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技術 第1のキャリヤテープの上に第2の交差プライテープのセグメントを重ねるための方法および装置

出願人 スピリット・エアロシステムズ・インコーポレイテッド
発明者 デイナ・ビィ・ジャクソンドナルド・エル・アッシャーロナルド・ジィ・ハルカムジョン・イー・ボグト
出願日 1997年7月31日 (23年3ヶ月経過) 出願番号 1997-205751
公開日 1998年3月24日 (22年7ヶ月経過) 公開番号 1998-076622
状態 特許登録済
技術分野 積層体(2)
主要キーワード 支持はり リンク仕掛 軸受ボックス 支持モジュール 支持構成要素 ピストンアッセンブリ 剪断ブレード キャリヤウェブ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年3月24日)のものです。
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図面 (9)

課題

通路に沿って第1の方向に第1のキャリヤテープを、かつ、第1のテープに向かって第2のテープを、いずれも増分的態様で動かすための方法および装置を提供する。

解決手段

第1のテープの各増分的移動の後に、第2のテープは第1のテープと重なって接触するように比例する増分を前進させられる。プレス(208)が第1および第2のテープの層を合わせて締めつけ切断機構起動され第2のテープの重なったセグメントを切断する。第1および第2のテープの増分的運動は、第1のテープの上に載る第2のテープのセグメントの各々の長さが第1の方向への第1のテープの移動距離と等しくなるように調節される。

概要

背景

概要

通路に沿って第1の方向に第1のキャリヤテープを、かつ、第1のテープに向かって第2のテープを、いずれも増分的態様で動かすための方法および装置を提供する。

第1のテープの各増分的移動の後に、第2のテープは第1のテープと重なって接触するように比例する増分を前進させられる。プレス(208)が第1および第2のテープの層を合わせて締めつけ切断機構起動され第2のテープの重なったセグメントを切断する。第1および第2のテープの増分的運動は、第1のテープの上に載る第2のテープのセグメントの各々の長さが第1の方向への第1のテープの移動距離と等しくなるように調節される。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

第1のキャリヤテープの上に第2の交差プライテープセグメントを重ねるための装置であって、前記装置は、前記キャリヤテープを支持するための第1および第2のモジュールを含み、前記第1および第2のモジュールは直線通路を規定するように配置され、前記直線通路に沿って前記キャリヤテープが移動し、前記第1のモジュールと前記第2のモジュールとの間の前記直線通路に沿って位置づけられた積層成形アッセンブリを含み、前記積層成形アッセンブリはプレス手段と切断手段とを含み、前記積層成形アッセンブリを通ってかつ前記通路に沿って予め定められた距離だけ前記キャリヤテープを動かすための手段を含み、前記距離は前記第2のテープの幅に比例し、前記第2のテープを前記積層成形アッセンブリに向けて前記キャリヤテープの幅に比例する距離だけ動かすための手段を含み、前記キャリヤテープが前記積層成形アッセンブリへと動かされた各々の予め定められた距離毎に、前記第2のテープの層が前記キャリヤテープ上に置かれ、そしてキャリヤテープが再び前記予め定められた距離だけ前記通路に沿って動かされる前に、プレス手段が起動され第2のテープが切断されるように、前記キャリヤテープ運動手段、前記第2のテープ運動手段、および前記切断手段を順次起動させるための手段を含む、第1のキャリヤテープの上に第2の交差プライテープのセグメントを重ねるための装置。

請求項2

前記第2のテープの少なくとも1つの他の層が前記キャリヤテープに重ねられるように、前記通路に沿っての前記キャリヤテープの運動方向を反転させるための手段をさらに含む、請求項1に記載の装置。

請求項3

前記積層成形アッセンブリは、前記キャリヤテープが前記通路に沿って動く際に前記キャリヤテープを支持するためのプラテンを含み、さらに、前記プレス手段はキャリヤテープと第2のテープとの層に圧力を与えるための流体圧プレスを含む、請求項1に記載の装置。

