(57)【要約】【課題】ライナーを交換する際にヘリカル巻き装置の繊維端の処理を適切に行う。【解決手段】複数の繊維ガイドから引き出される複数本の繊維束Ｆに対してライナー１の軸方向に進退自在で、かつライナー１の軸周りに回転自在である複数のピン６７を有する綛部６０と、複数のピン６７に対して綛部６０の半径方向内側に配置されるカッター７０と、を有する糸端処理装置５０を備える。ライナー１に対するヘリカル巻き終了後に、糸端処理装置５０は、綛部６０の複数のピン６７を複数の繊維ガイドから引き出される複数本の繊維束Ｆの間に位置させる差込み動作を行い、差込み動作の後、綛部６０をライナー１の軸中心にヘリカル巻きヘッドに対して相対的に回転させて綛部６０の外周に複数本の繊維束Ｆを巻き付ける綛巻き付け動作を行い、綛巻き付け動作の後、カッター７０で複数本の繊維束Ｆを切断する第１切断動作を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維束をライナーの外周面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、
主基台と、
前記ライナーを支持して軸中心に回転させるとともに、前記主基台に対して前記ライナーの軸方向に往復移動するライナー移送装置と、
前記主基台に対して固定されるヘリカル巻きヘッドを有し、前記ライナー移送装置を前記ライナーの軸方向に移動させながら前記ライナーを軸中心に回転させることで、前記ヘリカル巻きヘッドに設置された複数の繊維ガイドからそれぞれ繊維束が引き出されて、前記ライナーの外周面に複数本の繊維束を同時に巻き付けるヘリカル巻き装置と、
前記複数の繊維ガイドから引き出される前記複数本の繊維束に対して前記ライナーの軸方向に進退自在で、かつ前記ライナーの軸周りに回転自在である複数のピンを有する綛部と、前記複数のピンに対して前記綛部の半径方向内側に配置されるカッターと、を有する糸端処理装置と、
を備え、
前記ライナーに対するヘリカル巻き終了後に、前記糸端処理装置は、前記綛部の前記複数のピンを前記複数の繊維ガイドから引き出される前記複数本の繊維束の間に位置させる差込み動作を行い、前記差込み動作の後、前記綛部を前記ライナーの軸中心に前記ヘリカル巻きヘッドに対して相対的に回転させて前記綛部の外周に前記複数本の繊維束を巻き付ける綛巻き付け動作を行い、前記綛巻き付け動作の後、前記カッターで前記複数本の繊維束を切断する第１切断動作を行う、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、
前記ライナー移送装置に新たに設置されたライナーに対するヘリカル巻きの開始前に、前記糸端処理装置は、前記綛部を前記ライナーの軸中心に前記ヘリカル巻きヘッドに対して相対的に回転させて前記綛部の外周に前記複数本の繊維束を甘巻きする準備動作を行い、前記準備動作の後、前記複数本の繊維束の巻き付け位置を前記綛部から前記ライナーの支持軸に移行させる移行動作を行い、前記移行動作の後、前記カッターで前記複数本の繊維束を切断する第２切断動作を行う、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、
前記複数の繊維ガイドは、前記ライナーの外周面に向けて放射状、かつ等間隔に前記ヘリカル巻きヘッドに設置され、
前記綛部の前記複数のピンは、前記ライナーの軸周りに等間隔に設置され、
前記差込み動作において、前記複数本の繊維束は、前記複数のピンの間に均等本数ずつ挿入される、フィラメントワインディング装置。
【請求項４】
請求項１から３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、
前記綛部の前記複数のピンは、前記ライナーの軸周りの円周上に配置され、
前記カッターは、前記複数のピンに対して前記綛部の半径方向内側において、前記ライナーの軸中心に回動するように構成される、フィラメントワインディング装置。
【請求項５】
請求項１から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、
前記カッターは、前記綛部に対して前記ライナーの軸方向に進退自在であり、前記複数本の繊維束を切断する場合、前記カッターは前記綛部のピン側に進出するとともに、前記ライナーの軸中心に１周以上回転して前記複数本の繊維束を切断する、フィラメントワインディング装置。
【請求項６】
請求項１から５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、
前記カッターの位置を検知する検知部を有し、前記カッターが前記ライナーの軸中心に１周以上回転したことを検知した場合、前記ヘリカル巻きヘッドから引き出される前記複数本の繊維束が全て切断されたと判断する、フィラメントワインディング装置。
【請求項７】
請求項１から６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、
前記カッターは、丸刃と、前記丸刃を回転可能に保持するとともに、前記丸刃に前記繊維束を案内するガイドを有する保持部材と、を備える、フィラメントワインディング装置。
【請求項８】
請求項１から７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、
