 장치(10)는 주로 베이스대(11)와, 라이너 지지 프레임(12)과, 회전축(13)으로 구성된다.
베이스대(11)는 FW 장치(100)의 전후 방향으로 연장해서 설치된 레일 위에 적재되어 있다. 베이스대(11)에는 한 쌍의 라이너 지지 프레임(12)과 회전축(13)이 설치되어 있다. 그리고, 회전축(13)에 부착된 라이너(1)는 도시하지 않은 동력 기구에 의해 한 방향으로 회전된다.
이와 같은 구성에 의해 라이너 이송 장치(10)는 FW 장치(100)의 전후 방향을 중심축으로 해서 라이너(1)를 회전시킴과 아울러 FW 장치(100)의 전후 방향으로 라이너(1)를 이송하는 것을 가능하게 하고 있다.
헬리컬 권취 장치(20)는 라이너(1)의 외주면에 섬유 다발(Fb)을 권취한다. 상세하게는 헬리컬 권취 장치(20)는 섬유 다발(Fb)의 권취 각도가 FW 장치(100)의 전후 방향에 대하여 소정의 값이 되는, 소위 헬리컬 권취를 행한다. 헬리컬 권취 장치(20)는 주로 베이스대(21)와, 헬리컬 래핑 장치(22)로 구성된다.
기대(21)에는 헬리컬 래핑 장치(22)가 설치되어 있다. 헬리컬 래핑 장치(22)에는 섬유 다발(Fb)을 안내하는 복수의 섬유 다발 가이드(23)가 설치되어 있다. 그리고, 각 섬유 다발 가이드(23)에 의해 안내된 섬유 다발(Fb)은 회전하면서 통과하는 라이너(1)의 외주면에 권취된다.
이와 같은 구성에 의해 헬리컬 권취 장치(20)는 섬유 다발(Fb)의 권취 각도가 FW 장치(100)의 전후 방향에 대하여 소정의 값이 되는 헬리컬 권취를 행하는 것을 가능하게 하고 있다.
후프 권취 장치(30)는 라이너(1)의 외주면에 섬유 다발(Fb)을 권취한다. 상세하게는 후프 권취 장치(30)는 섬유 다발(Fb)의 권취 각도가 FW 장치(100)의 전후 방향에 대하여 대략 수직이 되는, 소위 후프 권취를 행한다. 후프 권취 장치(30)는 주로 베이스대(31)와, 후프 래핑 장치(32)로 구성된다.
베이스대(31)에는 후프 래핑 장치(32)가 설치되어 있다. 후프 래핑 장치(32)에는 섬유 다발(Fb)이 감긴 복수의 보빈(B)이 구비되어 있다. 그리고, 각 보빈(B)으로부터 해서된 섬유 다발(Fb)은 후프 래핑 장치(32)가 스스로 회전함으로써 비회전 상태의 라이너(1)의 외주면에 권취된다.
이와 같은 구성에 의해 후프 권취 장치(30)는 섬유 다발(Fb)의 권취 각도가 FW 장치(100)의 전후 방향에 대하여 대략 수직이 되는 후프 권취를 행하는 것을 가능하게 하고 있다.
크릴스탠드(40)는 헬리컬 권취 장치(20)에 섬유 다발(Fb)을 공급한다. 상세하게는 크릴스탠드(40)는 헬리컬 권취 장치(20)를 구성하는 헬리컬 래핑 장치(22)의 각 섬유 다발 가이드(23)에 대하여 섬유 다발(Fb)을 공급한다. 크릴스탠드(40)는 주로 랙(41)과, 보빈 지지축(42)과, 롤러(43)와, 가이드(44)와, 경화 장치(45A)로 구성된다.
