繊維束配列装置のボビン保持装置
【課題】ボビンの交換時間を短縮して繊維束配列装置の稼働率を高めることができる繊維束配列装置のボビン保持装置を提供する。
【解決手段】ボビン保持装置１１は、ボビンＢを貫通する状態でボビンＢを一体回転可能に支持する支持軸１５を備え、支持軸１５の第１端部側にギヤ１６が一体回転可能に設けられている。ボビンＢは第１のボビン受け部材及び第２のボビン受け部材を介して支持軸１５に支持され、支持軸１５にはボビンＢを挟むようにベアリング２０，２１が設けられている。支持軸１５は、支持軸１５が水平に延びる状態でベアリング２０，２１を上方から載置可能に開放された支持部１３ａ，１４ａを有する支持ブラケット１３，１４に、ベアリング２０，２１が設けられた箇所でそれぞれ支持されている。
【解決手段】ボビン保持装置１１は、ボビンＢを貫通する状態でボビンＢを一体回転可能に支持する支持軸１５を備え、支持軸１５の第１端部側にギヤ１６が一体回転可能に設けられている。ボビンＢは第１のボビン受け部材及び第２のボビン受け部材を介して支持軸１５に支持され、支持軸１５にはボビンＢを挟むようにベアリング２０，２１が設けられている。支持軸１５は、支持軸１５が水平に延びる状態でベアリング２０，２１を上方から載置可能に開放された支持部１３ａ，１４ａを有する支持ブラケット１３，１４に、ベアリング２０，２１が設けられた箇所でそれぞれ支持されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維束配列装置のボビン保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化複合材は軽量の構造材料として広く使用されている。繊維強化複合材のうち、三次元織物（三次元繊維構造体）を強化材として使用したものは強度が非常に高く、航空機や自動車等の構造材に使用が考えられ、一部使用されている。このような繊維強化複合材の強化材に使用する三次元繊維構造体の製法として、繊維束（糸）が折り返し状に配列された複数の糸層を積層して少なくとも２軸配向となる積層繊維束群（積層糸群）を形成し、その積層繊維束群を各繊維束層と直交する方向に配列される厚さ方向糸で結合する三次元繊維構造体の製造方法がある。そして、積層繊維束群を形成する際に、所定ピッチで配置したピン間に繊維束を偏平な状態でかつ偏平な面が配列面に沿った状態で折り返し状に配列する繊維束配列装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１の繊維束配列装置は、ボビンから繰り出される繊維束を案内するガイドパイプを備えた繊維束配列ヘッドと、繊維束被配列部材とを相対移動させて、繊維束を繊維束被配列部材上のピンに係合させて折り返すように配列して積層繊維束群を形成する。そして、繊維束の配列時に繊維束に無理な張力が加わらない範囲において、繊維束の配列速度を速くするためには、ボビンを正転方向及び逆転方向に積極回転する必要がある。また、繊維束配列装置では形成すべき積層繊維束群の大きさにもよるが、繊維束が巻かれた満ボビンの重量が２〜４ｋｇ程度あるため、正転、逆転時にボビンが支持軸に対してスリップするのを抑制する状態で支持する必要がある。
【０００４】
ボビンを積極回転するためのボビン保持装置として従来、図８に示す構成のものがある。ボビン保持装置は、プレート７１上に設けられた支持ブラケット７２，７３に支持軸７４がベアリング７５，７６を介して回転可能に支持され、支持軸７４の一端にギヤ７７が一体回転可能に固定されている。また、支持軸７４には両支持ブラケット７２，７３の間に、ボビンＢの一端を支持するボビン受け部材７８と、ボビンＢの内面に当接可能な当接部７９ａを複数備えたパンタグラフ機構７９とが設けられている。パンタグラフ機構７９は、支持軸７４に固定された支持部材８０に一端が支持された第１リンク８０ａと、支持軸７４に摺動可能に支持された移動部材８１に一端が支持された第２リンク８１ａとを備え、第１リンク８０ａ及び第２リンク８１ａの他端が当接部７９ａに回動可能に連結されている。支持軸７４の支持ブラケット７３寄りに形成された雄ねじ部にはナット８２が螺合されており、移動部材８１は、ナット８２との間の支持軸７４に遊嵌されたパイプ８３を介してナット８２による締め付け力により、当接部７９ａがボビンＢを外周側へ押圧する位置に保持されて、ボビンＢを支持軸７４と一体回転可能に支持する。なお、支持ブラケット７３は、支持軸７４が支持ブラケット７２に支持された状態で、ベアリング７６と共に支持ブラケット７３がボビンＢの当接部７９ａに対する着脱に支障を来さない位置まで退避可能にプレート７１に固定されている。
【０００５】
このボビン保持装置では、繊維束が消費されたボビンＢを繊維束が十分巻かれている新たなボビンＢと交換する場合、先ずナット８２を弛めてパンタグラフ機構７９の当接部７９ａがボビンＢを押圧している状態を解除する。次に支持ブラケット７３をベアリング７６と共にプレート７１上から取り外し、その状態でボビンＢを支持軸７４に沿って移動させて取り外す。次に新たなボビンＢを当接部７９ａの外側に遊嵌させるとともにボビン受け部材７８に嵌合させる。次に支持ブラケット７３をベアリング７６が支持軸７４に嵌挿されるようにプレート７１に固定する。そして、最後にナット８２を締め付けて当接部７９ａがボビンＢを押圧する状態にしてボビンＢの交換作業が完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１６３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図８に示す従来のボビン保持装置では、当接部７９ａとボビンＢの内面との当接が解除された状態において、ボビンＢの内面と当接部７９ａとの隙間が狭い。そのため、作業者はボビンＢを取り外す際あるいは新たなボビンＢを装着する際、片持ち状態の支持軸７４に無理な力が加わらないように、ボビンＢを支持軸７４と平行な状態に保持して作業を行う必要がある。その結果、繊維束が消費されたボビンＢと繊維束が十分巻かれている新たなボビンＢ（満ボビン）とを交換するボビン交換作業が面倒で時間が３０分程度かかり、重さが２〜４ｋｇ程度のボビンＢを作業者が持ち続ける必要がある。また、パンタグラフ機構７９を利用してボビンＢを支持軸７４と一体回転可能に支持する構成は、当接部７９ａとボビンＢの内面との摩擦力を十分大きくするのが難しいという問題もある。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ボビンの交換時間を短縮して繊維束配列装置の稼働率を高めることができる繊維束配列装置のボビン保持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ボビンから送り出される繊維束の配列に配列ヘッドを使用し、かつ前記配列ヘッドと繊維束被配列部材とを相対移動させて、前記繊維束を前記繊維束被配列部材上のピンに係合させて折り返すように配列して積層繊維束群を形成する繊維束配列装置のボビン保持装置である。そして、前記ボビンを貫通する状態で前記ボビンを一体回転可能に支持する支持軸と、前記支持軸の一端側に前記支持軸と一体回転可能に設けられた動力伝達手段と、前記支持軸に支持された前記ボビンを挟むように前記支持軸に設けられた摺動部材と、前記支持軸を前記摺動部材が設けられた箇所でそれぞれ支持するとともに、前記支持軸が水平に延びる状態で前記摺動部材を上方から載置可能に開放された支持部を有する支持ブラケットとを備えている。ここで、「上方から載置可能」とは、真上からだけでなく斜め上方から載置する場合も含む。
【００１０】
この発明では、ボビンを繊維束配列装置に装着する場合、一端側に動力伝達手段が設けられるとともにボビンを挟むように摺動部材が設けられた支持軸を、支持ブラケットの支持部に摺動部材において支持される状態で取り付ける。支持部は摺動部材を上方から載置可能に開放されているため、支持軸に摺動部材が取り付けられたまま、支持軸を支持部に容易に載置したり、あるいは支持部から容易に離脱させたりすることができる。したがって、従来技術のような繊維束配列装置の一方の支持ブラケットを、支持軸を支持する状態から取り外して、支持軸が他方の支持ブラケットに片持ちで支持された状態においてボビンの着脱を行う場合に比較して、ボビンの交換時間を短縮することができ、繊維束配列装置の稼働率を高めることができる。また、たとえ支持軸にボビンを装着する作業に時間がかかる構成を採用しても、その作業は繊維束配列装置の稼働中に行うことができ、稼働率に支障を来さない。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記支持ブラケットは、前記支持部に載置された前記摺動部材と当接して前記摺動部材を前記支持部に保持する保持部材を備えている。支持軸、摺動部材等のその付属品及び繊維束が巻かれたボビンの合計重量によっては、ボビンが支持軸と共に摺動部材を介して支持部に安定な状態で支持されるが、前記合計重量が軽い場合は支持状態が不安定になる場合がある。しかし、この発明では保持部材が摺動部材と当接して支持部に保持するため、ボビンが支持軸と共に安定した状態で支持部に支持される。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ボビンは、前記支持軸に一体回転可能に支持されるとともに前記ボビンの端部にそれぞれ嵌挿される嵌合部と、前記ボビンの端面に当接するボビン押圧部とを備えた第１のボビン受け部材及び第２のボビン受け部材を介して前記支持軸に支持され、前記第２のボビン受け部材は前記ボビンに対して前記動力伝達手段と反対側に設けられるとともに、前記支持軸には前記第２のボビン受け部材に当接して前記ボビン押圧部を前記ボビン側に付勢する押え部材が締結されている。
