KR20120061959A

KR20120061959A - 필라멘트 와인딩 장치

Info

Publication number: KR20120061959A
Application number: KR1020127008669A
Authority: KR
Inventors: 히데아키 나카니시; 아키라 마에다
Original assignee: 무라다기카이가부시끼가이샤
Priority date: 2009-09-10
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2012-06-13
Also published as: JP5540616B2; WO2011030808A1; US20120168088A1; EP2476539B1; JP2011056799A; CN102548740A; EP2476539A4; US8813805B2; CN102548740B; EP2476539A1

Abstract

라이너(2)를 회전시키면서 이송함과 아울러 라이너(2)의 궤도 상의 주위에 배치된 섬유 공급 가이드(44)에 의해 안내되는 섬유속(FB)을 라이너(2)의 외주면(2a)에 권취해가는 필라멘트 와인딩 장치(1)에 있어서, 라이너(2)에 권취되는 앞쪽의 섬유속(FB)에 대해서 수지를 분사하는 수지 공급 노즐(45)을 구비하고, 수지 공급 노즐(45)은 수지 공급 노즐(45)의 분사구(45N)와 라이너(2)의 회전축을 연결한 직선에 의해 정의되는 가상선(VL1)에 대해서 라이너(2)의 회전 방향의 하류측을 향해서 수지를 분사하도록 배치했다.

Description

필라멘트 와인딩 장치{FILAMENT WINDING APPARATUS}

본 발명은 필라멘트 와인딩 장치의 기술에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 필라멘트 와인딩 장치의 섬유속(fiber bundle)에 수지를 함침시킬 때의 수율의 악화를 방지하는 기술에 관한 것이다.

종래부터 수지를 함침시킨 섬유속을 라이너의 외주면에 권취해가는 필라멘트 와인딩 장치가 알려져 있다. 또한, 섬유속에 수지를 함침시키는 방법으로서 섬유속을 수지조에 침지시키는 방법(예컨대, 특허문헌 1 참조)이나 섬유속에 대해서 수지를 분사하는 방법(예컨대, 특허문헌 2 참조) 등이 공지되어 있다.

그러나, 섬유속을 수지조에 침지시키는 방법에 있어서는 침지 후의 섬유속을 송출하는 가이드 롤러 등에 수지가 부착되기 때문에 유지보수의 빈도가 증가한다는 문제점이 있었다. 한편, 섬유속에 대해서 수지를 분사하는 방법에 있어서는 섬유속이 라이너에 권취되기 직전에 수지를 분사함으로써 가이드 롤러 등에 수지가 부착되는 것을 회피할 수 있지만 분사된 수지가 비산되는 것에 기인한 수율의 악화가 문제가 되고 있었다.

일본 공개 특허 평8-108487호 공보 일본 공개 특허 평9-262910호 공보

본 발명은 섬유속에 대해서 수지를 분사하는 방법을 사용한 필라멘트 와인딩 장치에 있어서 수지가 비산되는 것에 기인한 수율의 악화를 방지할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 제 1 형태는 라이너를 회전시키면서 이송함과 아울러 상기 라이너의 궤도 상의 주위에 배치된 섬유 공급 가이드에 의해 안내되는 섬유속을 상기 라이너의 외주면에 권취해가는 필라멘트 와인딩 장치에 있어서, 상기 라이너에 권취되는 앞쪽의 상기 섬유속에 대해서 수지를 분사하는 수지 공급 노즐을 구비하고, 상기 수지 공급 노즐은 상기 수지 공급 노즐의 분사구와 상기 라이너의 회전축을 연결한 직선에 의해 정의되는 가상선보다 상기 라이너의 회전 방향의 하류측을 향해서 수지를 분사하도록 배치된다.

본 발명의 제 2 형태는 제 1 형태에 있어서의 필라멘트 와인딩 장치에 있어서, 상기 수지 공급 노즐은 상기 라이너의 이송 방향과 직교하는 평면에 의해 정의되는 가상 평면에 대해서 평행하게 수지를 분사하도록 배치된다.

본 발명의 제 3 형태는 제 1 형태에 있어서의 필라멘트 와인딩 장치에 있어서, 상기 수지 공급 노즐은 상기 라이너의 이송 방향과 직교함과 아울러 상기 분사구와 교차하는 평면에 의해 정의되는 가상 평면보다 상기 라이너의 전방측을 향해서 수지를 분사하도록 배치된다.

본 발명의 제 4 형태는 제 1 형태에 있어서의 필라멘트 와인딩 장치에 있어서, 상기 수지 공급 노즐은 상기 라이너에 권취되는 앞쪽의 상기 섬유속의 진행 방향에 대해서 평행하거나 또는 대략 평행하게 수지를 분사하도록 배치된다.

본 발명의 제 5 형태는 제 1 형태에 있어서의 필라멘트 와인딩 장치에 있어서, 상기 수지 공급 노즐은 상기 라이너의 외주면에 대해서 진퇴하는 방향으로 이동 가능하게 된다.

본 발명의 제 6 형태는 제 1 형태에 있어서의 필라멘트 와인딩 장치에 있어서, 상기 수지 공급 노즐은 상기 라이너의 이송 방향에 대해서 전방측에 배치되는 제 1 수지 공급 노즐과 상기 라이너의 이송 방향에 대해서 후방측에 배치되는 제 2 수지 공급 노즐을 포함하고, 상기 제 1 수지 공급 노즐이 주로 상기 섬유속에 대해서 수지를 분사하고, 상기 제 2 수지 공급 노즐이 보완적으로 상기 섬유속에 대해서 수지를 분사한다.

본 발명의 제 7 형태는 후프 권취 장치를 구비한 필라멘트 와인딩 장치로서, 상기 후프 권취 장치는 유지되어야 할 라이너에 대해서 섬유속을 회전시켜 상기 라이너에 섬유속을 권취하는 권취부와, 상기 섬유속에 대해서 상기 라이너에 권취되는 앞쪽에서 수지를 분사하는 복수의 수지 분사 노즐을 상기 라이너의 주위에 배치한 수지 함침부를 구비하고, 상기 수지 분사 노즐은 분사구와 상기 라이너의 축심을 연결하는 가상선에 대해서 상기 섬유속의 회전 방향의 하류측을 향해서 수지를 분사하도록 배치된다.

본 발명의 제 8 형태는 제 7 형태에 있어서의 필라멘트 와인딩 장치에 있어서, 상기 수지 함침부는 상기 복수의 수지 분사 노즐 중 1 또는 2 이상의 상기 수지 분사 노즐에 의해 회전하는 섬유속에 대해서 수지를 분사하는 것으로 하고, 상기 수지를 분사하는 수지 분사 노즐을 상기 권취부의 섬유속의 회전에 동기시켜서 스위칭한다.

본 발명의 제 9 형태는 제 8 형태에 있어서의 필라멘트 와인딩 장치에 있어서, 상기 수지 함침부는 상기 스위칭 후의 수지 분사 노즐에 의한 분사를 개시한 후에 상기 스위칭 전의 수지 분사 노즐에 의한 분사를 정지한다.

<발명의 효과>

본 발명의 효과로서 이하에 나타내는 바와 같은 효과를 발휘한다.

