(57)【要約】  ライナーに供給する繊維束が他の繊維束や繊維供給ガイドと干渉することを防止するフィラメントワインディング装置を提供する。  ライナー１の中心軸Ｒａに対して略垂直方向に伸縮する複数の繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂを放射状に設けた第１ガイド部４３、及び第２ガイド部４４と、繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの伸縮量を変更する駆動部６０と、駆動部６０を制御する制御部Ｃとを備える。制御部Ｃは、繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆが、繊維供給ガイド８０Ｂとライナー１との間を横切る場合には、繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１の中心軸Ｒａまでの距離を繊維供給ガイド８０Ａからライナー１の中心軸Ｒａまでの距離よりも大きくする。逆の場合には、繊維供給ガイド８０Ａからライナー１の中心軸Ｒａまでの距離を繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１の中心軸Ｒａまでの距離よりも大きくする。
2012043344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維束を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、
前記ライナーの回転軸に対して略垂直方向に伸縮する複数の繊維供給ガイドを放射状に設けた第１ガイド部、及び第２ガイド部と、
前記繊維供給ガイドの伸縮量を変更する駆動部と、
前記駆動部を制御することで、前記繊維供給ガイドと前記ライナーの中心軸との距離を調整する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第１ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、前記第２ガイド部の繊維供給ガイドと前記ライナーとの間を横切る場合には、前記第２ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離を前記第１ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離よりも大きくし、
前記第２ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、前記第１ガイド部の繊維供給ガイドと前記ライナーとの間を横切る場合には、前記第１ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離を前記第２ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離よりも大きくする、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
【請求項２】
請求項１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、前記第１ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離と、前記第２ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離との差を保ちつつ、前記第１ガイド部、及び前記第２ガイド部の繊維供給ガイドと前記ライナーの中心軸との距離を調整する、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
【請求項３】
請求項１又は２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、
ライナーの中心軸方向に対する繊維束の巻き付け方向を切り換えた後、前記制御部は、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部のうち、前記巻き付け方向に対して後側のガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離が、前記巻き付け方向に対して前側のガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離より大きくなるよう、前記第１ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離と、前記第２ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離の大小を切り換える切換動作を行う、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
【請求項４】
請求項３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、前記ライナーに巻き付けられる繊維束の巻き付け位置が、繊維束の巻き付け方向に対して、前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部の繊維供給ガイドより前側から後側に変化した後に、前記切換動作を行う、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
【請求項５】
請求項３又は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、
前記ライナーは、半径が一定の筒状部と、前記筒状部の端部に設けられるドーム部とを備えているものとし、
前記制御部は、前記筒状部への繊維束の巻き付けを開始するまでに前記切換動作を行う、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
【請求項６】
請求項５に記載のフィラメントワインディング装置であって、
前記切換動作を前記ドーム部への繊維束の巻き付け中に行う場合、前記制御部は、前記ドーム部への繊維束の巻き付けが半分以上終了してから前記切換動作を行う、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラメントワインディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フープ巻装置とヘリカル巻装置とを具備し、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。【０００３】
ヘリカル巻きでは、ヘリカル巻き装置の位置を固定し、ライナーを回転させつつ回転軸方向に移送してライナーの周囲に繊維束を巻き付けていく。繊維束は、ヘリカル巻き装置に設けた繊維供給ガイドからライナーに供給される。複数本の繊維束を同時に巻き付けることができるように、ヘリカル巻き装置に複数の繊維供給ガイドを放射状に設けた第１ガイド部及び第２ガイド部を備えたフィラメントワインディング装置も公知である（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３６４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ヘリカル巻きでは、繊維束は繊維供給ガイドからライナーの移送方向に対して角度をつけて斜め方向に引き出される。ヘリカル巻きでは、繊維束は回転軸方向に移送されるライナーに引き出されて巻き付けられるため、ライナー上での繊維束の巻き付け位置は、繊維供給ガイドよりもライナーの移送方向において前側となるためである。【０００６】
