フィラメントワインディング装置
【課題】フープ巻装置において圧縮気体により樹脂を噴射するための装置構成を単純にでき、かつ、装置の製造コストを低減できるフィラメントワインディング装置の提供をする。
【解決手段】フープ巻装置４０を備えたフィラメントワインディング装置１であって、フープ巻装置４０は、マンドレル１ａの周囲を回転する巻掛テーブル４１と、巻掛テーブル４１とともに回転し、高圧のエアーにより第二繊維束４２ａに向けて樹脂を噴射し含浸させる第二樹脂含浸装置４４と、を具備し、第二樹脂含浸装置４４は、巻掛テーブル４１とともに回転し、高圧のエアーを貯留するエアー貯留タンク４４ｅを具備する。
【解決手段】フープ巻装置４０を備えたフィラメントワインディング装置１であって、フープ巻装置４０は、マンドレル１ａの周囲を回転する巻掛テーブル４１と、巻掛テーブル４１とともに回転し、高圧のエアーにより第二繊維束４２ａに向けて樹脂を噴射し含浸させる第二樹脂含浸装置４４と、を具備し、第二樹脂含浸装置４４は、巻掛テーブル４１とともに回転し、高圧のエアーを貯留するエアー貯留タンク４４ｅを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フープ巻装置を備えたフィラメントワインディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フープ巻装置とヘリカル巻装置とを具備し、フープ巻装置によるフープ巻きとヘリカル巻装置によるヘリカル巻きとをマンドレルに対して交互に繰り返し行うことにより、マンドレルに繊維束を巻き付けて補強層を形成するフィラメントワインディング装置は公知である。
【０００３】
上記フープ巻装置によるフープ巻きが行われるとき、マンドレルの周囲で巻掛テーブルを回転させ、さらに、マンドレルに繊維束が巻き付けられる直前で繊維束に樹脂を含浸させる技術が公知であり（例えば、特許文献１）、繊維束に樹脂を含浸させる方法として、高圧のエアー（圧縮気体）を用いて樹脂を繊維束に噴射するものがある。巻掛テーブル上でこの方法を実施するには、巻掛テーブルに高圧のエアーを供給する必要があり、フープ巻きが行われるとき巻掛テーブルは回転しているため、高圧のエアーを供給する方法として例えばロータリージョイントが用いられる。
しかし、ロータリージョイントを用いると、高圧のエアーにより樹脂を噴射するための装置構成が複雑になり、かつ、装置の製造コストがかかるという問題を有する。
【特許文献１】特開２００７−２６０９７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は以上の如き状況に鑑み、フープ巻装置において圧縮気体により樹脂を噴射するための装置構成をより単純にでき、かつ、装置の製造コストを低減できるフィラメントワインディング装置の提供をするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
請求項１に記載のフィラメントワインディング装置は、フープ巻装置を備え、前記フープ巻装置は、マンドレルの周囲を回転する巻掛テーブルと、前記巻掛テーブルとともに回転し、圧縮気体により繊維束に向けて樹脂を噴射し含浸させる樹脂含浸装置と、を具備し、前記樹脂含浸装置は、前記巻掛テーブルとともに回転し、前記圧縮気体を貯留する気体貯留タンクを具備する。
【０００７】
請求項２に記載のフィラメントワインディング装置は、前記気体貯留タンクに前記圧縮気体を供給する気体供給手段を更に具備する。
【０００８】
請求項３に記載のフィラメントワインディング装置においては、前記気体供給手段は、前記巻掛テーブルとは別に設けられているとともに、前記気体貯留タンクに接続および分離自在であり、前記巻掛テーブルが静止しているとき、前記気体貯留タンクに接続されて前記圧縮気体を供給し、前記巻掛テーブルが回転しているとき、前記気体貯留タンクから分離される。
【０００９】
請求項４に記載のフィラメントワインディング装置においては、前記気体供給手段は、前記巻掛テーブルとともに回転する。
【００１０】
請求項５に記載のフィラメントワインディング装置においては、前記気体供給手段は、コンプレッサーまたは気体供給タンクを含む。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載のフィラメントワインディング装置によれば、樹脂含浸装置が気体貯留タンクとともに回転するので、圧縮気体を気体貯留タンクから樹脂含浸装置に供給するためにロータリージョイントを用いる必要がない。したがって、フープ巻装置において圧縮気体により樹脂を噴射するための装置構成を単純にでき、かつ、装置の製造コストを低減できる。
【００１２】
請求項２に記載のフィラメントワインディング装置によれば、気体供給手段から気体貯留タンクに圧縮気体が供給されるので、樹脂を噴射するために必要な量の圧縮気体を確保できる。
【００１３】
請求項３に記載のフィラメントワインディング装置によれば、巻掛テーブルが静止しているときに巻掛テーブルとは別に設けられている気体供給手段が気体貯留タンクに接続されて圧縮気体を供給するので、圧縮気体を気体供給手段から気体貯留タンクに供給するためにロータリージョイントを用いる必要がない。したがって、フープ巻装置において圧縮気体により樹脂を噴射するための装置構成を単純にでき、かつ、装置の製造コストを低減できる。
【００１４】
請求項４に記載のフィラメントワインディング装置によれば、気体供給手段が巻掛テーブルとともに回転するので、巻掛テーブルが停止しているときに圧縮気体を気体供給手段で生成させるとともに気体貯留タンクに貯留させ、巻掛テーブルが回転しているときに樹脂の噴射に用いることができる。したがって、圧縮気体を気体供給手段から気体貯留タンクを介さずに直接樹脂の噴射に用いるフープ巻装置に比べ、気体供給手段を小型化しても樹脂の噴射に必要な量の圧縮気体を確保でき、装置の製造コストを低減できる。
【００１５】
請求項５に記載のフィラメントワインディング装置によれば、気体供給手段としてコンプレッサーまたは気体供給タンクを用いるので、コンプレッサーまたは気体供給タンクから気体貯留タンクに圧縮気体を供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第一実施形態］
以下では、本発明に係るフィラメントワインディング装置の第一実施形態であるフィラメントワインディング装置１の全体構成について説明する。
【００１７】
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、マンドレル１ａに繊維束を巻き付けるものであり、基台１０、マンドレル支持部２０、ヘリカル巻装置３０、およびフープ巻装置４０を具備する。マンドレル１ａは高強度アルミニウム材、もしくはステンレス材等により成形された金属製容器、またはポリアミド樹脂等により成形された樹脂製容器等からなる。繊維束はガラス繊維、または炭素繊維等の束からなる。
【００１８】