請求項4

第1のキャリヤテープの上に第2の交差プライテープのセグメントを重ねるための方法であって、前記方法は、直線通路に沿って第1のステーションと第2のステーションとの間を移動するように前記第1のテープを支持するステップと、前記第1のステーションと前記第2のステーションとの間の前記通路上のある位置にプレス手段および切断手段を位置づけるステップと、前記第1のテープを前記通路に沿って前記位置に向けて予め定められた距離だけ動かすステップとを含み、前記距離は、前記第2のテープの幅に比例し、前記方法はさらに、前記第2のテープを前記第1のテープの幅に比例する距離だけ前記プレス手段に向けて動かすステップと、前記第1のテープが前記通路に沿って前記位置に向けて動かされた各々の予め定められた距離毎に、前記第2のテープの層が前記第1のテープの上に置かれ、そして、第1のテープが再び前記通路に沿って前記予め定められた距離だけ動かされる前に、プレス手段が起動され第2のテープが切断されるように、前記第1および第2のテープ、ならびに前記プレス手段および切断手段を順次運動させるステップとを含む、第1のキャリヤテープの上に第2の交差プライテープのセグメントを重ねるための方法。

請求項5

前記第2のテープの少なくとも1つの他の層を前記第1のテープに重ねられるように、前記通路に沿っての前記第1のテープの運動方向を反転させるステップをさらに含む、請求項4に記載の方法。

技術分野

0001

この発明は、交差して合わされた材料、好ましくは構造部材の形成において使用される複合材料の連続的な自動生産のための方法および装置に関する。

0002

マトリクス内に保持された織られた材料を含む織られた材料の層からの構造部材の製造においては、しばしば、織られた材料およびマトリクスがその上で形成されるキャリヤウェブ長手方向に対して角度をつけて1つまたは2つ以上の織られた材料の層を配置することが望ましい。これらの長手方向以外の方向に配置された繊維はマトリクス材料における補強層として作用し、角配向に依存して、特定のしばしば予め定められた特徴的な働きを結果として製造される構造部材に与える。

0003

しかしながら、過去においては、このような補強繊維または繊維のウェブを扱うことは、これらの重量が軽く脆い特徴を持つために困難であった。

0004

この問題を解決するためにとられてきた一般的な方策の1つは、複合材料ウェブを作るために下地層または解放材料のプライを提供するというものであった。

0005

各層が剛化マトリクスを含む複合材料の多数の層から構造部材を積層するための既知の方法および装置は、各層が次の層と重なった関係に位置づけられる用意ができるまで次の層から分離したままにするため、解放織物または裏あて紙などの支持材料の連続的なプライを使用する。次の層と重ね合わされる直前に、下にある連続するプライの材料は複合材料の層から剥ぎ取られて、支持材料を含んだまま構造部材が積層されないようにせねばならない。

0006

既知の交差プライを合わせる操作においては、解放層複合マトリクス層から除去することは望ましくない。なぜならば、そのために必要とされる装置は(たとえばローラスプリッタ、およびカッタなどの)多くの付加的な構成要素を必要とし、かつ、修理および製造のための時間およびコスト、ならびに機械ダウン時間を増加させるからである。

0007

既知の交差プライ装置のもう1つの欠点は、ベース層の上に重ね合わせられるべき交差して合わされた材料を所望の長さに切断するために使用されるカッタ部がキャリヤプライを切断しないという点である。したがって、切断された長さの部分は解放プライが除去されるまで下地層の上に直線載せることができず、したがってこの方法に1つ付加的なステップ(および関連する道具の組)を加えることになる。

0008

既知の方法および装置のまたさらなる欠点は、ピンチローラ圧力プレート、および加熱器の使用によって隣接した材料のウェブが互いに接着されるという点である。したがって、隣接した層が互いに適切に連結されたと判断されるまでは、この処理を進めることができない。このことにより構造部材の層を積層するステップにかなりの時間の遅れが加えられる。すべての既知の装置において、第2の層が加えられるようになる前に1つの層をまず下地層に接着させることが必要とされるために、先行技術は、巻きとりスプールの中心部に現在あるウェブの開始部分送り出しスプールの外周に位置づけることができるように、ウェブとしてスプールに巻きつけられた最初の2つの連結された層は後ろ向きに送られねばならないと教示している。