このため、ヘリカル装置が第１ガイド部及び第２ガイド部を備えている場合、ライナーの移送方向に応じて、例えば、第１ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、第２ガイド部の繊維供給ガイドとライナーとの間を横切る場合がある。つまり、第１ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、第２ガイド部の繊維供給ガイドの側に斜めに引き出され、これにより、第２ガイド部の各繊維供給ガイドの先端を通りライナーの中心軸に対して垂直な仮想平面を、第１ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が貫通する状態となるのである。  【０００７】
また、ライナーの移送方向が切り替ると、反対に第２ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、第１ガイド部の繊維供給ガイドとライナーとの間を横切る場合がある。つまり、第２ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、第１ガイド部の繊維供給ガイドの側に斜めに引き出され、これにより、第１ガイド部の各繊維供給ガイドの先端を通りライナーの中心軸に対して垂直な仮想平面を、第２ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が貫通する状態となるのである。【０００８】
このような場合に、例えば、第１ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、第２ガイド部の繊維供給ガイドや、第２ガイド部から供給される繊維束に干渉すると、繊維束に繊維切れ等の損傷部が発生し、ライナーの周囲に形成する補強層の強度が低下するという問題がある。【０００９】
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、繊維束をライナーに供給する際に、繊維束が他の繊維束や繊維供給ガイドと干渉することを防止するフィラメントワインディング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。【００１１】
即ち、第１の発明は、繊維束を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、第１ガイド部及び第２ガイド部と、駆動部と、制御部とを備える。第１ガイド部及び第２ガイド部は、前記ライナーの回転軸に対して略垂直方向に伸縮する複数の繊維供給ガイドを放射状に設ける。駆動部は、前記繊維供給ガイドの伸縮量を変更する。制御部は、前記駆動部を制御することで、前記繊維供給ガイドと前記ライナーの中心軸との距離を調整する。そして、制御部は、前記第１ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、前記第２ガイド部の繊維供給ガイドと前記ライナーとの間を横切る場合には、前記第２ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離を前記第１ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離よりも大きくする。また、前記第２ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、前記第１ガイド部の繊維供給ガイドと前記ライナーとの間を横切る場合には、前記第１ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離を前記第２ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離よりも大きくする。【００１２】
ここで、「第１ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、第２ガイド部の繊維供給ガイドとライナーとの間を横切る場合」とは、第１ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、第２ガイド部の各繊維供給ガイドの側に斜めに引き出され、これにより、第２ガイド部の繊維供給ガイドの先端を通りライナーの中心軸に対して垂直な仮想平面を、第１ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が貫通する状態となる場合をいう。【００１３】
「第２ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、第１ガイド部の繊維供給ガイドとライナーとの間を横切る場合」とは、第２ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、第１ガイド部の繊維供給ガイドの側に斜めに引き出され、これにより、第１ガイド部の各繊維供給ガイドの先端を通りライナーの中心軸に対して垂直な仮想平面を、第２ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が貫通する状態となる場合をいう。【００１４】
「繊維供給ガイドからライナーの中心軸までの距離」とは、繊維供給ガイドの先端からライナーの中心軸までの距離をいう。【００１５】
第２の発明は、第１の発明であって、制御部は、前記第１ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離と、前記第２ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離との差を保ちつつ、前記第１ガイド部、及び前記第２ガイド部の繊維供給ガイドと前記ライナーの中心軸との距離を調整する。【００１６】
第３の発明は、第１又は第２のいずれかの発明であって、ライナーの中心軸方向に対する繊維束の巻き付け方向を切り換えた後、前記制御部は、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部のうち、前記巻き付け方向に対して後側のガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離が、前記巻き付け方向に対して前側のガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離より大きくなるよう、前記第１ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離と、前記第２ガイド部の繊維供給ガイドから前記ライナーの中心軸までの距離の大小を切り換える切換動作を行う。【００１７】
第４の発明は、第３の発明であって、制御部は、前記ライナーに巻き付けられる繊維束の巻き付け位置が、繊維束の巻き付け方向に対して、前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部の繊維供給ガイドより前側から後側に変化した後に、前記切換動作を行う。【００１８】
第５の発明は、第３又は第４のいずれかの発明であって、前記ライナーは、半径が一定の筒状部と、前記筒状部の端部に設けられるドーム部とを備えているものとし、制御部は、前記筒状部への繊維束の巻き付けを開始するまでに前記切換動作を行う。【００１９】
第６の発明は、第５の発明であって、前記切換動作を前記ドーム部への繊維束の巻き付け中に行う場合、制御部は、前記ドーム部への繊維束の巻き付けが半分以上終了してから前記切換動作を行う。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。【００２１】
