JP2012097397A - 一軸布又は多軸布を製造するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維帯の切断時に張力差を極力小さいものに抑えることを目的とする。
【解決手段】繊維帯から一軸布又は多軸布を製造するための装置（１）および方法であって、この装置（１）は前記繊維帯（６）を供給するための供給装置（７）と前記繊維帯（６）を所定長さに切断するための切断装置（９）と並置された前記繊維帯（６）の少なくとも１層を接合機構へと移送するための移送機構（２、３）と前記切断された前記繊維帯を前記移送機構（２、３）上に載置するための搬送機構とを有し、前記切断装置（９）が切刃（１２）を備えた刃物（１０）を有し、該切刃（１２）がその延設方向で変位可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、繊維帯から一軸布又は多軸布を製造するための装置であって、前記繊維帯を供給するための供給装置と、該繊維帯を所定長さに切断するための切断装置と、並置された繊維帯の少なくとも１層を接合機構へと移送するための移送機構と、前記所定長さに切断された繊維帯を移送機構上に載置するための搬送機構とを有する装置に関する。

本発明は、さらに、一軸布又は多軸布を製造するための方法であって、繊維帯が所定長さで供給装置から取り出され、該繊維帯が所定長さに切断され、切り離された前記繊維帯（繊維帯部分ともいう）が既に載置された繊維帯部分に並べて移送機構上に載置され、並置された各繊維帯部分が接合される方法に関する。

一軸布を製造するとき、多数のフィラメント又は別の糸状形成物が並べて載置されて平面的材料を形成する。この平面的材料は、次に接合部に、例えば編機の編成部に送られて、各フィラメント又は糸状形成物同士が互いに接合される。多軸布の場合、前記工程は、各フィラメント又は糸状形成物の、複数のこのような層を互いに異なる方向で重ねて、接合する。

並置された各フィラメントからその都度１つの層を形成するために、該各フィラメントを所望方向で移送機構を介して搬送し、次に、移送機構の移送方向で位置をずらして、次にフィラメントを逆方向で再び戻すことが知られている。こうしてフィラメントのエンドレス供給が可能である。

しかしながら、幾つかの材料はこのようにして供給することができないか、又は供給できるにしても不都合を伴う条件のもとでしか供給できない。前記幾つかの材料、例えば炭素繊維の場合、別の手法が選択される。つまり、各フィラメント又は別の糸状形成物から帯状シート（フィラメントシート）が形成される。以下の説明を単純化するために、これらのフィラメントシートは、この明細書の説明及び特許請求の範囲において単に「繊維帯」とも称する。これらの繊維帯は、供給装置から引き出され、この供給装置は一定の移送能力を十分に発揮することができる。

このような繊維帯が所望の長さで供給装置から引き出されると、該繊維帯は切断される。こうして所定の長さに切断された繊維帯（所定長さに切断された繊維帯を「繊維帯部分」ともいう）は、次に移送機構上に載置される。後続の切断された繊維帯部分のスペースを提供するために、移送機構が動かされる。前記切断工程と移動工程が繰り返される。

一軸布又は多軸布を異なる供給方式で形成する原理については、特許文献１に述べられている。

前記した処理方式の説明は特許文献２にも見られる。

独国特許発明第１０２００７０２４１２４号明細書 欧州特許出願公開第１５１２７８４号明細書

前述した繊維帯の供給時に大切なことは、各繊維帯がその全幅にわたって均一な張力を有するようにすることである。繊維帯がその幅内の各部において張力差が生じていると、繊維帯に波打ちが生じ、一軸布又は多軸布の外観に不都合な影響を与える。さらに、このような一軸布又は多軸布を後に使用するときに、強度的な問題を生じさせることがある。

一方、前記移送機構上に載置される繊維帯の幅は、近年ますます広くなっている。かかる繊維帯の幅が広くなればなるほど、切断時に繊維帯の幅内の各部において張力差を生じる可能性が一層大きくなる。

本発明の課題は、切断時に繊維帯の幅内の各部に生じる張力差を極力小さく抑えることにある。

前記課題は、冒頭に記載した種類の装置において、切断装置が切刃を備えた刃物を有し、この切刃が該切刃の延設方向（長手方向）に変位（移動）可能であることによって解決される。

