(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
織布及び／又は編布を筒状に織成及び／又は編成した筒状布をその外周面に展延・装着する筒状装着部材と、
該筒状装着部材に展延・装着された筒状布の上端又は下端の環状折り返し端を環状に巻き込ませて環状巻込布部を形成させながら、該環状巻込布部を該筒状装着部材の外周面に沿って並行して案内する巻込案内部材と、
該筒状布を環状に巻き込む方向へ該筒状装着部材及び／又は該巻込案内部材を相対移動させるための相対移動手段とを含む環状繊維基材の製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の環状繊維基材の製造装置において、前記の筒状装着部材と該筒状装着部材の外周面に装着する筒状布との間に、該筒状布の環状巻込布部の形成部を拡布するための拡布部材を設けたことを特徴とする環状繊維基材の製造装置。
【請求項３】
請求項２記載の拡布部材において、該拡布部材が前記の筒状装着部材の長手方向に沿って複数本設けられた拡布ロープからなることを特徴とする環状繊維基材の製造装置。
【請求項４】
請求項１記載の巻込案内部材において、前記の環状巻込布部と接触して該環状巻込布部の回転運動に合せて従動回転自在の自由回転ローラ群を前記の筒状装着部材の周りに環状に配置したことを特徴とする環状繊維基材の製造装置。
【請求項５】
請求項１記載の筒状装着部材において、該筒状装着部材に筒状布の滑り止めが設けられていることを特徴とする環状繊維基材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環状繊維基材に樹脂を含浸して製造される繊維補強した環状樹脂成型体を成形するための、環状繊維基材の製造装置に関し、更に詳しくは、樹脂を含浸する前の環状繊維基材を筒状の繊維基材から製造するための製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
繊維強化をした環状樹脂成型体を製造するためには、特開平８−１５６１２４号公報に提案されているように、織布を環状に打ち抜いて、打ち抜いた織布を必要なだけ積層することで適当な厚さとして、樹脂を含浸させてこれを加圧加熱して一体成形する方法が提案されている。このようにして製造される繊維強化樹脂成型体は、樹脂を含浸した織布基材で歯部が成形されている樹脂歯車などを製造する目的に使用される。
【０００３】
また、特開平１０−２９９８６５号公報においては、図４に示すように筒状の織布及び／又は編布（以下、これを「筒状布」と称する）から環状の繊維基材を作成する方法が提案されている。この方法は、図４-(a)に示すように筒状布を先ず作製し、該筒状布から環状の繊維基材を作成するに当たり、図４-(b)に示すように該筒状布の一端を外周側へ折り返し（裏返し）ながらその外周面を内側に巻き込む方法である。
【０００４】
しかしながら、これらの環状の繊維基材を作製する従来方法は、全て手作業で行われているのが現状であり、このような手作業を自動化するための装置が切望されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前述の従来の問題に鑑み、「繊維補強した環状樹脂成型体を製造するに当たり、樹脂を含浸させる前の環状繊維基材を従来の手作業に替えて機械化することにより、製品の生産性の向上、作業者の個人差に依存しないため品質の向上、及び製品歩留まりの向上などが可能とする、筒状の繊維基布から環状繊維基材を製造するための装置を提供する。」ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ここに、本発明によれば、「織布及び／又は編布を筒状に織成及び／又は編成した筒状布をその外周面に展延・装着する筒状装着部材と、
該筒状装着部材に展延・装着された筒状布の上端又は下端の環状折り返し端を環状に巻き込ませて環状巻込布部を形成させながら、該環状巻込布部を該筒状装着部材の外周面に沿って並行して案内する巻込案内部材と、
該筒状布を環状に巻き込む方向へ該筒状装着部材及び／又は該巻込案内部材を相対移動させるための相対移動手段とを含む環状繊維基材の製造装置」が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の環状繊維基材の製造装置を模式的に例示した一部に断面を含む正面図である。該図１において、Ｆは織布及び／又は編布を筒状に織成及び／又は編成した筒状布である。
【０００８】
その際、該筒状布Ｆは、環状繊維基材への形成過程において、その上端又は下端の環状折り返し端を環状に巻き込ませて形成される環状巻込布部Ｆ１と、展延装着布部Ｆ２とが混在する状態を経て、最終的にその総てが環状巻込布部Ｆ１によって構成される環状繊維基材に成形される。
【０００９】
この時、本発明の装置は、図１に例示したように、筒状装着部材１、巻込案内部材２、相対移動手段３、拡布部材４、そして、本体フレーム５を含んで基本的に構成される。なお、本体フレーム５は、天板５Ａ、底板５Ｂ、支柱５Ｃ、そして筒状装着部材１の取付け治具５Ｄを含んで構成される。
【００１０】
ここで、筒状装着部材１は筒状布Ｆがその外周面に展延・装着され、巻込案内部材２は環状巻込布部Ｆ１が筒状装着部材１（展延装着布部Ｆ２）の外周面に沿って並行して案内され、相対移動手段３は筒状布Ｆが環状に巻き込む方向へ巻込案内部材２を移動させられ、そして、拡布部材４は筒状布Ｆの環状巻込布部形成部が拡布させるための役割をそれぞれ果たさせるために設けられている。
【００１１】
次に、前述の部材相互の取付け関連や相互動作について以下に簡単に説明する。先ず、筒状装着部材１は、本体フレーム５の天板５Ａに取り付けられた取付け治具５Ｄに、例えばボルトなどの固定部材によって固設され、筒状装着部材１の外周面には筒状布Ｆが皺などがないように展延されて装着される。
【００１２】
また、巻込案内部材２（図１の実施形態では、「自由回転ローラ群」からなる。）は、昇降台８に固設されている。なお、該昇降台８は、拡布部材の案内部材８Ａと、相対移動手段３に係合する被昇降部材８Ｂとからなっており、これらは一体に固設されている。
【００１３】
ここで、該巻込案内部材２は、環状巻込布部Ｆ１と接触して該環状巻込布部Ｆ１の回転運動に合せて従動回転自在の自由回転ローラ群により構成されている。したがって、巻込案内部材２によって環状巻込布部Ｆ１を筒状装着部材１（展延装着布部Ｆ２）の外周面に沿って並行に下方へ案内することができる。
【００１４】
更に、相対移動手段３は、筒状装着部材１の外周面に沿って昇降台８を並行に下方へ案内する役割を果たす。このため、相対移動手段３は、昇降台８を円滑に上下に並行移動自在とするために、被昇降部材８Ｂに設けられた案内孔８Ｂａに遊挿された案内シャフト３Ａと、ボール雄ネジが螺設された昇降駆動シャフト３Ｂとを有する。また、該相対移動手段３は、当然のことながら、昇降駆動シャフト３Ｂをその軸心周りに正逆に自転自在とするための電動機などの駆動手段３Ｃを備えている。
【００１５】
したがって、駆動手段３Ｃを起動して、昇降駆動シャフト３Ｂをその軸心周りに回転させると、該昇降駆動シャフト３Ｂのボール雄ネジに螺合する被昇降部材８Ｂに螺設されたボール雌ネジの螺送作用によって昇降台８を自在に昇降させることができる。
【００１６】
この時、昇降台８の被昇降部材８Ｂには、更に案内シャフト３Ａが挿通されているため、昇降台８は案内シャフト３Ａに摺動しながら昇降する。したがって、昇降台８は、昇降駆動シャフト３Ｂの回転によって、該昇降駆動シャフト３Ｂの周りに連れ回りすることもなく、その水平面を常に保ったままで上下に自在に昇降移動することができる。
【００１７】
なお、本発明の図１の実施形態では、筒状装着部材１を不動として巻込案内部材２を上下に移動自在とした。しかしながら、逆に筒状装着部材１を上下に移動自在とし、巻込案内部材２を不動とする実施形態としてもよいことは言うまでもない。要するに、筒状装着部材１と巻込案内部材２との間で相対的な移動運動をさせることが肝要である。
【００１８】
次に、本発明の図１に例示した実施形態においては、「拡布部材４」として、筒状装着部材１の長手方向に沿って複数本（例えば、筒状装着部材１の外周面を９０゜づつ４等配するように４本設ける）設けられた「拡布ロープ４」を使用している。ここで、該拡布ロープ４は、筒状装着部材１と該筒状装着部材１に装着された筒状布Ｆとの間に筒状装着部材１の長手方向に複数本設けられる。
【００１９】
その際、拡布ロープ４は拡布部材の案内部材８Ａの下端に形成された筒状突出部８Ａａの外周部に接触しながら、かつ拡布部材の案内部材８Ａに穿設された貫通孔８Ａｂを挿通する。そして、貫通孔８Ａｂを挿通した拡布ロープ４は、筒状装着部材１を取付けるための治具５Ｄの外周面にピン６Ａなどの固定具によってその一端が固定される。なお、拡布ロープ４の他端は筒状装着部材１の下端外周面にピン６Ｂなどの固定具によって固定されている。
【００２０】
また、拡布ロープ４は、昇降台８に取り付けられた拡布角度規制部材７によって、図１に示すように全拡布ロープ４が常に一定の角度（θ）で拡布されながら環状巻込布部Ｆ１が形成されるように拡布角度を規制制御する役割を果たす。
【００２１】
以上のように構成される本発明の装置において、筒状布から環状繊維基材を製造する方法について、図２を参照しながら以下に詳細に説明する。
【００２２】
先ず、図２-(a)に示すように、筒状装着部材１に筒状布Ｆを皺が入らないように、筒状装着部材１の外周面に密着するように展延して挿入装着する。この場合、筒状装着部材１に筒状布Ｆを装着後にその上端を折り返して裏返して巻込むことで、小さな環状巻込布部Ｆ１を予め形成しておくことが、環状繊維基材を良好に形成させる上で好ましい。
【００２３】
しかしながら、筒状布Ｆの筒状装着部材１への装着時に小さな環状巻込布部Ｆ１を予めきちんと形成しておかなくても、相対移動手段３を駆動することにより拡布角度規制部材７を下方に移動させることによって、筒状装着部材１に装着された筒状布Ｆの上端を押し下げることによって、環状巻込布部Ｆ１を形成することができる。
