WO2011030808A1 - フィラメントワインディング装置 - Google Patents

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WO2011030808A1
WO2011030808A1 PCT/JP2010/065462 JP2010065462W WO2011030808A1 WO 2011030808 A1 WO2011030808 A1 WO 2011030808A1 JP 2010065462 W JP2010065462 W JP 2010065462W WO 2011030808 A1 WO2011030808 A1 WO 2011030808A1
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liner
fiber bundle
spray
filament winding
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秀明 中西
前田 晃
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村田機械株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to the technology of a filament winding apparatus. More specifically, the present invention relates to a technique for preventing deterioration in yield when a fiber bundle of a filament winding apparatus is impregnated with resin.
  • a filament winding apparatus that winds a fiber bundle impregnated with a resin around the outer peripheral surface of a liner is known.
  • a method of impregnating the fiber bundle with resin a method of immersing the fiber bundle in a resin tank (for example, see Patent Document 1), a method of spraying resin on the fiber bundle (for example, see Patent Document 2), and the like. Is known.
  • the method of immersing the fiber bundle in the resin tank has a problem that the frequency of maintenance increases because the resin adheres to a guide roller or the like that feeds the fiber bundle after immersion.
  • the method of spraying the resin on the fiber bundle it is possible to avoid the resin from adhering to the guide roller or the like by spraying the resin immediately before the fiber bundle is wound around the liner, but the sprayed resin is scattered. Yield deterioration due to the problem was a problem. JP-A-8-108487 JP-A-9-262910
  • An object of the present invention is to provide a technique capable of preventing the yield from being deteriorated due to the scattering of the resin in the filament winding apparatus using the method of spraying the resin on the fiber bundle.
  • a first aspect of the present invention is a filament winding apparatus in which a liner is transported while being rotated, and a fiber bundle guided by a fiber supply guide disposed around a track of the liner is wound around the outer peripheral surface of the liner.
  • a resin supply nozzle that sprays resin on the fiber bundle in front of the liner wound around the liner;
  • the resin supply nozzle is arranged to spray the resin toward the downstream side in the rotation direction of the liner with respect to a virtual line defined by a straight line connecting the injection port of the resin supply nozzle and the rotation axis of the liner. Is done.
  • a second aspect of the present invention is the filament winding apparatus according to the first aspect,
  • the resin supply nozzle is arranged to spray resin in parallel to a virtual plane defined by a plane orthogonal to the transfer direction of the liner.
  • a third aspect of the present invention is the filament winding apparatus according to the first aspect,
  • the resin supply nozzle is disposed so as to spray the resin toward the front side of the liner with respect to a virtual plane defined by a plane orthogonal to the transfer direction of the liner and intersecting the injection port.
  • a fourth aspect of the present invention is the filament winding apparatus according to the first aspect,
  • the resin supply nozzle is disposed so as to spray the resin in parallel or substantially parallel to the traveling direction of the fiber bundle just before being wound around the liner.
  • the resin supply nozzle is movable in a direction to advance and retreat with respect to the outer peripheral surface of the liner.
  • a sixth aspect of the present invention is the filament winding apparatus according to the first aspect,
  • the resin supply nozzle includes a first resin supply nozzle arranged on the front side with respect to the transfer direction of the liner and a second resin supply nozzle arranged on the rear side with respect to the transfer direction of the liner,
  • the first resin supply nozzle mainly sprays resin on the fiber bundle, and the second resin supply nozzle complementarily sprays resin on the fiber bundle.
  • a seventh aspect of the present invention is a filament winding device including a hoop winding device,
  • the hoop winding device rotates a fiber bundle with respect to a liner to be held, and a winding unit for winding the fiber bundle around the liner;
  • a resin impregnated portion in which a plurality of resin injection nozzles that spray resin before being wound around the liner with respect to the fiber bundle are arranged around the liner, and
  • the resin injection nozzle is disposed so as to spray resin toward a downstream side in the rotation direction of the fiber bundle with respect to a virtual line connecting the injection port and the axis of the liner.
  • An eighth aspect of the present invention is the filament winding apparatus according to the seventh aspect,
  • the resin-impregnated portion sprays a resin against a rotating fiber bundle by one or two or more of the plurality of resin spray nozzles, and the resin spray nozzle that sprays the resin Switching is performed in synchronization with the rotation of the fiber bundle of the winding portion.
  • a ninth aspect of the present invention is the filament winding apparatus according to the eighth aspect,
  • the resin impregnating unit stops spraying by the resin spray nozzle before switching after starting spraying by the resin spray nozzle after switching.
  • the scattering of the resin sprayed on the fiber bundle can be suppressed, and deterioration of the resin yield can be prevented.
  • the fiber bundle before being wound around the liner can be surely impregnated with the resin. Moreover, scattering of the resin sprayed on the fiber bundle can be suppressed, and deterioration of the resin yield can be prevented.
  • the fiber bundle before being wound around the liner can be reliably impregnated with the resin. Moreover, scattering of the resin sprayed on the fiber bundle can be suppressed, and deterioration of the resin yield can be prevented. Furthermore, since the sprayed resin flows along the outer peripheral surface of the liner, the fiber bundle after being wound around the liner can be further impregnated with the resin.
  • the resin can be surely impregnated by the fiber bundle before being wound around the liner. Moreover, scattering of the resin sprayed on the fiber bundle can be suppressed, and deterioration of the resin yield can be prevented. Furthermore, since the sprayed resin flows along the outer peripheral surface of the liner, the fiber bundle after being wound around the liner can be further impregnated with the resin.
  • the fiber bundle before being wound around the liner can be surely impregnated with the resin by appropriately adjusting the distance between the resin supply nozzle and the liner. Moreover, scattering of the resin sprayed on the fiber bundle can be suppressed, and deterioration of the resin yield can be prevented.
  • the first resin supply nozzle mainly sprays resin to the fiber bundle
  • the second resin supply nozzle complementarily sprays resin to the fiber bundle.
  • the resin can be surely impregnated even when the winding speed of the fiber bundle is changed.
  • the resin injection nozzle is arranged to spray the resin toward the downstream side in the rotation direction of the fiber bundle with respect to the imaginary line connecting the injection port and the axis of the liner. Therefore, the resin can be sprayed obliquely with respect to the liner. Thereby, scattering of the resin sprayed on the fiber bundle can be suppressed, and deterioration of the resin yield can be prevented.
  • the resin is sprayed on the fiber bundle by one or more resin spray nozzles, and the resin spray nozzle for spraying the resin is switched in synchronization with the rotation of the fiber bundle.
  • the fiber bundle can be impregnated without spraying useless resin.
  • the resin splashed by hitting the liner is caught in the resin spray ejected from the next resin injection nozzle and the scattering is suppressed, it is possible to prevent the resin yield from being deteriorated.
  • the ninth aspect of the present invention after spraying by the resin injection nozzle after switching is started, spraying from the resin injection nozzle on the upstream side is stopped in order to stop spraying by the resin injection nozzle before switching. Is trapped in the resin spray ejected from the downstream resin injection nozzle, and scattering is suppressed. Further, since the sprayed resin flows along the outer peripheral surface of the liner, it is possible to suppress the scattering of the resin and to prevent the yield of the resin from deteriorating.
  • disconnected in CC line of FIG. The figure which shows piping of the resin impregnation part.
  • FIG. 1 is a side view of a filament winding apparatus 1 according to the present invention.
  • An arrow A shown in the figure indicates the transfer direction of the liner 2.
  • the direction parallel to the transfer direction of the liner 2 is the front-rear direction of the liner 2 or the filament winding apparatus 1
  • the transfer direction of the liner 2 is the front side (left side in the figure), and the opposite side is the rear side (this figure). (Right side).
  • the liner 2 reciprocates in the front-rear direction of the filament winding apparatus 1, when the liner 2 is transferred to the side opposite to the transfer direction shown in FIG.
  • the filament winding apparatus 1 is an apparatus for winding a fiber bundle FA / FB impregnated with resin on the outer peripheral surface 2a of the liner 2 provided.
  • the filament winding apparatus 1 mainly includes a main base 10, a liner transfer device 20, a hoop winding device 30, and a helical winding device 40.
  • the liner 2 is a wound object in which the fiber bundle FA / FB is wound around the outer peripheral surface 2 a by the filament winding apparatus 1.
  • the liner 2 is a substantially cylindrical hollow container formed of, for example, a high-strength aluminum material or a polyamide-based resin.
  • the fiber bundle FA / FB is wound around the outer peripheral surface 2a of the liner 2 to improve the pressure resistance.
  • the liner 2 is a base material constituting the pressure vessel.
  • the main base 10 is a main structure of the filament winding apparatus 1.
  • a liner transfer device 20 is placed on the liner transfer device rail 11 provided on the upper portion of the main base 10 so as to be movable in the front-rear direction of the filament winding device 1.
  • a hoop winding device 30 is mounted on a hoop winding device rail 12 provided in parallel with the liner transfer device rail 11 so as to be movable in the front-rear direction of the filament winding device 1.
  • the liner transfer device 20 is a device that rotates the provided liner 2 and transfers the liner 2 in the front-rear direction of the filament winding device 1.
  • the liner transfer device 20 mainly includes a transfer device base 21, a transfer driving device (not shown), and a liner support portion 22.
  • the transfer device base 21 is a main structure of the liner transfer device 20. As described above, the liner transfer device 20 is placed on the liner transfer device rail 11 of the main base 10 and can be moved in the front-rear direction by the transfer drive device.
  • the transfer device base 21 is provided with a pair of liner support portions 22 in the front-rear direction, and the liner 2 is supported by the liner support portions 22.
  • the liner support portion 22 is mainly extended from the transfer device base 21 toward the upper side, and the liner support frame 23 is extended from the upper portion of the liner support frame 23 in the front-rear direction.
  • a rotating shaft portion 24 a rotating shaft portion 24.
  • the liners 2 attached to the respective rotary shaft portions 24 constituting the pair of liner support portions 22 by a chuck or the like are rotated in one direction by the rotary shaft portions 24.
  • the liner 2 is rotated so that the rotation axis of the liner 2 is parallel to the front-rear direction of the filament winding apparatus 1 and is transferred in the front-rear direction of the filament winding apparatus 1. .
  • the hoop winding device 30 is a device that performs so-called hoop winding in which the fiber bundle FA is wound around the outer peripheral surface 2a of the liner 2 so as to be substantially perpendicular to the front-rear direction of the filament winding device 1.
  • the hoop winding device 30 mainly includes a hoop winding device base 31, a transfer driving device (not shown), a rotation driving device 32, and a hoop winding device 33.
  • the hoop winding device base 31 is a main structure of the hoop winding device 30. As described above, the hoop winding device 30 is placed on the hoop winding device rail 12 of the main base 10 and can be moved in the front-rear direction by the transfer driving device.
