WO2005105414A1 - フィラメントワインディング装置 - Google Patents

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WO2005105414A1
WO2005105414A1 PCT/JP2005/008573 JP2005008573W WO2005105414A1 WO 2005105414 A1 WO2005105414 A1 WO 2005105414A1 JP 2005008573 W JP2005008573 W JP 2005008573W WO 2005105414 A1 WO2005105414 A1 WO 2005105414A1
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WO
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filament
mandrel
winding
guide mechanisms
guide
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/008573
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Toru Mukai
Natsuhiko Katahira
Sakae Sugishima
Makoto Tsuzuki
Hidehito Kubo
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki
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Publication date
Application filed by Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki filed Critical Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Priority to US11/578,344 priority patent/US7735536B2/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/60—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
    • B29C53/62—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/8008—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations specially adapted for winding and joining
    • B29C53/8016—Storing, feeding or applying winding materials, e.g. reels, thread guides, tensioners

Definitions

  • the present invention relates to a filament winding apparatus for forming a fiber reinforced plastic product by a filament winding method.
  • FRP fiber reinforced plastic
  • the filament winding method is a method in which a resin-impregnated filament is wound around a mandrel and formed, and a filament winding device is used as a device for realizing the filament winding method.
  • a filament winding device is a creel in which a filament, which is a collective term for a long fiber or a roving formed by bundling long fibers into a thread shape, or a long tape formed of long fibers, for example, is wound up. It has.
  • the filament drawn from the creel has its tip end wrapped around a core called a mandrel.
  • a preheating heater and a resin impregnation tank are installed between the creel and the mandrel, and the filament drawn from the creel passes through the preheater and the resin impregnation tank before heading toward the mandrel.
  • the filament is dehumidified by passing it through a preheat oven. Further, the dehumidified filament passes through a resin impregnation tank, so that the filament is coated with a thermosetting synthetic resin material and impregnated.
  • the filament impregnated with the synthetic resin material in this manner passes through a ring-shaped yarn feeder and is wound around a mandrel. In this state, when the mandrel is rotated around a certain axis, filaments are sequentially wound around the mandrel in a predetermined pattern from the tip side, As the filament is wound around the mandrel by the rotation of the mandrel, tension is generated in the filament. This tension pulls the subsequent filament from the creel and winds it around the mandrel. Furthermore, the synthetic resin material is cured by guiding the mandrel, for which the winding of the filament has been completed, to a curing furnace.
  • the filament winding device is provided with a drive mechanism.
  • the traverser mechanism includes a guide rail which is elongated along the rotation axis direction of the mandrel.
  • the yarn feeder is slidably attached to the guide rail along the longitudinal direction of the guide rail.
  • the guide rail is provided with a pole screw or the like, and the yarn feeder can be slid in the longitudinal direction of the guide rail, that is, in the direction of the rotation axis of the mandrel by the driving force of a driving means (mechanism) such as a motor. You can do it.
  • a driving means such as a motor
  • the yarn feeder In a state where the mandrel rotates and the filament is wound around the mandrel, the yarn feeder is guided by the guide rail at a predetermined timing and speed, and moves in the rotation axis direction of the mandrel. Thereby, the winding position of the filament on the mandrel is displaced in the direction of the rotation axis of the mandrel.
  • the filament is wound around a predetermined range (including the entire area) of the mandrel along the direction of the rotation axis of the mandrel.
  • a mandrel (referred to as a winding type in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-712156) is driven by the driving force of a DC servo motor. ) Rotates and can reciprocate in the direction of the rotation axis.
  • the filament winding device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-71256 has a configuration in which the mandrel rotates and reciprocates in the direction of the rotation axis while rotating, thereby displacing the winding position in the direction of the rotation axis. This makes it possible to wind the filament (referred to as a fiber in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-71256) onto the mandrel without bending it to the left and right (that is, in the direction of the rotation axis of the mandrel).
  • the rotation speed of the mandrel that is, the winding speed of the filament. Improving filament winding speed
  • the time from the start to the end of the winding can be reduced, and the production efficiency can be improved.
  • the reciprocating speed of the yarn feeder must be increased by increasing the winding speed of the filament. For this reason, the acceleration and deceleration of the yarn feeder are increased, and as a result, the filament is largely swung between the creel, which is the filament supply unit, and the yarn feeder.
  • Such a large swing of the filament causes twisting and twisting of the filament, which causes the filament to fuzz and inadvertent fluctuations in the tension of the filament, thereby lowering the molding quality. Can occur.
  • a plurality of sets of components from the creel to the yarn feeder hereinafter, the structure from the creel to the yarn feeder is referred to as a “filament supply structure” for convenience
  • filament supply structure it is conceivable to wind several filaments around the mandrel at once. In this way, by adopting a structure in which a plurality of filaments are wound around the mandrel at a time, the mandrel can be simply considered.
  • the mandrel can be rotated by the number of times divided by the number of filaments (that is, 1 / n times when the number of filaments is n). It will be good. Therefore, the time from the start to the end of the winding can be reduced, and the production efficiency can be improved.
  • the mandrel since a plurality of sets of filament supply structures are required, various problems arise in the arrangement of these filament supply structures.
  • the first conceivable configuration of the filament supply structure is a configuration in which each filament supply structure is disposed around the mandrel.
  • the filament supply structure interferes, and it becomes extremely difficult to attach and detach the mandrel. .
  • the filament supply structure can be arranged along the radial direction of the mandrel or the rotational axis. It is also conceivable to arrange them side by side. However, in the case of such a structure, the entire device becomes large. In the case of a structure in which the filaments are arranged along the rotation axis direction, the length of the filament from the creel to the yarn feeder and the length of the filament from the yarn feeder to the winding position in the mandrel are different for each filament supply structure Therefore, there is a possibility that the tension or the like of the filament varies. Further, as another means for improving the production efficiency, a configuration in which a plurality of sets of supports for supporting the mandrel are provided, and the above-mentioned filament supply structure is provided corresponding to each of these supports may be considered.
  • the filament can be wound around plural sets of mandrels from the start to the end of one filament winding. Therefore, the winding time per set obtained by dividing the winding time of the filament on the mandrel by the number of mandrels can be shortened, thereby improving the productivity.
  • productivity can be improved without increasing the rotation speed of the mandrel. For this reason, problems associated with increasing the rotation speed of the mandrel are less likely to occur.
  • the present invention provides a filament winding device that can reduce the time required to wind a long material without impairing the workability when attaching and detaching a mold, and can suppress an increase in the size of the device. Is the purpose.
  • a filament winding device for rotating a mold material supported by a support portion in a predetermined direction, and winding a flexible long material impregnated with an uncured synthetic resin material around the mold material,
  • a plurality of supply units for supplying a plurality of long materials; a plurality of supply units for supplying the plurality of long materials drawn out from the plurality of supply units, and a plurality of the plurality of long materials drawn out from the plurality of supply units, the plurality of the long materials passing through the corresponding long materials
  • a guide mechanism comprising: a plurality of guide mechanisms; and a plurality of guide mechanisms that rotate relative to the shape member and the support portion from a winding operation range in which the plurality of guide mechanisms can guide a long material to a position where the shape material is wound. Characterized in that at least one of the support portion and the plurality of guide mechanisms can be moved in the axial direction of rotation to a detachable position separated in
  • a plurality of long materials pulled out from one or a plurality of storage portions, such as a clear stand, which house long materials so that they can be pulled out from the distal end side are in an uncured state.
  • a synthetic resin material ie, liquid or gel
  • the plurality of long materials are guided to the winding position of the shape by guide mechanisms (means) provided around the shape corresponding to each, and each of the long materials is wound around the shape.
  • guide mechanisms means
  • Each elongate material is wound around the shape from the tip side by the rotation of the shape material, so that a tensile force is applied and the material is pulled to the tip side.
  • Each of the elongated materials pulled in this manner is successively pulled out from the accommodation section (that is, the base end side), coated with a synthetic resin material, and wound around a mold.
  • the present filament winding apparatus at least one of the support portion and the plurality of guide mechanisms is rotated in the axial direction of the mold material (hereinafter, this direction is simply referred to as “rotation axis direction”) while rotating the mold material as described above. ),
  • the winding operation range is appropriately displaced. This displacement changes the winding position of each long material with respect to the die. As a result, each long material is wound around a shape and formed into a shape expected in advance.
  • At the time of the winding operation of each long material on the die at least one of the support portion and the plurality of guide mechanisms have been displaced within the winding operation range.
  • At least one of the guide mechanisms is displaced along the rotation axis direction from the winding operation range to the detachable position, and the plurality of guide mechanisms are relatively spaced in the rotation axis direction with respect to the mold and the support.
  • the molding material is removed from the support portion, and the molding material around which the long material is wound is subjected to a hardening treatment of the synthetic resin material.
  • a fiber-reinforced resin molded product (glass fiber-reinforced plastic if the above long material is glass fiber) is formed.
  • the filament winding device in the filament winding device according to the present invention, a plurality of long materials are guided by a plurality of guide mechanisms provided around the shape corresponding to each, and each long material is wound around the shape. . For this reason, compared to a configuration in which one long material is wound around a mold, the operation time of the winding operation on each stage can be reduced, and extremely high productivity can be obtained.
  • the present filament winding device has a configuration in which a plurality of guide mechanisms are provided around the shape material.
  • a plurality of guide mechanisms are provided for the shape material and the support portion. Since the mechanisms are relatively separated in the direction of the rotation axis, when removing the material around which the elongate material is wound from the support, multiple guide mechanisms and devices and members provided along with the guide mechanisms must be removed. There is no interference during work. For this reason, the workability of the work of removing the mold material from the support part and the work of attaching the mold material to the support part can be dramatically improved.
  • the support and the mold move to a position where they are not interfered by the guide mechanism.
  • a plurality of guide mechanisms can be arranged close to the winding position. As a result, the size of the entire device can be reduced, and the installation space of the device can be made more efficient.
  • the support portion and the plurality of guide mechanisms may be configured to be displaceable in the rotation axis direction. That is, the support portion or the plurality of guide mechanisms may move in the direction of the rotation axis with the application of the driving force or the like. Further, both the support portion and the plurality of guide mechanisms may be used.
  • the long material may be a fibrous member (fiber member) or a string member formed by twisting the fibrous members. Furthermore, a long tape-shaped (band-shaped) or sheet-shaped member may be used.
  • each of the plurality of guide mechanisms may be independently movable in the axial direction of rotation.
  • the filament winding device having the above configuration, since a plurality of guide mechanisms can be independently moved in the rotation axis direction, the winding position along the rotation axis direction before starting the winding operation or during the winding operation is determined. It can be changed for each long material, and it can be matched. Accordingly, in the filament winding apparatus according to the present invention, it is possible to cope with various winding modes of the long material with respect to the mold material, in spite of the configuration in which a plurality of long materials are wound around the mold material substantially coaxially. it can. Further, in the filament winding device according to the present invention, when the long material section is wound around the shape member, the support portion may move in the rotation axial direction within the winding operation range.
  • the support portion moves in the rotation axis direction within the winding operation range. Therefore, if the plurality of guide mechanisms do not move in the rotation axis direction in this state, the movement trajectory of the long material from the supply portion of the long material to the shape material does not basically change.
  • the filament winding device in the present invention, this is not the case. Such defects do not occur (or are unlikely to occur). For this reason, the molding quality can be maintained even if the above-mentioned feed moving speed is increased. Thus, the production speed (production efficiency) can be improved by enabling the feed movement speed to be increased. Still further, in the filament winding device according to the present invention, the plurality of guide mechanisms may move in a direction opposite to the support in conjunction with the movement of the support in the axial direction of rotation.
  • the support when the support is moved in one of the rotation axis directions within the winding operation range when the long material is wound around the shape by rotating the shape, the support Each guide mechanism moves to the other side in the direction of the rotation axis opposite to the direction of movement of the support portion in conjunction with the movement of the guide.
  • the filament winding device can obtain the movement stroke when only the support is moved, the movement stroke of the support can be shortened by the movement stroke of the plurality of guide mechanisms. If the moving speed of the supporting portion is the same, the moving stroke can be shortened, so that the moving time can be shortened. As a result, the time for the winding operation can be reduced, and the operation efficiency can be dramatically improved.
  • the moving stroke of the plurality of guide mechanisms is shortened by the moving stroke of the support portion. it can. For this reason, the change of the locus of movement of the long material from the supply section of the long material to the mold can be reduced.
  • a plurality of guide mechanisms may be provided substantially concentrically around a rotation axis.
  • the distance from the mold to each guide mechanism is relatively uniform. Become.
  • a method for producing a composite material by a filament winding method according to the present invention comprises rotating a mold material supported by a support portion in a predetermined direction so that an uncured synthetic resin material is formed.
  • a method for producing a composite material by a filament winding method in which an impregnated flexible elongate material is wound around the mold material, wherein the elongate material is supplied from a plurality of supply units and pulled out from the plurality of supply units.
  • the plurality of elongated materials are passed through a plurality of corresponding guide mechanisms, and the plurality of guide mechanisms are arranged around the mold, and the plurality of guide mechanisms apply the elongated materials to the mold material. From the winding operation range that can be guided to the winding position to the removable position where the plurality of guide mechanisms are relatively separated in the axial direction of the rotation with respect to the shape member and the supporting portion. At least one of the support portions and the plurality of guide mechanism is moved in the axial direction of the rotation, characterized in that.
  • FIG. 1 is a perspective view of a filament winding device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the filament winding device of FIG.
  • FIG. 3 is a front view of the filament winding device of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic structure inside a trapper base in the filament winding device of FIG.
  • FIG. 5 is a schematic control block diagram of a drive system of the filament winding device of FIG.
  • FIG. 6 is a schematic control block diagram of a drive system of a guide mechanism in the filament winding device of FIG.
