KR20210086689A - 필라멘트 와인딩 장치 - Google Patents

Abstract

필라멘트 와인딩 장치(100)는 전후 방향으로 연장되는 레일(11)과, 심재(10)를 지지하는 심재 지지 장치(2)와, 심재(10)의 외주면에 섬유속을 권취하는 권취 장치(3)를 구비한다. 권취 장치(3)는 권취 유닛(6)과, 메인 프레임(32)을 구비한다. 권취 유닛(6)은 심재(10)가 관통하는 개구부(60)를 가져 섬유속을 안내한다. 메인 프레임(32)에는 권취 유닛(6)이 부착된다. 메인 프레임(32)은 심재(10)에 대하여 전후 방향으로 상대 이동 가능하게 설치된다. 메인 프레임(32)은 전후 방향에 직교하는 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 메인 프레임(32)은 전후 방향 및 좌우 방향의 각각에 직교하는 상하 방향으로 연장되는 회전축(A1)을 중심으로 해서 회전 가능하게 설치된다.

Description

필라멘트 와인딩 장치

본 발명은 필라멘트 와인딩 장치에 관한 것이다.

종래부터, 필라멘트의 다발(섬유속)을 심재에 권취하여 소정의 형상의 부재를 얻는 것이 행해져 있다. 특허문헌 1 및 2은 이 종류의 구성을 개시한다.

특허문헌 1은 섬유속을 심재의 축심에 대하여 대략 평행하게 보내고(0°와인딩을 실시함), 그 후 심재 및 그 주위에 위치하는 섬유속에 이 섬유속과는 다른 섬유속을 상기 심재의 축심에 대하여 대략 수직으로 권취하여 권체를 실시하는 굽힘 파이프 제조 장치를 개시한다. 이 구성에 의해, 섬유속이 심재로부터 떨어지지 않도록, 이 섬유속을 심재에 대하여 별도의 섬유속에 의해 권체할 수 있게 되어 있다.

특허문헌 1은 심재로서 직선 형상의 것을 채용하고, 이 심재의 주위에 위치하는 섬유속을 상기 심재에 대하여 별도의 섬유속에 의해 권체한 후, 섬유속 및 별도의 섬유속에 의해 덮여진 상태에 있는 심재를 굽힐 수 있는 굽힘 파이프 제조 방법을 개시한다. 특허문헌 1은 이것에 의해 심재를 덮는 섬유속 및 별도의 섬유속에 의해 강성을 향상시킨 곡관을 얻을 수 있다고 한다.

특허문헌 2는 프리프레그를 심금의 직선부 및 굽힘부의 각각에 상기 심금의 축 방향을 따라 부착하고(0°와인딩을 실시함), 그 후 프리프레그가 부착된 심금에 열수축 테이프를 권취시키는 축상 복합 부재의 제조 방법을 개시한다. 이 방법에서는 심금에 부착된 프리프레그의 위치를 고무 부재에 의해 유지하면서, 이 프리프레그를 열수축 테이프에 의해 구속할 수 있게 되어 있다.

일본 특허 제6051838호 공보 일본 특허 제6251070호 공보

상기 특허문헌 1은 당초부터 굴곡져 있는 심재에 대하여 섬유속을 권취하고, 심재 및 그 주위에 위치하는 섬유속에 이 섬유속과는 다른 섬유속을 권체하는 구성을 개시하고 있지 않다. 즉, 상기 특허문헌 1의 구성은 이미 굴곡져 있는 심재에 적용하는 것은 상정되어 있지 않다. 또한, 상기 특허문헌 2는 열수축 테이프를 권취하기 전에, 심금에 대하여 프리프레그를 상대 이동시켜서 프리프레그를 굽힘부에 부착하는 구체적인 구조에 대해서 개시하고 있지 않다.

본 발명은 이상의 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 굴곡져 있는 심재에 대한 섬유속의 권취를 원활하게 행할 수 있는 필라멘트 와인딩 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 해결하려고 하는 과제는 이상과 같으며, 다음에 이 과제를 해결하기 위한 수단과 그 효과를 설명한다.

본 발명의 관점에 의하면, 이하의 구성의 필라멘트 와인딩 장치가 제공된다.즉, 이 필라멘트 와인딩 장치는 레일과, 심재 지지 장치와, 권취 장치를 구비한다. 상기 레일은 제 1 방향으로 연장된다. 상기 심재 지지 장치는 심재를 지지한다. 상기 권취 장치는 상기 심재의 외주면에 섬유속을 권취한다. 상기 권취 장치는 가이드 유닛과, 메인 프레임을 구비한다. 상기 가이드 유닛은 상기 심재가 관통하는 개구가 형성되어, 상기 섬유속을 안내한다. 상기 메인 프레임에는 상기 가이드 유닛이 부착된다. 상기 메인 프레임은 상기 심재에 대하여 상기 제 1 방향으로 상대 이동 가능하게 설치된다. 상기 메인 프레임은 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 상기 메인 프레임은 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향의 각각에 직교하는 제 3 방향으로 연장되는 제 1 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하게 설치된다.

이것에 의해, 가이드 유닛의 위치 및 방향을 심재에 대하여 변경할 수 있으므로, 굴곡져 있는 심재의 외주면에 섬유속을 권취하는 것이 가능해진다.

상기 필라멘트 와인딩 장치에 있어서는 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 이 필라멘트 와인딩 장치는 제 1 구동원과, 제 2 구동원과, 제 3 구동원과, 제어 장치를 구비한다. 상기 제 1 구동원은 상기 심재 지지 장치 및 상기 권취 장치 중 적어도 어느 하나를 상기 제 1 방향으로 이동시킨다. 상기 제 2 구동원은 상기 메인 프레임을 상기 제 2 방향으로 이동시킨다. 상기 제 3 구동원은 상기 메인 프레임을, 상기 제 1 회전축을 중심으로 해서 회전시킨다. 상기 제어 장치는 상기 제 1 구동원, 상기 제 2 구동원, 및 상기 제 3 구동원을 제어한다. 상기 제어 장치는 상기 개구의 중심과 상기 심재의 중심이 항상 일치하도록, 상기 제 1 구동원, 상기 제 2 구동원 및 상기 제 3 구동원의 동작을 제어하여, 상기 가이드 유닛의 자세를 조정한다.

이것에 의해, 굴곡져 있는 심재의 형상을 따라, 가이드 유닛의 자세를 조정하면서 심재의 외주면에 섬유속을 자동적으로 권취할 수 있다.

상기 필라멘트 와인딩 장치에 있어서는 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 메인 프레임은 서브 프레임을 구비한다. 상기 서브 프레임은 상기 제 3 방향으로 이동 가능하게 부착된다. 상기 가이드 유닛은 상기 서브 프레임에 의해, 상기 제 2 방향으로 연장되는 제 2 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하게 지지되어 있다.

이것에 의해, 가이드 유닛의 위치 및 방향을 심재에 대하여 3차원적으로 변경할 수 있다. 따라서, 심재가 3차원적으로 굴곡져 있는 경우라도, 상기 심재의 외주면에 섬유속을 권취할 수 있다.

상기 필라멘트 와인딩 장치에 있어서는 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 이 필라멘트 와인딩 장치는 제 4 구동원과, 제 5 구동원과, 제어 장치를 구비한다. 상기 제 4 구동원은 상기 서브 프레임을 상기 제 3 방향으로 이동시킨다. 상기 제 5 구동원은 상기 가이드 유닛을, 상기 제 2 회전축을 중심으로 해서 회전시킨다. 상기 제어 장치는 상기 제 4 구동원 및 상기 제 5 구동원을 제어한다. 상기 제어 장치는 상기 개구의 중심과 상기 심재의 중심이 항상 일치하도록, 상기 제 4 구동원 및 상기 제 5 구동원의 동작을 제어해서 상기 가이드 유닛의 자세를 조정한다.

이것에 의해, 3차원적으로 굴곡져 있는 심재의 형상을 따라, 권취 장치의 자세를 조정하면서, 심재의 외주면에 섬유속을 자동적으로 권취할 수 있다.

상기 필라멘트 와인딩 장치에 있어서는 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 심재 지지 장치는 상기 심재를 상기 제 1 방향에 평행한 축인 제 3 회전축 둘레로 회전 가능하게 지지한다. 상기 심재 지지 장치는 상기 심재를 상기 제 3 회전축 둘레로 회전시키는 제 6 구동원을 구비한다.

이것에 의해, 예를 들면 심재가 복잡하게 3차원적으로 굴곡져 있는 경우라도, 심재의 형상(굴곡 상태)에 따라 심재를 회전시킴으로써 권취 장치가 섬유속을 권취하기 쉬워지도록 심재의 자세를 변화시키는 것이 가능해진다. 따라서, 필라멘트 와인딩 장치의 적용 범위가 넓혀지고, 다양한 형상의 심재에 섬유속을 권취할 수 있다.

상기 필라멘트 와인딩 장치에 있어서는 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 가이드 유닛은 복수의 보빈 부착부와, 섬유속 안내부를 구비한다. 복수의 상기 보빈 부착부에는 상기 섬유속이 감긴 보빈이 부착된다. 상기 섬유속 안내부는 복수의 상기 보빈 부착부의 각각에 부착된 상기 보빈으로부터의 상기 섬유속을 동시에 상기 심재로 안내한다.

이것에 의해, 복수의 섬유속을 적합하게 안내할 수 있음과 아울러, 간소한 구성으로 복수의 섬유속을 동시에 권취할 수 있다.

상기 필라멘트 와인딩 장치에 있어서는 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 가이드 유닛은 권체부와, 유닛 프레임과, 고정 섬유속 안내부를 구비한다. 상기 권체부는 상기 개구의 중심 둘레로 회전한다. 상기 유닛 프레임은 상기 권체부를 회전 가능하게 지지한다. 상기 고정 섬유속 안내부는 상기 유닛 프레임에 고정된다. 상기 권체부는 보빈 지지부와, 권체 부재 안내부를 구비한다. 상기 보빈 지지부는 권체 부재가 감긴 권체 부재 보빈을 지지한다. 상기 권체 부재안내부는 상기 권체 부재를 상기 심재로 안내한다. 상기 고정 섬유속 안내부는 복수의 상기 섬유속을 동시에 상기 심재로 안내한다.

이것에 의해, 심재의 축 방향에 대한 섬유 배향 각도가 0°인 0°와인딩을 용이하게 행할 수 있다.

상기 필라멘트 와인딩 장치에 있어서는 상기 고정 섬유속 안내부에 의해 안내되는 섬유속이 감긴 복수의 보빈의 각각을 지지하는 크릴 스탠드를 구비한다.

이것에 의해, 가이드 유닛에 있어서 보빈을 지지할 필요가 없어지므로, 권취 장치의 소형화 및 간소화를 실현할 수 있다.

상기 필라멘트 와인딩 장치에 있어서는 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 권취 장치는 상기 심재에 대하여 상기 제 1 방향으로 상대 이동 가능한 베이스 프레임을 구비한다. 상기 베이스 프레임은 상기 메인 프레임을 하측으로부터 지지한다.