  • the hoop winding device base 31 is provided with a rotation driving device 32 and a hoop winding device 33. The hoop winding device 33 is rotated by the rotation driving device 32 to wind the fiber bundle FA. It is.
  • the hoop winding device 33 mainly includes a winding table 36 that performs hoop winding, and a bobbin 37 that supplies the fiber bundle FA to the winding table 36.
  • the winding table 36 is a member in which a fiber supply guide 136 that guides the fiber bundle FA to the outer peripheral surface 2a of the liner 2 and a guide roller 137 that guides the fiber bundle FA to the fiber supply guide 136 are arranged (FIG. 10).
  • a fiber supply guide 136 and a guide roller 137 are arranged on the winding table 36, and a resin injection nozzle 141 (to be described later) applies resin to each fiber bundle FA guided by the fiber supply guide 136. Spray.
  • the fiber bundle FA impregnated with the resin in this manner is wound around the outer peripheral surface 2 a of the liner 2 by the hoop winding device 30 moving in the front-rear direction while rotating the winding table 36.
  • the helical winding device 40 is a device that performs so-called helical winding in which the fiber bundle FB is wound around the outer peripheral surface 2a of the liner 2 so as to have a predetermined angle with respect to the front-rear direction of the filament winding device 1.
  • the helical winding device 40 is mainly composed of a helical winding device base 41 and a helical winding device 42.
  • the helical winding device base 41 is a main structure of the helical winding device 40.
  • the helical winding device 40 is fixed to the main base 10.
  • the helical winding device base 41 is provided with a helical winding device 42, and the liner 2 provided in the liner transfer device 20 is transferred while being rotated, and passes through the helical winding device 42 so as to pass the fiber bundle.
  • the FB is wound.
  • the helical winding device 42 includes a helical winding head 43 that mainly performs helical winding and a bobbin (not shown) that supplies the fiber bundle FB to the helical winding head 43.
  • the helical winding head 43 includes a plurality of fiber supply guides 44 that guide the fiber bundle FB to the outer peripheral surface 2 a of the liner 2, and a plurality of resin supplies that spray resin onto the fiber bundle FB from the fiber supply guide 44 toward the liner 2. This is a member in which the nozzle 45 is disposed (see FIG. 2).
  • the helical winding head 43 is provided with the fiber supply guides 44 radially arranged so as to be at the same distance from the outer peripheral surface 2a of the liner 2 around the liner 2 in the orbit. Resin is sprayed from the resin supply nozzle 45 to each fiber bundle FB guided by the fiber supply guide 44. The fiber bundle FB impregnated with the resin in this way is wound around the outer peripheral surface 2a of the liner 2 as the liner 2 provided in the liner transfer device 20 is transferred while being rotated.
  • the helical winding device 40 of the filament winding apparatus 1 according to the present invention, the fiber supply guide 44 and the resin supply nozzle 45 constituting the helical winding device 40 will be described in detail with reference to FIGS.
  • FIG. 2 is a side view showing the configuration of the helical winding device 40 of the filament winding apparatus 1.
  • FIG. 3 is a side view showing the fiber supply guide 44 and the resin supply nozzle 45 constituting the helical winding device 40.
  • the helical winding device 40 includes the helical winding device base 41 that forms the main structure, and the helical winding device 42 that includes the helical winding head 43 and the like.
  • the fiber supply guide 44 provided in the helical winding head 43 guides the fiber bundle FB supplied from a bobbin (not shown) to the liner 2, and the resin supply nozzle 45 goes from the fiber supply guide 44 to the liner 2. Resin is sprayed on the fiber bundle FB.
  • the fiber supply guide 44 mainly includes a guide 50, a guide advance / retreat mechanism 60, and a guide rotation mechanism 70.
  • the guide 50 guides the fiber bundle FB supplied from the bobbin to the outer peripheral surface 2 a of the liner 2.
  • the guide 50 mainly includes a substantially tapered guide member 51 in which a guide path for the fiber bundle FB is formed, and a guide support member 52 having an L shape in side view through which the guide member 51 is inserted.
  • the guide member 51 is formed with a guide passage so as to penetrate from the inlet portion 51a on one side to the outlet portion 51b on the other side, and the fiber bundle FB supplied from the bobbin passes to the outer peripheral surface 2a of the liner 2. It is a guide.
  • the shape of the exit part 51b of the guide member 51 is formed in a substantially oval shape, and it is possible to supply the fiber bundle FB smoothly.
  • the guide support member 52 is provided with a taper-shaped through hole 52a, and the guide member 51 is inserted into the through hole 52a so that the guide support member 52 is rotatably supported with the axial direction as a central axis.
  • the fiber bundle FB supplied from the bobbin is guided to the guide member 51 supported by the guide support member 52 and is wound around the outer peripheral surface 2a of the liner 2.
  • the guide advance / retreat mechanism 60 is a mechanism for moving the guide 50 in a direction to advance / retreat with respect to the outer peripheral surface 2a of the liner 2.
  • the guide advancing / retracting mechanism 60 is mainly inserted through a through hole 52b provided in the guide support member 52 to make the guide support member 52 movable in the axial direction, and a guide for guiding the guide support member 52.
  • an annular groove cam 62 having a groove 62a.
  • the guide shaft 61 is provided in a direction in which its axial direction is perpendicular to the rotation axis of the liner 2, and both ends of the guide shaft 61 are arranged so as to be coaxial with the rotation axis of the liner 2. It is fixed to an annular member 46 having a C-shape as viewed.
  • the groove cam 62 is disposed so that the rotation axis thereof is coaxial with the rotation axis of the liner 2, and is provided in the recess 46 a of the annular member 46.
  • a guide groove 62a whose orbit changes in the radial direction with rotation is formed on one surface of the groove cam 62, and a guide support member is provided in the guide groove 62a so as to project parallel to the front-rear direction. 52 protrusions 52c are inserted.
  • the guide 50 can be moved in a direction that moves forward and backward with respect to the outer peripheral surface 2 a of the liner 2. That is, when the groove cam 62 is rotated according to the outer diameter of the liner 2, the guide support member 52 can be guided in the guide groove 62 a of the groove cam 62, and the guide 50 is moved in the axial direction of the guide shaft 61. It becomes possible.
  • the guide rotation mechanism 70 is a mechanism that rotates the guide member 51 around the axial direction of the guide member 51 as a central axis.
  • the guide rotation mechanism 70 is formed at one end of the transmission shaft 71 and a transmission shaft 71 that is inserted through a through-hole 52d provided in the guide support member 52 and is rotatably supported around the axial direction.
  • a substantially cylindrical socket 72 inserted through the spline shaft portion and an annular face gear 73 are configured.
  • the transmission shaft 71 is provided in parallel with the guide shaft 61 constituting the guide advance / retreat mechanism 60 in a direction in which the axial center direction is perpendicular to the rotation axis of the liner 2.
  • One end of the transmission shaft 71 is rotatably inserted into the through hole 52d of the guide support member 52, and the other end where the spline shaft portion is formed is inserted into the socket 72.
  • a drive gear 71 a is provided in the middle of the transmission shaft 71 so as to mesh with a driven gear 51 c provided at one end of the guide member 51.
  • the socket 72 has a spline hole formed in the axial direction thereof, and the spline shaft portion of the transmission shaft 71 is inserted into the spline hole as described above.
  • the socket 72 is rotatably supported by the annular member 46 disposed so as to be coaxial with the rotation axis of the liner 2 with the axial direction as the central axis.
  • the face gear 73 is disposed so that its rotation axis is coaxial with the rotation axis of the liner 2, and is rotatably fitted around the outer periphery of the annular member 46.
  • the gear portion of the face gear 73 is meshed with a driven gear 72 a provided at one end of the socket 72.
  • the guide member 51 can be rotated with the axial direction of the guide member 51 as the central axis. That is, when the face gear 73 is rotated, the guide member 51 can be rotated via the socket 72 and the transmission shaft 71, and even when the guide member 51 and the liner 2 are brought close to each other, the contact between the guide members 51 can be reduced. It is possible to avoid contact.
  • the resin supply nozzle 45 is mainly composed of a nozzle body portion 80 and a double tube nozzle portion 90.
  • the nozzle body 80 is a main structure of the resin supply nozzle 45, and is attached to the side of the guide support member 52 constituting the fiber supply guide 44 in the filament winding apparatus 1 according to the present invention. .
  • the nozzle body 80 is connected to an air tank or resin tank (not shown) via a valve or the like.
  • the double tube nozzle portion 90 is composed of a circular tube-shaped outer tube 91 and a circular tube-shaped inner tube 92 provided in the outer tube 91, and the liner member extends from the guide member 51 of the fiber supply guide 44. Resin is sprayed on the fiber bundle FB toward 2.
  • the outer pipe 91 constituting the double pipe nozzle section 90 is an air nozzle that ejects air supplied from an air tank
  • the inner pipe 92 is a resin nozzle that ejects resin supplied from the resin tank. That is, the air supplied from the air tank is ejected from the gap between the outer tube 91 and the inner tube 92, and the resin supplied from the resin tank is ejected from the inner tube 92.
  • the nozzle main body 80 is attached to the side of the guide support member 52. It is not limited to.
  • FIG. 5A is a front view showing resin spraying of the filament winding apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a side view thereof.
  • the arrow shown in the figure has shown the transfer direction of the liner 2, and the rotation direction.
  • the resin supply nozzle 45 that sprays the resin to the fiber bundle FB is more than the virtual line VL1 defined by a straight line connecting the injection port 45N of the resin supply nozzle 45 and the rotation axis of the liner 2. Downstream of the rotation direction (clockwise in the figure) of the liner 2 (see FIG. 5A) and parallel to a virtual plane VP defined by a plane orthogonal to the transfer direction of the liner 2 (see FIG. 5B). It is supposed to spray resin.
  • the fiber bundle FB guided from the guide member 51 of the fiber supply guide 44 to the liner 2 is rotated clockwise in a front view while the filament winding apparatus 1 is in a side view. Since the liner 2 transferred to the front side is wound around the outer peripheral surface 2a, the liner 2 is stretched on the downstream side in the rotation direction of the liner 2 and on the front side of the liner 2.
  • the fiber bundle FB stretched between the guide member 51 and the liner 2 passes through the resin spray RS formed by being ejected from the resin supply nozzle 45 and heads toward the liner 2. It is possible to satisfactorily impregnate the fiber bundle FB with resin (see FIG. 6B).
  • the resin spray RS collides with the outer peripheral surface 2a of the liner 2 to cause the resin to scatter, but as shown in FIG. 6B.
  • the resin spray RS that has reached the outer peripheral surface 2a of the liner 2 flows along the outer peripheral surface 2a, it is possible to suppress the scattering of the resin. Therefore, it is possible to prevent the yield from deteriorating due to the scattering of the resin.
  • FIG. 7A is a front view showing resin spraying of the filament winding apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B is a side view thereof.
