JP2020131623A - 複合材自動積層装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、簡便な構成で、複合材シート片の長さを短く切断することの可能な複合材自動積層装置を提供することを目的とする。【解決手段】積層ステージ１１と、複合材シート６を供給する複合材巻回部２６と、積層ステージ１１の上面１１ａまたは上面１１ａに配置された他の複合材シート５上に、複合材シート６を送る供給用ローラ３５，３６と、供給用ローラ３５，３６の下流側に配置され、複合材シート６と面接触するとともに、複合材シート６を押圧するコンパクションローラ１４と、複合材シート６のうち、コンパクションローラ１４と面接触する部分を幅方向に切断することで、複合材シート片を形成する切断部４１と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、複合材自動積層装置に関する。

航空機の主翼や胴体の外板として、複合材シートが積層された複合材積層部材が用いられている。複合材積層部材を形成する際には、自動で複合材シートを積層させる複合材自動積層装置が用いられている。

複合材自動積層装置は、複合材シートを切断して、複合材シート片を形成するカッター（切断部）と、複合材シート片を押圧することで他の複合材シート上に複合材シートを積層させるコンパクションローラと、を備える。
このような構成とされた複合材自動積層装置では、複合材シート片の長さの最小は、カッターからコンパクションローラまでの距離と一致する。

ところで、カッターからコンパクションローラまでの距離よりも短い長さとされた複合材シート片が必要となる場合がある。
このような場合において、カッターからコンパクションローラまでの距離が大きい複合材自動積層装置を用いると、複合材シートの無駄が発生するとともに、手作業により複合材シート片を構成する余分な複合材シートを除去する必要があった。

特許文献１には、複合材シート片の長さを短く切断することの可能な薄型トウ制御モジュールが開示されている。

特許第６３８６２７９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された薄型トウ制御モジュールは、数多くの部品で構成された複雑な構造とされているため、簡便な構成で複合材シート片の長さを短く切断することが望まれている。

そこで、本発明は、簡便な構成で、複合材シート片の長さを短く切断することの可能な複合材自動積層装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る複合材自動積層装置は、積層ステージと、複合材シートを供給する複合材巻回部と、前記積層ステージの上面または前記積層ステージの上面に配置された他の複合材シート上に、前記複合材シートを送る供給用ローラと、前記供給用ローラの下流側に配置され、前記複合材シートと面接触するとともに、前記複合材シートを押圧するコンパクションローラと、前記複合材シートのうち、前記コンパクションローラと面接触する部分を幅方向に切断することで、複合材シート片を形成する切断部と、を備える。

本発明によれば、供給用ローラの下流側に配置され、複合材シートと面接触するとともに、複合材シートを押圧するコンパクションローラと、複合材シートのうち、コンパクションローラと面接触する部分を幅方向に切断することで、複合材シート片を形成する切断部と、とを備えることで、コンパクションローラの近くに切断部を配置させることが可能となる。これにより、コンパクションローラから離れた位置に切断部を配置させた場合と比較して、複合材シート片の長さを短く切断することができる。

また、上記本発明の一態様に係る複合材自動積層装置において、前記切断部は、前記複合材シートを切断する刃を有し、前記コンパクションローラの外周部には、前記コンパクションローラの外周面から前記コンパクションローラの回転軸に向かう方向に延び、前記刃の先端が挿入される溝が形成されていてもよい。

このように、コンパクションローラの外周面からコンパクションローラの回転軸に向かう方向に延び、切断部の刃の先端が挿入される溝をコンパクションローラの外周部に形成することで、複合材シートを完全に貫通するように刃の先端を深く挿入することが可能となるので、複合材シートを確実に切断することができる。
また、溝の深さを刃の先端が当接されない深さにすることで、切断部の刃によるコンパクションローラの損傷を抑制することができる。

また、上記本発明の一態様に係る複合材自動積層装置において、前記溝は、前記コンパクションローラの周方向に等間隔で複数形成されていてもよい。

このように、コンパクションローラの周方向に等間隔で複数の溝を形成することで、複合材シートの長さが所望の長さとなるように細かく調整することができる。

また、上記本発明の一態様に係る複合材自動積層装置において、前記供給用ローラ、前記コンパクションローラ、及び前記切断部を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記供給用ローラの回転速度を遅くするか、或いは前記供給用ローラの回転を停止させた後、前記切断部により前記複合材シートを切断させてもよい。