이것에 의해, 메인 프레임의 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 필라멘트 와인딩 장치의 전체적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 권취 유닛(후프 와인딩 유닛)을 구비하는 권취 장치를 후방으로부터 본 분해 사시도이다.
도 3은 권취 장치를 전방으로부터 본 분해 사시도이다.
도 4는 권취 장치를 나타내는 정면도이다.
도 5는 심재에 섬유속을 권취하는 과정에서 심재의 형상을 따라 권취 장치의 자세가 변화되는 모양을 나타내는 사시도이다.
도 6은 헬리컬 와인딩 유닛의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7은 헬리컬 와인딩 유닛의 구성을 나타내는 부분 확대도이다.
도 8은 헬리컬 와인딩 유닛의 중앙 안내부의 구성을 나타내는 단면 사시도이다.
도 9는 0° 와인딩 유닛의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 10은 0° 와인딩 유닛의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 11은 0° 와인딩 유닛의 섬유 안내부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 12는 0° 와인딩 권체부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 13은 크릴 스탠드를 구비하는 필라멘트 와인딩 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 14는 제 2 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.

이어서, 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태를 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 필라멘트 와인딩 장치(100)의 전체적인 구성을 나타내는 사시도이다. 도 2는 권취 유닛(6)(후프 와인딩 유닛(6x))을 구비하는 권취 장치(3)를 후방으로부터 본 분해 사시도이다. 도 3은 권취 장치(3)를 전방으로부터 본 분해 사시도이다.

도 1에 나타내는 필라멘트 와인딩 장치(100)는 심재(10)의 외주면에 섬유속(F)을 권취하는 장치이다. 필라멘트 와인딩 장치(100)는 주행 기대부(1)와, 심재 지지 장치(2)와, 권취 장치(3)와, 제어 장치(5)를 구비한다.

이하의 설명에 있어서 「전」이라고 하는 경우에는 주행 기대부(1)가 연장되는 방향에 있어서, 후술의 회전반(117)이 위치하는 측과 반대측을 의미한다. 「후」라고 하는 경우에는 주행 기대부(1)가 연장되는 방향에 있어서의 회전반(117)이 위치하는 측을 의미한다. 「좌」, 「우」라고 하는 경우에는 전방을 향했을 때에 있어서의 좌측, 우측을 의미한다. 이들 방향의 정의는 각 부재의 위치 관계 등을 설명하기 위한 편의적인 것이며, 필라멘트 와인딩 장치(100)가 배치되는 방향 등을 한정하는 것은 아니다.

후술하는 바와 같이 심재(10)는 굴곡을 갖지만, 전후 방향(제 1 방향)은 심재(10)의 전체적인 길이 방향을 대략 따르는 방향이다. 좌우 방향(제 2 방향)은 전후 방향에 대하여 직교한다. 상하 방향(제 3 방향)은 전후 방향 및 좌우 방향의 각각에 대하여 직교한다.

주행 기대부(1)는 전후 방향으로 가늘고 길게 형성된다. 주행 기대부(1)는 상하 방향에 있어서, 심재 지지 장치(2), 권취 장치(3) 등을 하측으로부터 지지한다. 주행 기대부(1)는 전후 방향으로 연장되는 레일(11)을 복수 구비한다. 레일(11)은 주행 기대부(1)의 상면에 설치되어 있다. 레일(11)에는 권취 장치(3)가 상기 레일(11)을 따라 전후 방향으로 왕복 이동 가능하게 부착되어 있다.

심재 지지 장치(2)는 심재(10)를 지지한다. 심재 지지 장치(2)는 전후 방향으로 소정 거리를 두고서 2개 늘어서서 설치되어 있다. 1쌍의 심재 지지 장치(2)는 서로 대향하도록 배치된다. 각각의 심재 지지 장치(2)는 주행 기대부(1)에 고정된다.

2개의 심재 지지 장치(2)는 심재(10)의 길이 방향 중간부가 주행 기대부(1)의 상방에 뜬 상태가 되도록 상기 심재(10)를 지지한다. 2개의 심재 지지 장치(2)중, 일방의 심재 지지 장치(2)는 심재(10)의 전단부(길이 방향 일단부)를 유지하고, 타방의 심재 지지 장치(2)는 심재(10)의 후단부(길이 방향 타단부)를 유지한다.

2개의 심재 지지 장치(2)가 심재(10)를 지지할 때, 심재(10)는 기본적으로 전후 방향으로 연장된 상태가 된다. 또한, 2개의 심재 지지 장치(2)에 의해 지지된 심재(10)와, 주행 기대부(1)의 상면 사이에는 상하 방향으로 적당한 간격이 형성된다.

심재(10)는 가늘고 긴 형상, 예를 들면 단면이 원형의 봉 형상으로 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 심재(10)는 그 길이 방향이 3차원적으로 변화되도록 굴곡진 형상을 갖는다.

심재 지지 장치(2)는 심재(10)를 착탈 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 실현하려는 형상에 맞추어 다양한 형상의 심재(10)를 교환해서 필라멘트 와인딩 장치(100)에 부착할 수 있다.

권취 장치(3)는 레일(11)을 따라 주행하면서 심재(10)의 외주면에 섬유속을 권취하는 장치로서 구성된다. 이 섬유속은, 예를 들면 탄소 섬유 등의 섬유 재료로 구성된다. 섬유속에, 액상의 수지(예를 들면, 미경화의 열경화성 수지)를 함침시켜도 좋다.

권취 장치(3)는 주행 기대부(1) 상에 있어서, 2개의 심재 지지 장치(2) 사이에 설치되어 있다. 권취 장치(3)는 레일(11)을 따라 전후 방향으로 왕복 이동할 때, 2개의 심재 지지 장치(2)에 의해 지지된 심재(10)가 권취 장치(3)를 관통하는 상태를 유지한다.

필라멘트 와인딩 장치(100)는 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 전후 주행 구동 모터(제 1 구동원)(91)와, 좌우 주행 구동 모터(제 2 구동원)(92)와, 회전 구동 모터(제 3 구동원)(93)와, 승강 모터(제 4 구동원)(94)와, 부앙 구동 모터(제 5 구동원)(95)를 구비한다. 권취 장치(3)의 각 부는 상기 구동 모터의 각각에 의해 구동된다. 또한, 구동을 위한 구성의 상세는 후술한다.

도 1에 나타내는 제어 장치(5)는 제어부(50)와, 표시부(51)와, 조작부(52)를 구비하고, 권취 장치(3)의 각 부의 동작을 제어한다.

제어부(50)는, 예를 들면 제어 기판으로서 구성된다. 제어부(50)는 권취 장치(3)의 각 부를 구동하는 상기 구동 모터에 전기적으로 접속되어 있다. 제어부(50)는 조작부(52)의 조작 등에 따라 구동 모터의 각각을 제어한다.

표시부(51)는 권취 작업에 관한 다양한 정보(예를 들면, 와인딩 작업의 진척 등)를 표시할 수 있다.

조작부(52)는 전후 주행 구동 모터(91), 좌우 주행 구동 모터(92), 회전 구동 모터(93), 승강 모터(94), 부앙 구동 모터(95) 및 와인딩 구동 모터(111)를 수동으로 제어하기 위해서, 또는 다양한 와인딩 정보를 입력하기 위해서 사용된다.

오퍼레이터는 조작부(52)를 통해서 권취 대상의 심재(10)에 관한 와인딩 정보(초기 설정값 및 와인딩 각도 등)를 입력한다. 제어 장치(5)는 입력된 와인딩 정보에 의거해서 권취 유닛(6)의 회전 속도, 권취 장치(3)가 전후 방향으로 주행하는 주행 속도, 및 전후 방향에 있어서의 각각의 위치에 대응하는 권취 장치(3)의 자세등을 제어한다.

계속해서, 권취 장치(3)에 대해서, 도 2∼도 4를 참조해서 상세하게 설명한다. 도 4는 권취 장치(3)를 나타내는 정면도이다.

권취 장치(3)는 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 베이스 프레임(31)과, 메인 프레임(32)과, 승강 프레임(서브 프레임)(33)과, 권취 유닛(가이드 유닛)(6)을 구비한다.

베이스 프레임(31)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 판 형상 부재로 구성되고, 그 두께 방향을 상하를 향해서 배치된다. 베이스 프레임(31)은 주행 기대부(1)의 상면에 설치된 레일(11)을 따라 전후 방향으로 이동 가능하게 부착되어 있다. 베이스 프레임(31)은 전후 주행 구동 모터(91) 및 랙 앤드 피니언으로 구성되는 직동 기구에 의해 전후 방향으로 왕복 이동하도록 구동된다.

구체적으로는, 주행 기대부(1)의 상면에는 전후 방향으로 연장되는 전후 주행용 랙(81)이 배치된다. 전후 주행용 랙(81)은 주행 기대부(1)에 고정된다. 전후 주행용 랙(81)에는 전후 주행용 피니언(82)과 맞물리기 위한 톱니가 형성되어 있다.

전후 주행용 피니언(82)은 베이스 프레임(31)의 하방에 있어서, 회전 가능하게 지지되어 있다. 전후 주행용 피니언(82)은 베이스 프레임(31)의 상면에 설치된 전후 주행 구동 모터(91)에 의해 회전 구동된다.

전후 주행 구동 모터(91)는 전후 주행용 피니언(82)을 회전 구동한다. 회전하는 전후 주행용 피니언(82)은 전후 주행용 랙(81)에 대하여 회전하도록 전후 방향으로 이동한다. 이 결과, 베이스 프레임(31)(나아가서는, 권취 장치(3))이 전후 방향으로 이동한다.

베이스 프레임(31)의 상면에는 메인 프레임(32)을 지지하는 지지대(34)가 가설되어 있다. 지지대(34)는 전후 방향으로 보았을 때, 하측이 개방된 대략 U자 형상으로 형성되어 있다. 지지대(34)의 상면에는 좌우 방향으로 연장되는 좌우 레일(12)이 설치되어 있다.

메인 프레임(32)은 전후 방향으로 보았을 때, 상측이 개방된 대략 U자 형상으로 형성되어 있다. 메인 프레임(32)은 지지대(34)의 상방에 배치되고, 지지대(34)에 부착되어 있다. 메인 프레임(32)은 지지대(34)의 상면에 설치된 좌우 레일(12)을 따라 좌우 방향으로 왕복 이동 가능하다. 메인 프레임(32)은 지지대(34)에 대하여, 상하 방향으로 연장되는 회전축(제 1 회전축)(A1)을 중심으로 해서 회전 가능하다.

메인 프레임(32)은 권취 유닛(6)을 좌우 방향으로 연장되는 부앙축(제 2 회전축)(A2)을 중심으로 해서 회전 가능하게 지지하고 있다. 이하의 설명에 있어서는 권취 유닛(6)이 부앙축(A2)을 중심으로 해서 회전하는 것을 「부앙」이라고 부르는 경우가 있다.

메인 프레임(32)은 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 좌우 주행 베이스부(35)와, 기대부(36)와, 좌암부(37)와, 우암부(38)를 구비한다.

좌우 주행 베이스부(35)는 판상으로 형성되고, 지지대(34)의 상면에 설치된 좌우 레일(12)을 따라 이동 가능하게 부착되어 있다. 좌우 주행 베이스부(35)의 하면에는 좌우 주행용 랙(83)이 고정되어 있다. 좌우 주행용 랙(83)에는 좌우 주행용 피니언(84)과 맞물리기 위한 톱니가 형성되어 있다.

좌우 주행용 피니언(84)은 베이스 프레임(31)의 상방이며, 지지대(34)의 하방에 설치되어 있다. 좌우 주행용 피니언(84)은 전후 방향으로 연장되는 축을 중심으로 해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 좌우 주행용 피니언(84)은 그 근방이며 약간 하측에 배치된 제 1 기어(85)에 맞물리고, 상기 제 1 기어(85)의 회전에 의해 회전 구동된다.