このような刃物でもって、幅全体を均等に引張った状態で繊維帯の幅全体を同時に切断することができる。つまり、鋏状切断や従来の刃物による切断のように、繊維帯の幅方向に切断が順次進行するような「切断」とは異なる。つまり、繊維帯が、幅方向において別の諸領域が既に切断されているのに、まだ繋がり合った諸領域が存在しているような形態の切断はおこなわれない。
このために、本発明では切刃は繊維帯の幅よりも大きな長さを当然有していなければならない。しかし、このことは問題なく可能である。
繊維帯はその厚さ方向に切断が進行してゆく。しかし、繊維帯の厚さは、その幅よりも寸法的にかなり小さいので、本発明にかかる前記切断はごく短時間で行うことができ、繊維帯の幅内の各部位に張力差が生じる可能性は、事実上、もはや存在しない。

主として、前記切刃は繊維帯の表面となる平面と平行に延設された状態で配置され、この表面に切刃が厚さ方向へ切り込んでゆく。つまり、繊維帯と切刃の延設方向（長手方向）が互いに平行になっており、切刃は繊維帯の幅方向で完全に同時に切断することができるように構成することである。

好ましくは、刃物は繊維帯に対して、切刃の単に１回の移動によって繊維帯が切断可能であるようにコーディネイトされていることである。そのことの前提として、刃物は切断に必要とされる長さに対して余裕が残るように、切断しようとする繊維帯の幅よりも切刃の延設方向（長手方向）の寸法がかなり大きくなっていることである。
かかる構成では、単一方向への刃物の移動によって繊維帯の切断工程が実行されるので、従来の如く刃物の切断方向の転向に起因して繊維帯の幅内に張力差が引き起こされることも排除できる。

好ましくは、刃物は循環式（ループ式）の帯状刃物として形成されていることである。かかる循環式の帯状刃物は、事実上無端長の切刃を備えることができ、十分に大きな長さが切断に利用可能である。また、前記帯状刃物の場合には単一方向に駆動することができる。このため、例えば、帯状刃物用の案内ローラに作用する回転駆動装置で駆動することができる。そのことから刃物の駆動装置は比較的単純な構成のものとなる。

その際、主として、前記刃物に対応して相手形材が付設されており、刃物と相手形材が相対的に、切刃の延設方向に垂直な方向（刃物と相手形材とが近接又は離間する方向）へ移動可能であるようにすることである。例えば、相手形材は刃物に近づく方向へ動かすことができる。この結果、かかる相手形材は繊維帯を可動刃物に押し付けることになり、こうして繊維帯が刃物によって切断される。

その際、好ましくは、前記相手形材は刃物が入り込むような溝を有するように構成しておくことである。かかる溝によって、切断工程のとき、繊維帯はこの溝の両方の側面の間でいわば緊張した状態で保持されることになる。この状態において、刃物の切刃が前記溝内に入り込んで、前記緊張した状態の繊維帯を切断することができる。

主として、前記移送機構と同じ側で、前記相手形材に並べてドロッパーが配置され、このドロッパーが繊維帯を移送機構の保持機構に押し込むように構成することである。かかる保持機構は、例えば、特許文献２に述べられたように形成しておくことができる。こうして、繊維帯末端の固着工程と切断工程を一緒におこなうことができる。このことは、幾つかの利点を有する。一方で、繊維帯の末端のために、つまり、所定長さに切断された繊維帯部分の切断部分に近接する末端（両方の末端）のために、付加的な保持機構は必要でない。他方で、２つの工程を一緒におこなうと、時間的に節約できる。

主として、前記ドロッパーと相手形材とが、共通の取付具に固着されているようにすることである。その場合、かかるドロッパーと相手形材を一緒に繊維帯（あるいは繊維帯部分）に作用させるためには、単に取付具を動すだけでよいことになる。

好ましくは、前記ドロッパーと相手形材とが、取付具のばね装置を介して互いに結合され且つ互いに相対的に移動可能に構成することである。このような構成によれば、かかるドロッパーと相手形材を一緒に動かすことができるだけではない。つまり、前記ドロッパーが、例えば、移送機構のストッパーに既に当接したときも、前記相手形材をさらに動かすことも可能となる。前記ばね装置は、ここで一定の遊びのための移動をも可能とするような構成であることが望ましい。
他方で、前記ドロッパーと相手形材との相対移動時にも、前記取付具の移動の最後の段階に、両方の要素、つまり、相手形材とドロッパーが、再び所望の如くに互いに整列できるように、ばね装置が担保可能に構成されていることが望ましい。

