特許 6790926 フィラメントワインディング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6790926

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】フィラメントワインディング装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/32 20060101AFI20201116BHJP

   B65H 67/00 20060101ALI20201116BHJP

   F16P 3/08 20060101ALI20201116BHJP

   B29K 105/08 20060101ALN20201116BHJP

【ＦＩ】

   B29C70/32

   B65H67/00

   F16P3/08

   B29K105:08

【請求項の数】11

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-43482(P2017-43482)

(22)【出願日】2017年3月8日

(65)【公開番号】特開2018-144406(P2018-144406A)

(43)【公開日】2018年9月20日

【審査請求日】2019年12月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006297

【氏名又は名称】村田機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】池▲崎▼ 秀

(72)【発明者】

【氏名】西田 達彦

(72)【発明者】

【氏名】魚住 忠司

(72)【発明者】

【氏名】和田 浩孝

(72)【発明者】

【氏名】中村 大五郎

(72)【発明者】

【氏名】谷川 元洋

(72)【発明者】

【氏名】松浦 哲也

【審査官】 山本 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０６６８５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０８−００１８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１８９５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１７５７９５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ７０／００−７０／８８

Ｆ１６Ｐ ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レールが固設された基台上で稼動することで、ライナーに繊維束を巻き付ける巻付装置と、
前記巻付装置を内側に包含し、前記巻付装置へアクセスするための開口部である出入口を有する囲い部材と、
前記巻付装置の動作を制御する制御装置と、
前記出入口に設けられた第１の仕切りと、
前記巻付装置の稼動領域と前記第１の仕切りとの間に設けられた第２の仕切りと、
前記第１の仕切りが外されたことを検知する第１の検知部と、
前記第２の仕切りが外されたことを検知する第２の検知部と、
を備え、
前記制御装置は、前記第１の検知部で前記第１の仕切りが外されたことが検知されると、前記巻付装置の動作速度を制限する制限モードを実行し、前記第２の検知部で前記第２の仕切りが外されたことが検知されると、前記巻付装置の動作を停止する、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】

基台に固設されるレールと、
前記レール上を往復移動可能であり、ライナーを自転可能に支持する支持ユニットと、
繊維束が巻かれた複数のボビンを有するクリールスタンドと、
前記基台に固設され、前記複数のボビンから引き出される複数の繊維束を前記ライナーにヘリカル巻きするヘリカル巻ユニットと、
前記レール上を往復移動可能であり、繊維束ボビンを前記ライナーの軸周りに公転可能に支持し、前記繊維束ボビンを公転させることで前記繊維束ボビンから引き出された繊維束を前記ライナーにフープ巻きするフープ巻ユニットと、
少なくとも前記支持ユニット及び前記フープ巻ユニットを内側に包含し、前記支持ユニット及び前記フープ巻ユニットへアクセスするための開口部である出入口を有する囲い部材と、
前記支持ユニット及び前記フープ巻ユニットの動作を制御する制御装置と、
前記出入口に設けられた第１の仕切りと、
前記支持ユニット及び前記フープ巻ユニットの少なくとも何れか１つが前記レール上で稼働する稼動領域と前記第１の仕切りとの間に設けられた第２の仕切りと、
前記第１の仕切りが外されたことを検知する第１の検知部と、
前記第２の仕切りが外されたことを検知する第２の検知部と、
を備え、
前記制御装置は、前記第１の検知部で前記第１の仕切りが外されたことが検知されると、前記支持ユニット及び前記フープ巻ユニットの前記少なくとも何れか１つの動作速度を制限する制限モードを実行し、前記第２の検知部で前記第２の仕切りが外されたことが検知されると、前記支持ユニット及び前記フープ巻ユニットの前記少なくとも何れか１つの動作を停止する、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3】

前記稼動領域は、前記レール上における前記フープ巻ユニットの移動領域を含む領域であ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】

前記稼動領域は、前記レール上における前記支持ユニットの移動領域を含む領域であることを特徴とする請求項２又は３に記載のフィラメントワインディング装置。

【請求項5】

前記囲い部材は、前記囲い部材の外側から前記クリールスタンドに設けられた前記複数のボビンへアクセスするための開口部であるボビンアクセス部を有することを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のフィラメントワインディング装置。

【請求項6】

前記囲い部材の側面に設けられた開口部のうち、前記出入口及び前記ボビンアクセス部以外の開口部が覆い部材で覆われていることを特徴とする請求項５に記載のフィラメントワインディング装置。

