(57)【要約】【課題】フィラメントワインディング装置の高価格化や大型化を抑えつつ、繊維束が巻き付けられたライナーへのテープラップを可能とする。【解決手段】繊維束ボビン５３から繊維束Ｆを引き出してライナーＬにフープ巻きする、レール３１上を往復移動可能なフープ巻ユニット５０と、ラッピングテープボビン７２を支持し、ライナーＬの軸周りに公転することで、ラッピングテープボビン７２からラッピングテープを引き出してライナーＬにテープラップするラッピングユニット７０と、を備え、ラッピングユニット７０がフープ巻ユニット５０に取り付けられている。【選択図】図４
2018144407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台に固設されるレールと、
前記レール上でライナーを支持する支持ユニットと、
繊維束ボビンを支持する支持部材を有し、前記繊維束ボビンが前記ライナーの軸周りに公転することで、前記繊維束ボビンから繊維束を引き出して前記ライナーにフープ巻きする、前記レール上を往復移動可能なフープ巻ユニットと、
ラッピングテープボビンを支持し、前記軸周りに公転することで、前記ラッピングテープボビンからラッピングテープを引き出して前記ライナーにテープラップするラッピングユニットと、
を備え、
前記ラッピングユニットが前記フープ巻ユニットに取り付けられていることを特徴とするフィラメントワインディング装置。
【請求項２】
前記ラッピングユニットは、前記フープ巻ユニットの前記支持部材に取り付けられており、前記支持部材が前記軸周りに回転することで、前記繊維束ボビンと前記ラッピングテープボビンとがともに前記軸周りに公転することを特徴とする請求項１に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項３】
前記ラッピングユニットは、前記支持部材のうち前記繊維束ボビンが取り付けられている側と同じ面に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項４】
前記レール上又は前記レールの延長線上において前記基台に固設され、前記ライナーに繊維束をヘリカル巻きするヘリカル巻ユニットをさらに備え、
前記ラッピングユニットは、前記支持部材のうち前記ヘリカル巻ユニット側の面に取り付けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項５】
前記ラッピングテープボビンから引き出されるラッピングテープにテンションを付与するテンション付与機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項６】
前記テンション付与機構は、前記ラッピングユニットに一体的に取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項７】
前記テンション付与機構は、
ラッピングテープが巻き掛けられるガイドローラと、
前記ガイドローラの回転に抵抗力を付与する制動装置と、
を備えることを特徴とする請求項５又は６に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項８】
前記ガイドローラが２つ以上設けられるとともに、各ガイドローラに対して前記制動装置が設けられており、
ラッピングテープの走行方向において隣接する２つの前記ガイドローラにおいて、前記走行方向の上流側のガイドローラに作用する抵抗力が、前記走行方向の下流側のガイドローラに作用する抵抗力よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載の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、フィラメントワインディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、熱硬化性樹脂が含浸された繊維束をライナー（マンドレル）に巻き付けて圧力容器等を製造するフィラメントワインディング装置が開示されている。このフィラメントワインディング装置には、基台に固設されたレール上を往復移動可能であり、ライナーを自転可能に支持する支持ユニット（マンドレル移動台）が設けられている。そして、支持ユニットがライナーを自転させながらレール上を往復移動するとともに、基台に固設されたヘリカル巻ユニット（ヘリカル巻ヘッド）によってライナーに繊維束を巻き付けることによって、ライナーにヘリカル巻きを施すことができる。また、このフィラメントワインディング装置には、レール上を往復移動可能であり、繊維束ボビンをライナーの軸周りに公転可能に支持するフープ巻ユニット（フープ巻ヘッド）が設けられている。そして、フープ巻ユニットが繊維束ボビンを公転させながらレール上を往復移動することで、ライナーにフープ巻きを施すことができる。
