特開 2024-171468 繊維束ガイド機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024171468

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】繊維束ガイド機構

(51)【国際特許分類】

   B65H 57/14 20060101AFI20241205BHJP

   B29C 70/16 20060101ALI20241205BHJP

   B29C 70/32 20060101ALI20241205BHJP

   B29C 70/54 20060101ALI20241205BHJP

   B65H 23/32 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

B65H57/14

B29C70/16

B29C70/32

B29C70/54

B65H23/32

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023088488

(22)【出願日】2023-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006297

【氏名又は名称】村田機械株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】谷川 元洋

(72)【発明者】

【氏名】五由出 将嗣

(72)【発明者】

【氏名】松井 利裕

(72)【発明者】

【氏名】和田 浩孝

(72)【発明者】

【氏名】木野 義浩

(72)【発明者】

【氏名】竹岡 秀弥

(72)【発明者】

【氏名】阪梨 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】清水辺 大

(72)【発明者】

【氏名】中村 大五郎

(72)【発明者】

【氏名】三浦 吉典

【テーマコード（参考）】

3F104

3F110

4F205

【Ｆターム（参考）】

3F104AA00

3F104GA01

3F104GA04

3F110BA00

3F110CA03

3F110DA09

3F110DB03

3F110DB11

4F205AD16

4F205AJ08

4F205HA02

4F205HA23

4F205HA37

4F205HB01

4F205HC02

4F205HF23

4F205HL02

4F205HT22

(57)【要約】

【課題】幅方向に並べた状態の複数本の帯状の繊維束を、整列状態を維持しつつ、ひねり距離を短く抑え且つ繊維束にねじれが生じるのを抑制してひねる。
【解決手段】幅方向に並べられた状態で走行する複数本の帯状の繊維束Ｆと接触するガイドローラ６１ｂとガイドローラ６１ｃとの間に配置される。繊維束Ｆのガイドローラ６１ｂとの接触箇所での幅方向である第１方向と、繊維束Ｆのガイドローラ６１ｃとの接触箇所での幅方向である第２方向と、が互いに異なっている。幅方向に並べられた状態の複数本の繊維束Ｆを挟持可能なローラ対７１を備えており、第１方向に対して第２方向がなす角度をひねり角度θ₀とし、第１方向に対してローラ対７１によって挟持される繊維束Ｆの幅方向である第３方向がなす角度を案内角度θ_nとしたとき、０°＜θ_n＜θ₀である。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

幅方向に並べられた状態で走行する複数本の帯状の繊維束と接触する第１糸道形成部材と第２糸道形成部材との間に配置される繊維束ガイド機構であって、
繊維束の前記第１糸道形成部材との接触箇所での幅方向である第１方向と、繊維束の前記第２糸道形成部材との接触箇所での幅方向である第２方向と、が互いに異なっており、
幅方向に並べられた状態の複数本の繊維束を挟持可能な少なくとも１つのローラ対を備えており、
前記第１方向に対して前記第２方向がなす角度をひねり角度θ₀とし、前記第１方向に対して前記ローラ対によって挟持される繊維束の幅方向である第３方向がなす角度を案内角度θ_nとしたとき、０°＜θ_n＜θ₀であることを特徴とする繊維束ガイド機構。

【請求項2】

前記ローラ対を構成する２つのローラのうちの少なくとも一方は、前記２つのローラにより繊維束を挟持する挟持位置と、前記挟持位置に比べて前記２つのローラ間の距離が長い挟持解除位置と、の間で移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の繊維束ガイド機構。

【請求項3】

前記ローラ対を構成する２つのローラのうちの一方は、その軸線方向と直交する方向であり、且つ、前記２つのローラの両方の軸線と直交する方向に沿って移動可能に構成されており、
前記一方のローラを他方のローラに向かって付勢する付勢部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の繊維束ガイド機構。

【請求項4】

ひねり角度θ₀は９０°であることを特徴とする請求項１に記載の繊維束ガイド機構。

【請求項5】

案内角度θ_nが変わるように前記ローラ対の配置を調整可能な調整機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の繊維束ガイド機構。

【請求項6】

前記ローラ対は、第１糸道形成部材と第２糸道形成部材との間の糸道に沿って複数配置されていることを特徴とする請求項５に記載の繊維束ガイド機構。

【請求項7】

前記ローラ対は、第１糸道形成部材と第２糸道形成部材との間の糸道に沿って複数配置されており、
前記複数のローラ対は、前記第２糸道形成部材の近くに配置されているものほど案内角度θ_nが大きいことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の繊維束ガイド機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、帯状の繊維束をガイドする繊維束ガイド機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、糸道に沿って走行する帯状の繊維束を取り扱う繊維機械が知られている。かかる繊維機械においては、設計上の都合等により、糸道において繊維束をひねる必要が生じる場合がある。例えば特許文献１には、帯状の繊維束をボビンに巻取る巻取り装置が開示されている。かかる巻取り装置においては、繊維束は、溝付きローラ（第１糸道形成部材）と円筒状ガイド（第２糸道形成部材）とを経由してボビンに巻き取られる。溝付きローラと円筒状ガイドとは、それらの軸線同士がなす角度が直角となるように配置されている。繊維束は、溝付きローラと円筒状ガイドとの間で直角にひねられる。

【0003】

特許文献１の装置においては、溝付きローラと円筒状ガイドとの間に一対の円錐状ガイド（繊維束ガイド機構）が配置されている。一対の円錐状ガイドは、互いの軸線同士がなす角度がほぼ直角となるように配置されている。繊維束は、溝付きローラと円筒状ガイドとの間で一対の円錐状ガイドに案内されつつ直角にひねられる。

