(57)【要約】【課題】従来のフィラメントワインディング法に比較して廃棄する繊維束の量を少なくでき、製造コストを低減することができるフィラメントワインディング法を提供する。【解決手段】フィラメントワインディングでヘリカル巻層を形成する際は、ヘリカル巻層を構成する樹脂含浸繊維束Ｒは各層毎に同時に配列される。そして、樹脂含浸繊維束Ｒの折り返しは、製品となる樹脂含浸繊維束Ｒの巻付け範囲よりフィラメントワインディング装置のチャックに近い位置で、樹脂含浸繊維束Ｒを締付け部材１７によりマンドレル１２に一体回転可能に固定された繊維束折り返し用部材１１の周面に締付け固定した状態で行う。繊維束折り返し用部材１１は、環状溝１４ａ〜１４ｃを備え、樹脂含浸繊維束Ｒは締付け部材１７により環状溝１４ａ〜１４ｃに締め付け固定される。【選択図】      図１
2004291506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被巻付け部材をフィラメントワインディング装置の回転支持部に支持し、その状態で少なくともヘリカル巻層を形成するフィラメントワインディング法であって、
前記ヘリカル巻層を構成する繊維束は各層毎に同時に配列されるとともに、その折り返しは、締付け部材により前記被巻付け部材又は前記被巻付け部材に一体回転可能に固定された繊維束折り返し用部材の周面に締付け固定した状態で行うフィラメントワインディング法。
【請求項２】
フィラメントワインディング装置の回転支持部に一体回転可能に支持される被巻付け部材の端部に固定される繊維束折り返し用部材であって、
前記被巻付け部材の繊維束被巻付け部の外径とほぼ同じ外径の繊維束案内部と、前記繊維束案内部に連続して形成され、その周方向に沿って延びる複数の環状の繊維束締付け部とを備えた繊維束折り返し用部材。
【請求項３】
前記繊維束締付け部は溝で構成され、前記溝は前記繊維束案内部に近いものほど径が小さく形成されている請求項２に記載の繊維束折り返し用部材。
【請求項４】
前記繊維束締付け部は段部で構成され、前記段部は前記繊維束案内部に近いものほど外径が大きく形成されている請求項２に記載の繊維束折り返し用部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィラメントワインディング法及び繊維束折り返し用部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製のパイプを効率よく形成する方法としてフィラメントワインディング法がある。フィラメントワインディング法では樹脂含浸繊維束を回転するマンドレルの周囲にマンドレルの軸方向に対して所定の角度で巻き付けるヘリカル巻と、軸方向とほぼ直交するように巻き付けるフープ巻とが行われる。ヘリカル巻を行う場合は、巻付け角度を一定に保持して繊維束をマンドレルの端部で折り返す必要がある。
【０００３】
繊維束を折り返す方法として、マンドレルの端部にピンを設け、このピンに繊維束を引っかける方法や、マンドレルの端部に直接繊維束を巻き付ける方法がある。しかし、これらの方法ではマンドレルの端部で繊維束の滑りや緩みが生じ、繊維束の巻付け角度が乱れることがある。この乱れを防止する方法として、マンドレルの端部に２種類のピン付きリングを取り付ける方法がある（特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の方法では、図９に示すように、マンドレル５１の端部に巻角度保持用ピン付きリング５２及び折り返し時拘束用ピン付きリング５３が、折り返し時拘束用ピン付きリング５３がマンドレル５１の外側に位置するように取り付けられている。巻角度保持用ピン付きリング５２にはできる限り細いピン５４が、できる限り狭い間隔で放射状に植設され、折り返し時拘束用ピン付きリング５３には繊維束Ｒの引っ張り力に耐える比較的太いピン５５が広い間隔で植設されている。そして、マンドレル５１に巻き付けられる繊維束Ｒは、巻角度保持用ピン付きリング５２のピン５４により巻付け角度が保持された状態で、折り返し時拘束用ピン付きリング５３のピン５５に引っ掛かった状態で折り返される。
【０００５】
