纤维束导引器的制造方法
【专利摘要】本发明纤维束导引器(1)具备：圆筒状的导引滚筒(11)、以自由旋转方式轴支撑该导引滚筒(11)的支持构件(12)、及设于导引滚筒(11)与支持构件(12)之间的可动机构部(13)，而导引滚筒(11)随着纤维束(Y)的宽度方向动作路径变化而摆动。若依该纤维束导引器(1)，由于可防止纤维束(Y)向导引滚筒(11)两侧周缘部偏移必要量以上，所以因纤维束(Y)接触导引滚筒(11)的突缘(112)而发生纤维束(Y)收缩或折曲的情形得以消除，可以引导扁平状纤维束(Y)，不会发生捻转的情况。
【专利说明】纤维束导引器
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于引导由多条纤维集合而成的扁平状纤维束的纤维束导引器。
【背景技术】
[0002]一般而言，以卷取装置卷取线条时，在线条的动作路径上设有导引器，并藉由该导引器引导线条朝向卷取装置。该导引器具备:圆柱状的引导滚筒，在两侧周缘部设置有突缘；及支持构件，以可朝圆周方向自由旋转的方式轴支撑该引导滚筒。此外，引导滚筒沿着外周面绕挂线条，藉由将支持构件作为旋转轴随着线条的移动而旋转，以引导线条朝向卷取装置(例如参照下述专利文献I)。
[0003]不过，最近正在进行像以碳纤维束为代表的以卷取装置卷取由多条纤维集合而成的扁平状纤维束的技术。对于该扁平状纤维束，也需要引导纤维束的导引器，但却直接使用上述的现有导引器。
[0004]先前技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平7 - 237814号公报
【发明内容】
[0007]发明所欲解决的课题
[0008]然而，若对扁平状纤维束直接使用现有的导引器，将会产生以下的问题。S卩，扁平状纤维束因为是由多条线集合而形成扁平状，其张力会依纤维束的部位而有差异，整体上会产生张力差。因此，在纤维束沿着引导滚筒的外周面移动时，会由于该张力差而不经意地逐渐偏移到引导滚筒的突缘侧，且因纤维束接触突缘而发生收缩或折曲等，导致产生捻转现象。由于这种现象，从引导滚筒送出的纤维束也会在保持该捻转的状态下送往卷取装置，而有卷取装置无法以优异精确度卷取纤维束之虞的问题。
[0009]本发明为有鉴于上述的问题而研发，其目的在提供一种可以对扁平状纤维束进行引导而不会产生捻转情形，进而可用卷取装置以优异精确度卷取纤维束的纤维束导引器。
[0010]解决课题所使用的手段
[0011]为了达成上述目的，本发明涉及一种用以引导由多条纤维集合而成的扁平状纤维束的纤维束导引器，其特征在具备:圆柱状引导滚筒，供纤维束绕挂于其外周面；及支持构件，以朝圆周方向自由旋转方式轴支撑该引导滚筒，而引导滚筒随着纤维束的宽度方向动作路径变化而摆动。
[0012]若依此构成，藉由引导滚筒随着扁平状纤维束的宽度方向动作路径变化而摆动，可以防止扁平状纤维束向引导滚筒的两侧周缘部偏移必要量以上。因此，不会有因扁平状纤维束接触引导滚筒突缘而产生收缩或折曲，可以对扁平状纤维束加以引导，而不会产生抢转的情况。
[0013]再者，在引导滚筒与支持构件的轴支撑部分具备:轴承，设在引导滚筒的中央部；轴体，以可滑动方式卡合于该轴承的内侧；及摆动轴构件，在该轴体的内侧，朝着与引导滚筒的旋转轴成正交的方向设置，以轴支撑支持构件，其中，以引导滚筒随着纤维束的移动而绕着所述支持构件旋转，同时按照纤维束的宽度方向动作路径变化而绕着摆动轴构件摆动为优选。若依此构成，因为可使引导滚筒旋转及摆动的机构集中在引导滚筒与支持构件的轴支撑部分，所以纤维束导引器整体可以简洁型态构成，同时可使引导滚筒以优异精确度摆动。
[0014]再者，摆动轴构件以设置在相对于引导滚筒的中心点呈径向偏心的位置为优选。若依此构成，因为引导滚筒容易形成铅直状态，故可使弓I导滚筒稳定旋转及摆动。
[0015]再者，以设置有从支持构件的侧面朝着与该支持构件交叉的方向延伸的样态的角度指示构件为优选。若依此构成，藉由使角度指示构件转动，可以通过支持构件改变摆动轴的倾斜角度。再者，藉由辨识角度指示构件的位置或角度等，可以容易掌握摆动轴的倾斜角度。
