樹脂付着装置
【課題】繊維表面に付着した瞬間の樹脂の粘度上昇を抑制し、噴射された樹脂を繊維へ含浸させ易くすることができる樹脂付着装置を提供する。
【解決手段】樹脂付着装置６０は、走行装置１１のローラ１１ａと液滴噴射装置１０の第１ヘッド２０との間に予熱装置５０と温度検出手段である温度センサ４４とを備えている。熱源体４３から発生する熱により予熱ガイド４１の表面が温められる。そして、温められた予熱ガイド４１の表面に接触している繊維１が温められる。制御部５５は、温度制御手段により、温度センサ４４からの検出信号に基づいて熱源体４３のオン／オフを制御し、樹脂付着前の繊維１が、所定の表面温度に維持されるように予熱装置５０を制御する。
【解決手段】樹脂付着装置６０は、走行装置１１のローラ１１ａと液滴噴射装置１０の第１ヘッド２０との間に予熱装置５０と温度検出手段である温度センサ４４とを備えている。熱源体４３から発生する熱により予熱ガイド４１の表面が温められる。そして、温められた予熱ガイド４１の表面に接触している繊維１が温められる。制御部５５は、温度制御手段により、温度センサ４４からの検出信号に基づいて熱源体４３のオン／オフを制御し、樹脂付着前の繊維１が、所定の表面温度に維持されるように予熱装置５０を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は樹脂付着装置に関し、特にフィラメントワインディング成形において繊維に樹脂を付着させる樹脂付着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）は、例えばカーボン繊維に液状の樹脂を含浸させて製造される軽量で強度の高い複合材料である。この繊維強化プラスチックの成形法の１つに、パイプ状や円筒状の管状製品を製造するのに適したフィラメントワインディング成形（以下、「ＦＷ成形」と称する）がある。ＦＷ成形は、ロービングを１から数１０本引き揃え、樹脂を含浸させながら回転金型（マンドレル）に所定の厚さまでテンションを掛けて所定の角度で巻き付け、樹脂が硬化した後脱型する成形法である。
【０００３】
ＦＷ成形において、繊維に樹脂を付着させる樹脂付着装置として、ローラ方式の樹脂付着装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ローラ方式の樹脂付着装置は、ローラの下部を樹脂槽に溜められた樹脂に浸した状態で、回転するローラの上部に接触するように繊維を走行させて、繊維に樹脂を付着させる装置である。ＦＷ成形においては、生産性を向上させることが重要であるところ、ローラ方式の樹脂付着装置では、処理速度を上げすぎると、回転ローラの表面に十分な量の樹脂が付着せず、その結果、繊維にも十分な樹脂が付着しない。つまり、処理速度を上げすぎると繊維への樹脂の付着ムラが生じるため、処理速度には限界がある。
【０００４】
一方、樹脂付着の処理速度を向上させることができる液滴噴射方式の樹脂付着装置がある。この液滴噴射方式の樹脂付着装置は、走行する繊維に向かって樹脂を噴射して繊維に樹脂を付着させる装置である。繊維の走行速度に合わせて樹脂の噴射量の微調整を行うことができるため、処理速度を上げても繊維に対する樹脂の付着ムラが発生しにくくなっている。液滴噴射方式の樹脂付着装置は、樹脂を噴射する複数のノズルを有する液滴噴射装置と、ノズルと所定の対向間隔をあけて繊維を走行させる走行装置とを備えている。液滴噴射方式では、例えば、主剤と硬化剤とに分かれた２液硬化タイプの樹脂が使用され、主剤と硬化剤が各々別のノズルから交互に噴射される。そして、繊維の表面あるいは繊維の内部で主剤と硬化剤とが混合して樹脂は硬化する。又、液滴の形状や噴射量を安定させて繊維への樹脂の付着あるいは含浸を安定させるために、樹脂の粘度が低くなるように噴射前の樹脂を予熱することもある。
【特許文献１】特開２００７−１８５８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような液滴噴射方式の樹脂付着装置では、気温の影響等で樹脂付着前の繊維の表面温度が低くなっている場合に、樹脂の粘度が低くなるように噴射前の樹脂を予熱しても、噴射された樹脂が繊維表面に付着した瞬間に、樹脂の熱が繊維に奪われ樹脂の粘度が低くなり、繊維への樹脂の付着あるいは含浸が安定しないおそれがある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、繊維表面に付着した瞬間の樹脂の粘度上昇を抑制し、噴射された樹脂を繊維へ含浸させ易くすることができる樹脂付着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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、フィラメントワインディング成形において繊維に樹脂を付着させる樹脂付着装置であって、繊維に向かって樹脂を噴射する複数のノズルを有する液滴噴射装置と、ノズルと所定の対向間隔をあけて繊維を走行させる走行装置と、液滴噴射装置より繊維の走行方向の上流側に設置され、走行する繊維の表面を所定温度に予熱する予熱装置とを備えたものである。
【０００８】
このように構成すると、樹脂が繊維に付着した瞬間に樹脂の熱が繊維に奪われにくくなる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明の構成において、予熱装置と液滴噴射装置との間に設置され、繊維の表面温度を検出する温度検出手段と、検出された温度に基づいて、繊維の表面温度が所定温度に維持されるように予熱装置を制御する温度制御手段とを更に備えたものである。
【００１０】
このように構成すると、樹脂付着前の繊維の表面温度が所望の温度で一定となる。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明の構成において、予熱装置は、走行する繊維の表面に接触しながら繊維の表面を所定温度に予熱するものである。
【００１２】
このように構成すると、予熱装置から発生する熱が繊維の表面に直接伝導する。
【００１３】
第４の発明は、第１又は第２の発明の構成において、走行装置は、液滴噴射装置より走行方向の上流側に配置される第１ローラと、液滴噴射装置より走行方向の下流側に配置される第２ローラとを含み、第１ローラが予熱装置を構成するものである。
【００１４】
このように構成すると、走行装置の一部と予熱装置が兼用され、部品点数が削減される。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、第１の発明は、樹脂が繊維に付着した瞬間に樹脂の熱が繊維に奪われにくくなるため、繊維表面に付着した瞬間の樹脂の粘度上昇を抑制し、樹脂を繊維に含浸させ易くすることができる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明の効果に加えて、樹脂付着前の繊維の表面温度が所望の温度で一定となるため、繊維への樹脂の含浸状態を安定させることができる。
