(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の一側の端部に第一被駆動軸が設けられると共に、前記軸方向の他側の端部に第二被駆動軸が設けられるライナーの外周面に繊維束を巻き付けるフィラメントワインディング装置であって、
前記第一被駆動軸に連結可能な第一チャックと、
前記第二被駆動軸に対して前記ライナーの軸回り方向の位相が合うときに、前記第二被駆動軸に連結されることができる第二チャックと、
前記第二チャックの貫通孔に挿通された状態で、前記第二チャックに対して前記軸方向に相対移動できるように支持されるガイド軸と、
前記ガイド軸を前記軸方向に相対移動させることで、前記ガイド軸を前記第二被駆動軸の穴に挿入させることができるガイド軸移送装置と、
前記ライナーが前記第一チャック及び前記ガイド軸により仮支持された状態で、前記第一チャックを前記軸回り方向に回転させることで、前記第二被駆動軸を前記第一チャックと一体回転させ、前記第二被駆動軸と前記第二チャックとの前記軸回り方向の位相が合うように前記第二被駆動軸の位相調節を行う位相調節装置と、
前記位相調節装置による前記第二被駆動軸の位相調節が完了した後、前記第二被駆動軸に対して前記第二チャックが前記軸方向の他側に存在する状態で、前記第一チャック又は前記第二チャックを前記軸方向に移動させることにより、前記第二被駆動軸に前記第二チャックを連結させて、前記ライナーを前記第一チャック及び前記第二チャックにより本支持された状態にする制御装置と、を備え、
更に前記ガイド軸移送装置にかかる負荷を抑制するための破壊防止機構を備え、
前記破壊防止機構は、前記ガイド軸の先端部が弾性部材の伸長又は収縮によって可動する、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】
前記ガイド軸移送装置は、二倍以上の倍送り機構で構成され、前記倍送り機構により前記ガイド軸を前記軸方向に相対移動させる、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。
【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】
従来、フィラメントワインディング装置は公知である（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１に記載の装置は、以下の（１）〜（５）の手順でマンドレルＭ１の装着を行う。（１）受渡スピンドル３０ｃの受渡リング３１・３２をヘッド部１２・１３のチャック機構により位置固定する（特許文献１の図６（ａ）及び図６（ｂ）参照）。（２）マンドレル用スピンドルＳの他端に受渡スピンドル３０ｃの一端を当接させる（特許文献１の図７（ａ）参照）。（３）スピンドルＳ・３０ｃを互いに当接させた状態で、マンドレルＭ１を機台１０の他端側に移動させて、位置固定されている受渡リング３１・３２にスピンドルＳを嵌め込む（特許文献１の図７（ｂ）参照）。（４）受渡スピンドル３０ｃをマンドレル用スピンドルＳから離間させ、スピンドルＳ・３０ｃを互いに当接させている状態を解除する（特許文献１の図８（ａ）参照）。（５）側壁部１１ｂ・１１ｂを起立させて、各側壁部１１ｂ・１１ｂに設けられるマンドレル回転軸１１ａ・１１ａに各スピンドルＳ・Ｓの端部をそれぞれ連結させる（特許文献１の図８（ａ）参照）。
【０００４】
上記手順（４）、（５）に示すように、特許文献１に記載の装置は、側壁部１１ｂを起立させて、チャックにスピンドルＳを連結する前に、受渡スピンドル３０ｃをマンドレル用スピンドルＳから離間させていた（特許文献１の図８（ａ）参照）。これは、側壁部１１ｂに設けられるマンドレル回転軸１１ａにスピンドルＳを連結させるときに、受渡スピンドル３０ｃが干渉することを回避するためである。これにより、受渡スピンドル３０ｃをマンドレル用スピンドルＳから離間させるための離間スペースを確保しなければならなかった。
また、特許文献１に記載の装置は、マンドレルＭ１の装着の際に、受渡スピンドル３０ｃとマンドレル回転軸１１ａとが互いに干渉することを回避するために、側壁部１１ｂを倒れた姿勢と起立した姿勢との間で回動させていた（特許文献１の図７（ｂ）及び図８（ａ）参照）。これにより、側壁部１１ｂを回動させるための回動スペースを確保しなければならなかった。
その結果、前記離間スペース、前記回動スペースといったスペースを確保しなければならないので、マンドレルＭ１の装着の際に必要なスペースが大きくなり、装置が大型化していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３６２７４０号公報
【特許文献２】特開２０１４−１７７０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ライナーの装着の際に必要なスペースを抑えて、装置を小型化することが可能なフィラメントワインディング装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、
軸方向の一側の端部に第一被駆動軸が設けられると共に、前記軸方向の他側の端部に第二被駆動軸が設けられるライナーの外周面に繊維束を巻き付けるフィラメントワインディング装置であって、
前記第一被駆動軸に連結可能な第一チャックと、
前記第二被駆動軸に対して前記ライナーの軸回り方向の位相が合うときに、前記第二被駆動軸に連結されることができる第二チャックと、
