JP5687982B2 - フィラメントワインディング方法及びフィラメントワインディング装置 - Google Patents

Description

本発明は、フィラメントワインディング方法及びフィラメントワインディング装置に関する。

フープ巻き装置とヘリカル巻き装置とを具備し、フープ巻きとヘリカル巻きとをライナーに対して交互に繰り返し行うことにより、ライナーの周囲に繊維束を巻き付けて補強層を形成するフィラメントワインディング装置は公知である（例えば、特許文献１）。

従来のフープ巻き装置の動作について説明すると、フープ巻き装置は、フープ巻きが終了すると、繊維束をライナーに繋げたままライナーから離れた退避位置まで移動する。次にフープ巻きの上にヘリカル巻きを行い、ヘリカル巻きが終了すると、フープ巻き装置は、次のフープ巻きを開始する位置まで移動する。このとき、退避位置から甘巻きを行いながら移動を開始する。甘巻きとは、繊維束を巻き付けながらフープ巻き装置を移動させる場合に行う巻き方であり、甘巻きした繊維束は補強層の形成には関与しない。

甘巻きを行いながらフープ巻き装置がライナーの端部まで移動してくると、フープ巻き装置はコンビ巻きを開始する。コンビ巻きとは、ライナーの両端に交互に何度も繊維束を掛け回しながら、繊維束の巻き付け位置を徐々にフープ巻き開始位置まで移動させていく巻き方である（特許文献２参照。）。

コンビ巻きを行う理由は、ライナーのドーム部のような傾斜部にフープ巻きを行っても繊維束が滑って巻き付けられないためである。このため、コンビ巻きにより繊維束をライナー軸方向に引っ張るような角度で巻き付けてドーム部を巻き上がり、繊維束が滑らないライナーの筒状部で徐々に角度をフープ巻きの角度に変更している。

このように、従来のフープ巻き装置とヘリカル巻き装置とを具備したフィラメントワインディング装置においては、フープ巻きとヘリカル巻きとを連続して行うようにするため、フープ巻きが終了して次にヘリカル巻きを行う際に、フープ巻きした繊維束を切断せずにライナー表面に繋げたままにしている。

しかしながら、ヘリカル巻きが終了して次のフープ巻きを行う場合、フープ巻き装置は退避位置からフープ巻き開始位置まで繊維束の甘巻きや、コンビ巻きを行いながら移動している。このため、フープ巻きした繊維束を切断せずにライナー表面に繋げたままにすると、繊維束の甘巻きやコンビ巻きを行う時間が必要となり、フープ巻きに要する時間が長くなる。また、繊維束の甘巻きやコンビ巻きは、ライナーの補強層の形成にはほとんど関与しない。このため、余分な繊維束を使用することになり、製造コストの増大を招く。

特開２０１０−３６４６１号公報 特開２００９−１７４７００号公報

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものである。本発明の目的は、ライナーに繊維層が形成されているか否かに関わらず、フープ巻きを開始する際に、繊維束の甘巻きやコンビ巻きを不要として、フープ巻きに要する時間を短縮することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、第１の発明は、ライナーを挿通するフープ巻き掛け装置と保持部を具備し、フープ巻き工程を行うフィラメントワインディング方法であって、
前記フープ巻き工程は、第１から第６の工程を含む。
第１の工程は、前記フープ巻き掛け装置が前記ライナーの半径方向の外側において前記保持部に繊維束を巻き付けて、繊維束を一時的に保持する。
第２の工程は、フープ巻きの開始位置において、前記保持部が前記フープ巻き掛け装置に対して相対的に移動することにより、繊維束の巻き付け位置を前記保持部から前記ライナーに移動させ、前記ライナーへの繊維束のフープ巻きを開始する。
第３の工程は、前記保持部から前記ライナーに架け渡されている繊維束を切断する。
第４の工程は、前記ライナーに対して繊維束のフープ巻きを行う。
第５の工程は、フープ巻きの終了位置において、前記保持部が前記フープ巻き掛け装置に対して相対的に移動することにより、繊維束の巻き付け位置を前記ライナーから前記保持部に移動させ、前記保持部に繊維束を巻き付けて繊維束を保持させる。
第６の工程は、前記ライナーから前記保持部に架け渡されている繊維束を切断する。