【００１７】
第３の発明は、第１又は第２の発明の効果に加えて、予熱装置から発生する熱が繊維の表面に直接伝導するため、繊維の表面を効率的に予熱させることができる。
【００１８】
第４の発明は、第１又は第２の発明の効果に加えて、走行装置の一部と予熱装置が兼用され、部品点数が削減されるため、樹脂噴射装置全体の部品構成を簡略化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、発明の実施の形態について図を用いて説明する。
【００２０】
図１は、この発明の第１の実施の形態による樹脂付着装置が適用されるのフィラメントワインディング装置の概略構成を示した斜視図である。図２は図１で示した樹脂付着装置において、液滴噴射装置を中心とした概略構成を示した側面図である。図３は図２で示した液滴噴射装置の概略構成を示した断面図である。
【００２１】
図１を参照して、フィラメントワインディング装置（以下、「ＦＷ装置」と称する）４０は、走行するカーボン繊維等の繊維１に樹脂を噴射して付着させ、繊維強化プラスチック製品を製造する装置である。ＦＷ装置４０は、繊維１の走行方向上流側から、繊維１が巻かれたボビン６と、ボビン６から送られてくる繊維１を解舒する解舒装置２と、繊維１に所定のテンションを付与するテンション装置３と、繊維１に樹脂を付着させる樹脂付着装置６０と、繊維１をトラバースさせるトラバース装置５と、繊維１が巻きつけられるマンドレル７とを備えている。繊維１は、対向する１対のフラット面を有するテープ状に形成されている。繊維１は、樹脂付着装置６０により樹脂付着装置６０側の面に樹脂が付着され、トラバース装置５によりトラバースされながら、マンドレル７に巻き付けられる。
【００２２】
図２も併せて参照して、樹脂付着装置６０は、液滴噴射方式により繊維１の表面に向かって樹脂を噴射する複数のノズル２９ａ及び２９ｂを有する液滴噴射装置１０と、ノズル２９ａ及び２９ｂと所定の対向間隔をあけて繊維１を走行させる走行装置１１と、走行する繊維１の表面を所定温度に予熱する予熱装置５０とを備えている。繊維１に付着させる樹脂は、２液硬化タイプの樹脂で、主剤１２と硬化剤１５とが別々に繊維１の表面に向かって噴射され、その後に主剤１２と硬化剤１５とが混合して繊維１に付着及び含浸して硬化するものである。
【００２３】
走行装置１１は、液滴噴射装置１０より繊維１の走行方向上流側に配置される第１ローラであるローラ１１ａと、液滴噴射装置１０より繊維１の走行方向下流側に配置される第２ローラであるローラ１１ｂを備えている。ローラ１１ａ及び１１ｂはフリーローラであり、繊維１の走行はマンドレル７の回転により行われる。但し、ローラ１１ａ及び１１ｂを駆動ローラとして繊維１を走行させてもよい。
【００２４】
予熱装置５０は、繊維１の表面を所定温度に予熱する予熱ガイド４１と、予熱ガイド４１の繊維１への接触によって屈曲した繊維１の走行経路を元の走行経路に戻す経路調整ガイド４２とを備えている。元の走行経路とは、ローラ１１ａ及び１１ｂのみによって形成される、複数のノズル２９ａ及び２９ｂの先端がなす面と平行に繊維１が走行する経路である。予熱装置５０の詳細については後述する。
【００２５】
液滴噴射装置１０は、主剤１２が充填された主剤タンク１３と、主剤１２噴射用の複数のノズル２９ａを有する第１ヘッド２０と、主剤タンク１３から第１ヘッド２０へ主剤１２を供給する第１経路１４を備えている。同様に、液滴噴射装置１０は、硬化剤１５が充填された硬化剤タンク１６、硬化剤１５噴射用の複数のノズル２９ｂを有する第２ヘッド２１及び第２経路１７を備えている。第１ヘッド２０及び第２ヘッド２１は、各々３つずつ構成され、繊維１の走行方向に沿って交互に配置されている。第１経路１４及び第２経路１７は、金属製又は樹脂製の管等から形成され、これらには、主剤１２や硬化剤１５の流量をコントロールするための電磁弁やポンプを設けることができる。
【００２６】
図３を参照して、第１ヘッド２０は、第１経路１４から供給された主剤１２を受ける１つの接続室２６と、接続室２６に接続して接続室２６から供給された主剤１２が貯留される１つの貯留室２７と、貯留室２７から分岐して接続される複数の圧力室２８とを備えている。圧力室２８の各々には、主剤１２の噴射口となるノズル２９ａが形成されている。第１ヘッド２０は、電圧により伸縮するピエゾ素子３０を圧力室２８に対する圧力発生源とするものであり、圧力室２８の各々の隔壁には、ピエゾ素子３０により振動される振動板３１が設置されている。ピエゾ素子３０の伸縮を受けて、図３の２点鎖線で示したように振動板３１が下方に膨らむように凸状に変形すると、圧力室２８内の体積が減少し、これにより第１ヘッド２０の下面に開口するノズル２９ａから、ピコリットルオーダーの所定量の液滴からなる主剤１２が繊維１の上面に向かって噴射される。この状態から図３に実線で示したように振動板３１がフラットに戻ると、圧力室２８内の体積が増加し、貯留室２７から圧力室２８へ主剤１２が供給される。
【００２７】
接続室２６には、主剤１２を加熱して、これを所定温度（例えば、４０〜１００℃の一定温度）に維持するための熱線３３と、接続室２６内の温度を検出する図示しない温度センサとが設けられている。温度センサにより検出された接続室２６内の温度を、予め設定されているしきい値と比較して、この比較結果に基づいて熱線３３をオン・オフ制御することで、主剤１２を所定温度（例えば、８０℃以上）に保つ。噴射前の主剤１２を所定温度に予熱することによって、主剤１２の粘度が低くなるようにしている。主剤１２の粘度が低くなれば、液滴の形状や噴射量が安定し、繊維１への主剤１２の付着あるいは含浸を安定させることができる。第２ヘッド２１も、主剤１２に替えて硬化剤１５が噴射される点以外は、第１ヘッド２０と同一に構成されている。なお、ノズル２９ｂは、硬化剤１５の噴射口となるノズルである。
【００２８】
上記のように構成される第１ヘッド２０及び第２ヘッド２１から、走行する繊維１の表面に向かって、所定温度に予熱された主剤１２と硬化剤１５が交互に噴射され、繊維１の表面あるいは繊維１の内部で主剤１２と硬化剤１５とが混合して樹脂は硬化する。
【００２９】
次に、上述した予熱装置５０の詳細について説明する。
【００３０】
図４は、図１で示した樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図であり、図５は図４で示したＶ−Ｖラインから見た図である。
【００３１】
図４及び図５を参照して、樹脂付着装置６０は、走行装置１１のローラ１１ａと液滴噴射装置１０の第１ヘッド２０との間に予熱装置５０と温度検出手段である温度センサ４４とを備えている。予熱装置５０は、上述したように予熱ガイド４１と経路調整ガイド４２とを備え、液滴噴射装置１０より繊維１の走行方向の上流側かつ、液滴噴射装置１０の近傍に設置されている。温度センサ４４は、上記のように設置される予熱装置５０と液滴噴射装置１０との間に設置されている。予熱ガイド４１は、例えば熱伝導性のよいアルミ製からなり円筒状に形成されると共に電熱ヒータ等の熱源体４３が内蔵されている。経路調整ガイド４２は、外形が円柱状に形成さている。そして、熱源体４３と温度センサ４４とは制御部５５を介して電気的に接続されている。尚、制御部５５は、走行装置１１、トラバース装置５、液滴噴射装置１０の作動等、ＦＷ装置４０の全体を制御する。