主として、弾性撓み可能な支持面が、前記供給装置と同じ側に刃物に並べて配置されているようにすることである。このように構成すると、繊維帯を切断するとき、その繊維帯はまず支持面上で圧縮することができる。そして、一定の圧縮力に達して後、支持面がさらに繊維帯と一緒に刃物の方に（又は刃物が繊維帯の方に）動くことによって、切断すべき繊維帯の厚さがさらに低減され、このように低減されると、切断工程はなお時間的に短縮することができる。

前記課題は、冒頭に指摘した種類の方法において、切断のために刃物の切刃が、引張った状態の繊維帯を、厚さ方向に移動する（案内される）ことによって解決される。

繊維帯の幅内で張力差が生じ又はもたらされることのないように、かかる繊維帯を幅全体にわたって同時に切断することは、引張った状態で切断することによって可能となる。

主として、繊維帯の切断は単一方向への移動で達成されるようにすることである。その場合、従来の如く、切刃の移動方向の転向に起因して繊維帯の幅内で張力差が生じるようなこともない。

主として、前記繊維帯の切断は、前記刃物の１回の連続した移動で行われるようにすることである。この結果、かかる繊維帯はその厚さ方向の全ての部分において、一定した条件で切断され、これによっても張力差が繊維帯に持ち込まれるようなことはない。

前記繊維帯が刃物の方向へ加圧され、同時に繊維帯が移送機構の保持機構に押し付けられることも有利な構成となる。その場合、かかる繊維帯の切断は移送機構での繊維帯の固着と一緒におこなうようにすることができる。繊維帯が完全に切断される前に、移送機構への繊維帯の一定の固着は当然達成されていなければならない。しかし、このことは、保持機構と刃物とのコーディネイト（協調）された移動によっておこなうことができる。

切断時に繊維帯が圧縮されてその厚さを低減することも好ましい。その場合、繊維帯が完全に切断されるのに必要な時間は最小になる。

繊維帯切断前の一軸布製造装置の略図である。 切断時の図１に示す製造装置の状態を示す。 切断装置部分の拡大図である。

以下、好ましい１実施例に基づいて図面を参照しながら本発明を説明する。

図１に著しく図式化した態様で示す一軸布の製造装置１は、図面の紙面に垂直な方向に移動可能に配置された２つの搬送チェーン２、３を備えた移送機構を有する。これらの搬送チェーン２、３は、保持機構として機能する針装置４、５をも有する。このような針装置４、５は、例えば特許文献２に述べられており、それを参考にすることができる。しかしながら、勿論、別の保持機構を使用することも可能である。

繊維帯６は、供給装置７から引き出される。かかる供給装置７は、この実施例では巻取り体（ドラム）の形態を有するものとして示されており、かかる巻取り体からなる給糸装置７から繊維帯６を繰り出すことができる。しかし、前記供給装置７は別の形態のものであってもよく、例えばＤＥ１０２００５００８７０５Ｂ３に示された形態のもので形成することもできる。

前記繊維帯６、すなわち、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、炭素フィラメント又はガラスフィラメントで形成された帯状のフィラメントシートは、前記搬送チェーン２、３間の間を橋絡できる長さ分、前記供給装置７から供給される。前記搬送チェーン２、３間の間を橋絡する長さを有するように切断されるべき長さの繊維帯は、前記供給された（引き出された）繊維帯６から切り取られなければならない。かかる切断された繊維帯を繊維帯部分８ともいう。前記切断をおこなうために、以下に述べる切断装置９が設けられている。

つまり、前記切断装置９は、循環式の帯状刃物として形成された刃物１０を有する。ここでは、刃物１０の送り側が搬送チェーン２に近接している。また、前記刃物１０の戻り側１１はそれ（送り側）から離間して案内されている。

前記刃物１０は、前記繊維帯６に近接した切刃１２を有する。かかる刃物１０が動かされる（回転させられる）と、切刃１２も図において（紙面奥方へあるいは表面方へ）一緒に動くように構成されている。
この刃物１０用の駆動装置１３が略示されている。この駆動装置１３は、回転駆動装置として形成しておくことができ、例えば、前記帯状刃物を案内する案内ローラを回転させることができる。