第１の発明によれば、第１ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、第２ガイド部の繊維供給ガイドとライナーとの間を横切る場合には、第２ガイド部の繊維供給ガイドからライナーの中心軸までの距離を第１ガイド部の繊維供給ガイドからライナーの中心軸までの距離よりも大きくし、第２ガイド部の繊維供給ガイドから供給される繊維束が、第１ガイド部の繊維供給ガイドとライナーとの間を横切る場合には、第１ガイド部の繊維供給ガイドからライナーの中心軸までの距離を第２ガイド部の繊維供給ガイドからライナーの中心軸までの距離よりも大きくするため、繊維束をライナーに供給する際に、繊維束が他の繊維束や繊維供給ガイドと干渉することを防止することができる。【００２２】
第２の発明によれば、第１ガイド部の繊維供給ガイドからライナーの中心軸までの距離と、第２ガイド部の繊維供給ガイドからライナーの中心軸までの距離との差を保ちつつ、第１ガイド部、及び第２ガイド部の繊維供給ガイドとライナーの中心軸との距離を調整するため、ライナーの径が中央部と両端部とで異なる場合に、例えば、第１ガイド部、及び第２ガイド部の繊維供給ガイドをライナーの外周面に沿わせながら繊維束を巻き付けることができる。これにより、繊維束の干渉を防止しつつ、ライナー全体に均一に繊維束を巻き付けることができる。【００２３】
第３の発明によれば、ライナーの中心軸方向に対する繊維束の巻き付け方向を切り換えた後、制御部は、第１ガイド部と第２ガイド部のうち、巻き付け方向に対して後側のガイド部の繊維供給ガイドからライナーの中心軸までの距離が、巻き付け方向に対して前側のガイド部の繊維供給ガイドからライナーの中心軸までの距離より大きくなるよう、第１ガイド部の繊維供給ガイドからライナーの中心軸までの距離と、第２ガイド部の繊維供給ガイドからライナーの中心軸までの距離の大小を切り換える切換動作を行うため、ライナーの中心軸方向に対する繊維束の巻き付け方向を切り換えた場合に、繊維束が他の繊維束や繊維供給ガイドと干渉することを防止することができる。【００２４】
第４の発明によれば、制御部は、ライナーに巻き付けられる繊維束の巻き付け位置が、繊維束の巻き付け方向に対して、第１ガイド部及び第２ガイド部の繊維供給ガイドより前側から後側に変化した後に、切換動作を行うため、適切なタイミングで切換動作を行うことができ、繊維束が他の繊維束や繊維供給ガイドと干渉することを防止することができる。【００２５】
第５の発明によれば、制御部は、筒状部への繊維束の巻き付けを開始するまでに切換動作を行うため、筒状部において繊維束を等ピッチで巻き付ける制御を容易に行うことができる。【００２６】
第６の発明によれば、切換動作をドーム部への繊維束の巻き付け中に行う場合、制御部は、ドーム部への繊維束の巻き付けが半分以上終了してから切換動作を行うため、ドーム部における繊維束の巻き付け位置を繊維供給ガイドの伸縮量で制御することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るＦＷ装置１００を示す図。
【図２】ヘリカル巻き装置４０を構成する第１ヘリカルヘッド４３ならびに第２ヘリカルヘッド４４を示す図。
【図３】第１ヘリカルヘッド４３ならびに第２ヘリカルヘッド４４を構成するガイド支持装置４５を示す図。
【図４】第１筒状部１Ａの外周面１ＡＳに繊維束Ｆをヘリカル巻きする状態を示す側面図。
【図５】第１筒状部１Ａの外周面１ＡＳに繊維束Ｆをヘリカル巻きする状態を示す側面図。
【図６】ドーム部１Ｂの外周面１ＢＳに繊維束Ｆをヘリカル巻きする状態を示す側面図。
【図７】第２筒状部１Ｃの外周面１ＣＳに繊維束Ｆをヘリカル巻きしながら、繊維束Ｆの巻き付け方向を切り替える状態を示す側面図。
【図８】繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂからライナー１の中心軸までの距離の大小を切り替える切替動作をドーム部１Ｂの巻き付け時に行う状態を示す側面図。
【図９】本発明の他の実施形態に係るＦＷ装置の繊維供給ガイド１８０Ａ、１８０Ｂ、１８０Ｃ、１８０Ｄ付近の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、発明の実施の形態について図を用いて説明する。
【実施例１】
【００２９】
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。【００３０】
図１は、ＦＷ装置１００を示した側面図である。ＦＷ装置１００は、フープ巻きと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の周囲に繊維束Ｆを巻き付けていく装置である。【００３１】
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。以下の説明では、ライナー１が移送される方向における前側をライナー１及びフィラメントワインディング装置の前側とし、他方向を後側と定義する。つまり、ライナー１の移送方向に応じてＦＷ装置１００の前側及び後側が切り替るものとする。ライナー１が矢印Ａの方向に移送されている場合には、図１において左側をライナー１及びフィラメントワインディング装置の前側とする。また、ライナー１の移送方向が切り替えられて、ライナー１が矢印Ｂの方向に移送されている場合には、図１において右側をライナー１及びフィラメントワインディング装置の前側とする。【００３２】
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、該ライナー１の外周面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。【００３３】
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Ｃ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。【００３４】
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ライナー１の中心軸Ｒａ（図２参照。）と一致させてライナー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Ｃにより制御される。【００３５】
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。【００３６】
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ＷＡ（以下、単に巻き付け角度ＷＡという。図２参照。）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とで構成される。フープ巻き装置３０の駆動は制御部Ｃにより制御される。【００３７】
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３５を備えている。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３５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。【００３８】
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移動させつつ、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。【００３９】
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ＷＡ（図２参照。）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Ｃにより制御される。【００４０】