基台１０はフィラメントワインディング装置１の主たる構造体をなし、基台１０にはマンドレル１ａを案内する第一レール１１・１１、およびフープ巻装置４０を案内する第二レール１２・１２が設けられる。第一レール１１・１１および第二レール１２・１２は、一方向、かつ、同一方向に延びて形成される。
【００１９】
マンドレル支持部２０は、マンドレル１ａを支持し、ベース２１、支持台２２・２２、チャック２３・２３、および軸部２４・２４を具備する。ベース２１は、マンドレル支持部２０の主たる構造体をなす。支持台２２・２２は、ベース２１にそれぞれ一体的に取り付けられるとともにマンドレル１ａを間に挟んで配置される。チャック２３・２３は、支持台２２・２２にそれぞれ設けられる。軸部２４・２４は、一端がチャック２３・２３に他端がマンドレル１ａにそれぞれ取り付けられる。
【００２０】
ベース２１は第一レール１１・１１上に配置され、マンドレル支持部２０は空圧シリンダ、または油圧シリンダ等からなる第一駆動装置（不図示）により第一レール１１・１１上を往復して摺動し、さらにマンドレル１ａがマンドレル支持部２０とともに移動する。一方のチャック２３は可変モーター等からなる第二駆動装置（不図示）により回転駆動され、前記第二駆動装置で発生する回転駆動力はチャック２３および軸部２４を通じてマンドレル１ａに伝達されてマンドレル１ａが回転する。
【００２１】
図１に示すように、ヘリカル巻装置３０は、ヘリカル巻きを行うものである。ヘリカル巻きは、マンドレル１ａに樹脂が含浸した繊維束をマンドレル１ａの軸方向に沿いつつ螺旋状に巻き付けることである。樹脂として、熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）が用いられる。ヘリカル巻装置３０は、ヘリカル巻装置３０の主たる構造体をなす固定部材３１、繊維束供給部（不図示）から供給される第一繊維束３２ａをマンドレル１ａに案内するガイド部材（不図示）、および第一繊維束３２ａに樹脂を噴射し含浸させる第一樹脂含浸装置（不図示）を具備する。固定部材３１は前記第一駆動装置によりマンドレル１ａが移動されるときのマンドレル１ａの軌跡上に固定され、固定部材３１にはヘリカル巻きが行われるときにマンドレル１ａが通過する貫通孔が形成される。
【００２２】
ヘリカル巻装置３０によるヘリカル巻きが行われるとき、まず、ヘリカル巻装置３０の繊維束供給部からガイド部材を介して引き出される第一繊維束３２ａが、粘着テープでマンドレル１ａに固定される。次に、前記第一駆動装置および前記第二駆動装置が作動（ヘリカル巻装置３０が作動）され、マンドレル１ａが一定速度で回転されつつ第一レール１１・１１に沿って移動される。これにより、第一繊維束３２ａが前記ガイド部材に案内されてマンドレル１ａに巻き付けられる。なお、第一繊維束３２ａがマンドレル１ａに巻き付けられる直前で、前記第一樹脂含浸装置が第一繊維束３２ａに向けて樹脂を噴射し含浸させる。そして、マンドレル１ａに樹脂が含浸した第一繊維束３２ａの層が形成されてヘリカル巻きが完了すると、前記第一駆動装置および前記第二駆動装置が停止（ヘリカル巻装置３０が停止）されることによりマンドレル１ａの回転および移動が停止される。
【００２３】
図１、および図２に示すように、フープ巻装置４０は、フープ巻きを行うものである。フープ巻きは、マンドレル１ａに樹脂が含浸した繊維束をマンドレル１ａの軸方向に対して略垂直に巻き付けることである。フープ巻装置４０は、巻掛テーブル４１、ボビン４２、ホルダー４３、第二樹脂含浸装置４４、第一ガイドローラー４５、第二ガイドローラー４６、第三ガイドローラー４７、および第三駆動装置４８を具備する。
【００２４】
図２に示すように、巻掛テーブル４１は、中空円盤状に形成され、ボビン４２、ホルダー４３、第二樹脂含浸装置４４、第一ガイドローラー４５、第二ガイドローラー４６、第三ガイドローラー４７、および第三駆動装置４８を支持する。ボビン４２・４２・・・には、第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・が巻回される。ホルダー４３・４３・・・は、ボビン４２・４２・・・をそれぞれ回転自在に支持する。ボビン４２・４２・・・およびホルダー４３・４３・・・は、複数（本実施形態では各四つ）設けられ、巻掛テーブル４１の縁部に等間隔に配置される。第二樹脂含浸装置４４は、第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・に樹脂を噴射し含浸させる。第一ガイドローラー４５・４５・・・、および第二ガイドローラー４６・４６・・・は、ボビン４２・４２・・・に巻回される第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・を第二樹脂含浸装置４４に案内する。第三ガイドローラー４７・４７は、第二樹脂含浸装置４４に案内された第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・をマンドレル１ａに案内する。
【００２５】
巻掛テーブル４１の一方の盤面には、ホルダー４３・４３・・・、第一ガイドローラー４５・４５・・・、第二ガイドローラー４６・４６・・・、および第三ガイドローラー４７・４７が一体的に移動自在に取り付けられる。
【００２６】
図１に示すように、第三駆動装置４８は、巻掛テーブル４１を回転させるものであり、モーター４８ａ、第一ギア４８ｂ、第二ギア４８ｃ、筒部４８ｄ、フランジ部４８ｅ、およびフレーム４８ｆを具備する。
【００２７】
モーター４８ａは、巻掛テーブル４１を回転する駆動源となる。第一ギア４８ｂ、および第二ギア４８ｃは、モーター４８ａで発生する回転駆動力を巻掛テーブル４１に伝達する。モーター４８ａには第一ギア４８ｂが接続され、第一ギア４８ｂには第二ギア４８ｃが接続され、第二ギア４８ｃは巻掛テーブル４１の他方の盤面に一体的に回転自在に取り付けられる。これにより、モーター４８ａの回転駆動力は、第一ギア４８ｂ→第二ギア４８ｃ→巻掛テーブル４１の順で伝達され、ひいては巻掛テーブル４１が回転する。筒部４８ｄは中空円筒状に形成され、筒部４８ｄの一端には第二ギア４８ｃが、筒部４８ｄの他端には筒部４８ｄより径の大きいフランジ部４８ｅがそれぞれ取り付けられる。フレーム４８ｆには、貫通孔が形成され、前記貫通孔に筒部４８ｄが挿入されることにより筒部４８ｄがフレーム４８ｆに回転自在に取り付けられ、ひいては巻掛テーブル４１がフレーム４８ｆに対して相対的に回転する。フレーム４８ｆは第二レール１２・１２上に配置され、フープ巻装置４０は空圧シリンダ、または油圧シリンダ等からなる第四駆動装置（不図示）により第二レール１２・１２上を往復して摺動する。
【００２８】
マンドレル１ａは前記第四駆動装置によりフープ巻装置４０が移動するときの巻掛テーブル４１の軌跡上に配置され、巻掛テーブル４１、第二ギア４８ｃ、筒部４８ｄ、およびフランジ部４８ｅにはフープ巻きが行われるときにマンドレル１ａが通過する貫通孔である孔部４１ａが形成される。
【００２９】
