(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状の取付治具が両端に設けられたマンドレルに対して繊維束を巻き付ける巻付部と、巻き付け処理前のマンドレルを該巻付部に装填し、巻き付け処理後にマンドレルを該巻付部から取り出す着脱部と、巻き付け処理後のマンドレルに巻き付けられた繊維束から該繊維束の終端部を切り離して巻き付け処理前のマンドレルに受け渡す受渡機構とを具備し、
前記受渡機構は、前記マンドレルの一方の取付治具に装着される第１および第２の受渡リングと、繊維束を切断可能な切断部とを含み、
前記巻付部が前記マンドレルに対して巻き付け処理を行う際の繊維束の始端部は、前記マンドレルに隣接して配置される前記第１受渡リングの外周面に位置しており、
マンドレルに対する繊維束の巻き付け処理後における繊維束の終端部は、前記マンドレルとの間で前記第１受渡リングを挟むように配置される前記第２受渡リングの外周面に巻き付けられており、
前記各受渡リングは、前記取付治具に案内されて、該取付治具の軸方向にスライド変位できるようになっており、
繊維束の巻き付け処理後に前記切断部で前記繊維束の終端部を切り離した後、該終端部が巻き付けられた前記第２受渡リングを、前記巻き付け処理後のマンドレルの取付治具から、前記巻付部に次に装填される巻き付け処理前のマンドレルの取付治具へと移し替えることにより、前記繊維束の終端部を、前記巻き付け処理前のマンドレルに対して、繊維束の始端部として受け渡すことができ、
前記切断部が、繊維束の巻き付け処理後に前記第１・第２の受渡リング間で繊維束を切断するカッタと、該カッタによる切断時に該第２受渡リングを位置保持する保持手段とを備え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】
前記保持手段は、前記第２受渡リングの外周面に押し当てられる摩擦部材と、該摩擦部材を該第２受渡リングに向けて付勢する付勢部材とを含み、
前記摩擦部材が、前記マンドレルの取付治具と平行な軸で回転自在に支持された摩擦ローラである請求項１記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項３】
前記保持手段は、前記付勢部材から付勢力を受けるローラ支持台を含み、
複数個の前記摩擦ローラが、前記第２受渡リングの外周面の周方向に並んで配置されて、前記ローラ支持台に軸支されている請求項２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、巻き付け処理後のマンドレルに巻き付けられた繊維束から該繊維束の終端部を切り離して巻き付け処理前のマンドレルに受け渡す受渡機構を具備するフィラメントワインディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マンドレルに対する繊維束の巻き付け処理を行うフィラメントワインディング装置の分野においては、連続生産を目標とした全自動化システムの開発が進められている。一連のワインディング処理の自動化の実現のためには、繊維束の巻付部において、巻き付け処理後のマンドレルと巻き付け処理前のマンドレルとを自動的に交換する必要がある。また、巻き付け処理後のマンドレルに巻き付けられた繊維束から該繊維束の終端部を切り離し、該終端部を、次に装填される巻き付け処理前のマンドレルに対して巻き付け処理を行う際の始端部として保持しておくための機構が必要となる。
【０００３】