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ガイド部としての第１ヘリカルヘッド４３と、第２ガイド部としての第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（図２参照。）。【００４１】
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が回転しながら中心軸Ｒａ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。【００４２】
次に、ヘリカル巻き装置４０を構成する第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４について更に詳しく説明する。図２は、第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４を示した側面図である。図中に示す矢印Ａは、ライナー１の移送方向を示している。また、矢印Ｒは、ライナー１の回転方向を示している。【００４３】
図２に示すように、第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４は、ライナー１の移送方向に互いに隣接するように配置されている。第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４には、繊維束Ｆをライナー１の外周面１Ｓに案内する繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂが設けられている。第１ヘリカルヘッド４３には、ライナー１の中心軸Ｒａに対して略垂直方向かつ放射状に複数の繊維供給ガイド８０Ａが設けられている。第２ヘリカルヘッド４４には、ライナー１の中心軸Ｒａに対して略垂直方向かつ放射状に複数の繊維供給ガイド８０Ｂが設けられている。つまり、第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４に設けられる繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂは、ライナー１の移送方向に２列に配置されている。【００４４】
第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４には複数のガイド支持装置４５が設けられている。各ガイド支持装置４５は、それぞれ繊維供給ガイド８０Ａ又は繊維供給ガイド８０Ｂを支持している。各ガイド支持装置４５は繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂが中心軸Ｒａに対して略垂直方向に伸縮可能であり、かつ、繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの軸回りに回転可能となるように支持している。第１ヘリカルヘッド４３は全ての繊維供給ガイド８０Ａが同時に同じ量だけ伸縮及び回転するように構成されており、第２ヘリカルヘッド４４も全ての繊維供給ガイド８０Ｂが同時に同じ量だけ伸縮及び回転できるように構成されている。そして、第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａと第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂは、互いに別々の伸縮量及び回転量に調整できるように構成されている。【００４５】
これにより、第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４は、複数本の繊維束Ｆをライナー１の外周面１Ｓに同時に案内することができる。本ＦＷ装置１００の第１ヘリカルヘッド４３には、繊維供給ガイド８０Ａが９０本設けられ、第２ヘリカルヘッド４４には、繊維供給ガイド８０Ｂが９０本設けられている。このため、合計で１８０本の繊維束Ｆを同時にライナー１の外周面１Ｓに導き、ヘリカル巻きを行なうことが可能である。【００４６】
また、本ＦＷ装置１００には、第２ヘリカルヘッド４４をライナー１の中心軸Ｒａを中心としてライナー１の周方向に駆動する駆動装置５０が設けられている。駆動装置５０は、電動モータ５１によって回転されるウォームギア５２と、第２ヘリカルヘッド４４に固設されたラックギア５３とで構成される。駆動装置５０は、電動モータ５１の回転動力によって第２ヘリカルヘッド４４を駆動する。このような構成により、駆動装置５０は、第２ヘリカルヘッド４４を駆動することができ、第１ヘリカルヘッド４３と第２ヘリカルヘッド４４の位相差を調節することができる。【００４７】
次に、図２、図３を用いて、第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂを支持しているガイド支持装置４５について更に詳しく説明する。【００４８】
図３は、ガイド支持装置４５を示した側面図である。ガイド支持装置４５は繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの本数に対応して第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４に放射状に設けられており、各ガイド支持装置４５はそれぞれ移動機構６０と回転機構７０を備えている。図中に示す白抜きの矢印は、移動機構６０を構成する各部材の動作方向を示している。また、図中に示す黒塗りの矢印は、回転機構７０を構成する各部材の動作方向を示している。【００４９】
移動機構６０は、ライナー１の中心軸Ｒａに対して略垂直方向に繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの伸縮量を変更する機構である。移動機構６０は、主に回転筒６１と、中間軸６２と、ボールネジ６３とで構成される。第１ヘリカルヘッド４３の移動機構６０は、繊維供給ガイド８０Ａの伸縮量を変更する駆動部としての電動モータ９１によって駆動される。第２ヘリカルヘッド４４の移動機構６０は、繊維供給ガイド８０Ｂの伸縮量を変更する駆動部としての電動モータ９２によって駆動される。【００５０】
回転筒６１は、内周面にインターナルギアが形成された環形状の部材である。回転筒６１は、ライナー１の中心軸Ｒａと同軸上に配置され、電動モータ９１、９２によって回転される。【００５１】
中間軸６２は、ボールネジ６３を構成するスパイラル軸６３１に回転筒６１の回転を伝達する部材である。中間軸６２の一端部に設けられたピニオンギアは、回転筒６１のインターナルギアと歯合されている。また、中間軸６２の他端部に設けられたベベルギアは、スパイラル軸６３１のベベルギアと歯合されている。【００５２】
ボールネジ６３は、中間軸６２の回転運動をガイド支持部材８１の送り運動に変換する機構である。ボールネジ６３は、主にスパイラル軸６３１と、ボールナット６３２とで構成される。【００５３】
スパイラル軸６３１は、中間軸６２によって回転される部材である。スパイラル軸６３１の外周面には、断面視円弧形状の溝が螺旋状に穿設されている。スパイラル軸６３１は、断面視Ｃ字形状の環状部材６４によって回転自在に支持されている。【００５４】
ボールナット６３２は、スパイラル軸６３１に外嵌される筒形状の部材である。ボールナット６３２の内周面には、断面視円弧形状の溝が螺旋状に穿設されている。そして、ボールナット６３２は、ガイド支持部材８１に設けられた貫通孔に挿入されて固設されている。ボールナット６３２の内周面に穿設された溝は、スパイラル軸６３１の外周面に穿設された溝と対向することによって、断面視円形状の螺旋空間を構成する。【００５５】