  • the arrow shown in the figure has shown the transfer direction of the liner 2, and the rotation direction.
  • the resin supply nozzle 45 that sprays the resin to the fiber bundle FB is more than the virtual line VL1 defined by a straight line connecting the injection port 45N of the resin supply nozzle 45 and the rotation axis of the liner 2.
  • the downstream side of the rotation direction of the liner 2 (clockwise in the figure) (see FIG. 7A), and the liner 2 is more than the virtual plane VP defined by the plane orthogonal to the transfer direction of the liner 2 and intersecting the injection port 45N. Resin is sprayed toward the front side (see FIG. 7B).
  • the fiber bundle FB guided from the guide member 51 of the fiber supply guide 44 to the liner 2 is stretched downstream in the rotation direction of the liner 2 and on the front side of the liner 2.
  • the fiber bundle FB stretched between the guide member 51 and the liner 2 passes through the resin spray RS formed by being ejected from the resin supply nozzle 45 and heads toward the liner 2. It is possible to satisfactorily impregnate the fiber bundle FB with resin (see FIG. 8A).
  • the fiber bundle FB after being wound around the liner 2 can be further impregnated with resin.
  • the fiber bundle FB after being wound around the liner 2 can be impregnated with resin without unevenness.
  • the resin spraying direction is parallel or substantially parallel to the traveling direction of the fiber bundle FB before being wound around the liner 2. That is, it is possible to arrange the resin supply nozzle 45 so that the resin spray RS formed by jetting from the resin supply nozzle 45 is along the fiber bundle FB.
  • the fiber bundle FB passes along the resin spray RS and travels toward the liner 2, so that the resin can be more effectively impregnated. Further, since the resin spray RS can suppress the scattering of the resin due to the collision with the outer peripheral surface 2a of the liner 2, it is possible to prevent the yield of the resin from deteriorating. Furthermore, since the resin spray RS flows spirally toward the front side of the liner 2, the fiber bundle FB after being wound around the liner 2 can be impregnated with resin without unevenness.
  • the guide 50 can be moved in the direction of advancement / retraction with respect to the outer peripheral surface 2a of the liner 2 by the guide advance / retreat mechanism 60 constituting the fiber supply guide 44. (See FIG. 4).
  • the resin supply nozzle 45 that sprays the resin to the fiber bundle FB is attached to the side of the guide support member 52 that constitutes the guide 50, the resin supply nozzle 45 moves integrally with the guide 50. .
  • the distance between the resin supply nozzle 45 and the liner 2 can be adjusted appropriately, and the fiber bundle FB can be satisfactorily impregnated with resin. Is possible.
  • an actuator for changing the direction in which the resin is sprayed from the resin supply nozzle 45 is provided, and the direction in which the resin is sprayed can be appropriately adjusted according to the change in the outer diameter of the liner 2 and the winding angle of the fiber bundle FB. It is good also as a structure. Thereby, even when the outer diameter of the liner 2 or the winding angle of the fiber bundle FB changes, the resin can be stably sprayed on the fiber bundle FB, and the fiber bundle FB is impregnated with the resin. It is possible to perform well.
  • the helical winding heads 43 are provided in parallel in the front-rear direction of the filament winding apparatus 1 (see FIG. 2), from the resin supply nozzle 45 provided in each. It is also possible to spray resin at the same time.
  • the first resin supply nozzle 45 on the front side of the filament winding apparatus 1 mainly sprays the resin
  • the second resin supply nozzle 45 on the rear side of the filament winding apparatus 1 is complementary. It is good also as what sprays resin.
  • the fiber bundle FB can be satisfactorily impregnated with the resin.
  • FIG. 10 is a front view of the hoop winding device 30 as seen from the direction of arrow B in FIG. 11 is a cross-sectional view of the hoop winding device 30 cut along line CC in FIG.
  • the hoop winding device 30 is a device that performs so-called hoop winding in which the fiber bundle FA is wound around the outer peripheral surface 2a of the liner 2 so as to be substantially perpendicular to the front-rear direction of the filament winding device 1. .
  • the hoop winding device 30 has a winding part 34 and a resin impregnated part 35.
  • the winding unit 34 rotates the fiber bundle FA with respect to the liner 2, and winds the fiber bundle FA around the outer peripheral surface 2 a of the liner 2.
  • the winding table 36 constituting the winding unit 34 is supported rotatably with respect to the hoop winding device base 31.
  • the winding table 36 has a table main body 36A and an outer ring portion 36B.
  • a first insertion hole 36a through which the liner 2 can be inserted is formed in the table main body 36A.
  • the liner 2 is stopped in a state where the liner O is inserted so that its axis O coincides with the center of the first insertion hole 36a (the center of the winding table 36).
  • the table main body 36A includes a fiber supply guide 136 that guides the fiber bundle FA supplied from the bobbin 37 to the outer peripheral surface 2a of the liner 2, and a plurality of guide rollers 137 that guide the fiber bundle FA from the bobbin 37 to the fiber supply guide 136. , Is arranged.
  • the fiber supply guide 136 supplies a plurality of fiber bundles FA in parallel along the outer peripheral surface 2a of the liner 2 without a gap.
  • the tensor 138 applies a predetermined tension to each fiber bundle FA, and is arranged on the path of each fiber bundle FA.
  • the outer ring portion 36B is fixed to the side surface of the table main body 36A and is rotatably supported by the hoop winding device base 31 via a bearing (not shown).
  • the second insertion hole 31a through which the liner 2 can be inserted is formed in the hoop winding device base 31.
  • a third insertion hole 36c through which the liner 2 can be inserted is formed in the inner ring portion 36C.
  • the inner ring portion 36C is fixed to the side surface of the hoop winding device base 31 so that the third insertion hole 36c communicates with the second insertion hole 31a of the hoop winding device base 31.
  • the winding table 36 is rotatably supported with respect to the hoop winding device base 31 by the outer ring portion 36B being rotatably supported by the inner ring portion 36C.
  • a first pulley 36P is formed on the outer periphery of the outer ring portion 36B, and a belt 38 is wound around the second pulley 32P of the rotation drive device 32.
  • the winding table 36 is rotated by the rotation drive device 32, whereby the fiber bundle FA is wound.
  • FIG. 12 is a diagram showing the piping of the resin impregnated portion 35.
  • the resin impregnated portion 35 sprays the resin on the fiber bundle FA before being wound around the liner 2.
  • a plurality of resin injection nozzles 141 that spray resin are arranged radially inside the inner ring portion 36 ⁇ / b> C fixed to the hoop winding device base 31 so as to surround the periphery of the liner 2.
  • a resin supply pipe 142 and an air supply pipe 143 are connected to each resin injection nozzle 141.
  • the resin supply pipes 142 are connected to the resin tank 145 via electromagnetic open / close electromagnetic resin on / off valves 146, respectively.
  • the air supply pipes 143 are connected to the air tank 144 via electromagnetic open / close type electromagnetic air on / off valves 147, respectively.
  • the resin tank 145 and the air tank 144 are connected to the compressor 150 via a manual resin on-off valve 148 and an air on-off valve 149, respectively.
  • an electromagnetic resin on / off valve 146 for opening / closing the resin supply pipe 142 of each resin injection nozzle 141 and an electromagnetic air on / off valve 147 for opening / closing the air supply pipe 143 of each resin injection nozzle 141 are connected to the control unit 151. Yes.
  • the controller 151 generates a control signal for opening and closing each electromagnetic resin on-off valve 146 and each electromagnetic air on-off valve 147 individually.
  • the control unit 151 is connected to detection means (not shown) such as an encoder that detects a position such as a rotation angle of the winding table 36.
  • the controller 151 specifies the position of the fiber bundle FA wound around the liner 2 by detecting the position of the winding table 36 such as the rotation angle.
  • the control unit 151 selects one or more resin injection nozzles 141 that can spray resin on the fiber bundle FA at the specified position before being wound around the liner 2.
  • the control part 151 operates the electromagnetic resin on-off valve 146 and the electromagnetic air on-off valve 147 corresponding to the selected resin injection nozzle 141 in order to supply resin and air with respect to the selected resin injection nozzle 141.
  • control unit 151 specifies the position of the fiber bundle FA and operates the resin injection nozzle 141 corresponding to the position of the fiber bundle FA, thereby causing the resin injection nozzle 141 that sprays the resin to move to the fiber bundle FA. Switch in sync with the rotation.
  • the resin injection nozzle 141 is a double tube nozzle having an outer tube (not shown) and an inner tube (not shown).
  • the injection port 141N includes an opening portion of the outer tube and the inner tube.
  • the outer pipe is connected to the air supply pipe 143 and serves as an air nozzle that ejects air
  • the inner pipe is connected to the resin supply pipe 142 and serves as a resin nozzle that ejects resin. That is, the air supplied from the air tank 144 is ejected from the gap between the outer tube and the inner tube, and the resin supplied from the resin tank 145 is ejected from the inner tube.
  • the resin injection nozzle 141 can spray the resin against the fiber bundle FA from the fiber supply guide 136 toward the liner 2 even if the resin has a relatively high specific gravity and a high viscosity.
  • FIG. 13 is a diagram showing resin spraying by the hoop winding device 30.
  • the resin injection nozzle 141 is directed toward the downstream side in the rotation direction (clockwise direction) of the fiber bundle FA with respect to a virtual line VL2 connecting the injection port 141N and the axis O of the liner 2. It is arranged to spray resin. Since the fiber bundle FA guided from the fiber supply guide 136 to the liner 2 is wound around the outer peripheral surface 2a of the liner 2 while being rotated clockwise in a front view, the downstream side in the rotational direction of the winding table 36. It will be stretched toward.
  • the fiber bundle FA stretched between the fiber supply guide 136 and the liner 2 is directed toward the liner 2 along the resin spray RS formed by being ejected from the resin injection nozzle 141. Furthermore, it is possible to satisfactorily impregnate the fiber bundle FA with resin.
  • the fiber bundle FA is rotated by the rotation of the winding table 36, whereby the fiber bundle FA is wound around the outer peripheral surface 2 a of the stationary liner 2.
  • the control unit 151 specifies the position of the fiber bundle FA wound around the liner 2 and can spray the resin before the wire bundle FA is wound around the liner 2 on the fiber bundle FA at the specified position.
  • One or more nozzles 141 are selected.
  • the control part 151 operates the electromagnetic resin on-off valve 146 and the electromagnetic air on-off valve 147 corresponding to the selected resin injection nozzle 141.
  • the control unit 151 selects and operates the resin injection nozzle 141a with respect to the position of the fiber bundle FA.
  • the next resin injection nozzle 141b is selected and operated according to the rotation of the fiber bundle FA, and the resin injection nozzle 141a is stopped.
  • the next resin injection nozzle 141c is selected and operated, and the resin injection nozzle 141b is stopped.
