(57)【要約】【課題】軽量で、高い強度を有するトラバースアームを提供する。【解決手段】トラバースアームは、糸を案内する。トラバースアームは、アーム本体を備える。アーム本体は、所定の直線方向である繊維方向に配列された炭素繊維を含む炭素繊維強化プラスチックからなる複数の層が一体化して形成される。複数の層は、アーム本体の厚み方向に並べて配置される。複数の層のうち、少なくとも２つの層における繊維方向が異なる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸を案内するトラバースアームであって、
アーム本体を備え、
前記アーム本体は、所定の直線方向である繊維方向に配列された炭素繊維を含む炭素繊維強化プラスチックからなる複数の層が一体化して形成され、
複数の前記層は、前記アーム本体の厚み方向に積層され、
複数の前記層のうち、少なくとも２つの前記層における前記繊維方向が異なることを特徴とするトラバースアーム。
【請求項２】
請求項１に記載のトラバースアームであって、
前記アーム本体は細長く形成され、
前記アーム本体の厚み方向に積層される前記層の数は奇数であり、
積層される複数の前記層のうち中央に位置する層の前記繊維方向は、前記アーム本体の幅方向と一致することを特徴とするトラバースアーム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のトラバースアームであって、
複数の前記層は、
第１層と、
前記第１層に積層される第２層と、
前記第１層と反対側で前記第２層に積層される第３層と、
を含み、
前記第１層及び前記第３層の前記繊維方向は、前記アーム本体の長手方向と一致し、
前記第２層の前記繊維方向は、前記アーム本体の幅方向と一致することを特徴とするトラバースアーム。
【請求項４】
請求項３に記載のトラバースアームであって、
複数の前記層は、
前記第２層と反対側で前記第１層に積層される第４層と、
前記第２層と反対側で前記第３層に積層される第５層と、
を更に含み、
前記第４層及び前記第５層の何れにおいても、その前記繊維方向は、前記第１層の前記繊維方向に対して３０°以上かつ６０°以下の角をなして傾いていることを特徴とするトラバースアーム。
【請求項５】
請求項４に記載のトラバースアームであって、
前記第４層及び前記第５層の何れにおいても、その前記繊維方向と前記第１層の前記繊維方向とのなす角が４５°であることを特徴とするトラバースアーム。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載のトラバースアームであって、
前記アーム本体には、凸部又は凹部からなる強化部が、当該アーム本体の長手方向に沿って細長く形成され、
前記アーム本体は、その長手方向が前記強化部を含めて曲げられた部分を有することを特徴とするトラバースアーム。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載のトラバースアームであって、
それぞれの前記層は、炭素繊維と、エポキシ系熱硬化性樹脂と、から形成されることを特徴とするトラバースアーム。
【請求項８】
請求項７に記載のトラバースアームであって、
前記炭素繊維は、長繊維であることを特徴とするトラバースアーム。
【請求項９】
請求項１から８までの何れか一項に記載のトラバースアームと、
前記トラバースアームを往復回転するように駆動するトラバース駆動部と、
前記トラバースアームによってトラバースされる糸を巻き取る巻取駆動部と、
を備えることを特徴とする巻取ユニット。
【請求項１０】
請求項９に記載の巻取ユニットを複数備えることを特徴とする糸巻取機。
【請求項１１】
糸を案内するトラバースアームのアーム本体の製造方法であって、
繊維方向が一方向に引き揃えられた炭素繊維を含むプリプレグシートを、少なくとも２つの前記プリプレグシートにおける前記繊維方向が異なるように重ねて複数積層する第１工程と、
前記プリプレグシートの積層体をプレス成形する第２工程と、
を含むことを特徴とするトラバースアームのアーム本体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、糸巻取機において糸をトラバースするためのトラバースアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、糸巻取機が備えるトラバース装置として、往復旋回駆動されるトラバースアームを用いて、巻取ボビンに巻き取られる糸をトラバース（綾振り）するアーム式のトラバース装置が知られている。特許文献１は、この種のトラバース装置が備えるトラバースアームを開示する。
【０００３】
