单纤维卷绕装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种单纤维卷绕装置，在沿着芯轴的轴向将纤维束粘贴于芯轴时，使纤维束的取向的稳定性提高。单纤维卷绕装置具有：支承单元，能够支承卷绕有含浸了树脂的多条纤维束(F)的芯轴(M)，且能够在芯轴(M)的轴向上移动；多个纤维束引导部(50)，在芯轴(M)的周向上呈放射状排列，且将多条纤维束(F)朝芯轴(M)分别引导；以及螺旋单元，经由多个纤维束引导部(50)将多条纤维束(F)朝芯轴(M)供给。各纤维束引导部(50)具有按压辊(54)，该按压辊(54)将向芯轴(M)供给的纤维束(F)按压于在轴向上移动的芯轴(M)的周面。按压辊(54)能够以沿着与轴向正交的辊轴方向延伸的辊轴为旋转中心，与芯轴(M)的周面接触而从动旋转。

Single fiber winding device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单纤维卷绕装置
本专利技术涉及一种将纤维束卷绕于套筒的单纤维卷绕装置。
技术介绍
在专利文献1中公开了将含浸有树脂的多条碳纤维束卷绕于芯轴的单纤维卷绕装置。单纤维卷绕装置具备：芯轴支承台，将芯轴支承为能够旋转且能够沿着芯轴的轴向(水平方向)移动；以及螺旋卷绕装置，将多条纤维束螺旋卷绕于芯轴。在多条纤维束的前端部被固定于芯轴的状态下，当芯轴支承台使芯轴一边旋转一边沿着轴向移动时，多条纤维束被从螺旋卷绕装置拉出而以规定的卷绕角度螺旋卷绕于芯轴。通过在一边旋转一边移动的芯轴上卷绕纤维束，由此对纤维束赋予规定的张力。通过在筒状的芯轴上卷绕纤维束而制造出的碳辊具有轻量、高强度、高刚性等特性，因此在多个领域中被利用。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-78959号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题近年来，本申请专利技术人得到如下见解：例如，通过使用高弹性的沥青基碳纤维束而如以下那样形成纤维束的层，由此与以往相比能够得到更高刚性的碳辊。即，得到如下见解：优选形成纤维束与芯轴的轴向大致平行地粘贴的0度取向层、相对于芯轴的轴向朝一侧倾斜地卷绕的+θ取向层、以及相对于上述轴向朝另一侧倾斜地卷绕的-θ取向层。这种碳辊具有高刚性，因此固有振动频率较高，即便高速旋转也容易抑制振动，因此，能够作为高速旋转用的部件，而良好地利用于制膜机械、印刷机械等工业机械的卷绕辊以及汽车的传动轴等。此处，为了使用专利文献1所记载的单纤维卷绕装置来形成0度取向层，需要一边使芯轴不旋转地沿着轴向移动，一边将含浸有树脂的纤维束从螺旋卷绕装置拉出并粘贴于芯轴。但是，当使芯轴不旋转而仅移动时，无法在芯轴上卷绕纤维束，因此对纤维束赋予的张力变弱。因此，纤维束由于自重而松弛，纤维束的配置容易紊乱。此外，存在难以将粘贴于芯轴的侧部、底部等的纤维束粘贴到目标位置，且难以形成0度取向层这样的问题。本专利技术的目的在于，在沿着芯轴的轴向将纤维束粘贴于芯轴时，使纤维束的取向的稳定性提高。用于解决课题的手段第1专利技术的单纤维卷绕装置的特征在于，具备：支承单元，能够支承能够卷绕含浸有树脂的多条纤维束的芯轴，且能够在芯轴的轴向上移动；以及螺旋单元，具有在上述芯轴的周向上呈放射状排列且将上述多条纤维束朝上述芯轴分别引导的多个纤维束引导部，经由上述多个纤维束引导部向上述芯轴供给上述多条纤维束，上述多个纤维束引导部分别具有按压辊，该按压辊将向上述芯轴供给的上述纤维束按压于在上述轴向上移动的上述芯轴的周面，上述按压辊能够以沿着与上述轴向正交的辊轴方向延伸的辊轴为旋转中心，与上述芯轴的周面接触地从动旋转。在本专利技术中，纤维束由纤维束引导部的按压辊按压于芯轴的周面，由此，通过树脂的粘性而粘贴于芯轴。由此，即便在芯轴不旋转而对纤维束赋予的张力较弱的情况下，也能够在向芯轴供给的纤维束松弛之前将该纤维束粘贴于芯轴，能够容易地将纤维束粘贴于目标位置。因而，能够容易地沿着芯轴的轴向将纤维束粘贴于芯轴。第2专利技术的单纤维卷绕装置的特征在于，在上述第1专利技术中，上述纤维束引导部具有张力承受部件，该张力承受部件配置于比上述按压辊靠纤维束行进方向的上游侧的位置，承受由上述按压辊按压于上述芯轴之前的上述纤维束的张力。即便在不使芯轴旋转而将纤维束粘贴于芯轴的情况下，通过芯轴在轴向上移动，也能够对向芯轴供给的纤维束赋予一定程度的张力。该张力以使按压辊从芯轴浮起的方式起作用，因此，当该张力直接作用于按压辊时，按压辊将纤维束按压于芯轴的力有可能变弱。在本专利技术中，通过配置于比按压辊靠上游侧的位置的张力承受部件来承受对纤维束赋予的张力。由此，能够抑制张力直接作用于位于比张力承受部件靠下游侧的位置的按压辊，因此，能够抑制按压辊的按压力变弱。