第２の発明は、ライナーを挿通するフープ巻き掛け装置と保持部を具備し、前記フープ巻き掛け装置で繊維束を前記ライナー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、
フープ巻き掛け装置は、前記ライナーに対して繊維束のフープ巻きを行う。
保持部は、前記フープ巻き掛け装置により繊維束を巻き付け可能であり、前記ライナーの半径方向の外側で繊維束を一時的に保持する。
カッターは、繊維束を切断する。
制御部は、巻き付け開始動作と、第１の切断動作と、巻き付け動作と、退避動作と、第２の切断動作を制御する。
巻き付け開始動作では、前記保持部に繊維束を巻き付けた後、フープ巻きの開始位置において、前記保持部が前記フープ巻き掛け装置に対して相対的に移動することにより、繊維束の巻き付け位置を前記保持部から前記ライナーに移動させ、前記ライナーへの繊維束のフープ巻きを開始する。
第１の切断動作では、前記保持部から前記ライナーに架け渡されている繊維束を前記カッターで切断する。
巻き付け動作では、前記ライナーに対して繊維束のフープ巻きを行う。
退避動作では、フープ巻きの終了位置において、前記保持部が前記フープ巻き掛け装置に対して相対的に移動することにより、繊維束の巻き付け位置を前記ライナーから前記保持部に移動させ、前記保持部に繊維束を巻き付けて繊維束を保持させる。
第２の切断動作では、前記ライナーから前記保持部に架け渡されている繊維束を前記カッターで切断する。

第３の発明は、第２の発明であって、
前記制御部は、前記巻き付け開始動作、及び前記退避動作において、前記保持部が前記フープ巻き掛け装置に対して相対的に移動することにより、互いの相対位置を前記ライナーの軸方向に変化させる制御を行う。

第４の発明は、第２又は第３のいずれかの発明であって、
前記保持部は、前記ライナーの周方向に配置される複数の部材で構成されており、前記複数の部材を前記ライナーの半径方向に移動させることにより、前記保持部を拡大又は縮小できる。

第５の発明は、第２から第４のいずれかの発明であって、
前記保持部は、前記退避動作において前記ライナーからの繊維束を保持部に案内する案内部を備える。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

第１の発明によれば、フープ巻きを開始する場合には、フープ巻きの開始位置において、繊維束の巻き付け位置を保持部からライナーに移動させ、ライナーへの繊維束のフープ巻きを開始する。フープ巻きを終了する場合には、フープ巻きの終了位置において、繊維束の巻き付け位置をライナーから保持部に移動させ、保持部に繊維束を巻き付けて繊維束を保持させる。このようにフープ巻きを開始する際に、フープ巻きの開始位置において、繊維束の巻き付け位置を保持部からライナーに移動させるため、ライナーに繊維層が形成されているか否かに関わらず、フープ巻きを開始する際に、繊維束の甘巻きやコンビ巻きを不要として、フープ巻きに要する時間を短縮することができる。また、繊維束の甘巻きやコンビ巻きが不要であるため、繊維束の使用量を減らし、製造コストを削減することができる。

第２の発明によれば、フープ巻きを開始する場合には、フープ巻きの開始位置において、繊維束の巻き付け位置を保持部からライナーに移動させ、ライナーへの繊維束のフープ巻きを開始する巻き付け開始動作を行う。フープ巻きを終了する場合には、フープ巻きの終了位置において、繊維束の巻き付け位置をライナーから保持部に移動させ、保持部に繊維束を巻き付けて繊維束を保持させる退避動作を行う。このようにフープ巻きを開始する際に、フープ巻きの開始位置において、繊維束の巻き付け位置を保持部からライナーに移動させるため、ライナーに繊維層が形成されているか否かに関わらず、フープ巻きを開始する際に、繊維束の甘巻きやコンビ巻きを不要として、フープ巻きに要する時間を短縮することができる。また、繊維束の甘巻きやコンビ巻きが不要であるため、繊維束の使用量を減らし、製造コストを削減することができる。

第３の発明によれば、巻き付け開始動作、及び退避動作において、巻き付け部と保持部との相対位置をライナーの軸方向に変化させる。これにより、巻き付け開始動作や退避動作を少ない動作で行うことができる。

第４の発明によれば、保持部は、ライナーの周方向に配置される複数の部材で構成されており、複数の部材をライナーの半径方向に移動させることにより、保持部を拡大又は縮小できる。このため、半径が異なるライナーに容易に対応することができる。