0009

こうした既知の先行技術を背景として、本出願人は複合材料の多数の層であって、そのいくつかまたはすべてが補強繊維材料を含むものから多層構造部材を積層するための新しいより効率的でより迅速、かつ費用対効果のよい方法を開発した。

発明の概要

0010

したがって、この発明の目的は、複合材料のプライを扱い、複合構造部材の製造における合わせ段階の間に複合材料のプライの間に繊維材料のプライを交差するように置くための新規の方法および装置を提供することである。

0011

この発明のもう1つの目的は、不定の長さの構造部材を作るように、補強されたマトリクス材料の連続的な層を互いに重ね合わせて配置するための、かつ現在知られている他の関連する方法の欠点および欠陥をすべて克服するための、新規の方法および装置を提供することである。

0012

この発明のさらに別の目的は、製造設備を通じてその処理および移動が容易になるように、このように形成された不定の長さの多層構造部材をスプール上に装着できるようにすることである。

0013

この発明のまたさらなる目的は、各層を剛化し、かつ各層を次の層から分離するために使用される支持材料の連続的なプライが容易に除去でき、したがって構造部材が支持材料を含まないように積層される方法および装置を提供することである。

0014

これらのおよび他の目的は、この発明によって達成される。この発明においては、第1の複合材料テープが増分的態様で第1の方向に交差プライ区域を通って動かされ、第1のテープの各増分的移動の後に、第2のテープが前に送られ第1のテープと重なり合った関係になり、ここで、切断機構起動され第2のテープのセグメントが第1のテープの上に置かれる。この方法は、第1のテープの上に置かれた第2のテープのセグメントの各々の幅が第1のテープが第1の方向に移動した距離に等しくなるように、第1および第2のテープの増分運動が調整される連続的な制御ステップを特徴とする。

0015

この発明の装置はモジュール式の構造であって、第1のテープは、1つのテープ支持モジュールから積層成形モジュール横切り、第2のテープを送るための交差プライモジュールを通過して移動する。

0016

交差プライモジュールは、第1のテープの長手方向の部分に対して異なる角配向に第2のテープを第1のテープの上に載せることができるように、第1のテープの長手方向の部分に対してある範囲の旋回運動をするよう旋回可能に積層成形モジュール上に装着される。

詳細な説明

0017

以下の詳細な説明は、この発明を実施する現在企図される最良のモードに関する。この説明は限定的な意味でとられるべきではなく、単にこの発明の一般原理を示すことを目的としており、この発明の実際の範囲は前掲の特許請求の範囲によって最もよく定義され得る。

0018

この詳細な説明を通じて、図面のさまざまな図の中の類似した要素または部分は同じまたは類似した参照符号によって示される。この明細書において使用される際には、「プライ」とは材料の1層であり、「交差プライ」または「交差して合わされた材料」という用語は、隣接する層の繊維の縦方向が互いにに対して180°および360°以外の角度で配置されるている2つ以上の材料の重ね合わされた層を示す。

0019

図1および図2を参照すると、この発明の装置は、第1のスプールアッセンブリ100、積層成形アッセンブリ200、第2のスプールアッセンブリ300、および交差プライアセンブリ400を含んでいる。

0020

第1および第2のスプールアッセンブリは、積層成形アッセンブリの対向する側部に隣接するように位置づけられている。第1および第2のスプールアッセンブリは積層成形アッセンブリとともに、直線軸A−Aを大まかに規定している(図4を参照)。交差プライアッセンブリ400はそれ自体、軸B−Bを規定する引延ばされたフレームを有しており、この発明の情況においては、軸B−Bは軸A−Aと同一直線上にはない。

0021

本明細書では、「外の」という用語は観者に近い位置を指し、「内の」という用語は観者から遠い位置を指す。

0022

この発明は、第1および第2のスプールアッセンブリはウェブ材料の供給および巻きとりのために交換可能に使用できるものと企図している。第1および第2のスプールアッセンブリは実質的に機能的に同一である。