特許文献１のトラバースアームは、板状部材から構成されたアーム本体と、アーム本体の先端部に設けられたトラバースガイドと、を備え、アーム本体の長手方向に略直交する旋回駆動軸によって旋回駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−６９９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のようなトラバースアームは、細く形成された先端部に糸を保持し、モータにより高速且つ連続して回動されるものである。このため、先端部における曲がりや折れ等への対策として、トラバースアームの強度を向上させる必要がある。一方で、巻取りの高速化に対応するために、トラバースアームの更なる軽量化が求められている。
【０００６】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、軽量で、高い強度を有するトラバースアームを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
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とその効果を説明する。
【０００８】
本発明の第１の観点によれば、以下の構成のトラバースアームが提供される。即ち、このトラバースアームは、糸を案内する。前記トラバースアームは、アーム本体を備える。前記アーム本体は、所定の直線方向である繊維方向に配列された炭素繊維を含む炭素繊維強化プラスチックからなる複数の層が一体化して形成される。複数の前記層は、前記アーム本体の厚み方向に積層される。複数の前記層のうち、少なくとも２つの前記層における前記繊維方向が異なる。
【０００９】
これにより、軽量で、強度が高いトラバースアームを容易に実現することができる。また、トラバースアームの機械的強度に適度な異方性を持たせることができる。
【００１０】
前記のトラバースアームにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記アーム本体は細長く形成される。前記アーム本体の厚み方向に積層される前記層の数は奇数である。積層される複数の前記層のうち中央に位置する層の前記繊維方向は、前記アーム本体の幅方向と一致する。
【００１１】
これにより、アーム本体の幅方向における強度を向上することができる。
【００１２】
前記のトラバースアームにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、複数の前記層は、第１層と、第２層と、第３層と、を含む。前記第２層は、前記第１層に積層される。前記第３層は、前記第１層と反対側で前記第２層に積層される。前記第１層及び前記第３層の前記繊維方向は、前記アーム本体の長手方向と一致する。前記第２層の前記繊維方向は、前記アーム本体の幅方向と一致する。
【００１３】
これにより、アーム本体の幅方向の強度を一定程度確保するとともに、長手方向における高い強度を確保することができる。
【００１４】
前記のトラバースアームにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、複数の前記層は、第４層と、第５層と、を更に含む。前記第４層は、前記第２層と反対側で前記第１層に積層される。前記第５層は、前記第２層と反対側で前記第３層に積層される。前記第４層及び前記第５層の何れにおいても、その前記繊維方向は、前記第１層の前記繊維方向に対して３０°以上かつ６０°以下の角をなして傾いている。
【００１５】
これにより、アーム本体の長手方向における高い強度を確保することができるとともに、ねじり剛性を向上することもできる。
【００１６】
前記のトラバースアームにおいては、前記第４層及び前記第５層の何れにおいても、その前記繊維方向と前記第１層の前記繊維方向とのなす角が４５°であることが好ましい。
【００１７】
これにより、機械的強度の異方性の良好なバランスを実現することができる。
【００１８】
前記のトラバースアームにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記アーム本体には、凸部又は凹部からなる強化部が、当該アーム本体の長手方向に沿って細長く形成される。前記アーム本体は、その長手方向が前記強化部を含めて曲げられた部分を有する。
【００１９】
これにより、糸を掛けるための先端部を含み、アーム本体の長手方向における強度を一層向上することができ、トラバースアームの耐久性を向上する（即ち、使用寿命を延ばす）ことができる。
【００２０】
