KR102269787B1 - 필라멘트 와인딩 장치 및 보빈 교환 방법 - Google Patents

Abstract

섬유속의 권취 동작이 한창 행해지고 있는 중에도, 복수의 보빈에 감긴 섬유속의 단부끼리를 연결하는 작업을 가능하게 하는 것. 필라멘트 와인딩 장치(1)는 라이너(L)에 섬유속(F)을 권취하는 헬리컬 권취 유닛(40)과, 헬리컬 권취 유닛(40)에 섬유속(F)을 공급하고 있는 보빈(B1)과, 보빈(B1)과는 다른 보빈(B2)을 보빈(B1)에 감긴 섬유속(F)의 권취 개시단부와 보빈(B2)에 감긴 섬유속(F)의 권취 종단부가 연결된 상태에서 회전 가능하게 지지하는 보빈 지지축과, 섬유속 저류부 (50)를 구비한다. 섬유속 저류부(50)는 섬유속 저류부(50)에 의한 섬유속(F)의 저류가 행해지고 있는 저류 상태와, 섬유속 저류부(50)에 의한 섬유속(F)의 저류가 해제되어 있고, 또한, 섬유속 저류부(50)로부터 헬리컬 권취 유닛(40)으로 섬유속(F)이 공급되고 있는 저류 해제 상태 사이에서, 섬유속 저류부(50)의 상태를 스위칭 가능한 스토퍼(54)를 갖는다.

Description

필라멘트 와인딩 장치 및 보빈 교환 방법

본 발명은 섬유속을 라이너에 권취하는 필라멘트 와인딩 장치 및 필라멘트 와인딩 장치에 있어서의 보빈 교환 방법에 관한 것이다.

특허문헌 1에는 수지가 함침된 탄소 섬유를 라이너 등의 통 형상체에 권취하는 필라멘트 와인딩 장치가 개시되어 있다. 필라멘트 와인딩 장치는 라이너에 대하여 헬리컬 권취를 행하는 헬리컬 권취 유닛과, 헬리컬 권취 유닛에 탄소 섬유를 공급하는 섬유 공급 유닛을 구비한다. 보다 상세하게는 섬유 공급 유닛은 섬유 공급용의 2개의 보빈을 배열하여 회전 가능하게 지지하는 보빈 샤프트를 구비하고 있고, 일방의 보빈에 권취된 탄소 섬유가 헬리컬 권취 유닛에 공급된다.

여기서, 타방의 보빈에 권취된 탄소 섬유의 섬유 권취 종단부(보빈의 지름 방향의 외측단부)는 상기 일방의 보빈에 권취된 탄소 섬유의 섬유 권취 개시단부(보빈의 지름 방향의 내측단부)와 접착 고정된다. 이 때문에, 일방의 보빈이 비게 된 후에도 타방의 보빈으로부터 탄소 섬유를 헬리컬 권취 유닛으로 계속해서 공급하는 것이 가능하다. 또한, 비게 된 보빈은 새로운 만권취의 보빈과 교환되어 새로운 보빈에 감긴 탄소 섬유의 단부와, 탄소 섬유 공급 중의 보빈에 감긴 탄소 섬유의 단부가 접착 고정된다.

일본특허공개 2014-231145호 공보

2개의 보빈에 감긴 탄소 섬유의 단부끼리를 접착 고정할 때에는 2개의 보빈의 회전을 정지시킬 필요가 있다. 즉, 접착 고정의 작업 시에는 보빈으로부터 헬리컬 권취 유닛으로의 탄소 섬유의 공급을 일시적으로 정지시키는 것이 된다. 이 때문에, 섬유속의 권취 동작이 한창 행해지고 있는 중 등, 임의의 타이밍에서 접착 고정의 작업을 행하고 싶은 상황이 발생한 경우, 특허문헌 1에 기재된 필라멘트 와인딩 장치에서는 그것을 할 수 없다고 하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 섬유속의 권취 동작이 한창 행해지고 있는 중이라도 복수의 보빈에 감긴 섬유속의 단부끼리를 연결하는 작업을 가능하게 하는 것이다.

제 1 발명의 필라멘트 와인딩 장치는 라이너에 섬유속을 권취하는 권취 유닛과, 상기 권취 유닛에 섬유속을 공급하고 있는 공급 보빈과, 상기 공급 보빈과는 다른 예비 보빈을, 상기 공급 보빈에 감긴 섬유속의 권취 개시단부와 상기 예비 보빈에 감긴 섬유속의 권취 종단부가 연결된 상태에서 회전 가능하게 지지하는 보빈 지지축과, 섬유속의 주행 방향에 있어서 상기 보빈 지지축과 상기 권취 유닛 사이에 배치되고, 상기 권취 유닛에 공급되는 섬유속을 일시적으로 저류하는 섬유속 저류부를 구비하고, 상기 섬유속 저류부는 상기 섬유속 저류부에 의한 섬유속의 저류가 행해지고 있는 저류 상태와, 상기 섬유속 저류부에 의한 섬유속의 저류가 해제되어 있고, 또한, 상기 섬유속 저류부로부터 상기 권취 유닛으로 섬유속이 공급되고 있는 저류 해제 상태 사이에서, 상기 섬유속 저류부의 상태를 스위칭 가능한 스위칭부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서는 공급 보빈 및 예비 보빈이, 보빈 지지축에 의해 회전 가능하게 지지된다. 공급 보빈의 섬유속의 권취 개시단부(공급 보빈의 지름방향 내측에 있어서의 섬유속의 단부)와 예비 보빈의 섬유속의 권취 종단부(예비 보빈의 지름방향 외측에 있어서의 섬유속의 단부)가 연결됨으로써 공급 보빈이 비게 된 후에도 예비 보빈으로부터 권취 유닛으로 섬유속을 계속해서 공급할 수 있다.

상술한 바와 같이 공급 보빈이 비게 된 경우, 빈 보빈을 만권취 상태의 새로운 보빈(신 보빈)으로 교환하는 교환 작업, 및 섬유속을 공급 중의 예비 보빈의 섬유속의 단부와 새로운 보빈의 섬유속의 단부를 연결하는 연결 작업을 행할 필요가 있다. 여기서, 보빈을 회전시키면서 연결 작업을 행하는 것은 매우 곤란하므로, 적어도 연결 작업 시에는 예비 보빈 및 새로운 보빈의 회전을 정지시킬 필요가 있다. 본 발명에서는 스위칭부에 의해, 섬유속 저류부의 상태가 저류 상태와 저류 해제 상태 사이에서 스위칭된다. 섬유속을 공급 중의 예비 보빈의 회전을 정지시킬 필요가 없을 때는 섬유속 저류부가 저류 상태로 유지됨으로써 섬유속을 섬유속 저류부에 저류할 수 있다. 한편, 연결 작업을 행할 필요가 생겼을 때에는 섬유속 저류부가 저류 해제 상태로 스위칭됨으로써 예비 보빈과 새로운 보빈의 회전을 정지시킨 상태이어도 섬유속 저류부에 저류되어 있는 섬유속을 권취 유닛에 공급하면서, 연결 작업을 행할 수 있게 된다. 따라서, 섬유속의 권취 동작이 한창 행해지고 있는 중이라도 연결 작업을 할 수 있다.

제 2 발명의 필라멘트 와인딩 장치는 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 섬유속 저류부는 섬유속이 걸리는 제 1 롤러와, 동일한 섬유속이 걸리고, 상기 주행 방향에 있어서 상기 제 1 롤러와의 사이에 섬유속을 저류하는 제 2 롤러와, 상기 주행 방향에 있어서 상기 제 1 롤러와 상기 제 2 롤러 사이에 배치되어 있고, 상기 제 1 롤러의 중심과 상기 제 2 롤러의 중심을 연결하는 직선에 교차하는 교차 방향에 있어서, 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러에 대하여 이동 가능한 제 3 롤러를 갖고, 상기 스위칭부는 상기 제 3 롤러의 위치를, 상기 교차 방향에 있어서 소정의 저류 위치에 유지함으로써 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 상태로 하고, 상기 저류 위치에 있는 상기 제 3 롤러를, 상기 교차 방향에 있어서 상기 저류 위치보다 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러에 가까운 측으로 이동 가능하게 함로써 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 해제 상태로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서는 스위칭부가, 제 3 롤러를 저류 위치에 유지함으로써 섬유속 저류부를 저류 상태로 하고, 제 3 롤러를 저류 위치보다 제 1 롤러 및 제 2 롤러에 가까운 측으로 이동 가능하게 함으로써 섬유속 저류부를 저류 해제 상태로 한다. 이와 같이, 단순한 구성에 의해 저류 상태와 저류 해제 상태를 스위칭할 수 있다.

제 3 발명의 필라멘트 와인딩 장치는 상기 제 2 발명에 있어서, 상기 스위칭부는 상기 교차 방향에 있어서 상기 제 3 롤러가 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러에 접근하는 것을 금지 및 허가 가능한 스토퍼를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서는 제 3 롤러가 상술한 저류 위치에 있을 때, 교차 방향에 있어서 제 3 롤러가 제 1 롤러 및 제 2 롤러에 접근하는 것을 스토퍼에 의해 금지함으로써 섬유속 저류부의 저류 상태를 유지할 수 있다. 또한, 연결 작업을 행하기 위해서 2개의 보빈의 회전을 정지시키는 경우, 교차 방향에 있어서 제 3 롤러가 제 1 롤러 및 제 2 롤러에 접근하는 것을 허가함으로써 섬유속 저류부에 저류된 섬유속이 짧아지도록 제 3 롤러를 이동 가능하게 할(즉, 섬유속 저류부를 저류 해제 상태로 할) 수 있다. 이와 같이, 단순한 구성에 의해, 섬유속 저류부를 저류 상태에 유지할 수 있고, 또한 섬유속 저류부를 저류 상태로부터 저류 해제 상태로 스위칭할 수 있다.

제 4 발명의 필라멘트 와인딩 장치는 상기 제 3 발명에 있어서, 상기 스토퍼는 상기 교차 방향에 있어서 상기 제 3 롤러를 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러로부터 이간하는 측으로 압박 가능한 압박부를 갖고, 상기 압박부는 상기 제 3 롤러를 압박함으로써 상기 제 3 롤러를 상기 저류 위치에 유지하는 제 1 위치와, 상기 교차 방향에 있어서 상기 제 1 위치보다 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러에 가까운 제 2 위치 사이에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서는 스토퍼의 압박부가 제 1 위치에 있을 때, 제 3 롤러가 저류 위치에 유지되고, 섬유속 저류부가 저류 상태로 유지되어 있다. 압박부가 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동함으로써 제 3 롤러의 이동이 허가되어, 섬유속 저류부가 저류 해제 상태로 스위칭된다. 또한, 압박부가 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동함으로써 제 3 롤러가 압박부에 의해 저류 위치로 되돌아가 섬유속 저류부가 저류 상태로 되돌아온다. 이와 같이, 단순한 구성에 의해, 섬유속 저류부를 저류 상태와 저류 해제 상태 사이에서 스위칭할 수 있다.

