JP2003103554A - 自動積層装置 - Google Patents

自動積層装置

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JP2003103554A
JP2003103554A JP2001301542A JP2001301542A JP2003103554A JP 2003103554 A JP2003103554 A JP 2003103554A JP 2001301542 A JP2001301542 A JP 2001301542A JP 2001301542 A JP2001301542 A JP 2001301542A JP 2003103554 A JP2003103554 A JP 2003103554A
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Katsumi Kuwa
克己 久和
Kazunobu Umeki
一信 梅木
Hiroyuki Nakamura
裕之 中村
Atsushi Rihei
敦 理塀
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    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/22Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々の表面形状を有する被積層体の上に熱可
塑型複合材料を積層して確実に硬化成形することがで
き、高強度・高品質の製品を得ることができる自動積層
装置を提供する。 【解決手段】 熱可塑型複合材料200を加熱手段10
0によって加熱溶融しつつ所定の位置に積層し、積層面
を加圧手段110によって加圧して硬化成形する自動積
層装置において、積層面を再加圧する再加圧手段10
と、再加圧時に積層面を冷却再加熱する温度制御手段と
を備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動積層装置に関
し、特に、熱可塑型複合材料を加熱溶融しつつ所定の位
置に積層し、積層面を加圧して硬化成形する自動積層装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ガラス繊維、カーボン繊維、
アラミド繊維などの強化繊維に熱硬化性または熱可塑性
のマトリックス樹脂を含浸させた複合材料が、産業界で
広く用いられている。例えば、熱硬化性のマトリックス
樹脂を採用した熱硬化型複合材料によって航空機翼の外
板を成形する場合には、未硬化状態の成形用中間基材で
あるプリプレグを所定の大きさに切り取って外板表面形
状を有する治具上に積層し、オートクレーブで加圧・加
熱して硬化成形している。
【0003】また、近年では、熱硬化型複合材料と比較
してコスト性に優れ、保管管理も容易な熱可塑型複合材
料も採用されつつある。この熱可塑型複合材料は、熱硬
化型複合材料と比較すると、ドレープ性(柔軟性)およ
びタック性(粘着性)が不十分であるため、複雑な曲面
形状を有する航空機翼の外板などの成形に適用するのは
困難であった。
【0004】しかし、近年の自動積層技術の進歩によ
り、米国特許第5447586号公報に記載されている
ように、例えば、強化繊維を一方向に配向した狭幅テー
プ状の熱可塑型複合材料(以下、「テープ状プリプレ
グ」という)を所定の速度で供給し、このテープ状プリ
プレグを高温窒素ガスで加熱溶融させローラーで加圧し
ながら所定の成形治具の上に自動積層する、という自動
積層装置が開発されたため、熱可塑型複合材料を用いて
複雑な曲面形状を有する成形品を製造することが可能と
なった。
【0005】前記したような自動積層装置を使用する場
合には、例えば成形治具が筒状体であれば、この筒状体
の成形治具の外周にテープ状プリプレグを巻き付けなが
ら積層することができる。この場合には、テープ状プリ
プレグに引張力を負荷して拘束しながら積層して成形す
ることができるため、テープ状プリプレグ内の強化繊維
の方向が一定に保持されるので、内部品質の安定した製
品を得ることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、テープ状プ
リプレグを積層する被積層体が、平板状の成形治具やハ
ニカムコアなどである場合には、前記した巻き付けを行
わずに、自動積層装置を複数回往復させ、成形治具の端
部でテープ状プリプレグを切断しながら順次積層してい