[0016]再者，在角度指示构件的附近位置，以设置有朝着与该支持构件交叉的方向延伸的样态的刻度盘为优选。若依此构成，因为可以从角度指示构件相对于刻度盘的位置来辨识角度指示构件的转动量，故可据此以良好精确度设定摆动轴的倾斜角度。
[0017]再者，在摆动轴与水平方向形成的角度设为H的情况中，在后述(式I)所表示的角度K为5°?35°范围，优选为10°?30°，更优选为15°?30°，使所述摆动轴相对于水平方向倾斜设置。若依此构成，扁平状纤维束就难以产生来回摆动(即短周期的摆动)，同时，由于扁平状纤维束容易自动回到本来的动作路径，所以可更稳定的引导扁平状纤维束。
[0018]发明的功效
[0019]若依本发明，藉由随着扁平状纤维束的宽度方向动作路径的变化使引导滚筒摆动，可以防止扁平状纤维束向引导滚筒的两侧周缘部偏移必要量以上。因此，扁平状纤维束不会因为接触引导滚筒的突缘而收缩或折曲。因此，可以对扁平状纤维束进行引导，而不会产生捻转，进而可使卷取装置以优异精确度卷取纤维束。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为第I实施形态的纤维束导引器的透视图。
[0021]图2为图1所示纤维束导引器的顶视图。
[0022]图3的(a)为图1所示纤维束导引器的正视图，及(b)为主要部分放大正视图。
[0023]图4为图3的IV — IV线箭号方向断面图。
[0024]图5为显示图1所示纤维束导引器的摆动轴倾斜角度等的示意正视图。
[0025]图6的(a)为图1所示纤维束导引器朝移动方向右侧倾斜时的顶视图，及(b)为朝移动方向左侧倾斜时的顶视图。
[0026]图7为摆动轴的倾斜角度所涉及的来回摆动与自动修正功能的评估结果曲线图。
[0027]图8为第2实施形态的纤维束导引器的透视图。
[0028]图9为图8所示纤维束导引器的顶视图。
【具体实施方式】
[0029]〈第I实施形态〉
[0030]其次，参照图1?图7就本发明纤维束导引器的第I实施形态加以说明。
[0031]本实施形态的纤维束导引器(以下称为本导引器)1为用以引导由多条纤维集合而成的扁平状纤维束者，如图1及图4所示，具备:形成为圆柱状的引导滚筒(以下称为滚筒)11 ;支持该滚筒11的支持构件12 ;及设置在滚筒11与支持构件12间的可动机构部13。
[0032]另外，此处的纤维束Y为碳纤维束，纤维束Y的移动方向在各图中以箭号D表示。
[0033]所述滚筒11具备:设在外周部的外周面111 ;形成在该外周面111两端部的突缘112 ;及设在滚筒11的中央部的圆筒状轴承113。
[0034]该滚筒11使纤维束Y从上方侧绕挂在形成为圆筒状的外周面111。具体而言，如图1及图5所示，从滚筒11的右方沿着水平方向移动而来的纤维束Y会进入滚筒11的外周面111上，并保持这种状态沿着滚筒11的外周面111移动后，从滚筒11的外周面111左侧向下方送出。此时，如图5所示，滚筒11会因为纤维束Y而形成朝右斜下方承受张力F(张力的合力)的状态，该张力F的方向与水平方向L形成的角度为α (在本实施形态中为 45° )。
[0035]再者，该滚筒11以从该外周面111的两端部朝径向延伸的样态形成有突缘112，以防止在外周面111移动的纤维束Y往宽度方向脱落。再者，轴承113通过连结片Ila而与外周面111连结，同时后述的可动机构部13的滚子131则抵接于其内周面。
[0036]如图4所示，所述支持构件12为以从固定于任意构件的固定构件12a的侧面朝水平方向L突出的样态予以固定的杆状构件。该支持构件12通过可动机构部13轴支撑引导滚筒11，且使引导滚筒11朝圆周方向绕着旋转轴Rl旋转。另外，如后所述，由于支持构件12以距离h偏向径向上方侧的状态轴支撑滚筒11，所以滚筒11的旋转轴Rl会与支持构件12的中心轴线以距离h偏向径向上方侧。但是，由于旋转轴Rl通过支持构件12的内部，故可视为滚筒11绕着支持构件12旋转。
[0037]如图4所示，所述可动机构部13为在滚筒11与支持构件12的轴支撑部分，相对于支持构件12以自由旋转及自由摆动的状态支持滚筒11的机构。具体而言，可动机构部13具备:抵接于滚筒11的轴承131的内周面的圆筒状滚子131 ;设在滚子131的内侧的圆筒状轴体132 ;及设在该轴体132的内侧的圆柱状摆动轴构件133。