제 5 발명의 필라멘트 와인딩 장치는 상기 제 1~제 4 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈의 회전을 정지시키는 정지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서는 권취 유닛이 한창 동작하고 있는 중이라도 섬유속 저류부를 저류 해제 상태로 하고, 또한 정지부에 의해 공급 보빈 및 예비 보빈의 회전을 강제적으로 정지함으로써 임의의 타이밍에서 연결 작업을 행할 수 있다. 또한, 권취 유닛의 동작 중에 연결 작업을 행하고 있을 때에, 공급 보빈 및 예비 보빈이 의도하지 않고 회전하는 것을 정지부에 의해 막을 수 있으므로, 안전하게 작업할 수 있다.

제 6 발명의 필라멘트 와인딩 장치는 상기 제 1~제 5 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 보빈 지지축은 상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈을 상기 보빈 지지축의 축방향에 배열하여 지지 가능하고, 또한 상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈과 일체 회전 가능한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서는 공급 보빈과 예비 보빈이 축방향으로 배열하여(즉, 동축에) 지지되고, 또한 보빈 지지축과 일체 회전 가능하기 때문에, 공급 보빈의 회전 속도와 예비 보빈의 회전 속도를 확실하게 동일하게 할 수 있다. 따라서, 2개의 보빈의 섬유속의 단부끼리가 연결되어 있는 상태에서, 상기 단부가 꼬이는 것 등을 확실하게 방지할 수 있다.

제 7 발명의 필라멘트 와인딩 장치는 상기 제 6 발명에 있어서, 상기 보빈 지지축은 상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈 중 어느 일방과 일체 회전 가능한 제 1 지지축과, 상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈 중 어느 타방과 일체 회전 가능한 제 2 지지축과, 상기 축방향에 있어서 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축 사이에 설치되고, 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축을 일체 회전 가능하게 연결 및 연결 해제 가능한 연결부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서는 제 1 지지축과 제 2 지지축이 연결부에 의해 연결되어 있는 상태에서는 제 1 지지축과 제 2 지지축이 일체 회전하고, 공급 보빈과 예비 보빈이 동일한 회전 속도로 회전한다. 또한, 공급 보빈이 비게 되어 예비 보빈으로부터 권취 유닛으로 섬유속을 계속해서 공급하고 있는 경우에, 제 1 지지축과 제 2 지지축의 연결을 해제함으로써 빈 보빈(구공급 보빈)만 회전을 멈출 수 있다. 이 때문에, 예비 보빈으로부터 권취 유닛으로 섬유속을 계속해서 공급하면서(즉, 섬유속 저류부에 의한 섬유속의 저류를 해제하는 일 없이), 빈 보빈의 교환 작업을 행할 수 있다. 즉, 교환 작업 시에는 섬유속의 저류를 해제할 필요가 없고, 연결 작업 시에만, 2개의 보빈의 회전을 정지시키기 위해서 섬유속의 저류를 해제하면 된다. 따라서, 섬유속 저류부를 저류 해제 상태로 하는 시간이 길어지는 것을 억제하고, 섬유속 저류부에 저류된 섬유속을 고갈하기 어렵게 할 수 있다.

제 8 발명의 필라멘트 와인딩 장치는 상기 제 7 발명에 있어서, 상기 제 1 지지축 및 상기 제 2 지지축의, 상기 축방향에 있어서의 상기 연결부와는 반대측의 단부를 각각 회전 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 상기 지지부는 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축이 연결 해제되어 있는 상태에서, 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축을 서로 이간시키는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 것이다.

보빈의 교환 작업 시에는 보빈을 축방향으로 이동시켜서 보빈 지지축에 착탈할 필요가 있다. 이 때문에, 예를 들면 보빈 지지축이 캔틸레버 지지되어 있으면(즉, 제 1 지지축과 제 2 지지축 중 어느 일방만이 회전 가능하게 지지되어 있으면) 이하의 문제가 발생한다. 즉, 기단측의 보빈이 비게 되어 선단측의 보빈으로부터 섬유속을 권취 유닛에 공급하면서 기단측의 빈 보빈을 새로운 보빈으로 교환하는 경우, 빈 보빈을 선단측으로부터 빼내는 것은 선단측의 보빈과 빈 보빈이 간섭하기 때문에 불가능하다. 이 때문에, 기단측의 보빈을 기단측에 있어서 빼내기 위한 구성이 필요하게 되어 장치의 구조가 복잡화할 우려가 있다. 본 발명에서는 지지부가, 제 1 지지축 및 제 2 지지축의 축방향에 있어서의 연결부와는 반대측의 단부를 각각 회전 가능하게 지지하고 있다. 바꿔 말하면, 지지부가 보빈 지지축의 양단부를 지지하고 있다. 또한, 제 1 지지축 및 제 2 지지축은 연결 해제되어 있는 상태에서 서로 이간 가능하다. 이 때문에, 교환 작업 시에, 제 1 지지축과 제 2 지지축을 서로 이간시킴으로써 보빈을 착탈할 수 있다. 따라서, 장치의 구조의 복잡화를 억제할 수 있다.

제 9 발명의 필라멘트 와인딩 장치는 상기 제 8 발명에 있어서, 상기 제 1 지지축 및 상기 제 2 지지축 중 적어도 일방은 연결 해제되어 있는 상태이고, 적어도 상기 축방향에 직교하는 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 것이다.

상술한 바와 같이, 보빈의 교환 작업 시에는 보빈을 축방향으로 이동시킬 필요가 있다. 즉, 보빈을 착탈하기 위해서는 보빈 지지축의 축방향에 있어서의 연장선 상에 적어도 보빈의 길이만큼의 스페이스가 필요하다. 이 때문에, 제 8 발명의 구성에 있어서, 제 1 지지축과 제 2 지지축이 축방향에만 이간 가능한 경우, 보빈의 축방향의 길이만큼 서로를 이간시킬 필요가 있고, 축방향에 있어서 교환 작업을 위한 스페이스를 널리 확보하지 않으면 안되어 장치가 대형화할 우려가 있다. 본 발명에서는 제 1 지지축과 제 2 지지축이 적어도 축방향에 직교하는 방향으로 이동가능하다. 즉, 제 1 지지축의 축심과 제 2 지지축의 축심을 서로 어긋나게 하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 제 1 지지축에 장착된 보빈은 축방향에 있어서의 제 2 지지축측의 공간을 이용해서 착탈할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 지지축에 장착된 보빈은 축방향에 있어서의 제 1 지지축측의 공간을 이용해서 착탈할 수 있다. 따라서, 장치의 대형화를 억제할 수 있다.

제 10 발명의 보빈 교환 방법은 라이너에 섬유속을 권취하는 권취 유닛과, 상기 권취 유닛에 섬유속을 공급하고 있는 공급 보빈과, 상기 공급 보빈과는 다른 예비 보빈을 상기 공급 보빈에 감긴 섬유속의 권취 개시단부와 상기 예비 보빈에 감긴 섬유속의 권취 종단부가 연결된 상태에서 회전 가능하게 지지하는 보빈 지지축을 구비하는 필라멘트 와인딩 장치에 있어서, 상기 권취 유닛에 의해 상기 라이너에 섬유속을 한창 권취하고 있는 중에 상기 공급 보빈이 비게 된 경우에, 계속해서 상기 예비 보빈으로부터 섬유속을 상기 권취 유닛에 공급하면서, 빈 보빈을 새로운 보빈으로 교환하는 보빈 교환 방법으로서, 상기 빈 보빈의 회전을 정지시킨 상태에서, 상기 빈 보빈을 상기 보빈 지지축으로부터 분리하고, 상기 새로운 보빈을 상기 보빈 지지축에 장착하는 교환 공정과, 상기 교환 공정의 후에 상기 새로운 보빈 및 상기 예비 보빈의 회전을 정지시킨 상태에서, 상기 새로운 보빈에 감긴 섬유속의 권취 개시단부와 상기 예비 보빈에 감긴 섬유속의 권취 종단부를 연결시키는 연결 공정과, 상기 연결 공정 후에, 상기 새로운 보빈 및 상기 예비 보빈의 회전 정지 상태를 해제하는 회전 재개 공정을 구비하고, 상기 필라멘트 와인딩 장치는 상기 권취 유닛에 공급되는 섬유속을 일시적으로 저류하는 저류 상태와 상기 저류 상태가 해제된 저류 해제 상태 사이에서 상태를 스위칭 가능한 섬유속 저류부를 더 구비하는 것이며, 적어도 상기 교환 공정 전까지는 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 상태에 유지해 두고, 상기 예비 보빈의 회전을 정지시키기 전에 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 상태로부터 상기 저류 해제 상태로 스위칭하고, 또한 상기 회전 재개 공정 후에 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 해제 상태로부터 상기 저류 상태로 되돌리는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서는 공급 보빈이 비게 된 경우에, 계속해서 예비 보빈으로부터 섬유속을 권취 유닛에 공급하면서, 빈 보빈을 새로운 보빈으로 교환한다. 본 발명에서는 예비 보빈의 회전을 정지시키기 전에 섬유속 저류부를 저류 상태로부터 저류 해제 상태로 스위칭한다. 이 때문에, 예비 보빈의 회전을 정지시킨 후도, 섬유속 저류부에서 권취 유닛으로 섬유속을 공급하면서 연결 공정을 실행할 수 있다. 또한, 회전 재개 공정 후에 섬유속 저류부를 저류 해제 상태로부터 저류 상태로 스위칭함으로써 다시 섬유속을 저류할 수 있다. 이상과 같이 하여 섬유속의 권취 동작이 한창 행해지고 있는 중이라도 연결 공정을 실행할 수 있다.

제 11의 발명의 보빈 교환 방법은 상기 제 10 발명에 있어서, 상기 교환 공 정도에서는 상기 예비 보빈의 회전은 정지시키지 않고, 상기 섬유속 저류부를 상기저류 상태로 유지해 두는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서는 교환 공정에서 섬유속 저류부를 저류 상태로 유지해 둔다. 이 때문에, 교환 공정 사이에도 예비 보빈으로부터 공급되는 섬유속을 섬유속 저류부에 저류할 수 있으므로, 섬유속 저류부를 저류 해제 상태로 해 두는 시간을 더욱 단축할 수 있다. 따라서, 섬유속 저류부에 저류된 섬유속을 고갈하기 어렵게 할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 필라멘트 와인딩 장치의 사시도이다.
도 2는 권취 장치의 사시도이다.
도 3은 필라멘트 와인딩 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 섬유속의 주행 경로를 나타내는 모식도이다.
도 5는 섬유속 저류부의 모식도이다.
도 6은 보빈 지지부의 사시도이다.
도 7은 보빈 지지부의 정면도이다.
도 8은 보빈 지지부의 측면도이다.
도 9는 보빈 지지부의 연결부를 나타내는 설명도이다.
도 10은 보빈 지지부의 정지부를 나타내는 설명도이다.
도 11은 보빈 교환 작업의 일련의 공정을 나타내는 플로우 차트이다.
도 12는 보빈 교환 시의 보빈 지지부 및 섬유속 저류부의 상태를 나타내는 도면이다.
도 13은 보빈 교환 시의 보빈 지지부 및 섬유속 저류부의 상태를 나타내는 도면이다.
도 14는 보빈 교환 시의 보빈 지지부 및 섬유속 저류부의 상태를 나타내는 도면이다.
도 15는 변형예에 따른 섬유속 저류부의 모식도이다.

다음에 본 발명의 실시형태에 대해서, 도 1~도 14를 참조하면서 설명한다. 또한, 설명의 편의 상, 도 1에 나타내는 방향을 전후 좌우 방향으로 한다. 또한, 전후 좌우 방향과 직교하는 방향을 중력이 작용하는 상하 방향(본 발명의 교차 방향)으로 한다.