くこととなる。切断されたテープ状プリプレグには、前
記したような引張力が負荷しない上に、テープ状プリプ
レグを加熱溶融させてから硬化させるまでには一定の時
間がかかる。このため、加熱溶融から硬化までの間に、
積層したテープ状プリプレグ同士が充分に密着せずに層
間がゆるみ、結果的に、得られる製品は低強度・低品質
となってしまう場合があった。
【0007】本発明の課題は、種々の表面形状を有する
被積層体の上に熱可塑型複合材料を積層して確実に硬化
成形することができ、高強度・高品質の製品を得ること
ができる自動積層装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項1記載の発明は、例えば図1および図2に
示したように、熱可塑型複合材料を加熱手段によって加
熱溶融しつつ所定の位置に積層し、積層面を加圧手段に
よって加圧して硬化成形する自動積層装置において、前
記積層面を再加圧する再加圧手段と、前記積層面を冷却
再加熱する温度制御手段とを備えることを特徴とする。
【0009】請求項1記載の発明によれば、熱可塑型複
合材料の積層面を再加圧する再加圧手段を備えるため、
熱可塑型複合材料を加熱溶融してから硬化させるまでの
一定時間、積層面を確実に加圧することができ、高品質
・高強度の製品を得ることができる。
【0010】また、請求項1記載の発明によれば、熱可
塑型複合材料の積層面を冷却再加熱する温度制御手段を
備えるため、熱可塑型複合材料を前記したように再加圧
する際に温度を調節することができ、層間の接合効果を
一層高めることができる。この結果、高品質・高強度の
製品を得ることができる。
【0011】請求項2記載の発明は、請求項1記載の自
動積層装置において、例えば図3ないし図8に示すよう
に、前記再加圧手段は、前記積層面を押圧する押圧部
と、前記押圧部を前記積層面の表面形状に追従させる追
従機構とを備えることを特徴とする。
【0012】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明の奏する作用効果に加え、再加圧手段は、積層
面を押圧する押圧部と、この押圧部を積層面の表面形状
に追従させる追従機構とを備えるので、積層面の表面形
状がいかなる形状であっても充分に加圧を施すことがで
きる。従って、種々の形状の製品を得ることができ、か
つ、得られた製品は高品質・高強度となる。
【0013】請求項3記載の発明は、請求項2記載の自
動積層装置において、例えば図5、図7および図8に示
すように、前記再加圧手段は、前記押圧部がローラーで
あり、前記ローラーの外径を変更することによって加圧
時間を制御することを特徴とする。
【0014】請求項4記載の発明は、請求項2記載の自
動積層装置において、例えば図9および図10に示すよ
うに、前記再加圧手段は、前記押圧部が平面状の押圧面
を有するソリ型の構造体であり、前記押圧面の長さを変
更することによって加圧時間を制御することを特徴とす
る。
【0015】請求項3または4記載の発明によれば、請
求項2記載の発明の奏する作用効果に加え、押圧部であ
るローラーの外径またはソリ型の構造体の押圧面の長さ
を変更することによって加圧時間を制御することができ
る。従って、積層する熱可塑性複合材料の種類、厚さ、
加熱温度などによって決定される最適な加圧時間を精密
に設定することができる。この結果、より高品質・高強
度の製品を得ることができる。
【0016】請求項5記載の発明は、請求項2、3また
は4記載の自動積層装置において、例えば図3ないし図
6に示すように、前記追従機構は、前記押圧部を上下方
向に揺動させる第1追従機構と、前記押圧部を左右方向
に揺動させる第2追従機構とを備え、前記第1追従機構
は、前記自動積層装置本体に固定される固定部と、前記
固定部の下方で前記自動積層装置本体にピン結合され上
下方向に揺動する上下揺動部と、前記固定部と前記上下
揺動部との間に配置される第1付勢手段とを有し、前記
第2追従機構は、前記上下揺動部に固定される上板部
と、前記上板部にピン結合されて左右方向に揺動し前記
押圧部が取り付けられる左右揺動部と、前記上板部と前
記左右揺動部との間に前記ピン結合部を挟んで配置され
る一対の第2付勢手段とを有することを特徴とする。
【0017】請求項5記載の発明によれば、請求項2、
3または4記載の発明の奏する作用効果に加え、第1追
従機構および第2追従機構によって押圧部が上下・左右
に揺動可能となるため、積層面の表面形状に正確に追従
しながら加圧を施すことができる。従って、種々の形状
の製品を得ることができ、かつ、得られた製品はより高