前記ピンは、先端側に向けて徐々に先細る胴部と、前記胴部の先端側に設けられる頭部とを備え、前記複数のピンの間に挿入された前記繊維束の脱落を防止する、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、ライナーの外周面に複数本の繊維束を同時にヘリカル巻きで巻き付けるヘリカル巻き装置を備えたフィラメントワインディング装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ライナーの外周面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（以下、適宜「ＦＷ装置」と略す）は公知である。ＦＷ装置は、フープ巻き装置によるフープ巻きと、ヘリカル巻き装置によるヘリカル巻きをライナーに対して交互に繰り返し行う。繊維束の巻き付けが完了するとライナーは排出され、新たに設置された次のライナーに繊維束の巻き付けを行う。このライナーの交換時において、ヘリカル巻き装置の繊維束の端部（以下、繊維端という場合がある）の処理が問題となる。
【０００３】
特許文献１には、ヘリカル巻き装置の繊維端を効率的に処理する技術が開示されている。具体的には、二分割できる糸受け渡しリングを介して、ライナーの支持軸とライナーに駆動力を与える駆動軸とを連結し、ヘリカル巻き後の繊維束をこの受け渡しリングに巻き付ける。受け渡しリングに巻き付けた繊維束の上からフープ巻きでヘリカル巻きの繊維端を抑え込み、その後、糸受け渡しリングの分割部において繊維束をカッターで切断して、繊維束の巻き付けが完了したライナーとヘリカル巻き装置とを分離する。繊維束を切断しても、ヘリカル巻き装置側の繊維端は、受け渡しリングに巻き付けられた状態であり、ばらけることがない。
【０００４】
この技術によれば、１００本以上ものヘリカル巻き後の繊維端が受け渡しリングに巻き付けられて固定されるため、次のライナーに繊維束を巻き始める際に、ヘリカル巻きの繊維端を作業者が手作業でライナーに貼り付けるといった作業が不要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３９９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の糸受け渡しリングを用いた繊維端の処理には、本願発明者による実機検証により以下の課題が見出されている。
（１）カッターによる繊維束の切断は、カッターを糸受け渡しリングに押さえつける作業のため、切断ミスの可能性があるとともに、カッターの刃こぼれがある。
（２）受け渡しリングにヘリカル巻きを行った後、フープ巻きでヘリカル巻の繊維端を抑え込むが、フープ巻きの量が少ないと、テンションによりヘリカル巻きの繊維端が受け渡しリングから外れる可能性がある。
（３）次のライナーを設置する際、ライナーの支持軸と駆動軸との連結部にカッターで切断した繊維束の自由端部が咬み込む場合があり、次のライナーの設置が不完全となる可能性がある。
（４）ライナーの形状によっては、ライナーの支持軸や糸受け渡しリングに必要以上に繊維束の甘巻きを行わなくてはならず、多量の無駄（捨て糸）が発生する。
【０００７】
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、ライナーを交換する際にヘリカル巻き装置の繊維端の処理を適切に行うことのでき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】
【０００８】
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。
【０００９】
即ち、第１の発明のフィラメントワインディング装置は、繊維束をライナーの外周面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、
主基台と、
ライナーを支持して軸中心に回転させるとともに、主基台に対してライナーの軸方向に往復移動するライナー移送装置と、
主基台に対して固定されるヘリカル巻きヘッドを有し、ライナー移送装置をライナーの軸方向に移動させながらライナーを軸中心に回転させることで、ヘリカル巻きヘッドに設置された複数の繊維ガイドからそれぞれ繊維束が引き出されて、ライナーの外周面に複数本の繊維束を同時に巻き付けるヘリカル巻き装置と、
複数の繊維ガイドから引き出される複数本の繊維束に対してライナーの軸方向に進退自在で、かつライナーの軸周りに回転自在である複数のピンを有する綛部と、複数のピンに対して綛部の半径方向内側に配置されるカッターと、を有する糸端処理装置と、
を備え、
ライナーに対するヘリカル巻き終了後に、糸端処理装置は、綛部の複数のピンを複数の繊維ガイドから引き出される複数本の繊維束の間に位置させる差込み動作を行い、差込み動作の後、綛部をライナーの軸中心にヘリカル巻きヘッドに対して相対的に回転させて綛部の外周に複数本の繊維束を巻き付ける綛巻き付け動作を行い、綛巻き付け動作の後、カッターで複数本の繊維束を切断する第１切断動作を行う。
【００１０】
第２の発明のフィラメントワインディング装置は、第１の発明のフィラメントワインディング装置であって、