【００３２】
液滴噴射装置１０部分の繊維１に対して液滴噴射装置１０が配置されている側を上方とすれば、繊維１は、ローラ１１ａの下方を走行し、予熱ガイド４１の上方を走行し、次に経路調整ガイド４２と下方を走行する。予熱ガイド４１及び経路調整ガイド４２は、繊維１の走行に合わせて、従動的に回転する。予熱ガイド４１は、予熱ガイド４１の表面が繊維１の下方側の表面に接触するように繊維１の元の経路より上方に少し突出した位置に配置されている。経路調整ガイド４２は、予熱ガイド４１によって屈曲した繊維１の走行経路を元の走行経路に戻すように、経路調整ガイド４２及びローラ１１ａの最下部における繊維１の接触部の位置が整列するように配置されている。繊維１は、経路調整ガイド４２により、ノズル２９ａ及び２９ｂの先端と、ローラ１１ａ及び１１ｂのみによって形成される対向間隔と同一の対向間隔をあけて走行する。
【００３３】
制御部５５からの指令信号に基づいて熱源体４３が作動すると、熱源体４３から発生する熱により予熱ガイド４１の表面が温められる。そして、温められた予熱ガイド４１の表面に接触している繊維１が温められる。予熱ガイド４１の熱が繊維１に移動することにより、繊維１は接触している側の表面から内部を介して反対側の表面まで温められる。制御部５５は、温度制御手段により、温度センサ４４からの検出信号に基づいて熱源体４３のオン／オフを制御し、樹脂付着前の繊維１が、所定の表面温度に維持されるように予熱装置５０を制御する。具体的には、温度センサ４４によって検出される繊維１の表面温度が、上記所定の表面温度より高くなれば、熱源体４３を停止させ、上記所定の表面温度より低くなれば、熱源体４３を作動させる。このようにして、液滴噴射装置１０による樹脂付着前に、繊維１の表面温度が上記所定の表面温度に維持されるように予熱される。繊維１に対する上記所定の表面温度は、例えば、上述した予熱により粘度を低くさせた噴射前の主剤１２や硬化剤１５の温度と同一に設定される。
【００３４】
上記のように構成される樹脂付着装置６０では、樹脂噴射前の繊維１が、気温の高低に関わらず予熱装置５０により予熱されて所定の表面温度に維持されているため、液滴噴射装置１０による噴射により樹脂が繊維１に付着した瞬間に樹脂の熱が繊維１に奪われにくくなる。そのため、繊維１の表面に付着した瞬間の樹脂の粘度上昇が抑制され、樹脂を繊維１に含浸させ易くすることができる。又、樹脂付着前の繊維１は温度制御手段により所望の表面温度で一定となるため、繊維１への樹脂の含浸状態を安定させることができる。更に、予熱ガイド４１は繊維１に接触して設置されている。よって、予熱装置５０から発生する熱が繊維１の表面に直接伝導するため、繊維１の表面を効率的に予熱させることができる。更に、予熱装置５０は、液滴噴射装置１０より繊維１の走行方向の上流側かつ、液滴噴射装置１０の近傍に設置されているため、予熱された直後の繊維１に樹脂が噴射される。そのため、繊維１の温度が、気温等の影響により予熱から樹脂が噴射されるまでの間に低下しにくくなり、繊維１の表面を更に効率的に予熱させることができる。
【００３５】
図６は、この発明の第２の実施の形態による樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図であり、先の第１の実施の形態による図４に対応した図である。図７は図６で示したＶＩＩ−ＶＩＩラインから見た図であり、先の第１の実施の形態による図５に対応した図である。基本的な構成は第１の実施の形態による樹脂付着装置６０と共通するので異なる点を中心に説明する。
【００３６】
図６及び図７を参照して、第１の実施の形態による樹脂付着装置６０では、１つの繊維１に対して熱源体４３を内蔵した１つの予熱ガイド４１を使用していたが、第２の実施の形態による樹脂付着装置６１では、複数の繊維１に対して１つの予熱ガイド４５を使用して予熱ガイド４５とは別に熱源体４６を設けている。予熱装置５１は、例えばアルミ製からなる断面円形の細長い棒状を有する予熱ガイド４５と、予熱ガイド４５とは別に外部にもうけられた熱源体４６と、予熱ガイド４５と熱源体４６とを連結する連結部材４７とを備えている。予熱ガイド４５は、同一の平面に走行経路を形成し走行方向を平行にして並んで配置される複数の繊維１の各々を架け渡すように配置されている。予熱ガイド４５は、ローラ１１ａと経路調整ガイド４２との間に配置され、予熱ガイド４１と同様に、予熱ガイド４５の表面が繊維１の各々の表面に接触するように繊維１の元の経路より少し突出した位置に配置されている。予熱ガイド４５は回転せず、予熱ガイド４５の表面を繊維１が摺動しながら走行する。予熱ガイド４５の一方端には、熱伝導性のよい連結部材４７を介して熱源体４６が接続されている。又、温度センサ４４が複数の繊維１のうちの１つに設置され、熱源体４６及び温度センサ４４が制御部５５と電気的に接続されている。
【００３７】
制御部５５からの指令信号に基づいて熱源体４６が作動すると、熱源体４６から発生する熱により連結部材４７を介して予熱ガイド４５の表面が温められる。そして、温められた予熱ガイド４５の表面に接触している繊維１が温められる。予熱ガイド４５の熱が繊維１に移動することにより、繊維１は接触している側の表面から内部を介して反対側の表面まで温められる。１つの予熱ガイド４５により複数の繊維１が同時に温められる。樹脂付着装置６１でも、樹脂付着装置６０同様に、温度センサ４４からの検出信号に基づいて熱源体４６のオン／オフを制御し、繊維１の表面温度が所定温度に維持されるように制御部５５の温度制御手段により予熱装置５１が制御される。
【００３８】
上記のように構成される樹脂付着装置６１では、１つの熱源体４６を使用して複数の繊維１を同時に予熱することができるため、繊維１の表面を効率的に予熱させることができる。又、熱源体４６や温度センサ４４が複数の繊維１の製造ラインに対して兼用されるため、部品点数が削減され、効率的な樹脂付着装置とすることができる。
【００３９】
図８は、この発明の第３の実施の形態による樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図であり、先の第１の実施の形態による図４に対応した図である。基本的な構成は第１の実施の形態による樹脂付着装置６０と共通するので異なる点を中心に説明する。
【００４０】
