CN112955392A - 单纤维卷绕装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单纤维卷绕装置。单纤维卷绕装置(100)具备沿着前后方向延伸的轨道(11)、支承芯材(10)的芯材支承装置(2)、以及在芯材(10)的外周面上卷绕纤维束的卷绕装置(3)。卷绕装置(3)具备卷绕单元(6)以及主框架(32)。卷绕单元(6)具有供芯材(10)贯通的开口部(60)，并引导纤维束。在主框架(32)上安装有卷绕单元(6)。主框架(32)设置成能够相对于芯材(10)在前后方向上相对移动。主框架(32)设置成能够在与前后方向正交的左右方向上移动。主框架(32)设置成能够以沿着与前后方向以及左右方向分别正交的上下方向延伸的旋转轴A1为中心旋转。

Description

单纤维卷绕装置

技术领域

本发明涉及一种单纤维卷绕装置。

背景技术

一直以来，将单纤维的束(纤维束)卷绕于芯材而得到规定形状的部件。专利文献1以及2公开了这种构成。

在专利文献1中公开了一种弯曲管制造装置，将纤维束相对于芯材的轴心大致平行地送出(实施0°卷绕)，之后，在芯材及位于其周围的纤维束上，相对于该芯材的轴心大致垂直地卷绕与该纤维束不同的纤维束来实施卷紧。根据该构成，能够以使纤维束不从芯材分离的方式，通过另外的纤维束将该纤维束相对于芯材进行卷紧。

在专利文献1中公开了一种弯曲管制造方法，采用直线形状的芯材，在通过另外的纤维束将位于该芯材周围的纤维束相对于该芯材进行卷紧之后，能够使处于由纤维束以及另外的纤维束覆盖的状态的芯材弯曲。在专利文献1中，由此能够得到通过覆盖芯材的纤维束以及另外的纤维束使刚性提高了的弯曲管。

在专利文献2中公开了一种轴状复合部件的制造方法，在芯轴的直线部以及弯曲部分别沿着该芯轴的轴向粘贴预浸料(实施0°卷绕)，之后，在粘贴有预浸料的芯轴上缠绕热收缩带。在该方法中，能够在通过橡胶部件保持粘贴于芯轴的预浸料的位置的同时，通过热收缩带来约束该预浸料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6051838号公报

专利文献2：日本专利第6251070号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述专利文献1中，未公开对于原本就弯曲的芯材卷绕纤维束，并在芯材及位于其周围的纤维束上卷紧与该纤维束不同的纤维束的构成。即，上述专利文献1的构成并未假定应用于已经弯曲的芯材的情况。此外，在上述专利文献2中，并未公开在缠绕热收缩带之前，使预浸料相对于芯轴相对移动而将预浸料粘贴于弯曲部的具体构造。

本发明是鉴于以上情况而完成的，其目的在于提供一种单纤维卷绕装置，能够顺畅地进行纤维束相对于弯曲的芯材的卷绕。

用于解决课题的手段以及效果

本发明要解决的课题如上所述，接着对用于解决该课题的手段及其效果进行说明。

根据本发明的观点，提供以下构成的单纤维卷绕装置。即，该单纤维卷绕装置具备轨道、芯材支承装置以及卷绕装置。上述轨道沿着第1方向延伸。上述芯材支承装置支承芯材。上述卷绕装置在上述芯材的外周面上卷绕纤维束。上述卷绕装置具备引导单元以及主框架。上述引导单元形成有供上述芯材贯通的开口，并引导上述纤维束。上述引导单元安装于上述主框架。上述主框架设置成能够相对于上述芯材在上述第1方向上相对移动。上述主框架设置成能够在与上述第1方向正交的第2方向上移动。上述主框架设置成能够以第1旋转轴为中心旋转，该第1旋转轴沿着与上述第1方向以及上述第2方向分别正交的第3方向延伸。

由此，能够相对于芯材变更引导单元的位置以及朝向，因此能够在弯曲的芯材的外周面上卷绕纤维束。

在上述单纤维卷绕装置中优选成为以下的构成。即，该单纤维卷绕装置具备第1驱动源、第2驱动源、第3驱动源以及控制装置。上述第1驱动源使上述芯材支承装置以及上述卷绕装置中的至少任一个在上述第1方向上移动。上述第2驱动源使上述主框架在上述第2方向上移动。上述第3驱动源使上述主框架以上述第1旋转轴为中心旋转。上述控制装置对上述第1驱动源、上述第2驱动源以及上述第3驱动源进行控制。上述控制装置对上述第1驱动源、上述第2驱动源以及上述第3驱动源的动作进行控制，而调整上述引导单元的姿态，以使上述开口的中心与上述芯材的中心始终一致。

由此，能够一边沿着弯曲的芯材的形状调整引导单元的姿态，一边在芯材的外周面上自动地卷绕纤维束。

在上述单纤维卷绕装置中优选成为以下的构成。即，上述主框架具备副框架。上述副框架被安装成能够在上述第3方向上移动。上述引导单元由上述副框架支承为能够以沿着上述第2方向延伸的第2旋转轴为中心旋转。

由此，能够相对于芯材三维地变更引导单元的位置以及朝向。因而，即使在芯材三维地弯曲的情况下，也能够在该芯材的外周面上卷绕纤维束。

在上述单纤维卷绕装置中优选成为以下的构成。即，该单纤维卷绕装置具备第4驱动源、第5驱动源以及控制装置。上述第4驱动源使上述副框架在上述第3方向上移动。上述第5驱动源使上述引导单元以上述第2旋转轴为中心旋转。上述控制装置对上述第4驱动源以及上述第5驱动源进行控制。上述控制装置对上述第4驱动源以及上述第5驱动源的动作进行控制，而调整上述引导单元的姿态，以使上述开口的中心与上述芯材的中心始终一致。

由此，能够一边沿着三维地弯曲的芯材的形状调整卷绕装置的姿态，一边在芯材的外周面上自动地卷绕纤维束。

在上述单纤维卷绕装置中优选成为以下的构成。即，上述芯材支承装置将上述芯材支承为能够围绕与上述第1方向平行的轴即第3旋转轴旋转。上述芯材支承装置具备使上述芯材围绕上述第3旋转轴旋转的第6驱动源。

由此，例如即使在芯材复杂地三维弯曲的情况下，也能够对应于芯材的形状(弯曲状况)使芯材旋转，由此使芯材的姿态变化以使卷绕装置容易地卷绕纤维束。因而，单纤维卷绕装置的应用范围扩大，能够在各种形状的芯材上卷绕纤维束。

在上述单纤维卷绕装置中优选成为以下的构成。即，上述引导单元具备多个筒管安装部以及纤维束引导部。在多个上述筒管安装部安装有卷绕了上述纤维束的筒管。上述纤维束引导部将来自分别安装于多个上述筒管安装部的上述筒管的上述纤维束同时朝上述芯材引导。

由此，能够适当地引导多根纤维束，并且能够以简单的构成来同时卷绕多根纤维束。

在上述单纤维卷绕装置中优选成为以下的构成。即，上述引导单元具备卷紧部、单元框架以及固定纤维束引导部。上述卷紧部围绕上述开口的中心旋转。上述单元框架将上述卷紧部支承为能够旋转。上述固定纤维束引导部固定于上述单元框架。上述卷紧部具备筒管支承部以及卷紧部件引导部。上述筒管支承部支承卷绕有卷紧部件的卷紧部件筒管。上述卷紧部件引导部将上述卷紧部件朝上述芯材引导。上述固定纤维束引导部将多根上述纤维束同时朝上述芯材引导。

由此，能够容易地进行相对于芯材的轴向的纤维取向角度为0°的0°卷绕。

在上述单纤维卷绕装置中具备筒子架，该筒子架分别支承卷绕有由上述固定纤维束引导部引导的纤维束的多个筒管。

由此，在引导单元中无需支承筒管，因此能够实现卷绕装置的小型化以及简化。

在上述单纤维卷绕装置中优选成为以下的构成。即，上述卷绕装置具备能够相对于上述芯材在上述第1方向上相对移动的基座框架。上述基座框架从下侧支承上述主框架。

由此，能够提高主框架的稳定性。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的单纤维卷绕装置的整体构成的立体图。

