(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量化及び耐久性向上を両立できる撚線機のバウの製造方法の提供。【解決手段】バウの少なくとも一部であるＦＲＰ部３５となる炭素繊維強化プラスチックの材料５７，６９を上型５１と下型５３との間で成形する成形工程を備える撚線機のバウの製造方法。第１型５１及び第２型５３が夫々湾曲形状、又は、第１型５１及び第２型５３が夫々直線形状であり、かつ長手方向において分割されている撚線機のバウの製造方法。第１型５１を第２型５３の上に配置し、硬化状態の材料５７，６９の一部を未硬化状態の材料５７，６９の残りに当接させ、第１型５１と第２型５３とで、材料５７，６９を例えばオートクレーブ６５等で加圧及び加熱を行い、母材を硬化させ、ＦＲＰ部３５の形状に成形させる撚線機のバウの製造方法。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撚線機のバウの少なくとも一部となる炭素繊維強化プラスチックの材料を第１型と第２型との間で成形する成形工程を備える
撚線機のバウの製造方法。
【請求項２】
前記第１型及び前記第２型はそれぞれ湾曲形状である
請求項１に記載の撚線機のバウの製造方法。
【請求項３】
前記第１型及び前記第２型はそれぞれ、直線形状であり、かつ長手方向において分割されている
請求項１に記載の撚線機のバウの製造方法。
【請求項４】
前記材料の母材が熱硬化性樹脂であり、
前記成形工程の前において前記第１型の前記第２型と対向する面に前記材料の一部を配置する第１配置工程と、
前記第１配置工程の後かつ前記成形工程の前に前記材料の前記一部を加熱するプリ加熱工程と、
前記成形工程の前において前記第２型の前記第１型と対向する面に前記材料の残りを配置する第２配置工程と、
を更に備え、
前記成形工程では、前記第１型を前記第２型の上に配置して硬化状態の前記材料の前記一部を未硬化状態の前記材料の前記残りに当接させ、前記第１型と前記第２型とで前記材料を加圧しつつ前記材料を加熱する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の撚線機のバウの製造方法。
【請求項５】
前記第１配置工程では、前記第１型の前記第２型と対向する面に織物材のプリプレグを重ね、その上に一方向材のプリプレグを積層し、
前記第２配置工程では、前記第２型の前記第１型と対向する面に織物材のプリプレグを重ね、その上に一方向材のプリプレグを積層する
請求項４に記載の撚線機のバウの製造方法。
【請求項６】
炭素繊維強化プラスチックからなる弓型のＦＲＰ部と、
前記ＦＲＰ部の内側面に重なっている弓型の金属板と、
を有しており、
前記ＦＲＰ部の内側面は、前記ＦＲＰ部の長手方向に沿って延びる、前記金属板が嵌合する溝を有しており、
前記ＦＲＰ部の外側面は、当該外側面の幅方向中央から幅方向両側の外縁へ亘って傾斜していることによって当該外側面が外側へ膨らむ領域を有している
撚線機のバウ。
【請求項７】
請求項６に記載のバウを有している撚線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撚線機のバウの製造方法、撚線機のバウ及び撚線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
２以上の線材を撚る撚線機が知られている（例えば特許文献１〜３）。撚線機は、例えば、２以上の線材を弓型の部材（バウ）の一端から他端へバウの内面に沿って案内しつつバウを回転させ、２以上の線材を撚り合わせる。バウは、例えば、金属板を湾曲させることによって作製されている。また、特許文献１では、湾曲された金属板と、その金属板の表面に積層された硬質の樹脂とによって構成されたバウを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２４７８６１号公報
【特許文献２】特開平９−１５８０７０号公報
【特許文献３】特開２０００−１４４５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バウは、例えば、軽量化及び耐久性向上の両立が要求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係る撚線機のバウの製造方法は、撚線機のバウの少なくとも一部となる炭素繊維強化プラスチックの材料を第１型と第２型との間で成形する成形工程を備える。