例えば特許文献１では、マンドレルの両側に設けた軸状の治具を、対向配置したスピンドルで支持し、一方のスピンドルをモータで回転駆動しながら、繊維束をトラバース装置でマンドレルの長手方向に沿って往復操作することにより、繊維束をマンドレルに巻き付けている。他方のスピンドルはウエストドラムで回転自在に軸支されている。マンドレルに対する巻き付け処理の終了後、繊維束をウエストドラム上に数回巻き付けて、専用のカッタで切断する。次に装填されるマンドレルに対しては、ウエストドラム上に巻き付けられた繊維束を巻付始端として、巻き付け処理が行われる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３３８０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係るフィラメントワインディング装置では、繊維束の終端部を専用の受渡部材に巻き付けるように構成する。この受渡部材を、巻き付け処理後のマンドレルから、巻付部に次に装填される巻き付け処理前のマンドレルへと移し替えることで、繊維束の終端部を、次のマンドレルに対して巻き付け処理を行う際の始端部として受け渡すことができる。
これに対し、特許文献１のフィラメントワインディング装置では、マンドレルに固定された取付治具の先端部を支持するウエストドラムに、繊維束の終端部を巻き付けている。この特許文献１の構成によれば、ウエストドラム上の繊維束の終端部を次に装填されたマンドレルの取付治具へと移すため（ウエストドラム上に繊維束を残さないため）、ウエストドラムの逆回転駆動などが必要になって、マンドレルに対する巻き付け処理の開始までに手間が掛かる不利がある。
【０００６】
本発明は、巻き付け処理後のマンドレルから巻き付け処理前のマンドレルへと移し替えられる受渡部材を用いた繊維束の終端部の受渡機構を具備するフィラメントワインディング装置において、繊維束の終端部を切り離す際に、繊維束がたるむ、あるいは解けるなどのトラブルの発生を防止することで、繊維束の巻き付け不良、あるいは全自動連続生産システムの遅延を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るフィラメントワインディング装置は、軸状の取付治具が両端に設けられたマンドレルに対して繊維束を巻き付ける巻付部と、巻き付け処理前のマンドレルを該巻付部に装填し、巻き付け処理後にマンドレルを該巻付部から取り出す着脱部と、巻き付け処理後のマンドレルに巻き付けられた繊維束から該繊維束の終端部を切り離して巻き付け処理前のマンドレルに受け渡す受渡機構とを具備する。前記受渡機構は、前記マンドレルの一方の取付治具に装着される第１および第２の受渡リングと、繊維束を切断可能な切断部とを含む。前記巻付部が前記マンドレルに対して巻き付け処理を行う際の繊維束の始端部は、前記マンドレルに隣接して配置される前記第１受渡リングの外周面に位置する。マンドレルに対する繊維束の巻き付け処理後における繊維束の終端部は、前記マンドレルとの間で前記第１受渡リングを挟むように配置される前記第２受渡リングの外周面に巻き付けられる。前記各受渡リングは、前記取付治具に案内されて、該取付治具の軸方向にスライド変位できるようになっている。繊維束の巻き付け処理後に前記切断部で前記繊維束の終端部を切り離した後、該終端部が巻き付けられた前記第２受渡リングを、前記巻き付け処理後のマンドレルの取付治具から、前記巻付部に次に装填される巻き付け処理前のマンドレルの取付治具へと移し替えることにより、前記繊維束の終端部を、前記巻き付け処理前のマンドレルに対して、繊維束の始端部として受け渡すことができる。そして、前記切断部が、繊維束の巻き付け処理後に前記第１・第２の受渡リング間で繊維束を切断するカッタと、該カッタによる切断時に該第２受渡リングを位置保持する保持手段とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
前記保持手段は、前記第２受渡リングの外周面に押し当てられる摩擦部材と、該摩擦部材を該第２受渡リングに向けて付勢する付勢部材とを含み、前記摩擦部材が、前記マンドレルの取付治具と平行な軸で回転自在に支持された摩擦ローラであることが好ましい。
【０００９】