제 1 기어(85)는 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 베이스 프레임(31)의 상면에 설치된 좌우 주행 구동 모터(92)에 의해 회전 구동된다. 제 1 기어(85)는 좌우 주행용 피니언(84)에 맞물리고, 좌우 주행 구동 모터(92)로부터의 회전 구동력을 좌우 주행용 피니언(84)에 전달한다.

좌우 주행 구동 모터(92)는 제 1 기어(85)를 통해서 좌우 주행용 피니언(84)을 회전시킨다. 회전하는 좌우 주행용 피니언(84)은 좌우 주행용 랙(83)의 톱니를 좌우로 보낸다. 이 결과, 좌우 주행 베이스부(35)(나아가서는, 메인 프레임(32))가 좌우 방향으로 이동한다.

기대부(36)는 가늘고 길게 형성되고, 좌우 주행 베이스부(35) 상에 배치된다. 기대부(36)는 좌우 주행 베이스부(35)에 의해 상하 방향으로 연장되는 회전축(제 1 회전축)(A1)을 중심으로 해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 좌우 주행 베이스부(35)의 좌우 방향의 이동을 따라 회전축(A1)도 좌우 방향으로 이동한다. 기대부(36)가 회전축(A1)을 중심으로 해서 회전하고 있지 않을 때, 상기 기대부(36)의 길이 방향은 좌우 방향과 일치하고 있다. 즉, 기대부(36)가 좌우 방향으로 연장되어 위치하는 경우, 기대부(36)의 회전 각도 θV는 0° 이다. 이하에서는, 기대부(36)의 회전 각도 θV가 0°인 상태를 기준으로 해서, 각 부재의 위치 관계를 설명한다.

기대부(36)는 좌우 방향으로 보았을 때, 상측이 개방된 대략 U자 형상으로 형성되어 있다. 기대부(36)의 상면에는 회전 구동 모터(93)와, 웜 기어 기구(7)가 설치되어 있다. 웜 기어 기구(7)는 웜(86)과, 웜(86)에 맞물리는 웜 휠(87)로 구성된다.

웜(86)은 기대부(36)의 길이 방향과 평행한 방향으로 연장되는 축을 중심으로 해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 웜(86)은 회전 구동 모터(93)에 의해 회전 구동된다. 웜(86)의 외주면에는 웜 휠(87)의 외주의 톱니와 맞물리기 위한 나사 톱니가 형성되어 있다.

웜 휠(87)은 회전축(A1)을 중심으로 해서 회전하도록 기대부(36)의 상면에 지지되어 있다. 웜 휠(87)은 좌우 주행 베이스부(35)에 대하여 상대 회전 불가능하게 설치되어 있다.

회전 구동 모터(93)는 웜(86)을 회전 구동한다. 회전하는 웜(86)은 웜 휠(87)의 톱니를 보내려고 하지만, 웜 휠(87)은 좌우 주행 베이스부(35)에 대하여 상대 회전 불가능하다. 따라서, 웜(86)의 회전에 따라 웜 휠(87) 및 좌우 주행 베이스부(35)에 대하여, 기대부(36)가 회전축(A1)을 중심으로 해서 회전한다.

본 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100)에 있어서는 기대부(36)(메인 프레임(32))가 ±100°의 각도 범위 내에서 회전할 수 있다. 즉, 기대부(36)의 길이 방향과 좌우 방향이 이루는 각도인 회전 각도 θV는 -100°≤θV≤100°의 조건을 충족한다. 이것에 의해, 심재(10)가 좌우 방향에 거의 평행해지는 부분을 갖고 있어도, 상기 부분을 따르도록 권취 유닛(6)을 향할 수 있다.

좌암부(37)는 상하 방향으로 보았을 때, 대략 U자 형상으로 형성되어 있다. 좌암부(37)는 기대부(36)의 좌단에 배치되고, 기대부(36)로부터 상 방향으로 돌출하도록 설치된다. 좌암부(37)의 우측의 면에는 좌상하 레일(13)이 상하 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 또한, 좌암부(37)의 우측의 면에는 좌나사 이송축(14)이 그 축 방향을 상하 방향을 향해서 회전 가능하게 지지되어 있다.

우암부(38)는 상하 방향으로 보았을 때, 대략 U자 형상으로 형성되어 있다. 우암부(38)는 기대부(36)의 우단에 배치되고, 기대부(36)로부터 상방으로 돌출하도록 설치된다. 우암부(38)의 내측에는 우상하 레일(16)이 상하 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 또한, 우암부(38)의 내측에는 우나사 이송축(17)이, 그 축 방향을 상하 방향을 향해서 회전 가능하게 지지되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 우나사 이송축(17)의 하부에는 상기 우나사 이송축(17)을 회전 구동하는 우회전 구동 기어(18)가 상대 회전 불가능하게 부착되어 있다. 우회전 구동 기어(18)는 승강 모터(94)에 의해 회전 구동되는 승강 구동 기어(19)(도 3을 참조)와 맞물려 있다. 우회전 구동 기어(18)는 승강 구동 기어(19)의 회전에 의해 회전 구동된다.

승강 모터(94)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 우암부(38)의 하부에 설치되어 있다. 승강 모터(94)는 우회전 구동 기어(18)에 맞물리는 승강 구동 기어(19)를 회전 구동한다. 이 결과, 우나사 이송축(17)이 회전한다.

좌나사 이송축(14)의 하단, 및 우나사 이송축(17)의 하단에는 각각 도시생략의 톱니 부착 풀리가 상대 회전 불가능하게 부착되어 있다. 우나사 이송축(17)의 회전은 기대부(36)의 상부에 설치된 전동 풀리(21)와, 톱니 부착 벨트(22)를 통해서 좌나사 이송축(14)에 전달된다. 이것에 의해, 승강 모터(94)의 구동에 의해 좌나사 이송축(14) 및 우나사 이송축(17)이 동시에 각각의 축심을 중심으로 해서 동일한 방향 또한 같은 속도로 회전한다.

승강 프레임(33)은 좌암부(37) 및 우암부(38)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 부착되어 있다. 승강 프레임(33)은 좌승강 베이스부(41)와, 우승강 베이스부(42)를 구비한다. 좌승강 베이스부(41) 및 우승강 베이스부(42)는 서로 같은 높이를 항상 유지하여 승강한다.

좌승강 베이스부(41)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 좌암부(37)에 설치된 좌상하 레일(13)을 따라 승강 가능하게 부착되어 있다. 좌승강 베이스부(41)는 좌나사 결합부(43)를 구비한다. 좌승강 베이스부(41)는 좌나사 결합부(43)를 통해서 좌나사 이송축(14)에 나사 결합한다. 이 결과, 좌나사 이송축(14)의 회전에 연동하여 좌승강 베이스부(41)는 상하 방향으로 이동한다.

좌승강 베이스부(41)의 우측의 면에는 좌회전 암 지지부(44)가 설치되어 있다. 좌회전 암 지지부(44)는 권취 유닛(6)의 좌회전 암(61)을 회전 가능하게 지지한다.

우승강 베이스부(42)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 우암부(38)에 설치된 우상하 레일(16)을 따라 승강 가능하게 부착되어 있다. 우승강 베이스부(42)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 우나사 결합부(45)를 구비한다. 우승강 베이스부(42)는 우나사 결합부(45)를 통해서 우나사 이송축(17)에 나사 결합한다. 이 결과, 우나사 이송축(17)의 회전에 연동하여 우승강 베이스부(42)는 상하 방향으로 이동한다.

우승강 베이스부(42)의 좌측의 면에는 우회전 암 지지부(46)가 설치되어 있다. 우회전 암 지지부(46)는 권취 유닛(6)의 우회전 암(62)을 회전 가능하게 지지한다.

좌회전 암 지지부(44) 및 우회전 암 지지부(46)는 좌우 방향에 있어서 대향하도록 설치되어 있다. 우회전 암 지지부(46) 및 좌회전 암 지지부(44)를 통과하도록 부앙축(A2)이 배치된다. 부앙축(A2)은 좌우 방향으로 보았을 때, 좌회전 암 지지부(44) 및 우회전 암 지지부(46)의 중심을 통과하고 있다.

우승강 베이스부(42)에는 부앙 구동 모터(95) 및 유닛 회전용 웜(23)이 지지되어 있다.

유닛 회전용 웜(23)은 부앙 구동 모터(95)의 회전축과 동축으로 배치된 축에 의해 회전 가능하게 지지된다. 유닛 회전용 웜(23)은 부앙 구동 모터(95)에 의해 회전 구동된다. 유닛 회전용 웜(23)의 외주면에는 권취 유닛(6)에 부착된 유닛 회전용 웜 휠(24)의 외주의 톱니와 맞물리기 위한 나사 톱니가 형성되어 있다.

권취 유닛(6)은 심재(10)에 대하여 도 4의 섬유속(F)을 후프 와인딩하는 후프 와인딩 유닛(6x)으로서 구성되어 있다. 또한, 후프 와인딩이란 심재(10)의 축 방향에 대략 직각인 방향으로 섬유속(F)을 권취하는 와인딩 방법을 의미한다. 권취 유닛(6)에는 전후 방향으로 보았을 때, 그 중심에 심재(10)를 통과시키는 개구부(개구)(60)가 형성되어 있다. 이 개구부(60)는 권취 유닛(6)을 전후 방향으로 관통하도록 형성되어 있다.

후프 와인딩 유닛(6x)은 도 2∼도 4에 나타내는 바와 같이, 권취 유닛 프레임(유닛 프레임)(63)과, 후프 와인딩부(64)와, 후프 와인딩 권체부(65)와, 와인딩 구동부(66)를 구비한다.

권취 유닛 프레임(63)은 판상 부재로 구성되어 있다. 권취 유닛 프레임(63)은 상하 방향으로 보았을 때, 전방이 개방된 U자 형상으로 형성되어 있다. 권취 유닛 프레임(63)은 와인딩 구동부(66)가 구비하는 원환상의 회전반(117)을 전후 방향으로 연장되는 권취 회전축(권체부 회전축)(A3)을 중심으로 해서 회전 가능하게 지지하고 있다. 권취 유닛 프레임(63)에는 전후 방향으로 보았을 때, 그 중앙에 대략 원 형상의 개구(63a)가 형성되어 있다. 권취 회전축(A3)은 상기 개구(63a)의 중심을 통과하고 있다.

권취 유닛 프레임(63)의 좌측의 면에는 좌회전 암(61)이 외측으로 돌출하도록 부착되어 있다. 권취 유닛 프레임(63)의 우측의 면에는 우회전 암(62)이 외측으로 돌출하도록 부착되어 있다.

좌회전 암(61) 및 우회전 암(62)은 권취 유닛 프레임(63)의 상하 방향 대략 중앙부에 있어서, 좌우 대칭으로 설치되어 있다. 좌회전 암(61)은 좌회전 암 지지부(44)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 우회전 암(62)은 우회전 암 지지부(46)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 즉, 권취 유닛(6)은 상기 좌회전 암(61) 및 우회전 암(62)을 통해서 승강 프레임(33)에 대하여 부앙축(A2)을 중심으로 해서 회전 가능하게 지지된다. 승강 프레임(33)의 상하방의 이동에 따라, 부앙축(A2)도 상하 방향으로 이동한다. 권취 유닛 프레임(63)이 직립 형상의 자세인 경우, 권취 유닛 프레임(63)의 부앙 각도 θH는 0°이다. 이하에서는, 권취 유닛 프레임(63)의 부앙 각도 θH가 0°인 상태를 기준으로 해서 각 부재의 위치 관계를 설명한다.