ライナー移送装置に新たに設置されたライナーに対するヘリカル巻きの開始前に、糸端処理装置は、綛部をライナーの軸中心にヘリカル巻きヘッドに対して相対的に回転させて綛部の外周に複数本の繊維束を甘巻きする準備動作を行い、準備動作の後、複数本の繊維束の巻き付け位置を綛部からライナーの支持軸に移行させる移行動作を行い、移行動作の後、カッターで複数本の繊維束を切断する第２切断動作を行う。
【００１１】
第３の発明のフィラメントワインディング装置は、第１又は第２の発明のフィラメントワインディング装置であって、
複数の繊維ガイドは、ライナーの外周面に向けて放射状、かつ等間隔にヘリカル巻きヘッドに設置され、
綛部の複数のピンは、ライナーの軸周りに等間隔に設置され、
差込み動作において、複数本の繊維束は、複数のピンの間に均等本数ずつ挿入される。
【００１２】
第４の発明のフィラメントワインディング装置は、第１から第３のいずれかの発明のフィラメントワインディング装置であって、
綛部の複数のピンは、ライナーの軸周りの円周上に配置され、
カッターは、複数のピンに対して綛部の半径方向内側において、ライナーの軸中心に回動するように構成される。
【００１３】
第５の発明のフィラメントワインディング装置は、第１から第４のいずれかの発明のフィラメントワインディング装置であって、
カッターは、綛部に対してライナーの軸方向に進退自在であり、複数本の繊維束を切断する場合、カッターは綛部のピン側に進出するとともに、ライナーの軸中心に１周以上回転して複数本の繊維束を切断する。
【００１４】
第６の発明のフィラメントワインディング装置は、第１から第５のいずれかの発明のフィラメントワインディング装置であって、
カッターの位置を検知する検知部を有し、カッターがライナーの軸中心に１周以上回転したことを検知した場合、ヘリカル巻きヘッドから引き出される複数本の繊維束が全て切断されたと判断する。
【００１５】
第７の発明のフィラメントワインディング装置は、第１から第６のいずれかの発明のフィラメントワインディング装置であって、
カッターは、丸刃と、丸刃を回転可能に保持するとともに、丸刃に繊維束を案内するガイドを有する保持部材と、を備える。
【００１６】
第８の発明のフィラメントワインディング装置は、第１から第７のいずれかの発明のフィラメントワインディング装置であって、
ピンは、先端側に向けて徐々に先細る胴部と、胴部の先端側に設けられる頭部とを備え、複数のピンの間に挿入された繊維束の脱落を防止する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のフィラメントワインディング装置によれば、ライナーに対するヘリカル巻き終了後に、糸端処理装置は、差込み動作、綛巻き付け動作、及び第１切断動作を行う。このため、下記の効果がある。
（１）カッターは、複数のピンに対して綛部の半径方向内側に配置され、綛部に複数本の繊維束が巻き付けられた後、カッターで複数本の繊維束を切断する。このため、繊維束の切断ミスが起こりにくい。また、カッターの刃を糸受け渡しリングに等に押し付けて切断する構造ではないため、刃こぼれも発生しない。
（２）綛部に複数本の繊維束が巻き付けられていくと、上層の繊維束のテンションによって下層の繊維束が締め付けられる。このため、ヘリカル巻き装置の繊維端をフープ巻きをせずにしっかりと保持することができる。
（３）カッターで切断した複数本の繊維束は、綛部に保持される。このため、繊維束の自由端部がライナーの支持軸とライナーに駆動力を与える駆動軸との連結部に不用意に噛み込むことがなく、次のライナーの設置を確実に行うことができる。
（４）ライナーの形状に合わせて糸端処理装置の位置を調節することにより、ライナーの支持軸への繊維束の甘巻きを最小限とすることができ、無駄（捨て糸）を抑えることができる。
以上より、ライナーを交換する際にヘリカル巻き装置の繊維端の処理を適切に行うことのできるフィラメントワインディング装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１に係るＦＷ装置１００の側面図。
【図２】糸端処理装置５１の斜視図。
【図３】糸端処理装置５１の綛部６０の一部、及びカッター７０を拡大した斜視図。
【図４】（Ａ）ピン６７の拡大斜視図（Ｂ）他の例のピン６７の拡大斜視図。
【図５】カッター７０の部品構成を示す斜視図。
【図６】カッター７０の斜視図。
【図７】ライナー１（Ｌ１）に対する繊維束Ｆの巻き付けが終了した状態を示すＦＷ装置１００の側面図。
【図８】差込み動作を示すＦＷ装置１００の側面図。
【図９】綛巻き付け動作を示すＦＷ装置１００の側面図。
【図１０】第１切断動作を示すＦＷ装置１００の側面図。
【図１１】繊維束Ｆの巻き付けが終了したライナー１（Ｌ１）を排出し、新たなライナー１（Ｌ２）に交換した後の状態を示すＦＷ装置１００の側面図。
【図１２】準備動作を示すＦＷ装置１００の側面図。
【図１３】移行動作を示すＦＷ装置１００の側面図。
【図１４】第２切断動作を示すＦＷ装置１００の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態に係るフィラメントワインディング装置（ＦＷ装置）１００について図を用いて説明する。まず、図１を用いて、フィラメントワインディング装置（ＦＷ装置）１００の全体構成について説明する。ＦＷ装置１００は、フープ巻き装置３０によるフープ巻きとヘリカル巻き装置４０による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の外周面１Ｓに樹脂を含浸させた繊維束Ｆを巻き付ける。
