(57)【要約】【課題】繊維束を巻き付けることのできるライナー径の許容範囲を拡大する。【解決手段】ヘリカル巻きユニットに設けられたノズルユニット５３は、移動用リングギア５８から伝達される動力によってライナーＬの径方向に移動可能な移動体６１と、移動体６１に設けられ、回転用リングギア５９から伝達される動力によって径方向に延びる回転軸Ａ周りに回転可能な、繊維束ＦをライナーＬに案内するガイド体６５と、移動体６１を径方向に移動可能に支持する支持部６３を有する支持体６０と、を有する。支持部６３は、移動用リングギア５８の端面の外側、且つ、回転用リングギア５９の端面の外側に配置されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライナーに繊維束をヘリカル巻きするヘリカル巻きユニットを備えたフィラメントワインディング装置であって、
前記ヘリカル巻きユニットは、
前記ライナーの軸を中心とする周方向に並べられた複数のノズルユニットと、
前記周方向に沿って環状に形成され、前記複数のノズルユニットに動力を伝達する移動用リングギア及び回転用リングギアと、
を備え、
前記ノズルユニットは、
前記移動用リングギアから伝達される動力によって前記ライナーの径方向に移動可能な移動体と、
前記移動体に設けられ、前記回転用リングギアから伝達される動力によって前記径方向に延びる回転軸周りに回転可能な、前記繊維束を前記ライナーに案内するガイド体と、
前記移動体を前記径方向に移動可能に支持する支持部を有する支持体と、
を有しており、
前記支持部は、前記移動用リングギアの端面の外側、且つ、前記回転用リングギアの端面の外側に配置されることを特徴とするフィラメントワインディング装置。
【請求項２】
前記ガイド体は、前記ライナーに複数の前記繊維束を案内することを特徴とする請求項１に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項３】
前記ノズルユニットは、
前記移動用リングギアと噛み合い、前記移動用リングギアの回転に伴って従動回転することで、前記移動体を前記径方向に移動させる移動用従動ギアと、
前記回転用リングギアと噛み合い、前記回転用リングギアの回転に伴って従動回転することで、前記ガイド体を前記回転軸周りに回転させる回転用従動ギアと、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項４】
前記ノズルユニットは、前記移動用従動ギアの回転動作を前記移動体の前記径方向への移動動作に変換するラックアンドピニオン機構を有することを特徴とする請求項３に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項５】
前記繊維束の走行方向における前記ガイド体の上流側の端部に、前記走行方向から見て格子状に構成された繊維束導入ガイドが設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項６】
前記繊維束導入ガイドは、
前記走行方向に交差する第１方向に並べられた複数の第１バーガイドと、
前記走行方向及び前記第１方向に交差する第２方向に並べられた複数の第２バーガイドと、
を組み合わせることによって格子状に構成されていることを特徴とする請求項５に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項７】
前記繊維束導入ガイドは、
前記複数の第１バーガイドを一体的に有する櫛歯状の第１ガイドと、
前記複数の第２バーガイドを一体的に有する櫛歯状の第２ガイドと、
を組み合わせることによって格子状に構成されており、
前記第１ガイド及び前記第２ガイドの少なくとも何れか一方は着脱自在であることを特徴とする請求項６に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項８】
前記第１バーガイド及び前記第２バーガイドの少なくとも何れか一方は弾性部材を介して支持されており、
互いに隣り合う前記第１バーガイド同士の間隔及び前記第２バーガイド同士の間隔のうち少なくとも何れか一方の間隔が、前記弾性部材が変形することで広げられることを特徴とする請求項６又は７に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項９】
前記繊維束の走行方向における前記ガイド体の下流側の端部に、前記走行方向に交差する方向に複数の前記繊維束が並んで走行可能な櫛歯状の規制ガイドが設けられていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項１０】
前記繊維束の走行方向における前記ガイド体の下流側の端部に、前記ライナーに巻き付けられる前記繊維束が最後に通過する先端ガイドが設けられており、
前記先端ガイドは、前記ガイド体の本体部に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項１１】
前記繊維束の走行方向における前記ガイド体の下流側の端部に、前記ライナーに巻き付けられる前記繊維束が最後に通過する先端ガイドが設けられており、
前記先端ガイドの前記径方向の位置及び前記回転軸周りの位置の少なくとも何れか一方を微調整するための微調整機構が、前記移動体に設けられていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項１２】
前記微調整機構は、
前記先端ガイドを前記ガイド体の本体部に固定するための第１ねじと、
前記第１ねじが螺合可能な第１ねじ穴が形成された、前記先端ガイド及び前記本体部の一方と、
前記第１ねじを挿入可能且つ前記径方向に延びる第１長穴が形成された、前記先端ガイド及び前記本体部の他方と、
によって構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項１３】
前記微調整機構は、
前記ガイド体の前記回転軸と同軸の回転用ギアを前記ガイド体に固定するための第２ねじと、
前記第２ねじが螺合可能な第２ねじ穴が形成された、前記回転用ギア及び前記ガイド体の一方と、
前記第２ねじを挿入可能且つ前記回転軸を中心とする周方向に延びる第２長穴が形成された、前記回転用ギア及び前記ガイド体の他方と、
によって構成されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項１４】
前記ガイド体は、
前記径方向に延びる筒状の第１ガイド体と、
前記径方向に延びており、前記径方向の外側の端部が前記第１ガイド体に挿入されるとともに、前記径方向の内側の端部に前記先端ガイドが設けられる第２ガイド体と、
を有し、
さらに、前記第１ガイド体のうち前記第２ガイド体が挿入されている部分の内周面と、前記第２ガイド体のうち前記第１ガイド体に挿入されている部分の外周面との間にリング状の固定部材が設けられており、
前記微調整機構は、
前記第１ガイド体の前記径方向の内側の端部の内周面を、前記径方向の内側ほど大径となるテーパー面とし、
前記固定部材の外周面を、前記径方向の内側ほど大径となるテーパー面とするとともに、前記固定部材に前記径方向に延びるスリットを形成することによって構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項１５】
前記ガイド体に、複数のバーガイドが前記繊維束の走行方向に並んで設けられており、
前記繊維束は前記複数のバーガイドを縫うように走行することを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項１６】
