(57)【要約】【課題】  プレプリグシートが巻き付けられている棒状部材の外側に、テープを所定のテンションで迅速かつ確実に巻き付けることができるテープ巻き付け装置の提供。【解決手段】  棒状部材６の一端を把持して固定する把持装置８と、棒状部材に沿って延びるように隣接配置された２本の円柱状部材１０と、棒状部材６を長手方向軸線を中心に回転させる回転手段と、回転している棒状部材６に、２本の円柱状部材１０の間からテープを供給して棒状部材６の表面にテープを巻き付けるテープ供給装置１２と、棒状部材６に沿ってその一端から他端にテープ供給装置１２を搬送する搬送装置１４と、棒状部材６の他端部分で、棒状部材６の表面に巻き付けられたテープを加熱し熱融着させるヘッダ部４０とを備えている【選択図】      図１
2006096550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状部材を固定する固定手段と、
前記固定手段によって固定された棒状部材を、長手方向軸線を中心に回転させる回転手段と、
前記回転手段によって回転させられている前記棒状部材にテープを供給して該棒状部材の表面に前記テープを巻き付けるテープ供給手段と、
前記固定された棒状部材に沿って該棒状部材の一端から他端に前記テープ供給手段を搬送する搬送手段と、
前記固定された棒状部材の他端部分で、前記棒状部材の表面に巻き付けられたテープを加熱し熱融着させる熱融着手段と、を備えている、
ことを特徴とするテープ巻き付け装置。
【請求項２】
固定手段が、前記棒状部材の一端を把持する把持手段と、該把持手段によって一端が固定された棒状部材に沿って延びるように隣接配置された２本の円柱状部材とを有する、
請求項１に記載のテープ巻き付け装置。
【請求項３】
前記一端が把持された棒状部材が、前記並列配置された２本の円柱状部材の間に載置され、
前記テープ供給手段から供給されるテープが、前記２本の円柱状部材の間から、前記棒状部材に供給される、
請求項２に記載のテープ巻き付け装置。
【請求項４】
加熱可能なヘッド部とヘッド部の駆動部とからなり、前記の並列配置された２本の円柱状部材と平行に配設された部材上に固定された熱融着機構であって、棒状部材にテープを巻き付けた後、ヘッド部の駆動部の作用により前記ヘッド部と棒状部材のテープ巻き終わり部分とを接触させることができる熱融着機構を有する、請求項１〜３いずれか一項に記載のテープ巻き付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テープ巻き付け装置に関し、より詳細には、繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフト、釣り竿等の棒状部材を製造する工程において、製造中の棒状部材の表面にテープを巻き付けるテープ巻き付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフト、釣り竿、バトミントンラケット用シャフト、自動車用ドライブシャフト、自転車用フレーム材、印刷機などに用いる工業機械用ロール、眼鏡フレーム材等の棒状部材を製造する際には、炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維とマトリックス樹脂とで形成された複数枚のプリプレグシートを棒状のマンドレルの表面に積層状態または１層ずつ巻き付け、これを炉中で熱硬化させ、さらに、マンドレルを引き抜くことによって、筒状のシャフト材を得ている。（特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１１４１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
炉の中での熱硬化に先だって、マンドレル上に巻き付けられた積層状態のプリプレグシートの外側に、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）など熱収縮性樹脂で作られたテープが隙間なく巻き付けられる。外側に巻き付けられた熱収縮性のテープは、炉内でのプリプレグの熱硬化時に収縮するので、熱硬化したプリプレグの外表面は平坦できれいな仕上がり状態となり、また、熱収縮するテープによって熱硬化時にプリプレグが外側から締め付けられて積層状態に巻き付けられている複数層のプリプレグシートの一体化が促進させる。
【０００５】
従来、このテープの巻き付け作業は、手作業による取付けによって行われていた。しかしながら、マンドレル上にプレプリグシートが巻き付けられている棒状部材は比較的細いため、その外側に人手によってテープを隙間なく巻き付ける作業は、容易ではなく時間がかかる作業であった。さらに、テープは所定のテンションで巻き付けられていることが必要であるため、テープ巻き付け作業には熟練を要する。