【０００６】
本開示の一態様に係る撚線機のバウは、炭素繊維強化プラスチックからなる弓型のＦＲＰ部と、前記ＦＲＰ部の内側面に重なっている弓型の金属板と、を有しており、前記ＦＲＰ部の内側面は、前記ＦＲＰ部の長手方向に沿って延びる、前記金属板が嵌合する溝を有しており、前記ＦＲＰ部の外側面は、当該外側面の幅方向中央から幅方向両側の外縁へ亘って傾斜していることによって当該外側面が外側へ膨らむ領域を有している。
【０００７】
本開示の一態様に係る撚線機は、上記のバウを有している。
【発明の効果】
【０００８】
上記の手順又は構成によれば、炭素繊維強化プラスチックによってバウの少なくとも一部を作製することが可能であり、軽量化及び耐久性向上を両立できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】撚線機の一例の要部構成を模式的に示す側面図。
【図２】図２（ａ）は図１の撚線機のバウの一部を示す平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線における断面図。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｄ）はバウの製造方法を説明する模式図。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｃ）はバウの製造方法を説明する他の模式図。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）はバウの製造方法を説明する更に他の模式図。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｆ）はプリプレグの積層方法を説明する模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施形態に係るバウについて説明する。なお、図面の寸法比率は、必ずしも現実のものとは一致しない。細部等については適宜に省略されることがあり、逆に、特徴的な形状が誇張して示されることがある。
【００１１】
（撚線機）
図１は、撚線機の一例の要部構成を模式的に示す側面図である。
【００１２】
この図に示す撚線機１は、紙面右側から送り出される複数（図示の例では３本）の線材１０１を撚り合わせて撚線１０３を形成し、これをドラム３に巻き取る装置である。線材１０１の材質及び径は任意である。撚線機１の全体及び各部の寸法は、線材１０１の材質及び径等に応じて適宜に設定されてよい。一例として、バウ５（後述）の長さは、１０００ｍｍ〜２０００ｍｍである。
【００１３】
撚線機１は、例えば、複数の線材１０１を案内するバウ５と、バウ５を保持する１対のフライヤー７と、１対のフライヤー７を保持する１対の主軸９と、上記のドラム３と、ドラム３を保持するフレーム１１とを有している。
【００１４】
バウ５は、概略弓型の部材であり、１対設けられている。なお、本開示においていう弓型乃至は弓状は、概ね全体として一定の方向に湾曲しつつ延びている比較的細い形状をいう。その曲率は全体に亘って一定でなくてもよいし、細部の形状は適宜である。バウ５又は他の弓型の部材の説明において、湾曲の凹側を内側と表現し、湾曲の凸側を外側と表現することがある。１対のバウ５のうち一方は、複数の線材１０１を案内する。具体的には、複数の線材１０１は、バウ５の一端から他端へバウ５の内側面に沿って案内される。
【００１５】
１対のフライヤー７は、互いに対向配置されてバウ５の両端を保持している。バウ５は、ボルト等によってフライヤー７に対して着脱可能に固定されている。１対の主軸９は、１対のフライヤー７の対向方向を軸方向としてフライヤー７に固定されており、かつ軸回りに回転可能に適宜なベアリング等を介して支持されている。
【００１６】
フレーム１１は、１対のバウ及び１対のフライヤーに囲まれる領域において１対の主軸９の先端に固定されている。ドラム３は、主軸９の軸方向に直交する方向を回転軸の方向として回転可能にフレーム１１に支持されている。
【００１７】
なお、複数の線材１０１は、それぞれが個別に巻かれている不図示のドラムからバウ５の紙面右側の端部へ至るまでの経路、及びバウ５の紙面左側の端部からドラム３までの経路において、適宜な数及び配置でローラ（キャプスタン含む）が設けられてよい。