品質・高強度となる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る自動積層装置
の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【0019】[第1の実施の形態]まず、本発明の第1の
実施の形態に係る自動積層装置を、図1ないし図8を用
いて説明する。本実施の形態に係る自動積層装置は、テ
ープ状プリプレグ200を所定の速度で移送する(図示
されていない)移送手段と、移送されたテープ状プリプ
レグ200を加熱溶融させる加熱手段100と、溶融さ
せたテープ状プリプレグ200を加圧して所定の位置に
積層して成形する加圧手段110とを備え、図1に示し
た矢印の方向に移動しながら、テープ状プリプレグ20
0を積層するものである。
【0020】加熱手段100および加圧手段110につ
いては、従来から使用されているものを制限なく使用す
ることができる。本実施の形態では、加熱手段100と
して高温(約900℃)の窒素ガスを噴出するガストー
チを、加圧手段110としてローラーを採用している
(図1参照)。
【0021】本実施の形態に係る自動積層装置は、図2
に示すように、再加圧手段10を備える。この再加圧手
段10は、加圧手段110による加圧に加え、テープ状
プリプレグ200をさらに所定の時間だけ加圧して適切
な成形圧力を加えることによって、積層したテープ状プ
リプレグ200を確実に硬化成形するように機能するも
のである。
【0022】すなわち、テープ状プリプレグ200が硬
化温度(ガラス遷移温度)に達して硬化する前に加圧手
段110であるローラーが移動した場合に、再加圧手段
10によってさらに所定の時間だけ加圧を行うことによ
って、より充分に硬化成形を達成するものである。
【0023】再加圧手段10の構成について、図1ない
し図8を用いて詳細に説明することとする。再加圧手段
10は、図2ないし図4に示した押圧部20と、図3、
図5および図6に示した第1追従機構30と、図5、図
7および図8に示した第2追従機構40とを備える。
【0024】押圧部20は、前記した加圧手段110と
は別に、テープ状プリプレグ200の積層面を押圧する
部分であり、本実施の形態では、図2に示したようにロ
ーラーを採用している。このローラーは、後述するよう
に交換可能とされており、外径を適宜選択して取り付け
ることによって、加圧時間を設定することができる。
【0025】第1追従機構30は、自動積層装置本体に
固定された固定部31と、この固定部21の下方位置で
自動積層装置本体にピン結合されて図3の矢印で示した
方向(上下方向)に揺動する上下揺動部32と、固定部
31の先端近傍と上下揺動部32との間に配置されて両
者とピン結合され、両者を離隔させるように付勢される
第1付勢手段33とを備えている。
【0026】上下揺動部32は、自動積層装置本体との
ピン結合部を中心に上下方向に揺動可能であり、この上
下揺動部32の下方には、後述する第2追従機構40を
介して押圧部20が固定されているため、結果的に、押
圧部20を上下方向に揺動させることができ、図1に示
すように、平面にも曲面にも自在に追従して加圧を施す
ことができる。
【0027】第1付勢手段33は、図4に示すように、
平板とピン孔部材とからなる上下のピン結合部33a、
上側のピン結合部33aに結合され下方に延在する外筒
33b、この外筒33bに固定される付勢力調整部33
c、外筒33bに挿入されたガイドピン33d、ガイド
ピン33dが接合された下側のピン結合部33aと外筒
33bとを巻くようにして付勢力調整部33cと下側ピ
ン結合部33aとの間に配置された弾性体33eとから
構成されている。
【0028】ピン結合部33aは、第1付勢手段33を
固定部31および上下揺動部32とピン結合させる部分
であり、ピン結合によって、第1付勢手段33は固定部
31および上下揺動部32に対して回動自在となる。
【0029】外筒33bは、付勢力調整部33cと対に
されて、弾性体33eに付勢力を与え、かつその大きさ
を調整するように機能する。外筒33bの下端には、ガ
イドピン33dを通す孔が設けられており、この孔の径
は、後述するようにガイドピン33dの上端の係止部よ
りも小さくされている。
【0030】付勢力調整部33cは平板状の部材であ
り、その中央部にはガイドピン33dを通す孔が設けら
れている。図4に示す外筒33bの外周には(図示して
いない)ネジが設けられ、このネジに付勢力調整部33