前記保持手段は、前記付勢部材から付勢力を受けるローラ支持台を含み、複数個の前記摩擦ローラが、前記第２受渡リングの外周面の周方向に並んで配置されて、前記ローラ支持台に軸支される形態を採ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るフィラメントワインディング装置は、巻き付け処理後のマンドレルと一体の第１受渡リングおよび巻き付け処理前のマンドレルに移し替えられる第２受渡リングに巻き付けられた繊維束を、該第１・第２の受渡リング間で切断するカッタと、該カッタによる切断時に該第２受渡リングを位置保持する保持手段とを備えている。この保持手段によれば、繊維束の終端部を切り離した際の、第２受渡リングと巻付部との間に架け渡された繊維束の張力による第２受渡リングの変位を規制することができる。したがって、第２受渡リング間の変位に伴う繊維束のたるみなどを防止できる。これにて、繊維束の巻付不良、あるいは全自動連続生産システムの遅延を招くことなく、安定性の高い連続生産が可能なフィラメントワインディング装置を提供できる。
【００１１】
第２受渡リングに巻き付けられた繊維束に押し当てる部材を摩擦ローラとした場合は、繊維束の終端部を切り離すためにマンドレル（取付治具）を回転させた時に、繊維束と摩擦ローラとの間の摩擦力により、摩擦ローラは第２受渡リングと同時に回転するようになる。摩擦部材をパッドなどで構成した場合は、第２受渡リングの外周面の繊維束が該パッドに擦れて該繊維束に傷が付くおそれがあるが、摩擦ローラは第２受渡リングと同時に回転するので先のような擦れは発生せず、これにて、繊維束の傷付きを確実に防止できる。
【００１２】
複数個の摩擦ローラを繊維束に押し当てる場合には、付勢部材の付勢力が、繊維束の周面の複数箇所に分散して伝わるようになる。つまり、繊維束が摩擦ローラとの各接点において摩擦ローラから受ける負荷が小さくなるので、摩擦ローラを押し当てることによる繊維束の周面の凹みなどを防止できる。
【００１３】
また、摩擦ローラが単数の場合は、これを付勢する方向が第２受渡リングの中心から少しでもずれていれば、付勢部材の付勢力を効率良く第２受渡リングに伝えられない。最悪の場合には、繊維束と摩擦ローラとの間にすべりが生じて、摩擦ローラの支持台などが繊維束に接触し、繊維束に傷が付いてしまうおそれがある。その点本発明のように、第２受渡リングの周方向に並ぶ複数の摩擦ローラを用いる場合は、これらローラ群が第２受渡リングを挟むような状態となり、ローラ群及び支持台の不用意な位置変位が、マンドレルの取付治具を介して巻付部に確りと支持された第２受渡リングにより規制されるようになる。これにて、付勢部材からの付勢力が的確に第２受渡リングへと伝わり、繊維束の張力による第２受渡リングの変位を確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１ないし図１１は本発明に係るフィラメントワインディング装置（以下、ＦＷ装置と記す）の実施形態を示す。ＦＷ装置は、一群のクリールを支持する供給部と、供給部から送給される繊維束Ｒをマンドレル１に巻き付ける巻付部と、巻き付け処理前のマンドレル１を巻付部に装填し、巻き付け処理後にマンドレル１を巻付部から取り出す着脱部と、巻き付け処理後のマンドレル１に巻き付けられた繊維束Ｒから該繊維束Ｒの終端部Ｅを切り離して巻き付け処理前のマンドレル１に受け渡す受渡機構とを具備する。
【００１５】
マンドレル１は、高強度アルミニウム材、ステンレス材などの金属材、あるいは樹脂成形品などで、中央の円筒部と、円筒部の両端に連続するドーム部とを有する容器状に形成される。ＦＷ装置において繊維束Ｒの巻き付け処理が行われる間は、各ドーム部の頂部に突設した円柱状の口部２に、軸状の取付治具３がそれぞれ固定される（図６参照）。
繊維束Ｒは、例えばガラス繊維や炭素繊維などの繊維の束からなる。先のクリールに巻き込まれた繊維束Ｒには、予め熱硬化性の樹脂が含浸させてある。なお、クリールから繰出した繊維束Ｒに溶融した樹脂を含浸させた後、巻付部に送給してもよい。