【００２４】
なお、図２-(a)の実施説明図では、「巻込案内部材」として設けられた自由回転ローラ２群は、環状巻込布部Ｆ１に接触していないが、該自由回転ローラ群２を筒状装着部材１の中心軸方向へ移動調整自在としてもよい。
【００２５】
この場合、自由回転ローラ群２を筒状装着部材１の中心軸方向へ移動調整自在とするための具体的手段としては、バネなどの弾性部材を使用して、自由回転ローラ群２に対して常に筒状装着部材１の中心軸方向へ弾性力を作用させるようにすれば良い。そして、このようにすることで、環状巻込布部Ｆ１の形成当初においても、該環状巻込布部Ｆ１の外周面に自由回転ローラ２群を接触させることができる。
【００２６】
次に、図２-(b)に示すように、巻込案内部材２を環状巻込布部Ｆ１に接触させた状態で相対移動手段３を駆動することよって筒状装着部材１（展延装着布部Ｆ２）の外周面に沿って、環状巻込布部Ｆ１を大きく形成させながら、巻込案内部材２を並行に下方へ案内することができる。
【００２７】
この時、前記の自由回転ローラ群２の作用によって、筒状装着部材１に密着させて展延・装着された展延装着布部Ｆ２を良好に裏返しながら、環状巻込布部Ｆ１に適当な接圧で押し付けることが可能となり、その結果として、展延装着布部Ｆ２の外周面上を円滑に転動させられて良好な環状巻込布部Ｆ１が形成される。
【００２８】
このようにして、筒状布Ｆの展延装着布部Ｆ２が最終的に全て環状巻込布部Ｆ１へと転換され、その後、筒状装着部材１の下方の終端まで転動した後、筒状装着部材１から外れて落下し、最終的に環状繊維基材として取り出すことで環状繊維基材の製造が完了する。そして、図２-(a)を援用して述べた前記の筒状装着部材１への筒状布Ｆの装着工程へと戻る。
【００２９】
このような環状巻込布部Ｆ１の形成過程において、筒状装着部材１に装着した筒状布Ｆが筒状装着部材１の外周面を滑ると、良好な環状巻込布部Ｆ１の形成を妨げることとなる。したがって、このような事態を回避するために、図３に示すように、筒状装着部材１の外周面の全面或いは部分的に滑り止めを加工したり、筒状布Ｆを筒状装着部材１の外周面に吸着させることが好ましい。
【００３０】
例えば、このような滑り止め加工としては、図３-(a)に示すように、筒状装着部材１の外周面に摩擦係数の大きい材料、例えば滑り止め用ラバー１Ａを貼り付けること、筒状装着部材１の外周面に無数の浅い溝を設けることによって表面の摩擦係数を上げることなどがあげられる。
【００３１】
また、筒状布Ｆを筒状装着部材１の外周面に吸着させる方法としては、図３-(b)に示すように筒状装着部材１の外周面に吸引孔１Ｂを設け、筒状装着部材１の内部の空気を吸引することで内部を減圧として、筒状装着部材１の内部から筒状布Ｆを筒状装着部材１の外周面に吸着させる方法などを挙げることができる。
【００３２】
最後に、本発明の筒状布Ｆの形態、円筒状のものを使用したが、このような円筒状のものに限定することはなく、例えば蛇腹状、台形筒状などの形状を有するものにも適用することができることは言うまでもない。なお、筒状布を構成する繊維の種類としては、例えばポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維などの合成繊維を用いることが好ましいが、綿、麻などの天然繊維をしようすることもできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明の装置によれば、「繊維補強した環状樹脂成型体を製造するに当たり、樹脂を含浸させる前の環状繊維基材を従来の手作業に替えて機械化することにより、製品の生産性の向上、作業者の個人差に依存しないため品質の向上、及び製品歩留まりの向上などが可能とする、筒状の繊維基布から環状繊維基材を製造するための装置が提供できる。」という格別顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を模式的に例示した、一部に断面を含む正面図である。
【図２】本発明の装置を使用して、筒状布から環状繊維基材を製造するための説明図である。
【図３】筒状装着部材１に滑り止めを施した実施形態を模式的に例示した斜視図である。
【図４】手作業によって、筒状布から環状繊維基材を製造する従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１    筒状装着部材
２    巻込案内部材
３    相対移動手段
４    拡布部材
７    拡布角度規制部材
Ｆ    筒状布
Ｆ１  環状巻込布部
Ｆ２  展延装着布部
θ    拡布角度
【図１】
0003713167.tif 000002
【図２】
0003713167.tif 000003
【図３】
0003713167.tif 000004
【図４】
0003713167.tif 000005