上述した螺旋空間には鋼球が介挿される。鋼球は、スパイラル軸６３１に穿設された溝とボールナット６３２に穿設された溝によって挟持される。螺旋空間には、複数の鋼球が介挿されるため、ボールナット６３２がガタつくことはない。【００５６】
このような構成により、移動機構６０は、電動モータ９１、９２の駆動力を回転筒６１や中間軸６２を介してスパイラル軸６３１に伝達し、スパイラル軸６３１の回転運動をガイド支持部材８１の送り運動に変換する。そして、ガイド支持部材８１に支持された複数の繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂをライナー１の中心軸Ｒａに対して略垂直方向に伸縮させることが可能となる。【００５７】
また、第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａと第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂの伸縮量及び伸縮のタイミングは、互いに別々の伸縮量及び伸縮のタイミングで伸縮可能である。第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａの伸縮量、伸縮のタイミングの制御は、制御部Ｃにより電動モータ９１の回転方向、回転量、回転のタイミングが制御されることにより行われる。第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂの伸縮量、伸縮のタイミングの制御は、制御部Ｃにより電動モータ９２の回転方向、回転量、回転のタイミングが制御されることにより行われる。【００５８】
回転機構７０は、繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの軸回りに繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂを回転させる機構である。回転機構７０は、主に回転筒７１と、中間軸７２と、駆動軸７３とで構成される。第１ヘリカルヘッド４３の回転機構７０は、繊維供給ガイド８０Ａの回転量を変更する駆動部としての電動モータ９３によって駆動される。第２ヘリカルヘッド４４の回転機構７０は、繊維供給ガイド８０Ｂの回転量を変更する駆動部としての電動モータ９４によって駆動される。【００５９】
回転筒７１は、内周面にインターナルギアが形成された環形状の部材である。回転筒７１は、ライナー１の中心軸Ｒａと同軸上に配置され、電動モータ９３、９４によって回転される。【００６０】
中間軸７２は、駆動軸７３に回転筒７１の回転を伝達する部材である。中間軸７２の一端部に設けられたピニオンギアは、回転筒７１のインターナルギアと歯合されている。また、中間軸７２の他端部に設けられたベベルギアは、駆動軸７３のベベルギアと歯合されている。【００６１】
駆動軸７３は、繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂに中間軸７２の回転を伝達する部材である。駆動軸７３の一端部に設けられたベベルギアは、上述のように中間軸７２のベベルギアと歯合されている。また、駆動軸７３に外嵌されたドライブギアは、繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂのドリブンギアと歯合されている。駆動軸７３は、断面視Ｃ字形状の環状部材６４によって、回転自在に支持されている。【００６２】
このような構成により、回転機構７０は、電動モータ９３、９４の駆動力を回転筒７１や中間軸７２を介して駆動軸７３に伝達し、繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂのドリブンギアを介して繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂを繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの軸回りに回転させることが可能となる。【００６３】
また、第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａと第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂの回転方向、回転量及び回転のタイミングは、互いに別々の回転方向、回転量及び回転のタイミングで回転可能である。第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａの回転方向、回転量及び回転のタイミングの制御は、制御部Ｃにより電動モータ９３の回転方向、回転量及び回転のタイミングが制御されることにより行われる。第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂの回転方向、回転量及び回転のタイミングの制御は、制御部Ｃにより電動モータ９４の回転方向、回転量、回転のタイミングが制御されることにより行われる。【００６４】
次に、上記構成のＦＷ装置１００のヘリカル巻きにおける繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの動作について説明する。本実施例で使用するライナー１は、半径が一定の第１筒状部１Ａと、筒状部１Ａの両端部に設けられるドーム部１Ｂと、ドーム部１Ｂの端部に設けられる第２筒状部１Ｃを備えているものとする（図４参照。）。そして、ライナー１はライナー移送装置２０に装着され、制御部Ｃには、ライナー１の移送速度、回転速度、ライナー１を往復して移送する回数、移送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。制御部Ｃは、入力された巻き付け条件に基づいて電動モータ９１、９２の駆動を制御し、繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂを以下のように制御する。尚、以下の説明ではライナー１の図示右端部での繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの動作について説明するが、ライナー１の図示左端部においても、制御部Ｃは繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂは同様に制御される。【００６５】
図４Ａ、図５Ａは、第１筒状部１Ａの外周面１ＡＳに繊維束Ｆをヘリカル巻きする状態を示す側面図である。図４Ｂ、図５Ｂは、それぞれ図４Ａ、図５Ａにおける繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂ付近の拡大図である。図４に示す矢印Ａは、ライナー１の移送方向を示し、図５に示す矢印Ｂはライナー１を図４の移送方向とは反対の方向に移送していることを示している。図４Ａ、図５Ａの矢印Ｒは、ライナー１の回転方向を示している。ヘリカル巻きは、ライナー１を移送させつつ繊維束Ｆを巻き付けていくため、ライナー１の中心軸方向に対する繊維束Ｆの巻き付け方向（以下、単に巻き付け方向という）は、ライナー１の移送方向とは逆の方向となる。従って、図４においては、繊維束Ｆの巻き付け方向は矢印Ａとは反対の図示右方向となり、図５においては、繊維束Ｆの巻き付け方向は矢印Ｂとは反対の図示左方向となる。【００６６】