【００１６】
繊維束Ｒの巻付部は、主としてマンドレル１の円筒部に対して繊維束Ｒをフープ巻きするためのフープ巻ヘッド１０と、マンドレル１の円筒部およびドーム部に対して繊維束Ｒをヘリカル巻きするためのヘリカル巻ヘッド２０とを備えている。図２においてフープ巻ヘッド１０は、中央に円形の開口１１を有するフレーム１２と、先の開口１１に沿って旋回駆動される複数個のボビン１３と、ボビン１３を移行案内するガイド溝１４と、図示していないボビン１３の駆動機構などで構成してある。
巻き付け処理時におけるマンドレル１は、フレーム１２と直交する状態で、開口１１の中央部分に支持されており、ボビン１３を旋回駆動することにより、ボビン１３から繰り出される繊維束Ｒをマンドレル１に巻き付けることができる。また、フレーム１２をベース５の長手方向に沿って往復操作することにより、マンドレル１に対する繊維束Ｒの巻付位置を変更できる。
【００１７】
図３においてヘリカル巻ヘッド２０は、ベース５の長手方向の中央部分に固定される門形のフレーム２２と、フレーム２２の中央に設けられる円形の開口２１と、開口２１の周縁に配置されるガイドリング２３と、ガイドリング２３の両側に配置される張力調整部２４などで構成してある。図示していないが、ガイドリング２３の周囲には一群の補助ガイドが配置され、ガイドリング２３の内面には、ガイドリング２３に貫通される一群のガイド穴に対応して開繊ガイドが設けてある。供給部から送給される繊維束Ｒは、フレーム２２の外側方に配置したガイドローラで変向案内され、張力調整部２４で所定の張力を付与されたのち、ガイドリング２３のガイド穴へと案内される。
巻き付け処理時におけるマンドレル１は、フレーム２２と直交する状態で開口２１の中央部分に支持されており、このマンドレル１を往復操作しながら所定角度だけ回転操作することにより、ガイドリング２３で案内された繊維束Ｒを、マンドレル１の周面の長手方向に沿って巻き付けることができる。
【００１８】
巻付部へのマンドレル１の装填、及び、巻付部からのマンドレル１の取り出しを自動的に行う着脱部は、図６に示すように、マンドレル１の取付治具３を挟持可能な３個のチャック３１・３２・３３を備えている。このうち第１チャック３１は、取付治具３を介してマンドレル１に回転動力を伝えるための原動ギヤを備えており、この原動ギヤは、モータ３５の駆動力を受けて回転駆動される。各チャック３１・３２・３３は、水平方向に移動自在に構成される。
【００１９】
不図示の搬送装置によりＦＷ装置の近傍まで搬送されたマンドレル１は、両取付治具３・３を第１及び第２チャック３１・３２によりそれぞれ挟持された状態で、搬送装置の供給ラインからピックアップされる。ピックアップされたマンドレル１は、フープ巻ヘッド１０及びヘリカル巻ヘッド２０の開口１１・２１の中心線上に移動されて、第２チャック３２で挟持されている側の取付治具３が開口１１・２１に挿通される。そして、開口１１・２１に挿通された取付治具３が、第２チャック３２から第３チャック３３に持ち替えられたところで、巻付部による巻き付け処理が開始される。巻き付け処理時におけるマンドレル１は、第１及び第３チャック３１・３３により往復及び回転操作される。
各ヘッド１０・２０による巻き付け処理の終了後、着脱部は、開口１１・２１に挿通されている取付治具３を、第３チャック３３から第２チャック３２に再び持ち替えた後、巻き付け処理後のマンドレル１を巻付位置から離す。そして、このマンドレル１は、搬送装置の搬出ラインに乗って、繊維束Ｒに含浸ないし付着された溶融樹脂を熱硬化させる加熱工程へと搬送される。以上が、着脱部によるマンドレル１の自動装填及び自動取り出しの概要であるが、その詳細については後述する。
【００２０】