【０００３】
このようなフィラメントワインディング装置において、ライナーを円筒状のものとすれば、パイプを製造することができる。パイプを製造する場合には、最外層にラッピングテープと呼ばれる熱収縮性のテープを巻き付けるテープラップ工程が実施されることがある。例えば、特許文献２には、ブレイダーによって熱硬化性樹脂を含む糸条をライナーに巻き付けて組物組成体を形成し、この組物組成体にラッピングテープを巻きつけることが記載されている。また、特許文献３には、ライナーに繊維強化樹脂部材を巻き付けて中間成形体を形成し、この中間成形体にラッピングテープを巻き付けることが記載されている。このようにラッピングテープを巻き付けることによって、その後の熱硬化工程において、繊維間の空隙が熱硬化性樹脂で密に充填された状態で成形を行うことができ、パイプの曲げ強度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３６２７４０号公報
【特許文献２】特開２００４−２０９８３８号公報
【特許文献３】特許第５２４４８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２、３では、熱硬化性樹脂が含浸された繊維束をライナーに巻き付ける工程と、繊維束が巻き付けられたライナーにラッピングテープを巻き付ける工程とが、それぞれ別工程とされている。つまり、それぞれの工程を実施するための装置が個別に必要となり、装置の高価格化や大型化を招来する要因となっていた。
【０００６】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、フィラメントワインディング装置の高価格化や大型化を抑えつつ、繊維束が巻き付けられたライナーへのテープラップを可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、基台に固設されるレールと、前記レール上でライナーを支持する支持ユニットと、繊維束ボビンを支持する支持部材を有し、前記繊維束ボビンが前記ライナーの軸周りに公転することで、前記繊維束ボビンから繊維束を引き出して前記ライナーにフープ巻きする、前記レール上を往復移動可能なフープ巻ユニットと、ラッピングテープボビンを支持し、前記軸周りに公転することで、前記ラッピングテープボビンからラッピングテープを引き出して前記ライナーにテープラップするラッピングユニットと、を備え、前記ラッピングユニットが前記フープ巻ユニットに取り付けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、フープ巻ユニットにラッピングユニットが取り付けられているため、ラッピングユニットをレールに沿って往復移動させるための駆動源や移動体等を、フープ巻ユニットのものと共通化することができ、コストを抑えることができる。また、ラッピングユニットがフープ巻ユニットに取り付けられていることで、ラッピングユニットを個別に設ける場合と比べて、フィラメントワインディング装置の小型化を図ることができる。このため、本発明によれば、フィラメントワインディング装置の高価格化や大型化を抑えつつ、繊維束が巻き付けられたライナーへのテープラップが可能となる。
【０００９】
本発明において、前記ラッピングユニットは、前記フープ巻ユニットの前記支持部材に取り付けられており、前記支持部材が前記軸周りに回転することで、前記繊維束ボビンと前記ラッピングテープボビンとがともに前記軸周りに公転するとよい。
【００１０】
こうすることで、ラッピングユニットをライナーの軸周りに公転させるための個別の駆動源が不要となり、さらにコストを抑えることができる。
【００１１】
本発明において、前記ラッピングユニットは、前記支持部材のうち前記繊維束ボビンが取り付けられている側と同じ面に取り付けられているとよい。
【００１２】
こうすれば、支持部材を回転させることで、繊維束ボビンから引き出される繊維束と、ラッピングテープボビンから引き出されるラッピングテープとを、略同時にライナーに巻き付けることができる。
【００１３】
本発明において、前記レール上又は前記レールの延長線上において前記基台に固設され、前記ライナーに繊維束をヘリカル巻きするヘリカル巻ユニットをさらに備え、前記ラッピングユニットは、前記支持部材のうち前記ヘリカル巻ユニット側の面に取り付けられているとよい。