본 발명의 제 1 형태에 의하면 섬유속에 대해서 분사된 수지의 비산을 억제할 수 있어 수지의 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제 2 형태에 의하면 라이너에 권취되는 앞쪽의 섬유속에 확실히 수지를 함침시킬 수 있다. 또한, 섬유속에 대해서 분사된 수지의 비산을 억제할 수 있어 수지의 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제 3 형태에 의하면 라이너에 권취되는 앞쪽의 섬유속에 확실히 수지를 함침시킬 수 있다. 또한, 섬유속에 대해서 분사된 수지의 비산을 억제할 수 있어 수지의 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 분사된 수지가 라이너의 외주면을 따르도록 흐르기 때문에 라이너에 권취된 후의 섬유속에 대해서 수지를 더욱 함침시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제 4 형태에 의하면 라이너에 권취되는 앞쪽의 섬유속에 의해 확실히 수지를 함침시킬 수 있다. 또한, 섬유속에 대해서 분사된 수지의 비산을 억제할 수 있어 수지의 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 분사된 수지가 라이너의 외주면을 따르도록 해서 흐르기 때문에 라이너에 권취된 후의 섬유속에 대해서 수지를 더욱 함침시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제 5 형태에 의하면 수지 공급 노즐과 라이너의 거리를 적절하게 조정함으로써 라이너에 권취되는 앞쪽의 섬유속에 확실히 수지를 함침시킬 수 있다. 또한, 섬유속에 대해서 분사된 수지의 비산을 억제할 수 있어 수지의 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제 6 형태에 의하면 제 1 수지 공급 노즐이 주로 섬유속에 대해서 수지를 분사하고, 제 2 수지 공급 노즐이 보완적으로 섬유속에 대해서 수지를 분사함으로써 섬유속의 권취 속도 등의 변화에 대해서도 확실히 수지를 함침시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제 7 형태에 의하면 수지 분사 노즐은 분사구와 라이너의 축심을 연결하는 가상선에 대해서 섬유속의 회전 방향의 하류측을 향해서 수지를 분사하도록 배치되기 때문에 라이너에 대해서 비스듬히 수지를 분사할 수 있다. 이에 따라, 섬유속에 대해서 분사된 수지의 비산을 억제할 수 있어 수지의 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제 8 형태에 의하면 섬유속에 대해서 1 또는 2 이상의 수지 분사 노즐에 의해 수지를 분사하는 것으로 하고, 수지를 분사하는 수지 분사 노즐을 섬유속의 회전에 동기시켜서 스위칭하기 때문에 무익한 수지를 분사하지 않고 섬유속에 함침시킬 수 있다. 또한, 라이너에 접촉해서 비산된 수지는 다음 수지 분사 노즐로부터 분출된 수지 분무에 말려들게 되어 비산이 억제되기 때문에 수지의 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제 9 형태에 의하면 스위칭 후의 수지 분사 노즐에 의한 분사를 개시한 후에 스위칭 전의 수지 분사 노즐에 의한 분사를 정지하기 때문에 상류측의 수지 분사 노즐로부터 분출된 수지 분무는 하류측의 수지 분사 노즐로부터 분출된 수지 분무에 말려들게 되어 비산이 억제된다. 또한, 분사된 수지가 라이너의 외주면을 따르도록 흐르기 때문에 수지의 비산을 억제할 수 있어 수지의 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 장치의 전체 구성을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 장치를 구성하는 헬리컬 권취 장치를 도시하는 도면.
도 3은 헬리컬 권취 장치를 구성하는 섬유 공급 가이드 및 수지 공급 노즐을 도시하는 도면.
도 4는 라이너의 외경을 따라 섬유 공급 가이드 및 수지 공급 노즐을 이동하는 동작을 도시하는 도면.
도 5(A)는 발명의 제 1 실시형태에 의한 필라멘트 와인딩 장치의 수지의 분사를 도시하는 정면도. 도 5(B)는 발명의 제 1 실시형태에 의한 필라멘트 와인딩 장치의 수지의 분사를 도시하는 측면도.
도 6(A)는 종래의 필라멘트 와인딩 장치의 수지 분무를 도시하는 정면도. 도 6(B)는 발명의 제 1 실시형태에 의한 필라멘트 와인딩 장치의 수지 분무를 도시하는 정면도.
도 7(A)는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 필라멘트 와인딩 장치의 수지의 분사를 도시하는 정면도. 도 7(B)는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 필라멘트 와인딩 장치의 수지의 분사를 도시하는 측면도.
도 8(A)는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 필라멘트 와인딩 장치의 수지 분무를 도시하는 정면도. 도 8(B)는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 필라멘트 와인딩 장치의 수지 분무를 도시하는 측면도.
도 9는 섬유속에 대해서 제 2 수지 공급 노즐이 보완적으로 수지를 분사하는 것을 도시하는 도면.
도 10은 도 1의 화살표(B) 방향으로부터 본 후프 권취 장치의 정면도.
도 11은 도 10의 C-C선에 있어서 절단된 후프 권취 장치의 단면도.
도 12는 수지 함침부의 배관을 도시하는 도면.
도 13은 후프 권취 장치에 의한 수지의 분사를 도시하는 하나의 도면.
도 14는 후프 권취 장치에 의한 수지의 분사를 도시하는 다른 도면.

이어서 발명의 실시형태를 설명한다.

우선, 도 1을 이용하여 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 장치(1)의 전체 구성에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 장치(1)의 측면도이다. 도면 중에 도시하는 화살표(A)는 라이너(2)의 이송 방향을 나타내고 있다. 여기서, 라이너(2)의 이송 방향과 평행이 되는 방향을 라이너(2) 또는 필라멘트 와인딩 장치(1)의 전후 방향으로 하고, 라이너(2)가 이송되는 방향을 전방측(본 도면 좌측), 그 반대측을 후방측(본 도면 우측)으로 정의한다. 또한, 라이너(2)는 필라멘트 와인딩 장치(1)의 전후 방향으로 왕복 운동하는 것이기 때문에 도 1에 도시하는 이송 방향과 반대측으로 이송될 경우에는 전후 방향이 반대 방향이 된다.

필라멘트 와인딩 장치(1)는 구비된 라이너(2)의 외주면(2a)에 수지를 함침시킨 섬유속(FA?FB)을 권취해가는 장치이다. 필라멘트 와인딩 장치(1)는 주로 주기대(10)와, 라이너 이송 장치(20)와, 후프 권취 장치(30)와, 헬리컬 권취 장치(40)로 구성된다.

라이너(2)는 필라멘트 와인딩 장치(1)에 의해 외주면(2a)에 섬유속(FA?FB)이 권취되는 피권회물이다. 라이너(2)는, 예컨대 고강도 알루미늄재나 폴리아미드계 수지 등에 의해 형성된 대략 원통 형상의 중공 용기가 되고, 상기 라이너(2)의 외주면(2a)에 섬유속(FA?FB)이 권취됨으로써 내압 특성의 향상이 도모된다. 즉, 라이너(2)는 내압 용기를 구성하는 기재가 된다.

주기대(10)는 필라멘트 와인딩 장치(1)의 주된 구조체를 이루는 것이다. 그리고, 주기대(10)의 상부에 설치된 라이너 이송 장치용 레일(11)에는 라이너 이송 장치(20)가 필라멘트 와인딩 장치(1)의 전후 방향으로 이동 가능하게 탑재되어 있다. 또한, 라이너 이송 장치용 레일(11)과 평행하게 설치된 후프 권취 장치용 레일(12)에는 후프 권취 장치(30)가 필라멘트 와인딩 장치(1)의 전후 방향으로 이동 가능하게 탑재되어 있다.

라이너 이송 장치(20)는 구비된 라이너(2)를 회전시킴과 아울러 상기 라이너(2)를 필라멘트 와인딩 장치(1)의 전후 방향으로 이송하는 장치이다. 라이너 이송 장치(20)는 주로 이송 장치 기대(21)와, 도시되지 않은 이송용 구동 장치와, 라이너 지지부(22)로 구성된다.