  • control unit 151 specifies the position of the fiber bundle FA and operates the resin injection nozzle 141 corresponding to the position of the fiber bundle FA, thereby causing the resin injection nozzle 141 that sprays the resin to move to the fiber bundle FA. Switch in sync with the rotation.
  • the resin is sprayed on the fiber bundle FA by one or more resin spray nozzles 141, and the resin spray nozzle 141 that sprays the resin is switched in synchronization with the rotation of the fiber bundle FA.
  • the fiber bundle FA can be impregnated without spraying. Moreover, since the resin splashed upon the liner 2 is caught in the resin spray RS ejected from the next resin injection nozzle 141 and the scattering is suppressed, it is possible to prevent the yield of the resin from deteriorating.
  • the resin injection nozzle 141 in the present embodiment has a rotational direction of the fiber bundle FA (clockwise in the figure) with respect to a virtual line VL2 connecting the injection port 141N and the axis O of the liner 2. ),
  • the resin is sprayed obliquely with respect to the liner 2, and the resin spray RS flows along the outer peripheral surface 2a. For this reason, it is possible to suppress the scattering of the resin caused by the resin sprayed on the fiber bundle FA hitting the liner 2 and rebounding, and it is possible to prevent the yield of the resin from deteriorating.
  • the hoop winding device 30 switches the resin injection nozzle 141 in synchronization with the rotation of the fiber bundle FA guided by the fiber supply guide 136 and sprays the resin.
  • the fiber bundle FA impregnated with the resin is wound around the outer peripheral surface 2 a of the liner 2 by the hoop winding device 30 moving in the front-rear direction while rotating the winding table 36.
  • the filament winding apparatus 1 forms the first hoop winding layer by using the hoop winding apparatus 30, and then forms the second hoop winding layer by reversing the hoop winding apparatus 30. Furthermore, when forming the hoop winding layer, the hoop winding is performed a required number of times by reciprocating the hoop winding device 30.
  • FIG. 14 is another view showing resin spraying by the hoop winding device 30.
  • FIG. 14 is another view showing resin spraying by the hoop winding device 30.
  • the fiber bundle FA is rotated by the rotation of the winding table 36, whereby the fiber bundle FA is wound around the outer peripheral surface 2a of the stationary liner 2.
  • the control unit 151 specifies the position of the fiber bundle FA wound around the liner 2 and can inject the resin before the wire bundle FA is wound around the liner 2 to the fiber bundle FA at the specified position.
  • One or more nozzles 141 are selected.
  • the control part 151 operates the electromagnetic resin on-off valve 146 and the electromagnetic air on-off valve 147 corresponding to the selected resin injection nozzle 141.
  • FIG. in this embodiment, after starting the spray by the resin injection nozzle 141 after switching, the point which stops the spray by the resin injection nozzle 141 before switching differs.
  • the control unit 151 selects and operates the resin injection nozzle 141a with respect to the position of the fiber bundle FA.
  • the next resin injection nozzle 141b is selected and operated according to the rotation of the fiber bundle FA, but the resin injection nozzle 141a is also operated.
  • the next resin injection nozzle 141c is selected and operated, and the resin injection nozzle 141b is also operated. At this time, the resin injection nozzle 141a is stopped.
  • control unit 151 specifies the position of the fiber bundle FA and operates the resin injection nozzle 141 corresponding to the position of the fiber bundle FA, thereby causing the resin injection nozzle 141 that sprays the resin to move to the fiber bundle FA. Switch in sync with the rotation. And the control part 151 stops the spraying by the resin injection nozzle 141 before switching, after starting the spraying by the resin injection nozzle 141 after switching.
  • the spraying by the resin spray nozzle 141 after switching is started, the spraying by the resin spray nozzle 141 before switching is stopped, so that the resin spray RS sprayed from the upstream resin spray nozzle 141 is downstream. It is caught in resin spray RS ejected from the resin spray nozzle 141, and scattering is suppressed. Further, since the sprayed resin flows along the outer peripheral surface 2a of the liner 2, it is possible to suppress the scattering of the resin and to prevent the resin yield from being deteriorated.
  • the flow rate of the resin is the fastest immediately near the injection port 141N, and becomes slower as it goes away.
  • the resin spray RS near the injection port 141N of the downstream resin injection nozzle 141b is fast. For this reason, scattering of resin can be suppressed and it becomes possible to prevent the yield of resin from deteriorating.
  • the resin is basically ejected from two or more resin injection nozzles 141 at all times, the resin is supplied in a wider range along the fiber bundle FA, and uneven coating is difficult to occur at the time of switching. There is an advantage.
  • the fiber supply guide 136 supplies a plurality of fiber bundles FA in parallel along the outer peripheral surface 2 a of the liner 2 without gaps. You may supply to the outer peripheral surface 2a.