前記ガイド体に固定された、前記ガイド体の前記回転軸と同軸の回転用ギアと、
前記回転用ギアに噛み合う中間ギアと、
が設けられており、
前記回転用ギアの歯数が前記中間ギアの歯数よりも多いことを特徴とする請求項１〜１５の何れか１項に記載の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、ライナーに繊維束をヘリカル巻きするヘリカル巻きユニットを備えたフィラメントワインディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、ライナーに繊維束をヘリカル巻きするヘリカル巻きユニット（特許文献１ではヘリカルヘッド）を備えたフィラメントワインディング装置が開示されている。ヘリカル巻きユニットには、ライナーの径方向（以下、単に径方向と言う）に延びる繊維供給ガイドが、ライナーの軸を中心とする周方向に複数配置されている。複数の繊維供給ガイドは、それぞれライナーに繊維束を案内する。繊維供給ガイドは、径方向に移動可能、且つ、径方向に延びる回転軸周りに回転可能に構成されている。ライナーに繊維束を巻き付ける際には、繊維供給ガイドの先端部がライナーの周面近傍に位置するように、繊維束供給ガイドを径方向に移動させる。また、巻付方向等に応じて繊維供給ガイドの回転を適宜制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６４３３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィラメントワインディング装置の汎用性を向上させるために、繊維束を巻き付けることのできるライナー径の許容範囲を拡大したいという要求がある。そのためには、繊維供給ガイドが径方向に移動できる可動範囲を拡大する必要がある。しかしながら、特許文献１に記載のヘリカル巻きユニットでは、繊維供給ガイドの径方向の可動範囲を拡大することは困難であった。以下、その理由について説明する。
【０００５】
特許文献１では、繊維供給ガイドを動作させるための動力をリングギア（特許文献１では回転筒）によって伝達している。特許文献１の図５から明らかなように、繊維供給ガイド及び繊維供給ガイドの駆動機構は、リングギアの内側に配置されている。このような構成だと、駆動機構（具体的にはボールねじ機構）を径方向外側に延ばすと、駆動機構がリングギアとぶつかってしまうため、繊維供給ガイドの可動範囲を径方向外側に拡大することはほとんどできない。一方、駆動機構を径方向内側に延ばすと、駆動機構がライナーと干渉するおそれがあるため、繊維供給ガイドの可動範囲を径方向内側に拡大することも困難である。
【０００６】
本発明に係るフィラメントワインディング装置は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、繊維束を巻き付けることのできるライナー径の許容範囲を拡大することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ライナーに繊維束をヘリカル巻きするヘリカル巻きユニットを備えたフィラメントワインディング装置であって、前記ヘリカル巻きユニットは、前記ライナーの軸を中心とする周方向に並べられた複数のノズルユニットと、前記周方向に沿って環状に形成され、前記複数のノズルユニットに動力を伝達する移動用リングギア及び回転用リングギアと、を備え、前記ノズルユニットは、前記移動用リングギアから伝達される動力によって前記ライナーの径方向に移動可能な移動体と、前記移動体に設けられ、前記回転用リングギアから伝達される動力によって前記径方向に延びる回転軸周りに回転可能な、前記繊維束を前記ライナーに案内するガイド体と、前記移動体を前記径方向に移動可能に支持する支持部を有する支持体と、を有しており、前記支持部は、前記移動用リングギアの端面の外側、且つ、前記回転用リングギアの端面の外側に配置されることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、ガイド体を含む移動体を径方向に移動可能に支持する支持部が、移動用リングギア及び回転用リングギアの端面の外側に配置されている。このため、支持部を径方向外側に延ばしても、支持部が移動用リングギア又は回転用リングギアにぶつかることがない。したがって、本発明によれば、ガイド体（移動体）が径方向に移動できる可動範囲を拡大することができる。その結果、繊維束を巻き付けることのできるライナー径の許容範囲を拡大することができる。
【０００９】
本発明において、前記ガイド体は、前記ライナーに複数の前記繊維束を案内するとよい。
【００１０】
このような構成であれば、１つのガイド体が繊維束を１本しか案内できない構成と比べて、同じ本数の繊維束を案内するのに必要なガイド体（ノズルユニット）の数を減らすことができる。したがって、複数のガイド体を互いに干渉させることなく、より径方向内側まで移動させることができ、小径のライナーにも対応可能となる。
【００１１】
本発明において、前記ノズルユニットは、前記移動用リングギアと噛み合い、前記移動用リングギアの回転に伴って従動回転することで、前記移動体を前記径方向に移動させる移動用従動ギアと、前記回転用リングギアと噛み合い、前記回転用リングギアの回転に伴って従動回転することで、前記ガイド体を前記回転軸周りに回転させる回転用従動ギアと、を有するとよい。
【００１２】
このように、ノズルユニットに移動用従動ギア及び回転用従動ギアが一体的に設けられていれば、ノズルユニットの取り付けが容易となる。
【００１３】
本発明において、前記ノズルユニットは、前記移動用従動ギアの回転動作を前記移動体の前記径方向への移動動作に変換するラックアンドピニオン機構を有するとよい。
【００１４】
ラックアンドピニオン機構は、例えばボールねじ機構と比べると、同じ回転数のモータでもより高速の直線移動が可能なので、ガイド体を高速で径方向に移動させることができる。
【００１５】
本発明において、前記繊維束の走行方向における前記ガイド体の上流側の端部に、前記走行方向から見て格子状に構成された繊維束導入ガイドが設けられているとよい。
【００１６】
１つのガイド体で複数の繊維束をライナーに案内する場合でも、繊維束導入ガイドの格子の間に各繊維束を通せば、繊維束同士が重ならないように各繊維束を導入することができる。
【００１７】
本発明において、前記繊維束導入ガイドは、前記走行方向に交差する第１方向に並べられた複数の第１バーガイドと、前記走行方向及び前記第１方向に交差する第２方向に並べられた複数の第２バーガイドと、を組み合わせることによって格子状に構成されているとよい。
【００１８】
このような構成であれば、第１バーガイド又は第２バーガイドの数を変更することで、１つのガイド体で案内可能な繊維束の本数を容易に変更することができる。
【００１９】
本発明において、前記繊維束導入ガイドは、前記複数の第１バーガイドを一体的に有する櫛歯状の第１ガイドと、前記複数の第２バーガイドを一体的に有する櫛歯状の第２ガイドと、を組み合わせることによって格子状に構成されており、前記第１ガイド及び前記第２ガイドの少なくとも何れか一方は着脱自在であるとよい。
【００２０】
最初から繊維束導入ガイドが格子状に構成されていると、繊維束を格子の間に通すのに手間取るおそれがある。この点、上述のように、櫛歯状の第１ガイド及び第２ガイドの少なくとも一方が着脱自在であれば、まず一方のガイドに繊維束を通してから、残りのガイドを位置決めすることで、格子の間に繊維束を容易に配置することができる。
【００２１】