前記第二チャックの貫通孔に挿通された状態で、前記第二チャックに対して前記軸方向に相対移動できるように支持されるガイド軸と、
前記ガイド軸を前記軸方向に相対移動させることで、前記ガイド軸を前記第二被駆動軸の穴に挿入させることができるガイド軸移送装置と、
前記ライナーが前記第一チャック及び前記ガイド軸により仮支持された状態で、前記第一チャックを前記軸回り方向に回転させることで、前記第二被駆動軸を前記第一チャックと一体回転させ、前記第二被駆動軸と前記第二チャックとの前記軸回り方向の位相が合うように前記第二被駆動軸の位相調節を行う位相調節装置と、
前記位相調節装置による前記第二被駆動軸の位相調節が完了した後、前記第二被駆動軸に対して前記第二チャックが前記軸方向の他側に存在する状態で、前記第一チャック又は前記第二チャックを前記軸方向に移動させることにより、前記第二被駆動軸に前記第二チャックを連結させて、前記ライナーを前記第一チャック及び前記第二チャックにより本支持された状態にする制御装置と、を備え、
更に前記ガイド軸移送装置にかかる負荷を抑制するための破壊防止機構を備え、
前記破壊防止機構は、前記ガイド軸の先端部が弾性部材の伸長又は収縮によって可動する、ことを特徴とする、
フィラメントワインディング装置。
【００１０】
第２の発明においては、
前記ガイド軸移送装置は、二倍以上の倍送り機構で構成され、前記倍送り機構により前記ガイド軸を前記軸方向に相対移動させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
第１の発明によれば、ガイド軸移送装置にかかる負荷を抑制するための破壊防止機構を備えている。そして、破壊防止機構は、ガイド軸の先端部が弾性部材の伸長又は収縮によって可動する。これにより、フィラメントワインディング装置の耐久性を向上させることができる。
【００１６】
第２の発明によれば、ガイド軸移送装置を倍送り機構で構成することで、装置の軸方向の寸法が増大することをより抑制することができる。これにより、装置の軸方向の寸法を抑えて、装置をより小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】フィラメントワインディング装置の斜視図。
【図２】フィラメントワインディング装置の側面図。
【図３】制御ブロック図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）ライナーを仮支持するための動作を示す図。
【図５】（ａ）第一チャックが第一被駆動軸に連結される動作を示す図、（ｂ）ガイド軸が第二被駆動軸に連結される動作を示す図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）ライナーを本支持するための動作を示す図。
【図７】（ａ）位相調節装置の検知部を示す図、（ｂ）第二光学センサのみが第二キー溝を検知している状態を示す図、（ｃ）第二光学センサと第三光学センサが第二キー溝を検知している状態を示す図、（ｃ）第三光学センサのみが第二キー溝を検知している状態を示す図。
【図８】（ａ）第二被駆動軸に第二チャックが連結される動作を示す図、（ｂ）第二被駆動軸に第二チャックが連結された状態を示す図。
【図９】（ａ）収縮した状態の倍送り機構を示す図、（ｂ）伸長した状態の倍送り機構を示す図。
【図１０】（ａ）基準寸法のライナーが仮支持されたときの弾性部材を示す図、（ｂ）基準寸法よりも短いライナーが仮支持されたときの弾性部材を示す図、（ｃ）基準寸法よりも長いライナーが仮支持されたときの弾性部材を示す図。
【図１１】第二破壊防止機構を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、本実施形態に係るフィラメントワインディング装置１００（以降「ＦＷ装置」１００とする）について説明する。
【００２０】
ＦＷ装置１００は、ライナー１の外周面に繊維束Ｆを巻き付けていくものである。
図１、図２、及び図３に示すように、ＦＷ装置１００は、ライナー支持装置１０と、ヘリカル巻き装置２０と、フープ巻き装置３０と、クリールスタンド４０と、ガイド軸５０と、ガイド軸移送装置６０と、位相調節装置７０と、制御装置８０と、を有する。
【００２１】
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容器である。ライナー１は、外周面に繊維束Ｆが巻き付けられることによって耐圧特性の向上が図られる。つまり、ライナー１は、耐圧容器を構成する基材とされる。
【００２２】
図１及び図２に示すように、ライナー１は、その軸方向Ｇの一側の端部に第一被駆動軸２が設けられており、その軸方向Ｇの他側の端部に第二被駆動軸３が設けられている。軸方向Ｇは、ライナー１の軸Ｈの延びる方向である。第一被駆動軸２及び第二被駆動軸３は、ライナー１に固定されており、ライナー１と一体回転する。
第一被駆動軸２は、円筒形状を有し、その外周面には第一キー溝２ａが形成されている（図４（ａ）及び図５（ａ）参照）。第二被駆動軸３は、円筒形状を有し、その外周面には第二キー溝３ａが形成されている（図６（ａ）及び図７（ａ）参照）。第二被駆動軸３における軸方向Ｇの他側の端面には、穴３ｂが形成されている（図４（ａ）及び図５（ｂ）参照）。
【００２３】
図２に示すように、ライナー支持装置１０は、第一ライナー支持部１１と、第二ライナー支持部１２と、を有する。