本実施形態に係るＦＷ装置の受渡機構は、図１に示すように、マンドレル１の一方の取付治具３に装着される２つの受渡リング４１・４２と、繊維束Ｒを切断可能な切断部４５とを含む。２つの受渡リング４１・４２は同一形状であり、その外径寸法は口部２のそれに等しく設定される。取付治具３は、外周面に多数の突条を備えたスプライン軸状に形成されており、両受渡リング４１・４２には、これに噛み合うスプライン穴が形成されている（図５参照）。したがって、マンドレル１及び取付治具３が回転する際には、両受渡リング４１・４２も一体に回転する。また、取付治具３の各突条は軸方向に延びているため、両受渡リング４１・４２は、取付治具３に案内されて軸方向にスライド変位できる。
【００２１】
図４は、１つのマンドレル１に対する繊維束Ｒの巻き付け処理が終了した直後における、両受渡リング４１・４２の周辺の状態を示しているが、このマンドレル１に対して巻き付け処理を行う際の始端部は、口部２に隣接して配置される第１受渡リング４１の外周面に位置している。また、繊維束Ｒの終端部Ｅは、口部２との間で第１受渡リング４１を挟むように配置される第２受渡リング４２の外周面に巻き付けられている。
【００２２】
切断部４５は、巻き付け処理後のマンドレル１に巻き付けられた繊維束Ｒから、該繊維束Ｒの終端部Ｅを切り離すために設けられている。この終端部Ｅを、次に巻付部に装填される巻き付け処理前のマンドレル（以下、単に“次のマンドレル”と記す）１に受け渡すには、まず図１に示すように、切断部４５のカッタ４６で繊維束Ｒから終端部Ｅを切り離す。次に、終端部Ｅが巻き付けられた第２受渡リング４２を、巻き付け処理後のマンドレル１の取付治具３から、次のマンドレル１の取付治具３へと移し替える。これにて終端部Ｅを、次のマンドレル１における巻付始端として受け渡すことができる。なお“移し替え”の詳細については後述する。
【００２３】
ただし、切断部４５で終端部Ｅを切り離す際には、この終端部Ｅと巻付部の各ヘッド１０・２０との間に、繊維束Ｔが架け渡されていることを考慮する必要がある（図１１参照）。つまり、第２受渡リング４２を位置保持することなく終端部Ｅを切り離した場合は、架け渡された繊維束Ｔの張力によって、第２受渡リング４２が取付治具３の軸方向先端側に変位して、繊維束Ｔがたるむ、あるいは解けるおそれがある。
【００２４】
そこで本実施形態に係る受渡機構の切断部４５は、図１に示すように、カッタ４６による切断時に第２受渡リング４２を位置保持する保持手段４７を備えている。保持手段４７は、第２受渡リング４２の外周面の終端部Ｅに押し当てられる摩擦部材５３を備えており、この摩擦部材５３を終端部Ｅに押し当てておくことで、繊維束Ｔの張力による第２受渡リング４２の変位を規制することができる。これにて、繊維束Ｔのたるみなどの諸問題の発生を防止できる。
【００２５】
切断部４５は、図示しない駆動機構で取付治具３の径方向に変位可能に構成されており、駆動機構に連結された基体４９の先端側（取付治具３の側）に、先のカッタ４６と保持手段４７が配置されている。なお以下では、説明の便宜上、取付治具３の径方向を前後方向（基体４９の先端側が前側）と規定する。
【００２６】
図１及び図５に示すように、カッタ４６は円盤状に形成され、その中央部を支軸５１で回転自在に支持されている。支軸５１は、カッタ支持板５２を介して基体４９に固定されている。保持手段４７は、終端部Ｅに押し当てられる一対の摩擦ローラ（摩擦部材）５３・５３と、両摩擦ローラ５３・５３を回転自在に支持するローラ支持台５４と、ローラ支持台５４を基体４９に対して前方に付勢する圧縮バネ（付勢部材）５５とを含む。
【００２７】
ローラ支持台５４は、前後方向に直交する平板５７の後面で、圧縮バネ５５の前端を受け止めている。圧縮バネ５５は、平板５７の後面の中央部に突設した前後に長いロッド５８に外嵌装着されており、圧縮バネ５５の後端は、基体４９の前端部に形成した横板５９に受け止められている。このように、基体４９（横板５９）とローラ支持台５４（平板５７）との間に圧縮バネ５５を設けることで、ローラ支持台５４が基体４９に対して前方に付勢される。
【００２８】