  • FIG. 7A is a diagram schematically illustrating a state of the filament winding pattern in the filament winding pattern shown in FIG. 1 in a first pattern (hoop winding) of a filament winding pattern, and shows a state at the start of filament winding.
  • FIG. 7B shows a state where the filament of FIG. 7A is wound.
  • FIG. 7C shows the end of winding of the filament of FIG. 7A.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the state of the filament winding device of FIG. 1 when the mold is removed.
  • FIG. 9A is a diagram schematically showing a state of the filament winding apparatus of FIG. 1 in a second pattern and a third pattern (both helical winding) of a filament winding pattern. Indicates the start of attachment.
  • FIG. 9B shows the state of the device when the filament of FIG. 9A is wound in the second pattern.
  • FIG. 9C shows the state of the device when the filament of FIG. 9A is wound in a third pattern.
  • FIG. 10 is a perspective view of a filament winding device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view of the filament winding device of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a filament winding device 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing the filament winding apparatus 10.
  • FIG. 3 is a front view schematically showing the filament winding device 10. (Configuration of mandrel drive mechanism 1 and 2)
  • the filament winding device 10 includes a mandrel driving mechanism 12 as a mold material sliding mechanism and a mold material rotating mechanism.
  • the mandrel drive mechanism 12 is provided with a trapper base 14 which constitutes a shape slide mechanism.
  • the traverse base 14 is generally formed in a rectangular flat plate shape.
  • a substantially rectangular opening 16 is formed at an intermediate portion in the width direction on the upper surface of the traverse base 14.
  • the opening 16 is formed in a substantially slit shape along the longitudinal direction of the traverse space 14 and communicates with the inside and outside of the traverse base 14.
  • a pole screw 18 that constitutes a mold slide driving means (mechanism) of the mold slide mechanism is disposed inside the trapper base 14.
  • the pole screw 18 is elongated along the longitudinal direction of the traverse base 14, and both ends in the longitudinal direction are rotatably supported by the support 20 around its own axis so that the traverse space 1 is formed. 4 is provided.
  • a reduction mechanism 22 On one end side of the pole screw 18 in the longitudinal direction (axial direction), there is provided a reduction mechanism 22 that forms a shape slide driving means together with the pole screw 18.
  • the reduction mechanism 22 includes a gear 24, and the gear 24 and the pole screw 18 are coaxially and integrally connected. Gear 24 meshes with gear 26. Further, the gear 26 is mechanically connected to an output shaft 30 of a motor 28 as a drive source constituting a section slide driving means together with a pole screw 18 and a reduction mechanism 22.
  • a motor 28 drives in reverse, the pole screw 18 rotates in reverse, contrary to the normal rotation.
  • the motor 28 is connected to a control unit 36 and a power supply 38 of a control device 34 as control means (mechanism) via a driver 32.
  • the control unit 36 is connected to the operation panel 40, controls the driver 32 based on an operation signal from the operation panel 40, and controls a current flowing from the power supply 38 to the motor 28.
  • the configuration of the die slide driving means is supplemented.
  • the driving force of the motor 28 is reduced by the reduction mechanism 22 and transmitted to the pole screw 18.
  • the motor 28 may be directly connected to the pole screw 18 without providing the speed reduction mechanism 22.
  • the gears 24 and 26 constitute the speed reduction mechanism 22 in order to simplify the description.
  • the reduction mechanism 22 Needless to say, many gears may be constituted by a gear train interlocking with each other, and the form of the gears may be various gears such as a worm gear and a worm wheel and a bevel gear in addition to a spur gear.
  • the reduction mechanism 22 can be understood as a driving force transmitting means (mechanism) for transmitting the driving force of the motor 28 to the pole screw 18, but the driving force transmitting means is constituted by the gears 24, 26.
  • the driving force of the motor 28 is transmitted to the pole screw 18 by belt conduction, chain conduction, etc.
  • this will be referred to as “Supplementary Explanation 1”.
  • a pair of guide rails 42 constituting a section slide mechanism as section slide guide means (mechanism) are provided on the upper surface of the traverse base 14.
  • the guide rails 42 are elongated in the longitudinal direction of the traverser space 14 and are provided in parallel so as to face each other along the width direction of the traverse base 14.
  • a slide base 44 which constitutes a section slide mechanism.
  • the slide base 44 is formed in a substantially flat plate shape or a substantially block shape.
  • a pair of guide grooves 46 which together with the guide rails 42, constitute the shape slide guide means, are formed corresponding to the pair of guide rails 42.
  • These guide grooves 46 have an opening width at the lower end surface of the slide base 44 slightly larger than the width of the guide rail 42.
  • Each guide groove 46 is open at both ends in the longitudinal direction of the slide base 44 (both ends of the slide base 44 along the longitudinal direction of the trough space 14).
  • the slide base 44 is mounted on the traverse base 14 in a state where the guide rails 42 corresponding to the guide rails 42 are fitted. For this reason, at least the movement of the slide base 44 in the width direction of the traverse base 14 is restricted, and the movement direction of the slide base 44 is basically limited to the longitudinal direction of the traverse base 14. Have been.
  • the guide rails 42 are simply inserted into the guide grooves 46 to restrict the movement direction of the slide base 44.
  • a roller as a rolling element is provided on one of the inner walls of the guide rails 42 and the guide grooves 46, and when the slide base 44 is guided by the guide rails 42 and moves, the guide rails are used.
  • the roller may be configured to roll in a state where the outer peripheral portion of the roller is in contact with either the inner wall of the guide groove 46 or the inner wall of the guide groove 46.
  • a pair of sliders 47 is provided on the lower surface of the slide base 44.
  • These sliders 47 are formed in a plate shape or a block shape, and face each other along the longitudinal direction of the traverse base 14. Further, these sliders 47 are formed with female screws penetrating along the longitudinal direction of the traverse base 14, and these female screws are penetrated and arranged in a state where the pole screws 18 are screwed together.
  • a pair of support walls 48 as support portions are provided on the slide base 44. These support walls 48 are arranged so as to face each other along the longitudinal direction of the slide base 44 at both ends in the longitudinal direction of the slide base 44. In each of these support walls 48, a bearing hole 52 is formed coaxially with each other.
  • a mandrel 50 as a shape member is arranged between these support walls 48.
  • a shaft portion 54 is provided in a portion of the mandrel 50 facing the bearing hole 52.
  • Each shaft portion 54 projects toward the support wall 48 side, enters the corresponding bearing hole 52, and is rotatably supported by the bearing hole 52.
  • one shaft portion 54 penetrates through the bearing hole 52 and protrudes through the support wall 48 to the opposite side to the mandrel 50.
  • a motor 56 constituting a section rotating mechanism is provided as a section rotating drive means (mechanism).
  • One shaft portion 54 is directly connected to the output shaft of this motor 56 or the speed reduction mechanism 22 described above. These are indirectly connected via deceleration means (mechanism), driving force transmission means (mechanism), and the like (in this embodiment, they are directly connected).
  • the motor 56 described above is connected to a control unit 36 and a power supply 38 via a driver 58, and the energization of the motor 56 is controlled by the control unit 36 similarly to the motor 28.
  • a plurality of yarn feeding mechanisms 60, 62, 64, 66 (the present embodiment) There are four sets).
  • the yarn supplying mechanisms 60 to 66 have basically the same configuration except for the arrangement. For this reason, only the configuration of the yarn feeding mechanism 60 will be described, and detailed description of the configuration of the yarn feeding mechanisms 62 to 66 will be omitted.
  • the yarn feeding mechanism 60 includes a creel stand 68.
  • the creel stand 68 includes a creel base 72 provided with a plurality of (four in the present embodiment) winding shafts 70.
  • a filament 74 as a fibrous material or a string-like material, which is one mode of a long material, is housed in a wound state around the outer periphery of each winding shaft 70.
  • the filament 74 is formed of a so-called glass fiber obtained by melt-spinning glass into a long fiber shape (note that the glass fiber may be further twisted into a string shape).
  • the filament 74 is wound on the winding shaft 70 from the base end in the longitudinal direction, and the distal end in the longitudinal direction is substantially along the width direction of the traverse base 14 from the winding shaft 70. To the traverse base 14.
  • the creel stand 68 is provided with a coating section 76, and the filament 74 drawn from the winding shaft 70 passes through the coating section 76.
  • a part of the outer periphery is rotatably provided in such an application tank in a dipped state.
  • a coating roller and the like are provided. The filament 74 passing through the application unit 76 passes through the application tank or slides on the outer periphery of the application roller, so that the synthetic resin material is applied and impregnated.
  • a preheating device and a tension adjusting device are provided in the application section 76.
  • the device is provided on the base end side (that is, the entrance side to the coating section 76) along the longitudinal direction of the filament 74 with respect to the coating tank.
  • the preheating unit has a heater and applies an appropriate amount of heat in advance to the filament 74 that travels from the coating tank to the coating roller.
  • the tension adjusting device is provided on the base end side or the distal end side (that is, on the outlet side to the coating section 76) along the longitudinal direction of the filament 74 with respect to the coating tank.
  • the tension adjusting device includes, for example, a driving roller or the like that can rotate in a forward or reverse direction by a driving force of a driving unit (mechanism) such as a motor.
  • the filament 74 is wound around the drive roller, and the rotational force of the drive roller independent of the rotation of the mandrel 50 is applied to the filament 74.
  • the tension of the filament 74 can be freely adjusted between the mandrel 50 and the driving roller.
  • the yarn feeding mechanism 60 includes a traverse mechanism 80.
  • the traverse mechanism 80 is a traverse base 82 corresponding to each configuration such as the traverse base 14, the pole screw 18, the motor 28, and the slide base 44 in the form slide mechanism of the mandrel drive mechanism 12. , Pole screw 84, motor 86, slide base 88, etc.
  • the traverse mechanism 80 has basically the same structure as the above-described material slide mechanism of the mandrel drive mechanism 12, and the slide base 88 is driven by the motor 86 to move in the longitudinal direction (traverse direction) of the traverse base 82. Since the base 82 is parallel to the traverse base 14, the base 82 slides in the longitudinal direction of the traverse base 14).
  • the traverse mechanism 80 has basically the same configuration as the shape slide mechanism of the mandrel drive mechanism 12, detailed description of the structure is omitted.
  • the traverse mechanism 80 has basically the same configuration as the shape slide mechanism of the mandrel drive mechanism 12, it goes without saying that the above supplementary items 1 and 2 can be applied to the traverse mechanism 80. No.
  • a connecting piece 90 extends from the slide base 88 of the traverse mechanism 80.
  • the connecting piece 90 is bent in a substantially “C” shape at the middle portion in the longitudinal direction, and the tip side of this bent portion has a tangential direction to a circle centered on the rotation axis of the mandrel 50. It is the longitudinal direction.
  • a guide mechanism 92 as a guide means is provided at the distal end of the connecting piece 90.
  • the guide mechanism 92 includes a guide ring 94.
  • the guide ring 94 is formed in an annular shape having a predetermined shape (substantially rectangular in the present embodiment), and one end of the connecting piece 90 is integrally connected to one side thereof.
  • a rod 96 is slidably penetrated through the guide ring 94, and is fixed to the guide ring 94 by a stopper (not shown). At the tip of the rod 96, a gear box 98 is physically provided.
  • a motor 100 constituting a guide rotation drive mechanism is provided as guide rotation drive means.
  • a gear 104 constituting a gear train of a guide rotation driving mechanism as driving force transmitting means (mechanism) or reduction means (mechanism) is coaxial and integral. are connected.
  • a gear 106 having a larger diameter than the gear 104 is engaged with the gear 104.
  • a rotating shaft 108 extends from the axis of the gear 106 and penetrates through the gear box 98.
  • a yarn feeder 110 as a guide portion of the rotating shaft 108 is integrally connected.
  • the yarn feeder 110 is substantially ring-shaped, and its opening direction is a radial direction extending from the axis of the rotating shaft 108 and having an imaginary line passing through the center of the yarn feeder 110 as an axis. When viewed in the axial direction of the mandrel 50, the direction is generally tangential to a circle centered on the rotation axis of the mandrel 50. As described above, since the rotating shaft 108 is mechanically connected to the motor 100 via the gears 104 and 106, the rotating shaft 100 is driven by the driving force of the motor 100. When 8 rotates, the yarn feeder 110 rotates integrally with the rotation shaft 108 to change the opening direction.
  • Rollers 1 1 2 are arranged on the opposite side of the mandrel 50 through the yarn feeder 110 along a tangent passing through the yarn feeder 110 of the virtual circle centered on the rotation axis of the mandrel 50 Have been.
  • the filaments 74 passed through the application section 76 are wound around the rollers 111, and the filaments 74 passed around the rollers 112 pass through the yarn feeder 110 to the mandrel 50. It is hung around.
  • the yarn feeders 110 of the yarn feeding mechanisms 60 to 66 are provided so as to be located substantially on the same imaginary circumference centered on the rotation axis of the mandrel 50.
  • each motor 86 of the yarn feeding mechanism 60 to 66 is connected to the control unit 36 and the power supply 38 via a driver 114 provided correspondingly.
  • Each driver 114 controls the current flowing to the corresponding motor 86 based on a control signal from the control unit 36.
  • the slide bases 88 of each of the yarn feeding mechanisms 60 to 66 are independently provided in the longitudinal direction of the traverse base 82 (that is, in the longitudinal direction of the traverse base 14 and the mandrel). 50 direction).
  • the longitudinal dimensions of the traverse base 14 and the guide rails 42, the longitudinal dimensions of the traverse base 82, and the position of the traverse base 82 along the longitudinal direction of the traverse base 14 are based on the slide base 44. Slides most toward one end of the traverse base 14 in the longitudinal direction, and the slide base 88 slides most toward the other longitudinal end of the traverse base 82 (the other longitudinal end of the traverse base 14). At least, the end of the mandrel 50 at the other longitudinal end of the traverse base 14 (that is, the end closest to the slide base 88 of the mandrel 50 in this state) is a slide.