【００１４】
こうすれば、ラッピングユニットをヘリカル巻ユニットに接触しないぎりぎりのところまで移動させることができ、テープラップが可能な範囲を広げることができる。
【００１５】
本発明において、前記ラッピングテープボビンから引き出されるラッピングテープにテンションを付与するテンション付与機構をさらに備えるとよい。
【００１６】
このようにラッピングテープにテンションを付与することで、一定以上の巻付力でラッピングテープをライナーに巻き付けることができる。したがって、その後の熱硬化工程において、繊維間の空隙が熱硬化性樹脂でより密に充填された状態での成形が可能となり、製品の強度をさらに向上させることができる。
【００１７】
本発明において、前記テンション付与機構は、前記ラッピングユニットに一体的に取り付けられているとよい。
【００１８】
こうすれば、ラッピングテープボビンからラッピングテープを引き出してテンション付与機構に通す作業が容易となる。
【００１９】
本発明において、前記テンション付与機構は、ラッピングテープが巻き掛けられるガイドローラと、前記ガイドローラの回転に抵抗力を付与する制動装置と、を備えるとよい。
【００２０】
このような構成によれば、ラッピングテープが引き出される際にガイドローラに抵抗力が付与されることで、ラッピングテープにテンションを付与することができる。
【００２１】
本発明において、前記ガイドローラが２つ以上設けられるとともに、各ガイドローラに対して前記制動装置が設けられており、ラッピングテープの走行方向において隣接する２つの前記ガイドローラにおいて、前記走行方向の上流側のガイドローラに作用する抵抗力が、前記走行方向の下流側のガイドローラに作用する抵抗力よりも大きいとよい。
【００２２】
仮に、上流側のガイドローラに作用する抵抗力が、下流側のガイドローラに作用する抵抗力よりも小さい場合、上流側のガイドローラのほうがラッピングテープの送り速度が速くなる。その結果、２つのガイドローラの間でラッピングテープが弛み、ラッピングテープが他の部材に引っ掛かる等のおそれがある。しかしながら、上流側のガイドローラに作用する抵抗力を、下流側のガイドローラに作用する抵抗力よりも大きくすることで、ラッピングテープの弛みを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】フィラメントワインディング装置を示す斜視図である。
【図２】巻付装置を示す斜視図である。
【図３】フィラメントワインディング装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】フープ巻ユニットをヘリカル巻ユニット側から見た図である。
【図５】ラッピングユニットを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［本実施形態］
（フィラメントワインディング装置）
本発明の一実施形態に係るフィラメントワインディング装置について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、フィラメントワインディング装置１は、巻付装置２と、クリールスタンド３と、コントロールパネル４と、を備える。以下では、説明の便宜上、図１に示す方向語を使用する。フィラメントワインディング装置１は、全体として概ね左右対称に構成されている。
【００２５】
巻付装置２は、ライナーＬに繊維束（図示省略）を巻き付けるための装置である。繊維束は、例えば炭素繊維等の繊維材料に、熱硬化性の合成樹脂材が含浸されたものである。巻付装置２で圧力容器（圧力タンク）を製造する場合、ライナーＬとして、図１に示すような、円筒部と、円筒部の両側のドーム部と、を有する形状のものが用いられる。また、巻付装置２でパイプを製造する場合、ライナーＬとして、円筒形状のものが用いられる。ライナーＬは、高強度アルミニウム、金属、樹脂等で形成される。ライナーＬに繊維束を巻き付けた後、焼成等の熱硬化工程を経ることにより、高強度の圧力容器やパイプ等を製造することができる。なお、巻付装置２の詳細については、後述する。
【００２６】
クリールスタンド３は、支持フレーム１１と、多数のボビン１２とを有する。支持フレーム１１の左右方向における中央部には、巻付装置２の一部が配設される配設空間１３が形成されている。なお、図が煩雑になることを避けるため、図１では、巻付装置２のうち配設空間１３に配設された部分については、図示を省略している。支持フレーム１１には、多数のボビン１２が回転可能に取り付けられている。このボビン１２には、上述の繊維束が巻かれている。クリールスタンド３は、多数のボビン１２から多数の繊維束を巻付装置２に供給する役割を有する。