【００１３】
この発明では、ボビンは支持軸に一体回転可能に支持される第１及び第２のボビン受け部材の嵌合部に端部が嵌合された状態で支持軸に支持される。ボビンが両ボビン受け部材の嵌合部に嵌合しただけでは、支持軸の回転が停止される際、あるいは回転方向が変更される際に、ボビンがボビン受け部材に対してスリップし易い。しかし、この発明では、ボビンは第１及び第２のボビン受け部材に設けられたボビン押圧部により両端面が押えつけられた状態で支持されるため、スリップが抑制される。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記ボビン押圧部は前記ボビンの端面と当接する部分に複数の突起が形成されており、前記ボビンは前記突起がボビンの端面にくい込み可能な材質で形成されている。したがって、この発明では、各ボビン押圧部の突起がボビンにくい込んだ状態でボビンが支持軸に支持されるため、ボビンのスリップがより抑制された状態で支持軸と一体回転する。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記摺動部材のうち前記ボビンに対して前記動力伝達手段と反対側に設けられた摺動部材は、その外径が前記押え部材の内径及び前記第２のボビン受け部材の内径より小さく形成されている。この発明では、ボビンを交換する際、支持軸をボビンと共に支持ブラケットの支持部から取り外した状態で、支持軸から押え部材及び第２のボビン受け部材を、支持軸に摺動部材が固定されたままで取り外すことができる。そのため、支持軸に対する摺動部材の脱着作業の分、支持軸に対するボビンの交換作業時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ボビンの交換時間を短縮して繊維束配列装置の稼働率を高めることができる繊維束配列装置のボビン保持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）はボビン保持装置の模式正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図。
【図２】支持軸、ボビン受け部材、ベアリング等の関係を示す一部省略断面図。
【図３】ボビン保持装置の模式平面図。
【図４】（ａ）はボビン押えプレートの正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図５】（ａ）は本体の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】（ａ）は別の実施形態の部分断面図、（ｂ）はフックボルトの模式図。
【図７】（ａ）は支持部の別の形状を示す模式図、（ｂ）は別の実施形態のボビン受け部材の模式断面図。
【図８】従来技術の模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、本発明をボビンから送り出される繊維束の配列に配列ヘッドを使用し、かつ前記配列ヘッドと繊維束被配列部材とを相対移動させて、繊維束を前記繊維束被配列部材上のピンに係合させて折り返すように配列して積層繊維束群を形成する繊維束配列装置のボビン保持装置に具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、ボビン保持装置１１は、支持プレート１２上に１組の支持ブラケット１３，１４が鉛直方向に延びる状態で固定されている。支持ブラケット１３，１４間には、ボビンＢを貫通する状態でボビンＢを一体回転可能に支持する支持軸１５が支持されている。ボビンＢは紙管で形成されている。支持軸１５の第１端部側には動力伝達手段としてのギヤ１６が支持軸１５と一体回転可能に設けられている。支持ブラケット１３の下部には減速機付きのモータ１７が固定され、その出力軸に駆動ギヤ１８が一体回転可能に固定されている。また、支持ブラケット１３にはギヤ１６及び駆動ギヤ１８に噛合するアイドルギヤ１９が回転可能に支持され、モータ１７の正逆回転により駆動ギヤ１８、アイドルギヤ１９及びギヤ１６を介して支持軸１５が正逆回転されるようになっている。
【００２０】
図２に示すように、支持軸１５には支持軸１５に支持されたボビンＢを挟むように摺動部材としてのベアリング２０，２１が設けられ、支持軸１５は、ベアリング２０が設けられた箇所で支持ブラケット１３の支持部１３ａに、ベアリング２１が設けられた箇所で支持ブラケット１４の支持部１４ａにそれぞれ支持されている。支持部１３ａに支持されるベアリング２０は支持部１４ａに支持されるベアリング２１より大径のものが使用されている。図１（ｂ），（ｃ）に示すように、支持部１３ａ，１４ａは、支持軸１５が水平に延びる状態でベアリング２０，２１を上方から載置可能に開放された形状、例えば略Ｕ字状に形成されるとともに、ベアリング２０，２１が支持部１３ａ，１４ａに載置された状態で支持軸１５を水平に支持するようになっている。
【００２１】
支持ブラケット１３，１４は、支持部１３ａ，１４ａに載置されたベアリング２０，２１と当接してベアリング２０，２１を支持部１３ａ，１４ａに保持する保持部材２２，２３をそれぞれ備えている。保持部材２２，２３は２個のちょうボルト２４により支持ブラケット１３，１４に固定されている。図３に示すように、各保持部材２２，２３には、２個のちょうボルト２４を弛めた状態で、一方のちょうボルト２４を回動中心として保持部材２２，２３がベアリング２０，２１の移動に支障を来さない退避位置まで回動可能とするガイド溝２２ａ，２３ａが形成されている。
【００２２】
図２に示すように、ボビンＢは、第１のボビン受け部材２５Ａ及び第２のボビン受け部材２５Ｂを介して支持軸１５に支持されている。第１のボビン受け部材２５Ａ及び第２のボビン受け部材２５Ｂは、支持軸１５に一体回転可能に支持されるとともにボビンＢの端部にそれぞれ嵌挿される嵌合部２６ａを有する本体２６と、ボビンＢの端面に当接するボビン押圧部としてのボビン押えプレート２７とがねじ２８により固定されて構成されている。
【００２３】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、ボビン押えプレート２７は円板状に形成されるとともに、ねじ２８が螺合するねじ孔２７ａが複数（例えば、４個）形成されている。図２に示すように、ねじ２８は本体２６側からねじ孔２７ａに螺合される。また、ボビン押えプレート２７は、直径がボビンＢの外径より大きく形成されるとともに、ボビンＢの端面と当接する側の外周寄りに複数の突起２７ｂが形成されている。突起２７ｂは断面三角形状の突条がボビン押えプレート２７の中心を中心とした放射方向に延びるように形成されている。
【００２４】
第１のボビン受け部材２５Ａ及び第２のボビン受け部材２５Ｂの本体２６は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、円環状に形成されるとともに、ボビン押えプレート２７のねじ孔２７ａと対応する箇所にねじ孔２７ａより大径の孔２６ｂが形成されている。また、本体２６には支持軸１５に対して一体回転可能に固定するためのキー溝２６ｃと、図示しないキーを固定するねじ（図示せず）の収容部２６ｄが形成されている。
【００２５】