图2是从后方观察具备卷取单元(环向卷绕单元)的卷绕装置的分解立体图。

图3是从前方观察卷绕装置的分解立体图。

图4是表示卷绕装置的主视图。

图5是表示在对芯材卷绕纤维束的过程中卷绕装置的姿态沿着芯材的形状变化的情况的立体图。

图6是表示螺旋卷绕单元的构成的立体图。

图7是表示螺旋卷绕单元的构成的局部放大图。

图8是表示螺旋卷绕单元的中央引导部的构成的截面立体图。

图9是表示0°卷绕单元的构成的立体图。

图10是表示0°卷绕单元的构成的立体图。

图11是表示0°卷绕单元的纤维引导部的构成的立体图。

图12是表示0°卷绕卷紧部的构成的立体图。

图13是表示具备筒子架的单纤维卷绕装置的构成的立体图。

图14是表示第2实施方式的单纤维卷绕装置的构成的立体图。

具体实施方式

接着，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的第1实施方式的单纤维卷绕装置100的整体构成的立体图。图2是从后方观察具备卷绕单元6(环向卷绕单元6x)的卷绕装置3的分解立体图。图3是从前方观察卷绕装置3的分解立体图。

图1所示的单纤维卷绕装置100是在芯材10的外周面上卷绕纤维束F的装置。单纤维卷绕装置100具备行进基台部1、芯材支承装置2、卷绕装置3以及控制装置5。

在以下的说明中，在称为“前”时，意味着在行进基台部1延伸的方向上，与后述的旋转盘117所位于的一侧相反一侧。在称为“后”时，意味着行进基台部1延伸的方向上的旋转盘117所位于的一侧。在称为“左”、“右”时，意味着朝向前方时的左侧、右侧。这些方向的定义是为了便于说明各部件的位置关系等，并不限定单纤维卷绕装置100被配置的朝向等。

如后所述，芯材10具有弯曲，但前后方向(第1方向)是大致沿着芯材10的整体的长度方向的方向。左右方向(第2方向)与前后方向正交。上下方向(第3方向)与前后方向以及左右方向分别正交。

行进基台部1在前后方向上细长地形成。行进基台部1在上下方向上，从下侧支承芯材支承装置2、卷绕装置3等。行进基台部1具备多个沿着前后方向延伸的轨道11。轨道11设置于行进基台部1的上表面。卷绕装置3以能够沿着该轨道11在前后方向上往复移动的方式安装于轨道11。

芯材支承装置2支承芯材10。在前后方向上隔开规定距离地排列设置有两个芯材支承装置2。一对芯材支承装置2以相互对置的方式配置。各个芯材支承装置2固定于行进基台部1。

两个芯材支承装置2将芯材10支承为，该芯材10的长度方向中间部浮在行进基台部1的上方的状态。两个芯材支承装置2中的一方的芯材支承装置2保持芯材10的前端部(长度方向一端部)，另一方的芯材支承装置2保持芯材10的后端部(长度方向另一端部)。

当两个芯材支承装置2支承芯材10时，芯材10基本上成为沿着前后方向延伸的状态。此外，在由两个芯材支承装置2支承的芯材10与行进基台部1的上表面之间，在上下方向上形成有适当的间隙。

芯材10形成为细长的形状、例如截面为圆形的棒状。在本实施方式中，芯材10具有以其长度方向三维地变化的方式弯曲的形状。

芯材支承装置2构成为能够拆装芯材10。因而，能够对应于想要实现的形状，更换各种形状的芯材10而安装于单纤维卷绕装置100。

卷绕装置3构成为一边沿着轨道11行进一边在芯材10的外周面上卷绕纤维束的装置。该纤维束例如由碳纤维等纤维材料构成。也可以使纤维束含渍液状的树脂(例如，未固化的热固化性树脂)。

卷绕装置3在行进基台部1上设置在两个芯材支承装置2之间。卷绕装置3为，当沿着轨道11在前后方向上往复移动时，维持由两个芯材支承装置2支承的芯材10贯通卷绕装置3的状态。

如图2以及图3所示，单纤维卷绕装置100具备前后行进驱动马达(第1驱动源)91、左右行进驱动马达(第2驱动源)92、旋转驱动马达(第3驱动源)93、升降马达(第4驱动源)94以及俯仰驱动马达(第5驱动源)95。卷绕装置3的各部由上述驱动马达分别驱动。另外，用于驱动的构成的详细情况将后述。

图1所示的控制装置5具备控制部50、显示部51以及操作部52，对卷绕装置3的各部的动作进行控制。

控制部50例如构成为控制基板。控制部50与驱动卷绕装置3的各部的上述驱动马达电连接。控制部50根据操作部52的操作等，对驱动马达分别进行控制。

显示部51能够显示与卷绕作业相关的各种信息(例如，卷绕作业的进展等)。

操作部52用于手动控制前后行进驱动马达91、左右行进驱动马达92、旋转驱动马达93、升降马达94、俯仰驱动马达95以及卷绕驱动马达111，或者用于输入各种卷绕信息。

操作人员经由操作部52输入与卷绕对象的芯材10相关的卷绕信息(初始设定值以及卷绕角度等)。控制装置5基于所输入的卷绕信息，对卷绕单元6的旋转速度、卷绕装置3在前后方向上行进的行进速度以及与前后方向上的各个位置对应的卷绕装置3的姿态等进行控制。

接着，参照图2至图4对卷绕装置3进行详细说明。图4是表示卷绕装置3的主视图。

如图2以及图3所示，卷绕装置3具备基座框架31、主框架32、升降框架(副框架)33以及卷绕单元(引导单元)6。

如图2所示，基座框架31由板状部件构成，使其厚度方向朝向上下而配置。基座框架31被安装成能够沿着设置于行进基台部1的上表面的轨道11在前后方向上移动。基座框架31通过由前后行进驱动马达91以及齿轮齿条构成的直动机构，以在前后方向上往复移动的方式驱动。

具体而言，在行进基台部1的上表面配置有在前后方向上延伸的前后行进用齿条81。前后行进用齿条81固定于行进基台部1。在前后行进用齿条81上形成有用于与前后行进用小齿轮82啮合的齿。

前后行进用小齿轮82以能够旋转的方式支承在基座框架31的下方。前后行进用小齿轮82由设置于基座框架31的上表面的前后行进驱动马达91旋转驱动。

前后行进驱动马达91旋转驱动前后行进用小齿轮82。旋转的前后行进用小齿轮82以相对于前后行进用齿条81滚动的方式在前后方向上移动。其结果，基座框架31(进而卷绕装置3)在前后方向上移动。

在基座框架31的上表面架设有支承主框架32的支承台34。在沿着前后方向观察时，支承台34形成为下侧开放的大致U字状。在支承台34的上表面设置有沿着左右方向延伸的左右轨道12。

在沿着前后方向观察时，主框架32形成为上侧开放的大致U字状。主框架32配置在支承台34的上方，并安装于支承台34。主框架32能够沿着设置于支承台34的上表面的左右轨道12在左右方向上往复移动。主框架32能够相对于支承台34以沿着上下方向延伸的旋转轴(第1旋转轴)A1为中心旋转。

主框架32将卷绕单元6支承为能够以沿着左右方向延伸的俯仰轴(第2旋转轴)A2为中心旋转。在以下的说明中，有时将卷绕单元6以俯仰轴A2为中心旋转的情况称作“俯仰”。

如图2以及图3所示，主框架32具备左右行进基座部35、基台部36、左臂部37以及右臂部38。

左右行进基座部35形成为板状，被安装成能够沿着设置于支承台34的上表面的左右轨道12移动。在左右行进基座部35的下表面固定有左右行进用齿条83。在左右行进用齿条83上形成有用于与左右行进用小齿轮84啮合的齿。