前記のトラバースアームにおいては、それぞれの前記層は、炭素繊維と、エポキシ系熱硬化性樹脂と、から形成されることが好ましい。
【００２１】
これにより、アーム本体を容易に形成することができる。
【００２２】
前記のトラバースアームにおいて、前記炭素繊維は、長繊維であることが好ましい。
【００２３】
これにより、炭素繊維の繊維方向における強度を強化することができる。
【００２４】
本発明の第２の観点によれば、以下の構成の巻取ユニットが提供される。即ち、この巻取ユニットは、トラバースアームと、トラバース駆動部と、巻取駆動部と、を備える。前記トラバース駆動部は、前記トラバースアームを往復回転するように駆動する。前記巻取駆動部は、前記トラバースアームによってトラバースされる糸を巻き取る。
【００２５】
これにより、軽量で、耐久性が優れたトラバースアームを備える巻取ユニットを構成することができる。
【００２６】
本発明の第３の観点によれば、前記巻取ユニットを複数備える糸巻取機が提供される。
【００２７】
これにより、トラバースアームの交換頻度を低減できる糸巻取機を構成することができる。
【００２８】
本発明の第４の観点によれば、以下のトラバースアームのアーム本体の製造方法が提供される。即ち、このアーム本体は、糸を案内するトラバースアームに備えられる。トラバースアームのアーム本体の製造方法は、第１工程と、第２工程と、を含む。前記第１工程では、繊維方向が一方向に引き揃えられた炭素繊維を含むプリプレグシートを、少なくとも２つの前記プリプレグシートにおける前記繊維方向が異なるように重ねて複数積層する。前記第２工程では、前記プリプレグシートの積層体をプレス成形する。
【００２９】
これにより、軽量で、強度が高いトラバースアームを容易に形成することができるとともに、機械的強度の異方性のバランスを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動ワインダの概略的な正面図。
【図２】ワインダユニットの概略的な正面図。
【図３】トラバース装置近傍の様子を示す部分側面図。
【図４】（ａ）第１実施形態のトラバースアームの構成を示す斜視図。（ｂ）トラバース本体を構成する複数の層を示す斜視図。
【図５】シート積層体の構成を示す斜視図。
【図６】プレス成形を示す模式図。
【図７】第２実施形態のトラバースアームを構成するシート積層体の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。初めに、図１等を参照して、本実施形態の自動ワインダ（糸巻取機）１の構成について説明する。本明細書において「上流」及び「下流」とは、糸巻取時での糸の走行方向における上流及び下流を意味する。
【００３２】
図１に示す自動ワインダ１は、１列に並べて配置された複数のワインダユニット（巻取ユニット）１０を備えている。
【００３３】
各ワインダユニット１０においては、給糸ボビン２１から解舒された糸２０をトラバース（綾振り）しながら、糸２０を巻き取るための巻取ボビン２２に巻き取り、パッケージ３０を形成する。それぞれのワインダユニット１０は、図２に示すように、主として、ユニット制御部５０と、上流から下流へ向かって順に配置された給糸部１１と、糸解舒補助装置１２と、テンション付与装置１３と、糸継装置１４と、糸監視装置１５と、巻取部１６と、を備えている。
【００３４】
ユニット制御部５０は、例えば、ＣＰＵと、ＲＯＭと、を備え、ＣＰＵがＲＯＭに記載されたプログラムを実行することにより、ワインダユニット１０の各部を制御する。
【００３５】
給糸部１１は、図略の給糸ボビン搬送システムやマガジン式ボビン供給装置によって供給された給糸ボビン２１を所定の位置に保持する。
【００３６】
糸解舒補助装置１２は、略筒状に構成され、給糸ボビン２１の芯管に被せることが可能な規制部材４０を備える。規制部材４０は、給糸ボビン２１の軸方向において、給糸ボビン２１に対して近づく又は離れる方向に移動可能に設けられている。規制部材４０は、給糸ボビン２１から解舒された糸２０が遠心力によって給糸ボビン２１の上部に形成されるバルーンを接続し、当該バルーンを適切な大きさに制限する。このように、糸解舒補助装置１２は、規制部材４０を介して、給糸ボビン２１から糸２０を解舒することを補助する。
【００３７】
テンション付与装置１３は、走行する糸２０に所定のテンションを付与する。テンション付与装置１３は、例えば、固定の櫛歯に対して可動の櫛歯を配置するゲート式に構成することができる。テンション付与装置１３は、噛み合わせた状態の櫛歯の間を屈曲させながら糸２０を通過させることにより、巻き取られる糸２０に一定のテンションを付与する。テンション付与装置１３は、ゲート式に限定せず、例えばディスク式に構成されても良い。