【請求項7】

前記覆い部材は、透明のプラスチック部材であることを特徴とする請求項６に記載のフィラメントワインディング装置。

【請求項8】

前記第１の仕切りは、前記出入口を覆う開閉可能なカーテン状部材であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のフィラメントワインディング装置。

【請求項9】

前記第１の仕切りは、前記出入口を閉鎖する着脱可能なチェーン状部材であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のフィラメントワインディング装置。

【請求項10】

前記第２の仕切りは、テンションが付与された状態で、前記レールに沿って張られたケーブル状部材であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のフィラメントワインディング装置。

【請求項11】

前記制御装置は、前記制限モードを実行する前の前記ライナーへの繊維束の巻付態様を維持しつつ、前記制限モードを実行することを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に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、フィラメントワインディング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、熱硬化性の合成樹脂材が含浸された繊維束をライナー（マンドレル）に巻き付けて圧力容器等を製造するフィラメントワインディング装置が開示されている。このフィラメントワインディング装置には、基台に固設されたレール上を往復移動可能であり、ライナーを自転可能に支持する支持ユニット（マンドレル移動台）が設けられている。支持ユニットがライナーを自転させながらレール上を往復移動する際に、基台に固設されたヘリカル巻ユニット（ヘリカル巻ヘッド）によってライナーに繊維束が巻き付けられることで、ヘリカル巻きを施すことができる。さらに、このフィラメントワインディング装置には、レール上を往復移動可能であり、ライナーの周りを公転可能な繊維束ボビンを有するフープ巻ユニット（フープ巻ヘッド）が設けられており、フープ巻ユニットが繊維束ボビンを公転させながらレール上を往復移動することで、ライナーにフープ巻きを施すことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４３６２７４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このようなフィラメントワインディング装置では、ライナーの交換、フープ巻ユニットの繊維束ボビンの交換、ライナーへの繊維束の糸端の固定等の作業のため、オペレータが支持ユニット、ヘリカル巻ユニット、フープ巻ユニット等にアクセスできるように、各ユニットが配置されている。圧力容器等の量産時には、生産効率を上げるために支持ユニットやフープ巻ユニットは非常に高速で動作することがあるため、不容易にオペレータが稼動領域に近づかないための安全対策が必要である。その一方で、ライナーに対する繊維束の巻付角度及び巻付範囲（カバー率）等は、圧力容器等の耐圧性能を決める重要なパラメータであるところ、これらのパラメータの最適化や研究のため、巻付動作中にオペレータがライナーに近づいて巻付状況を目視で確認したいという要求もある。

【0005】

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、オペレータの安全を確保しながら、オペレータによる巻付状況の目視確認が可能なフィラメントワインディング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】

【0006】

本発明の第１態様は、レールが固設された基台上で稼動することで、ライナーに繊維束を巻き付ける巻付装置と、前記巻付装置を内側に包含し、前記巻付装置へアクセスするための開口部である出入口を有する囲い部材と、前記巻付装置の動作を制御する制御装置と、前記出入口に設けられた第１の仕切りと、前記巻付装置の稼動領域と前記第１の仕切りとの間に設けられた第２の仕切りと、前記第１の仕切りが外されたことを検知する第１の検知部と、前記第２の仕切りが外されたことを検知する第２の検知部と、を備え、前記制御装置は、前記第１の検知部で前記第１の仕切りが外されたことが検知されると、前記巻付装置の動作速度を制限する制限モードを実行し、前記第２の検知部で前記第２の仕切りが外されたことが検知されると、前記巻付装置の動作を停止する、ことを特徴とする。

【0007】

本発明の第１態様によれば、オペレータが第１の仕切りを外して囲い部材の内側に入った場合には、巻付装置の動作速度が制限されるので、オペレータが巻付装置に安全に近づくことができる。また、オペレータが巻付装置の稼動領域に近づきすぎると、第２の仕切りが外れることによって巻付装置の動作が停止されるので、オペレータの安全を確保することができる。したがって、オペレータの安全を確保しながら、オペレータによる巻付状況の目視確認が可能となる。