랙(41)에는 복수의 보빈 지지축(42)과 롤러(43)가 서로 평행하게 부착되어 있다. 또한, 랙(41)에는 보빈 지지축(42)의 축심 방향에 대하여 수직으로 가이드(44)가 부착되어 있다. 보빈 지지축(42)에 의해 지지되는 보빈(B)은 섬유 다발(Fb)이 인장됨으로써 회전하고, 상기 섬유 다발(Fb)을 해서한다(롤링 방식이라고 한다). 그리고, 보빈(B)으로부터 해서된 섬유 다발(Fb)은 롤러(43)에 의해 가이드(44)로 유도되어 경화 장치(45A)를 통해서 섬유 다발 가이드(23)로 이송된다.
이와 같은 구성에 의해 크릴스탠드(40)는 헬리컬 권취 장치(20)를 구성하는 헬리컬 래핑 장치(22)의 각 섬유 다발 가이드(23)에 대하여 섬유 다발(Fb)을 공급하는 것을 가능하게 하고 있다.
이어서, 경화 장치(45A)의 구조에 대해서 상세하게 설명한다.
도 3은 제 1 실시형태에 의한 FW 장치(100)의 경화 장치(45A)의 구조를 나타내는 도면이다. 도면 중에 나타내는 화살표(X)는 섬유 다발(Fb)의 이송 방향을 나타내고 있다. 또한, 도면 중에 나타내는 화살표(R)는 경화 장치(45A)를 구성하는 롤러(452)의 회전 방향을 나타내고 있다.
경화 장치(45A)는 섬유 다발(Fb)에 열을 가함으로써 상기 섬유 다발(Fb)에 함침되어 있는 수지를 경화 또는 반경화시킨다. 장시간 충분히 열을 가해 더 이상 경도가 증가하지 않는 상태의 것을 「경화했다」라고 정의하고, 그 미만의 경도이며, 또한 열을 가함으로써 아직 경화 가능한 상태의 것을 「반경화」라고 정의한다. 경화 장치(45A)는 주로 발열부(451)와, 롤러(452)와, 롤러의 외주면으로부터 돌기한 아이론부(453)로 구성된다.
발열부(451)는 전열선(칸탈선이나 니크롬선 등)을 나선상으로 형성한 코일이며, 전기가 흐름으로써 발열한다. 본 실시형태에 있어서 발열부(451)는 섬유 다발(Fb)에 대향하도록 부착되어 있다. 또한, 발열부(451)는 섬유 다발(Fb)이 헬리컬 권취 장치(20)를 향해서 이송될 때에 연속해서 발열하도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 발열부(451)는 아이론부(453)를 통해서 섬유 다발(Fb)에 열을 가하기 때문에 충분히 큰 발열량을 확보하고 있다. 또한, 발열부(451)의 발열량은 섬유 다발(Fb)을 경화 또는 반경화할 수 있는 값이 되도록 설정할 수 있다.
롤러(452)는 대략 원통 형상으로 형성된 회전체이며, 상기 롤러(452)에 접촉한 상태로 이송되는 섬유 다발(Fb)에 의해 종동 회전한다. 본 실시형태에 있어서 롤러(452)는 섬유 다발(Fb)과 발열부(451) 사이에 부착되어 있다. 또한, 롤러(452)는 섬유 다발(Fb)에 접촉한 상태로 회전하기 때문에 상기 섬유 다발(Fb)의 진동을 억제할 수 있고, 섬유 다발(Fb)이 발열부(451)에 근접하는 것을 방지하고 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 롤러(452)는 섬유 다발(Fb)에 의해 종동 회전하는 구성이지만 구동 장치에 의해 주동 회전하고, 섬유 다발(Fb)을 보내는 구성이어도 좋다.
아이론부(453)는 대략 직사각형상으로 형성된 금속판이며, 발열부(451)에 근접해서 열을 축적한다. 또한, 아이론부(453)는 섬유 다발(Fb)에 접촉해서 상기 섬유 다발(Fb)에 열을 가한다. 본 실시형태에 있어서 아이론부(453)는 롤러(452)의 표면에 부착되어 있다. 이 때문에 아이론부(453)는 롤러(452)와 일체가 되어서 회전한다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 아이론부(453)는 롤러(452)의 표면에 회전 위상각(α)을 일정하게 해서 합계 4개 부착되어 있다. 즉, 아이론부(453)는 롤러(452)의 표면에 회전 위상각 90°마다 부착되어 있다. 단, 아이론부(453)가 부착되는 회전 위상각(α)에 대해서 한정되는 것은 아니다(아이론부(453)의 개수에 대해서 한정되는 것은 아니다).