  • the traverse base 14 is set at one longitudinal end of the traverse base 14 with respect to the base 88.
  • the motors 100 of the yarn feeding mechanisms 60 to 66 are also connected to the control unit 36 and the power supply 38 via the drivers 116 provided corresponding to the respective motors. Based on the control signal from 36, each driver 1 16 controls the current flowing to the corresponding motor 100. For this reason, the yarn feeders 110 of each of the yarn feeding mechanisms 60 to 66 rotate independently, and change the opening direction.
  • the first pattern is a winding pattern called hoop winding.
  • a mandrel 50 is attached to the shaft 54 between the support walls 48, and in this state, for example,
  • the control unit 36 controls each of the drivers 114 of the yarn feeding mechanisms 60 to 66 based on an operation signal from the operation panel 40.
  • Each of the drivers 114 controlled by the control unit 36 supplies a current to the corresponding motor 86 for a predetermined time to drive the motor 86.
  • each pole screw 84 rotates.
  • the guide mechanism 92 slides on the traverse base 82.
  • the guide mechanism 92 of the yarn feeding mechanism 60 is located at one end of the winding range of the filament 74 on the mandrel 50 along the rotation axis direction of the mandrel 50.
  • the mandrel 50 is located at the other axial end of the guide mechanism 92 of the thread mechanism 60.
  • the guide mechanism 92 of the yarn feeding mechanism 62 is moved around the guide mechanism 92 of the yarn feeding mechanism 66 by an amount corresponding to about 14 strokes of the winding range along the axial direction described above.
  • the guide mechanism 92 of the yarn feed mechanism 64 located immediately below the guide mechanism 92 of the yarn feed mechanism 62 and the guide mechanism 92 of the yarn feed mechanism 62 is located at the other end of the yarn feed mechanism 62.
  • the mandrel 50 is positioned at the other axial end of the mandrel 50 by about 1 Z4 of the winding range along the axial direction.
  • the shaft 54 is rotated, and as a result, the mandrel 50 is rotated around the shaft 54.
  • the filaments 74 are sequentially wound around the outer periphery of the mandrel 50 from the tip end side.
  • the driver 32 is controlled by the controller 36 so that the motor 2 8 is energized.
  • Motor 28 is energized and driven Then, the pole screw 18 rotates, and the mandrel 50 slides on the traverse base 14 to one end in the axial direction.
  • the mandrel 50 slides on the traverse base 14 while the mandrel 50 is rotating.
  • the winding position of the filament 74 is displaced to the other axial end of the mandrel 50.
  • the filament 74 is wound around the outer periphery of the mandrel 50 from the winding position at the start of rotation of the mandrel 50 to the current winding position.
  • the winding position of the filament 74 of the yarn feeding mechanism 66 reaches the winding position of the filament 74 of the yarn feeding mechanism 62 when the rotation of the mandrel 50 starts, and
  • the winding position of the filament 74 of the mechanism 62 reaches the winding position of the filament 7.4 of the yarn feeding mechanism 64 at the start of rotation of the mandrel 50.
  • the guide mechanism 92 of the yarn feeding mechanism 64 moves relative to the mandrel 50 by about 14 of its winding range along the rotation axis direction of the mandrel 50 from the start of rotation of the mandrel 50.
  • the displacement reaches the other end in the axial direction of the winding range.
  • the filament 74 is wound around the entire area of the mandrel 50.
  • the winding position of the filament 74 is changed by sliding the mandrel 50 in the direction of its rotation axis. Therefore, when the winding position of the filament 74 is changed, the filament 74 does not move in the axial direction of the mandrel 50 on the base end side in the longitudinal direction from the winding position (that is, the filament 7 does not move). 4 does not swing in the axial direction of the mandrel 50).
  • the mandrel 50 is moved by a stroke corresponding to the entire winding range of the filament 74 along the axial direction.
  • the mandrel 50 must be slid to one end in the axial direction.
  • the mandrel 50 is threaded to one end in the axial direction by about 1/4 of the stroke corresponding to the entire winding range, thereby winding the filament 74. Can be terminated. As a result, the time from the start to the end of the winding of the filament 74 can be reduced to about 1/4. This can increase productivity by a factor of about four, simply.
  • the driver 32 is controlled by the control unit 36, and the motor 28 is energized.
  • the motor 28 is energized and driven, the pole screw 18 rotates, and the mandrel 50 slides on the traverse base 14 toward the other end in the axial direction.
  • the support wall 48 at one axial end of the mandrel 50 is more traverse base 14 than traverse base 82 of each of the yarn feeding mechanisms 60 to 66. Move to the other end.
  • the traverse base 82 and the guide mechanisms 92 of the yarn feeding mechanisms 60 to 66 are not located on the lateral side of the mandrel 50 in the rotation radial direction. Therefore, when removing the mandrel 50 from the shaft 54, the traverse base 82 and the guide mechanism 92 do not become obstacles, and the mandrel 50 can be easily removed from the shaft 54. In this regard, the same applies when the mandrel 50 is mounted on the shaft portion 54.
  • the second pattern is a winding pattern called a helical winding.
  • the mandrel 50 is attached to the shaft portion 54 between the two support walls 48.
  • the control section 36 controls the respective drivers 1 1 4 of the yarn feeding mechanisms 60 to 66 based on the operation signal from the operation panel 40.
  • Each driver 114 controlled by the control unit 36 supplies a current to the corresponding motor 86 for a predetermined time to drive the motor 86.
  • each pole screw 84 rotates, whereby the guide mechanism 92 slides on the traverse base 82. As a result, as shown in FIG.
  • the guide mechanism of each of the yarn feeding mechanisms 60 to 66 is attached to the other end of the winding range of the filament 74 in the mandrel 50 along the rotation axis direction of the mandrel 50.
  • 9 2 is located (in FIGS. 9A to 9C, since the yarn feeding mechanisms 64 and 66 are located immediately below the yarn feeding mechanisms 60 and 62 due to the structure, the yarn feeding mechanisms 64 and 66 are not Is not shown).
  • the filament drawn out from the winding shaft 70 of the creel stand 68 of each of the yarn feeding mechanisms 60 to 66 is set.
  • the respective tips of 74 are hung around the outer periphery of the mandrel 50 in a state of being out of phase with each other by 90 degrees (four equal to 360 degrees) around the axis of the mandrel 50.
  • the drivers 32, 58 are controlled by the control unit 36, and the motors 28, 56 are energized.
  • the shaft portion 54 rotates, and consequently the mandrel 50 rotates around the shaft portion 54 and the driving force of the motor 28 rotates the pole screw 18.
  • the mandrel 50 slides on the travel space 14 toward the other end in the axial direction. In this way, the rotation of the mandrel 50 and the sliding of the mandrel 50 on the traverse base 14 are interlocked, as shown in FIG. 9B, from the other end of the mandrel 50 in the axial direction.
  • the filament 74 is obliquely wound around the outer periphery of the mandrel 50 toward one end.
  • the filament 74 is wound around the entire area of the filament 74 around the mandrel 50.
  • the mandrel 50 is slid in the direction of its rotation axis in performing the helical winding as the second pattern.
  • the winding position of the filament 74 is changed. Therefore, when the winding position of the filament 74 is changed, the filament 74 does not move in the axial direction of the mandrel 50 on the base end side in the longitudinal direction from the winding position (that is, the filament does not move). 7 4 does not swing in the axial direction of the mandrel 50).
  • the twisting and twisting of the filament 74 caused by the swinging of the filament 74 can be prevented or the fuzzing of the filament 74 can be prevented or extremely effectively reduced.
  • the deterioration of molding quality when the applied synthetic resin material is hardened can be improved.
  • the mandrel 50 is wound until the filament 74 is wound around the entire winding range on the outer peripheral portion of the mandrel 50. It must be rotated and the mandrel 50 must be moved back and forth.
  • the tips of the filaments 74 drawn out from the winding shafts 70 of the yarn feeding mechanisms 60 to 66 are attached to each other around the axis of the mandrel 50. It is multiplied with the phase shifted by 0 degrees. For this reason, if simply considered, the winding amount of the filament 74 per unit time can be increased about four times as compared with the case where the filament 74 is wound around the mandrel 50 by the yarn feeding mechanism 60 alone. .
  • the mandrel 50 is reciprocated while rotating the mandrel 50 at the same speed as when the filament 74 is wound around the mandrel 50 using only the yarn feeding mechanism 60, the number of rotations of the mandrel 50 and the mandrel 50 The number of reciprocating movements can be reduced to about 1 Z 4. As a result, the time from the start to the end of the winding of the filament 74 can be reduced to about 1 Z4, and the productivity can be improved up to about 4 times if simply considered.
  • the support wall 48 at one axial end of the mandrel 50 is moved to each of the yarn feeding mechanisms 60 to 6 Move the traverse base 14 to the other end of the traverse base 14 from the traverse base 82.
  • the traverse base 82 and the guide mechanism 92 do not hinder the removal of the mandrel 50 from the shaft 54.
  • the mandrel 50 can be easily removed from the shaft 54.
  • the third pattern is a winding pattern basically called a helical winding similar to the second pattern. However, as shown in FIG. 9C, the third pattern is different from the second pattern, and the reciprocating stroke D1 of the mandrel 50 on the traverse base 14 by the driving force of the motor 56 is the first. It is about half of the reciprocating stroke D2 for two patterns.
  • each dryno 114 is controlled by the control unit 36, and the pole screw 84 is rotated by the driving force of the motor 86.
  • the rotation of the pole screw 84 is interlocked with the rotation of the pole screw 18 by the driving force of the motor 28, whereby the guide mechanisms 92 of the yarn feeding mechanisms 60 to 66 are connected to the mandrel 50. Reciprocating on the traverse base 82 by the same stroke D1 at the same speed as the mandrel 50 in the direction opposite to the direction of the reciprocating movement of the mandrel 50.
  • the driver 116 is controlled by the control unit 36, and the motor 100 is appropriately driven in conjunction with the reciprocation of the guide mechanism 92.
  • the yarn feeders 110 of each of the yarn feeding mechanisms 60 to 66 are independently rotated, and each of the yarn feeders 110 to the mandrel 50 along the axial direction of the mandrel 50 is rotated.
  • the opening direction changes according to the position of the yarn feeder 110 of the yarn mechanisms 60 to 66.
  • the reciprocating speed of the mandrel 50 in the third pattern is the same as the reciprocating speed of the mandrel 50 in the second pattern, the same stroke at the same speed but in the opposite direction to the mandrel 50
  • the relative speed between each guide mechanism 92 and the mandrel 50 in the third pattern is about twice the relative speed in the second pattern. Therefore, when the rotational speed of the mandrel 50 is accelerated to approximately twice the rotational speed of the second pattern in the third pattern, the winding of the filament 74 is completed at approximately twice the speed of the second pattern. be able to.
  • the guide mechanism 92 reciprocates on the traverse base 82.
  • the guide mechanism 9 2 Compared with the configuration in which the helical winding is performed by reciprocating, the mandrel 50 of the present filament winding apparatus 10 reciprocates even when performing the third pattern. -For this reason, the reciprocating stroke of the guide mechanism 92 may be about one-half that of the case where the helical winding is performed by simply reciprocating the guide mechanism 92.
  • the filament winding apparatus 10 has a smaller reciprocating stroke of the guide mechanism 92 when performing the third pattern. it can.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically showing the configuration of a filament winding device 130 according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing the configuration of the present filament winding device 130.
  • the yarn feeders 110 of the yarn feeding mechanisms 60 to 66 and the respective yarn feeders corresponding to the yarn feeders 110 are provided.
  • a diverting pulley 1332 as diverting means (mechanism) is provided between the creel stands 68 of the thread mechanisms 60 to 66.
  • the longitudinal direction of the filament 74 between the yarn feeder 110 and the diverting pulley 13 2 is the same as that of the first embodiment in the radial direction of rotation of the mandrel 50.
  • the filament 74 is wound around the deflection pulley 13 2 between the yarn feeder 110 and the creel stand 68 so as to be closer to the base end than the deflection pulley 13 2, that is, the creel stand.
  • the longitudinal direction of the filament 74 is substantially the same as the longitudinal direction of the traverse base 14 (that is, the rotational axis direction of the mandrel 50).
  • the longitudinal direction of the filament 74 is closer to the longer side of the traverse base 14 at the base end side than the diverting pulley 13 2.
  • the size and height (that is, the size of the entire device along the rotation radius direction of the mandrel 50) can be reduced, and the size of the entire device can be reduced.
  • the work of removing the mold from the support portion and mounting the mold to the support portion can be performed while suppressing an increase in the size of the device. Work operability can be dramatically improved.
  • filament winding device that can reduce the winding time of a long material without impairing the workability when attaching and detaching a mold material, and can suppress an increase in the size of the device.