図８を参照して、第１の実施の形態による樹脂付着装置６０では、予熱ガイド４１と経路調整ガイド４２からなる予熱装置５０を構成していたが、第３の実施の形態による樹脂付着装置６２では、予熱装置５０に代えて、空気熱を利用して繊維１を予熱する予熱装置５２を構成している。予熱装置５２は、６面を断熱壁で覆われた箱型形状に形成され、ローラ１１ａと液滴噴射装置１０との間で、１対の対向する断熱壁の中心を繊維１が貫通するように配置されている。予熱装置５２の内部には、図示しない高温空気供給手段により、高温の空気が充填されている。予熱装置５２が、温度センサ４４も含めて制御部５５と電気的に接続されている。尚、１つの予熱装置５２に複数の繊維１を通過させてもよい。
【００４１】
繊維１が上記予熱装置５２内を樹脂付着前に通過すると、繊維１は高温の空気により温められる。予熱装置５２の大きさや予熱装置５２を通過する時間は、繊維１の走行速度、予熱装置５２に供給される空気の温度、気温及び予熱温度等により決定される。樹脂付着装置６２でも、樹脂付着装置６０同様に、温度センサ４４からの検出信号に基づいて予熱装置５２内の空気温度を制御し、繊維１の表面温度が所定温度に維持されるように制御部５５の温度制御手段により予熱装置５２が制御される。
【００４２】
上記のように構成される樹脂付着装置６２では、予熱装置５２自体が繊維１と接触していないため、予熱装置５２によって繊維１の走行経路は屈曲しない。よって、樹脂付着装置６０における経路調整ガイド４２のように、繊維１の走行経路を元の走行経路に戻す部材が不要となる。したがって、樹脂付着装置６２の部品構成を簡略化させることができる。又、予熱装置５２は繊維１と接触していないため、磨耗等による部品の消耗も回避することができ、樹脂付着装置６２のメンテナンス性を向上させることができる。
【００４３】
図９は、この発明の第４の実施の形態による樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図であり、先の第１の実施の形態による図４に対応した図である。基本的な構成は第１の実施の形態による樹脂付着装置６０と共通するので異なる点を中心に説明する。
【００４４】
図９を参照して、第１の実施の形態による樹脂付着装置６０では、予熱ガイド４１と経路調整ガイド４２からなる予熱装置５０を構成していたが、第４の実施の形態による樹脂付着装置６３では、予熱装置５０に代えて、走行装置１１の第１ローラであるローラ１１ａが予熱装置５３を構成している。ローラ１１ａには第１の実施の形態における予熱ガイド４１と同様に熱源体４９が内蔵されている。熱源体４９が、温度センサ４４も含めて制御部５５と電気的に接続されている。
【００４５】
制御部５５からの指令信号に基づいて熱源体４９が作動すると、熱源体４９から発生する熱によりローラ１１ａの表面が温められる。そして、温められたローラ１１ａの表面に接触している繊維１が温められる。制御部５５は、温度制御手段により、温度センサ４４からの検出信号に基づいて熱源体４９のオン／オフを制御し、樹脂付着前の繊維１が、所定の表面温度に維持されるように予熱装置５３を制御する。
【００４６】
上記のように構成される樹脂付着装置６３では、走行装置１１の一部であるローラ１１ａと予熱装置５３が兼用され、部品点数が削減される。したがって、樹脂付着装置６３の部品構成を簡略化させることができる。又、樹脂付着装置６３全体の大きさを小さくすることができる。
【００４７】
尚、上記の第１の実施の形態では、予熱ガイドは円筒状に形成され、繊維の走行に従動して回転させているが、繊維を予熱することができれば、予熱ガイドは回転させなくてもよい。又、予熱ガイドを回転させない場合は、摺動により繊維を問題となる程度に損傷させなければ、予熱ガイドは他の形状に形成されてもよい。
【００４８】
又、上記の第１の実施の形態では、１つの繊維に対して１つの予熱ガイドが設置されているが、複数の繊維に対して１つの予熱ガイドが設置されてもよい。
【００４９】
更に、上記の第２の実施の形態では、予熱ガイドが円柱状に形成され、回転させていないが、回転させてもよい。又、予熱ガイドを回転させない場合は、摺動により繊維を問題となる程度に損傷させなければ、予熱ガイドは他の形状に形成されてもよい。
【００５０】
更に、上記の第２の実施の形態では、同一平面を走行する複数の繊維を同時に予熱しているが、予熱ガイドの形状を屈曲させたり複数の予熱ガイドを接続したりして、立体的に走行する複数の繊維を同時に予熱してもよい。
【００５１】
更に、上記の各実施の形態では、温度検出手段と温度制御手段とを備えているが、繊維を予熱して繊維への樹脂の含浸を安定させることができれば、温度検出手段と温度制御手段とは備えていなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明の第１の実施の形態による樹脂付着装置が適用されるのフィラメントワインディング装置の概略構成を示した斜視図である。
【図２】図１で示した樹脂付着装置において、液滴噴射装置を中心とした概略構成を示した側面図である。
【図３】図２で示した液滴噴射装置の概略構成を示した断面図である。
【図４】図１で示した樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図である。
【図５】図４で示したＶ−Ｖラインから見た図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態による樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図である。
【図７】図６で示したＶＩＩ−ＶＩＩラインから見た図である。
【図８】この発明の第３の実施の形態による樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図である。
【図９】この発明の第４の実施の形態による樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 繊維
１０ 液滴噴射装置
１１ 走行装置
１１ａ，１１ｂ ローラ
２９ａ，２９ｂ ノズル
４４ 温度センサ
５０，５１，５２，５３ 予熱装置
６０，６１，６２，６３ 樹脂付着装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は樹脂付着装置に関し、特にフィラメントワインディング成形において繊維に樹脂を付着させる樹脂付着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）は、例えばカーボン繊維に液状の樹脂を含浸させて製造される軽量で強度の高い複合材料である。この繊維強化プラスチックの成形法の１つに、パイプ状や円筒状の管状製品を製造するのに適したフィラメントワインディング成形（以下、「ＦＷ成形」と称する）がある。ＦＷ成形は、ロービングを１から数１０本引き揃え、樹脂を含浸させながら回転金型（マンドレル）に所定の厚さまでテンションを掛けて所定の角度で巻き付け、樹脂が硬化した後脱型する成形法である。
【０００３】