【００２０】
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、便宜的に矢印Ａの先端側を前側とし、矢印Ａの基端側を後側とする。
【００２１】
ライナー１は、耐圧容器を構成する基材である。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体である。ライナー１は、外周面１Ｓに複数本の繊維束Ｆが巻き付けられ、複数の繊維層が形成されることによって耐圧性能の向上が図られる。尚、以下の説明では、ライナー１は、繊維束Ｆを巻き付ける前の状態と、繊維束Ｆを巻き付けている途中の状態の両方を意味するものとする。例えば、ライナー１の外周面１Ｓとは、巻き付けられた繊維束Ｆの表面であることも意味する。また、以下の説明において、繊維束Ｆの巻き付けが終了したライナー１をライナーＬ１、繊維束Ｆの巻き付けを新たに行うライナー１をライナーＬ２という場合がある。
【００２２】
図１に示すように、ＦＷ装置１００は、主基台１０、ライナー移送装置２０、フープ巻き装置３０、ヘリカル巻き装置４０、及び制御部９０を有する。
【００２３】
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が設けられている。ライナー移送装置用レール１１には、ライナー移送装置２０が載置されている。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が設けられている。フープ巻き装置用レール１２には、フープ巻き装置３０が載置されている。ライナー移送装置２０及びフープ巻き装置３０は、主基台１０に対して移動す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。
【００２４】
ライナー移送装置２０は、ライナー１を支持して、ライナー１を軸中心に回転させるとともに、主基台１０に対してライナー１の軸方向に往復移動する。ライナー移送装置２０は、ＦＷ装置１００の前後方向を中心軸としてライナー１を回転させる。また、ライナー移送装置２０は、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー１を移送する。ライナー移送装置２０は、第１基台２１、ライナー支持フレーム２３、及び回転軸２４を有する。
【００２５】
第１基台２１の上部には、一対のライナー支持フレーム２３が設けられている。ライナー支持フレーム２３には、前後方向に向けて回転軸２４が延設される。ライナー１は、回転軸２４に取り付けられ、動力機構２５によって一方向に回転される。ライナー１には、支持軸２６が装着されており、連結部２７で回転軸２４と連結される。ライナー移送装置２０の駆動は制御部９０により制御される。ライナー移送装置２０には、糸端処理装置５０が設けられている。糸端処理装置５０については後に詳細に説明する。
【００２６】
フープ巻き装置３０は、ライナー１の外周面１Ｓに複数本の繊維束Ｆを同時に巻き付けて繊維層を形成する。フープ巻き装置３０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して略垂直となるフープ巻きを行なう。フープ巻き装置３０は、第２基台３１、動力機構３２、及びフープ巻きヘッド３４を有する。フープ巻き装置３０の駆動は制御部９０により制御される。
【００２７】
第２基台３１には、動力機構３２によって回転されるフープ巻きヘッド３４が設けられている。フープ巻きヘッド３４は、中央にライナー１を挿通する開口部（図示せず）を有している。この開口部の周囲に複数（本実施形態では４本）のボビンＢが配置される。各ボビンＢからは、それぞれ繊維束Ｆがライナー１の外周面１Ｓに供給される。動力機構３２はフープ巻きヘッド３４をライナー１の中心軸回りに回転させる。
【００２８】
フープ巻きでは、フープ巻き装置３０をライナー１の中心軸方向に沿って往復動させつつ、フープ巻きヘッド３４をライナー１の中心軸回りに回転させる。ライナー１は静止状態とし、軸方向には移動させず、回転も行わない。つまり、フープ巻き装置３０は、フープ巻きヘッド３４をライナー１と相対回転させることで、ライナー１上に複数本の繊維束Ｆを同時に巻き付ける。フープ巻き装置３０は、ライナー１に対する移動速度やフープ巻きヘッド３４の回転速度を調節することによって、繊維束Ｆの巻き付け態様を変更可能である。
【００２９】
ヘリカル巻き装置４０は、ライナー１の外周面１Ｓに複数本の繊維束Ｆを同時に巻き付けて繊維層を形成する。ヘリカル巻き装置４０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して所定の値（例えば、０〜６０度）となるヘリカル巻きを行なう。ヘリカル巻き装置４０は、第３基台４１、第１ヘリカル巻きヘッド４３、及び第２ヘリカル巻きヘッド４４を有している。ヘリカル巻き装置４０は主基台１０に固定されている。ヘリカル巻き装置４０の駆動は制御部９０により制御される。
【００３０】