このような制御を行う制御装置を有することで、複合材シートの切断を安全に実施することができる。

また、上記本発明の一態様に係る複合材自動積層装置において、前記供給用ローラと前記コンパクションローラとの間に設けられ、前記コンパクションローラの外周面と前記複合材シートとの接触面積が増加するように、前記複合材シートの方向を転換させる方向転換用ローラをさらに備えてもよい。

このような構成とされた方向転換用ローラをさらに備えることで、コンパクションローラの周方向において、コンパクションローラの外周面と複合材シートとが接触する領域を増加させることが可能となる。これにより、コンパクションローラの周方向において、切断部を配置可能な領域が増加するため、切断部を設ける位置の自由度を高めることができる。

また、上記本発明の一態様に係る複合材自動積層装置において、前記コンパクションローラの材料は、自己再生樹脂であってもよい。

このように、コンパクションローラの材料として自己再生樹脂を用いることで、切断部によりコンパクションローラに傷が発生した際に、傷を自己修復させることができる。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る複合材自動積層装置は、積層ステージと、複合材シートを供給する複合材巻回部と、前記積層ステージの上面または前記積層ステージの上面に配置された他の複合材シート上に、前記複合材シートを送る供給用ローラと、前記切断部の下流側に配置され、前記複合材シートを押圧する第１のコンパクションローラと、前記切断部の下流側で、かつ前記第１のコンパクションローラの上流側に配置され、前記複合材シートを押圧する第２のコンパクションローラと、前記供給用ローラの下流側に配置され、前記複合材シートを幅方向に切断することで、複合材シート片を形成する切断部と、を備える。

このように、第１のコンパクションローラの他に、切断部の下流側で、かつ第１のコンパクションローラの上流側に配置され、複合材シート片を押圧する第２のコンパクションローラを設けることで、第２のコンパクションローラと切断部との間の距離を近づけることが可能となる。これにより、第１のコンパクションローラのみを設けた場合と比較して、複合材シート片の長さを短くすることができる。

また、上記本発明の一態様に係る複合材自動積層装置において、前記複合材巻回部、及び前記供給用ローラを収容する筐体を備え、前記切断部は、前記筐体の外側に配置されていてもよい。

このように、複合材巻回部、及び供給用ローラを収容する筐体の外側に切断部を配置させることで、第２のコンパクションローラと切断部との間の距離をさらに近づけることが可能となる。これにより、複合材シート片の長さをさらに短くすることができる。

また、上記本発明の一態様に係る複合材自動積層装置において、前記第２のコンパクションローラの外径は、前記第１のコンパクションローラの外径よりも小さくてもよい。

このように、第２のコンパクションローラの外径を第１のコンパクションローラの外径よりも小さくすることで、第２のコンパクションローラにより近接させて切断部を配置させることが可能となるので、複合材シート片の長さをより短くすることができる。

本発明によれば、簡便な構成で、複合材シート片の長さを短く切断することができる。

本発明の第１の実施形態に係る複合材自動積層装置を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る複合材自動積層装置の主要部を拡大した側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る複合材自動積層装置を示す側面図である。 本発明の第３の実施形態に係る複合材自動積層装置を示す側面図である。 図４に示す複合材自動積層装置のうち、領域Ｂで囲まれた部分を拡大した図である。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１を参照して、第１の実施形態の複合材自動積層装置１０について説明する。図１に示すＯ１は、コンパクションローラ１４の回転軸（以下、「回転軸Ｏ１」という）を示している。
図１において、Ｘ方向は積層ステージ１１の幅方向（押圧時にコンパクションローラ１４が移動する方向）、Ｚ方向はＸ方向に対して直交する鉛直方向をそれぞれ示している。
図１では、一例として、積層ステージ１１の上面１１ａに配置された他の複合材シート５の上面５ａに複合材シート６を積層させる場合を例に挙げて図示する。
さらに、図１には、切断前の複合材シート片６Ａを図示する。

複合材自動積層装置１０は、積層ステージ１１と、積層用ロボット１３と、コンパクションローラ１４と、昇降移動押圧機構１５と、制御装置１６と、を有する。

積層ステージ１１は、他の複合材シート５が載置される上面１１ａを有する。積層ステージ１１の上面１１ａは、平面とされている。他の複合材シート５としては、例えば、プリプレグシートを用いることが可能である。