0023

さらに、第1および第2のスプールアッセンブリは実質的に構造的に同一である。2つのスプールアッセンブリ内の構成要素の位置は反転されている(図2を参照)。すなわち、第1のスプールアッセンブリ内の構成要素の位置づけは第2のスプールアッセンブリ内の構成要素の位置づけの鏡像なのである。装置がこのように類似しているのは、一方のスプールアッセンブリをウェブ材料の巻きとりのために使用しているときには他方のスプールアッセンブリをウェブ材料の供給のために使用し、かつその逆にするという目的のためである。したがって、この発明の教示により、第1および第2のスプールアッセンブリの間のウェブの供給の方向は反転可能である。第1および第2のスプールアッセンブリの間を移動するウェブの上に位置づけられたすぐ前の交差プライ材料層の上に1つ以上の交差プライ材料の層を位置づけることが必要なときには、このような関係は望ましい。

0024

2つのスプールアッセンブリは類似しているので、ここでは1つ(アッセンブリ100)だけを説明する。図示されているように、スプールアッセンブリ100は、ベース102、支持壁104、106、108および(108に仮想線で示す)壁安定化部材を有するフレームを含んでよい。

0025

壁106に装着されているのは第1の回転可能軸112、第2の回転可能軸114、第3の回転可能軸116および第4の回転可能軸118である。第3および第4の軸は間隔をおいて位置づけられており、一方が他方の上に配置されている。スプールアッセンブリ100および300の中のすべての軸は壁106と108との間に壁106および108によって支持されている。

0026

第1の軸112は(壁106の後ろに支持されここでは図示されていない)モータによって回転可能に駆動される。第1の軸の上に装着されているのは主供給ロール122であり、その上にウェブ材料Wの供給物担持され、その上に1つまたは2つ以上の交差して合わされた材料の層が重ねられる。

0027

材料のウェブWは紙組成材料のベース層、ある長さの補強されていない複合材料、ある長さの繊維によって補強された複合材料であって繊維が互いに同じ方向に(「単一方向に」)配置されているもの、ある長さの繊維で補強された複合材料であって繊維が互いに対し2つの角度に(「2方向に」)配置されているものもしくは繊維が互いに対して多数の方向に(「多方向に」)配置されているもの、またはある長さの樹脂フィルムを含んでよい。

0028

第1のアイドラロール124は第2の軸114上に固定される。アイドラロール124はステンレススチールアルミ合金プラスチック、または他の安定した化合物からなる円筒ローラを含み、好ましくは腐食摩耗などに耐える研磨されたまたは被覆された表面を有する。この装置はまた軸114の対向する端部に旋回可能に装着されたアーム134、134′を含んでもよく、これらは軸140に接続され、その上に第1のアイドラロール124に類似した第2のアイドラロール142が支持されている。ロール142およびアーム134、134′の重さだけでも、通常の状態では、ロール142が供給ロール122上に巻きつけられたウェブ材料と接触するよう押しつけるのに十分であろう。しかしながら、より大きな圧力が必要とされる応用においては、アーム134、134′を空気圧で駆動することができる。アーム134、134′によって与えられる気圧の影響下で、ロール142はウェブが送り出される速度を安定させるのを助けるよう供給ロール122をちょうど離れる所の材料のウェブに圧力を与えることができる。

0029

いずれにせよ、供給ロール122を離れる材料のウェブWは、ロール122の下流に位置づけられる(以下に説明する)ニップロール130および132によって引張られ保持される。アイドラロール142はまたロール122上のウェブ材料の直径が供給ロール122上に残っている材料の量がなくなりかけていることを示す臨界寸法に達した時機を検知するために使用できる。これは位置もしくは姿勢センサまたは計数器を使用して行なうことができる。このようにして、ウェブWの張力または対向する供給ローラの間のウェブ材料の連続性が失われることを防ぐことができる。