(필라멘트 와인딩 장치의 개략 구성)

우선, 필라멘트 와인딩 장치(1)의 개략 구성에 대해서, 도 1을 사용하여 설명한다. 필라멘트 와인딩 장치(1)는 권취 장치(2)와, 크릴 스탠드(3)와, 콘트롤 패널(4)을 구비한다.

권취 장치(2)는 라이너(L)에 섬유속을 권취하기 위한 것이다. 섬유속은 예를 들면, 탄소 섬유 등의 섬유 재료에, 열경화성의 합성 수지재가 함침된 것이다. 라이너(L)는 예를 들면, 압력 탱크를 제조하기 위한 것으로서, 고강도 알루미늄 등으로 형성되어 있고, 원통부와, 원통부의 양측에 형성된 돔부를 갖는다. 또한, 권취 장치(2)의 상세에 관해서는 후술한다.

크릴 스탠드(3)는 후술하는 헬리컬 권취 유닛(40)(본 발명의 권취 유닛)에 섬유속을 공급하기 위한 것이다. 크릴 스탠드(3)는 지지 프레임(11)과, 지지 프레임(11)에 지지된 복수의 보빈 지지부(60)(본 발명의 지지부)를 갖는다. 지지 프레임(11)은 대강 좌우 대칭으로 배치되어 있고, 지지 프레임(11)의 좌우 방향에 있어서의 중앙부에는 권취 장치(2)의 일부가 설치되는 설치 공간(12)이 형성되어 있다 (또한, 설치 공간(12)내의 상세에 대해서는 도시를 생략하고 있다). 복수의 보빈 지지부(60)에는 헬리컬 권취 유닛(40)에 공급되는 섬유속이 감겨 있는 보빈(B)이 각각 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 각 보빈 지지부(60)는 각각 2개의 보빈(B)을 지지 가능하다. 보빈 지지부(60)의 상세에 대해서는 후술한다.

콘트롤 패널(4)은 제어 장치(5)와, 표시부(6)와, 조작부(7)를 갖는다. 제어 장치(5)는 권취 장치(2)의 각 부의 동작을 제어한다. 표시부(6)는 권취 장치(2)에 의한 라이너(L)로의 섬유속의 권취 조건 등을 표시한다. 조작부(7)는 오퍼레이터가 권취 장치(2)에 의한 권취 조건 등을 제어 장치(5)에 입력하기 위한 것이다.

(권취 장치의 구성)

다음에 권취 장치(2)의 구성에 대해서, 도 2 및 도 3을 사용하여 설명한다. 권취 장치(2)는 기대(15)와, 지지 유닛(20)(제 1 지지 유닛(21) 및 제 2 지지 유닛(22))과, 후프 권취 유닛(30)과, 헬리컬 권취 유닛(40)을 구비한다.

기대(15)는 지지 유닛(20), 후프 권취 유닛(30), 및 헬리컬 권취 유닛(40)(본 발명의 권취 유닛)을 지지하기 위한 것이다. 기대(15)는 전후방향으로 연장되고 있다. 기대(15) 상에는 전측으로부터 제 1 지지 유닛(21), 후프 권취 유닛(30), 헬리컬 권취 유닛(40), 제 2 지지 유닛(22)의 순서로 전후방향으로 배열되어 배치되어 있다. 또한, 기대(15)의 상면에는 전후방향으로 연장되는 복수의 레일(16)이 설치되어 있다. 지지 유닛(20) 및 후프 권취 유닛(30)은 레일(16) 상에 배치되고, 레일(16)을 따라 전후방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 헬리컬 권취 유닛(40)은 크릴 스탠드(3)의 설치 공간(12)의 전단부에 있어서, 기대(15)에 고정되어 있다(도 1 참조).

지지 유닛(20)은 후프 권취 유닛(30)보다 전측에 배치되는 제 1 지지 유닛(21)과, 헬리컬 권취 유닛(40)보다 후측에 배치되는 제 2 지지 유닛(22)을 갖는다. 지지 유닛(20)은 라이너(L)의 축방향(전후방향)으로 연장되는 지지축(23)을 중심으로 하여 라이너(L)를 회전 가능하게 지지한다. 지지 유닛(20)은 지지 유닛(20)을 레일(16)을 따라 전후방향으로 이동시키기 위한 이동용 모터(24)와, 라이너(L)를 회전시키기 위한 회전용 모터(25)를 갖는다(도 3 참조). 이동용 모터(24) 및 회전용 모터(25)는 제어 장치(5)에 의해 구동 제어된다.

후프 권취 유닛(30)은 라이너(L)에 대하여 섬유속을 후프 권취하기(라이너(L)의 축방향에 대하여 대강 직각인 방향으로 섬유속을 권취하기) 위한 것이다. 후프 권취 유닛(30)은 본체부(31)와 회전 부재(32)를 갖는다. 본체부(31)는 레일(16) 상에 배치되어 있고, 회전 부재(32)를 라이너(L)의 축주위에 회전 가능하게 지지한다. 회전 부재(32)는 원판 형상을 갖는 부재이다. 회전 부재(32)의 지름 방향 중앙부에는 라이너(L)가 통과 가능한 원형의 통과 구멍(34)이 형성되어 있다. 후프 권취 유닛(30)에는 각각 섬유속이 감겨 있는 복수의 보빈(33)이 부착되어 있다. 복수의 보빈(33)은 회전 부재(32)의 둘레방향에 등간격으로 배치되어 있다.

후프 권취 유닛(30)은 도 3에 나타내는 바와 같이 후프 권취 유닛(30)을 레일(16)을 따라 전후방향으로 이동시키기 위한 이동용 모터(35)와 회전 부재(32)를 회전시키기 위한 회전용 모터(36)를 갖는다. 이동용 모터(35) 및 회전용 모터(36)는 제어 장치(5)에 의해 구동 제어된다. 제어 장치(5)는 라이너(L)가 상대적으로 통과 구멍(34)을 통과하도록 후프 권취 유닛(30)을 레일(16)을 따라 왕복 이동시키면서, 회전 부재(32)를 회전시킨다. 이것에 의해, 복수의 보빈(33)이 라이너(L)의 축 주위를 공전하고, 복수의 섬유속이 복수의 보빈(33)으로부터 인출된다. 인출된 복수의 섬유속은 라이너(L)의 표면에 일제히 후프 권취된다.

헬리컬 권취 유닛(40)은 라이너(L)에 대하여 섬유속을 헬리컬 권취하기(라이너(L)의 축방향에 대하여 대강 평행한 방향으로 섬유속을 권취하기) 위한 것이다. 헬리컬 권취 유닛(40)은 본체부(41)와, 복수의 가이드(42)와, 복수의 노즐(43)을 갖는다. 본체부(41)는 기대(15)에 고정적으로 기립 설치 배치되어 있다. 본체부(41)의 좌우 방향에 있어서의 중앙부에는 라이너(L)가 전후방향으로 통과 가능한 원형의 통과 구멍(44)이 형성되어 있다. 복수의 가이드(42) 및 복수의 노즐(43)은 통과 구멍(44)의 둘레방향에 따라 배치되어 있다. 크릴 스탠드(3)에 배치되어 있는 복수의 보빈(B)으로부터 인출된 복수의 섬유속은 복수의 가이드(42)를 경유하고, 복수의 노즐(43)에 통과된다. 노즐(43)은 라이너(L)의 지름방향을 따라 연장되어 있고, 그 지름방향에 있어서의 외측으로부터 내측을 향해서 섬유속(F)을 안내한다. 노즐(43)은 동축에 네스팅 형상으로 배치된 지름이 다른 복수의 관형상 부재를 갖고 있고, 지름방향으로 신축 가능하게 구성되어 있다.

헬리컬 권취 유닛(40)은 도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 노즐(43)을 신축시키기 위한 노즐용 모터(45)를 갖는다. 노즐용 모터(45)는 제어 장치(5)에 의해 구동 제어된다. 제어 장치(5)는 라이너(L)가 통과 구멍(44)을 통과하는 바와 같이, 지지 유닛(20)을 레일(16)을 따라 왕복 이동시키면서, 복수의 노즐(43)을 라이너(L)의 외형에 따라서 신축시킨다. 이것에 의해 복수의 노즐(43)로부터 인출된 복수의 섬유속(F)이 라이너(L)의 표면에 일제히 헬리컬 권취된다.

권취 장치(2)로 라이너(L)로의 섬유속의 권취 동작을 개시할 때에는 우선, 예를 들면 오퍼레이터가 섬유속의 실의 끝을 테이프 등으로 라이너(L)에 고정한다.또는 섬유속의 실의 끝의 고정 등을 자동화하기 위한 장치를 형성해도 된다. 섬유속의 실의 끝이 라이너(L)에 고정된 후, 제어 장치(5)가 각 모터(24, 25, 35, 36, 45)(도 3 참조)를 구동 제어함으로써 지지 유닛(20)에 지지된 라이너(L)에 대하여, 후프 권취 유닛(30)에 의해 후프 권취를 실시할 수 있음과 아울러, 헬리컬 권취 유닛(40)에 의해 헬리컬 권취를 실시할 수 있다.

여기서, 상술한 바와 같이, 헬리컬 권취 유닛(40)에 섬유속을 공급하기 위한 복수의 보빈 지지부(60)는 각각이 2개의 보빈(B)을 지지 가능하게 구성되어 있다 (도 1 참조). 2개의 보빈(B) 중 일방에 감겨 있는 섬유속이 헬리컬 권취 유닛(40)에 공급된다. 또한 타방의 보빈(B)에 감겨 있는 섬유속의 권취 종단부(보빈 지름방향의 외측단부)는 일방의 보빈(B)에 감겨 있는 섬유속의 권취 개시단부(보빈 지름방향의 내측단부)와 접착 고정되어 있다(즉, 연결 부분(Fc)이 형성되어 있다. 도 1 참조). 이것에 의해, 일방의 보빈(B)이 비게 된 후에도, 타방의 보빈(B)으로부터 섬유속을 헬리컬 권취 유닛(40)에 계속해서 공급하는 것이 가능하다. 또한, 일방의 보빈(B)이 비게 된 후는 빈 보빈을 새로운 만권취 보빈과 교환하고, 새로운 보빈에 감겨 있는 섬유속의 단부와, 섬유속을 공급 중의 보빈(B)에 감겨 있는 섬유속의 단부를 접착 고정할 필요가 있다.

2개의 보빈(B)에 감긴 섬유속의 단부끼리를 접착 고정할 때에는 2개의 보빈(B)의 회전을 정지시킬 필요가 있다. 즉, 접착 고정의 작업 시에는 보빈(B)으로부터 헬리컬 권취 유닛(40)으로의 섬유속의 공급을 일시적으로 정지하는 것이 된다. 이 때문에, 섬유속의 권취 동작이 한창 행해지고 있는 중 등 임의의 타이밍에서 접착 고정의 작업을 행하고 싶은 상황이 생긴 경우, 종래의 구성에서는 그것을 할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 그래서, 상기의 문제를 해결하기 위해서, 필라멘트 와인딩 장치(1)는 섬유속의 주행 경로 상에 있어서, 이하의 구성을 구비한다.