【００１８】
上記のような構成において、複数の線材１０１をバウ５の紙面右側の端部から紙面左側の端部へバウ５に沿って送りつつ、主軸９の回転によってバウ５を回転させる。これにより、複数の線材１０１は撚り合わされて撚線１０３となる。バウの回転数は適宜に設定されてよいが、一例として、毎分２０００〜４０００回転である。
【００１９】
なお、主軸９は、例えば、プーリベルト機構（符号省略）を介してモータ１３によって回転駆動される。ドラム３は、例えば、プーリベルト機構（符号省略）を介して、フレーム１１に固定されたモータ１５によって回転駆動される。
【００２０】
（バウ）
図２（ａ）は、バウ５の一端側の一部の内側面を示す平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線における断面図である。なお、図２（ａ）は、バウ５の一端側のみを示しているが、バウ５は、基本的に、バウ５の長手方向中央にてバウ５を横切る平面に対して面対称の構成及び形状であり、バウ５の他端側も図２（ａ）と同様である。図２（ｂ）において紙面上方側はバウ５の外側（弓型の凸側）である。
【００２１】
バウ５は、弓型のバウ本体３１と、複数の線材１０１をバウ本体３１の内側面に沿わせるための複数のホルダ３３（図２（ａ））とを備えている。図２（ａ）では、ホルダ３３の４つの取付位置が図示されているとともに、そのうち２つの取付位置に２つのホルダ３３が取り付けられている状態が示されている。
【００２２】
バウ本体３１と各ホルダ３３との間には、複数の線材１０１が挿通される不図示の隙間が構成されている。また、複数のホルダ３３は、バウ本体３１の内側面に沿って適宜な数及び間隔で配置されている。これにより、複数の線材１０１は、バウ本体３１の内側面からの離反が規制され、バウ本体３１の内側面に沿って案内される。
【００２３】
なお、ホルダ３３は、例えば、バウ５の外側からバウ本体３１及びホルダ３３に挿通された不図示のボルトにバウ５の内側に配置された不図示のナットが螺合することによってバウ本体３１に固定されている。ボルト及びナットの向きは逆でもよい。
【００２４】
バウ本体３１は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）からなる弓型のＦＲＰ部３５と、ＦＲＰ部３５の内側に重なっている弓型の金属板３７とを有している。ＦＲＰ部３５は、バウ本体３１の大部分を構成しており、金属板３７は、バウ本体３１の内側面の中央側の一部を構成している。
【００２５】
ＦＲＰ部３５を構成するＣＦＲＰは、例えば、母材（樹脂）として熱硬化性樹脂が用いられ、オートクレーブなどによって加圧及び加熱がなされる、いわゆるドライカーボンである。熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂である。炭素繊維の組成は、例えば、ＰＡＮ（Polyacrylonitrile）系又はピッチ系である。また、炭素繊維として、基本的に一方向に揃えられた一方向（ＵＤ：uni-direction）材、及び／又は繊維が編み込まれた織物材（ファブリック材又はクロス材ともいわれる）が適宜に用いられてよく、その積層数及び積層の向きも適宜に設定されてよい。
【００２６】
ＦＲＰ部３５の形状は、概略、湾曲した細長い板状である。その平面形状は、図２（ａ）に示すように、中央側へ徐々に細くなる形状である。ＦＲＰ部３５の端部は、例えば、概ね一定の幅とされており、バウ５をフライヤー７に取り付けるための複数の孔３９が形成されている。
【００２７】
ＦＲＰ部３５の内側面は、図２（ｂ）に示すように、ＦＲＰ部３５の長手方向に沿って延びており、金属板３７が嵌合する全体溝３５ｇを有している。全体溝３５ｇは、例えば、金属板３７の厚さと概ね同等で一定の深さを有する平坦部３５ｇａと、平坦部３５ｇａの中央にて更に深く形成された内部溝３５ｇｂとによって形成されている。内部溝３５ｇｂの断面形状は、例えば、円弧状である。全体溝３５ｇは、例えば、ＦＲＰ部３５の全長に亘っており、また、その断面形状は、例えば、ＦＲＰ部３５の全長に亘って一定である。
【００２８】