[0038]所述滚子131为以平行状态设置在滚筒11的内部的多个圆筒状滚子件。该滚子131以抵接在滚筒11的轴承113的内周面，同时抵接于轴体132的外周面的样态设置，且可在轴承113的内周面与轴体132的外周面上滑动，而形成所谓的圆筒滚子轴承构造。
[0039]所述轴体132藉由上述的圆筒滚子轴承构造以可滑动的状态下卡合于轴承113的内侧。因此，滚筒11可通过各滚子131相对于轴体132朝圆周方向顺畅旋转。另外，在本实施形态中，虽采用圆筒滚子轴承构造，但也可以是滚珠轴承构造、圆锥滚子轴承构造、滑动轴承构造等其它轴承构造。
[0040]再者，如图3及图4所示，该轴体132形成有供支持构件12的前端部121插入的断面圆形中空部132a。该中空部132a则形成为其中心位置从轴体132的中心位置偏向径向上方侧的样态。藉此设计，可使后述的摆动轴133容易朝径向上方侧偏心。
[0041]另外，在滚筒11的中央部的左右两侧设置有盖构件13a，藉以防止粉尘等进入可动机构部13的内部。
[0042]如图3所示，所述摆动轴构件133在轴体132的中空部132a朝着与滚筒11的旋转轴Rl正交的方向架设，并对插入于轴体132的中空部132a的支持构件12提供轴支撑作用。藉此设计，滚筒11就可将摆动轴构件133作为摆动轴R2而绕着摆动轴R2摆动。
[0043]再者，如图5所示，该摆动轴构件133相对于水平方向L以角度H倾斜设置。藉由以角度H倾斜设置摆动轴构件133，滚筒11就可随着纤维束Y的宽度方向动作路径的变化而稳定摆动，其详细结构将在后述的实施例中说明。
[0044]再者，如图3至图5所示,该摆动轴构件133设置在相对于滚筒11的中心点(旋转轴Rl的中心点)朝径向上方侧偏心的位置。在本实施形态中，设置在从滚筒11的旋转轴Rl朝径向上方侧偏移距离h的位置。因此，由于滚筒11容易形成铅直状态，故可使滚筒11稳定旋转及摆动。
[0045]接着，一边参照附图一边说明有关本导引器I的动作。
[0046]如图1所示，纤维束Y从滚筒11的右方沿着水平方向移动，再进入滚筒11的外周面111上，并保持此状态沿着滚筒11的外周面111移动，然后从滚筒11的外周面111左部往下方送出，滚筒11则伴随这种动作而绕着支持构件12(旋转轴Rl)旋转。
[0047]纤维束Y的动作路径处于滚筒11的宽度方向中央时，纤维束Y位在摆动轴R2的正上方。因此，滚筒11 一边维持铅直状态一边以本来的动作路径引导纤维束Y，而不会绕着摆动轴R2摆动。另外，所谓本来的动作路径指纤维束Y在铅直状态的滚筒11宽度方向中央移动时的动作路径。
[0048]此处，纤维束Y的动作路径改变到宽度方向的一方侧时，滚筒11就绕着摆动轴R2摆动。
[0049]若以具体方式说明，则如图6(a)所示，在纤维束Y的动作路径改变为移动方向右侧时，由于会伴随这种趋势而对滚筒11在移动方向右侧产生旋转力矩，使滚筒11绕着摆动轴R2摆动到移动方向右侧而成为右倾斜状态，防止纤维束Y接触滚筒11的突缘112。然后，纤维束Y欲回到本来的动作路径时，从而在滚筒11的移动方向左侧产生旋转力矩，藉由滚筒11绕着摆动轴R2摆动到移动方向左侧而回到原来的铅直状态(图中虚线)，在原来的动作路径上引导纤维束Y。
[0050]另一方面，如图6 (b)所示，纤维束Y的动作路径改变到移动方向左侧时，从而因为在滚筒11的移动方向左侧产生旋转力矩，使滚筒11绕着摆动轴R2摆动到移动方向左侧而成为左倾斜状态，可防止纤维束Y接触滚筒11的突缘112。然后，纤维束Y欲回到原来的动作路径时，从而在滚筒11的移动方向右侧产生旋转力矩，藉由滚筒11绕着摆动轴R2摆动到移动方向右侧而回到原来的铅直状态(图中虚线)，进而在原来的动作路径上引导纤维束Y。
[0051]依此方式，纤维束Y的动作路径改变到宽度方向的一方侧时，由于滚筒11会绕着摆动轴R2摆动，故可防止纤维束Y向滚筒11的两侧周缘部偏移必要量以上。因此，纤维束Y不会因接触引导滚筒11的突缘112而收缩或折曲，可对纤维束Y进行引导，而不会产生捻转的情况，进而可用卷取装置以优异精确度卷取纤维束。