【００２７】
コントロールパネル４は、制御装置２１と、表示部２２と、操作部２３とを有する。制御装置２１は、巻付装置２の各部の動作を制御する。表示部２２は、巻付装置２によるライナーＬへの繊維束の巻付条件等を表示する。操作部２３は、オペレータが巻付装置２による巻付条件等を制御装置２１に入力するための部位である。なお、表示部２２と操作部２３とを別々に設けることは必須ではなく、表示部２２と操作部２３とが一体となったタッチパネル等を採用してもよい。
【００２８】
（巻付装置）
次に、図２を参照しつつ、巻付装置２の詳細について説明する。巻付装置２は、基台３０と、支持ユニット４０（第１支持ユニット４１及び第２支持ユニット４２）と、フープ巻ユニット５０と、ヘリカル巻ユニット６０と、を備える。
【００２９】
基台３０は、支持ユニット４０、フープ巻ユニット５０、及び、ヘリカル巻ユニット６０を支持する。基台３０の上面には、前後方向に延びる複数のレール３１が配設されている。支持ユニット４０及びフープ巻ユニット５０は、レール３１上に配置され、レール３１上を前後方向に往復移動可能である。一方、ヘリカル巻ユニット６０は、クリールスタンド３の配設空間１３の前端部において、基台３０に固設されている（図１参照）。第１支持ユニット４１、フープ巻ユニット５０、ヘリカル巻ユニット６０、及び、第２支持ユニット４２は、この順番で前側から後側に配置されている。
【００３０】
支持ユニット４０は、フープ巻ユニット５０よりも前側に配置される第１支持ユニット４１と、ヘリカル巻ユニット６０よりも後側に配置される第２支持ユニット４２と、を有する。支持ユニット４０は、ライナーＬの軸方向（前後方向）に延びる支持軸４３を介して、ライナーＬを軸周りに自転可能に支持する。支持ユニット４０は、図３に示すように、支持ユニット４０をレール３１に沿って前後方向に移動させるための移動用モータ４４と、ライナーＬを軸周りに回転させるための回転用モータ４５と、を有する。移動用モータ４４及び回転用モータ４５は、制御装置２１によって駆動制御される。
【００３１】
フープ巻ユニット５０は、ライナーＬに対して繊維束をフープ巻きする。フープ巻きとは、ライナーＬに対して軸方向に略直角な方向（軸方向に直交する面から多少傾いた方向でもよい）に繊維束を巻き付ける巻き方のことである。フープ巻ユニット５０は、本体部５１と、回転部材５２と、複数の繊維束ボビン５３と、を有する。本体部５１は、レール３１上に配置されており、回転部材５２をライナーＬの軸周りに回転可能に支持する。円盤状の回転部材５２の中央部には、ライナーＬが通過可能な円形の通過穴５４が形成されている。複数の繊維束ボビン５３は、回転部材５２の周方向に等間隔で配置されており、各繊維束ボビン５３には、繊維束が巻かれている。
【００３２】
フープ巻ユニット５０は、図３に示すように、フープ巻ユニット５０をレール３１に沿って前後方向に移動させるための移動用モータ５５と、回転部材５２を回転させるための回転用モータ５６と、を有する。移動用モータ５５及び回転用モータ５６は、制御装置２１によって駆動制御される。ライナーＬが相対的に通過穴５４を通過するように、フープ巻ユニット５０をレール３１に沿って往復移動させながら、回転部材５２を回転させることで、複数の繊維束ボビン５３がライナーＬの周囲を軸周りに公転し、複数の繊維束ボビン５３から引き出された複数の繊維束が同時にライナーＬの表面にフープ巻きされる。
【００３３】
ヘリカル巻ユニット６０は、ライナーＬに対して繊維束をヘリカル巻きする。ヘリカル巻きとは、ライナーＬに対して軸方向に略平行な方向（軸方向に対して多少傾いた方向でもよい）に繊維束を巻き付ける巻き方のことである。ヘリカル巻ユニット６０は、本体部６１と、多数のガイド６２と、多数のノズル６３と、を有する。本体部６１は、基台３０に固設されている。本体部６１の中央部には、ライナーＬが通過可能な円形の通過穴６４が形成されている。多数のガイド６２及び多数のノズル６３は、通過穴６４の周方向に沿って配置されている。クリールスタンド３の多数のボビン１２から引き出された多数の繊維束は、多数のガイド６２を経由して、多数のノズル６３に通される。ノズル６３は、径方向に沿って延びており、繊維束は径方向外側から径方向内側に通される。また、ノズル６３は、同軸で入れ子状に配置された径の異なる複数の管状部材を有し、径方向に伸縮可能に構成されている。
【００３４】
