KR101729606B1 - 척 장치 및 후프 권취 장치 - Google Patents

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Abstract

척 장치는 섬유다발의 척 장치이며, 개폐되는 한 쌍의 핸드를 구비한다. 한 쌍의 핸드는 폐쇄 상태에서 섬유다발을 규제해서 굴곡시키고, 개방 상태에서 섬유다발을 해방하는 복수의 가이드를 갖는다. 폐쇄 상태에 있어서 복수의 가이드는 섬유다발에 가해지는 텐션에 의해 가이드끼리가 접근함으로써 섬유다발을 유지한다.

Description

척 장치 및 후프 권취 장치{CHUCK DEVICE AND HOOP WINDING DEVICE}
본 출원은 2013년 2월 8일에 출원된 일본 특허 출원 2013-23768에 우선권을 주장하고 상기 출원은 그 전체가 본원에서 참조로서 포함된다.
본 발명은 섬유다발을 유지하는 척 장치, 및 이것을 구비한 후프 권취 장치의 기술에 관한 것이다.
라이너의 주위에 섬유다발을 권취해서 보강층을 형성하는 필라멘트 와인딩 장치(이하, 적절히 「FW 장치」로 약기한다)는 공지이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). FW 장치는 후프 권취 장치에 의한 후프 권취와 헬리컬 권취 장치에 의한 헬리컬 권취를 라이너에 대하여 교대로 반복해서 행한다.
후프 권취 장치 및 헬리컬 권취 장치는 섬유다발에 규정의 텐션을 가하면서 라이너의 주위에 권취한다. 특허문헌 1(USP8,403,251)의 FW 장치에서는 섬유다발의 텐션을 모니터링함으로써 섬유다발의 텐션을 관리하고 있다.
후프 권취 장치는 후프 권취의 개시 시나, 후프 권취의 종료 시에 섬유다발을 유지하는 척 장치를 구비하고 있다. 후프 권취의 개시 시에는 척 장치에서 섬유다발을 유지한 상태에서 라이너에 대하여 섬유다발의 권취를 행한다. 또한, 후프 권취의 종료 시에는 척 장치에서 섬유다발을 유지한 상태에서 커터에 의해 섬유다발을 절단한다. 후프 권취를 종료한 후에는 척 장치는 섬유다발을 파지한 상태를 유지하고, 후프 권취 장치는 다음의 헬리컬 권취 공정이나 라이너 교환 공정의 방해가 되지 않도록 라이너의 축방향으로 퇴피한다. 또한, 후프 권취의 효율화를 위하여 복수개의 섬유다발을 이용하여 후프 권취를 행할 경우에는 척 장치에서 복수개의 섬유다발을 모아서 유지한다.
그러나, 척 장치가 유지하는 섬유다발에는 높은 텐션이 가해져 있다. 이 때문에, 척 장치로부터 섬유다발이 빠질 가능성이 있다. 특히, 커터로 섬유다발을 절단할 때나, 후프 권취 장치를 라이너의 축방향으로 이동시킬 때에 텐션이 변동 함으로써 척 장치로부터 섬유다발이 빠질 가능성이 있다. 또한, 척 장치에서 복수개의 섬유다발을 유지할 경우 그 중 몇 개에 유지력이 전해지지 않아 빠져버리는 경우도 있다.
발명자들은 상기 사정을 감안하여 섬유다발을 유지하는 척 장치로서 개폐되는 핸드로 섬유다발을 끼우는 척 장치를 개발했다. 핸드의 개폐에는 유체 압력을 이용하고, 유체압력을 높임으로써 섬유다발을 끼우는 힘을 높일 수 있다. 그러나, 공급할 수 있는 유체압력에는 한도가 있어 섬유다발을 끼우는 힘을 높여도 섬유다발의 텐션이 높으면 섬유다발이 척 장치로부터 빠지는 경우가 있었다. 또한, 섬유다발에 대한 마찰력을 높이는 부재를 핸드에 부착해도 섬유다발이 척 장치로부터 빠지는 경우가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 텐션이 가해진 섬유다발을 강고하게 유지할 수 있는 척 장치 및 후프 권취 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려고자 하는 과제는 이상과 같으며, 이어서 이 과제를 해결하기 위한 수단을 설명한다.
즉, 제 1 발명의 척 장치는 섬유다발의 척 장치이며, 개폐되는 한 쌍의 핸드를 구비한다. 한 쌍의 핸드는 폐쇄 상태에서 섬유다발을 규제해서 굴곡시키고 개방 상태에서 섬유다발을 해방하는 복수의 가이드를 갖는다. 폐쇄 상태에 있어서, 복수의 가이드는 섬유다발에 가해지는 텐션에 의해 가이드끼리가 접근함으로써 섬유다발을 유지한다.