第3专利技术的单纤维卷绕装置的特征在于，在上述第2专利技术中，上述张力承受部件为辊。例如，在将容易折断的纤维束(上述的沥青基碳纤维束等符合该情况)粘贴于芯轴的情况下，当张力承受部件被固定时，纤维束有可能由于与张力承受部件摩擦而折断。在本专利技术中，能够使纤维束沿着辊顺畅地行进，因此，能够抑制纤维束折断。第4专利技术的单纤维卷绕装置的特征在于，在上述第1～第3任一项专利技术中，上述螺旋单元具有引导移动机构，该引导移动机构使上述纤维束引导部在上述芯轴的径向上移动。在本专利技术中，通过根据芯轴的外径来调整纤维束引导部在径向上的位置，由此能够通过按压辊将纤维束按压于具有各种外径的芯轴的周面。第5专利技术的单纤维卷绕装置的特征在于，在上述第1～第4任一项专利技术中，上述支承单元能够在上述轴向上往返移动，上述纤维束引导部具有多个上述按压辊，作为上述按压辊而设置有第1按压辊和第2按压辊，该第1按压辊为，在上述支承单元朝上述轴向上的一侧移动时，将上述纤维束按压于上述芯轴的周面，该第2按压辊为，配置于比上述第1按压辊靠上述轴向上的另一侧的位置，在上述支承单元朝上述轴向上的上述另一侧移动时，将上述纤维束按压于上述芯轴的周面。在本专利技术中，在支承单元能够往返移动的构成中，在芯轴朝轴向上的一方移动时，能够通过第1按压辊将纤维束按压于芯轴的周面，在芯轴朝轴向上的另一方移动时，能够通过第2按压辊将纤维束按压于芯轴的周面。由此，能够在芯轴的往路以及返路的双方上将纤维束粘贴于芯轴，因此，能够将纤维束有效地粘贴于芯轴。第6专利技术的单纤维卷绕装置的特征在于，在上述第1～第5任一项专利技术中，上述芯轴具有沿着上述轴向延伸的圆筒形状，上述按压辊具有缩径部分，该缩径部分为，在包括上述按压辊的轴心的截面中，以越朝向上述辊轴方向的中央则直径变得越小的方式弯曲。例如，在按压辊为圆筒状的情况下，按压辊相对于具有弯曲的周面的芯轴的接触面积较小，因此，有可能难以将纤维束按压于芯轴的周面。在本专利技术中，能够容易地使按压辊的缩径部分沿着芯轴的周面，因此，能够增大按压辊与芯轴周面的接触面积。因而，能够将纤维束稳定地按压于芯轴的周面。第7专利技术的单纤维卷绕装置的特征在于，在上述第6专利技术中，在上述按压辊的比上述缩径部分靠上述辊轴方向的两外侧，分别形成有辊端部分，在上述按压辊的上述截面中，上述辊端部分位于比上述缩径部分的外缘的上述辊轴方向的端部处的切线靠上述按压辊的径向的内侧的位置，上述辊端部分的外缘与上述缩径部分的外缘所成的角为钝角。当缩径部分形成到辊轴方向的端部时，在按压辊的截面中，辊轴方向的端面与缩径部分的外缘所成的角成为锐角(变得尖锐)，因此容易产生以下的问题。即，在芯轴的周向上，在与当前粘贴纤维束的位置不同的位置上已经粘贴有纤维束的情况下，当按压辊的端部与上述不同的位置的纤维束接触时，该纤维束有可能由于按压辊的端部而翘起。在本专利技术中，辊端部分的外缘与缩径部分的外缘所成的角为钝角。即，与缩径部分(容易与纤维束接触的部分)形成到辊轴方向的端部的情况相比，缩径部分的端部附近成为平滑的形状。由此，即便缩径部分的辊轴方向上的端部与已经粘贴于芯轴的纤维束接触，该纤维束也难以翘起。第8专利技术的单纤维卷绕装置的特征在于，在上述第7专利技术中，在上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单纤维卷绕装置，其特征在于，具备：/n支承单元，能够支承芯轴，且能够在芯轴的轴向上移动，该芯轴能够卷绕含浸了树脂的多条纤维束；以及/n螺旋单元，具有多个纤维束引导部，经由上述多个纤维束引导部向上述芯轴供给上述多条纤维束，上述多个纤维束引导部在上述芯轴的周向上呈放射状排列且将上述多条纤维束朝上述芯轴分别引导，/n上述多个纤维束引导部分别具有按压辊，该按压辊将向上述芯轴供给的上述纤维束按压于在上述轴向上移动的上述芯轴的周面，/n上述按压辊能够以沿着与上述轴向正交的辊轴方向延伸的辊轴为旋转中心，与上述芯轴的周面接触而从动旋转。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171110 JP 2017-2174571.一种单纤维卷绕装置，其特征在于，具备：
支承单元，能够支承芯轴，且能够在芯轴的轴向上移动，该芯轴能够卷绕含浸了树脂的多条纤维束；以及
螺旋单元，具有多个纤维束引导部，经由上述多个纤维束引导部向上述芯轴供给上述多条纤维束，上述多个纤维束引导部在上述芯轴的周向上呈放射状排列且将上述多条纤维束朝上述芯轴分别引导，
上述多个纤维束引导部分别具有按压辊，该按压辊将向上述芯轴供给的上述纤维束按压于在上述轴向上移动的上述芯轴的周面，
上述按压辊能够以沿着与上述轴向正交的辊轴方向延伸的辊轴为旋转中心，与上述芯轴的周面接触而从动旋转。