【0008】

本発明の第２態様は、基台に固設されるレールと、前記レール上を往復移動可能であり、ライナーを自転可能に支持する支持ユニットと、繊維束が巻かれた複数のボビンを有するクリールスタンドと、前記基台に固設され、前記複数のボビンから引き出される複数の繊維束を前記ライナーにヘリカル巻きするヘリカル巻ユニットと、前記レール上を往復移動可能であり、繊維束ボビンを前記ライナーの軸周りに公転可能に支持し、前記繊維束ボビンを公転させることで前記繊維束ボビンから引き出された繊維束を前記ライナーにフープ巻きするフープ巻ユニットと、少なくとも前記支持ユニット及び前記フープ巻ユニットを内側に包含し、前記支持ユニット及び前記フープ巻ユニットへアクセスするための開口部である出入口を有する囲い部材と、前記支持ユニット及び前記フープ巻ユニットの動作を制御する制御装置と、前記出入口に設けられた第１の仕切りと、前記支持ユニット及び前記フープ巻ユニットの少なくとも何れか１つが前記レール上で稼働する稼動領域と前記第１の仕切りとの間に設けられた第２の仕切りと、前記第１の仕切りが外されたことを検知する第１の検知部と、前記第２の仕切りが外されたことを検知する第２の検知部と、を備え、前記制御装置は、前記第１の検知部で前記第１の仕切りが外されたことが検知されると、前記支持ユニット及び前記フープ巻ユニットの前記少なくとも何れか１つの動作速度を制限する制限モードを実行し、前記第２の検知部で前記第２の仕切りが外されたことが検知されると、前記支持ユニット及び前記フープ巻ユニットの前記少なくとも何れか１つの動作を停止する、ことを特徴とする。

【0009】

本発明の第２態様によれば、オペレータが第１の仕切りを外して囲い部材の内側に入った場合には、支持ユニット及び／又はフープ巻ユニットの動作速度が制限されるので、オペレータがライナーに安全に近づくことができる。また、オペレータが支持ユニット及び／又はフープ巻ユニットの稼動領域に近づきすぎると、第２の仕切りが外れることによって支持ユニット及び／又はフープ巻ユニットの動作が停止されるので、オペレータの安全を確保することができる。したがって、オペレータの安全を確保しながら、オペレータによる巻付状況の目視確認が可能となる。

【0010】

本発明の第２態様において、前記稼動領域は、前記レール上における前記フープ巻ユニットの移動領域を含む領域であるとよい。

【0011】

この場合、オペレータが稼動領域に近づきすぎると、第２の仕切りが外れてフープ巻ユニットの動作が停止されるので、オペレータの安全を確保することができる。

【0012】

本発明の第２態様において、前記稼動領域は、前記レール上における前記支持ユニットの移動領域を含む領域であるとよい。

【0013】

この場合、オペレータが稼動領域に近づきすぎると、第２の仕切りが外れて支持ユニットの動作が停止されるので、オペレータの安全を確保することができる。

【0014】

本発明の第２態様において、前記囲い部材は、前記囲い部材の外側から前記クリールスタンドに設けられた前記複数のボビンへアクセスするための開口部であるボビンアクセス部を有するとよい。

【0015】

ボビンアクセス部を設けることで、オペレータが囲い部材の外側から直接的にクリールスタンドにアクセスすることができるため、ボビンの交換等の作業効率を向上させることができる。

【0016】

本発明の第２態様において、前記囲い部材の側面に設けられた開口部のうち、前記出入口及び前記ボビンアクセス部以外の開口部が覆い部材で覆われているとよい。

【0017】

こうすれば、出入口及びボビンアクセス部以外の開口部から囲い部材の内側にオペレータがアクセスできないので、安全性を向上させることができる。

【0018】

本発明の第２態様において、前記覆い部材は、透明のプラスチック部材であるとよい。

【0019】

覆い部材が透明であれば、囲い部材の外側からでもライナーへの巻付状況等を確認しやすくなる。

【0020】

本発明において、前記第１の仕切りは、前記出入口を覆う開閉可能なカーテン状部材であるとよい。

【0021】

こうすれば、オペレータがカーテン状部材を開くという行為をしない限り、囲い部材の内側に入ることができないので、オペレータが不用意に囲い部材の内側に入ることをより確実に回避することができる。

【0022】

本発明において、前記第１の仕切りは、前記出入口を閉鎖する着脱可能なチェーン状部材であるとよい。

【0023】

こうすれば、出入口が完全に第１の仕切りで覆われることがなく、囲い部材の外側からでもライナーへの巻付状況等を確認しやすくなる。

【0024】

本発明において、前記第２の仕切りは、テンションが付与された状態で、前記レールに沿って張られたケーブル状部材であるとよい。

【0025】

こうすれば、第２の仕切りを簡易に構成できるとともに、オペレータがライナーへの巻付状況等を目視確認する際に第２の仕切りが妨げとなることがない。また、第２の仕切りのコストを抑えることもできる。