[0052]另外，本实施形态中，虽就摆动轴R2设置在相对于滚筒11的中心点朝径向上方侧偏心的位置的情形来说明，但是摆动轴也可为朝径向下方侧偏心。再者，虽就摆动轴R2相对于滚筒11的中心点朝径向偏心的情况来说明，但也可不偏心。
[0053]此外，虽就摆动轴R2配置在滚筒11的宽度方向中央的情况来说明，但也可配置在其它的位置。
[0054]而且，虽就藉由可动机构部13使滚筒11以自由旋转及自由摆动方式支持于支持构件12的情况来说明，但也可藉由其它机构以自由旋转及自由摆动方式支持滚筒11。
[0055]又，虽就滚子131为圆筒状的情况来说明，但也可为滚珠(ball)状。
[0056]再者，虽就轴体132通过轴承113与滚子131以可滑动方式卡合的情况来说明，但也可以可滑动方式直接卡合于轴承113。
[0057]再者，虽就纤维束Y为碳纤维束的情况来说明，但纤维束也可为其它材质。
[0058]此外，虽将所述滚筒11从纤维束Y承受的张力F的方向与水平方向L形成的角度α设为45°，但依据纤维束Y的绕挂方向，角度α会成为其它的角度。
[0059]实施例
[0060]接着，一边参照实验数据一边就本导引器I的实施例加以说明。
[0061]本实施例中，如图5所示，所述滚筒11从纤维束Y承受的张力F(合力)的方向与水平方向L所形成的角度设为α、摆动轴构件133的摆动轴R2与水平方向L所形成的角度设为H时，如下述(式I)所显示的角度K所示，摆动轴构件133设置成对水平方向L成倾斜的方式。另外，在本实施例中，角度α设定为45°。
[0062]K= α — H..?(式 I)
[0063]α:所述滚筒11从纤维束F承受的张力F的方向与水平方向L形成的角度(45° )
[0064]H:所述摆动轴构件133的摆动轴R2与水平方向L形成的角度
[0065]就该角度K与本导引器I的状况的关系加以记录的结果，如下述(表1)所示。
[0066][表 I]
[0067]
【权利要求】
1.一种纤维束导引器，为用以引导由多条纤维集合所成的扁平状纤维束的纤维束导引器，其特征在于具备: 圆柱状引导滚筒，供纤维束绕挂于其外周面； 支持构件，以朝圆周方向自由旋转方式轴支撑该引导滚筒， 在所述引导滚筒与支持构件的轴支撑部分具备:轴承，设在所述引导滚筒的中央部；轴体，以可滑动方式卡合于该轴承的内侧；及摆动轴构件，在该轴体的内侧朝着与引导滚筒的旋转轴正交的方向设置，供轴支撑所述支持构件， 而所述引导滚筒随着纤维束的移动而绕着所述支持构件旋转，同时按照纤维束的宽度方向动作路径变化绕着摆动轴构件摆动。
2.如权利要求1所述的纤维束导引器，其特征在于，所述摆动轴构件设在相对于所述引导滚筒的中心点朝径向偏心的位置。
3.如权利要求1或权利要求2所述的纤维束导引器，其特征在于，设有从所述支持构件的侧面朝与该支持构件交叉的方向延伸的样态的角度指示构件。
4.如权利要求3所述的纤维束导引器，其特征在于，在所述角度指示构件的附近位置，设有朝着与该支持构件交叉的方向延伸的样态的刻度盘。
5.如权利要求1至4中任一项所述的纤维束导引器，其特征在于，所述引导滚筒从纤维束接受的张力方向与水平方向所形成的角度设为α，所述摆动轴构件的摆动轴与水平方向所形成的角度设为H时，所述摆动轴构件相对于水平方向倾斜设置，使下述(式I)所表示的角度K在5°?35°范围， K= α — H..?(式 I) α:所述弓I导滚筒从纤维束接受的张力的方向与水平方向所形成的角度 H:所述摆动轴构件的摆动轴与水平方向所形成的角度。
6.如权利要求5所述的纤维束导引器，其特征在于，所述角度K为在10°?30°的范围。
7.如权利要求6所述的纤维束导引器，其特征在于，所述角度K为在15°?30°的范围。
【文档编号】B65H57/28GK104204319SQ201380017805
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年2月8日 优先权日:2012年5月2日
【发明者】真荣田喜康 申请人:株式会社神津制作所