제 2 발명의 척 장치는 제 1 발명의 척 장치이며, 핸드는 복수의 가이드를 지지하는 지지체를 구비한다. 폐쇄 상태에 있어서, 지지체가 섬유다발에 가해지는 텐션에 의해 탄성 변형함으로써 가이드끼리가 접근한다.
제 3 발명의 척 장치는 제 1 또는 제 2 발명의 척 장치이며, 핸드는 섬유다발을 마찰에 의해 유지하는 패드를 더 구비하고 있다.
제 4 발명의 후프 권취 장치는 제 1 내지 제 3 중 어느 하나의 발명의 척 장치를 구비한 후프 권취 장치이며, 섬유다발이 권취되는 정지한 라이너의 둘레를 회전함과 아울러 섬유다발을 권취한 보빈을 회전 가능하게 지지한다.
제 5 발명의 후프 권취 장치는 제 4 발명의 후프 권취 장치이며, 복수의 보빈을 지지할 수 있고, 척 장치는 복수개의 후프 권취용 섬유다발을 동시에 파지한다.
제 6 발명의 후프 권취 장치는 제 4 또는 제 5 발명의 후프 권취 장치이며, 척 장치에서 파지한 후프 권취용 섬유다발을 절단하는 커터를 더 구비하고 있다.
본 발명에 의하면, 섬유다발에 가해지는 텐션을 이용해서 섬유다발을 유지하기 때문에 섬유다발에 가해지는 텐션이 높을 경우에는 이것에 따라 섬유다발의 유지력이 높아진다. 이 때문에, 섬유다발을 강고하게 유지할 수 있다.
본 발명의 다른 특징, 요소, 프로세스, 스텝, 특성, 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태의 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 후프 권취 장치가 권취 개시 위치에 있는 상태를 나타내는 실시예 1에 의한 FW 장치의 측면도이다.
도 2는 도 1의 상태에 있어서, 후프 권취 장치를 라이너의 전방 방향으로부터 본 도면이다.
도 3A는 척 장치의 정면도이며, 도 3B 척 장치의 측면도이다.
도 4는 척 장치의 개방 상태를 나타내는 정면도이다.
도 5는 척 장치의 폐쇄 상태를 나타내는 정면도이다.
도 6은 척 장치의 개방 상태에 있어서, 섬유다발에 텐션이 가해진 상태를 나타내는 정면도이다.
도 7은 후프 권취 장치가 권취를 개시한 상태를 나타내는 FW 장치의 측면도이다.
도 8은 도 7의 상태에 있어서, 후프 권취 장치를 라이너의 전방 방향으로부터 본 도면이다.
도 9는 후프 권취 장치가 후프 권취를 행하고 있는 상태를 나타내는 FW 장치의 측면도이다.
도 10은 도 9의 상태에 있어서, 후프 권취 장치를 라이너의 전방 방향으로부터 본 도면이다.
도 11은 후프 권취 장치가 섬유다발의 권취를 종료하고, 척 장치가 섬유다발을 유지하고 있는 상태를 나타내는 FW 장치의 측면도이다.
도 12는 도 11의 상태에 있어서, 후프 권취 장치를 라이너의 전방 방향으로부터 본 도면이다.
도 13은 섬유다발을 커터로 절단하는 상태에 있어서 후프 권취 장치를 라이너의 축방향으로부터 본 도면이다.
도 14는 후프 권취 장치가 후프 권취를 종료하고, 척 장치가 섬유다발을 유지하고 있는 상태를 나타내는 FW 장치의 측면도이다.
도 15는 도 14의 상태에 있어서, 후프 권취 장치를 라이너의 전방 방향으로부터 본 도면이다.
도 16은 후프 권취 장치가 대기 위치로 이동한 상태를 나타내는 FW 장치의 측면도이다.
본 발명의 실시형태에 의한 척 장치(51) 및 후프 권취 장치(30)에 대해서 도면을 이용하여 설명한다. 우선, 도 1을 이용하여 필라멘트 와인딩 장치(FW 장치)(100)의 전체 구성에 대해서 설명한다. FW 장치(100)는 후프 권취 장치(30)에 의한 후프 권취와 헬리컬 권취 장치(40)에 의한 헬리컬 권취를 라이너(1)에 대하여 교대로 반복해 행함으로써 라이너(1)의 주위에 수지를 함침시킨 섬유다발(F)을 권취한다.
도 1에 나타내는 화살표 A, B는 FW 장치(100)의 전후 방향과 헬리컬 권취에 있어서의 라이너(1)의 이송 방향을 나타내고 있다. 헬리컬 권취에서는 라이너(1)를 FW 장치(100)의 전후 방향으로 왕복동시키기 때문에 라이너(1)는 화살표 A의 방향으로 이송되는 경우와 화살표 B의 방향으로 이송되는 경우가 있다. 이하의 설명에서는 편의적으로 화살표 A의 선단측을 전방측이라 하고, 화살표 A의 기단측(基端側)을 후방측이라 한다.