【0026】

本発明において、前記制御装置は、前記制限モードを実行する前の前記ライナーへの繊維束の巻付態様を維持しつつ、前記制限モードを実行するとよい。

【0027】

制限モードで動作速度が変化することにより、ライナーへの繊維束の巻付態様（例えば、ライナーに対する繊維束の巻付角度及び巻付範囲等）が変化してしまうと、オペレータが本来確認したかった制限モード実行前の巻付態様を見れなくなるおそれがある。そこで、制限モード実行前の巻付態様を維持するように制限モードを実行することで、オペレータの意図する巻付態様をライナーに近づいて目視確認することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】フィラメントワインディング装置を示す斜視図である。

【図2】巻付装置を示す斜視図である。

【図3】フィラメントワインディング装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図4】安全装置を示す斜視図である。

【図5】フィラメントワインディング装置を模式的に示す平面図である。

【図6】第１の仕切りの変形例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

［本実施形態］
（フィラメントワインディング装置）
本発明の一実施形態に係るフィラメントワインディング装置について、図面を参照しつつ説明する。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、巻付装置２と、クリールスタンド３と、コントロールパネル４と、を備える。以下では、説明の便宜上、図１に示す方向語を使用する。フィラメントワインディング装置１は、全体として概ね左右対称に構成されている。

【0030】

巻付装置２は、ライナーＬに繊維束（図示省略）を巻き付けるための装置である。繊維束は、例えば炭素繊維等の繊維材料に、熱硬化性の合成樹脂材が含浸されたものである。巻付装置２で圧力容器（圧力タンク）を製造する場合、ライナーＬとして、図１に示すような、円筒部と、円筒部の両側のドーム部と、を有する形状のものが用いられる。また、巻付装置２でパイプを製造する場合、ライナーＬとして、円筒形状のものが用いられる。ライナーＬは、高強度アルミニウム、金属、樹脂等で形成される。ライナーＬに繊維束を巻き付けた後、焼成等の熱硬化工程を経ることにより、高強度の圧力容器やパイプ等を製造することができる。なお、巻付装置２の詳細については、後述する。

【0031】

クリールスタンド３は、支持フレーム１１と、多数のボビン１２とを有する。支持フレーム１１の左右方向における中央部には、巻付装置２の一部が配設される配設空間１３が形成されている。なお、図が煩雑になることを避けるため、図１では、巻付装置２のうち配設空間１３に配設された部分については、図示を省略している。支持フレーム１１には、多数のボビン１２が回転可能に取り付けられている。このボビン１２には、上述の繊維束が巻かれている。クリールスタンド３は、多数のボビン１２から多数の繊維束を巻付装置２に供給する役割を有する。

【0032】

コントロールパネル４は、制御装置２１と、表示部２２と、操作部２３とを有する。制御装置２１は、巻付装置２の各部の動作を制御する。表示部２２は、巻付装置２によるライナーＬへの繊維束の巻付条件等を表示する。操作部２３は、オペレータが巻付装置２による巻付条件等を制御装置２１に入力するための部位である。なお、表示部２２と操作部２３とを別々に設けることは必須ではなく、表示部２２と操作部２３とが一体となったタッチパネル等を採用してもよい。

【0033】

（巻付装置）
次に、図２を参照しつつ、巻付装置２の詳細について説明する。巻付装置２は、基台３０と、支持ユニット４０（第１支持ユニット４１及び第２支持ユニット４２）と、フープ巻ユニット５０と、ヘリカル巻ユニット６０と、を備える。

【0034】

基台３０は、支持ユニット４０、フープ巻ユニット５０、及び、ヘリカル巻ユニット６０を支持する。基台３０の上面には、前後方向に延びる複数のレール３１が配設されている。支持ユニット４０及びフープ巻ユニット５０は、レール３１上に配置され、レール３１上を前後方向に往復移動可能である。一方、ヘリカル巻ユニット６０は、クリールスタンド３の配設空間１３の前端部において、基台３０に固設されている（図１参照）。第１支持ユニット４１、フープ巻ユニット５０、ヘリカル巻ユニット６０、及び、第２支持ユニット４２は、この順番で前側から後側に配置されている。

【0035】

支持ユニット４０は、フープ巻ユニット５０よりも前側に配置される第１支持ユニット４１と、ヘリカル巻ユニット６０よりも後側に配置される第２支持ユニット４２と、を有する。支持ユニット４０は、ライナーＬの軸方向（前後方向）に延びる支持軸４３を介して、ライナーＬを軸周りに自転可能に支持する。支持ユニット４０は、図３に示すように、支持ユニット４０をレール３１に沿って前後方向に移動させるための移動用モータ４４と、ライナーＬを軸周りに回転させるための回転用モータ４５と、を有する。移動用モータ４４及び回転用モータ４５は、制御装置２１によって駆動制御される。