また、生産性を高めるため、被巻付け部材（マンドレル）に対して複数本の繊維束で同時にヘリカル巻を行うヘリカル巻部と、繊維束を被巻付け部材に対してフープ巻を行うフープ巻部とを備えたフィラメントワインディング装置が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２に記載のフィラメントワインディング装置で使用するマンドレル５１は、図１０に示すように、その端部に繊維束規制用のピン５６が周方向に一定間隔で配列されている（図１０では２本のみ図示）。そして、ヘリカル巻で巻き付けられる繊維束Ｒは、マンドレル５１の軸部５１ａに巻き付けられて折り返される際に繊維束Ｒの配列が乱れても、ピン５６の存在により製品になる部分の配列の乱れが防止されるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−２５４０２８号公報（明細書の段落［０００５］〜［０００８］、図５）
【特許文献２】
特開２００２−２８３４６７号公報（明細書の段落［００１２］、［００１３］、［００５１］、図１、図５、図７、図１６）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献２で提案された、ヘリカル巻層を構成する全ての樹脂含浸繊維束の巻付けを同時に行う方法では、繊維束をマンドレル５１の軸部５１ａに巻き付けて折り返す際に繊維束の配列が乱れるのを防止するため、繊維束を規則的に配列させるためのピン５６が必要になる。しかし、ピン５６に係合させて繊維束の配列を規制する構成では、ピン５６の近傍において、繊維束と繊維束との間に隙間が開くので、ピン５６の位置は製品端から一定距離以上離す必要がある。従って、軸部５１ａに巻き付ける部分と合わせて、廃棄する繊維束の量が多くなる。その結果、強化繊維に炭素繊維やポリアラミド繊維等の比較的高価なものを使用した場合、コストアップの大きな要因となる。
【０００８】
一方、特許文献１に記載の方法では、繊維束をマンドレルの軸部に巻き付けて折り返す場合に比較して繊維束の廃棄量を少なくできる。特許文献２に記載されたヘリカル巻層を構成する１層分の繊維束の巻付け（配列）を同時に行うフィラメントワインディング法に特許文献１に記載の方法を適用することができれば、廃棄する繊維束の量を少なくすることが可能になる。しかし、特許文献１に記載の方法では、１本の繊維束をマンドレルに巻き付ける場合は繊維束の折り返しが円滑に行われるが、ヘリカル巻層を構成する１層分の繊維束の巻付けを同時に行う場合には、繊維束の折り返しが円滑に行われない。
【０００９】
本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、従来のフィラメントワインディング法に比較して廃棄する繊維束の量を少なくでき、製造コストを低減できるフィラメントワインディング法を提供することにある。また、第２の目的は、前記フィラメントワインディング法を実施するのに適した状態にマンドレルを容易に変更できる繊維束折り返し用部材を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、被巻付け部材をフィラメントワインディング装置の回転支持部に支持し、その状態で少なくともヘリカル巻層を形成するフィラメントワインディング法である。ヘリカル巻層を構成する繊維束は各層毎に同時に配列されるとともに、その折り返しは、締付け部材により前記被巻付け部材又は前記被巻付け部材に一体回転可能に固定された繊維束折り返し用部材の周面に締付け固定した状態で行う。
【００１１】
この発明では、フィラメントワインディングによりマンドレル等の被巻付け部材の表面にヘリカル巻層を形成する際は、ヘリカル巻層を構成する繊維束は各層毎に同時に配列される。繊維束を折り返す際は、締付け部材により前記被巻付け部材又は前記被巻付け部材に一体回転可能に固定された繊維束折り返し用部材の周面に、締付け固定された状態で行われる。従って、繊維束を被巻付け部材の軸部に巻き付ける必要がなく、繊維束の廃棄量を少なくできる。また、締付け部材による締付け固定によるだけで繊維束が被巻付け部材の周面に相対移動不能に固定される場合は、繊維束の配列を規制するピンを設けなくても、繊維束の配列の乱れが防止される。その結果、ピンを設ける場合に比較して、繊維束の廃棄量を少なくできる。
【００１２】
第２の目的を達成するため、請求項２に記載の発明は、フィラメントワインディング装置の回転支持部に一体回転可能に支持される被巻付け部材の端部に固定される繊維束折り返し用部材である。繊維束折り返し用部材は、前記被巻付け部材の繊維束被巻付け部の外径とほぼ同じ外径の繊維束案内部と、前記繊維束案内部に連続して形成され、その周方向に沿って延びる複数の環状の繊維束締付け部とを備えている。