ヘリカル巻ユニット６０は、図３に示すように、多数のノズル６３を伸縮させるためのノズル用モータ６５を有する。ノズル用モータ６５は、制御装置２１によって駆動制御される。ライナーＬが通過穴６４を通過するように、支持ユニット４０をレール３１に沿って往復移動させながら、多数のノズル６３をライナーＬの外形に合わせて伸縮させることで、多数のノズル６３から引き出された多数の繊維束が同時にライナーＬの表面にヘリカル巻きされる。
【００３５】
巻付装置２でライナーＬへの繊維束の巻き付けを開始する際には、まず、オペレータが繊維束の糸端をライナーＬにテープ等で固定する。あるいは、繊維束の糸端の固定等を自動化するための装置を設けてもよい。繊維束の糸端をライナーＬに固定したら、制御装置２１が各モータ４４、４５、５５、５６、６５（図３参照）を駆動制御することで、支持ユニット４０に支持されたライナーＬに対して、フープ巻ユニット５０によってフープ巻きを施すことができるとともに、ヘリカル巻ユニット６０によってヘリカル巻きを施すことができる。
【００３６】
（ラッピングユニット）
フィラメントワインディング装置１で、繊維束を巻き付けるライナーＬを円筒状のものとすれば、パイプを製造することができる。パイプを製造する場合には、ライナーＬにフープ巻きやヘリカル巻きを施した後、最外層にラッピングテープと呼ばれる熱収縮性のテープを巻き付けるテープラップ工程が実施されることがある。ラッピングテープを巻き付けることによって、その後の熱硬化工程において、繊維間の空隙が熱硬化性樹脂で密に充填された状態で成形を行うことができ、パイプの曲げ強度を向上させることができる。本実施形態では、テープラップを行うラッピングユニットをフープ巻ユニット５０に設けている。以下、フープ巻ユニット５０についてもう少し詳細に説明した後、ラッピングユニットについて説明する。
【００３７】
図４に示すように、フープ巻ユニット５０の回転部材５２は、複数（本実施形態では４つ）の繊維束ボビン５３を回転可能に支持するとともに、複数の繊維束ボビン５３よりも径方向外側に配置された複数（本実施形態では８つ）のローラ５７を回転可能に支持する。繊維束ボビン５３及びローラ５７は、周方向に等間隔に配置されている。各繊維束ボビン５３から引き出された繊維束Ｆは、図４において時計回りにローラ５７に順番に掛けられる。その結果、図４においてクロスハッチングを付したローラ５７には、４本の繊維束Ｆが集約して掛けられることになる。ローラ５７は、複数の繊維束Ｆを掛けることが可能な多連ローラとして構成されている。
【００３８】
さらに、回転部材５２には、複数（本実施形態では３つ）のテンションバー５８と、リングガイド５９とが、設けられている。上述のローラ５７に集約された４本の繊維束Ｆは、各テンションバー５８に順番に巻き掛けられ、リングガイド５９を経由してライナーＬの表面に巻き付けられる。繊維束Ｆは、テンションバー５８との摩擦によってテンションが付与された状態でライナーＬに巻き付けられることで、一定以上の巻付力を維持することができる。
【００３９】
ラッピングユニット７０は、回転部材５２のうち、リングガイド５９が配置されている領域に概ね対向する領域に取り付けられる。このため、リングガイド５９から引き出される繊維束Ｆと、ラッピングユニット７０から引き出されるラッピングテープ（図４では不図示）とが絡まることを確実に防止することができる。また、本実施形態では、繊維束ボビン５３、ローラ５７、テンションバー５８、リングガイド５９、及び、ラッピングユニット７０は、全て回転部材５２のうちヘリカル巻ユニット６０側の面に取り付けられている。
【００４０】
図５に示すように、ラッピングユニット７０は、支持部材７１と、ラッピングテープボビン７２と、第１ガイドローラ７３と、第２ガイドローラ７４と、取付部材７５と、を備える。支持部材７１は、板状の部材であり、ラッピングテープボビン７２、第１ガイドローラ７３及び第２ガイドローラ７４を回転可能に支持する。ラッピングテープボビン７２には、ラッピングテープＴが巻かれている。ラッピングテープボビン７２から引き出されたラッピングテープＴは、第１ガイドローラ７３及び第２ガイドローラ７４に順番に巻き掛けられ、第２ガイドローラ７４から送られたラッピングテープＴがライナーＬの表面に巻き付けられる。取付部材７５は、棒状の部材であり、本実施形態では２本設けられている。取付部材７５の一方側の端部は支持部材７１に取り付けられ、他方側の端部は回転部材５２に対して着脱自在となっている。つまり、ラッピングユニット７０は、回転部材５２に着脱自在に構成されている。
【００４１】