【0036】

フープ巻ユニット５０は、ライナーＬに対して繊維束をフープ巻きする。フープ巻きとは、ライナーＬに対して軸方向に略直角な方向（軸方向に直交する面から多少傾いた方向でもよい）に繊維束を巻き付ける巻き方のことである。フープ巻ユニット５０は、本体部５１と、回転部材５２と、複数の繊維束ボビン５３と、を有する。本体部５１は、レール３１上に配置されており、回転部材５２をライナーＬの軸周りに回転可能に支持する。円盤状の回転部材５２の中央部には、ライナーＬが通過可能な円形の通過穴５４が形成されている。複数の繊維束ボビン５３は、回転部材５２の周方向に等間隔で配置されており、各繊維束ボビン５３には、繊維束が巻かれている。

【0037】

フープ巻ユニット５０は、図３に示すように、フープ巻ユニット５０をレール３１に沿って前後方向に移動させるための移動用モータ５５と、回転部材５２を回転させるための回転用モータ５６と、を有する。移動用モータ５５及び回転用モータ５６は、制御装置２１によって駆動制御される。ライナーＬが相対的に通過穴５４を通過するように、フープ巻ユニット５０をレール３１に沿って往復移動させながら、回転部材５２を回転させることで、複数の繊維束ボビン５３がライナーＬの周囲を軸周りに公転し、複数の繊維束ボビン５３から引き出された複数の繊維束が同時にライナーＬの表面にフープ巻きされる。

【0038】

ヘリカル巻ユニット６０は、ライナーＬに対して繊維束をヘリカル巻きする。ヘリカル巻きとは、ライナーＬに対して軸方向に略平行な方向（軸方向に対して多少傾いた方向でもよい）に繊維束を巻き付ける巻き方のことである。ヘリカル巻ユニット６０は、本体部６１と、多数のガイド６２と、多数のノズル６３と、を有する。本体部６１は、基台３０に固設されている。本体部６１の中央部には、ライナーＬが通過可能な円形の通過穴６４が形成されている。多数のガイド６２及び多数のノズル６３は、通過穴６４の周方向に沿って配置されている。クリールスタンド３の多数のボビン１２から引き出された多数の繊維束は、多数のガイド６２を経由して、多数のノズル６３に通される。ノズル６３は、径方向に沿って延びており、繊維束は径方向外側から径方向内側に通される。また、ノズル６３は、同軸で入れ子状に配置された径の異なる複数の管状部材を有し、径方向に伸縮可能に構成されている。

【0039】

ヘリカル巻ユニット６０は、図３に示すように、多数のノズル６３を伸縮させるためのノズル用モータ６５を有する。ノズル用モータ６５は、制御装置２１によって駆動制御される。ライナーＬが通過穴６４を通過するように、支持ユニット４０をレール３１に沿って往復移動させながら、多数のノズル６３をライナーＬの外形に合わせて伸縮させることで、多数のノズル６３から引き出された多数の繊維束が同時にライナーＬの表面にヘリカル巻きされる。

【0040】

巻付装置２でライナーＬへの繊維束の巻き付けを開始する際には、まず、オペレータが繊維束の糸端をライナーＬにテープ等で固定する。あるいは、繊維束の糸端の固定等を自動化するための装置を設けてもよい。繊維束の糸端をライナーＬに固定したら、制御装置２１が各モータ４４、４５、５５、５６、６５（図３参照）を駆動制御することで、支持ユニット４０に支持されたライナーＬに対して、フープ巻ユニット５０によってフープ巻きを施すことができるとともに、ヘリカル巻ユニット６０によってヘリカル巻きを施すことができる。

【0041】

（安全装置）
このように構成されたフィラメントワインディング装置１では、圧力容器等の量産時には、生産効率を上げるために巻付装置２（特に支持ユニット４０及びフープ巻ユニット５０）が非常に高速で動作することがある。このため、不容易にオペレータが巻付装置２の稼動領域に近づかないための安全対策が要求される。その一方で、ライナーＬに対する繊維束の巻付角度及び巻付範囲等は、圧力容器等の耐圧性能を決める重要なパラメータであるところ、これらのパラメータの最適化や研究のため、巻付装置２の稼動中に、オペレータがライナーＬに近づいて、繊維束の巻付状況を目視で確認したいという要求もある。これらの要求を両立するため、フィラメントワインディング装置１には、安全装置７０が設けられている。