第一ライナー支持部１１と第二ライナー支持部１２は、ライナー１の軸方向Ｇに延設されたレール上に載置されている。ライナー支持部１１・１２の間には、ライナー１が設置される。
ライナー支持装置１０の詳細な説明は後述する。
【００２４】
図１及び図２に示すように、ヘリカル巻き装置２０は、ライナー１の外周面に繊維束Ｆを巻き付ける。詳細に説明すると、ヘリカル巻き装置２０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がライナー１の軸Ｈに対して略斜め方向となる、いわゆるヘリカル巻きを行なう。ヘリカル巻き装置２０は、主に基台２１と、ヘリカル巻き掛け装置２２と、で構成されている。
【００２５】
基台２１には、ヘリカル巻き掛け装置２２が設けられている。ヘリカル巻き掛け装置２２には、繊維束Ｆを案内する複数の繊維束ガイド２３が設けられている。そして、各繊維束ガイド２３によって案内された繊維束Ｆは、回転しながら通過するライナー１の外周面に巻き付けられる。詳細には、ライナー１が、繊維束ガイド２３に対して軸回り方向Ｉに相対回転しながら、軸方向Ｇに相対移動して、繊維束ガイド２３を通過することで、ヘリカル巻きが行われる。軸回り方向Ｉは、ライナー１がその軸Ｈを中心に回転する方向である。
【００２６】
このような構成により、ヘリカル巻き装置２０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がライナー１の軸Ｈに対して略斜め方向となる、いわゆるヘリカル巻きを行なうことを可能としている。
【００２７】
フープ巻き装置３０は、ライナー１の外周面に繊維束Ｆを巻き付ける。詳細に説明すると、フープ巻き装置３０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がライナー１の軸Ｈに対して略垂直方向となる、いわゆるフープ巻きを行なう。フープ巻き装置３０は、主に基台３１と、フープ巻き掛け装置３２と、で構成されている。
【００２８】
基台３１には、フープ巻き掛け装置３２が設けられている。フープ巻き掛け装置３２には、繊維束Ｆが巻かれた複数のボビンＢが備えられている。そして、各ボビンＢから解舒された繊維束Ｆは、フープ巻き掛け装置３２が自ら回転することによってライナー１の外周面に巻き付けられる。詳細には、フープ巻き掛け装置３２が、ライナー１に対して軸回り方向Ｉに相対回転しながら、軸方向Ｇに相対移動することで、フープ巻きが行われる。
【００２９】
このような構成により、フープ巻き装置３０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がライナー１の軸Ｈに対して略垂直方向となる、いわゆるフープ巻きを行なうことを可能としている。
【００３０】
クリールスタンド４０は、ヘリカル巻き装置２０に繊維束Ｆを供給する。詳細に説明すると、クリールスタンド４０は、ヘリカル巻き装置２０を構成するヘリカル巻き掛け装置２２の各繊維束ガイド２３に対して繊維束Ｆを供給する。クリールスタンド４０は、主にラック４１と、ボビン軸４２と、ローラ４３と、で構成されている。
【００３１】
ラック４１には、複数のボビン軸４２とローラ４３が互いに平行に取り付けられている。ボビンＢは、ボビン軸４２に支持された状態で繊維束Ｆが引っ張られることによって回転し、該繊維束Ｆを解舒する。そして、ボビンＢから解舒された繊維束Ｆは、ローラ４３を介して各繊維束ガイド２３に送られる。
【００３２】
このような構成により、クリールスタンド４０は、ヘリカル巻き装置２０を構成するヘリカル巻き掛け装置２２の各繊維束ガイド２３に対して繊維束Ｆを供給することを可能としている。
【００３３】
次に、ライナー支持装置１０について詳細に説明する。
【００３４】
図２に示すように、第一ライナー支持部１１は、第一支持フレーム１３ａと、第一チャック１４ａと、第一チャック軸１５ａと、第一回転アクチュエータ１６ａと、第一移動アクチュエータ１７ａと、を有する。
【００３５】
第一支持フレーム１３ａは、第一チャック１４ａを軸回り方向Ｉに回転可能に支持すると共に、軸方向Ｇに移動可能に支持する。第一支持フレーム１３ａは、ライナー１の軸方向Ｇに延設されたレール上に載置されており、ライナー１の軸方向Ｇに移動することができる。
【００３６】
第一チャック１４ａは、ライナー１を第一支持フレーム１３ａに装着させるものである。第一チャック１４ａは、第一支持フレーム１３ａに設けられている。第一チャック１４ａは、第一チャック軸１５ａ及び第一支持部１８ａを介して第一支持フレーム１３ａに取り付けられている。第一チャック軸１５ａは、第一チャック１４ａに固定されており、第一チャック１４ａと一体回転する。第一チャック軸１５ａは、第一支持部１８ａに対して軸回り方向Ｉに回転可能に取り付けられている。第一支持部１８ａは、第一支持フレーム１３ａに固定されている。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、第一チャック１４ａは、ライナー１の第一被駆動軸２に連結可能な構造を有する。第一チャック１４ａにおける軸方向Ｇの他側の端面には、孔Ｙが形成されている。孔Ｙには、第一被駆動軸２を挿入することができる。孔Ｙの内周面には第一キー１９ａが形成されている。第一係合部である第一キー１９ａは、第一被係合部である第一キー溝２ａと係合することができる。