説明を簡略化する理由から、以下では、前述した切断装置９が繊維帯６の「下側」に配置されていることを前提にして、説明する。しかし、本発明は、切断装置９が繊維帯６の「下側」の位置に限定されるものではない。

前記繊維帯６の下側とは反対の上側に、取付具１４が配置されている。この取付具１４には、相手形材１５が固着されている。この相手形材１５は、前記取付具１４に剛的に固着されている。さらに、前記取付具１４にはドロッパー１６がさらに設けられている。このドロッパー１６は、前記取付具１４に対して移動可能に配置されている。つまり、前記ドロッパー１６は前記取付具１４に対して圧縮ばね１７を介して支持されている。

前記繊維帯６の下側に、弾性撓み可能な支持面１８が設けられており、前記取付具１４が繊維帯６に近づく方に移動し、且つこの移動が前記ドロッパー１６と前記繊維帯６との接触後にも継続するとき、かかる繊維帯６はこの支持面１８に当接する。この状況が、図２に示されている。そして、前記繊維帯６が相手形材１５の作用を受けるとき、つまり、下方へ押圧されるとき、前記支持面１８は繊維帯６と共に下方に加圧される。さらに、前記押圧がなされると、この繊維帯６は、前記相手形材１５と支持面１８との協動によって、厚さ方向で圧縮される。このように、厚さを低減された繊維帯６は、一層容易に且つ短時間で切断することができる。

また、前記相手形材１５は溝１９を有し、前記繊維帯６が切断されるとき、前記刃物１０はこの溝１９に入り込むことができる。また、前記繊維帯６は、前記溝１９の両方の側面（側面端）又はエッジによって緊張させられ、つまり引張られて、前記刃物１０の切刃１２はこのように緊張した繊維帯６内を容易に通過することができる。

この装置１は以下のように作動する：
前記繊維帯６は、詳しくは、図示しない把持具によって把持されて、前方に引っ張られ、かかる繊維帯６の末端２０が搬送チェーン３上の前記針装置５を通過して案内されて、かかる末端（先端）２０を針装置５の上方に位置させる。この状況が図１に示されている。

この状態になると、前記取付具１４が繊維帯６の方に降下する。そして、前記ドロッパー１６がこの繊維帯６を搬送チェーン２上の針装置４に押し込む。図示しないが、対峙して設けられている、前記ドロッパー１６と同じドロッパーが、繊維帯６の先端２０を搬送チェーン３上の針装置５に押し込む。このように針装置４，５に押し込まれた繊維帯６が支持面１８の方へ押し付けられ、該支持面１８はこの押付力を受けて変形する（撓み可能な変位もここでは「変形」と称する）。前記取付具１４がさらに下方へ動くと、前記ドロッパー１６は状況によっては、前記針装置４に当接しているので、もはや継続して移動（降下）することができない。しかし、このことは問題でない。なぜならば、前記ばね１７は圧縮することができ、前記相手形材１５がさらに刃物１０に近接する方へ動き、前記切刃１２が溝１９に入り込むことができるからである。この結果、前記繊維帯６が切刃１２によって切断され、所定長さに切断された繊維帯部分８が得られる。

詳しくは、図示しないが、前述した図示しない把持具が、前記供給装置７に巻装されている繊維帯６の末端（先端）２０を再び把持し、前記説明した一連の各工程が新たに開始される。

前記繊維帯６の切断は、該繊維帯６が引張られた状態で行われ、前記刃物１０は１方向にのみ動かされる。前記刃物１０は、その切刃１２が繊維帯６の平面と平行になるように配置（延設）されており、かかる切刃１２は、繊維帯６の幅全体にわたって該繊維帯６を同時に切断することが可能となっている。このことは、繊維帯６が例えば数百ｍｍの大きな幅を有する場合にも同様である。つまり、切断時に繊維帯６の幅方向で不均一に引張られた諸領域が生じることはなく、繊維帯６の幅方向における張力差が該繊維帯６に生じることはない。さらに、前述のような繊維帯６を圧縮することによって、該繊維帯６の厚さが低減されるため、前記切刃１２が比較的短い時間で切断することが可能となる。この結果、切断工程は比較的迅速に行われる。