また、ＦＲＰ部３５の外側面は、図２（ｂ）に示すように、当該外側面の幅方向中央から幅方向両側の外縁へ亘って傾斜していることによって当該外側面が外側へ膨らむ領域（凸面）を有している。凸面は、例えば、ＦＲＰ部３５の長手方向中央側を含む大部分（例えば７割以上）に亘っている。ただし、例えば、両端部（フライヤー７に取り付けられる領域）においては、外側面は平坦に形成されていてよい。凸面の横断面における具体的な寸法及び傾斜角度は、ＦＲＰ部３５の長手方向の位置に応じて適宜に設定されてよい。
【００２９】
なお、「外側面の幅方向中央から幅方向両側の外縁へ亘って傾斜していることによって」であるので、例えば、ここでいう凸面の形状には、特開平０５−２４７８６１号公報の図９において開示されているような、幅方向両端においてのみ傾斜面が形成されている形状は含まれない。一方で、ここでいう凸面の形状には、図示のような２平面で形成される形状の他、例えば、横断面において円弧状となる形状、２平面の稜線が比較的小さい曲面又は平面によって面取りされた形状が含まれる。
【００３０】
金属板３７の材料は、鉄、鋼（例えばばね鋼）又はアルミニウム等の適宜な材料とされてよい。金属板３７の厚さは、例えば、金属板３７の全体に亘って一定である。金属板３７の形状は、ＦＲＰ部３５の全体溝３５ｇの内面の形状に対応しており、特に符号を付さないが、平坦部３５ｇａに対応する平面状部分に内部溝３５ｇｂに対応する凸部（逆の面からすれば凹部）が形成さた形状である。金属板３７は、例えば、板金に対するプレス加工等によって形成されている。金属板３７は、例えば、ＦＲＰ部３５の全長に亘っている。
【００３１】
ＦＲＰ部３５と金属板３７との固定は、例えば、ホルダ３３をバウ本体３１に固定するための不図示のボルト及びナットによって共締めされることによってなされる。ただし、ＦＲＰ部３５と金属板３７との固定は、接着剤によってなされてもよい。また、図２（ａ）では、不図示のボルトを挿通するための孔は、ＦＲＰ部３５に位置するとともに、金属板３７の縁部に切欠きとして位置しているが、当該孔は、ＦＲＰ部３５のみに形成されたり、金属板３７においても孔として形成されたりしていてもよい。
【００３２】
（バウの製造方法）
図３（ａ）〜図６（ｆ）は、バウ５のＦＲＰ部３５の製造方法を説明する模式図である。なお、これらの図では、製造工程の進行に伴って材料の形状及び／又は特性が変化しても、その変化の前後で同一の符号を用いることがある。
【００３３】
図２（ｂ）の横断面に対応する図５（ｂ）の断面図に示すように、ＦＲＰ部３５は、上型５１と下型５３とでその間のキャビティ５５（空間）に配置された材料（ＣＦＲＰ）を成形することによって形成される。ここで、図１の向きに対応する図５（ｃ）の側面図に示すように、本実施形態では、上型５１及び下型５３がＦＲＰ部３５の湾曲と同等の湾曲を有する弓状に形成されていることを特徴の一つとしている。具体的には、以下のとおりである。
【００３４】
図３（ａ）は、上型５１を示す斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、上型５１は、例えば、概略、一定の幅で延びる板状部材が湾曲されて構成されている。そして、概略一定厚さの板状部材の内側面（凹側の面）にキャビティ５５の一部となる外側形成溝５１ａが形成されている。図３（ｂ）に示すように、外側形成溝５１ａの形状は、ＦＲＰ部３５の外側の一部（側面の一部及び外側面）に対応する形状である。
【００３６】
また、上型５１には、外側形成溝５１ａの外側の適宜な位置に、バギング（真空引き）のための孔５１ｈが形成されている。孔５１ｈは、上型５１を内側面から外側面へ貫通している。
【００３７】
上型５１は、例えば、金属から構成されている。この場合、例えば、上型５１は、平面状の板金に対して切削加工によって外側形成溝５１ａを形成し、その後、板金を曲げることによって形成される。金属は、アルミニウム等の適宜なものとされてよい。なお、上型５１は、耐熱性の高いＦＲＰ、又は石膏などの金属以外の材料によって構成されてもよい。
【００３８】
図３（ｃ）及び図３（ｄ）は、上型５１のみを用いた成形工程を示す模式的な断面図である。
【００３９】
本実施形態では、上型５１と下型５３とでＣＦＲＰを成形する工程（図５（ｂ））の前に、この上型５１のみを用いた成形を行い、ＦＲＰ部３５の外側の一部（側面の一部及び外側面）を先に成形する。
【００４０】
具体的には、まず、図３（ｃ）に示すように、外側形成溝５１ａが上を向くように上型５１を適宜な器具で支持し、次に、ＦＲＰ部３５の外側の一部となる材料５７を外側形成溝５１ａ内に配置する。材料５７は、ＣＦＲＰであり、例えば、１以上のプリプレグからなる。