図２に示すように、第２のボビン受け部材２５ＢはボビンＢに対してギヤ１６と反対側に設けられるとともに、支持軸１５には第２のボビン受け部材２５Ｂのボビン押えプレート２７に当接してそのボビン押えプレート２７をボビンＢ側に付勢する押え部材としての押えナット２９が螺合されている。押えナット２９の外周面には、押えナット２９を回動する際の摩擦抵抗を高めるためにローレット加工が施されている。支持軸１５には第１のボビン受け部材２５Ａのボビン押えプレート２７側の端面と当接して第１のボビン受け部材２５Ａがベアリング２０側へ移動するのを規制する段差部が形成されている。押えナット２９がボビン押えプレート２７をベアリング２０側へ押圧するように雄ねじ部１５ａに螺合されることにより、第１のボビン受け部材２５Ａがその段差部と係合してボビンＢが支持軸１５の所定位置に固定されるようになっている。また、押えナット２９がボビン押えプレート２７をベアリング２０側へ付勢することにより、ボビンＢの両端面がそれぞれボビン押えプレート２７の突起２７ｂに押圧されて、突起２７ｂがボビンＢの端面にくい込むようになっている。
【００２６】
支持軸１５は、第１及び第２のボビン受け部材２５Ａ，２５Ｂと対応する部分との間と、押えナット２９が螺合される雄ねじ部１５ａよりベアリング２１の装着部側とが小径に形成されている。２個のベアリング２０は、支持軸１５の段差部及び規制リングにより位置決めされた状態でベアリングワッシャ３０及びベアリングナット３１により支持軸１５に固定されている。図２に示すように、２個のベアリング２１は互いに当接するとともに支持軸１５の段差部及び規制リング３２により位置決めされた状態でボルト３３により支持軸１５に固定されている。
【００２７】
ボビンＢに対してギヤ１６と反対側に設けられたベアリング２１は、その外径が押えナット２９のねじ径及び第２のボビン受け部材２５Ｂの内径より小さく形成されている。即ち、第２のボビン受け部材２５Ｂ及びボビンＢが、ベアリング２１が支持軸１５に固定された状態で、支持軸１５から取り外し可能に構成されている。
【００２８】
次に前記のように構成されたボビン保持装置１１の作用を説明する。
ボビン保持装置１１は、支持プレート１２が繊維束配列装置の所定の位置に固定された状態で使用される。モータ１７が正転駆動されると駆動ギヤ１８、アイドルギヤ１９、ギヤ１６を介して支持軸１５と共にボビンＢが正転駆動されて繊維束がボビンＢから送り出され、モータ１７が逆転駆動されると支持軸１５と共にボビンＢが逆転駆動されて繊維束がボビンＢに巻き戻される。そして、繊維束の配列時に繊維束に無理な張力が加わらないようにボビンＢが正転方向及び逆転方向に積極回転される。形成すべき積層繊維束群の大きさにもよるが、繊維束が巻かれたボビンＢの重量が２〜４ｋｇ程度あるため、正転、逆転時にボビンＢが支持軸１５に対してスリップするのを抑制する必要がある。ボビンＢは、支持軸１５に対して一体回転可能に支持された第１のボビン受け部材２５Ａ及び第２のボビン受け部材２５Ｂに嵌合されただけでなく、第１及び第２のボビン受け部材２５Ａ，２５Ｂのボビン押えプレート２７によって両端面を押圧されているため、スリップが抑制された状態で支持軸１５と一体回転する。
【００２９】
ボビンＢに巻かれた繊維束の量が少なくなると、そのボビンＢを繊維束が十分巻かれた新たなボビンＢと交換する必要がある。ボビンＢの交換作業は、繊維束配列装置の稼働を停止させた状態で行われる。ボビンＢの交換作業はボビンＢのみを交換するのではなく、繊維束が十分巻かれた新たなボビンＢやギヤ１６、ベアリング２０，２１等が装着された支持軸１５を予め準備しておき、ボビンＢを支持軸１５ごと交換する。交換作業は、先ず、保持部材２２，２３を固定しているちょうボルト２４を弛める。次に保持部材２２，２３を一方のちょうボルト２４を中心にして図３に２点鎖線で示すように、退避位置へ回動させる。その状態で支持軸１５を持って上方へ移動させて、ボビンＢを支持軸１５と共に支持ブラケット１３，１４から取り外す。次に新たなボビンＢ等が装着された支持軸１５を、ベアリング２０が支持部１３ａに、ベアリング２１が支持部１４ａに載置される状態で支持ブラケット１３，１４間に懸け渡す。次に保持部材２２，２３をベアリング２０，２１と当接する位置に回動させた後、各ちょうボルト２４を締め付けると交換作業が完了する。即ち、従来のボビン保持装置と異なり、ボビンＢの交換作業の際にボビンＢを支持軸１５に装着する作業を行う必要がない。そのため、ボビンＢの交換作業に伴う繊維束配列装置の稼動停止時間が短くなる。
【００３０】
一方、支持ブラケット１３，１４から取り外された支持軸１５に装着されているボビンＢは、繊維束が十分巻かれた新たなボビンＢと交換される。この交換作業は、例えば、ギヤ１６が下側になるように支持治具を用いて支持軸１５を支持した状態で行われる。その状態で先ず押えナット２９を弛めて支持軸１５から取り外し、次に第２のボビン受け部材２５Ｂ及びボビンＢを順に取り外す。ベアリング２１の外径が押えナット２９のねじ径や第２のボビン受け部材２５Ｂの内径より小さく形成されているため、ベアリング２１を支持軸１５に固定したまま第２のボビン受け部材２５Ｂ及び押えナット２９を取り外すことができる。次に新たなボビンＢを第２のボビン受け部材２５Ｂと共に支持軸１５に挿通させ、ボビンＢの一端を第１のボビン受け部材２５Ａに嵌合させる。最後に、押えナット２９を支持軸１５に挿通させるとともに雄ねじ部１５ａに螺合させて締め付け固定する。
【００３１】
この実施形態では次の効果を有する。
（１）ボビン保持装置１１は、ボビンＢを貫通する状態でボビンＢを一体回転可能に支持する支持軸１５の第１端部側にギヤ１６が一体回転可能に設けられ、前記ボビンＢを挟むようにベアリング２０，２１が設けられている。支持軸１５は水平に延びる状態で、ベアリング２０，２１が設けられた箇所で支持ブラケット１３，１４の支持部１３ａ，１４ａに載置された状態で支持される。支持部１３ａ，１４ａは、支持軸１５が水平に延びる状態でベアリング２０，２１を上方から載置可能に開放されている。したがって、繊維束が消費されたボビンＢを繊維束が十分巻かれた新たなボビンＢと交換する交換作業時間を従来技術に比べて短縮することができ、繊維束配列装置の稼働率を高めることができる。また、たとえ支持軸１５にボビンＢを装着する作業に時間がかかる構成を採用しても、その作業は繊維束配列装置の稼働中に行うことができ、稼働率に支障を来さない。
【００３２】
（２）支持ブラケット１３，１４は、支持部１３ａ，１４ａに載置されたベアリング２０，２１と当接してベアリング２０，２１を支持部１３ａ，１４ａに保持する保持部材２２，２３を備えている。支持軸１５、その付属品（ベアリング２０，２１等）及び繊維束が巻かれたボビンＢの合計重量によっては、ボビンＢが支持軸１５と共にベアリング２０，２１を介して支持部１３ａ，１４ａに安定な状態で支持されるが、前記合計重量が軽い場合は支持状態が不安定になる場合がある。しかし、この実施形態では保持部材２２，２３がベアリング２０，２１と当接して支持部１３ａ，１４ａに保持するため、ボビンＢが支持軸１５と共に安定した状態で支持部１３ａ，１４ａに支持される。
【００３３】
（３）保持部材２２，２３はそれぞれ２個のちょうボルト２４により支持ブラケット１３，１４に固定されるとともに、両ちょうボルト２４を弛めた状態で一方のちょうボルト２４を中心に回動させてベアリング２０，２１の移動に支障を来さない退避位置に配置可能に構成されている。したがって、ちょうボルト２４を支持ブラケット１３，１４から取り外した状態で支持軸１５を取り外す場合に比べて交換時間を短縮することができる。
【００３４】
（４）ボビンＢは、支持軸１５に一体回転可能に支持されるとともにボビンＢの端部にそれぞれ嵌挿される嵌合部２６ａと、ボビンＢの端面に当接するボビン押圧部（ボビン押えプレート２７）とを備えた第１のボビン受け部材２５Ａ及び第２のボビン受け部材２５Ｂを介して支持軸１５に支持されている。第２のボビン受け部材２５ＢはボビンＢに対してギヤ１６と反対側に設けられるとともに、支持軸１５には第２のボビン受け部材２５Ｂに当接してボビン押圧部をボビンＢ側に付勢する押えナット２９が螺合されている。そして、ボビンＢは第１及び第２のボビン受け部材２５Ａ，２５Ｂのボビン押圧部により両端面が押えつけられた状態で支持されるため、ボビンＢが両ボビン受け部材２５Ａ，２５Ｂに嵌合しただけの構成に比べて、支持軸１５の回転が停止される際、あるいは回転方向が変更される際に、スリップが抑制される。
【００３５】
（５）ボビン押圧部はボビンＢの端面と当接する部分に複数の突起２７ｂが形成されており、ボビンＢは突起２７ｂがボビンＢの端面にくい込み可能な材質で形成されている。したがって、各ボビン押圧部の突起２７ｂがボビンＢにくい込んだ状態でボビンＢが支持軸１５に支持されるため、ボビンＢのスリップがより抑制された状態で支持軸１５と一体回転する。
【００３６】
（６）第１のボビン受け部材２５Ａ及び第２のボビン受け部材２５Ｂは、支持軸１５に一体回転可能に支持されるとともにボビンＢの端部にそれぞれ嵌挿される嵌合部２６ａを有する本体２６と、ボビンＢの端面に当接するボビン押圧部としてのボビン押えプレート２７とがねじ２８により固定されて構成されている。したがって、ボビン押圧部に複数の突起２７ｂを備えた構成の第１及び第２のボビン受け部材２５Ａ，２５Ｂの製造が、本体２６とボビン押圧部とが一体に形成された場合に比べて簡単になる。また、本体２６とボビン押えプレート２７の材質を別にすることで、ボビンＢの端面に突起２７ｂがくい込み易く、しかも全体として軽量化あるいはコスト低減を図った第１及び第２のボビン受け部材２５Ａ，２５Ｂを得ることも可能になる。