【００３８】
第一チャック１４ａは、第一被駆動軸２に対してライナー１の軸回り方向Ｉの位相が合うときに、第一被駆動軸２に対して軸方向Ｇの一側から連結されることできる。本実施形態では、第一キー溝２ａにおける軸回り方向Ｉの位相（回転角度）と、第一キー１９ａにおける軸回り方向Ｉの位相と、が互いに等しいときに、第一チャック１４ａと第一被駆動軸２との軸回り方向Ｉの位相が合う。このとき、第一チャック１４ａと第一被駆動軸２とが互いに軸方向Ｇに近接されることで、第一チャック１４ａの孔Ｙに第一被駆動軸２が挿入されると共に、第一キー１９ａが第一キー溝２ａに係合される。これにより、第一被駆動軸２が第一チャック１４ａに連結される。第一被駆動軸２は、第一チャック１４ａに対してライナー１の軸回り方向Ｉに一体回転するように連結される。
第一チャック１４ａに第一被駆動軸２が連結されることで、ライナー１が軸方向Ｇの一側から支持される。なお、第一チャック１４ａと第一被駆動軸２の連結構造は、本実施形態のものに限定されず、ライナー１を軸方向Ｇの一側から支持できるような構造を有していればよい。
【００３９】
図２に示すように、第一回転アクチュエータ１６ａは、第一チャック軸１５ａに接続されている。第一回転アクチュエータ１６ａは、第一チャック軸１５ａを介して第一チャック１４ａに動力を伝達し、第一チャック１４ａをライナー１の軸回り方向Ｉに回転させることができる。第一回転アクチュエータ１６ａは、第一支持フレーム１３ａに設置されている。
【００４０】
第一移動アクチュエータ１７ａは、第一支持フレーム１３ａに接続されており、第一支持フレーム１３ａ及び第一チャック１４ａを軸方向Ｇに一体移動させる。
【００４１】
図２に示すように、第二ライナー支持部１２は、第二支持フレーム１３ｂと、第二チャック１４ｂと、第二チャック軸１５ｂと、第二回転アクチュエータ１６ｂと、第二移動アクチュエータ１７ｂと、を有する。
【００４２】
第二支持フレーム１３ｂは、第二チャック１４ｂを軸回り方向Ｉに回転可能に支持すると共に、軸方向Ｇに移動可能に支持する。第二支持フレーム１３ｂは、ライナー１の軸方向Ｇに延設されたレール上に載置されており、ライナー１の軸方向Ｇに移動することができる。
第二支持フレーム１３ｂは、第一支持フレーム１３ａに対してライナー１の軸方向Ｇの他側に対向配置されている。第一支持フレーム１３ａと第二支持フレーム１３ｂは、互いに独立して軸方向Ｇに移動することができる。
【００４３】
第二チャック１４ｂは、ライナー１を第二支持フレーム１３ｂに装着させるものである。第二チャック１４ｂは、第二支持フレーム１３ｂに設けられている。第二チャック１４ｂは、第二チャック軸１５ｂ及び第二支持部１８ｂを介して第二支持フレーム１３ｂに取り付けられている。第二チャック軸１５ｂは、第二チャック１４ｂに固定されており、第二チャック１４ｂと一体回転する。第二チャック軸１５ｂは、第二支持部１８ｂに対して軸回り方向Ｉに回転可能に取り付けられている。第二支持部１８ｂは、第二支持フレーム１３ｂに固定されている。
【００４４】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第二チャック１４ｂは、ライナー１の第二被駆動軸３に連結可能な構造を有する。第二チャック１４ｂは、円筒形状を有する。第二チャック１４ｂには、軸方向Ｇに貫通する貫通孔Ｚが形成されている。貫通孔Ｚには、第二被駆動軸３を挿入することができる。貫通孔Ｚの内周面には第二キー１９ｂが形成されている。第二係合部である第二キー１９ｂは、第二被係合部である第二キー溝３ａと係合することができる。
【００４５】
第二チャック１４ｂは、第二被駆動軸３に対してライナー１の軸回り方向Ｉの位相が合うときに、第二被駆動軸３に対して軸方向Ｇの他側から連結されることができる。本実施形態では、第二キー溝３ａにおける軸回り方向Ｉの位相（回転角度）と、第二キー１９ｂにおける軸回り方向Ｉの位相と、が互いに等しくなるときに、第二チャック１４ｂと第二被駆動軸３との軸回り方向Ｉの位相が合う。このとき、第二チャック１４ｂと第二被駆動軸３とが互いに軸方向Ｇに近接されることで、第二チャック１４ｂの貫通孔Ｚに第二被駆動軸３が挿入されると共に、第二キー１９ｂが第二キー溝３ａに係合される。これにより、第二被駆動軸３が第二チャック１４ｂに連結される。第二被駆動軸３は、第二チャック１４ｂに対して軸回り方向Ｉに一体回転するように連結される。
第二チャック１４ｂに第二被駆動軸３が連結されることで、ライナー１が軸方向Ｇの他側から支持される。なお、第二チャック１４ｂと第二被駆動軸３の連結構造は、本実施形態のものに限定されず、ライナー１を軸方向Ｇの他側から支持できるような構造を有していればよい。
【００４６】
図２に示すように、第二チャック１４ｂは、第一チャック１４ａに対して軸方向Ｇの他側に対向配置されている。第一チャック１４ａと第二チャック１４ｂは、互いに独立して軸方向Ｇに移動することができる。
【００４７】
第二回転アクチュエータ１６ｂは、第二チャック軸１５ｂに接続されている。第二回転アクチュエータ１６ｂは、第二チャック軸１５ｂを介して第二チャック１４ｂに動力を伝達し、第二チャック１４ｂをライナー１の軸回り方向Ｉに回転させることができる。第二回転アクチュエータ１６ｂは、第二支持フレーム１３ｂに設置されている。
第一回転アクチュエータ１６ａと第二回転アクチュエータ１６ｂは、第一チャック１４ａと第二チャック１４ｂを同期させて軸回り方向Ｉに回転させることで、ライナー１を軸回り方向Ｉに回転させることができる（図２参照）。