라이너(1)는 내압 용기를 구성하는 기재이다. 라이너(1)는 예를 들면 고강도 알루미늄재나 폴리아미드계 수지 등에 의해 형성된 대략 원통 형상의 중공체이다. 라이너(1)는 외주면(1S)에 복수개의 섬유다발(F)이 권취되어 복수의 섬유층이 형성됨으로써 내압 성능의 향상이 도모된다. 또한, 이하의 설명에서는 라이너(1)는 섬유다발(F)을 권취하기 전의 상태와, 섬유다발(F)을 권취하고 있는 도중의 상태 양쪽을 의미하는 것으로 한다. 예를 들면, 라이너(1)의 외주면(1S)이란 권취된 섬유다발(F)의 표면인 것도 의미한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, FW 장치(100)는 주 기대(10), 라이너 이송 장치(20), 후프 권취 장치(30), 헬리컬 권취 장치(40), 및 제어부(90)를 갖는다.
주 기대(10)는 FW 장치(100)의 기초를 구성한다. 주 기대(10)의 상부에는 라이너 이송 장치용 레일(11)이 설치되어 있다. 라이너 이송 장치용 레일(11)에는 라이너 이송 장치(20)가 적재되어 있다. 주 기대(10)의 상부에는 라이너 이송 장치용 레일(11)에 대하여 평행하게 후프 권취 장치용 레일(12)이 설치되어 있다. 후프 권취 장치용 레일(12)에는 후프 권취 장치(30)가 적재되어 있다. 라이너 이송 장치(20) 및 후프 권취 장치(30)는 주 기대(10)에 대하여 이동하는 것이 가능하다. 헬리컬 권취 장치(40)는 주 기대(10)에 고정된다.
라이너 이송 장치(20)는 라이너(1)를 회전시키면서 이송하는 장치이다. 라이너 이송 장치(20)는 FW 장치(100)의 전후 방향을 중심축으로 해서 라이너(1)를 회전시킨다. 또한, 라이너 이송 장치(20)는 FW 장치(100)의 전후 방향으로 라이너(1)를 이송한다. 라이너 이송 장치(20)는 제 1 기대(21), 라이너 지지 프레임(23), 및 회전축(24)을 갖는다. 라이너 이송 장치(20)의 구동은 제어부(90)에 의해 제어된다.
제 1 기대(21)의 상부에는 한 쌍의 라이너 지지 프레임(23)이 설치되어 있다. 라이너 지지 프레임(23)에는 전후 방향을 향해서 회전축(24)이 연장된다. 라이너(1)는 회전축(24)에 부착되고, 도시하지 않은 동력 기구에 의해 한 방향으로 회전된다.
후프 권취 장치(30)는 라이너(1)의 외주면(1S)에 복수개의 섬유다발(F)을 동시에 권취해서 섬유층을 형성한다. 후프 권취 장치(30)는 섬유다발(F)의 권취 각도가 FW 장치(100)의 전후 방향에 대하여 대략 수직으로 되는 후프 권취를 행한다. 후프 권취 장치(30)는 제 2 기대(31), 동력 기구(32), 후프 권취 헤드(34), 및 핸들링 장치(50)를 갖는다. 후프 권취 장치(30)의 구동은 제어부(90)에 의해 제어된다.
제 2 기대(31)에는 동력 기구(32)에 의해 회전되는 후프 권취 헤드(34)가 설치되어 있다. 후프 권취 헤드(34)는 중앙에 라이너(1)를 삽입 통과시키는 개구부(35)를 갖고 있다. 이 개구부(35)의 주위에 복수(본 실시형태에서는 4개)의 보빈(BA, BB, BC, BD)이 배치된다(도 2 참조). 보빈(BA, BB, BC, BD)으로부터는 각각 섬유다발(F)이 라이너(1)의 외주면(1S)에 공급된다. 동력 기구(32)는 후프 권취 헤드(34)를 라이너(1)의 중심축 둘레로 회전시킨다.
후프 권취에서는 라이너(1)는 정지 상태로 하고, 축방향으로는 이동시키지 않고, 회전도 행하지 않는다. 후프 권취 장치(30)를 라이너(1)의 중심축 방향을 따라 왕복동시키면서 후프 권취 헤드(34)를 라이너(1)의 중심축 둘레로 회전시킨다. 즉, 후프 권취 장치(30)는 후프 권취 헤드(34)를 라이너(1)와 상대 회전시킴으로써 라이너(1) 상에 복수개의 섬유다발(F)을 동시에 권취한다. 후프 권취 장치(30)는 라이너(1)에 대한 이동 속도나 후프 권취 헤드(34)의 회전 속도를 조절함으로써 섬유다발(F)의 권취 형태를 변경 가능하다. 핸들링 장치(50)에 대해서는 뒤에 상세히 설명한다.