【0042】

図４及び図５を参照しつつ、安全装置７０について説明する。なお、図４では、図が煩雑になることを避けるため、巻付装置２を二点鎖線で、クリールスタンド３を一点鎖線で、それぞれ簡易的に図示している。安全装置７０は、安全柵７１、カーテン７６、ケーブル８１、第１スイッチ７７、第３スイッチ８２等を有する。

【0043】

安全柵７１は、複数の長尺状の構造部材が縦横に組み合わされた構成となっており、巻付装置２を内側に包含する。安全柵７１は、クリールスタンド３の前側に配置された第１安全柵７２と、クリールスタンド３の後側に配置された第２安全柵７３とを有する。換言すると、前後方向において第１安全柵７２と第２安全柵７３との間の開口部７４にクリールスタンド３が配置されている。この開口部７４は、オペレータがクリールスタンド３のボビン１２にアクセスするためのボビンアクセス部７４として機能する。

【0044】

第１安全柵７２には、左右方向に開口する２つの開口部７５が形成されている。この開口部７５は、オペレータが第１安全柵７２の外側から巻付装置２にアクセスするための出入口７５として機能する。出入口７５には、出入口７５を覆う開閉可能な折り畳み式のカーテン７６が設けられている。カーテン７６は、透明のプラスチック部材で作製されており、カーテン７６で出入口７５が覆われているときでも、カーテン７６の外側から巻付装置２を確認することが可能となっている。カーテン７６には、カーテン７６が開けられたことを検知する第１スイッチ７７が設けられている。第１スイッチ７７からの信号は、制御装置２１に送られる。制御装置２１は、カーテン７６が開けられたことを示す信号を第１スイッチ７７から受け取ると、巻付装置２の動作速度を制限する制限モードを実行する。制限モードについては、後で説明する。

【0045】

第２安全柵７３には、前後方向に開口する開口部７８が形成されている。この開口部７８は、オペレータが第２安全柵７３の外側から配設空間１３（図１参照）に入るための第２出入口７８として機能する。第２出入口７８には、ドア７９が設けられている。ドア７９には、ドア７９が開けられたことを検知する第２スイッチ８０が設けられている。第２スイッチ８０からの信号は、制御装置２１に送られる。制御装置２１は、ドア７９が開けられたことを示す信号を第２スイッチ８０から受け取ると、巻付装置２の動作を停止する。

【0046】

なお、安全柵７１の側面に形成された開口部のうち、ボビンアクセス部７４、出入口７５、及び、第２出入口７８以外の開口部（図４においてハッチングを付している部分）は、透明のプラスチック部材からなる覆い部材８３で覆われている。

【0047】

安全装置７０は、さらに、左右方向においてカーテン７６と巻付装置２の稼動領域Ｒ（図５参照）との間に設けられた２本のケーブル８１を有する。稼動領域Ｒは、支持ユニット４０のレール３１上での移動領域と、フープ巻ユニット５０のレール３１上での移動領域と、を含む領域である。ケーブル８１は、テンションが付与された状態で、左右方向において稼動領域Ｒのすぐ両外側に、巻付装置２のレール３１に沿って略水平に張られている。ケーブル８１の前端部は、第１安全柵７２の前端部に固定され、ケーブル８１の後端部は、第２安全柵７３に取り付けられた第３スイッチ８２に接続されている。オペレータが稼動領域Ｒに近づきすぎてケーブル８１に接触すると、ケーブル８１が第３スイッチ８２から外れ、そのことを示す信号が制御装置２１に送られる。制御装置２１は、ケーブル８１が外れたことを示す信号を第３スイッチ８２から受け取ると、巻付装置２の動作を停止する。

【0048】

（制限モード）
次に、カーテン７６が開けられたことを示す信号を第１スイッチ７７から受け取ったときに、制御装置２１が実行する制限モードについて説明する。制限モードにおいて制限対象となる動作速度としては、支持ユニット４０がレール３１上を往復移動する速度、支持ユニット４０がライナーＬを自転させる速度、フープ巻ユニット５０がレール３１上を往復移動する速度、フープ巻ユニット５０が回転部材５２を回転させる速度、及び、ヘリカル巻ユニット６０がノズル６３を伸縮させる速度がある。制御装置２１は、制限モードにおいて、各モータ４４、４５、５５、５６、６５（図３参照）の駆動を制限することによって、上述の各動作速度を減速する。