【００４８】
第二移動アクチュエータ１７ｂは、第二支持フレーム１３ｂに接続されており、第二支持フレーム１３ｂと及び第二チャック１４ｂを軸方向Ｇに一体移動させる。
第一移動アクチュエータ１７ａと第二移動アクチュエータ１７ｂは、第一チャック１４ａと第二チャック１４ｂを同期させて（対向間距離を維持したまま等速で）軸方向Ｇに移動させることで、ライナー１を軸方向Ｇに移動させることができる（図２参照）。
【００４９】
図４（ａ）に示すように、第二チャック軸１５ｂ、及び第二支持部１８ｂには、ライナー１の軸方向Ｇに貫通する貫通孔Ｚ１が形成されている。貫通孔Ｚ１は、第二チャック１４ｂの貫通孔Ｚに連続して設けられる。
【００５０】
図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、ガイド軸５０は、ライナー１を軸方向Ｇの他側から支持する。ガイド軸５０は、ライナー１の軸方向Ｇに延びる軸である。ガイド軸５０は、貫通孔Ｚ・Ｚ１に挿通された状態で、第二チャック１４ｂに対して軸方向Ｇに相対移動できるように支持されている。これにより、ガイド軸５０と第二チャック１４ｂは、互いに干渉することなくライナー１の軸方向Ｇに相対移動することができる。
【００５１】
ガイド軸５０における軸方向Ｇの一側の先端部５１は、第二被駆動軸３の穴３ｂに、軸方向Ｇの他側から挿入されることができる。ガイド軸５０の先端部５１が第二被駆動軸３の穴３ｂに挿入されることで、第二被駆動軸３にガイド軸５０が連結される。
ガイド軸５０は、穴３ｂに挿入されるだけで、第二被駆動軸３と連結される。従って、ガイド軸５０が、第二被駆動軸３に連結されるときに、軸回り方向Ｉの位相の調節が不要である。
ガイド軸５０は、第二被駆動軸３に対して軸回り方向Ｉに相対回転可能に連結される。
第二被駆動軸３にガイド軸５０が連結（挿入）されることで、ライナー１が軸方向Ｇの他側から支持される。なお、第二被駆動軸３とガイド軸５０の連結構造は、本実施形態のものに限定されず、ライナー１を軸方向Ｇの他側から支持できるような構造を有していればよい。
【００５２】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第二被駆動軸３は、ガイド軸５０と第二チャック１４ｂを同じ軸方向Ｇ位置に連結させることができる構造を有する。
第二被駆動軸３は、その内周部にガイド軸５０を連結させた状態で、その外周部に第二チャック１４ｂを連結させることができる。詳細には、第二被駆動軸３は、その穴３ｂにガイド軸５０を挿入させた状態で、その外周部に第二チャック１４ｂの貫通孔Ｚを外嵌させることができる。これにより、ガイド軸５０と第二チャック１４ｂは、互いに干渉することなく第二被駆動軸３に連結されることができる。なお、第二被駆動軸３に対して、ガイド軸５０と第二チャック１４ｂとを互いに干渉させることなく同時に連結させるための構造について、本実施形態では一例を示しているにすぎず、本実施形態の構造に限定されない。
【００５３】
図１及び図２に示すように、ガイド軸移送装置６０は、ガイド軸５０に接続されており、ガイド軸５０を軸方向Ｇに移動させることができる。ガイド軸移送装置６０は、例えば、油圧シリンダ、エアシリンダ、倍送り機構６１等である。倍送り機構６１の説明は後述する。
【００５４】
位相調節装置７０は、第二被駆動軸３と第二チャック１４ｂとの軸回り方向Ｉの位相が合うように第二被駆動軸３の位相調節を行う。
位相調節装置７０は、検知部７１と、調節部７２と、を有する。
【００５５】
図７（ａ）に示すように、検知部７１は、第二被駆動軸３の第二キー溝３ａを検出できる光学センサ７１ａ・７１ｂ・７１ｃを有する。光学センサ７１ａ・７１ｂ・７１ｃは、第二被駆動軸３の近傍に設けられている。光学センサ７１ａ・７１ｂ・７１ｃは、いわゆるフォトトランジスタで構成され、受光量に応じて電気信号を変更する。
第一光学センサ７１ａと第三光学センサ７１ｃは、軸回り方向Ｉに第二キー溝３ａの幅よりも広い間隔を空けて配置されている。第二光学センサ７１ｂは、第一光学センサ７１ａと第三光学センサ７１ｃとの間に配置されている。各光学センサ７１ａ・７１ｂ・７１ｃは、第二キー溝３ａと対向した状態になるときに、第二キー溝３ａを検知する。図７（ｂ）〜図７（ｄ）に示す白丸は、各光学センサ７１ａ・７１ｂ・７１ｃが第二キー溝３ａを検出できた場合を表し、黒丸は、各光学センサ７１ａ・７１ｂ・７１ｃが第二キー溝３ａを検出できなかった場合を表している。
【００５６】
図３に示すように、調節部７２は、各光学センサ７１ａ・７１ｂ・７１ｃに接続されており、各光学センサ７１ａ・７１ｂ・７１ｃから第二キー溝３ａを検知したことを示す検知信号を受信することができる。
調節部７２は、第一回転アクチュエータ１６ａに接続されており、第一回転アクチュエータ１６ａを操作して、第一チャック１４ａを軸回り方向Ｉに回転させることができる。
なお、位相調節装置７０について、本実施形態では一例を示しているにすぎず、本実施形態の装置に限定されない。
【００５７】
制御装置８０は、ＦＷ装置１００を構成する各アクチュエータ等の動作を制御する。
図２及び図３に示すように、制御装置８０は、第一回転アクチュエータ１６ａに接続されており、第一回転アクチュエータ１６ａを操作して、第一チャック１４ａを軸回り方向Ｉに回転させることができる。