이송 장치 기대(21)는 라이너 이송 장치(20)의 주된 구조체를 이루는 것이다. 상술한 바와 같이, 라이너 이송 장치(20)는 주기대(10)의 라이너 이송 장치용 레일(11)에 탑재되어서 이송용 구동 장치에 의해 전후 방향으로 이동 가능하게 된다. 이송 장치 기대(21)에는 전후 방향으로 한 쌍의 라이너 지지부(22)가 설치되어 있고, 상기 라이너 지지부(22)에 의해 라이너(2)가 지지되게 된다.

구체적으로는, 라이너 지지부(22)는 주로 이송 장치 기대(21)로부터 상방을 향해서 연장하여 설치된 라이너 지지 프레임(23)과, 상기 라이너 지지 프레임(23)의 상부로부터 전후 방향을 향해서 연장하여 설치된 회전축부(24)로 구성된다. 그리고, 한 쌍의 라이너 지지부(22)를 구성하는 각각의 회전축부(24)에 척 등에 의해 장착된 라이너(2)는 회전축부(24)에 의해 1방향으로 회전되게 된다.

이러한 구성에 의해 라이너(2)는 상기 라이너(2)의 회전축이 필라멘트 와인딩 장치(1)의 전후 방향에 대해서 평행이 되도록 회전됨과 아울러 필라멘트 와인딩 장치(1)의 전후 방향으로 이송되는 것이다.

후프 권취 장치(30)는 필라멘트 와인딩 장치(1)의 전후 방향에 대해서 대략 수직이 되도록 라이너(2)의 외주면(2a)에 섬유속(FA)을 권취해가는, 소위 후프 권취를 행하는 장치이다. 후프 권취 장치(30)는 주로 후프 권취 장치 기대(31)와, 도시되지 않은 이송용 구동 장치와, 회전용 구동 장치(32)와, 후프 감아걸기 장치(33)로 구성된다.

후프 권취 장치 기대(31)는 후프 권취 장치(30)의 주된 구조체를 이루는 것이다. 상술한 바와 같이, 후프 권취 장치(30)는 주기대(10)의 후프 권취 장치용 레일(12)에 탑재되어서 이송용 구동 장치에 의해 전후 방향으로 이동 가능하게 된다. 후프 권취 장치 기대(31)에는 회전용 구동 장치(32) 및 후프 감아걸기 장치(33)가 설치되어 있고, 회전용 구동 장치(32)에 의해 후프 감아걸기 장치(33)가 회전함으로써 섬유속(FA)의 권취가 행하여진다.

구체적으로는, 후프 감아걸기 장치(33)는 주로 후프 권취를 행하는 감아걸기 테이블(36)과, 상기 감아걸기 테이블(36)에 섬유속(FA)의 공급을 행하는 보빈(37)으로 구성된다. 감아걸기 테이블(36)은 라이너(2)의 외주면(2a)에 섬유속(FA)을 안내하는 섬유 공급 가이드(136)와, 상기 섬유 공급 가이드(136)에 섬유속(FA)을 안내하는 가이드 롤러(137)가 배치된 부재이다(도 10 참조).

상세하게 설명하면 감아걸기 테이블(36)에는 섬유 공급 가이드(136)나 가이드 롤러(137)가 배치되어 있고, 상기 섬유 공급 가이드(136)에 의해 안내되는 각각의 섬유속(FA)에 대해서 후술하는 수지 분사 노즐(141)로부터 수지를 분사한다. 그리고, 이와 같이 해서 수지가 함침된 섬유속(FA)은 후프 권취 장치(30)가 감아걸기 테이블(36)을 회전시키면서 전후 방향으로 이동함으로써 라이너(2)의 외주면(2a)에 권취되어 가는 것이다.

헬리컬 권취 장치(40)는 필라멘트 와인딩 장치(1)의 전후 방향에 대해서 소정의 각도가 되도록 라이너(2)의 외주면(2a)에 섬유속(FB)을 권취해가는, 소위 헬리컬 권취를 행하는 장치이다. 헬리컬 권취 장치(40)는 주로 헬리컬 권취 장치 기대(41)와, 헬리컬 감아걸기 장치(42)로 구성된다.

헬리컬 권취 장치 기대(41)는 헬리컬 권취 장치(40)의 주된 구조체를 이루는 것이다. 헬리컬 권취 장치(40)는 주기대(10)에 고정 설치되어 있다. 헬리컬 권취 장치 기대(41)에는 헬리컬 감아걸기 장치(42)가 설치되어 있고, 라이너 이송 장치(20)에 구비된 라이너(2)가 회전하면서 이송되어 헬리컬 감아걸기 장치(42)를 통과함으로써 섬유속(FB)의 권취가 행하여진다.

구체적으로는, 헬리컬 감아걸기 장치(42)는 주로 헬리컬 권취를 행하는 헬리컬 권취 헤드(43)와, 상기 헬리컬 권취 헤드(43)에 섬유속(FB)의 공급을 행하는 도시되지 않은 보빈으로 구성된다. 헬리컬 권취 헤드(43)는 라이너(2)의 외주면(2a)에 섬유속(FB)을 안내하는 복수의 섬유 공급 가이드(44)와, 상기 섬유 공급 가이드(44)로부터 라이너(2)로 향하는 섬유속(FB)에 대해서 수지를 분사하는 복수의 수지 공급 노즐(45)이 배치된 부재이다(도 2 참조).

상세하게 설명하면 헬리컬 권취 헤드(43)에는 라이너(2)의 궤도 상의 주위이며 상기 라이너(2)의 외주면(2a)으로부터 서로 같은 거리가 되도록 섬유 공급 가이드(44)가 방사상으로 배치되어 있고, 이들 섬유 공급 가이드(44)에 의해 안내되는 각각의 섬유속(FB)에 대해서 수지 공급 노즐(45)로부터 수지를 분사한다. 그리고, 이와 같이 해서 수지가 함침된 섬유속(FB)은 라이너 이송 장치(20)에 구비된 라이너(2)가 회전하면서 이송됨으로써 상기 라이너(2)의 외주면(2a)에 권취되어 가는 것이다.

도 2, 도 3을 이용하여 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 장치(1)의 헬리컬 권취 장치(40)와, 상기 헬리컬 권취 장치(40)를 구성하는 섬유 공급 가이드(44) 및 수지 공급 노즐(45)에 대해서 상세하게 설명한다.

도 2는 필라멘트 와인딩 장치(1)의 헬리컬 권취 장치(40)의 구성을 도시하는 측면도이다. 도 3은 헬리컬 권취 장치(40)를 구성하는 섬유 공급 가이드(44) 및 수지 공급 노즐(45)을 도시하는 측면도이다.

상술한 바와 같이, 헬리컬 권취 장치(40)는 주된 구조체를 이루는 헬리컬 권취 장치 기대(41)와, 헬리컬 권취 헤드(43) 등으로 이루어지는 헬리컬 감아걸기 장치(42)로 구성된다. 그리고, 헬리컬 권취 헤드(43)에 설치된 섬유 공급 가이드(44)는 도시되지 않은 보빈으로부터 공급된 섬유속(FB)을 라이너(2)로 안내하는 것으로 되고, 수지 공급 노즐(45)은 섬유 공급 가이드(44)로부터 라이너(2)로 향하는 섬유속(FB)에 대해서 수지를 분사하는 것으로 된다.

도 2, 도 3을 이용하여 섬유 공급 가이드(44)에 대해서 상세하게 설명한다. 섬유 공급 가이드(44)는 주로 가이드(50)와, 가이드 진퇴 기구(60)와, 가이드 회전 기구(70)로 구성된다.

가이드(50)는 보빈으로부터 공급된 섬유속(FB)을 라이너(2)의 외주면(2a)까지 안내하는 것이다. 가이드(50)는 주로 섬유속(FB)의 안내 통로가 형성된 대략 테이퍼 형상의 가이드 부재(51)와, 상기 가이드 부재(51)가 관통되는 측면으로 볼 때 L자형상의 가이드 지지 부재(52)로 구성된다.