이하에 경화 장치(45A)의 동작 형태에 대해서 설명한다. 또한, 여기에서는 ※표시를 붙인 1개의 아이론부(453)에 착안해서 설명한다.
도 4는 경화 장치(45A)의 동작 형태를 나타내는 도면이다. 도면 중에 나타내는 화살표(X)는 섬유 다발(Fb)의 이송 방향을 나타내고 있다. 또한, 도면 중에 나타내는 화살표(R)는 경화 장치(45A)를 구성하는 롤러(452)의 회전 방향을 나타내고 있다.
우선, 아이론부(453)는 롤러(452)와 일체가 되어서 회전하고, 발열부(451)에 근접한다(도 4(A) 참조). 그렇게 하면 아이론부(453)는 발열부(451)에 근접함으로써 뜨거워져 상기 발열부(451)로부터 받은 열을 축적한다.
이어서, 아이론부(453)는 롤러(452)와 일체가 되어서 회전하고, 섬유 다발(Fb)에 접촉한다(도 4(B) 참조). 그렇게 하면 아이론부(453)는 섬유 다발(Fb)에 접촉함으로써 축적되어 있었던 열을 방출한다. 즉, 아이론부(453)는 섬유 다발(Fb)에 접촉함으로써 상기 섬유 다발(Fb)에 열을 가한다.
이와 같은 구성에 의해 경화 장치(45A)는 섬유 다발(Fb)이 라이너(1)에 유도되는 도중에 상기 섬유 다발(Fb)에 함침되어 있는 수지의 일부를 경화 또는 반경화시킨다.
이것은 도 7(A)에 나타내는 바와 같이 섬유 다발(Fb)을 구성하는 일부의 섬유(F)가 끊어져도 수지의 경화 또는 반경화 부분(C)에 의해 끊어진 섬유(F)를 유지할 수 있다는 효과를 나타낸다. 즉, 섬유 다발(Fb)을 구성하는 일부의 섬유(F)가 끊어져도 끊어진 섬유(F)가 분리하는 것을 방지하는 것이다. 따라서, 본 실시형태에 의한 FW 장치(100)는 섬유 다발(Fb)을 구성하는 일부의 섬유(F)가 끊어져도 끊어진 섬유(F)가 가이드 등에 얽히는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 아이론부(453)는 롤러(452)의 표면에 회전 위상각 90°마다 부착되어 있다. 이 때문에 경화 장치(45A)는 섬유 다발(Fb)의 이송 방향에 대하여 일정한 간격마다 상기 섬유 다발(Fb)에 함침되어 있는 수지를 경화 또는 반경화시킨다. 여기서, 회전 위상각에 따라서는 섬유 다발(Fb)에 함침되어 있는 수지의 경화 또는 반경화 부분(C)의 간격이 일정하지 않을 수도 있다.
이것은 도 7(B)에 나타내는 바와 같이 섬유 다발(Fb)의 유연성을 유지하면서 수지의 경화 또는 반경화 부분(C)에 의해 끊어진 섬유(F)를 유지할 수 있다는 효과를 나타낸다. 즉, 섬유 다발(Fb)의 이송 방향이 가이드 등에 의해 구부러지는 지점(P)에서 상기 섬유 다발(Fb)의 최소 굽힘 반경이 커지지 않도록 유연성을 유지하면서 끊어진 섬유(F)가 분리하는 것을 방지하는 것이다.
또한, 경화 장치(45A)에 있어서 아이론부(453)는 롤러(452)의 회전축에 대하여 평행하게 부착되어 있다. 이 때문에, 경화 장치(45A)는 섬유 다발(Fb)의 이송 방향에 대하여 수직으로 상기 섬유 다발(Fb)에 함침되어 있는 수지를 경화 또는 반경화시킨다.