このため、棒状部材の両端を固定して回転させながら、巻き出したテープを移動させることによりテープを巻き付ける装置が考えられるが、細くて撓み易く、部位によってはテーパーを有する棒状部材に均一なテンションで一定の間隔でテープを巻くことが困難であった。
一方、テープの巻き付けを施した棒状部材はその後の硬化工程が終了するまでテープの緊縛力を保持させる必要があるため、テープ巻き付け後テープを固定する必要がある。一般には市販の粘着テープ等で固定することが用いられているが、特にマトリックス樹脂の硬化温度が高い場合には、熱硬化の工程で粘着テープが外れる恐れがある。また、プリプレグ毎に硬化温度が異なるプリプレグを用いる場合にはそれに適した粘着テープに交換する必要がある、あるいは粘着テープで止める工程に時間が取られる問題があった。
さらに、プリプレグシートとテープが接着してしまうことを避けるため、テープ表面をシリコーン等の離型処理をする場合がある。この場合テープを粘着材等でとめることが困難となる。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、プレプリグシートが巻き付けられている棒状部材の外側に、テープを所定のテンションで迅速かつ確実に巻き付けることができるテープ巻き付け装置を提供することを目的とする。また硬化温度の高いプリプレグや離型処理を行ったテープ材を用いても、その後の硬化工程でラッピングしたテープが外れることがないテープの巻き付け装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、前記棒状部材を固定する固定手段と、前記固定手段によって固定された棒状部材を、長手方向軸線を中心に回転させる回転手段と、前記回転手段によって回転させられている前記棒状部材にテープを供給して該棒状部材の表面に前記テープを巻き付けるテープ供給手段と、前記固定された棒状部材に沿って該棒状部材の一端から他端に前記テープ供給手段を搬送する搬送手段と、前記固定された棒状部材の他端部分で、前記棒状部材の表面に巻き付けられたテープを加熱し熱融着させる熱融着手段と、を備えていることを特徴とするテープ巻き付け装置が提供される。
【０００８】
このような構成によれば、一端が固定された状態で回転させられるゴルフクラブ用のシャフト材等の細長い棒状部材に、テープ供給手段が棒状部材に沿って移動しながらテープを供給する。したがって、棒状部材の外表面全体に、テープが巻き付けられることなる。
搬送手段の搬送速度、棒状部材の回転速度等は、テープが棒状部材の外表面全体に隙間なく巻かれるように、テープの幅、棒状部材の径等に応じて、設定されている。
【０００９】
本発明の他の好ましい態様によれば、固定手段が、前記棒状部材の一端を把持する把持手段と、該把持手段によって一端が固定された棒状部材に沿って延びるように隣接配置された２本の円柱状部材とを有する。
【００１０】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記一端が把持された棒状部材が、前記並列配置された２本の円柱状部材の間に載置され、前記テープ供給手段から供給されるテープが、前記２本の円柱状部材の間から、前記棒状部材に供給される。
【００１１】
このような構成によれば、２本の柱状部材の間に配置された棒状部材に対して、２本の柱状部材の間からテープが供給されるので、テープ供給手段が移動しても、棒状部材に対して一定の位置関係でテープを供給することが可能となり、確実にテープを巻き付けることが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明によれば、加熱されたヘッド部とヘッド部を駆動する部材が、前記の並列配置された２本の円柱状部材と平行に配設された部材上に固定され、棒状部材にテープを巻き付けた後、駆動部材が作動して加熱ヘッドと棒状部材のテープ巻き終わり部分が接触しテープを固定する機構を有する。これによりテープを融着してしかも迅速に固定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
このような構成によれば、プレプリグシートが巻き付けられている棒状部材の外側に、テープを所定のテンションで迅速かつ確実に巻き付けることができるテープ巻き付け装置が提供される。また迅速にテープを融着して固定することが可能となるので、いかなるテープ素材に適用でき、その後の硬化工程でテープが解けることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の好ましい実施形態のテープ巻き付け装置を図面に沿って詳細に説明する。まず、本発明の好ましい実施形態のテープ巻き付け装置１の構成を説明する。図１は、本発明のテープ巻き付け装置１の主要部分の概略的な斜視図である。
【００１５】