図４に示す巻き付け方向の場合には、第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆは、第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂとライナー１との間を横切る状態となる。ここで、「繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆが、繊維供給ガイド８０Ｂとライナー１との間を横切る状態」について説明する。図４Ｂに示すように、第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂの先端を通りライナー１の中心軸Ｒａに対して垂直な仮想平面ＰＢを考える。繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆが、繊維供給ガイド８０Ｂの側に斜めに引き出され、これにより、繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆが仮想平面ＰＢを貫通する状態を、「繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆが、繊維供給ガイド８０Ｂとライナー１との間を横切る状態」とする。「繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆが、繊維供給ガイド８０Ｂとライナー１との間を横切る状態」の意味は、以下の説明においても同様とする。【００６７】
図４に示す巻き付け方向の場合には、制御部Ｃは、電動モータ９１、９２の駆動を制御することで繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの伸縮量を制御し、図４Ｂに示すように、繊維供給ガイド８０Ｂの先端からライナー１の中心軸Ｒａまでの距離ＤＢを繊維供給ガイド８０Ａの先端からライナー１の中心軸Ｒａまでの距離ＤＡよりも大きくする（距離の差Ｄ）。【００６８】
つまり、巻き付け方向（矢印Ａと反対の方向）に対して後側のガイド部である第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１までの距離ＤＢが、巻き付け方向に対して前側のガイド部である第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａからライナー１までの距離ＤＡより距離の差Ｄだけ大きくなるようにしている。【００６９】
図５に示す巻き付け方向の場合には、第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂから供給される繊維束Ｆは、第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａとライナー１との間を横切る状態となる。ここで、「繊維供給ガイド８０Ｂから供給される繊維束Ｆが、繊維供給ガイド８０Ａとライナー１との間を横切る状態」について説明する。図５Ｂに示すように、第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａの先端を通りライナー１の中心軸Ｒａに対して垂直な仮想平面ＰＡを考える。繊維供給ガイド８０Ｂから供給される繊維束Ｆが、繊維供給ガイド８０Ａの側に斜めに引き出され、これにより、繊維供給ガイド８０Ｂから供給される繊維束Ｆが仮想平面ＰＡを貫通する状態を、「繊維供給ガイド８０Ｂから供給される繊維束Ｆが、繊維供給ガイド８０Ａとライナー１との間を横切る状態」とする。「繊維供給ガイド８０Ｂから供給される繊維束Ｆが、繊維供給ガイド８０Ａとライナー１との間を横切る状態」の意味は、以下の説明においても同様とする。【００７０】
図５に示す巻き付け方向の場合には、制御部Ｃは、電動モータ９１、９２の駆動を制御することで繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの伸縮量を制御し、図５Ｂに示すように、繊維供給ガイド８０Ａの先端からライナー１の中心軸Ｒａまでの距離ＤＡを繊維供給ガイド８０Ｂの先端からライナー１の中心軸Ｒａまでの距離ＤＢよりも大きくする（距離の差Ｄ）。【００７１】
つまり、巻き付け方向（矢印Ｂと反対の方向）に対して後側のガイド部である第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａからライナー１までの距離ＤＡが、巻き付け方向に対して前側のガイド部である第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１までの距離ＤＢより大きくなるようにしている。【００７２】
仮に、図４において、繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１までの距離ＤＢと繊維供給ガイド８０Ａからライナー１までの距離ＤＡとを等しくしたとする。その場合、繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆが、繊維供給ガイド８０Ｂや、繊維供給ガイド８０Ｂから供給される繊維束Ｆに干渉することがあり、繊維束Ｆに繊維切れ等の損傷部が発生し、ライナー１の周囲に形成する補強層の強度が低下する場合がある。図４、図５に示すように、繊維束Ｆの巻き付け方向後側（ライナー１の移送方向に対して前側）の繊維供給ガイド８０Ｂ（８０Ａ）からライナー１までの距離ＤＢ（ＤＡ）を繊維束Ｆの巻き付け方向前側（ライナー１の移送方向に対して後側）の繊維供給ガイド８０Ａ（８０Ｂ）からライナー１までの距離ＤＡ（ＤＢ）よりも大きくすることで、繊維束Ｆをライナー１に供給する際に、繊維束Ｆが他の繊維束Ｆや繊維供給ガイドと干渉することを防止することができる。【００７３】
図６Ａは、ドーム部１Ｂの外周面１ＢＳに繊維束Ｆをヘリカル巻きする状態を示す側面図である。図６Ｂは、図６Ａにおける繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂ付近の拡大図である。図６に示す矢印Ａは、ライナー１の移送方向を示し、矢印Ｒは、ライナー１の回転方向を示している。図６Ａに示すように、ドーム部１Ｂの外周面１ＢＳは端部に行くに従って、半径が小さくなるため、例えば、繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂがドーム部１Ｂの外周面１ＢＳに沿うように繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの伸縮量を調整する。この場合、制御部Ｃは、電動モータ９１、９２の駆動を制御することで繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの伸縮量を制御し、繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂがドーム部１Ｂの外周面１ＢＳの形状に沿うように繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂからライナー１の中心軸Ｒａまでの距離ＤＡ、ＤＢを調整する。【００７４】
また、このとき制御部Ｃは、繊維供給ガイド８０Ａからライナー１の中心軸Ｒａまでの距離ＤＡと、繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１の中心軸Ｒａまでの距離ＤＢとの差Ｄを保つようにする。これにより、ドーム部１Ｂの外周面１ＢＳに繊維束Ｆをヘリカル巻きする場合に、繊維束Ｆの干渉を防止しつつ、ライナー１全体に均一に繊維束Ｆを巻き付けることができる。【００７５】
次に、図７は、第２筒状部１Ｃの外周面１ＣＳに繊維束Ｆをヘリカル巻きしながら、繊維束Ｆの巻き付け方向を切り替える状態を示す側面図である。図７Ａでは、ライナー１の移送方向は矢印Ａの方向であり、繊維束Ｆの巻き付け方向は矢印Ａとは反対の図示右方向である。この状態では、第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆは、第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂとライナー１との間を横切る状態となる。制御部Ｃは、電動モータ９１、９２の駆動を制御することで繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの伸縮量を制御し、繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１の中心軸Ｒａまでの距離を繊維供給ガイド８０Ａからライナー１の中心軸Ｒａまでの距離よりも大きくしている。【００７６】
つまり、図７Ａの状態では、巻き付け方向（矢印Ａと反対の方向）に対して後側のガイド部である第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１までの距離が、巻き付け方向に対して前側のガイド部である第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａからライナー１までの距離より大きくなるようにしている。【００７７】
図７Ｂでは、図７Ａに対してライナー１の移送方向は矢印Ｂの方向に切り替わっており、繊維束Ｆの巻き付け方向は矢印Ｂとは反対の図示左方向に切り替わっている。繊維束Ｆの巻き付け方向を切り換えた後、制御部Ｃは、第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａからライナー１までの距離と第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１までの距離の大小を切り替える切替動作を行う（図７Ｄ参照。）。しかしながら、図７Ｂに示す状態では、まだ切替動作は行っていない。【００７８】
これは、図７Ｂに示す状態では、繊維束Ｆの巻き付け方向を切り換えた直後の状態であり、ライナー１に巻き付けられる繊維束Ｆの巻き付け位置が、繊維束Ｆの巻き付け方向（矢印Ｂとは反対の方向）に対して、第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａ及び第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂより前側に位置するためである。つまり、第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆは、図７Ａの状態と同様に、第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂとライナー１との間を横切る状態である。【００７９】
図７Ｂの状態で切替動作を行うと、繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆが、繊維供給ガイド８０Ｂや、繊維供給ガイド８０Ｂから供給される繊維束Ｆに干渉することがある。このため、繊維束Ｆの巻き付け方向を切り換えた直後の図７Ｂの状態では、まだ切替動作を行っていないのである。これにより、繊維束Ｆの巻き付け方向を切り換えた直後の状態において、繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆが他の繊維束Ｆや繊維供給ガイド８０Ｂと干渉することを防止することができる。【００８０】
図７Ｃでは、図７Ｂに対して繊維束Ｆの巻き付けが更に進行している。ライナー１に巻き付けられる繊維束Ｆの巻き付け位置は、繊維束Ｆの巻き付け方向（矢印Ｂとは反対の方向）に対して、第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａ及び第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂより後側に変化している。【００８１】
図７Ｃに示す状態となったところで、図７Ｄに示すように、制御部Ｃは、第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４のうち、巻き付け方向に対して後側のガイド部である第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａからライナー１までの距離が、巻き付け方向に対して前側のガイド部である第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１までの距離より大きくなるよう、第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａからライナー１までの距離と第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１までの距離の大小を切り替える切替動作を行う。【００８２】
このように、適切なタイミングで切換動作を行うことで、繊維束Ｆの巻き付け方向を切り換えた直後の状態において、繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆが他の繊維束Ｆや繊維供給ガイド８０Ｂと干渉することを防止できる。また、繊維束Ｆの巻き付け方向を切り換えてから、繊維束Ｆの巻き付けが更に進行した状態においても、繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆが他の繊維束Ｆや繊維供給ガイド８０Ｂと干渉することを防止できる。【００８３】
尚、図４から図７に示したように、本実施例で使用するライナー１は、半径が一定の第１筒状部１Ａと、筒状部１Ａの両端部に設けられるドーム部１Ｂと、ドーム部１Ｂの端部に設けられる第２筒状部１Ｃを備えている。ライナー１の外周面に繊維束Ｆを等ピッチで巻き付ける制御は、半径が一定の第１筒状部１Ａ又は第２筒状部１Ｃで行うほうが、半径が変化するドーム部１Ｂで行うよりも容易である。特に、切替動作を行いながらライナー１の外周面に繊維束Ｆを等ピッチで巻き付ける制御は、半径が一定の第１筒状部１Ａ又は第２筒状部１Ｃで行うほうが、半径が変化するドーム部１Ｂで行うよりも容易である。【００８４】
図７に示したように、第２筒状部１Ｃの巻き付け時において切替動作を行うことで、切替動作を行いながらライナー１の外周面に繊維束Ｆを等ピッチで巻き付ける制御が容易となる。また、第１筒状部１Ａ及びドーム部１Ｂへの繊維束Ｆの巻き付けを開始するまでに切換動作を行うため、第１筒状部１Ａ及びドーム部１Ｂにおいて繊維束Ｆを等ピッチで巻き付ける制御を容易に行うことができる。【００８５】
次に図８は、繊維供給ガイド８０Ａからライナー１の中心軸Ｒａまでの距離と繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１の中心軸Ｒａまでの距離の大小を切り替える切替動作をドーム部１Ｂの巻き付け時に行う状態を示す側面図である。ドーム部１Ｂの巻き付け時に切替動作を行うのは、例えば、第２筒状部１Ｃの巻き付け時に繊維束Ｆの巻き付け方向を切り換えるが、第２筒状部１Ｃの長さが短く、切替動作を行う前に第２筒状部１Ｃの巻き付けが終了し、ドーム部１Ｂの巻き付けが開始されてしまうような場合である【００８６】
図８Ａでは、ライナー１の移送方向は矢印Ａの方向であり、繊維束Ｆの巻き付け方向は矢印Ａとは反対の図示右方向である。この状態では、第２筒状部１Ｃに対して繊維束Ｆの巻き付けを行っており、第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａから供給される繊維束Ｆは、第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂとライナー１との間を横切る状態となる。制御部Ｃは、電動モータ９１、９２の駆動を制御することで繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの伸縮量を制御し、繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１までの距離を繊維供給ガイド８０Ａからライナー１までの距離よりも大きくしている。【００８７】