左右行进用小齿轮84设置在基座框架31的上方且是支承台34的下方。左右行进用小齿轮84被支承为能够以沿着前后方向延伸的轴为中心旋转。左右行进用小齿轮84与配置在其附近且稍微靠下侧的第1齿轮85啮合，通过该第1齿轮85的旋转而被旋转驱动。

如图2以及图3所示，第1齿轮85由设置于基座框架31的上表面的左右行进驱动马达92旋转驱动。第1齿轮85与左右行进用小齿轮84啮合，将来自左右行进驱动马达92的旋转驱动力传递至左右行进用小齿轮84。

左右行进驱动马达92经由第1齿轮85使左右行进用小齿轮84旋转。旋转的左右行进用小齿轮84将左右行进用齿条83的齿向左右进给。其结果，左右行进基座部35(进而主框架32)在左右方向上移动。

基台部36细长地形成，配置在左右行进基座部35之上。基台部36由左右行进基座部35支承为能够以沿着上下方向延伸的旋转轴(第1旋转轴)A1为中心旋转。随着左右行进基座部35的左右方向的移动，旋转轴A1也在左右方向上移动。当基台部36不以旋转轴A1为中心旋转时，该基台部36的长度方向与左右方向一致。即，在基台部36位于沿着左右方向延伸的位置的情况下，基台部36的旋转角度θV为0°。以下，以基台部36的旋转角度θV为0°的状态为基准，对各部件的位置关系进行说明。

在沿着左右方向观察时，基台部36形成为上侧开放的大致U字状。在基台部36的上表面设置有旋转驱动马达93以及蜗轮蜗杆机构7。蜗轮蜗杆机构7由蜗杆86以及与蜗杆86啮合的蜗轮87构成。

蜗杆86被支承为能够以沿着与基台部36的长度方向平行的方向延伸的轴为中心旋转。蜗杆86由旋转驱动马达93旋转驱动。在蜗杆86的外周面形成有用于与蜗轮87的外周的齿啮合的螺旋齿。

蜗轮87支承在基台部36的上表面上，且以旋转轴A1为中心旋转。蜗轮87被设置成无法相对于左右行进基座部35相对旋转。

旋转驱动马达93旋转驱动蜗杆86。旋转的蜗杆86想要进给蜗轮87的齿，但蜗轮87无法相对于左右行进基座部35相对旋转。因而，随着蜗杆86的旋转，基台部36相对于蜗轮87以及左右行进基座部35以旋转轴A1为中心旋转。

在本实施方式的单纤维卷绕装置100中，基台部36(主框架32)能够在±100°的角度范围内旋转。即，基台部36的长度方向与左右方向所成的角度即旋转角度θV满足-100°≤θV≤100°的条件。由此，即使芯材10具有与左右方向大致平行的部分，也能够将卷绕单元6转向为沿着该部分。

在沿着上下方向观察时，左臂部37形成为大致U字状。左臂部37配置在基台部36的左端，且设置成从基台部36朝上方突出。左上下轨道13以沿着上下方向延伸的方式设置于左臂部37的右侧的面。此外，左螺纹进给轴14使其轴向朝向上下方向而以能够旋转的方式支承于左臂部37的右侧的面。

在沿着上下方向观察时，右臂部38形成为大致U字状。右臂部38配置在基台部36的右端，且设置成从基台部36朝上方突出。右上下轨道16以沿着上下方向延伸的方式设置于右臂部38的内侧。此外，右螺纹进给轴17使其轴向朝向上下方向而以能够旋转的方式支承于右臂部38的内侧。

如图2所示，旋转驱动该右螺纹进给轴17的右旋转驱动齿轮18以无法相对旋转的方式安装在右螺纹进给轴17的下部。右旋转驱动齿轮18与由升降马达94旋转驱动的升降驱动齿轮19(参照图3)啮合。右旋转驱动齿轮18通过升降驱动齿轮19的旋转而被旋转驱动。

如图3所示，升降马达94设置于右臂部38的下部。升降马达94旋转驱动与右旋转驱动齿轮18啮合的升降驱动齿轮19。其结果，右螺纹进给轴17旋转。

在左螺纹进给轴14的下端以及右螺纹进给轴17的下端分别以无法相对旋转的方式安装有省略图示的同步带轮。右螺纹进给轴17的旋转经由设置于基台部36的上部的传动带轮21以及同步带22而传递至左螺纹进给轴14。由此，通过升降马达94的驱动，左螺纹进给轴14以及右螺纹进给轴17同时以各自的轴心为中心以相同的朝向且相等的速度旋转。

升降框架33被安装成能够相对于左臂部37以及右臂部38在上下方向上移动。升降框架33具备左升降基座部41以及右升降基座部42。左升降基座部41以及右升降基座部42始终保持相互相等的高度而升降。

如图3所示，左升降基座部41被安装成能够沿着设置于左臂部37的左上下轨道13升降。左升降基座部41具备左螺纹结合部43。左升降基座部41经由左螺纹结合部43而与左螺纹进给轴14螺纹结合。其结果，与左螺纹进给轴14的旋转连动，左升降基座部41在上下方向上移动。

在左升降基座部41的右侧的面上设置有左旋转臂支承部44。左旋转臂支承部44将卷绕单元6的左旋转臂61支承为能够旋转。

如图2所示，右升降基座部42被安装成能够沿着设置于右臂部38的右上下轨道16升降。如图3所示，右升降基座部42具备右螺纹结合部45。右升降基座部42经由右螺纹结合部45而与右螺纹进给轴17螺纹结合。其结果，与右螺纹进给轴17的旋转连动，右升降基座部42在上下方向上移动。

在右升降基座部42的左侧的面上设置有右旋转臂支承部46。右旋转臂支承部46将卷绕单元6的右旋转臂62支承为能够旋转。

左旋转臂支承部44以及右旋转臂支承部46被设置成在左右方向上对置。俯仰轴A2被配置为，穿过右旋转臂支承部46以及左旋转臂支承部44。在沿着左右方向观察时，俯仰轴A穿过左旋转臂支承部44以及右旋转臂支承部46的中心。

在右升降基座部42支承有俯仰驱动马达95以及单元旋转用蜗杆23。

单元旋转用蜗杆23通过与俯仰驱动马达95的旋转轴同轴地配置的轴支承为能够旋转。单元旋转用蜗杆23由俯仰驱动马达95旋转驱动。在单元旋转用蜗杆23的外周面上形成有用于与安装于卷绕单元6的单元旋转用蜗轮24的外周的齿啮合的螺旋齿。

卷绕单元6构成为将图4的纤维束F相对于芯材10进行环向卷绕的环向卷绕单元6x。另外，所谓环向卷绕是指沿着与芯材10的轴向大致呈直角的方向卷绕纤维束F的卷绕方法。在沿着前后方向观察时，在卷绕单元6上形成有使芯材10通过其中心的开口部(开口)60。该开口部60形成为沿着前后方向贯通卷绕单元6。

如图2至图4所示，环向卷绕单元6x具备卷绕单元框架(单元框架)63、环向卷绕部64、环向卷绕卷紧部65以及卷绕驱动部66。

卷绕单元框架63由板状部件构成。在沿着上下方向观察时，卷绕单元框架63形成为前方开放的U字状。卷绕单元框架63将卷绕驱动部66所具备的圆环状的旋转盘117支承为能够以沿着前后方向延伸的卷绕旋转轴(卷紧部旋转轴)A3为中心旋转。在沿着前后方向观察时，在卷绕单元框架63的中央形成有大致圆形状的开口63a。卷绕旋转轴A3穿过该开口63a的中心。

在卷绕单元框架63的左侧的面上，以朝外侧突出的方式安装有左旋转臂61。在卷绕单元框架63的右侧的面上，以朝外侧突出的方式安装有右旋转臂62。

左旋转臂61以及右旋转臂62左右对称地设置在卷绕单元框架63的上下方向大致中央部。左旋转臂61由左旋转臂支承部44支承为能够旋转，右旋转臂62由右旋转臂支承部46支承为能够旋转。即，卷绕单元6经由该左旋转臂61以及右旋转臂62被支承为能够相对于升降框架33以俯仰轴A2为中心旋转。随着升降框架33的上下方向的移动，俯仰轴A2也在上下方向上移动。在卷绕单元框架63为直立状的姿态的情况下，卷绕单元框架63的俯仰角度θH为0°。在以下，以卷绕单元框架63的俯仰角度θH为0°的状态为基准，对各部件的位置关系进行说明。

