长丝卷绕装置
技术领域
本发明涉及长丝卷绕装置。
背景技术
以往，公知有在套筒上卷绕纤维束而生产压力容器等的长丝卷绕装置。在这样的长丝卷绕装置中，为了提高卷绕作业的效率，谋求实现各种作业的自动化或高效化。例如，在专利文献1中，公开了使套筒的更换作业自动化的技术。并且，长丝卷绕装置有的具备通过使卷绕有纤维束的筒管绕套筒的周围公转而在套筒上实施环向卷绕的环向卷绕单元。在专利文献2、3中，为了使装配于这样的环向卷绕单元(在专利文献2、3中为环向卷绕装置)的筒管的更换作业高效化，准备多个环向卷绕单元，在筒管的更换时以环向卷绕单元为单位进行更换。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5756821号公报
专利文献2：日本特许第5687981号公报
专利文献3：日本特许第5752627号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在专利文献1～3所记载的发明中，例如，套筒的补充或筒管的装卸这样的作业依然需要由操作人员进行。然而，根据纤维束的卷绕条件，存在环向卷绕单元等高速动作的情况，因此，操作人员在环向卷绕单元等附近进行上述那样的作业的情况在安全性的方面并不优选。另一方面，若为了提高安全性而操作人员每当进行上述那样的作业时就使环向卷绕单元等停止，则会招致卷绕作业的效率降低。
本发明就是鉴于以上的课题而完成的，其目的在于提供一种能够同时实现操作人员的安全的确保和卷绕作业的效率提高的长丝卷绕装置。
用于解决课题的手段
本发明所涉及的长丝卷绕装置的特征在于，具备：卷绕装置，将卷绕有纤维束的筒管支承为装卸自如，且将从上述筒管拉出的纤维束卷绕于套筒；以及搬送装置，具有相对于上述卷绕装置搬入搬出上述筒管以及上述套筒的搬送路，上述长丝卷绕装置设置有：作业区域，操作人员能够在该区域对上述搬送路上的上述筒管以及/或者上述套筒进行作业；运转区域，上述卷绕装置在该区域运转；暂存区域，在上述搬送路的搬送方向上位于上述作业区域和上述运转区域之间；以及上述作业区域、上述运转区域以及上述暂存区域以外的外部区域，在上述作业区域与上述运转区域以及上述暂存区域的边界、和上述外部区域与上述运转区域以及上述暂存区域的边界设置有第一固定栅栏，在上述作业区域与上述暂存区域的边界设置有第一开闭部，上述暂存区域具有能够贮存上述筒管以及上述套筒的贮存部。
在本发明中，当因维护等而卷绕装置停止时，操作人员能够从作业区域经由第一开闭部而进入运转区域以及暂存区域。另一方面，由于设置有第一固定栅栏，因此能够防止在卷绕装置的运转中操作人员不经意地从作业区域进入运转区域以及暂存区域。因此，能够防止操作人员接近运转中的卷绕装置，能够确保操作人员的安全。此外，在暂存区域设置有能够贮存筒管以及套筒的贮存部，因此，即便在操作人员在作业区域进行作业的期间，也能够使用位于贮存部的筒管以及套筒继续进行卷绕作业。因而，根据本发明，能够同时实现操作人员的安全的确保和卷绕作业的效率提高。
在本发明中，也可以形成为，在上述作业区域与上述外部区域的边界设置有第二固定栅栏以及第二开闭部。
在该情况下，操作人员为了从外部区域进入作业区域需要打开第二开闭部。因而，若根据第二开闭部的状态对第一开闭部适当地进行控制，则能够进一步提高安全性。
本发明中，也可以形成为，还具备：为了解锁上述第二开闭部而由操作人员操作的解锁操作部；以及对上述第一开闭部以及上述第二开闭部进行控制的控制部，当上述解锁操作部被操作时，上述控制部将上述第二开闭部解锁，并且对上述第一开闭部上锁。
这样，当操作人员将第二开闭部解锁而进入作业区域时，第一开闭部被上锁，无法从作业区域进入暂存区域。因而，能够可靠地防止在卷绕装置的运转中操作人员进入暂存区域这一情况。
本发明中，也可以形成为，还具备为了对上述第二开闭部上锁而从上述外部区域由操作人员操作的上锁操作部，上述控制部在从上述解锁操作部被操作开始至上述上锁操作部被操作为止的期间，将上述第一开闭部维持在上锁状态。
这样，只要操作人员不从作业区域走出至外部区域而对上锁操作部进行操作，第一开闭部就不会被解锁。因而，能够更可靠地防止在卷绕装置的运转中操作人员进入暂存区域这一情况。
本发明中，也可以形成为，还具备能够检测存在于上述作业区域的操作人员的人检测部。
根据这样的结构，若根据人检测部的检测状况而对第一开闭部适当地进行控制，则能够进一步提高安全性。
本发明中，也可以形成为，具备对上述第一开闭部进行控制的控制部，当利用上述人检测部检测到在上述作业区域存在操作人员时，上述控制部对上述第一开闭部上锁。
这样，当操作人员存在于作业区域时，第一开闭部被上锁，无法从作业区域进入暂存区域。因而，能够可靠地防止在卷绕装置的运转中操作人员进入暂存区域这一情况。
在本发明中，也可以形成为，上述卷绕装置将装配有多个上述筒管的筒管架支承为装卸自如，上述搬送装置将上述筒管架相对于上述卷绕装置搬入搬出。
若像这样形成为能够以装配有多个筒管的筒管架为单位进行更换的结构，则能够在短时间内进行筒管的更换作业。
在本发明中，也可以形成为，上述第一开闭部处于打开状态时的开口为上述筒管架以及上述套筒的至少任一个能够通过的尺寸。
根据这样的结构，在筒管架或套筒大型化的情况下，不仅能够将第一开闭部用作用于将筒管架以及套筒从作业区域朝暂存区域搬送的开闭部，而且能够兼用作用于供操作人员出入的开闭部。
在本发明中，也可以形成为，在作为搭载于燃料电池汽车的氢罐使用的上述套筒上卷绕上述纤维束。
若为搭载于燃料电池汽车的氢罐，则需要具有某种程度的大小的套筒，相应地，卷绕装置或搬送装置大型化。因此，安全性成为更重要的因素，因此能够实现高安全性的本发明尤其有效。