図１、および図２に示すように、フープ巻装置４０によるフープ巻きが行われるとき、まず、フープ巻装置４０のボビン４２・４２・・・から第一ガイドローラー４５・４５・・・、第二ガイドローラー４６・４６・・・、第二樹脂含浸装置４４、および第三ガイドローラー４７・４７を介して引き出される第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・が、粘着テープでマンドレル１ａに固定される。次に、第三駆動装置４８および前記第四駆動装置が作動（フープ巻装置４０が作動）され、フープ巻装置４０の巻掛テーブル４１が一定速度で回転されつつ第二レール１２・１２に沿って移動される。これにより、ボビン４２・４２・・・に巻回される第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・は、第一ガイドローラー４５・４５・・・および第二ガイドローラー４６・４６・・・を通じて第二樹脂含浸装置４４に案内され、そして第二樹脂含浸装置４４から樹脂が噴射されることにより樹脂を含浸され、そして第三ガイドローラー４７・４７を通じてマンドレル１ａに案内されてマンドレル１ａに巻き付けられる。そして、マンドレル１ａに樹脂が含浸した第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・の層が形成されてフープ巻きが完了すると、第三駆動装置４８および前記第四駆動装置が停止（フープ巻装置４０が停止）されることにより巻掛テーブル４１の回転および移動が停止される。
【００３０】
ヘリカル巻装置３０によるヘリカル巻きと、フープ巻装置４０によるフープ巻きと、が交互に所定回数行われた後、マンドレル１ａに巻き付けられた第一繊維束３２ａおよび第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・を樹脂硬化炉等で加熱することにより、第一繊維束３２ａおよび第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・に含浸している樹脂が硬化されて繊維強化複合材料が成形される。このようにして、繊維強化複合材料を用いた高圧タンク等が製造される。
【００３１】
以下では、フープ巻装置４０の第二樹脂含浸装置４４について説明する。
【００３２】
図２、および図３に示すように、第二樹脂含浸装置４４は、テンサー４４ａ、樹脂供給ノズル４４ｂ、付着センサー４４ｃ、樹脂が貯留される樹脂タンク（不図示）、第一エアー供給管４４ｄ、および高圧のエアー（圧縮気体）が貯留されるエアー貯留タンク（気体貯留タンク）４４ｅを具備する。
【００３３】
フープ巻装置４０によるフープ巻きが行われているとき、ボビン４２から第二樹脂含浸装置４４に案内された第二繊維束４２ａは、以下の（１）〜（３）の過程を経てマンドレル１ａに案内される。（１）まず、テンサー４４ａにより所定の張力を付与され、（２）次に、樹脂供給ノズル４４ｂから樹脂が噴射され、（３）次に、付着センサー４４ｃにより樹脂の付着状態が検知される。
【００３４】
前述の（２）における樹脂供給ノズル４４ｂによる樹脂の噴射は、高圧のエアーを用いたスプレー方式により行われる。具体的に説明すると、樹脂供給ノズル４４ｂは前記樹脂タンクに接続され、前記樹脂タンクに接続される樹脂ポンプ（不図示）が駆動されることにより前記樹脂タンクから樹脂供給ノズル４４ｂに樹脂が供給される。樹脂供給ノズル４４ｂは管状の部材である第一エアー供給管４４ｄを介してエアー貯留タンク４４ｅに接続される。第一エアー供給管４４ｄには電磁開閉弁（不図示）が設けられ、前記電磁開閉弁が開かれるときに高圧のエアーがエアー貯留タンク４４ｅから第一エアー供給管４４ｄを通じて樹脂供給ノズル４４ｂに供給され、前記電磁開閉弁が閉じられるときに第一エアー供給管４４ｄが閉塞されて高圧のエアーの樹脂供給ノズル４４ｂへの供給が停止される。前記樹脂ポンプ、および前記電磁開閉弁には制御装置（不図示）が接続され、前記制御装置が前記樹脂ポンプ、および前記電磁開閉弁にそれぞれ信号を送信することにより、前記樹脂ポンプの駆動の有無、および前記電磁開閉弁の開閉が決定される。前記制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで相互に接続される構成等からなり、前記制御装置には、種々の制御プログラムが格納され、これらのプログラムを展開することができ、これらのプログラムに従って所定の演算を行うことができる。そして、前記制御装置が前記樹脂ポンプを駆動させるとともに前記電磁開閉弁を開かせることにより、樹脂供給ノズル４４ｂに対して、樹脂が前記樹脂タンクから供給されるとともに、高圧のエアーがエアー貯留タンク４４ｅから供給される。これにより、樹脂が高圧のエアーで飛ばされ、樹脂供給ノズル４４ｂから第二繊維束４２ａに向けて噴射される。なお、本実施形態では取り扱いの容易性あるいはコストを考慮して高圧の空気を用いて樹脂を噴射する構成とするが、他の高圧気体であってもよい。
【００３５】
テンサー４４ａ、樹脂供給ノズル４４ｂ、付着センサー４４ｃ、前記樹脂タンク、およびエアー貯留タンク４４ｅは、巻掛テーブル４１の一方の盤面に一体的に移動（回転）自在に取り付けられ、前述の（２）における樹脂供給ノズル４４ｂによる樹脂の噴射、すなわちエアー貯留タンク４４ｅから樹脂供給ノズル４４ｂへの高圧のエアーの供給は、巻掛テーブル４１、樹脂供給ノズル４４ｂ、エアー貯留タンク４４ｅ等が一体的に回転しているときに行われる。
【００３６】
このように、樹脂供給ノズル４４ｂ、およびエアー貯留タンク４４ｅを、同一の部材（巻掛テーブル４１）に一体的に移動自在に取り付けることにより、一体的に移動するエアー貯留タンク４４ｅから樹脂供給ノズル４４ｂに高圧のエアーを供給するためにロータリージョイントを用いる必要がないので、高圧のエアーにより樹脂を噴射するための装置構成を単純にでき（部材数を減少させることができ）、かつ、装置の製造コストを低減できる。なお、前記樹脂タンクに貯留される樹脂の量、およびエアー貯留タンク４４ｅの容量は、マンドレル１ａに巻き付けられる第二繊維束４２ａの量に応じて適宜決定される。
また、エアー貯留タンク４４ｅを一体的に移動自在に取り付ける部材について、本実施形態では巻掛テーブル４１に直接取り付けたが、巻掛テーブル４１とともに移動する部材であれば巻掛テーブル４１とは別部材でもよい。例えば、第三駆動装置４８の筒部４８ｄに巻掛テーブル４１とともに移動（回転）する同期移動部材を取り付け、前記同期移動部材にエアー貯留タンク４４ｅを取り付けてもよい。
【００３７】
［第二実施形態］
以下では、本発明に係るフィラメントワインディング装置の第二実施形態であるフィラメントワインディング装置２について説明する。
【００３８】
図４（ａ）、および図４（ｂ）に示すように、フィラメントワインディング装置２は、高圧のエアーが貯留されるエアー供給タンク（気体供給手段）５０、および第二エアー供給管５１を具備する。
【００３９】
管状の部材である第二エアー供給管５１の一端はエアー貯留タンク４４ｅに接続および分離自在であるとともに他端はエアー供給タンク５０に接続され、第二エアー供給管５１の一端がエアー貯留タンク４４ｅに接続されているときに高圧のエアーがエアー供給タンク５０から第二エアー供給管５１を通じてエアー貯留タンク４４ｅに供給される。エアー供給タンク５０はヘリカル巻装置３０の巻掛テーブル４１とは別に設けられることにより、第三駆動装置４８、および前記第四駆動装置で発生する駆動力が作用せずに静止している。