第５の発明によれば、保持部は、退避動作においてライナーからの繊維束を保持部に案内する案内部を備えている。このため、退避動作において繊維束を確実に保持部に巻き付けることができる。

実施例１に係るＦＷ装置１００の側面図。 図１の矢印Ｃ方向から見たフープ巻き装置３０の巻き掛けテーブル３４の正面図。 図１の矢印Ｄ方向から見たフープ巻き装置３０の糸掛け装置５０の正面図。 巻き付け開始動作の状態を示すフープ巻き装置３０及びライナー１の側面図。 図４の５−５線で切断したフープ巻き装置３０及びライナー１の断面図。 巻き付け開始動作の状態を示すフープ巻き装置３０及びライナー１の側面図。 図６の７−７線で切断したフープ巻き装置３０及びライナー１の断面図。 巻き付け動作の状態を示すフープ巻き装置３０及びライナー１の側面図。 退避動作の状態を示すフープ巻き装置３０及びライナー１の側面図。 図９の１０−１０線で切断したフープ巻き装置３０及びライナー１の断面図。 退避動作の状態を示すフープ巻き装置３０及びライナー１の側面図。 図１１の１２−１２線で切断したフープ巻き装置３０及びライナー１の断面図。

次に、発明の実施の形態について図を用いて説明する。

まず、図１を用いて、本発明の実施例１に係るフィラメントワインディング装置１００の全体構成について説明する。以下ではフィラメントワインディング装置１００をＦＷ装置１００と省略して説明する。

図１は、ＦＷ装置１００を示した側面図である。ＦＷ装置１００は、フープ巻き装置３０によるフープ巻きとヘリカル巻き装置４０によるヘリカル巻きとをライナー１に対して交互に繰り返し行うことにより、ライナー１の周囲に樹脂を含浸させた繊維束Ｆを巻き付けていく装置である。

図１に示す矢印Ａ、Ｂは、ＦＷ装置１００の前後方向と、ヘリカル巻きにおけるライナー１の移送方向を示している。ヘリカル巻きではライナー１をＦＷ装置１００の前後方向に往復動させるため、ライナー１は矢印Ａの方向に移送される場合と、矢印Ｂの方向に移送される場合とがある。

ライナー１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である。ライナー１は、外周面１Ｓに繊維束Ｆ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１は、耐圧容器を構成する基材とされる。尚、以下の説明では特に断りがない限り、ライナー１は、繊維束Ｆを巻き付ける前の状態と、繊維束Ｆを巻き付けている途中の状態の両方を意味するものとする。例えば、ライナー１の外周面１Ｓとは、巻き付けられた繊維束Ｆの表面であることも意味する。

ＦＷ装置１００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、制御部８０で構成される。主基台１０は、ＦＷ装置１００の基礎を構成する。主基台１０の上部には、ライナー移送装置用レール１１が設けられる。ライナー移送装置用レール１１には、ライナー移送装置２０が載置される。主基台１０の上部には、ライナー移送装置用レール１１に対して平行にフープ巻き装置用レール１２が設けられる。フープ巻き装置用レール１２には、フープ巻き装置３０が載置される。このような構成により、主基台１０に対してライナー移送装置２０ならびにフープ巻き装置３０を移動させることが可能である。ヘリカル巻き装置４０は主基台１０に固定される。

ライナー移送装置２０は、ＦＷ装置１００の前後方向に沿う方向の回転軸を中心としてライナー１を回転させるとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー１を移送する装置である。ライナー移送装置２０は、主に基台２１と、ライナー支持部２２と、で構成される。ライナー移送装置２０の駆動は制御部８０により制御される。

基台２１は、一対のライナー支持部２２を備えている。ライナー支持部２２は、それぞれライナー支持フレーム２３と支持軸２４を備える。ライナー支持フレーム２３は基台２１から上方に向けて延設されている。支持軸２４はライナー支持フレーム２３からＦＷ装置の前後方向に沿って延設されている。支持軸２４は図示しない動力機構によって軸回りの一方向に回転される。支持軸２４はライナー１の両端を支持し、ライナー１を回転させる。このような構成により、ライナー移送装置２０は、支持軸２４を回転軸としてライナー１を回転させるとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー１を移送する。

フープ巻き装置３０は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆをフープ巻きする装置である。フープ巻きでは、ライナー１の中心軸に対する繊維束Ｆの巻き付け角度が略９０度となるように繊維束Ｆをライナー１の外周面１Ｓに巻き付けていく。フープ巻き装置３０は、主に基台３１と、動力機構３２と、フープ巻き掛け装置３３と、糸掛け装置５０とで構成される。フープ巻き装置３０の駆動は制御部８０により制御される。

基台３１には、動力機構３２と、フープ巻き掛け装置３３が設けられる。フープ巻き掛け装置３３は、巻き掛けテーブル３４とボビン７１（７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ）を備えている（図２参照。）。巻き掛けテーブル３４には中央にライナー１を挿通する空間が設けられている。ボビン７１（７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ）は巻き掛けテーブル３４に設けられ、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを供給する。動力機構３２はフープ巻き掛け装置３３をライナー１の中心軸回りに回転させる。

フープ巻きでは、ライナー１の位置は固定し、フープ巻き装置３０をライナー１の中心軸方向に沿って往復動させつつ、フープ巻き掛け装置３３をライナー１の中心軸回りに回転させる。これによりフープ巻きが行われる。尚、フープ巻き装置３０の移動速度や巻き掛けテーブル３４の回転速度を調節することによって、繊維束Ｆの巻き付け態様を自在に変更可能である。糸掛け装置５０については後に詳述する。

ヘリカル巻き装置４０は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆをヘリカル巻きする装置である。ヘリカル巻きでは、繊維束Ｆの巻き付け角度が所定の値（例えば、０〜６０度）となるように繊維束Ｆをライナー１の外周面１Ｓに巻き付けていく。ヘリカル巻き装置４０は、主に基台４１と、ヘリカル巻き掛け装置４２とで構成される。ヘリカル巻き装置４０の駆動は制御部８０により制御される。

基台４１には、ヘリカル巻き掛け装置４２が設けられる。ヘリカル巻き掛け装置４２は、第１ヘリカルヘッド４３と、第２ヘリカルヘッド４４を備えている。第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４には、図示しない複数のボビンから繊維束Ｆが供給され、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆが導かれる。

ヘリカル巻きでは、ヘリカル巻き装置４０は固定されており、ライナー移送装置２０によりライナー１が回転しながら回転軸方向に移送される。これにより、ヘリカル巻きが行われる。尚、ライナー１の移送速度や回転速度を調節することによって、繊維束Ｆの巻き付け態様を自在に変更可能である。

次に、本発明の特徴部分であるフープ巻き装置３０の糸掛け装置５０について、詳しく説明する。

まず、フープ巻き装置３０について詳しく説明する。図２に示すように、フープ巻き装置３０の巻き掛けテーブル３４には、ボビン７１（７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ）と、繊維供給ガイド７２と、ガイドローラ７３が配置されている。ボビン７１（７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ）は、巻き掛けテーブル３４に挿通されるライナー１の周りに等間隔に配置され、ライナー１に繊維束Ｆを供給する。ガイドローラ７３はボビン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄからの４本の繊維束Ｆをまとめて繊維供給ガイド７２に案内する。繊維供給ガイド７２はガイドローラ７３でまとめられた４本の繊維束Ｆをライナー１の外周面１Ｓに供給する。

巻き掛けテーブル３４は動力機構３２により、図２において矢印Ｒ方向に回転する。繊維供給ガイド７２からライナー１へ導かれる繊維束Ｆは、矢印Ｒ方向に回転されながら、巻き掛けテーブル３４の回転方向の下流側である矢印ＦＡ方向に供給され、ライナー１又は後述する糸掛け装置５０の保持部５３に巻き付けられる。以下、繊維供給ガイド７２から供給される繊維束Ｆがライナー１又は糸掛け装置５０の保持部５３に接して巻き付けられる位置を巻き付け位置ＷＰという。

巻き掛けテーブル３４を駆動する動力機構３２は、制御部８０に接続されており、制御部８０からの信号に基づいて、回転及び停止が制御される。制御部８０には、巻き掛けテーブル３４の回転角度を検出して、巻き掛けテーブル３４の位置を検出する検出部（図示せず）が接続されている。検出部として例えばエンコーダが用いられる。制御部８０は、巻き掛けテーブル３４の位置を検出することにより、ボビン７１（７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ）の位置や繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰ等を特定することが可能である。また、制御部８０は、巻き掛けテーブル３４の位置を検出しながら、動力機構３２を制御することにより、繊維供給ガイド７２及び繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰが任意の位置に来るように、巻き掛けテーブル３４の回転を停止させることも可能である。