가이드 부재(51)는 그 일측인 입구부(51a)로부터 타측인 출구부(5lb)까지 관통하도록 안내 통로가 형성되어 있고, 보빈으로부터 공급된 섬유속(FB)을 라이너(2)의 외주면(2a)까지 안내하는 것이다. 또한, 가이드 부재(51)는 그 출구부(5lb)의 형상이 대략 타원형 형상으로 형성되어 있고, 섬유속(FB)을 원활하게 공급하는 것을 가능하게 하고 있다.

가이드 지지 부재(52)는 테이퍼 형상의 관통 구멍(52a)이 형성되어 있고, 상기 관통 구멍(52a)에 가이드 부재(51)를 관통시킴으로써 그 축심 방향을 중심축으로 해서 회전 가능하게 지지하는 것이다.

이러한 구성에 의해 보빈으로부터 공급된 섬유속(FB)은 가이드 지지 부재(52)에 지지된 가이드 부재(51)에 안내되어 라이너(2)의 외주면(2a)에 권취되어 가는 것이다.

가이드 진퇴 기구(60)는 라이너(2)의 외주면(2a)에 대해서 진퇴하는 방향으로 가이드(50)를 이동시키는 기구이다. 가이드 진퇴 기구(60)는 주로 가이드 지지 부재(52)에 형성된 관통 구멍(52b)에 관통되어서 상기 가이드 지지 부재(52)를 축심 방향으로 이동 가능하게 하는 가이드 축(61)과, 가이드 지지 부재(52)를 안내하는 안내홈(62a)이 형성된 환상의 홈 캠(62)으로 구성된다.

가이드 축(61)은 그 축심 방향이 라이너(2)의 회전축에 대해서 수직이 되는 방향으로 설치되어 있고, 상기 가이드 축(61)의 양단은 라이너(2)의 회전축과 동축이 되도록 배치된 단면으로 바라볼 때 C자 형상의 환상 부재(46)에 고정 설치되어 있다.

홈 캠(62)은 그 회전축이 라이너(2)의 회전축과 동축이 되도록 배치되고, 환상 부재(46)의 오목부(46a)에 내설되어 있다. 그리고, 홈 캠(62)의 일면에는 회전에 따라 직경 방향으로 궤도가 변화되는 안내홈(62a)이 형성되어 있고, 상기 안내홈(62a)에는 전후 방향에 대해서 평행하게 돌출된 가이드 지지 부재(52)의 돌출부(52c)가 삽입되어 있다.

이러한 구성에 의해 도 4에 도시하는 바와 같이, 라이너(2)의 외주면(2a)에 대해서 진퇴하는 방향으로 가이드(50)를 이동시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 라이너(2)의 외경에 따라 홈 캠(62)을 회전시키면 상기 홈 캠(62)의 안내홈(62a)에 가이드 지지 부재(52)를 안내시킬 수 있고, 가이드(50)를 가이드 축(61)의 축심 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 된다.

가이드 회전 기구(70)는 가이드 부재(51)의 축심 방향을 중심축으로 해서 상기 가이드 부재(51)를 회전시키는 기구이다. 가이드 회전 기구(70)는 주로 가이드 지지 부재(52)에 형성된 관통 구멍(52d)에 관통되어서 축심 방향을 중심축으로 해서 회전 가능하게 지지된 전달축(71)과, 상기 전달축(71)의 일단부에 형성된 스플라인축부에 의해 관통되는 대략 원통 형상의 소켓(72)과, 환상의 페이스 기어(face gear)(73)로 구성된다.

전달축(71)은 그 축심 방향이 라이너(2)의 회전축에 대해서 수직이 되는 방향이며 가이드 진퇴 기구(60)를 구성하는 가이드 축(61)과 평행하게 설치되어 있다. 그리고, 전달축(71)의 일단은 가이드 지지 부재(52)의 관통 구멍(52d)에 회전 가능하게 관통되고, 스플라인축부가 형성된 타단은 소켓(72)에 관통되어 있다. 또한, 전달축(71)의 중도부에는 가이드 부재(51)의 일단부에 설치된 피동 기어(51c)와 맞물리도록 구동 기어(71a)가 설치되어 있다.

소켓(72)은 그 축심 방향으로 스플라인 구멍이 형성되어 있고, 상기 스플라인 구멍에는 상술한 바와 같이 전달축(71)의 스플라인축부가 관통된다. 그리고, 소켓(72)은 라이너(2)의 회전축과 동축이 되도록 배치된 환상 부재(46)에 그 축심 방향을 중심축으로 해서 회전 가능하게 지지되어 있다.

페이스 기어(73)는 그 회전축이 라이너(2)의 회전축과 동축이 되도록 배치되고, 환상 부재(46)의 외주에 회전 가능하게 외감(外嵌)되어 있다. 그리고, 페이스 기어(73)의 기어부는 소켓(72)의 일단부에 설치된 피동 기어(72a)와 맞물려진다.

이러한 구성에 의해 가이드 부재(51)의 축심 방향을 중심축으로 해서 상기 가이드 부재(51)를 회전시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 페이스 기어(73)를 회전시키면 소켓(72)이나 전달축(71)을 통해서 가이드 부재(51)를 회전시킬 수 있고, 가이드 부재(51)와 라이너(2)를 근접시켰을 경우이어도 가이드 부재(51) 상호간의 접촉을 회피하는 것이 가능하게 된다.

이어서 도 2, 도 3을 이용하여 수지 공급 노즐(45)에 대해서 상세하게 설명한다. 수지 공급 노즐(45)은 주로 노즐 본체부(80)와, 이중관 노즐부(90)로 구성된다.

노즐 본체부(80)는 수지 공급 노즐(45)의 주된 구조체를 이루는 것이며, 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 장치(1)에 있어서는 섬유 공급 가이드(44)를 구성하는 가이드 지지 부재(52)의 측방에 장착되어 있다. 그리고, 노즐 본체부(80)는 도시되지 않은 공기 탱크나 수지 탱크와 밸브 등을 통해서 접속된다.

이중관 노즐부(90)는 원관 형상의 외관(91)과, 상기 외관(91)에 내설된 원관 형상의 내관(92)으로 구성되어 섬유 공급 가이드(44)의 가이드 부재(51)로부터 라이너(2)로 향하는 섬유속(FB)에 대해서 수지를 분사한다.

이중관 노즐부(90)를 구성하는 외관(91)은 공기 탱크로부터 공급된 공기를 분출시키는 에어 노즐이 되고, 내관(92)은 수지 탱크로부터 공급된 수지를 분출시키는 수지 노즐이 된다. 즉, 공기 탱크로부터 공급된 공기는 외관(91)과 내관(92)의 간극으로부터 분출되고, 수지 탱크로부터 공급된 수지는 내관(92)으로부터 분출되는 것이 된다.

이러한 구성에 의해 비교적 비중이 크고 점도가 높은 수지이어도 공기 분류(噴流)에 의해 안정되게 분출시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 라이너(2)로 향하는 섬유속(FB)에 대해서 수지를 분사하는 것을 가능하게 함과 아울러 수지 공급 노즐(45)의 수지 분사 특성에 미치는 중력의 영향을 저감시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 장치(1)에 있어서는 노즐 본체부(80)가 가이드 지지 부재(52)의 측방에 장착되는 것으로 되어 있지만 가이드(50)와 일체가 되어서 이동 가능하면 장착 위치에 대해서 이것에 한정되는 것은 아니다.

이상과 같은 구성의 필라멘트 와인딩 장치(1)에 있어서 헬리컬 권취 장치(40)가 수지의 수율의 악화를 방지할 수 있는 이유에 대해서 설명한다.