【0004】

第１糸道形成部材と第２糸道形成部材との間で繊維束をひねる場合、第１糸道形成部材と第２糸道形成部材との間の距離（ひねり距離）が短いと、繊維束が途中でねじれる場合がある。繊維束にねじれが生じるのを防ぐために必要なひねり距離は、繊維束の幅が広いほど長くなる。特許文献１の装置のように、繊維束ガイド機構を設けることで、繊維束にねじれが生じるのを抑制しつつ、ひねり距離を比較的短く設定することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３６９８２２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

複数のボビンから解舒された複数本の帯状の繊維束を繊維束の幅方向に並べた状態で繊維機械を構成する各ユニットに搬送する場合、各ユニットの設計上又は繊維機械の大型化防止のため、幅方向に並べた状態の繊維束を糸道の途中でひねる必要がある。複数本の帯状の繊維束を幅方向に並べた状態では、全体の繊維束の幅が単一の繊維束の幅より広くなるので、繊維束にねじれが生じることを防ぐために必要なひねり距離も長くなる。したがって、途中で繊維束を案内する繊維束ガイド機構を設けることが重要となる。しかしながら、特許文献１に開示されているような一対の円錐状ガイドを繊維束ガイド機構として採用した場合、複数本の繊維束がばらけてしまうので、幅方向に並べた状態の繊維束をまとめて案内することができない。

【0007】

本発明の目的は、幅方向に並べた状態の複数本の帯状の繊維束を、整列状態を維持しつつ、ひねり距離を短く抑え且つ繊維束にねじれが生じるのを抑制してひねることができる繊維束ガイド機構を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第１の発明にかかる繊維束ガイド機構は、幅方向に並べられた状態で走行する複数本の帯状の繊維束と接触する第１糸道形成部材と第２糸道形成部材との間に配置される繊維束ガイド機構であって、繊維束の前記第１糸道形成部材との接触箇所での幅方向である第１方向と、繊維束の前記第２糸道形成部材との接触箇所での幅方向である第２方向と、が互いに異なっており、幅方向に並べられた状態の複数本の繊維束を挟持可能な少なくとも１つのローラ対を備えており、前記第１方向に対して前記第２方向がなす角度をひねり角度θ₀とし、前記第１方向に対して前記ローラ対によって挟持される繊維束の幅方向である第３方向がなす角度を案内角度θ_nとしたとき、０°＜θ_n＜θ₀である。

【0009】

本発明では、ローラ対により幅方向に並べられた状態の複数本の繊維束を挟持できる。よって、複数本の繊維束がばらけたり、全体の繊維束の幅が変化したりするのを避けることができる。すなわち、ローラ対により複数本の繊維束の整列状態を維持しつつ案内することができる。このように、第１糸道形成部材と第２糸道形成部材との間で、複数本の繊維束をローラ対によってまとめて案内できる。よって、幅方向に並べられた状態の複数本の帯状の繊維束を、第１糸道形成部材と第２糸道形成部材との間の距離（ひねり距離）を短く抑えつつ、繊維束にねじれが生じるのを抑制してひねることができる。

【0010】

第２の発明にかかる繊維束ガイド機構では、第１の発明において、前記ローラ対を構成する２つのローラのうちの少なくとも一方は、前記２つのローラにより繊維束を挟持する挟持位置と、前記挟持位置に比べて前記２つのローラ間の距離が長い挟持解除位置と、の間で移動可能に構成されている。

【0011】

本発明では、糸掛けを行う際には、少なくとも一方のローラを挟持解除位置に移動させることで、糸掛け作業が容易となる。糸掛け終了後に、少なくとも一方のローラを挟持位置に移動させることで、繊維束を挟持できる。

【0012】

第３の発明にかかる繊維束ガイド機構では、第１又は第２の発明において、前記ローラ対を構成する２つのローラのうちの一方は、その軸線方向と直交する方向であり、且つ、前記２つのローラの両方の軸線と交わる方向に沿って移動可能に構成されており、前記一方のローラを他方のローラに向かって付勢する付勢部材をさらに備えている。

【0013】

本発明では、付勢部材により一方のローラが他方のローラに向かって付勢されるので、２つのローラによって繊維束を安定的に挟持できる。

【0014】

第４の発明にかかる繊維束ガイド機構では、第１～第３のいずれかの発明において、ひねり角度θ₀は９０°である。

【0015】

本発明では、幅方向に並べられた状態の複数本の繊維束を９０°ひねることができるので、繊維機械に設けた場合に、装置の設計の自由度が増す。

【0016】

第５の発明にかかる繊維束ガイド機構は、第１～第４のいずれかの発明において、案内角度θ_nが変わるように前記ローラ対の配置を調整可能な調整機構をさらに備えている。

【0017】

本発明では、案内角度θ_nを所望の角度に変更できる。

【0018】

第６の発明にかかる繊維束ガイド機構では、第５の発明において、前記ローラ対は、第１糸道形成部材と第２糸道形成部材との間の糸道に沿って複数配置されている。

【0019】

本発明では、幅方向に並べられた状態の複数本の帯状の繊維束を、第１糸道形成部材と第２糸道形成部材との間で、複数のローラ対により案内できる。したがって、ひねり距離をさらに短く抑えつつ、繊維束にねじれが生じるのを確実に抑制できる。

【0020】

第７の発明にかかる繊維束ガイド機構では、第１～第４のいずれかの発明において、前記ローラ対は、第１糸道形成部材と第２糸道形成部材との間の糸道に沿って複数配置されており、前記複数のローラ対は、前記第２糸道形成部材の近くに配置されているものほど案内角度θ_nが大きい。