次に、糸掛け装置５０について説明する。糸掛け装置５０は、フープ巻きを開始する際に繊維束Ｆを一時的に保持し、フープ巻きの開始位置からライナー１に繊維束Ｆを巻き付けることができるようにするものである。図３に示すように、糸掛け装置５０は、主に基台５１、保持テーブル５２、保持部５３、カッター５４とで構成される。図１に示すように、糸掛け装置５０は、フープ巻き掛け装置３３で繊維束Ｆの巻き付けが行われる面、すなわち、ボビン７１（７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ）、繊維供給ガイド７２等が配置される面と対向する位置に配置される。糸掛け装置５０は、フープ巻き装置用レール１２に載置され、フープ巻き掛け装置３３に対して相対的に移動することが可能である。

基台５１は、保持テーブル５２を支持するものである。基台５１はフープ巻き装置用レール１２に載置され、動力機構（図示せず）によって主基台１０に対して移動が可能である。基台５１を移動する動力機構は、制御部８０に接続されており、制御部８０からの信号に基づいて、フープ巻き掛け装置３３に対する相対的な位置が制御される。

保持テーブル５２のフープ巻き掛け装置３３側の面には、保持部５３が設けられている。保持部５３は、フープ巻き掛け装置３３により繊維束Ｆを巻き付け可能であり、ライナー１の半径方向の外側で繊維束Ｆを一時的に保持する。保持部５３は、複数の保持部材５３１で構成されている。保持テーブル５２には、中央にライナー１を挿通する開口部５２１が設けられており、複数の保持部材５３１は、この開口部５２１に挿通するライナー１を周方向に取り囲むように配置されている。本実施例では、６本の保持部材５３１を同一円周上に等間隔に配置してライナー１を取り囲むように構成している。繊維束Ｆは、ライナー１の外側において複数の保持部材５３１に掛け回されるようにして巻き付けられる。

隣接する１対の保持部材５３１の間には、間隙が形成されている。この空間は、後述する退避動作においてライナー１からの繊維束Ｆを保持部５３に案内する案内部５５を構成している。また、各保持部材５３１は、保持テーブル５２において、レール５３２に支持されており、保持テーブル５２の半径方向に移動可能に構成されている。各保持部材５３１は、動力機構（図示せず）によって保持テーブル５２の半径方向に移動が可能である。各保持部材５３１を移動する動力機構は、制御部８０に接続されており、制御部８０からの信号に基づいて半径方向の位置が制御される。複数の保持部材５３１を保持テーブル５２の半径方向に移動させることにより、保持部５３をライナー１の半径方向に拡大又は縮小できる。

カッター５４は、繊維束Ｆを切断するものである。カッター５４は、保持テーブル５２上に固定されており、伸縮が可能である。カッター５４は、後述する第１の切断動作において、保持部５３からライナー１に架け渡されている繊維束Ｆ（繊維束の一部ＦＢ、図７参照。）を切断し、第２の切断動作において、ライナー１から保持部５３に架け渡されている繊維束Ｆ（繊維束の一部ＦＣ、図１２参照。）を切断する。その他の待機時には、繊維束Ｆに接触しない位置に退避している。

次に、上記構成のＦＷ装置１００のフープ巻きにおけるフープ巻き装置３０の動作について説明する。フープ巻きにおけるフープ巻き装置３０の動作は、巻き付け開始動作、第１の切断動作、巻き付け動作、退避動作、第２の切断動作を含んでいる。本実施例で使用するライナー１は、半径が一定の筒状部１Ａと、筒状部１Ａの両端部に設けられるドーム部１Ｂを備えているものとする（図１参照。）。そして、ライナー１はライナー移送装置２０に装着され、ライナー１にまだ繊維層が形成されていない状態で、ライナー１の筒状部１Ａの表面に直接第１層目のフープ巻きを行うものとする。ライナー１に対してフープ巻きを開始する位置は、ライナー１の軸方向の中央付近である開始位置Ｍとする（図４参照。）。