附图说明
图1是示出长丝卷绕装置的概要的俯视图。
图2是示出卷绕装置的立体图。
图3是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图4是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图5是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图6是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图7是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图8是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图9是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图10是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图11是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图12是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图13是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图14是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图15是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图16是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图17是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图18是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图19是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图20是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图21是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图22是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图23是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图24是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图25是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图26是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图27是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图28是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图29是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图30是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图31是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图32是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图33是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图34是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图35是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图36是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图37是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图38是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图39是示出长丝卷绕装置的一个状态的俯视图。
图40是示意性地示出搬入支座的动作的主视图。
图41是示出长丝卷绕装置的变形例的俯视图。
具体实施方式
[本实施方式]
(长丝卷绕装置)
参照附图对本发明的一个实施方式所涉及的长丝卷绕装置进行说明。如图1所示，长丝卷绕装置1具备：卷绕装置2；搬送装置3；筒管架更换装置4；套筒更换装置5；控制装置6。卷绕装置2、搬送装置3、筒管架更换装置4、以及套筒更换装置5的动作由控制装置6控制。以下，为了说明的方便，使用图1所示的方向语。长丝卷绕装置1整体大致左右对称地构成。
(卷绕装置)
卷绕装置2是用于在套筒L上卷绕纤维束(省略图示)的装置。纤维束例如是在碳纤维等纤维材料含浸有热固性或者热塑性的合成树脂材料而成的。在利用卷绕装置2制造压力容器(压力罐)的情况下，作为套筒L，使用如图2所示那样的具有圆筒部和圆筒部两侧的拱顶部的形状的部件。套筒L由高强度铝、金属、树脂等形成。在套筒L上卷绕纤维束后，经过焙烧或冷却等硬化工序，能够制造高强度的压力容器。本实施方式的卷绕装置2在套筒L上卷绕纤维束而制造搭载于燃料电池汽车的氢罐。在该情况下使用的套筒L例如为直径200mm左右、长度1m左右的较大的套筒。
参照图2对卷绕装置2的详细情况进行说明。卷绕装置2具备：基座10；套筒支承单元20(第一套筒支承单元21以及第二套筒支承单元22)；环向卷绕单元30；螺旋卷绕单元40。
基座10对套筒支承单元20、环向卷绕单元30、以及螺旋卷绕单元40进行支承。在基座10的上表面配设有沿前后方向延伸的多个轨道11。套筒支承单元20以及环向卷绕单元30配置在轨道11上，能够在轨道11上沿前后方向往复移动。另一方面，螺旋卷绕单元40固定设置于基座10。第一套筒支承单元21、环向卷绕单元30、螺旋卷绕单元40、以及第二套筒支承单元22按照该顺序从前侧朝后侧配置。
套筒支承单元20具有：配置在相比环向卷绕单元30靠前侧的位置的第一套筒支承单元21；以及配置在相比螺旋卷绕单元40靠后侧的位置的第二套筒支承单元22。第一套筒支承单元21具有沿套筒L的轴向(前后方向)延伸的支承轴23，第二套筒支承单元22具有沿套筒L的轴向延伸的支承轴24。套筒支承单元20经由支承轴23、24而将套筒L支承为能够绕轴自转。另外，关于套筒支承单元20，例如通过采用专利文献1所记载的技术，形成为能够自动地装卸套筒L。
环向卷绕单元30对套筒L环向卷绕纤维束。环向卷绕是指在相对于套筒L而在与轴向大致呈直角的方向(也可以是从相对于与轴向正交的面稍稍倾斜的方向)卷绕纤维束的卷绕方式。环向卷绕单元30具有主体部31、旋转部件32、多个筒管33。主体部31配置在轨道11上，将旋转部件32支承为能够绕套筒L的轴旋转。在圆盘状的旋转部件32的中央部形成有套筒L能够通过的圆形的通过孔34。旋转部件32将多个筒管33支承为装卸自如。多个筒管33在旋转部件32的周向等间隔地配置，在各筒管33卷绕有纤维束。以使得套筒L相对地在通过孔34通过的方式，一边使环向卷绕单元30沿着轨道11往复移动一边使旋转部件32旋转，由此，多个筒管33在套筒L的周围绕轴公转，从多个筒管33拉出的多个纤维束同时环向卷绕于套筒L的表面。
螺旋卷绕单元40相对于套筒L而将纤维束螺旋卷绕。螺旋卷绕是指相对于套筒L而在与轴向大致平行的方向(也可以是相对于轴向稍稍倾斜的方向)卷绕纤维束的卷绕方式。螺旋卷绕单元40具有主体部41、多个引导件42、多个管嘴43。主体部41固定设置于基座10。在主体部41的中央部形成有套筒L能够通过的圆形的通过孔44。多个引导件42以及多个管嘴43沿着通过孔44的周向配置。从设置于未图示的筒子架的多个筒管拉出的多条纤维束经由多个引导件42而通往多个管嘴43。管嘴43沿径向延伸，纤维束从径向外侧通往径向内侧。并且，管嘴43具有同轴地呈嵌套状地配置的直径不同的多个管状部件，且构成为能够在径向伸缩。以使得套筒L在通过孔44通过的方式，一边使套筒支承单元20沿着轨道11往复移动一边使多个管嘴43对应于套筒L的外形伸缩，由此从多个管嘴43拉出的多条纤维束同时螺旋卷绕于套筒L的表面。
(搬送装置)
返回图1，搬送装置3是相对于卷绕装置2而将筒管架C(参照图3)以及套筒L(参照图3)搬入搬出的装置。搬送装置3具有：用于将筒管架C相对于卷绕装置2搬入搬出的筒管架搬送路51；以及用于将套筒L相对于卷绕装置2搬入搬出的套筒搬送路52。另外，图1中的框状箭头示出借助筒管架搬送路51进行的筒管架C的搬送的搬送方向、以及借助套筒搬送路52进行的套筒L的搬送的搬送方向。在以下的说明中，将搬送方向的上游侧以及下游侧仅称为上游侧以及下游侧。
此处，筒管架C是指具有多个筒管33的单元。具体地说，筒管架C构成为能够在圆板状的支承件的周向安装多个筒管33，支承件形成为相对于环向卷绕单元30的旋转部件32装卸自如。在本实施方式中，环向卷绕单元30的筒管33的更换通过更换筒管架C来进行。但是，筒管架C的具体结构并不限定于此，也可以将筒管33以单体更换。
筒管架搬送路51具有：朝卷绕装置2搬入筒管架C的筒管架搬入输送机51a、51b；从卷绕装置2搬出筒管架C的筒管架搬出输送机51c、51d；以及连接筒管架搬出输送机51d和筒管架搬入输送机51a的连接输送机51e。若朝连接输送机51e供给筒管架C，则所供给的筒管架C经由筒管架搬入输送机51a、51b而被搬送至筒管架更换装置4的附近，并由筒管架更换装置4装配于环向卷绕单元30。另一方面，由筒管架更换装置4从环向卷绕单元30卸下的筒管架C借助筒管架更换装置4移动至筒管架搬出输送机51c，并经由筒管架搬出输送机51d而被搬送至连接输送机51e。
在连接输送机51e的中途部设置有止挡件53。止挡件53能够在切断连接输送机51e的切断状态(图6等的状态)和敞开的敞开状态(图1等的状态)之间切换。通过利用止挡件53将连接输送机51e切断，从卷绕装置2搬出的筒管架C被贮存在相比连接输送机51e的止挡件53靠上游侧的部分。