本発明において、前記第１バーガイド及び前記第２バーガイドの少なくとも何れか一方は弾性部材を介して支持されており、互いに隣り合う前記第１バーガイド同士の間隔及び前記第２バーガイド同士の間隔のうち少なくとも何れか一方の間隔が、前記弾性部材が変形することで広げられるとよい。
【００２２】
繊維束には、繊維束同士を結んだ結び目が存在することがある。結び目は他の部分よりも太くなっているため、バーガイドが完全に固定されていると、結び目がバーガイドの間を通過できず引っ掛かるおそれがある。そこで、上述のようにバーガイドの間隔が広がるように構成していれば、結び目もバーガイドの間を問題なく通過することができる。
【００２３】
本発明において、前記繊維束の走行方向における前記ガイド体の下流側の端部に、前記走行方向に交差する方向に複数の前記繊維束が並んで走行可能な櫛歯状の規制ガイドが設けられているとよい。
【００２４】
このような規制ガイドを設けることで、１つのガイド体で複数の繊維束をライナーに案内する場合でも、繊維束同士が重なってしまうことを避けることができる。
【００２５】
本発明において、前記繊維束の走行方向における前記ガイド体の下流側の端部に、前記ライナーに巻き付けられる前記繊維束が最後に通過する先端ガイドが設けられており、前記先端ガイドは、前記ガイド体の本体部に対して着脱可能であるとよい。
【００２６】
繊維束が最後に通過する先端ガイドには、ライナーに供給される繊維束が押し付けられる。このため、先端ガイドは、繊維束に含浸されている樹脂が付着して汚れたり、繊維束との摩擦によって摩耗したりしやすい。先端ガイドを着脱可能に構成することで、先端ガイドが汚れたり摩耗したりした場合でも、先端ガイドを容易に交換することができる。
【００２７】
本発明において、前記繊維束の走行方向における前記ガイド体の下流側の端部に、前記ライナーに巻き付けられる前記繊維束が最後に通過する先端ガイドが設けられており、前記先端ガイドの前記径方向の位置及び前記回転軸周りの位置の少なくとも何れか一方を微調整するための微調整機構が、前記移動体に設けられているとよい。
【００２８】
従来、先端ガイドの位置を微調整するために、動力伝達方向において移動体よりも上流側に配置されたギアの回転位置を調整していた。つまり、微調整したい部位と実際に調整する部位とが遠く離れており、微調整が難しいという問題があった。この点、上述のように移動体に微調整機構を設ける構成であれば、先端ガイドに近いところで微調整を行うことができるので、微調整を容易に行うことができる。
【００２９】
本発明において、前記微調整機構は、前記先端ガイドを前記ガイド体の本体部に固定するための第１ねじと、前記第１ねじが螺合可能な第１ねじ穴が形成された、前記先端ガイド及び前記本体部の一方と、前記第１ねじを挿入可能且つ前記径方向に延びる第１長穴が形成された、前記先端ガイド及び前記本体部の他方と、によって構成されているとよい。
【００３０】
このような微調整機構によれば、先端ガイドを第１長穴に沿って径方向に移動させることができるので、先端ガイドの径方向位置を容易に微調整することができる。
【００３１】
本発明において、前記微調整機構は、前記ガイド体の前記回転軸と同軸の回転用ギアを前記ガイド体に固定するための第２ねじと、前記第２ねじが螺合可能な第２ねじ穴が形成された、前記回転用ギア及び前記ガイド体の一方と、前記第２ねじを挿入可能且つ前記回転軸を中心とする周方向に延びる第２長穴が形成された、前記回転用ギア及び前記ガイド体の他方と、によって構成されているとよい。
【００３２】
このような微調整機構によれば、ガイド体を第２長穴に沿って周方向に移動させることができるので、ガイド体の回転位置を容易に微調整することができる。つまり、先端ガイドの回転位置を容易に微調整することができる。
【００３３】
本発明において、前記ガイド体は、前記径方向に延びる筒状の第１ガイド体と、前記径方向に延びており、前記径方向の外側の端部が前記第１ガイド体に挿入されるとともに、前記径方向の内側の端部に前記先端ガイドが設けられる第２ガイド体と、を有し、さらに、前記第１ガイド体のうち前記第２ガイド体が挿入されている部分の内周面と、前記第２ガイド体のうち前記第１ガイド体に挿入されている部分の外周面との間にリング状の固定部材が設けられており、前記微調整機構は、前記第１ガイド体の前記径方向の内側の端部の内周面を、前記径方向の内側ほど大径となるテーパー面とし、前記固定部材の外周面を、前記径方向の内側ほど大径となるテーパー面とするとともに、前記固定部材に前記径方向に延びるスリットを形成することによって構成されているとよい。
【００３４】
このような微調整機構によれば、第１ガイド体の内周面と第２ガイド体の外周面との間に配置されたリング状の固定部材を径方向外側に移動させると、テーパー面同士が係合し、固定部材のスリットが閉じる。その結果、固定部材によって第２ガイド体が締め付けられ、第２ガイド体が固定部材を介して第１ガイド体に固定される。一方、固定部材を径方向内側に移動させると、固定部材のスリットが開き、第２ガイド体の締め付けを緩めることができる。その結果、先端ガイドが設けられた第２ガイド体を自由に動かすことができる。よって、先端ガイドの径方向位置及び回転位置を同時に容易に微調整することができる。
【００３５】
本発明において、前記ガイド体に、複数のバーガイドが前記繊維束の走行方向に並んで設けられており、前記繊維束は前記複数のバーガイドを縫うように走行するとよい。
【００３６】
こうすれば、複数のバーガイドによって繊維束にテンションを付与でき、ライナーへの繊維束の巻き付けを好適に行うことができる。
【００３７】
本発明において、前記ガイド体に固定された、前記ガイド体の前記回転軸と同軸の回転用ギアと、前記回転用ギアに噛み合う中間ギアと、が設けられており、前記回転用ギアの歯数が前記中間ギアの歯数よりも多いとよい。
【００３８】
こうすれば、回転用ギア及び中間ギアにおけるギア比を大きくすることができ、バックラッシュを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態に係るフィラメントワインディング装置を示す斜視図である。
【図２】巻付装置を示す斜視図である。
【図３】巻付装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】ヘリカル巻きユニットの正面図である。
【図５】ノズルユニットを図４のａ図のＶ方向から見た側面図である。
【図６】ノズルユニットを図４のａ図のＶＩ方向から見た側面図である。
【図７】ガイド体の先端部の詳細を示す図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面における断面図である。
【図９】図５のＩＸ−ＩＸ断面における断面図である。
【図１０】図５のＸ方向から見た繊維束導入ガイドを示す図である。
【図１１】格子体を分解した分解図である。
【図１２】格子体を組み立てる手順の一例を示す図である。
【図１３】先端ガイドの微調整機構の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
（フィラメントワインディング装置）
本発明の一実施形態に係るフィラメントワインディング装置について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係るフィラメントワインディング装置を示す斜視図である。本明細書では、説明の便宜上、図１に示す方向語を適宜使用する。フィラメントワインディング装置１は、巻付装置２と、巻付装置２の後部の左右両側に配置された一対のクリールスタンド３とを備え、全体として概ね左右対称に構成されている。なお、図１では、図が煩雑になることを避けるため、巻付装置２のうち左右一対のクリールスタンド３に挟まれる部分の図示を省略している。