積層用ロボット１３は、複合材供給部２１と、ロボットアーム２２と、を有する。
複合材供給部２１は、筐体２５と、複合材巻回部２６と、引き出し用ローラ３２と、供給用ローラ３５，３６と、回転駆動部３７Ａ，３７Ｂと、ガイド部３８と、切断部４１と、を有する。

筐体２５は、ロボットアーム２２の先端部に設けられており、ロボットアーム２２により支持されている。筐体２５は、図１の紙面の奥側に延びる筒状の部材である。筐体２５は、筐体２５が延びる方向において、両端が開放端とされている。

筐体２５は、筐体２５の上端から下端に向かうにつれて、Ｘ方向の幅が狭くなる形状とされている。筐体２５内には、収容空間２５Ａが区画されている。
筐体２５の下端には、筐体２５と同じ方向に延びる溝部２５Ｂが形成されている。溝部２５Ｂは、収容空間２５Ａと連通している。

上記構成とされた筐体２５は、複合材巻回部２６、引き出し用ローラ３２、及び供給用ローラ３５，３６を収容している。

つまり、複合材巻回部２６、引き出し用ローラ３２、及び供給用ローラ３５，３６は、収容空間２５Ａに配置されている。

なお、第１の実施形態では、一例として、筐体２５が延びる方向において両端が開放端の場合を例に挙げて説明したが、例えば、筐体２５の両端に開閉可能な扉を設けてもよい。

複合材巻回部２６は、収容空間２５Ａのうち、ロボットアーム２２が接続された側とは反対側に配置されている。
複合材巻回部２６は、支持棒４４と、支持棒４４の外周面に巻回された複合材シート６と、を有する。
支持棒４４は、筐体２５が延びる方向と同じ方向に延びている。支持棒４４は、円柱形状とされている。支持棒４４は、回転可能な状態で筐体２５に支持されている。複合材シート６としては、例えば、プリプレグシートを用いることが可能である。

引き出し用ローラ３２は、収容空間２５Ａの中央付近に設けられている。引き出し用ローラ３２は、筐体２５と同じ方向に延びる軸部３２Ａ及びローラ本体３２Ｂを有する。
軸部３２Ａは、Ｘ方向において、支持棒４４から離れた状態で支持棒４４と対向している。軸部３２Ａは、回転可能な状態で筐体２５に支持されている。

ローラ本体３２Ｂは、軸部３２Ａの外側に固定されている。ローラ本体３２Ｂは、軸部３２Ａとともに回転する。
ローラ本体３２Ｂは、支持棒４４から引き出し用ローラ３２に向かう方向に、支持棒４４に巻回された複合材シート６を引き出す。引き出された複合材シート６は、ローラ本体３２Ｂの外周面の一部と接触している。

供給用ローラ３５は、引き出し用ローラ３２の下方に配置されている。供給用ローラ３５は、筐体２５が延びる方向と同じ方向に延びる軸部３５Ａ及びローラ本体３５Ｂを有する。
軸部３５Ａは、回転可能な状態で筐体２５に支持されている。ローラ本体３５Ｂは、軸部３５Ａの外側に固定されている。ローラ本体３５Ｂは、軸部３５Ａとともに回転する。ローラ本体３５Ｂは、複合材シート６と接触する外周面を有する。

供給用ローラ３６は、Ｘ方向において、供給用ローラ３５と対向するように配置されている。供給用ローラ３６は、筐体２５が延びる方向と同じ方向に延びる軸部３６Ａ及びローラ本体３６Ｂを有する。
軸部３６Ａは、回転可能な状態で筐体２５に支持されている。ローラ本体３６Ｂは、軸部３６Ａの外側に固定されている。ローラ本体３６Ｂは、軸部３６Ａとともに回転する。ローラ本体３６Ｂは、複合材シート６と接触する外周面を有する。

回転駆動部３７Ａは、図１に示す矢印方向に供給用ローラ３５を回転させる。回転駆動部３７Ｂは、図１に示す矢印方向に供給用ローラ３６を回転させる。
図１に示す矢印方向に供給用ローラ３５，３６が回転させられることで、ガイド部３８を介して、複合材巻回部２６を構成する複合材シート６が積層ステージ１１の上面１１ａに向かう方向に送り出される。