【００３８】
糸継装置１４は、後述の糸監視装置１５により糸欠陥を検出した際にカッタ３９で糸を切断したとき、又は給糸ボビン２１における糸２０の解舒中に糸切れが発生したとき等に、給糸ボビン２１側から捕捉された糸２０（下糸）と、パッケージ３０から捕捉された糸２０（上糸）を糸継ぎする。糸継装置１４は、例えば、旋回空気流によって糸端同士を撚り合わせるスプライサ装置や、機械式のノッタ等を用いることができる。
【００３９】
糸継装置１４の上流側及び下流側には、給糸ボビン２１側の糸端を捕捉して糸継装置１４に案内する下糸捕捉部材２５と、パッケージ３０側の糸端を捕捉して糸継装置１４に案内する上糸捕捉部材２６と、がそれぞれ設けられている。
【００４０】
糸監視装置１５は、走行する糸２０の品質（太さ）等を光透過式のセンサによって監視し、糸２０に含まれる糸欠陥（太さ等に異常がある箇所等）を検出する。糸監視装置１５の近傍に、当該糸監視装置１５が糸欠陥を検出したときに直ちに糸２０を切断するためのカッタ３９が設けられている。糸監視装置１５は、例えば静電容量式センサから構成されても良い。
【００４１】
巻取部１６は、主として、クレードル２３と、トラバース装置２７と、接触ローラ２９と、を備え、糸２０を綾振りながら、巻取ボビン２２に巻き取ってパッケージ３０を形成する。
【００４２】
クレードル２３は、巻取ボビン２２（パッケージ３０）を着脱可能に保持し、接触ローラ２９に近づく／離れる方向に回動可能に構成されている。このクレードル２３が回動することによって、巻取ボビン２２への糸２０の巻取りに伴うパッケージ３０の糸層径の増大を吸収できる。即ち、糸２０が巻き取られることによってパッケージ３０の糸層径が変化しても、当該パッケージ３０の外周面を接触ローラ２９に対して適切に接触させることができる。
【００４３】
クレードル２３には、例えばサーボモータで構成されたパッケージ駆動モータ（巻取駆動部）４１が取り付けられている。パッケージ駆動モータ４１によって巻取ボビン２２（パッケージ３０）を回転駆動することにより、当該巻取ボビン２２（パッケージ３０）の外周面に糸２０を巻き取る。
【００４４】
パッケージ駆動モータ４１の回転軸は、巻取ボビン２２がクレードル２３に支持されたときに、当該巻取ボビン２２と相対回転不能に連結されるようになっている（いわゆるダイレクトドライブ方式）。パッケージ駆動モータ４１はユニット制御部５０に電気的に接続されており、ユニット制御部５０は、パッケージ駆動モータ４１の回転速度及び回転方向を制御することができる。
【００４５】
トラバース装置２７は、アーム式のトラバース装置として構成される。トラバース装置２７は、トラバースアーム６と、トラバースアーム駆動モータ（トラバース駆動部）６０と、を備える。巻取部１６は、トラバース装置２７を介して糸２０を綾振りしながらパッケージ３０に当該糸２０を巻き取る。
【００４６】
トラバースアーム６は、細長く形成され、その先端に糸２０を保持可能に構成されている。トラバースアーム６は、図３に示すように、取付部材３１を介して、トラバースアーム駆動モータ６０の駆動軸（回転軸）６０ａに取り付けられている。従って、トラバースアーム６は、駆動軸６０ａとともに回動可能である。
【００４７】
トラバースアーム駆動モータ６０は、例えばサーボモータから構成されている。トラバースアーム駆動モータ６０は、駆動軸６０ａを介して、トラバースアーム６を往復回転するように駆動する。トラバースアーム駆動モータ６０は、ユニット制御部５０に電気的に接続されており、ユニット制御部５０がパッケージ駆動モータ４１と連動してトラバースアーム駆動モータ６０を往復回転駆動することにより、パッケージ３０に巻き取られる糸２０を所定の綾角で綾振ることができる。
【００４８】
接触ローラ２９は、回転可能に支持されており、巻取ボビン２２（パッケージ３０）の外周面に下側から接触可能に構成されている。接触ローラ２９は、巻取ボビン２２（パッケージ３０）の重量の少なくとも一部を支持することができる。
【００４９】
このように、トラバース装置２７は、トラバースアーム６の先端で糸２０を引っ掛けた状態で、トラバースアーム駆動モータ６０を用いてトラバースアーム６を往復回動させることによって、トラバースアーム６の先端をパッケージ３０の巻き幅方向に往復動させて、糸２０をパッケージ３０の表面にトラバースする。これにより、巻取部１６は、糸２０を所定の巻き幅に所定の速度で綾振りしながら巻取ボビン２２（パッケージ３０）に巻き取り、当該巻取ボビン２２（パッケージ３０）の外周面に形成される糸層を所望の密度で形成させる。
【００５０】
続いて、本実施形態のトラバースアーム６について図４等を参照して詳細に説明する。