在右旋转臂62上以无法相对旋转的方式安装有单元旋转用蜗轮24。在卷绕单元6安装于升降框架33的状态下，单元旋转用蜗轮24与支承于右升降基座部42的单元旋转用蜗杆23啮合。

俯仰驱动马达95旋转驱动单元旋转用蜗杆23。旋转的单元旋转用蜗杆23使单元旋转用蜗轮24的齿进给，因此单元旋转用蜗轮24旋转。其结果，卷绕单元6以俯仰轴A2为中心俯仰。

在本实施方式的单纤维卷绕装置100中，卷绕单元6能够在±100°的角度范围内俯仰。即，在沿着左右方向观察时，在将卷绕单元框架63沿着上下方向延伸的状态下的俯仰角度θH设为0°的情况下，该俯仰角度θH满足-100°≤θH≤100°的条件。由此，即使芯材10具有与上下方向大致平行的部分，也能够将卷绕单元6转向为沿着该部分。

环向卷绕部64设置于隔着卷绕单元框架63而与卷绕驱动部66相反的一侧。如图3所示，环向卷绕部64设置于卷绕单元框架63的前表面。环向卷绕部64具备旋转基座部71、多个筒管支承部72、多个圆周引导部73以及卷绕引导部(纤维束引导部)74。

如图3所示，旋转基座部71由在前后方向上排列的两张环状板构成，以无法相对旋转的方式安装于旋转盘117。另外，在以下的说明中，有时将位于接近旋转盘117一侧的环状板称作第1环状板71a，将位于远离旋转盘117一侧的环状板称作第2环状板71b。

第1环状板71a以及第2环状板71b分别支承于旋转盘117。按照从后方朝前方的顺序排列配置旋转盘117、第1环状板71a以及第2环状板71b。旋转盘117、第1环状板71a以及第2环状板71b相互平行。旋转盘117、第1环状板71a以及第2环状板71b各自的中心位于卷绕旋转轴A3上。

在第1环状板71a上设置有多个(在本实施方式中为4个)筒管支承部72。各个筒管支承部72以沿着前后方向延伸的方式相对于第1环状板71a的前表面垂直地配置。多个筒管支承部72在第1环状板71a的圆周方向上隔开等间隔地排列设置。由此，本实施方式的卷绕装置3能够将4根纤维束F同时环向卷绕于芯材10的外周面。另外，根据需要，也可以变更纤维束F的根数。

在以下的说明中，为了分别确定多个筒管支承部72，有时将在图4的右上描绘的筒管支承部72称作第1筒管支承部72a。此外，有时从第1筒管支承部72a起按照图4的顺时针的顺序，将其他筒管支承部72分别称作第2筒管支承部72b、第3筒管支承部72c、第4筒管支承部72d。

在第2环状板71b上设置有多个(在本实施方式中为8个)圆周引导部73。如图3所示，各个圆周引导部73以沿着前后方向延伸的方式相对于第2环状板71b的前表面垂直地配置。多个圆周引导部73在第2环状板71b的圆周方向上隔开等间隔地排列设置。

在以下的说明中，为了分别确定多个圆周引导部73，有时将在图4的最右侧描绘的两个圆周引导部73中的下侧的圆周引导部73称作第1圆周引导部73a。此外，有时从第1圆周引导部73a起按照图4的顺时针的顺序，将其他圆周引导部73分别称作第2圆周引导部73b、第3圆周引导部73c、第4圆周引导部73d、第5圆周引导部73e、第6圆周引导部73f、第7圆周引导部73g、第8圆周引导部73h。

第1圆周引导部73a以及第2圆周引导部73b例如分别由一个辊构成。第1圆周引导部73a以及第2圆周引导部73b对来自支承于第1筒管支承部72a的筒管的纤维束F(图4的粗虚线)进行引导。

第3圆周引导部73c以及第4圆周引导部73d分别构成为两个辊在前后方向上排列而成的多联辊。第3圆周引导部73c以及第4圆周引导部73d能够将2根纤维束F以相互不交叉的方式在前后方向上排列地进行引导。第3圆周引导部73c以及第4圆周引导部73d对来自支承于第1筒管支承部72a以及第2筒管支承部72b的筒管的纤维束F(图4的粗虚线以及细实线)进行引导。

第5圆周引导部73e以及第6圆周引导部73f分别构成为3个辊在前后方向上排列而成的多联辊。第5圆周引导部73e以及第6圆周引导部73f能够将3根纤维束F以相互不交叉的方式在前后方向上排列地进行引导。第5圆周引导部73e以及第6圆周引导部73f对来自支承于第1筒管支承部72a、第2筒管支承部72b以及第3筒管支承部72c的筒管的纤维束F(图4的粗虚线、细实线以及细虚线)进行引导。

第7圆周引导部73g以及第8圆周引导部73h分别构成为4个辊在前后方向上排列而成的多联辊。第7圆周引导部73g以及第8圆周引导部73h能够将4根纤维束F以相互不交叉的方式在前后方向上排列地进行引导。第7圆周引导部73g以及第8圆周引导部73h对来自支承于第1筒管支承部72a、第2筒管支承部72b、第3筒管支承部72c以及第4筒管支承部72d的筒管的纤维束F(图4的粗虚线、细实线、细虚线以及细点划线)进行引导。

如图3所示，卷绕引导部74以从旋转盘117朝前方突出的方式配置。卷绕引导部74由旋转盘117以及第1环状板71a支承。卷绕引导部74设置在旋转盘117以及第1环状板71a的径向稍微外侧的位置。随着旋转盘117以及第1环状板71a的旋转，卷绕引导部74以卷绕旋转轴A3为中心旋转。

卷绕引导部74由多个(在本实施方式中为3个)拉杆74a以及环形引导件74b构成。拉杆74a通过与所卷挂的纤维束F之间的摩擦，对纤维束F赋予张力。如图4所示，纤维束F依次卷挂于各个拉杆74a，并经由环形引导件74b卷绕于芯材10的外周面。

如图4所示，来自支承于第1筒管支承部72a的筒管的纤维束F(图4的粗虚线)，按照从第1圆周引导部73a到第8圆周引导部73h的顺序卷挂于全部的圆周引导部73，而被引导至卷绕引导部74。

来自支承于第2筒管支承部72b的筒管的纤维束F(图4的细实线)，按照从第3圆周引导部73c到第8圆周引导部73h的顺序卷挂于6个圆周引导部73，而被引导至卷绕引导部74。

来自支承于第3筒管支承部72c的筒管的纤维束F(图4的细虚线)，按照第5圆周引导部73e、第6圆周引导部73f、第7圆周引导部73g、第8圆周引导部73h的顺序卷挂于4个圆周引导部73，而被引导至卷绕引导部74。

来自支承于第4筒管支承部72d的筒管的纤维束F(图4的细点划线)，按照第7圆周引导部73g、第8圆周引导部73h的顺序卷挂于两个圆周引导部73，而被引导至卷绕引导部74。

如图3所示，环向卷绕卷紧部65以比环向卷绕部64朝前方突出的方式支承于旋转盘117。环向卷绕卷紧部65与环向卷绕部64在前后方向上排列配置。环向卷绕卷紧部65在由环向卷绕部64环向卷绕的芯材10的外周面上卷绕带T。带T例如可以考虑是热收缩带、或者含浸了成为液状的未固化的热固化性树脂的带等。

在沿着前后方向观察时，环向卷绕卷紧部65设置在远离卷绕旋转轴A3的位置(旋转盘117的径向稍微外侧)。随着旋转盘117的旋转，环向卷绕卷紧部65以卷绕旋转轴A3为中心旋转。如图3所示，环向卷绕卷紧部65具备基座板101、卷紧带筒管102、第1引导辊103以及第2引导辊104。