【００１３】
この発明の繊維束折り返し用部材は、被巻付け部材の端部に固定されて使用される。そして、請求項１に記載の発明の方法でヘリカル巻を行う際、繊維束を締付け部材により環状の繊維束締付け部の周面に締付け固定することで、繊維束が前記繊維束締付け部に押圧された状態で締め付け固定される。そして、繊維束は、その折り返し毎に、異なる繊維束締付け部に別の締付け部材によって締め付け固定されるため、締付け部材による繊維束の締付けが良好に行われる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記繊維束締付け部は溝で構成され、前記溝は前記繊維束案内部に近いものほど径が小さく形成されている。この発明では、前記締付け部材により繊維束を前記繊維束締め付け部に締め付け固定する際、締付け部材が溝内に収容されることで繊維束の締め付けが良好に行われる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記繊維束締付け部は段部で構成され、前記段部は前記繊維束案内部に近いものほど外径が大きく形成されている。この発明では、段部は前記繊維束案内部に近いものほど外径が大きく形成されているため、即ち、繊維束案内部側から順に外径が小さくなるため、繊維束の巻き付けが終了した後、製品となる以外の部分の繊維束を除去する際、除去作業が容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明をフィラメントワインディング装置の回転支持部に支持される被巻付け部材としてのマンドレルに取り付けられる繊維束折り返し用部材に具体化した第１の実施の形態を図１〜図４に従って説明する。図１（ａ）は繊維束折り返し用部材の側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図、（ｃ）は繊維束が巻き付けられた状態の模式断面図である。図２（ａ）は閉じた状態の締付け部材の正面図、（ｂ）は開いた状態の締付け部材の正面図、（ｃ）は係止部の詳細図である。
【００１７】
図１（ａ），（ｃ）に示すように、繊維束折り返し用部材１１は、マンドレル１２の繊維束被巻付け部１２ａの外径とほぼ同じ外径の繊維束案内部１３と、繊維束案内部１３に連続して形成され、周方向に沿って延びる複数の環状の繊維束締付け部としての環状溝１４ａ，１４ｂ，１４ｃとを備えた筒状に形成されている。繊維束案内部１３の周面にはピン１５が一定ピッチで周方向に沿って環状に設けられている。ピン１５は取り外し可能に設けられている。なお、図１（ａ），（ｃ）では、一部のピン１５は繊維束案内部１３に対する突設位置のみ示している。
【００１８】
繊維束折り返し用部材１１にはマンドレル１２の軸部１２ｂが挿通される孔１１ａが形成され、内周面には軸方向に沿って延びるキー溝１１ｂが形成され、キー溝１１ｂに嵌合されるキー１６を介してマンドレル１２に対して相対回転不能に固定されるように構成されている。
【００１９】
環状溝１４ａ〜１４ｃはヘリカル巻を形成する際の樹脂含浸繊維束の折り返し回数分だけ設けられている。この実施の形態では３個の環状溝１４ａ〜１４ｃが設けられているため、ヘリカル巻の折り返しは３回となる。環状溝１４ａ〜１４ｃは繊維束案内部１３側に配設されたものほど径が小さくなるように形成されている。環状溝１４ａ〜１４ｃは、繊維束折り返し用部材１１が固定されたマンドレル１２を使用してフィラメントワインディングを行う場合、ヘリカル巻を形成する樹脂含浸繊維束を締付け部材１７を使用して環状溝１４ａ〜１４ｃに締付け固定する際に、締付け部材１７を収容可能に形成されている。また、図１（ｃ）に示すように、環状溝１４ａ〜１４ｃは、樹脂含浸繊維束Ｒが環状溝１４ａ〜１４ｃ内において締付け部材１７に締め付けられた状態で折り返した際、前に巻き付けられた樹脂含浸繊維束Ｒ上に隙間無く積層可能となる径の差を有するように形成されている。この実施の形態では、例えば樹脂含浸繊維束Ｒの２層分の差を有するように形成されている。なお、以下、樹脂含浸繊維束Ｒを単に繊維束Ｒと称す場合もある。