【００４１】
その上に、基本的に材料５７の全体を覆うリリースフィルム５９、リリースフィルム５９の上から基本的に材料５７の全体を覆うブリーザ６１、基本的にブリーザ６１及びリリースフィルム５９の全体を覆うバックフィルム６３を順に積層する。
【００４２】
ブリーザ６１は、空気を通す材料からなり、孔５１ｈを覆っている。また、バックフィルム６３は、空気を通さない材料からなり、ブリーザ６１の上から孔５１ｈを覆う。従って、孔５１ｈを介して真空引きすることによって、上型５１の周囲の雰囲気の圧力をバックフィルム６３を介して材料５７に付与することができる。リリースフィルム５９は、材料５７の未硬化の母材を透過させない材料からなり、未硬化の母材がブリーザ６１に染み込むことを防止する。
【００４３】
真空引きの後、図３（ｄ）に示すように、材料５７等が配置された上型５１はオートクレーブ６５によって大気圧よりも高い圧力雰囲気下で加熱される。これにより、材料５７は、熱硬化性樹脂からなる母材が硬化し、外側形成溝５１ａに対応した形状に成形される。すなわち、ＦＲＰ部３５の外側の一部が形成される。なお、真空引きは、この加圧及び加熱の間においても行われてよい。
【００４４】
図４（ａ）は、下型５３を示す斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のIVｂ−IVｂ線における断面図である。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、下型５３は、例えば、上型５１と同様に、概略、一定の幅で延びる板状部材が湾曲されて構成されている。そして、概略一定厚さの板状部材の外側面（凸側の面）にキャビティ５５の一部となる内側形成溝５３ａが形成されている。図４（ｂ）に示すように、内側形成溝５３ａの形状は、ＦＲＰ部３５の内側の一部（側面の一部及び内側面）に対応する形状である。下型５３の材料及び形成方法は、例えば、上型５１と同様である。
【００４６】
図４（ｃ）は、下型５３にＦＲＰ部３５となる材料のうち、材料５７（図３（ｃ））を除く残りの材料６９が配置された状態を示している。
【００４７】
上型５１と下型５３とによる成形に先立って、このように材料６９を下型５３に配置する。具体的には、まず、内側形成溝５３ａが上に向くように下型５３を適宜な器具（例えば図５（ｃ）のストッパ６７参照）で支持し、次に、材料６９を外側形成溝５１ａ内に配置する。材料６９は、材料５７と同様に、ＣＦＲＰであり、例えば、１以上のプリプレグからなる。
【００４８】
次に、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、上型５１を下型５３の上に配置する。これにより、硬化した材料５７が未硬化状態の材料６９に当接する。
【００４９】
上型５１を下型５３の上に配置した後、図５（ｂ）に示すように、上型５１と下型５３との間の真空引きを行う。これにより、これらの型の周囲の雰囲気の圧力をこれらの型を介してキャビティ５５内の材料に付与することができる。真空引きに際しては、キャビティ５５の外周において上型５１と下型５３との間に不図示の封止材を介在させたり、気体を通さないフィルムによって上型５１及び下型５３を包んだりしてもよい。
【００５０】
真空引きの後、図５（ｃ）に示すように、上型５１及び下型５３はオートクレーブ６５によって大気圧よりも高い圧力雰囲気下で加熱される。これにより、材料６９は、熱硬化性樹脂からなる母材が硬化する。ひいては、材料６９が内側形成溝５３ａに対応した形状に成形されるとともに、材料５７及び材料６９全体としてＦＲＰ部３５の形状に成形され、さらに、材料５７及び材料６９が接着される。なお、真空引きは、この加圧及び加熱の間においても行われてよい。
【００５１】
なお、図５（ｃ）においてオートクレーブに図３（ｄ）と同一の符号が付されているように、この工程のオートクレーブは、図３（ｄ）の工程に兼用されてよい。もちろん、別個のオートクレーブが用いられても構わない。
【００５２】
図５（ｃ）では、側面視においてＬ字の１対のストッパ６７を図示している。この１対のストッパ６７は、これらを互いに固定する不図示のフレームとともに下型５３を支持する器具を構成している。当該器具は、１対のストッパ６７によって下型５３の両端を支持するとともに長手方向において位置決めし（両端の外側への移動を規制し）、上型５１及び下型５３の搬送等に寄与する。