前記刃物１０を、前記繊維帯６の下側に配置することは上述した如く不可能なことではない。しかし、前記刃物１０は、繊維帯６の上側に配置することもできる。

前記刃物１０は、主として搬送チェーン２、３の移動方向に平行に動く。その場合、前記繊維帯６の材料は最良に利用される。しかし、かかる繊維帯６が搬送チェーン２、３の移動方向に対して相対的に９０°以外の角度で案内されてもよい。かかる９０°以外の角度で案内される方向も、この明細書及び特許請求の範囲において、用語「幅方向」に、含まれていると解釈されたい。

しかし、前記刃物１０を異なる方向に、例えば繊維帯６の長手方向に対して直角に、動かすことが可能で、このような構成は、切断長が一層短くなるという利点を有している。

前記説明では、一軸布を製造するための作業工程が専ら記載されている。一方、多軸布を製造する場合には、複数の繊維帯６が搬送チェーン２、３の移動方向に対して相対的に異なる方向で重ねられ、このように重ねられた層は、次に、詳しくは図示しない接合機構に送られることになるだけである。

１…製造装置
２，３…搬送チェーン（移送機構）
６…繊維帯
７…供給装置
９…切断装置
１０…刃物
１２…切刃

Claims (15)

1. 繊維帯（６）から一軸布又は多軸布を製造するための装置（１）であって、前記繊維帯（６）を供給するための供給装置（７）と、前記繊維帯（６）を所定長さに切断するための切断装置（９）と、並置された複数の前記繊維帯（６）の少なくとも１層を接合機構へと移送するための移送機構（２、３）と、前記所定長さに切断された前記繊維帯（６）を前記移送機構（２、３）上に載置するための搬送機構とを、有する装置において、
   前記切断装置（９）が切刃（１２）を備えた刃物（１０）を有し、この切刃（１２）が該切刃（１２）の延設方向に変位可能に構成されていることを特徴とする装置。
2. 前記切刃（１２）は、前記繊維帯（６）の表面がある平面と平行に延設されており、前記表面に前記切刃（１２）が入り込むことを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記切刃（１２）の単に１回の移動によって、該繊維帯（６）が切断可能であるように、前記刃物（１０）と前記繊維帯（６）間の相対的移動がコーディネイトされていることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
4. 前記刃物（１０）が、循環式の帯状刃物で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の装置。
5. 前記刃物（１０）に、相手形材（１５）が付設されており、該刃物（１０）と相手形材（１５）は互いに相対的に、切断方向に垂直に移動可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の装置。
6. 前記相手形材（１５）が、前記刃物（１０）が入り込む溝（１９）を有することを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 前記移送機構（２、３）と同じ側に前記相手形材（１５）に並べてドロッパー（１６）が配置されており、該ドロッパー（１６）が、前記繊維帯（６）を、前記移送機構（２、３）の保持機構（４）に押し込むことを特徴とする請求項５又は６記載の装置。
8. 前記ドロッパー（１６）と前記相手形材（１５）とが、共通の取付具（１４）に取着されていることを特徴とする請求項７記載の装置。
9. 前記ドロッパー（１６）と前記相手形材（１５）とが、前記取付具（１４）とばね装置（１７）を介して互いに結合され且つ互いに相対的に移動可能であることを特徴とする請求項８記載の装置。
10. 前記供給装置（７）と同じ側に、弾性撓み可能な支持面（１８）が、前記刃物（１０）に並べて配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の装置。
11. 一軸布又は多軸布を製造するための方法であって、繊維帯（６）が所定長さで供給装置（７）から引き出され、該繊維帯（６）が所定長さに切断され、切り離された繊維帯部分（８）が、既に切断され移送機構（２、３）上に配置された繊維帯部分（８）に並べて該移送機構（２、３）上に配置され、このように並置されたこれらの繊維帯部分（８）が接合される、方法において、
    前記切断のために、刃物（１０）の切刃（１２）が、前記繊維帯（６）を引張った状態で切断するべく該繊維帯（６）の厚さ方向において該繊維帯（６）内へ案内されることを特徴とする方法。
12. 前記切断が、単一方向への移動によって行われることを特徴とする請求項１１記載の方法。
13. 前記切断は、１回の連続した移動によって行われることを特徴とする請求項１２記載の方法。
14. 前記繊維帯（６）が前記刃物（１０）の方向に加圧されるとともに、該繊維帯（６）が前記移送機構（２、３）の保持機構（４）に押し付けられることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項記載の方法。
15. 前記切断時に、前記繊維帯（６）が圧縮されてその厚さが低減されることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項記載の方法。

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