우회전 암(62)에는 유닛 회전용 웜 휠(24)이 상대 회전 불가능하게 부착되어 있다. 권취 유닛(6)이 승강 프레임(33)에 부착되어 있는 상태에 있어서, 유닛 회전용 웜 휠(24)은 우승강 베이스부(42)에 지지된 유닛 회전용 웜(23)에 맞물려 있다.

부앙 구동 모터(95)는 유닛 회전용 웜(23)을 회전 구동한다. 회전하는 유닛 회전용 웜(23)이 유닛 회전용 웜 휠(24)의 톱니를 보내므로, 유닛 회전용 웜 휠(24)이 회전한다. 이 결과, 권취 유닛(6)이 부앙축(A2)을 중심으로 해서 부앙된다.

본 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100)에 있어서는 권취 유닛(6)이 ±100°의 각도 범위 내에서 부앙할 수 있다. 즉, 좌우 방향으로 보았을 때에 권취 유닛 프레임(63)이 상하 방향으로 연장되어 있는 상태에 있어서의 부앙 각도 θH를 0°라고 하는 경우, 상기 부앙 각도 θH는 -100°≤θH≤100°의 조건을 충족한다. 이것에 의해, 심재(10)가 상하 방향으로 거의 평행해지는 부분을 갖고 있어도, 상기 부분을 따르도록 권취 유닛(6)을 향할 수 있다.

후프 와인딩부(64)는 권취 유닛 프레임(63)을 사이에 두고 와인딩 구동부(66)와는 반대측에 설치되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 후프 와인딩부(64)는 권취 유닛 프레임(63)의 전방면에 설치되어 있다. 후프 와인딩부(64)는 회전 베이스부(71)와, 복수의 보빈 지지부(72)와, 복수의 원주 안내부(73)와, 와인딩 안내부(섬유속 안내부)(74)를 구비하고 있다.

회전 베이스부(71)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 전후 방향으로 늘어선 2매의 환상판으로 구성되고, 회전반(117)에 상대 회전 불가능하게 부착되어 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서는 회전반(117)에 가까운 측에 위치하는 환상판을 제 1 환상판(71a)이라고 부르고, 회전반(117)으로부터 먼 측에 위치하는 환상판을 제 2 환상판(71b)이라고 부르는 경우가 있다.

제 1 환상판(71a) 및 제 2 환상판(71b)은 각각 회전반(117)에 지지되어 있다. 후방으로부터 전방의 순서로, 회전반(117), 제 1 환상판(71a) 및 제 2 환상판 (71b)이 나란히 배치된다. 회전반(117), 제 1 환상판(71a) 및 제 2 환상판(71b)은 서로 평행한다. 회전반(117), 제 1 환상판(71a) 및 제 2 환상판(71b)의 각각의 중심은 권취 회전축(A3) 상에 위치한다.

보빈 지지부(72)는 제 1 환상판(71a)에 복수(본 실시형태에 있어서는 4개) 설치되어 있다. 각각의 보빈 지지부(72)는 전후 방향으로 연장되도록 제 1 환상판(71a)의 전방면에 대하여 수직으로 배치되어 있다. 복수의 보빈 지지부(72)는 제 1 환상판(71a)의 원주 방향으로 등간격을 두고서 나란히 설치되어 있다. 이것에 의해, 본 실시형태의 권취 장치(3)는 4개의 섬유속(F)을 동시에 심재(10)의 외주면에 후프 와인딩할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 섬유속(F)의 개수는 변경해도 좋다.

이하의 설명에 있어서는 복수의 보빈 지지부(72)의 각각을 특정하기 위해서, 도 4의 우측 위에 그려진 보빈 지지부(72)를 제 1 보빈 지지부(72a)라고 부르는 경우가 있다. 또한, 다른 보빈 지지부(72)의 각각을 제 1 보빈 지지부(72a)로부터 도 4의 시계 방향의 순서로 제 2 보빈 지지부(72b), 제 3 보빈 지지부(72c), 제 4 보빈 지지부(72d)라고 부르는 경우가 있다.

원주 안내부(73)는 제 2 환상판(71b)에 복수(본 실시형태에 있어서는 8개) 설치되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 각각의 원주 안내부(73)는 전후 방향으로 연장되도록 제 2 환상판(71b)의 전방면에 대하여 수직으로 배치되어 있다. 복수의 원주 안내부(73)는 제 2 환상판(71b)의 원주 방향으로 등간격을 두고서 나란히 설치되어 있다.

이하의 설명에 있어서는 복수의 원주 안내부(73)의 각각을 특정하기 위해서, 도 4의 가장 우측에 그려진 2개의 원주 안내부(73) 중 하측의 원주 안내부(73)를 제 1 원주 안내부(73a)라고 부르는 경우가 있다. 또한, 다른 원주 안내부(73)의 각각을 제 1 원주 안내부(73a)로부터 도 4의 시계 방향의 순서로 제 2 원주 안내부(73b), 제 3 원주 안내부(73c), 제 4 원주 안내부(73d), 제 5 원주 안내부(73e), 제 6 원주 안내부(73f), 제 7 원주 안내부(73g), 제 8 원주 안내부(73h)라고 부르는 경우가 있다.

제 1 원주 안내부(73a) 및 제 2 원주 안내부(73b)의 각각은, 예를 들면 1개의 롤러로 구성된다. 제 1 원주 안내부(73a) 및 제 2 원주 안내부(73b)는 제 1 보빈 지지부(72a)에 지지된 보빈으로부터의 섬유속(F)(도 4의 굵은 점선)을 안내한다.

제 3 원주 안내부(73c) 및 제 4 원주 안내부(73d)의 각각은 2개의 롤러가 전후 방향으로 늘어선 다연 롤러로서 구성된다. 제 3 원주 안내부(73c) 및 제 4 원주 안내부(73d)는 2개의 섬유속(F)을 서로 교차하지 않고, 전후 방향으로 나란히 안내할 수 있다. 제 3 원주 안내부(73c) 및 제 4 원주 안내부(73d)는 제 1 보빈 지지부(72a) 및 제 2 보빈 지지부(72b)에 지지된 보빈으로부터의 섬유속(F)(도 4의 굵은 점선 및 가는 실선)을 안내한다.

제 5 원주 안내부(73e) 및 제 6 원주 안내부(73f)의 각각은 3개의 롤러가 전후 방향으로 늘어선 다연 롤러로서 구성된다. 제 5 원주 안내부(73e) 및 제 6 원주 안내부(73f)는 3개의 섬유속(F)을 서로 교차하지 않고, 전후 방향으로 나란히 안내할 수 있다. 제 5 원주 안내부(73e) 및 제 6 원주 안내부(73f)는 제 1 보빈 지지부(72a), 제 2 보빈 지지부(72b) 및 제 3 보빈 지지부(72c)에 지지된 보빈으로부터의 섬유속(F)(도 4의 굵은 점선, 가는 실선 및 가는 점선)을 안내한다.

제 7 원주 안내부(73g) 및 제 8 원주 안내부(73h)의 각각은 4개의 롤러가 전후 방향으로 늘어선 다연 롤러로서 구성된다. 제 7 원주 안내부(73g) 및 제 8 원주 안내부(73h)는 4개의 섬유속(F)을 서로 교차하지 않고, 전후 방향으로 나란히 안내할 수 있다. 제 7 원주 안내부(73g) 및 제 8 원주 안내부(73h)는 제 1 보빈 지지부(72a), 제 2 보빈 지지부(72b), 제 3 보빈 지지부(72c) 및 제 4 보빈 지지부(72d)에 지지된 보빈으로부터의 섬유속(F)(도 4의 굵은 점선, 가는 실선, 가는 점선 및 가는 쇄선)을 안내한다.

와인딩 안내부(74)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 회전반(117)으로부터 전방으로 돌출하도록 배치되어 있다. 와인딩 안내부(74)는 회전반(117) 및 제 1 환상판(71a)에 의해 지지되어 있다. 와인딩 안내부(74)는 회전반(117) 및 제 1 환상판(71a)의 지름 방향 약간 외측에 설치된다. 와인딩 안내부(74)는 회전반(117) 및 제 1 환상판(71a)의 회전에 따라 권취 회전축(A3)을 중심으로 해서 회전한다.

와인딩 안내부(74)는 복수(본 실시형태에 있어서는 3개)의 텐션바(74a)와, 링 가이드(74b)로 구성되어 있다. 텐션바(74a)는 감아걸린 섬유속(F)과의 마찰에 의해 섬유속(F)에 텐션을 부여한다. 섬유속(F)은 도 4에 나타내는 바와 같이, 각각의 텐션바(74a)에 순서대로 감아걸리고, 링 가이드(74b)를 경유해서 심재(10)의 외주면에 권취된다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 보빈 지지부(72a)에 지지된 보빈으로부터의 섬유속(F)(도 4의 굵은 점선)은 제 1 원주 안내부(73a)로부터 제 8 원주 안내부(73h)까지의 순서로 모든 원주 안내부(73)에 감아걸리고, 와인딩 안내부(74)까지 안내된다.

제 2 보빈 지지부(72b)에 지지된 보빈으로부터의 섬유속(F)(도 4의 가는 실선)은 제 3 원주 안내부(73c)로부터 제 8 원주 안내부(73h)까지의 순서로, 6개의 원주 안내부(73)에 감아걸리고, 와인딩 안내부(74)까지 안내된다.

제 3 보빈 지지부(72c)에 지지된 보빈으로부터의 섬유속(F)(도 4의 가는 점선)은 제 5 원주 안내부(73e), 제 6 원주 안내부(73f), 제 7 원주 안내부(73g), 제 8 원주 안내부(73h)의 순서로 4개의 원주 안내부(73)에 감아걸리고, 와인딩 안내부 (74)까지 안내된다.

제 4 보빈 지지부(72d)에 지지된 보빈으로부터의 섬유속(F)(도 4의 가는 쇄선)은 제 7 원주 안내부(73g), 제 8 원주 안내부(73h)의 순서로 2개의 원주 안내부(73)에 감아걸리고, 와인딩 안내부(74)까지 안내된다.

후프 와인딩 권체부(65)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 후프 와인딩부(64)보다 전방으로 돌출하도록 회전반(117)에 지지되어 있다. 후프 와인딩 권체부(65)는 후프 와인딩부(64)와 전후 방향으로 나란히 배치된다. 후프 와인딩 권체부(65)는 후프 와인딩부(64)에 의해 후프 와인딩된 심재(10)의 외주면에 테이프(T)를 권취한다. 테이프(T)는, 예를 들면 열수축 테이프, 또는 액상이 되는 미경화의 열경화성수지를 함침시킨 테이프 등이라고 하는 것이 고려된다.

후프 와인딩 권체부(65)는 전후 방향으로 보았을 때, 권취 회전축(A3)으로부터 떨어진 위치(회전반(117)의 지름 방향 약간 외측)에 설치되어 있다. 후프 와인딩 권체부(65)는 회전반(117)의 회전에 따라, 권취 회전축(A3)을 중심으로 해서 회전한다. 후프 와인딩 권체부(65)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 베이스판(101)과, 권체 테이프 보빈(102)과, 제 1 가이드 롤러(103)와, 제 2 가이드 롤러(104)를 구비한다.

베이스판(101)은 판상 부재로 구성된다. 베이스판(101)은 권체 테이프 보빈(102), 제 1 가이드 롤러(103), 및 제 2 가이드 롤러(104)의 각각을 전방으로 돌출하도록 지지하고 있다.