  • the resin injection nozzles 141 that spray resin are switched in synchronization with the rotation of the fiber bundle FA.
  • the present invention is applicable to the filament winding apparatus technology.

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Abstract

 ライナー2を回転させながら移送するとともに、ライナー2の軌道上の周囲に配置された繊維供給ガイド44により導かれる繊維束FBをライナー2の外周面2aに巻き付けていくフィラメントワインディング装置1において、ライナー2に巻き付けられる手前の繊維束FBに対して樹脂を吹付ける樹脂供給ノズル45を備え、樹脂供給ノズル45は、樹脂供給ノズル45の噴射口45Nとライナー2の回転軸とを結んだ直線により定義される仮想線VL1に対して、ライナー2の回転方向の下流側に向けて樹脂を吹付けるように配置した。

Description

フィラメントワインディング装置
 本発明は、フィラメントワインディング装置の技術に関する。より詳細には、フィラメントワインディング装置の繊維束に樹脂を含浸させる際の歩留りの悪化を防止する技術に関する。
 従来より、樹脂を含浸させた繊維束をライナーの外周面に巻き付けていくフィラメントワインディング装置が知られている。また、繊維束に樹脂を含浸させる方法として、繊維束を樹脂槽に浸漬させる方法(例えば特許文献1参照。)や、繊維束に対して樹脂を吹付ける方法(例えば特許文献2参照。)等が公知となっている。
 しかし、繊維束を樹脂槽に浸漬させる方法においては、浸漬後の繊維束を送り出すガイドローラ等に樹脂が付着するためにメンテナンスの頻度が増加するという問題点があった。一方、繊維束に対して樹脂を吹付ける方法においては、繊維束がライナーに巻き付けられる直前に樹脂を吹付けることによってガイドローラ等に樹脂が付着することを回避できるが、吹付けた樹脂が飛散することに起因した歩留りの悪化が問題とされていた。
特開平8-108487号公報 特開平9-262910号公報
 本発明は、繊維束に対して樹脂を吹付ける方法を用いたフィラメントワインディング装置において、樹脂が飛散することに起因した歩留りの悪化を防止することができる技術を提供することを目的としている。
 本発明の第一の態様は、ライナーを回転させながら移送するとともに、該ライナーの軌道上の周囲に配置された繊維供給ガイドにより導かれる繊維束を該ライナーの外周面に巻き付けていくフィラメントワインディング装置において、
 前記ライナーに巻き付けられる手前の前記繊維束に対して樹脂を吹付ける樹脂供給ノズルを備え、
 前記樹脂供給ノズルは、該樹脂供給ノズルの噴射口と前記ライナーの回転軸とを結んだ直線により定義される仮想線よりも前記ライナーの回転方向の下流側に向けて樹脂を吹付けるように配置される。
 本発明の第二の態様は、第一の態様におけるフィラメントワインディング装置において、
 前記樹脂供給ノズルは、前記ライナーの移送方向と直交する平面により定義される仮想平面に対して平行に樹脂を吹付けるように配置される。
 本発明の第三の態様は、第一の態様におけるフィラメントワインディング装置において、
 前記樹脂供給ノズルは、前記ライナーの移送方向と直交するとともに前記噴射口と交わる平面により定義される仮想平面よりも前記ライナーの前側に向けて樹脂を吹付けるように配置される。
 本発明の第四の態様は、第一の態様におけるフィラメントワインディング装置において、
 前記樹脂供給ノズルは、前記ライナーに巻き付けられる手前の前記繊維束の進行方向に対して平行又は略平行に樹脂を吹付けるように配置される。
 本発明の第五の態様は、第一の態様におけるフィラメントワインディング装置において、
 前記樹脂供給ノズルは、前記ライナーの外周面に対して進退する方向に移動自在とする。
 本発明の第六の態様は、第一の態様におけるフィラメントワインディング装置において、
 前記樹脂供給ノズルは、前記ライナーの移送方向に対して前側に配置される第一の樹脂供給ノズルと前記ライナーの移送方向に対して後側に配置される第二の樹脂供給ノズルとを含み、
 前記第一の樹脂供給ノズルが主として前記繊維束に対して樹脂を吹付け、前記第二の樹脂供給ノズルが補完的に前記繊維束に対して樹脂を吹付ける。
 本発明の第七の態様は、フープ巻き装置を備えたフィラメントワインディング装置であって、
 前記フープ巻き装置は、保持されるべきライナーに対して繊維束を回転させ、前記ライナーに繊維束を巻き付ける巻付部と、
 前記繊維束に対して前記ライナーに巻き付けられる手前で樹脂を吹付ける複数の樹脂噴射ノズルを前記ライナーの周囲に配置した樹脂含浸部と、を備え、
 前記樹脂噴射ノズルは、噴射口と前記ライナーの軸心とを結ぶ仮想線に対して、前記繊維束の回転方向の下流側に向けて樹脂を吹付けるように配置される。
 本発明の第八の態様は、第七の態様におけるフィラメントワインディング装置において、
 前記樹脂含浸部は、前記複数の樹脂噴射ノズルのうち、一又は二以上の前記樹脂噴射ノズルにより、回転する繊維束に対して樹脂を吹付けるものとし、前記樹脂を吹付ける樹脂噴射ノズルを前記巻付部の繊維束の回転に同期させて切り換える。
 本発明の第九の態様は、第八の態様におけるフィラメントワインディング装置において、
 前記樹脂含浸部は、前記切り替え後の樹脂噴射ノズルによる吹付けを開始した後に、前記切り換え前の樹脂噴射ノズルによる吹付けを停止する。
 本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
 本発明の第一の態様によれば、繊維束に対して吹付けられた樹脂の飛散を抑制することができて、樹脂の歩留りの悪化を防止することが可能となる。
 本発明の第二の態様によれば、ライナーに巻き付けられる手前の繊維束に確実に樹脂を含浸させることができる。また、繊維束に対して吹付けられた樹脂の飛散を抑制することができて、樹脂の歩留りの悪化を防止することが可能となる。
 本発明の第三の態様によれば、ライナーに巻き付けられる手前の繊維束に確実に樹脂を含浸させることができる。また、繊維束に対して吹付けられた樹脂の飛散を抑制することができて、樹脂の歩留りの悪化を防止することが可能となる。更に、吹付けられた樹脂がライナーの外周面を沿うようにして流れるために、ライナーに巻き付けられた後の繊維束に対して更に樹脂を含浸させることが可能となる。
 本発明の第四の態様によれば、ライナーに巻き付けられる手前の繊維束により確実に樹脂を含浸させることができる。また、繊維束に対して吹付けられた樹脂の飛散を抑制することができて、樹脂の歩留りの悪化を防止することが可能となる。更に、吹付けられた樹脂がライナーの外周面を沿うようにして流れるために、ライナーに巻き付けられた後の繊維束に対して更に樹脂を含浸させることが可能となる。
 本発明の第五の態様によれば、樹脂供給ノズルとライナーとの距離を適宜調整することでライナーに巻き付けられる手前の繊維束に確実に樹脂を含浸させることができる。また、繊維束に対して吹付けられた樹脂の飛散を抑制することができて、樹脂の歩留りの悪化を防止することが可能となる。
 本発明の第六の態様によれば、第一の樹脂供給ノズルが主として繊維束に対して樹脂を吹付け、第二の樹脂供給ノズルが補完的に繊維束に対して樹脂を吹付けることで、繊維束の巻き付け速度等の変化に対しても確実に樹脂を含浸させることが可能となる。
 本発明の第七の態様によれば、樹脂噴射ノズルは、噴射口とライナーの軸心とを結ぶ仮想線に対して繊維束の回転方向の下流側に向けて樹脂を吹付けるように配置されるため、ライナーに対して斜めに樹脂を吹付けることができる。これにより、繊維束に対して吹付けられた樹脂の飛散を抑制することができて、樹脂の歩留りの悪化を防止することが可能となる。
 本発明の第八の態様によれば、繊維束に対して一又は二以上の樹脂噴射ノズルによって樹脂を吹付けるものとし、樹脂を吹付ける樹脂噴射ノズルを繊維束の回転に同期させて切り換えるため、無駄な樹脂を吹付けることなく繊維束に含浸させることができる。また、ライナーに当たって飛散した樹脂は、次の樹脂噴射ノズルから噴出した樹脂噴霧に巻き込まれて飛散が抑制されるため、樹脂の歩留りの悪化を防止することが可能となる。
 本発明の第九の態様によれば、切り替え後の樹脂噴射ノズルによる吹付けを開始した後に、切り換え前の樹脂噴射ノズルによる吹付けを停止するため、上流側の樹脂噴射ノズルから噴出した樹脂噴霧は、下流側の樹脂噴射ノズルから噴出した樹脂噴霧に巻き込まれて飛散が抑制される。また、吹付けられた樹脂がライナーの外周面に沿うように流れるため、樹脂の飛散を抑制することができて、樹脂の歩留りの悪化を防止することが可能となる。
本発明に係るフィラメントワインディング装置の全体構成を示す図。 本発明に係るフィラメントワインディング装置を構成するヘリカル巻き装置を示す図。 ヘリカル巻き装置を構成する繊維供給ガイドならびに樹脂供給ノズルを示す図。 ライナーの外径に応じて繊維供給ガイドならびに樹脂供給ノズルを移動する動作を示す図。 (5A)本発明の第一実施形態に係るフィラメントワインディング装置の樹脂の吹付けを示す正面図。(5B)本発明の第一実施形態に係るフィラメントワインディング装置の樹脂の吹付けを示す側面図。 (6A)従来のフィラメントワインディング装置の樹脂噴霧を示す正面図。(6B)本発明の第一実施形態に係るフィラメントワインディング装置の樹脂噴霧を示す正面図。 (7A)本発明の第二実施形態に係るフィラメントワインディング装置の樹脂の吹付けを示す正面図。(7B)本発明の第二実施形態に係るフィラメントワインディング装置の樹脂の吹付けを示す側面図。 (8A)本発明の第二実施形態に係るフィラメントワインディング装置の樹脂噴霧を示す正面図。(8B)本発明の第二実施形態に係るフィラメントワインディング装置の樹脂噴霧を示す側面図。 繊維束に対して第二の樹脂供給ノズルが補完的に樹脂を吹付けることを示す図。 図1の矢印B方向から見たフープ巻き装置の正面図。 図10のC-C線において切断したフープ巻き装置の断面図。 樹脂含浸部の配管を示す図。 フープ巻き装置による樹脂の吹付けを示す一の図。 フープ巻き装置による樹脂の吹付けを示す他の図。
 1        フィラメントワインディング装置
 2        ライナー
 2a       外周面
 10       主基台
 20       ライナー移送装置
 30       フープ巻き装置
 33       フープ巻き掛け装置
 34       巻付部
 35       樹脂含浸部
 40       ヘリカル巻き装置
 42       ヘリカル巻き掛け装置
 43       ヘリカル巻きヘッド
 44       繊維供給ガイド
 45       樹脂供給ノズル
 45N      噴射口
 50       ガイド
 51       ガイド部材
 52       ガイド支持部材
 60       ガイド進退機構
 61       ガイド軸
 62       溝カム
 62a      案内溝
 70       ガイド回転機構
 71       伝達軸
 72       ソケット
 73       フェースギヤ
 80       ノズル本体部
 90       二重管ノズル部
 91       外管
 92       内管
 141      樹脂噴射ノズル
 141N     噴射口
 FA       繊維束
 FB       繊維束
 RS       樹脂噴霧
 VL1      仮想線
 VL2      仮想線
 VP       仮想平面
 次に、発明の実施の形態を説明する。
 まず、図1を用いて本発明に係るフィラメントワインディング装置1の全体構成について説明する。
 図1は、本発明に係るフィラメントワインディング装置1の側面図である。図中に示す矢印Aは、ライナー2の移送方向を示している。ここで、ライナー2の移送方向と平行となる方向をライナー2若しくはフィラメントワインディング装置1の前後方向とし、ライナー2が移送される方向を前側(本図左側)、その反対側を後側(本図右側)と定義する。なお、ライナー2は、フィラメントワインディング装置1の前後方向に往復動するものであるため、図1に示す移送方向と反対側に移送される場合には、前後方向が反対向きとなる。