도 5(A)는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 필라멘트 와인딩 장치(1)의 수지의 분사를 도시하는 정면도이다. 도 5(B)는 그 측면도이다. 또한, 도면 중에 도시되는 화살표는 라이너(2)의 이송 방향 및 회전 방향을 나타내고 있다.

본 실시형태에 있어서, 섬유속(FB)에 대해서 수지를 분사하는 수지 공급 노즐(45)은 상기 수지 공급 노즐(45)의 분사구(45N)와 라이너(2)의 회전축을 연결한 직선에 의해 정의되는 가상선(VL1)보다 라이너(2)의 회전 방향(도시 시계 방향)의 하류측에(도 5(A) 참조), 또한 라이너(2)의 이송 방향과 직교하는 평면에 의해 정의되는 가상 평면(VP)에 대해서 평행하게(도 5(B) 참조) 수지를 분사하게 된다.

또한, 도 5(A), 도 5(B)에 도시하는 바와 같이 섬유 공급 가이드(44)의 가이드 부재(51)로부터 라이너(2)로 안내되는 섬유속(FB)은 정면으로 볼 때 시계 방향으로 회전되면서 측면으로 볼 때 필라멘트 와인딩 장치(1)의 전방측에 이송되는 라이너(2)에 의해 그 외주면(2a)에 권취되기 때문에 라이너(2)의 회전 방향의 하류측, 또한 라이너(2) 전방측으로 팽팽히 설치되게 된다.

이 때문에, 가이드 부재(51)와 라이너(2) 사이에서 팽팽히 설치된 섬유속(FB)은 수지 공급 노즐(45)로부터 분출해서 형성되는 수지 분무(RS)를 통과해서 라이너(2)로 향하게 되기 때문에 섬유속(FB)으로의 수지의 함침을 양호하게 행하는 것이 가능하게 된다(도 6(B) 참조).

또한, 도 6(A)에 도시하는 바와 같이 종래의 수지 분사의 형태에 있어서는 수지 분무(RS)가 라이너(2)의 외주면(2a)과 충돌함으로써 수지의 비산을 발생시키고 있었지만, 도 6(B)에 도시하는 바와 같이 본 실시형태에 의한 필라멘트 와인딩 장치(1)에 있어서는 라이너(2)의 외주면(2a)에 도달한 수지 분무(RS)가 그 후에 외주면(2a)을 따라 흐르기 때문에 수지의 비산을 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 수지의 비산에 기인한 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다.

도 7(A)는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 필라멘트 와인딩 장치(1)의 수지의 분사를 도시하는 정면도이다. 도 7(B)는 그 측면도이다. 또한, 도면 중에 도시되는 화살표는 라이너(2)의 이송 방향 및 회전 방향을 나타내고 있다.

본 실시형태에 있어서, 섬유속(FB)에 대해서 수지를 분사하는 수지 공급 노즐(45)은 상기 수지 공급 노즐(45)의 분사구(45N)와 라이너(2)의 회전축을 연결한 직선에 의해 정의되는 가상선(VL1)보다 라이너(2)의 회전 방향(도시 시계 방향)의 하류측에(도 7(A) 참조), 또한 라이너(2)의 이송 방향과 직교함과 아울러 분사구(45N)와 교차하는 평면에 의해 정의되는 가상 평면(VP)보다 라이너(2) 전방측을 향해서(도 7(B) 참조) 수지를 분사하게 된다.

또한, 상술한 바와 같이 섬유 공급 가이드(44)의 가이드 부재(51)로부터 라이너(2)로 안내되는 섬유속(FB)은 라이너(2)의 회전 방향의 하류측, 또한 라이너(2) 전방측으로 팽팽히 설치되게 된다.

이 때문에, 가이드 부재(51)와 라이너(2) 사이에서 팽팽히 설치된 섬유속(FB)은 수지 공급 노즐(45)로부터 분출해서 형성되는 수지 분무(RS)를 통과해서 라이너(2)로 향하게 되기 때문에 섬유속(FB)으로의 수지의 함침을 양호하게 행하는 것이 가능하게 된다(도 8(A) 참조).

그리고, 도 8(A), 도 8(B)에 도시하는 바와 같이 라이너(2)의 외주면(2a)에 도달한 수지 분무(RS)는 그 후에 외주면(2a)을 따라 흐르기 때문에 수지 분무(RS)가 라이너(2)의 외주면(2a)과 충돌함에 의한 수지의 비산을 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 수지의 비산에 기인한 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 라이너(2)의 외주면(2a)을 따르도록 해서 흐르는 수지 분무(RS)는 라이너(2)의 회전에 의해 생기는 수반 기류(도 8(A) 파선 화살표 참조)에 의해서 라이너(2) 전방측을 향해서 나선형으로 흐르기 때문에(도 8(B) 파선 화살표 참조) 라이너(2)에 권취된 후의 섬유속(FB)에 대해서 더욱 수지를 함침시키는 것이 가능하게 된다.

이 때, 방사상으로 배치된 복수의 수지 공급 노즐(45)로부터 분출해서 형성되는 각각의 수지 분무(RS)는 서로의 수지 분무(RS)의 흐름을 저해하지 않고 협조해서 나선형으로 흐르기 때문에 라이너(2)에 권취된 후의 섬유속(FB)에 대해서 불균일없이 수지를 함침시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 장치(1)에 있어서의 수지 분사의 일형태로서 수지의 분사 방향이 라이너(2)에 권취되는 앞쪽의 섬유속(FB)의 진행 방향에 대해서 평행 또는 대략 평행이 되도록, 즉 수지 공급 노즐(45)로부터 분출해서 형성되는 수지 분무(RS)가 섬유속(FB)을 따르도록 수지 공급 노즐(45)을 배치하는 것을 들 수 있다.

이렇게 함으로써 섬유속(FB)은 수지 분무(RS)를 따르도록 통과해서 라이너(2)로 향하게 되기 때문에 수지의 함침을 보다 양호하게 행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 수지 분무(RS)가 라이너(2)의 외주면(2a)과 충돌함에 의한 수지의 비산을 억제할 수 있기 때문에 수지의 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 수지 분무(RS)가 라이너(2) 전방측을 향해서 나선형으로 흐르기 때문에 라이너(2)에 권취된 후의 섬유속(FB)에 대해서 불균일없이 수지를 함침시키는 것이 가능하게 된다.

이어서, 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 장치(1)에 있어서 라이너(2)의 외경이 변화될 경우에 있어서의 수지 분사의 형태에 대해서 설명한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 장치(1)에 있어서는 섬유 공급 가이드(44)를 구성하는 가이드 진퇴 기구(60)에 의해 라이너(2)의 외주면(2a)에 대해서 진퇴하는 방향으로 가이드(50)를 이동시키는 것이 가능하게 된다(도 4 참조).

이것은 라이너(2)에 있어서의 섬유속(FB)의 권취 위치에 있어서, 상기 라이너(2)의 외경이 변화되면 외주면(2a)과 가이드 부재(51)의 거리가 변화되어서 섬유속(FB)의 장력에 영향을 미칠 가능성이 있기 때문에 가이드(50)를 이동시킴으로써 장력의 안정을 도모한 것이다.

또한, 섬유속(FB)에 대해서 수지를 분사하는 수지 공급 노즐(45)은 가이드(50)를 구성하는 가이드 지지 부재(52)의 측방에 장착되어 있기 때문에 가이드(50)와 일체가 되어서 이동하게 된다.