권체 테이프 보빈(102)에는 권체용의 테이프(T)가 감겨있다. 권체 테이프 보빈(102)으로부터 인출된 테이프(T)는 제 1 가이드 롤러(103) 및 제 2 가이드 롤러(104)에 순차적으로 감아걸린 후, 섬유속(F)이 후프 와인딩된 심재(10)의 외주면에 권취된다.

와인딩 구동부(66)는 도 2 등에 나타내는 바와 같이, 권취 구동 모터(111)와, 제 1 전동 풀리(112)와, 전동 벨트(113)와, 제 2 전동 풀리(114)와, 전동 기어(115)와, 회전 기어(116)와, 회전반(117)을 구비한다.

와인딩 구동 모터(111)는 권취 유닛 프레임(63)의 좌측이며, 권취 유닛 프레임(63)의 상측에 설치되어 있다. 와인딩 구동 모터(111)의 출력축에 제 1 전동 풀리(112)가 상대 회전 불가능하게 부착되어 있다.

전동 벨트(113)는 제 1 전동 풀리(112) 및 제 2 전동 풀리(114)에 감아걸리고, 제 1 전동 풀리(112)의 회전을 제 2 전동 풀리(114)에 전달한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 상하 방향에 있어서의 전동 벨트(113)의 중도부의 근방에 전동 벨트(113)에 텐션을 부여하는 텐션 롤러(118)를 설치해도 좋다.

제 2 전동 풀리(114) 및 전동 기어(115)는 권취 유닛 프레임(63)의 좌하측에 있어서, 권취 유닛 프레임(63)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 2 전동 풀리(114) 및 전동 기어(115)는 전후 방향으로 늘어서서 서로 상대 회전 불가능하게 부착되어 있다.

회전 기어(116)는 전후 방향으로 보았을 때, 권취 유닛 프레임(63)의 중앙 위치에 설치되어 있다. 즉, 회전 기어(116)의 중심은 권취 회전축(A3) 상에 위치하고 있다. 회전 기어(116)는 전동 기어(115)에 맞물려 있다. 회전 기어(116)는 원환상으로 형성되고, 회전반(117)에 상대 회전 불가능하게 지지되어 있다.

회전반(117)은 원환상의 판으로 구성되고, 회전 기어(116)와 동축으로 배치되어 있다. 회전반(117)은 회전 기어(116)의 전방에 배치되어 있다. 회전반(117)은 권취 유닛 프레임(63)에 회전 가능하게 지지된다.

와인딩 구동 모터(111)의 구동력은 제 1 전동 풀리(112), 전동 벨트(113), 제 2 전동 풀리(114), 및 전동 기어(115)를 통해서 회전 기어(116) 및 회전반(117)에 전달된다. 회전반(117)이 회전함으로써 회전반(117)에 의해 지지되어 있는 후프 와인딩부(64) 및 후프 와인딩 권체부(65)가 권취 회전축(A3)을 중심으로 해서 회전한다.

이것에 의해, 와인딩 안내부(74)에 의해 안내된 섬유속(F) 및 제 2 가이드 롤러(104)에 의해 안내된 테이프(T)가 심재(10)의 외주면에 권취된다. 후프 와인딩 권체부(65)는 후프 와인딩부(64)와 전후 방향으로 어긋난 위치에 설치되어 있다. 따라서, 심재(10)에 대하여, 섬유속(F)이 권취된 후, 그 외주면에 테이프(T)가 더 권취되게 된다.

본 실시형태에서는 권취 장치(3)의 주행 방향에 있어서 후프 와인딩부(64)가 후프 와인딩 권체부(65)에 대하여 선행하도록, 권취 장치(3)를 심재(10)를 따라 주행시킴으로써 1회의 주행으로 섬유속(F) 및 테이프(T)를 심재(10)의 외주면에 권취할 수 있다. 도 5에는 권취 장치(3)를 후방으로 1회 주행시킴으로써 섬유속(F) 및 테이프(T)를 권취하는 예가 나타내어져 있다. 단, 1회째의 주행에서, 우선 후프 와인딩부(64)에 의해 섬유속(F)을 심재(10)의 외주면에 권취한 후에, 2회째의 주행에서 후프 와인딩 권체부(65)에 의해 테이프(T)를 그 외주면에 권취해도 좋다. 1회째와 2회째에서 권취 장치(3)의 주행 방향이 반대여도 좋다.

권취 장치(3)가 구비하는 구동 모터(구체적으로는, 전후 주행 구동 모터(91), 좌우 주행 구동 모터(92), 회전 구동 모터(93), 승강 모터(94), 및 부앙 구동 모터(95))는 도 1의 제어 장치(5)에 의해 제어된다. 이 제어 시에는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이 좌우 방향의 축을 X축, 상하 방향의 축을 Y축, 전후 방향의 축을 Z축이라고 하는 XYZ 직교 좌표계를 정의하고, 권취 유닛(6)의 위치를 표현할 수 있다.

이것에 의해, 권취 장치(3)는 도 5에 나타내는 바와 같이 권취 유닛(6)의 개구부(60)의 중심이 심재(10)의 중심과 항상 일치하도록 권취 유닛(6)의 위치 및 자세를 조정하면서 레일(11)을 따라 주행한다. 즉, 권취 유닛(6)의 권취 회전축(A3)이 심재(10)의 축 방향과 항상 일치하고 있다. 이것에 의해, 굴곡져 있는 심재(10)에 대해서도, 그 형상을 따라 그 외주면에 섬유속(F)을 권취할 수 있다.

본 실시형태에서는 당초부터 굴곡져 있는 심재(10)에 대하여, 그 굴곡을 따르도록 섬유속(F)을 권취할 수 있다. 따라서, 직선상의 심재에 섬유속을 권취하고 나서 심재와 함께 굽히는 구성과 비교해서 섬유속(F)의 와인딩이 흐트러지지 않는 점에서 우수하다.

권취 유닛(6)은 도 6에 나타내는 바와 같은 헬리컬 와인딩을 행하는 헬리컬 와인딩 유닛(6y)으로서 구성되어도 좋다. 또한, 헬리컬 와인딩이란 심재(10)의 축 방향으로부터 소정의 각도만큼 경사진 방향으로 섬유속(F)을 권취하는 와인딩 방법을 의미한다.

도 6은 헬리컬 와인딩 유닛(6y)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 7은 헬리컬 와인딩 유닛(6y)의 구성을 나타내는 부분 확대도이다. 도 8은 헬리컬 와인딩 유닛(6y)의 중앙 안내부(134)의 구성을 나타내는 단면 사시도이다. 이하의 헬리컬 와인딩 유닛(6y)에 대한 설명에 있어서는 상술의 후프 와인딩 유닛(6x)과 동일 또는 유사한 부재에는 도면에 동일한 부호를 첨부하고, 설명을 생략하는 경우가 있다.

헬리컬 와인딩 유닛(6y)은 도 6에 나타내는 바와 같이, 후프 와인딩부(64) 및 후프 와인딩 권체부(65) 대신에 헬리컬 와인딩부(130)를 구비한다. 헬리컬 와인딩부(130)는 베이스 원환판(131)과, 복수의 보빈 부착부(132)와, 복수의 헬리컬 와인딩 원주 안내부(133)와, 중앙 안내부(134)로 구성된다. 헬리컬 와인딩 원주 안내부(133) 및 중앙 안내부(134)에 의해 복수의 섬유속(F)을 동시에 안내하는 섬유속 안내부가 구성된다.

베이스 원환판(131)은 원환상으로 형성되고, 그 중심 위치가 헬리컬 와인딩 유닛(6y)의 개구부(60)의 중심과 일치하도록 설치되어 있다. 베이스 원환판(131)은 전후 방향에 있어서, 권취 유닛 프레임(63)을 사이에 두고 와인딩 구동부(66)와는 반대측에 설치되어 있다. 베이스 원환판(131)은 와인딩 구동부(66)의 회전반(117)에 부착되고, 회전반(117)의 회전에 연동해서 회전한다.

보빈 부착부(132)는 베이스 원환판(131)으로부터 전방으로 돌출하도록, 상기 베이스 원환판(131)의 전방면에 대하여 수직으로 설치되어 있다. 보빈 부착부(132)에는 섬유속(F)이 감겨있는 보빈(138)이 부착되어 있다.

복수의 보빈 부착부(132)는 베이스 원환판(131)의 원주 방향으로 등간격으로 나란히 설치되어 있다. 각각의 보빈 부착부(132)에 대응하도록 보빈 부착부(132)의 근방에 헬리컬 와인딩 원주 안내부(133)가 설치되어 있다. 헬리컬 와인딩 원주 안내부(133)는 베이스 원환판(131)의 원주 방향에 있어서, 등간격으로 나란히 배치되어 있다.

각각의 헬리컬 와인딩 원주 안내부(133)는 전후 방향으로 늘어선 제 1 중간 롤러(135)와, 제 2 중간 롤러(136)를 구비한다. 도 7에 나타내는 바와 같이 제 1 중간 롤러(135)는 제 2 중간 롤러(136)보다 베이스 원환판(131)으로부터 먼 위치에 설치되어 있다. 바꿔 말하면, 제 1 중간 롤러(135)는 제 2 중간 롤러(136)보다 전방에 설치되어 있다.

제 2 중간 롤러(136)는 베이스 원환판(131)에 지름 방향으로 슬라이딩 가능하게 부착되어 있다. 제 2 중간 롤러(136)는 적당한 바이어싱 부재(구체적으로는, 스프링)에 의해 베이스 원환판(131)의 지름 방향 외측으로 이동하는 방향으로 바이어싱된다.

보빈 부착부(132)에 부착된 보빈(138)으로부터의 섬유속(F)은 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이 제 1 중간 롤러(135), 제 2 중간 롤러(136)의 순서로 감아걸리고, 중앙 안내부(134)에 안내된다. 바이어싱 부재가 제 2 중간 롤러(136)에 작용시키는 스프링력에 의해, 섬유속(F)에 걸리는 장력이 적절하게 조정된다. 이와 같이, 제 2 중간 롤러(136)는 텐션 롤러로서 기능한다.

중앙 안내부(134)는 대략 원통 형상으로 형성되고, 그 축 방향이 권취 회전축(A3)과 일치하도록 헬리컬 와인딩부(130)의 중심 위치에 설치되어 있다. 환상 안내부(143)는 제 1 중간 롤러(135) 및 제 2 중간 롤러(136)가 나란히 배치되는 환상의 영역보다 작게 형성되어 있다.

환언하면, 환상 안내부(143)는 전후 방향으로 보았을 때, 제 1 중간 롤러(135) 및 제 2 중간 롤러(136)보다 중심측에 설치되어 있다. 제 2 중간 롤러(136)에 의해 안내되어온 섬유속(F)은 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이 중앙안내부(134)의 지름 방향 외측으로부터, 중앙 안내부(134)의 내부를 통과하는 심재(10)로 안내된다.

중앙 안내부(134)는 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 환상판(141)과, 제 2 환상판(142)과, 환상 안내부(143)와, 보조 안내부(144)로 구성된다. 제 1 환상판(141), 제 2 환상판(142), 환상 안내부(143), 및 보조 안내부(144)는 모두 원환상으로 형성되고, 중심축을 서로 일치시키도록 배치된다.

제 1 환상판(141)에는 지름 방향으로 연장되도록 형성된 부착부(145)가 형성된다. 도 8에는 베이스 원환판(131)을 나타내고 있지 않지만, 제 1 환상판(141)은 부착부(145)를 통해서 베이스 원환판(131)에 부착되어 있다. 이것에 의해, 제 1 환상판(141)은 베이스 원환판(131)의 회전에 연동해서 회전한다. 제 1 환상판(141)은 전후 방향의 일측에서 환상 안내부(143)에 접속되어 있다.