制御部８０には、フープ巻きの巻き付け条件、すなわち、フープ巻き装置３０の移動速度、巻き掛けテーブル３４の回転速度、フープ巻き装置３０を往復する回数、フープ巻き装置３０の移動距離等の巻き付け条件が予め作業者により入力されているものとする。フープ巻き装置３０のその他の動作条件についても予め設定されているものとする。制御部８０は、入力された巻き付け条件に基づいてフープ巻き装置３０の駆動を以下のように制御する。

まず制御部８０は、巻き付け開始動作を制御する。巻き付け開始動作では、ライナー１にフープ巻きを開始する前に、図４、図５に示すように、フープ巻き掛け装置３３で糸掛け装置５０の保持部５３に繊維束Ｆを適宜の回数だけ巻き付けて、繊維束を一時的に保持する。繊維束Ｆの端部は外れないように保持部５３に予めテープ等で固定している。最初の数周程度は下に巻いた繊維束Ｆの上に次の繊維束Ｆが重なるように巻き付けて繊維束Ｆがズレないようにする。

保持部５３に繊維束Ｆを巻き付ける際には、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰが保持部５３上となるように、フープ巻き掛け装置３３と保持部５３は接近させた状態とする。また、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰが徐々に保持部５３の自由端側に移動するように、フープ巻き掛け装置３３と糸掛け装置５０の相対的な距離を徐々に増大させる。フープ巻き掛け装置３３と糸掛け装置５０の相対的な距離を変化させるために、フープ巻き掛け装置３３と糸掛け装置５０のいずれかのみを移動させてもよく、双方を移動させて相対的な距離を変化させてもよい。

保持部５３への繊維束Ｆの巻き付けは、図４に示すように、ライナー１にフープ巻きを開始する開始位置Ｍより離隔した位置で行うが、開始位置Ｍに近い位置（図６参照。）で行ってもよい。あるいは、フープ巻き掛け装置３３と糸掛け装置５０を開始位置Ｍに接近させながら、保持部５３へ繊維束Ｆを巻き付けてもよい。

保持部５３に繊維束Ｆを適宜の回数だけ巻き付けた後、図６、図７に示すように、制御部８０はフープ巻きの開始位置Ｍにおいて、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰを保持部５３からライナー１に移動させ、ライナー１への繊維束Ｆのフープ巻きを開始する。繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰを保持部５３からライナー１に移動させるために、フープ巻き掛け装置３３と糸掛け装置５０の相対的な距離を増大させ、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰを保持部５３の自由端からライナー１に移動させる。換言すると、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰが保持部５３上からライナー１上に下りるようにする。例えば、保持部５３の自由端をフープ巻きの開始位置Ｍに位置させ、糸掛け装置５０のみを図６の図示左側方向に移動させることで、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰは、フープ巻きの開始位置Ｍにおいて保持部５３からライナー１に移動させることができる。繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰが保持部５３からライナー１に移動することで、繊維束Ｆが保持部材５３１からライナー１に架け渡される。その部分を図７において太線で示す（繊維束の一部ＦＢ）。

フープ巻きの開始位置Ｍからフープ巻きを数周程度行った時点で、制御部８０は第１の切断動作を制御する。第１の切断動作では、カッター５４により、保持部５３からライナー１に架け渡されている繊維束Ｆ（図７に示す繊維束の一部ＦＢ）を切断する。フープ巻きを数周程度行った時点で第１の切断動作を行うため、第１の切断動作を行ってもライナー１にフープ巻きされた繊維束Ｆは解けない。第１の切断動作により、保持部５３に巻き付けられている繊維束Ｆと、ライナー１にフープ巻きされている繊維束Ｆは分離するため、フープ巻き掛け装置３３と糸掛け装置５０は互いに離れた位置に移動することが可能となる。

図８に示すように、制御部８０は、ライナー１に対して繊維束Ｆのフープ巻きを行う巻き付け動作を制御する。図８に示すように、制御部８０は、フープ巻き掛け装置３３に対しては、予め入力されている巻き付け条件に基づいてフープ巻きを行わせる。糸掛け装置５０に対しては、制御部８０は、フープ巻き掛け装置３３によるフープ巻きを阻害しない退避位置に退避させる。保持部５３に巻き付けられている繊維束Ｆは、退避位置において除去される。