【００５１】
図４（ａ）に示すように、トラバースアーム６は、アーム本体６１と、ガイド部材６２と、から構成されている。
【００５２】
アーム本体６１は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）からなる。アーム本体６１は、５つのプリプレグシート８０を積層する第１工程と、これにより得られたシート積層体８を加熱プレス成形する第２工程と、により製造される。
【００５３】
それぞれのプリプレグシート８０は、いわゆるＣＦＲＰシートであり、複数本の炭素繊維に、液状となる未硬化のエポキシ系熱硬化性樹脂を含浸させて構成されている。プリプレグシート８０に含まれる炭素繊維は長繊維である。プリプレグシート８０において、炭素繊維は所定の直線方向に配向され、平行に引き揃えられている。プリプレグシート８０が加熱されることにより、炭素繊維に樹脂に含浸した状態で樹脂が硬化され、炭素繊維と樹脂とが一体化される。以下の説明においては、炭素繊維が配向される方向を繊維方向と呼ぶことがある。
【００５４】
なお、以下の説明においては、図５の上から２番目のプリプレグシート８０を第１シート８１と呼び、３番目を第２シート８２と呼び、４番目を第３シート８３と呼ぶことがある。また、最も上のシートを第４シート８４と呼び、最も下のシートを第５シート８５と呼ぶことがある。シート積層体８において５つのプリプレグシート８０は、その厚み方向の一方から、第４シート８４、第１シート８１、第２シート８２、第３シート８３、第５シート８５の順に重ねて配置される。即ち、シート積層体８は、第４シート８４、第１シート８１、第３シート８３、第２シート８２、及び第５シート８５の順に５つのプリプレグシート８０を積層して形成される。
【００５５】
図５に示すように、５つのプリプレグシート８０のうち、第１シート８１、第３シート８３、第４シート８４及び第５シート８５の炭素繊維の繊維方向は互いに平行である。第２シート８２の炭素繊維の繊維方向は、第１シート８１、第３シート８３、第４シート８４及び第５シート８５の炭素繊維の繊維方向と垂直である。なお、図５等に記載されている角度の数値は、アーム本体６１の長手方向を基準として、当該プリプレグシート８０の炭素繊維がどの向きにどの角度だけ傾いて配向されるかを示す。ただし、この角度をαとすると、−９０°＜α≦９０°である。
【００５６】
このように、５つのプリプレグシート８０を積層したシート積層体８を、図６に示すように、互いに対向して配置された金型１００に挟み込ませる。対で配置される金型１００の分割面には、後述の屈曲部６９及び補強部７０の形状に対応する凹部又は凸部が形成されている。シート積層体８は、第１シート８１、第３シート８３、第４シート８４及び第５シート８５における炭素繊維の繊維方向（即ち、角度０°の方向）が、アーム本体６１の長手方向と一致するように、金型１００に対して配置される。
【００５７】
対で配置された金型１００のうち少なくとも一方を加熱しながら、金型１００を介してシート積層体８を加圧することで、炭素繊維に熱硬化性樹脂が含浸した状態で硬化する。この加熱プレス成形により、金型１００の分割面の形状を転写したアーム本体６１が形成される。
【００５８】
シート積層体８が５つのプリプレグシート８０から構成されているのに対応して、アーム本体６１は、図４（ｂ）に示すように５つの層９０を含む。図４（ｂ）は、図４（ａ）において破線の小さい丸印で示した部分を拡大したものである。第１シート８１から形成される層９０が第１層９１に相当し、第２シート８２から形成される層９０が第２層９２に相当し、第３シート８３から形成される層９０が第３層９３に相当する。第４シート８４から形成される層９０が第４層９４に相当し、第５シート８５から形成される層９０が第５層９５に相当する。５つの層９０は、加熱プレス成形により一体化されている。
【００５９】
プリプレグシート８０の熱硬化樹脂としては、上述のエポキシ系樹脂に限らず、様々なものを用いることができる。ただし、熱硬化樹脂として速硬化樹脂を用いると、硬化させるための加熱時間を短縮できるので、生産性を向上することができ、コストの低減を図ることができる。
【００６０】
上記のように成形されたアーム本体６１において、第１層９１、第３層９３、第４層９４及び第５層９５の炭素繊維は、アーム本体６１の長手方向に対して０°に配向される。一方、第２層９２の炭素繊維は、アーム本体６１の長手方向に対して９０°に配向される。
【００６１】