テープ巻き付け装置１は、ゴルフクラブシャフト等の繊維強化樹脂製棒状部材の製造工程で使用される装置であり、マンドレル２とその表面に積層状態で巻き付けられているプリプレグシート４とからなる棒状部材６の表面にポリプロピレン（ＰＰ）テープまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）テープを隙間なく巻き付ける装置である。本実施形態では、プレプリグシート４は、マンドレル２の全長にわたっては巻き付けられておらず、棒状部材６の両端は、マンドレル２が露出した状態である。
【００１６】
図１に示されているように、棒状部材６の一端を把持する把持装置８を備えている。把持装置８は、内部に加圧空気で作動される３本の爪を有するチャック部（図示せず）が配置され、棒状部材６の一端側で露出しているマンドレル２を爪によって把持し、棒状部材６を把持固定できるように構成されている。
さらに、把持装置８は、図示しない駆動機構により、チャック部を回転させ、把持している棒状部材６を、長手方向軸線を中心に回転させることができるように構成されている。
【００１７】
テープ巻き付け装置１は、並列配置された２本の円柱状部材１０を備えている。２本の円柱状部材１０は、把持装置８に一端が固定された棒状部材６が、２本の円柱状部材１０の間に形成される凹部上に載置されるように、把持装置８に対して位置決めされている。
【００１８】
テープ巻き付け装置１は、更に、棒状部材６にテープを供給するテープ供給装置１２と、テープ供給装置１２を搬送する搬送装置１４とを備えている。テープ供給装置１２は、ポリプロピレン製テープ１６のリール１８を回転可能に支持するリール支持部２０を備えている。テープ供給装置１２は、さらに、テープ１６の搬送経路を構成する、ガイドロール２２、第１テンションロール２４、ゴムロール２６、第２テンションロール２８、送りロール３０、３２、３４、３６を備えている。第１および第２テンションロール２４、２８は、バネ付勢され、搬送経路上のテープに所定の張力を付与する。
【００１９】
図１に示されているように、テープ供給装置１２は円柱状部材１０の下方に配置され、テープ供給装置１２から送り出されたテープ１６は、２本の円柱状部材１０の間から棒状部材６に供給される。
【００２０】
搬送装置１４は、モータ、チェーン等を備えた図示しない駆動機構によって、円柱状部材１０上に載置された棒状部材６に沿って棒状部材６の一端から他端まで、テープ供給装置１２を所定速度で移動させることできるように構成されている。搬送装置１４は、テープ供給装置１２が、棒状部材６の他端（先端）まで搬送されたことを検出するセンサ３８を備えている。搬送装置１４は、オペレータのスイッチ操作で、図１に示されている把持装置８に隣接した初期位置から矢印Ａ方向に一定速度で移動し、センサ３８により棒状部材６の他端まで搬送されたことが検出されると停止し、その後、自動的に初期位置に戻るように構成されている。
【００２１】
テープ熱融着機構は、図２に示されている、加熱可能なヘッド部４０とヘッド駆動部４２とを有する。テープ巻き付けを終了後、ヘッド駆動部４２に接続したセンサー３８の感知により、あらかじめ所定の温度に加熱したヘッド部４２と棒状部材６のテープの巻き終わり部分とを接触させて、テープを溶融・固定する。テープ融着機構は、前記並列配置された２本の円柱状部材２に対して平行に配設された部材４４上に固定されている。テープ熱融着機構は、棒状部材６の長さ（つまりマンドレルの長さ）により、あらかじめこの平行に配設された部材４４上で、円柱状部材２に対して平行に移動させることもできる。
ヘッド４０の加熱温度は使用するテープ材質により適宜設定されるが、一般にはポリプロピレンの場合１７０℃以上、ＰＥＴの場合２５０℃以上が好ましい。ヘッド部４０の駆動部４２はエアーシリンダー４２を有しており、テープ巻き付け終了後、テープをカットし瞬時にエアーシリンダー４２の駆動により加熱ヘッド４０が下降してテープ巻き終わり部に接触する機構となっている。テープは１〜２秒で溶融状態となるので、テープの固定完了後は再びシリンダー４２の作用により加熱ヘッドは上昇して所定のもとの位置に配置される。
またヘッドを融着すると同時に、市販の剃刀やハサミ等の刃物でテープの融着部分付近を切断することが好ましい。これにより、より早く端部の融着を完了することができる。また、前記刃物の形状は特に限定されないが、テープ供給装置の取り付けられ、前記センサー３８と連動していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態のテープ巻き付け装置の概略的な斜視図である。
【図２】本発明の実施形態におけるテープ熱融着機構の概略的な斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１：テープ巻き付け装置
２：マンドレル（金属棒）
４：プリプレグシート
６：棒状部材
８：把持装置
１０：円柱状部材
１２：テープ供給装置
１４：搬送装置
１６：テープ
１８：リール
２０：リール支持部
４０：ヘッダ部
４２：ヘッダ駆動部
４４：平行部材
【図１】
2006096550.tif 000003
【図２】
2006096550.tif 000004