ガイド部３８は、供給用ローラ３５，３６の下流側に設けられている。ガイド部３８は、第１の板部３８Ａと、第２の板部３８Ｂと、溝３８Ｃと、を有する。
第１及び第２の板部３８Ａ，３８Ｂは、Ｘ方向において対向するように、筐体２５の溝部２５Ｂに設けられている。

溝３８Ｃは、第１の板部３８Ａと第２の板部３８Ｂとの間に形成されている。溝３８Ｃは、筐体２５が延びる方向と同じ方向に延びている。
溝３８Ｃの延在方向の両端は、開放端とされている。Ｘ方向における溝３８Ｃの幅は、複合材シート６を通過させることが可能な大きさとされている。
上記構成とされたガイド部３８は、複合材シート６を積層ステージ１１に向かう方向に案内する。

切断部４１は、筐体２５の外側に設けられている。切断部４１は、複合材シート６を切断する刃４６を有する。刃４６の先端４６Ａは、Ｘ方向において、複合材シート６を介して、複合材シート６の外面６ａを押圧状態にあるコンパクションローラ１４の回転軸Ｏ１と対向するように配置されている。

図１に示す状態において、筐体２５の外側に位置する複合材シート６は、コンパクションローラ１４の外周面１４ａの右側下半分と面接触している。
したがって、刃４６の先端４６Ａは、Ｘ方向において、複合材シート６のうち、コンパクションローラ１４の外周面１４ａと接触する部分と対向配置されている。

刃４６は、Ｘ方向に移動可能な構成とされている。刃４６は、複合材シート６の送り出しを遅くした状態、或いは複合材シート６の送り出しが停止された状態において、Ｘ方向に移動させられる。これにより、複合材シート６を貫通して、コンパクションローラ１４の外周面１４ａに刃４６の先端４６Ａが当接されることで、複合材シート６が幅方向（紙面の奥行方向）に切断されて、複合材シート片６Ａが形成される。
切断部４１は、例えば、ギロチンカッターやロータリーカッター等を用いることが可能である。

コンパクションローラ１４は、供給用ローラ３５，３６及びガイド部３８の下流側に配置されている。コンパクションローラ１４は、筐体２５と同じ方向に延びる軸部１４Ａ及びローラ本体１４Ｂを有する。
軸部１４Ａは、回転可能な状態で昇降移動押圧機構１５に支持されている。ローラ本体１４Ｂは、軸部１４Ａの外側に固定されている。ローラ本体１４Ｂは、軸部１４Ａとともに回転する。

第１の実施形態では、複合材シート６とローラ本体１４Ｂとが接触する部分を切断する際、切断部４１の刃４６がローラ本体１４Ｂ（コンパクションローラ１４）の外周面１４ａに押し当てられる。

このため、ローラ本体１４Ｂの材料としては、例えば、自己再生樹脂を用いることが好ましい。自己再生樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂やアイオノマー樹脂等を例示することが可能である。
このように、ローラ本体１４Ｂの材料として、自己再生樹脂を用いることで、複合材シート６の切断時に刃４６の先端４６Ａによりローラ本体１４Ｂの外周面に傷が発生した際、傷を自己修復することができる。

昇降移動押圧機構１５は、コンパクションローラ１４をＸ方向に移動させたり、Ｚ方向に昇降させたりするための機構である。

制御装置１６は、昇降移動押圧機構１５、回転駆動部３７Ａ，３７Ｂ、及び切断部４１と電気的に接続されている。
制御装置１６は、軸部１４Ａ及びローラ本体１４Ｂの位置を移動させる際や複合材シート６を押圧させる際に昇降移動押圧機構１５を制御する。

制御装置１６は、複合材シート６を送り出す際に回転駆動部３７Ａ，３７Ｂにより供給用ローラ３５，３６を回転させる。
また、制御装置１６は、メンテナンスする際や切断部４１を用いて複合材シート６を切断する際には回転駆動部３７Ａ，３７Ｂにより供給用ローラ３５，３６の回転速度を遅くするか、或いは供給用ローラ３５，３６の回転を停止させる。
このような制御を行う制御装置１６を有することで、複合材シート６の切断を安全に実施することができる。