図８Ｂでは、図８Ａに対してライナー１の移送方向は矢印Ｂの方向に切り替わっており、繊維束Ｆの巻き付け方向は矢印Ｂとは反対の図示左方向に切り替わっている。図７では、繊維束Ｆの巻き付け方向を切り換えた後、第２筒状部１Ｃの巻き付け時に、制御部Ｃは、繊維供給ガイド８０Ａからライナー１までの距離と繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１までの距離の大小を切り替える切替動作を行った（図７Ｄ参照。）。しかしながら、図８Ｂでは、第２筒状部１Ｃの巻き付けが終了してドーム部１Ｂの巻き付けに差し掛かっているが、まだ切替動作は行っていない。【００８８】
これは、第２筒状部１Ｃの長さが短く、切替動作を行う前に第２筒状部１Ｃの巻き付けが終了し、ドーム部１Ｂの巻き付けが開始されたためである。【００８９】
また、図８Ｂの状態で切替動作を行うと、ドーム部１Ｂで切替動作を行いながら外周面に繊維束Ｆを等ピッチで巻き付ける制御を行わなければならない。ドーム部１Ｂに繊維束Ｆを等ピッチで巻き付ける制御においては、ドーム部１Ｂの外周面１ＢＳと繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの距離の制御が非常に重要となる。特に、半径が急激に変化する領域、つまり、ドーム部１Ｂのうち第２筒状部１Ｃに近い領域は、繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの距離の制御が非常に難しい領域である。この領域で繊維束Ｆを等ピッチで巻き付けつつ、繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂとドーム部１Ｂとの距離の大小を切り換える切替動作を行うのは、制御が非常に困難となる。このため、図８Ｂでは、ドーム部１Ｂの巻き付けに差し掛かっているが、まだ切替動作は行っていないのである。【００９０】
図８Ｃでは、図８Ｂに対して繊維束Ｆの巻き付けが更に進行しており、ドーム部１Ｂへの繊維束Ｆの巻き付けが、第２筒状部１Ｃ側から見て半分以上終了している。この領域では、第２筒状部１Ｃに近い領域と比較して、半径の変化が緩やかになっている。この領域では、繊維束Ｆを等ピッチで巻き付けつつ、繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂとドーム部１Ｂとの距離の大小を切り換える切替動作を行うのは、制御が比較的容易である。【００９１】
そこで、図８Ｃに示す状態となったところで、図８Ｄに示すように、制御部Ｃは、第１ヘリカルヘッド４３及び第２ヘリカルヘッド４４のうち、巻き付け方向に対して後側のガイド部である第１ヘリカルヘッド４３の繊維供給ガイド８０Ａからライナー１までの距離が、巻き付け方向に対して前側のガイド部である第２ヘリカルヘッド４４の繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１までの距離より大きくなるよう、繊維供給ガイド８０Ａからライナー１までの距離と繊維供給ガイド８０Ｂからライナー１までの距離の大小を切り替える切替動作を行う。【００９２】
このように、切換動作をドーム部１Ｂへの繊維束Ｆの巻き付け中に行う場合、制御部Ｃは、ドーム部１Ｂへの繊維束Ｆの巻き付けが半分以上終了してから切換動作を行う。このため、繊維束Ｆを等ピッチで巻き付けつつ、繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂとドーム部１Ｂとの距離の大小を切り換える切替動作を行うのは、制御が比較的容易である。従って、ドーム部１Ｂにおける繊維束Ｆの巻き付け位置を繊維供給ガイド８０Ａ、８０Ｂの伸縮量で制御することが容易となる。【００９３】
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、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の２つのヘリカルヘッドを備えているが、これに限定されない。繊維束Ｆの本数が多くなるとヘリカル巻き掛け装置４２に３つ以上のヘリカルヘッドを設けて、繊維供給ガイドをライナー１の中心軸Ｒａ方向に沿って分散させる必要がある。本発明はこのような３つ以上のヘリカルヘッドを備えたＦＷ装置にも適用することができる。図９は４つのヘリカルヘッドを備え、繊維供給ガイド１８０Ａ、１８０Ｂ、１８０Ｃ、１８０Ｄを備えた場合を示している。図９に示すように、繊維束Ｆの巻き付け方向後側（ライナー１の移送方向Ａに対して前側）の繊維供給ガイド（例えばヘリカルヘッド１８０Ｄ）からライナー１の中心軸Ｒａまでの距離（例えばＤＤ）を繊維束Ｆの巻き付け方向前側（ライナー１の移送方向Ａに対して後側）の繊維供給ガイド（例えばヘリカルヘッド１８０Ｃ）からライナー１の中心軸Ｒａまでの距離（例えばＤＣ）よりも大きくすることで、繊維束Ｆをライナー１に供給する際に、繊維束Ｆが他の繊維束Ｆや繊維供給ガイドと干渉することを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明のフィラメントワインディング装置は、繊維束をライナーに供給する際に、繊維束が他の繊維束や繊維供給ガイドと干渉することを防止することができるため、産業上有用である。
【符号の説明】
【００９５】
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
４０              ヘリカル巻き装置
４２              ヘリカル巻き掛け装置
４３              第１ヘリカルヘッド
４４              第２ヘリカルヘッド
４５              ガイド支持装置
５０              駆動装置
５１              電動モータ
５２              ウォームギア
５３              ラックギア
６０              移動機構
６１              回転筒
６２              中間軸
６２              ボールネジ
７０              回転機構
７１              回転筒
７２              中間軸
７３              駆動軸
８０Ａ、８０Ｂ    繊維供給ガイド
８１              ガイド支持部材
１００            フィラメントワインディング装置
Ｆ                繊維束
ＷＡ              巻き付け角度
【図１】
2012043344.tif 000003
【図２】
2012043344.tif 000004
【図３】
2012043344.tif 000005
【図４】
2012043344.tif 000006
【図５】
2012043344.tif 000007
【図６】
2012043344.tif 000008
【図７】
2012043344.tif 000009
【図８】
2012043344.tif 000010
【図９】
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【国際調査報告】
2012043344.tif 000012
2012043344.tif 000013