ここで、ラッピングテープＴのテンションが小さいと、ライナーＬにラッピングテープＴを巻き付ける際に巻付力が弱くなり、テープラップの効果が小さくなってしまう。そこで、ラッピングユニット７０には、ラッピングテープＴにテンションを付与し、ラッピングテープＴの巻付力を一定以上に維持するためのテンション付与機構７６が設けられている。テンション付与機構７６は、第１ガイドローラ７３と、第２ガイドローラ７４と、第１ガイドローラ７３の回転に抵抗力を付与する第１制動装置７７と、第２ガイドローラ７４の回転に抵抗力を付与する第２制動装置７８と、を有する。
【００４２】
第１制動装置７７は、磁石式のトルクリミッターであり、第１制動装置７７による制動力は、支持部材７１の背面に設けられた不図示のギア機構を介して第１ガイドローラ７３に伝達される。第２制動装置７８は、磁石式のトルクリミッターより安価なばね式のトルクリミッターであり、第１制動装置７７による制動力よりも弱い制動力で第２ガイドローラ７４を制動する。つまり、ラッピングテープＴの走行方向において、上流側の第１ガイドローラ７３の回転に作用する抵抗力は、下流側の第２ガイドローラ７４の回転に作用する抵抗力よりも大きくなっている。
【００４３】
ヘリカル巻き及びフープ巻きを終えた後にテープラップを行う際には、一旦、巻取装置２の動作を停止させる。次に、オペレータが、ラッピングテープボビン７２から引き出したラッピングテープＴを、第１ガイドローラ７３及び第２ガイドローラ７４に巻き掛け（既に巻き掛けられている場合はこの作業は不要である）、ラッピングテープＴの端をライナーＬの表面に固定する。そして、フープ巻きを行う際と同様にフープ巻ユニット５０を駆動することで、ライナーＬにラッピングテープＴを巻き付けることができる。
【００４４】
なお、回転部材５２がライナーＬの軸周りに回転することで、繊維束ボビン５３とラッピングテープボビン７２とがともに軸周りに公転する。したがって、テープラップの際に、繊維束ボビン５３から引き出された繊維束ＦをライナーＬに巻き付けたままにしておけば、テープラップと同時にフープ巻きを行うことができる。また、繊維束ボビン５３から引き出された繊維束Ｆを切断しておけば、テープラップのみを単独で行うことができる
【００４５】
（効果）
本実施形態のフィラメントワインディング装置１によれば、フープ巻ユニット５０にラッピングユニット７０が取り付けられているため、ラッピングユニット７０をレール３１に沿って往復移動させるための駆動源や移動体等を、フープ巻ユニット５０のものと共通化することができ、コストを抑えることができる。また、ラッピングユニット７０がフープ巻ユニット５０に取り付けられていることで、ラッピングユニット７０を個別に設ける場合と比べて、フィラメントワインディング装置１の小型化を図ることができる。したがって、フィラメントワインディング装置１の高価格化や大型化を抑えつつ、繊維束Ｆが巻き付けられたライナーＬへのテープラップが可能となる。
【００４６】
本実施形態では、ラッピングユニット７０は、フープ巻ユニット５０の回転部材５２（支持部材）に取り付けられており、回転部材５２が軸周りに回転することで、繊維束ボビン５３とラッピングテープボビン７２とがともに軸周りに公転する。したがって、ラッピングユニット７０をライナーＬの軸周りに公転させるための個別の駆動源が不要となり、さらにコストを抑えることができる。
【００４７】
本実施形態では、ラッピングユニット７０は、回転部材５２のうち繊維束ボビン５３が取り付けられている側と同じ面に取り付けられている。したがって、回転部材５２を回転させることで、繊維束ボビン５３から引き出される繊維束Ｆと、ラッピングテープボビン７２から引き出されるラッピングテープＴとを、略同時にライナーＬに巻き付けることができる。
【００４８】
本実施形態では、レール３１上又はレール３１の延長線上において基台３０に固設され、ライナーＬに繊維束Ｆをヘリカル巻きするヘリカル巻ユニット６０をさらに備え、ラッピングユニット７０は、回転部材５２のうちヘリカル巻ユニット６０側の面に取り付けられている。したがって、ラッピングユニット７０をヘリカル巻ユニット６０に接触しないぎりぎりのところまで移動させることができ、テープラップが可能な範囲を広げることができる。
【００４９】
本実施形態では、ラッピングテープボビン７２から引き出されるラッピングテープＴにテンションを付与するテンション付与機構７６が設けられている。ラッピングテープＴにテンションを付与することで、一定以上の巻付力でラッピングテープＴをライナーＬに巻き付けることができる。したがって、その後の熱硬化工程において、繊維間の空隙が熱硬化性樹脂でより密に充填された状態での成形が可能となり、製品の強度をさらに向上させることができる。