cが螺合されており、付勢力調整部33cを回転させて
上下に移動させることによって、弾性体33eの付勢力
を調整することができる。
【0031】ガイドピン33dは、下側のピン結合部3
3aと外筒33bとを連結する機能を果たす。また、ガ
イドピン33dの上端には外筒33bの下端の孔より大
径の係止部が設けられていて、下側のピン結合部33a
を外筒33bに対して所定範囲内で固定する(すなわ
ち、弾性体33eの付勢力によって下方に移動した下側
のピン結合部33aが外筒33bから抜けないようにす
る)という機能をも果たす。このガイドピン33dの長
さは、下側のピン結合部33aの下方への最大移動距離
を定める。
【0032】弾性体33eは、外筒33bおよび付勢力
調整部33cによって付勢されて、上下揺動部32、第
2追従機構40および押圧部20を介して、所定の積層
面に圧力を加えるように機能する。本実施の形態では、
弾性体33eとして、図4に示すような弦巻バネを採用
している。この弾性体33eの弾性係数は、自動積層装
置の規模、得たい圧力の大きさなどによって、適宜決め
ることができる。
【0033】下側のピン結合部33aは、上下揺動自在
な上下揺動部32にピン結合されているため、下方に移
動可能となる。このため、弾性体33eの付勢力によっ
て下側のピン結合部33aを下方に移動させ、これに連
動させて上下揺動部32を下側に回動させることができ
る。上下揺動部32には、後述する第2追従機構40を
介して押圧部20が連結され、この押圧部20は所定の
積層面に接触することとなるため、弾性体33eの付勢
力が、上下揺動部32、第2追従機構40および押圧部
20を介して所定の積層面に伝えられる。すなわち、弾
性体33eの付勢力を調整することによって、積層面に
加える圧力の大きさを調整することができる。
【0034】第2追従機構40は、第1追従機構30の
上下揺動部32の下面に固定される上板部41と、この
上板部41のほぼ中央にピン結合され図5の矢印で示し
た方向(左右方向)に揺動する左右揺動部42と、上板
部41と左右揺動部42との間に、ピン結合部から等し
い位置に配置された一対の第2付勢手段43とを備えて
いる。左右揺動部42の下方には、図5に示すように押
圧部20が固定されているため、結果的に、押圧部20
を左右方向に揺動させることができる。
【0035】第2付勢手段43は、図5に示すように、
左右揺動部42のピン結合部の両側に設けられており、
左右揺動部42の左右方向の揺動を円滑に行わせて、積
層面の表面形状に押圧部20を正確に追従させるととも
に、左右揺動部42が上板部41に与える衝撃をやわら
げる緩衝機能を果たす。この第2付勢手段43は、図6
に示すように、左右揺動部42に固定される底部43
a、底部43a上に固定された外筒43b、外筒43b
に内装されたコイル状の弾性体43c、弾性体43c上
に載置され上板部41に当接するストッパ43dから構
成されている。
【0036】底部43aは、左右揺動部42が固定され
る部分であり、その上面に外筒43bおよび弾性体43
cの下端が固定される。外筒43bは、弾性体43cが
一定の方向に付勢されるようにガイドするものである。
【0037】弾性体43cは、上板部41および左右揺
動部42によって押し縮められて付勢され、押圧部20
を介して所定の積層面に圧力を加えるように機能する。
本実施の形態では、弾性体43cとして、図6に示すよ
うな弦巻バネを採用している。この弾性体43cの弾性
係数は、自動積層装置の規模、得たい圧力の大きさなど
によって、適宜決めることができる。
【0038】ストッパ43dは、半球状の頭部43d’
と、この頭部43d’の下方に接合され頭部43d’の
球径より小径の胴部43d”とを有し、胴部43d”が
弾性体43c内に挿入されている。
【0039】ストッパ43dの頭部43d’は、上板部
41と接触する部分であり、左右方向に揺動した左右揺
動部42による衝撃が直接上板部41に負荷しないよう
に緩衝材としての機能を果たす。頭部43d’は、前記
した機能を果たすことができるように、弾性を有する材
料で調製するのが好ましく、本実施の形態ではゴムで調
製している。このストッパ43aの頭部43d’の下方
には弾性体43cの上端が固定されている。
【0040】ストッパ43dの胴部43d”は、弾性体
43cが所定の長さだけ押し縮められるとその下端が底
部43aに当接するようにされている。すなわち、胴部
43d”の長さは、底部43aの上方への最大移動距離
を定める。
【0041】左右揺動部42は、上板部41とのピン結