套筒搬送路52具有：朝卷绕装置2搬入套筒L的套筒搬入输送机52a、52b；以及从卷绕装置2将套筒L搬出的套筒搬出输送机52c、52d。若朝套筒搬入输送机52a供给套筒L，则所供给的套筒L经由套筒搬入输送机52b而被搬送至套筒更换装置5的附近，并借助套筒更换装置5移动至能够与套筒支承单元20的支承轴23、24连结的位置，并被装配于套筒支承单元20。另一方面，从套筒支承单元20的支承轴23、24被卸下后的套筒L借助套筒更换装置5而移动至套筒搬出输送机52c，并被搬送至套筒搬出输送机52d。
(筒管架更换装置)
筒管架更换装置4进行装配于环向卷绕单元30的筒管架C的更换。筒管架更换装置4具有支轴61、滑动件62、63、搬入用保持部件64、搬出用保持部件65。支轴61在不阻碍第一套筒支承单元21的移动的高度沿左右方向延伸设置。在支轴61，以能够沿支轴61在左右方向移动的方式安装有滑动件62、63。在右侧的滑动件62，搬入用保持部件64安装成能够相对于滑动件62在前后方向移动。在左侧的滑动件63，搬出用保持部件65安装成能够相对于滑动件63在前后方向移动。
如图7所示，在滑动件62位于与筒管架搬入输送机51b的下游侧端部对置的位置(以下称为“搬入位置”)的状态下，通过使搬入用保持部件64朝后方移动，能够利用搬入用保持部件64保持位于筒管架搬入输送机51b的下游侧端部的筒管架C。接着，如图8所示，使滑动件62移动至与环向卷绕单元30对置的位置(以下称为“装卸位置”)，然后，如图9所示，使保持筒管架C的搬入用保持部件64朝向环向卷绕单元30进一步朝后方移动，由此能够将筒管架C装配于环向卷绕单元30。
另外，装配于环向卷绕单元30的筒管架C实际上由环向卷绕单元30遮挡而几乎无法看到，但在各图中，为了容易理解地进行说明，图示出筒管架C的整体。并且，在各图中，将用于卷绕前的筒管架C(筒管33的更换作业以及挂丝作业已完毕的筒管架)涂黑表示，将使用完毕的筒管架C涂白表示。并且，在各图中，将卷绕纤维束前的套筒L涂白表示，将卷绕纤维束后的套筒L涂黑表示。
另一方面，如图18所示，在滑动件63位于与环向卷绕单元30对置的位置(以下称为“装卸位置”)的状态下，使搬出用保持部件65朝向环向卷绕单元30而朝后方移动，由此能够将装配于环向卷绕单元30的筒管架C用搬出用保持部件65卸下并保持。接着，如图19所示，使保持筒管架C的搬出用保持部件65朝前方稍稍返回，然后如图20所示，使滑动件63移动至与筒管架搬出输送机51c的上游侧端部对置的位置(以下称为“搬出位置”)，由此能够将筒管架C搬出。
(套筒更换装置)
套筒更换装置5进行装配于套筒支承单元20的套筒L的更换。套筒更换装置5具有：与套筒搬入输送机52b邻接配置的搬入支座71；以及与套筒搬出输送机52c邻接配置的搬出支座72。
搬入支座71具有：支承台73、载置台74、一对臂75。支承台73被固定于套筒搬入输送机52b与卷绕装置2之间的地面。载置台74经由未图示的连杆机构等而被安装在支承台73的上部。由此，载置台74能够在如图1所示的支承台73的正上的位置(以下称为“待机位置”)和如图9所示的套筒支承单元20的支承轴23、24的延长线上的位置(以下称为“交接位置”)之间移动。一对臂75以能够沿左右方向伸缩的方式安装在支承台73的前后两侧。
如图7所示，通过使一对臂75朝套筒搬入输送机52b伸长，能够利用一对臂75保持位于套筒搬入输送机52b的下游侧端部的套筒L。接着，如图8所示，通过使把持套筒L的一对臂75返回，能够将套筒L载置于位于待机位置的载置台74。此外，如图9所示，通过使载置有套筒L的载置台74朝交接位置移动，能够将套筒L连结于套筒支承单元20的支承轴23、24。
搬出支座72具有支承台76、载置台77、一对臂78。支承台76被固定在套筒搬出输送机52c与卷绕装置2之间的地面。载置台77经由未图示的连杆机构等而被安装在支承台76的上部。由此，载置台77能够在如图1所示的支承台76的正上的位置(以下称为“待机位置”)与如图15所示的套筒支承单元20的支承轴23、24的延长线上的位置(以下称为“交接位置”)之间移动。一对臂78以能够沿左右方向伸缩的方式安装在支承台76的前后两侧。
如图15所示，使载置台77朝交接位置移动，由此，如图16所示，能够将从套筒支承单元20的支承轴23、24卸下后的套筒L载置于载置台77。接着，如图17所示，使载置有套筒L的载置台77返回待机位置，然后如图18所示利用一对臂78使套筒L从载置台77移动至套筒搬出输送机52c的上游侧端部，由此能够将套筒L从卷绕装置2搬出。
此处，参照图40对从将套筒L载置于载置台74起的搬入支座71的一系列的动作详细地进行说明。在载置台74的前后两端部配置有对套筒L的轴端部La进行支承的一对支承部74a。并且，搬入支座71具有：使载置台74沿左右方向移动的水平驱动部71a；以及使载置台74升降的升降驱动部71b。另外，搬出支座72也具有与搬入支座71同样的结构，按照与以下的说明相反的顺序将从套筒支承单元20卸下的套筒L搬出。
搬入支座71的一对臂75(在图40中省略图示)如图40的a图所示以使得套筒L的轴端部La由一对支承部74a支承的方式将套筒L载置于待机位置的载置台74。接着，如图40的b图所示，搬入支座71驱动水平驱动部71a，从而使载置台74从待机位置移动至交接位置。此时，套筒L的轴端部La位于套筒支承单元20的支承轴23、24的延长线上。进而，通过将支承轴23、24连结于套筒L的轴端部La，套筒L由套筒支承单元20支承为能够旋转。另外，关于用于将支承轴23、24相对于套筒L的轴端部La进行装卸的具体结构，例如请参照日本特开2014－177011。