制御装置８０は、第一移動アクチュエータ１７ａに接続されており、第一移動アクチュエータ１７ａを操作して、第一チャック１４ａを軸方向Ｇに移動させることができる。
制御装置８０は、第二回転アクチュエータ１６ｂに接続されており、第二回転アクチュエータ１６ｂを操作して、第二チャック１４ｂを軸回り方向Ｉに回転させることができる。
制御装置８０は、第二移動アクチュエータ１７ｂに接続されており、第二移動アクチュエータ１７ｂを操作して、第二チャック１４ｂを軸方向Ｇに移動させることができる。
制御装置８０は、ガイド軸移送装置６０に接続されており、ガイド軸移送装置６０を操作して、ガイド軸５０を軸方向Ｇに移動させることができる。
制御装置８０は、調節部７２に接続されており、調節部７２の制御内容に関する情報を受信することが可能である。
【００５８】
以下では、ＦＷ装置１００にライナー１が装着されるときの手順（１）〜（３）について説明する。
【００５９】
（１）ライナー１が第一チャック１４ａ及びガイド軸５０により仮支持される。
ライナー１が仮支持された状態は、第一被駆動軸２に第一チャック１４ａが連結され、第二被駆動軸３にガイド軸５０が連結（挿入）された状態であり、後述する本支持に移行する前段階のライナー１の支持状態である。
ライナー１の仮支持は、以下の手順（Ａ）〜（Ｃ）で行われる。
【００６０】
（Ａ）第一チャック１４ａの軸回り方向Ｉの位相と、第二チャック１４ｂの軸回り方向Ｉの位相と、がそれぞれ予め決められた基準位相Ｘ１・Ｘ２に設定される。
【００６１】
（Ｂ）図４（ａ）に示すように、第一チャック１４ａと、第二チャック１４ｂと、の間にライナー１が設置される。また、第一チャック１４ａと、第二チャック１４ｂと、の間にヘリカル巻き装置２０とフープ巻き装置３０とが位置している。
ライナー１は、第一被駆動軸２における軸回り方向Ｉの位相を、第一チャック１４ａの基準位相Ｘ１に合わせるようにして設置される。従って、ライナー１が設置されたとき、第一被駆動軸２と第一チャック１４ａとの位相が合っており、第一被駆動軸２と第一チャック１４ａとが互いに軸方向Ｇに近接されるだけで、第一被駆動軸２が第一チャック１４ａに連結されることができる状態となっている（図５（ａ）参照）。
このときのライナー１の設置は、ロボットハンド、リンク機構等の搬送装置により自動的に行われてもよく、作業者の手作業により行われてもよい。
なお、ライナー１は、第一チャック１４ａの基準位相Ｘ１を基準にして設置されるので、第二チャック１４ｂの基準位相Ｘ２との間には位相差が生じる場合がある。この位相差は、後述する位相調節装置７０により解消される。
【００６２】
（Ｃ）図４（ｂ）、図４（ｃ）、及び図５（ａ）に示すように、ライナー１が軸方向Ｇの一側に移動され、又は、第一チャック１４ａが軸方向Ｇの他側に移動される。これにより、第一チャック１４ａの孔Ｙに第一被駆動軸２が挿入されると共に、第一キー１９ａが第一キー溝２ａと係合され、第一チャック１４ａが第一被駆動軸２に連結される。
図４（ｂ）、図４（ｃ）、及び図５（ｂ）に示すように、ガイド軸５０が、貫通孔Ｚ・Ｚ１を通じてガイド軸５０が軸方向Ｇの一側に移動される。これにより、ガイド軸５０の先端部５１が第二被駆動軸３の穴３ｂに挿入され、ガイド軸５０が第二被駆動軸３に連結される。このとき、ガイド軸５０は、貫通孔Ｚ・Ｚ１に挿通されている状態で、第二被駆動軸３に連結される。
その結果、ライナー１が第一チャック１４ａとガイド軸５０とにより仮支持された状態になる。詳細には、ライナー１は、第一チャック１４ａと、貫通孔Ｚ・Ｚ１に挿通されているガイド軸５０と、により仮支持された状態になる（図４（ｃ）参照）。
なお、上記したライナー１を仮支持するための上記工程（Ａ）〜（Ｃ）は、作業者の手作業により行われてもよく、制御装置により自動的に行われてもよい。
【００６３】
（２）位相調節装置７０により第二被駆動軸３の位相調節が行われる。
位相調節装置７０は、第一チャック１４ａ及び第二チャック１４ｂの間で、ライナー１が第一チャック１４ａ及びガイド軸５０により仮支持された状態で、第二被駆動軸３の位相調節を行う。
【００６４】
図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、調節部７２は、各光学センサ７１ａ・７１ｂ・７１ｃから検知信号を受信して、第二光学センサ７１ｂのみが第二被駆動軸３の第二キー溝３ａを検知しているか否かを確認する。
第二光学センサ７１ｂは、その軸回り方向Ｉの位相を、第二チャック１４ｂの基準位相Ｘ２に合わせるようにして設置される。従って、第二光学センサ７１ｂのみが第二キー溝３ａを検知している状態のとき、第二被駆動軸３と第二チャック１４ｂとの軸回り方向Ｉの位相が合っており、第二被駆動軸３と第二チャック１４ｂとが互いに軸方向Ｇに近接されるだけで、第二被駆動軸３が第二チャック１４ｂに連結されることができる状態となっている（図７（ｂ）及び図８（ａ）参照）。
【００６５】
図６（ａ）、図７（ｃ）、及び図７（ｄ）に示すように、調節部７２は、第二光学センサ７１ｂのみが第二被駆動軸３の第二キー溝３ａを検知していない場合は、第一チャック１４ａを軸回り方向Ｉに回転させることで、第二被駆動軸３を第一チャック１４ａと一体回転させる。調節部７２は、第二光学センサ７１ｂのみが第二被駆動軸３の第二キー溝３ａを検知している状態になるまで、第二被駆動軸３を回転させる。