【００５３】
（プリプレグの積層）
図６（ａ）〜図６（ｆ）は、図３（ｃ）における材料５７の配置方法及び図４（ｃ）における材料６９の配置方法の一例を説明する模式図である。具体的には、図６（ａ）及び図６（ｄ）は、外側形成溝５１ａを示す平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のVIｂ−VIｂ線における断面図である。図６（ｅ）は、図６（ｄ）のVIｅ−VIｅ線における断面図である。図６（ｂ）及び図６（ｅ）が上型５１（材料５７）を示しているのに対して、図６（ｃ）及び図６（ｆ）は、下型５３（材料６９）について図６（ｂ）及び図６（ｅ）と同様の断面を示す断面図である。なお、以下の説明では、プリプレグの配置に関して上型５１と下型５３とで同様である点について、上型５１に係る符号の後にこれに対応する下型５３に係る符号を括弧内に付し、下型５３に係る説明を省略する。
【００５４】
外側形成溝５１ａ（５３ａ）の内面には、まず、織物材７１（プリプレグ）が重ねられる。なお、図６（ａ）では、繊維の方向に沿う点線を縦横に描画することによって、プリプレグが織物材であることを表現している。織物材７１は、例えば、平織、綾織又は朱子織である。
【００５５】
織物材７１は、例えば、外側形成溝５１ａ（５３ａ）の全長及び全幅に亘っている。そして、外側形成溝５１ａ（５３ａ）が長手方向の中央側ほど幅が狭くなる形状であることに対応して、織物材７１は長手方向の中央側ほど幅が狭くなるようにカットされている。織物材７１は、例えば、上型５１（５３）において、１層のみ設けられている。ただし、２層以上設けられてもよい。
【００５６】
織物材７１の上には、ＵＤ材７３（プリプレグ）が重ねられる。図６（ｂ）では、繊維の方向に沿う点線を一方向のみに描画することによって、プリプレグがＵＤ材であることを表現している。ＵＤ材７３は、実質的にＵＤ材として機能すればよく、繊維が自由に離散することを防止するための緯糸を含んでいてもよい。
【００５７】
ＵＤ材７３は、例えば、図６（ｄ）に示すように、複数枚で１層を構成するように配置されている（図６（ｅ）及び図６（ｆ）では図示の都合上、１層内のＵＤ材７３を区別していない。）。例えば、外側形成溝５１ａ（５３ａ）が長手方向の中央側ほど幅が狭くなる形状であることに対応して、外側形成溝５１ａ（５３ａ）の外縁に沿って概ね一定の幅で延びる２枚のＵＤ材７３と、その２枚のＵＤ材７３の隙間に配置される概略三角形にカットされたＵＤ材７３とが設けられている。ＵＤ材７３は、例えば、特に図示しないが、上型５１（５３）において複数積層されている。
【００５８】
以上のとおり、本実施形態に係るバウ５の製造方法は、バウ５の少なくとも一部（ＦＲＰ部３５）となる炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の材料（５７及び６９）を湾曲形状（弓状）の上型５１と湾曲形状（弓状）の下型５３との間で成形する成形工程（図５（ｂ）及び図５（ｃ））を備える。
【００５９】
従って、例えば、通常のＣＦＲＰの成形のようにブロック式の型によって成形する場合に比較して、種々の有利な効果が奏される。
【００６０】
例えば、バウ５は長尺形状であることから、ブロック式の型は、その外形が非常に大きくなる。その結果、ブロック式の型は、コストが高く、また、取り扱いも困難である。しかし、弓状の上型５１及び下型５３においては、そのような不都合が低減される。その結果、例えば、ＣＦＲＰによってバウ（ＦＲＰ部３５）を形成することが現実的となり、ひいては、適宜な材料からなるバウ５を提供することが可能となる。
【００６１】
また、例えば、ブロック式の型に比較して熱がＦＲＰ部３５の材料に均等に伝わり易くなる。その結果、例えば、バウ５の品質を向上させることができる。
【００６２】
また、例えば、ブロック式の型と異なり、金属からなる上型５１及び下型５３の湾曲を調整することなどによって、ＦＲＰ部３５の形状の微調整を行うことが容易である。バウ５は、毎分２０００〜４０００回転で回転されることから、不慣れな者が一見しただけでは分からない形状の微妙な差異によって風切り音が増減する。従って、バウの試作品の風切り音が大きいときに、型を一から作り直さなければならないというような不都合が生じるおそれが低減される。この効果は、成形後の微調整が困難な熱硬化性樹脂を母材とするＣＦＲＰにおいて特に有効である。