【0021】

本発明では、幅方向に並べられた状態の複数本の帯状の繊維束を、第１糸道形成部材と第２糸道形成部材との間で、複数のローラ対により段階的にひねることができる。したがって、ひねり距離をさらに短く抑えつつ、繊維束にねじれが生じるのを確実に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本実施形態に係る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】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3】（ａ）、（ｂ）は、ヘリカル巻ユニットの正面図である。

【図4】前処理部の概略斜視図である。

【図5】前処理部を前方側から視た概略図である。

【図6】前処理部で走行する複数の繊維束の状態を示す図である。

【図7】（ａ）はひねり角度を説明するための図であり、（ｂ）は案内角度を説明するための図である。

【図8】繊維束ガイド機構の斜視図である。

【図9】ローラ対を構成するローラが挟持位置である状態の繊維束ガイド機構を示す図である。

【図10】ローラ対を構成するローラが挟持解除位置である状態の繊維束ガイド機構を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

（フィラメントワインディング装置）
本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るフィラメントワインディング装置１を示す斜視図である。図２は、フィラメントワインディング装置１の電気的構成を示すブロック図である。説明の便宜上、図１に示す方向（前後方向及び左右方向）を定義する。前後方向及び左右方向は、水平方向と平行な方向である。前後方向と左右方向は互いに直交する。また、前後方向及び左右方向の両方と直交する方向を上下方向と定義する。上下方向は、重力が作用する鉛直方向である。

【0024】

フィラメントワインディング装置１は、ライナーＬに複数の繊維束（図１では図示省略）を同時に巻き付ける多給糸型のものである。フィラメントワインディング装置１は、巻付装置２と、複数のクリールスタンド３と、複数の前処理部４とを備える。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。巻付装置２は、円筒状のライナーＬに繊維束を巻き付けるための装置である。繊維束は、例えば、炭素繊維などの繊維材料に熱硬化性又は熱可塑性の合成樹脂材が含浸されたものである。ライナーＬの形状は、最終製品に応じて異なりうる。例えば最終製品が圧力タンクである場合、図１に示すように、円筒部の両側にドーム部を有するライナーＬが使用される。ライナーＬの材料としては、高強度アルミニウム、金属、樹脂などが用いられる。ライナーＬに繊維束を巻き付けた後、焼成などの熱硬化工程又は冷却工程を経ることにより、高強度の圧力タンクなどの最終製品を得ることができる。

【0025】

複数のクリールスタンド３は、例えば、巻付装置２の左右方向における両側に配置されている。複数のクリールスタンド３は、例えば、前後方向において巻付装置２の後端部の近傍に配置されている。各クリールスタンド３は、例えば、前後方向に延びる略直方体状のフレーム１１を有する。フレーム１１には、例えば、１以上のボビンホルダ群１２が設けられている。ボビンホルダ群１２は、例えば、後述するヘリカル巻ユニット５０の複数のノズルユニット５３の各々に対応して設けられている。各ボビンホルダ群１２は、例えば前後方向に並んだ複数の（本実施形態では５つの）ボビンホルダ１３を有する。各ボビンホルダ１３は、例えば、左右方向に延びる軸を有する。各ボビンホルダ１３は、繊維束が巻かれたボビン１４を回転可能に支持する。本実施形態では、例えば９つのボビンホルダ群１２が設けられ、その各々に５つのボビン１４が装着されている（すなわち、計４５個のボビン１４が配置されている）。各ボビンホルダ群１２に属する５つのボビン１４から、５本の繊維束がまとめて供給される。クリールスタンド３から供給される複数の繊維束は、ヘリカル巻ユニット５０によってライナーＬに巻き付けられる。なお、図１においては２つのクリールスタンド３が図示されているが、クリールスタンド３の数はこれに限られない。また、図面の煩雑化を避けるため、図１においては、複数のボビンホルダ群１２のうち１つのみが図示されている。

【0026】

複数の前処理部４は、複数の繊維束に所定の前処理（例えば張力付与等）を施すように構成されている。複数の前処理部４は、例えば、繊維束の走行方向において、対応するクリールスタンド３と、ヘリカル巻ユニット５０（後述）との間に配置されている。

【0027】

（巻付装置）
巻付装置２のより具体的な構成について説明する。巻付装置２は、基台２０と、支持ユニット３０（第１支持ユニット３１及び第２支持ユニット３２）と、フープ巻ユニット４０と、ヘリカル巻ユニット５０と、を備える。

【0028】

基台２０は、支持ユニット３０、フープ巻ユニット４０、及び、ヘリカル巻ユニット５０を支持する。基台２０の上面には、前後方向に延びる複数のレール２１が設置されている。支持ユニット３０及びフープ巻ユニット４０は、レール２１に沿って前後方向に移動可能である。一方、ヘリカル巻ユニット５０は、例えば、基台２０に対する位置が固定されている。第１支持ユニット３１、フープ巻ユニット４０、ヘリカル巻ユニット５０、及び、第２支持ユニット３２は、この順番で前側から後側に配置されている。

【0029】

支持ユニット３０は、第１支持ユニット３１及び第２支持ユニット３２を有する。第１支持ユニット３１は、フープ巻ユニット４０よりも前側に配置されている。第２支持ユニット３２は、ヘリカル巻ユニット５０よりも後側に配置されている。支持ユニット３０は、ライナーＬの軸方向（前後方向）に延びる支持軸３３を介して、ライナーＬを軸周りに回転可能に支持する。支持ユニット３０は、移動用モータ３４及び回転用モータ３５を有する（図２参照）。移動用モータ３４は、支持ユニット３０（第１支持ユニット３１及び第２支持ユニット３２）をレール２１に沿って前後方向に移動させる。回転用モータ３５は、支持軸３３を回転させることでライナーＬを軸周りに回転させる。移動用モータ３４及び回転用モータ３５の動作は、制御装置５によって制御される。