제 2 환상판(142)은 제 1 환상판(141)과 마찬가지로 원환상으로 형성되어 있다. 제 2 환상판(142)은 전후 방향에 있어서 제 1 환상판(141)과는 반대측에서 환상 안내부(143)에 접속되어 있다.

환상 안내부(143)는 원환상으로 형성되고, 축 방향에 있어서 소정의 두께를 갖는다. 환상 안내부(143)의 외경은 제 1 환상판(141) 및 제 2 환상판(142)의 외경보다 작고, 환상 안내부(143)의 내경은 제 1 환상판(141) 및 제 2 환상판(142)의 내경보다 크다.

환상 안내부(143)에는 지름 방향으로 상기 환상 안내부(143)를 관통하는 섬유속 안내 구멍(146)이 형성되어 있다. 섬유속 안내 구멍(146)은 보빈 부착부(132)의 수(환언하면, 헬리컬 와인딩 원주 안내부(133)의 수)에 대응하고, 환상 안내부(143)의 원주 방향에 있어서 등간격으로 복수 나란히 형성되어 있다. 각각의 섬유속 안내 구멍(146)은 각각의 제 2 중간 롤러(136)로부터 안내되어온 섬유속(F)을 중앙 안내부(134)의 중심측으로 안내한다.

보조 안내부(144)는 원환 형상을 갖는 2매의 판으로 구성되어 있다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 보조 안내부(144)의 외경은 제 1 환상판(141) 및 제 2 환상판(142)의 내경보다 크고, 또한 환상 안내부(143)의 내경보다 작다. 보조 안내부 (144)의 내경은 제 1 환상판(141) 및 제 2 환상판(142)의 내경보다 작다.

보조 안내부(144)의 2매의 판은 제 1 환상판(141)의 전방면 및 제 2 환상판(142)의 후방면의 각각에 접속되어 있다. 보조 안내부(144)는 제 1 환상판(141) 및 제 2 환상판(142)과 동축으로 설치되어 있다.

이 구성에 의해, 보조 안내부(144)의 내주면은 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 환상판(141) 및 제 2 환상판(142)의 내주면보다 중앙 안내부(134)의 축에 가깝게 되어 있다. 즉, 보조 안내부(144)를 통해서 보조 안내부(144)에 의해 안내되어온 섬유속(F)을 중앙 안내부(134)의 중심을 통과하는 심재(10)에 대하여 보다 가까운 위치까지 안내할 수 있다. 이것에 의해, 심재(10)에 권취되는 섬유속(F)의 거동을 한층 안정시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 헬리컬 와인딩부(130)는 복수의 섬유속(F)을 방사상으로 심재(10)에 안내할 수 있다. 또한, 회전반(117)의 회전에 따라 헬리컬 와인딩부(130)가 회전함으로써, 상기 복수의 섬유속(F)을 동시에 심재(10)에 권취할 수 있다.

또한, 권취 유닛(6)은 도 9에 나타내는 바와 같은 0° 와인딩을 행하는 0° 와인딩 유닛(6z)으로서 구성되어도 좋다. 또한, 0° 와인딩이란 심재(10)에 대하여 축 방향에 평행하게 배치된 섬유속(F)을 심재(10)의 외주면에 부착하는 배치 방법을 의미한다. 섬유속(F)은 심재(10)를 주회하지 않지만, 이러한 섬유속(F)의 배치도 「권취」에 포함되는 것으로 생각할 수 있다.

이하, 0° 와인딩 유닛(6z)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 9 및 도 10은 0° 와인딩 유닛(6z)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 11은 0° 와인딩 유닛(6z)의 섬유 안내부의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 12는 0° 와인딩 권체부(160)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 13은 크릴 스탠드(4)를 구비하는 필라멘트 와인딩 장치(100)의 구성을 나타내는 사시도이다. 이하의 0° 와인딩 유닛(6z)에 대한 설명에 있어서는 상술의 후프 와인딩 유닛(6x)과 동일 또는 유사한 부재에는 도면에 동일한 부호를 첨부하고, 설명을 생략하는 경우가 있다.

0° 와인딩 유닛(6z)은 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 후프 와인딩부(64) 및 후프 와인딩 권체부(65) 대신에 고정 섬유속 안내부(150)와, 0° 와인딩 권체부(권체부)(160)를 구비한다. 고정 섬유속 안내부(150) 및 0° 와인딩 권체부(160)는 전후 방향으로 나란히 배치되어 있다.

고정 섬유속 안내부(150)는 권취 유닛 프레임(63)에 고정된다. 고정 섬유속 안내부(150)는 복수의 섬유속(F)을 심재(10)의 원주 방향으로 적당한 간격으로 늘어서도록 심재(10)의 외주면에 안내한다. 상술의 후프 와인딩 유닛(6x)의 후프 와인딩부(64) 등과는 달리, 도 10의 회전반(117)이 회전해도 고정 섬유속 안내부(150)는 회전하지 않는다. 복수의 섬유속(F)의 각각은 심재(10)의 축 방향과 평행한 방향으로 심재(10)의 외주면에 배치된다.

고정 섬유속 안내부(150)는 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 부착 프레임(151)과, 제 1 원환 안내부(152)와, 제 2 원환 안내부(153)와, 제 3 원환 안내부(154)를 구비한다.

부착 프레임(151)은 판상 부재로 구성된다. 부착 프레임(151)은 그 두께 방향을 전후 방향을 향해서 권취 유닛 프레임(63)의 전방에 부착되어 있다. 부착 프레임(151)의 중심에 제 1 원환 안내부(152)가 고정되어 있다. 또한, 부착 프레임(151)과, 제 1 원환 안내부(152)가 일체적으로 형성되어도 좋다.

제 1 원환 안내부(152)는 심재(10)가 통과 가능한 원 형상 개구부를 갖는 대략 원환상으로 형성되어 있다. 제 1 원환 안내부(152)는 부착 프레임(151)보다 전방측(환언하면, 섬유속(F)의 주행 방향에 있어서 상류측)에 배치되어 있다. 제 1 원환 안내부(152)는 축 방향이 전후 방향이 되도록 부착 프레임(151)에 설치되어 있다.

제 1 원환 안내부(152)에는 전후 방향(두께 방향)으로 상기 제 1 원환 안내부(152)를 관통하는 전방측 안내 구멍(155)이 복수 형성되어 있다. 전방측 안내 구멍(155)은 제 1 원환 안내부(152)의 원주 방향으로 등간격을 두고서 나란히 배치되어 있다. 섬유속(F)은 각각의 전방측 안내 구멍(155)을 통과한다.

제 2 원환 안내부(153)는 축 방향에 있어서 소정의 두께를 갖는 원환상의 판 으로 구성된다. 제 2 원환 안내부(153)는 제 1 원환 안내부(152)에 대하여 전후 방향으로 소정 거리를 두고서 제 1 원환 안내부(152)의 후방에 배치되어 있다. 제 2 원환 안내부(153)는 제 1 원환 안내부(152)와 동축으로 설치되어 있다.

제 2 원환 안내부(153)의 외경은 제 1 원환 안내부(152)의 내경보다 작다. 제 2 원환 안내부(153)는 제 3 원환 안내부(154)의 전방면에 고정되어 있다.

제 2 원환 안내부(153)에는 상기 제 2 원환 안내부(153)를 지름 방향으로 관통하는 후방측 안내 구멍(156)이 복수 형성되어 있다. 후방측 안내 구멍(156)은 전방측 안내 구멍(155)의 수에 대응하여 제 2 원환 안내부(153)의 원주 방향으로 등간격을 두고서 나란히 배치되어 있다. 섬유속(F)은 각각의 후방측 안내 구멍(156)을 통과한다. 각각의 후방측 안내 구멍(156)은 각 전방측 안내 구멍(155)으로부터 안내되어온 섬유속(F)을 제 2 원환 안내부(153)의 중심측으로 안내한다.

제 3 원환 안내부(154)는 도 11에 나타내는 바와 같이, 원환상의 판으로 구성된다. 제 3 원환 안내부(154)에는 복수(본 실시형태에 있어서 4개)의 지지판(157)이 고정되어 있다. 각각의 지지판(157)은 제 3 원환 안내부(154)의 지름 방향 외측으로 연장되어 있다. 제 3 원환 안내부(154)는 지지판(157)을 개재하여 부착 프레임(151)에 부착되어 있다. 제 3 원환 안내부(154)는 제 2 원환 안내부(153)의 후방면에 접속된다. 제 3 원환 안내부(154)는 제 2 원환 안내부(153)를 제 1 원환 안내부(152)와 동축으로 배치되도록 지지한다.

제 3 원환 안내부(154)는 제 2 원환 안내부(153)와 거의 같은 크기로 형성되어 있다. 제 3 원환 안내부(154)의 내경은 제 2 원환 안내부(153)의 내경보다 작고, 심재(10)의 외경보다 약간 크게 형성되어 있다. 이것에 의해, 제 3 원환 안내부(154)의 내주면과, 제 3 원환 안내부(154)를 관통하는 심재(10) 사이에 섬유속(F)이 통과하는 원환상의 간극이 형성된다.

이상과 같이 구성된 고정 섬유속 안내부(150)에 있어서는 도 13에 나타내는 후술의 크릴 스탠드(4)로부터의 복수의 섬유속(F)이, 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이 제 1 원환 안내부(152)에 형성된 각각의 전방측 안내 구멍(155)을 통과한다.이것에 의해, 섬유속(F)이 제 1 원환 안내부(152)의 원주 방향으로 늘어서도록 정렬된다.

그 후, 각각의 섬유속(F)은 전방측 안내 구멍(155)에 대응해서 형성된 제 2 원환 안내부(153)의 후방측 안내 구멍(156)을 통과한다. 이것에 의해, 섬유속(F)은 환상으로 늘어선 상태를 유지하면서, 심재(10)의 외주에 가깝도록 안내된다. 즉, 제 2 원환 안내부(153)를 통과한 복수의 섬유속(F)은 작은 환상으로 늘어서 있다.

그 후, 복수의 섬유속(F)이 제 3 원환 안내부(154)와 심재(10) 사이의 원환상의 간극을 통과한다. 이 결과, 섬유속(F)이 심재(10)의 축 방향을 따라 적합하게 정렬된다.

0° 와인딩 권체부(160)는 고정 섬유속 안내부(150)보다 후방에 설치되어 있다. 0° 와인딩 권체부(160)는 고정 섬유속 안내부(150)와 전후 방향으로 나란히 배치된다. 0° 와인딩 권체부(160)는 고정 섬유속 안내부(150)에 의해 안내되어서 심재(10)의 외주면에 늘어선 섬유속(F)을 권체용 섬유속(권체 부재)(F1)에 의해 권체한다.

0° 와인딩 권체부(160)는 권취 유닛 프레임(63)의 전방(권취 유닛 프레임(63)을 사이에 두고 와인딩 구동부(66)와는 반대측)에 배치되어 있다. 0° 와인딩 권체부(160)는 도 12에 나타내는 바와 같이 회전판(161)과, 권체 섬유 보빈 지지부(보빈 지지부)(162)와, 권체 섬유 안내부(권체 부재 안내부)(170)를 구비한다.

회전판(161)은 원환상판으로 구성되고, 제 3 원환 안내부(154)보다 후방에 설치되어 있다. 회전판(161)은 회전반(117), 제 3 원환 안내부(154), 제 2 원환 안내부(153), 및 제 1 원환 안내부(152)와 동축으로 설치되어 있다.