基座板101由板状部件构成。基座板101以朝前方突出的方式分别支承卷紧带筒管102、第1引导辊103以及第2引导辊104。

在卷紧带筒管102上卷绕有卷紧用的带T。从卷紧带筒管102拉出的带T，在依次卷挂于第1引导辊103以及第2引导辊104之后，被卷绕于环向卷绕有纤维束F的芯材10的外周面。

如图2等所示，卷绕驱动部66具备卷绕驱动马达111、第1传动带轮112、传动带113、第2传动带轮114、传动齿轮115、旋转齿轮116以及旋转盘117。

卷绕驱动马达111设置在卷绕单元框架63的左侧且是卷绕单元框架63的上侧。在卷绕驱动马达111的输出轴上以无法相对旋转的方式安装有第1传动带轮112。

传动带113卷挂于第1传动带轮112以及第2传动带轮114，将第1传动带轮112的旋转传递至第2传动带轮114。如图2所示，也可以在上下方向上的传动带113的中途部附近设置对传动带113赋予张力的张力辊118。

第2传动带轮114以及传动齿轮115由卷绕单元框架63以能够旋转的方式支承在卷绕单元框架63的左下侧。第2传动带轮114以及传动齿轮115在前后方向上排列，并被安装为相互无法相对旋转。

在沿着前后方向观察时，旋转齿轮116设置在卷绕单元框架63的中央位置。即，旋转齿轮116的中心位于卷绕旋转轴A3上。旋转齿轮116与传动齿轮115啮合。旋转齿轮116形成为圆环状，以无法相对旋转的方式支承于旋转盘117。

旋转盘117由圆环状的板构成，且与旋转齿轮116同轴地配置。旋转盘117配置在旋转齿轮116的前方。旋转盘117以能够旋转的方式支承于卷绕单元框架63。

卷绕驱动马达111的驱动力经由第1传动带轮112、传动带113、第2传动带轮114以及传动齿轮115而传递至旋转齿轮116以及旋转盘117。通过旋转盘117旋转，由旋转盘117支承的环向卷绕部64以及环向卷绕卷紧部65以卷绕旋转轴A3为中心旋转。

由此，由卷绕引导部74引导的纤维束F以及由第2引导辊104引导的带T被卷绕于芯材10的外周面。环向卷绕卷紧部65设置于与环向卷绕部64在前后方向上错开的位置。因而，在对芯材10卷绕了纤维束F之后，进一步在其外周面上卷绕带T。

在本实施方式中，通过以在卷绕装置3的行进方向上环向卷绕部64相对于环向卷绕卷紧部65先行的方式使卷绕装置3沿着芯材10行进，由此在一次行进中能够将纤维束F以及带T卷绕于芯材10的外周面。图5中示出了通过使卷绕装置3朝后方行进一次来卷绕纤维束F以及带T的例子。但是，也可以为，在第一次行进中，首先通过环向卷绕部64将纤维束F卷绕于芯材10的外周面，之后，在第二次行进中，通过环向卷绕卷紧部65将带T卷绕于其外周面。在第一次和第二次中，卷绕装置3的行进方向也可以相反。

卷绕装置3所具备的驱动马达(具体而言，为前后行进驱动马达91、左右行进驱动马达92、旋转驱动马达93、升降马达94以及俯仰驱动马达95)由图1的控制装置5控制。在该控制中，例如，如图1所示，能够定义将左右方向的轴设为X轴、上下方向的轴设为Y轴、前后方向的轴设为Z轴的XYZ正交坐标系，来表现卷绕单元6的位置。

由此，如图5所示，卷绕装置3一边调整卷绕单元6的位置以及姿态以使卷绕单元6的开口部60的中心与芯材10的中心始终一致，一边沿着轨道11行进。即，卷绕单元6的卷绕旋转轴A3与芯材10的轴向始终一致。由此，即使对于弯曲的芯材10也能够沿着其形状在其外周面卷绕纤维束F。

在本实施方式中，能够对原本就弯曲的芯材10以沿着其弯曲的方式卷绕纤维束F。因而，与在对直线状的芯材卷绕纤维束之后将其与芯材一起弯曲的构成相比较，具有纤维束F的卷绕不紊乱的优点。

卷绕单元6也可以构成为图6所示那样的进行螺旋卷绕的螺旋卷绕单元6y。另外，螺旋卷绕是指在从芯材10的轴向倾斜了规定角度的方向上卷绕纤维束F的卷绕方法。

图6是表示螺旋卷绕单元6y的构成的立体图。图7是表示螺旋卷绕单元6y的构成的局部放大图。图8是表示螺旋卷绕单元6y的中央引导部134的构成的截面立体图。在以下的针对螺旋卷绕单元6y的说明中，对于与上述环向卷绕单元6x相同或者类似的部件，有时在附图中标注相同的符号，并省略说明。

如图6所示，螺旋卷绕单元6y为，代替环向卷绕部64以及环向卷绕卷紧部65而具备螺旋卷绕部130。螺旋卷绕部130包括基座圆环板131、多个筒管安装部132、多个螺旋卷绕圆周引导部133以及中央引导部134。通过螺旋卷绕圆周引导部133以及中央引导部134构成同时引导多根纤维束F的纤维束引导部。

基座圆环板131形成为圆环状，并设置成其中心位置与螺旋卷绕单元6y的开口部60的中心一致。基座圆环板131在前后方向上设置于隔着卷绕单元框架63而与卷绕驱动部66相反的一侧。基座圆环板131安装于卷绕驱动部66的旋转盘117，与旋转盘117的旋转连动而旋转。

筒管安装部132以从基座圆环板131朝前方突出的方式相对于该基座圆环板131的前表面垂直地设置。在筒管安装部132上安装有卷绕了纤维束F的筒管138。

多个筒管安装部132在基座圆环板131的圆周方向上以等间隔排列设置。以与各个筒管安装部132对应的方式在筒管安装部132的附近设置有螺旋卷绕圆周引导部133。螺旋卷绕圆周引导部133在基座圆环板131的圆周方向上以等间隔排列配置。

各个螺旋卷绕圆周引导部133具备在前后方向上排列的第1中间辊135以及第2中间辊136。如图7所示，第1中间辊135设置在比第2中间辊136远离基座圆环板131的位置。换言之，第1中间辊135设置在比第2中间辊136靠前方的位置。

第2中间辊136以能够在径向上滑动的方式安装于基座圆环板131。第2中间辊136被适当的施力部件(具体而言，为弹簧)向朝基座圆环板131的径向外侧移动的方向施力。

如图6以及图7所示，来自安装于筒管安装部132的筒管138的纤维束F，按照第1中间辊135、第2中间辊136的顺序卷挂，而被引导至中央引导部134。通过施力部件作用于第2中间辊136的弹力，适当地调整对纤维束F施加的张力。如此，第2中间辊136作为张力辊发挥功能。

中央引导部134形成为大致圆筒状，并以其轴向与卷绕旋转轴A3一致的方式设置于螺旋卷绕部130的中心位置。环状引导部143形成得比第1中间辊135以及第2中间辊136所排列配置的环状区域小。

换言之，在沿着前后方向观察时，环状引导部143设置在比第1中间辊135以及第2中间辊136靠中心侧的位置。如图6以及图7所示，由第2中间辊136引导来的纤维束F，被从中央引导部134的径向外侧朝穿过中央引导部134的内部的芯材10引导。

如图8所示，中央引导部134包括第1环状板141、第2环状板142、环状引导部143以及辅助引导部144。第1环状板141、第2环状板142、环状引导部143以及辅助引导部144均形成为圆环状，并被配置成使中心轴相互一致。

在第1环状板141上形成有以沿着径向延伸的方式设置的安装部145。图8中未示出基座圆环板131，但第1环状板141经由安装部145安装于基座圆环板131。由此，第1环状板141与基座圆环板131的旋转连动而旋转。第1环状板141在前后方向的一侧与环状引导部143连接。