【００４０】
前記制御装置は、前記第一駆動装置、前記第二駆動装置、第三駆動装置４８、および前記第四駆動装置に接続され、信号を送信することにより前記第一駆動装置、前記第二駆動装置、第三駆動装置４８、および前記第四駆動装置を作動および停止、つまり、ヘリカル巻装置３０、およびフープ巻装置４０を作動および停止させる。また、前記制御装置は、エアー貯留タンク４４ｅと第二エアー供給管５１との接続および分離を行うアクチュエータ（不図示）に接続され、信号を送信することにより前記アクチュエータにエアー貯留タンク４４ｅと第二エアー供給管５１との接続および分離をさせる。
【００４１】
前記制御装置は、ヘリカル巻装置３０を作動させているときにフープ巻装置４０を停止させており、フープ巻装置４０を作動させているときにヘリカル巻装置３０を停止させている。
図４（ａ）に示すように、前記制御装置は、ヘリカル巻装置３０を作動させてフープ巻装置４０を停止させるとき、つまり、フープ巻装置４０の巻掛テーブル４１（エアー貯留タンク４４ｅ）が静止されるとき、前記樹脂ポンプを停止させるとともに前記電磁開閉弁を閉じさせ、さらに、前記アクチュエータにエアー貯留タンク４４ｅと第二エアー供給管５１とを接続させる。これにより、エアー貯留タンク４４ｅから樹脂供給ノズル４４ｂへの高圧のエアーの供給が停止されるとともに、エアー供給タンク５０からエアー貯留タンク４４ｅに高圧のエアーが供給される。
図４（ｂ）に示すように、前記制御装置は、フープ巻装置４０を作動させてヘリカル巻装置３０を停止させるとき、つまり、エアー貯留タンク４４ｅが回転および移動されるとき、前記アクチュエータにエアー貯留タンク４４ｅと第二エアー供給管５１とを分離させ、さらに前記電磁開閉弁を開かせるとともに前記樹脂ポンプを駆動させる。これにより、エアー供給タンク５０からエアー貯留タンク４４ｅへの高圧のエアーの供給が停止されるとともに、エアー貯留タンク４４ｅから樹脂供給ノズル４４ｂに高圧のエアーが供給される。
【００４２】
このように、フープ巻装置４０が停止しているとき、つまりエアー貯留タンク４４ｅが静止しているときにエアー供給タンク５０からエアー貯留タンク４４ｅに高圧のエアーが供給されるので、ロータリージョイントを用いずに高圧のエアーをエアー貯留タンク４４ｅに追加（補充）できる。したがって、高圧のエアーにより樹脂を噴射するための装置構成を単純にでき（部材数を減少させることができる）かつ、装置の製造コストを低減できる。さらに、高圧のエアーがエアー貯留タンク４４ｅに適宜補充されるため、樹脂を噴射するために必要な量の高圧のエアーを確保できる。
なお、エアー供給タンク５０に代えてエアコンプレッサーを用い、フープ巻装置４０が停止しているときに前記エアコンプレッサーからエアー貯留タンク４４ｅに高圧のエアーが供給される構成にしてもよい。
また、前記制御装置に代えて作業者等がヘリカル巻装置３０およびフープ巻装置４０の作動および停止、ならびにエアー貯留タンク４４ｅと第二エアー供給管５１との接続および分離を行ってもよい。
【００４３】
［第三実施形態］
以下では、本発明に係るフィラメントワインディング装置の第三実施形態であるフィラメントワインディング装置３について説明する。
【００４４】
図５に示すように、フィラメントワインディング装置３は、エアコンプレッサー（気体供給手段）６０、および第三エアー供給管６１を具備する。エアコンプレッサー６０は、巻掛テーブル４１の一方の盤面に一体的に移動（回転）自在に取り付けられるとともに、第三エアー供給管６１によりエアー貯留タンク４４ｅと連結され、エアコンプレッサー６０で生成される高圧のエアーは第三エアー供給管６１を通じてエアー貯留タンク４４ｅに供給され、ひいては樹脂供給ノズル４４ｂからの樹脂の噴射に用いられる。
【００４５】
このように、高圧のエアーはエアコンプレッサー６０から一旦エアー供給タンク５０に供給されてその後樹脂の噴射に用いられるので、フープ巻装置４０が停止されているときに高圧のエアーをエアコンプレッサー６０で生成させるとともにエアー供給タンク５０に貯留させ（図５参照）、フープ巻装置４０が作動されているときに樹脂の噴射に用いることができる。したがって、高圧のエアーをエアコンプレッサーからエアータンクを介さずに直接樹脂の噴射に用いるフープ巻装置に比べ、エアコンプレッサーを小型化しても樹脂の噴射に必要な量の高圧のエアーを確保でき、装置の製造コストを低減できる。
なお、エアコンプレッサー６０が一体的に移動自在に取り付けられる部材について、本実施形態では巻掛テーブル４１に取り付けられたが、巻掛テーブル４１とともに移動（回転）する部材であれば巻掛テーブル４１とは別部材でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係るフィラメントワインディング装置の第一実施形態を示す概略構成図。
【図２】フープ巻き装置を示す概略構成図。
【図３】第二樹脂含浸装置を示す概略構成図。
【図４】（ａ）本発明に係るフィラメントワインディング装置の第二実施形態を示す概略構成図、（ｂ）本発明に係るフィラメントワインディング装置の第二実施形態を示す概略構成図。
【図５】本発明に係るフィラメントワインディング装置の第三実施形態を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００４７】
１ フィラメントワインディング装置
１ａ マンドレル
３０ ヘリカル巻装置
４０ フープ巻装置
４１ 巻掛テーブル
４２ａ 第二繊維束
４４ 第二樹脂含浸装置
４４ｅ エアー貯留タンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フープ巻装置を備えたフィラメントワインディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フープ巻装置とヘリカル巻装置とを具備し、フープ巻装置によるフープ巻きとヘリカル巻装置によるヘリカル巻きとをマンドレルに対して交互に繰り返し行うことにより、マンドレルに繊維束を巻き付けて補強層を形成するフィラメントワインディング装置は公知である。
【０００３】
上記フープ巻装置によるフープ巻きが行われるとき、マンドレルの周囲で巻掛テーブルを回転させ、さらに、マンドレルに繊維束が巻き付けられる直前で繊維束に樹脂を含浸させる技術が公知であり（例えば、特許文献１）、繊維束に樹脂を含浸させる方法として、高圧のエアー（圧縮気体）を用いて樹脂を繊維束に噴射するものがある。巻掛テーブル上でこの方法を実施するには、巻掛テーブルに高圧のエアーを供給する必要があり、フープ巻きが行われるとき巻掛テーブルは回転しているため、高圧のエアーを供給する方法として例えばロータリージョイントが用いられる。
しかし、ロータリージョイントを用いると、高圧のエアーにより樹脂を噴射するための装置構成が複雑になり、かつ、装置の製造コストがかかるという問題を有する。