Abstract

支持部に支持された型材を所定の方向に回転させ、未硬化状態の合成樹脂材が含浸された可撓性を有する長尺材料を型材の周囲に巻き付けるフィラメントワインディング装置であって、複数の長尺材料を供給する複数の供給部と、複数の供給部から引き出された複数の長尺材料に対応して型材の周囲に複数配置され、対応する長尺材料が通過する複数のガイド機構と、を備え、複数のガイド機構が長尺材料を型材に対する巻付位置に案内可能な巻付稼動範囲から型材及び支持部に対して複数のガイド機構が相対的に回転の軸方向に離間する着脱可能位置まで支持部及び複数のガイド機構の少なくとも何れか一方を回転の軸方向に移動可能とした、ことを特徴とする。

Description

フィラメントワインディング装置 技術分野
本発明は、 繊維強化プラスチック製品をフィラメントワインディング法によ り成形するためのフィラメントワインディング装置に関する。 背景技術
ガラス繊維等の繊維材料を補強材として、 合成樹脂材をマトリックスに用い た複合材料である所謂繊維強化プラスチック （以下、 「F R P」 と称する） は、 重量当たりの機械的強度が高いことから、 車両や建築物の各種構造材として利 用されている。
このような F R Pの成形方法の一つにフィラメントワインディング法がある。 フィラメントワインディング法は、 樹脂含浸フィラメントをマンドレルに巻き 付けて成形する方法で、 このフィラメントワインディング法を実現するための 装置としてフィラメントワインディング装置が用いられている。
フィラメントワインディング装置は、 長繊維や長繊維を束ねることで糸状に 形成したロービング、 更には、 長繊維により形成された長尺のテープ等の総称 であるフィラメントを、 例えば、 巻取状態で収納したクリールを備えている。 クリールから引き出されたフィラメントは、 その先端側がマンドレルと称され る芯材に巻き掛けられている。
また、 クリールからマンドレルまでの間には、 予熱ヒー夕や樹脂含浸槽が設 けられており、 クリールから引き出されたフィラメントがマンドレルに向かう までの間に予熱ヒータや樹脂含浸槽を通過する。
フィラメントは予熱ヒ一夕を通適することで脱湿が施される。 更に、 脱湿さ れたフィラメントは樹脂含浸槽を通過することで、 フィラメントに熱硬化性の 合成樹脂材が塗布されて含浸される。 このようにして合成樹脂材が含浸された フィラメントは、 リング状の給糸口を通過してマンドレルに掛け回される。 この状態で、 マンドレルを一定の軸心周りに回転させると、 マンドレルの周 囲に所定のパターンでフィラメン卜が先端側から順次巻き付けられると共に、 マンドレルの回転でフィラメントがマンドレルに卷き付けられることでフィラ メントに張力が発生する。 この張力でクリールから後続のフィラメントが引き 出され、 マンドレルに巻き付けられる。 さらに、 フィラメントの巻き付けが終 了したマンドレルを硬化炉に導くことで合成樹脂材が硬化される。
ところで、 通常、 'フィラメントワインディング装置はドラバーサ機構を備え ている。 トラバーサ機構は、 上記のマンドレルの回転軸方向に沿って長手とさ れたガイ'ドレールを備えている。 ガイドレールには上記の給糸口がガイドレー ルの長手方向に沿ってスライド可能に取り付けられている。 また、 ガイドレ一 ルには、 ポールねじ等が設けられており、 モータ等の駆動手段 （機構） の駆動 力で給糸口をガイドレールの長手方向、 すなわち、 マンドレルの回転軸方向に スライドさせることができるようになつている。
マンドレルが回転して、 マンドレルの周囲にフィラメントを巻き付けている 状態では、 所定のタイミングと速度で給糸口がガイドレールに案内されてマン ドレルの回転軸方向に移動する。 これにより、 マンドレルでのフィラメントの 巻付位置がマンドレルの回転軸方向に変位し、 例えば、 マンドレルの回転軸方 向に沿ってマンドレルの所定範囲 （全域も含む） にフィラメントが巻き付けら れる。
一方で、 特開平 8— 7 2 1 5 6号公報に示されるフィラメン卜ワインディン グ装置では、 D Cサーポモータの駆動力によりマンドレル （特開平 8— 7 2 1 5 6号公報では巻取り型と称している） が回転すると共に、 この回転軸方向に 往復移動できる構成となっている。 このように、 特開平 8 - 7 2 1 5 6号公報 に示されるフィラメントワインディング装置は、 マンドレルが回転しつつその 回転軸方向に往復移動して巻取位置を回転軸方向に変位させる構成とすること で、 フィラメント （特開平 8— 7 2 1 5 6号公報では繊維と称している） を左 右 （すなわち、 マンドレルの回転軸方向） に曲げることなくマンドレルに巻き 取らせることができる。
ところで、 上記のようなフィラメントワインディング装置における生産効率 を向上させるための一手段としては、 マンドレルの回転速度、 すなわち、 フィ ラメントの巻付速度の向上がある。 フィラメントの巻付速度を向上させること で、 巻付開始から終了までの時間を短縮でき、 ひいては生産効率が向上する。 しかしながら、 給糸口がマンドレルの回転軸方向に移動する通常のフィラメ ントワインディング装置では、 フィラメントの巻付速度を向上させことで給糸 口の往復移動速度も向上させなくてはならない。 このため、 給糸口の加速、 減 速が大きくなり、 これにより、 フィラメントの供給部であるクリールと給糸口 との間でフィラメントが大きく振られる。
このようにフィラメントが大きく振られることで、 フィラメントに捻りや捩 じりが生じ、 これに起因してフィラメントに毛羽立ちが生じたり、 フイラメン トにおける不用意な張力の変動が生じて成形品質の低下が生じる可能性がある。 また、 生産効率を向上させるための他の手段としては、 クリールから給糸口 までの各構成 （以下、 クリールから給糸口までの構成を便宜上、 「フイラメン ト供給構造」 と称する） を複数組設け、 一度に複数本のフィラメントをマンド レルに巻き付けることが考えられる。 このように、 一度に複数本のフイラメン トをマンドレルに巻き付ける構造とすることで、 単純に考えればマンドレルを
1回転させれば、 複数本のフィラメントが同時にマンドレルに巻き付けられる わけである。
このため、 1回転で 1本のフィラメントをマンドレルに巻き付ける構成に比 ベて、 フィラメントの本数で割った回数 （すなわち、 フィラメントの本数を n とすると、 1 / n回） だけマンドレルを回転させればよいことになる。 したが つて、巻付開始から終了までの時間を短縮でき、 ひいては生産効率が向上する。 しかしながら、 このような構造の場合では、 複数組のフィラメント供給構造 が必要であるが故にこれらのフィラメント供給構造の配置に様々な問題が生じ る。
すなわち、 フィラメント供給構造の配置態様として先ず考えられるのは、 各 フィラメント供給構造をマンドレルの周囲に配置する構成である。 しかしなが ら、 このような構成とした塲合には、 マンドレルを支持する支持部に対してマ ンドレルを着脱するにあたって、 フィラメント供給構造が干渉してしまい、 マ ンドレルの着脱が極めて困難になる。
また、 フィラメント供給構造をマンドレルの回転半径方向や回転軸方向に沿 つて並べて配置する態様も考えられる。 しかしながら、 このような構造の場合、 装置全体が大型化してしまう。 また、 回転軸方向に沿って並べて配置する構造 では、 クリールから給糸口までのフィラメントの長さや、 給糸口からマンドレ ルにおける巻付位置までのフィラメントの長さが、 フィラメント供給構造毎に 異なってしまうため、フィラメントの張力等にばらつきが生じる可能性がある。 さらに、 生産効率を向上させるための他の手段としては、 マンドレルを支持 する支持部を複数組設けると共に、 これらの支持部の各々に対応して上記のフ ィラメント供給構造を設ける構成も考えられる。
この構造の場合には、 1回のフィラメントの巻付開始から終了までに、 複数 組のマンドレルにフィラメントの巻き付けを行なえる。 したがって、 マンドレ ルに対するフィラメントの巻付時間をマンドレルの数で割った 1組当たりの巻 付時間を短くでき、 これにより、 生産性を向上できる。
また、 1組のマンドレルに対して 1組のフィラメント供給構造しかない。 こ のため、 1組のマンドレルに対して複数組のフィラメント供給構造を設けた場 合の問題点の 1つであるフィラメント供給構造の干渉によるマンドレルの着脱 性の悪化が生じ難い。
さらに、 マンドレルの回転速度を向上させなくても生産性を向上できる。 こ のため、 マンドレルの回転速度を向上させることに伴う問題が生じ難い。
しかしながら、 マンドレルを支持する支持部や、 上記のフィラメント供給構 造を複数組設け、 更には、 これらを並べて配置するため、 装置の大型化が生じ る。 しかも、 マンドレルを支持する支持部や、 上記のフィラメント供給構造を 複数組並べて配置する構造とすることで、 大型のマンドレルを用いることが可 能な装置は更に大型化してしまい、 現実的ではない。 発明の開示
本発明は、 上記事実を考慮して、 型材を着脱する際の作業性を損なわずに長 尺材料の巻付時間を短縮でき、 しかも、 装置の大型化を抑制できるフィラメン トワインディング装置を得ることが目的である。
上記事実を解決するために、 本発明に係るフィラメントワインディング装置 は、 支持部に支持された型材を所定の方向に回転させ、 未硬化状態の合成樹脂 材が含浸された可撓性を有する長尺材料を型材の周囲に巻き付けるフィラメン 卜ワインディング装置であって、 複数の長尺材料を供給する複数の供給部と、 複数の供給部から引き出された複数の長尺材料に対応して型材の周囲に複数配 置され、 対応する前記長尺材料が通過する複数のガイド機構と、 を備え、 複数 のガイド機構が長尺材料を型材に対する巻付位置に案内可能な巻付稼動範囲か ら型材及び支持部に対して複数のガイド機構が相対的に回転の軸方向に離間す る着脱可能位置まで支持部及び複数のガイド機構の少なくとも何れか一方を回 転の軸方向に移動可能とした、 ことを特徴としている。
上記構成のフィラメントワインディング装置によれば、クリ一ルスタンド等、 長尺材料を先端側から引き出し可能に収容した 1乃至複数の収容部から引き出 された複数本の長尺材料は、 未硬化状態 （すなわち、 液状やゲル状等） の合成 樹脂材が塗布されて含浸される。 さらに、 複数本の長尺材料は、 各々に対応し て型材の周囲に設けられたガイド機構 （手段） により型材の巻付位置に案内さ れ、 各々が型材に巻き掛けられる。 この状態で、 モ一夕等の駆動力により型材 を所定の軸周りに回転させると、 型材の周囲に各長尺材料が巻き付けられる。 各長尺材料は型材の回転で先端側から型材に巻き付けられることにより、 張 力が付与されて先端側に引っ張られる。このように引っ張られた各長尺材料は、 上記の収容部から後続 （すなわち、 基端側） が順次引き出され、 合成樹脂材が 塗布されて型材に巻き付けられる。
また、 本フィラメントワインデイング装置では、 上記のように型材を回転さ せつつ、 支持部及び複数のガイド機構の少なくとも何れか一方が型材の回転の 軸方向 （以下、 この方向を単に 「回転軸方向」 と称する） に沿って巻付稼動範 囲を適宜に変位する。 この変位により、 型材に対する各長尺材料の巻付位置が 変わる。 これにより、 各長尺材料が型材に対して予め想定していた形状に巻き 付けられて成形される。
一方、 上記のように、 型材に対する各長尺材料の巻付作業時においては、 支 持部及び複数のガイド機構の少なくとも何れか一方が巻付稼動範囲内で変位し ていた。 しかし、 型材に対する各長尺材料の巻き付けが終了すると、 上記の少 なくとも何れか一方が、 回転軸方向に沿って巻付稼動範囲から着脱可能位置ま で変位し、 型材及び支持部に対して複数のガイド機構が相対的に回転軸方向に 離間する。
この状態で支持部から型材が取り外され、 長尺材料が巻き付けられた型材に 対して合成樹脂材の硬化処理が施される。これにより、繊維強化樹脂成形品（上 記の長尺材料がガラス繊維であれば、 ガラス繊維強化プラスチック） が形成さ れる。
ここで、 本発明に係るフィラメントワインデイング装置では、 複数の長尺材 料が各々に対応して型材の周囲に設けられた複数のガイド機構に案内され、 各々の長尺材料が型材に巻き付けられる。 このため、 1本の長尺材料を型材に 巻き付けて成形する構成に比べると、 各段に巻付作業の作業時間を短縮でき、 極めて高い生産性を得ることができる。
また、 本フィラメントワインデイング装置では、 型材の周囲に複数のガイド 機構が設けられている構成であるが、 各長尺材料の巻付作業が終了すると、 型 材及び支持部に対して複数のガイド機構が相対的に回転軸方向に離間するため、 支持部から長尺材料が巻き付けられた型材を取り外す際に、 複数のガイド機構 やガイド機構に付随して設けられている装置や部材が取外作業時に干渉するこ とがない。 このため、 支持部からの型材の取外作業及び支持部への型材の装着 作業の作業性を飛躍的に向上できる。
さらに、 換言すれば、 型材を支持部から取り外す際には、 ガイド機構からの 干渉を受けない位置まで支持部並びに型材が移動するため、 型材に各長尺材料 を巻き付ける際の支持部及び型材の巻付位置に対して、 複数のガイド機構を近 接配置できる。 これにより、 装置全体の小型化を図ることができ、 装置の設置 スペースの効率化を図ることができる。
なお、 本発明においては、 上記のように、 支持部及び複数のガイド機構の少 なくとも何れか一方が、 回転軸方向に変位可能な構成であればよい。すなわち、 駆動力等が付与されて回転軸方向に移動するのは、 支持部であってもよいし、 複数のガイド機構であってもよい。 また、 支持部及び複数のガイド機構の双方 であってもよい。 なお、 本発明において、 長尺材料は繊維状の部材 （繊維部材） でもよいし、 繊維部材を撚り合わせて形成した紐状部材でもよい。 さらには、 長尺のテープ 状 （帯状） やシート状の部材でもよい。
また、 本発明に係るフィラメントワインデイング装置は、 複数のガイド機構 の各々を、 回転の軸方向に独立して移動可能としてもよい。
上記構成のフィラメントワインディング装置では、 複数のガイド機構がそれ ぞれ独立して回転軸方向に移動可能であるため、 巻付作業開始前や巻付作業時 に回転軸方向に沿った巻付位置を長尺材料毎に変えることも可能であるし、 一 致させることも可能である。 これにより、 本発明に係るフィラメントワインデ ィング装置では、 複数の長尺材料を略同軸に型材に巻き付けるて成形する構成 であるにも拘わらず、 型材に対する長尺材料の様々な巻付態様に対応できる。 さらに本発明に係るフィラメン卜ワインディング装置は、 長尺材科を型材の 周囲に巻き付けている際に、 支持部が巻付稼動範囲内で回転の軸方向に移動し てもよい。
上記構成のフィラメントワインディング装置によれば、 型材を回転させて長 尺材料を型材の周囲に巻き付けている際に、 支持部が巻付稼動範囲内で回転軸 方向に移動する。 したがって、 この状態で複数のガイド機構が回転軸方向に移 動しなければ、 長尺材料の供給部から型材までの間における長尺材料の移動軌 跡が基本的に変化しない。