회전판(161)은 권취 유닛 프레임(63)을 사이에 두고 회전반(117)과는 반대측에 배치된다. 회전판(161)은 회전반(117)에 상대 회전 불가능하게 부착된다. 회전판(161)은 회전반(117)의 회전에 따라 도 12의 권취 회전축(A3)을 중심으로 해서 회전한다.

권체 섬유 보빈 지지부(162)는 도 12에 나타내는 바와 같이, 회전판(161)의 둘레 방향으로 적당한 위치에 설치되어 있다. 권체 섬유 보빈 지지부(162)는 회전판(161)의 전방면으로부터 전방으로 연장되도록 회전판(161)의 전방면에 수직으로 설치되어 있다. 권체 섬유 보빈 지지부(162)에는 권체 섬유 보빈(권체 부재 보빈)(169)을 지지하고 있다. 권체 섬유 보빈(169)에는 권체용 섬유속(F1)이 감겨있다.

권체 섬유 안내부(170)는 회전판(161)의 전방에 배치되어 있다. 권체 섬유 안내부(170)는 상기 회전판(161)에 의해 지지되어 있다. 권체 섬유 안내부(170)는 권취 회전축(A3)으로부터 떨어진 위치에 설치되어 있다. 권체 섬유 안내부(170)는 회전판(161)의 회전에 따라 권취 회전축(A3)을 중심으로 해서 회전한다.

권체 섬유 안내부(170)는 권체 섬유 보빈(169)으로부터 인출된 권체용 섬유속(F1)을 심재(10)의 외주면을 향해서 안내한다. 권체 섬유 안내부(170)는 제 1 섬유 안내부(163)와, 제 2 섬유 안내부(164)를 구비한다.

제 1 섬유 안내부(163)는 복수(본 실시형태에 있어서는 3개)의 텐션바로 구성되어 있다. 텐션바는 감아걸린 권체용 섬유속(F1)과의 마찰에 의해 권체용 섬유속(F1)에 텐션을 부여한다. 권체용 섬유속(F1)은 각각의 텐션바에 순서대로 감아걸린 후, 제 2 섬유 안내부(164)에 안내된다.

제 2 섬유 안내부(164)는, 예를 들면 가늘고 긴 판상 부재로 구성되어 있다. 제 2 섬유 안내부(164)는 도 12에 나타내는 바와 같이, 회전판(161)으로부터 지름방향 내측으로 연장되도록 일단이 회전판(161)의 전방면에 고정되고, 타단이 회전판(161)의 중심(심재10)에 가까운 위치에 설치되어 있다.

제 2 섬유 안내부(164)에 있어서, 회전판(161)의 중심에 가까운 측의 단부에는 관통 형상의 권체용 섬유속 안내 구멍(165)이 형성되어 있다. 권체용 섬유속 안내 구멍(165)은 회전판(161)의 축선과 수직, 또한 회전판(161)의 지름 방향과 수직인 방향으로 제 2 섬유 안내부(164)를 관통한다. 권체용 섬유속(F1)은 상기 권체용섬유속 안내 구멍(165)을 통과하여 심재(10)의 외주면에 가까운 위치까지 안내된다.

회전판(161)이 회전함으로써, 권체 섬유 보빈 지지부(162)(나아가서는, 권체 섬유 보빈(169)), 제 1 섬유 안내부(163) 및 제 2 섬유 안내부(164)는 권취 회전축(A3)(즉, 심재(10))을 중심으로 해서 회전함으로써 권체용 섬유속(F1)을 심재(10)의 축 방향에 대하여 소정의 각도만큼 경사진 방향으로 권취한다. 이 권체용섬유속(F1)에 의해, 심재(10)의 축 방향을 따라 외주면에 정렬된 복수의 섬유속(F)을 도 10과 같이 심재(10)의 외주면에 고정한다.

0° 와인딩 유닛(6z)을 사용하는 필라멘트 와인딩 장치(100)는 도 13에 나타내는 바와 같이 크릴 스탠드(4)를 구비한다. 크릴 스탠드(4)는 복수의 보빈을 지지할 수 있다.

크릴 스탠드(4)는 복수의 섬유속(F)을 권취 장치(3)의 0° 권취 유닛(6z)에 공급하기 위해서 사용된다. 크릴 스탠드(4)는 지지 프레임(121)과, 복수의 보빈 지지부(122)와, 정렬 가이드(123)를 구비한다. 또한, 도면이 번잡해지는 것을 피하기 위해서, 도 13에 있어서는 크릴 스탠드(4)가 간략적으로 그려져 있다.

지지 프레임(121)은 프레임 형상의 구조체이다. 2개의 심재 지지 장치(2) 중 일방은 크릴 스탠드(4)의 내부이며, 지지 프레임(121)의 좌우 방향에 있어서의 중앙부에 배치되어 있다.

보빈 지지부(122)는 지지 프레임(121)에 다수 배치되어 있다. 각각의 보빈 지지부(122)에는 도시생략된 보빈을 셋팅할 수 있다. 보빈에는 권취 유닛(6)에 공급하는 섬유속(F)이 감겨있다.

정렬 가이드(123)는 지지 프레임(121)에 있어서, 권취 장치(3)에 가까운 측의 면에 부착되어 있다. 정렬 가이드(123)에는 심재(10)를 통과시키는 것이 가능한 개구(123a)가 형성되어 있다. 이 개구(123a)의 주위에 있어서, 정렬 가이드(123)에는 섬유속(F)을 안내하는 각종의 안내 부재가 부착되어 있다. 이 안내 부재로서는, 예를 들면 롤러라고 하는 것이 고려된다.

이 구성에서, 크릴 스탠드(4)에 있어서 복수의 보빈으로부터 섬유속(F)을 각각 인출하고, 정렬 가이드(123)에 의해 정렬시킨 후, 권취 장치(3)의 0° 권취 유닛(6z)에 공급할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100)는 레일(11)과, 심재 지지 장치(2)와, 권취 장치(3)를 구비한다. 레일(11)은 전후 방향으로 연장된다. 심재 지지 장치(2)는 심재(10)를 지지한다. 권취 장치(3)는 심재(10)의 외주면에 섬유속(F)을 권취한다. 권취 장치(3)는 권취 유닛(6)과, 메인 프레임(32)을 구비한다. 권취 유닛(6)은 심재(10)가 관통하는 개구부(60)를 갖고, 섬유속(F)을 안내한다. 메인 프레임(32)에는 권취 유닛(6)이 부착된다. 메인 프레임(32)은 심재(10)에 대하여 전후 방향으로 상대 이동 가능하게 설치된다. 메인 프레임(32)은 전후 방향으로 직교하는 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 메인 프레임(32)은 전후 방향 및 좌우 방향의 각각에 직교하는 상하 방향으로 연장되는 회전축(A1)을 중심으로 해서 회전 가능하게 설치된다.

이것에 의해, 권취 유닛(6)의 위치 및 방향을 심재(10)에 대하여 변경할 수 있으므로, 굴곡져 있는 심재(10)의 외주면에 섬유속(F)을 권취하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100)는 전후 주행 구동 모터(91)와, 좌우 주행 구동 모터(92)와, 회전 구동 모터(93)와, 제어 장치(5)를 구비한다. 전후 주행 구동 모터(91)는 권취 장치(3)를 전후 방향으로 이동시킨다. 좌우 주행 구동 모터(92)는 메인 프레임(32)을 좌우 방향으로 이동시킨다. 회전 구동 모터(93)는 메인 프레임(32)을, 회전축(A1)을 중심으로 해서 회전시킨다. 제어 장치(5)는 전후 주행 구동 모터(91), 좌우 주행 구동 모터(92) 및 회전 구동 모터(93)를 제어한다. 제어 장치(5)는 개구부(60)의 중심과 심재(10)의 중심이 항상 일치하도록, 전후 주행 구동 모터(91), 좌우 주행 구동 모터(92) 및 회전 구동 모터(93)의 동작을 제어하여 권취 유닛(6)의 자세를 조정한다.

이것에 의해, 굴곡져 있는 심재(10)의 형상을 따라 권취 유닛(6)의 자세를 조정하면서 심재(10)의 외주면에 섬유속(F)을 자동적으로 권취할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100)에 있어서 메인 프레임(32)은 승강 프레임(33)을 구비한다. 승강 프레임(33)은 상하 방향으로 이동 가능하게 부착된다. 권취 유닛(6)은 승강 프레임(33)에 의해 좌우 방향으로 연장되는 부앙축(A2)을 중심으로 해서 회전 가능하게 지지되어 있다.

이것에 의해, 권취 유닛(6)의 위치 및 방향을 심재(10)에 대하여 3차원적으로 변경할 수 있다. 따라서, 심재(10)가 3차원적으로 굴곡져 있는 경우에도, 상기 심재(10)의 외주면에 섬유속(F)을 권취할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100)는 승강 모터(94)와, 부앙 구동 모터(95)와, 제어 장치(5)를 구비한다. 승강 모터(94)는 승강 프레임(33)을 상하 방향으로 이동시킨다. 제어 장치(5)는 승강 모터(94) 및 부앙 구동 모터(95)를 제어한다. 제어 장치(5)는 개구부(60)의 중심과 심재(10)의 중심이 항상 일치하도록 승강 모터(94) 및 부앙 구동 모터(95)의 동작을 제어해서 권취 유닛(6)의 자세를 조정한다.

이것에 의해, 3차원적으로 굴곡져 있는 심재(10)의 형상을 따라 권취 장치(3)의 자세를 조정하면서 심재(10)의 외주면에 섬유속(F)을 자동적으로 권취할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100)에 있어서, 권취 유닛(6)의 일종인 헬리컬 와인딩 유닛(6y)은 복수의 보빈 부착부(132)와, 헬리컬 와인딩 원주 안내부(133) 및 중앙 안내부(134)를 구비한다. 복수의 보빈 부착부(132)에는 섬유속(F)이 감긴 보빈이 부착된다. 헬리컬 와인딩 원주 안내부(133) 및 중앙 안내부(134)는 복수의 보빈 부착부(132)의 각각에 부착된 보빈으로부터 섬유속(F)을 동시에 심재(10)로 안내한다.

이것에 의해, 복수의 섬유속(F)을 적합하게 안내할 수 있음과 아울러, 간소한 구성으로 복수의 섬유속(F)을 동시에 권취할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100)에 있어서, 권취 유닛(6)의 일종인 0° 와인딩 유닛(6z)은 0° 와인딩 권체부(160)와, 권취 유닛 프레임(63)과, 고정 섬유속 안내부(150)를 구비한다. 0° 와인딩 권체부(160)는 개구부(60)의 중심 둘레로 회전한다. 권취 유닛 프레임(63)은 0° 와인딩 권체부(160)를 회전 가능하게 지지한다. 고정 섬유속 안내부(150)는 권취 유닛 프레임(63)에 고정된다. 0° 와인딩 권체부(160)는 권체 섬유 보빈 지지부(162)와, 권체 섬유 안내부(170)를 구비한다. 권체 섬유 보빈 지지부(162)는 권체 부재가 감긴 권체 섬유 보빈(169)을 지지한다. 권체 섬유 안내부(170)는 권체 부재를 심재(10)로 안내한다. 고정 섬유속 안내부(150)는 복수의 섬유속(F)을 동시에 심재(10)로 안내한다.

이것에 의해, 심재(10)의 축 방향에 대한 섬유 배향 각도가 0°인 0° 와인딩을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100)에 있어서는 고정 섬유속 안내부(150)에 의해 안내되는 섬유속(F)이 감긴 복수의 보빈의 각각을 지지하는 크릴 스탠드(4)를 구비한다.