(섬유속의 주행 경로 상의 구성)

도 4는 섬유속의 주행 경로 상에 있어서의 필라멘트 와인딩 장치(1)의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 섬유속(F)의 주행방향(이하, 단지 주행방향이라고 한다)에 있어서, 상류측으로부터 순서대로 보빈 지지부(60)와 섬유속 저류부(50)와, 헬리컬 권취 유닛(40)이 배치되어 있다. 이하에서는 우선, 섬유속 저류부(50)의 구성에 관하여 설명하고, 그 다음에 보빈 지지부(60)의 구성 에 관하여 설명한다.

(섬유속 저류부)

섬유속 저류부(50)의 구성에 대해서, 도 4 및 도 5를 사용하여 설명한다. 또한, 도 5에 나타내는 방향을, 상하 방향으로 한다. 섬유속 저류부(50)는 보빈(B)으로부터 헬리컬 권취 유닛(40)에 공급되는 섬유속(F)을 일시적으로 저류해 두기 위한 것이다. 섬유속 저류부(50)는 제 1 롤러(51)와, 제 2 롤러(52)와, 제 3 롤러(53)와, 스토퍼(54)(본 발명의 스위칭부) 등을 갖는다.

섬유속(F)의 주행방향에 있어서, 상류측으로부터 순서대로 제 1 롤러(51), 제 3 롤러(53), 제 2 롤러(52)가 배치되어 있고, 각 롤러(51, 52, 53)에 섬유속(F)이 걸려 있다. 제 1 롤러(51) 및 제 2 롤러(52)의 위치는 고정되어 있다. 후술하는 바와 같이, 주행방향에 있어서, 제 1 롤러(51)와 제 2 롤러(52) 사이에 섬유속(F)이 저류된다. 또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제 1 롤러(51)와 제 2 롤러(52)는 대략 수평으로 배열되어 배치되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

제 3 롤러(53)는 롤러 본체(53a)와, 피압박부(53b)를 갖는다. 제 3 롤러(53)는 스프링(55)(도 5 참조)에 의해 하방으로 바이어싱되고 있다. 롤러 본체(53a)의 둘레면에, 상류측의 제 1 롤러(51)로부터 안내되어 오는 섬유속(F)이 걸리고, 하류측의 제 2 롤러(52)로 안내된다. 피압박부(53b)는 후술하는 스토퍼(54)에 압박되는 부분이다. 제 3 롤러(53)는 제 1 롤러(51)와 제 2 롤러(52)를 연결하는 직선(101)에 직교하는 방향, 즉 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다(도 4의 블록 화살표(102) 참조).

스토퍼(54)는 이하에 설명하는 저류 상태와 저류 해제 상태 사이에서, 섬유속 저류부(50)의 상태를 스위칭하기 위한 것이다. 저류 상태란 섬유속 저류부(50)에 의한 섬유속(F)의 저류가 행해지고 있는 상태이다. 저류 해제 상태란 섬유속 저류부(50)에 의한 섬유속(F)의 저류가 해제되어 있고, 또한, 섬유속 저류부(50)로부터 헬리컬 권취 유닛(40)에 섬유속(F)이 공급되어 있는 상태이다. 스토퍼(54)는 보다 구체적으로는 제 3 롤러(53)의 상하 이동을 금지 및 허가 가능하게 하기 위한 것인다. 스토퍼(54)는 가동부(54a)와 압박부(54b)를 갖는다.

가동부(54a)는 상하 방향으로 연장된 축(56)을 따라, 상하 이동 가능하게 구성되어 있다. 가동부(54a)에는 암나사(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 축(56)에는 수나사(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 가동부(54a)의 암나사와 축(56)의 수나사가 서로 나사 결합하고 있다. 축(56)은 스토퍼용 모터(57)(도 3, 도 4 참조)에 의해 회전 구동 가능하고, 축(56)의 회전에 따라 가동부(54a)가 상하 이동 가능하게 되어 있다(도 4의 블록 화살표(103) 참조).

압박부(54b)는 제 3 롤러(53)의 피압박부(53b)에 상방으로부터 접촉함으로써 피압박부(53b)를 하방으로 압박하기 위한 것인다. 압박부(54b)는 가동부(54a)에 고정되어 있다. 압박부(54b)는 상하 방향에 있어서, 피압박부(53b)가 이동하는 궤도 상을 가동부(54a)와 일체로 이동 가능하다. 구체적으로는 압박부(54b)는 제 3 롤러(53)를 하방으로 압절(押切)하고 있는 제 1 위치(도 4의 실선 참조)와 제 1 위치보다 제 1 롤러(51) 및 제 2 롤러(52)에 가까운 제 2 위치(도 4의 2점 쇄선 참조)사이에서 이동 가능하다.

압박부(54b)가 피압박부(53b)에 접촉한 상태에서, 가동부(54a)가 하방으로 이동하면, 제 3 롤러(53)가 압박부(54b)에 의해 압박되어 하방으로 이동한다. 압박부(54b)가 제 1 위치에 위치하고 있고, 피압박부(53b)를 압박하고 있는 상태에서는 제 3 롤러(53)의 상방으로의 이동(즉, 제 1 롤러(51) 및 제 2 롤러(52)측으로의 상하 방향에 있어서의 접근)이 금지된다. 한편, 압박부(54b)가 제 2 위치에 위치하고 있고, 피압박부(53b)와 접촉하지 않는 상태에서는 제 3 롤러(53)의 상하 이동이 허가되어 있다.

이상의 구성을 갖는 섬유속 저류부(50)에 있어서, 스토퍼(54)의 압박부(54b)가 제 1 위치에 위치하고 있을 때, 제 1 롤러(51)와 제 2 롤러(52) 사이의 섬유속(F)의 저류량이 가장 많아진다. 이 때 제 3 롤러의 위치가 본 발명의 저류 위치에 상당한다. 스토퍼(54)가 제 3 롤러(53)를 저류 위치에 유지함으로써 섬유속 저류부(50)는 저류 상태로 유지된다. 또한 스토퍼(54)의 압박부(54b)가 제 2 위치에 위치하고, 제 3 롤러(53)의 상방으로의 이동을 허가하고 있을 때, 섬유속 저류부(50)로부터 헬리컬 권취 유닛(40)에 섬유속(F)을 공급하는 것이 가능하다. 이 때, 섬유속 저류부(50)는 저류 해제 상태이다. 이렇게 하여, 스토퍼(54)는 섬유속 저류부(50)를 저류 상태와 저류 해제 상태 사이에서 스위칭 가능하다.

(보빈 지지부)

다음에 보빈 지지부(60)의 구성에 관하여 설명한다. 우선, 보빈 지지부(60)의 개략 구성에 대해서, 도 6~도 8을 사용하여 설명한다. 도 6은 보빈 지지부(60)의 사시도이다. 도 7(a), (b)는 보빈 지지부(60)의 정면도이다. 또한, 도 6 및 도 7에 나타내는 방향을, 축방향이라고 칭한다. 이 축방향이란 후술하는 고정 축(63), 제 1 지지축(71) 및 제 2 지지축(91)의 축방향이다.

보빈 지지부(60)는 2개의 보빈(B)을 회전 가능하게 지지하기 위한 것이다. 도 6~도 8에 나타내는 바와 같이, 보빈 지지부(60)는 제 1 보빈 지지부(61)와, 제 2 보빈 지지부(62)와, 고정 축(63)을 갖는다.

제 1 보빈 지지부(61)는 일방의 보빈(B)(보빈(B1))을 회전 가능하게 지지하기 위한 것이다. 제 2 보빈 지지부(62)는 타방의 보빈(B)(보빈(B2))을 회전 가능하게 지지하기 위한 것이다. 제 1 보빈 지지부(61)와 제 2 보빈 지지부(62)는 축방향 에 배열되어 배치되어 있고, 축방향에 있어서 서로 대략 대칭으로 구성되어 있다. 고정 축(63)은 축방향으로 연장되는 부재이다. 고정 축(63)의 축방향 중앙부는 도시하지 않은 고정 부착구를 통해서 지지 프레임(도 1 참조)에 부착되어 있다. 고정 축(63)의 축방향에 있어서의 일방측 부분(도 7의 지면 우측 부분)에는 제 1 보빈 지지부(61)가 축방향에 있어서의 타방측 부분(도 7의 지면 좌측 부분)에는 제 2 보빈 지지부(62)가 각각 부착되어 있다. 고정 축(63)은 제 1 보빈 지지부(61) 및 제 2 보빈 지지부(62)를 각각 축방향으로 이동 가능하고, 또한, 고정 축(63) 주위에 회동 가능하게 지지하고 있다. 고정 축(63)의 축방향 양단부에는 2개의 스프링(64)(도 7 참조. 상세한 것은 후술)이 장착되어 있다.

다음에 제 1 보빈 지지부(61) 및 제 2 보빈 지지부(62)의 상세 구성에 대해서, 도 6~도 10을 사용하여 설명한다. 도 8(a)는 도 7(a)의 보빈 지지부(60)를 화살표 VIII(a)의 방향으로부터 본 측면도이다. 도 8(b)는 도 7(b)의 보빈 지지부(60)를 화살표 VIII(b)의 방향으로부터 본 측면도이다. 도 9(a)는 후술하는 연결부(74)를 축방향으로부터 본 도면이다. 도 9(b)는 제 1 보빈 지지부(61)의 연결부(74) 및 제 2 보빈 지지부(62)의 연결부(94)의 정면도이다. 도 9(c)는 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)이 연결부(74, 84)에 의해 연결되어 있는 상태를 나타내는 도면이다. 도 10(a)는 후술하는 정지부(75)가 보빈(B)의 회전을 허가하고 있는 상태를 나타내는 도면이다. 도 10(b)는 정지부(75)가 보빈(B)의 회전을 정지시키고 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 제 1 보빈 지지부(61)는 보빈(B)(보빈(B1))이 장착되는 제 1 지지축(71)과, 암(72)과, 가동부(73)와, 연결부(74) 등을 갖는다. 제 1 보빈 지지부(61)는 제 1 지지축(71)이 암(72)을 개재해서 가동부(73)에 연결된 구성으로 되어 있다. 가동부(73)는 고정 축(63)을 따라 축방향으로 이동 가능하고, 또한, 고정 축(63) 주위에 회동 가능하게 구성되어 있고, 이것에 의해 제 1 지지축(71)도 축방향으로 이동 가능하고, 또한, 고정 축(63) 주위에 회동 가능하게 되어 있다. 제 2 보빈 지지부(62)는 보빈(B)(보빈(B2))이 장착되는 제 2 지지축(91)과, 암(92)과, 가동부(93)와, 연결부(94) 등을 갖는다. 제 2 보빈 지지부(62)는 제 1 보빈 지지부(61)와 동일한 구성으로 되어 있고, 고정 축(63)의 축방향 중심을 통과하는 직교면에 관해서 제 1 보빈 지지부(61)와 대칭으로 구성되어 있다. 제 1 보빈 지지부(61)와 제 2 보빈 지지부(62)는 연결부(74, 94)를 개재해서 서로 연결 및 연결 해제 가능하게 구성되어 있다. 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)을 합친 것이 본 발명의 보빈 지지축에 상당한다. 또한, 상술한 바와 같이, 제 1 보빈 지지부(61)와 제 2 보빈 지지부(62)는 축방향에 있어서 서로 대략 대칭으로 구성되어 있기 때문에, 이하에서는 주로 제 1 보빈 지지부(61)에 관하여 설명하고, 필요에 따라서, 제 2 보빈 지지부(62)에 대해서도 설명한다.