2.如权利要求1所述的单纤维卷绕装置，其特征在于，
上述纤维束引导部具有张力承受部件，该张力承受部件配置于比上述按压辊靠纤维束行进方向的上游侧的位置，承受由上述按压辊按压于上述芯轴之前的上述纤维束的张力。


3.如权利要求2所述的单纤维卷绕装置，其特征在于，
上述张力承受部件为辊。


4.如权利要求1至3中任一项所述的单纤维卷绕装置，其特征在于，
上述螺旋单元具有引导移动机构，该引导移动机构使上述纤维束引导部在上述芯轴的径向上移动。


5.如权利要求1至4中任一项所述的单纤维卷绕装置，其特征在于，
上述支承单元能够在上述轴向上往返移动，
上述纤维束引导部具有多个上述按压辊，
作为上述按压辊而设置有第1按压辊和第2按压辊，
在上述支承单元朝上述轴向的一侧移动时，上述第1按压辊将上述纤维束按压于上述芯轴的周面，
上述第2按压辊配置于比上述第1按压辊靠上述轴向的另一侧的位置，在上述支承单元朝上述轴向的上述另一侧移动时，上述第2按压辊将上述纤维束按压于上述芯轴的周面。


6.如权利要求1至5中任一项所述的单纤维卷绕装置，其特征在于，
上述芯轴具有沿着上述轴向延伸的圆筒形状，
上述按压辊在包括上述按压辊的轴心的截面中，具有以越朝向上述辊轴方向的中央则直径变得越小的方式弯曲的缩径部分。


7.如权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷川元洋，中村大五郎，和田浩孝，鱼住忠司，下本英生，西田达彦，五由出将嗣，松浦哲也，池崎秀，
申请(专利权)人：村田机械株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP