JPH04191037A - フィラメントワインディング成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、繊羅補強合成樹脂（以下、ＦＲＰと称する）
のフィラメントワインディング成形装置に関する。

（従来の技術） 従来のＦＲＰ用のフィラメントワインディング成形装置
のマンドレル交換は、マンドレルの移動作業が多く、時
間と人手を要するものであった。

すなわち、マンドレルに熱硬化性樹脂を含浸した樹脂含
浸フィラメントを巻き終わると、まず、人手またはマン
ドレル着脱装置を用いて、巻き終わったマンドレルを巻
取軸の取付具から取り外してマンドレル収容台に移す。

次いで、別の台に準備している空のマンドレルを巻取装
置に移し、その取付具を介して巻取軸に取り付ける。ま
た、複数段の巻取軸を有するフィラメントワインディン
グ成形装置におけるマンドレル交換になると、上記の作
業を、１本づつ、順次行わねばならない。

マンドレル着脱装置を用いるとしても、巻取軸間に装置
を挿入する際に支障を生じないよう、巻取軸間の距離を
十分に保つ必要がある。このために、製品の形態によっ
て相違はあるが、複数の巻取軸を採用しても、２段ない
し３段が限度になり、複数巻き取りの効果を十分に発揮
できなかった。

また、空のマンドレルをフィラメントワインディング成
形装置に運び、巻き終わったマンドレルを次工程に運ぶ
作業には、マンドレル運搬車を使用することが多い。こ
のマンドレル運搬車とマンドレル収容台との間のマンド
レルの移動は、人手またはマンドレル交換装置で１本ず
つ、順次行っているのが実情で、合理的とはいえなかっ
た。

これらの作業を合理化する自動化装置として、たとえば
、特開昭６０−１４５８２７号公報には、マンドレルの
準備装置、巻取装置、硬化処理炉、後加工装置、マンド
レル引抜き装置などの間を複数のマンドレルが自動搬送
され、その間にそれぞれの作業を実施するフィラメント
ワインデインク装置が記載されている。しかし、この装
置には、これを構成する各装置での処理時間の調和が難
しいこと、装置が大規模になり装置コストが大きく、小
回りのききにくいことなどの問題かある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、上記の問題を解決し、複数のマンドレ
ルの交換を、同時に容易に行うことのできる生産性の高
い、しかも、使用し易く、装置コストの安い、小回りの
きくフィラメントワインディング成形装置を提供するこ
とを目的とする。

さらに、巻き終えたマンドレルと空のマンドレルの運搬
が容易にできるフィラメントワインディング成形装置を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明は、まず、第１の
発明として、 （イ）マンドレルを取り付けて回転させる巻取軸が、複
数個取り付けられている巻取アームと、・前記巻取アー
ムを、その下端部にあって前記巻取軸に平行な軸を回転
中心として回転移動させる回動手段とを有する巻取部と
、 （ロ）前記巻取アームを間にして一方の側に設けられ、
前記マンドレルに給糸される合成樹脂を含浸したフィラ
メントをトラバースするトラバース部と、 （ハ）前記巻取アームの他方の側に設けられ、前記複数
個の巻取軸の数の少なくとも２倍の数のマンドレルを収
容し、かつ、各マンドレルを、前記巻取軸とは軸心を平
行にして配列し支持するマンドレル収容手段を有する収
容部と、 （ニ）前記巻取軸及びマンドレル収容台の少なくとも一
方を、マンドレル収容台のマンドレルの軸心と直交する
方向へ移動させる移動手段とから構成されるフィラメン
トワインディング成形装置、つぎに、第２の発明として
、 マンドレル収容部は、該マンドレル収容部をマンドレル
の軸方向へ移動する横行手段を有することを特徴とする
第１の発明に係るフィラメントワインディング成形装置
を提供する。

（作　　用） トラバース部にフィラメントが給糸されると、トラバー
ス部では、給糸されたフィラメントに対して合成樹脂を
含浸しつつ、巻取部のマンドレルの軸方向に対してトラ
バースする。

マンドレルでのワインディング作業か終了すると、マン
ドレルを軸支している巻取アームが下端部の軸を中心と
して、前記トラバース部とは反対側方向に設けられてい
るマンドレル収容台方向に回転する。