若套筒L由套筒支承单元20支承，则如图40的c图所示，搬入支座71驱动升降驱动部71b而使载置台74从交接位置稍稍朝下方移动。由此，在使载置台74返回待机位置时，能够防止载置台74(尤其是支承部74a)与套筒L干涉。接着，如图40的d图所示，搬入支座71驱动水平驱动部71a而使载置台74返回至待机位置的正下，然后驱动升降驱动部71b而使载置台74朝上方移动，由此使载置台74返回待机位置。
(作业区域、运转区域以及暂存区域)
在以上述方式构成的长丝卷绕装置1设置有作业区域RA、运转区域RB以及暂存区域RC。通过像这样将长丝卷绕装置1划分为作业区域RA、运转区域RB以及暂存区域RC，能够同时实现操作人员的安全的确保和卷绕作业的效率提高。另外，以下，将作业区域RA、运转区域RB以及暂存区域RC以外的区域称为“外部区域”。
如图1所示，在作业区域RA与运转区域RB以及暂存区域RC的边界、和外部区域与运转区域RB以及暂存区域RC的边界，设置有用粗线图示的第一安全栅栏7。换言之，第一安全栅栏7以包围运转区域RB以及暂存区域RC的方式配置。并且，在作业区域RA与外部区域的边界设置有用粗线图示的第二安全栅栏8。换言之，第二安全栅栏8以包围作业区域RA的方式配置。但是，关于第一安全栅栏7与第二安全栅栏8重复的部分，可以将1个安全栅栏兼用作第一安全栅栏7以及第二安全栅栏8。另外，在图3～39中省略第一安全栅栏7以及第二安全栅栏8的图示。
作业区域RA是操作人员能够进入其中而进行各种作业的区域。作业区域RA具有：能够对筒管架搬送路51上的筒管架C进行作业的第一作业区域RA1；以及能够对套筒搬送路52上的套筒L进行作业的第二作业区域RA2以及第三作业区域RA3。
第一作业区域RA1将连接输送机51e包含在内部。操作人员能够在第一作业区域RA1中进行针对搬送至连接输送机51e的使用完毕的筒管架C的筒管33的更换作业、以及在设置于筒管架C的未图示的挂丝辊等搭挂纤维束的挂丝作业等。在配置于第一作业区域RA1与外部区域的边界的第二安全栅栏8设置有开闭部81。操作人员能够经由开闭部81进入第一作业区域RA1。
第二作业区域RA2将套筒搬入输送机52a包含在内部。操作人员能够在第二作业区域RA2中进行朝套筒搬入输送机52a的套筒L的搬入作业等。在配置于第二作业区域RA2与外部区域的边界的第二安全栅栏8设置有开闭部82。操作人员能够经由开闭部82进入第二作业区域RA2。
第三作业区域RA3将套筒搬出输送机52d包含在内部。操作人员能够在第三作业区域RA3中进行从套筒搬出输送机52d的套筒L的搬出作业等。在配置于第三作业区域RA3与外部区域的边界的第二安全栅栏8设置有开闭部83。操作人员能够经由开闭部83进入第三作业区域RA3。
运转区域RB是卷绕装置2、筒管架更换装置4、以及套筒更换装置5运转的区域。在运转区域RB，卷绕装置2、筒管架更换装置4、以及套筒更换装置5能够高速动作。并且，在后述的暂存区域RC搬送具有重量的筒管架C以及套筒L。因此，如上所述，利用第一安全栅栏7包围运转区域RB以及暂存区域RC，由此确保操作人员的安全。基本上构成为：若不使卷绕装置2、搬送装置3、筒管架更换装置4、以及套筒更换装置5的动作停止，则操作人员无法进入第一安全栅栏7中。
暂存区域RC是在筒管架C以及套筒L的搬送方向上位于作业区域RA与运转区域RB之间的区域，能够贮存筒管架C以及套筒L。暂存区域RC具有搬入侧暂存区域RC1和搬出侧暂存区域RC2。
搬入侧暂存区域RC1在搬送方向上位于第一作业区域RA1与运转区域RB之间、以及第二作业区域RA2与运转区域RB之间。搬入侧暂存区域RC1包含筒管架搬入输送机51a的下游侧部分、筒管架搬入输送机51b、套筒搬入输送机52b的下游侧部分。
在配置于搬入侧暂存区域RC1与第一作业区域RA1的边界的第一安全栅栏7设置有开闭部84。开闭部84的打开状态时的开口形成为能够使筒管架C通过的尺寸。操作人员能够经由开闭部84而从第一作业区域RA1进入搬入侧暂存区域RC1。开闭部84也具有将筒管架搬入输送机51a切断的功能，若开闭部84关闭，则借助筒管架搬入输送机51b进行的筒管架C的搬送被切断。筒管架搬送路51中的包含于搬入侧暂存区域RC1的部分即筒管架搬入输送机51a的相比开闭部84靠下游侧的部分和筒管架搬入输送机51b能够贮存筒管架C。
在配置于搬入侧暂存区域RC1与第二作业区域RA2的边界的第一安全栅栏7设置有开闭部85。开闭部85的打开状态时的开口形成为能够使套筒L通过的尺寸。操作人员能够经由开闭部85而从第二作业区域RA2进入搬入侧暂存区域RC1。开闭部85也具有将套筒搬入输送机52b切断的功能，若开闭部85关闭，则借助套筒搬入输送机52b进行的套筒L的搬送被切断。套筒搬送路52中的包含于搬入侧暂存区域RC1的部分即套筒搬入输送机52b的相比开闭部85靠下游侧的部分能够贮存套筒L。
搬出侧暂存区域RC2在搬送方向上位于运转区域RB与第一作业区域RA1之间、以及运转区域RB与第三作业区域RA3之间。搬出侧暂存区域RC2包含筒管架搬出输送机51c、筒管架搬出输送机51d的上游侧部分、套筒搬出输送机52c的上游侧部分。
在配置于搬出侧暂存区域RC2与第一作业区域RA1的边界的第一安全栅栏7设置有开闭部86。开闭部86的打开状态时的开口形成为能够使筒管架C通过的尺寸。操作人员能够经由开闭部86而从第一作业区域RA1进入搬出侧暂存区域RC2。开闭部86也具有将筒管架搬出输送机51d切断的功能，若开闭部86关闭，则借助筒管架搬出输送机51d进行的筒管架C的搬送被切断。筒管架搬送路51中的包含于搬出侧暂存区域RC2的部分即筒管架搬出输送机51c和筒管架搬出输送机51d的相比开闭部86靠上游侧的部分能够贮存使用完毕的筒管架C。