제 1 지지축(71)은 축방향으로 연장된 복수의 축(76)과, 기단측 원판 부재(77)와, 선단측 원판 부재(78)를 갖는다(도 6 참조). 기단측 원판 부재(77)에는 복수의 축(76)의 축방향에 있어서의 일방측의 단부(축방향에 있어서의 제 2 지지축(91)과는 반대측의 단부)가 고정되어 있다. 선단측 원판 부재(78)는 복수의 축(76)의 타방측(축방향에 있어서의 제 2 지지축(91)측의 단부)의 단부에 고정되어 있다. 축(76), 기단측 원판 부재(77) 및 선단측 원판 부재(78)에 보빈(B1)이 끼워짐으로써, 제 1 지지축(71)과 보빈(B1)이 일체 회전 가능하게 되어 있다. 제 1 지지축(71)은 보빈(B1)의 회전을 따라 종동 회전하는 구성으로 되어 있다. 선단측 원판 부재(78)에는 연결부(74)가 부착되어 있다. 제 2 지지축(91)도 동일한 구성을 갖고 있고, 제 2 지지축(91)과 보빈(B2)이 일체 회전 가능하게 되어 있다.

암(72)은 제 1 지지축(71)의 지름방향에 있어서의 외측을 향해서 연장된 부재이다. 암(72)은 제 1 지지축(71)을 회전 가능하게 지지하고 있다. 암(72)의 지름방향 외측 부분에는 개구(72a)(도 7(a) 및 도 8(a) 참조)가 형성되어 있고, 고정 축(63), 및 스프링(64)(도 7 참조)을 통과시키는 것이 가능하게 되어 있다. 이것에 의해, 후술하는 가동부(73)가 축방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 암(72)의 지름방향 외측 부분에는 축(72b)(도 7(a) 참조)이 고정되어 있다. 제 2 보빈 지지부(62)의 암(92)도, 동일한 구성을 갖는다.

가동부(73)는 회동축(73a)과 피바이어싱부(73b)를 갖는다. 회동축(73a)은 축방향으로 연장된 부재이고, 고정 축(63)에 느슨하게 삽입되어 있다. 이것에 의해 가동부(73)는 고정 축(63)을 따라 축방향으로 이동 가능하고(도 6의 실선 화살표(110) 참조), 또한, 고정 축(63) 주위에 회전 가능하다(도 7(b)의 실선 화살표(112) 및 도 8(b)의 실선 화살표(113) 참조). 피바이어싱부(73b)는 회동축(73a)의 축방향에 있어서의 일방측의 단부에 고정된 원판 형상의 부재이다. 피바이어싱부(73b)는 축(72b)을 통해서 암(72)과 연결되어 있다. 피바이어싱부(73b)의 축방향에 있어서의 일방측의 끝면에는 스프링(64)의 축방향에 있어서의 타방측의 단부가 고정되어 있다. 피바이어싱부(73b)는 스프링(64)에 의해, 고정 축(63)의 축방향 중앙측으로 바이어싱되고 있다. 제 2 보빈 지지부(62)의 가동부(93)도, 동일한 구성을 갖는다.

연결부(74)는 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)을 연결 및 연결 해제 가능하게 하기 위한 것인다. 연결부(74)는 상술한 바와 같이, 선단측 원판 부재(78)에 부착되어 있다. 도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 연결부(74)는 일례로서, 제 1 연결 부재(81)와 제 2 연결 부재(82)를 갖는다.

제 1 연결 부재(81)는 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 돌기부(81a)와, 축부(81b)와, 저부(81c)를 갖는다. 제 1 연결 부재(81)는 선단측 원판 부재(78)의 지름방향 외측 부분에 배치되어 있다. 돌기부(81a)는 대략 원추 사다리꼴 형상을 갖는다. 축부(81b)는 돌기부(81a)의 선단측 원판 부재(78)측의 끝면에 고정되고, 선단측 원판 부재(78)에 형성된 개구(78a)를 따라 이동 가능하다(도 9(a)의 실선 화살표(114) 참조). 저부(81c)는 축부(81b)의 돌기부(81a)와는 반대측의 단부에 고정되어 있다. 또한, 저부(81c)는 스프링(83)에 의해, 선단측 원판 부재(78)의 지름방향 외측으로 바이어싱되고 있다. 이것에 의해, 돌기부(81a)의 일부가 선단측 원판 부재(78)보다 상기 지름방향 외측으로 돌출됨으로써 선단측 원판 부재(78)에 끼워져 있는 보빈(B)이 축방향으로 인출되는 것이 방지된다. 보빈(B)의 착탈 시에는 제 1 연결 부재(81)를 선단측 원판 부재(78)의 둘레면보다 지름방향 내측으로 이동시킴으로써 돌기부(81a)가 보빈(B)과 간섭하지 않게 되고, 보빈(B)의 착탈이 가능하게 된다. 제 2 연결 부재(82)는 축방향으로부터 보아서, 대강 오목 형상의 부재이다. 제 2 연결 부재(82)는 선단측 원판 부재(78)의 지름방향에 있어서, 제 1 연결 부재(81)와는 반대측에 배치되어 있다. 제 2 연결 부재(82)에는 축방향으로부터 보아서 곡선 형상의 노치(82a)가 형성되어 있다. 제 2 보빈 지지부(62)의 연결부(94)도, 동일한 구성을 갖는다.

연결부(74)의 제 1 연결 부재(81)는 연결부(94)의 제 2 연결 부재(82)와 감합 가능하게 되어 있다. 또한 연결부(74)의 제 2 연결 부재(82)는 연결부(94)의 제 1 연결 부재(81)와 감합 가능하게 되어 있다. 이것에 의해, 도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 연결부(74)와 연결부(94)은 축방향으로 배열되어 있고(즉, 보빈(B1, B2)이 배열되어 배치되어 있고), 또한, 둘레방향에 있어서 서로 180°어긋난 상태에서, 서로 감합 가능하다. 2개의 연결부(74, 94)가 서로 감합됨으로써 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)이 서로 연결되어 일체 회전 가능하게 된다. 상술한 바와 같이, 제 1 지지축(71)과 보빈(B1)이 일체 회전 가능하고, 제 2 지지축(91)과 보빈(B2)이 일체 회전 가능하기 때문에, 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)이 서로 연결되어 있는 상태에서는 보빈(B1, B2)이 일체 회전 가능하다. 또한, 이 상태에서, 연결부(74)와 연결부(94)는 상술한 2개의 스프링(64)(도 7 참조)에 의해, 축방향에 있어서 서로 압박해서 합쳐지는 방향으로 바이어싱되므로, 연결은 확실하게 유지된다. 또한, 연결부(74)와 연결부(94)가 축방향에 있어서 서로 이간하고 있는 상태(도 9(b) 참조)에서는 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)은 연결 해제되어 있다. 이 상태에서는 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)은 서로 독립하여 회전 가능하고 또한 고정 축(63) 주위에 회전 가능하다.

또한, 제 1 보빈 지지부(61)는 정지부(75)를 갖는다. 정지부(75)는 보빈(B)의 회전을 정지시키기 위한 것이다. 정지부(75)는 제 1 지지축(71)의 기단측 원판 부재(77) 및 암(72)에 설치되어 있다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 정지부(75)는 일례로서, 원판(85)과 결합 핀(86)을 갖는다. 원판(85)은 축방향에 있어서 기단측 원판 부재(77)와 암(72) 사이에 배치되어 있다. 원판(85)은 기단측 원판 부재(77)와 서로 고정되어 있고, 암(72)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 원판(85)의 축방향에 있어서의 암(72)측의 끝면에는 복수의 구멍(85a)이 형성되어 있다(도 8 및 도 10 참조). 결합 핀(86)은 암(72)에 부착되어 있다. 결합 핀(86)은 축방향으로 이동가능하고(도 10(b)의 실선 화살표(115) 참조), 또한 구멍(85a)과 결합 가능하다. 도 10(a)에 나타내는 바와 같이, 결합 핀(86)의 선단부(86a)가 구멍(85a)과 결합 하지 않는 상태에서는 제 1 지지축(71)이 회전 가능하다(즉, 보빈(B1)이 회전 가능하다). 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 결합 핀(86)이 축방향에 있어서 원판(85)측으로 압입되어 선단부(86a)가 복수의 구멍(85a) 중 어느 하나와 결합하고 있는 상태에서는 원판(85)의 회전이 정지하고 있고, 이것에 의해 제 1 지지축(71)의 회전이 정지하고 있다. 제 2 보빈 지지부(62)도, 동일한 구성의 정지부(95)를 갖는다.

도 7로 되돌아가서 이상의 구성을 갖는 보빈 지지부(60)에 있어서, 제 1 지지축(71)에 보빈(B1)이, 제 2 지지축(91)에 보빈(B2)이 각각 장착되어 있는 상태에 관하여 설명한다. 도 7(a)에 있어서는 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)이 서로 연결되어 있는 상태에서, 보빈(B1)에 감겨 있는 섬유속(F)이 헬리컬 권취 유닛(40)측에 공급되고 있다. 또한, 보빈(B2)에 감겨 있는 섬유속(F)의 권취 종단부(보빈 지름방향의 외측단부)는 보빈(B1)에 감겨 있는 섬유속(F)의 권취 개시단부(보빈 지름방향의 내측단부)와 접착 고정되어 있다. 이것에 의해, 연결 부분(Fc)이 형성되어 있다. 이 때문에, 보빈(B1)이 비게 된 후에도, 보빈(B2)으로부터 헬리컬 권취 유닛(40)에 계속해서 섬유속(F)을 공급하는 것이 가능하다.

또한 상술한 바와 같이, 제 1 지지축(71) 및 제 2 지지축(91)은 고정 축(63)을 중심으로 회전 가능하다. 이 때문에, 도 7(b) 및 도 8(b)에 나타내는 바와 같이 제 1 지지축(71) 및 제 2 지지축(91)은 연결 해제되어 있는 상태에서, 축방향에 직교하는 방향으로 상대적으로 이동 가능해서 서로 이간 가능하다. 이것에 의해 보빈(B)을 축방향으로 이동시켜서 착탈할 수 있다(도 7(b)의 실선 화살표(111) 참조).

(보빈 교환 방법)

다음에, 이상과 같은 구성을 갖는 필라멘트 와인딩 장치(1)에 있어서의 보빈 교환 방법에 대해서, 도 11~도 14를 사용하여 설명한다. 여기에서의 보빈 교환이란 헬리컬 권취 유닛(40)에 의해 라이너(L)에 섬유속(F)을 한창 권취하고 있는 중의 일방의 보빈(B)이 비게 된 경우에, 계속해서 타방의 보빈(B)으로부터 섬유속(F)을 헬리컬 권취 유닛(40)에 공급하면서, 빈 보빈(B)을 새로운 보빈(B)으로 교환하는 것이다. 도 11은 보빈 교환 작업의 일련의 공정을 나타내는 플로우 차트이다. 도 12~도 14는 보빈 교환 시의 보빈 지지부(60)의 상태(각 도의 (ａ), (c), (e)) 및 섬유속 저류부(50)의 상태(각 도의 (ｂ), (d), (f))를 순서대로 나타내는 도면이다. 또한, 일련의 작업은 오퍼레이터가 행한다.