さらに、制御装置１６は、複合材シート６を切断して複合材シート片６Ａを形成する際には、切断部４１をＸ方向に移動させる制御を行う。

第１の実施形態の複合材自動積層装置１０によれば、供給用ローラ３５，３６及びガイド部３８の下流側に配置され、複合材シート６と面接触するとともに、複合材シート６を押圧するコンパクションローラ１４と、複合材シート６のうち、コンパクションローラ１４の外周面１４ａと面接触する部分（図１に示す紙面右側下半分）を幅方向に切断することで、複合材シート片６Ａを形成する切断部４１と、とを備えることで、コンパクションローラ１４の近くに切断部４１を配置させることが可能となる。これにより、コンパクションローラ１４から離れた位置に切断部４１を配置させた場合と比較して、複合材シート片６Ａの長さを短く切断することができる。

次に、図２を参照して、第１の実施形態の変形例に係る複合材自動積層装置５０について説明する。図２に示すＯ２は、コンパクションローラ５３の軸部１４Ａの回転軸（以下、「回転軸Ｏ２」という）を示している。図２では、複数の溝５３Ｂを見やすくする観点から軸部１４Ａ、ローラ本体５３Ａ、及び溝５３Ｂのみを断面で図示する。
図２において、Ｄは溝５３Ｂの深さ（以下、「深さＤ」という）、Ｗは溝５３Ｂの幅（以下、「幅Ｗ」という）をそれぞれ示している。図２において、図１に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。

複合材自動積層装置５０は、第１の実施形態の複合材自動積層装置１０を構成するコンパクションローラ１４に替えて、コンパクションローラ５３を有すること以外は、複合材自動積層装置１０と同様に構成されている。

コンパクションローラ５３は、軸部１４Ａと、ローラ本体５３Ａと、複数の溝５３Ｂと、を有する。
ローラ本体５３Ａは、軸部１４Ａの外周面に設けられており、円柱形状とされている。ローラ本体５３Ａは、第１の実施形態で説明したローラ本体１４Ｂと同様な構成とされている。

複数の溝５３Ｂは、コンパクションローラ５３の外周部を構成するローラ本体５３Ａの外周部に形成されている。
複数の溝５３Ｂは、ローラ本体５３Ａの周方向に等間隔で形成されている。各溝５３Ｂは、ローラ本体５３Ａの外周面５３ａ（コンパクションローラ５３の外周面）から軸部１４Ａの回転軸Ｏに向かう方向に延び延びている。つまり、複数の溝５３Ｂは、放射状に形成されている。

各溝５３Ｂは、刃４６の先端４６Ａを収容可能で、かつ刃４６の先端４６Ａがローラ本体５３Ａに当接されない形状（深さＤ及び幅Ｗ）とするとよい。各溝５３Ｂの深さＤ及び幅Ｗは、刃４６の形状に応じて適宜設定することができる。

第１の実施形態の変形例の複合材自動積層装置５０によれば、ローラ本体５３Ａの外周面５３ａからコンパクションローラ５３の回転軸Ｏ２に向かう方向に延び、切断部４１の刃４６の先端４６Ａが挿入される複数の溝５３Ｂをコンパクションローラ５３の外周部に形成することで、コンパクションローラ５３に対して刃４６の先端４６Ａを深く挿入することが可能となるので、複合材シート６を確実に切断することができる。

また、複数の溝５３Ｂの深さを刃４６の先端４６Ａが当接されない深さにすることで、切断部４１の刃４６によるコンパクションローラ５３の損傷を抑制することができる。
さらに、コンパクションローラ５３の周方向に等間隔で複数の溝５３Ｂを形成することで、複合材シート６の長さが所望の長さとなるように細かく調整することができる。

なお、第１の実施形態の変形例の複合材自動積層装置５０では、一例として、複数の溝５３Ｂを形成した場合を例に挙げて説明したが、溝５３Ｂの数は、１つ以上であればよく、図２に示す溝５３Ｂの数に限定されない。

（第２の実施形態）
図３を参照して、第２の実施形態の複合材自動積層装置６０について説明する。図３において、Ａはコンパクションローラ１４の外周面１４ａと複合材シート６とが面接触している領域（以下、「領域Ａ」という）を示している。図３において、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