【００６３】
そして、ＣＦＲＰによってバウ５の少なくとも一部が構成されることによって、バウ５は、軽量化されるとともに、耐久性が向上する。その結果、撚線機１のバウ５を回転させるための消費電力が低減され、ランニングコストが低減される。また、バウ５の交換回数が低減されることによって管理コストが低減される。
【００６４】
また、本実施形態では、ＦＲＰ部３５の材料（５７及び６９）の母材は熱硬化性樹脂である。バウ５の製造方法は、成形工程（図５（ｂ）及び図５（ｃ））の前において上型５１の下型５３と対向する面（外側形成溝５１ａが形成されている面）にＦＲＰ部３５の材料の一部（材料５７）を配置する第１配置工程（図３（ｃ））と、第１配置工程の後かつ成形工程の前にＦＲＰ部３５の材料の一部（材料５７）を加熱するプリ加熱工程（図３（ｄ））と、成形工程の前において下型５３の上型５１と対向する面（内側形成溝５３ａが形成されている面）にＦＲＰ部３５の材料の残り（材料６９）を配置する第２配置工程（図４（ｃ））とを更に備えている。成形工程（図５（ｂ）及び図５（ｃ））では、上型５１を下型５３の上に配置して硬化状態の材料５７を未硬化状態の材料６９に当接させ、上型５１と下型５３とでＦＲＰ部３５の材料（５７及び６９）を加圧しつつ当該材料を加熱する。
【００６５】
従って、全ての材料を未硬化状態のまま下型５３上に配置して上型５１で押圧する態様（この態様も本開示の技術に含まれる）に比較して、上型５１の外側形成溝５１ａの表面における未硬化材料の剥離又は流動が低減され、ＦＲＰ部３５の外側面（上型５１によって形成される面）が高精度に形成される。その一方で、上型５１によって形成した部分と、下型５３によって形成した部分とを接着剤によって接着する必要がないから、製造工程が簡素化され、かつ接着誤差による精度低下も生じない。
【００６６】
また、第１配置工程（図３（ｃ））では、上型５１の下型５３と対向する面に織物材７１（プリプレグ）を重ね（図６（ａ）及び図６（ｂ））、その上にＵＤ材７３（プリプレグ）を積層する（図６（ｄ）及び図６（ｅ））。同様に、第２配置工程（図４（ｃ））では、下型５３の上型５１と対向する面に織物材７１（プリプレグ）を重ね（図６（ｃ））、その上にＵＤ材７３（プリプレグ）を積層する（図６（ｆ））。
【００６７】
従って、例えば、ＦＲＰ部３５の外側面及び内側面は織物材７１によって構成されることになり、繊維がささくれ立つおそれが低い。その一方で、ＦＲＰ部３５の内部はＵＤ材７３によって構成されるから、例えば、ＦＲＰ部３５の長手方向中央側ほど幅が狭くなる形状の外縁に沿ってＵＤ材７３を曲げてＵＤ材７３を配置することができる。その結果、例えば、製造工程が容易化される。
【００６８】
また、本実施形態のバウ５は、ＣＦＲＰからなる弓型のＦＲＰ部３５と、ＦＲＰ部の内側面に重なっている弓型の金属板３７と、を有している。ＦＲＰ部３５の内側面は、ＦＲＰ部３５の長手方向に沿って延びる、金属板３７が嵌合する全体溝３５ｇを有している。ＦＲＰ部３５の外側面は、当該外側面の幅方向中央から幅方向両側の外縁へ亘って傾斜していることによって当該外側面が外側へ膨らむ領域を有している。
【００６９】
弓型の上型５１及び下型５３を用いることによってＣＦＲＰからなるＦＲＰ部３５の実現性が高くなり、ひいては、上記のような構成も可能になる。また、例えば、金属板３７が設けられていることから、ＣＦＲＰのみからバウが構成される態様（この態様も本開示の技術に含まれる）に比較して、硬度の高い線材１０１の摺動に対する耐久性が向上する。また、成形によってバウ５（ＦＲＰ部３５）の外側面を形成することから、凸面としたり、さらには当該凸面の形状及び寸法を任意のものにすることが容易化される。凸面は、例えば、バウ５の回転抵抗の低減及び／又は風切り音の低減に寄与する。
【００７０】
なお、以上の実施形態において、上型５１は第１型の一例であり、下型５３は第２型の一例である。
【００７１】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【００７２】
図１に要部を模式的に示した撚線機１は、一例に過ぎない。撚線機は、例えば、主軸を回転させるトルクによって撚線を巻き取るドラムも回転させるものであってもよいし、撚線を巻き取るドラムの回転軸と主軸とが平行なものであってもよい。
【００７３】