【００４１】
巻付装置２は、概ね円筒状のライナーＬに繊維束（図１では図示省略）を巻き付けるための装置である。繊維束は、例えば炭素繊維等の繊維材料に、熱硬化性又は熱可塑性の合成樹脂材が含浸されたものである。例えば、巻付装置２で圧力タンク等の圧力容器を製造する場合は、ライナーＬとして、図１に示すような、円筒状の大径部の両側にドーム状の小径部を有する形状のものが用いられる。ライナーＬは、例えば、高強度アルミニウム、金属、樹脂等によって作製されている。ライナーＬに繊維束を巻き付けた後、焼成等の熱硬化工程又は冷却工程を経ることにより、高強度の圧力容器等の最終製品を生産することができる。
【００４２】
クリールスタンド３は、巻付装置２の側方に配置された支持フレーム１１によって、繊維束が巻かれた複数のボビン１２が回転可能に支持された構成を有する。クリールスタンド３の各ボビン１２から供給される繊維束は、後述のヘリカル巻きユニットによってヘリカル巻きを行う際に使用される。
【００４３】
（巻付装置）
巻付装置２の詳細について説明する。図２は、巻付装置２を示す斜視図である。図３は、巻付装置２の電気的構成を示すブロック図である。図２に示すように、巻付装置２は、基台２０と、支持ユニット３０（第１支持ユニット３１及び第２支持ユニット３２）と、フープ巻きユニット４０と、ヘリカル巻きユニット５０と、を備える。
【００４４】
基台２０は、支持ユニット３０、フープ巻きユニット４０、及び、ヘリカル巻きユニット５０を支持する。基台２０の上面には、前後方向に延びる複数のレール２１が配設されている。支持ユニット３０及びフープ巻きユニット４０は、レール２１上に配置され、レール２１上を前後方向に往復移動可能である。一方、ヘリカル巻きユニット５０は、基台２０に固設されている。第１支持ユニット３１、フープ巻きユニット４０、ヘリカル巻きユニット５０、及び、第２支持ユニット３２は、この順番で前側から後側に配置されている。
【００４５】
支持ユニット３０は、フープ巻きユニット４０よりも前側に配置される第１支持ユニット３１と、ヘリカル巻きユニット５０よりも後側に配置される第２支持ユニット３２と、を有する。支持ユニット３０は、ライナーＬの軸方向（前後方向）に延びる支持軸３３を介して、ライナーＬを軸周りに回転可能に支持する。支持ユニット３０は、移動用モータ３４及び回転用モータ３５を有する（図３参照）。移動用モータ３４は、第１支持ユニット３１及び第２支持ユニット３２をレール２１に沿って前後方向に移動させる。回転用モータ３５は、支持軸３３を回転させることでライナーＬを軸周りに回転させる。移動用モータ３４及び回転用モータ３５は、制御装置１０によって駆動制御される。
【００４６】
フープ巻きユニット４０は、ライナーＬの周面にフープ巻きを施す。フープ巻きとは、ライナーＬの軸方向に概ね直角な方向に繊維束を巻き付ける巻き方のことである。フープ巻きユニット４０は、本体部４１と、回転部材４２と、複数のボビン４３と、を有する。本体部４１は、レール２１上に配置されており、円盤状の回転部材４２をライナーＬの軸周りに回転可能に支持する。回転部材４２の中央部には、ライナーＬが通過可能な円形の通過穴４４が形成されている。回転部材４２は、通過穴４４の周りに周方向に等間隔で配置された複数のボビン４３を回転可能に支持する。各ボビン４３には、繊維束が巻かれている。
【００４７】
フープ巻きユニット４０は、移動用モータ４５及び回転用モータ４６を有する（図３参照）。移動用モータ４５は、本体部４１をレール２１に沿って前後方向に移動させる。回転用モータ４６は、回転部材４２をライナーＬの軸周りに回転させる。移動用モータ４５及び回転用モータ４６は、制御装置１０によって駆動制御される。フープ巻きの実行時には、制御装置１０は、本体部４１をレール２１に沿って往復移動させながら回転部材４２を回転させる。これによって、ライナーＬの周りで回転している各ボビン４３から繊維束が引き出され、複数の繊維束がライナーＬの周面に一斉にフープ巻きされる。
【００４８】
ヘリカル巻きユニット５０は、ライナーＬの周面にヘリカル巻きを施す。ヘリカル巻きとは、ライナーＬの軸方向に概ね平行な方向に繊維束を巻き付ける巻き方のことである。ヘリカル巻きユニット５０は、本体部５１と、フレーム部材５２と、複数（本実施形態では９個）のノズルユニット５３と、を有する。本体部５１は、基台２０に固設されている。フレーム部材５２は、本体部５１に取り付けられた円盤状の部材である。フレーム部材５２の中央部には、ライナーＬが通過可能な円形の通過穴５４が形成されている。複数のノズルユニット５３は、ライナーＬの軸を中心とする周方向に並べられており、全体として放射状に配置されている。各ノズルユニット５３は、フレーム部材５２に固定されている。
【００４９】
図４は、ヘリカル巻きユニット５０の正面図である。図４に示すように、ノズルユニット５３は、繊維束ＦをライナーＬに案内するガイド体６５を有する。ガイド体６５は、ライナーＬの径方向（以下、単に径方向と言う）に延びており、径方向に移動可能且つ径方向に延びる回転軸周りに回転可能に構成されている。ノズルユニット５３の径方向外側には、ガイドローラ５５が配置されている。クリールスタンド３の各ボビン１２から引き出された繊維束Ｆは、ガイドローラ５５を経由してガイド体６５を通り、ライナーＬに至る。
【００５０】
ヘリカル巻きユニット５０は、ガイド移動用モータ５６及びガイド回転用モータ５７を有する（図３参照）。ガイド移動用モータ５６は、ガイド体６５を径方向に移動させる。ガイド回転用モータ５７は、ガイド体６５を回転軸周りに回転させる。ガイド移動用モータ５６及びガイド回転用モータ５７は、制御装置１０によって駆動制御される。ヘリカル巻きの実行時には、制御装置１０は、支持ユニット３０を駆動制御することにより、ライナーＬを軸周りにゆっくり回転させながら通過穴５４を通過させる。同時に、制御装置１０は、各ノズルユニット５３のガイド体６５を、適宜径方向に移動させるとともに回転軸周りに回転させる。これによって、各ノズルユニット５３のガイド体６５から繊維束Ｆが引き出され、複数の繊維束ＦがライナーＬの周面に一斉にヘリカル巻きされる。
【００５１】
ガイド体６５の径方向の移動制御は、ライナーＬの周面の近傍にガイド体６５の先端部を位置させるべく行われる。図４のａ図は、ライナーＬの大径部に繊維束Ｆを巻き付けるときを図示したものである。図４のｂ図は、ライナーＬの小径部に繊維束Ｆを巻き付けるときを図示したものである。このように、ライナーＬの小径部に繊維束Ｆを巻き付けるときは、大径部に繊維束Ｆを巻き付けるときよりもガイド体６５を径方向内側に移動させる。また、ガイド体６５の回転軸周りの回転制御は、ライナーＬに対する繊維束Ｆの巻付方向が変わったとき等に、繊維束Ｆを適切な態様で引き出すべく行われる。
【００５２】
（ノズルユニット）
ノズルユニット５３の詳細について説明する。図５は、ノズルユニット５３を図４のａ図のＶ方向から見た側面図である。図６は、ノズルユニット５３を図４のａ図のＶＩ方向から見た側面図である。図５及び図６は、ガイド体６５が最も径方向外側に位置している状態を図示している。
【００５３】
ノズルユニット５３は、フレーム部材５２の前面に不図示のボルトによって取り付けられており、フレーム部材５２に対して着脱可能に構成されている。ノズルユニット５３は、フレーム部材５２に固定される支持体６０と、支持体６０によって径方向に移動可能に支持される移動体６１と、を有して構成される。
【００５４】