【００５０】
本実施形態では、テンション付与機構７６は、ラッピングユニット７０に一体的に取り付けられている。このため、ラッピングテープボビン７２からラッピングテープＴを引き出してテンション付与機構７６に通す作業が容易となる。
【００５１】
本実施形態では、テンション付与機構７６は、ラッピングテープＴが巻き掛けられるガイドローラ７３（又は７４）と、ガイドローラ７３（又は７４）の回転に抵抗力を付与する制動装置７７（又は７８）と、を備えている。このような構成によれば、ラッピングテープＴが引き出される際にガイドローラ７３（又は７４）に抵抗力が付与されることで、ラッピングテープＴにテンションを付与することができる。
【００５２】
本実施形態では、ガイドローラが２つ以上設けられるとともに、各ガイドローラ７３、７４に対して制動装置７７、７８が設けられており、ラッピングテープＴの走行方向において隣接する２つのガイドローラ７３、７４において、走行方向の上流側のガイドローラ７３に作用する抵抗力が、走行方向の下流側のガイドローラ７４に作用する抵抗力よりも大きくされている。仮に、上流側のガイドローラ７３に作用する抵抗力が、下流側のガイドローラ７４に作用する抵抗力よりも小さい場合、上流側のガイドローラ７３のほうがラッピングテープＴの送り速度が速くなる。その結果、２つのガイドローラ７３、７４の間でラッピングテープＴが弛み、ラッピングテープＴが他の部材に引っ掛かる等のおそれがある。しかしながら、上流側のガイドローラ７３に作用する抵抗力を、下流側のガイドローラ７４に作用する抵抗力よりも大きくすることで、ラッピングテープＴの弛みを防止できる。
【００５３】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上記実施形態に限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。
【００５４】
上記実施形態では、ラッピングユニット７０が、繊維束ボビン５３を支持する回転部材５２に取り付けられているものとした。しかしながら、フープ巻ユニット５０に、回転部材５２と同軸で回転する他の回転部材を設け、この回転部材にラッピングユニット７０を取り付けるようにしてもよい。
【００５５】
上記実施形態では、繊維束ボビン５３及びラッピングユニット７０が、ともに回転部材５２のうちヘリカル巻ユニット６０側の面に取り付けられているものとしたが、このように構成することは必須ではない。ラッピングユニット７０が、回転部材５２のうち、繊維束ボビン５３の取付面とは反対側の面に取り付けられてもよいし、ヘリカル巻ユニット６０とは反対側の面（第１支持ユニット４１側の面）に取り付けられてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、ラッピングテープＴにテンションを付与するテンション付与機構７６を設けるものとしたが、テンション付与機構７６を省略することも可能である。また、テンション付与機構７６を設ける場合でも、その具体的態様は上記実施形態に示したものに限定されない。例えば、テンション付与機構７６をラッピングユニット７０に一体的に取り付けずに、回転部材５２に直接取り付けてもよい。
【００５７】
上記実施形態のフィラメントワインディング装置１は、フープ巻ユニット５０及びヘリカル巻ユニット６０によって、複数の繊維束を同時にライナーＬに巻き付けるマルチフィラメントワインディング装置であるものとした。しかしながら、本発明は、フープ巻ユニット５０のみで１本又は少数本の繊維束をライナーＬに巻き付けるフィラメントワインディング装置に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１：フィラメントワインディング装置
３０：基台
３１：レール
４０：支持ユニット
５０：フープ巻ユニット
５２：回転部材（支持部材）
５３：繊維束ボビン
６０：ヘリカル巻ユニット
７０：ラッピングユニット
７２：ラッピングテープボビン
７３：第１ガイドローラ（テンション付与機構）
７４：第２ガイドローラ（テンション付与機構）
７６：テンション付与機構
７７：第１制動装置（テンション付与機構）
７８：第２制動装置（テンション付与機構）
Ｌ：ライナー
Ｆ：繊維束
Ｔ：ラップテープ
【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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