이에 따라, 라이너(2)의 외경이 변화될 경우이어도 수지 공급 노즐(45)과 라이너(2)의 거리를 적절하게 조정하는 것이 가능하게 되고, 섬유속(FB)으로의 수지의 함침을 양호하게 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 예컨대 수지 공급 노즐(45)의 수지를 분사하는 방향을 변화시키는 액츄에이터를 구비해서 라이너(2)의 외경의 변화나 섬유속(FB)의 권취 각도에 따라 수지를 분사하는 방향을 적절하게 조절 가능하게 하는 구성으로 해도 좋다. 이에 따라, 라이너(2)의 외경이나 섬유속(FB)의 권취 각도가 변화될 경우이어도 섬유속(FB)에 대해서 안정되게 수지를 분사할 수 있고, 섬유속(FB)으로의 수지의 함침을 양호하게 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 장치(1)에 있어서는 헬리컬 권취 헤드(43)가 필라멘트 와인딩 장치(1)의 전후 방향으로 병렬로 설치되어 있기 때문에(도 2 참조) 각각 구비되는 수지 공급 노즐(45)로부터 동시에 수지를 분사하는 것도 가능하게 된다.

또한, 도 9에 도시하는 바와 같이 필라멘트 와인딩 장치(1)의 전방측이 되는 제 1 수지 공급 노즐(45)이 주로 수지를 분사하고, 필라멘트 와인딩 장치(1)의 후방측이 되는 제 2 수지 공급 노즐(45)이 보완적으로 수지를 분사하는 것으로 해도 좋다.

이것은 라이너 이송 장치(20)에 의해 회전되는 라이너(2)의 회전 속도는 항상 일정하게 되기 때문에 라이너(2)의 외경이나 라이너(2)의 이송 속도가 변화됨에 따라서 섬유속(FB)의 권취 속도가 변화되었을 경우에는 수지의 분사량을 적절하게 조량할 필요가 있기 때문이다.

이에 따라, 예컨대 섬유속(FB)의 권취 속도가 상승한 경우에 있어서는 제 2 수지 공급 노즐(45)에 의해 보완적으로 수지의 분사를 행하고, 섬유속(FB)의 권취 속도가 저하된 경우에 있어서는 제 2 수지 공급 노즐(45)에 의한 수지의 분사를 정지함으로써 섬유속(FB)으로의 수지의 함침을 양호하게 행하는 것이 가능하게 된다.

이어서, 본 필라멘트 와인딩 장치(1)에 있어서 후프 권취 장치(30)가 수지의 수율의 악화를 방지할 수 있는 이유에 대해서 설명한다.

도 10은 도 1의 화살표(B) 방향으로부터 바라본 후프 권취 장치(30)의 정면도이다. 도 11은 도 10의 C-C선에 있어서 절단된 후프 권취 장치(30)의 단면도이다.

상술한 바와 같이, 후프 권취 장치(30)는 필라멘트 와인딩 장치(1)의 전후 방향에 대해서 대략 수직이 되도록 라이너(2)의 외주면(2a)에 섬유속(FA)을 권취해가는, 소위 후프 권취를 행하는 장치이다. 후프 권취 장치(30)는 권취부(34)와 수지 함침부(35)를 갖고 있다.

권취부(34)는 라이너(2)에 대해서 섬유속(FA)을 회전시켜서 상기 라이너(2)의 외주면(2a)에 섬유속(FA)을 권취한다. 권취부(34)를 구성하는 감아걸기 테이블(36)은 후프 권취 장치 기대(31)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 감아걸기 테이블(36)은 테이블 주체(36A)와 외륜부(36B)를 갖고 있다.

테이블 주체(36A)에는 라이너(2)가 관통될 수 있는 제 1 관통 구멍(36a)이 형성되어 있다. 그리고, 라이너(2)는 그 축심(O)이 제 1 관통 구멍(36a)의 중심[감아걸기 테이블(36)의 중심]과 일치하도록 관통된 상태에서 정지된다. 테이블 주체(36A)에는 보빈(37)으로부터 공급되는 섬유속(FA)을 라이너(2)의 외주면(2a)에 안내하는 섬유 공급 가이드(136)와, 보빈(37)으로부터 섬유 공급 가이드(136)에 섬유속(FA)을 안내하는 복수의 가이드 롤러(137)가 배치되어 있다.

섬유 공급 가이드(136)는 복수 개의 섬유속(FA)을 라이너(2)의 외주면(2a)을 따라 간극없이 평행하게 공급한다. 텐서(138)는 각 섬유속(FA)에 소정의 장력을 부여하는 것이며 각 섬유속(FA)의 경로 상에 배치되어 있다. 외륜부(36B)는 테이블 주체(36A)의 측면에 고정되어 있고, 후프 권취 장치 기대(31)에 대해서 베어링(도시 생략)을 통해서 회전 가능하게 지지되어 있다.

후프 권취 장치 기대(31)에는 라이너(2)가 관통될 수 있는 제 2 관통 구멍(31a)이 형성되어 있다. 내륜부(36C)에는 라이너(2)가 관통될 수 있는 제 3 관통 구멍(36c)이 형성되어 있다. 그리고, 내륜부(36C)는 제 3 관통 구멍(36c)이 후프 권취 장치 기대(31)의 제 2 관통 구멍(31a)에 연통하도록 후프 권취 장치 기대(31)의 측면에 고정되어 있다.

감아걸기 테이블(36)은 외륜부(36B)가 내륜부(36C)에 회전 가능하게 지지됨으로써 후프 권취 장치 기대(31)에 대해서 회전 가능하게 지지된다. 외륜부(36B)의 외주부에는 제 1 풀리(36P)가 형성되어 회전용 구동 장치(32)의 제 2 풀리(32P)와의 사이에 벨트(38)가 감겨져 있다. 이렇게 해서, 회전용 구동 장치(32)에 의해 감아걸기 테이블(36)이 회전함으로써 섬유속(FA)의 권취가 행하여진다.

도 12는 수지 함침부(35)의 배관을 도시한 도면이다.

수지 함침부(35)는 라이너(2)에 권취되는 앞쪽에서 섬유속(FA)에 대해서 수지를 분사한다. 도 11에 도시하는 바와 같이, 후프 권취 장치 기대(31)에 고정된 내륜부(36C)의 내측에는 수지를 분사하는 복수의 수지 분사 노즐(141)이 라이너(2)의 주위를 둘러싸도록 방사상으로 배치되어 있다.

도 12에 도시하는 바와 같이, 각 수지 분사 노즐(141)에는 수지 공급관(142)과 공기 공급관(143)이 접속되어 있다. 수지 공급관(142)은 각각 전자 개폐식의 전자 수지 개폐 밸브(146)를 통해서 수지 탱크(145)에 접속되어 있다. 공기 공급관(143)은 각각 전자 개폐식의 전자 공기 개폐 밸브(147)를 통해서 공기 탱크(144)에 접속되어 있다. 수지 탱크(145)와 공기 탱크(144)는 각각 수동식의 수지 개폐 밸브(148)나 공기 개폐 밸브(149)를 통해서 컴프레서(150)에 접속되어 있다.

또한, 각 수지 분사 노즐(141)의 수지 공급관(142)의 개폐를 행하는 전자 수지 개폐 밸브(146)와 각 수지 분사 노즐(141)의 공기 공급관(143)의 개폐를 행하는 전자 공기 개폐 밸브(147)는 제어부(151)에 접속되어 있다. 제어부(151)는 각 전자 수지 개폐 밸브(146)와 각 전자 공기 개폐 밸브(147)를 개별적으로 작동시켜서 개폐시키는 제어 신호를 형성한다. 또한, 제어부(151)에는 감아걸기 테이블(36)의 회전 각도 등의 위치를 검출하는 인코더 등의 검출 수단(도시 생략)이 접속되어 있다.