第３基台４１は、第１ヘリカル巻きヘッド４３、及び第２ヘリカル巻きヘッド４４を有している。第１ヘリカル巻きヘッド４３、及び第２ヘリカル巻きヘッド４４には、図示しない複数のボビンから繊維束Ｆが供給される。複数本の繊維束Ｆはライナー１の外周面１Ｓに導かれる。第１ヘリカル巻きヘッド４３、及び第２ヘリカル巻きヘッド４４には、それぞれ複数の繊維ガイド（図示せず）がライナー１の外周面１Ｓに向けて放射状、かつ等間隔に設けられている。複数のノズルによって、ライナー１の外周面１Ｓに複数本の繊維束Ｆが導かれる。本実施例では、繊維ガイドは、第１ヘリカル巻きヘッド４３、及び第２ヘリカル巻きヘッド４４にそれぞれ９０本設けられている。このため、１８０本の繊維束Ｆがライナー１の外周面１Ｓに導かれている。
【００３１】
ライナー移送装置２０は、ライナー１をライナー１の軸方向に移動させながらライナー１を軸中心に回転させる。ライナー１が回転することで、第１ヘリカル巻きヘッド４３、及び第２ヘリカル巻きヘッド４４の複数の繊維ガイドからそれぞれ繊維束Ｆが引き出されて、ライナー１の外周面１Ｓに複数本（本実施例では１８０本）の繊維束Ｆが同時に巻き付けられる。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の巻き付け態様を変更可能である。
【００３２】
次に、本発明の特徴部分である糸端処理装置５０について詳しく説明する。糸端処理装置５０は、繊維束Ｆの巻き付けを終了したライナー１（Ｌ１）から新たなライナー１（Ｌ２）に交換し、ライナー１（Ｌ２）にヘリカル巻きを開始する際に、ヘリカル巻き装置４０の繊維束Ｆ（繊維端）を保持し、繊維端の処理を行う装置である。図１に示すように、糸端処理装置５０は、ライナー支持フレーム２３に設けられている。糸端処理装置５０は、綛部６０、及びカッター７０を有している。
【００３３】
綛部６０は、ヘリカル巻き装置４０の繊維束Ｆ（繊維端）を一時的に巻き付けて保持するものである。綛部６０は、内側にライナー移送装置２０の回転軸２４、及びライナー１の支持軸２６を挿通させるように配置されている。綛部６０は、ライナー１とともにライナー１の軸中心に回転するように構成されている（図２に示す回転方向Ｒ１、Ｒ２）。綛部６０は、第１駆動装置５１に接続されている。綛部６０は、第１駆動装置５１により、ライナー１の軸（ライナー移送装置２０の回転軸２４、及びライナー１の支持軸２６）方向に進退自在に構成されている（図２に示す方向Ｄ１、Ｄ２）。つまり、綛部６０は、ヘリカル巻き装置４０の複数の繊維ガイドから引き出される複数本の繊維束Ｆに対してライナー１の軸方向に進退自在である。第１駆動装置５１は、制御部９０に接続されており、制御部９０からの信号に基づいて、綛部６０の進退、及び停止が制御される。尚、綛部６０をライナー１に対して回転自在に構成し、第２駆動装置（図示せず）を別に設けて、綛部６０をライナー１の軸周りに相対的に回転させるようにしてもよい。
【００３４】
図２に示すように、綛部６０は、第１枠部６１、第２枠部６２、及び第３枠部６３を備えている。第１枠部６１、第２枠部６２、及び第３枠部６３は、それぞれ円環状の部材である。第２枠部６２は第１枠部６１よりもやや大径とされ、第３枠部６３は第２枠部６２よりやや大径とされている。第１枠部６１と第２枠部６２は、複数の巻き付け棒６５で連結されている。複数の巻き付け棒６５は、ヘリカル巻き装置４０の繊維束Ｆ（繊維端）が一時的に巻き付けられる部分である。巻き付け棒６５は、第１枠部６１及び第２枠部６２の周方向に等間隔に配置されている。第２枠部６２と第３枠部６３は、複数の連結棒６６で連結されている。巻き付け棒６５は、第２枠部６２及び第３枠部６３の周方向に等間隔に配置されている。
【００３５】
第１枠部６１には、複数のピン６７が設けられている。複数のピン６７は、綛部６０がライナー１の軸周りに回転することにより、一緒にライナー１の軸周りに回転する。ピン６７は、ヘリカル巻き装置４０の複数の繊維ガイドから引き出される複数本の繊維束Ｆの間に差し込んで繊維束Ｆを係合させ、綛部６０に繊維束Ｆを巻き付けるきっかけをつくる部材である。
【００３６】
複数のピン６７は、ライナー１の軸方向に沿って、ヘリカル巻き装置４０に向けて配置されている。ピン６７は、ライナー１の軸周りの円周上に等間隔となるように第１枠部６１に配置されている。本実施例では、４５本のピン６７が第１枠部６１に設けられている。ピン６７が等間隔に配置されることにより、複数のピン６７と複数本の繊維束Ｆとが係合した際には、複数のピン６７の間に、繊維束Ｆが均等本数ずつ挿入される。本実施例では、１８０本の繊維束Ｆに対して４５本のピン６７が配置されるため、ピン６７の間には、４本ずつの繊維束Ｆが挿入されることとなる。
【００３７】
図４Ａに示すように、ピン６７は、先端側に向けて徐々に先細る胴部６７１と、胴部６７１の先端側に設けられる頭部６７２とを備える。頭部６７２は、ピン６７に係合した繊維束Ｆの脱落を防止する。ピン６７の形状はこれに限定されず、例えば図４Ｂに示すように、頭部６７２に係合部６７３を形成してもよい。
【００３８】
図２、図３に示すように、カッター７０は、複数本の繊維束Ｆを綛部６０と、ライナー１の支持軸２６との間で切断するものである。カッター７０は、綛部６０の第１枠部６１の内側に配置される第４枠部６４に設けられている。