0030

たとえば、「ロール端部」センサによって、すべてのウェブ材料がロール122から離れてしまう前に装置を止めることができ、そして、第2の十分な量のウェブ材料の供給物、たとえば第2のロール上のものを接続するかまたは他の形で加えることができる。さらに、適切なセンサを用いて、材料の第1の交差プライ層がベースまたはキャリヤウェブの上に配置された後に、ベースウェブがロール124から引き出される前に、交差プライ材料の第2の層を第1の交差プライ層の上に配置できるようにウェブの移動方向を反転させることができる。

0031

ロール122上の材料の終端が近づいたことをリアルタイムで決定することは、軸の回転を測定するために軸114に結合された(たとえばパネル104、106の後ろに位置する)センサならびに各々がピストンおよびピストンロッドを含む(図示しない)空気シリンダの使用によって達成できる。ピストンロッドの自由端を軸114と結合させて回転力を軸に与えることにより、ロール142を支持する旋回アーム134、134′はセンサによって制御されかつトリミングされる空気シリンダの圧力により、アイドラローラ142を供給ロール122に押しつけることができる。

0032

供給ロール122ならびにアイドラロール124および142はまたパネル106に向かうおよびパネル106から離れる運動のために支持されてもよい。この運動によってパネルに対してのウェブ材料Wの端縁の調節が可能になり、ウェブWの外側の端縁をプレスプラテンの外側の端縁領域および剪断ブレード端縁(以下を参照)と整列させて維持することができる。好ましくは、3つのロールはすべてひとかたまりとなって動き、運動は端縁案内センサ128bによって発生される信号およびフィードバックループによって制御される。支持部材128aによって担持されるセンサは部材128aに沿って前後に可動であり、センサの下で運動するさまざまなウェブの幅に対処する。

0033

第1の上方のニップロール130および第2の下方のニップロール132は端縁案内センサ128bの下流に位置する。2つのニップロールは実質的に縦に整列するように一方が他方の上に配置されている。

0034

軸118は、前方パネル106に対しある位置に固定される。軸116は軸118に関して縦に調節されるように支持され、ウェブのその水平通路に沿っての運動の方向とは関係なく、上方ロール130の下を運動するウェブに与えられる圧力を選択的に調節できるようになっている。好ましくは、ロール130は非接着性の外部表面を有する。(図示しない)センサおよびリンク仕掛は圧力を調節可能に制御でき、この圧力をロール130はウェブWに与える。

0035

(図示しない)指数エンコーダは、予め定められた量のウェブWが供給ロールから積層成形アッセンブリ200に向けてウェブ通路に沿って進んだときを判断するため、上方ニップロール130と結合されていてもよい(詳細については図7および図8を参照)。

0036

積層成形アッセンブリは支持部分202およびプレス部分204を含む。支持部分は支持ハウジングを規定する前方、後方、および側方パネルを含むフレームからなり、支持ハウジングの上にプレス部分が支持されている。

0037

プレス部分は、側方、後方、および前方の開口部を分離する角支持部を有するハウジングを含む。ハウジング内には、プラテン206とプラテンの真上に配置されたプレス208とが位置する。プレスは、ハウジングの上方部分の両側に位置するシリンダCCから吊られるかまたは支持される。シリンダによってプレス208は縦方向の態様で上下に運動する。

0038

上方剪断ブレード210はプレス208の前方部分に装着される。下方剪断ブレード212は積層成形装置の支持部分に固定される。下方剪断ブレードはシリンダおよびピストンアッセンブリ214と結合され、シリンダおよびピストンアッセンブリの中ではピストンは縦に運動ができ剪断ブレード212を上下に運動させる。ブレード212の最上部の端縁は図5および図8の216で図示しているように、斜角をつけられており、斜角をつけられた部分はプレス部分の平らなプラテンの真下に位置する。

0039

トレイもまたプレス部分のハウジング内に配置されている。最初は、トレイはプレス部分の後方に位置づけられている。トレイは前方および後方に水平運動するよう支持され、よって、プレスよりは下だがキャリヤウェブよりは上に位置できる。トレイは、交差プライウェブCPWが擦り切れた端部を有するかまたは取除かねばならない端部を有するときにのみ使用される。そうするためには、トレイはキャリヤウェブを覆うプレスの部分の下を滑り、交差プライウェブはトレイの上へ、そしてトレイを超えて送られる。この時点で、剪断ブレードは交差プライ材料の不所望の端部を切断するよう起動される。この手順が完了すると、材料の剪断された破片内の硬化していない樹脂固有粘着性を持つために、トレイに付着した材料の剪断された破片とともにトレイはもとに戻る。次に、交差プライ動作が再開される。