合部を中心に左右方向に揺動可能とされるとともに、そ
の下端部に前記した押圧部20を着脱自在に固定するよ
うに機能する。左右揺動部42の下端部近傍には、図7
に示すように、押圧部20を取り付け・取り外し可能な
交換部42aが設けられており、この交換部42aに押
圧部20を取り付けて固定したり、取り外したりするこ
とができる。そして、径の異なる押圧部20が使用でき
るように、交換部42aの下端に開放された長孔42b
が設けられ、押圧部20が自在な高さで固定されるよう
にしている。
【0042】また、本実施の形態に係る自動積層装置
は、温度制御手段を備える。この温度制御手段は、テー
プ状プレプレグ200を冷却再加熱するという機能を果
たす。すなわち、テープ状プリプレグ200を再加圧す
る際に、必要に応じて加熱しその後冷却したり、または
加熱せずに冷却のみを行うものである。
【0043】本実施の形態における温度制御手段は、図
2に示した冷却手段50と、図5に示した押圧部20に
内蔵した熱源60とから構成されている。冷却手段50
は、冷却ダクト51と、エアチューブ52と、(図示さ
れていない)送風用コンプレッサとを備え、送風用コン
プレッサからエアチューブ51を経由して送られる空気
を冷却ダクト51の先端から噴出して、テープ状プリプ
レグ200を冷却するものである。
【0044】押圧部20に内蔵した熱源60は、適切な
温度下で押圧部20によってテープ状プリプレグ200
の積層面を加圧するように機能する。熱源60として
は、所定の電源から供給された電流によって加熱される
電熱線を挙げることができ、本実施の形態では、ニクロ
ム線を採用している。押圧部20は、熱源60やテープ
状プリプレグからの熱が充分に伝達されるように熱伝導
率に優れた材質で調製するのが好ましく、本実施の形態
では、銅製の押圧部20を採用している。そして、再加
圧時に加熱が必要な場合は、熱源60を作動させて押圧
部20で加熱しながら押圧し、速やかに冷却硬化させる
場合は、熱源60を作動させずに押圧部20で押圧しな
がら放熱する。
【0045】本実施の形態に係る自動積層装置は再加圧
手段10を備えるため、テープ状プリプレグ200を加
熱溶融させてから固化させるまでの一定時間、再加圧手
段10によって再加圧を行うことができる。この結果、
再加圧手段10によって充分にテープ状プリプレグ20
0を加圧成形することができ、高品質・高強度の製品を
得ることができる。
【0046】また、本実施の形態に係る自動積層装置は
温度制御手段を備えるため、テープ状プリプレグ200
を適切な温度で再加圧してプリプレグ同士を接合し、接
合後は速やかに冷却して硬化させ、接合を確実にするこ
とができる。この結果、高品質・高強度の製品を得るこ
とができる。
【0047】さらに、本実施の形態に係る自動積層装置
は、押圧部20を上下方向に揺動させる第1追従機構3
0と、押圧部20を左右方向に揺動させる第2追従機構
40を備え、押圧部20が上下・左右に揺動するため、
テープ状プリプレグ200の積層面の表面形状にきわめ
て正確に追従しながら加圧を施すことができる。従っ
て、種々の形状の製品を得ることができ、かつ、得られ
た製品はより高品質・高強度となる。
【0048】さらにまた、本実施の形態に係る自動積層
装置は、押圧部20であるローラーの外径を変更するこ
とによって加圧時間を制御することができる。従って、
積層するテープ状プリプレグ200に最適な加圧時間を
精密に設定することができる。この結果、より高品質・
高強度の製品を得ることができる。
【0049】[第2の実施の形態]次に、本発明の第2の
実施の形態に係る自動積層装置を、図9および図10を
用いて説明する。本実施の形態に係る自動積層装置は、
第1の実施の形態において、押圧部の形態を変更したも
のであるので、その他の重複する構成については説明を
省略する。
【0050】本実施の形態に係る自動積層装置の押圧部
20’は、図9に示すように、広い平面状の押圧面2
1’を有するソリ型の構造体とされている。ソリ型の押
圧部20’は、交換部42aに固定された回動軸22’
を中心に回動可能とされ、押圧部20’の中間部に配置
された第3付勢手段23’および表面形状追従部24’
によって、下方に付勢された後方部分をテープ状プリプ
レグ200の積層面の表面形状に追従させながら、この
積層面を加圧するように機能するものである。ソリ型の
押圧部20’も交換可能とされており、押圧面21’の
長さを適宜変更することにより、加圧時間を設定するこ
とができる。
【0051】第3付勢手段23’は、図9および図10