【0030】

フープ巻ユニット４０は、ライナーＬの周面にフープ巻きを施す。フープ巻きとは、ライナーＬの軸方向に概ね直角な方向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４０は、例えば、本体部４１と、回転部材４２と、複数（本実施形態では５個）のボビンホルダ４３と、を有する。本体部４１は、レール２１に沿って前後方向に移動可能である。回転部材４２は、ライナーＬが通過可能な通過穴４４が形成された円環状の部材である。回転部材４２は、ライナーＬの軸周りに回転可能な状態で、本体部４１に支持されている。複数のボビンホルダ４３は、周方向に等間隔で回転部材４２に取り付けられている。各ボビンホルダ４３は、前後方向に延びる回転軸を有しており、繊維束が巻かれたボビン（図示省略）を回転可能に支持する。

【0031】

フープ巻ユニット４０は、移動用モータ４６及び回転用モータ４７を有する（図２参照）。移動用モータ４６は、本体部４１をレール２１に沿って前後方向に移動させる。回転用モータ４７は、回転部材４２をライナーＬの軸周りに回転させる。移動用モータ４６及び回転用モータ４７の動作は、制御装置５によって制御される。フープ巻きの実行時には、制御装置５は、本体部４１をレール２１に沿って往復移動させながら回転部材４２を回転させる。これによって、ライナーＬの周りで回転している各ボビンから繊維束が引き出され、複数の繊維束がライナーＬの周面に同時にフープ巻きされる。

【0032】

ヘリカル巻ユニット５０は、ライナーＬの周面にヘリカル巻きを施す。ヘリカル巻きとは、ライナーＬの軸方向に概ね平行な方向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５０は、例えば、本体部５１と、フレーム部材５２と、複数（本実施形態では９個）のノズルユニット５３と、を有する。本体部５１は、例えば基台２０に固設されている。フレーム部材５２は、ライナーＬが通過可能な通過穴５４が形成された円環状の部材である。フレーム部材５２は、本体部５１に支持されている。複数のノズルユニット５３は、ライナーＬの軸を中心に放射状に配置されている。各ノズルユニット５３は、フレーム部材５２に取り付けられている。

【0033】

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、ヘリカル巻ユニット５０の正面図である。詳細には、図３（ａ）は、ライナーＬの円筒部に繊維束Ｆを巻き付けている状態を図示したものである。図３（ｂ）は、ライナーＬのドーム部に繊維束Ｆを巻き付けている状態を図示したものである。ノズルユニット５３は、繊維束ＦをライナーＬに案内するガイド体５５を有する。ガイド体５５は、ライナーＬの径方向（以下、単に径方向と言う）に延びており、径方向に移動可能且つ径方向に延びる回転軸周りに回転可能に構成されている。各ノズルユニット５３の径方向外側には、ガイドローラ５６が配置されている。クリールスタンド３の各ボビンホルダ群１２から引き出された５本の繊維束Ｆは、ガイドローラ５６を経由して何れかのガイド体５５に導入され、ガイド体５５の先端からライナーＬに供給される。

【0034】

ヘリカル巻ユニット５０は、ガイド移動用モータ５７及びガイド回転用モータ５８を有する（図２参照）。ガイド移動用モータ５７は、各ガイド体５５を一斉に径方向に移動させる。ガイド回転用モータ５８は、各ガイド体５５を一斉に回転軸周りに回転させる。ガイド移動用モータ５７及びガイド回転用モータ５８の動作は、制御装置５によって制御される。ヘリカル巻きの実行時には、制御装置５は、ライナーＬを軸周りにゆっくり回転させながら通過穴５４を通過させる。これとともに、制御装置５は、各ノズルユニット５３のガイド体５５を、径方向に適宜移動させつつ回転軸周りに適宜回転させる。これによって、各ノズルユニット５３のガイド体５５の先端から５本の繊維束Ｆが適切に引き出され、合計で４５本の繊維束ＦがライナーＬの周面に同時にヘリカル巻きされる。

【0035】

（前処理部）
続いて、図４～図７をさらに参照しつつ、前処理部４のより具体的な構成について説明する。前処理部４は、対応するクリールスタンド３の前方に配置されている。前処理部４は、対応するクリールスタンド３から供給された５本の繊維束Ｆに対して、張力付与等の前処理を施す。そして、前処理部４は、前処理を施した５本の繊維束Ｆをヘリカル巻ユニット５０に供給する。

【0036】

前処理部４は、基台６０、ガイドローラ６１ａ～６１ｍ、繊維束ガイド機構７０、８０、ダンサーローラ６２、搬送ローラ６３ａ～６３ｃ、ダンサーローラ６４及びテンションローラ６５を主に備えている。基台６０には、上記のローラ及び機構が取り付けられている。ガイドローラ６１ａ～６１ｍは、走行する繊維束Ｆと接触して繊維束Ｆをガイドする。