マンドレル収容台は、回転してきた巻取済みの少なくと
も２本のマンドレルを収容した後、移動手段によって隣
接マンドレルの軸間距離だけマンドレルの軸心方向とは
直角方向に移動する。

この移動により巻取済みのマンドレルは巻取軸から離れ
ると共に、空のマンドレルは巻取軸の軸心と一致する位
置へ移されるので、巻取軸は再び空のマンドレルを把持
することができる。

把持された空のマンドレルは巻取アームの回転により巻
取位置へ移される。

（実施例） 本発明の一実施例を図面を参照しつつ、具体的に説明す
る。

第１図は、本発明に係るフィラメントワインディング成
形装置の一実施例の平面図である。

第２図は、第１図のＡ−Ａ−断面図である。

第１の発明にかかるフィラメントワインディング成形装
置では、巻取部１の巻取アーム４を挟んで一方の側にト
ラバース部２を、その反対側に収容部３を設けると共に
、収容部３には移動手段である支持台１６を設けている
。

このうち、巻取部１はフィラメントワインドを実施する
。すなわち、巻取部１は、複数の巻取軸５にそれぞれ取
り付けたマンドレル６を回転して、樹脂含浸フィラメン
ト７をマンドレル６に巻き付け、収容部３との間で、巻
き取りの終了したマンドレル６と空のマンドレル８とを
交換するために、巻取軸５に平行であって巻取アーム４
の下端部に位置する軸９を回転中心とし、巻取アーム４
を、マンドレル収容台１０の方に向かって駆動部１９内
の回動手段で回転させる。

なお、巻取アーム４には、水平方向に設けた複数本の巻
取軸５を、相互に平行に配列して取り付けている。

トラバース部２は、マンドレル６に巻き付ける樹脂含浸
フィラメント７を、トラバースする。なお、フィラメン
ト１２に熱硬化性樹脂を含浸するだめのレジンバス１３
を、トラバース部２に設けてもよく、他の場所に設けて
もよい。

収容部３は、空マンドレルと巻取済みマンドレルとを一
時的に収容する。すなわち、収容部３のマンドレル収容
台１０は、樹脂含浸フィラメント７を巻き終ったマンド
レル６を、巻取軸５から収容するとともに、次に巻取軸
５に取り付ける空のマンドレル８を、予め収容しておく
。

このうち、巻取アーム４は、少なくとも２つの作用を有
する。詳しく説明すると、第１は、取付具１１でマンド
レル６を巻取軸５にほぼ水平に取り付け、マンドレル６
を回転して、樹脂含浸フィラメント７を巻き付けること
である。すなわち、フィラメントワインディング成形を
実行するのである。取付具１１は、公知のもので、自動
、またはワンタッチでマンドレル６を保持できる形式の
ものが好ましい。

第２は、軸９を回転中心軸として、マンドレル収容台１
０の方に回動することである。移動範囲は、マンドレル
の巻取位置から、巻取軸５の軸心とマンドレル収容台１
０のマンドレル８の細心とが重なる位置近傍までである
。この作用によって、巻取軸５は、マンドレル６および
８の交換に便利な位置、またはその位置に近接する位置
まで移動される。回転移動するための回動手段は、公知
の手段、例えばロータリーシリンダ、モータなどを駆動
源とする手段を用いることができる。

一方、収容部３は、複数個の巻取軸５の数の少なくとも
２倍の数のマンドレルを収容することができるようにす
るため、マンドレル収容台１０上にマンドレル６の外径
よりも若干大なる半径を有する半円形の凹部がその数だ
け設けられている。

このような数量を要する理由は、マンドレルの交換時に
、巻き取りの終了したマンドレル６と空のマンドレル８
とを、同時に収容する必要があるためである。なお、上
記四部の形状は、マンドレルのころがりを防止すること
のできるものであれば、いかなる形状、構造であっても
よい。

マンドレル収容台１０には、空のマンドレル８と巻き終
って収容するマンドレルを、これらのマンドレルの軸心
が、その軸心と直角の方向に、巻取軸５と平行に、同一
平面内に整列するように並べて収容する。軸心を整列さ
せる上記の平面は、水平または水平に近い面であること
が好ましい。

マンドレル６および８の交換と収容に便利だからである
。巻き取りの終了したマンドレル６と空のマンドレル８
とを収容する位置は、１本おきに交互にするのが好まし
い。後述するマンドレル収容台１０または巻取軸５の移
動距離が、他の並べ方に較べて短くて済むからである。

具体的な収容手段は、簡単な台、自動またはワンタッチ
で作動する止め具などの、公知の器具を使用すればよい
。

マンドレル収容台１０は、通常、巻取アーム４の軸９の
近くに置かれている。

上記のように、マンドレル収容台１０を構成し、また配
置するのは、巻取軸５との間で、マンドレル６および８
の授受に都合のよいようにするためである。

ところで、巻き取りの終了したマンドレル６と空のマン
ドレル８とは、同時に重複する位置に収容することがで
きない。したがって、この回動手段だけでは、マンドレ
ル交換することはできない。

そこで、マンドレル収容台１０に、移動手段である支持
台１６（駆動部は図示省略）が設けられている。そして
、この移動手段でマンドレル収容台を移動させることに
より、マンドレル収容台１０の巻き取り終了マンドレル
６の収容位置と、空になった巻取軸５が空のマンドレル
８を取付具１１を介して取り付ける位置との切替えを行
う。

なお、この切替えは、移動手段でマンドレル収容台を移
動させることによってなされるものであるが、移動手段
で巻取軸（取付具を含む）を移動することによってもそ
の切替えをなすことができる。

巻取軸（取付具を含む）を移動させる手段としては公知
の移動手段を用いることができ、その移動手段としては
、例えば Ａ８巻取軸を巻取アームの長手方向に摺動可能に支持す
る摺動部と、巻取軸をその摺動方向に移動させるシリン
ダとからなる移動手段、Ｂ２巻取軸が固定された巻取ア
ームを、そのアームの長手方向に伸縮可能に支持する摺
動部と、巻取アームを伸縮させるシリンダとからなる移
動手段、 Ｃ０巻取アームの支持台をマンドレル収容台側へ移動可
能に支持する摺動部と、支持台を移動させるシリンダと
からなる移動手段 などをあげることができる。この移動手段により巻取軸
を移動させ、上記の切替えを行うことができる。なお移
動手段は上記のものに限定されず、シリンダはラックと
ピニオンに置換してもよく、巻取軸を移動することがで
きればいかなる手段であってもよい。

次に、上記の切替えにおけるマンドレルの交換について
より詳しく説明する。

マンドレル６および８を交換するには、上記のようにマ
ンドレル収容台１０の空いている収容位置１４に巻き取
りの終了したマンドレル６を移す。

次に、空のマンドレル８を巻取軸５に取り付けるには、
空のマンドレル８が収容されている位置と巻取軸５の位
置とを一致させるための移動手段が必要である。第１図
、第２図では、この手段を収容部３に支持台１６として
設けて、マンドレル収容台１０を移動させている。

移動する方向は、マンドレル８の配列する方向、すなわ
ちマンドレル８の軸心に直角の方向（図面では左右方向
）である。移動する距離は、少なくとも隣り合うマンド
レルの軸心間の距離Ｓに等しい距離である。ここに、隣
り合う軸心間の距離Ｓとは、最も多数のマンドレルを収
容した際、隣り合うマンドレルの軸心間距離の最小のも
のを指す。

「少なくとちりとしている理由は、巻取軸５の本数が複
数本の場合であっても、巻き取りの終了したマンドレル
６と空のマンドレル８とが、等間隔で１本おきに交互に
収容される場合、両者の軸心間の距離Ｓを移動すればよ
いが何かの都合で、上記の両者のマンドレルが、それぞ
れまとまって別の位置に収容される場合や、軸心間の距
離が等間隔でない場合には、マンドレルを交換するのに
必要な距離は、隣り合うマンドレルの軸心間の距離Ｓで
は足りないことがある。このような場合の必要な移動距
離はＳ以上の値となる。

ただし、巻取軸、マンドレル収容台の両者に移動手段が
設けられる場合の移動距離は、巻取軸とマンドレル収容
台間の相対移動距離を指すものとする。

さらに、マンドレル収容台１０は、車輪１５を取り付け
た支持台１６に載せられている。この車輪を駆動するこ
とによって、マンドレル収容台１０は容易に、少なくと
もその収容するマンドレルの軸心間の距離Ｓを移動する
ことができる。１７は床面である。

第２の発明にかかるフィラメントワインディング成形装
置では、収容部３が、第１の発明にかかるフィラメント
ワインディング成形装置のマンドレル収容台１０を移動
する移動手段１６とは別個に、マンドレル収容台１０を
移動する横行手段１８（駆動部は省略）を備えている。