【特許文献１】特開２００７−２６０９７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は以上の如き状況に鑑み、フープ巻装置において圧縮気体により樹脂を噴射するための装置構成をより単純にでき、かつ、装置の製造コストを低減できるフィラメントワインディング装置の提供をするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
請求項１に記載のフィラメントワインディング装置は、フープ巻装置を備え、前記フープ巻装置は、マンドレルの周囲を回転する巻掛テーブルと、前記巻掛テーブルとともに回転し、圧縮気体により繊維束に向けて樹脂を噴射し含浸させる樹脂含浸装置と、を具備し、前記樹脂含浸装置は、前記巻掛テーブルとともに回転し、前記圧縮気体を貯留する気体貯留タンクを具備する。
【０００７】
請求項２に記載のフィラメントワインディング装置は、前記気体貯留タンクに前記圧縮気体を供給する気体供給手段を更に具備する。
【０００８】
請求項３に記載のフィラメントワインディング装置においては、前記気体供給手段は、前記巻掛テーブルとは別に設けられているとともに、前記気体貯留タンクに接続および分離自在であり、前記巻掛テーブルが静止しているとき、前記気体貯留タンクに接続されて前記圧縮気体を供給し、前記巻掛テーブルが回転しているとき、前記気体貯留タンクから分離される。
【０００９】
請求項４に記載のフィラメントワインディング装置においては、前記気体供給手段は、前記巻掛テーブルとともに回転する。
【００１０】
請求項５に記載のフィラメントワインディング装置においては、前記気体供給手段は、コンプレッサーまたは気体供給タンクを含む。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載のフィラメントワインディング装置によれば、樹脂含浸装置が気体貯留タンクとともに回転するので、圧縮気体を気体貯留タンクから樹脂含浸装置に供給するためにロータリージョイントを用いる必要がない。したがって、フープ巻装置において圧縮気体により樹脂を噴射するための装置構成を単純にでき、かつ、装置の製造コストを低減できる。
【００１２】
請求項２に記載のフィラメントワインディング装置によれば、気体供給手段から気体貯留タンクに圧縮気体が供給されるので、樹脂を噴射するために必要な量の圧縮気体を確保できる。
【００１３】
請求項３に記載のフィラメントワインディング装置によれば、巻掛テーブルが静止しているときに巻掛テーブルとは別に設けられている気体供給手段が気体貯留タンクに接続されて圧縮気体を供給するので、圧縮気体を気体供給手段から気体貯留タンクに供給するためにロータリージョイントを用いる必要がない。したがって、フープ巻装置において圧縮気体により樹脂を噴射するための装置構成を単純にでき、かつ、装置の製造コストを低減できる。
【００１４】
請求項４に記載のフィラメントワインディング装置によれば、気体供給手段が巻掛テーブルとともに回転するので、巻掛テーブルが停止しているときに圧縮気体を気体供給手段で生成させるとともに気体貯留タンクに貯留させ、巻掛テーブルが回転しているときに樹脂の噴射に用いることができる。したがって、圧縮気体を気体供給手段から気体貯留タンクを介さずに直接樹脂の噴射に用いるフープ巻装置に比べ、気体供給手段を小型化しても樹脂の噴射に必要な量の圧縮気体を確保でき、装置の製造コストを低減できる。
【００１５】
請求項５に記載のフィラメントワインディング装置によれば、気体供給手段としてコンプレッサーまたは気体供給タンクを用いるので、コンプレッサーまたは気体供給タンクから気体貯留タンクに圧縮気体を供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第一実施形態］
以下では、本発明に係るフィラメントワインディング装置の第一実施形態であるフィラメントワインディング装置１の全体構成について説明する。
【００１７】
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、マンドレル１ａに繊維束を巻き付けるものであり、基台１０、マンドレル支持部２０、ヘリカル巻装置３０、およびフープ巻装置４０を具備する。マンドレル１ａは高強度アルミニウム材、もしくはステンレス材等により成形された金属製容器、またはポリアミド樹脂等により成形された樹脂製容器等からなる。繊維束はガラス繊維、または炭素繊維等の束からなる。
【００１８】
基台１０はフィラメントワインディング装置１の主たる構造体をなし、基台１０にはマンドレル１ａを案内する第一レール１１・１１、およびフープ巻装置４０を案内する第二レール１２・１２が設けられる。第一レール１１・１１および第二レール１２・１２は、一方向、かつ、同一方向に延びて形成される。
【００１９】
マンドレル支持部２０は、マンドレル１ａを支持し、ベース２１、支持台２２・２２、チャック２３・２３、および軸部２４・２４を具備する。ベース２１は、マンドレル支持部２０の主たる構造体をなす。支持台２２・２２は、ベース２１にそれぞれ一体的に取り付けられるとともにマンドレル１ａを間に挟んで配置される。チャック２３・２３は、支持台２２・２２にそれぞれ設けられる。軸部２４・２４は、一端がチャック２３・２３に他端がマンドレル１ａにそれぞれ取り付けられる。
【００２０】
ベース２１は第一レール１１・１１上に配置され、マンドレル支持部２０は空圧シリンダ、または油圧シリンダ等からなる第一駆動装置（不図示）により第一レール１１・１１上を往復して摺動し、さらにマンドレル１ａがマンドレル支持部２０とともに移動する。一方のチャック２３は可変モーター等からなる第二駆動装置（不図示）により回転駆動され、前記第二駆動装置で発生する回転駆動力はチャック２３および軸部２４を通じてマンドレル１ａに伝達されてマンドレル１ａが回転する。
【００２１】
図１に示すように、ヘリカル巻装置３０は、ヘリカル巻きを行うものである。ヘリカル巻きは、マンドレル１ａに樹脂が含浸した繊維束をマンドレル１ａの軸方向に沿いつつ螺旋状に巻き付けることである。樹脂として、熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）が用いられる。ヘリカル巻装置３０は、ヘリカル巻装置３０の主たる構造体をなす固定部材３１、繊維束供給部（不図示）から供給される第一繊維束３２ａをマンドレル１ａに案内するガイド部材（不図示）、および第一繊維束３２ａに樹脂を噴射し含浸させる第一樹脂含浸装置（不図示）を具備する。固定部材３１は前記第一駆動装置によりマンドレル１ａが移動されるときのマンドレル１ａの軌跡上に固定され、固定部材３１にはヘリカル巻きが行われるときにマンドレル１ａが通過する貫通孔が形成される。
【００２２】