第2环状板142与第1环状板141同样地形成为圆环状。第2环状板142在前后方向上与第1环状板141相反的一侧与环状引导部143连接。

环状引导部143形成为圆环状，在轴向上具有规定厚度。环状引导部143的外径小于第1环状板141以及第2环状板142的外径，环状引导部143的内径大于第1环状板141以及第2环状板142的内径。

在环状引导部143上形成有沿着径向贯通该环状引导部143的纤维束引导孔146。与筒管安装部132的数量(换言之，为螺旋卷绕圆周引导部133的数量)对应，在环状引导部143的圆周方向上以等间隔排列地形成有多个纤维束引导孔146。各个纤维束引导孔146将从各个第2中间辊136引导来的纤维束F朝中央引导部134的中心侧引导。

辅助引导部144由具有圆环形状的两张板构成。如图8所示，辅助引导部144的外径大于第1环状板141以及第2环状板142的内径且小于环状引导部143的内径。辅助引导部144的内径小于第1环状板141以及第2环状板142的内径。

辅助引导部144的两张板与第1环状板141的前表面以及第2环状板142的后表面分别连接。辅助引导部144与第1环状板141以及第2环状板142同轴地设置。

通过该构成，如图8所示，辅助引导部144的内周面比第1环状板141以及第2环状板142的内周面靠近中央引导部134的轴。即，经由辅助引导部144能够将由辅助引导部144引导来的纤维束F引导至与穿过中央引导部134的中心的芯材10更接近的位置。由此，能够使卷绕于芯材10的纤维束F的举动更稳定。

如上述那样构成的螺旋卷绕部130能够将多根纤维束F呈放射状地朝芯材10引导。此外，随着旋转盘117的旋转而螺旋卷绕部130旋转，由此能够将该多根纤维束F同时卷绕于芯材10。

此外，卷绕单元6也可以构成为图9所示那样的进行0°卷绕的0°卷绕单元6z。另外，0°卷绕是指将相对于芯材10与轴向平行地配置的纤维束F卷绕于芯材10的外周面的配置方法。虽然纤维束F不环绕芯材10，但能够认为这样的纤维束F的配置也包含在“卷绕”中。

以下，对0°卷绕单元6z进行详细说明。图9以及图10是表示0°卷绕单元6z的构成的立体图。图11是表示0°卷绕单元6z的纤维引导部的构成的立体图。图12是表示0°卷绕卷紧部160的构成的立体图。图13是表示具备筒子架4的单纤维卷绕装置100的构成的立体图。在以下的针对0°卷绕单元6z的说明中，对于与上述环向卷绕单元6x相同或者类似的部件，有时在图面中标注相同的符号，并省略说明。

如图9以及图10所示，0°卷绕单元6z为，代替环向卷绕部64以及环向卷绕卷紧部65而具备固定纤维束引导部150以及0°卷绕卷紧部(卷紧部)160。固定纤维束引导部150以及0°卷绕卷紧部160在前后方向上排列配置。

固定纤维束引导部150固定于卷绕单元框架63。固定纤维束引导部150将多根纤维束F以在芯材10的圆周方向上以适当的间隔排列的方式引导至芯材10的外周面。与上述环向卷绕单元6x的环向卷绕部64等不同，即使图10的旋转盘117旋转，固定纤维束引导部150也不旋转。多根纤维束F分别以与芯材10的轴向平行的朝向配置在芯材10的外周面上。

如图9以及图10所示，固定纤维束引导部150具备安装框架151、第1圆环引导部152、第2圆环引导部153以及第3圆环引导部154。

安装框架151由板状部件构成。安装框架151以其厚度方向朝向前后方向的方式安装在卷绕单元框架63的前方。在安装框架151的中心固定有第1圆环引导部152。另外，安装框架151与第1圆环引导部152也可以一体地形成。

第1圆环引导部152形成为具有芯材10能够通过的圆状开口部的大致圆环状。第1圆环引导部152配置在比安装框架151靠前侧(换言之，为纤维束F的行进方向上的上游侧)的位置。第1圆环引导部152以轴向沿着前后方向的方式设置于安装框架151。

在第1圆环引导部152上形成有多个沿着前后方向(厚度方向)贯通该第1圆环引导部152的前侧引导孔155。前侧引导孔155在第1圆环引导部152的圆周方向上隔开等间隔地排列配置。纤维束F通过各个前侧引导孔155。

第2圆环引导部153由在轴向上具有规定厚度的圆环状的板构成。第2圆环引导部153相对于第1圆环引导部152在前后方向上隔开规定距离地配置在第1圆环引导部152的后方。第2圆环引导部153与第1圆环引导部152同轴地设置。

第2圆环引导部153的外径小于第1圆环引导部152的内径。第2圆环引导部153固定于第3圆环引导部154的前表面。

在第2圆环引导部153上形成有多个沿着径向贯通该第2圆环引导部153的后侧引导孔156。后侧引导孔156与前侧引导孔155的数量对应而在第2圆环引导部153的圆周方向上隔开等间隔地排列配置。纤维束F通过各个后侧引导孔156。各个后侧引导孔156将从各前侧引导孔155引导来的纤维束F朝第2圆环引导部153的中心侧引导。

如图11所示，第3圆环引导部154由圆环状的板构成。在第3圆环引导部154上固定有多个(本实施方式中为4个)支承板157。各个支承板157朝第3圆环引导部154的径向外侧延伸。第3圆环引导部154经由支承板157安装于安装框架151。第3圆环引导部154与第2圆环引导部153的后表面连接。第3圆环引导部154将第2圆环引导部153支承为与第1圆环引导部152同轴地配置。

第3圆环引导部154形成为与第2圆环引导部153大致相同的大小。第3圆环引导部154的内径形成得小于第2圆环引导部153的内径且若干大于芯材10的外径。由此，在第3圆环引导部154的内周面与贯通第3圆环引导部154的芯材10之间，形成有供纤维束F穿过的圆环状的间隙。

在如以上那样构成的固定纤维束引导部150中，如图9以及图10所示，来自图13所示的后述的筒子架4的多根纤维束F穿过形成于第1圆环引导部152的各个前侧引导孔155。由此，纤维束F以在第1圆环引导部152的圆周方向上排列的方式被定位。

之后，各个纤维束F通过与前侧引导孔155对应地形成的第2圆环引导部153的后侧引导孔156。由此，纤维束F被引导为，一边维持呈环状排列的状态一边向芯材10的外周接近。即，通过了第2圆环引导部153的多根纤维束F排列为较小的环状。

之后，多根纤维束F穿过第3圆环引导部154与芯材10之间的圆环状的间隙。其结果，纤维束F被沿着芯材10的轴向适当地定位。

0°卷绕卷紧部160设置在比固定纤维束引导部150靠后方的位置。0°卷绕卷紧部160与固定纤维束引导部150在前后方向上排列配置。0°卷绕卷紧部160通过卷紧用纤维束(卷紧部件)F1对由固定纤维束引导部150引导而在芯材10的外周面上排列的纤维束F进行卷紧。

0°卷绕卷紧部160配置在卷绕单元框架63的前方(隔着卷绕单元框架63而与卷绕驱动部66相反的一侧)。如图12所示，0°卷绕卷紧部160具备旋转板161、卷紧纤维筒管支承部(筒管支承部)162以及卷紧纤维引导部(卷紧部件引导部)170。

旋转板161由圆环状板构成，设置在比第3圆环引导部154靠后方的位置。旋转板161与旋转盘117、第3圆环引导部154、第2圆环引导部153以及第1圆环引导部152同轴地设置。

旋转板161配置在隔着卷绕单元框架63而与旋转盘117相反的一侧。旋转板161以无法相对旋转的方式安装于旋转盘117。旋转板161随着旋转盘117的旋转而以图12的卷绕旋转轴A3为中心旋转。

如图12所示，卷紧纤维筒管支承部162在旋转板161的周向上设置于适当位置。卷紧纤维筒管支承部162以从旋转板161的前表面朝前方延伸的方式垂直地设置于旋转板161的前表面。在卷紧纤维筒管支承部162支承有卷紧纤维筒管(卷紧部件筒管)169。在卷紧纤维筒管169上卷绕有卷紧用纤维束F1。