に示すように、表面形状追従部24’とソリ型の押圧部
20’によって押し縮められて付勢された弾性体を備え
ている。この第3付勢手段23’は、付勢力によってソ
リ型の押圧部20’の後方部分を下方に押圧し、結果的
にテープ状プリプレグ200の積層面に圧力を加えると
いう機能を果たす。
【0052】表面形状追従部24’は、図9および図1
0に示すような棒状部材であって、下端がソリ型の押圧
部20’の後端にピン結合され、上端が左右揺動部42
の上面に当接され、ほぼ中間部分が第3付勢手段23’
の上端にピン結合されており、下端のピン結合部分を中
心に回動自在とされる。この表面形状追従部24’は、
ソリ型の押圧部20’とともに第3付勢手段23’を挟
み込んで、第3付勢手段23’の弾性体を付勢するもの
であり、回動軸22’より後部にあるソリ型の押圧部2
0’の前方部分を所定の積層面の表面形状に追従させる
ように機能する。
【0053】本実施の形態に係る自動積層装置によれ
ば、ソリ型の押圧部20’の押圧面21’の長さを変更
することによって加圧時間を制御することができる。従
って、積層するテープ状プリプレグ200に最適な加圧
時間を精密に設定することができる。この結果、より高
品質・高強度の製品を得ることができる。
【0054】なお、以上の実施の形態に係る自動積層装
置の移動速度、テープ状プリプレグ200の移送速度、
加熱手段100による加熱温度、加圧手段110によっ
て加える圧力の大きさ、冷却手段50の冷却ダクト51
から噴出される空気の圧力、熱源60の発熱温度など
は、全てコンピュータによって統合制御することができ
る。
【0055】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、熱可塑型
複合材料を加熱溶融してから硬化させるまでの一定時
間、積層面を確実に加圧することができる。この結果、
充分な硬化成形を行うことができ、高品質・高強度の製
品を得ることができる。
【0056】また、請求項1記載の発明によれば、熱可
塑型複合材料を速やかに冷却して加熱溶融してから硬化
させるまでの時間を短縮することができる。さらに、再
加熱と再加圧によって確実な成形を行うことができ、高
品質・高強度の製品を得ることができる。
【0057】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明の効果を奏するのは勿論のこと、積層面の表面
形状がいかなる形状であっても充分に加圧を施すことが
できる。この結果、種々の形状の製品を得ることがで
き、かつ、得られた製品は高品質・高強度となる。
【0058】請求項3または請求項4記載の発明によれ
ば、請求項2記載の発明の効果を奏するのは勿論のこ
と、押圧部であるローラーの外径またはソリ型の構造体
の押圧面の長さを変更することによって加圧時間を制御
することができる。従って、積層する熱可塑性複合材料
の種類、厚さ、加熱温度などによって決定される最適な
加圧時間を精密に設定することができる。この結果、よ
り高品質・高強度の製品を得ることができる。
【0059】請求項5記載の発明によれば、請求項2、
3または4記載の発明の奏する作用効果に加え、第1追
従機構および第2追従機構によって押圧部が上下・左右
に揺動するため、積層面の表面形状にきわめて正確に追
従しながら加圧を施すことができる。従って、種々の形
状の製品を得ることができ、かつ、得られた製品はより
高品質・高強度となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る自動積層装置
の概要を示す側面図である。
【図2】図1のII部分の拡大図である。
【図3】図1に示した自動積層装置の再加圧手段の第1
追従機構を示す斜視図である。
【図4】図3に示した第1追従機構の第1付勢手段の拡
大図である。
【図5】図1に示した自動積層装置の再加圧手段の第2
追従機構を示す斜視図である。
【図6】図5に示した第2追従機構の第2付勢手段の拡
大図である。
【図7】図5に示した第2追従機構のVII−VII部分の拡
大側面図である。
【図8】図5に示した第2追従機構のVIII−VIII部分の
拡大正面図である。
【図9】本発明の第2の実施の形態に係る自動積層装置
を示す側面図である。
【図10】図9に示した自動積層装置の正面図である。
【符号の説明】