우선, 초기 상태로서, 도 12(a)에 나타내는 바와 같이, 보빈 지지부(60)의 제 1 지지축(71)에 보빈(B1)이 장착되고, 제 2 지지축(91)에 보빈(B2)이 장착되어 있고, 헬리컬 권취 유닛(40)(도 4 참조)에 의해 라이너(L)에 섬유속(F)이 권취되어 있다. 섬유속(F)은 보빈(B1)으로부터 해서되고, 섬유속 저류부(50)를 경유하고, 헬리컬 권취 유닛(40)에 공급되고 있다(도 12(a)의 실선 화살표(121) 및 도 12(b)의 실선 화살표(122) 참조). 이 경우, 보빈(B1)이 본 발명의 공급 보빈에 상당한다. 또한, 보빈(B2)이 본 발명의 예비 보빈에 상당한다. 보빈(B1)에 감겨 있는 섬유속(F)의 권취 개시단부와 보빈(B2)에 감겨 있는 섬유속(F)의 권취 종단부는 서로 접착 고정되어 있다(즉, 연결 부분(Fc)이 형성되어 있다). 섬유속 저류부(50)는 저류 상태이고, 제 3 롤러(53)는 저류 위치에 위치하고 있다(도 12(b) 참조).

보빈(B1)에 감겨 있는 섬유속(F)이 모두 해서되고, 보빈(B1)이 비게 된 후(도 12(c) 참조), 제 1 지지축(71)을 축방향으로 이동시켜서 제 2 지지축(91)과의 연결을 해제하고(S201. 도 12(e)의 실선 화살표(131) 참조), 또한, 제 1 지지축(71)을 회전시킨다(도 12(e)의 실선 화살표(132) 참조). 이 상태에서는 제 1 지지축(71) 및 비게 된 보빈(B1)(본 발명의 빈 보빈)의 회전은 정지하고 있다. 그 후, 보빈(B1)을 축방향으로 이동시켜서 제 1 지지축(71)으로부터 분리하고, 보빈(B3)(본 발명의 새로운 보빈)을 제 1 지지축(71)에 장착한다(S202. 본 발명의 교환 공정. 도 13(a) 참조). 또한, 보빈(B1)이 비고 나서 보빈 교환이 완료되기까지의 사이, 보빈(B2)의 회전은 정지되지 않고, 섬유속 저류부(50)를 저류 상태로 유지해 둔다. 이것에 의해, 섬유속(F)이 보빈(B2)으로부터 계속해서 해서되어, 섬유속 저류부(50)를 경유해서 헬리컬 권취 유닛(40)으로 공급된다(도 12(d), (f) 및 도 13(b)의 실선 화살표(123) 참조).

다음에 보빈(B2)이 회전하고 있고, 보빈(B2)으로부터 섬유속(F)이 해서되어 있는 상태를 유지하면서(도 13(c) 참조), 축(56)을 회전 구동시켜서 스토퍼(54)를 상방으로 이동시키고, 스토퍼(54)를 제 3 롤러(53)로부터 이간시킨다(도 13(d)의 블록 화살표(133) 참조). 이것에 의해 섬유속 저류부(50)를 저류 해제 상태로 스위칭한다(S203). 또한, 상술한 바와 같이, 제 3 롤러(53)는 스프링(55)(도 5 참조)에 의해 하방으로 바이어싱되고 있다. 이 때문에, 섬유속 저류부(50)를 저류 해제 상태로 한 직후는 보빈(B2)로부터 헬리컬 권취 유닛(40)으로의 섬유속(F)의 공급을 계속하면서, 제 3 롤러(53)가 즉시 상방으로 이동하는(즉, 섬유속(F)의 저류량이 감소하는) 것을 억제하는 것이 가능하다.

다음에 제 2 보빈 지지부(62)의 정지부(95)의 결합 핀(86)을 구멍(85a)(도 10 참조)에 압입하고, 섬유속(F)을 공급 중의 보빈(B2)의 회전을 강제적으로 정지시킨다(S204. 도 13(e)의 실선 화살표(134) 참조). 이리하면, 헬리컬 권취 유닛(40)에는 섬유속 저류부(50)로부터만 섬유속(F)이 공급되게 된다(도 13(f)의 실선 화살표(124) 참조). 이 때문에, 섬유속 저류부(50)의 섬유속(F)의 저류량이 감소하기 시작하고, 제 3 롤러(53)가 상방으로 이동하기 시작한다(도 13(f)의 블록 화살표(135) 참조). 또한, 결합 핀(86)이 구멍(85a)에 결합하고 있으므로, 보빈(B2)이 의도하지 않고 회전하는 것이 방지된다. 또한, 제 1 지지축(71)의 회전은 이미 정지하고 있으므로, 제 1 보빈 지지부(61)의 정지부(75)의 결합 핀(86)을 압입할 필요는 없다.

다음에, 제 1 지지축(71)을 회전시켜서, 축방향에 있어서 제 2 지지축(91)측으로 이동시키고(도 14(a)의 실선 화살표(136, 137) 참조), 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)을 다시 연결시킨다(S205). 그리고, 보빈(B2)의 섬유속(F)의 권취 개시단부와 보빈(B3)의 섬유속(F)의 권취 종단부를 열압착 등에 의해 접착 고정시키는 연결 작업을 행하여 연결 부분(Fc)을 형성한다(S206. 본 발명의 연결 공정. 도 14(c) 참조). 또한, 이들의 작업을 행하고 있는 사이, 섬유속 저류부(50)로부터 헬리컬 권취 유닛(40)으로의 섬유속(F)의 공급이 계속된다. 이 때문에, 섬유속 저류부(50)의 섬유속(F)의 저류량은 계속해서 감소하고, 제 3 롤러(53)는 상방으로 계속해서 이동한다(도 14(b)의 블록 화살표(138) 및 도 14(d)의 블록 화살표(139) 참조). 또한, 저류되어 있는 섬유속(F)이 일련의 작업 도중에 고갈되는 경우에는 오퍼레이터는 콘트롤 패널(4)을 조작해서 헬리컬 권취를 중단한다.

다음에 제 2 보빈 지지부(62)의 결합 핀(86)을 구멍(85a)(도 10 참조)으로부터 빼내어(도 14(e)의 실선 화살표(140) 참조), 제 2 지지축(91)의 회전 정지 상태를 해제한다(S207. 본 발명의 회전 재개 공정). 이것에 의해, 보빈(B2)으로부터 헬리컬 권취 유닛(40)으로의 섬유속(F)의 공급이 재개된다. 또한, 제 1 지지축(71)은 제 2 지지축(91)과 연결되어 있으므로, 제 2 지지축(91)의 회전 정지 상태의 해제와 동시에 제 1 지지축(71)의 회전 정지 상태도 해제된다.

최후에, 스토퍼(54)를 하방으로 이동시킴으로써 제 3 롤러(53)를 하방으로 이동시키고(도 14(f)의 블록 화살표(141, 142) 참조), 섬유속 저류부(50)를 저류 해제 상태로 되돌린다(S208). 이상과 같이 해서, 일련의 보빈 교환의 작업이 완료한다.

이상과 같이, 스토퍼(54)에 의해, 섬유속 저류부(50)의 상태가 저류 상태와 저류 해제 상태 사이에서 스위칭된다. 보빈(B)의 회전을 정지시킬 필요가 없을 때는 섬유속 저류부(50)가 저류 상태로 유지됨으로써 섬유속(F)을 섬유속 저류부(50)에 저류할 수 있다. 한편, 연결 작업을 행할 필요가 발생했을 때는 섬유속 저류부(50)가 저류 해제 상태로 스위칭됨으로써 2개의 보빈(B)의 회전을 정지시킨 상태이어도, 섬유속 저류부(50)에 저류되어 있는 섬유속(F)을 헬리컬 권취 유닛(40)에 공급하면서, 연결 작업을 행할 수 있게 된다. 따라서, 헬리컬 권취 유닛(40)에 의한 섬유속(F)의 권취 동작이 한창 행해지는 중이라도 연결 작업을 행할 수 있다.

또한, 스토퍼(54)가 제 3 롤러(53)를 저류 위치에 유지함으로써 섬유속 저류부(50)를 저류 상태로 하고, 제 3 롤러(53)를 저류 위치보다 제 1 롤러(51) 및 제 2 롤러(52)에 가까운 측으로 이동 가능하게 함으로써 섬유속 저류부(50)를 저류 해제 상태로 한다. 이와 같이, 단순한 구성에 의해 저류 상태와 저류 해제 상태를 스위칭할 수 있다.

또한, 제 3 롤러(53)가 저류 위치에 있을 때, 상하 방향에 있어서 제 3 롤러(53)가 제 1 롤러(51) 및 제 2 롤러(52)에 접근하는 것을 스토퍼(54)에 의해 금지함으로써 섬유속 저류부(50)의 저류 상태를 유지할 수 있다. 또한, 연결 작업을 행하기 위해서 2개의 보빈(B)의 회전을 정지시키는 경우, 상하 방향에 있어서 제 3 롤러(53)가 제 1 롤러(51) 및 제 2 롤러(52)에 접근하는 것을 허가함으로써 섬유속 저류부(50)에 저류된 섬유속(F)이 짧아지도록 제 3 롤러(53)를 이동 가능하게 할 수 있다(즉, 섬유속 저류부(50)를 저류 해제 상태로 할 수 있다). 이와 같이, 단순한 구성에 의해, 섬유속 저류부(50)를 저류 상태로 유지할 수 있고, 또한 섬유속 저류부(50)를 저류 상태로부터 저류 해제 상태로 스위칭할 수 있다.

또한, 스토퍼(54)의 압박부(54b)가 제 1 위치에 있을 때, 제 3 롤러(53)가 저류 위치에 유지되고, 섬유속 저류부(50)가 저류 상태로 유지되어 있다. 압박부(54b)가 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동함으로써 제 3 롤러(53)의 이동이 허가되어, 섬유속 저류부(50)가 저류 해제 상태로 스위칭된다. 또한, 압박부(54b)가 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동함으로써 제 3 롤러(53)가 압박부(54b)에 의해 저류 위치로 되돌아가고, 섬유속 저류부(50)가 저류 상태로 되돌아간다. 이와 같이, 단순한 구성에 의해, 섬유속 저류부(50)를 저류 상태와 저류 해제 상태 사이에서 스위칭할 수 있다.

또한, 헬리컬 권취 유닛(40)이 한창 동작하고 있는 중이라도 섬유속 저류부(50)를 저류 해제 상태로 하고, 또한, 정지부(75, 95)에 의해 보빈(B)의 회전을 강제적으로 정지함으로써 임의의 타이밍에서 연결 작업을 행할 수 있다. 또한, 헬리컬 권취 유닛(40)의 동작 중에 연결 작업을 행하고 있을 때에, 2개의 보빈(B)이 의도하지 않고 회전하는 것을 정지부(75, 95)에 의해 막을 수 있으므로, 안전하게 작업할 수 있다.