複合材自動積層装置６０は、第１の実施形態の複合材自動積層装置１０の構成に、さらに方向転換用ローラ６１を設け、切断部４１の位置を変更させたこと以外は、複合材自動積層装置１０と同様に構成されている。

方向転換用ローラ６１は、コンパクションローラ１４の外周面１４ａと複合材シート６の外面６ａとの接触面積が増加するように、ガイド部３８から導出される複合材シート６の方向を変換させるためのローラである。
方向転換用ローラ６１は、筐体２５と同じ方向に延びる軸部６１Ａ及びローラ本体６１Ｂを有する。
軸部６１Ａは、回転可能な状態で筐体２５に支持されている。ローラ本体６１Ｂは、軸部６１Ａの外側に固定されている。ローラ本体６１Ｂは、複合材シート６の一部と接触している。ローラ本体６１Ｂは、軸部６１Ａとともに回転可能な構成とされている。

上記構成とされた方向転換用ローラ６１は、供給用ローラ３５，３６の下流側に設けられたガイド部３８とコンパクションローラ１４との間（筐体２５の外側）に設けられている。方向転換用ローラ６１は、Ｚ方向において、ガイド部３８の一部と対向するようにガイド部３８の下方に設けられている。

方向転換用ローラ６１は、コンパクションローラ１４の外周面１４ａの右半分（領域Ａに対応する部分）と複合材シート６とが接触することが可能なように、コンパクションローラ１４の位置よりも左側（図３における左側）に配置されている。
つまり、第２の実施形態では、第１の実施形態と比較して、コンパクションローラ１４の外周面１４ａと複合材シート６とが接触する面積が２倍とされている。

切断部４１は、コンパクションローラ１４の上方に設けられている。切断部４１は、Ｚ方向において、コンパクションローラ１４の回転軸Ｏ１と対向するように配置されている。

第２の実施形態の複合材自動積層装置６０によれば、上記構成とされた方向転換用ローラ６１を備えることで、コンパクションローラ１４の周方向において、コンパクションローラ１４の外周面１４ａと複合材シート６とが接触する領域を増加させることが可能となる。これにより、コンパクションローラ１４の周方向において、切断部４１を配置可能な領域が増加するため、切断部４１を設ける位置の自由度を高めることができる。

（第３の実施形態）
図４及び図５を参照して、第３の実施形態の複合材自動積層装置６５について説明する。図４において、Ｂは複合材自動積層装置６５のうちの一部を囲む領域（以下、「領域Ｂ」という）を示している。図４において、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
図５において、Ｒ１は第１のコンパクションローラ７１の外径（以下、「外径Ｒ１」という）、Ｒ２は第２のコンパクションローラ７２の外径（以下、「外径Ｒ２」という）をそれぞれ示している。図４及び図５において、同一構成部分には同一符号を付す。

複合材自動積層装置６５は、第１の実施形態の複合材自動積層装置１０の構成に、さらに、ローラ６７と、切断台用ローラ６８と、を設け、かつ切断部４１の位置を変更するとともに、複合材自動積層装置１０を構成するコンパクションローラ１４及び昇降移動押圧機構１５に替えて、第１のコンパクションローラ７１、第２のコンパクションローラ７２、及び昇降移動押圧機構７３，７４を有すること以外は、複合材自動積層装置１０と同様に構成されている。

ローラ６７は、ガイド部３８の下流側（筐体２５の外側）で、かつ切断台用ローラ６８の上流側に配置されている。ローラ６７は、ガイド部３８の下方に配置されるとともに、Ｚ方向において、ガイド部３８の一部と対向している。

ローラ６７は、筐体２５と同じ方向に延びる軸部６７Ａ及びローラ本体６７Ｂを有する。
軸部６７Ａは、回転可能な状態で筐体２５に支持されている。ローラ本体６７Ｂは、軸部６７Ａの外側に固定されている。ローラ本体６７Ｂは、複合材シート６の一部と接触することで、複合材シート６を斜め下方（図４の斜め左下）に案内する。ローラ本体６７Ｂは、軸部６７Ａとともに回転可能な構成とされている。

切断台用ローラ６８は、ローラ６７の下流側で、かつ第２のコンパクションローラ７２の上流側に設けられている。
切断台用ローラ６８は、筐体２５と同じ方向に延びる軸部６８Ａ及びローラ本体６８Ｂを有する。