【００２０】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、締付け部材１７は、ほぼ半円弧状の把持片１８が軸１９を介して開閉可能に連結されて構成されている。図２（ｃ）に示すように、両把持片１８の先端には係止部１８ａが形成され、締付け部材１７は、閉状態では係止部１８ａ同士が係止された状態で、両把持片１８が円形を成すように連結固定されるようになっている。係止部１８ａは鋸歯状に形成されている。
【００２１】
次に前記のように構成された繊維束折り返し用部材１１を用いてフィラメントワインディングにより、ＦＲＰ製パイプを製造する方法を説明する。図４はフィラメントワインディング装置の模式側面図、図３は図４のＢ−Ｂ線における模式部分断面図である。
【００２２】
図４に示すように、フィラメントワインディング装置（以下、ＦＷ装置と称す）２０は被巻付け部材としてのマンドレル１２を回転可能に支持する一組の回転支持部としてのチャック２１を備えている。ＦＷ装置２０は、特許文献２に開示された装置と同様な巻付けヘッド（ヘリカル巻用ヘッド及びフープ巻用ヘッド）２２を備えており、図４ではヘリカル巻用ヘッドのみが図示されている。巻付けヘッド２２はベースプレート２３上に設けられたレール２４（図３に図示）上をチャック２１に支持されたマンドレル１２に沿って、図示しない駆動手段により移動可能となっている。チャック２１は可変速モータ（図示せず）により回転駆動され、制御装置Ｃの指令によってチャック２１が巻付けヘッド２２の移動速度と同期した状態で回転駆動される。そして、図示しない繊維束供給部から樹脂含浸装置を経て供給される樹脂含浸繊維束Ｒを、マンドレル１２に対する巻付け角度を任意の角度に設定してマンドレル１２に巻き付けることができるようになっている。
【００２３】
図３に示すように、巻付けヘッド２２は、マンドレル１２に貫通される孔を有する支持板２５を備えている。ヘリカル巻用ヘッドの支持板２５には、複数本の繊維束を同時にマンドレル１２に対してヘリカル巻で巻付け可能とするため、複数のガイド２６がマンドレル１２の周方向に沿って配列された状態で設けられている。ガイド２６は例えば、３０〜４０本の樹脂含浸繊維束Ｒを案内可能に繊維束Ｒの本数にそれぞれ対応する数の大小２種のガイド２６が２個の同心円上に配列されている。なお、図３に示す例では２８本の繊維束Ｒに対応してガイド２６がそれぞれ２８本ずつ設けられている。
【００２４】
フープ巻部を備えたフープ巻用ヘッドは、繊維束Ｒをマンドレル１２に対して２本同時にフープ巻で巻付け可能とするためのガイドを備えている。ヘリカル巻用ヘッドとフープ巻用ヘッドとは一体的な移動と、独立した状態での移動とが可能に構成されている。そして、一層のヘリカル巻を構成する本数に対応する複数本の繊維束Ｒを同時にマンドレル１２に対してヘリカル巻で巻付け可能となり、ヘリカル巻用ヘッドがマンドレル１２に沿って一回往動又は復動することでマンドレル１２の全周面に亘って繊維束Ｒがヘリカル巻で巻き付けられる。
【００２５】
次に前記ＦＷ装置２０を使用してＦＲＰ製パイプを製造する際の製造方法を説明する。先ず、マンドレル１２の両端に繊維束折り返し用部材１１を一体回転可能に固定する。マンドレル１２に対する繊維束折り返し用部材１１の固定は、マンドレル１２の軸部１２ｂに繊維束折り返し用部材１１を嵌合させるとともに、キー１６をキー溝１１ｂに嵌合させることで行われる。そして、繊維束折り返し用部材１１が両端に固定されたマンドレル１２が、作業者によりＦＷ装置２０のチャック２１に支持される。
【００２６】
次に作業者は、繊維束供給部から繊維束を引き出し、開繊機構、樹脂含浸槽、張力調整部等を経て巻付けヘッド２２に導き、巻付けヘッド２２のガイド２６に挿通した後、樹脂含浸繊維束Ｒの端部をマンドレル１２の一端側に固定された繊維束折り返し用部材１１の所定位置に固定する。繊維束の端部の固定作業は作業者が手作業で行い、例えば粘着テープを使用して繊維束案内部１３のピン１５の配列箇所と環状溝１４ａとの間に固定される。
【００２７】
また、作業者は、マンドレル１２の回転速度、巻付けヘッド２２の巻付け時の往復移動幅等の巻付け条件を制御装置Ｃに入力する。繊維束として炭素繊維のロービングが使用される。ロービングとは細い単繊維のフィラメントを多数本束ねた実質無撚りの繊維束を意味する。
【００２８】