또한, 2개의 보빈(B)이 축방향으로 배열되어 지지되고, 또한, 제 1 지지축(71) 및 제 2 지지축(91)이 일체 회전 가능하기 때문에, 2개의 보빈(B)의 회전 속도를 확실하게 같게 할 수 있다. 따라서, 2개의 보빈(B)의 섬유속(F)의 단부끼리가 연결되어 있는 상태에서, 상기 단부가 꼬이는 것 등을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)이 연결부(74, 94)에 의해 연결되어 있는 상태에서는 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)이 일체 회전하고, 2개의 보빈(B)이 같은 회전 속도로 회전한다. 또한, 일방의 보빈(B)이 비게 되어 타방의 보빈(B)으로부터 헬리컬 권취 유닛(40)에 섬유속(F)을 계속해서 공급하고 있는 경우에, 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)의 연결을 해제함으로써 일방의 보빈(B)만 회전을 정지할 수 있다. 이 때문에, 타방의 보빈(B)으로부터 헬리컬 권취 유닛(40)에 섬유속(F)을 계속해서 공급하면서(즉, 섬유속 저류부(50)에 의한 섬유속(F)의 저류를 해제하지 않고), 빈 보빈의 교환 작업을 행할 수 있다. 즉, 교환 작업 시에는 섬유속(F)의 저류를 해제할 필요가 없고, 연결 작업 시에만 2개의 보빈(B)의 회전을 정지시키기 위해서 섬유속(F)의 저류를 해제하면 된다. 따라서, 섬유속 저류부(50)를 저류 해제 상태로 하는 시간이 길어지는 것을 억제하고, 섬유속 저류부(50)에 저류된 섬유속(F)을 고갈하기 어렵게 할 수 있다.

또한, 보빈 지지부(60)가 제 1 지지축(71) 및 제 2 지지축(91)의 축방향에 있어서의 연결부(74, 94)와는 반대측의 단부를 각각 회전 가능하게 지지하고 있다. 또한, 제 1 지지축(71) 및 제 2 지지축(91)은 연결 해제되어 있는 상태에서 서로 이간 가능하다. 이 때문에, 교환 작업 시에, 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)을 서로 이간시킴으로써 보빈을 착탈할 수 있다. 따라서, 장치 구조의 복잡화를 억제할 수 있다.

또한, 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)이 적어도 축방향에 직교하는 방향으로 이동 가능하다. 즉, 제 1 지지축(71)의 축심과 제 2 지지축(91)의 축심을 서로 어긋나게 하는 것이 가능하다. 이것에 의해 제 1 지지축(71)에 장착된 보빈(B)(보빈(B1, B3))은 축방향에 있어서의 제 2 지지축(91)측의 공간을 이용해서 착탈할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 지지축(91)에 장착된 보빈(B)(보빈(B2))은 축방향에 있어서의 제 1 지지축(71)측의 공간을 이용해서 착탈할 수 있다. 따라서, 장치의 대형화를 억제할 수 있다.

또한, 보빈(B2)의 회전을 정지시키기 전에, 섬유속 저류부(50)를 저류 상태로부터 저류 해제 상태로 스위칭한다. 이 때문에, 보빈(B2)의 회전을 정지시킨 후에도, 섬유속 저류부(50)로부터 헬리컬 권취 유닛(40)으로 섬유속(F)을 공급하면서 연결 공정을 실행할 수 있다. 또한, 회전 재개 공정 후에 섬유속 저류부(50)를 저류 해제 상태로부터 저류 상태로 스위칭함으로써 다시 섬유속(F)을 저류할 수 있다. 이상과 같이 하여 섬유속(F)의 권취 동작이 한창 행해지고 있는 중이라도 연결 공정을 실행할 수 있다.

또한, 교환 공정에서 섬유속 저류부(50)를 저류 상태로 유지해 두기 때문에, 교환 공정 사이도, 보빈(B)으로부터 공급되는 섬유속(F)을 섬유속 저류부(50)에 저류할 수 있으므로, 섬유속 저류부(50)를 저류 해제 상태로 해 두는 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 섬유속 저류부(50)에 저류된 섬유속(F)을 고갈하기 어렵게 할 수 있다.

다음에 상기 실시형태에 변경을 더한 변형예에 관하여 설명한다. 단, 상기 실시형태와 동일한 구성을 갖는 것에 대해서는 동일한 부호를 붙여서 적당하게 그 설명을 생략한다.

(1) 상기 실시형태에 있어서, 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)의 연결 해제(S201)나 교환 공정(S202) 시에 보빈(B2)의 회전을 정지시키지 않는 것으로 했지만, 이것에는 한정되지 않는다. 즉, 이들의 작업을 행하기 전에 보빈(B2)의 회전을 정지시켜도 좋다.

(2) 상기까지의 실시형태에 있어서, 연결 공정(S206)에서 보빈(B2)의 섬유속(F)의 권취 개시단부와 보빈(B3)의 섬유속(F)의 권취 종단부를 열압착 등에 의해 접착 고정시키는 것으로 했지만, 이것에는 한정되지 않는다. 예를 들면, 수지가 함침되어 있지 않은 섬유속을 라이너(L)에 권취하는 경우에, 섬유속의 단부끼리를 연결할 때에, 스플라이서나 노터 등의 사조 장치를 이용하여 연결 공정을 행해도 된다.

(3) 상기까지의 실시형태에 있어서, 섬유속 저류부(50)의 제 3 롤러(53)는 직선(101)에 수직인 방향으로 이동 가능한 것으로 했지만, 이것에는 한정되지 않는다. 즉, 제 3 롤러(53)는 직선(101)에 교차하는 방향으로 이동 가능하면 된다.

(4) 상기까지의 실시형태에 있어서, 섬유속 저류부(50)의 제 3 롤러(53)는 스프링(55)에 의해 하방으로 바이어싱되고 있는 것으로 했지만, 이것에는 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 3 롤러(53)는 하방 이외의 방향으로 바이어싱되고 있어도 된다. 또는 제 3 롤러(53)는 중력만 의해서만 바이어싱되어 있어도 된다.

(5) 스토퍼(54)가 상하 이동하기 위한 구성은 상술한 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 스토퍼(54)는 소위, 랙 앤드 피니언의 구성을 갖고 있어도 된다. 또는 스토퍼(54)는 에어 실린더 등에 의해 상하 구동되어도 된다. 또는 스토퍼(54)는 수동으로 이동 가능하게 구성되어 있어도 된다.

(6) 상기까지의 실시형태에 있어서, 스토퍼(54)가 상하 이동 가능한 것으로 했지만, 이것에는 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 15에 나타내는 바와 같이, 섬유속 저류부(50a)에 있어서, 스토퍼(54)가 단지 축(56a)을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있어도 된다(2점 쇄선의 압박부(54b)참조). 이 경우, 압박부(54b)는 저류 위치에 있는 제 3 롤러(53)의 피압박부(53b)를 압박함으로써 제 3 롤러(53)의 상하 이동을 금지하고(저류 상태), 회전해서 피압박부(53b)로부터 이간함으로써 제 3 롤러(53)의 상하 이동을 허가한다(저류 해제 상태). 즉, 스토퍼(54)는 섬유속 저류부(50a)를 저류 상태로 유지하는 기능과, 저류 상태에 있는 섬유속 저류부(50a)를 저류 해제 상태로 스위칭하는 기능을 갖는다. 또한, 이 변형예에 있어서, 이동을 허가되어서 상방으로 이동한 제 3 롤러(53)를 다시 하방으로 되돌리기 위해서는 예를 들면, 에어 실린더(99) 등의 구동원으로 제 3 롤러(53)를 밀어 내려도 되고 또는 오퍼레이터가 수동으로 제 3 롤러(53)를 이동시켜도 된다.

(7) 상기까지의 실시형태에 있어서, 스토퍼(54)가 제 3 롤러(53)의 이동을 금지 및 허가 가능한 것으로 했지만, 이것에는 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 3 롤러(53)는 도시되지 않은 모터 등의 구동원에 의해 이동 가능한 구성으로 되어 있어도 된다. 이 경우, 모터에 의해, 섬유속 저류부(50)를 저류 상태와 저류 해제 상태 사이에서 스위칭하는 것이 가능하다.

(8) 상기까지의 실시형태에 있어서, 제 1 지지축(71) 및 제 2 지지축(91)은 함께 고정 축(63)을 중심으로 회전 가능한 것으로 했지만, 이것에는 한정되지 않는다. 즉, 어느 일방이 회동 가능해도 된다. 적어도 일방이 회전 가능함으로써 제 1 지지축(71)과 제 2 지지축(91)을 서로 이간시킬 수 있다.

(9) 보빈(B)을 착탈하기 위한 구성으로서, 제 1 지지축(71) 및 제 2 지지축(91)은 회동 가능하게 되어 있지 않아도 되고, 축방향에만 이동 가능해도 된다. 즉, 보빈(B)을 축방향으로 이동시켜서 착탈시키기 위한 스페이스를 확보할 수 있으면 된다.

(10) 제 1 지지축(71) 및 제 2 지지축(91)은 반드시 보빈(B)과 일체 회전 가능하게 구성되어 있지 않아도 된다. 또한, 보빈 지지부(60)는 서로 연결 및 연결 해제 가능한 제 1 지지축(71) 및 제 2 지지축(91)을 갖지 않고 있어도 된다. 예를 들면, 일본특허공개 2014-231145호 공보에 기재되어 있는 바와 같은 보빈 샤프트가 2개의 보빈(B)을 지지하고 있어도 된다.

(11) 상기까지의 실시형태에 있어서, 보빈 지지부(60)는 정지부(75, 95)를 갖는 것으로 했지만, 이것에는 한정되지 않는다. 예를 들면 보빈 지지부가 정지부를 갖지 않고, 보빈(B)의 회전을 정지시키기 위한 장치 등이 별도로 설치되어 있어도 된다.

(12) 상기까지의 실시형태에 있어서, 헬리컬 권취 유닛(40)이 본 발명의 권취 유닛인 것으로 했지만, 이것에는 한정되지 않는다. 후프 권취 유닛(30)에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.

1 : 필라멘트 와인딩 장치
40 : 헬리컬 권취 유닛(권취 유닛)
50 : 섬유속 저류부
51 : 제 1 롤러
52 : 제 2 롤러
53 : 제 3 롤러
53b : 피압박부
54 : 스토퍼(스위칭부)
54b : 압박부
60 : 보빈 지지부 (지지부)
71 : 제 1 지지축(보빈 지지축)
74 : 연결부
75 : 정지부
91 : 제 2 지지축(보빈 지지축)
94 : 연결부
95 : 정지부
B1 : 보빈(공급 보빈, 빈 보빈)
B2 : 보빈(예비 보빈)
B3 : 보빈(새로운 보빈)
F : 섬유속
L : 라이너

Claims (19)