【0049】

上述の動作速度を、一律に安全速度に減速すると、制限モード実行中のライナーＬへの繊維束の巻付態様（例えば、フープ巻き及びヘリカル巻きにおける巻付角度、並びに、繊維束の巻付範囲等）が、制限モード実行前の巻付態様と比べて変わってしまうことがある。オペレータは制限モード実行前の巻付態様の目視確認を望むのが通常であるが、そのためにカーテン７６を開けて、ライナーＬに近づいたときに、巻付態様が制限モード実行前と異なっていると、オペレータの意図に沿わないことになる。そこで、本実施形態では、制御装置２１は、制限モードにおいて、制限モード実行前のライナーＬへの繊維束の巻付態様が維持されるように、各モータ４４、４５、５５、５６、６５を減速制御する。つまり、制限モード実行時には、制限モード実行前と比べて巻付速度は遅くなるものの、その他の条件は変わらないように、具体的には各モータ４４、４５、５５、５６、６５の動作速度のそれぞれに１以下の共通の係数を乗算するような制御がされる。

【0050】

なお、本実施形態の安全装置７０は、オペレータがカーテン７６を開けて安全柵７１の内側に入った後、安全柵７１の外側に出るまでは、カーテン７６を開けっ放しにしておくように運用される。これによって、オペレータが安全柵７１の内側にいる間は、制限モードが継続され、オペレータの安全を確保することができる。ただし、オペレータが誤って安全柵７１の内側からカーテン７６を閉めてしまった場合に備えて、オペレータが安全柵７１の外側に出た状態でないと、第１スイッチ７７をリセット（制限モードを解除）できないような構成としてもよい。あるいは、カーテン７６とケーブル８１との間に存在するオペレータを検知可能なセンサを設け、このセンサがオペレータを検知している間は、制限モードが継続されるようにしてもよい。

【0051】

（効果）
本実施形態では、制御装置２１は、第１スイッチ７７（第１の検知部）でカーテン７６（第１の仕切り）が開かれた（外された）ことが検知されると、巻付装置２の動作速度を制限する制限モードを実行し、第３スイッチ８２（第２の検知部）でケーブル８１（第２の仕切り）が外されたことが検知されると、巻付装置２の動作を停止する。したがって、オペレータがカーテン７６を開いて、安全柵７１（囲い部材）の内側に入った場合には、巻付装置２の動作速度が制限されるので、オペレータがライナーＬに安全に近づくことができる。また、オペレータが巻付装置２の稼動領域Ｒに近づきすぎると、ケーブル８１が外れることによって、巻付装置２の動作が停止されるので、オペレータの安全を確保することができる。したがって、オペレータの安全を確保しながら、オペレータによる巻付状況の目視確認が可能となる。また、このような構成であれば、例えばエリアセンサのような高価な装置を用いる必要がないので、安全装置７０のコストダウンを図ることができる。さらに、オペレータが視覚的に仕切りを認識できるので、オペレータが不用意に安全柵７１の内側に入ったり、稼動領域Ｒに近づきすぎることを抑えることができる。

【0052】

本実施形態では、稼動領域Ｒは、レール３１上におけるフープ巻ユニット５０の移動領域を含む領域とされている。このため、オペレータが稼動領域Ｒに近づきすぎると、ケーブル８１が外れてフープ巻ユニット５０の動作が停止されるので、オペレータの安全を確保することができる。

【0053】

本実施形態では、稼動領域Ｒは、レール３１上における支持ユニット４０の移動領域を含む領域とされている。このため、オペレータが稼動領域Ｒに近づきすぎると、ケーブル８１が外れて支持ユニット４０の動作が停止されるので、オペレータの安全を確保することができる。

【0054】

本実施形態では、安全柵７１は、安全柵７１の外側からクリールスタンド３に設けられた複数のボビン１２へアクセスするための開口部であるボビンアクセス部７４を有している。このため、オペレータが安全柵７１の外側から直接的にクリールスタンド３にアクセスすることができ、ボビン１２の交換等の作業効率を向上させることができる。

【0055】

本実施形態では、安全柵７１の側面に設けられた開口部のうち、出入口７５、７８及びボビンアクセス部７４以外の開口部が覆い部材８３で覆われている。このため、出入口７５、７８及びボビンアクセス部７４以外の開口部から安全柵７１の内側にオペレータがアクセスできないので、安全性を向上させることができる。

【0056】

本実施形態では、覆い部材８３は、透明のプラスチック部材とされているので、安全柵７１の外側からでもライナーＬへの巻付状況等を確認しやすくなる。

【0057】

本実施形態では、本発明における第１の仕切りが、出入口７５を覆う開閉可能なカーテン７６（カーテン状部材）とされている。このため、オペレータがカーテン７６を開くという行為をしない限り、安全柵７１の内側に入ることができないので、オペレータが不用意に安全柵７１の内側に入ることをより確実に回避することができる。