マンドレル収容台１０では、収容した巻き取りの終了し
たマンドレル６を、次工程に移し、また、空のマンドレ
ル８を巻取軸５に取り付けた後に、つぎの空のマンドレ
ル８を収容する必要がある。

そこで、これらの作業を合理的に実施するために、第２
の発明にかかるフィラメントワインディング成形装置で
は、新たに収容部３にマンドレル収容台１０を移動する
横行手段１８を設け、マンドレル運搬の機能を備えた収
容部３にしたものである。

具体的な移動手段としては、車輪、スライド面などを取
り付け、適当な公知の駆動力を付与すればよい。

なお、運搬距離が短い場合などは、第１の発明にかかる
フィラメントワインディング成形装置のマンドレル収容
台１０を移動する手段１６に、上記の運搬手段としての
機能を付加して持たせてもよい。

なお、１９は、巻取軸５を駆動する駆動手段、および、
巻取アーム４を回転移動させる回動手段を収納した駆動
部である。

（発明の効果） 本発明に係るＦＲＰのフィラメントワインディング成形
装置は、 ａ１巻取軸が複数個取り付けられている巻取アームと、
該アームを回転移動させる回動手段とを有する巻取部と
、 ｂ１合成樹脂を含浸したフィラメントをトラバースさせ
るトラバース部と、 Ｃ０巻取軸の数の少なくとも２倍の数のマンドレルを収
容する収容手段を有する収容部と、ｄ１巻取軸およびマ
ンドレル収容台の少なくとも一方を移動させる移動手段 とを具備せしめたので、複数のマンドレル交換に必要な
部位を、必要な位置に移動することが可能になり、人手
や、特別なマンドレル交換装置を使用することなく、容
易にマンドレル交換することができる。しかも、特別の
装置を要しないのでコストも安い。とくに、多数のマン
ドレルを一時に巻き取り、マンドレル交換をするときに
、大きな効果を奏する。

また、上記マンドレル収容台に運搬機能を有する移動手
段を設けると、巻き取りの終了したマンドレルを次工程
に運搬し、空のマンドレルを他の場所から運搬すること
ができる。よって、巻き取り中の空き時間を利用してマ
ンドレル収容部を活用でき、コストダウンになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るフィラメントワインディング成
形装置の一実施例を示す平面図である。 第２図は、第１図のＡ−Ａ−断面図である。 １：巻取部　　　　　　２：トラバース部３：収容部　
　　　　　４二巻取アーム５：巻取軸 ６：巻取軸５に取り付けたマンドレル（空のマンドレル
） ７：樹脂含浸フィラメント ８：マンドレル収容台に収容したマンドレル９：軸　　
　　　　　１０：マンドレル収容台１１：取付具　　　
　　１２：フィラメント１３ニレジンバス １４：空いている収容位置 １５：車輪　　　　　　１６：支持台 １７：床面　　　　　　１８：車輪（横行手段）１９：
駆動部 Ｓ：マンドレル収容台上の隣り合うマンドレルの軸心間
の距離

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）（イ）マンドレルを取り付けて回転させる巻取軸
   が、複数個取り付けられている巻取アームと、前記巻取
   アームを、その下端部にあって前記巻取軸に平行な軸を
   回転中心として回転移動させる回動手段とを有する巻取
   部と、 （ロ）前記巻取アームを間にして一方の側に設けられ、
   前記マンドレルに給糸される合成樹脂を含浸したフィラ
   メントをトラバースするトラバース部と、 （ハ）前記巻取アームの他方の側に設けられ、前記複数
   個の巻取軸の数の少なくとも２倍の数のマンドレルを収
   容し、かつ、各マンドレルを、前記巻取軸とは軸心を平
   行にして配列し支持するマンドレル収容手段を有する収
   容部と、 （ニ）前記巻取軸及びマンドレル収容台の少なくとも一
   方を、マンドレル収容台のマンドレルの軸心と直交する
   方向へ移動させる移動手段とから構成されるフィラメン
   トワインディング成形装置。
2. （２）マンドレル収容部は、該マンドレル収容部をマン
   ドレルの軸方向へ移動する横行手段を有することを特徴
   とする請求項１に記載のフィラメントワインディング成
   形装置。