이것에 의해, 0° 와인딩 유닛(6z)에 있어서 보빈을 지지할 필요가 없어지므로, 권취 장치(3)의 소형화 및 간소화를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100)에 있어서, 권취 장치(3)는 베이스 프레임(31)을 구비한다. 베이스 프레임(31)은 주행 기대부(1)의 상면에 전후 방향으로 이동 가능하게 부착되어 있다. 베이스 프레임(31)은 상하 방향에 있어서, 메인 프레임(32)을 하측으로부터 지지한다.

이것에 의해, 메인 프레임(32)의 안정성을 향상시킬 수 있다.

이어서, 제 2 실시형태를 설명한다. 도 14는 제 2 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100x)를 나타내는 사시도이다. 또한, 본 실시형태의 설명에 있어서는 상술의 실시형태와 동일 또는 유사한 부재에는 도면에 동일한 부호를 첨부하고, 설명을 생략하는 경우가 있다.

본 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100x)에 있어서는 권취 장치(3)가 구비하는 베이스 프레임(31)은 주행 기대부(1)의 상면에 이동 불가능하게 고정된다. 한편으로, 1쌍의 심재 지지 장치(2x)는 레일(11)을 따라 전후 방향으로 이동 가능하게 부착되어 있다. 전후 주행 구동 모터(91) 및 전후 주행용 피니언(82)은 권취 장치(3) 대신에 심재 지지 장치(2)에 부착되어 있다.

본 실시형태에서는 심재(10)는 권취 장치(3)에 대하여 전후 방향으로 이동 가능하게 지지된다. 따라서, 권취 장치(3)가 전후 방향으로 이동하지 않아도, 권취 장치(3)를 심재(10)에 대하여 상대적으로 전후 방향으로 이동시켜서, 실질적으로 제 1 실시형태와 같은 동작을 실현할 수 있다.

본 실시형태의 심재 지지 장치(2x)는 심재(10)를, 그 양단부가 지지된 부분의 축심 둘레로 회전 가능하게 지지한다. 심재 지지 장치(2x)는 심재(10)를 지지하고 있는 부분을 통과하는 전후 방향의 축인 지지축(A4)을 중심으로 해서 심재(10)를 회전시킬 수 있다.

심재 지지 장치(2x)에는 심재 회전 구동 모터(제 6 구동원)(96)가 설치되어 있다. 심재 회전 구동 모터(96)는 심재(10)를 전후 방향을 향하는 지지축(제 3 회전축)(A4) 둘레로 회전시킨다. 심재 회전 구동 모터(96)는 제어 장치(5)에 의해 제어된다.

이 구성에 의해, 심재(10)를 회전시킴으로써 권취 장치(3)에 대한 심재(10)의 위치 및 방향을 변화시키는 것이 가능해진다. 따라서, 심재(10)의 형상을 따라서 심재(10)를 적당하게 회전시킴으로써, 예를 들면 심재(10)가 복잡하게 3차원적으로 굴곡져 있는 경우라도, 상기 심재(10)의 형상을 따라 그 외주면에 섬유속(F)을 권취할 수 있다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100x)에 있어서, 심재 지지 장치(2x)는 심재(10)를 전후 방향을 향하는 지지축(A4) 둘레로 회전 가능하게 지지한다. 심재 지지 장치(2x)는 심재 회전 구동 모터(96)를 구비한다. 심재 회전 구동 모터(96)는 심재(10)를 지지축(A4) 둘레로 회전시킨다.

이것에 의해, 예를 들면 심재(10)가 복잡하게 3차원적으로 굴곡져 있는 경우라도, 심재(10)의 형상(굴곡 상태)에 따라 심재(10)를 회전시킴으로써 권취 장치(3)가 섬유속(F)을 권취하기 쉬워지도록 심재(10)의 자세를 변화시키는 것이 가능해진다. 따라서, 필라멘트 와인딩 장치(100x)의 적용 범위가 넓혀져서 다양한 형상의 심재(10)에 섬유속(F)을 권취할 수 있다.

이상에 본 발명의 적합한 실시형태를 설명했지만, 상기 구성은, 예를 들면 하기와 같이 변경할 수 있다.

필라멘트 와인딩 장치(100)에 있어서, 2개의 심재 지지 장치(2) 중 적어도 1개가 심재(10)의 지지 위치를 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되어도 좋다. 또한, 2개의 심재 지지 장치(2) 중 적어도 1개가 심재(10)의 지지 위치를 좌우 방향으로 이동 가능하게 구성되어도 좋다. 이것에 의해, 전후 방향에 있어서의 양단이 직선 상에 위치하지 않는 심재(10)를 지지할 수 있다.

심재 지지 장치(2x)에 있어서, 지지한 심재(10)를 지지축(A4)과 다른 축 둘레로 회전 가능하게 구성해도 좋다.

심재 지지 장치(2x)에 있어서 심재(10)를 회전 구동하는 구성은 제 1 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100)에 적용되어도 좋다.

심재(10)가 권취 장치(3)에 대하여 전후 방향으로 이동 가능하게 지지되는 구성은 제 1 실시형태의 필라멘트 와인딩 장치(100)에 적용되어도 좋다.

승강 프레임(33)을 생략하고, 권취 유닛(6)을 메인 프레임(32)에 대하여 상대 회전 불가능하게 부착해도 좋다. 이 경우, 권취 유닛(6)의 상하 이동 및 부앙이 가능하지 않게 되지만, 심재(10)의 굴곡이 2차원적이면, 상기 심재(10)에 섬유속(F)을 문제없이 권취할 수 있다.

메인 프레임(32)이 좌우 이동, 또한 회전축(A1) 주위에서의 회전이 모두 불가능해지도록 구성되어도 좋다. 이 경우, 권취 유닛(6)의 상하 이동 및 부앙만으로, 심재(10)에 섬유속(F)을 권취할 수 있게 된다. 이 변형예에서는, 상하 방향을 제 2 방향과 파악하고, 부앙축을 제 1 회전축과 파악할 수 있다. 이 구성에서도, 심재(10)의 굴곡이 2차원적이면 섬유속(F)의 권취가 가능하다.

전후 주행 구동 모터(91)는 권취 장치(3) 및 심재 지지 장치(2)의 각각에 부착되어도 좋다.

상술의 실시형태에서는 권취 유닛(6)의 자세를 3차원적으로 변경하기 위해서, 베이스 프레임(31)에 좌우 이동 및 회전축(A1)을 중심으로 한 회전을 실현하는 기구를 설치하고, 이 기구에 대하여 상하 이동 및 부앙축(A2)을 중심으로 한 회전을 실현하는 기구를 더 설치하고 있다. 그러나, 베이스 프레임(31)에 상하 이동 및 부앙축(A2)을 중심으로 한 회전을 실현하는 기구를 설치하고, 이 기구에 대하여 좌우 이동 및 회전축(A1)을 중심으로 한 회전을 실현하는 기구를 더 형성해도 좋다.

0° 와인딩 유닛(6z)에 있어서 섬유속 대신에, 예를 들면 열수축 테이프에 의해 체결하는 구성으로 해도 좋다.

상술의 후프 와인딩 유닛(6x), 헬리컬 와인딩 유닛(6y), 및 0° 와인딩 유닛(6z)은 일례이며, 다른 구성의 권취 유닛으로 변경해도 좋다.

2 : 심재 지지 장치 3 : 권취 장치
6 : 권취 유닛(가이드 유닛) 10 : 심재
11 : 레일 32 : 메인 프레임
100 : 필라멘트 와인딩 장치 A2 : 회전축(제 1 회전축)
F : 섬유속

Claims (9)

1. 제 1 방향으로 연장되는 레일과, 심재를 지지하는 심재 지지 장치와, 상기 심재의 외주면에 섬유속을 권취하는 권취 장치를 구비한 필라멘트 와인딩 장치로서,
   상기 권취 장치는,
   상기 심재가 관통하는 개구가 형성되고, 상기 섬유속을 안내하는 가이드 유닛과,
   상기 가이드 유닛이 부착되는 메인 프레임을 구비하고,
   상기 메인 프레임은,
   상기 심재에 대하여 상기 제 1 방향으로 상대 이동 가능하게 설치되고,
   상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 또한
   상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향의 각각에 직교하는 제 3 방향으로 연장되는 제 1 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 심재 지지 장치 및 상기 권취 장치 중 적어도 어느 하나를 상기 제 1 방향으로 이동시키는 제 1 구동원과,
   상기 메인 프레임을 상기 제 2 방향으로 이동시키는 제 2 구동원과,
   상기 메인 프레임을, 상기 제 1 회전축을 중심으로 해서 회전시키는 제 3 구동원과,
   상기 제 1 구동원, 상기 제 2 구동원, 및 상기 제 3 구동원을 제어하는 제어 장치를 구비하고,
   상기 제어 장치는 상기 개구의 중심과 상기 심재의 중심이 항상 일치하도록, 상기 제 1 구동원, 상기 제 2 구동원 및 상기 제 3 구동원의 동작을 제어해서 상기 가이드 유닛의 자세를 조정하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 메인 프레임은 상기 제 3 방향으로 이동 가능하게 부착되는 서브 프레임을 구비하고,
   상기 가이드 유닛은 상기 서브 프레임에 의해, 상기 제 2 방향으로 연장되는 제 2 회전축을 중심으로 해서 회전 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 서브 프레임을 상기 제 3 방향으로 이동시키는 제 4 구동원과,
   상기 가이드 유닛을 상기 제 2 회전축을 중심으로 해서 회전시키는 제 5 구동원과,
   상기 제 4 구동원 및 상기 제 5 구동원을 제어하는 제어 장치를 구비하고,
   상기 제어 장치는 상기 개구의 중심과 상기 심재의 중심이 항상 일치하도록, 상기 제 4 구동원 및 상기 제 5 구동원의 동작을 제어해서 상기 가이드 유닛의 자세를 조정하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 심재 지지 장치는 상기 심재를 상기 제 1 방향에 평행한 축인 제 3 회전축 둘레로 회전 가능하게 지지하고,
   상기 심재 지지 장치는 상기 심재를 상기 제 3 회전축 둘레로 회전시키는 제 6 구동원을 구비하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가이드 유닛은,
   상기 섬유속이 감긴 보빈을 부착하기 위한 복수의 보빈 부착부와,
   복수의 상기 보빈 부착부의 각각에 부착된 상기 보빈으로부터의 상기 섬유속을 동시에 상기 심재로 안내하는 섬유속 안내부를 구비하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가이드 유닛은,
   상기 개구의 중심 둘레로 회전하는 권체부와,
   상기 권체부를 회전 가능하게 지지하는 유닛 프레임과,
   상기 유닛 프레임에 고정된 고정 섬유속 안내부를 구비하고,
   상기 권체부는,
   권체 부재가 감긴 권체 부재 보빈을 지지하는 보빈 지지부와,
   상기 권체 부재를 상기 심재로 안내하는 권체 부재 안내부를 구비하고,
   상기 고정 섬유속 안내부는 복수의 상기 섬유속을 동시에 상기 심재로 안내하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 고정 섬유속 안내부에 의해 안내되는 섬유속이 감긴 복수의 보빈의 각각을 지지하는 크릴 스탠드를 구비하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 권취 장치는 상기 심재에 대하여 상기 제 1 방향으로 상대 이동 가능한 베이스 프레임을 구비하고,
   상기 베이스 프레임은 상기 메인 프레임을 하측으로부터 지지하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.

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