헬리컬 권취 장치(40)는 라이너(1)의 외주면(1S)에 복수개의 섬유다발(F)을 동시에 권취해서 섬유층을 형성한다. 헬리컬 권취 장치(40)는 섬유다발(F)의 권취 각도가 FW 장치(100)의 전후 방향에 대하여 소정의 값(예를 들면, 0~60도)으로 되는 헬리컬 권취를 행한다. 헬리컬 권취 장치(40)는 제 3 기대(41), 제 1 헬리컬 권취 헤드(43), 및 제 2 헬리컬 권취 헤드(44)를 갖고 있다. 헬리컬 권취 장치(40)의 구동은 제어부(90)에 의해 제어된다.
제 3 기대(41)는 제 1 헬리컬 권취 헤드(43), 및 제 2 헬리컬 권취 헤드(44)를 갖고 있다. 제 1 헬리컬 권취 헤드(43), 및 제 2 헬리컬 권취 헤드(44)에는 도시하지 않은 복수의 보빈으로부터 섬유다발(F)이 공급된다. 복수개의 섬유다발(F)은 라이너(1)의 외주면(1S)에 인도된다. 제 1 헬리컬 권취 헤드(43), 및 제 2 헬리컬 권취 헤드(44)에는 각각 복수의 노즐(도시하지 않음)이 라이너(1)의 외주면(1S)을 향해서 방사상으로 설치되어 있다. 복수의 노즐에 의해 라이너(1)의 외주면(1S)에 복수개의 섬유다발(F)이 인도된다. 헬리컬 권취 장치(40)는 고정되어 있고, 라이너 이송 장치(20)에 의해 라이너(1)가 회전하면서 회전축 방향으로 이송 됨으로써 헬리컬 권취가 행해진다. 라이너(1)의 이송 속도나 회전 속도를 조절함으로써 섬유다발(F)의 권취 형태를 변경 가능하다.
이어서, 본 발명의 특징 부분인 후프 권취 장치(30), 및 핸들링 장치(50)에 대해서 상세히 설명한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 후프 권취 장치(30)의 후프 권취 헤드(34)는 보빈(BA, BB, BC, BD), 섬유 공급 가이드(37), 및 가이드 롤러(38)를 갖고 있다. 보빈(BA, BB, BC, BD)은 후프 권취 헤드(34)의 개구부(35)의 주위에 등간격으로 배치되어 있다. 가이드 롤러(38)는 보빈(BA, BB, BC, BD)으로부터의 4개의 섬유다발(F)을 모아서 섬유 공급 가이드(37)에 안내한다. 섬유 공급 가이드(37)는 가이드 롤러(38)에 의해 모여진 4개의 섬유다발(F)을 라이너(1)의 외주면(1S)에 공급한다.
후프 권취 헤드(34)를 구동하는 동력 기구(32)는 후프 권취 헤드(34)를 도 8에 있어서 화살표 R 방향으로 회전시킨다. 후프 권취 헤드(34)가 회전함으로써 섬유 공급 가이드(37)로부터 공급되는 섬유다발(F)은 라이너(1)의 외주면(1S)에 권취된다. 섬유다발(F)은 후프 권취 헤드(34)의 회전 방향의 하류측인 화살표 FA 방향으로 공급된다. 이하, 섬유다발(F)이 공급되는 방향 FA를 섬유 공급 방향(FA)이라 한다. 또한, 화살표 FA의 기단측을 섬유 공급 방향(FA)의 상류측, 화살표 FA의 선단측을 섬유 공급 방향(FA)의 하류측이라 한다. 또한, 섬유 공급 가이드(37)로부터 라이너(1)에 인도되는 섬유다발(F)이 라이너(1)의 외주면(1S)에 접해서 권취되는 위치를 권취 위치(WP)라 한다.
동력 기구(32)는 제어부(90)에 접속되어 있고, 제어부(90)로부터의 신호에 의거하여 후프 권취 헤드(34)의 회전 및 정지가 제어된다. 제어부(90)에는 후프 권취 헤드(34)의 회전 각도를 검출하고, 후프 권취 헤드(34)의 위치를 검출하는 검출부(도시하지 않음)가 접속되어 있다. 검출부로서 예를 들면 엔코더가 이용된다. 제어부(90)는 후프 권취 헤드(34)의 위치를 검출함으로써 보빈(BA, BB, BC, BD)의 위치나 섬유다발(F)의 권취 위치(WP) 등을 특정하는 것이 가능하다. 또한, 제어부(90)는 후프 권취 헤드(34)의 위치를 검출하면서 동력 기구(32)를 제어함으로써 섬유 공급 가이드(37) 및 섬유다발(F)의 권취 위치(WP)가 임의의 위치에 오도록 후프 권취 헤드(34)의 회전을 정지시키는 것도 가능하다.