このため、 型材への長尺材料の巻き付け時に、 長尺材料の捻りや捩じり、 毛 羽立ち、 更には、 供給部と型材との間における長尺材料の不用意な張力変動と いった不具合が生じない （又は、 生じ難い） 。 これにより、 成形品質の効果的 な向上を図ることができる。
しかも、 このような不具合は、 型材への長尺材料の送り移動速度 （換言すれ ば、 型材の回転速度） が高速であるほど生じ易いが、 本発明に係るフイラメン トワインデイング装置では、 そもそもこのような不具合が生じない （又は、 生 じ難い） 。 このため、 上記の送り移動速度を高速化しても、 成形品質を維持で きる。 このように、 送り移動速度の高速化が可能になることによつても生産速 度 （生産効率） を向上させることができる。 またさらに、 本発明に係るフィラメントワインデイング装置は、 回転の軸方 向への支持部の移動に連動して、 支持部とは反対方向に複数のガイド機構が移 動してもよい。
上記構成のフィラメントワインディング装置によれば、 型材を回転させて長 尺材料を型材の周囲に巻き付けている際に、 支持部が巻付稼動範囲内で回転軸 方向の一方に移動すると、 この支持部の移動に連動して各ガイド機構が支持部 の移動方向とは反対の回転軸方向の他方に移動する。
したがって、 支持部のみを移動させた場合の移動ストロークを本発明に係る フィラメントワインディング装置で得るのであれば、 支持部の移動ストローク を複数のガイド機構の移動ストロ一ク分だけ短くできる。 支持部の移動速度が 同じであれば、 移動ストロークを短くできることで、 移動時間を短縮できる。 これにより、 巻付作業の時間を短縮でき、 作業効率を飛躍的に向上できる。 一方、 複数のガイド機構のみを移動させた場合の移動ストロ一クを本発明に 係るフィラメントワインディング装置で得るのであれば、 支持部の移動ストロ —ク分だけ複数のガイド機構の移動ストローク分を短くできる。 このため、 長 尺材料の供給部から型材までの間における長尺材料の移動軌跡の変化を小さく できる。
このため、 型材への長尺材料の巻き付け時に、 長尺材料の捻りや捩じり、 毛 羽立ち、 更には、 供給部と型材との間における長尺材料の不用意な張力変動と いった不具合の発生を軽減でき、 これにより、 成形品質の効果的な向上を図る ことができる。
しかも、 このような不具合は、 型材への長尺材料の送り移動速度 （換言すれ ば、 型材の回転速度） が高速であるほど生じ易いが、 本発明に係るフイラメン トワインデイング装置では、 このような不具合が軽減される。 このため、 上記 の送り移動速度を高速化しても、 成形品質を維持できる。 このように、 送り移 動速度の高速化が可能になることによつても生産速度 （生産効率） を向上でき る。
また、 本発明に係るフィラメントワインデイング装置は、 回転の軸心を中心 として、 複数のガイド機構を略同心円周上に設けてもよい。 上記構成のフィラメントワインディング装置によれば、複数のガイド機構が、 型材の回転の軸心を中心とする略同心円周上に設けられているため、 型材から 各ガイド機構までの距離が比較的均一になる。 これにより、 型材が回転した際 に各長尺材料に付与される張力のばらつきを小さくでき、 成形性等を向上でき る。 また、 上記事実を解決するために、 本発明に係るフィラメントワインデイング 法による複合材料の製造方法は、 支持部に支持された型材を所定の方向に回転さ せ、 未硬化状態の合成樹脂材が含浸された可撓性を有する長尺材料を前記型材の 周囲に巻き付けるフィラメントワインディング法による複合材料の製造方法で あって、 複数の供給部から長尺材料を供給し、 前記複数の供給部から引き出され た複数の前記長尺材料を、 対応する複数のガイド機構に通過させ、 前記複数のガ ィド機構を前記型材の周囲に配置し、 前記複数のガイド機構が前記長尺材料を前 記型材に対する巻付位置に案内可能な巻付稼動範囲から前記型材及び前記支持 部に対して前記複数のガイド機構が相対的に前記回転の軸方向に離間する着脱 可能位置まで前記支持部及び前記複数のガイド機構の少なくとも何れか一方を 前記回転の軸方向に移動させる、 ことを特徴とする。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1の実施の形態に係るフイラメントワインディング装置 の斜視図である。
図 2は、 図 1のフィラメントワインディング装置の平面図である。
図 3は、 図 3のフィラメントワインディング装置の正面図である。
図 4は、 図 1のフィラメントワインディング装置におけるトラパースベース の内側の概略構造を示す断面図である。
図 5は、 図 1のフィラメントワインディング装置の駆動系統の概略的な制御 ブロック図である。
図 6は、 図 1のフィラメントワインディング装置におけるガイド機構の駆動 系統の概略的な制御ブロック図である。 図 7 Aは、 図 1のフィラメントワインデイング装置において、 フィラメント 巻付けパターンの第 1パターン （フープ巻き） における装置の状態の概略を示 す図であり、 フィラメントの巻付開始時を示す。
図 7 Bは、 図 7 Aのフィラメントを巻付けている状態を示す。
図 7 Cは、 図 7 Aのフィラメントの巻付終了時を示す。
図 8は、 図 1のフィラメントワインディング装置における型材を取り外す際 の装置の状態の概略を示す図である。
図 9 Aは、 図 1のフィラメントワインデイング装置において、 フィラメント 巻付けパターンの第 2パターン及び第 3パターン （何れもヘリカル巻き） にお ける装置の状態を概略的に示す図であり、 フィラメントの巻付開始時を示す。 図 9 Bは、 図 9 Aのフイラメン卜が第 2パターンで巻付けられている時の装 置の状態を示す。
図 9 Cは、 図 9 Aのフィラメントが第 3パターンで巻付けられている時の装 置の状態を示す。
図 1 0は、 本発明の第 2の実施の形態に係るフィラメントワインディング装 置の斜視図である。
図 1 1は、 図 1 0のフィラメントワインディング装置の平面図である。 発明を実施するための最良の形態
<第 1の実施の形態 >
図 1には本発明の第 1の実施の形態に係るフイラメントワインディング装置 1 0の概略が斜視図により示されている。 また、 図 2には本フィラメントワイ ンデイング装置 1 0の概略が平面図により示されている。 さらに、 図 3には本 フィラメントワインディング装置 1 0の概略が正面図により示されている。 (マンドレル駆動機構 1 2の構成）
図 1に示されるように、 フィラメントワインデイング装置 1 0は、 型材スラ ィド機構及ぴ型材回転機構としてのマンドレル駆動機構 1 2を備えている。 マ ンドレル駆動機構 1 2は、 型材スライド機構を構成するトラパースべ一ス 1 4 を備えている。 トラバースべ一ス 1 4は全体的に矩形平板状に形成されている。 トラバース ベース 1 4の上面における幅方向中間部には略矩形の開口部 1 6が形成されて いる。 開口部 1 6はトラバ一スペース 1 4の長手方向に沿って長手の略スリッ ト状に形成されており、 トラバースベース 1 4の内外を連通している。
図 4に示されるように、 トラパースベース 1 4の内側には、 型材スライド機 構の型材スライド駆動手段 （機構） を構成するポールねじ 1 8が配置されてい る。 ポールねじ 1 8はトラパースべ一ス 1 4の長手方向に沿って長手とされて おり、 その長手方向両端が支持体 2 0に自らの軸心周りに回転自在に軸支され てトラバ一スペース 1 4に設けられている。このポールねじ 1 8の長手方向（軸 方向） 一端側にはポールねじ 1 8と共に型材スライド駆動手段を構成する減速 機構 2 2が設けられている。
減速機構 2 2はギヤ 2 4を備えており、 ギヤ 2 4とポールねじ 1 8とが同軸 的且つ一体的に連結されている。 ギヤ 2 4にはギヤ 2 6が嚙み合っている。 さ らに、 ギヤ 2 6にはポールねじ 1 8及び減速機構 2 2と共に型材スライド駆動 手段を構成する駆動源としてのモータ 2 8の出力軸 3 0に機械的に連結されて いる。 モ一夕 2 8が正転駆動した際の駆動力で出力軸 3 0が回転すると、 この 回転力がボールねじ 1 8に伝わり、 ボールねじ 1 8が自らの軸心周りに正転回 転し、 モー夕 2 8が逆転駆動すれば正転回転とは反対にポールねじ 1 8が逆転 回転する。
一方、 図 5のブロック図に示されるように、 上記のモータ 2 8はドライバ 3 2を介して制御手段 （機構） としての制御装置 3 4の制御部 3 6及び電源 3 8 に接続されている。 制御部 3 6は操作パネル 4 0に接続されており、 操作パネ ル 4 0からの操作信号に基づいてドライバ 3 2を制御し、 電源 3 8からモータ 2 8に流れる電流を制御している。
なお、 上記の型材スライド駆動手段の構成に関して補足すると、 本実施の形 態ではモータ 2 8の駆動力を減速機構 2 2にて減速してポールねじ 1 8に伝え る構成であった。 しかし、 減速機構 2 2を設けずにモータ 2 8をポールねじ 1 8に直接連結してもよい。 また、 本実施の形態では、 説明を簡潔にするためギ ャ 2 4、 2 6により減速機構 2 2を構成した。 しかし、 減速機構 2 2は、 更に 多くのギヤが互いに嚙み合ったギヤ列にて構成してよいのは勿論のこと、 ギヤ の態様も平歯車の他にウォームギヤ及びウォームホイールや傘歯車等の様々な ギヤを用いてもよい。
さらに、 減速機構 2 2は、 モータ 2 8の駆動力をポールねじ 1 8に伝えるた めの駆動力伝達手段 （機構） として把握することができるが、 駆動力伝達手段 がギヤ 2 4、 2 6等のギヤ列に限定されるものではなく、 ベルト伝導やチェ一 ン伝導等でモ一夕 2 8の駆動力をポールねじ 1 8に伝える構成であってもよレ なお、 上記の補足説明は以下、 「補足説明 1」 と称する。
また、 図 1に示されるように、 トラバースベース 1 4の上面には、 型材スラ ィドガイ ド手段 （機構） として型材スライド機構を構成する一対のガイドレ一 ル 4 2が設けられている。 ガイドレール 4 2はトラバースペース 1 4の長手方 向に沿って長手とされており、 トラバースベース 1 4の幅方向に沿って互いに 対向するように平行に設けられている。
さらに、 トラバースベース 1 4上には型材スライド機構を構成するスライド ベース 4 4が設けられている。 スライドベース 4 4は、 略平板状又は略ブロッ ク状に形成されている。
スライドベース 4 4の下面には、 ガイドレール 4 2と共に型材スライドガイ ド手段を構成する一対のガイド溝 4 6が上記の一対のガイドレール 4 2に対応 して形成されている。 これらのガイド溝 4 6は、 スライドベース 4 4の下端面 における開口幅寸法がガイドレ一ル 4 2の幅寸法よりも僅かに大きく形成され ている。
また、 各ガイド溝 4 6は、 スライドベース 4 4の長手方向両端面 （トラバ一 スペース 1 4の長手方向に沿ったスライドベース 4 4の両端面） にて開口して おり、 各ガイド溝 4 6に対応するガイドレール 4 2が嵌まり込んだ状態でスラ イドベース 4 4がトラバースベース 1 4上に載置されている。 このため、 少な くともトラパースベース 1 4の幅方向へのスライドベース 4 4の移動は規制さ れており、 基本的にはスライドベース 4 4の移動方向がトラバースベース 1 4 の長手方向に制限されている。
なお、 上記の型材スライドガイド手段の構成に関して補足すると、 本実施の 形態では単純にガイド溝 4 6にガイドレール 4 2が入り込む構成とすることで、 スライドベース 4 4の移動方向を規制する構造とした。 これに加え、 ガイドレ ール 4 2及びガイド溝 4 6の内壁の何れか一方に転動体としてのローラを設け、 スライドベース 4 4がガイドレール 4 2に案内されて移動する際には、 ガイド レール 4 2及びガイド溝 4 6の内壁の何れか他方に対して、 ローラの外周部が 接した状態でローラが転動する構成としてもよい。 なお、 上記の補足説明は以 下、 「補足説明 2」 と称する。
また、 図 4に示されるように、 スライドべ一ス 4 4の下面には一対のスライ ダ 4 7が設けられている。 これらのスライダ 4 7は、 板状又はブロック状に形 成されており、トラバースベース 1 4の長手方向に沿って互いに対向している。 さらに、 これらのスライダ 4 7にはトラバースベース 1 4の長手方向に沿って 貫通した雌ねじが形成されており、 これらの雌ねじをポールねじ 1 8が螺合し た状態で貫通配置されている。
これにより、 ポールねじ 1 8が自らの軸心周りに回転するとスライダ 4 7、 ひいてはスライドベース 4 4がポールねじ 1 8の回転量に応じてポールねじ 1 8の軸方向にスライドする。
一方、 図 1に示されるように、 スライドベース 4 4上には支持部としての一 対の支持壁 4 8が設けられている。 これらの支持壁 4 8は、 スライ ドベース 4 4の長手方向両端側でスライドベース 4 4の長手方向に沿って互いに対向する ように配置されている。 これらの支持壁 4 8の各々には軸受孔 5 2が互いに同 軸的に形成されている。
さらに、 これらの支持壁 4 8の間には型材としてのマンドレル 5 0が配置さ れている。 マンドレル 5 0の上記の軸受孔 5 2と対向する部分には軸部 5 4が 設けられている。 各軸部 5 4は支持壁 4 8側へ突出して対応する軸受孔 5 2に 入り込み、 軸受孔 5 2に回転自在に軸支されている。
さらに、 一方の軸部 5 4は軸受孔 5 2を貫通して支持壁 4 8を介してマンド レル 5 0とは反対側に突出している。 この一方の軸部 5 4の先端には、 型材回 転駆動手段 （機構） として型材回転機構を構成するモータ 5 6が設けられてい る。 このモータ 5 6の出力軸に一方の軸部 5 4が直接又は上記の減速機構 2 2 のような減速手段 （機構） や駆動力伝達手段 （機構） 等を介して間接的に連結 されている （本実施の形態では、 直接連結している） 。
上記のモータ 5 6は、 ドライバ 5 8を介して制御部 3 6及び電源 3 8に接続 されており、 モータ 2 8と同様に制御部 3 6によりモータ 5 6の通電制御がな されている。
(給糸機構 6 0の構成）
一方、 図 1に示されるように、 上記の卜ラバ一スペース 1 4の幅方向側方に は、 供給部としての複数の給糸機構 6 0、 6 2、 6 4、 6 6 (本実施の形態で は 4組） が設けられている。 なお、 これらの給糸機構 6 0〜 6 6に関しては、 配置形態を除いては基本的に同一の構成である。 このため、 給糸機構 6 0の構 成のみを説明して給糸機構 6 2〜 6 6の構成に関してはその詳細な説明を省略 する。