卷紧纤维引导部170配置在旋转板161的前方。卷紧纤维引导部170由该旋转板161支承。卷紧纤维引导部170设置于远离卷绕旋转轴A3的位置。卷紧纤维引导部170随着旋转板161的旋转而以卷绕旋转轴A3为中心旋转。

卷紧纤维引导部170将从卷紧纤维筒管169拉出的卷紧用纤维束F1朝向芯材10的外周面引导。卷紧纤维引导部170具备第1纤维引导部163以及第2纤维引导部164。

第1纤维引导部163由多根(在本实施方式中为3根)拉杆构成。拉杆通过与所卷挂的卷紧用纤维束F1之间的摩擦，对卷紧用纤维束F1赋予张力。卷紧用纤维束F1在依次卷挂于各个拉杆之后，被朝第2纤维引导部164引导。

第2纤维引导部164例如由细长的板状部件构成。如图12所示，第2纤维引导部164以从旋转板161朝径向内侧延伸的方式，一端固定于旋转板161的前表面，另一端设置在接近旋转板161的中心(芯材10)的位置。

在第2纤维引导部164中，在接近旋转板161的中心的一侧的端部，形成有贯通状的卷紧用纤维束引导孔165。卷紧用纤维束引导孔165以与旋转板161的轴线垂直且与旋转板161的径向垂直的朝向贯通第2纤维引导部164。卷紧用纤维束F1穿过该卷紧用纤维束引导孔165而被引导至接近芯材10的外周面的位置。

通过旋转板161进行旋转，由此卷紧纤维筒管支承部162(进而卷紧纤维筒管169)、第1纤维引导部163以及第2纤维引导部164以卷绕旋转轴A3(即芯材10)为中心旋转，由此在相对于芯材10的轴向倾斜了规定角度的方向上卷绕卷紧用纤维束F1。通过该卷紧用纤维束F1，将沿着芯材10的轴向定位在外周面上的多根纤维束F如图10那样固定于芯材10的外周面。

如图13所示，使用0°卷绕单元6z的单纤维卷绕装置100具备筒子架4。筒子架4能够支承多个筒管。

筒子架4用于将多根纤维束F供给至卷绕装置3的0°卷绕单元6z。筒子架4具备支承框架121、多个筒管支承部122以及排列引导件123。另外，为了避免附图变得复杂，在图13中简略地描绘了筒子架4。

支承框架121为框状的构造体。两个芯材支承装置2中的一方配置在筒子架4的内部且是支承框架121的左右方向上的中央部。

在支承框架121上配置有多个筒管支承部122。在各个筒管支承部122上能够设置省略图示的筒管。在筒管上卷绕有朝卷绕单元6供给的纤维束F。

排列引导件123在支承框架121上安装在接近卷绕装置3的一侧的面上。在排列引导件123上形成有能够使芯材10通过的开口123a。在该开口123a的周围，在排列引导件123上安装有引导纤维束F的各种引导部件。作为该引导部件，例如可以考虑辊。

在该构成中，能够在筒子架4中从多个筒管分别拉出纤维束F，并在通过定位引导件123使其定位之后，向卷绕装置3的0°卷绕单元6z供给。

如以上说明的那样，本实施方式的单纤维卷绕装置100具备轨道11、芯材支承装置2以及卷绕装置3。轨道11沿着前后方向延伸。芯材支承装置2支承芯材10。卷绕装置3在芯材10的外周面上卷绕纤维束F。卷绕装置3具备卷绕单元6以及主框架32。卷绕单元6具有供芯材10贯通的开口部60，并引导纤维束F。在主框架32上安装有卷绕单元6。主框架32被设置成能够相对于芯材10在前后方向上相对移动。主框架32被设置成能够在与前后方向正交的左右方向上移动。主框架32被设置成能够以沿着与前后方向以及左右方向分别正交的上下方向延伸的旋转轴A1为中心旋转。

由此，能够相对于芯材10变更卷绕单元6的位置以及朝向，因此能够在弯曲的芯材10的外周面上卷绕纤维束F。

此外，本实施方式的单纤维卷绕装置100具备前后行进驱动马达91、左右行进驱动马达92、旋转驱动马达93以及控制装置5。前后行进驱动马达91使卷绕装置3在前后方向上移动。左右行进驱动马达92使主框架32在左右方向上移动。旋转驱动马达93使主框架32以旋转轴A1为中心旋转。控制装置5对前后行进驱动马达91、左右行进驱动马达92以及旋转驱动马达93进行控制。控制装置5对前后行进驱动马达91、左右行进驱动马达92以及旋转驱动马达93的动作进行控制，而调整卷绕单元6的姿态，以使开口部60的中心与芯材10的中心始终一致。

由此，能够一边沿着弯曲的芯材10的形状调整卷绕单元6的姿态，一边在芯材10的外周面上自动地卷绕纤维束F。

此外，在本实施方式的单纤维卷绕装置100中，主框架32具备升降框架33。升降框架33被安装成能够在上下方向上移动。卷绕单元6由升降框架33支承为能够以沿着左右方向延伸的俯仰轴A2为中心旋转。

由此，能够相对于芯材10三维地变更卷绕单元6的位置以及朝向。因而，即使在芯材10三维地弯曲的情况下，也能够在该芯材10的外周面上卷绕纤维束F。

此外，本实施方式的单纤维卷绕装置100具备升降马达94、俯仰驱动马达95以及控制装置5。升降马达94使升降框架33在上下方向上移动。控制装置5对升降马达94以及俯仰驱动马达95进行控制。控制装置5对升降马达94以及俯仰驱动马达95的动作进行控制，而调整卷绕单元6的姿态，以使开口部60的中心与芯材10的中心始终一致。

由此，能够一边沿着三维地弯曲的芯材10的形状调整卷绕装置3的姿态，一边在芯材10的外周面上自动地卷绕纤维束F。

此外，在本实施方式的单纤维卷绕装置100中，作为一种卷绕单元6的螺旋卷绕单元6y具备多个筒管安装部132、螺旋卷绕圆周引导部133以及中央引导部134。在多个筒管安装部132上安装有卷绕了纤维束F的筒管。螺旋卷绕圆周引导部133以及中央引导部134从分别安装于多个筒管安装部132的筒管将纤维束F同时朝芯材10引导。

由此，能够适当地引导多根纤维束F，并且能够以简单的构成同时卷绕多根纤维束F。

此外，在本实施方式的单纤维卷绕装置100中，作为一种卷绕单元6的0°卷绕单元6z具备0°卷绕卷紧部160、卷绕单元框架63以及固定纤维束引导部150。0°卷绕卷紧部160围绕开口部60的中心旋转。卷绕单元框架63将0°卷绕卷紧部160支承为能够旋转。固定纤维束引导部150固定于卷绕单元框架63。0°卷绕卷紧部160具备卷紧纤维筒管支承部162以及卷紧纤维引导部170。卷紧纤维筒管支承部162支承卷绕有卷紧部件的卷紧纤维筒管169。卷紧纤维引导部170将卷紧部件朝芯材10引导。固定纤维束引导部150将多根纤维束F同时朝芯材10引导。

由此，能够容易地进行相对于芯材10的轴向的纤维取向角度为0°的0°卷绕。

此外，在本实施方式的单纤维卷绕装置100中具备筒子架4，该筒子架4分别支承卷绕有由固定纤维束引导部150引导的纤维束F的多个筒管。

由此，无需在0°卷绕单元6z中支承筒管，因此能够实现卷绕装置3的小型化以及简化。

此外，在本实施方式的单纤维卷绕装置100中，卷绕装置3具备基座框架31。基座框架31以能够在前后方向上移动的方式安装于行进基台部1的上表面。基座框架31在上下方向上从下侧支承主框架32。

由此，能够提高主框架32的稳定性。

接着，对第2实施方式进行说明。图14是表示第2实施方式的单纤维卷绕装置100x的立体图。另外，在本实施方式的说明中，对于与上述实施方式相同或者类似的部件，有时在附图中标注相同的符号，并省略说明。