基体４９における横板５９の後方には、横板５９と平行な第２横板６０が形成されている。両横板５９・６０にはそれぞれ貫通孔が開設され、各貫通孔に、ロッド５８を前後にスライド案内するためのガイド６１が装着固定されている。ロッド５８は断面六角形状に形成されており、これとガイド６１・６１の通孔とが係合することで、ロッド５８及びローラ支持台５４の回転変位が規制される。ロッド５８の後端にはフランジ６２が張り出し形成されており、このフランジ６２と第２横板６０とにより、ロッド５８の横板５９からの突出寸法の限界量が規定されている。
【００２９】
一方、ローラ支持台５４の平板５７の前面には、各摩擦ローラ５３の支持部６５が突出形成されている。各支持部６５は、取付治具３と平行な摩擦ローラ５３の回転軸６６を一体に備えている。
【００３０】
本実施形態に係るＦＷ装置による、繊維束Ｒを巻き付けたマンドレル１の全自動連続生産システムを、図６から図１１を用いて説明する。ここでのＦＷ装置は、２組の着脱部（第１〜第３チャック）を備えており、１つの巻付部に対して両着脱部が交互にマンドレル１の装填、取り出しを行うものとした。２組の着脱部を用いることで、一方の着脱部により支持されるマンドレル１に対して巻き付け処理が行われている間、他方の着脱部を、次のマンドレル１を支持した状態で待機させておくことができる。そして、巻き付け処理が終了し、巻き付け処理後のマンドレル１が一方の着脱部により取り出されてすぐに、他方の着脱部により次のマンドレル１を巻付部に装填できるので、全自動連続生産システムの高速化を図ることができる。
なお、以下の各図においては、２組の着脱部のうち、図６に向かって右側の着脱部の第１〜第３のチャックを、左側の各チャック３１・３２・３３と区別するために、符号１３１・１３２・１３３で示している。また、繊維束Ｒの巻き付け処理後のマンドレル、口部、取付治具、第１受渡リング及び第２受渡リングを、巻き付け処理前のものと区別するために、符号１０１、１０２、１０３、１４１及び１４２で示している。
【００３１】
図６は、右側の着脱部に支持される巻き付け処理後のマンドレル１０１において、巻き付けられた繊維束Ｒから終端部Ｅが切り離された直後の状態を示している。このとき第２受渡リング１４２は、上述の切断部４５の保持手段４７により位置保持されている。この終端部Ｅの切り離しまでの間に、左側の着脱部は、第１チャック３１と第２チャック３２により次のマンドレル１を搬送ラインからピックアップして、巻付部を構成する各ヘッド１０・２０の開口１１・２１の中心線上に移動させている。
【００３２】
終端部Ｅの切り離し後、左側の着脱部は、第１チャック３１と第２チャック３２で支持するマンドレル１をマンドレル１０１の側に移動させて、取付治具３・１０３の側端どうしを当接させる。その後、左右の着脱部は、マンドレル１・１０１を同時に右方へ僅かに移動させる。
このとき、第２受渡リング１４２は保持手段４７に位置保持されている。したがって、マンドレル１０１及び取付治具１０３が移動することにより、第２受渡リング１４２は取付治具１０３に対して相対変位して、第１受渡リング１４１から離れる。
【００３３】
次に、右側の着脱部は、図７に矢印ａで示すように、取付治具１０３における第１受渡リング１４１と第２受渡リング１４２との間を第２チャック１３２でつかみ、それまでこの取付治具１０３を保持していた第３チャック１３３を、矢印ｂで示すように分離する。その後、左右の着脱部は、マンドレル１・１０１を同時に矢印ｃ方向へ移動させる。これにより、巻き付け処理後のマンドレル１０１に代わって、巻き付け処理前のマンドレル１の一方の取付治具３が、巻付部の各ヘッド１０・２０の開口１１・２１をくぐり抜ける。