給糸機構 6 0はクリールスタンド 6 8を備えている。 クリールスタンド 6 8 は複数 （本実施の形態では 4本） の巻取軸 7 0が設けられたクリールベース 7 2を備えている。 各巻取軸 7 0の外周部には、 長尺材料の一態様である繊維材 料又は紐状材料としてのフィラメント 7 4が巻取状態で収納されている。 フィラメント 7 4はガラスを長繊維状に溶融紡糸した所謂ガラス繊維により 形成されている （なお、 ガラス繊維を更に撚り合わせて紐状にしてもよい） 。 フィラメント 7 4はその長手方向基端側から巻取軸 7 0に巻き取られていると 共に、 その長手方向先端側は巻取軸 7 0から概ねトラバースべ一ス 1 4の幅方 向に沿ってトラバースべ一ス 1 4へ接近する方向へ引き出されている。
また、 クリールスタンド 6 8には塗布部 7 6が設けられており、 巻取軸 7 0 から引き出されたフィラメント 7 4が塗布部 7 6を通過している。 塗布部 7 6 の内側には未硬化状態 （すなわち、 液状） の熱硬化性の合成樹脂材を貯留した 塗布槽ゃ、 このような塗布槽に外周一部が浸漬状態で回転自在に設けられた塗 布ローラ等が設けられている。 塗布部 7 6を通過するフィラメント 7 4は、 塗 布槽内を通過し、 又は、 塗布ローラの外周部を摺接することで合成樹脂材が塗 布され含浸される。
また、 塗布部 7 6内には、 予熱装置や張力調整装置が設けられている。 予熱 装置は塗布槽よりもフィラメント 7 4の長手方向に沿って基端側 （すなわち、 塗布部 7 6への入口側） に設けられている。 予熱部はヒー夕を有しており、 塗 布槽ゃ塗布ローラへ向かうフィラメント 7 4に対して予め適度な熱を付与する。 一方、 張力調整装置は、 塗布槽よりもフィラメント 7 4の長手方向に沿って 基端側又は先端側 （すなわち、 塗布部 7 6への出口側） に設けられている。 張 力調整装置は、 例えば、 モータ等の駆動手段 （機構） の駆動力により正逆に回 転可能な駆動ローラ等を備えている。
このような駆動ローラを有する構成の場合、 フィラメント 7 4は駆動ローラ に掛け回されており、 上記のマンドレル 5 0の回転とは独立した駆動ローラの 回転力がフィラメント 7 4に付与されることで、 マンドレル 5 0と駆動ローラ と間でフィラメント 7 4の張力を自在に調整できる構成となっている。 ' 一方、 給糸機構 6 0はトラバース機構 8 0を備えている。 トラパース機構 8 0は、 マンドレル駆動機構 1 2の型材スライド機構におけるトラパースべ一ス 1 4、 ポールねじ 1 8、 モータ 2 8、 スライドベース 4 4等の各構成に対応す るトラバースべ一ス 8 2、 ポールねじ 8 4、 モータ 8 6、 スライドベース 8 8 等を備えている。 すなわち、 トラバース機構 8 0は上述したマンドレル駆動機 構 1 2の型材スライド機構と基本的に同じ構成であり、 スライドベース 8 8が モータ 8 6の駆動力によりトラバ一スベース 8 2の長手方向 （トラバースベー ス 8 2はトラバースべ一ス 1 4と平行であるため、 結果的にはトラバースベー ス 1 4の長手方向） にスライドする。
このように、 トラバース機構 8 0はマンドレル駆動機構 1 2の型材スライド 機構と基本的に同じ構成であるため、その構造に関する詳細な説明は省略する。 また、 トラバース機構 8 0はマンドレル駆動機構 1 2の型材スライド機構と基 本的に同じ構成であるため、 上記の補足事項 1及び補足事項 2がトラバース機 構 8 0に対しても適用できることは言うまでもない。
また、 トラバース機構 8 0のスライドベース 8 8からは連結片 9 0が延出さ れている。 連結片 9 0は、 その長手方向中間部にて略 「く」 字形状に屈曲して おり、 この屈曲部分よりも先端側は、 マンドレル 5 0の回転軸心を中心とした 円に対する接線方向が長手方向とされている。 連結片 9 0の先端部には、 ガイド手段としてのガイド機構 9 2が設けられて いる。 図 6に示されるように、 ガイド機構 9 2は、 ガイドリング 9 4を備えて いる。 ガイドリング 9 4は、 所定形状 （本実施の形態では略矩形） の環状に形 成されており、 その一側面で連結片 9 0の先端が一体的に連結されている。 ガイドリング 9 4にはロッド 9 6が摺動自在に貫通していると共に、 図示し ないストツパによりガイドリング 9 4に固定されている。 ロッド 9 6の先端に はギヤボックス 9 8がー体的に設けられている。
図 6に示されるように、 ギヤボックス 9 8の内部には、 ガイド回転駆動手段 としてガイド回転駆動機構を構成するモー夕 1 0 0が設けられている。 モータ 1 0 0の出力軸 1 0 2の先端には、 駆動力伝達手段 （機構） 又は減速手段 （機 構） としてガイド回転駆動機構のギヤ列を構成するギヤ 1 0 4が同軸的且つ一 体的に連結されている。
このギヤ 1 0 4にはギヤ 1 0 4よりも大径のギヤ 1 0 6が嚙み合っている。 ギヤ 1 0 6の軸心からは回動シャフト 1 0 8が延出されており、 ギヤボックス 9 8を貫通している。 回動シャフト 1 0 8のガイド部としての給糸口 1 1 0が 一体的に連結されている。
給糸口 1 1 0は略リング状とされており、 その開口方向は回動シャフト 1 0 8の軸心から延長されて給糸口 1 1 0の中心を通る仮想線を軸とする半径方向 とされており、 マンドレル 5 0の軸方向に見た場合には、 概ねマンドレル 5 0 の回転軸心を中心とした円に対する接線方向とされている。 上記のように、 回 動シャフト 1 0 8はギヤ 1 0 4、 1 0 6を介してモータ 1 0 0に機械的に連結 されているため、 モータ 1 0 0の駆動力によって回動シャフト 1 0 8が回動す ると、 給糸口 1 1 0が回動シャフト 1 0 8と一体に回動して、 その開口方向を 変える。
マンドレル 5 0の回転軸線を中心とする仮想円の給糸口 1 1 0を通過する接 線に沿って、 給糸口 1 1 0を介してマンドレル 5 0とは反対側にはローラ 1 1 2が配置されている。 ローラ 1 1 2には塗布部 7 6を通過したフィラメント 7 4が掛け回されており、 ローラ 1 1 2を掛け回されたフィラメント 7 4は、 給 糸口 1 1 0を通過してマンドレル 5 0に掛け回されている。 さらに、 給糸機構 6 0〜6 6の給糸口 1 1 0は、 概ねマンドレル 5 0の回転 軸心を中心とした同一の仮想円周上に位置するように設けられている。
また、 図 5に示されるように、 給糸機構 6 0〜6 6の各モータ 8 6は、 各々 に対応して設けられたドライバ 1 1 4を介して制御部 3 6及び電源 3 8に接続 されており、 制御部 3 6からの制御信号に基づき各ドライバ 1 1 4が対応する モータ 8 6に流す電流を制御している。 このため、 各給糸機構 6 0〜6 6のス ライドベース 8 8は、 それぞれ独立してトラバースベース 8 2の長手方向 （す なわち、 トラバースべ一ス 1 4の長手方向であって、 マンドレル 5 0の回転軸 方向） にスライドする。
また、 トラバースベース 1 4及びガイドレール 4 2の長手寸法やトラバース ベース 8 2の長手寸法、 更には、 トラバースベース 1 4の長手方向に沿ったト ラバ一スベース 8 2の位置は、 スライドベース 4 4がトラバースベース 1 4の 長手方向一端側に最もスライドして、 スライドベース 8 8がトラバースベース 8 2の長手方向他端側 （トラバースベース 1 4の長手方向他端側） に最もスラ イドした状態で、 少なくとも、 トラバースベース 1 4の長手方向他端側におけ るマンドレル 5 0の端部 （すなわち、 この状態でマンドレル 5 0のスライドべ —ス 8 8に最も近くなる側の端部） が、 スライドべ一ス 8 8よりもトラバース ベース 1 4の長手方向一端側に位置するように設定されている。
さらに、 給糸機構 6 0〜6 6の各モータ 1 0 0もまた各々に対応して設けら れたドライバ 1 1 6を介して制御部 3 6及び電源 3 8に接続されており、 制御 部 3 6からの制御信号に基づき各ドライバ 1 1 6が対応するモータ 1 0 0に流 す電流を制御している。 このため、 各給糸機構 6 0〜6 6の給糸口 1 1 0は、 それぞれ独立して回動し、 その開口方向を変える。
ぐ第 1実施の形態の作用、 効果 >
次に、 本実施の形態の作用並びに効果について、 マンドレル 5 0に対するフ イラメント 7 4の巻付パターン毎に説明する。
(第 1パターン）
第 1パターンは、 フープ巻きと称される巻付パターンである。 上記の両支持 壁 4 8の間で軸部 5 4にマンドレル 5 0を取り付け、 この状態で、 例えば、 操 作パネル 4 0等で第 1パターンを選択操作すると、 操作パネル 4 0からの操作 信号に基づいて制御部 3 6は給糸機構 6 0〜6 6の各ドライバ 1 1 4を制御す る。 制御部 3 6に制御された各ドライバ 1 1 4は、 対応するモータ 8 6に所定 時間電流を流し、 モータ 8 6を駆動させる。
給糸機構 6 0〜6 6の各モータ 8 6が駆動することで、 各ポールねじ 8 4が 回転する。 これにより、 トラバースべ一ス 8 2上をガイド機構 9 2がスライド する。 これにより、 図 7 Aに示されるように、 マンドレル 5 0の回転軸方向に 沿ってマンドレル 5 0におけるフィラメント 7 4の巻付範囲の一端に給糸機構 6 0のガイド機構 9 2が位置する。
さらに、 上記の軸方向に沿った巻付範囲の約 1 Z 4のストローク分だけ、 給 糸機構 6 0のガイド機構 9 2の直下に位置する給糸機構 6 6のガイド機構 9 2 が、 給糸機構 6 0のガイド機構 9 2に対してマンドレル 5 0の軸方向他端側に 位置する。 同様に、 給糸機構 6 2のガイド機構 9 2が給糸機構 6 6のガイド機 構 9 2に対して上記の軸方向に沿った巻付範囲の約 1 4のス卜ローク分だけ マンドレル 5 0の軸方向他端側に位置し、 更に、 給糸機構 6 2のガイド機構 9 2の直下に位置する給糸機構 6 4のガイド機構 9 2が給糸機構 6 2のガイド機 構 9 2に対して上記の軸方向に沿った巻付範囲の約 1 Z 4のストローク分だけ マンドレル 5 0の軸方向他端側に位置する。
このように、各給糸機構 6 0〜6 6のガイド機構 9 2がセッ卜された状態で、 各給糸機構 6 0〜6 6のクリールスタンド 6 8の巻取軸 7 0から引き出された フィラメント 7 4の先端がマンドレル 5 0の外周部に掛けまわされる。 この状 態で、 制御部 3 6によりドライバ 5 8が制御されてモ一夕 5 6が通電される。
これにより、 モー夕 5 6が駆動すると上記の軸部 5 4が回転し、 ひいてはマ ンドレル 5 0が軸部 5 4周りに回転する。 マンドレル 5 0が軸部 5 4周りに回 転すると、 各フィラメント 7 4が先端側から順次マンドレル 5 0の外周部に巻 き付けられる。
さらに、 このようにマンドレル 5 0を軸部 5 4周りに回転させて各フィラメ ント 7 4をマンドレル 5 0の外周部に巻き付けつつ、 制御部 3 6により ドライ バ 3 2が制御されて、 モータ 2 8が通電される。 モータ 2 8が通電されて駆動 するとポールねじ 1 8が回転し、 トラバースベース 1 4上をマンドレル 5 0が その軸方向一端側ヘスライドする。
このように、 マンドレル 5 0の回転状態でトラバースベース 1 4上をマンド レル 5 0がスライドすることにより、 図 7 Bに示されるように、 マンドレル 5 0の外周部における各給糸機構 6 0〜 6 6のフィラメント 7 4の巻付位置がマ ンドレル 5 0の軸方向他端側に変位する。 これにより、 マンドレル 5 0の外周 部では、 マンドレル 5 0の回転開始時における巻付位置から現在の巻付位置ま での間でフィラメント 7 4が巻き付けられる。
さらに、 図 7 Cに示されるように、 マンドレル 5 0の回転軸方向に沿った巻 付範囲の約 1 Z 4だけマンドレル 5 0がその軸方向一端側ヘスライドすると、 給糸機構 6 0のフィラメント 7 4の巻付位置が、 マンドレル 5 0の回転開始時 における給糸機構 6 6のフィラメント 7 4の巻付位置に到達する。 同様に、 こ の状態では、 給糸機構 6 6のフィラメント 7 4の卷付位置が、 マンドレル 5 0 の回転開始時における給糸機構 6 2のフィラメント 7 4の巻付位置に到達し、 給糸機構 6 2のフィラメント 7 4の巻付位置が、 マンドレル 5 0の回転開始時 における給糸機構 6 4のフィラメント 7.4の巻付位置に到達する。
さらに、 給糸機構 6 4のガイド機構 9 2は、 マンドレル 5 0の回転開始時か らマンドレル 5 0の回転軸方向に沿ってその巻付範囲の略 1 4だけマンドレ ル 5 0の対して相対変位することで、 巻付範囲の軸方向他端部に到達する。 こ れにより、 マンドレル 5 0の巻付範囲の全域にフィラメント 7 4が巻き付けら れる。
ここで、 本フィラメントワインデイング装置 1 0では、 第 1パターンである フープ巻きを行なうにあたり、 マンドレル 5 0をその回転軸方向にスライドさ せてフィラメント 7 4の巻付位置を変化させている。 このため、 フィラメント 7 4の巻付位置を変化させる際に、 巻付位置よりも長手方向基端側でフィラメ ント 7 4がマンドレル 5 0の軸方向に移動することがない （すなわち、 フイラ メント 7 4がマンドレル 5 0の軸方向に振られない） 。
これにより、 フィラメント 7 4が振られることに起因するフィラメント 7 4 の捻りや捩じり、 更には、 フィラメント 7 4に毛羽立ちの発生を防止又は極め て効果的に軽減できる。 その結果、 フィラメント 7 4に塗布された合成樹脂材 を硬化させた際の成形品質の低下を向上できる。
また、 仮に、 給糸機構 6 0だけでマンドレル 5 0にフィラメント 7 4を巻き 付けようとすると、 マンドレル 5 0をその軸方向に沿ったフィラメント 7 4の 巻付範囲の全域に相当するストロークだけ、 マンドレル 5 0を軸方向一端側へ スライドさせなくてはならない。
これに対して、 本フィラメン卜ワインディング装置 1 0では上記の巻付範囲 全域に相当するストロ一クの約 1 / 4だけマンドレル 5 0を軸方向一端側ヘス ライドさせることで、フィラメント 7 4の巻き付けを終了させることができる。 これにより、 フィラメント 7 4の巻付開始から終了までの時間を約 1ノ4に短 縮できる。 これにより、 単純に考えれば生産性を約 4倍にまで向上させること ができる。