図９、図１０に示すように、フープ巻きの巻き付け位置ＷＰが終了位置Ｎ（開始位置Ｍと同位置とする）まで到達すると、制御部８０は、退避動作を制御する。制御部８０はまずフープ巻き掛け装置３３の巻き掛けテーブル３４の回転を停止してフープ巻きを停止する。続いて糸掛け装置５０をフープ巻き掛け装置３３に接近させる。保持部５３の自由端が巻き付け位置ＷＰを通過して巻き付け位置ＷＰよりもフープ巻き掛け装置３３側に接近すると、繊維束Ｆは保持部５３の案内部５５内に進入することとなる。

図１１、図１２に示すように、繊維束Ｆが保持部５３の案内部５５内に進入した状態で、フープ巻き掛け装置３３の巻き掛けテーブル３４の回転を再開し、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰをライナー１から保持部５３に移動させる。換言すると、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰがライナー１上から保持部５３上に上るようにする。繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰがライナー１から保持部５３に移動することで、繊維束Ｆがライナー１から保持部材５３１に架け渡される。その部分を図１２において太線で示す（繊維束の一部ＦＣ）。保持部５３に繊維束Ｆを適宜の回数だけ巻き付けることで、保持部５３に繊維束Ｆが保持される。最初の数周程度は下に巻いた繊維束Ｆの上に次の繊維束Ｆが重なるように巻き付けて繊維束Ｆがズレないようにする。

フープ巻きの終了位置Ｎから保持部５３に繊維束Ｆを適宜の回数巻き付けた時点で、制御部８０は第２の切断動作を制御する。第２の切断動作では、カッター５４により、ライナー１から保持部５３に架け渡されている繊維束Ｆ（図１２に示す繊維束の一部ＦＣ）を切断する。保持部５３に繊維束Ｆを適宜の回数巻き付けた時点で第２の切断動作を行うため、第２の切断動作を行っても保持部５３に巻き付けられた繊維束Ｆは解けない。第２の切断動作により、保持部５３に巻き付けられている繊維束Ｆと、ライナー１にフープ巻きされている繊維束Ｆは分離するため、フープ巻き掛け装置３３と糸掛け装置５０は互いに離れた位置に移動することが可能となる。また、フープ巻き掛け装置３３で糸掛け装置５０の保持部５３に繊維束Ｆを適宜の回数だけ巻き付けて、繊維束を一時的に保持した状態であるため、この状態のまま次回のフープ巻きの動作を開始することができる。

以上説明した本実施例に係るＦＷ装置１００によれば、次のような効果を有する。

フープ巻きを開始する場合には、フープ巻きの開始位置Ｍにおいて、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰを保持部５３からライナー１に移動させ、ライナー１への繊維束Ｆのフープ巻きを開始する巻き付け開始動作を行う。フープ巻きを終了する場合には、フープ巻きの終了位置Ｎにおいて、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰをライナー１から保持部５３に移動させ、保持部５３に繊維束Ｆを巻き付けて繊維束Ｆを保持させる退避動作を行う。このようにフープ巻きを開始する際に、フープ巻きの開始位置Ｍにおいて、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰを保持部５３からライナー１に移動させるため、ライナー１に繊維層が形成されているか否かに関わらず、フープ巻きを開始する際に、繊維束Ｆの甘巻きやコンビ巻きを不要として、フープ巻きに要する時間を短縮することができる。また、繊維束Ｆの甘巻きやコンビ巻きが不要であるため、繊維束Ｆの使用量を減らし、製造コストを削減することができる。

巻き付け開始動作、及び退避動作において、フープ巻き掛け装置３３と保持部５３との相対位置をライナー１の軸方向に変化させる。これにより、巻き付け開始動作や退避動作を少ない動作で行うことができる。

保持部５３は、ライナー１の周方向に配置される複数の保持部材５３１で構成されており、各保持部材５３１をライナー１の半径方向に移動させることにより、保持部５３を拡大又は縮小できる。このため、半径が異なるライナー１に容易に対応することができる。

保持部５３は、退避動作においてライナー１からの繊維束Ｆを保持部５３に案内する案内部５５を備えている。このため、退避動作において繊維束Ｆを確実に保持部５３に巻き付けることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例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、糸掛け装置５０はフープ巻き掛け装置３３と別体としたが、保持部５３をフープ巻き掛け装置３３に設けてもよい。