ＦＷ成形において、繊維に樹脂を付着させる樹脂付着装置として、ローラ方式の樹脂付着装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ローラ方式の樹脂付着装置は、ローラの下部を樹脂槽に溜められた樹脂に浸した状態で、回転するローラの上部に接触するように繊維を走行させて、繊維に樹脂を付着させる装置である。ＦＷ成形においては、生産性を向上させることが重要であるところ、ローラ方式の樹脂付着装置では、処理速度を上げすぎると、回転ローラの表面に十分な量の樹脂が付着せず、その結果、繊維にも十分な樹脂が付着しない。つまり、処理速度を上げすぎると繊維への樹脂の付着ムラが生じるため、処理速度には限界がある。
【０００４】
一方、樹脂付着の処理速度を向上させることができる液滴噴射方式の樹脂付着装置がある。この液滴噴射方式の樹脂付着装置は、走行する繊維に向かって樹脂を噴射して繊維に樹脂を付着させる装置である。繊維の走行速度に合わせて樹脂の噴射量の微調整を行うことができるため、処理速度を上げても繊維に対する樹脂の付着ムラが発生しにくくなっている。液滴噴射方式の樹脂付着装置は、樹脂を噴射する複数のノズルを有する液滴噴射装置と、ノズルと所定の対向間隔をあけて繊維を走行させる走行装置とを備えている。液滴噴射方式では、例えば、主剤と硬化剤とに分かれた２液硬化タイプの樹脂が使用され、主剤と硬化剤が各々別のノズルから交互に噴射される。そして、繊維の表面あるいは繊維の内部で主剤と硬化剤とが混合して樹脂は硬化する。又、液滴の形状や噴射量を安定させて繊維への樹脂の付着あるいは含浸を安定させるために、樹脂の粘度が低くなるように噴射前の樹脂を予熱することもある。
【特許文献１】特開２００７−１８５８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような液滴噴射方式の樹脂付着装置では、気温の影響等で樹脂付着前の繊維の表面温度が低くなっている場合に、樹脂の粘度が低くなるように噴射前の樹脂を予熱しても、噴射された樹脂が繊維表面に付着した瞬間に、樹脂の熱が繊維に奪われ樹脂の粘度が低くなり、繊維への樹脂の付着あるいは含浸が安定しないおそれがある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、繊維表面に付着した瞬間の樹脂の粘度上昇を抑制し、噴射された樹脂を繊維へ含浸させ易くすることができる樹脂付着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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、フィラメントワインディング成形において繊維に樹脂を付着させる樹脂付着装置であって、繊維に向かって樹脂を噴射する複数のノズルを有する液滴噴射装置と、ノズルと所定の対向間隔をあけて繊維を走行させる走行装置と、液滴噴射装置より繊維の走行方向の上流側に設置され、走行する繊維の表面を所定温度に予熱する予熱装置とを備えたものである。
【０００８】
このように構成すると、樹脂が繊維に付着した瞬間に樹脂の熱が繊維に奪われにくくなる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明の構成において、予熱装置と液滴噴射装置との間に設置され、繊維の表面温度を検出する温度検出手段と、検出された温度に基づいて、繊維の表面温度が所定温度に維持されるように予熱装置を制御する温度制御手段とを更に備えたものである。
【００１０】
このように構成すると、樹脂付着前の繊維の表面温度が所望の温度で一定となる。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明の構成において、予熱装置は、走行する繊維の表面に接触しながら繊維の表面を所定温度に予熱するものである。
【００１２】
このように構成すると、予熱装置から発生する熱が繊維の表面に直接伝導する。
【００１３】
第４の発明は、第１又は第２の発明の構成において、走行装置は、液滴噴射装置より走行方向の上流側に配置される第１ローラと、液滴噴射装置より走行方向の下流側に配置される第２ローラとを含み、第１ローラが予熱装置を構成するものである。
【００１４】
このように構成すると、走行装置の一部と予熱装置が兼用され、部品点数が削減される。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、第１の発明は、樹脂が繊維に付着した瞬間に樹脂の熱が繊維に奪われにくくなるため、繊維表面に付着した瞬間の樹脂の粘度上昇を抑制し、樹脂を繊維に含浸させ易くすることができる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明の効果に加えて、樹脂付着前の繊維の表面温度が所望の温度で一定となるため、繊維への樹脂の含浸状態を安定させることができる。
【００１７】
第３の発明は、第１又は第２の発明の効果に加えて、予熱装置から発生する熱が繊維の表面に直接伝導するため、繊維の表面を効率的に予熱させることができる。
【００１８】
第４の発明は、第１又は第２の発明の効果に加えて、走行装置の一部と予熱装置が兼用され、部品点数が削減されるため、樹脂噴射装置全体の部品構成を簡略化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、発明の実施の形態について図を用いて説明する。
【００２０】
図１は、この発明の第１の実施の形態による樹脂付着装置が適用されるのフィラメントワインディング装置の概略構成を示した斜視図である。図２は図１で示した樹脂付着装置において、液滴噴射装置を中心とした概略構成を示した側面図である。図３は図２で示した液滴噴射装置の概略構成を示した断面図である。
【００２１】
図１を参照して、フィラメントワインディング装置（以下、「ＦＷ装置」と称する）４０は、走行するカーボン繊維等の繊維１に樹脂を噴射して付着させ、繊維強化プラスチック製品を製造する装置である。ＦＷ装置４０は、繊維１の走行方向上流側から、繊維１が巻かれたボビン６と、ボビン６から送られてくる繊維１を解舒する解舒装置２と、繊維１に所定のテンションを付与するテンション装置３と、繊維１に樹脂を付着させる樹脂付着装置６０と、繊維１をトラバースさせるトラバース装置５と、繊維１が巻きつけられるマンドレル７とを備えている。繊維１は、対向する１対のフラット面を有するテープ状に形成されている。繊維１は、樹脂付着装置６０により樹脂付着装置６０側の面に樹脂が付着され、トラバース装置５によりトラバースされながら、マンドレル７に巻き付けられる。
【００２２】
図２も併せて参照して、樹脂付着装置６０は、液滴噴射方式により繊維１の表面に向かって樹脂を噴射する複数のノズル２９ａ及び２９ｂを有する液滴噴射装置１０と、ノズル２９ａ及び２９ｂと所定の対向間隔をあけて繊維１を走行させる走行装置１１と、走行する繊維１の表面を所定温度に予熱する予熱装置５０とを備えている。繊維１に付着させる樹脂は、２液硬化タイプの樹脂で、主剤１２と硬化剤１５とが別々に繊維１の表面に向かって噴射され、その後に主剤１２と硬化剤１５とが混合して繊維１に付着及び含浸して硬化するものである。
【００２３】