次いで、 このようにして、 フィラメント 7 4の巻き付けが終了すると、 制御 部 3 6により ドライバ 3 2が制御されて、 モー夕 2 8が通電される。 モータ 2 8が通電されて駆動するとポールねじ 1 8が回転し、 トラバースべ一ス 1 4上 をマンドレル 5 0がその軸方向他端側へスライドする。 これにより、 図 8に示 されるように、 マンドレル 5 0の軸方向一端側における支持壁 4 8が、 各給糸 機構 6 0〜 6 6のトラバースベース 8 2よりもトラバースべ一ス 1 4の他端側 に移動する。
この状態では、 マンドレル 5 0の回転半径方向側方にトラバースベース 8 2 や各給糸機構 6 0〜6 6のガイド機構 9 2が位置しない。 したがって、 軸部 5 4からマンドレル 5 0を取り外す際にトラバースベース 8 2やガイド機構 9 2 が障害になることはなく、 軸部 5 4からマンドレル 5 0を容易に取り外すこと ができる。 なお、 この点に関しては、 マンドレル 5 0を軸部 5 4に装着する際 も同様である。
(第 2パターン）
第 2パターンは、 ヘリカル巻きと称される巻付パターンである。 この第 2パ 夕一ンにおいても、 上記の両支持壁 4 8の間で軸部 5 4にマンドレル 5 0が取 り付けられる。 この状態で、 例えば、 操作パネル 4 0等で第 2パターンを選択操作すると、 操作パネル 4 0からの操作信号に基づいて制御部 3 6は給糸機構 6 0〜6 6の 各ドライバ 1 1 4を制御する。 制御部 3 6に制御された各ドライバ 1 1 4は、 対応するモータ 8 6に所定時間電流を流し、 モータ 8 6を駆動させる。 給糸機 構 6 0〜 6 6の各モー夕 8 6が駆動することで、 各ポールねじ 8 4が回転し、 これにより、 トラバースベース 8 2上をガイド機構 9 2がスライドする。 これにより、 図 9 Aに示されるように、 マンドレル 5 0の回転軸方向に沿つ てマンドレル 5 0におけるフィラメント 7 4の巻付範囲の他端に各給糸機構 6 0〜 6 6のガイド機構 9 2が位置する （図 9 A〜9 Cでは、 構造上、 給糸機構 6 0、 6 2の直下に給糸機構 6 4、 6 6が位置するため、 給糸機構 6 4、 6 6 に関しては、 図示を省略する） 。
このように、 各給糸機構 6 0〜6 6のガイド機構 9 2がセットされると、 各 給糸機構 6 0〜6 6のクリールスタンド 6 8の巻取軸 7 0から引き出されたフ イラメント 7 4の各先端が、 マンドレル 5 0の軸周りに 9 0度 （3 6 0度の 4 等分） だけ互いに位相がずれた状態でマンドレル 5 0の外周部に掛けまわされ る。 この状態で、 制御部 3 6によりドライバ 3 2、 5 8が制御されてモータ 2 8、 5 6が通電される。
モータ 2 8、 5 6が駆動すると、 上記の軸部 5 4が回転し、 ひいてはマンド レル 5 0が軸部 5 4周りに回転すると共に、 モータ 2 8の駆動力によりポール ねじ 1 8が回転し、 トラバ一スペース 1 4上をマンドレル 5 0がその軸方向他 端側へスライドする。 このように、 マンドレル 5 0の回転とトラバースべ一ス 1 4上でのマンドレル 5 0のスライドとが連動することで、 図 9 Bに示される ように、 マンドレル 5 0の軸方向他端側から一端側へかけてフィラメント 7 4 がマンドレル 5 0の外周部に斜めに巻き付けられる。
さらに、 トラパースべ一ス 1 4上でマンドレル 5 0を往復移動させつつマン ドレル 5 0を回転させることで、 マンドレル 5 0の外周部におけるフィラメン ト 7 4の巻付範囲全域にフィラメント 7 4が巻き付けられる。
ここで、 本フィラメントワインデイング装置 1 0では、 第 2パターンである ヘリカル巻きを行なうにあたり、 マンドレル 5 0をその回転軸方向にスライド させてフィラメント 7 4の巻付位置を変化させている。 このため、 フイラメン ト 7 4の巻付位置を変化させる際に、 巻付位置よりも長手方向基端側でフィラ メント 7 4がマンドレル 5 0の軸方向に移動することがない （すなわち、 フィ ラメント 7 4がマンドレル 5 0の軸方向に振られない） 。
このため、 フィラメント 7 4が振られることに起因するフィラメント 7 4の 捻りや捩じり、 更には、 フィラメント 7 4に毛羽立ちの発生を防止又は極めて 効果的に軽減でき、 その結果、 フィラメント 7 4に塗布された合成樹脂材を硬 化させた際の成形品質の低下を向上できる。
また、 仮に、 給糸機構 6 0だけでマンドレル 5 0にフィラメント 7 4を巻き 付けようとすると、 マンドレル 5 0の外周部における巻付範囲全域にフィラメ ント 7 4が巻き付けられるまで、 マンドレル 5 0を回転させ、 且つ、 マンドレ ル 5 0を往復移動させなくてはならない。
これに対して、 本フィラメントワインデイング装置 1 0では、 各給糸機構 6 0〜6 6の巻取軸 7 0から引き出されたフィラメント 7 4の先端が、 マンドレ ル 5 0の軸周りに互いに 9 0度位相がずれた状態で掛け回されている。 このた め、 単純に考えれば、 給糸機構 6 0だけでマンドレル 5 0にフィラメント 7 4 を巻き付ける場合に比べて単位時間当たりのフィラメント 7 4の巻付量を約 4 倍に増加させることができる。
したがって、 給糸機構 6 0だけでマンドレル 5 0にフィラメント 7 4を巻き 付ける場合と同じ速度でマンドレル 5 0を回転させつつ往復移動させるのであ れば、 マンドレル 5 0の回転回数やマンドレル 5 0の往復移動回数を約 1 Z 4 にまで低減させることができる。 これにより、 フィラメント 7 4の巻付開始か ら終了までの時間を約 1 Z 4に短縮でき、 単純に考えれば生産性を約 4倍にま で向上させることができる。
次いで、 このようにして、 フィラメント 7 4の巻き付けが終了した際には、 第 1パターンの場合と同様に、 マンドレル 5 0の軸方向一端側における支持壁 4 8を、 各給糸機構 6 0〜 6 6のトラパースベース 8 2よりもトラバースベー ス 1 4の他端側に移動させる。 これにより、 軸部 5 4からマンドレル 5 0を取 り外す際にトラバースベース 8 2やガイド機構 9 2が障害になることはなく、 軸部 5 4からマンドレル 5 0を容易に取り外すことができる。
(第 3パターン）
第 3パターンは、 基本的に第 2パターンと同様のヘリカル巻きと称される巻 付パターンである。 但し、 図 9 Cに示されるように、 この第 3パターンは第 2 パターンとは異なり、 モ一夕 5 6の駆動力によるトラバースベース 1 4上での マンドレル 5 0の往復移動ストローク D 1が第 2パターンの場合の往復移動ス トローク D 2の約半分となっている。
さらに、 この第 3パターンでは、 図 9 Cに示されるように、 制御部 3 6によ り各ドライノ 1 1 4が制御され、 モー夕 8 6の駆動力によってポールねじ 8 4 が回転させられる。 このポールねじ 8 4の回転は、 モータ 2 8の駆動力による ポールねじ 1 8の回転に連動しており、 これにより、 各給糸機構 6 0〜 6 6の ガイド機構 9 2は、 マンドレル 5 0の往復移動の移動方向とは反对方向に、 マ ンドレル 5 0と同じ速さで同じストローク D 1だけトラバースベース 8 2上を 往復移動する。
さらに、 制御部 3 6により ドライバ 1 1 6が制御され、 このガイド機構 9 2 の往復移動に連動して、 モータ 1 0 0が適宜に駆動される。 このモータ 1 0 0 の駆動力で、 各給糸機構 6 0〜6 6の給糸口 1 1 0は、 それぞれ独立して回動 し、 マンドレル 5 0の軸方向に沿ったマンドレル 5 0に対する各給糸機構 6 0 〜6 6の給糸口 1 1 0の位置に応じてその開口方向が変化する。
ここで、 この第 3パターンにおけるマンドレル 5 0の往復移動の速度が第 2 パターンにおけるマンドレル 5 0の往復移動の速度と同じであれば、 マンドレ ル 5 0とは反対方向に同じ速さで同じストロークだけ各ガイド機構 9 2が移動 していることにより、 第 3パターンにおける各ガイド機構 9 2とマンドレル 5 0との相対速度は、第 2パターンにおける相対速度の約 2倍になる。 このため、 この第 3パターンでマンドレル 5 0の回転速度を第 2パターンでの回転速度の 約 2倍にまで加速すると、 第 2パターンの約 2倍の速さでフィラメント 7 4の 巻き付けを完了させることができる。
さらに、 第 2パターンとは異なり第 3パターンでは、 ガイド機構 9 2がトラ バースベース 8 2上を往復移動する。 しかしながら、 単純にガイド機構 9 2を 往復移動させてヘリカル巻きを行なう構成に比べると、 本フィラメントワイン ディング装置 1 0では、 第 3パターンを行なう際にもマンドレル 5 0が往復移 動する。 - このため、 ガイド機構 9 2の往復移動ストロークは、 単純にガイド機構 9 2 を往復移動させてヘリカル巻きを行なう場合の約 1 / 2でよい。 このように、 単純にガイド機構 9 2を往復移動させてヘリカル巻きを行なう構成に比べると、 本フィラメントワインディング装置 1 0では、 第 3パターンを行なう際のガイ ド機構 9 2の往復移動ストロークを少なくできる。 このため、 フィラメント 7 4が振られることに起因するフィラメント 7 4の捻りや捩じり、 更には、 フィ ラメント 7 4に毛羽立ちの発生を効果的に軽減でき、 その結果、 フィラメント 7 4に塗布された合成樹脂材を硬化させた際の成形品質の低下を向上できる。 <第 2の実施の形態 >
次に、 本発明の第 2の実施の形態について説明する。 なお、 本第 2の実施の 形態を説明するにあたり、 前記第 1の実施の形態と実質的に同一の部位に関し ては、 同一の符号を付与してその説明を省略する。
図 1 0には本実施の形態に係るフィラメントワインディング装置 1 3 0の構 成の概略が斜視図により示されている。 また、 図 1 1には本フィラメントワイ ンディング装置 1 3 0の構成の概略が平面図により示されている。
図 1 0及び図 1 1に示されるように、 本フィラメントワインディング装置 1 3 0では、 各給糸機構 6 0〜 6 6の給糸口 1 1 0と、 この給糸口 1 1 0に対応 した各給糸機構 6 0〜6 6のクリールスタンド 6 8との間に、変向手段（機構） としての変向プーリ 1 3 2が設けられている。
本実施の形態では、 給糸口 1 1 0と変向プーリ 1 3 2との間におけるフィラ メント 7 4の長手方向は、 前記第 1の実施の形態と同様に、 マンドレル 5 0の 回転半径方向となっている。 しかしながら、 フィラメント 7 4は、 給糸口 1 1 0とクリールスタンド 6 8との間で変向プーリ 1 3 2に掛けまわされることで、 変向プーリ 1 3 2よりも基端側、 すなわち、 クリールスタンド 6 8から変向プ —リ 1 3 2まではフィラメント 7 4の長手方向がトラバースベース 1 4の長手 方向 （すなわち、 マンドレル 5 0の回転軸方向） と略同方向とされている。 このように、 本フィラメントワインデイング装置 1 3 0では、 変向プーリ 1 3 2よりも基端側でフィラメント 7 4の長手方向がトラバースベース 1 4の長 手方向にしているため、 装置全体の幅寸法や高さ寸法 （すなわち、 マンドレル 5 0の回転半径方向に沿った装置全体の寸法） を小さくでき、 装置全体の小型 化が可能となる。
以上、 説明したように、 本発明の実施形態に係るフィラメントワインディン グ装置によれば、 装置の大型化を抑制しつつも、 支持部からの型材の取外作業 及び支持部への型材の装着作業の作業性を飛躍的に向上できる。
また、 型材に対する長尺材料の様々な卷付態様に対応できる。
さらに、成形品質の効果的な向上並びに生産効率の向上を図ることができる。 またさらに、 更なる生産効率の向上を図ることができる。
また、 型材が回転した際に各長尺材料に付与される張力のばらつきを小さく でき、 成形性等を向上できる。 産業上の利用可能性
型材を着脱する際の作業性を損なわずに長尺材料の巻付時間を短縮でき、 し かも、 装置の大型化を抑制できるフィラメントワインディング装置を提供でき る。

Claims

請求の範囲
1 . 支持部に支持された型材を所定の方向に回転させ、 未硬化状態の合成樹脂 材が含浸された可撓性を有する長尺材料を前記型材の周囲に巻き付けるフィラ メントワインディング装置であって、
複数の長尺材料を供給する複数の供給部と、
前記複数の供給部から引き出された複数の前記長尺材料に対応して前記型材 の周囲に複数配置され、対応する前記長尺材料が通過する複数のガイド機構と、 を備え、
前記複数のガイド機構が前記長尺材料を前記型材に対する巻付位置に案内可 能な巻付稼動範囲から前記型材及び前記支持部に対して前記複数のガイド機構 が相対的に前記回転の軸方向に離間する着脱可能位置まで前記支持部及び前記 複数のガイド機構の少なくとも何れか一方を前記回転の軸方向に移動可能とし た、
ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
2 . 前記複数のガイド機構の各々を、 前記回転の軸方向に独立して移動可能と した、 ことを特徴とする請求項 1に記載のフィラメントワインディング装置。
3 . 前記長尺材料を前記型材の周囲に巻き付けている際に、 前記支持部が前記 巻付稼動範囲内で前記回転の軸方向に移動する、 ことを特徴とする請求項 1に 記載のフィラメントワインディング装置。
4 . 前記回転の軸方向への前記支持部の移動に連動して、 前記支持部とは反対 方向に前記複数のガイド機構が移動する、 ことを特徴とする請求項 3に記載の フィラメントワインディング装置。
5 . 前記回転の軸心を中心として、 前記複数のガイド機構を略同心円周上に設 けた、 ことを特徴とする請求項 1に記載のフィラメントワインディング装置。
6 . 前記複数のガイド機構が、 前記回転の軸心を中心として点対称な位置に配 置されている、 ことを特徴とする請求項 5に記載のフィラメントワインディン グ装置。
7 . 前記複数の供給部のうち、 少なくとも 2つが装置の上下方向に配置されて いる、 ことを特徴とする請求項 5に記載のフィラメントワインディング装置。
8 . 複数の供給部から前記型材の回転軸と略平行に引き出された複数の前記長 尺材料の進路をそれぞれ変更する変向機構をさらに含む、 ことを特徴とする請 求項 1に記載のフィラメントワインディング装置。
9 . 支持部に支持された型材を所定の方向に回転させ、 未硬化状態の合成樹脂 材が含浸された可撓性を有する長尺材料を前記型材の周囲に巻き付けるフィラ メントワインディング法による複合材料の製造方法であって、
複数の供給部から長尺材料を供給し、
前記複数の供給部から引き出された複数の前記長尺材料を、 対応する複数の ガイド機構に通過させ、
前記複数のガイド機構を前記型材の周囲に配置し、