【００３７】
（７）ボビンＢは紙管で形成されているため、ボビン押圧部に形成された突起２７ｂがくい込み易く強度の確保されたボビンＢを低コストで製造することができる。
（８）ベアリング２０，２１のうちボビンＢに対してギヤ１６と反対側に設けられたベアリング２１は、その外径が押えナット２９のねじ径、第２のボビン受け部材２５Ｂの内径より小さく形成されている。したがって、ボビンＢを交換する際、支持軸１５をボビンＢと共に支持ブラケット１３，１４の支持部１３ａ，１４ａから取り外した状態で、支持軸１５から押えナット２９及び第２のボビン受け部材２５Ｂを支持軸１５にベアリング２１が固定されたままで取り外すことができる。そのため、支持軸１５に対するベアリング２１の脱着作業の分、支持軸１５に対するボビンＢの交換作業時間を短縮することができる。
【００３８】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成してもよい。
○ 図６（ａ）に示すように、支持軸１５の一端に形成されたねじ孔３４にアイレットボルト３５を螺合して、ボビンＢを支持軸１５と共に持ち運ぶ際に、指をアイレットボルト３５に引っかけて持つようにしてもよい。この場合、片手で容易に持ち運ぶことができる。アイレットボルト３５は運搬の際にのみ取り付けて、支持軸１５を支持ブラケット１３，１４に支持した後は、取り外してもよい。また、ベアリング２１を支持軸１５に固定するボルト３３に代えてアイレットボルトを使用してもよい。この場合、アイレットボルトは第２のボビン受け部材２５Ｂ及び押えナット２９の支持軸１５への着脱に支障を来さない大きさにする必要がある。また、アイレットボルトに代えて図６（ｂ）に示すようなフックボルト３６を使用してもよい。
【００３９】
○ 支持部１３ａ，１４ａは、支持軸１５が水平に延びる状態でベアリング２０，２１を上方から載置可能に開放された形状であればよく、支持軸１５を真上からだけでなく、例えば、図７（ａ）に示すように斜め上方から載置可能な形状としてもよい。
【００４０】
○ ベアリング２０，２１に代えて、すべり軸受けなどの他の摺動部材を採用してもよい。
○ 第２のボビン受け部材２５Ｂに当接してボビン押圧部としてのボビン押えプレート２７をボビンＢ側に付勢する押え部材として押えナット２９に代えて、内径がベアリング２１の外径より小さく形成された環状（筒状）の押え部材を支持軸１５に締め付け固定（締結）してもよい。
【００４１】
○ 保持部材２２，２３を省略してもよい。支持軸１５、その付属品（ベアリング２０，２１等）及び繊維束が巻かれたボビンＢの合計重量や支持部１３ａ，１４ａの形状によっては、ボビンＢが支持軸１５と共にベアリング２０，２１を介して支持部１３ａ，１４ａに安定な状態で支持される。
【００４２】
○ 保持部材２２，２３を退避位置と押圧位置との間を回動可能とする構成として、保持部材２２，２３を回動させる際に回動中心となる一方のねじ２８に代えて、保持部材２２，２３に軸部を突設し、他方のねじ２８のみで保持部材２２，２３を締め付ける構成としてもよい。この場合、２本のねじ２８を使用する構成に比べて、保持部材２２，２３を締め付けられた状態から解除する作業や締め付けが解除された状態から締め付けられた状態にする作業時間が半分になる。
【００４３】
○ 保持部材２２，２３を退避位置と押圧位置との間を回動可能とせず、固定用のねじ２８及び保持部材２２，２３を１３ａ、支持部１４ａから取り外した状態で支持軸１５の着脱を行う構成としてもよい。
【００４４】
○ 保持部材２２，２３は必ずしもベアリング２０，２１と当接する部分が平面に限らず、例えば、ベアリング２０，２１の外周面と同じ曲率の円弧面やベアリング２０，２１の外周面と複数個所で当接する凹面を有する形状であってもよい。
【００４５】
○ ボビン押えプレート２７の突起２７ｂは断面三角形状の突条に限らず、例えば、円錐や角錐であってもよい。
○ ボビン押えプレート２７に突起２７ｂを設ける代わりに、ボビン押えプレート２７のボビン端面に押圧される面にローレット加工を施したり、押圧される面を梨子地面にしたりすることにより摩擦力を上げるようにしてもよい。
【００４６】
○ 第１のボビン受け部材２５Ａ及び第２のボビン受け部材２５Ｂは、本体２６とボビン押えプレート２７とがねじ２８で固定された構成に限らない。例えば、図７（ｂ）に示すように、本体２６の外周部にボビンＢの端面に当接するボビン押圧部としてフランジ部３７を形成してもよい。そして、フランジ部３７とボビンＢの端面との間の摩擦抵抗を高めるために、フランジ部３７に突起３７ａを形成したり、ローレット加工を施したり、梨子地加工を施したりしてもよい。なお、図７（ｂ）では突起３７ａは断面された箇所以外のものの図示を省略している。
【００４７】
○ ボビンＢは紙管で形成されている必要はなく、樹脂製や木製あるいは金属製としてもよい。しかし、紙管で形成した場合の方が、突起２７ｂがボビンＢの端面にくい込み易く強度の確保されたボビンＢを低コストで製造することができる。また、紙管の方が軽量化し易い。
【００４８】
○ ギヤ１６と反対側に設けられたベアリング２１は、その外径が押えナット２９のねじ径及び第２のボビン受け部材２５Ｂの内径より小さく形成されている必要はない。その場合、ボビンＢを支持軸１５から取り外す際にベアリング２１を支持軸１５から取り外す作業が必要になるが、ベアリング２１としてベアリング２０と同じものを使用でき、部品の種類を減らすことができる。
【００４９】
○ 動力伝達手段はギヤ１６に限らず、例えば、ベルト駆動されるプーリやチェーンが巻き掛けられるスプロケットであってもよい。
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
【００５０】
（１）請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記第１のボビン受け部材及び第２のボビン受け部材は、前記嵌合部が形成された本体と、前記ボビン押圧部を形成するボビン押えプレートとがそれぞれ別体に形成されるとともに、締結具（例えば、ねじ）により前記本体と前記ボビン押えプレートとが固定されて構成されている。
【符号の説明】
【００５１】
Ｂ…ボビン、１１…ボビン保持装置、１３，１４…支持ブラケット、１３ａ，１４ａ…支持部、１５…支持軸、１６…動力伝達手段としてのギヤ、２０，２１…摺動部材としてのベアリング、２２，２３…保持部材、２５Ａ…第１のボビン受け部材、２５Ｂ…第２のボビン受け部材、２６…本体、２６ａ…嵌合部、２７…押圧部としてのボビン押えプレート、２７ｂ，３７ａ…突起、２９…押え部材としての押えナット、３７…押圧部としてのフランジ部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維束配列装置のボビン保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化複合材は軽量の構造材料として広く使用されている。繊維強化複合材のうち、三次元織物（三次元繊維構造体）を強化材として使用したものは強度が非常に高く、航空機や自動車等の構造材に使用が考えられ、一部使用されている。このような繊維強化複合材の強化材に使用する三次元繊維構造体の製法として、繊維束（糸）が折り返し状に配列された複数の糸層を積層して少なくとも２軸配向となる積層繊維束群（積層糸群）を形成し、その積層繊維束群を各繊維束層と直交する方向に配列される厚さ方向糸で結合する三次元繊維構造体の製造方法がある。そして、積層繊維束群を形成する際に、所定ピッチで配置したピン間に繊維束を偏平な状態でかつ偏平な面が配列面に沿った状態で折り返し状に配列する繊維束配列装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１の繊維束配列装置は、ボビンから繰り出される繊維束を案内するガイドパイプを備えた繊維束配列ヘッドと、繊維束被配列部材とを相対移動させて、繊維束を繊維束被配列部材上のピンに係合させて折り返すように配列して積層繊維束群を形成する。そして、繊維束の配列時に繊維束に無理な張力が加わらない範囲において、繊維束の配列速度を速くするためには、ボビンを正転方向及び逆転方向に積極回転する必要がある。また、繊維束配列装置では形成すべき積層繊維束群の大きさにもよるが、繊維束が巻かれた満ボビンの重量が２〜４ｋｇ程度あるため、正転、逆転時にボビンが支持軸に対してスリップするのを抑制する状態で支持する必要がある。