ＣＦＲＰは、熱可塑性樹脂を母材とするものであってもよいし、いわゆるウェットカーボンであってもよい。また、ＣＦＲＰの成形は、プリプレグの加圧に限定されず、炭素繊維が配置された型内に母材となる樹脂を射出するものであってもよい。
【００７４】
第１型及び第２型は、湾曲形状に限定されず、例えば、直線形状であってもよい。そして、成形された直線状の部材に対して曲げ加工を施してバウを作製してもよい。ここでいう直線形状は、典型的には直方体である。ただし、全体として概ね直線状に延びている比較的細長い形状であれば、幅等が変化しても構わない。
【００７５】
それぞれ直線形状第１型及び第２型は、長手方向において分割されていてもよい。例えば、長手方向において３分割されていてもよい。この場合、例えば、中央の型を長さが異なる種々の型に交換することによって、両端の型をそのまま用いつつ、種々の長さのバウを実現することができる。なお、原理上は、中央の型を用いずに、両端の型を直接につなげて短いバウを形成することも可能である。このような長手方向において分割された構成を採用した場合においては、例えば、長さが異なる種々のバウを短期間で生産することができる。
【００７６】
第１型及び第２型は、水平方向において型開閉されるものであってもよい。また、鉛直方向において型開閉される場合において、実施形態では、バウの外側を形成する型を上型とし、バウの内側を形成する型を下型としたが、逆であっても構わない。
【００７７】
実施形態の説明では、便宜上、１組の第１型及び第２型を示したが、複数組の第１型及び第２型をオートクレーブに配置することによって、複数本のバウを同時に加熱及び加圧してもよい。
【００７８】
実施形態では、１組の第１型及び第２型によって１本のバウが成形されたが、１組の第１型及び第２型に複数本のバウに対応する溝（キャビティ）を並列に形成して、１組の第１型及び第２型で複数本のバウを成形してもよい。すなわち、第１型及び第２型は、弓状（細長い湾曲形状）に限定されず、幅広な湾曲形状であってもよい。
【００７９】
図６に示した織物材及びＵＤ材の積層方法も一例に過ぎない。例えば、織物材だけ又はＵＤ材だけでＦＲＰ部を構成してもよい。互いに重ねられるプリプレグの繊維の向きの相対関係も適宜に設定されてよい。
【符号の説明】
【００８０】
１…撚線機、５…バウ、３５…ＦＲＰ部、５１…上型（第１型）、５３…下型（第２型）。
【図１】
2018084005.tif 000003
【図２】
2018084005.tif 000004
【図３】
2018084005.tif 000005
【図４】
2018084005.tif 000006
【図５】
2018084005.tif 000007
【図６】
2018084005.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月23日(2017.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撚線機のバウの少なくとも一部となる炭素繊維強化プラスチックの材料を第１型と第２型との間で成形する成形工程を備え、
前記第１型及び前記第２型はそれぞれ、直線形状であり、かつ長手方向において分割されている
撚線機のバウの製造方法。
【請求項２】
撚線機のバウの少なくとも一部となる炭素繊維強化プラスチックの材料を第１型と第２型との間で成形する成形工程を備え、
前記材料の母材が熱硬化性樹脂であり、
前記成形工程の前において前記第１型の前記第２型と対向する面に前記材料の一部を配置する第１配置工程と、
前記第１配置工程の後かつ前記成形工程の前に前記材料の前記一部を加熱するプリ加熱工程と、
前記成形工程の前において前記第２型の前記第１型と対向する面に前記材料の残りを配置する第２配置工程と、
を更に備え、
前記成形工程では、前記第１型を前記第２型の上に配置して硬化状態の前記材料の前記一部を未硬化状態の前記材料の前記残りに当接させ、前記第１型と前記第２型とで前記材料を加圧しつつ前記材料を加熱する
撚線機のバウの製造方法。
【請求項３】
前記第１配置工程では、前記第１型の前記第２型と対向する面に織物材のプリプレグを重ね、その上に一方向材のプリプレグを積層し、
前記第２配置工程では、前記第２型の前記第１型と対向する面に織物材のプリプレグを重ね、その上に一方向材のプリプレグを積層する
請求項２に記載の撚線機のバウの製造方法。