【0037】

図４に示すように、ガイドローラ６１ａ～６１ｃ及び繊維束ガイド機構７０は、基台６０の上面６０ａ（上下方向に対して略直交する面）に取り付けられている。ガイドローラ６１ａ～６１ｃ及び繊維束ガイド機構７０は、前後方向に沿って並んでいる。繊維束Ｆの走行方向（後方から前方に向かう方向）の上流側から、ガイドローラ６１ａ、６１ｂ、繊維束ガイド機構７０、ガイドローラ６１ｃの順で並んでいる。ガイドローラ６１ｂは、本発明の「第１糸道形成部材」に相当する。また、ガイドローラ６１ｃは、本発明の「第２糸道形成部材」に相当する。

【0038】

ガイドローラ６１ａ、６１ｂには、対応するクリールスタンド３から供給された５本の繊維束Ｆが巻き掛けられる。ここで、図６に示すように、クリールスタンド３から供給された５本の繊維束を繊維束Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５とする。繊維束Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５は、いずれも帯状である。図６に示すように、ガイドローラ６１ａ、６１ｂに巻き掛けられる繊維束Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５は、互いに略平行となっており、且つ、繊維束の幅方向に並んでいる。繊維束Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５は、隣り合うもの同士が幅方向の一部で重なっている。繊維束Ｆの走行方向において、ガイドローラ６１ａ、６１ｂよりも下流側では、図６に示すように並んだ５本の繊維束Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５をまとめて繊維束Ｆとし、１本の繊維束であるかのように取り扱う。すなわち、５本の繊維束Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５は、引き揃えられた状態で巻付装置２まで走行する。

【0039】

ガイドローラ６１ａ、６１ｂは、軸方向が左右方向となる姿勢で配置されている。繊維束Ｆのガイドローラ６１ａ、６１ｂとの接触箇所での幅方向（本発明の「第１方向」に相当する）は、左右方向となる。ガイドローラ６１ｃは、軸方向が上下方向となる姿勢で配置されている。繊維束Ｆのガイドローラ６１ｃとの接触箇所での幅方向（本発明の「第２方向」に相当する）は、上下方向となる。繊維束Ｆは、ガイドローラ６１ｂとガイドローラ６１ｃとの間でひねられる。繊維束ガイド機構７０は、ガイドローラ６１ｂとガイドローラ６１ｃとの間で繊維束Ｆをひねるようガイドする。

【0040】

ここで、図７（ａ）に示すように、繊維束Ｆの走行方向の上流側（後方側）から視たときに、繊維束Ｆのガイドローラ６１ｂとの接触箇所での幅方向（左右方向）に対して、繊維束Ｆのガイドローラ６１ｃとの接触箇所での幅方向（上下方向）がなす角度をひねり角度θ₀とする。本実施形態においては、ひねり角度θ₀は、９０°である。

【0041】

ガイドローラ６１ｄ～６１ｍ、繊維束ガイド機構８０、ダンサーローラ６２、搬送ローラ６３ａ～６３ｃ、ダンサーローラ６４及びテンションローラ６５は、基台６０の前方の側面６０ｂ（前後方向に対して略直交する面）に取り付けられている。これらは、繊維束Ｆの走行方向において、ガイドローラ６１ｃの下流側に配置されている。繊維束Ｆの走行方向の上流側から、ガイドローラ６１ｄ、繊維束ガイド機構８０、ガイドローラ６１ｅ～６１ｇ、ダンサーローラ６２、ガイドローラ６１ｈ、搬送ローラ６３ａ～６３ｃ、ダンサーローラ６４、ガイドローラ６１ｉ、テンションローラ６５、ガイドローラ６１ｊ～６１ｍの順で並んでいる。

【0042】

ガイドローラ６１ｄ、繊維束ガイド機構８０、ガイドローラ６１ｅは、基台６０の側面６０ｂにおける上端部において、左右方向に沿って並んでいる。より詳細には、左方から右方に向かって、ガイドローラ６１ｄ、繊維束ガイド機構８０、ガイドローラ６１ｅの順で並んでいる。ガイドローラ６１ｄは、ガイドローラ６１ｃよりも左方に位置している。ガイドローラ６１ｄは、本発明の「第１糸道形成部材」に相当する。また、ガイドローラ６１ｅは、本発明の「第２糸道形成部材」に相当する。

【0043】

ガイドローラ６１ｄは、基台６０の側面６０ｂに設けられた支持台６９に取り付けられている。ガイドローラ６１ｄは、軸方向が上下方向となる姿勢で配置されている。繊維束Ｆのガイドローラ６１ｄとの接触箇所での幅方向（本発明の「第１方向」に相当する）は、上下方向となる。ガイドローラ６１ｅは、軸方向が前後方向となる姿勢で配置されている。繊維束Ｆのガイドローラ６１ｅとの接触箇所での幅方向（本発明の「第２方向」に相当する）は、前後方向となる。

【0044】

繊維束Ｆは、ガイドローラ６１ｄとガイドローラ６１ｅとの間でひねられる。繊維束Ｆの走行方向の上流側（左方側）から視たときに、繊維束Ｆのガイドローラ６１ｄとの接触箇所での幅方向（上下方向）に対する、繊維束Ｆのガイドローラ６１ｅとの接触箇所での幅方向（前後方向）がなす角度であるひねり角度θ₀は、９０°である。繊維束ガイド機構８０は、ガイドローラ６１ｄとガイドローラ６１ｅとの間で繊維束Ｆをひねるようガイドする。

【0045】

なお、前処理部４における繊維束Ｆの走行方向においてガイドローラ６１ｅ以降に配置されたローラは、いずれも軸方向が前後方向となる姿勢で配置されている。すなわち、繊維束Ｆの走行方向においてガイドローラ６１ｅよりも下流側では、繊維束Ｆは幅方向が前後方向となる姿勢で搬送される。