이것은 도 7(B)에 나타내는 바와 같이 섬유 다발(Fb)의 유연성을 충분히 유지하면서 수지의 경화 또는 반경화 부분(C)에 의해 끊어진 섬유(F)를 유지할 수 있다는 효과를 나타낸다. 또한, 도 7(C)에 나타내는 바와 같이 섬유 다발(Fb)의 비틀림 방향에 대한 강성이 높아지기 때문에 상기 섬유 다발(Fb)의 비틀림을 억제할 수 있다는 효과도 나타낸다. 즉, 섬유 다발(Fb)의 경화 또는 반경화 부분(C)이 상기 섬유 다발(Fb)의 비틀림 방향으로 가해지는 힘(T)에 대하여 저항이 되기 때문에 섬유 다발(Fb)의 비틀림을 억제하는 것이다. 또한, 섬유 다발(Fb)의 폭 방향에 대한 강성이 높아지기 때문에 섬유 다발(Fb)의 폭 치수를 유지한 상태로 반송할 수 있다.
또한, 본 경화 장치(45A)는 아이론부(453)가 롤러(452)에 부착된 상태로 상기 롤러(452)와 일체가 되어서 회전하는 것에 특징이 있다. 이것에 의해 간소한 구조이면서 연속해서 섬유 다발(Fb)에 함침되어 있는 수지의 일부를 경화 또는 반경화할 수 있다.
상술한 FW 장치(100)에서는 1개의 섬유 다발(Fb)에 대하여 1대의 경화 장치(45A)를 구비하고 있다. 그러나, 1개의 섬유 다발(Fb)에 대하여 복수대의 경화 장치(45A)를 구비하는 구성이어도 좋다. 또한, 섬유 다발(Fb)을 끼우도록 상하에 구비하는 구성이어도 좋다.
또한, FW 장치(100)에서는 크릴스탠드(40)에 경화 장치(45A)가 부착되어 있다. 그러나, 경화 장치(45A)의 부착 위치에 대해서 한정되는 것은 아니다.
이어서, 경화 장치(45B)의 구조에 대해서 상세하게 설명한다.
도 5는 제 2 실시형태에 의한 FW 장치(200)의 경화 장치(45B)의 구조를 나타내는 도면이다. 도면 중에 나타내는 화살표(X)는 섬유 다발(Fb)의 이송 방향을 나타내고 있다. 또한, 도면 중에 나타내는 화살표(R)는 경화 장치(45B)를 구성하는 암(456)의 요동 방향을 나타내고 있다.
경화 장치(45B)는 섬유 다발(Fb)에 열을 가함으로써 상기 섬유 다발(Fb)에 함침되어 있는 수지를 경화 또는 반경화시킨다. 경화 장치(45B)는 주로 발열부(454)와, 구동부(455)와, 암(456)과, 아이론부(457)로 구성된다.
발열부(454)는 전열선(칸탈선이나 니크롬선 등)을 나선상으로 형성한 코일이며, 전기가 흐름으로써 발열한다. 본 실시형태에 있어서 발열부(454)는 섬유 다발(Fb)에 대향하도록 부착되어 있다. 또한, 발열부(454)는 섬유 다발(Fb)이 헬리컬 권취 장치(20)를 향해서 이송될 때에 연속해서 발열하도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 발열부(454)는 아이론부(457)를 통해서 섬유 다발(Fb)에 열을 가하기 때문에 충분히 큰 발열량을 확보하고 있다.
구동부(455)는 주로 전동 모터를 사용해서 구성되어 있고, 전기의 공급을 받아서 구동한다. 본 실시형태에 있어서 구동부(455)는 섬유 다발(Fb)과 발열부(454) 사이에 부착되어 있다. 또한, 구동부(455)는 섬유 다발(Fb)이 헬리컬 권취 장치(20)를 향해서 이송될 때에 연속해서 암(456)을 요동하도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 구동부(455)는 전동 모터로서 스테핑 모터를 채용하고 있지만, 예를 들면 서보모터 등이어도 좋고, 그 종류는 상관없다.
암(456)은 대략 사각 기둥 형상으로 형성된 구조체이며, 구동부(455)에 의해 요동된다. 본 실시형태에 있어서 암(456)은 상기 암(456)의 한쪽 단부가 구동부(455)의 구동축에 부착되어 있다. 또한, 암(456)은 상기 암(456)의 다른 쪽 단부에 아이론부(457)가 부착되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 암(456)은 구동부(455)의 구동축을 중심으로 해서 요동되지만 기어나 링크 기구를 통해서 요동되는 구성이어도 좋다.
아이론부(457)는 대략 직사각형상으로 형성된 금속판이며, 발열부(454)에 근접해서 열을 축적한다. 또한, 아이론부(457)는 섬유 다발(Fb)에 접촉해서 상기 섬유 다발(Fb)에 열을 가한다. 본 실시형태에 있어서 아이론부(457)는 암(456)의 단부에 부착되어 있다. 이 때문에, 아이론부(457)는 암(456)과 일체가 되어서 요동한다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 아이론부(457)는 암(456)의 단부에 1개 부착되어 있다. 단, 아이론부(457)의 개수에 대해서 한정되는 것은 아니다.
이하에 경화 장치(45B)의 동작 형태에 대해서 설명한다.
도 6은 경화 장치(45B)의 동작 형태를 나타내는 도면이다. 도면 중에 나타내는 화살표(X)는 섬유 다발(Fb)의 이송 방향을 나타내고 있다. 또한, 도면 중에 나타내는 화살표(R)는 경화 장치(45B)를 구성하는 암(456)의 요동 방향을 나타내고 있다.
우선, 아이론부(457)는 암(456)과 일체가 되어서 섬유 다발(Fb)로부터 이간되는 방향으로 요동하고, 발열부(454)에 근접한다(도 6(A) 참조). 그렇게 하면 아이론부(457)는 발열부(454)에 근접함으로써 뜨거워져서 상기 발열부(454)로부터 받은 열을 축적한다.
이어서, 아이론부(457)는 암(456)과 일체가 되어서 섬유 다발(Fb)에 근접하는 방향으로 요동하고, 섬유 다발(Fb)에 접촉한다(도 6(B) 참조). 그렇게 하면 아이론부(457)는 섬유 다발(Fb)에 접촉함으로써 축적하고 있었던 열을 방출한다. 즉, 아이론부(457)는 섬유 다발(Fb)에 접촉함으로써 상기 섬유 다발(Fb)에 열을 가한다.
이와 같은 구성에 의해 경화 장치(45B)는 섬유 다발(Fb)이 라이너(1)에 유도되는 도중에 상기 섬유 다발(Fb)에 함침되어 있는 수지의 일부를 경화 또는 반경화시킨다. 이때, 경화 장치(45B)의 아이론부(457)가 섬유 다발(Fb)의 이송 방향에 대하여 일정하지 않은 간격으로 섬유 다발(Fb)에 접촉할 수도 있다.
그리고, 경화 장치(45B)를 사용했을 경우이어도 경화 장치(45A)와 마찬가지의 효과를 얻는 것이 가능하다. 즉, 본 실시형태에 의한 FW 장치(200)는 섬유 다발(Fb)을 구성하는 일부의 섬유(F)가 끊어져도 끊어진 섬유(F)가 가이드 등에 얽히는 것을 방지할 수 있다. 또한, 섬유 다발(Fb)의 유연성을 유지하면서 수지의 경화 또는 반경화 부분(C)에 의해 끊어진 섬유(F)를 유지할 수 있다. 또한, 섬유 다발(Fb)의 비틀림 방향에 대한 강성이 높아지기 때문에 상기 섬유 다발(Fb)의 비틀림을 억제할 수 있다. 섬유 다발(Fb)의 폭 방향에 대한 강성이 높아지기 때문에 상기 섬유 다발(Fb)의 폭 치수를 유지한 상태로 반송할 수 있다.