図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、調節部７２は、第二光学センサ７１ｂのみが第二被駆動軸３の第二キー溝３ａを検知している場合は、第二被駆動軸３の軸回り方向Ｉの位相を固定して、制御装置８０に対して第二被駆動軸３の位相調節が完了したことを示す完了信号を送信する。
【００６６】
（３）制御装置８０は、調節部７２から前記完了信号を受信することで、第二被駆動軸３の位相調節が完了したと判断する。図６（ｂ）及び図８（ａ）に示すように、制御装置８０は、位相調節装置７０による第二被駆動軸３の位相調節が完了した後、第二被駆動軸３に対して第二チャック１４ｂが軸方向Ｇの他側に存在する状態で、第一チャック１４ａ又は第二チャック１４ｂをライナー１の軸方向Ｇに移動させる。詳細には、制御装置８０は、第一チャック１４ａとガイド軸５０を軸方向Ｇの他側に一体移動させ、又は、第二チャック１４ｂを軸方向Ｇの一側に移動させる。これにより、第二被駆動軸３が第二チャック１４ｂに連結される（図６（ｃ）及び図８（ｂ）参照）。このとき、制御装置８０は、ガイド軸５０を第二被駆動軸３に連結（挿入）させた状態を保持しながら、第二被駆動軸３に第二チャック１４ｂを連結させる（図８（ｂ）参照）。
その結果、ライナー１が第一チャック１４ａと第二チャック１４ｂにより本支持された状態になり、ＦＷ装置１００に装着される。
【００６７】
ライナー１が本支持された状態は、第一被駆動軸２に第一チャック１４ａが連結され、第二被駆動軸３に第二チャック１４ｂが連結された状態であり、ＦＷ装置１００によりライナー１に繊維束Ｆが巻き付けられるとき（フープ巻き、及びヘリカル巻きが行われるとき）のライナー１の支持状態である。
【００６８】
本実施形態では、制御装置８０は、ライナー１を第一チャック１４ａ及びガイド軸５０により仮支持した状態を保持しながら、第二被駆動軸３に第二チャック１４ｂを連結させて、ライナー１を第一チャック１４ａ及び第二チャック１４ｂにより本支持した状態に移行させる。
【００６９】
以上のようにＦＷ装置１００は、
軸方向Ｇの一側の端部に第一被駆動軸２が設けられると共に、軸方向Ｇの他側の端部に第二被駆動軸３が設けられるライナー１の外周面に繊維束を巻き付けるＦＷ装置１００であって、
第一被駆動軸２に連結可能な第一チャック１４ａと、
第二被駆動軸３に対してライナー１の軸回り方向Ｉの位相が合うときに、第二被駆動軸３に連結されることができる第二チャック１４ｂと、
第二チャック１４ｂと干渉せずに軸方向Ｇに移動できると共に第二被駆動軸３に連結されることができるガイド軸５０と、
ライナー１が第一チャック１４ａ及びガイド軸５０により仮支持された状態で、第一チャック１４ａを軸回り方向Ｉに回転させることで、第二被駆動軸３を第一チャック１４ａと一体回転させ、第二被駆動軸３と第二チャック１４ｂとの軸回り方向Ｉの位相が合うように第二被駆動軸３の位相調節を行う位相調節装置７０と、
位相調節装置７０による第二被駆動軸３の位相調節が完了した後、第二被駆動軸３に対して第二チャック１４ｂが軸方向Ｇの他側に存在する状態で、第一チャック１４ａ又は第二チャック１４ｂを前記軸方向に移動させることにより、第二被駆動軸３に第二チャック１４ｂを連結させて、ライナー１を第一チャック１４ａ及び第二チャック１４ｂにより本支持された状態にする制御装置８０と、
を備える。
【００７０】
これによると、第二被駆動軸３に第二チャック１４ｂを連結させる際に、第二チャック１４ｂとガイド軸５０との干渉を考慮する必要がなく、ガイド軸５０を第二被駆動軸３に連結させた状態を保持しながら、第二被駆動軸３にガイド軸５０を連結させることができる。従って、第二チャック１４ｂとガイド軸５０との干渉を回避するためのスペースを確保する必要がない。その結果、ライナー１の装着の際に必要なスペースを抑えて、ＦＷ装置１００を小型化することができる。
また、第二チャック１４ｂとガイド軸５０との干渉を考慮する必要がないので、ライナー１を第一チャック１４ａ及びガイド軸５０により仮支持した状態を保持しながら、ライナー１を第一チャック１４ａ及び第二チャック１４ｂにより本支持した状態に移行させることができる。
【００７１】
以下では、ガイド軸移送装置６０の一例である倍送り機構６１について説明する。
【００７２】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、倍送り機構６１は、ワイヤー滑車機構によりガイド軸５０を軸方向Ｇに移動させる。倍送り機構６１は、二倍以上のストローク機能を有し、二倍以上のストロークでガイド軸５０を軸方向Ｇに移動させる。倍送り機構６１は、複数のストローク軸６２ａ・６２ｂと、基軸６２ｃと、ローラ６３・６４・６５・６６と、ワイヤー６７と、ローラアクチュエータ６８と、を有する。ストローク軸６２ａ・６２ｂ及び基軸６３ｃは、軸方向Ｇに延びる形状を有する。ストローク軸６２ａはガイド軸５０に固定されている。ストローク軸６２ａ・６２ｂは、軸方向Ｇに移動可能に支持されている。ストローク軸６２ａにはローラ６３が設けられている。ストローク軸６２ｂ及び基軸６３ｃのそれぞれの両端部には、ローラ６４がそれぞれ設けられている。ワイヤー６７は、ローラ６３に固定された状態で、ローラ６４・６５・６６に巻き掛けられている。ローラ６６にはローラアクチュエータ６８が接続されている。
【００７３】