在配置于搬出侧暂存区域RC2与第三作业区域RA3的边界的第一安全栅栏7设置有开闭部87。开闭部87的打开状态时的开口形成为能够使套筒L通过的尺寸。操作人员能够经由开闭部87而从第三作业区域RA3进入搬出侧暂存区域RC2。开闭部87也具有将套筒搬出输送机52c切断的功能，若开闭部87关闭，则借助套筒搬出输送机52c进行的套筒L的搬送被切断。套筒搬送路52中的包含于搬出侧暂存区域RC2的部分即套筒搬出输送机52c的相比开闭部87靠上游侧的部分能够贮存套筒L。
(开闭部的控制)
操作人员用于进行开闭部81～83的解锁以及上锁的操作部9设置在外部区域。操作部9例如由触摸面板构成，并与控制装置6连接。在卷绕装置2的运转中，开闭部81～83被上锁，开闭部84～87打开。由此，能够进行借助筒管架搬送路51进行的筒管架C的搬送以及借助套筒搬送路52进行的套筒L的搬送，利用卷绕装置2自动地连续进行卷绕作业。
当在卷绕装置2的运转中操作人员进入作业区域RA1(或者RA2、RA3)时，利用操作部9对开闭部81(或者82、83)进行解锁操作。于是，控制装置6将开闭部81(或者82、83)解锁，并且将开闭部84～87上锁。由此，当操作人员存在于作业区域RA时，不会朝作业区域RA搬送来筒管架C或者套筒L，操作人员被禁止经由开闭部84～87进入暂存区域RC。并且，卷绕装置2能够使用贮存于暂存区域RC1的筒管架C或者套筒L而继续进行卷绕作业。
开闭部84～87的上锁状态直至操作人员从作业区域RA走出至外部区域并利用操作部9进行解锁状态的开闭部81(或者82、83)的上锁操作为止都被维持。若操作人员进行上锁操作，则控制装置6将开闭部81(或者82、83)上锁，并且将开闭部84～87解锁而形成为打开状态。由此，筒管架C或者套筒L的搬送再次开始。另外，在卷绕装置2停止时，利用控制装置6将开闭部81～87全部解锁，操作人员能够进入各区域RA～RC而进行维护等。
(卷绕作业的流程)
在以上述方式构成的长丝卷绕装置1中，能够连续地进行在套筒L卷绕纤维束的卷绕作业。参照图3～24对卷绕作业的一系列的流程进行说明。另外，在本实施方式中，卷绕于筒管33的纤维束的量设定为比在1次环向卷绕中使用的量稍多的程度，若1次环向卷绕结束，则进行筒管架C的更换。并且，在各图中用箭头示出各部的主要的动作。
当卷绕作业开始时，如图3所示，操作人员将开闭部81打开而进入第一作业区域RA1，朝连接输送机51e供给多个筒管架C。此时，开闭部84关闭，因此筒管架C尚未被搬送至卷绕装置2。另外，此处供给的筒管架C装配有新的筒管33，但尚未进行挂丝作业。但是，可以供给挂丝作业完毕后的筒管架C，也可以供给装配有空的筒管33的筒管架C。并且，操作人员将开闭部82打开而进入第二作业区域RA2，朝套筒搬入输送机52a搬入多个套筒L。此时，开闭部85关闭，因此套筒L尚未被搬送至卷绕装置2。
接着，如图4所示，操作人员在第一作业区域RA1中进行筒管架C的挂丝作业。另外，在供给挂丝作业完毕后的筒管架C的情况下，不需要进行该挂丝作业，在供给装配有空的筒管33的筒管架C的情况下，需要进行筒管33的更换作业以及挂丝作业。若以上的准备结束，则如图5所示，操作人员从第一作业区域RA1走出至外部，将开闭部81关闭并上锁。
若开闭部81被上锁，则如图6所示，开闭部84～87打开，开始筒管架C以及套筒L的搬送。结果，筒管架C从筒管架搬入输送机51b的下游侧起依次积存。并且，套筒L从套筒搬入输送机52b的下游侧起依次积存。操作人员估算所有的筒管架C都被搬送至相比止挡件53靠下游侧的位置的时刻而将止挡件53形成为切断状态。另外，也可以使用检测筒管架C的传感器等自动地进行该止挡件53的动作。
接下来，并行地进行筒管架C朝环向卷绕单元30的装配和套筒L朝套筒支承单元20的装配。但是，筒管架C朝环向卷绕单元30的装配和套筒L朝套筒支承单元20的装配也可以前后进行。
首先，对筒管架C的装配进行说明。如图7所示，筒管架更换装置4在滑动件62位于搬入位置的状态下使搬入用保持部件64朝后方移动，由此利用搬入用保持部件64保持筒管架搬入输送机51b上的筒管架C。接着，如图8所示，在使滑动件62朝装卸位置移动后，如图9所示，使搬入用保持部件64进一步朝后方移动，由此能够将筒管架C装配于环向卷绕单元30。若筒管架C的装配结束，则如图10所示，使搬入用保持部件64朝前方返回，然后如图11所示，使滑动件62返回搬入位置。
接下来，对套筒L的装配进行说明。如图7所示，套筒更换装置5的搬入支座71使一对臂75朝套筒搬入输送机52b伸长，把持套筒搬入输送机52b上的套筒L。接着，如图8所示，使把持有套筒L的一对臂75返回，将套筒L载置于位于待机位置的载置台74。接着，如图9所示，使载置有套筒L的载置台74移动至交接位置，然后，如图10所示，使第一套筒支承单元21以及第二套筒支承单元22以接近套筒L的方式移动，由此，套筒L与支承轴23、24连结，能够将套筒L装配于套筒支承单元20。若结束套筒L的装配，则使载置台74返回待机位置。
若筒管架C朝环向卷绕单元30的装配和套筒L朝套筒支承单元20的装配结束，则如图11所示，使环向卷绕单元30移动至套筒L的位置，如图12所示，开始借助环向卷绕单元30进行的环向卷绕。在进行环向卷绕的期间，搬入侧的筒管架C以及套筒L被搬送并堆在下游侧。另外，关于借助螺旋卷绕单元40进行的螺旋卷绕，省略此处的说明。
图13示出借助环向卷绕单元30进行的环向卷绕结束后的状态。若环向卷绕结束，则并行地进行装配于环向卷绕单元30的筒管架C的更换和装配于套筒支承单元20的套筒L的更换。但是，装配于环向卷绕单元30的筒管架C的更换和装配于套筒支承单元20的套筒L的更换也可以前后进行。