前記複数のガイド機構が前記長尺材料を前記型材に対する巻付位置に案内可 能な巻付稼動範囲から前記型材及び前記支持部に対して前記複数のガイド機構 が相対的に前記回転の軸方向に離間する着脱可能位置まで前記支持部及び前記 複数のガイド機構の少なくとも何れか一方を前記回転の軸方向に移動させる、 ことを特徴とするフィラメントワインディング法による複合材料の製造方法。
1 0 . 前記複数のガイド機構の各々を、 前記回転軸方向に独立して移動可能と した、 ことを特徴とする請求項 9に記載のフィラメントワインディング法によ る複合材料の製造方法。
1 1 . 前記回転軸心を中心として、 前記複数のガイド機構を略同心円周上に設 けた、 ことを特徴とする請求項 9に記載のフィラメントワインディング法によ る複合材料の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012052895A1 (en) * 2010-10-18 2012-04-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. System comprising a docking station and a handheld device

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5067533B2 (ja) * 2007-02-15 2012-11-07 村田機械株式会社 フィラメントワインディング装置
JP2009126055A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Murata Mach Ltd 樹脂付着装置
JP5278662B2 (ja) * 2008-06-25 2013-09-04 村田機械株式会社 フィラメントワインディング装置
JP5256919B2 (ja) * 2008-08-05 2013-08-07 村田機械株式会社 フィラメントワインディング装置
JP5578305B2 (ja) * 2009-03-30 2014-08-27 村田機械株式会社 フィラメントワインディング装置
US20110017384A1 (en) * 2009-07-22 2011-01-27 International Truck Intellectual Property Company, Llc Composite fuselage for vehicles
JP5443116B2 (ja) * 2009-10-13 2014-03-19 トヨタ自動車株式会社 繊維強化プラスチック容器の製造方法及び製造装置
JP5687980B2 (ja) * 2011-09-16 2015-03-25 村田機械株式会社 フィラメントワインディング装置
JP5698632B2 (ja) * 2011-09-16 2015-04-08 村田機械株式会社 フィラメントワインディング装置
MX2014007715A (es) * 2011-12-22 2014-08-21 Tokyo Rope Mfg Co Alambre plano y metodo de fabricacion del mismo.
JP5752627B2 (ja) * 2012-03-19 2015-07-22 村田機械株式会社 フィラメントワインディング装置
US20140199504A1 (en) * 2013-01-17 2014-07-17 Joseph W. Anderson System and methods for creating wrapped filament reinforced vessels, and vessels created thereby
JP5796724B2 (ja) * 2013-02-06 2015-10-21 村田機械株式会社 フィラメントワインディング装置
JP6218007B2 (ja) * 2013-03-26 2017-10-25 東レ株式会社 プリフォームの製造方法および製造装置
CN106515050B (zh) * 2016-12-29 2018-11-16 山东非金属材料研究所 一种小开口复合材料容器缠绕成型模具
CN108248070A (zh) * 2017-12-15 2018-07-06 无锡市同腾复合材料有限公司 复合材料多丝头缠绕系统
CN108248068A (zh) * 2017-12-15 2018-07-06 无锡市同腾复合材料有限公司 挠度补偿型复合材料缠绕系统
DE102018219810A1 (de) * 2018-11-19 2020-05-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Strangziehvorrichtung sowie Strangziehverfahren
JP7078905B2 (ja) * 2019-01-16 2022-06-01 トヨタ自動車株式会社 高圧タンクの製造方法
US11440399B2 (en) 2019-03-22 2022-09-13 Agility Fuel Systems Llc Fuel system mountable to a vehicle frame
US20200347992A1 (en) 2019-05-02 2020-11-05 Agility Fuel Systems Llc Polymeric liner based gas cylinder with reduced permeability
KR102305269B1 (ko) * 2020-03-26 2021-09-28 한국철도기술연구원 다중 섬유 필라멘트 권선장치 및 이를 이용한 다중 섬유 필라멘트 권선방법
WO2022018199A1 (en) 2020-07-22 2022-01-27 Basf Se Device and process for producing composite components comprising at least one wound fiber reinforced polymer layer
KR102384356B1 (ko) * 2021-04-30 2022-04-08 강영길 와인딩머신용 필라멘트공급대 구동장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01500579A (ja) * 1986-04-08 1989-03-01 アンスティテュ フランセ デュ ペトロール 複数の帯材を含む長尺物の補強部材と、その製造と使用の方法
JPH03118626U (ja) * 1990-03-20 1991-12-06
JPH0727831U (ja) * 1993-10-26 1995-05-23 積水化学工業株式会社 フィラメントワインディング成形装置
JPH08276502A (ja) * 1995-04-04 1996-10-22 Murata Mach Ltd パイプの製造装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3201398A (en) * 1965-08-17 Preparation of y-halo-l,z,j,x-tetrabybro- x-oxo-g-quinazolinesulfonamide
GB856570A (en) * 1958-03-10 1960-12-21 Bristol Aircraft Ltd Improvements relating to the manufacture of hollow articles from thread
US3232545A (en) * 1963-08-15 1966-02-01 Taylor Corp Filament winding machine
US3378427A (en) * 1964-06-26 1968-04-16 Smith Corp A O Apparatus for winding articles
LU71012A1 (ja) * 1974-09-26 1976-08-19
US4010906A (en) * 1975-05-12 1977-03-08 Igor Vasilievich Kaminsky Machine for winding thread into tubular shells with convex ends
NL7610811A (nl) * 1976-09-29 1978-03-31 Lundbergs Fab Ab N Inrichting voor de vervaardiging van gewapende buizen.
US4172562A (en) * 1976-12-23 1979-10-30 Union Carbide Corporation Process for winding filaments on a mandrel
US4288267A (en) * 1980-01-21 1981-09-08 Mcclean Anderson, Inc. Preliminary and end winding method and apparatus
DE3010018A1 (de) * 1980-03-15 1981-09-24 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Verfahren und vorrichtung zum maschinellen herstellen von rohrfoermigen wickelkoerpern
US4432302A (en) * 1982-05-05 1984-02-21 Mcdonnell Douglas Corporation Resin impregnation ring
US5225019A (en) 1986-04-08 1993-07-06 Institut Francais Du Petrole Device for the manufacture and installation of reinforcing sheets and curved reinforcing elements composed of a plurality of bars for flexible elongated bodies
DE3821054C2 (de) * 1988-06-22 1996-10-02 Bolenz & Schaefer Maschf Einrichtung zum Längenausgleich der Faserstränge (Rovings) in einer Anlage zum Wickeln von Hohlkörpern aus faserarmiertem Kunstharz
US4992630A (en) 1989-07-11 1991-02-12 Summagraphics Corporation Digitizer tablet with user customization of stylus proximity and pressure
JPH0727831A (ja) 1993-07-12 1995-01-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 配線特性評価法及びそれに用いる装置
JP3136433B2 (ja) 1994-09-09 2001-02-19 株式会社先進材料利用ガスジェネレータ研究所 フィラメントワインディング成形法及び装置
US5702601A (en) * 1996-03-29 1997-12-30 Praxiar Technology, Inc. Structure enhancing hollow fiber module
US6146481A (en) * 1998-03-27 2000-11-14 Polybar Technologies Methods for manufacture of reinforced composite vessel
JP3671852B2 (ja) 2001-03-27 2005-07-13 株式会社豊田自動織機 フィラメントワインディング装置
US20030051795A1 (en) * 2001-05-29 2003-03-20 Burgess Keith E. Over-wrapping a primary filament to fabricate a composite material
FR2831479B1 (fr) * 2001-10-26 2004-01-02 Coriolis Composites Procede de fabrication de profils presentant un etat de surface specifique en resines synthetiques renforcees par des fibres et machine pour mettre en oeuvre le procede
US7282107B2 (en) * 2003-08-22 2007-10-16 The Boeing Company Multiple head automated composite laminating machine for the fabrication of large barrel section components

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01500579A (ja) * 1986-04-08 1989-03-01 アンスティテュ フランセ デュ ペトロール 複数の帯材を含む長尺物の補強部材と、その製造と使用の方法
JPH03118626U (ja) * 1990-03-20 1991-12-06
JPH0727831U (ja) * 1993-10-26 1995-05-23 積水化学工業株式会社 フィラメントワインディング成形装置
JPH08276502A (ja) * 1995-04-04 1996-10-22 Murata Mach Ltd パイプの製造装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012052895A1 (en) * 2010-10-18 2012-04-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. System comprising a docking station and a handheld device
CN103168244A (zh) * 2010-10-18 2013-06-19 皇家飞利浦电子股份有限公司 包括扩展坞和手持设备的系统
US9182786B2 (en) 2010-10-18 2015-11-10 Koninklijke Philips N.V. System comprising a docking station and a handheld device

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