0040

交差プライアッセンブリ400は、互いに平行であり実質的に垂直の面プレート402、402′および404、カバープレート406、ならびに(図1の408に図示するような)間に交差プライウェブ支持構成要素を支持する面プレートを剛化させかつ間隔をあけるよう接続されているスペーサ部材を有するフレームを含む。こうしてスペーサ部材は面プレートを平行に維持する。

0041

カバープレート406はまた、プレート402と平行に延び得、プレート402の外側で支持されるロールを覆う(図1を参照)下方に垂れ下がったプレート(図示せず)を含んでもよい。

0042

交差プライ装置のフレーム上に装着された第1のスピンドル412は膨張可能心棒を形成する圧縮空気で膨張させることのできる軸を含む。スピンドル412は、必要なときにスピンドルの回転を遅くするための制動または抵抗を与える機構を含む。この制動機構は交差プライウェブCPWに張力を与える。供給ロール422はスピンドル412上に装着され交差プライウェブ材料に対し供給源として働く。

0043

交差プライウェブCPWは、好ましくは、解放膜または紙組成材料のベース層と、相対的に同一の方向(「単一方向」)に配置された繊維により補強された複合材料の層とを含む。2方向(「2方向」)に配置された、または多数の方向(「多方向」)に配置された繊維によって補強された複合材料などの他の材料も交差プライウェブCPWの層として使用してよい。

0044

アイドラロール424は供給ロール422の前方に位置しスピンドル414上に装着される。アイドラロール424の下流かつ実質的に縦方向上方に第2のアイドラロール426が位置し、これはそれ自体スピンドル416上で自由回転するよう装着されている。スピンドル414および416は両方とも交差プライアッセンブリのフレーム前方壁402によって支持され、これと実質的に水平方向に垂直である。スピンドル416と(図示しない)ロードセルが結合しており、ロードセルは交差プライウェブ材料がローラ426を横切って引張られる際にアイドラローラ426上にかかる張力をモニタする。こうして、ローラ426におけるウェブ通路のウェブ材料の存在を絶え間なくモニタすることができる。これは重要なことである。なぜならば、もし交差プライウェブが破損するかまたは供給ローラに交差プライウェブがなくなってしまったならばすぐに張力が失われ、このような状態を検知したロードセルが即座に装置を止めるからである。交差プライ動作の間に張力が下がると適切にウェブを案内する能力が妨害され、かつさらには、ウェブを位置づける能力および許容誤差がすべて損なわれてしまう。

0045

1対のニップロール428および430がアイドラロール426の下流に位置づけられ、下方ニップロール428はアイドラロール426と同じ高さでフレームの前方壁402上に支持される。

0046

ニップロール428、430は各々それぞれの(番号はふっていない)スピンドル上に支持される。ニップロール428は垂直壁402および404の後ろに位置するサーボ駆動モータによって回転するよう駆動される。ニップロールは実質的に縦に整列しており、下方ロール428の位置はロール430に向かうようにかつロール430から遠ざかるように縦方向に調節可能である。

0047

これは、たとえば、(図5においては1つのみが図示され、他方は図示されている一方の真後ろにあるために視界から隠されている)1対の平行リンク仕掛部LLの第1の端部がロール428のスピンドルの対向する両側部に取付けられ、各部LLの中間点がフレームに固定され、各部の他方の端部がやはりフレームに固定されているピストンシリンダ装置PPから垂れ下がっている、配置において達成できる。この配置においては、リンク仕掛部LLは各部の中間点を軸として旋回でき、その結果ロール428がロール430に向かって持上げられ(よりきつく)ロール430と係合する。