【００３９】
第４枠部６４は、図示しない第３駆動装置、及び第４駆動装置に接続されている。第４枠部６４は、第３駆動装置により、綛部６０に対してライナー１の軸方向に進退自在とされている（図２、図３に示す方向Ｄ３、Ｄ４）。このため、カッター７０は、綛部６０に対してライナー１の軸方向に後退した待機位置と、ライナー１の軸方向に進出した切断位置との間で進退自在である。待機位置は、ライナー１の軸方向において第１枠部６１よりも第２枠部６２側に位置する状態である（図２、図３に示す位置よりも方向Ｄ４側）。作動位置は、後述するカッター７０のガイド７１１が複数のピン６７に対して綛部６０の半径方向内側に位置する状態である（図２、図３に示す位置）。
【００４０】
第４枠部６４は、第４駆動装置により、綛部６０に対してライナー１の軸中心に回動自在とされている（図２、図３に示す回転方向Ｒ３）。このため、カッター７０は、複数のピン６７に対して綛部６０の半径方向内側において、ライナー１の軸中心に回動自在である。
【００４１】
図３に示すように、カッター７０で複数本の繊維束Ｆを切断する場合、カッター７０は、待機位置から綛部６０のピン６７側の作動位置（図３に示す位置）まで進出するとともに、ライナー１の軸中心にＲ３方向に１周以上回転して複数本の繊維束Ｆを切断する。カッター７０は、複数本の繊維束Ｆを切断する場合以外は、作動位置から待機位置まで後退する。第３駆動装置、及び第４駆動装置は、制御部９０に接続されており、制御部９０からの信号に基づいて、カッター７０の進退、回転、及び停止が制御される。
【００４２】
図５、図６に示すように、カッター７０は、保持部材としてのカッター主体７１、第１保持部７２、及び第２保持部７３と、丸刃７４を備えている。第１保持部７２、及び第２保持部７３は、丸刃７４が回転自在となるように挟持する。第１保持部７２、及び第２保持部７３には、丸刃７４に繊維束Ｆを案内するガイド７２１、７３１がそれぞれ形成されている。丸刃７４を挟持した第１保持部７２、及び第２保持部７３は、カッター主体７１に取り付けられる。カッター主体７１の押え部７１２は、第１保持部７２、及び第２保持部７３を挟持する方向に付勢されている。カッター主体７１にも、ガイド７２１、７３１に対応するガイド７１１が形成されている。カッター主体７１は第４枠部６４に取り付けられる。
【００４３】
綛部６０には、カッター７０の位置を検知する図示しない検知部が設けられている。検知部は、制御部９０に接続されている。検知部からの検知信号により、カッター７０がライナー１の軸中心に１周以上回転したことを制御部９０が検知した場合、制御部９０は、ヘリカル巻き装置４０の複数の繊維ガイドから引き出される複数本の繊維束Ｆが全て切断されたと判断する。
【００４４】
次に、上記構成のＦＷ装置１００において、繊維束Ｆの巻き付けを終了したライナー１（Ｌ１）から新たなライナー１（Ｌ２）に交換する際の糸端処理装置５０の動作について説明する。糸端処理装置５０の動作を含めたＦＷ装置１００の巻き付け条件については予め制御部９０に入力されているものとする。制御部９０は、入力された巻き付け条件に基づいてＦＷ装置１００の駆動を以下のように制御する。図７から図１４においては、図示及び説明を簡単にするため、フープ巻き装置３０の図示及び動作の説明を省略する。
【００４５】
図７は、ライナー１に対する繊維束Ｆの巻き付けが終了した状態を示している。ライナー１（Ｌ１）は回転が停止している状態である。複数本の繊維束Ｆは、綛部６０の外径より内側に巻き付けられた状態とする。本実施例では、ヘリカル巻き装置４０の複数本の繊維束Ｆは、ライナー１の支持軸２６に巻き付けられている。ヘリカル巻き装置４０から導かれる複数本の繊維束Ｆがライナー１の外周面１Ｓ、またはライナー１の支持軸２６に接して巻き付けられる位置を巻き付け位置ＷＰとする。
【００４６】
（差込み動作）
この状態で、ＦＷ装置１００は、図８に示す差込み動作を行う。差込み動作では、第１駆動装置５１により、綛部６０をＤ１方向に移動させ、綛部６０の複数のピン６７を複数の繊維ガイドから引き出される複数本の繊維束Ｆの間に位置させる。差込み動作により、複数本の繊維束Ｆは複数のピン６７の間に均等本数ずつ挿入される。差込み動作の際には、ライナー１及び綛部６０の回転は停止している。
【００４７】
（綛巻き付け動作）
差込み動作の後、ＦＷ装置１００は、図９に示す綛巻き付け動作を行う。綛巻き付け動作では、ライナー１及び綛部６０を軸中心に回転させて複数本の繊維束Ｆを引き出し、綛部６０の外周に複数本の繊維束Ｆを巻き付ける。本実施例では、綛部６０及びライナー１を同期させて、ライナー１の軸中心にＲ１方向に回転させる。すると、差込み動作において、複数本の繊維束Ｆは、複数のピン６７の間に挿入されているため、複数本の繊維束Ｆは綛部６０の複数の巻き付け棒６５の上に巻き取られていく。同時に、第１駆動装置５１により、綛部６０をライナー１の軸方向に徐々に進出させ、下に巻いた繊維束Ｆの上に繊維束Ｆが重なるようにする。尚、綛部６０をライナー１に対して回転自在に構成した場合は、第２駆動装置（図示せず）により、綛部６０をライナー１に対して回転させて繊維束Ｆを巻き付け棒６５の上に巻き取るようにしてもよい。この場合、ライナー１（Ｌ１）と綛部６０の回転が同期していないと、ライナー１（Ｌ１）に巻き付けた繊維束Ｆが緩んだり、切れたりする。このため、綛部６０とライナー１（Ｌ１）は同期させて回転させる。