走行装置１１は、液滴噴射装置１０より繊維１の走行方向上流側に配置される第１ローラであるローラ１１ａと、液滴噴射装置１０より繊維１の走行方向下流側に配置される第２ローラであるローラ１１ｂを備えている。ローラ１１ａ及び１１ｂはフリーローラであり、繊維１の走行はマンドレル７の回転により行われる。但し、ローラ１１ａ及び１１ｂを駆動ローラとして繊維１を走行させてもよい。
【００２４】
予熱装置５０は、繊維１の表面を所定温度に予熱する予熱ガイド４１と、予熱ガイド４１の繊維１への接触によって屈曲した繊維１の走行経路を元の走行経路に戻す経路調整ガイド４２とを備えている。元の走行経路とは、ローラ１１ａ及び１１ｂのみによって形成される、複数のノズル２９ａ及び２９ｂの先端がなす面と平行に繊維１が走行する経路である。予熱装置５０の詳細については後述する。
【００２５】
液滴噴射装置１０は、主剤１２が充填された主剤タンク１３と、主剤１２噴射用の複数のノズル２９ａを有する第１ヘッド２０と、主剤タンク１３から第１ヘッド２０へ主剤１２を供給する第１経路１４を備えている。同様に、液滴噴射装置１０は、硬化剤１５が充填された硬化剤タンク１６、硬化剤１５噴射用の複数のノズル２９ｂを有する第２ヘッド２１及び第２経路１７を備えている。第１ヘッド２０及び第２ヘッド２１は、各々３つずつ構成され、繊維１の走行方向に沿って交互に配置されている。第１経路１４及び第２経路１７は、金属製又は樹脂製の管等から形成され、これらには、主剤１２や硬化剤１５の流量をコントロールするための電磁弁やポンプを設けることができる。
【００２６】
図３を参照して、第１ヘッド２０は、第１経路１４から供給された主剤１２を受ける１つの接続室２６と、接続室２６に接続して接続室２６から供給された主剤１２が貯留される１つの貯留室２７と、貯留室２７から分岐して接続される複数の圧力室２８とを備えている。圧力室２８の各々には、主剤１２の噴射口となるノズル２９ａが形成されている。第１ヘッド２０は、電圧により伸縮するピエゾ素子３０を圧力室２８に対する圧力発生源とするものであり、圧力室２８の各々の隔壁には、ピエゾ素子３０により振動される振動板３１が設置されている。ピエゾ素子３０の伸縮を受けて、図３の２点鎖線で示したように振動板３１が下方に膨らむように凸状に変形すると、圧力室２８内の体積が減少し、これにより第１ヘッド２０の下面に開口するノズル２９ａから、ピコリットルオーダーの所定量の液滴からなる主剤１２が繊維１の上面に向かって噴射される。この状態から図３に実線で示したように振動板３１がフラットに戻ると、圧力室２８内の体積が増加し、貯留室２７から圧力室２８へ主剤１２が供給される。
【００２７】
接続室２６には、主剤１２を加熱して、これを所定温度（例えば、４０〜１００℃の一定温度）に維持するための熱線３３と、接続室２６内の温度を検出する図示しない温度センサとが設けられている。温度センサにより検出された接続室２６内の温度を、予め設定されているしきい値と比較して、この比較結果に基づいて熱線３３をオン・オフ制御することで、主剤１２を所定温度（例えば、８０℃以上）に保つ。噴射前の主剤１２を所定温度に予熱することによって、主剤１２の粘度が低くなるようにしている。主剤１２の粘度が低くなれば、液滴の形状や噴射量が安定し、繊維１への主剤１２の付着あるいは含浸を安定させることができる。第２ヘッド２１も、主剤１２に替えて硬化剤１５が噴射される点以外は、第１ヘッド２０と同一に構成されている。なお、ノズル２９ｂは、硬化剤１５の噴射口となるノズルである。
【００２８】
上記のように構成される第１ヘッド２０及び第２ヘッド２１から、走行する繊維１の表面に向かって、所定温度に予熱された主剤１２と硬化剤１５が交互に噴射され、繊維１の表面あるいは繊維１の内部で主剤１２と硬化剤１５とが混合して樹脂は硬化する。
【００２９】
次に、上述した予熱装置５０の詳細について説明する。
【００３０】
図４は、図１で示した樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図であり、図５は図４で示したＶ−Ｖラインから見た図である。
【００３１】
図４及び図５を参照して、樹脂付着装置６０は、走行装置１１のローラ１１ａと液滴噴射装置１０の第１ヘッド２０との間に予熱装置５０と温度検出手段である温度センサ４４とを備えている。予熱装置５０は、上述したように予熱ガイド４１と経路調整ガイド４２とを備え、液滴噴射装置１０より繊維１の走行方向の上流側かつ、液滴噴射装置１０の近傍に設置されている。温度センサ４４は、上記のように設置される予熱装置５０と液滴噴射装置１０との間に設置されている。予熱ガイド４１は、例えば熱伝導性のよいアルミ製からなり円筒状に形成されると共に電熱ヒータ等の熱源体４３が内蔵されている。経路調整ガイド４２は、外形が円柱状に形成さている。そして、熱源体４３と温度センサ４４とは制御部５５を介して電気的に接続されている。尚、制御部５５は、走行装置１１、トラバース装置５、液滴噴射装置１０の作動等、ＦＷ装置４０の全体を制御する。
【００３２】
液滴噴射装置１０部分の繊維１に対して液滴噴射装置１０が配置されている側を上方とすれば、繊維１は、ローラ１１ａの下方を走行し、予熱ガイド４１の上方を走行し、次に経路調整ガイド４２と下方を走行する。予熱ガイド４１及び経路調整ガイド４２は、繊維１の走行に合わせて、従動的に回転する。予熱ガイド４１は、予熱ガイド４１の表面が繊維１の下方側の表面に接触するように繊維１の元の経路より上方に少し突出した位置に配置されている。経路調整ガイド４２は、予熱ガイド４１によって屈曲した繊維１の走行経路を元の走行経路に戻すように、経路調整ガイド４２及びローラ１１ａの最下部における繊維１の接触部の位置が整列するように配置されている。繊維１は、経路調整ガイド４２により、ノズル２９ａ及び２９ｂの先端と、ローラ１１ａ及び１１ｂのみによって形成される対向間隔と同一の対向間隔をあけて走行する。
【００３３】
制御部５５からの指令信号に基づいて熱源体４３が作動すると、熱源体４３から発生する熱により予熱ガイド４１の表面が温められる。そして、温められた予熱ガイド４１の表面に接触している繊維１が温められる。予熱ガイド４１の熱が繊維１に移動することにより、繊維１は接触している側の表面から内部を介して反対側の表面まで温められる。制御部５５は、温度制御手段により、温度センサ４４からの検出信号に基づいて熱源体４３のオン／オフを制御し、樹脂付着前の繊維１が、所定の表面温度に維持されるように予熱装置５０を制御する。具体的には、温度センサ４４によって検出される繊維１の表面温度が、上記所定の表面温度より高くなれば、熱源体４３を停止させ、上記所定の表面温度より低くなれば、熱源体４３を作動させる。このようにして、液滴噴射装置１０による樹脂付着前に、繊維１の表面温度が上記所定の表面温度に維持されるように予熱される。繊維１に対する上記所定の表面温度は、例えば、上述した予熱により粘度を低くさせた噴射前の主剤１２や硬化剤１５の温度と同一に設定される。
【００３４】