支持体６０は、固定部６２及び支持部６３を有する。固定部６２は、フレーム部材５２に固定される部位である。支持部６３は径方向に延びている。支持部６３には、同じく径方向に延びる不図示のレールが設けられている。このレールに移動体６１が係合されており、これによって、支持部６３は移動体６１を径方向に移動可能に支持している。支持部６３は、後述する移動用リングギア５８の端面の外側、且つ、回転用リングギア５９の端面の外側に配置されている。
【００５５】
移動体６１は、本体６４及びガイド体６５を有する。本体６４は、筒部６６と被支持部６７とが一体的に形成された構成を有する。筒部６６は、径方向に延びる円筒状に構成されている。被支持部６７は、筒部６６から径方向外側に突出するように径方向に延びており、支持部６３に設けられたレールに係合している。
【００５６】
ガイド体６５は、径方向に延びており、複数の繊維束ＦをライナーＬに案内することができる。繊維束Ｆの走行方向（以下、単に走行方向と言う）におけるガイド体６５の上流側の部分は、筒部６６の内部に設けられた不図示のベアリングによって回転可能に支持されている。これによって、ガイド体６５が径方向に延びる回転軸Ａ周りに回転可能となっている。走行方向におけるガイド体６５の上流側の端部には、複数の繊維束Ｆをガイド体６５に導入するための繊維束導入ガイド６８が設けられている。繊維束導入ガイド６８を介してガイド体６５に導入された複数の繊維束Ｆは、走行方向におけるガイド体６５の下流側の端部（以下、先端部と言う）から引き出され、ライナーＬの周面に巻き付けられる。
【００５７】
（ノズルユニットの移動機構）
次に、ノズルユニット５３の駆動機構、すなわち、移動体６１を径方向に移動させるための移動機構７０（図５参照）及びガイド体６５を回転軸Ａ周りに回転させるための回転機構８０（図６参照）について説明する。
【００５８】
まず、移動機構７０について説明する。図５に示すように、移動機構７０は、フレーム部材５２の後側に配置された移動用リングギア５８から動力を受け取る。移動用リングギア５８は、ライナーＬの軸を中心とする周方向に沿って環状に形成されており、フレーム部材５２によってライナーＬの周方向に回転可能に支持されている。
【００５９】
移動機構７０は、動力伝達方向の上流側から順番に、従動ギア７１、駆動シャフト７２、カップリング７３、伝達シャフト７４、ピニオンギア７５、及び、ラックギア７６を有する。従動ギア７１からピニオンギア７５までは、支持体６０に取り付けられている。一方、ラックギア７６は、移動体６１に取り付けられている。
【００６０】
従動ギア７１は、駆動シャフト７２の後端部に固定されており、移動用リングギア５８の内周面に形成されたギアと噛み合っている。ピニオンギア７５は、伝達シャフト７４の前端部に固定されており、ラックギア７６と噛み合っている。駆動シャフト７２と伝達シャフト７４とは、カップリング７３によって連結されており、従動ギア７１とピニオンギア７５とは一体回転する。ただし、カップリング７３を省略し、駆動シャフト７２及び伝達シャフト７４を１本のシャフトで構成してもよい。ラックギア７６は、移動体６１の被支持部６７に固定されており、径方向に延びている。
【００６１】
ガイド移動用モータ５６によって移動用リングギア５８を回転させると、図５において矢印で示すように、従動ギア７１が回転することでピニオンギア７５が回転する。そして、ピニオンギア７５とラックギア７６とからなるラックアンドピニオン機構によって、ピニオンギア７５の回転動作が、移動体６１の径方向への移動動作に変換される。こうして、移動機構７０によって、移動体６１を径方向に移動させることができる。
【００６２】
各ノズルユニット５３の従動ギア７１は、共通の移動用リングギア５８に噛み合っている。このため、移動用リングギア５８を回転させると、移動用リングギア５８から各ノズルユニット５３に動力が共通に伝達され、各ノズルユニット５３の移動体６１を一斉に径方向に移動させることができる。なお、フレーム部材５２には、ライナーＬの軸方向に貫通する貫通穴５２ａが形成されている。よって、ノズルユニット５３を取り付ける際は、従動ギア７１を貫通穴５２ａの前側から後側に通過させることで、従動ギア７１を移動用リングギア５８に噛み合わせることが可能となっている。
【００６３】
（ノズルユニットの回転機構）
続けて、回転機構８０について説明する。図６に示すように、回転機構８０は、フレーム部材５２の前側に配置された回転用リングギア５９から動力を受け取る。回転用リングギア５９は、ライナーＬの軸を中心とする周方向に沿って環状に形成されており、フレーム部材５２によってライナーＬの周方向に回転可能に支持されている。移動用リングギア５８と回転用リングギア５９とは同径である。
【００６４】
回転機構８０は、動力伝達方向の上流側から順番に、従動ギア８１、駆動シャフト８２、カップリング８３、伝達シャフト８４、第１ベベルギア８５、第２ベベルギア８６、ガイド軸８７、中間ギア８８、及び、回転用ギア８９を有する。従動ギア８１から第２ベベルギア８６までは、支持体６０に取り付けられている。一方、ガイド軸８７から回転用ギア８９までは、移動体６１に取り付けられている。
【００６５】
従動ギア８１は、駆動シャフト８２の後端部に固定されており、回転用リングギア５９の内周面に形成されたギアと噛み合っている。第１ベベルギア８５は、伝達シャフト８４の前端部に固定されており、第２ベベルギア８６と噛み合っている。駆動シャフト８２と伝達シャフト８４とは、カップリング８３によって連結されており、従動ギア８１と第１ベベルギア８５とは一体回転する。ただし、カップリング８３を省略し、駆動シャフト８２及び伝達シャフト８４を１本のシャフトで構成してもよい。ガイド軸８７は、径方向に延びるスプライン軸や角柱によって構成されており、トルクを伝達可能である。ガイド軸８７は、移動体６１の被支持部６７に軸周りに回転可能に取り付けられている。ガイド軸８７は、第２ベベルギア８６の中央部に形成された貫通穴に挿通されている。この貫通穴に挿通されたガイド軸８７は、第２ベベルギア８６と一体回転するが、第２ベベルギア８６に対して径方向に相対移動可能である。ガイド軸８７の径方向内側の端部には、中間ギア８８が固定されている。中間ギア８８には、ガイド体６５に固定された回転用ギア８９が噛み合っている。回転用ギア８９は、ガイド体６５の回転軸Ａと同軸のギアであり、中間ギア８８よりも歯数の多いギアとされている。
【００６６】
ガイド回転用モータ５７によって回転用リングギア５９を回転させると、図６において矢印で示すように、従動ギア８１が回転することで第１ベベルギア８５が回転し、さらに第２ベベルギア８６が回転する。そして、第２ベベルギア８６の回転動作は、ガイド軸８７を介して中間ギア８８に伝達され、回転用ギア８９が回転する。こうして、回転機構８０によって、ガイド体６５を回転軸Ａ周りに回転させることができる。なお、移動体６１が径方向に移動する際には、ガイド軸８７が第２ベベルギア８６の貫通穴を移動するので、移動体６１の移動が妨げられることはない。
【００６７】
各ノズルユニット５３の従動ギア８１は、共通の回転用リングギア５９に噛み合っている。このため、回転用リングギア５９を回転させると、回転用リングギア５９から各ノズルユニット５３に動力が共通に伝達され、各ノズルユニット５３のガイド体６５を一斉に回転軸Ａ周りに回転させることができる。
【００６８】
（ガイド体の先端部の詳細構造）
図７は、ガイド体６５の先端部の詳細を示す図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面における断面図である。ガイド体６５の先端部は、径方向に直交する断面形状が半円状の本体部９０の平面部分に、複数（本実施形態では最大で５本）の繊維束Ｆを案内する複数のガイド９１〜９４が取り付けられた構成を有する。具体的には、繊維束Ｆの走行方向（径方向に略一致）において上流側から順番に、第１バーガイド９１、第２バーガイド９２、規制ガイド９３、及び、先端ガイド９４が設けられている。