이어서, 핸들링 장치(50)에 대해서 설명한다. 도 1, 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이 핸들링 장치(50)는 척 장치(51), 및 암(80)을 갖고 있다. 척 장치(51)는 후프 권취의 개시 시나, 후프 권취의 종료 시에 후프 권취 헤드(34)의 섬유 공급 가이드(37)로부터 공급되는 섬유다발(F)을 유지한다. 암(80)은 척 장치(51)를 후프 권취 헤드(34)의 보빈(BA, BB, BC, BD), 섬유 공급 가이드(37)와 동일한 측에서 지지하고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 척 장치(51)는 핸드(60) 및 구동부(70)를 갖고 있다. 핸드(60)는 제 1 핸드(61)와 제 2 핸드(62)를 갖고 있다. 제 1 핸드(61)와 제 2 핸드(62)는 구동부(70)에 의해 개방 상태(도 4 참조)와, 폐쇄 상태(도 5 참조)로 스위칭된다. 제 1 핸드(61)와 제 2 핸드(62)는 복수의 가이드(63)를 갖고 있다. 복수의 가이드(63)는 폐쇄 상태에 있어서 서로 맞물린 상태로 되고, 개방 상태에서 맞물림이 해제된다.
구동부(70)는 제 1 핸드(61)와 제 2 핸드(62)를 개폐시킨다. 제 1 레버(71)는 제 1 핸드(61)에 접속되고, 제 2 레버(72)는 제 2 핸드(62)에 접속되어 있다. 제 1 레버(71) 및 제 2 레버(72)는 축(75)에 의해 회동 가능하게 지지되어 있다. 액츄에이터(76)는 진퇴하는 샤프트(77)를 구비하고 있다. 제 1 레버(71)는 제 3 레버(73)를 통해서 샤프트(77)에 접속되어 있다. 제 2 레버(71)는 제 4 레버(74)를 통해서 샤프트(77)에 접속되어 있다. 액츄에이터(76)의 샤프트(77)가 진퇴함으로써 제 1 레버(71)와 제 2 레버(72)가 개폐되고, 제 1 핸드(61)와 제 2 핸드(62)는 개방 상태와 폐쇄 상태로 스위칭된다. 액츄에이터(76)의 구동은 제어부(90)에 의해 제어된다. 제어부(90)로부터의 신호에 의거하여 액츄에이터(76)가 구동됨으로써 제 1 핸드(61)와 제 2 핸드(62)가 개폐된다.
제 1 핸드(61)와 제 2 핸드(62)에 설치되는 복수의 가이드(63)는 판 형상체이다. 제 1 핸드(61)에는 제 1 지지체(64)에 의해 복수의 가이드(63)가 고정되어 있다. 제 2 핸드(62)에는 제 2 지지체(65)에 의해 복수의 가이드(63)가 고정되어 있다. 복수의 가이드(63), 제 1 지지체(64), 및 제 2 지지체(65)는 외력이 가해졌을 때에 탄성 변형하는 소재가 이용된다. 예를 들면 스테인리스스틸(SUS)이 이용된다. 가이드(63)와 가이드(63) 사이에는 간격을 규정하는 스페이서(66)가 개재 설치되어 있다. 가이드(63)와 가이드(63)의 간격은 폐쇄 상태에서 서로 맞물릴 수 있도록 가이드(63)의 두께보다 약간 넓게 설정되어 있다. 제 1 핸드(61)와 제 2 핸드(62)는 섬유다발(F)을 마찰에 의해 유지하는 패드(67)를 구비하고 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 개방 상태인 경우에는 제 1 핸드(61)와 제 2 핸드(62)의 복수의 가이드(63)는 맞물림이 해제된 상태이다. 이 상태에서는 제 1 핸드(61)와 제 2 핸드(62) 사이에 섬유다발(F)을 삽입할 수 있다.
도 5는 제 1 핸드(61)와 제 2 핸드(62) 사이에 섬유다발(F)을 삽입한 상태에서 폐쇄 상태로 한 상태이다. 제 1 핸드(61)와 제 2 핸드(62)의 복수의 가이드(63)는 섬유다발(F)을 규제해서 굴곡시킨 상태로 되게한다. 도 5에 나타내는 상태에서는 섬유다발(F)의 텐션은 낮기 때문에 복수의 가이드(63), 제 1 지지체(64), 및 제 2 지지체(65)는 탄성 변형을 발생시키고 있지 않다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 도 5의 상태에 있어서 섬유다발(F)에 화살표 T 방향의 텐션이 가해지면 복수의 가이드(63), 제 1 지지체(64), 및 제 2 지지체(65)는 탄성 변형을 발생시킨다. 복수의 가이드(63), 제 1 지지체(64), 및 제 2 지지체(65)의 탄성 변형에 의해 가이드(63)끼리가 접근해서 섬유다발(F)을 유지한다. 섬유다발(F)에 텐션이 가해진 상태에서는 특히 복수의 가이드(63)의 단부의 간격이 좁아지고, 섬유다발(F)의 경로 상에 인접하는 가이드(63)와 가이드(63)에 의해 협지되는 상태로 된다. 도 6의 폐쇄 상태로부터 도 4의 개방 상태로 이행시키면 유지되어 있었던 섬유다발(F)은 개방된다.
암(80)은 제 1 암(81), 제 2 암(82), 제 3 암(83)을 갖고 있다. 제 1 암(81)은 제 2 기대(31)에 고정되어 있다. 제 2 암(82)은 제 1 암(81)에 대하여 액츄에이터(도시하지 않음)를 통해서 접속되어 있다. 제 2 암(82)은 제 1 암(81)에 대하여 전후 방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 제 3 암(83)은 제 2 암(82)에 대하여 액츄에이터(도시하지 않음)를 통해서 접속되어 있다. 제 3 암(83)은 제 2 암(82)에 대하여 상하 방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 암(80)의 구동은 제어부(90)에 의해 제어된다. 제어부(90)로부터의 신호에 의거하여 암(80)의 액츄에이터가 구동되고, 척 장치(51)의 위치를 변화시킨다.
암(80)은 척 장치(51)의 위치를 제 1 위치(PA), 제 2 위치(PB), 및 제 3 위치(PC)로 스위칭할 수 있다. 제 1 위치(PA)는 주로 후프 권취의 개시 시에 있어서의 척 장치(51)의 위치이다(도 2 참조). 제 2 위치(PB)는 후프 권취의 종료 시에 있어서 척 장치(51)에서 섬유다발(F)을 포착하는 위치이다(도 12 참조). 제 3 위치(PC)는 주로 후프 권취를 행하고 있는 도중, 및 후프 권취 장치(30)를 퇴피시킨 상태에서의 척 장치(51)의 위치이다(도 10, 도 15 참조). 또한, 암(80)은 척 장치(51)를 전후 방향으로 이동시킬 수도 있다.
커터(68)는 후프 권취 헤드(34)의 섬유 공급 가이드(37)로부터 공급되는 섬유다발(F)을 절단한다. 도 13에 나타내는 바와 같이 커터(68)는 제 3 암(83)에 설치되어 있다. 커터(68)는 섬유다발(F)을 절단할 때에는 제 3 암(83)에 대하여 돌출되어 섬유다발(F)을 절단한다. 커터(68)는 대기 시에는 섬유다발(F)에 접촉하지 않는 위치로 퇴피한다.
이어서, 상기 구성의 FW 장치(100)의 후프 권취에 있어서의 핸들링 장치(50)의 동작에 대해서 설명한다. 라이너(1)는 라이너 이송 장치(20)에 장착되고, 먼저 행해진 헬리컬 권취에 이어서 후프 권취가 행해지고, 그 후 다시 헬리컬 권취가 행해지는 것으로 한다. 제어부(90)에는 후프 권취의 권취 조건, 즉 후프 권취 장치(30)의 이동 속도, 후프 권취 헤드(34)의 회전 속도, 후프 권취 장치(30)를 왕복하는 횟수, 후프 권취 장치(30)의 이동 거리 등의 권취 조건이 미리 작업자에 의해 입력되어 있는 것으로 한다. 제어부(90)는 입력된 권취 조건에 의거하여 후프 권취 장치(30)의 구동을 이하와 같이 제어한다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같이 후프 권취 헤드(34)가 정지할 때의 위치(회전 방향의 위치)는 척 장치(51)가 보빈(BA)과 보빈(BD) 사이에 위치하도록 한다. 이 후프 권취 헤드(34)의 회전 방향의 위치를 이하에서는 처리 시 정지 자세라 한다.
후프 권취 전의 헬리컬 권취가 종료하면, 도 1에 나타내는 바와 같이 후프 권취 장치(30)는 대기 위치(도 16 참조)로부터 FW 장치(100)의 전후 방향을 따라 이동하여 후프 권취를 개시하는 위치로 이동한다. 본 실시예에서는 후프 권취는 라이너(1)의 통 형상부의 일단부로부터 개시하는 것으로 한다. 후프 권취 장치(30)가 이동할 때에는 후프 권취 헤드(34)는 처리 시 정지 자세로 한다. 척 장치(51)는 제 3 위치(PC)에 있는 것으로 한다(도 15 참조). 척 장치(51)는 후프 권취 헤드(34)의 섬유 공급 가이드(37)로부터 공급되는 섬유다발(F)을 파지하고 있는 것으로 한다.
도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 후프 권취 장치(30)가 후프 권취를 개시하는 위치(권취 개시 위치)에 도달하면 도 7, 도 8에 나타내는 바와 같이 척 장치(51)는 제 1 위치(PA)로 이동한다.
후프 권취 장치(30)는 섬유다발(F)의 권취를 개시한다. 최초의 수 바퀴 정도는 섬유다발(F)의 텐션을 규정의 텐션보다 낮춘 상태로 하고, 그 상태에서 아래에 감은 섬유다발(F) 위에 다음 섬유다발(F)이 겹치도록 권취한다. 또는, 아래에 감은 섬유다발(F) 위에 다음 섬유다발(F)이 교차하도록 권취한다. 이때, 후프 권취 헤드(34)에 대한 척 장치(51)의 전후 방향의 위치가 일정하면 척 장치(51)가 섬유다발(F)이나 회전하는 섬유 공급 가이드(37)에 간섭한다. 이 때문에, 후프 권취 헤드(34)에 대하여 척 장치(51)를 서서히 멀어지도록 암(80)을 구동한다. 이때, 라이너(1)에 대한 척 장치(51)의 전후 방향의 위치는 변화시키지 않는 것으로 한다. 최초의 수 바퀴 정도를 권취 종료한 후 섬유다발(F)의 텐션을 규정의 텐션으로 해서 후프 권취를 행한다. 척 장치(51)는 개방 상태로 해 섬유다발(F)을 개방한다.
도 9, 도 10에 나타내는 바와 같이, 후프 권취 장치(30)가 후프 권취 헤드(34)를 회전시키면서 도면 우측 방향으로 이동함으로써 통 형상부의 외주면(1S)에 섬유다발(F)을 후프 권취해 간다. 이 상태에서 첫번째 층의 후프 권취층을 형성한다. 계속해서, 후프 권취 장치(30)를 반전 이동시킴으로써 먼저의 후프 권취층의 외면에 두번째 층의 후프 권취층을 형성한다. 후프 권취층을 더 형성할 경우에는 후프 권취 장치(30)를 왕복 이동시킴으로써 후프 권취를 필요 횟수 행한다.
필요 횟수의 후프 권취가 종료되면 도 11, 도 12에 나타내는 바와 같이 후프 권취 헤드(34)를 처리 시 정지 자세에서 정지시킨다. 척 장치(51)는 제 1 위치(PA)로부터 제 2 위치(PB)를 향해서 이동한다. 척 장치(51)는 개방 상태로 해 후프 권취 헤드(34)의 섬유 공급 가이드(37)로부터 공급되는 섬유다발(F)에 접근시킨다. 제 1 핸드(61)와 제 2 핸드(62) 사이에서 섬유다발(F)을 포착하면 폐쇄 상태로 해서 섬유다발(F)을 파지한다. 섬유다발(F)을 파지하는 위치는 섬유 공급 가이드(37)와 섬유다발(F)의 권취 위치(WP) 사이이다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 섬유다발(F)이 앞서 후프 권취에 있어서 권취된 섬유다발(F)에 고정되면 커터(68)가 돌출된다. 커터(68)는 척 장치(51)가 섬유다발(F)을 유지하는 위치보다 섬유다발 공급 방향(FA)의 하류측에서 섬유다발(F)을 절단한다. 이것에 의해, 후프 권취된 섬유다발(F)이 후프 권취의 종료 위치에 있어서 보빈(BA, BB, BC, BD)으로부터 분리된다.
도 14, 도 15에 있어서, 커터(68)가 섬유다발(F)을 절단하면 도 11에 나타내는 바와 같이 척 장치(51)는 제 2 위치(PB)로부터 제 3 위치(PC)로 이동한다. 척 장치(51)는 후프 권취 헤드(34)의 섬유 공급 가이드(37)로부터 공급되는 섬유다발(F)을 파지하고 있다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 후프 권취 장치(30)는 후프 권취를 종료한 위치로부터 FW 장치(100)의 전후 방향을 따라 이동해 대기 위치로 이동한다. 이 위치에서 다음의 헬리컬 권취가 종료될 때까지 대기하고, 이어서 재차 후프 권취가 행해질 경우에는 도 1 및 도 6에 나타낸 상태로부터 다음의 후프 권취가 행해진다.
이상에서 설명한 본 실시예에 의한 척 장치(51) 및 후프 권취 장치(30)에 의하면 다음과 같은 효과를 갖는다.
척 장치(51)의 복수의 가이드(63)는 폐쇄 상태에 있어서 섬유다발(F)에 가해지는 텐션에 의해 가이드(63)끼리가 접근함으로써 섬유다발(F)을 유지한다. 섬유다발(F)에 가해지는 텐션을 이용해서 섬유다발(F)을 유지하기 때문에 섬유다발(F)에 가해지는 텐션이 높을 경우에는 이것에 따라 섬유다발(F)의 유지력이 높아진다. 이 때문에, 섬유다발(F)을 강고하게 유지할 수 있다.
척 장치(51)의 복수의 가이드(63)는 폐쇄 상태에 있어서 제 1 지지체(64) 및 제 2 지지체(65)가 섬유다발(F)에 가해지는 텐션에 의해 탄성 변형함으로써 가이드(63)끼리가 접근한다. 이 때문에, 섬유다발(F)에 가해지는 텐션에 따라 섬유다발(F)의 유지력을 높일 수 있다.
척 장치(51)의 핸드(60)는 섬유다발(F)을 마찰에 의해 유지하는 패드(67)를 구비하고 있다. 이 때문에, 보다 강고하게 섬유다발(F)을 유지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 다양한 변경이 가능하다. 예를 들면, 후프 권취 헤드(34)와 핸들링 장치(50)의 위치 관계는 도 5에 나타내는 위치 관계에 한정되는 것은 아니고, 후프 권취 헤드(34)와 핸들링 장치(50)가 간섭하지 않고, 또한 후프 권취 헤드(34)의 섬유 공급 가이드(37)로부터 공급되는 섬유다발(F)을 파지할 수 있는 위치 관계면 좋다. 또한 후프 권취 헤드(34) 및 핸들링 장치(50)의 구조나 배치가 다르면 다른 위치 관계로 된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고 다양한 변경이 가능하다.
본 발명이 그 바람직한 실시형태에 관해 설명되었지만 개시된 발명은 다양한 방법으로 변형될 수 있으며, 구체적으로 설명되고 상술된 실시형태 이외에도 많은 실시형태를 포함할 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항은 본 발명의 본래 사상과 범위 내에 있는 본 발명의 모든 변형예를 포함하도록 의도된다.

Claims (16)

  1. 섬유다발의 척 장치를 구비한 후프 권취 장치로서,
    상기 척 장치는 개폐되는 한 쌍의 핸드를 구비하고,
    상기 한 쌍의 핸드는 폐쇄 상태에서 상기 섬유다발을 규제해서 굴곡시키고 개방 상태에서 상기 섬유다발을 해방하는 복수의 가이드를 갖고,
    상기 폐쇄 상태에 있어서 상기 복수의 가이드는 상기 섬유다발에 가해지는 텐션에 의해 상기 가이드끼리가 접근함으로써 상기 섬유다발을 유지하고,
    상기 후프 권취 장치는 상기 섬유다발이 권취되는 정지한 라이너의 둘레를 회전함과 아울러 상기 섬유다발을 권취한 보빈을 회전 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 후프 권취 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸드는 상기 복수의 가이드를 지지하는 지지체를 구비하고 있고,
    상기 폐쇄 상태에 있어서 상기 지지체가 상기 섬유다발에 가해지는 텐션에 의해 탄성 변형함으로써 상기 가이드끼리가 접근하는 것을 특징으로 하는 후프 권취 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 핸드는 상기 섬유다발을 마찰에 의해 유지하는 패드를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 후프 권취 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    복수의 보빈을 지지할 수 있고, 상기 척 장치는 복수개의 후프 권취용 섬유다발을 동시에 파지하는 것을 특징으로 하는 후프 권취 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 척 장치에서 파지한 후프 권취용 섬유다발을 절단하는 커터를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 후프 권취 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 척 장치에서 파지한 후프 권취용 섬유다발을 절단하는 커터를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 후프 권취 장치.
  8. 삭제
  9. 제 2 항에 있어서,
    복수의 보빈을 지지할 수 있고, 상기 척 장치는 복수개의 후프 권취용 섬유다발을 동시에 파지하는 것을 특징으로 하는 후프 권취 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 척 장치에서 파지한 후프 권취용 섬유다발을 절단하는 커터를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 후프 권취 장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 척 장치에서 파지한 후프 권취용 섬유다발을 절단하는 커터를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 후프 권취 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸드는 상기 섬유다발을 마찰에 의해 유지하는 패드를 더욱 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 후프 권취 장치.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서,
    복수의 보빈을 지지할 수 있고, 상기 척 장치는 복수개의 후프 권취용 섬유다발을 동시에 파지하는 것을 특징으로 하는 후프 권취 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 척 장치에서 파지한 후프 권취용 섬유다발을 절단하는 커터를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 후프 권취 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 척 장치에서 파지한 후프 권취용 섬유다발을 절단하는 커터를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 후프 권취 장치.
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