上記のように構成される樹脂付着装置６０では、樹脂噴射前の繊維１が、気温の高低に関わらず予熱装置５０により予熱されて所定の表面温度に維持されているため、液滴噴射装置１０による噴射により樹脂が繊維１に付着した瞬間に樹脂の熱が繊維１に奪われにくくなる。そのため、繊維１の表面に付着した瞬間の樹脂の粘度上昇が抑制され、樹脂を繊維１に含浸させ易くすることができる。又、樹脂付着前の繊維１は温度制御手段により所望の表面温度で一定となるため、繊維１への樹脂の含浸状態を安定させることができる。更に、予熱ガイド４１は繊維１に接触して設置されている。よって、予熱装置５０から発生する熱が繊維１の表面に直接伝導するため、繊維１の表面を効率的に予熱させることができる。更に、予熱装置５０は、液滴噴射装置１０より繊維１の走行方向の上流側かつ、液滴噴射装置１０の近傍に設置されているため、予熱された直後の繊維１に樹脂が噴射される。そのため、繊維１の温度が、気温等の影響により予熱から樹脂が噴射されるまでの間に低下しにくくなり、繊維１の表面を更に効率的に予熱させることができる。
【００３５】
図６は、この発明の第２の実施の形態による樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図であり、先の第１の実施の形態による図４に対応した図である。図７は図６で示したＶＩＩ−ＶＩＩラインから見た図であり、先の第１の実施の形態による図５に対応した図である。基本的な構成は第１の実施の形態による樹脂付着装置６０と共通するので異なる点を中心に説明する。
【００３６】
図６及び図７を参照して、第１の実施の形態による樹脂付着装置６０では、１つの繊維１に対して熱源体４３を内蔵した１つの予熱ガイド４１を使用していたが、第２の実施の形態による樹脂付着装置６１では、複数の繊維１に対して１つの予熱ガイド４５を使用して予熱ガイド４５とは別に熱源体４６を設けている。予熱装置５１は、例えばアルミ製からなる断面円形の細長い棒状を有する予熱ガイド４５と、予熱ガイド４５とは別に外部にもうけられた熱源体４６と、予熱ガイド４５と熱源体４６とを連結する連結部材４７とを備えている。予熱ガイド４５は、同一の平面に走行経路を形成し走行方向を平行にして並んで配置される複数の繊維１の各々を架け渡すように配置されている。予熱ガイド４５は、ローラ１１ａと経路調整ガイド４２との間に配置され、予熱ガイド４１と同様に、予熱ガイド４５の表面が繊維１の各々の表面に接触するように繊維１の元の経路より少し突出した位置に配置されている。予熱ガイド４５は回転せず、予熱ガイド４５の表面を繊維１が摺動しながら走行する。予熱ガイド４５の一方端には、熱伝導性のよい連結部材４７を介して熱源体４６が接続されている。又、温度センサ４４が複数の繊維１のうちの１つに設置され、熱源体４６及び温度センサ４４が制御部５５と電気的に接続されている。
【００３７】
制御部５５からの指令信号に基づいて熱源体４６が作動すると、熱源体４６から発生する熱により連結部材４７を介して予熱ガイド４５の表面が温められる。そして、温められた予熱ガイド４５の表面に接触している繊維１が温められる。予熱ガイド４５の熱が繊維１に移動することにより、繊維１は接触している側の表面から内部を介して反対側の表面まで温められる。１つの予熱ガイド４５により複数の繊維１が同時に温められる。樹脂付着装置６１でも、樹脂付着装置６０同様に、温度センサ４４からの検出信号に基づいて熱源体４６のオン／オフを制御し、繊維１の表面温度が所定温度に維持されるように制御部５５の温度制御手段により予熱装置５１が制御される。
【００３８】
上記のように構成される樹脂付着装置６１では、１つの熱源体４６を使用して複数の繊維１を同時に予熱することができるため、繊維１の表面を効率的に予熱させることができる。又、熱源体４６や温度センサ４４が複数の繊維１の製造ラインに対して兼用されるため、部品点数が削減され、効率的な樹脂付着装置とすることができる。
【００３９】
図８は、この発明の第３の実施の形態による樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図であり、先の第１の実施の形態による図４に対応した図である。基本的な構成は第１の実施の形態による樹脂付着装置６０と共通するので異なる点を中心に説明する。
【００４０】
図８を参照して、第１の実施の形態による樹脂付着装置６０では、予熱ガイド４１と経路調整ガイド４２からなる予熱装置５０を構成していたが、第３の実施の形態による樹脂付着装置６２では、予熱装置５０に代えて、空気熱を利用して繊維１を予熱する予熱装置５２を構成している。予熱装置５２は、６面を断熱壁で覆われた箱型形状に形成され、ローラ１１ａと液滴噴射装置１０との間で、１対の対向する断熱壁の中心を繊維１が貫通するように配置されている。予熱装置５２の内部には、図示しない高温空気供給手段により、高温の空気が充填されている。予熱装置５２が、温度センサ４４も含めて制御部５５と電気的に接続されている。尚、１つの予熱装置５２に複数の繊維１を通過させてもよい。
【００４１】
繊維１が上記予熱装置５２内を樹脂付着前に通過すると、繊維１は高温の空気により温められる。予熱装置５２の大きさや予熱装置５２を通過する時間は、繊維１の走行速度、予熱装置５２に供給される空気の温度、気温及び予熱温度等により決定される。樹脂付着装置６２でも、樹脂付着装置６０同様に、温度センサ４４からの検出信号に基づいて予熱装置５２内の空気温度を制御し、繊維１の表面温度が所定温度に維持されるように制御部５５の温度制御手段により予熱装置５２が制御される。
【００４２】
上記のように構成される樹脂付着装置６２では、予熱装置５２自体が繊維１と接触していないため、予熱装置５２によって繊維１の走行経路は屈曲しない。よって、樹脂付着装置６０における経路調整ガイド４２のように、繊維１の走行経路を元の走行経路に戻す部材が不要となる。したがって、樹脂付着装置６２の部品構成を簡略化させることができる。又、予熱装置５２は繊維１と接触していないため、磨耗等による部品の消耗も回避することができ、樹脂付着装置６２のメンテナンス性を向上させることができる。
【００４３】
図９は、この発明の第４の実施の形態による樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図であり、先の第１の実施の形態による図４に対応した図である。基本的な構成は第１の実施の形態による樹脂付着装置６０と共通するので異なる点を中心に説明する。
【００４４】
図９を参照して、第１の実施の形態による樹脂付着装置６０では、予熱ガイド４１と経路調整ガイド４２からなる予熱装置５０を構成していたが、第４の実施の形態による樹脂付着装置６３では、予熱装置５０に代えて、走行装置１１の第１ローラであるローラ１１ａが予熱装置５３を構成している。ローラ１１ａには第１の実施の形態における予熱ガイド４１と同様に熱源体４９が内蔵されている。熱源体４９が、温度センサ４４も含めて制御部５５と電気的に接続されている。
【００４５】