【０００４】
ボビンを積極回転するためのボビン保持装置として従来、図８に示す構成のものがある。ボビン保持装置は、プレート７１上に設けられた支持ブラケット７２，７３に支持軸７４がベアリング７５，７６を介して回転可能に支持され、支持軸７４の一端にギヤ７７が一体回転可能に固定されている。また、支持軸７４には両支持ブラケット７２，７３の間に、ボビンＢの一端を支持するボビン受け部材７８と、ボビンＢの内面に当接可能な当接部７９ａを複数備えたパンタグラフ機構７９とが設けられている。パンタグラフ機構７９は、支持軸７４に固定された支持部材８０に一端が支持された第１リンク８０ａと、支持軸７４に摺動可能に支持された移動部材８１に一端が支持された第２リンク８１ａとを備え、第１リンク８０ａ及び第２リンク８１ａの他端が当接部７９ａに回動可能に連結されている。支持軸７４の支持ブラケット７３寄りに形成された雄ねじ部にはナット８２が螺合されており、移動部材８１は、ナット８２との間の支持軸７４に遊嵌されたパイプ８３を介してナット８２による締め付け力により、当接部７９ａがボビンＢを外周側へ押圧する位置に保持されて、ボビンＢを支持軸７４と一体回転可能に支持する。なお、支持ブラケット７３は、支持軸７４が支持ブラケット７２に支持された状態で、ベアリング７６と共に支持ブラケット７３がボビンＢの当接部７９ａに対する着脱に支障を来さない位置まで退避可能にプレート７１に固定されている。
【０００５】
このボビン保持装置では、繊維束が消費されたボビンＢを繊維束が十分巻かれている新たなボビンＢと交換する場合、先ずナット８２を弛めてパンタグラフ機構７９の当接部７９ａがボビンＢを押圧している状態を解除する。次に支持ブラケット７３をベアリング７６と共にプレート７１上から取り外し、その状態でボビンＢを支持軸７４に沿って移動させて取り外す。次に新たなボビンＢを当接部７９ａの外側に遊嵌させるとともにボビン受け部材７８に嵌合させる。次に支持ブラケット７３をベアリング７６が支持軸７４に嵌挿されるようにプレート７１に固定する。そして、最後にナット８２を締め付けて当接部７９ａがボビンＢを押圧する状態にしてボビンＢの交換作業が完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１６３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図８に示す従来のボビン保持装置では、当接部７９ａとボビンＢの内面との当接が解除された状態において、ボビンＢの内面と当接部７９ａとの隙間が狭い。そのため、作業者はボビンＢを取り外す際あるいは新たなボビンＢを装着する際、片持ち状態の支持軸７４に無理な力が加わらないように、ボビンＢを支持軸７４と平行な状態に保持して作業を行う必要がある。その結果、繊維束が消費されたボビンＢと繊維束が十分巻かれている新たなボビンＢ（満ボビン）とを交換するボビン交換作業が面倒で時間が３０分程度かかり、重さが２〜４ｋｇ程度のボビンＢを作業者が持ち続ける必要がある。また、パンタグラフ機構７９を利用してボビンＢを支持軸７４と一体回転可能に支持する構成は、当接部７９ａとボビンＢの内面との摩擦力を十分大きくするのが難しいという問題もある。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ボビンの交換時間を短縮して繊維束配列装置の稼働率を高めることができる繊維束配列装置のボビン保持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ボビンから送り出される繊維束の配列に配列ヘッドを使用し、かつ前記配列ヘッドと繊維束被配列部材とを相対移動させて、前記繊維束を前記繊維束被配列部材上のピンに係合させて折り返すように配列して積層繊維束群を形成する繊維束配列装置のボビン保持装置である。そして、前記ボビンを貫通する状態で前記ボビンを一体回転可能に支持する支持軸と、前記支持軸の一端側に前記支持軸と一体回転可能に設けられた動力伝達手段と、前記支持軸に支持された前記ボビンを挟むように前記支持軸に設けられた摺動部材と、前記支持軸を前記摺動部材が設けられた箇所でそれぞれ支持するとともに、前記支持軸が水平に延びる状態で前記摺動部材を上方から載置可能に開放された支持部を有する支持ブラケットとを備えている。ここで、「上方から載置可能」とは、真上からだけでなく斜め上方から載置する場合も含む。
【００１０】
この発明では、ボビンを繊維束配列装置に装着する場合、一端側に動力伝達手段が設けられるとともにボビンを挟むように摺動部材が設けられた支持軸を、支持ブラケットの支持部に摺動部材において支持される状態で取り付ける。支持部は摺動部材を上方から載置可能に開放されているため、支持軸に摺動部材が取り付けられたまま、支持軸を支持部に容易に載置したり、あるいは支持部から容易に離脱させたりすることができる。したがって、従来技術のような繊維束配列装置の一方の支持ブラケットを、支持軸を支持する状態から取り外して、支持軸が他方の支持ブラケットに片持ちで支持された状態においてボビンの着脱を行う場合に比較して、ボビンの交換時間を短縮することができ、繊維束配列装置の稼働率を高めることができる。また、たとえ支持軸にボビンを装着する作業に時間がかかる構成を採用しても、その作業は繊維束配列装置の稼働中に行うことができ、稼働率に支障を来さない。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記支持ブラケットは、前記支持部に載置された前記摺動部材と当接して前記摺動部材を前記支持部に保持する保持部材を備えている。支持軸、摺動部材等のその付属品及び繊維束が巻かれたボビンの合計重量によっては、ボビンが支持軸と共に摺動部材を介して支持部に安定な状態で支持されるが、前記合計重量が軽い場合は支持状態が不安定になる場合がある。しかし、この発明では保持部材が摺動部材と当接して支持部に保持するため、ボビンが支持軸と共に安定した状態で支持部に支持される。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ボビンは、前記支持軸に一体回転可能に支持されるとともに前記ボビンの端部にそれぞれ嵌挿される嵌合部と、前記ボビンの端面に当接するボビン押圧部とを備えた第１のボビン受け部材及び第２のボビン受け部材を介して前記支持軸に支持され、前記第２のボビン受け部材は前記ボビンに対して前記動力伝達手段と反対側に設けられるとともに、前記支持軸には前記第２のボビン受け部材に当接して前記ボビン押圧部を前記ボビン側に付勢する押え部材が締結されている。
【００１３】
この発明では、ボビンは支持軸に一体回転可能に支持される第１及び第２のボビン受け部材の嵌合部に端部が嵌合された状態で支持軸に支持される。ボビンが両ボビン受け部材の嵌合部に嵌合しただけでは、支持軸の回転が停止される際、あるいは回転方向が変更される際に、ボビンがボビン受け部材に対してスリップし易い。しかし、この発明では、ボビンは第１及び第２のボビン受け部材に設けられたボビン押圧部により両端面が押えつけられた状態で支持されるため、スリップが抑制される。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記ボビン押圧部は前記ボビンの端面と当接する部分に複数の突起が形成されており、前記ボビンは前記突起がボビンの端面にくい込み可能な材質で形成されている。したがって、この発明では、各ボビン押圧部の突起がボビンにくい込んだ状態でボビンが支持軸に支持されるため、ボビンのスリップがより抑制された状態で支持軸と一体回転する。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記摺動部材のうち前記ボビンに対して前記動力伝達手段と反対側に設けられた摺動部材は、その外径が前記押え部材の内径及び前記第２のボビン受け部材の内径より小さく形成されている。この発明では、ボビンを交換する際、支持軸をボビンと共に支持ブラケットの支持部から取り外した状態で、支持軸から押え部材及び第２のボビン受け部材を、支持軸に摺動部材が固定されたままで取り外すことができる。そのため、支持軸に対する摺動部材の脱着作業の分、支持軸に対するボビンの交換作業時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ボビンの交換時間を短縮して繊維束配列装置の稼働率を高めることができる繊維束配列装置のボビン保持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）はボビン保持装置の模式正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図。