【００４８】
（第１切断動作）
綛巻き付け動作により、綛部６０に複数本の繊維束Ｆを巻き付けた後、図１０に示す第１切断動作を行う。第１切断動作では、カッター７０で複数本の繊維束Ｆを切断する。第１切断動作は、綛部６０の進退を停止し、ライナー１（Ｌ１）及び綛部６０の回転も停止した状態で行われる。カッター７０は、第３駆動装置により、綛部６０に対してライナー１の軸方向（Ｄ３方向）に進出して待機位置から切断位置まで移動する。カッター７０は、切断位置のまま、第４駆動装置により、綛部６０に対してライナー１の軸中心にＲ３方向に回転する。カッター７０が綛部６０に対してライナー１の軸中心に回転することにより、複数本の繊維束Ｆは、ガイド７１１に当接して丸刃７４に案内され、切断される。複数本の繊維束Ｆは、綛部６０と、ライナー１の支持軸２６との間で切断される。
【００４９】
制御部９０は、検知部からの検知信号により、カッター７０がライナー１の軸中心に１周以上回転したことを検知した場合、ヘリカル巻き装置４０から引き出される複数本の繊維束Ｆが全て切断されたと判断する。この後、繊維束Ｆの巻き付けが終了したライナー１（Ｌ１）は排出され、図１１に示すように、次の新たなライナー１（Ｌ２）がＦＷ装置１００のライナー移送装置２０に新たに設置される。ライナー１の交換については詳しい説明は省略する。
【００５０】
（準備動作）
図１２に示すように、次の新たなライナー１（Ｌ２）に対するヘリカル巻きの開始前に、準備動作を行う。準備動作では、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰを綛部６０の端部へ移動させる。具体的には、準備動作は、綛部６０及びライナー１（Ｌ２）をライナー１（Ｌ２）の軸中心に回転させるとともに、ライナー１（Ｌ２）の軸方向に移動させることにより、綛部６０の外周に複数本の繊維束Ｆを甘巻きしながら、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰを綛部６０の端部へ移動させる。甘巻きは、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰを移動させる際の繊維束Ｆの巻き付けをいう。
【００５１】
（移行動作）
準備動作の後、図１３に示すように、移行動作を行う。移行動作では、繊維束Ｆの巻き付け位置ＷＰを綛部６０からライナー１の支持軸２６に移行させる。移行動作の後は、ライナー１（Ｌ２）をライナー１（Ｌ２）の軸中心に回転させるとともに、ライナー１（Ｌ２）の軸方向に移動させることにより、ライナー１の支持軸２６に複数本の繊維束Ｆを巻き付けていく。このとき綛部６０はライナー１とともに回転しており、綛部６０の進退も継続させる。
【００５２】
（第２切断動作）
移行動作の後、図１４に示すように、第２切断動作を行う。第２切断動作では、カッター７０で複数本の繊維束Ｆを切断する。綛巻き付け動作により、綛部６０に複数本の繊維束Ｆが巻き付けた後、第２切断動作を行う。第２切断動作では、カッター７０で複数本の繊維束Ｆを切断する。カッター７０は、第３駆動装置により、綛部６０に対してライナー１の軸方向（Ｄ３方向）に進出して待機位置から切断位置まで移動する。カッター７０は、切断位置のまま、第４駆動装置により、綛部６０に対してライナー１の軸中心にＲ３方向に回転する。カッター７０が綛部６０に対してライナー１の軸中心に回転することにより、複数本の繊維束Ｆは、ガイド７１１に当接して丸刃７４に案内され、切断される。複数本の繊維束Ｆは、綛部６０と、ライナー１の支持軸２６との間で切断される。第２切断動作の後、綛部６０の進退は停止する。
【００５３】
以上説明した本実施例に係るＦＷ装置１００によれば、次のような効果を有する。
【００５４】
ＦＷ装置１００によれば、ライナー１に対するヘリカル巻き終了後に、糸端処理装置５０は、差込み動作、綛巻き付け動作、及び第１切断動作を行う。このため、下記の効果がある。
（１）カッター７０は、複数のピン６７に対して綛部６０の半径方向内側に配置され、綛部６０に複数本の繊維束Ｆが巻き付けられた後、カッター７０で複数本の繊維束Ｆを切断する。このため、繊維束Ｆの切断ミスが起こりにくい。また、カッター７０の刃を糸受け渡しリングに等に押し付けて切断する構造ではないため、刃こぼれも発生しない。
（２）綛部６０に複数本の繊維束Ｆが巻き付けられていくと、上層の繊維束Ｆのテンションによって下層の繊維束Ｆが締め付けられる。このため、ヘリカル巻き装置４０の繊維端をフープ巻きをせずにしっかりと保持することができる。
（３）カッター７０で切断した複数本の繊維束Ｆは、綛部６０に保持される。このため、繊維束Ｆの自由端部がライナー１の支持軸２６とライナー１に駆動力を与える回転軸２４との連結部２７に不用意に噛み込むことがなく、次のライナー１（Ｌ２）の設置を確実に行うことができる。
（４）ライナー１の形状に合わせて糸端処理装置５０の位置を調節することにより、ライナー１の支持軸２６への繊維束Ｆの甘巻きを最小限とすることができ、無駄（捨て糸）を抑えることができる。
以上より、ライナー１を交換する際にヘリカル巻き装置４０の繊維端の処理を適切に行うことができる。