軸部６８Ａは、回転可能な状態で筐体２５に支持されている。ローラ本体６８Ｂは、軸部６８Ａの外側に固定されている。ローラ本体６８Ｂは、軸部６８Ａとともに回転する。
ローラ本体６８Ｂの外周面６８ａ（切断台用ローラ６８の外周面）は、ローラ６７と第２のコンパクションローラ７２との間に配置された複合材シート６の内面に当接されている。
上記構成とされた切断台用ローラ６８は、切断部４１を用いて、複合材シート６を切断する際、切断部４１の刃４６の先端４６Ａが当接される台として機能するローラである。

切断部４１は、筐体２５の外側で、かつローラ６７の下流側で、かつ第２のコンパクションローラ７２の上流側に設けられている。このように、切断部４１を筐体２５の外側に配置させることで、切断部４１と第１のコンパクションローラ７１との間の距離を小さくすることができる。

切断部４１は、刃４６の先端４６Ａがローラ６７と第２のコンパクションローラ７２との間に位置する複合材シート６の外面６ａと対向するように配置されている。つまり、切断部４１は、複合材シート６を介して、外面６ａに対して直交する方向において切断台用ローラ６８と対向している。

第１のコンパクションローラ７１は、切断部４１の下流側に配置されている。第１のコンパクションローラ７１は、筐体２５と同じ方向に延びる軸部７１Ａ及びローラ本体７１Ｂを有する。
軸部７１Ａは、回転可能な状態で昇降移動押圧機構７３に支持されている。ローラ本体７１Ｂは、軸部７１Ａの外側に固定されている。ローラ本体７１Ｂの外周面７１ａは、複合材シート６の外面６ａを押圧する面である。ローラ本体７１Ｂは、軸部７１Ａとともに回転する。

第２のコンパクションローラ７２は、切断部４１の下流側で、かつ第１のコンパクションローラ７１の上流側に配置されている。
したがって、第２のコンパクションローラ７２は、第１のコンパクションローラ７１よりも切断部４１に近い位置に配置されている。

第２のコンパクションローラ７２は、筐体２５と同じ方向に延びる軸部７２Ａ及びローラ本体７２Ｂを有する。
軸部７２Ａは、回転可能な状態で昇降移動押圧機構７４に支持されている。ローラ本体７２Ｂは、軸部７２Ａの外側に固定されている。ローラ本体７２Ｂの外周面７２ａは、複合材シート６の外面６ａを押圧する面である。ローラ本体７２Ｂは、軸部７２Ａとともに回転する。

第２のコンパクションローラ７２の外径Ｒ２は、例えば、第１のコンパクションローラ７１の外径Ｒ１よりも小さくするすことが好ましい。
このように、切断部４１側に配置される第２のコンパクションローラ７２の外径Ｒ２を第１のコンパクションローラ７１の外径Ｒ１よりも小さくすることで、第１のコンパクションローラ７１に切断部４１をより近づけることが可能となるので、切断部４１により切断される複合材シート片６Ａの長さをより短くすることができる。

また、第２のコンパクションローラ７２の下流側に、第２のコンパクションローラ７２の外径Ｒ２よりも大きい外径Ｒ１とされた第１のコンパクションローラ７１を配置させることで、第２のコンパクションローラ７２による押圧力の不足が生じた際、第１のコンパクションローラ７１により第２のコンパクションローラ７２による押圧力不足を補うことができる。

昇降移動押圧機構７３は、第１のコンパクションローラ７１をＸ方向に移動させたり、Ｚ方向に昇降させたりするための機構である。
昇降移動押圧機構７４は、第２のコンパクションローラ７２をＸ方向に移動させたり、Ｚ方向に昇降させたりするための機構である。

第３の実施形態の複合材自動積層装置６５によれば、第１のコンパクションローラ７１の他に、切断部４１の下流側で、かつ第１のコンパクションローラ７１の上流側に配置された第２のコンパクションローラ７２を設けることで、第２のコンパクションローラ７２と切断部４１との間の距離を近づけることが可能となる。これにより、第１のコンパクションローラ７１のみを設けた場合と比較して、複合材シート片６Ａの長さを短くすることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