【図２】支持軸、ボビン受け部材、ベアリング等の関係を示す一部省略断面図。
【図３】ボビン保持装置の模式平面図。
【図４】（ａ）はボビン押えプレートの正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図５】（ａ）は本体の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】（ａ）は別の実施形態の部分断面図、（ｂ）はフックボルトの模式図。
【図７】（ａ）は支持部の別の形状を示す模式図、（ｂ）は別の実施形態のボビン受け部材の模式断面図。
【図８】従来技術の模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、本発明をボビンから送り出される繊維束の配列に配列ヘッドを使用し、かつ前記配列ヘッドと繊維束被配列部材とを相対移動させて、繊維束を前記繊維束被配列部材上のピンに係合させて折り返すように配列して積層繊維束群を形成する繊維束配列装置のボビン保持装置に具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、ボビン保持装置１１は、支持プレート１２上に１組の支持ブラケット１３，１４が鉛直方向に延びる状態で固定されている。支持ブラケット１３，１４間には、ボビンＢを貫通する状態でボビンＢを一体回転可能に支持する支持軸１５が支持されている。ボビンＢは紙管で形成されている。支持軸１５の第１端部側には動力伝達手段としてのギヤ１６が支持軸１５と一体回転可能に設けられている。支持ブラケット１３の下部には減速機付きのモータ１７が固定され、その出力軸に駆動ギヤ１８が一体回転可能に固定されている。また、支持ブラケット１３にはギヤ１６及び駆動ギヤ１８に噛合するアイドルギヤ１９が回転可能に支持され、モータ１７の正逆回転により駆動ギヤ１８、アイドルギヤ１９及びギヤ１６を介して支持軸１５が正逆回転されるようになっている。
【００２０】
図２に示すように、支持軸１５には支持軸１５に支持されたボビンＢを挟むように摺動部材としてのベアリング２０，２１が設けられ、支持軸１５は、ベアリング２０が設けられた箇所で支持ブラケット１３の支持部１３ａに、ベアリング２１が設けられた箇所で支持ブラケット１４の支持部１４ａにそれぞれ支持されている。支持部１３ａに支持されるベアリング２０は支持部１４ａに支持されるベアリング２１より大径のものが使用されている。図１（ｂ），（ｃ）に示すように、支持部１３ａ，１４ａは、支持軸１５が水平に延びる状態でベアリング２０，２１を上方から載置可能に開放された形状、例えば略Ｕ字状に形成されるとともに、ベアリング２０，２１が支持部１３ａ，１４ａに載置された状態で支持軸１５を水平に支持するようになっている。
【００２１】
支持ブラケット１３，１４は、支持部１３ａ，１４ａに載置されたベアリング２０，２１と当接してベアリング２０，２１を支持部１３ａ，１４ａに保持する保持部材２２，２３をそれぞれ備えている。保持部材２２，２３は２個のちょうボルト２４により支持ブラケット１３，１４に固定されている。図３に示すように、各保持部材２２，２３には、２個のちょうボルト２４を弛めた状態で、一方のちょうボルト２４を回動中心として保持部材２２，２３がベアリング２０，２１の移動に支障を来さない退避位置まで回動可能とするガイド溝２２ａ，２３ａが形成されている。
【００２２】
図２に示すように、ボビンＢは、第１のボビン受け部材２５Ａ及び第２のボビン受け部材２５Ｂを介して支持軸１５に支持されている。第１のボビン受け部材２５Ａ及び第２のボビン受け部材２５Ｂは、支持軸１５に一体回転可能に支持されるとともにボビンＢの端部にそれぞれ嵌挿される嵌合部２６ａを有する本体２６と、ボビンＢの端面に当接するボビン押圧部としてのボビン押えプレート２７とがねじ２８により固定されて構成されている。
【００２３】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、ボビン押えプレート２７は円板状に形成されるとともに、ねじ２８が螺合するねじ孔２７ａが複数（例えば、４個）形成されている。図２に示すように、ねじ２８は本体２６側からねじ孔２７ａに螺合される。また、ボビン押えプレート２７は、直径がボビンＢの外径より大きく形成されるとともに、ボビンＢの端面と当接する側の外周寄りに複数の突起２７ｂが形成されている。突起２７ｂは断面三角形状の突条がボビン押えプレート２７の中心を中心とした放射方向に延びるように形成されている。
【００２４】
第１のボビン受け部材２５Ａ及び第２のボビン受け部材２５Ｂの本体２６は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、円環状に形成されるとともに、ボビン押えプレート２７のねじ孔２７ａと対応する箇所にねじ孔２７ａより大径の孔２６ｂが形成されている。また、本体２６には支持軸１５に対して一体回転可能に固定するためのキー溝２６ｃと、図示しないキーを固定するねじ（図示せず）の収容部２６ｄが形成されている。
【００２５】
図２に示すように、第２のボビン受け部材２５ＢはボビンＢに対してギヤ１６と反対側に設けられるとともに、支持軸１５には第２のボビン受け部材２５Ｂのボビン押えプレート２７に当接してそのボビン押えプレート２７をボビンＢ側に付勢する押え部材としての押えナット２９が螺合されている。押えナット２９の外周面には、押えナット２９を回動する際の摩擦抵抗を高めるためにローレット加工が施されている。支持軸１５には第１のボビン受け部材２５Ａのボビン押えプレート２７側の端面と当接して第１のボビン受け部材２５Ａがベアリング２０側へ移動するのを規制する段差部が形成されている。押えナット２９がボビン押えプレート２７をベアリング２０側へ押圧するように雄ねじ部１５ａに螺合されることにより、第１のボビン受け部材２５Ａがその段差部と係合してボビンＢが支持軸１５の所定位置に固定されるようになっている。また、押えナット２９がボビン押えプレート２７をベアリング２０側へ付勢することにより、ボビンＢの両端面がそれぞれボビン押えプレート２７の突起２７ｂに押圧されて、突起２７ｂがボビンＢの端面にくい込むようになっている。
【００２６】
支持軸１５は、第１及び第２のボビン受け部材２５Ａ，２５Ｂと対応する部分との間と、押えナット２９が螺合される雄ねじ部１５ａよりベアリング２１の装着部側とが小径に形成されている。２個のベアリング２０は、支持軸１５の段差部及び規制リングにより位置決めされた状態でベアリングワッシャ３０及びベアリングナット３１により支持軸１５に固定されている。図２に示すように、２個のベアリング２１は互いに当接するとともに支持軸１５の段差部及び規制リング３２により位置決めされた状態でボルト３３により支持軸１５に固定されている。
【００２７】
ボビンＢに対してギヤ１６と反対側に設けられたベアリング２１は、その外径が押えナット２９のねじ径及び第２のボビン受け部材２５Ｂの内径より小さく形成されている。即ち、第２のボビン受け部材２５Ｂ及びボビンＢが、ベアリング２１が支持軸１５に固定された状態で、支持軸１５から取り外し可能に構成されている。
【００２８】
次に前記のように構成されたボビン保持装置１１の作用を説明する。
ボビン保持装置１１は、支持プレート１２が繊維束配列装置の所定の位置に固定された状態で使用される。モータ１７が正転駆動されると駆動ギヤ１８、アイドルギヤ１９、ギヤ１６を介して支持軸１５と共にボビンＢが正転駆動されて繊維束がボビンＢから送り出され、モータ１７が逆転駆動されると支持軸１５と共にボビンＢが逆転駆動されて繊維束がボビンＢに巻き戻される。そして、繊維束の配列時に繊維束に無理な張力が加わらないようにボビンＢが正転方向及び逆転方向に積極回転される。形成すべき積層繊維束群の大きさにもよるが、繊維束が巻かれたボビンＢの重量が２〜４ｋｇ程度あるため、正転、逆転時にボビンＢが支持軸１５に対してスリップするのを抑制する必要がある。ボビンＢは、支持軸１５に対して一体回転可能に支持された第１のボビン受け部材２５Ａ及び第２のボビン受け部材２５Ｂに嵌合されただけでなく、第１及び第２のボビン受け部材２５Ａ，２５Ｂのボビン押えプレート２７によって両端面を押圧されているため、スリップが抑制された状態で支持軸１５と一体回転する。
【００２９】