【0046】

ガイドローラ６１ｆ～６１ｈは、ガイドローラ６１ｅのやや下方に位置している。右方から左方に向かって、ガイドローラ６１ｆ、ガイドローラ６１ｇ、ガイドローラ６１ｈの順で並んでいる。ガイドローラ６１ｇ及びガイドローラ６１ｈは、ほぼ同じ高さに位置している。ガイドローラ６１ｆは、ガイドローラ６１ｇ及びガイドローラ６１ｈよりも下方に位置している。

【0047】

ダンサーローラ６２は、左右方向に関してガイドローラ６１ｇとガイドローラ６１ｈとの間に位置している。ダンサーローラ６２は、ガイドローラ６１ｇ及びガイドローラ６１ｈよりも下方において上下方向に沿って移動可能に構成されている。ダンサーローラ６２には、ウェイト６２ａにより下向きに荷重が加えられている。したがって、繊維束Ｆに弛みが生じると、ダンサーローラ６２が下方に移動し、繊維束Ｆの弛みを除去できる。

【0048】

搬送ローラ６３ａ～６３ｃは、ガイドローラ６１ｈよりも左方に位置している。上方から下方に向かって、搬送ローラ６３ａ、搬送ローラ６３ｂ、搬送ローラ６３ｃの順で並んでいる。搬送ローラ６３ａ及び搬送ローラ６３ｃは、左右方向に関する位置がほぼ同じである。搬送ローラ６３ｂは、搬送ローラ６３ａ及び搬送ローラ６３ｃよりも右方に位置している。搬送ローラ６３ａ～６３ｃは、モータ（不図示）等の駆動により回転し、繊維束Ｆに搬送力を付与する。

【0049】

ガイドローラ６１ｉは、搬送ローラ６３ｃよりも下方且つやや左方に位置する。ダンサーローラ６４は、上下方向に関して搬送ローラ６３ｃとガイドローラ６１ｉとの間に位置している。ダンサーローラ６４は、搬送ローラ６３ｃ及びガイドローラ６１ｉよりも右方において、モータ（不図示）等により駆動されて左右方向に沿って移動可能に構成されている。ダンサーローラ６４が左右方向に移動することで、繊維束Ｆの走行速度の変動を吸収し、繊維束Ｆの張力を一定に維持できる。

【0050】

ガイドローラ６１ｊは、ガイドローラ６１ｉよりも下方且つ左方に位置する。テンションローラ６５は、上下方向に関してガイドローラ６１ｉとガイドローラ６１ｊとの間に位置している。テンションローラ６５は、ガイドローラ６１ｉ及びガイドローラ６１ｊよりも右方において、エアシリンダ６５ａにより駆動されて左右方向に沿って移動可能に構成されている。テンションローラ６５は、左右に移動することで、繊維束Ｆの張力を調整可能である。

【0051】

ガイドローラ６１ｋ、６１ｌは、ガイドローラ６１ｊの下方に位置している。ガイドローラ６１ｋ、６１ｌは、ほぼ同じ高さに位置する。ガイドローラ６１ｋは、ガイドローラ６１ｊよりも右方に位置している。ガイドローラ６１ｌは、ガイドローラ６１ｊよりも左方に位置している。ガイドローラ６１ｍは、ガイドローラ６１ｌよりも上方であって、ガイドローラ６１ｌよりもやや左方に位置している。なお、図５において配置されている各ガイドローラ６１ｄ～６１ｍ、ダンサーローラ６２、搬送ローラ６３ａ～６３ｃ、ダンサーローラ６４及びテンションローラ６５の数や配置はこれに限られない。

【0052】

続いて、図８～図１０をさらに参照しつつ、繊維束ガイド機構７０の構成について説明する。繊維束ガイド機構７０は、２つのローラ対７１を主に備えている。ローラ対７１は、図６に示すように幅方向に並べられた状態の５本の繊維束Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５を挟持可能である。２つのローラ対７１は、ガイドローラ６１ｂとガイドローラ６１ｃとの間の糸道に沿って配置される。ローラ対７１は、２つのローラ７１ａ、７１ｂによって構成されている。以降の説明において２つのローラ対７１を区別する場合は、２つのローラ対７１のうち繊維束Ｆの走行方向の上流側（後方側）に位置するものを第１ローラ対７９ａと称し、繊維束Ｆの走行方向の下流側（前方側）に位置するものを第２ローラ対７９ｂと称する。

【0053】

ここで、図７（ｂ）に示すように、繊維束Ｆの走行方向の上流側（後方側）から視たときに、繊維束Ｆのガイドローラ６１ｂとの接触箇所での幅方向（左右方向）に対して、ローラ対７１に挟持される繊維束Ｆの幅方向（すなわち、ローラ対７１を構成するローラ７１ａ、７１ｂの軸方向、本発明の「第３方向」に相当する）がなす角度を案内角度θ_nとする。このとき、０°＜θ_n＜θ₀である。

【0054】

ローラ７１ａは、第１支持部材７２に支持されている。より具体的には、ローラ７１ａの軸が第１支持部材７２に取り付けられている。第１支持部材７２には、搖動部材７３が取り付けられている。搖動部材７３は、軸７３ａを中心に第１支持部材７２に対して搖動可能である。軸７３ａは、前後方向に沿って延びている。

【0055】

ローラ７１ｂは、第２支持部材７４に支持されている。より具体的には、ローラ７１ｂの一方の軸端部が第２支持部材７４に取り付けられている。第２支持部材７４は、搖動部材７３に支持されている。したがって、ローラ７１ｂは、搖動部材７３が搖動した際に、搖動部材７３及び第２支持部材７４と共に移動する。