保持部５３を柱状の保持部材５３１で構成したが、これに限定されず、例えば保持部５３を円筒状にしてもよい。この場合、案内部５５として端部が開放されたスリット状の空間等、繊維束Ｆを保持部５３上に案内できる部分を設ければよい。

本実施例では、フープ巻き装置３０とヘリカル巻き装置４０とを備えたＦＷ装置１００について説明したが、フープ巻き専用のＦＷ装置に本発明を適用してもよい。

１ ライナー
１Ｓ 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 巻き掛けテーブル
４０ ヘリカル巻き装置
５０ 糸掛け装置
５１ 基台
５２ 保持テーブル
５３ 保持部
５４ カッター
５５ 案内部
８０ 制御部
１００ フィラメントワインディング装置
Ｆ 繊維束

Claims (5)

1. ライナーを挿通するフープ巻き掛け装置と保持部を具備し、
   フープ巻き工程を行うフィラメントワインディング方法であって、
   前記フープ巻き工程は、
   前記フープ巻き掛け装置が前記ライナーの半径方向の外側において前記保持部に繊維束を巻き付けて、繊維束を一時的に保持する第１の工程と、
   フープ巻きの開始位置において、前記保持部が前記フープ巻き掛け装置に対して相対的に移動することにより、繊維束の巻き付け位置を前記保持部から前記ライナーに移動させ、前記ライナーへの繊維束のフープ巻きを開始する第２の工程と、
   前記保持部から前記ライナーに架け渡されている繊維束を切断する第３の工程と、
   前記ライナーに対して繊維束のフープ巻きを行う第４の工程と、
   フープ巻きの終了位置において、前記保持部が前記フープ巻き掛け装置に対して相対的に移動することにより、繊維束の巻き付け位置を前記ライナーから前記保持部に移動させ、前記保持部に繊維束を巻き付けて繊維束を保持させる第５の工程と、
   前記ライナーから前記保持部に架け渡されている繊維束を切断する第６の工程と、
   を含むことを特徴とするフィラメントワインディング方法。
2. ライナーを挿通するフープ巻き掛け装置と保持部を具備し、
   前記フープ巻き掛け装置で繊維束を前記ライナー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、
   前記フープ巻き掛け装置は、前記ライナーに対して繊維束のフープ巻きを行い、
   前記保持部は、前記フープ巻き掛け装置により繊維束を巻き付け可能であり、前記ライナーの半径方向の外側で繊維束を一時的に保持する、ように構成され、
   繊維束を切断するカッターと、
   前記保持部に繊維束を巻き付けた後、フープ巻きの開始位置において、前記保持部が前記フープ巻き掛け装置に対して相対的に移動することにより、繊維束の巻き付け位置を前記保持部から前記ライナーに移動させ、前記ライナーへの繊維束のフープ巻きを開始する巻き付け開始動作と、
   前記保持部から前記ライナーに架け渡されている繊維束を前記カッターで切断する第１の切断動作と、
   前記ライナーに対して繊維束のフープ巻きを行う巻き付け動作と、
   フープ巻きの終了位置において、前記保持部が前記フープ巻き掛け装置に対して相対的に移動することにより、繊維束の巻き付け位置を前記ライナーから前記保持部に移動させ、前記保持部に繊維束を巻き付けて繊維束を保持させる退避動作と、
   前記ライナーから前記保持部に架け渡されている繊維束を前記カッターで切断する第２の切断動作と、を制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
3. 請求項２に記載のフィラメントワインディング装置であって、
   前記制御部は、前記巻き付け開始動作、及び前記退避動作において、前記保持部が前記フープ巻き掛け装置に対して相対的に移動することにより、互いの相対位置を前記ライナーの軸方向に変化させる制御を行う、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
4. 請求項２又は３のいずれか１項に記載のフィラメントワインディング装置であって、
   前記保持部は、前記ライナーの周方向に配置される複数の部材で構成されており、前記複数の部材を前記ライナーの半径方向に移動させることにより、前記保持部を拡大又は縮小できる、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
5. 請求項２から４のいずれか１項に記載のフィラメントワインディング装置であって、
   前記保持部は、前記退避動作において前記ライナーからの繊維束を保持部に案内する案内部を備えている、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。

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