ヘリカル巻装置３０によるヘリカル巻きが行われるとき、まず、ヘリカル巻装置３０の繊維束供給部からガイド部材を介して引き出される第一繊維束３２ａが、粘着テープでマンドレル１ａに固定される。次に、前記第一駆動装置および前記第二駆動装置が作動（ヘリカル巻装置３０が作動）され、マンドレル１ａが一定速度で回転されつつ第一レール１１・１１に沿って移動される。これにより、第一繊維束３２ａが前記ガイド部材に案内されてマンドレル１ａに巻き付けられる。なお、第一繊維束３２ａがマンドレル１ａに巻き付けられる直前で、前記第一樹脂含浸装置が第一繊維束３２ａに向けて樹脂を噴射し含浸させる。そして、マンドレル１ａに樹脂が含浸した第一繊維束３２ａの層が形成されてヘリカル巻きが完了すると、前記第一駆動装置および前記第二駆動装置が停止（ヘリカル巻装置３０が停止）されることによりマンドレル１ａの回転および移動が停止される。
【００２３】
図１、および図２に示すように、フープ巻装置４０は、フープ巻きを行うものである。フープ巻きは、マンドレル１ａに樹脂が含浸した繊維束をマンドレル１ａの軸方向に対して略垂直に巻き付けることである。フープ巻装置４０は、巻掛テーブル４１、ボビン４２、ホルダー４３、第二樹脂含浸装置４４、第一ガイドローラー４５、第二ガイドローラー４６、第三ガイドローラー４７、および第三駆動装置４８を具備する。
【００２４】
図２に示すように、巻掛テーブル４１は、中空円盤状に形成され、ボビン４２、ホルダー４３、第二樹脂含浸装置４４、第一ガイドローラー４５、第二ガイドローラー４６、第三ガイドローラー４７、および第三駆動装置４８を支持する。ボビン４２・４２・・・には、第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・が巻回される。ホルダー４３・４３・・・は、ボビン４２・４２・・・をそれぞれ回転自在に支持する。ボビン４２・４２・・・およびホルダー４３・４３・・・は、複数（本実施形態では各四つ）設けられ、巻掛テーブル４１の縁部に等間隔に配置される。第二樹脂含浸装置４４は、第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・に樹脂を噴射し含浸させる。第一ガイドローラー４５・４５・・・、および第二ガイドローラー４６・４６・・・は、ボビン４２・４２・・・に巻回される第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・を第二樹脂含浸装置４４に案内する。第三ガイドローラー４７・４７は、第二樹脂含浸装置４４に案内された第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・をマンドレル１ａに案内する。
【００２５】
巻掛テーブル４１の一方の盤面には、ホルダー４３・４３・・・、第一ガイドローラー４５・４５・・・、第二ガイドローラー４６・４６・・・、および第三ガイドローラー４７・４７が一体的に移動自在に取り付けられる。
【００２６】
図１に示すように、第三駆動装置４８は、巻掛テーブル４１を回転させるものであり、モーター４８ａ、第一ギア４８ｂ、第二ギア４８ｃ、筒部４８ｄ、フランジ部４８ｅ、およびフレーム４８ｆを具備する。
【００２７】
モーター４８ａは、巻掛テーブル４１を回転する駆動源となる。第一ギア４８ｂ、および第二ギア４８ｃは、モーター４８ａで発生する回転駆動力を巻掛テーブル４１に伝達する。モーター４８ａには第一ギア４８ｂが接続され、第一ギア４８ｂには第二ギア４８ｃが接続され、第二ギア４８ｃは巻掛テーブル４１の他方の盤面に一体的に回転自在に取り付けられる。これにより、モーター４８ａの回転駆動力は、第一ギア４８ｂ→第二ギア４８ｃ→巻掛テーブル４１の順で伝達され、ひいては巻掛テーブル４１が回転する。筒部４８ｄは中空円筒状に形成され、筒部４８ｄの一端には第二ギア４８ｃが、筒部４８ｄの他端には筒部４８ｄより径の大きいフランジ部４８ｅがそれぞれ取り付けられる。フレーム４８ｆには、貫通孔が形成され、前記貫通孔に筒部４８ｄが挿入されることにより筒部４８ｄがフレーム４８ｆに回転自在に取り付けられ、ひいては巻掛テーブル４１がフレーム４８ｆに対して相対的に回転する。フレーム４８ｆは第二レール１２・１２上に配置され、フープ巻装置４０は空圧シリンダ、または油圧シリンダ等からなる第四駆動装置（不図示）により第二レール１２・１２上を往復して摺動する。
【００２８】
マンドレル１ａは前記第四駆動装置によりフープ巻装置４０が移動するときの巻掛テーブル４１の軌跡上に配置され、巻掛テーブル４１、第二ギア４８ｃ、筒部４８ｄ、およびフランジ部４８ｅにはフープ巻きが行われるときにマンドレル１ａが通過する貫通孔である孔部４１ａが形成される。
【００２９】
図１、および図２に示すように、フープ巻装置４０によるフープ巻きが行われるとき、まず、フープ巻装置４０のボビン４２・４２・・・から第一ガイドローラー４５・４５・・・、第二ガイドローラー４６・４６・・・、第二樹脂含浸装置４４、および第三ガイドローラー４７・４７を介して引き出される第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・が、粘着テープでマンドレル１ａに固定される。次に、第三駆動装置４８および前記第四駆動装置が作動（フープ巻装置４０が作動）され、フープ巻装置４０の巻掛テーブル４１が一定速度で回転されつつ第二レール１２・１２に沿って移動される。これにより、ボビン４２・４２・・・に巻回される第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・は、第一ガイドローラー４５・４５・・・および第二ガイドローラー４６・４６・・・を通じて第二樹脂含浸装置４４に案内され、そして第二樹脂含浸装置４４から樹脂が噴射されることにより樹脂を含浸され、そして第三ガイドローラー４７・４７を通じてマンドレル１ａに案内されてマンドレル１ａに巻き付けられる。そして、マンドレル１ａに樹脂が含浸した第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・の層が形成されてフープ巻きが完了すると、第三駆動装置４８および前記第四駆動装置が停止（フープ巻装置４０が停止）されることにより巻掛テーブル４１の回転および移動が停止される。
【００３０】
ヘリカル巻装置３０によるヘリカル巻きと、フープ巻装置４０によるフープ巻きと、が交互に所定回数行われた後、マンドレル１ａに巻き付けられた第一繊維束３２ａおよび第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・を樹脂硬化炉等で加熱することにより、第一繊維束３２ａおよび第二繊維束４２ａ・４２ａ・・・に含浸している樹脂が硬化されて繊維強化複合材料が成形される。このようにして、繊維強化複合材料を用いた高圧タンク等が製造される。
【００３１】
以下では、フープ巻装置４０の第二樹脂含浸装置４４について説明する。
【００３２】
図２、および図３に示すように、第二樹脂含浸装置４４は、テンサー４４ａ、樹脂供給ノズル４４ｂ、付着センサー４４ｃ、樹脂が貯留される樹脂タンク（不図示）、第一エアー供給管４４ｄ、および高圧のエアー（圧縮気体）が貯留されるエアー貯留タンク（気体貯留タンク）４４ｅを具備する。
【００３３】