1. 라이너에 섬유속을 권취하는 권취 유닛과,
   상기 권취 유닛에 섬유속을 공급하고 있는 공급 보빈과, 상기 공급 보빈과는 다른 예비 보빈을, 상기 공급 보빈에 감긴 섬유속의 권취 개시단부와 상기 예비 보빈에 감긴 섬유속의 권취 종단부가 연결된 상태에서 회전 가능하게 지지하는 보빈 지지축과,
   섬유속의 주행 방향에 있어서 상기 보빈 지지축과 상기 권취 유닛 사이에 배치되고, 상기 권취 유닛에 공급되는 섬유속을 일시적으로 저류하는 섬유속 저류부를 구비하고,
   상기 섬유속 저류부는,
   상기 섬유속 저류부에 의한 섬유속의 저류가 행해지고 있는 저류 상태와, 상기 섬유속 저류부에 의한 섬유속의 저류가 해제되어 있고 또한 상기 섬유속 저류부로부터 상기 권취 유닛에 섬유속이 공급되고 있는 저류 해제 상태 사이에서, 상기 섬유속 저류부의 상태를 스위칭 가능한 스위칭부를 갖고,
   상기 섬유속 저류부는,
   섬유속이 걸리는 제 1 롤러와,
   마찬가지로 섬유속이 걸리고, 상기 주행 방향에 있어서 상기 제 1 롤러와의 사이에 섬유속을 저류하는 제 2 롤러와,
   상기 주행 방향에 있어서 상기 제 1 롤러와 상기 제 2 롤러 사이에 배치되어 있고, 상기 제 1 롤러의 중심과 상기 제 2 롤러의 중심을 연결하는 직선에 교차하는 교차 방향에 있어서, 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러에 대하여 이동 가능한 제 3 롤러를 갖고,
   상기 스위칭부는,
   상기 제 3 롤러의 위치를, 상기 교차 방향에 있어서 소정의 저류 위치에 유지함으로써, 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 상태로 하고,
   상기 저류 위치에 있는 상기 제 3 롤러를, 상기 교차 방향에 있어서 상기 저류 위치보다 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러에 가까운 측으로 이동 가능하게 함으로써, 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 해제 상태로 하고,
   상기 스위칭부는 상기 교차 방향에 있어서 상기 제 3 롤러가 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러에 접근하는 것을 금지 및 허가 가능한 스토퍼를 갖는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스토퍼는 상기 교차 방향에 있어서 상기 제 3 롤러를 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러로부터 이간하는 측으로 압박 가능한 압박부를 갖고,
   상기 압박부는,
   상기 제 3 롤러를 압박함으로써 상기 제 3 롤러를 상기 저류 위치에 유지하는 제 1 위치와, 상기 교차 방향에 있어서 상기 제 1 위치보다 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러에 가까운 제 2 위치 사이에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 보빈 지지축은 상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈을 상기 보빈 지지축의 축방향으로 배열해서 지지 가능하고, 또한 상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈과 일체 회전 가능한 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 보빈 지지축은 상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈을 상기 보빈 지지축의 축방향으로 배열해서 지지 가능하고, 또한 상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈과 일체 회전 가능한 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 보빈 지지축은,
   상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈 중 어느 하나의 일방과 일체 회전 가능한 제 1 지지축과,
   상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈 중 어느 하나의 타방과 일체 회전 가능한 제 2 지지축과,
   상기 축방향에 있어서 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축 사이에 설치되고, 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축을 일체 회전 가능하게 연결 및 연결 해제 가능한 연결부를 갖는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 보빈 지지축은,
   상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈 중 어느 하나의 일방과 일체 회전 가능한 제 1 지지축과,
   상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈 중 어느 하나의 타방과 일체 회전 가능한 제 2 지지축과,
   상기 축방향에 있어서 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축 사이에 설치되고, 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축을 일체 회전 가능하게 연결 및 연결 해제 가능한 연결부를 갖는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 지지축 및 상기 제 2 지지축의 상기 축방향에 있어서의 상기 연결부와는 반대측의 단부를 각각 회전 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고,
   상기 지지부는 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축이 연결 해제되어 있는 상태에서, 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축을 서로 이간시키는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 지지축 및 상기 제 2 지지축의 상기 축방향에 있어서의 상기 연결부와는 반대측의 단부를 각각 회전 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고,
   상기 지지부는 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축이 연결 해제되어 있는 상태에서, 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축을 서로 이간시키는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 지지축 및 상기 제 2 지지축 중 적어도 일방은 연결 해제되어 있는 상태에서, 적어도 상기 축방향에 직교하는 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 지지축 및 상기 제 2 지지축 중 적어도 일방은 연결 해제되어 있는 상태에서, 적어도 상기 축방향에 직교하는 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
11. 라이너에 섬유속을 권취하는 권취 유닛과,
    상기 권취 유닛에 섬유속을 공급하고 있는 공급 보빈과, 상기 공급 보빈과는 다른 예비 보빈을, 상기 공급 보빈에 감긴 섬유속의 권취 개시단부와 상기 예비 보빈에 감긴 섬유속의 권취 종단부가 연결된 상태에서 회전 가능하게 지지하는 보빈 지지축과,
    섬유속의 주행 방향에 있어서 상기 보빈 지지축과 상기 권취 유닛 사이에 배치되고, 상기 권취 유닛에 공급되는 섬유속을 일시적으로 저류하는 섬유속 저류부를 구비하고,
    상기 섬유속 저류부는,
    상기 섬유속 저류부에 의한 섬유속의 저류가 행해지고 있는 저류 상태와, 상기 섬유속 저류부에 의한 섬유속의 저류가 해제되어 있고 또한 상기 섬유속 저류부로부터 상기 권취 유닛에 섬유속이 공급되고 있는 저류 해제 상태 사이에서, 상기 섬유속 저류부의 상태를 스위칭 가능한 스위칭부를 갖고,
    상기 보빈 지지축은 상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈을 상기 보빈 지지축의 축방향으로 배열해서 지지 가능하고, 또한 상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈과 일체 회전 가능하고,
    상기 보빈 지지축은,
    상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈 중 어느 하나의 일방과 일체 회전 가능한 제 1 지지축과,
    상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈 중 어느 하나의 타방과 일체 회전 가능한 제 2 지지축과,
    상기 축방향에 있어서 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축 사이에 설치되고, 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축을 일체 회전 가능하게 연결 및 연결 해제 가능한 연결부를 갖는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 지지축 및 상기 제 2 지지축의 상기 축방향에 있어서의 상기 연결부와는 반대측의 단부를 각각 회전 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고,
    상기 지지부는 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축이 연결 해제되어 있는 상태에서, 상기 제 1 지지축과 상기 제 2 지지축을 서로 이간시키는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 지지축 및 상기 제 2 지지축 중 적어도 일방은 연결 해제되어 있는 상태에서, 적어도 상기 축방향에 직교하는 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 섬유속 저류부는,
    섬유속이 걸리는 제 1 롤러와,
    마찬가지로 섬유속이 걸리고, 상기 주행 방향에 있어서 상기 제 1 롤러와의 사이에 섬유속을 저류하는 제 2 롤러와,
    상기 주행 방향에 있어서 상기 제 1 롤러와 상기 제 2 롤러 사이에 배치되어 있고, 상기 제 1 롤러의 중심과 상기 제 2 롤러의 중심을 연결하는 직선에 교차하는 교차 방향에 있어서, 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러에 대하여 이동 가능한 제 3 롤러를 갖고,
    상기 스위칭부는,
    상기 제 3 롤러의 위치를, 상기 교차 방향에 있어서 소정의 저류 위치에 유지함으로써, 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 상태로 하고,
    상기 저류 위치에 있는 상기 제 3 롤러를, 상기 교차 방향에 있어서 상기 저류 위치보다 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러에 가까운 측으로 이동 가능하게 함으로써, 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 해제 상태로 하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 섬유속 저류부는,
    섬유속이 걸리는 제 1 롤러와,
    마찬가지로 섬유속이 걸리고, 상기 주행 방향에 있어서 상기 제 1 롤러와의 사이에 섬유속을 저류하는 제 2 롤러와,
    상기 주행 방향에 있어서 상기 제 1 롤러와 상기 제 2 롤러 사이에 배치되어 있고, 상기 제 1 롤러의 중심과 상기 제 2 롤러의 중심을 연결하는 직선에 교차하는 교차 방향에 있어서, 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러에 대하여 이동 가능한 제 3 롤러를 갖고,
    상기 스위칭부는,
    상기 제 3 롤러의 위치를, 상기 교차 방향에 있어서 소정의 저류 위치에 유지함으로써, 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 상태로 하고,
    상기 저류 위치에 있는 상기 제 3 롤러를, 상기 교차 방향에 있어서 상기 저류 위치보다 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러에 가까운 측으로 이동 가능하게 함으로써, 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 해제 상태로 하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
16. 제 13 항에 있어서,
    상기 섬유속 저류부는,
    섬유속이 걸리는 제 1 롤러와,
    마찬가지로 섬유속이 걸리고, 상기 주행 방향에 있어서 상기 제 1 롤러와의 사이에 섬유속을 저류하는 제 2 롤러와,
    상기 주행 방향에 있어서 상기 제 1 롤러와 상기 제 2 롤러 사이에 배치되어 있고, 상기 제 1 롤러의 중심과 상기 제 2 롤러의 중심을 연결하는 직선에 교차하는 교차 방향에 있어서, 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러에 대하여 이동 가능한 제 3 롤러를 갖고,
    상기 스위칭부는,
    상기 제 3 롤러의 위치를, 상기 교차 방향에 있어서 소정의 저류 위치에 유지함으로써, 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 상태로 하고,
    상기 저류 위치에 있는 상기 제 3 롤러를, 상기 교차 방향에 있어서 상기 저류 위치보다 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러에 가까운 측으로 이동 가능하게 함으로써, 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 해제 상태로 하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급 보빈 및 상기 예비 보빈의 회전을 정지시키는 정지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
18. 라이너에 섬유속을 권취하는 권취 유닛과,
    상기 권취 유닛에 섬유속을 공급하고 있는 공급 보빈과, 상기 공급 보빈과는 다른 예비 보빈을, 상기 공급 보빈에 감긴 섬유속의 권취 개시단부와 상기 예비 보빈에 감긴 섬유속의 권취 종단부가 연결된 상태에서 회전 가능하게 지지하는 보빈 지지축을 구비하는 필라멘트 와인딩 장치에 있어서, 상기 권취 유닛에 의해 상기 라이너에 섬유속을 한창 권취하고 있는 중에 상기 공급 보빈이 비게 된 경우에, 계속해서 상기 예비 보빈으로부터 섬유속을 상기 권취 유닛에 공급하면서, 빈 보빈을 새로운 보빈으로 교환하는 보빈 교환 방법으로서,
    상기 빈 보빈의 회전을 정지시킨 상태에서, 상기 빈 보빈을 상기 보빈 지지축으로부터 분리하고, 상기 새로운 보빈을 상기 보빈 지지축에 장착하는 교환 공정과,
    상기 교환 공정 후에, 상기 새로운 보빈 및 상기 예비 보빈의 회전을 정지시킨 상태에서, 상기 새로운 보빈에 감긴 섬유속의 권취 개시단부와 상기 예비 보빈에 감긴 섬유속의 권취 종단부를 연결하는 연결 공정과,
    상기 연결 공정 후에, 상기 새로운 보빈 및 상기 예비 보빈의 회전 정지 상태를 해제하는 회전 재개 공정을 구비하고,
    상기 필라멘트 와인딩 장치는 상기 권취 유닛에 공급되는 섬유속을 일시적으로 저류하는 저류 상태와 상기 저류 상태가 해제된 저류 해제 상태 사이에서 상태를 스위칭 가능한 섬유속 저류부를 더 구비하는 것이고,
    적어도 상기 교환 공정 전까지는 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 상태로 유지해 두고, 상기 예비 보빈의 회전을 정지시키기 전에 상기 섬유속 저류부를 상기저류 상태로부터 상기 저류 해제 상태로 스위칭하고, 또한 상기 회전 재개 공정 후에 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 해제 상태로부터 상기 저류 상태로 되돌리는 것을 특징으로 하는 보빈 교환 방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 교환 공정에서는 상기 예비 보빈의 회전은 정지시키지 않고, 상기 섬유속 저류부를 상기 저류 상태로 유지해 두는 것을 특징으로 하는 보빈 교환 방법.
    

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