この結果、比較的に多くの割合の炭素繊維が、アーム本体６１の長手方向に沿うように配向される。一般的に、繊維方向が一方向に揃えられた繊維強化プラスチックでは、その繊維方向の強度が、それと９０°異なる方向の強度よりも、大幅に高くなる。この異方性により、アーム本体６１の特に長手方向において良好な機械的性質を実現することができる。
【００６２】
また、外力の影響を受け易いアーム本体６１の厚み方向外側に位置する第４層９４及び第５層９５において、炭素繊維の繊維方向は、アーム本体６１の長手方向に対して０°の方向（即ち、当該長手方向）に配向されている。従って、アーム本体６１の長手方向における強度及び曲げ剛性を一層向上することができる。
【００６３】
５つの層９０のうち厚み方向の中央に位置する第２層９２においては、炭素繊維の繊維方向が、他の層９０の炭素繊維の繊維方向と異なっている。具体的には、第２層９２の炭素繊維の繊維方向は、アーム本体６１の長手方向に対して９０°の方向（即ち、アーム本体６１の幅方向）に配向されている。これにより、アーム本体６１の幅方向においても一定の強度を確保して、機械的強度をバランス良く実現することができる。
【００６４】
上記のように成形されたアーム本体６１は、図４（ａ）に示すように、基端部６３と、中間部６４と、先端部６５と、を備える。アーム本体６１は、厚み方向で見たとき、基端部６３から離れるにつれて次第に窄まるテーパ状に形成されている。
【００６５】
基端部６３には、軸孔６６と、通過孔６７と、固定穴６８と、が形成されている。
【００６６】
軸孔６６は、トラバースアーム駆動モータ６０の駆動軸６０ａを通過可能とするための孔であって、丸孔状に形成されている。
【００６７】
通過孔６７は、トラバースアーム駆動モータ６０の駆動軸６０ａと後述の取付部材３１とをキー結合する図略のキーを通過させるための孔として構成される。
【００６８】
固定穴６８は、取付部材３１を取り付けるための孔であって、複数形成されている。取付部材３１は、円筒ボス状の部材として構成され、駆動軸６０ａとキー結合することにより回転不能に固定される。取付部材３１には、図略のネジ孔が形成される。それぞれの前記固定穴６８に固定部材としてのネジを差し込んで、取付部材３１のネジ孔にネジ止めすることで、アーム本体６１に取付部材３１を固定することができる。この結果、アーム本体６１（言い換えれば、トラバースアーム６）は、駆動軸６０ａと一体的に回転する。
【００６９】
中間部６４は、基端部６３と先端部６５との間に位置し、アーム本体６１の大部分を占めている。トラバースアーム６の厚み方向で見たとき、中間部６４は、基端部６３側から先端部６５に近づくにつれて、幅が徐々に狭くなるように形成されている。
【００７０】
アーム本体６１において、中間部６４と先端部６５との間に、屈曲部６９が形成されている。屈曲部６９は、図３に示すように、アーム本体６１の中途部に配置され、この部分でアーム本体６１の長手方向が変化している。屈曲部６９における曲げ方向は、先端部６５を接触ローラ２９に近づける方向となっている。これにより、トラバースアーム６の先端部６５から接触ローラ２９に接触するまでの糸２０の長さを短くすることができ、糸２０の挙動を安定させることができるので、形成されたパッケージ３０の品質を向上することができる。
【００７１】
先端部６５は、屈曲部６９での曲げにより、中間部６４の長手方向に対して斜めに向けられている。先端部６５はフック状に形成されており、このフック状の部分には糸掛け溝６５ａが形成されている。糸掛け溝６５ａは、先端部６５の長手方向に沿う向きに直線状に形成されている。糸掛け溝６５ａのうち、アーム本体６１の基端部６３に近い側が開放されている。
【００７２】
トラバースアーム６は、糸２０を先端部６５の糸掛け溝６５ａに位置するように引っ掛ける。トラバースアーム６の往復回動に伴い、糸掛け溝６５ａに掛けられた糸２０は、巻取ボビン２２（パッケージ３０）に対してトラバースされる。
【００７３】
ガイド部材６２は、上記糸掛け溝６５ａの内壁面を覆うように配置される。ガイド部材６２は、接着剤等によって、トラバースアーム６の先端部６５に固定される。ガイド部材６２は、例えばセラミックス等の耐摩耗性が優れている材料から形成される。このように、糸２０との接触部分にガイド部材６２を設けることによって、当該接触部分の剛性及び耐摩耗性を向上することができる。
【００７４】
アーム本体６１には、補強部（強化部）７０が形成されている。補強部７０は、アーム本体６１と同様に細長く形成され、中間部６４及び先端部６５の両方に跨るように配置されている。補強部７０は、アーム本体６１の幅方向中間部分が厚み方向一側に凸となるように（厚み方向の反対側から見た場合は凹となるように）形成されている。
【００７５】