次にＦＷ装置２０による樹脂含浸繊維束Ｒの巻付け運転が開始される。ＦＷ装置２０が駆動されると、マンドレル１２が一定方向に回転され、巻付けヘッド２２がマンドレル１２一端側から移動を開始し、マンドレル１２の長手方向に沿って往復移動される。繊維束Ｒは少なくとも最内層となる一層目がヘリカル巻層を形成するように、かつマンドレル１２の軸方向となす角度（巻付け角度）が所定の角度となるように、マンドレル１２の繊維束被巻付け部１２ａ及び繊維束折り返し用部材１１の表面に巻き付けられる。巻付け角度は製品のＦＲＰ製パイプに要求される、曲げ、ねじり、振動等の特性を満足する所定の値（例えば、１０〜１５°）に設定される。
【００２９】
ヘリカル巻層を形成する際は、ヘリカル巻層を構成する全ての樹脂含浸繊維束Ｒの巻付けが同時に行われる。そして、樹脂含浸繊維束の折り返しは、樹脂含浸繊維束Ｒが締付け部材１７により繊維束折り返し用部材１１の環状溝１４ａ〜１４ｃに締付け固定された状態で行われる。詳述すれば、巻付けヘッド２２がマンドレル１２の他端側まで移動して１層目のヘリカル巻層が形成され、樹脂含浸繊維束Ｒがマンドレル１２の他端側で繊維束案内部１３に最も近い環状溝１４ａを覆った状態で、締付け部材１７が繊維束Ｒの上から環状溝１４ａに取り付けられる。これにより、繊維束Ｒが環状溝１４ａの周面に締付け部材１７により締め付け固定される。締付け部材１７の固定はロボット、あるいは作業者の手作業により行われる。
【００３０】
次に巻付けヘッド２２の移動方向が変更され、繊維束Ｒは締付け部材１７の位置で折り返され、ヘリカル巻が継続される。巻付けヘッド２２が一端側まで移動して、２層目のヘリカル巻層が形成され、樹脂含浸繊維束Ｒがマンドレル１２の一端側で繊維束案内部１３に最も近い環状溝１４ａを覆った状態で、締付け部材１７が繊維束Ｒの上から環状溝１４ａに取り付けられる。
【００３１】
以下、同様にして、巻付けヘッド２２が一端側から他端側、あるいは他端側から一端側へ移動され、繊維束Ｒが環状溝１４ｂ，１４ｃを覆う状態で締付け部材１７が環状溝１４ｂ，１４ｃに順次取り付けられる。そして、繊維束Ｒが折り返し位置である環状溝１４ｂ，１４ｃに締め付け固定された状態でヘリカル巻が行われる。なお、一端側の繊維束折り返し用部材１１ではヘリカル巻の際の繊維束Ｒの折り返し回数は他端側より１回少ない回数となり、繊維束Ｒは締付け部材１７により環状溝１４ａ，１４ｂに締め付け固定される。
【００３２】
繊維束Ｒはピン１５により周方向への移動が規制されるため、締付け部材１７による繊維束Ｒの締付けが完全ではなく、環状溝１４ａ〜１４ｃにおいて繊維束Ｒが多少周方向にずれても、繊維束Ｒの巻付け角度（配列角度）は所定の値に保持される。
【００３３】
ヘリカル巻層が所定層（例えば４層）形成された後、マンドレル１２の端部寄りの部分及び繊維束折り返し用部材１１の繊維束案内部１３の部分に、繊維束Ｒの巻付け角度がほぼ９０°に近い状態で巻き付けられる所謂フープ巻層が所定層（例えば１層）形成される。その後、再びヘリカル巻層が所定層（例えば２層）形成された段階で樹脂が含浸された繊維束Ｒの巻き付けが完了する。
【００３４】
次にポリエステル糸がフープ巻で巻き付けられる。ポリエステル糸が巻き付けられる際に、内側に巻き付けられている繊維束Ｒに含浸されている樹脂の一部が染み出しポリエステル糸の表面が樹脂で被覆された状態となる。
【００３５】
ポリエステル糸の巻付けが完了した後、繊維束被巻付け部１２ａ上に形成された成形体（図示せず）の両端部が、マンドレル１２の端部より内側の所定位置でそれぞれカッタ２８（図１（ｃ）に鎖線で図示）により切断される。そして、繊維束供給部に繋がる未硬化の樹脂含浸繊維束Ｒが繊維束折り返し用部材１１から除去される。その後、マンドレル１２がＦＷ装置２０のチャック２１から取り外され、樹脂含浸繊維束の未硬化の段階で、前記切断位置より軸部１２ｂ側に巻き付けられた不要な樹脂含浸繊維束Ｒ及びポリエステル糸が除去される。
【００３６】
その後、マンドレル１２が成形体と共に加熱炉に入れられ、所定温度で樹脂が硬化される。硬化温度は樹脂により異なるが、例えばエポキシ樹脂の場合は１８０℃程度である。加熱硬化、冷却後、成形体がマンドレル１２から取り外されて所定寸法の長さのＦＲＰ製パイプが形成される。ＦＲＰ製パイプは、例えば両端に継ぎ手部材が圧入されて自動車のプロペラシャフトとして使用される。