0048

キャリヤプライウェブがニップロールを超えて運動すると、ウェブキャリッジボックス440に入る(詳細については図3および5を参照)。ボックス440は水平方向に延びたテーブル442を含み、このテーブルは、ウェブがテーブルをこえて積層成形アッセンブリ200に向かって移動するときウェブが支持されるようなレベルに位置づけられている。テーブル442はキャリヤプライウェブCPWが積層成形アッセンブリ200のプレスに向かってさらに下流へと運動する時これを支持することができるような幅を有している。

0049

次に特に図3を参照すると、キャリッジボックステーブル442の下流先端部444は実質的に切断された多角形の形を有しており、横方向に配置された三角形のプレート446、448を備えている。プレートはおおよそ同一の構成であり、ヒンジを介してテーブルの対向する側部に接続され、よってプレートはテーブルの面から離れて下方に旋回できる。プレートの一方または両方がテーブル442の面から離れて旋回すると、ボックスアッセンブリ440の側部に沿って邪魔にならない位置にプレートを固定するために各プレートの下側に装着された磁石を使用できる。交差プライアッセンブリが回り点474について旋回されるときプレートはテーブル442の面から離れて運動する(以下の説明を参照)。

0050

水平テーブルの真下の前方下流領域に位置するのは第1および第2のローラ460、462である。各ローラはフリーホイール運動するようスピンドル上に支持されている。ローラ460は交差プライウェブの一方側から分離されるまたは剥ぎ取られる裏あて紙BPを、最初にローラ462へそして次にローラ464へ案内する。裏あて紙は交差プライウェブCPWの一部であり、水平テーブルの面内に位置するスプリッタ部444によってウェブCPWから分離される。ローラ464は裏あて紙をまきとりかつ貯蔵する機能を果たし、これは他の用途のために使用してもよい。ローラ464は惰性では回らず、ニップローラ428の(図示しない)サーボ駆動モータと結合されている。ローラ464はまた、裏あて紙の巻きとり速度をニップローラ428のテープ駆動速度と調和させ、裏あて紙の巻きとりの間の裏あて紙ウェブの張力を制御することができるクラッチを含む。

0051

交差プライアッセンブリ400は上方から垂れ下がり、たとえば天井に装着されたはり500に垂れ下がり、これはフランジまたは同様の表面を含んでよい。軸受部材502、504は、はり上でアッセンブリ400を支持し、はりと係合するためにローラ、車、スライダなどを含んでもよい。

0052

支持プレート470は交差プライアッセンブリ400の上方表面に取付けられている。支持プレートは、軸B−Bに沿って交差プライアッセンブリ400の全長に延びており、積層成形アッセンブリ200に隣接して配置された交差プライアッセンブリの端部から突き出た狭い延長部分472を含む。延長部分472は旋回部材474においてプレスハウジングの上方表面に旋回可能に結合されている。この旋回部材のおかげで、支持プレート470は支持はり500に沿って側部から側部へと旋回することができ、よって、交差プライアッセンブリ400は一方側から他方側に横方向に旋回運動することができる。第1の直線のすべり棒482は軸受ボックス484を通って1軸受部材502と結合され、他方第2の直線のすべり棒486は軸受ボックス488を通って他方の軸受部材504と結合されている。直線のすべり棒によって、交差プライアッセンブリが積層成形アッセンブリ200に対して側部から側部へ旋回するにつれて軸受ボックスがそれに沿って滑ることができ、よって、予め定められた交差プライの配向をもたらすようにキャリヤプライウェブWに関しての交差プライアッセンブリ400の正確な位置づけを容易にする。

0053

端縁案内490(図1を参照)は交差プライアッセンブリ上にローラ424と426との間に位置づけられている。案内は、490で示され、交差プライウェブCPWが交差プライ通路に沿って横方向に整列し、よってウェブがプレスアッセンブリ開口部に正確に入ることを確実にしている。