【0056】

ローラ７１ｂは、搖動部材７３が搖動することで、図９に示す挟持位置と、図１０に示す挟持解除位置と、の間で移動する。ローラ７１ｂが挟持位置に位置しているとき、ローラ７１ａの軸線とローラ７１ｂの軸線とは平行となる。ローラ７１ｂが挟持位置に位置しているとき、ローラ７１ａ及びローラ７１ｂにより繊維束Ｆを挟持可能である。ローラ７１ｂが挟持解除位置に位置しているとき、ローラ７１ｂが挟持位置に位置しているときに比べて２つのローラ７１ａ、７１ｂ間の距離が長い。繊維束ガイド機構７０への糸掛け作業を行う際には、ローラ７１ｂを挟持解除位置とする。

【0057】

ここで、ローラ７１ｂが挟持位置に位置しているときにローラ７１ａとローラ７１ｂとが並ぶ方向を並設方向とする。並設方向は、ローラ７１ｂが挟持位置に位置しているとき、ローラ７１ａ及びローラ７１ｂの軸線方向と直交する方向であり、且つ、ローラ７１ａ及びローラ７１ｂの両方の軸線と直交する方向と平行である。図９において、第１ローラ対７９ａを構成するローラ７１ａ及びローラ７１ｂの並設方向を二点鎖線で示す。

【0058】

第２支持部材７４は、搖動部材７３の前後方向の両端部に取り付けられたボルト７３ｂに挿し通されている。図８及び図９に示すように、ローラ７１ｂが挟持位置に位置しているとき、ボルト７３ｂは並設方向に沿って延びている。また、ボルト７３ｂは、搖動部材７３からローラ７１ａ側とは反対側に突出している。第２支持部材７４は、ボルト７３ｂにおける搖動部材７３からローラ７１ａ側とは反対側に突出した部分に挿し通されている。第２支持部材７４は、並設方向に沿って移動可能にボルト７３ｂに挿し通されている。第２支持部材７４が並設方向に沿って移動することで、ローラ７１ｂも設方向に沿って移動する。

【0059】

ボルト７３ｂにおける第２支持部材７４を挟んで搖動部材７３とは反対側の部分には、付勢部材７６であるバネが嵌め込まれている。付勢部材７６は、例えばゴム等の弾性部材であってもよい。第２支持部材７４は、付勢部材７６により搖動部材７３に向かって付勢されている。第２支持部材７４が搖動部材７３に向かって付勢されることで、ローラ７１ｂがローラ７１ａに向かって付勢される。

【0060】

第１支持部材７２には、調整板７７が取り付けられている。調整板７７は、前後方向と直交する面を有する。調整板７７には、弧状のスリット７７ａが形成されている。基台６０の上面６０ａには、取付板７８が設けられている。取付板７８は、前後方向と直交する面を有する。調整板７７は、スリット７７ａに挿し通された複数のボルト７８ａによって取付板７８に取り付けられる。弧状のスリット７７ａのどの部分でボルト７８ａを固定するかで、案内角度θ_nが変わるようにローラ対７１の配置を調整できる。

【0061】

ここで、第１ローラ対７９ａの案内角度θ_nを案内角度θ₁とし、第２ローラ対７９ｂの案内角度θ_nを案内角度θ₂とする。第２ローラ対７９ｂの案内角度θ₂は、第１ローラ対７９ａの案内角度θ₁よりも大きくなるように調整する。すなわち、ガイドローラ６１ｃの近くに配置されるローラ対７１ほど、案内角度θ_nが大きくなるように調整する。

【0062】

繊維束ガイド機構８０も、繊維束ガイド機構７０と同様の構成を有している。すなわち、繊維束ガイド機構８０は、２つのローラ対８１を備えている。繊維束Ｆのガイドローラ６１ｄとの接触箇所での幅方向（上下方向）に対して、ローラ対８１によって挟持される繊維束Ｆの幅方向がなす角度を案内角度θ_nとしたとき、０°＜θ_n＜θ₀である。繊維束ガイド機構８０の詳細な構成の説明は、省略する。

【0063】

（実施形態の特徴）
以上のように、本実施形態の繊維束ガイド機構７０は、幅方向に並べられた状態で走行する複数本の帯状の繊維束Ｆ（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５）と接触するガイドローラ６１ｂとガイドローラ６１ｃとの間に配置される。繊維束Ｆのガイドローラ６１ｂとの接触箇所での幅方向である第１方向と、繊維束Ｆのガイドローラ６１ｃとの接触箇所での幅方向である第２方向と、が互いに異なっている。そして、幅方向に並べられた状態の複数本の繊維束Ｆを挟持可能なローラ対７１を備えており、第１方向に対して第２方向がなす角度をひねり角度θ₀とし、第１方向に対してローラ対７１によって挟持される繊維束Ｆの幅方向である第３方向がなす角度を案内角度θ_nとしたとき、０°＜θ_n＜θ₀である。

【0064】

上述の構成により、ローラ対７１により幅方向に並べられた状態の複数本の繊維束Ｆを挟持できる。よって、複数本の繊維束Ｆがばらけたり、全体の繊維束Ｆの幅が変化したりするのを避けることができる。すなわち、ローラ対７１により複数本の繊維束Ｆの整列状態を維持しつつ案内することができる。このように、ガイドローラ６１ｂとガイドローラ６１ｃとの間で、複数本の繊維束Ｆをローラ対７１によってまとめて案内できる。よって、幅方向に並べられた状態の複数本の帯状の繊維束Ｆを、ガイドローラ６１ｂとガイドローラ６１ｃとの間の距離（ひねり距離）を短く抑えつつ、繊維束Ｆにねじれが生じるのを抑制してひねることができる。