【００３７】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）  フィラメントワインディングでヘリカル巻層を形成する際は、ヘリカル巻層を構成する全ての樹脂含浸繊維束Ｒの巻付けを同時に行う。そして、繊維束Ｒの折り返しは、製品となる繊維束Ｒの巻付け範囲よりチャック２１に近い位置で繊維束Ｒを締付け部材１７により繊維束折り返し用部材１１の周面に締付け固定した状態で行う。従って、従来と異なり、樹脂含浸繊維束Ｒをマンドレル１２の軸部１２ｂに巻き付ける必要がなく、繊維束Ｒの廃棄量を少なくできる。
【００３８】
（２）  繊維束Ｒをマンドレル１２の軸部１２ｂに巻き付ける必要がないため軸部１２ｂを短くでき、結果としてマンドレル１２の全長を短くできるため、マンドレル１２が軽くなるとともに取り扱いが容易になる。
【００３９】
（３）  繊維束折り返し用部材１１はマンドレル１２の繊維束被巻付け部１２ａの外径とほぼ同じ外径の繊維束案内部１３と、繊維束案内部１３に連続して形成され、その周方向に沿って延びる複数の環状の繊維束締付け部（環状溝１４ａ〜１４ｃ）とを備えている。従って、樹脂含浸繊維束Ｒをその折り返し毎に、異なる繊維束締付け部に別の締付け部材１７によって締め付け固定することにより、締付け部材１７による樹脂含浸繊維束Ｒの締付けが良好に行われる。
【００４０】
（４）  環状の繊維束締付け部として環状溝１４ａ〜１４ｃが設けられ、環状溝１４ａ〜１４ｃは繊維束案内部１３に近いものほど径が小さく形成されている。従って、締付け部材１７により樹脂含浸繊維束Ｒを環状溝１４ａ〜１４ｃに締め付け固定する際、締付け部材１７が環状溝１４ａ〜１４ｃ内に収容されることで樹脂含浸繊維束Ｒの締め付けが良好に行われる。
【００４１】
（５）  環状溝１４ａ〜１４ｃは、樹脂含浸繊維束Ｒが環状溝１４ａ〜１４ｃ内において締付け部材１７に締め付けられた状態で折り返した際、前に巻き付けられた樹脂含浸繊維束Ｒ上に隙間無く積層可能となる径の差を有するように形成されている。従って、折り返した後の繊維束Ｒの配列が円滑に行われる。
【００４２】
（６）  繊維束案内部１３に樹脂含浸繊維束Ｒの配列を規制するピン１５が設けられている。従って、締付け部材１７により繊維束Ｒが環状溝１４ａ〜１４ｃに対して強固に固定されずに、多少緩く固定されても、ピン１５が存在することにより、繊維束Ｒの周方向へのずれが抑制され、ヘリカル巻を構成する繊維束Ｒの配列角度が所定の値に保持される。
【００４３】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態を図５（ａ），（ｂ）に従って説明する。この実施の形態では、繊維束折り返し用部材１１に形成される複数の環状の繊維束締付け部の構造が前記第１の実施の形態と異なっている。第１の実施の形態と同様な部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。図５（ａ）は繊維束折り返し用部材１１の模式側面図、（ｂ）は繊維束Ｒが巻き付けられた状態の模式断面図である。
【００４４】
図５（ａ）に示すように、繊維束折り返し用部材１１には環状溝１４ａ〜１４ｃに代えて、複数の環状段部２９ａ，２９ｂ，２９ｃが繊維束締付け部として形成されている。環状段部２９ａ〜２９ｃは繊維束案内部１３に近いものほど外径が大きく、即ち、繊維束案内部１３側から順に外径が小さくなるように形成されている。環状段部２９ａ〜２９ｃは、ヘリカル巻を形成する樹脂含浸繊維束Ｒが締付け部材１７により環状段部２９ａ〜２９ｃに締付け固定された状態で、折り返す際、折り返し部が隣接する環状段部２９ａ〜２９ｃにはみ出さない幅に形成されている。環状段部２９ａ〜２９ｃの周面には繊維束Ｒの滑りを防止する小さな凹凸（図示せず）加工が施されている。凹凸は例えばサンドブラスト加工により形成される。繊維束案内部１３にはピン１５が設けられていない。
【００４５】
この実施の形態の繊維束折り返し用部材１１も前記第１の実施の形態と同様にマンドレル１２に固定されて使用される。そして、ヘリカル巻層を形成する際の樹脂含浸繊維束Ｒの折り返しは、樹脂含浸繊維束Ｒが締付け部材１７により環状段部２９ａ〜２９ｃに締付け固定された状態で行われる。環状段部２９ａ〜２９ｃの周面に凹凸が設けられているため、締付け部材１７により繊維束Ｒが環状段部２９ａ〜２９ｃに締め付け固定された状態で繊維束Ｒの周方向へのずれが防止された状態に保持される。従って、繊維束案内部１３にピン１５が設けられていなくてもヘリカル巻を構成する繊維束Ｒが所定の角度で配列される。
【００４６】
この実施の形態では第１の実施の形態の（１）〜（３）と同様な効果を有する他に、次の効果を有する。