首先，对套筒L的更换进行说明。如图14所示，使结束环向卷绕的环向卷绕单元30从套筒L的位置朝前方移动，然后，如图15所示，套筒更换装置5的搬出支座72使载置台77朝交接位置移动。接着，如图16所示，使第一套筒支承单元21以及第二套筒支承单元22以从套筒L远离的方式移动，由此套筒L被从套筒支承单元20卸下，套筒L被载置于载置台77。接着，如图17所示，使载置有套筒L的载置台77返回待机位置，如图18所示，利用一对臂78使套筒L朝套筒搬出输送机52c移动，如图19所示，使一对臂78返回，由此能够将卷绕有纤维束的套筒L从卷绕装置2搬出至套筒搬出输送机52c。若卷绕有纤维束的套筒L的搬出结束，则接着，如图19～22所示，进行借助搬入支座71进行的新的套筒L的装配，但对此已参照图7～10进行过说明，所以省略此处的说明。
接下来，对筒管架C的更换进行说明。如图14所示，使结束了环向卷绕的环向卷绕单元30从套筒L的位置朝前方移动，并且，如图16所示，使第一套筒支承单元21以及第二套筒支承单元22以从套筒L远离的方式移动，然后，如图17所示，筒管架更换装置4使滑动件63朝装卸位置移动。接着，如图18所示，使搬出用保持部件65朝后方移动，由此，利用搬出用保持部件65将筒管架C从环向卷绕单元30卸下并进行保持。接着，如图19所示，使保持有筒管架C的搬出用保持部件65稍稍朝前方返回，如图20所示，使滑动件63朝搬出位置移动，如图21所示，使搬出用保持部件65进一步朝前方返回，由此，能够将使用完毕的筒管架C从卷绕装置2朝筒管架搬出输送机51c搬出。与使用完毕的筒管架C的搬出局部并行地，如图19～23所示，进行新的筒管架C的装配，但对此已参照图7～11进行过说明，因此省略此处的说明。
如图22所示，被搬出至筒管架搬出输送机51c的筒管架C经由筒管架搬出输送机51d而被搬送至连接输送机51e，并积存在止挡件53的上游侧。并且，被搬出至套筒搬出输送机52c的套筒L被搬送至套筒搬出输送机52d，并积存在套筒搬出输送机52d。
若装配于环向卷绕单元30的筒管架C的更换和装配于套筒支承单元20的套筒L的更换结束，则如图23所示，使环向卷绕单元30移动至套筒L的位置，如图24所示，开始借助环向卷绕单元30进行的环向卷绕。在进行环向卷绕的期间，搬入侧的筒管架C以及套筒L被搬送并堆在下游侧。
如上，在长丝卷绕装置1中，能够自动地进行筒管架C以及套筒L的更换，能够连续地进行卷绕作业。若卷绕作业进一步进展，则如图25所示，在止挡件53的上游侧逐渐积存使用完毕的筒管架C。此时，如图25～29所示，在合适的时刻，操作人员将开闭部81打开而进入第一作业区域RA1，进行针对使用完毕的筒管架C的筒管33的更换作业以及挂丝作业。参照图25～32对此时的流程进行说明。
在操作人员进行作业的期间，开闭部84、85关闭，因此不会朝卷绕装置2搬送新的筒管架C以及套筒L。然而，在搬入侧暂存区域RC1贮存有筒管架C以及套筒L，因此，即便筒管架C以及套筒L的供给暂时中断，如图25～29所示，也能够继续进行卷绕动作。并且，在操作人员进行作业的期间，开闭部84、86关闭，因此，成为操作人员无法经由开闭部84、86进入暂存区域RC的状况，能够提高安全性。
如图29所示，结束针对使用完毕的筒管架C的筒管33的更换作业以及挂丝作业，如图30所示，若操作人员从第一作业区域RA1走出至外部并将开闭部81上锁，则开闭部84～87打开。于是，如图31所示，筒管架C以及套筒L的搬送再次开始。此时，操作人员将止挡件53在合适的时刻切换为敞开状态，由此也能够搬送进行了筒管33的更换作业以及挂丝作业的筒管架C。但是，若进行了筒管33的更换作业以及挂丝作业的筒管架C被搬送，则止挡件53返回切断状态。另外，也可以使用检测筒管架C的传感器等自动地进行该止挡件53的动作。
并且，若卷绕作业进展，则如图33所示，套筒搬入输送机52a上的套筒L減少。此时，如图33～36所示，在合适的时刻，操作人员将开闭部82打开而进入第二作业区域RA2，进行朝套筒搬入输送机52a的套筒L的搬入作业。参照图33～39对此时的流程进行说明。
在操作人员进行作业的期间，开闭部84、85关闭，因此不会朝卷绕装置2搬送新的筒管架C以及套筒L。然而，由于在搬入侧暂存区域RC1贮存有筒管架C以及套筒L，因此，即便筒管架C以及套筒L的供给暂时中断，如图33～36所示，也能够继续进行卷绕动作。并且，在操作人员进行作业的期间，开闭部85关闭，由此，成为操作人员无法经由开闭部85进入暂存区域RC的状况，能够提高安全性。
若结束新的套筒L的搬入作业、操作人员如图37所示从第二作业区域RA2走出至外部并将开闭部82上锁，则开闭部84～87打开。于是，如图38所示，筒管架C以及套筒L的搬送再次开始。
虽然省略了此处的详细的说明，但当操作人员进行从套筒搬出输送机52d将卷绕有纤维束的套筒L搬出的搬出作业时，也与上述的新的套筒L的搬入作业大致同样。即、在操作人员进入第三作业区域RA3而进行作业的期间，通过在搬入侧暂存区域RC1贮存筒管架C以及套筒L也能够继续进行卷绕动作，并且开闭部87关闭，由此能够提高安全性。
(效果)