 フィラメントワインディング装置1は、備え付けられたライナー2の外周面2aに樹脂を含浸させた繊維束FA・FBを巻き付けていく装置である。フィラメントワインディング装置1は、主に主基台10と、ライナー移送装置20と、フープ巻き装置30と、ヘリカル巻き装置40と、から構成される。
 ライナー2は、フィラメントワインディング装置1によって、外周面2aに繊維束FA・FBが巻き付けられる被巻回物である。ライナー2は、例えば高強度アルミニウム材やポリアミド系樹脂等によって形成された略円筒形状の中空容器とされ、該ライナー2の外周面2aに繊維束FA・FBが巻き付けられることによって耐圧特性の向上が図られる。つまり、ライナー2は、耐圧容器を構成する基材とされる。
 主基台10は、フィラメントワインディング装置1の主たる構造体をなすものである。そして、主基台10の上部に設けられたライナー移送装置用レール11には、ライナー移送装置20がフィラメントワインディング装置1の前後方向に移動可能に載置されている。また、ライナー移送装置用レール11と平行するように設けられたフープ巻き装置用レール12には、フープ巻き装置30がフィラメントワインディング装置1の前後方向に移動可能に載置されている。
 ライナー移送装置20は、備え付けられたライナー2を回転させるとともに、該ライナー2をフィラメントワインディング装置1の前後方向に移送する装置である。ライナー移送装置20は、主に移送装置基台21と、図示しない移送用駆動装置と、ライナー支持部22と、から構成される。
 移送装置基台21は、ライナー移送装置20の主たる構造体をなすものである。上述したように、ライナー移送装置20は、主基台10のライナー移送装置用レール11に載置されて移送用駆動装置によって前後方向に移動可能とされる。移送装置基台21には、前後方向に一対のライナー支持部22が設けられており、該ライナー支持部22によってライナー2が支持されることとなる。
 具体的には、ライナー支持部22は、主に移送装置基台21から上方に向けて延設されたライナー支持フレーム23と、該ライナー支持フレーム23の上部から前後方向に向けて延設された回転軸部24と、で構成される。そして、一対のライナー支持部22を構成するそれぞれの回転軸部24にチャック等によって取り付けられたライナー2は、回転軸部24によって一方向に回転されることとなる。
 このような構成により、ライナー2は、該ライナー2の回転軸がフィラメントワインディング装置1の前後方向に対して平行となるように回転されるとともに、フィラメントワインディング装置1の前後方向に移送されるのである。
 フープ巻き装置30は、フィラメントワインディング装置1の前後方向に対して略垂直となるようにライナー2の外周面2aに繊維束FAを巻き付けていく、いわゆるフープ巻きを行なう装置である。フープ巻き装置30は、主にフープ巻き装置基台31と、図示しない移送用駆動装置と、回転用駆動装置32と、フープ巻き掛け装置33と、から構成される。
 フープ巻き装置基台31は、フープ巻き装置30の主たる構造体をなすものである。上述したように、フープ巻き装置30は、主基台10のフープ巻き装置用レール12に載置されて移送用駆動装置によって前後方向に移動可能とされる。フープ巻き装置基台31には、回転用駆動装置32ならびにフープ巻き掛け装置33が設けられており、回転用駆動装置32によりフープ巻き掛け装置33が回転されることによって繊維束FAの巻き付けが行なわれる。
 具体的には、フープ巻き掛け装置33は、主にフープ巻きを行なう巻き掛けテーブル36と、該巻き掛けテーブル36に繊維束FAの供給を行なうボビン37と、で構成される。巻き掛けテーブル36は、ライナー2の外周面2aに繊維束FAを導く繊維供給ガイド136と、該繊維供給ガイド136に繊維束FAを案内するガイドローラ137と、が配置された部材である(図10参照。)。
 詳細に説明すると、巻き掛けテーブル36には、繊維供給ガイド136やガイドローラ137が配置されており、該繊維供給ガイド136により導かれるそれぞれの繊維束FAに対して後述する樹脂噴射ノズル141から樹脂を吹付ける。そして、このようにして樹脂が含浸された繊維束FAは、フープ巻き装置30が巻き掛けテーブル36を回転させながら前後方向に移動することによってライナー2の外周面2aに巻き付けられていくのである。
 ヘリカル巻き装置40は、フィラメントワインディング装置1の前後方向に対して所定の角度となるようにライナー2の外周面2aに繊維束FBを巻き付けていく、いわゆるヘリカル巻きを行なう装置である。ヘリカル巻き装置40は、主にヘリカル巻き装置基台41と、ヘリカル巻き掛け装置42と、から構成される。
 ヘリカル巻き装置基台41は、ヘリカル巻き装置40の主たる構造体をなすものである。ヘリカル巻き装置40は、主基台10に固設されている。ヘリカル巻き装置基台41には、ヘリカル巻き掛け装置42が設けられており、ライナー移送装置20に備え付けられたライナー2が回転されながら移送されて、ヘリカル巻き掛け装置42を通過することによって繊維束FBの巻き付けが行なわれる。
 具体的には、ヘリカル巻き掛け装置42は、主にヘリカル巻きを行なうヘリカル巻きヘッド43と、該ヘリカル巻きヘッド43に繊維束FBの供給を行なう図示しないボビンと、で構成される。ヘリカル巻きヘッド43は、ライナー2の外周面2aに繊維束FBを導く複数の繊維供給ガイド44と、該繊維供給ガイド44からライナー2へ向かう繊維束FBに対して樹脂を吹付ける複数の樹脂供給ノズル45とが配置された部材である(図2参照。)。
 詳細に説明すると、ヘリカル巻きヘッド43には、ライナー2の軌道上の周囲であって該ライナー2の外周面2aから互いに等しい距離となるように繊維供給ガイド44が放射状に配置されており、これらの繊維供給ガイド44により導かれるそれぞれの繊維束FBに対して樹脂供給ノズル45から樹脂を吹付ける。そして、このようにして樹脂が含浸された繊維束FBは、ライナー移送装置20に備え付けられたライナー2が回転されながら移送されることによって該ライナー2の外周面2aに巻き付けられていくのである。
 図2、図3を用いて本発明に係るフィラメントワインディング装置1のヘリカル巻き装置40と、該ヘリカル巻き装置40を構成する繊維供給ガイド44ならびに樹脂供給ノズル45について詳細に説明する。
 図2は、フィラメントワインディング装置1のヘリカル巻き装置40の構成を示す側面図である。図3は、ヘリカル巻き装置40を構成する繊維供給ガイド44ならびに樹脂供給ノズル45を示す側面図である。
 上述したように、ヘリカル巻き装置40は、主たる構造体をなすヘリカル巻き装置基台41と、ヘリカル巻きヘッド43等からなるヘリカル巻き掛け装置42と、から構成される。そして、ヘリカル巻きヘッド43に設けられた繊維供給ガイド44は、図示しないボビンから供給された繊維束FBをライナー2へ導くものとされ、樹脂供給ノズル45は、繊維供給ガイド44からライナー2へ向かう繊維束FBに対して樹脂を吹付けるものとされる。
 図2、図3を用いて繊維供給ガイド44について詳細に説明する。繊維供給ガイド44は、主にガイド50と、ガイド進退機構60と、ガイド回転機構70と、から構成される。
 ガイド50は、ボビンから供給された繊維束FBをライナー2の外周面2aまで導くものである。ガイド50は、主に繊維束FBの案内通路が形成された略テーパ形状のガイド部材51と、該ガイド部材51が挿通される側面視L字形状のガイド支持部材52と、で構成される。
 ガイド部材51は、その一側である入口部51aから他側である出口部51bまで貫通するように案内通路が形成されており、ボビンから供給された繊維束FBをライナー2の外周面2aまで導くものである。なお、ガイド部材51は、その出口部51bの形状が略長円形状に形成されており、繊維束FBを円滑に供給することを可能としている。
 ガイド支持部材52は、テーパ形状の貫通穴52aが設けられており、該貫通穴52aにガイド部材51を挿通させることによって、その軸心方向を中心軸として回転自在に支持するものである。
 このような構成により、ボビンから供給された繊維束FBは、ガイド支持部材52に支持されたガイド部材51に導かれてライナー2の外周面2aに巻き付けられていくのである。
 ガイド進退機構60は、ライナー2の外周面2aに対して進退する方向にガイド50を移動させる機構である。ガイド進退機構60は、主にガイド支持部材52に設けられた貫通穴52bに挿通されて該ガイド支持部材52を軸心方向に移動自在とするガイド軸61と、ガイド支持部材52を案内する案内溝62aが穿設された環状の溝カム62と、で構成される。
 ガイド軸61は、その軸心方向がライナー2の回転軸に対して垂直となる方向に設けられており、該ガイド軸61の両端はライナー2の回転軸と同軸となるように配置された断面視C字形状の環状部材46に固設されている。
 溝カム62は、その回転軸がライナー2の回転軸と同軸となるように配置され、環状部材46の凹部46aに内設されている。そして、溝カム62の一面には回転に伴って径方向に軌道が変化する案内溝62aが穿設されており、該案内溝62aには前後方向に対して平行に突設されたガイド支持部材52の突出部52cが挿入されている。
 このような構成により、図4に示すように、ライナー2の外周面2aに対して進退する方向にガイド50を移動させることが可能となる。つまり、ライナー2の外径に応じて溝カム62を回転すると、該溝カム62の案内溝62aにガイド支持部材52を案内させることができ、ガイド50をガイド軸61の軸心方向に移動させることが可能となるのである。
 ガイド回転機構70は、ガイド部材51の軸心方向を中心軸として該ガイド部材51を回転させる機構である。ガイド回転機構70は、主にガイド支持部材52に設けられた貫通穴52dに挿通されて軸心方向を中心軸として回転可能に支持された伝達軸71と、該伝達軸71の一端部に形成されたスプライン軸部により挿通される略円筒形状のソケット72と、環状のフェースギヤ73と、で構成される。
 伝達軸71は、その軸心方向がライナー2の回転軸に対して垂直となる方向であってガイド進退機構60を構成するガイド軸61と平行に設けられている。そして、伝達軸71の一端はガイド支持部材52の貫通穴52dに回転自在に挿通され、スプライン軸部が形成された他端はソケット72に挿通されている。また、伝達軸71の中途部にはガイド部材51の一端部に設けられたドリブンギヤ51cと噛合するようにドライブギヤ71aが設けられている。
 ソケット72は、その軸心方向にスプライン穴が形成されており、該スプライン穴には上述したように伝達軸71のスプライン軸部が挿通される。そして、ソケット72は、ライナー2の回転軸と同軸となるように配置された環状部材46にその軸心方向を中心軸として回転自在に支持されている。
 フェースギヤ73は、その回転軸がライナー2の回転軸と同軸となるように配置され、環状部材46の外周に回転自在に外嵌されている。そして、フェースギヤ73のギヤ部はソケット72の一端部に設けられたドリブンギヤ72aと噛合される。
 このような構成により、ガイド部材51の軸心方向を中心軸として該ガイド部材51を回転させることが可能となる。つまり、フェースギヤ73を回転すると、ソケット72や伝達軸71を介してガイド部材51を回転させることができ、ガイド部材51とライナー2とを近接させた場合であってもガイド部材51同士の当接を回避することが可能となるのである。
 次に、図2、図3を用いて樹脂供給ノズル45について詳細に説明する。樹脂供給ノズル45は、主にノズル本体部80と、二重管ノズル部90と、で構成される。
 ノズル本体部80は、樹脂供給ノズル45の主たる構造体をなすものであり、本発明に係るフィラメントワインディング装置1においては、繊維供給ガイド44を構成するガイド支持部材52の側方に取り付けられている。そして、ノズル本体部80は、図示しない空気タンクや樹脂タンクとバルブ等を介して接続される。
 二重管ノズル部90は、円管形状の外管91と、該外管91に内設された円管形状の内管92と、から構成されて、繊維供給ガイド44のガイド部材51からライナー2へ向かう繊維束FBに対して樹脂を吹付ける。
 二重管ノズル部90を構成する外管91は、空気タンクから供給された空気を噴出させるエアノズルとされ、内管92は、樹脂タンクから供給された樹脂を噴出させる樹脂ノズルとされる。つまり、空気タンクから供給された空気は、外管91と内管92との隙間から噴出し、樹脂タンクから供給された樹脂は、内管92から噴出するものとされる。