（７）  環状段部２９ａ〜２９ｃは繊維束案内部１３に近いものほど外径が大きく、即ち、繊維束案内部１３側から順に外径が小さくなるように形成されている。従って、樹脂含浸繊維束Ｒの巻き付けが終了した後、製品となる以外の部分の樹脂含浸繊維束Ｒを除去する際、除去作業が容易となる。
【００４７】
（８）  環状段部２９ａ〜２９ｃの周面に繊維束Ｒの滑りを防止する防止部としての凹凸が設けられている。従って、締付け部材１７により繊維束Ｒが環状段部２９ａ〜２９ｃに締め付け固定された状態で繊維束Ｒの周方向へのずれが防止され、繊維束案内部１３にピン１５が設けられていなくてもヘリカル巻を構成する繊維束Ｒを所定の角度で配列することができる。その結果、ピン１５を省略できる分、構成が簡単になるとともにコストも安くなる。また、ピン１５が無く、しかも繊維束案内部１３側から次第に径が小さくなるように環状段部２９ａ〜２９ｃが形成されているため、樹脂含浸繊維束Ｒの硬化後に不要な部分を容易に除去することが可能になる。
【００４８】
（９）  ピン１５が存在しないため、ピン１５が存在する場合に比較して繊維束案内部１３の幅を狭くでき、その分、繊維束Ｒの廃棄量を少なくできるとともに、マンドレル１２を短くできる。
【００４９】
なお、実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  環状溝１４ａ〜１４ｃを備えた繊維束折り返し用部材１１においても、図６に示すようにピン１５を省略してもよい。この場合、繊維束Ｒを滑りのない状態で締付け部材１７により締め付け固定するため、環状溝１４ａ〜１４ｃの底部に滑り防止部（例えば、凹凸）を設けるのが好ましい。
【００５０】
○  環状段部２９ａ〜２９ｃを備えた繊維束折り返し用部材１１においても、ピン１５を設けてもよい。ピン１５を設けることにより、締付け部材１７による繊維束Ｒの締付けが多少緩くても、ヘリカル巻を構成する繊維束Ｒが所定の角度で配列される。従って、凹凸が不要になる。
【００５１】
○  ピン１５を備えない繊維束折り返し用部材１１であっても、締付け部材１７による締付け固定が強固に為されれば、環状溝１４ａ〜１４ｃや環状段部２９ａ〜２９ｃの周面に滑り防止部を設けなくてもよい。
【００５２】
〇  繊維束折り返し用部材１１をマンドレル１２に固定せず、マンドレル１２の端部に環状溝や環状段部を設け、繊維束Ｒを折り返す際、その環状溝や環状段部に繊維束Ｒを締付け部材１７によって締め付け固定してもよい。
【００５３】
○  締付け部材１７は、２個の把持片１８が軸１９により連結された構成に限らず、例えば、図７（ａ），（ｂ）に示すように、両端に係止部１８ａが形成された半円弧状の把持片１８から構成され、係止部１８ａにおいて連結されることで、円形となる構成としてもよい。また、締付け部材１７として所謂結束バンドを使用してもよい。例えば、図８（ａ），（ｂ）に示すような、結束バンドを締付け部材１７として使用する。また、締付け部材１７として針金や高強度の繊維（例えばポリアラミド繊維）製の糸を使用してもよい。
【００５４】
〇  樹脂含浸繊維束Ｒの硬化前には繊維束供給部に繋がる繊維束Ｒの切断だけを行い、不要な部分の除去は樹脂含浸繊維束Ｒの硬化後に、ピン１５を抜いた状態で除去するようにしてもよい。ピン１５が取り外し不能な場合は、樹脂含浸繊維束Ｒの硬化後に不要な部分を除去するには、不要な部分を細かく破壊して除去する必要があるが、ピン１５を取り外し可能にすることにより、樹脂含浸繊維束Ｒの硬化後に不要な部分を除去するのが容易となる。
【００５５】
○  締付け部材１７としてディスポーザブルタイプの物を使用してもよい。この場合、締付け部材１７の清掃やメンテナンスが不要になる。
○  環状溝１４ａ〜１４ｃは繊維束案内部１３側ほど径が小さな構成に限らず、径が同じ環状溝を複数設けたり、繊維束案内部１３側ほど径が大きな構成としてもよい。
【００５６】
○  繊維束案内部１３に連続して形成され、その周方向に沿って延びる環状の繊維束締付け部として、環状溝あるいは環状段部を１個設けてもよい。この場合、環状溝あるいは環状段部は、環状溝の深さあるいは環状段部の段差が、環状溝あるいは環状段部が複数平行に設けられる構成に比較して大きく形成される。そして、繊維束Ｒが折り返される際、二回目以降の折り返し時には、繊維束Ｒは
前回折り返された繊維束Ｒの上に締付け部材１７によって締め付け固定される。従って、繊維束折り返し用部材１１の長さを短くでき、マンドレル１２をより短くできる。