제어부(151)는 감아걸기 테이블(36)의 회전 각도 등의 위치가 검출됨으로써 라이너(2)에 권취되는 섬유속(FA)의 위치를 특정한다. 또한, 제어부(151)는 특정된 위치에 있는 섬유속(FA)에 대해서 라이너(2)에 권취하는 앞쪽에서 수지를 분사할 수 있는 수지 분사 노즐(141)을 1 또는 2 이상 선택한다. 그리고, 제어부(151)는 선택한 수지 분사 노즐(141)에 대해서 수지와 공기를 공급하기 위해서 선택한 수지 분사 노즐(141)에 대응하는 전자 수지 개폐 밸브(146)와 전자 공기 개폐 밸브(147)를 작동시킨다.

이와 같이 해서, 제어부(151)는 섬유속(FA)의 위치를 특정함과 아울러 섬유속(FA)의 위치에 대응하는 수지 분사 노즐(141)을 작동시킴으로써 수지를 분사하는 수지 분사 노즐(141)을 섬유속(FA)의 회전에 동기시켜서 스위칭한다.

수지 분사 노즐(141)은 외관(도시 생략)과 내관(도시 생략)을 갖는 이중관 노즐이다. 분사구(141N)는 외관과 내관의 개구부로 구성된다. 외관은 공기 공급관(143)에 접속되어서 공기를 분출시키는 에어 노즐로 되고, 내관은 수지 공급관(142)에 접속되어서 수지를 분출시키는 수지 노즐로 된다. 즉, 공기 탱크(144)로부터 공급된 공기는 외관과 내관의 간극으로부터 분출되고, 수지 탱크(145)로부터 공급된 수지는 내관으로부터 분출된다.

이러한 구성에 의해 수지 분사 노즐(141)은 비교적 비중이 크고 점도가 높은 수지이어도 섬유 공급 가이드(136)로부터 라이너(2)로 향하는 섬유속(FA)에 대해서 수지를 분사할 수 있다.

도 13은 후프 권취 장치(30)에 의한 수지의 분사를 도시하는 하나의 도면이다.

도 13에 도시하는 바와 같이, 수지 분사 노즐(141)은 분사구(141N)와 라이너(2)의 축심(O)을 연결하는 가상선(VL2)에 대해서 섬유속(FA)의 회전 방향(도시 시계 방향)의 하류측을 향해서 수지를 분사하도록 배치되어 있다. 또한, 섬유 공급 가이드(136)로부터 라이너(2)로 안내되는 섬유속(FA)은 정면으로 볼 때 시계 방향으로 회전되면서 라이너(2)의 외주면(2a)에 권취되기 때문에 감아걸기 테이블(36)의 회전 방향의 하류측을 향해서 팽팽히 설치되게 된다.

이 때문에, 섬유 공급 가이드(136)와 라이너(2) 사이에서 팽팽히 설치된 섬유속(FA)은 수지 분사 노즐(141)로부터 분출해서 형성되는 수지 분무(RS)를 따르도록 해서 라이너(2)로 향하게 되기 때문에 섬유속(FA)으로의 수지의 함침을 양호하게 행하는 것이 가능하게 된다.

도 13(A)로부터 도 13(C)에 도시하는 바와 같이, 감아걸기 테이블(36)의 회전에 의해 섬유속(FA)이 회전함으로써 정지(靜止)하고 있는 라이너(2)의 외주면(2a)에 섬유속(FA)의 권취가 행하여진다. 이 때, 제어부(151)는 라이너(2)에 권취되는 섬유속(FA)의 위치를 특정함과 아울러 특정된 위치에 있는 섬유속(FA)에 대해서 라이너(2)에 권취하는 앞쪽에서 수지를 분사할 수 있는 수지 분사 노즐(141)을 1 또는 2 이상 선택한다. 그리고, 제어부(151)는 선택한 수지 분사 노즐(141)에 대응하는 전자 수지 개폐 밸브(146)와 전자 공기 개폐 밸브(147)를 작동시킨다.

도 13(A)의 상태에 있어서는, 제어부(151)는 섬유속(FA)의 위치에 대해서 수지 분사 노즐(141a)을 선택해서 작동시키고 있다. 그러나, 도 13(B)의 상태에 있어서는 섬유속(FA)의 회전에 따라 다음 수지 분사 노즐(141b)을 선택해서 작동시키고, 수지 분사 노즐(141a)을 정지(停止)시킨다. 그리고, 도 13(C)의 상태에 있어서는 다음 수지 분사 노즐(141c)을 선택해서 작동시키고, 수지 분사 노즐(141b)을 정지시킨다.

이에 따라, 섬유속(FA)에 대해서 1 또는 2 이상의 수지 분사 노즐(141)에 의해 수지를 분사하는 것으로 하고, 수지를 분사하는 수지 분사 노즐(141)을 섬유속(FA)의 회전에 동기시켜서 스위칭하기 때문에 무익한 수지를 분사하지 않고 섬유속(FA)에 함침시킬 수 있다. 또한, 라이너(2)에 접촉해서 비산된 수지는 다음 수지 분사 노즐(141)로부터 분출된 수지 분무(RS)에 말려들게 되어 비산이 억제되기 때문에 수지의 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 도 13에 도시하는 바와 같이 본 실시형태에 있어서의 수지 분사 노즐(141)은 분사구(141N)와 라이너(2)의 축심(O)을 연결하는 가상선(VL2)에 대해서 섬유속(FA)의 회전 방향(도시 시계 방향)의 하류측을 향해서 수지를 분사하도록 배치되어 있기 때문에 라이너(2)에 대해서 비스듬히 수지를 분사하게 되고, 수지 분무(RS)는 외주면(2a)을 따라 흐른다. 이 때문에, 섬유속(FA)에 분사된 수지가 라이너(2)에 접촉해서 리바운딩되는 것에 기인한 수지의 비산을 억제할 수 있어 수지의 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다.

이와 같이 해서, 후프 권취 장치(30)는 섬유 공급 가이드(136)에 의해 안내되는 섬유속(FA)의 회전에 동기해서 수지 분사 노즐(141)을 스위칭해서 수지를 분사한다. 수지가 함침된 섬유속(FA)은 후프 권취 장치(30)가 감아걸기 테이블(36)을 회전시키면서 전후 방향으로 이동함으로써 라이너(2)의 외주면(2a)에 권취되어 가는 것이다.

이렇게 해서, 필라멘트 와인딩 장치(1)는 후프 권취 장치(30)를 사용해서 1층째의 후프 권취층을 형성하고, 그 후에 후프 권취 장치(30)를 반전 이동시킴으로써 2층째의 후프 권취층을 형성한다. 또한, 후프 권취층을 형성할 경우에는 후프 권취 장치(30)를 왕복 이동시킴으로써 후프 권취를 필요 횟수 행한다.

도 14는 후프 권취 장치(30)에 의한 수지의 분사를 도시하는 다른 도면이다.

도 14(A)로부터 도 14(C)에 도시하는 바와 같이, 감아걸기 테이블(36)의 회전에 의해 섬유속(FA)이 회전함으로써 정지(靖止)하고 있는 라이너(2)의 외주면(2a)에 섬유속(FA)의 권취가 행하여진다. 이 때, 제어부(151)는 라이너(2)에 권취되는 섬유속(FA)의 위치를 특정함과 아울러 특정된 위치에 있는 섬유속(FA)에 대해서 라이너(2)에 권취하는 앞쪽에서 수지를 분사할 수 있는 수지 분사 노즐(141)을 1 또는 2 이상 선택한다. 그리고, 제어부(151)는 선택한 수지 분사 노즐(141)에 대응하는 전자 수지 개폐 밸브(146)와 전자 공기 개폐 밸브(147)를 작동시킨다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 스위칭 후의 수지 분사 노즐(141)에 의한 분사를 개시한 후에 스위칭 전의 수지 분사 노즐(141)에 의한 분사를 정지하는 점이 다르다.