 このような構成により、比較的に比重が大きく粘度が高い樹脂であっても空気噴流によって安定して噴出させることが可能となる。従って、ライナー2へ向かう繊維束FBに対して樹脂を吹付けることを可能とするとともに、樹脂供給ノズル45の樹脂吹付け特性に及ぼす重力の影響を低減させることが可能となるのである。
 なお、本発明に係るフィラメントワインディング装置1においては、ノズル本体部80がガイド支持部材52の側方に取り付けられるものとしているが、ガイド50と一体となって移動可能であれば取り付け位置について、これに限定するものではない。
 以上のような構成のフィラメントワインディング装置1において、ヘリカル巻き装置40が樹脂の歩留りの悪化を防止することができる理由について説明する。
 図5Aは、本発明の第一実施形態に係るフィラメントワインディング装置1の樹脂の吹付けを示す正面図である。図5Bは、その側面図である。なお、図中に示す矢印はライナー2の移送方向ならびに回転方向を示している。
 本実施形態において、繊維束FBに対して樹脂を吹付ける樹脂供給ノズル45は、該樹脂供給ノズル45の噴射口45Nとライナー2の回転軸とを結んだ直線により定義される仮想線VL1よりもライナー2の回転方向(図示時計方向)の下流側に(図5A参照。)、且つ、ライナー2の移送方向と直交する平面により定義される仮想平面VPに対して平行に(図5B参照。)樹脂を吹付けるものとされる。
 また、図5A、図5Bに示すように、繊維供給ガイド44のガイド部材51からライナー2へ導かれる繊維束FBは、正面視にて時計方向に回転されながら側面視にてフィラメントワインディング装置1の前側に移送されるライナー2によって、その外周面2aに巻き付けられるために、ライナー2の回転方向の下流側、且つ、ライナー2の前側へ張架されることとなる。
 このため、ガイド部材51とライナー2との間で張架された繊維束FBは、樹脂供給ノズル45から噴出して形成される樹脂噴霧RSを通過してライナー2へ向かうこととなるために、繊維束FBへの樹脂の含浸を良好に行なうことが可能となる(図6B参照。)。
 また、図6Aに示すように、従来の樹脂の吹付けの態様においては、樹脂噴霧RSがライナー2の外周面2aと衝突することによって樹脂の飛散を生じていたが、図6Bに示すように、本実施形態に係るフィラメントワインディング装置1においては、ライナー2の外周面2aに達した樹脂噴霧RSが、その後、外周面2aに沿って流れるために樹脂の飛散を抑制することが可能となる。従って、樹脂の飛散に起因した歩留りの悪化を防止することが可能となるのである。
 図7Aは、本発明の第二実施形態に係るフィラメントワインディング装置1の樹脂の吹付けを示す正面図である。図7Bは、その側面図である。なお、図中に示す矢印はライナー2の移送方向ならびに回転方向を示している。
 本実施形態において、繊維束FBに対して樹脂を吹付ける樹脂供給ノズル45は、該樹脂供給ノズル45の噴射口45Nとライナー2の回転軸とを結んだ直線により定義される仮想線VL1よりもライナー2の回転方向(図示時計方向)の下流側に(図7A参照。)、且つ、ライナー2の移送方向と直交するとともに噴射口45Nと交わる平面により定義される仮想平面VPよりもライナー2の前側に向けて(図7B参照。)樹脂を吹付けるものとされる。
 また、上述したように、繊維供給ガイド44のガイド部材51からライナー2へ導かれる繊維束FBは、ライナー2の回転方向の下流側、且つ、ライナー2の前側へ張架されることとなる。
 このため、ガイド部材51とライナー2との間で張架された繊維束FBは、樹脂供給ノズル45から噴出して形成される樹脂噴霧RSを通過してライナー2へ向かうこととなるために、繊維束FBへの樹脂の含浸を良好に行なうことが可能となる(図8A参照。)。
 そして、図8A、図8Bに示すように、ライナー2の外周面2aに達した樹脂噴霧RSは、その後、外周面2aに沿って流れるために、樹脂噴霧RSがライナー2の外周面2aと衝突することによる樹脂の飛散を抑制することが可能となる。従って、樹脂の飛散に起因した歩留りの悪化を防止することが可能となるのである。
 また、ライナー2の外周面2aを沿うようにして流れる樹脂噴霧RSは、ライナー2の回転によって生じる随伴気流(図8A破線矢印参照。)によってライナー2の前側に向けて螺旋状に流れるために(図8B破線矢印参照。)、ライナー2に巻き付けられた後の繊維束FBに対して更に樹脂を含浸させることが可能となる。
 このとき、放射状に配置された複数の樹脂供給ノズル45から噴出して形成されるそれぞれの樹脂噴霧RSは、互いの樹脂噴霧RSの流れを阻害することなく協調して螺旋状に流れるために、ライナー2に巻き付けられた後の繊維束FBに対してムラ無く樹脂を含浸させることが可能となるのである。
 なお、本発明に係るフィラメントワインディング装置1における樹脂の吹付けの一態様として、樹脂の吹付け方向がライナー2に巻き付けられる手前の繊維束FBの進行方向に対して平行又は略平行となるように、即ち、樹脂供給ノズル45から噴出して形成される樹脂噴霧RSが繊維束FBに沿うように樹脂供給ノズル45を配置することが挙げられる。
 こうすることで、繊維束FBは、樹脂噴霧RSを沿うように通過してライナー2へ向かうこととなるために、樹脂の含浸をより良好に行なうことが可能となる。また、樹脂噴霧RSがライナー2の外周面2aと衝突することによる樹脂の飛散を抑制できるために、樹脂の歩留りの悪化を防止することが可能となる。更に、樹脂噴霧RSがライナー2の前側に向けて螺旋状に流れるために、ライナー2に巻き付けられた後の繊維束FBに対してムラ無く樹脂を含浸させることが可能となる。
 次に、本発明に係るフィラメントワインディング装置1において、ライナー2の外径が変化する場合における樹脂の吹付けの態様について説明する。
 上述したように、本発明に係るフィラメントワインディング装置1においては、繊維供給ガイド44を構成するガイド進退機構60によって、ライナー2の外周面2aに対して進退する方向にガイド50を移動させることが可能とされる(図4参照。)。
 これは、ライナー2における繊維束FBの巻き付け位置において、該ライナー2の外径が変化すると外周面2aとガイド部材51との距離が変化して繊維束FBの張力に影響を与える可能性があるために、ガイド50を移動させることによって張力の安定を図ったものである。
 また、繊維束FBに対して樹脂を吹付ける樹脂供給ノズル45は、ガイド50を構成するガイド支持部材52の側方に取り付けられているために、ガイド50と一体となって移動することとなる。
 これにより、ライナー2の外径が変化する場合であっても、樹脂供給ノズル45とライナー2との距離を適宜に調整することが可能となり、繊維束FBへの樹脂の含浸を良好に行なうことが可能となる。
 なお、例えば樹脂供給ノズル45の樹脂を吹付ける方向を変化させるアクチュエータを備えて、ライナー2の外径の変化や繊維束FBの巻き付け角度に応じて樹脂を吹付ける方向を適宜に調節可能とする構成としても良い。これにより、ライナー2の外径や繊維束FBの巻き付け角度が変化する場合であっても、繊維束FBに対して安定して樹脂を吹付けることができ、繊維束FBへの樹脂の含浸を良好に行なうことが可能となる。
 更に、本発明に係るフィラメントワインディング装置1においては、ヘリカル巻きヘッド43がフィラメントワインディング装置1の前後方向に並列に設けられているために(図2参照。)、それぞれに備えられる樹脂供給ノズル45から同時に樹脂を吹付けることも可能とされる。
 また、図9に示すように、フィラメントワインディング装置1の前側となる第一の樹脂供給ノズル45が主として樹脂を吹付け、フィラメントワインディング装置1の後側となる第二の樹脂供給ノズル45が補完的に樹脂を吹付けるものとしても良い。
 これは、ライナー移送装置20によって回転されるライナー2の回転速度は常に一定とされるために、ライナー2の外径やライナー2の送り速度が変化することに伴って繊維束FBの巻き付け速度が変化した場合には樹脂の吹付け量を適宜に調量する必要があるためである。
 これにより、例えば繊維束FBの巻き付け速度が上昇した場合においては、第二の樹脂供給ノズル45によって補完的に樹脂の吹付けを行ない、繊維束FBの巻き付け速度が低下した場合においては、第二の樹脂供給ノズル45による樹脂の吹付けを停止することで、繊維束FBへの樹脂の含浸を良好に行なうことが可能となる。
 次に、本フィラメントワインディング装置1において、フープ巻き装置30が樹脂の歩留りの悪化を防止することができる理由について説明する。
 図10は、図1の矢印B方向から見たフープ巻き装置30の正面図である。図11は、図10のC-C線において切断したフープ巻き装置30の断面図である。
 上述したように、フープ巻き装置30は、フィラメントワインディング装置1の前後方向に対して略垂直となるようにライナー2の外周面2aに繊維束FAを巻き付けていく、いわゆるフープ巻きを行なう装置である。フープ巻き装置30は、巻付部34と樹脂含浸部35を有している。
 巻付部34は、ライナー2に対して繊維束FAを回転させて、該ライナー2の外周面2aに繊維束FAを巻き付ける。巻付部34を構成する巻き掛けテーブル36は、フープ巻き装置基台31に対して回転自在に支持されている。巻き掛けテーブル36は、テーブル主体36Aと外輪部36Bを有している。
 テーブル主体36Aには、ライナー2が挿通しうる第一挿通穴36aが形成されている。そして、ライナー2は、その軸心Oが第一挿通穴36aの中心(巻き掛けテーブル36の中心)と一致するように挿通した状態で停止される。テーブル主体36Aには、ボビン37から供給される繊維束FAをライナー2の外周面2aに導く繊維供給ガイド136と、ボビン37から繊維供給ガイド136に繊維束FAを案内する複数のガイドローラ137と、が配置されている。
 繊維供給ガイド136は、複数本の繊維束FAをライナー2の外周面2aに沿って隙間なく平行に供給する。テンサー138は、各繊維束FAに所定の張力を付与するものであり、各繊維束FAの経路上に配置されている。外輪部36Bは、テーブル主体36Aの側面に固定されており、フープ巻き装置基台31に対して軸受け(図示せず)を介して回転自在に支持されている。
 フープ巻き装置基台31には、ライナー2が挿通しうる第二挿通穴31aが形成されている。内輪部36Cには、ライナー2が挿通しうる第三挿通穴36cが形成されている。そして、内輪部36Cは、第三挿通穴36cがフープ巻き装置基台31の第二挿通穴31aに連通するように、フープ巻き装置基台31の側面に固定されている。
 巻き掛けテーブル36は、外輪部36Bが内輪部36Cに回転自在に支持されることによってフープ巻き装置基台31に対して回転自在に支持される。外輪部36Bの外周部には、第一プーリ36Pが形成されて、回転用駆動装置32の第二プーリ32Pとの間にベルト38が掛け回されている。こうして、回転用駆動装置32によって巻き掛けテーブル36が回転することで繊維束FAの巻き付けが行なわれる。
 図12は、樹脂含浸部35の配管を示す図である。
 樹脂含浸部35は、ライナー2に巻き付けられる手前で繊維束FAに対して樹脂を吹付ける。図11に示すように、フープ巻き装置基台31に固定された内輪部36Cの内側には、樹脂を吹付ける複数の樹脂噴射ノズル141がライナー2の周囲を取り囲むように、放射状に配置されている。
 図12に示すように、各樹脂噴射ノズル141には、樹脂供給管142と空気供給管143が接続されている。樹脂供給管142は、各々電磁開閉式の電磁樹脂開閉弁146を介して樹脂タンク145に接続されている。空気供給管143は、各々電磁開閉式の電磁空気開閉弁147を介して空気タンク144に接続されている。樹脂タンク145と空気タンク144は、それぞれ手動式の樹脂開閉弁148や空気開閉弁149を介してコンプレッサー150に接続されている。
 更に、各樹脂噴射ノズル141の樹脂供給管142の開閉を行なう電磁樹脂開閉弁146と各樹脂噴射ノズル141の空気供給管143の開閉を行なう電磁空気開閉弁147は、制御部151に接続されている。制御部151は、各電磁樹脂開閉弁146と各電磁空気開閉弁147を個別に作動させて開閉させる制御信号を形成する。また、制御部151には、巻き掛けテーブル36の回転角度等の位置を検出するエンコーダ等の検出手段(図示せず)が接続されている。