【００６９】
第１バーガイド９１は、走行方向に直交する方向に離間配置された一対の支持部９１ａと、一対の支持部９１ａによって支持された円柱状のバー９１ｂとを有する。第２バーガイド９２は、走行方向に直交する方向に離間配置された一対の支持部９２ａと、一対の支持部９２ａによって支持された円柱状のバー９２ｂとを有する。図８に示すように、複数の繊維束Ｆは、第１バーガイド９１及び第２バーガイド９２を縫うように走行する。なお、バー９１ｂ、９２ｂは円柱状に限定されず、繊維束Ｆが接触する部分さえ滑らかな湾曲面であればよい。
【００７０】
規制ガイド９３は、本体部９０の平面部分に対向配置される板状部９３ａと、板状部９３ａから本体部９０に向かって延びる複数（本実施形態では６本）のバー９３ｂとを有する櫛歯状のガイドである。板状部９３ａは、第２バーガイド９２の一対の支持部９２ａに固定されている。複数のバー９３ｂは、走行方向に直交する方向に並んで配置されており、各バー９３ｂの間に１本の繊維束Ｆが通される。これによって、複数の繊維束Ｆが走行方向に直交する方向に並んで走行することができ、互いに重なることを防止できる。複数のバー９３ｂの先端は、図８に示すように、先端ガイド９４に当接している。
【００７１】
先端ガイド９４は、ライナーＬに巻き付けられる複数の繊維束Ｆが最後に通過するガイドである。先端ガイド９４の先端部には、走行方向以外の四方が囲まれた走行空間９４ａが形成されており、複数の繊維束Ｆが走行空間９４ａを走行する。先端ガイド９４は、本体部９０にねじ９５によって取り付けられており、本体部９０に対して着脱可能に構成されている。
【００７２】
（先端ガイドの微調整機構）
各ノズルユニット５３は、先端ガイド９４の径方向の初期位置及び回転軸Ａ周りの初期位置が同じになるように、フレーム部材５２に取り付けられる。しかしながら、組付精度等によっては、各ノズルユニット５３の先端ガイド９４の初期位置にばらつきが生じ、各ノズルユニット５３から同条件で繊維束Ｆを引き出せなくなるおそれがある。従来は、このようなばらつきを解消するため、例えば従動ギア７１、８１等の回転位置をオペレータが手作業で動かすことにより、先端ガイド９４の径方向の位置（以下、径方向位置と言う）及び回転軸Ａ周りの位置（以下、回転位置と言う）を微調整していた。しかしながら、先端ガイド９４と従動ギア７１、８１とが動力伝達方向において遠く離れており、精度よく微調整を行うのが難しいという問題があった。そこで、本実施形態では、動力伝達方向において先端ガイド９４に近い部位、具体的には移動体６１に微調整機構を設けることにより、精度のよい微調整を簡単に行えるようにしている。
【００７３】
まず、先端ガイド９４の径方向位置を微調整するための微調整機構について、図７及び図８を参照しつつ説明する。先端ガイド９４には、ねじ９５が螺合可能な２つのねじ穴９４ｂが形成されている。ガイド体６５の本体部９０には、ねじ９５を挿入可能な２つの長穴９０ａが形成されている。ねじ９５を、長穴９０ａに挿入した状態でねじ穴９４ｂに螺合させることにより、先端ガイド９４を本体部９０にねじ止めすることができる。ここで、長穴９０ａは、径方向に延びる形状とされている。このため、ねじ９５を緩めた状態で先端ガイド９４を長穴９０ａに沿って移動させることで、先端ガイド９４の径方向位置を微調整することができる。
【００７４】
続けて、先端ガイド９４の回転位置を微調整するための微調整機構について、図９を参照しつつ説明する。図９は、図５のＩＸ−ＩＸ断面における断面図である。回転用ギア８９には、ねじ９７が螺合可能な２つのねじ穴８９ａが形成されている。ガイド体６５は、本体部９０よりも径方向外側に突出するフランジ部９６を有する。フランジ部９６には、ねじ９７を挿入可能な２つの長穴９６ａが形成されている。ねじ９７を、長穴９６ａに挿入した状態でねじ穴８９ａに螺合させることにより、回転用ギア８９をフランジ部９６にねじ止めすることができる。ここで、長穴９６ａは、ガイド体６５の回転軸Ａを中心とする周方向に延びる形状とされている。このため、ねじ９７を緩めた状態でガイド体６５を長穴９６ａに沿って移動させることで、ガイド体６５の回転位置、すなわち、先端ガイド９４の回転位置を微調整することができる。
【００７５】
（繊維束導入ガイド）
次に、繊維束導入ガイド６８について詳細に説明する。図１０は、図５のＸ方向から見た繊維束導入ガイド６８を示す図である。繊維束導入ガイド６８は、繊維束Ｆの走行方向から見て格子状に形成された格子体１００に、カバー部材１０１が被せられた構成を有する。格子体１００は、走行方向に直交する第１方向に並べられた複数の第１バーガイド１０２ａと、走行方向及び第１方向に直交する第２方向に並べられた複数の第２バーガイド１０３ａと、を組み合わせることによって格子状に構成されている。カバー部材１０１には、導入穴１０１ａが形成されている。導入穴１０１ａから導入された複数の繊維束Ｆは、格子体１００によって第１方向に間隔を空けて並んだ状態、言い換えると、互いに重ならずに第１方向に並んだ状態に規制される。なお、走行方向、第１方向及び第２方向は互いに交差していればよく、直交していることは必須ではない。
【００７６】
図１１は、格子体１００を分解した分解図である。格子体１００は、第１ガイド１０２、第２ガイド１０３、及び、支持部材１０４を有する。第１ガイド１０２は、複数の第１バーガイド１０２ａが、Ｌ字状の支持部１０２ｂによって一体的に支持された櫛歯状のガイドである。各第１バーガイド１０２ａは、ばね１０２ｃを介して支持部１０２ｂに支持されている。このため、ばね１０２ｃが変形することで、互いに隣り合う第１バーガイド１０２ａ同士の間隔を広げることができる。第２ガイド１０３は、複数の第２バーガイド１０３ａが、Ｌ字状の支持部１０３ｂによって一体的に支持された櫛歯状のガイドである。各第２バーガイド１０３ａは、ばね１０３ｃを介して支持部１０３ｂに支持されている。このため、ばね１０３ｃが変形することで、互いに隣り合う第２バーガイド１０３ａ同士の間隔を広げることができる。支持部材１０４は、Ｌ字状に構成されており、Ｌ字の内側には、第１ガイド１０２の支持部１０２ｂ及び第２ガイド１０３の支持部１０３ｂが挿入されるＬ字溝１０４ａが形成されている。
【００７７】
図１２は、格子体１００を組み立てる手順の一例を示す図である。まず、図１２のａ図に示すように、第１ガイド１０２を支持部材１０４に組み付け、第１バーガイド１０２ａのみが櫛歯状に並んだ状態にする。この状態で、図１２のｂ図に示すように、各第１バーガイド１０２ａの間に繊維束Ｆを配置する。続けて、図１２のｃ図に示すように、２本の第２バーガイド１０３ａの間に複数の繊維束Ｆが位置するように、第２ガイド１０３を支持部材１０４に組み付けることで、格子体１００が構成される。最後に、格子体１００にカバー部材１０１を被せれば、繊維束導入ガイド６８が完成する。最初から格子体１００が完成されたものだと、繊維束Ｆを格子の間に通すのに苦労するが、本実施形態のように第１ガイド１０２及び第２ガイド１０３が支持部材１０４に対して着脱自在に構成されていれば、繊維束Ｆの配置が容易となる。
【００７８】
（効果）
本実施形態では、ガイド体６５を含む移動体６１を径方向に移動可能に支持する支持部６３が、移動用リングギア５８及び回転用リングギア５９の端面の外側に配置されている。このため、支持部６３を径方向外側に延ばしても、支持部６３が移動用リングギア５８又は回転用リングギア５９にぶつかることがない。したがって、ガイド体６５（移動体６１）が径方向に移動できる可動範囲を拡大することができる。その結果、繊維束Ｆを巻き付けることのできるライナー径の許容範囲を拡大することができる。