【0058】

本実施形態では、本発明における第２の仕切りが、テンションが付与された状態で、レール３１に沿って張られたケーブル８１（ケーブル状部材）とされている。このため、第２の仕切りを簡易に構成できるとともに、オペレータがライナーＬへの巻付状況等を目視確認する際に第２の仕切りが妨げとなることがない。また、第２の仕切りのコストを抑えることもできる。

【0059】

本実施形態では、制御装置２１は、制限モードを実行する前のライナーＬへの繊維束の巻付態様を維持しつつ、制限モードを実行する。制限モードで動作速度が変化することにより、ライナーＬへの繊維束の巻付態様（例えば、ライナーに対する繊維束の巻付角度及び巻付範囲等）が変化してしまうと、オペレータが本来確認したかった制限モード実行前の巻付態様を見れなくなるおそれがある。そこで、制限モード実行前の巻付態様を維持するように制限モードを実行することで、オペレータの意図する巻付態様をライナーＬに近づいて目視確認することが可能となる。

【0060】

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上記実施形態に限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。

【0061】

上記実施形態では、カーテン７６が透明のプラスチック部材からなる折り畳み式のものとした。しかしながら、カーテン７６は透明のプラスチック部材以外の部材からなるものとしてもよいし、カーテン７６は例えばスライド式のものでもよい。

【0062】

上記実施形態では、本発明における第１の仕切りが、カーテン７６であるものとした。しかしながら、第１の仕切りの具体的態様はカーテン状のものに限定されない。例えば、図６に示すように、出入口７５を閉鎖する着脱可能なチェーン８９（チェーン状部材）としてもよい。チェーン８９は、クリールスタンド３に取り付けられた第１スイッチ７７に接続されている。オペレータが安全柵７１の内側に入る際にチェーン８９が外されると、そのことを示す信号が第１スイッチ７７から制御装置２１に送られ、制御装置２１は制限モードを実行する。第１の仕切りとしてチェーン８９を採用することで、出入口７５が完全に覆われることがなく、安全柵７１の外側からでもライナーＬへの巻付状況等を確認しやすくなる。

【0063】

上記実施形態では、本発明における囲い部材が、安全柵７１であるものとした。しかしながら、囲い部材の具体的態様は柵状のものに限定されない。例えば、囲い部材が、塀状のものなどでもよい。

【0064】

上記実施形態では、安全柵７１にボビンアクセス部７４を設けるものとした。しかしながら、ボビンアクセス部７４を設けず、安全柵７１がクリールスタンド３を完全に内側に包含するように構成してもよい。

【0065】

上記実施形態では、安全柵７１の側面に設けられた開口部のうち、出入口７５、７８及びボビンアクセス部７４以外の開口部が、透明のプラスチック部材からなる覆い部材８３で覆われているものとした。しかしながら、覆い部材８３を透明のプラスチック部材以外の部材からなるものとしてもよい。また、覆い部材８３を省略することも可能である。

【0066】

上記実施形態では、制限モードの実行時に、制限モード実行前のライナーＬへの繊維束の巻付態様を維持するものとした。しかしながら、このように制限モードを実行することは必須ではない。

【0067】

上記実施形態のフィラメントワインディング装置１は、フープ巻ユニット５０及びヘリカル巻ユニット６０によって、複数の繊維束を同時にライナーＬに巻き付けるマルチフィラメントワインディング装置であるものとした。しかしながら、本発明は、巻付装置によって１本又は少数本の繊維束をライナーＬに巻き付けるフィラメントワインディング装置に適用することも可能である。

【符号の説明】

【0068】

１：フィラメントワインディング装置
２：巻付装置
３：クリールスタンド
１２：ボビン
２１：制御装置
３０：基台
３１：レール
４０：支持ユニット
５０：フープ巻ユニット
５３：繊維束ボビン
６０：ヘリカル巻ユニット
７１：安全柵（囲い部材）
７４：ボビンアクセス部
７５：出入口
７６：カーテン（第１の仕切り、カーテン状部材）
７７：第１スイッチ（第１の検知部）
８１：ケーブル（第２の仕切り、ケーブル状部材）
８２：第３スイッチ（第２の検知部）
８３：覆い部材
８９：チェーン（第１の仕切り、チェーン状部材）
Ｌ：ライナー
Ｒ：稼動領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】