補強部７０は、アーム本体６１と同様に、先端部６５に近づくにつれて幅が狭くなるように形成されている。また、補強部７０は、先端部６５に近づくにつれて、アーム本体６１の厚み方向に凸又は凹となる量が小さくなるように形成されている。
【００７６】
図４（ａ）には、アーム本体６１の断面輪郭６１ａが鎖線で示されている。このように、補強部７０は、アーム本体６１の長手方向に直交する断面（横断面）が円弧状（半円状）となるように形成されている。これにより、単純な形状で、アーム本体６１の剛性を効果的に向上させることができる。
【００７７】
また、屈曲部６９により補強部７０も含めてアーム本体６１が曲げられた形となっているので、屈曲部６９の部分の機械的強度を効果的に高めて、変形及び折損等を防止することができる。
【００７８】
以上に説明したように、本実施形態のトラバースアーム６は、糸２０を案内する。このトラバースアーム６は、アーム本体６１を備える。アーム本体６１は、所定の直線方向である繊維方向に配列された炭素繊維を含む炭素繊維強化プラスチックからなる複数の層９０が一体化して形成される。複数の層９０は、アーム本体６１の厚み方向に積層される。複数の層９０のうち、第２層９２と他の層とで、繊維方向が異なる。
【００７９】
これにより、軽量で、強度が高いトラバースアーム６を容易に実現することができる。また、トラバースアーム６の機械的強度に適度な異方性を持たせることができる。
【００８０】
また、本実施形態のトラバースアーム６において、アーム本体６１は細長く形成される。アーム本体６１の厚み方向に積層される層９０の数は、５つ（奇数）である。積層される複数の層９０のうち中央に位置する第２層９２の繊維方向は、アーム本体６１の幅方向と一致する。
【００８１】
これにより、アーム本体６１の幅方向における強度を向上することができる。
【００８２】
また、本実施形態のトラバースアーム６において、複数の層９０は、第１層９１と、第２層９２と、第３層９３と、を含む。第２層９２は、第１層９１に積層される。第３層９３は、第１層９１と反対側で第２層９２に積層される。第１層９１及び第３層９３の繊維方向は、アーム本体６１の長手方向と一致する。第２層９２の繊維方向は、アーム本体６１の幅方向と一致する。
【００８３】
これにより、アーム本体６１の幅方向の強度を一定程度確保するとともに、長手方向における高い強度を確保することができる。
【００８４】
また、本実施形態のトラバースアーム６において、アーム本体６１には、凸部からなる補強部７０が、アーム本体６１の長手方向に沿って細長く形成される。アーム本体６１は、長手方向が補強部７０を含めて曲げられた部分を有する。
【００８５】
これにより、糸２０を掛けるための先端部６５を含み、アーム本体６１の長手方向における強度を一層向上することができ、トラバースアーム６の耐久性を向上する（即ち、使用寿命を延ばす）ことができる。
【００８６】
また、本実施形態のトラバースアーム６において、それぞれの層９０は、炭素繊維と、エポキシ系熱硬化性樹脂と、から形成される。
【００８７】
これにより、アーム本体６１を容易に形成することができる。
【００８８】
また、本実施形態のトラバースアーム６において、炭素繊維は長繊維である。
【００８９】
これにより、炭素繊維の繊維方向における強度を強化することができる。
【００９０】
次に、第２実施形態を説明する。図７は、第２実施形態のトラバースアーム６におけるアーム本体６１を製造するためのシート積層体８ｘの構成を示す斜視図である。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００９１】
本実施形態のトラバースアーム６において、アーム本体６１の形状は、図４（ａ）に示すものと実質的に同様である。ただし、アーム本体６１を製造するにあたっては、図７に示すように、５つではなく７つのプリプレグシート８０を積層したシート積層体８ｘが用いられる。以下の説明では、図７の上から３番目のプリプレグシート８０を第１シート８１と呼び、４番目を第２シート８２と呼び、５番目を第３シート８３と呼ぶことがある。また、上から２番目のシートを第４シート８４と呼び、下から２番目のシートを第５シート８５と呼び、最も上のシートを第６シート８６と呼び、最も下のシートを第７シート８７と呼ぶことがある。
【００９２】
シート積層体８ｘが７つのプリプレグシート８０から構成されているのに対応して、詳細は図示しないが、アーム本体６１は７つの層９０を含む。第１シート８１から形成される層９０が第１層に相当し、第２シート８２から形成される層９０が第２層に相当し、第３シート８３から形成される層９０が第３層に相当する。第４シート８４から形成される層９０が第４層に相当し、第５シート８５から形成される層９０が第５層に相当する。第６シート８６から形成される層９０が第６層に相当し、第７シート８７から形成される層９０が第７層に相当する。