ボビンＢに巻かれた繊維束の量が少なくなると、そのボビンＢを繊維束が十分巻かれた新たなボビンＢと交換する必要がある。ボビンＢの交換作業は、繊維束配列装置の稼働を停止させた状態で行われる。ボビンＢの交換作業はボビンＢのみを交換するのではなく、繊維束が十分巻かれた新たなボビンＢやギヤ１６、ベアリング２０，２１等が装着された支持軸１５を予め準備しておき、ボビンＢを支持軸１５ごと交換する。交換作業は、先ず、保持部材２２，２３を固定しているちょうボルト２４を弛める。次に保持部材２２，２３を一方のちょうボルト２４を中心にして図３に２点鎖線で示すように、退避位置へ回動させる。その状態で支持軸１５を持って上方へ移動させて、ボビンＢを支持軸１５と共に支持ブラケット１３，１４から取り外す。次に新たなボビンＢ等が装着された支持軸１５を、ベアリング２０が支持部１３ａに、ベアリング２１が支持部１４ａに載置される状態で支持ブラケット１３，１４間に懸け渡す。次に保持部材２２，２３をベアリング２０，２１と当接する位置に回動させた後、各ちょうボルト２４を締め付けると交換作業が完了する。即ち、従来のボビン保持装置と異なり、ボビンＢの交換作業の際にボビンＢを支持軸１５に装着する作業を行う必要がない。そのため、ボビンＢの交換作業に伴う繊維束配列装置の稼動停止時間が短くなる。
【００３０】
一方、支持ブラケット１３，１４から取り外された支持軸１５に装着されているボビンＢは、繊維束が十分巻かれた新たなボビンＢと交換される。この交換作業は、例えば、ギヤ１６が下側になるように支持治具を用いて支持軸１５を支持した状態で行われる。その状態で先ず押えナット２９を弛めて支持軸１５から取り外し、次に第２のボビン受け部材２５Ｂ及びボビンＢを順に取り外す。ベアリング２１の外径が押えナット２９のねじ径や第２のボビン受け部材２５Ｂの内径より小さく形成されているため、ベアリング２１を支持軸１５に固定したまま第２のボビン受け部材２５Ｂ及び押えナット２９を取り外すことができる。次に新たなボビンＢを第２のボビン受け部材２５Ｂと共に支持軸１５に挿通させ、ボビンＢの一端を第１のボビン受け部材２５Ａに嵌合させる。最後に、押えナット２９を支持軸１５に挿通させるとともに雄ねじ部１５ａに螺合させて締め付け固定する。
【００３１】
この実施形態では次の効果を有する。
（１）ボビン保持装置１１は、ボビンＢを貫通する状態でボビンＢを一体回転可能に支持する支持軸１５の第１端部側にギヤ１６が一体回転可能に設けられ、前記ボビンＢを挟むようにベアリング２０，２１が設けられている。支持軸１５は水平に延びる状態で、ベアリング２０，２１が設けられた箇所で支持ブラケット１３，１４の支持部１３ａ，１４ａに載置された状態で支持される。支持部１３ａ，１４ａは、支持軸１５が水平に延びる状態でベアリング２０，２１を上方から載置可能に開放されている。したがって、繊維束が消費されたボビンＢを繊維束が十分巻かれた新たなボビンＢと交換する交換作業時間を従来技術に比べて短縮することができ、繊維束配列装置の稼働率を高めることができる。また、たとえ支持軸１５にボビンＢを装着する作業に時間がかかる構成を採用しても、その作業は繊維束配列装置の稼働中に行うことができ、稼働率に支障を来さない。
【００３２】
（２）支持ブラケット１３，１４は、支持部１３ａ，１４ａに載置されたベアリング２０，２１と当接してベアリング２０，２１を支持部１３ａ，１４ａに保持する保持部材２２，２３を備えている。支持軸１５、その付属品（ベアリング２０，２１等）及び繊維束が巻かれたボビンＢの合計重量によっては、ボビンＢが支持軸１５と共にベアリング２０，２１を介して支持部１３ａ，１４ａに安定な状態で支持されるが、前記合計重量が軽い場合は支持状態が不安定になる場合がある。しかし、この実施形態では保持部材２２，２３がベアリング２０，２１と当接して支持部１３ａ，１４ａに保持するため、ボビンＢが支持軸１５と共に安定した状態で支持部１３ａ，１４ａに支持される。
【００３３】
（３）保持部材２２，２３はそれぞれ２個のちょうボルト２４により支持ブラケット１３，１４に固定されるとともに、両ちょうボルト２４を弛めた状態で一方のちょうボルト２４を中心に回動させてベアリング２０，２１の移動に支障を来さない退避位置に配置可能に構成されている。したがって、ちょうボルト２４を支持ブラケット１３，１４から取り外した状態で支持軸１５を取り外す場合に比べて交換時間を短縮することができる。
【００３４】
（４）ボビンＢは、支持軸１５に一体回転可能に支持されるとともにボビンＢの端部にそれぞれ嵌挿される嵌合部２６ａと、ボビンＢの端面に当接するボビン押圧部（ボビン押えプレート２７）とを備えた第１のボビン受け部材２５Ａ及び第２のボビン受け部材２５Ｂを介して支持軸１５に支持されている。第２のボビン受け部材２５ＢはボビンＢに対してギヤ１６と反対側に設けられるとともに、支持軸１５には第２のボビン受け部材２５Ｂに当接してボビン押圧部をボビンＢ側に付勢する押えナット２９が螺合されている。そして、ボビンＢは第１及び第２のボビン受け部材２５Ａ，２５Ｂのボビン押圧部により両端面が押えつけられた状態で支持されるため、ボビンＢが両ボビン受け部材２５Ａ，２５Ｂに嵌合しただけの構成に比べて、支持軸１５の回転が停止される際、あるいは回転方向が変更される際に、スリップが抑制される。
【００３５】
（５）ボビン押圧部はボビンＢの端面と当接する部分に複数の突起２７ｂが形成されており、ボビンＢは突起２７ｂがボビンＢの端面にくい込み可能な材質で形成されている。したがって、各ボビン押圧部の突起２７ｂがボビンＢにくい込んだ状態でボビンＢが支持軸１５に支持されるため、ボビンＢのスリップがより抑制された状態で支持軸１５と一体回転する。
【００３６】
（６）第１のボビン受け部材２５Ａ及び第２のボビン受け部材２５Ｂは、支持軸１５に一体回転可能に支持されるとともにボビンＢの端部にそれぞれ嵌挿される嵌合部２６ａを有する本体２６と、ボビンＢの端面に当接するボビン押圧部としてのボビン押えプレート２７とがねじ２８により固定されて構成されている。したがって、ボビン押圧部に複数の突起２７ｂを備えた構成の第１及び第２のボビン受け部材２５Ａ，２５Ｂの製造が、本体２６とボビン押圧部とが一体に形成された場合に比べて簡単になる。また、本体２６とボビン押えプレート２７の材質を別にすることで、ボビンＢの端面に突起２７ｂがくい込み易く、しかも全体として軽量化あるいはコスト低減を図った第１及び第２のボビン受け部材２５Ａ，２５Ｂを得ることも可能になる。
【００３７】
（７）ボビンＢは紙管で形成されているため、ボビン押圧部に形成された突起２７ｂがくい込み易く強度の確保されたボビンＢを低コストで製造することができる。
（８）ベアリング２０，２１のうちボビンＢに対してギヤ１６と反対側に設けられたベアリング２１は、その外径が押えナット２９のねじ径、第２のボビン受け部材２５Ｂの内径より小さく形成されている。したがって、ボビンＢを交換する際、支持軸１５をボビンＢと共に支持ブラケット１３，１４の支持部１３ａ，１４ａから取り外した状態で、支持軸１５から押えナット２９及び第２のボビン受け部材２５Ｂを支持軸１５にベアリング２１が固定されたままで取り外すことができる。そのため、支持軸１５に対するベアリング２１の脱着作業の分、支持軸１５に対するボビンＢの交換作業時間を短縮することができる。
【００３８】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成してもよい。
○ 図６（ａ）に示すように、支持軸１５の一端に形成されたねじ孔３４にアイレットボルト３５を螺合して、ボビンＢを支持軸１５と共に持ち運ぶ際に、指をアイレットボルト３５に引っかけて持つようにしてもよい。この場合、片手で容易に持ち運ぶことができる。アイレットボルト３５は運搬の際にのみ取り付けて、支持軸１５を支持ブラケット１３，１４に支持した後は、取り外してもよい。また、ベアリング２１を支持軸１５に固定するボルト３３に代えてアイレットボルトを使用してもよい。この場合、アイレットボルトは第２のボビン受け部材２５Ｂ及び押えナット２９の支持軸１５への着脱に支障を来さない大きさにする必要がある。また、アイレットボルトに代えて図６（ｂ）に示すようなフックボルト３６を使用してもよい。
【００３９】
○ 支持部１３ａ，１４ａは、支持軸１５が水平に延びる状態でベアリング２０，２１を上方から載置可能に開放された形状であればよく、支持軸１５を真上からだけでなく、例えば、図７（ａ）に示すように斜め上方から載置可能な形状としてもよい。
【００４０】
○ ベアリング２０，２１に代えて、すべり軸受けなどの他の摺動部材を採用してもよい。
○ 第２のボビン受け部材２５Ｂに当接してボビン押圧部としてのボビン押えプレート２７をボビンＢ側に付勢する押え部材として押えナット２９に代えて、内径がベアリング２１の外径より小さく形成された環状（筒状）の押え部材を支持軸１５に締め付け固定（締結）してもよい。
【００４１】
○ 保持部材２２，２３を省略してもよい。支持軸１５、その付属品（ベアリング２０，２１等）及び繊維束が巻かれたボビンＢの合計重量や支持部１３ａ，１４ａの形状によっては、ボビンＢが支持軸１５と共にベアリング２０，２１を介して支持部１３ａ，１４ａに安定な状態で支持される。
【００４２】