このときも、第２受渡リング１４２は先と同様に位置保持されている。したがって、両マンドレル１・１０１が移動して、互いに当接する両取付治具３・１０３の側端が第２受渡リング１４２の通孔内を通過した時点で、第２受渡リング１４２が、マンドレル１０１の取付治具１０３から次のマンドレル１の取付治具３へと移し替えられる。この移し替えにより、第２受渡リング１４２に巻き付けられた終端部Ｅが次のマンドレル１に受け渡されて、その後、次のマンドレル１における巻付始端となる。つまり、巻き付け処理後のマンドレル１０１における第２受渡リング１４２は、その取付治具１０３から取り外されて、次のマンドレル１の取付治具３に、第１受渡リング４１として装着される。
【００３４】
第１受渡リング４１が装着されたマンドレル１の取付治具３には、図８に示すように、新たに第２受渡リング４２が装着される。マンドレル１に対する巻き付け処理の際には、この第２受渡リング４２に繊維束Ｒの終端部Ｅが巻き付けられることとなる。次に、左側の着脱部は、取付治具３の側端を矢印ｄのように第３チャック３３でつかんだ後、第２チャック３２を、矢印ｅで示すように取付治具３から分離する。その後、マンドレル１を矢印ｆ方向へ移動させる。
このとき、第１受渡リング４１が保持手段４７に継続して位置保持されている他、第２受渡リング４２も不図示のアームにより位置保持されているため、マンドレル１及び取付治具３が移動することで、両受渡リング４１・４２が取付治具３に対して相対変位する。これにて、口部２、第１受渡リング４１、第２受渡リング４２の三者が隣接する。
【００３５】
口部２と第１受渡リング４１が隣接した時点で、第１受渡リング４１の外周面に位置する先の終端部Ｅが巻付始端となって、巻き付け処理が開始される。巻付部は最初に、第１受渡リング４１と口部２との間に繊維束Ｒを数回巻き付ける。これにより、第１受渡リング４１が口部２及び取付治具３に対して変位不能となるので、ここで初めてＦＷ装置は、切断部４５の保持手段４７を第１受渡リング４１から離間させる。以後は、着脱部の第１チャック３１と第３チャック３３とによりマンドレル１を往復及び回転操作しながら、巻付部の各ヘッド１０・２０によりマンドレル１に繊維束Ｒを巻き付ける。マンドレル１の外表面に、繊維束Ｒによる補強層が完成したら、各ヘッド１０・２０は、繊維束Ｒの終端部Ｅを第２受渡リング４２に巻き付けて、巻き付け処理を終了する（図９参照）。なお、第２受渡リング４２には終端部Ｅのみを巻き付ければよいため、必ずしも第２受渡リング４２を巻き付け処理の開始前に第１受渡リング４１に隣接させる必要はなく、マンドレル１に対する巻き付け処理の途中、あるいは補強層が完成した時点で、第２受渡リング４２を第１受渡リング４１に隣接させてもよい。
【００３６】
こうして巻き付け処理が終了したマンドレル１０１に対して、ＦＷ装置は、図１０及び図１１に示すように、第２受渡リング１４２の外周面に位置する終端部Ｅを切り離す。なお、このＦＷ装置には、着脱部を２組設けたことに伴って２つの切断部４５が設けられており、今回の切り離しには、直前に使用したものとは別の切断部４５が使用される。
ＦＷ装置は、終端部Ｅを切り離すべく、切断部４５をマンドレル１０１の取付治具１０３に向けて移動させる。これにより、保持手段４７の摩擦ローラ５３・５３が終端部Ｅに、カッタ４６が第１受渡リング１４１と第２受渡リング１４２との間に、それぞれ押し当てられる。この状態で取付治具１０３を１回転させることにより、両受渡リング１４１・１４２の隣接縁上において繊維束Ｒが切断されて、終端部Ｅが切り離される。なおこのとき、摩擦ローラ５３・５３は、繊維束Ｒとの間の摩擦力により第２受渡リング１４２と同時に回転するので、擦れにより繊維束Ｒに傷が付くことが防止される。
なお、この終端部Ｅの切り離しが終了するまでの間に、右側の着脱部は、巻き付け処理後のマンドレル１０１を搬出ラインに乗せた後、次のマンドレル１を搬送ラインからピックアップして、これを各ヘッド１０・２０の開口１１・２１の中心線上に移動させている。以後、上記の手順を繰返し行うことにより、圧力容器のブランク体を連続して製造することができる。
【００３７】