【0065】

また、本実施形態の繊維束ガイド機構７０では、ローラ対７１を構成する２つのローラ７１ａ、７１ｂのうちの一方であるローラ７１ｂは、ローラ７１ａ、７１ｂにより繊維束Ｆを挟持する挟持位置と、挟持位置に比べてローラ７１ａ、７１ｂ間の距離が長い挟持解除位置と、の間で移動可能に構成されている。したがって、糸掛けを行う際には、ローラ７１ｂを挟持解除位置に移動させることで、糸掛け作業が容易となる。糸掛け終了後に、ローラ７１ｂを挟持位置に移動させることで、繊維束Ｆを挟持できる。

【0066】

さらに、本実施形態の繊維束ガイド機構７０では、ローラ対７１を構成する２つのローラ７１ａ、７１ｂのうちの一方であるローラ７１ｂは、その軸線方向と直交する方向であり、且つ、ローラ７１ａ、７１ｂの両方の軸線と直交する方向（並設方向）に沿って移動可能に構成されており、ローラ７１ｂをローラ７１ａに向かって付勢する付勢部材７６をさらに備えている。したがって、付勢部材７６によりローラ７１ｂがローラ７１ａに向かって付勢されるので、２つのローラ７１ａ、７１ｂによって繊維束Ｆを安定的に挟持できる。

【0067】

加えて、本実施形態の繊維束ガイド機構７０では、ひねり角度θ₀は９０°である。したがって、幅方向に並べられた状態の複数本の繊維束Ｆを９０°ひねることができるので、フィラメントワインディング装置１に設けた場合に、装置の設計の自由度が増す。

【0068】

また、本実施形態の繊維束ガイド機構７０は、案内角度θ_nが変わるようにローラ対７１の配置を調整可能な調整板７７をさらに備えている。したがって、案内角度θ_nを所望の角度に変更できる。

【0069】

さらに、本実施形態の繊維束ガイド機構７０では、ローラ対７１は、ガイドローラ６１ｂとガイドローラ６１ｃとの間の糸道に沿って複数（２つ）配置されている。したがって、幅方向に並べられた状態の複数本の帯状の繊維束Ｆを、ガイドローラ６１ｂとガイドローラ６１ｃとの間で、複数のローラ対７１により案内できる。よって、ひねり距離をさらに短く抑えつつ、繊維束Ｆにねじれが生じるのを確実に抑制できる。

【0070】

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0071】

上述の実施形態においては、繊維束ガイド機構７０、８０が、２つのガイドローラの間に配置されている場合について説明したが、これには限定されない。繊維束ガイド機構７０、８０は、ガイドローラ以外の複数本の帯状の繊維束Ｆと接触する部材の間に設けられていてもよい。

【0072】

また、上述の実施形態においては、繊維束ガイド機構７０、８０が、２つのローラ対を備えている場合について説明したが、これには限定されない。繊維束ガイド機構７０、８０に備えられるローラ対の数は、１つであってもよい。また、３つ以上のローラ対を備えていてもよい。

【0073】

さらに、上述の実施形態においては、軸７３ａを中心に搖動部材７３が搖動することで、ローラ対７１を構成する２つのローラ７１ａ、７１ｂのうちの一方であるローラ７１ｂが、挟持位置と挟持解除位置との間で移動可能に構成されている場合について説明したが、これには限定されない。すなわち例えば、移動するローラは、ローラ７１ｂでなくローラ７１ａであってもよい。また、ローラ７１ａ、７１ｂの両方が移動可能に構成されていてもよい。加えて、ローラは、直線的に移動してもよい。さらに、ローラは、挟持位置と挟持解除位置との間で移動可能でなくてもよい。

【0074】

また、上述の実施形態においては、付勢部材７６によってローラ７１ｂがローラ７１ａに向かって付勢されている場合について説明したが、これには限定されない。付勢部材７６は、ローラ７１ａをローラ７１ａに向かって付勢するものであってもよい。付勢部材７６は、設けられていなくてもよい。

【0075】

加えて、上述の実施形態においては、ひねり角度θ₀が９０°である場合について説明したが、ひねり角度θ₀は９０°に限定されるものではない。

【0076】

また、上述の実施形態においては、案内角度θ_nが変わるようにローラ対７１の配置を調整可能な調整板７７を備えている場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、案内角度θ_nは調整可能なものでなくてもよい。この場合、ガイドローラ６１ｃの近くに配置されるローラ対７１ほど、案内角度θ_nが大きくなるように配置する。これにより、幅方向に並べられた状態の複数本の帯状の繊維束Ｆを、ガイドローラ６１ｂとガイドローラ６１ｃとの間で、複数のローラ対７１により段階的にひねることができる。したがって、ひねり距離をさらに短く抑えつつ、繊維束Ｆにねじれが生じるのを確実に抑制できる。

【0077】

さらに、上述の実施形態においては、フィラメントワインディング装置において繊維束をガイド可能な繊維束ガイド機構について説明したが、これには限定されない。本発明は、フィラメントワインディング装置以外の走行する複数の帯状の繊維束を取り扱う繊維機械に適用することが可能である。

【符号の説明】

【0078】

６１ｂ ガイドローラ（第１糸道形成部材）
６１ｃ ガイドローラ（第２糸道形成部材）
７０、８０ 繊維束ガイド機構
７１ ローラ対
７６ 付勢部材
７７ 調整板（調整機構）
８１ ローラ対
θ₀ ひねり角度
θ_n 案内角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】