【００７９】
本実施形態では、ガイド体６５は、ライナーＬに複数の繊維束Ｆを案内するように構成されている。このような構成であれば、１つのガイド体６５が繊維束Ｆを１本しか案内できない構成と比べて、同じ本数の繊維束Ｆを案内するのに必要なガイド体６５（ノズルユニット５３）の数を減らすことができる。したがって、複数のガイド体６５を互いに干渉させることなく、より径方向内側まで移動させることができ、小径のライナーＬにも対応可能となる。
【００８０】
本実施形態では、ノズルユニット５３は、移動用リングギア５８と噛み合い、移動体６１を径方向に移動させるための動力を受け取る従動ギア７１（本発明の移動用従動ギアに相当）と、回転用リングギア５９と噛み合い、ガイド体６５を回転軸Ａ周りに回転させるための動力を受け取る従動ギア８１（本発明の回転用従動ギアに相当）と、を有する。このように、ノズルユニット５３に従動ギア７１、８１が一体的に設けられていれば、ノズルユニット５３の取り付けが容易となる。
【００８１】
本実施形態では、ノズルユニット５３は、従動ギア７１の回転動作を移動体６１の径方向への移動動作に変換するラックアンドピニオン機構を有する。ラックアンドピニオン機構は、例えばボールねじ機構と比べると、同じ回転数のモータでもより高速の直線移動が可能なので、ガイド体６５を高速で径方向に移動させることができる。
【００８２】
本実施形態では、繊維束Ｆの走行方向におけるガイド体６５の上流側の端部に、走行方向から見て格子状に構成された繊維束導入ガイド６８が設けられている。１つのガイド体６５で複数の繊維束ＦをライナーＬに案内する場合でも、繊維束導入ガイド６８の格子の間に各繊維束Ｆを通せば、繊維束Ｆ同士が重ならないように各繊維束Ｆを導入することができる。
【００８３】
本実施形態では、繊維束導入ガイド６８は、走行方向に交差する第１方向に並べられた複数の第１バーガイド１０２ａと、走行方向及び第１方向に交差する第２方向に並べられた複数の第２バーガイド１０３ａと、を組み合わせることによって格子状に構成されている。このような構成であれば、第１バーガイド１０２ａ又は第２バーガイド１０３ａの数を変更することで、１つのガイド体６５で案内可能な繊維束Ｆの本数を容易に変更することができる。
【００８４】
本実施形態では、繊維束導入ガイド６８は、複数の第１バーガイド１０２ａを一体的に有する櫛歯状の第１ガイド１０２と、複数の第２バーガイド１０３ａを一体的に有する櫛歯状の第２ガイド１０３と、を組み合わせることによって格子状に構成されており、第１ガイド１０２及び第２ガイド１０３の少なくとも何れか一方は着脱自在である。最初から繊維束導入ガイド６８が格子状に構成されていると、繊維束Ｆを格子の間に通すのに手間取るおそれがある。この点、上述のように、櫛歯状の第１ガイド１０２及び第２ガイド１０３の少なくとも一方が着脱自在であれば、まず一方のガイドに繊維束Ｆを通してから、残りのガイドを位置決めすることで、格子の間に繊維束Ｆを容易に配置することができる。
【００８５】
本実施形態では、第１バーガイド１０２ａ及び第２バーガイド１０３ａの少なくとも何れか一方はばね１０２ｃ、１０３ｃ（本発明の弾性部材に相当）を介して支持されており、互いに隣り合う第１バーガイド１０２ａ同士の間隔及び第２バーガイド１０３ａ同士の間隔のうち少なくとも何れか一方の間隔が、ばね１０２ｃ、１０３ｃが変形することで広げられるように構成されている。繊維束Ｆには、繊維束Ｆ同士を結んだ結び目が存在することがある。結び目は他の部分よりも太くなっているため、バーガイド１０２ａ、１０３ａが完全に固定されていると、結び目がバーガイド１０２ａ、１０３ａの間を通過できず引っ掛かるおそれがある。そこで、上述のようにバーガイド１０２ａ、１０３ａの間隔が広がるように構成していれば、結び目もバーガイド１０２ａ、１０３ａの間を問題なく通過することができる。
【００８６】
本実施形態では、繊維束Ｆの走行方向におけるガイド体６５の下流側の端部に、走行方向に交差する方向に複数の繊維束Ｆが並んで走行可能な櫛歯状の規制ガイド９３が設けられている。このような規制ガイド９３を設けることで、１つのガイド体６５で複数の繊維束ＦをライナーＬに案内する場合でも、繊維束Ｆ同士が重なってしまうことを避けることができる。
【００８７】
本実施形態では、繊維束Ｆの走行方向におけるガイド体６５の下流側の端部に、ライナーＬに巻き付けられる繊維束Ｆが最後に通過する先端ガイド９４が設けられており、先端ガイド９４は、ガイド体６５の本体部９０に対して着脱可能である。繊維束Ｆが最後に通過する先端ガイド９４には、ライナーＬに供給される繊維束Ｆが押し付けられる。このため、先端ガイド９４は、繊維束Ｆに含浸されている樹脂が付着して汚れたり、繊維束Ｆとの摩擦によって摩耗したりしやすい。先端ガイド９４を着脱可能に構成することで、先端ガイド９４が汚れたり摩耗したりした場合でも、先端ガイド９４を容易に交換することができる。
【００８８】
本実施形態では、先端ガイド９４の径方向位置及び回転位置の少なくとも何れか一方を微調整するための微調整機構が、移動体６１に設けられている。従来、先端ガイド９４の位置を微調整するために、動力伝達方向において移動体６１よりも上流側に配置されたギアの回転位置を調整していた。つまり、微調整したい部位と実際に調整する部位とが遠く離れており、微調整が難しいという問題があった。この点、上述のように移動体６１に微調整機構を設ける構成であれば、先端ガイド９４に近いところで微調整を行うことができるので、微調整を容易に行うことができる。
【００８９】
本実施形態では、微調整機構は、先端ガイド９４をガイド体６５の本体部９０に固定するためのねじ９５（本発明の第１ねじに相当）と、ねじ９５が螺合可能なねじ穴９４ｂ（本発明の第１ねじ穴に相当）が形成された先端ガイド９４と、ねじ９５を挿入可能且つ径方向に延びる長穴９０ａ（本発明の第１長穴に相当）が形成された本体部９０と、によって構成されている。このような微調整機構によれば、先端ガイド９４を長穴９０ａに沿って径方向に移動させることができるので、先端ガイド９４の径方向位置を容易に微調整することができる。
【００９０】
本実施形態では、微調整機構は、ガイド体６５の回転軸Ａと同軸の回転用ギア８９をガイド体６５に固定するためのねじ９７（本発明の第２ねじに相当）と、ねじ９７が螺合可能なねじ穴８９ａ（本発明の第２ねじ穴に相当）が形成された回転用ギア８９と、ねじ９７を挿入可能且つ回転軸Ａを中心とする周方向に延びる長穴９６ａ（本発明の第２長穴に相当）が形成されたガイド体６５と、によって構成されている。このような微調整機構によれば、ガイド体６５を長穴９６ａに沿って周方向に移動させることができるので、ガイド体６５の回転位置を容易に微調整することができる。つまり、先端ガイド９４の回転位置を容易に微調整することができる。
【００９１】
本実施形態では、ガイド体６５に、複数のバーガイド９１、９２が繊維束Ｆの走行方向に並んで設けられており、繊維束Ｆは複数のバーガイド９１、９２を縫うように走行する。こうすれば、複数のバーガイド９１、９２によって繊維束Ｆにテンションを付与でき、ライナーＬへの繊維束Ｆの巻き付けを好適に行うことができる。
【００９２】
本実施形態では、ガイド体６５に固定された、ガイド体６５の回転軸Ａと同軸の回転用ギア８９と、回転用ギア８９に噛み合う中間ギア８８と、が設けられており、回転用ギア８９の歯数が中間ギア８８の歯数よりも多い。こうすれば、回転用ギア８９及び中間ギア８８におけるギア比を大きくすることができ、バックラッシュを低減できる。