制御部５５からの指令信号に基づいて熱源体４９が作動すると、熱源体４９から発生する熱によりローラ１１ａの表面が温められる。そして、温められたローラ１１ａの表面に接触している繊維１が温められる。制御部５５は、温度制御手段により、温度センサ４４からの検出信号に基づいて熱源体４９のオン／オフを制御し、樹脂付着前の繊維１が、所定の表面温度に維持されるように予熱装置５３を制御する。
【００４６】
上記のように構成される樹脂付着装置６３では、走行装置１１の一部であるローラ１１ａと予熱装置５３が兼用され、部品点数が削減される。したがって、樹脂付着装置６３の部品構成を簡略化させることができる。又、樹脂付着装置６３全体の大きさを小さくすることができる。
【００４７】
尚、上記の第１の実施の形態では、予熱ガイドは円筒状に形成され、繊維の走行に従動して回転させているが、繊維を予熱することができれば、予熱ガイドは回転させなくてもよい。又、予熱ガイドを回転させない場合は、摺動により繊維を問題となる程度に損傷させなければ、予熱ガイドは他の形状に形成されてもよい。
【００４８】
又、上記の第１の実施の形態では、１つの繊維に対して１つの予熱ガイドが設置されているが、複数の繊維に対して１つの予熱ガイドが設置されてもよい。
【００４９】
更に、上記の第２の実施の形態では、予熱ガイドが円柱状に形成され、回転させていないが、回転させてもよい。又、予熱ガイドを回転させない場合は、摺動により繊維を問題となる程度に損傷させなければ、予熱ガイドは他の形状に形成されてもよい。
【００５０】
更に、上記の第２の実施の形態では、同一平面を走行する複数の繊維を同時に予熱しているが、予熱ガイドの形状を屈曲させたり複数の予熱ガイドを接続したりして、立体的に走行する複数の繊維を同時に予熱してもよい。
【００５１】
更に、上記の各実施の形態では、温度検出手段と温度制御手段とを備えているが、繊維を予熱して繊維への樹脂の含浸を安定させることができれば、温度検出手段と温度制御手段とは備えていなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明の第１の実施の形態による樹脂付着装置が適用されるのフィラメントワインディング装置の概略構成を示した斜視図である。
【図２】図１で示した樹脂付着装置において、液滴噴射装置を中心とした概略構成を示した側面図である。
【図３】図２で示した液滴噴射装置の概略構成を示した断面図である。
【図４】図１で示した樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図である。
【図５】図４で示したＶ−Ｖラインから見た図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態による樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図である。
【図７】図６で示したＶＩＩ−ＶＩＩラインから見た図である。
【図８】この発明の第３の実施の形態による樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図である。
【図９】この発明の第４の実施の形態による樹脂付着装置において、予熱装置を中心とした概略構成を示した側面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 繊維
１０ 液滴噴射装置
１１ 走行装置
１１ａ，１１ｂ ローラ
２９ａ，２９ｂ ノズル
４４ 温度センサ
５０，５１，５２，５３ 予熱装置
６０，６１，６２，６３ 樹脂付着装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラメントワインディング成形において繊維に樹脂を付着させる樹脂付着装置であって、
前記繊維に向かって前記樹脂を噴射する複数のノズルを有する液滴噴射装置と、
前記ノズルと所定の対向間隔をあけて前記繊維を走行させる走行装置と、
前記液滴噴射装置より前記繊維の走行方向の上流側に設置され、走行する前記繊維の表面を所定温度に予熱する予熱装置とを備えた、樹脂付着装置。
【請求項２】
前記予熱装置と前記液滴噴射装置との間に設置され、前記繊維の表面温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された温度に基づいて、前記繊維の表面温度が前記所定温度に維持されるように前記予熱装置を制御する温度制御手段とを更に備えた、請求項１記載の樹脂付着装置。
【請求項３】
前記予熱装置は、走行する前記繊維の表面に接触しながら前記繊維の表面を前記所定温度に予熱する、請求項１又は請求項２記載の樹脂付着装置。
【請求項４】
前記走行装置は、前記液滴噴射装置より前記走行方向の上流側に配置される第１ローラと、前記液滴噴射装置より前記走行方向の下流側に配置される第２ローラとを含み、
前記第１ローラが前記予熱装置を構成する、請求項１又は請求項２記載の樹脂付着装置。
【請求項１】
フィラメントワインディング成形において繊維に樹脂を付着させる樹脂付着装置であって、
前記繊維に向かって前記樹脂を噴射する複数のノズルを有する液滴噴射装置と、
前記ノズルと所定の対向間隔をあけて前記繊維を走行させる走行装置と、
前記液滴噴射装置より前記繊維の走行方向の上流側に設置され、走行する前記繊維の表面を所定温度に予熱する予熱装置とを備えた、樹脂付着装置。
【請求項２】
前記予熱装置と前記液滴噴射装置との間に設置され、前記繊維の表面温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された温度に基づいて、前記繊維の表面温度が前記所定温度に維持されるように前記予熱装置を制御する温度制御手段とを更に備えた、請求項１記載の樹脂付着装置。
【請求項３】
前記予熱装置は、走行する前記繊維の表面に接触しながら前記繊維の表面を前記所定温度に予熱する、請求項１又は請求項２記載の樹脂付着装置。
【請求項４】
前記走行装置は、前記液滴噴射装置より前記走行方向の上流側に配置される第１ローラと、前記液滴噴射装置より前記走行方向の下流側に配置される第２ローラとを含み、
前記第１ローラが前記予熱装置を構成する、請求項１又は請求項２記載の樹脂付着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１２６０５５（Ｐ２００９−１２６０５５Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０３３３７（Ｐ２００７−３０３３３７）
【出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【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２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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