○ 保持部材２２，２３を退避位置と押圧位置との間を回動可能とする構成として、保持部材２２，２３を回動させる際に回動中心となる一方のねじ２８に代えて、保持部材２２，２３に軸部を突設し、他方のねじ２８のみで保持部材２２，２３を締め付ける構成としてもよい。この場合、２本のねじ２８を使用する構成に比べて、保持部材２２，２３を締め付けられた状態から解除する作業や締め付けが解除された状態から締め付けられた状態にする作業時間が半分になる。
【００４３】
○ 保持部材２２，２３を退避位置と押圧位置との間を回動可能とせず、固定用のねじ２８及び保持部材２２，２３を１３ａ、支持部１４ａから取り外した状態で支持軸１５の着脱を行う構成としてもよい。
【００４４】
○ 保持部材２２，２３は必ずしもベアリング２０，２１と当接する部分が平面に限らず、例えば、ベアリング２０，２１の外周面と同じ曲率の円弧面やベアリング２０，２１の外周面と複数個所で当接する凹面を有する形状であってもよい。
【００４５】
○ ボビン押えプレート２７の突起２７ｂは断面三角形状の突条に限らず、例えば、円錐や角錐であってもよい。
○ ボビン押えプレート２７に突起２７ｂを設ける代わりに、ボビン押えプレート２７のボビン端面に押圧される面にローレット加工を施したり、押圧される面を梨子地面にしたりすることにより摩擦力を上げるようにしてもよい。
【００４６】
○ 第１のボビン受け部材２５Ａ及び第２のボビン受け部材２５Ｂは、本体２６とボビン押えプレート２７とがねじ２８で固定された構成に限らない。例えば、図７（ｂ）に示すように、本体２６の外周部にボビンＢの端面に当接するボビン押圧部としてフランジ部３７を形成してもよい。そして、フランジ部３７とボビンＢの端面との間の摩擦抵抗を高めるために、フランジ部３７に突起３７ａを形成したり、ローレット加工を施したり、梨子地加工を施したりしてもよい。なお、図７（ｂ）では突起３７ａは断面された箇所以外のものの図示を省略している。
【００４７】
○ ボビンＢは紙管で形成されている必要はなく、樹脂製や木製あるいは金属製としてもよい。しかし、紙管で形成した場合の方が、突起２７ｂがボビンＢの端面にくい込み易く強度の確保されたボビンＢを低コストで製造することができる。また、紙管の方が軽量化し易い。
【００４８】
○ ギヤ１６と反対側に設けられたベアリング２１は、その外径が押えナット２９のねじ径及び第２のボビン受け部材２５Ｂの内径より小さく形成されている必要はない。その場合、ボビンＢを支持軸１５から取り外す際にベアリング２１を支持軸１５から取り外す作業が必要になるが、ベアリング２１としてベアリング２０と同じものを使用でき、部品の種類を減らすことができる。
【００４９】
○ 動力伝達手段はギヤ１６に限らず、例えば、ベルト駆動されるプーリやチェーンが巻き掛けられるスプロケットであってもよい。
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
【００５０】
（１）請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記第１のボビン受け部材及び第２のボビン受け部材は、前記嵌合部が形成された本体と、前記ボビン押圧部を形成するボビン押えプレートとがそれぞれ別体に形成されるとともに、締結具（例えば、ねじ）により前記本体と前記ボビン押えプレートとが固定されて構成されている。
【符号の説明】
【００５１】
Ｂ…ボビン、１１…ボビン保持装置、１３，１４…支持ブラケット、１３ａ，１４ａ…支持部、１５…支持軸、１６…動力伝達手段としてのギヤ、２０，２１…摺動部材としてのベアリング、２２，２３…保持部材、２５Ａ…第１のボビン受け部材、２５Ｂ…第２のボビン受け部材、２６…本体、２６ａ…嵌合部、２７…押圧部としてのボビン押えプレート、２７ｂ，３７ａ…突起、２９…押え部材としての押えナット、３７…押圧部としてのフランジ部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボビンから送り出される繊維束の配列に配列ヘッドを使用し、かつ前記配列ヘッドと繊維束被配列部材とを相対移動させて、前記繊維束を前記繊維束被配列部材上のピンに係合させて折り返すように配列して積層繊維束群を形成する繊維束配列装置のボビン保持装置であって、
前記ボビンを貫通する状態で前記ボビンを一体回転可能に支持する支持軸と、
前記支持軸の一端側に前記支持軸と一体回転可能に設けられた動力伝達手段と、
前記支持軸に支持された前記ボビンを挟むように前記支持軸に設けられた摺動部材と、
前記支持軸を前記摺動部材が設けられた箇所でそれぞれ支持するとともに、前記支持軸が水平に延びる状態で前記摺動部材を上方から載置可能に開放された支持部を有する支持ブラケットと
を備えた繊維束配列装置のボビン保持装置。
【請求項２】
前記支持ブラケットは、前記支持部に載置された前記摺動部材と当接して前記摺動部材を前記支持部に保持する保持部材を備えている請求項１に記載の繊維束配列装置のボビン保持装置。
【請求項３】
前記ボビンは、前記支持軸に一体回転可能に支持されるとともに前記ボビンの端部にそれぞれ嵌挿される嵌合部と、前記ボビンの端面に当接するボビン押圧部とを備えた第１のボビン受け部材及び第２のボビン受け部材を介して前記支持軸に支持され、前記第２のボビン受け部材は前記ボビンに対して前記動力伝達手段と反対側に設けられるとともに、前記支持軸には前記第２のボビン受け部材に当接して前記ボビン押圧部を前記ボビン側に付勢する押え部材が締結されている請求項１又は請求項２に記載の繊維束配列装置のボビン保持装置。
【請求項４】
前記ボビン押圧部は前記ボビンの端面と当接する部分に複数の突起が形成されており、前記ボビンは前記突起がボビンの端面にくい込み可能な材質で形成されている請求項３に記載の繊維束配列装置のボビン保持装置。
【請求項５】
前記摺動部材のうち前記ボビンに対して前記動力伝達手段と反対側に設けられた摺動部材は、その外径が前記押え部材の内径及び前記第２のボビン受け部材の内径より小さく形成されている請求項３又は請求項４に記載の繊維束配列装置のボビン保持装置。
【請求項１】
ボビンから送り出される繊維束の配列に配列ヘッドを使用し、かつ前記配列ヘッドと繊維束被配列部材とを相対移動させて、前記繊維束を前記繊維束被配列部材上のピンに係合させて折り返すように配列して積層繊維束群を形成する繊維束配列装置のボビン保持装置であって、
前記ボビンを貫通する状態で前記ボビンを一体回転可能に支持する支持軸と、
前記支持軸の一端側に前記支持軸と一体回転可能に設けられた動力伝達手段と、
前記支持軸に支持された前記ボビンを挟むように前記支持軸に設けられた摺動部材と、
前記支持軸を前記摺動部材が設けられた箇所でそれぞれ支持するとともに、前記支持軸が水平に延びる状態で前記摺動部材を上方から載置可能に開放された支持部を有する支持ブラケットと
を備えた繊維束配列装置のボビン保持装置。
【請求項２】
前記支持ブラケットは、前記支持部に載置された前記摺動部材と当接して前記摺動部材を前記支持部に保持する保持部材を備えている請求項１に記載の繊維束配列装置のボビン保持装置。
【請求項３】
前記ボビンは、前記支持軸に一体回転可能に支持されるとともに前記ボビンの端部にそれぞれ嵌挿される嵌合部と、前記ボビンの端面に当接するボビン押圧部とを備えた第１のボビン受け部材及び第２のボビン受け部材を介して前記支持軸に支持され、前記第２のボビン受け部材は前記ボビンに対して前記動力伝達手段と反対側に設けられるとともに、前記支持軸には前記第２のボビン受け部材に当接して前記ボビン押圧部を前記ボビン側に付勢する押え部材が締結されている請求項１又は請求項２に記載の繊維束配列装置のボビン保持装置。
【請求項４】
前記ボビン押圧部は前記ボビンの端面と当接する部分に複数の突起が形成されており、前記ボビンは前記突起がボビンの端面にくい込み可能な材質で形成されている請求項３に記載の繊維束配列装置のボビン保持装置。
【請求項５】
前記摺動部材のうち前記ボビンに対して前記動力伝達手段と反対側に設けられた摺動部材は、その外径が前記押え部材の内径及び前記第２のボビン受け部材の内径より小さく形成されている請求項３又は請求項４に記載の繊維束配列装置のボビン保持装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１６３７０７（Ｐ２０１０−１６３７０７Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６０２８（Ｐ２００９−６０２８）
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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