 制御部151は、巻き掛けテーブル36の回転角度等の位置が検出されることにより、ライナー2に巻き付けられる繊維束FAの位置を特定する。また、制御部151は、特定された位置にある繊維束FAに対し、ライナー2に巻き付ける手前で樹脂を吹付けることのできる樹脂噴射ノズル141を一又は二以上選択する。そして、制御部151は、選択した樹脂噴射ノズル141に対して樹脂と空気を供給するため、選択した樹脂噴射ノズル141に対応する電磁樹脂開閉弁146と電磁空気開閉弁147を作動させる。
 このようにして、制御部151は、繊維束FAの位置を特定するとともに、繊維束FAの位置に対応する樹脂噴射ノズル141を作動させることにより、樹脂を吹付ける樹脂噴射ノズル141を繊維束FAの回転に同期させて切り換える。
 樹脂噴射ノズル141は、外管(図示せず)と内管(図示せず)を有する二重管ノズルである。噴射口141Nは、外管と内管の開口部から構成される。外管は、空気供給管143に接続されて空気を噴出させるエアノズルとされ、内管は、樹脂供給管142に接続されて樹脂を噴出させる樹脂ノズルとされる。つまり、空気タンク144から供給された空気は、外管と内管との隙間から噴出し、樹脂タンク145から供給された樹脂は、内管から噴出する。
 このような構成により、樹脂噴射ノズル141は、比較的に比重が大きく粘度が高い樹脂であっても、繊維供給ガイド136からライナー2へ向かう繊維束FAに対して樹脂を吹付けることができる。
 図13は、フープ巻き装置30による樹脂の吹付けを示す一の図である。
 図13に示すように、樹脂噴射ノズル141は、噴射口141Nとライナー2の軸心Oとを結ぶ仮想線VL2に対して、繊維束FAの回転方向(図示時計方向)の下流側に向けて樹脂を吹付けるように配置されている。なお、繊維供給ガイド136からライナー2へ導かれる繊維束FAは、正面視にて時計方向に回転されながら、ライナー2の外周面2aに巻き付けられるために、巻き掛けテーブル36の回転方向の下流側に向けて張架されることとなる。
 このため、繊維供給ガイド136とライナー2との間で張架された繊維束FAは、樹脂噴射ノズル141から噴出して形成される樹脂噴霧RSに沿うようにしてライナー2へ向かうこととなるために、繊維束FAへの樹脂の含浸を良好に行なうことが可能となる。
 図13Aから図13Cに示すように、巻き掛けテーブル36の回転によって繊維束FAが回転することで、静止しているライナー2の外周面2aに繊維束FAの巻き付けが行なわれる。このとき、制御部151は、ライナー2に巻き付けられる繊維束FAの位置を特定するとともに、特定された位置にある繊維束FAに対し、ライナー2に巻き付ける手前で樹脂を吹付けることのできる樹脂噴射ノズル141を一又は二以上選択する。そして、制御部151は、選択した樹脂噴射ノズル141に対応する電磁樹脂開閉弁146と電磁空気開閉弁147を作動させる。
 図13Aの状態においては、制御部151は、繊維束FAの位置に対して樹脂噴射ノズル141aを選択して作動させている。しかし、図13Bの状態においては、繊維束FAの回転に応じて次の樹脂噴射ノズル141bを選択して作動させ、樹脂噴射ノズル141aを停止させる。そして、図13Cの状態においては、次の樹脂噴射ノズル141cを選択して作動させ、樹脂噴射ノズル141bを停止させる。
 このようにして、制御部151は、繊維束FAの位置を特定するとともに、繊維束FAの位置に対応する樹脂噴射ノズル141を作動させることにより、樹脂を吹付ける樹脂噴射ノズル141を繊維束FAの回転に同期させて切り換える。
 これにより、繊維束FAに対して一又は二以上の樹脂噴射ノズル141によって樹脂を吹付けるものとし、樹脂を吹付ける樹脂噴射ノズル141を繊維束FAの回転に同期させて切り換えるため、無駄な樹脂を吹付けることなく繊維束FAに含浸させることができる。また、ライナー2に当たって飛散した樹脂は、次の樹脂噴射ノズル141から噴出した樹脂噴霧RSに巻き込まれて飛散が抑制されるため、樹脂の歩留りの悪化を防止することが可能となる。
 また、図13に示すように、本実施の形態における樹脂噴射ノズル141は、噴射口141Nとライナー2の軸心Oとを結ぶ仮想線VL2に対して、繊維束FAの回転方向(図示時計方向)の下流側に向けて樹脂を吹付けるように配置されているため、ライナー2に対して斜めに樹脂を吹付けることとなり、樹脂噴霧RSは外周面2aに沿って流れる。このため、繊維束FAに吹付けた樹脂がライナー2に当たって跳ね返ることに起因した、樹脂の飛散を抑制することができて、樹脂の歩留りの悪化を防止することが可能となる。
 このようにして、フープ巻き装置30は、繊維供給ガイド136により導かれる繊維束FAの回転に同期して樹脂噴射ノズル141を切り換えて樹脂を吹付ける。樹脂が含浸された繊維束FAは、フープ巻き装置30が巻き掛けテーブル36を回転させながら前後方向に移動することによって、ライナー2の外周面2aに巻き付けられていくのである。
 こうして、フィラメントワインディング装置1は、フープ巻き装置30を用いて一層目のフープ巻層を形成し、その後にフープ巻き装置30を反転移動させることで二層目のフープ巻層を形成する。更に、フープ巻層を形成する場合は、フープ巻き装置30を往復移動させることでフープ巻を必要回数行なう。
 図14は、フープ巻き装置30による樹脂の吹付けを示す他の図である。
 図14Aから図14Cに示すように、巻き掛けテーブル36の回転によって繊維束FAが回転することで、静止しているライナー2の外周面2aに繊維束FAの巻き付けが行なわれる。このとき、制御部151は、ライナー2に巻き付けられる繊維束FAの位置を特定するとともに、特定された位置にある繊維束FAに対し、ライナー2に巻き付ける手前で樹脂を吹付けることのできる樹脂噴射ノズル141を一又は二以上選択する。そして、制御部151は、選択した樹脂噴射ノズル141に対応する電磁樹脂開閉弁146と電磁空気開閉弁147を作動させる。なお、本実施形態においては、切り替え後の樹脂噴射ノズル141による吹付けを開始した後に、切り換え前の樹脂噴射ノズル141による吹付けを停止する点が異なる。
 図14Aの状態においては、制御部151は、繊維束FAの位置に対して樹脂噴射ノズル141aを選択して作動させている。図14Bの状態においては、繊維束FAの回転に応じて次の樹脂噴射ノズル141bを選択して作動させているが、樹脂噴射ノズル141aも作動させている。そして、図14Cの状態においては、次の樹脂噴射ノズル141cを選択して作動させ、樹脂噴射ノズル141bも作動させている。なお、このとき、樹脂噴射ノズル141aを停止させる。
 このようにして、制御部151は、繊維束FAの位置を特定するとともに、繊維束FAの位置に対応する樹脂噴射ノズル141を作動させることにより、樹脂を吹付ける樹脂噴射ノズル141を繊維束FAの回転に同期させて切り換える。そして、制御部151は、切り替え後の樹脂噴射ノズル141による吹付けを開始した後に、切り換え前の樹脂噴射ノズル141による吹付けを停止させる。
 これにより、切り替え後の樹脂噴射ノズル141による吹付けを開始した後に、切り換え前の樹脂噴射ノズル141による吹付けを停止するため、上流側の樹脂噴射ノズル141から噴出した樹脂噴霧RSは、下流側の樹脂噴射ノズル141から噴出した樹脂噴霧RSに巻き込まれて飛散が抑制される。また、吹付けられた樹脂がライナー2の外周面2aに沿うように流れるため、樹脂の飛散を抑制することができて、樹脂の歩留りの悪化を防止することが可能となる。
 即ち、樹脂の流速は、噴射口141N直近で最も速く、遠ざかる程遅くなるため、例えば、上流側の樹脂噴射ノズル141aから噴出してライナー2の外周面2a近くに到達した樹脂は、それより流速の速い、下流側の樹脂噴射ノズル141bの噴射口141N近くの樹脂噴霧RSに巻き込まれる。このため、樹脂の飛散を抑制することができて、樹脂の歩留りの悪化を防止することが可能となる。
 また、本実施形態においては、基本的に常時二個以上の樹脂噴射ノズル141から樹脂が噴出するため、繊維束FAに沿ってより広い範囲に樹脂が供給され、切り替え時も塗布むらが出にくいという利点がある。
 また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、本フィラメントワインディング装置1では、繊維供給ガイド136は、複数本の繊維束FAを、ライナー2の外周面2aに沿って隙間なく平行に供給するが、複数箇所に分けた状態で、ライナー2の外周面2aに供給してもよい。この場合、複数の繊維束FAに対応した位置の複数の樹脂噴射ノズル141を作動させることにより、樹脂を吹付ける樹脂噴射ノズル141を繊維束FAの回転に同期させて切り換えるようにする。
 以上説明した本発明の技術的範囲は、上記の実施例に限定されるものではなく、上記実施例の形状に限定されない。本発明の技術的範囲は、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
 本発明は、フィラメントワインディング装置の技術に利用可能である。

Claims (9)

  1.  ライナーを回転させながら移送するとともに、該ライナーの軌道上の周囲に配置された繊維供給ガイドにより導かれる繊維束を該ライナーの外周面に巻き付けていくフィラメントワインディング装置において、
     前記ライナーに巻き付けられる手前の前記繊維束に対して樹脂を吹付ける樹脂供給ノズルを備え、
     前記樹脂供給ノズルは、該樹脂供給ノズルの噴射口と前記ライナーの回転軸とを結んだ直線により定義される仮想線よりも前記ライナーの回転方向の下流側に向けて樹脂を吹付けるように配置される、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
  2.  前記樹脂供給ノズルは、前記ライナーの移送方向と直交する平面により定義される仮想平面に対して平行に樹脂を吹付けるように配置される、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。
  3.  前記樹脂供給ノズルは、前記ライナーの移送方向と直交するとともに前記噴射口と交わる平面により定義される仮想平面よりも前記ライナーの前側に向けて樹脂を吹付けるように配置される、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.  前記樹脂供給ノズルは、前記ライナーに巻き付けられる手前の前記繊維束の進行方向に対して平行又は略平行に樹脂を吹付けるように配置される、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。
  5.  前記樹脂供給ノズルは、前記ライナーの外周面に対して進退する方向に移動自在とする、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。
  6.  前記樹脂供給ノズルは、前記ライナーの移送方向に対して前側に配置される第一の樹脂供給ノズルと前記ライナーの移送方向に対して後側に配置される第二の樹脂供給ノズルとを含み、
     前記第一の樹脂供給ノズルが主として前記繊維束に対して樹脂を吹付け、前記第二の樹脂供給ノズルが補完的に前記繊維束に対して樹脂を吹付ける、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。
  7.  フープ巻き装置を備えたフィラメントワインディング装置であって、
     前記フープ巻き装置は、保持されるべきライナーに対して繊維束を回転させ、前記ライナーに繊維束を巻き付ける巻付部と、
     前記繊維束に対して前記ライナーに巻き付けられる手前で樹脂を吹付ける複数の樹脂噴射ノズルを前記ライナーの周囲に配置した樹脂含浸部と、を備え、
     前記樹脂噴射ノズルは、噴射口と前記ライナーの軸心とを結ぶ仮想線に対して、前記繊維束の回転方向の下流側に向けて樹脂を吹付けるように配置される、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
  8.  前記樹脂含浸部は、前記複数の樹脂噴射ノズルのうち、一又は二以上の前記樹脂噴射ノズルにより、回転する繊維束に対して樹脂を吹付けるものとし、前記樹脂を吹付ける樹脂噴射ノズルを前記巻付部の繊維束の回転に同期させて切り換える、ことを特徴とする請求項7に記載のフィラメントワインディング装置。
  9.  前記樹脂含浸部は、前記切り替え後の樹脂噴射ノズルによる吹付けを開始した後に、前記切り換え前の樹脂噴射ノズルによる吹付けを停止する、ことを特徴とする請求項8に記載のフィラメントワインディング装置。
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