フープ巻装置４０によるフープ巻きが行われているとき、ボビン４２から第二樹脂含浸装置４４に案内された第二繊維束４２ａは、以下の（１）〜（３）の過程を経てマンドレル１ａに案内される。（１）まず、テンサー４４ａにより所定の張力を付与され、（２）次に、樹脂供給ノズル４４ｂから樹脂が噴射され、（３）次に、付着センサー４４ｃにより樹脂の付着状態が検知される。
【００３４】
前述の（２）における樹脂供給ノズル４４ｂによる樹脂の噴射は、高圧のエアーを用いたスプレー方式により行われる。具体的に説明すると、樹脂供給ノズル４４ｂは前記樹脂タンクに接続され、前記樹脂タンクに接続される樹脂ポンプ（不図示）が駆動されることにより前記樹脂タンクから樹脂供給ノズル４４ｂに樹脂が供給される。樹脂供給ノズル４４ｂは管状の部材である第一エアー供給管４４ｄを介してエアー貯留タンク４４ｅに接続される。第一エアー供給管４４ｄには電磁開閉弁（不図示）が設けられ、前記電磁開閉弁が開かれるときに高圧のエアーがエアー貯留タンク４４ｅから第一エアー供給管４４ｄを通じて樹脂供給ノズル４４ｂに供給され、前記電磁開閉弁が閉じられるときに第一エアー供給管４４ｄが閉塞されて高圧のエアーの樹脂供給ノズル４４ｂへの供給が停止される。前記樹脂ポンプ、および前記電磁開閉弁には制御装置（不図示）が接続され、前記制御装置が前記樹脂ポンプ、および前記電磁開閉弁にそれぞれ信号を送信することにより、前記樹脂ポンプの駆動の有無、および前記電磁開閉弁の開閉が決定される。前記制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで相互に接続される構成等からなり、前記制御装置には、種々の制御プログラムが格納され、これらのプログラムを展開することができ、これらのプログラムに従って所定の演算を行うことができる。そして、前記制御装置が前記樹脂ポンプを駆動させるとともに前記電磁開閉弁を開かせることにより、樹脂供給ノズル４４ｂに対して、樹脂が前記樹脂タンクから供給されるとともに、高圧のエアーがエアー貯留タンク４４ｅから供給される。これにより、樹脂が高圧のエアーで飛ばされ、樹脂供給ノズル４４ｂから第二繊維束４２ａに向けて噴射される。なお、本実施形態では取り扱いの容易性あるいはコストを考慮して高圧の空気を用いて樹脂を噴射する構成とするが、他の高圧気体であってもよい。
【００３５】
テンサー４４ａ、樹脂供給ノズル４４ｂ、付着センサー４４ｃ、前記樹脂タンク、およびエアー貯留タンク４４ｅは、巻掛テーブル４１の一方の盤面に一体的に移動（回転）自在に取り付けられ、前述の（２）における樹脂供給ノズル４４ｂによる樹脂の噴射、すなわちエアー貯留タンク４４ｅから樹脂供給ノズル４４ｂへの高圧のエアーの供給は、巻掛テーブル４１、樹脂供給ノズル４４ｂ、エアー貯留タンク４４ｅ等が一体的に回転しているときに行われる。
【００３６】
このように、樹脂供給ノズル４４ｂ、およびエアー貯留タンク４４ｅを、同一の部材（巻掛テーブル４１）に一体的に移動自在に取り付けることにより、一体的に移動するエアー貯留タンク４４ｅから樹脂供給ノズル４４ｂに高圧のエアーを供給するためにロータリージョイントを用いる必要がないので、高圧のエアーにより樹脂を噴射するための装置構成を単純にでき（部材数を減少させることができ）、かつ、装置の製造コストを低減できる。なお、前記樹脂タンクに貯留される樹脂の量、およびエアー貯留タンク４４ｅの容量は、マンドレル１ａに巻き付けられる第二繊維束４２ａの量に応じて適宜決定される。
また、エアー貯留タンク４４ｅを一体的に移動自在に取り付ける部材について、本実施形態では巻掛テーブル４１に直接取り付けたが、巻掛テーブル４１とともに移動する部材であれば巻掛テーブル４１とは別部材でもよい。例えば、第三駆動装置４８の筒部４８ｄに巻掛テーブル４１とともに移動（回転）する同期移動部材を取り付け、前記同期移動部材にエアー貯留タンク４４ｅを取り付けてもよい。
【００３７】
［第二実施形態］
以下では、本発明に係るフィラメントワインディング装置の第二実施形態であるフィラメントワインディング装置２について説明する。
【００３８】
図４（ａ）、および図４（ｂ）に示すように、フィラメントワインディング装置２は、高圧のエアーが貯留されるエアー供給タンク（気体供給手段）５０、および第二エアー供給管５１を具備する。
【００３９】
管状の部材である第二エアー供給管５１の一端はエアー貯留タンク４４ｅに接続および分離自在であるとともに他端はエアー供給タンク５０に接続され、第二エアー供給管５１の一端がエアー貯留タンク４４ｅに接続されているときに高圧のエアーがエアー供給タンク５０から第二エアー供給管５１を通じてエアー貯留タンク４４ｅに供給される。エアー供給タンク５０はヘリカル巻装置３０の巻掛テーブル４１とは別に設けられることにより、第三駆動装置４８、および前記第四駆動装置で発生する駆動力が作用せずに静止している。
【００４０】
前記制御装置は、前記第一駆動装置、前記第二駆動装置、第三駆動装置４８、および前記第四駆動装置に接続され、信号を送信することにより前記第一駆動装置、前記第二駆動装置、第三駆動装置４８、および前記第四駆動装置を作動および停止、つまり、ヘリカル巻装置３０、およびフープ巻装置４０を作動および停止させる。また、前記制御装置は、エアー貯留タンク４４ｅと第二エアー供給管５１との接続および分離を行うアクチュエータ（不図示）に接続され、信号を送信することにより前記アクチュエータにエアー貯留タンク４４ｅと第二エアー供給管５１との接続および分離をさせる。
【００４１】
前記制御装置は、ヘリカル巻装置３０を作動させているときにフープ巻装置４０を停止させており、フープ巻装置４０を作動させているときにヘリカル巻装置３０を停止させている。
図４（ａ）に示すように、前記制御装置は、ヘリカル巻装置３０を作動させてフープ巻装置４０を停止させるとき、つまり、フープ巻装置４０の巻掛テーブル４１（エアー貯留タンク４４ｅ）が静止されるとき、前記樹脂ポンプを停止させるとともに前記電磁開閉弁を閉じさせ、さらに、前記アクチュエータにエアー貯留タンク４４ｅと第二エアー供給管５１とを接続させる。これにより、エアー貯留タンク４４ｅから樹脂供給ノズル４４ｂへの高圧のエアーの供給が停止されるとともに、エアー供給タンク５０からエアー貯留タンク４４ｅに高圧のエアーが供給される。
図４（ｂ）に示すように、前記制御装置は、フープ巻装置４０を作動させてヘリカル巻装置３０を停止させるとき、つまり、エアー貯留タンク４４ｅが回転および移動されるとき、前記アクチュエータにエアー貯留タンク４４ｅと第二エアー供給管５１とを分離させ、さらに前記電磁開閉弁を開かせるとともに前記樹脂ポンプを駆動させる。これにより、エアー供給タンク５０からエアー貯留タンク４４ｅへの高圧のエアーの供給が停止されるとともに、エアー貯留タンク４４ｅから樹脂供給ノズル４４ｂに高圧のエアーが供給される。
【００４２】
このように、フープ巻装置４０が停止しているとき、つまりエアー貯留タンク４４ｅが静止しているときにエアー供給タンク５０からエアー貯留タンク４４ｅに高圧のエアーが供給されるので、ロータリージョイントを用いずに高圧のエアーをエアー貯留タンク４４ｅに追加（補充）できる。したがって、高圧のエアーにより樹脂を噴射するための装置構成を単純にでき（部材数を減少させることができる）かつ、装置の製造コストを低減できる。さらに、高圧のエアーがエアー貯留タンク４４ｅに適宜補充されるため、樹脂を噴射するために必要な量の高圧のエアーを確保できる。