如上，在本实施方式的长丝卷绕装置1中，在因维护等而卷绕装置2停止时，操作人员能够从作业区域RA经由开闭部84～87(第一开闭部)而进入运转区域RB以及暂存区域RC。另一方面，由于设置有第一安全栅栏7(第一固定栅栏)，因此能够防止在卷绕装置2的运转中操作人员不经意地从作业区域RA进入运转区域RB以及暂存区域RC。因此，能够防止操作人员接近运转中的卷绕装置2，能够确保操作人员的安全。此外，在暂存区域RC设置有能够贮存筒管架C(筒管33)以及套筒L的贮存部(筒管架搬送路51中的暂存区域RC的内侧的部分以及套筒搬送路52中的暂存区域RC的内侧的部分)，因此，即便在操作人员在作业区域RA进行作业的期间，也能够使用位于上述贮存部的筒管架C以及套筒L继续进行卷绕作业。因而，能够同时实现操作人员的安全的确保和卷绕作业的效率提高。
在本实施方式中，在作业区域RA与外部区域的边界设置有第二安全栅栏8(第二固定栅栏)以及开闭部81～83(第二开闭部)。在该情况下，操作人员为了从外部区域进入作业区域RA需要将开闭部81～83打开。因而，若根据开闭部81～83的状态而对开闭部84～87适当地进行控制，则能够进一步提高安全性。
在本实施方式中，还具备为了将开闭部81～83解锁而由操作人员操作的操作部9(解锁操作部)、和对开闭部84～87以及开闭部81～83进行控制的控制装置6(控制部)，若操作部9被进行解锁操作，则控制装置6将开闭部81～83解锁，并且将开闭部84～87上锁。这样，在操作人员将开闭部81～83解锁而进入作业区域RA时，开闭部84～87被上锁，无法从作业区域RA进入暂存区域RC。因而，能够可靠地防止在卷绕装置2的运转中操作人员进入暂存区域RC。
在本实施方式中，还具备为了将开闭部81～83上锁而从外部区域由操作人员操作的操作部9(上锁操作部)，控制装置6在从操作部9被实施解锁操作起至被实施上锁操作为止的期间，将开闭部84～87维持在上锁状态。这样，只要操作人员未从作业区域RA走出至外部区域而对操作部9进行上锁操作，开闭部84～87就不会被解锁。因而，能够更可靠地防止在卷绕装置2的运转中操作人员进入暂存区域RC这一情况。
在本实施方式中，卷绕装置2将装配有多个筒管33的筒管架C支承为装卸自如，搬送装置3相对于卷绕装置2而将筒管架C搬入搬出。若像这样形成为能够以装配有多个筒管33的筒管架C为单位进行更换的结构，则能够在短时间进行筒管33的更换作业。
在本实施方式中，开闭部84～87的打开状态时的开口为能够供筒管架C以及套筒L中的至少任一个通过的尺寸。根据这样的结构，在筒管架C或套筒L大型化的情况下，能够将开闭部84～87不仅用作用于将筒管架C以及套筒L从作业区域RA朝暂存区域RC搬送的开闭部，而且兼用作用于供操作人员出入的开闭部。
在本实施方式中，在作为搭载于燃料电池汽车的氢罐使用的套筒L卷绕纤维束。若为搭载于燃料电池汽车的氢罐，则需要具有某种程度的大小的套筒L，相应地，卷绕装置2或搬送装置3大型化。因此，安全性成为更重要的因素，因此能够实现高安全性的本发明尤其有效。
[其他实施方式]
对针对上述实施方式附加了各种变更的变形例进行说明。
在上述实施方式中，将止挡件53设置于连接输送机51e。然而，若通过对筒管架搬送路51适当地进行控制等，使得使用完毕的筒管架C不会被搬送至卷绕装置2，则也可以省略止挡件53。
在上述实施方式中，假设当将开闭部81～83的任一个解锁时，将开闭部84～87全部上锁，但并非必须以这种方式构成。例如，也可以形成为，当将开闭部81打开时，仅面向第一作业区域RA1的开闭部84、86被上锁，当将开闭部82打开时，仅面向第二作业区域RA2的开闭部85被上锁，当将开闭部83打开时，仅面向第三作业区域RA3的开闭部87被上锁。
并且，为了进一步提高安全性，例如也可以形成为，当将开闭部81打开时使连接输送机51e停止，当将开闭部82打开时使套筒搬入输送机52a停止，当将开闭部83打开时使套筒搬出输送机52d停止。
在上述实施方式中，假设利用由触摸面板构成的操作部9进行开闭部81～83的解锁操作以及上锁操作。然而，操作部9的具体结构并不限定于此。例如，也可以分别独立地设置用于进行开闭部81～83的解锁操作的解锁用开关、和用于进行开闭部81～83的上锁操作的上锁用开关。
在上述实施方式中，假设在作业区域RA与外部区域的边界设置第二安全栅栏8以及开闭部81～83，根据开闭部81～83的开闭状态而进行开闭部84～87的开闭控制。然而，如图41所述，也可以省略第二安全栅栏8以及开闭部81～83，代替于此设置能够检测存在于作业区域RA的操作人员的人检测传感器89(人检测部)。在图41所示的例子中，在各作业区域RA1～RA3分别设置有由区域传感器构成的人检测传感器89。另外，人检测传感器89的具体结构并不限定于区域传感器，只要能够检测操作人员即可，也可以是人感传感器或温热传感器等任意的传感器。
控制装置6当利用人检测传感器89检测到在作业区域RA存在操作人员这一情况的情况下将开闭部84～87上锁。但是，并非必须将开闭部84～87全部上锁。例如，也可以形成为，当检测到在第一作业区域RA1存在操作人员的情况下仅将面向第一作业区域RA1的开闭部84、86上锁。通过以这种方式利用人检测传感器89，能够可靠地防止在卷绕装置2的运转中操作人员从作业区域RA进入暂存区域RC。另外，也可以在像上述实施方式那样设置第二安全栅栏8以及开闭部81～83的基础上进一步设置人检测传感器89。
附图标记说明
1：长丝卷绕装置
2：卷绕装置
3：搬送装置
6：控制装置(控制部)
7：第一安全栅栏(第一固定栅栏)
8：第二安全栅栏(第二固定栅栏)
9：操作部(解锁操作部、上锁操作部)
33：筒管
51：筒管架搬送路(搬送路)
52：套筒搬送路(搬送路)
81～83：开闭部(第二开闭部)
84～87：开闭部(第一开闭部)
89：人检测传感器(人检测部)
C：筒管架
L：套筒
RA(RA1、RA2、RA3)：作业区域
RB：运转区域
RC(RC1、RC2)：暂存区域