도 14(A)의 상태에 있어서는, 제어부(151)는 섬유속(FA)의 위치에 대해서 수지 분사 노즐(141a)을 선택해서 작동시키고 있다. 도 14(B)의 상태에 있어서는 섬유속(FA)의 회전에 따라 다음 수지 분사 노즐(141b)을 선택해서 작동시키고 있지만 수지 분사 노즐(141a)도 작동시키고 있다. 그리고, 도 14(C)의 상태에 있어서는 다음 수지 분사 노즐(141c)을 선택해서 작동시키고, 수지 분사 노즐(141b)도 작동시키고 있다. 또한, 이 때 수지 분사 노즐(141a)을 정지시킨다.

이와 같이 해서, 제어부(151)는 섬유속(FA)의 위치를 특정함과 아울러 섬유속(FA)의 위치에 대응하는 수지 분사 노즐(141)을 작동시킴으로써 수지를 분사하는 수지 분사 노즐(141)을 섬유속(FA)의 회전에 동기시켜서 스위칭한다. 그리고, 제어부(151)는 스위칭 후의 수지 분사 노즐(141)에 의한 분사를 개시한 후에 스위칭 전의 수지 분사 노즐(141)에 의한 분사를 정지시킨다.

이에 따라, 스위칭 후의 수지 분사 노즐(141)에 의한 분사를 개시한 후에 스위칭 전의 수지 분사 노즐(141)에 의한 분사를 정지하기 때문에 상류측의 수지 분사 노즐(141)로부터 분출된 수지 분무(RS)는 하류측의 수지 분사 노즐(141)로부터 분출된 수지 분무(RS)에 말려들게 되어 비산이 억제된다. 또한, 분사된 수지가 라이너(2)의 외주면(2a)을 따라 흐르기 때문에 수지의 비산을 억제할 수 있어 수지의 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다.

즉, 수지의 유속은 분사구(141N) 가까이에서 가장 빠르고 멀어질수록 느려지기 때문에, 예컨대 상류측의 수지 분사 노즐(141a)로부터 분출해서 라이너(2)의 외주면(2a) 가까이에 도달한 수지는 그것보다 유속이 빠른 하류측의 수지 분사 노즐(141b)의 분사구(141N) 가까이의 수지 분무(RS)에 말려들게 된다. 이 때문에, 수지의 비산을 억제할 수 있어 수지의 수율의 악화를 방지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 기본적으로 항상 2개 이상의 수지 분사 노즐(141)로부터 수지가 분출되기 때문에 섬유속(FA)을 따라 보다 넓은 범위에 수지가 공급되고, 스위칭시도 도포 불균일이 발생되기 어렵다는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고 여러가지 변경이 가능하다. 예컨대, 본 필라멘트 와인딩 장치(1)에서는 섬유 공급 가이드(136)는 복수 개의 섬유속(FA)을 라이너(2)의 외주면(2a)을 따라 간극없이 평행하게 공급하지만, 복수 개소로 나눈 상태에서 라이너(2)의 외주면(2a)에 공급해도 좋다. 이 경우, 복수의 섬유속(FA)에 대응한 위치의 복수의 수지 분사 노즐(141)을 작동시킴으로써 수지를 분사하는 수지 분사 노즐(141)을 섬유속(FA)의 회전에 동기시켜서 스위칭하도록 한다.

이상 설명한 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 상기 실시예의 형상에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 범위는 본 명세서 및 도면에 기재된 사항으로부터 명확해지는 본 발명이 진정으로 의도하는 기술적 사상의 범위 전체에 널리 미치는 것이다.

(산업상 이용가능성)

본 발명은 필라멘트 와인딩 장치의 기술에 이용 가능하다.

1 : 필라멘트 와인딩 장치 2 : 라이너
2a : 외주면 10 : 주기대
20 : 라이너 이송 장치 30 : 후프 권취 장치
33 : 후프 감아걸기 장치 34 : 권취부
35 : 수지 함침부 40 : 헬리컬 권취 장치
42 : 헬리컬 감아걸기 장치 43 : 헬리컬 권취 헤드
44 : 섬유 공급 가이드 45 : 수지 공급 노즐
45N : 분사구 50 : 가이드
51 : 가이드 부재 52 : 가이드 지지 부재
60 : 가이드 진퇴 기구 61 : 가이드 축
62 : 홈 캠 62a : 안내홈
70 : 가이드 회전 기구 71 : 전달축
72 : 소켓 73 : 페이스 기어
80 : 노즐 본체부 90 : 이중관 노즐부
91 : 외관 92 : 내관
141 : 수지 분사 노즐 141N : 분사구
FA : 섬유속 FB : 섬유속
RS : 수지 분무 VL1 : 가상선
VL2 : 가상선 VP : 가상 평면

Claims

라이너를 회전시키면서 이송함과 아울러 상기 라이너의 궤도 상의 주위에 배치된 섬유 공급 가이드에 의해 안내되는 섬유속을 상기 라이너의 외주면에 권취해가는 필라멘트 와인딩 장치에 있어서:
상기 라이너에 권취되는 앞쪽의 상기 섬유속에 대해서 수지를 분사하는 수지 공급 노즐을 구비하고,
상기 수지 공급 노즐은 상기 수지 공급 노즐의 분사구와 상기 라이너의 회전축을 연결한 직선에 의해 정의되는 가상선보다 상기 라이너의 회전 방향의 하류측을 향해서 수지를 분사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수지 공급 노즐은 상기 라이너의 이송 방향과 직교하는 평면에 의해 정의되는 가상 평면에 대해서 평행하게 수지를 분사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수지 공급 노즐은 상기 라이너의 이송 방향과 직교함과 아울러 상기 분사구와 교차하는 평면에 의해 정의되는 가상 평면보다 상기 라이너의 전방측을 향해서 수지를 분사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수지 공급 노즐은 상기 라이너에 권취되는 앞쪽의 상기 섬유속의 진행 방향에 대해서 평행하거나 또는 대략 평행하게 수지를 분사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수지 공급 노즐은 상기 라이너의 외주면에 대해서 진퇴하는 방향으로 이동 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수지 공급 노즐은 상기 라이너의 이송 방향에 대해서 전방측에 배치되는 제 1 수지 공급 노즐과 상기 라이너의 이송 방향에 대해서 후방측에 배치되는 제 2 수지 공급 노즐을 포함하고,
상기 제 1 수지 공급 노즐이 주로 상기 섬유속에 대해서 수지를 분사하고, 상기 제 2 수지 공급 노즐이 보완적으로 상기 섬유속에 대해서 수지를 분사하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
후프 권취 장치를 구비한 필라멘트 와인딩 장치로서:
상기 후프 권취 장치는 유지되어야 할 라이너에 대해서 섬유속을 회전시켜 상기 라이너에 섬유속을 권취하는 권취부와,
상기 섬유속에 대해서 상기 라이너에 권취되는 앞쪽에서 수지를 분사하는 복수의 수지 분사 노즐을 상기 라이너의 주위에 배치한 수지 함침부를 구비하고;
상기 수지 분사 노즐은 분사구와 상기 라이너의 축심을 연결하는 가상선에 대해서 상기 섬유속의 회전 방향의 하류측을 향해서 수지를 분사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 수지 함침부는 상기 복수의 수지 분사 노즐 중 1 또는 2 이상의 상기 수지 분사 노즐에 의해 회전하는 섬유속에 대해서 수지를 분사하는 것으로 하고, 상기 수지를 분사하는 수지 분사 노즐을 상기 권취부의 섬유속의 회전에 동기시켜서 스위칭하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 수지 함침부는 상기 스위칭 후의 수지 분사 노즐에 의한 분사를 개시한 후에 상기 스위칭 전의 수지 분사 노즐에 의한 분사를 정지하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.