５…他の複合材シート
５ａ…上面
６…複合材シート
６ａ…外面
６Ａ…複合材シート片
６ｂ…内面
１０，５０，６０，６５…複合材自動積層装置
１１…積層ステージ
１１ａ…上面
１３…積層用ロボット
１４，５３…コンパクションローラ
１４ａ，５３ａ，６８ａ，７１ａ，７２ａ…外周面
１４Ａ、３２Ａ，３５Ａ，３６Ａ，６１Ａ，６７Ａ，６８Ａ，７１Ａ，７２Ａ…軸部
１４Ｂ、３２Ｂ，３５Ｂ，３６Ｂ，５３Ａ，６１Ｂ，６７Ｂ，６８Ｂ，７１Ｂ，７２Ｂ…ローラ本体
１５，７３，７４…昇降移動押圧機構
１６…制御装置
２１…複合材供給部
２２…ロボットアーム
２５…筐体
２５Ａ…収容空間
２５Ｂ…溝部
２６…複合材巻回部
３２…引き出し用ローラ
３５，３６…供給用ローラ
３７Ａ、３７Ｂ…回転駆動部
３８…ガイド部
３８Ａ…第１の板部
３８Ｂ…第２の板部
３８Ｃ…溝
４１…切断部
４４…支持棒
４６…刃
４６Ａ…先端
５３Ｂ…溝
６１…方向転換用ローラ
６７…ローラ
６８…切断台用ローラ
７１…第１のコンパクションローラ
７２…第２のコンパクションローラ
Ａ，Ｂ…領域
Ｄ…深さ
Ｏ１〜Ｏ３…回転軸
Ｗ…幅
Ｒ１，Ｒ２…外径

Claims (9)

1. 積層ステージと、
   複合材シートを供給する複合材巻回部と、
   前記積層ステージの上面または前記積層ステージの上面に配置された他の複合材シート上に、前記複合材シートを送る供給用ローラと、
   前記供給用ローラの下流側に配置され、前記複合材シートと面接触するとともに、前記複合材シートを押圧するコンパクションローラと、
   前記複合材シートのうち、前記コンパクションローラと面接触する部分を幅方向に切断することで、複合材シート片を形成する切断部と、
   を備える複合材自動積層装置。
2. 前記切断部は、前記複合材シートを切断する刃を有し、
   前記コンパクションローラの外周部には、前記コンパクションローラの外周面から前記コンパクションローラの回転軸に向かう方向に延び、前記刃の先端が挿入される溝が形成されている請求項１記載の複合材自動積層装置。
3. 前記溝は、前記コンパクションローラの周方向に等間隔で複数形成されている請求項２記載の複合材自動積層装置。
4. 前記供給用ローラ、前記コンパクションローラ、及び前記切断部を制御する制御装置を備え、
   前記制御装置は、前記供給用ローラの回転速度を遅くするか、或いは前記供給用ローラの回転を停止させた後、前記切断部により前記複合材シートを切断させる請求項１から３のうち、いずれか一項記載の複合材自動積層装置。
5. 前記供給用ローラと前記コンパクションローラとの間に設けられ、前記コンパクションローラの外周面と前記複合材シートとの接触面積が増加するように、前記複合材シートの方向を転換させる方向転換用ローラをさらに備える請求項１から４のうち、いずれか一項記載の複合材自動積層装置。
6. 前記コンパクションローラの材料は、自己再生樹脂である請求項１から５のうち、いずれか一項記載の複合材自動積層装置。
7. 積層ステージと、
   複合材シートを供給する複合材巻回部と、
   前記積層ステージの上面または前記積層ステージの上面に配置された他の複合材シート上に、前記複合材シートを送る供給用ローラと、
   前記切断部の下流側に配置され、前記複合材シートを押圧する第１のコンパクションローラと、
   前記切断部の下流側で、かつ前記第１のコンパクションローラの上流側に配置され、前記複合材シートを押圧する第２のコンパクションローラと、
   前記供給用ローラの下流側に配置され、前記複合材シートを幅方向に切断することで、複合材シート片を形成する切断部と、
   を備える複合材自動積層装置。
8. 前記複合材巻回部、及び前記供給用ローラを収容する筐体を備え、
   前記切断部は、前記筐体の外側に配置されている請求項７記載の複合材自動積層装置。
9. 前記第２のコンパクションローラの外径は、前記第１のコンパクションローラの外径よりも小さい請求項７または８記載の複合材自動積層装置。