【００５５】
ＦＷ装置１００によれば、ライナー移送装置５０に新たに設置されたライナー１（Ｌ２）に対するヘリカル巻きの開始前に、糸端処理装置５０は、準備動作、移行動作、及び第２切断動作を行う。このため、ライナー１（Ｌ２）への繊維束Ｆの巻き付けの完了時に、糸端処理装置５０でヘリカル巻き装置４０の繊維端を保持し、その状態のまま、次のライナー１（Ｌ２）のヘリカル巻きを開始することができる。よって、次のライナー１（Ｌ２）に繊維束Ｆを巻き始める際に、ヘリカル巻きの繊維端を作業者が手作業でライナー１（Ｌ２）に貼り付けるといった作業が不要となる。
【００５６】
ＦＷ装置１００によれば、綛部６０の複数のピン６７は、ライナー１の軸周りに等間隔に設置され、差込み動作において、複数本の繊維束Ｆは、複数のピン６７の間に均等本数ずつ挿入される。このため、ヘリカル巻き装置４０の繊維端は、偏ることなく綛部６０の周囲に均一に巻き付けられ、確実に保持される。また、次のライナー１（Ｌ２）へのヘリカル巻きを開始する際、繊維端が綛部６０に均一に巻き付けられているため、繊維束Ｆを綛部６０からライナー１の支持軸２６、及びライナー１へのヘリカル巻きへと移行する際に巻き付けの異常が発生しにくい。
【００５７】
ＦＷ装置１００によれば、綛部６０の複数のピン６７は、ライナー１の軸周りの円周上に配置され、カッター７０は、複数のピン６７に対して綛部６０の半径方向内側において、ライナー１の軸中心に回動するように構成される。綛部６０の半径方向内側は、カッター７０による繊維束Ｆの切断が容易であり、かつ、綛部６０への繊維束Ｆの巻き付けの際にカッター７０が繊維束Ｆに干渉しにくい。
【００５８】
ＦＷ装置１００によれば、カッター７０は、綛部６０に対してライナー１の軸方向に進退自在であり、複数本の繊維束Ｆを切断する場合、ライナー１は綛部６０のピン６７側に進出するとともに、ライナー１の軸中心に１周以上回転して複数本の繊維束Ｆを切断する。このため、簡単なカッター７０の動作により繊維束Ｆを確実に切断することができ、かつ、綛部６０への繊維束Ｆの巻き付けの際にカッター７０が繊維束Ｆに干渉しにくい。
【００５９】
ＦＷ装置１００によれば、カッター７０がライナー１の軸中心に１周以上回転したことを検知した場合、第１ヘリカル巻きヘッド４３、及び第２ヘリカル巻きヘッド４４から引き出される複数本の繊維束Ｆが全て切断されたと判断する。このため、繊維束Ｆの切断が完了したことの判断を簡単に行うことができる。
【００６０】
ＦＷ装置１００によれば、カッター７０は、丸刃７４と、丸刃７４を回転可能に保持するとともに、丸刃７４に繊維束を案内するガイド７１１、７２１、７３１を有する保持部材としてのカッター主体７１、第１保持部７２、及び第２保持部７３を備える。繊維束Ｆを切断することで丸刃７４が少しずつ回転し、丸刃７４の使用部分が変動するため、カッター７０の性能が長期間に渡って維持され、カッター７０のメンテナンスの頻度を減らすことができる。
【００６１】
ＦＷ装置１００によれば、ピン６７は、先端側に向けて徐々に先細る胴部６７１と、胴部６７１の先端側に設けられる頭部６７２とを備え、複数のピン６７の間に挿入された繊維束Ｆの脱落を防止する。このため、ヘリカル巻き装置４０の繊維端は、ピン６７から脱落することなく綛部６０の周囲に均一に巻き付けられ、確実に保持される。また、次のライナー１（Ｌ２）へのヘリカル巻きを開始する際、繊維端がピン６７から脱落せずに綛部６０に均一に巻き付けられているため、繊維束Ｆを綛部６０からライナー１の支持軸２６、及びライナー１（Ｌ２）へのヘリカル巻きへと移行する際に巻き付けの異常が発生しにくい。
【００６２】
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い。
【符号の説明】
【００６３】
１００    フィラメントワインディング装置（ＦＷ装置）
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
５０    糸端処理装置
５１    第１駆動装置
６０    綛部
６５    巻き付け棒
６６    連結棒
６７    ピン
６７１  胴部
６７２  頭部
６７３  係合部
７０    カッター
７１    カッター主体
７２    第１保持部
７３    第２保持部
７４    丸刃
９０    制御部
１      ライナー
Ｆ      繊維束
【図１】
2014205305.tif 000003
【図２】
2014205305.tif 000004
【図３】
2014205305.tif 000005
【図４】
2014205305.tif 000006
【図５】
2014205305.tif 000007
【図６】
2014205305.tif 000008
【図７】
2014205305.tif 000009
【図８】
2014205305.tif 000010
【図９】
2014205305.tif 000011
【図１０】
2014205305.tif 000012
【図１１】
2014205305.tif 000013
【図１２】
2014205305.tif 000014
【図１３】
2014205305.tif 000015
【図１４】
2014205305.tif 000016