なお、エアー供給タンク５０に代えてエアコンプレッサーを用い、フープ巻装置４０が停止しているときに前記エアコンプレッサーからエアー貯留タンク４４ｅに高圧のエアーが供給される構成にしてもよい。
また、前記制御装置に代えて作業者等がヘリカル巻装置３０およびフープ巻装置４０の作動および停止、ならびにエアー貯留タンク４４ｅと第二エアー供給管５１との接続および分離を行ってもよい。
【００４３】
［第三実施形態］
以下では、本発明に係るフィラメントワインディング装置の第三実施形態であるフィラメントワインディング装置３について説明する。
【００４４】
図５に示すように、フィラメントワインディング装置３は、エアコンプレッサー（気体供給手段）６０、および第三エアー供給管６１を具備する。エアコンプレッサー６０は、巻掛テーブル４１の一方の盤面に一体的に移動（回転）自在に取り付けられるとともに、第三エアー供給管６１によりエアー貯留タンク４４ｅと連結され、エアコンプレッサー６０で生成される高圧のエアーは第三エアー供給管６１を通じてエアー貯留タンク４４ｅに供給され、ひいては樹脂供給ノズル４４ｂからの樹脂の噴射に用いられる。
【００４５】
このように、高圧のエアーはエアコンプレッサー６０から一旦エアー供給タンク５０に供給されてその後樹脂の噴射に用いられるので、フープ巻装置４０が停止されているときに高圧のエアーをエアコンプレッサー６０で生成させるとともにエアー供給タンク５０に貯留させ（図５参照）、フープ巻装置４０が作動されているときに樹脂の噴射に用いることができる。したがって、高圧のエアーをエアコンプレッサーからエアータンクを介さずに直接樹脂の噴射に用いるフープ巻装置に比べ、エアコンプレッサーを小型化しても樹脂の噴射に必要な量の高圧のエアーを確保でき、装置の製造コストを低減できる。
なお、エアコンプレッサー６０が一体的に移動自在に取り付けられる部材について、本実施形態では巻掛テーブル４１に取り付けられたが、巻掛テーブル４１とともに移動（回転）する部材であれば巻掛テーブル４１とは別部材でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係るフィラメントワインディング装置の第一実施形態を示す概略構成図。
【図２】フープ巻き装置を示す概略構成図。
【図３】第二樹脂含浸装置を示す概略構成図。
【図４】（ａ）本発明に係るフィラメントワインディング装置の第二実施形態を示す概略構成図、（ｂ）本発明に係るフィラメントワインディング装置の第二実施形態を示す概略構成図。
【図５】本発明に係るフィラメントワインディング装置の第三実施形態を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００４７】
１ フィラメントワインディング装置
１ａ マンドレル
３０ ヘリカル巻装置
４０ フープ巻装置
４１ 巻掛テーブル
４２ａ 第二繊維束
４４ 第二樹脂含浸装置
４４ｅ エアー貯留タンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フープ巻装置を備えたフィラメントワインディング装置であって、
前記フープ巻装置は、マンドレルの周囲を回転する巻掛テーブルと、前記巻掛テーブルとともに回転し、圧縮気体により繊維束に向けて樹脂を噴射し含浸させる樹脂含浸装置と、を具備し、
前記樹脂含浸装置は、前記巻掛テーブルとともに回転し、前記圧縮気体を貯留する気体貯留タンクを具備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】
前記気体貯留タンクに前記圧縮気体を供給する気体供給手段を更に具備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】
前記気体供給手段は、前記巻掛テーブルとは別に設けられているとともに、前記気体貯留タンクに接続および分離自在であり、
前記巻掛テーブルが静止しているとき、前記気体貯留タンクに接続されて前記圧縮気体を供給し、
前記巻掛テーブルが回転しているとき、前記気体貯留タンクから分離され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】
前記気体供給手段は、前記巻掛テーブルとともに回転す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５】
前記気体供給手段は、コンプレッサーまたは気体供給タンクを含むことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項１】
フープ巻装置を備えたフィラメントワインディング装置であって、
前記フープ巻装置は、マンドレルの周囲を回転する巻掛テーブルと、前記巻掛テーブルとともに回転し、圧縮気体により繊維束に向けて樹脂を噴射し含浸させる樹脂含浸装置と、を具備し、
前記樹脂含浸装置は、前記巻掛テーブルとともに回転し、前記圧縮気体を貯留する気体貯留タンクを具備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】
前記気体貯留タンクに前記圧縮気体を供給する気体供給手段を更に具備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】
前記気体供給手段は、前記巻掛テーブルとは別に設けられているとともに、前記気体貯留タンクに接続および分離自在であり、
前記巻掛テーブルが静止しているとき、前記気体貯留タンクに接続されて前記圧縮気体を供給し、
前記巻掛テーブルが回転しているとき、前記気体貯留タンクから分離され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】
前記気体供給手段は、前記巻掛テーブルとともに回転す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５】
前記気体供給手段は、コンプレッサーまたは気体供給タンクを含むことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のフィラメントワインディング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１７９６４（Ｐ２０１０−１７９６４Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８１５８５（Ｐ２００８−１８１５８５）
【出願日】平成２０年７月１１日（２００８．７．１１）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１１日（２００８．７．１１）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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