【００９３】
（他の実施形態）
上記実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。
【００９４】
上記実施形態では、移動用リングギア５８がフレーム部材５２の後側、回転用リングギア５９がフレーム部材５２の前側に配置されるものとしたが、逆でもよい。
【００９５】
上記実施形態では、移動用リングギア５８及び回転用リングギア５９を同径としたが、移動用リングギア５８の径と回転用リングギア５９の径が異なってもよい。
【００９６】
上記実施形態では、移動用リングギア５８を１つのガイド移動用モータ５６で回転駆動するものとしたが、複数のモータで移動用リングギア５８を回転駆動するようにしてもよい。同様に、上記実施形態では、回転用リングギア５９を１つのガイド回転用モータ５７で回転駆動するものとしたが、複数のモータで回転用リングギア５９を回転駆動するようにしてもよい。
【００９７】
上記実施形態では、１つのノズルユニット５３（ガイド体６５）によって複数の繊維束ＦがライナーＬに案内されるものとした。しかしながら、１つのノズルユニット５３によって案内する繊維束Ｆの本数は１本でもよい。
【００９８】
上記実施形態では、ガイド体６５の先端部に、繊維束Ｆの走行方向において上流側から順番に、第１バーガイド９１、第２バーガイド９２、規制ガイド９３、及び、先端ガイド９４が設けられているものとした。しかしながら、ガイド体６５の先端部にどのようなガイドをどのように取り付けるかは、変更することも可能である。
【００９９】
上記実施形態では、従動ギア７１の回転動作を移動体６１の移動動作に変換するためにラックアンドピニオン機構を用いるものとした。しかしながら、ラックアンドピニオン機構以外の機構、例えば、ボールねじ機構等を採用することも可能である。
【０１００】
上記実施形態では、繊維束導入ガイド６８を構成する第１ガイド１０２及び第２ガイド１０３の何れもが着脱自在に構成されているものとしたが、何れか一方のみを着脱自在に構成してもよい。あるいは、両方とも固定された構成であってもよい。また、格子の間隔を広げるために、第１ガイド１０２にばね１０２ｃを設け、第２ガイド１０３にばね１０３ｃを設けるものとしたが、何れか一方のみにばねを設けるようにしてもよい。あるいは、繊維束Ｆの結び目が通過できるだけの十分な間隔が確保されていれば、ばねを設けないことも可能である。
【０１０１】
上記実施形態では、先端ガイド９４の径方向位置を微調整するための微調整機構において、先端ガイド９４にねじ穴９４ｂが形成され、ガイド体６５の本体部９０に長穴９０ａが形成されているものとした。しかしながら、先端ガイド９４に径方向に延びる長穴を形成するとともに、本体部９０にねじ穴を形成し、長穴に挿入したねじをねじ穴に螺合させるようにしてもよい。
【０１０２】
上記実施形態では、先端ガイド９４の回転位置を微調整するための微調整機構において、回転用ギア８９にねじ穴８９ａが形成され、ガイド体６５のフランジ部９６に長穴９６ａが形成されているものとした。しかしながら、回転用ギア８９に周方向に延びる長穴を形成するとともに、フランジ部９６にねじ穴を形成し、長穴に挿入したねじをねじ穴に螺合させるようにしてもよい。
【０１０３】
上記実施形態では、先端ガイド９４の径方向位置を微調整するための微調整機構と、先端ガイド９４の回転位置を微調整するための微調整機構とが、それぞれ別に構成されているものとした。しかしながら、１つの微調整機構によって、先端ガイドの径方向位置及び回転位置を同時に微調整するようにしてもよい。その具体例について、図１３を参照しつつ説明する。
【０１０４】
図１３は、先端ガイドの微調整機構の変形例を示す図である。本変形例では、上記実施形態におけるガイド体６５が、第１ガイド体６５Ａと第２ガイド体６５Ｂとによって構成されている。第１ガイド体６５Ａは、径方向に延びる筒状の部材である。第１ガイド体６５Ａの径方向外側の部分は、筒部６６（図５参照）の内部に設けられた不図示のベアリングによって回転可能に支持されている。第１ガイド体６５Ａの径方向内側の端部の内周面は、径方向内側ほど大径となるテーパー面６５ａとされている。また、第１ガイド体６５Ａの外周面には、回転用ギア８９が固定されている。第２ガイド体６５Ｂは、径方向に延びる半円柱状の部材であり、第１ガイド体６５Ａの径方向内側に配置される。第２ガイド体６５Ｂの径方向外側の端部は、第１ガイド体６５Ａに挿入される。また、図１３では図示は省略しているが、第２ガイド体６５Ｂの径方向内側の端部には、図８と同様に各種のガイドが取り付けられており、その先端部には先端ガイド９４が設けられている。ただし、図８と同じように各種のガイドを設けることは必須ではない。
【０１０５】
第１ガイド体６５Ａのうち第２ガイド体６５Ｂが挿入されている部分の内周面と、第２ガイド体６５Ｂのうち第１ガイド体６５Ａに挿入されている部分の外周面との間には、リング状の固定部材１１０が設けられている。固定部材１１０の外周面は、径方向内側ほど大径となるテーパー面１１０ａとなっており、第１ガイド体６５Ａに形成されたテーパー面６５ａと略合致する形状とされている。図１３のｃ図は、固定部材１１０をｂ図の上側から見た図である。固定部材１１０には、周方向の一箇所において、径方向全域にわたってスリット１１０ｂが形成されている。
【０１０６】
本変形例の微調整機構は、第１ガイド体６５Ａ、第２ガイド体６５Ｂ及び固定部材１１０によって構成されている。具体的には、図１３のａ図に示すように、第１ガイド体６５Ａの内周面と第２ガイド体６５Ｂの外周面との間に配置されたリング状の固定部材１１０を径方向外側に移動させると、テーパー面６５ａ、１１０ａ同士が係合し、固定部材１１０のスリット１１０ｂが閉じる。その結果、固定部材１１０によって第２ガイド体６５Ｂが締め付けられ、第２ガイド体６５Ｂが固定部材１１０を介して第１ガイド体６５Ａに固定される。一方、図１３のｂ図に示すように、固定部材１１０を径方向内側に移動させると、固定部材１１０のスリット１１０ｂが開き、第２ガイド体６５Ｂの締め付けを緩めることができる。その結果、先端ガイド９４が設けられた第２ガイド体６５Ｂを自由に動かすことができる。よって、先端ガイド９４の径方向位置及び回転位置を同時に容易に微調整することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１：フィラメントワインディング装置
５０：ヘリカル巻きユニット
５３：ノズルユニット
５８：移動用リングギア
５９：回転用リングギア
６０：支持体
６１：移動体
６３：支持部
６５：ガイド体
６８：繊維束導入ガイド
７１：従動ギア（移動用従動ギア）
７５：ピニオンギア
７６：ラックギア
８１：従動ギア（回転用従動ギア）
８８：中間ギア
８９：回転用ギア
８９ａ：ねじ穴（第２ねじ穴）
９０：本体部
９０ａ：長穴（第１長穴）
９１：第１バーガイド
９２：第２バーガイド
９３：規制ガイド
９４：先端ガイド
９４ｂ：ねじ穴（第１ねじ穴）
９５：ねじ（第１ねじ）
９６ａ：長穴（第２長穴）
９７：ねじ（第２ねじ）
１０２：第１ガイド
１０２ａ：第１バーガイド
１０２ｃ：ばね（弾性部材）
１０３：第２ガイド
１０３ａ：第２バーガイド
１０３ｃ：ばね（弾性部材）
６５Ａ：第１ガイド体
６５ａ：テーパー面
６５Ｂ：第２ガイド体
１１０：固定部材
１１０ａ：テーパー面
１１０ｂ：スリット
Ｌ：ライナー
Ｆ：繊維束
Ａ：回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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