ローラアクチュエータ６８により、ローラ６６が一方向Ｖ１に回転されることで、ストローク軸６２ａ・６２ｂが軸方向Ｇの一側へ移動する。これにより、倍送り機構６１が軸方向Ｇの一側へ伸長して、ガイド軸５０とストローク軸６２が軸方向Ｇの一側へ移動する。
ローラアクチュエータ６８により、ローラ６６が他方向Ｖ２に回転されることで、ストローク軸６２ａ・６２ｂが軸方向Ｇの他側へ移動する。これにより、倍送り機構６１が軸方向Ｇの他側へ収縮して、ガイド軸５０とストローク軸６２が軸方向Ｇの他側へ移動する。
従って、倍送り機構６１が伸長するのに伴ってガイド軸５０が軸方向Ｇの一側へ移動し、倍送り機構６１が収縮するのに伴ってガイド軸５０が軸方向Ｇの他側へ移動する。
以上のように、ガイド軸移送装置６０（倍送り機構６１）は、軸方向Ｇに伸長することによって、ガイド軸５０を軸方向Ｇに移動させる。このように、ガイド軸移送装置６０（倍送り機構６１）によりライナー１を軸方向Ｇに移動させるように構成することで、ＦＷ装置１００の軸方向Ｇの寸法を抑えて、ＦＷ装置１００を小型化することができる。
【００７４】
なお、ガイド軸移送装置にかかる負荷を抑制するための破壊防止機構を設けてもよい。
以下では、前記破壊防止機構の一例である第一破壊防止機構９１について説明する。
【００７５】
図１０（ａ）に示すように、第一破壊防止機構９１は、ガイド軸５０に設けられる。
第一破壊防止機構９１は、ガイド軸５０を先端部５１と本体部に分割して、先端部５１と本体部の間に、軸方向Ｇに弾性変形可能な弾性部材９２を介装させた構造を有する。弾性部材９２は、例えば、ガイド軸５０の先端部５１に配置されてもよい。
図１０（ａ）に示すように、基準寸法のライナー１が第一チャック１４ａ及びガイド軸５０により仮支持されたとき、弾性部材９２は、所定量だけ収縮する方向に弾性変形する。前記所定量はライナー１の寸法誤差の範囲等を考慮して適宜決定される。
図１０（ｂ）に示すように、前記基準寸法よりも軸方向Ｇに短いライナー１が仮支持されたとき、弾性部材９２が伸長して、ライナー１の寸法誤差を吸収する。これにより、ガイド軸５０がライナー１の第二被駆動軸３に連結（挿入）されている状態が保持される。
図１０（ｃ）に示すように、前記基準寸法よりも軸方向Ｇに長いライナー１が仮支持されたとき、弾性部材９２が収縮して、ライナー１の寸法誤差を吸収する。これにより、ガイド軸移送装置６０にかかる負荷が抑制される。その結果、ＦＷ装置１００の耐久性を向上させることができる。
【００７６】
以下では、前記破壊防止機構の一例である第二破壊防止機構９３について説明する。
【００７７】
図１１に示すように、第二破壊防止機構９３は、倍送り機構６１に設けられる。
第二破壊防止機構９３は、倍送り機構６１のワイヤー６７を切断して、ワイヤー６７の切断箇所を弾性部材９４で連結させた構造を有する。また、第二破壊防止機構９３は、倍送り機構６１が伸長されたときの、弾性部材９４の伸び縮みを検出する検出部（リミットセンサ）９５を設置した構造を有する。
【００７８】
弾性部材９４は、第二破壊防止機構９３が製造された直後の状態のときは、所定量だけ伸長する方向に弾性変形している。前記所定量は、経時劣化によるワイヤー６７の伸び量等を考慮して決定される。
ワイヤー６７が当初よりも伸びた場合は、弾性部材９４は、収縮してワイヤー６７の伸びを吸収し、ワイヤー６７がたるむことを防ぐ。
操作ミス等でワイヤー６７に過負荷が働き、ワイヤー６７に対して引き伸ばされる方向に力が作用した場合は、弾性部材９４は、伸長してワイヤー６７の負荷を吸収する。これにより、ガイド軸移送装置６０にかかる負荷が抑制される。その結果、ＦＷ装置１００の耐久性を向上させることができる。
【００７９】
制御装置８０は、検出部９５により弾性部材９４の収縮量を検出することで、ワイヤー６７の伸びを検知し、ワイヤー６７の伸びが予め決められた許容値を超えた場合には、警告を発し、ＦＷ装置１００を停止させるように構成してもよい。これにより、ワイヤー６７が伸び過ぎて他の部品に影響を与える前に対処することが可能となる。
制御装置８０は、検出部９５により弾性部材９４の伸長量を検出することで、ワイヤー６７にかかる負荷を検知し、弾性部材９４で吸収できる以上の過負荷が発生した場合には、警告を発し、ＦＷ装置１００を停止させるように構成してもよい。これにより、ワイヤー６７が切れる等のトラブルを回避することが可能となる。
【００８０】
なお、破壊防止機構９１・９３は、それぞれ単独で用いられることができ、また、併用されることもできる。
【符号の説明】
【００８１】
１      ライナー
２      第一被駆動軸
３      第二被駆動軸
１４ａ  第一チャック
１４ｂ  第二チャック
５０    ガイド軸
７０    位相調節装置
８０    制御装置
１００  フィラメントワインディング装置（ＦＷ装置）
【図１】
0006402927.tif 000002
【図２】
0006402927.tif 000003
【図３】
0006402927.tif 000004
【図４】
0006402927.tif 000005
【図５】
0006402927.tif 000006
【図６】
0006402927.tif 000007
【図７】
0006402927.tif 000008
【図８】
0006402927.tif 000009
【図９】
0006402927.tif 000010
【図１０】
0006402927.tif 000011
【図１１】
0006402927.tif 000012