在本实施方式的单纤维卷绕装置100x中，卷绕装置3所具备的基座框架31以无法移动的方式固定于行进基台部1的上表面。另一方面，一对芯材支承装置2x被安装成能够沿着轨道11在前后方向上移动。前后行进驱动马达91以及前后行进用小齿轮82安装于芯材支承装置2，而不安装于卷绕装置3。

在本实施方式中，芯材10被支承为能够相对于卷绕装置3在前后方向上移动。因而，即使卷绕装置3不在前后方向上移动，也能够使卷绕装置3相对于芯材10在前后方向上相对地移动，能够实现实质上与第1实施方式相同的动作。

本实施方式的芯材支承装置2x将芯材10支承为能够围绕其两端部被支承的部分的轴心旋转。芯材支承装置2x能够使芯材10以支承轴A4为中心旋转，该支承轴A4是穿过支承芯材10的部分的前后方向的轴。

在芯材支承装置2x中设置有芯材旋转驱动马达(第6驱动源)96。芯材旋转驱动马达96使芯材10围绕朝向前后方向的支承轴(第3旋转轴)A4旋转。芯材旋转驱动马达96由控制装置5控制。

通过该构成，通过使芯材10旋转，能够使芯材10的位置以及朝向相对于卷绕装置3变化。因此，通过根据芯材10的形状使芯材10适当旋转，由此例如即使在芯材10复杂地三维弯曲的情况下，也能够沿着该芯材10的形状在其外周面上卷绕纤维束F。

如以上说明的那样，在本实施方式的单纤维卷绕装置100x中，芯材支承装置2x将芯材10支承为能够围绕朝向前后方向的支承轴A4旋转。芯材支承装置2x具备芯材旋转驱动马达96。芯材旋转驱动马达96使芯材10围绕支承轴A4旋转。

由此，例如即使在芯材10复杂地三维弯曲的情况下，通过根据芯材10的形状(弯曲状况)使芯材10旋转，也能够使芯材10的姿态变化以使卷绕装置3容易地卷绕纤维束F。因而，单纤维卷绕装置100x的应用范围扩大，能够对各种形状的芯材10卷绕纤维束F。

以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但上述构成例如能够如以下那样变更。

在单纤维卷绕装置100中也可以构成为，两个芯材支承装置2中的至少一个能够使芯材10的支承位置在上下方向上移动。此外，也可以构成为，两个芯材支承装置2中的至少一个能够使芯材10的支承位置在左右方向上移动。由此，能够支承前后方向上的两端不位于直线上的芯材10。

在芯材支承装置2x中也可以构成为，能够使所支承的芯材10围绕与支承轴A4不同的轴旋转。

在芯材支承装置2x中旋转驱动芯材10的构成，也可以应用于第1实施方式的单纤维卷绕装置100。

芯材10被支承为能够相对于卷绕装置3在前后方向上移动的构成，也可以应用于第1实施方式的单纤维卷绕装置100。

也可以省略升降框架33，而将卷绕单元6相对于主框架32无法相对旋转地安装。在该情况下，无法进行卷绕单元6的上下移动以及俯仰，但如果芯材10的弯曲是二维的，则能够无问题地对该芯材10卷绕纤维束F。

主框架32也可以构成为，左右移动、围绕旋转轴A1的旋转均无法进行。在该情况下，仅通过卷绕单元6的上下移动以及俯仰，对芯材10卷绕纤维束F。在该变形例中，能够将上下方向视为第2方向，将俯仰轴视为第1旋转轴。在该构成中，如果芯材10的弯曲是二维的，则也能够进行纤维束F的卷绕。

前后行进驱动马达91也可以安装于卷绕装置3以及芯材支承装置2的各自中。

在上述实施方式中，为了三维地变更卷绕单元6的姿态，在基座框架31中设置实现左右移动以及以旋转轴A1为中心的旋转的机构，并对该机构进一步设置实现上下移动以及以俯仰轴A2为中心的旋转的机构。但是，也可以在基座框架31中设置实现上下移动以及以俯仰轴A2为中心的旋转的机构，并对该机构进一步设置实现左右移动以及以旋转轴A1为中心的旋转的机构。

在0°卷绕单元6z中也可以构成为，代替纤维束而通过例如热收缩带来进行卷紧。

上述环向卷绕单元6x、螺旋卷绕单元6y以及0°卷绕单元6z为一例，也可以变更为其他构成的卷绕单元。

符号的说明

2：芯材支承装置

3：卷绕装置

6：卷绕单元(引导单元)

10：芯材

11：轨道

32：主框架

100：单纤维卷绕装置

A2：旋转轴(第1旋转轴)

F：纤维束

Claims (9)

1.一种单纤维卷绕装置，具备沿着第1方向延伸的轨道、支承芯材的芯材支承装置、以及在上述芯材的外周面上卷绕纤维束的卷绕装置，其特征在于，

上述卷绕装置具备：

引导单元，形成有供上述芯材贯通的开口，并引导上述纤维束；以及

主框架，安装有上述引导单元，

上述主框架为，

设置成能够相对于上述芯材在上述第1方向上相对移动，

设置成能够在与上述第1方向正交的第2方向上移动，并且，

设置成能够以第1旋转轴为中心旋转，该第1旋转轴沿着与上述第1方向以及上述第2方向分别正交的第3方向延伸。

2.根据权利要求1所述的单纤维卷绕装置，其特征在于，具备：

第1驱动源，能够使上述芯材支承装置以及上述卷绕装置中的至少任一个在上述第1方向上移动；

第2驱动源，使上述主框架在上述第2方向上移动；

第3驱动源，使上述主框架以上述第1旋转轴为中心旋转；以及

控制装置，对上述第1驱动源、上述第2驱动源以及上述第3驱动源进行控制，

上述控制装置对上述第1驱动源、上述第2驱动源以及上述第3驱动源的动作进行控制，而调整上述引导单元的姿态，以使上述开口的中心与上述芯材的中心始终一致。

3.根据权利要求1或2所述的单纤维卷绕装置，其特征在于，

上述主框架具备以能够在上述第3方向上移动的方式安装的副框架，

上述引导单元由上述副框架支承为能够以沿着上述第2方向延伸的第2旋转轴为中心旋转。

4.根据权利要求3所述的单纤维卷绕装置，其特征在于，具备：

第4驱动源，使上述副框架在上述第3方向上移动；

第5驱动源，使上述引导单元以上述第2旋转轴为中心旋转；以及

控制装置，对上述第4驱动源以及上述第5驱动源进行控制，

上述控制装置对上述第4驱动源以及上述第5驱动源的动作进行控制，而调整上述引导单元的姿态，以使上述开口的中心与上述芯材的中心始终一致。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的单纤维卷绕装置，其特征在于，

上述芯材支承装置将上述芯材支承为能够围绕与上述第1方向平行的轴即第3旋转轴旋转，

上述芯材支承装置具备使上述芯材围绕上述第3旋转轴旋转的第6驱动源。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的单纤维卷绕装置，其特征在于，

上述引导单元具备：

多个筒管安装部，用于安装卷绕有上述纤维束的筒管；以及

纤维束引导部，将来自分别安装于多个上述筒管安装部的上述筒管的上述纤维束同时朝上述芯材引导。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的单纤维卷绕装置，其特征在于，

上述引导单元具备：

卷紧部，围绕上述开口的中心旋转；

单元框架，将上述卷紧部支承为能够旋转；以及

固定纤维束引导部，固定于上述单元框架，

上述卷紧部具备：

筒管支承部，支承卷绕有卷紧部件的卷紧部件筒管；以及

卷紧部件引导部，将上述卷紧部件朝上述芯材引导，

上述固定纤维束引导部将多根上述纤维束同时朝上述芯材引导。

8.根据权利要求7所述的单纤维卷绕装置，其特征在于，

具备筒子架，该筒子架分别支承卷绕有由上述固定纤维束引导部引导的纤维束的多个筒管。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的单纤维卷绕装置，其特征在于，

上述卷绕装置具备能够相对于上述芯材在上述第1方向上相对移动的基座框架，

上述基座框架从下侧支承上述主框架。

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