또한, 본 경화 장치(45B)는 아이론부(457)가 암(456)에 부착된 상태로 상기 암(456)과 일체가 되어서 요동하는 것에 특징이 있다. 이것에 의해 간소한 구조이면서 연속해서 섬유 다발(Fb)에 함침되어 있는 수지의 일부를 경화 또는 반경화할 수 있다.
상술한 FW 장치(200)에서는 1개의 섬유 다발(Fb)에 대하여 1대의 경화 장치(45B)를 구비하고 있다. 그러나, 1개의 섬유 다발(Fb)에 대하여 복수대의 경화 장치(45B)를 구비하는 구성이어도 좋다. 또한, 섬유 다발(Fb)을 끼우도록 상하에 구비하는 구성이어도 좋다.
또한, FW 장치(200)에서는 크릴스탠드(40)에 경화 장치(45B)가 부착되어 있다. 그러나, 경화 장치(45B)의 부착 위치에 대해서 한정되는 것이 아니다.
또한, 상술한 경화 장치(45A·45B)는 후프 권취 장치(30)에 부착하는 것도 가능하다.
본 발명은 필라멘트 와인딩 장치의 기술에 이용 가능하다.
100 : 섬유 다발 처리 장치(필라멘트 와인딩 장치)
1 : 라이너 10 : 라이너 이송 장치
20 : 헬리컬 권취 장치 30 : 후프 권취 장치
40 : 크릴스탠드 45A : 경화 장치
451 : 발열부 452 : 롤러
453 : 아이론부 45B : 경화 장치
454 : 발열부 455 : 구동부
456 : 암 457 : 아이론부
Fb : 섬유 다발 F : 섬유
C : 경화 또는 반경화 부분

Claims (5)

  1. 열 경화성의 수지가 함침된 섬유 다발을 처리하는 섬유 다발 처리 장치에 있어서,
    상기 섬유 다발에 접촉한 상태로 회전하는 롤러와,
    상기 섬유 다발에 접촉해서 열을 가하는 아이론부를 구비하는 경화 장치를 구비하고,
    상기 경화 장치는 상기 아이론부가 상기 롤러에 부착된 상태로 그 롤러와 일체가 되어서 회전하고, 상기 섬유 다발이 상기 섬유 다발 처리 장치에 유도되는 도중에 상기 섬유 다발의 이송 방향에 대하여 간격을 두면서 그 섬유 다발에 함침되어 있는 수지를 경화 또는 반경화시키는 것을 특징으로 하는 섬유 다발 처리 장치.
  2. 열 경화성의 수지가 함침된 섬유 다발을 처리하는 섬유 다발 처리 장치에 있어서,
    상기 섬유 다발에 대하여 근접 또는 이간하는 방향으로 요동하는 암과,
    상기 섬유 다발에 접촉해서 열을 가하는 아이론부를 구비하는 경화 장치를 구비하고,
    상기 경화 장치는 상기 아이론부가 상기 암에 부착된 상태로 그 암과 일체가 되어서 요동하고, 상기 섬유 다발이 상기 섬유 다발 처리 장치에 유도되는 도중에 상기 섬유 다발의 이송 방향에 대하여 간격을 두면서 그 섬유 다발에 함침되어 있는 수지를 경화 또는 반경화시키는 것을 특징으로 하는 섬유 다발 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 경화 장치는 상기 섬유 다발의 이송 방향에 대하여 일정한 간격마다 그 섬유 다발에 함침되어 있는 수지를 경화 또는 반경화시키는 것을 특징으로 하는 섬유 다발 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 경화 장치는 상기 섬유 다발의 이송 방향에 대하여 수직으로 그 섬유 다발에 함침되어 있는 수지를 경화 또는 반경화시키는 것을 특징으로 하는 섬유 다발 처리 장치.
  5. 삭제
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