以上のように、本実施形態においては、終端部Ｅを切り離した際の第２受渡リング１４２の変位が保持手段４７により規制されるので、第２受渡リング１４２の変位に伴う、終端部Ｅと巻付部との間に架け渡された繊維束Ｔのたるみなどを確実に防止できる。したがって、マンドレル１に対する繊維束Ｒの巻付不良、あるいは全自動連続生産システムの遅延を招くことなく、安定性の高い連続生産が可能なＦＷ装置を提供できる。
【００３８】
本実施形態では、一対の摩擦ローラ５３・５３で保持手段４７を構成したが、摩擦ローラ５３を１つあるいは３つ以上とすることもできる。摩擦ローラを３つ以上とする場合は、ローラ支持台５４の平板５７を側面視で部分円弧状に形成して、各摩擦ローラ５３を、受渡リング４２の外周面の周方向に並べることが望ましい。複数個の摩擦ローラ５３を繊維束Ｒ（終端部Ｅ）に押し当てる場合には、付勢部材の付勢力が、終端部Ｅの周面の複数箇所に分散して伝わるようになるので、摩擦ローラ５３を押し当てることによる終端部Ｅの周面の凹みなどを防止できる。
【００３９】
また、本実施形態では、巻き付け処理後のマンドレル１０１の取付治具１０３から次のマンドレル１の取付治具３に、受渡リングを直接的に移し替えているが、これを専用の軸状部材などを介して間接的に移し替えることもできる。具体的にはまず、巻き付け処理後のマンドレル１０１の取付治具１０３に装着された受渡リングを軸状部材に移し替える。そして、このマンドレル１０１を巻付部から取り出した後、次のマンドレル１を装填するが、この装填の際に、軸状部材に装着された状態にある受渡リングを、マンドレル１の取付治具３に移し替えるように構成する。この構成は、着脱部を１組のみ備えるＦＷ装置（図６などにおいて左右のうち一方の着脱部を省略した形態）に好適である。
【００４０】
その他、カッタ支持板５２を基体４９に対して前後スライド可能として、カッタ４６を保持手段４７とは独立して前後変位させることができる。着脱部は、巻き付け処理前のマンドレル１を巻付部に装填し、巻き付け処理が行われる間マンドレル１を支持し、巻き付け処理後にマンドレル１０１を巻付部から取り出すという３つの役割を担うものであるが、これら３者を別々に構成してもよい。例えば、マンドレル１の支持部を巻付部に設けて、この支持部に対する装填操作と取り出し操作を、それぞれ別のチャックを用いて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】繊維束からその終端部を切り離した状態を示す、フィラメントワインディング装置の要部の正面図である。
【図２】フープ巻ヘッドを示す側面図である。
【図３】ヘリカル巻ヘッドを示す側面図である。
【図４】繊維束からその終端部を切り離す直前の状態を示す正面図である。
【図５】繊維束からその終端部を切り離す直前の状態を示す側面図である。
【図６】ワインディング製品の製造過程の第１過程を示す説明図である。
【図７】ワインディング製品の製造過程の第２過程を示す説明図である。
【図８】ワインディング製品の製造過程の第３過程を示す説明図である。
【図９】ワインディング製品の製造過程の第４過程を示す説明図である。
【図１０】ワインディング製品の製造過程の終段過程を示す説明図である。
【図１１】終段過程における要部を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  マンドレル
２  口部
３  取付治具
４１  第１受渡リング  
４２  第２受渡リング  
４６  カッタ
４７  保持手段
５３  摩擦ローラ
５４  ローラ支持台
５５  圧縮バネ（付勢部材）
【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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【図１１】
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