【００５７】
○  フィラメントワインディング後、巻き付けられた樹脂含浸繊維束Ｒを、樹脂硬化前に所定位置で切断する際、切断前に切断箇所を含む一定幅の領域にテープを巻き付け、テープの上から樹脂含浸繊維束Ｒを切断してもよい。この場合、テープを巻き付けた状態で樹脂含浸繊維束Ｒを切断するため、未硬化の状態でも、切断端部の繊維束Ｒが毛羽立つのが抑制される。
【００５８】
○  フィラメントワインディングは、マンドレル等の被巻付け部材に樹脂含浸繊維束を巻き付ける方法に限らず、繊維束を被巻付け部材に巻き付けた後に樹脂を含浸させ、その後に樹脂硬化を行うようにしてもよい。
【００５９】
○  被巻付け部材はマンドレルに限らず、樹脂含浸繊維束Ｒを巻き付ける芯材（パイプ）としてもよい。例えば、パイプの両端に繊維束折り返し用部材１１を固定して、繊維束折り返し用部材１１をシャフトを介してＦＷ装置２０のチャック２１に支持してフィラメントワインディングを行い、パイプを製品の一部とする。
【００６０】
○  ヘリカル巻をマンドレル１２の表面に接触する最内層に形成する必要はなく、最内層にフープ巻層を形成し、その上にヘリカル巻層を形成してもよい。
以下の技術的思想（発明）は前記実施の形態から把握できる。
【００６１】
（１）  請求項１に記載の発明において、前記折り返し部はヘリカル巻層の外層を構成する樹脂含浸繊維束ほど前記回転支持部に近い位置となる。
（２）  請求項１又は前記技術的思想（１）に記載の発明において、前記被巻付け部材は、その両端部に、前記締付け部材が固定される環状溝又は環状段部が複数形成された筒状の繊維束折り返し用部材が取り外し可能に固定されている。
【００６２】
（３）  請求項２〜請求項４及び前記技術的思想（２）のいずれか一項に記載の発明において、前記繊維束締付け部の周面には滑り防止部が設けられている。（４）  請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記繊維束案内部には樹脂含浸繊維束の位置を規制するピンが、所定間隔で周方向に沿って突設されている。
【００６３】
【発明の効果】
以上、詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、従来のフィラメントワインディング法に比較して廃棄する繊維束の量を少なくでき、製造コストを低減できる。また、請求項２〜請求項４に記載の発明によれば、前記発明のフィラメントワインディング法を実施するのに適した状態にマンドレルを容易に変更できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は第１の実施の形態の繊維束折り返し用部材の側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は繊維束が巻き付けられた状態の模式断面図。
【図２】（ａ）は閉じた状態の締付け部材の正面図、（ｂ）は開いた状態の締付け部材の正面図、（ｃ）は係止部の詳細図。
【図３】図４のＢ−Ｂ線における模式拡大断面図。
【図４】ＦＷ装置の部分概略図。
【図５】（ａ）は第２の実施の形態の繊維束折り返し用部材の側面図、（ｂ）は繊維束が巻き付けられた状態の模式断面図。
【図６】別の実施の形態の繊維束が巻き付けられた状態の模式断面図。
【図７】別の実施の形態の締付け部材を示し、（ａ）は閉じた状態の正面図、（ｂ）は開いた状態の正面図。
【図８】（ａ），（ｂ）は別の実施の形態の締付け部材の平面図。
【図９】従来技術の繊維束の折り返し状態を説明する模式図。
【図１０】別の従来技術の繊維束の折り返し状態を説明する模式図。
【符号の説明】
Ｒ…樹脂含浸繊維束、１１…繊維束折り返し用部材、１２…被巻付け部材としてのマンドレル、１２ａ…繊維束被巻付け部、１３…繊維束案内部、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…環状の繊維束締付け部としての環状溝、１７…締付け部材、２０…フィラメントワインディング装置（ＦＷ装置）、２９ａ，２９ｂ，２９ｃ…環状の繊維束締付け部としての環状段部。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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