0054

交差プライ手順を達成するためには、交差プライウェブCPWの運動とキャリヤウェブWの運動とを代わる代わる行なう必要がある。第1に、キャリヤウェブWは積層成形ユニット200の前方に予め定められた部分が位置づけられるように動かされる。次に、交差プライウェブCPWはキャリヤウェブWに向けて特定された「スライド」距離を進む。この「スライド」距離は2つのウェブのそれぞれの幅の関数として決定される(たとえば、もしキャリヤウェブWが12インチの幅であれば、交差プライウェブCPWは積層成形アッセンブリ200に向けて12インチ前方に動かされねばならない(すなわち「スライド」されねばならない)。

0055

一旦ウェブのスライド運動が起こると、プレス部材は重なったウェブの部分と係合するよう下げられ、剪断機が起動されて、キャリヤウェブの上に位置づけられた交差プライウェブのセグメントを積層成形アッセンブリ200に向けて進んでいる交差プライウェブの残りの部分から切断する。

0056

この後、剪断機は引っ込み、プレス部材は持ち上げられ、ウェブはいずれも新しくこの処理を始めるためにそれらの「スライドするべき」量だけ運動させられる。このようなスライドを通じて、キャリヤウェブは、切断されたばかりの交差プライセグメントを、キャリヤプライが移動する通路を次にスライドされた量の交差プライウェブが前方向に移動するのを収納するのに十分な距離だけ下がった位置に運ぶ

0057

上述のステップは、キャリヤウェブのほとんどすべてが交差プライウェブ材料のスライドされてできたセグメントで覆われるまで順次繰返される。後に残った端部部分を除いてほとんどすべての供給ロール122からのキャリヤウェブが交差プライウェブ材料のセグメントによって覆われ、そしてロール322によって巻きとられたようなときには、装置の動作は停止し、次に、交差プライウェブが新しい供給ロールで補充されたときに、キャリヤウェブWの運動方向が反転される。キャリヤウェブの後に残った端部部分は次にニップロール130、132の間を通ってロール124を回り「新しい」巻きとりロール122へと戻り、こうして、ウェブの先端部となる。

0058

装置が始動されるとき、交差プライウェブCPWとキャリヤウェブWとは再び、同時にスライド運動を行なうように移動し、ここでキャリヤウェブWの動きは反転されている。交差プライ装置の動作および交差プライウェブCPWの移動方向はキャリヤウェブWの移動方向によって影響されない。

0059

上述のこの発明の装置の動作によって、交差プライウェブセグメントをキャリヤウェブの上に90°の角度で積層することができるが、この発明はまた、交差プライウェブのセグメントを90°以外の角度でキャリヤウェブWの上に置くことも企図している。このような場合には、キャリヤプライウェブおよび交差プライウェブのスライド運動を再定義する必要がある。

0060

たとえば、交差プライウェブを45°の角度でキャリヤウェブに重ねるのであれば、スライド距離は、キャリヤプライWの幅をコサイン45°で乗ずることによって決定される。

0061

この発明を、この発明の特定の実施例に関連して説明してきたが、この説明に照らせば当業者には、多くの代替案、変更、および変形が明らかになることは明白である。したがって、この発明は、前掲の特許請求の範囲の精神および範囲内にあるすべての代替案、変更、および変形を包含するものと意図される。

図面の簡単な説明

0062

図1第1および第2のモジュール式スプールアッセンブリ、モジュール式積層成形アッセンブリ、ならびにモジュール式交差プライアッセンブリを示す、この発明の交差プライ装置の斜視図である。
図2軸B−Bの方向に沿って図1を右から左に向かって見た図1に描かれた交差プライ装置の概略側面図である。
図3図1に示す交差プライアッセンブリのウェブキャリッジボックスの上面図である。
図4図1に開示された交差プライ装置全体の概略上面図である。
図5ウェブキャリッジボックスおよび剪断アッセンブリを描いた図1に示す交差プライアッセンブリの概略側面図である。
図6図5に示す装置の概略上面図である。
図7この発明のカッタアッセンブリの正面図である。
図8図7に示すカッタアッセンブリの側面図である。

--

0063

100 第1のスプールアッセンブリ
122 主供給ロール
200積層成形アッセンブリ
208プレス
210 上方剪断ブレード
212 下方剪断ブレード
300 第2のスプールアッセンブリ
400 交差プライアッセンブリ
412 スピンドル

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