【００９３】
本実施形態において、第６層と第７層が最も外側の層９０となっている。第４層は、第２層と反対側で第１層に積層されている。第５層は、第２層と反対側で第３層に積層されている。即ち、第４層は、第２層と反対側で第１層に隣接している。第５層は、第２層と反対側で第３層に隣接している。
【００９４】
第６層及び第７層の炭素繊維の繊維方向は、アーム本体６１の長手方向に対して−４５°方向に配向されている。第４層及び第５層の炭素繊維の繊維方向は、アーム本体６１の長手方向に対して４５°方向に配向されている。
【００９５】
このように構成されたトラバースアーム６は、ねじり剛性及び長手方向における優れた強度を有するとともに、軽量化（例えば、６インチ程度のトラバース幅を実現するトラバースアーム６において、１０グラムを下回る重量）を実現することができる。言い換えれば、慣性モーメントが小さいトラバースアーム６を構成することができ、高速で往復回転駆動する場合であっても、トラバースアーム駆動モータ６０への負荷を低減することができる。
【００９６】
本実施形態のアーム本体６１は、当該アーム本体６１の長手方向に対して−４５°、４５°、９０°の方向に炭素繊維の繊維方向が配向された層９０を含んでいる。従って、トラバースされる糸２０に対する耐衝撃性も向上することができる。
【００９７】
以上に説明したように、本実施形態のトラバースアーム６において、複数の層９０は、第１シート８１に由来する第１層と、第２シート８２に由来する第２層と、第３シート８３に由来する第３層と、第４シート８４に由来する第４層と、第５シート８５に由来する第５層と、を含む。第４層は、第２層と反対側で第１層に積層される。第５層は、第２層と反対側で第３層に積層される。第４層及び第５層の何れにおいても、その繊維方向は、第１層の繊維方向に対して３０°以上かつ６０°以下の角（具体的には、４５°）をなして傾いている。
【００９８】
これにより、アーム本体６１の長手方向における高い強度を確保することができるとともに、ねじり剛性を向上することができる。
【００９９】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【０１００】
テンション付与装置１３の代わりに、糸貯留ローラに糸２０を巻き付けることで糸２０を貯留する糸貯留装置を設けても良い。
【０１０１】
ガイド部材６２の形状は特に限定されないが、糸２０を接触する糸掛け溝６５ａの内壁を覆うコンパクトな形状が好ましい。これにより、ガイド部材６２の軽量化を図ることができる。
【０１０２】
アーム本体６１は、炭素繊維の他に、ガラス繊維、セラミック繊維、アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン等から構成されても良い。しかし、軽量化を実現する観点から考えると、炭素繊維を用いることが好ましい。
【０１０３】
それぞれの層における炭素繊維の繊維方向は、上記の方向に限定されず、必要に応じて適宜変更することができる。ただし、第４層及び第５層の何れにおいても、その繊維方向と第１層の繊維方向とのなす角は、３０°以上かつ６０°以下とすることが、ねじり剛性等の観点から好ましい。また、第６層の繊維方向は、第１層の繊維方向に関して、第４層層の繊維方向と対称とすることもできるし、非対称とすることもできる。第７層の繊維方向は、第１層の繊維方向に関して、第５層の繊維方向と対称とすることもできるし、非対称とすることもできる。
【０１０４】
アーム本体は、炭素繊維を含むプリプレグシート８０に由来する層９０以外に、樹脂のみの層を更に備えても良い。
【０１０５】
プリプレグシート８０は、複数本の炭素繊維に、液状となる未硬化のエポキシ系熱硬化性樹脂を含浸させて構成されていたが、この構成には限られない。熱硬化性樹脂に代えて熱可塑性樹脂を採用することもできる。
【符号の説明】
【０１０６】
１  自動ワインダ（糸巻取機）
６  トラバースアーム
１０  ワインダユニット（巻取ユニット）
２０  糸
４１  パッケージ駆動モータ（巻取駆動部）
６０  トラバースアーム駆動モータ（トラバース駆動部）
６０ａ  駆動軸（回転軸）
６１  アーム本体
７０  補強部（強化部）
９０  層
９１  第１層
９２  第２層
９３  第３層
９４  第４層
９５  第５層
【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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