10 再加圧手段 20 押圧部(ローラー) 20’ 押圧部(ソリ型の構造体) 21’ 押圧面 22’ 回動軸 23’ 第3付勢手段 24’ 表面形状追従部 30 第1追従機構 31 固定部 32 上下揺動部 33 第1付勢手段 33a ピン結合部 33b 外筒 33c 付勢力調整部 33d ガイドピン 33e 弾性体 40 第2追従機構 41 上板部 42 左右揺動部 42a 交換部 42b 長孔 43 第2付勢手段 43a 底部 43b 外筒 43c 弾性体 43d ストッパ 43d’頭部 43d”胴部 50 冷却手段 51 冷却ダクト 52 エアチューブ 60 熱源 100 加熱手段 110 加圧手段 200 テープ状プリプレグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29L 9:00 B29L 9:00 (72)発明者 中村 裕之 東京都新宿区西新宿一丁目7番2号 富士 重工業株式会社内 (72)発明者 理塀 敦 東京都新宿区西新宿一丁目7番2号 富士 重工業株式会社内 Fターム(参考) 4F204 AD16 AG03 AG14 AR02 AR06 AR11 FA06 FA18 FB02 FB11 FB22 FE06 FF01 FN11 FN15 FN17 FN30 FQ40

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱可塑型複合材料を加熱手段によって加熱
    溶融しつつ所定の位置に積層し、積層面を加圧手段によ
    って加圧して硬化成形する自動積層装置において、 前記積層面を再加圧する再加圧手段と、 前記積層面を冷却再加熱する温度制御手段とを備えるこ
    とを特徴とする自動積層装置。
  2. 【請求項2】前記再加圧手段は、 前記積層面を押圧する押圧部と、 前記押圧部を前記積層面の表面形状に追従させる追従機
    構とを備えることを特徴とする請求項1記載の自動積層
    装置。
  3. 【請求項3】前記再加圧手段は、 前記押圧部がローラーであり、 前記ローラーの外径を変更することによって加圧時間を
    制御することを特徴とする請求項2記載の自動積層装
    置。
  4. 【請求項4】前記再加圧手段は、 前記押圧部が平面状の押圧面を有するソリ型の構造体で
    あり、 前記押圧面の長さを変更することによって加圧時間を制
    御することを特徴とする請求項2記載の自動積層装置。
  5. 【請求項5】前記追従機構は、 前記押圧部を上下方向に揺動させる第1追従機構と、 前記押圧部を左右方向に揺動させる第2追従機構とを備
    え、 前記第1追従機構は、 前記自動積層装置本体に固定される固定部と、 前記固定部の下方で前記自動積層装置本体にピン結合さ
    れ上下方向に揺動する上下揺動部と、 前記固定部と前記上下揺動部との間に配置される第1付
    勢手段とを有し、 前記第2追従機構は、 前記上下揺動部に固定される上板部と、 前記上板部にピン結合されて左右方向に揺動し前記押圧
    部が取り付けられる左右揺動部と、 前記上板部と前記左右揺動部との間に前記ピン結合部を
    挟んで配置される一対の第2付勢手段とを有することを
    特徴とする請求項2、3または4記載の自動積層装置。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006335049A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 複合材シート加工装置、複合構造材の形成方法
JP2008521652A (ja) * 2004-12-02 2008-06-26 ヨーロピアン エアロノーティック ディフェンス アンド スペース カンパニー イーエイディーエス フランス 予備含浸させた可撓性バンドのドレープ成形デバイス
JP2012522904A (ja) * 2009-04-02 2012-09-27 コリオリ コンポジテ 複数のファイバーで構成される帯を凸型表面上および/またはエッジを有する表面上に付設する方法および装置
JP2013203786A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Mitsubishi Rayon Co Ltd 熱可塑性樹脂含浸繊維プリプレグ及び繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法
KR101822269B1 (ko) * 2016-04-05 2018-01-26 현대자동차주식회사 섬유토우 적층장치 및 이를 이용한 제품의 제조방법
KR20180068900A (ko) * 2015-06-05 2018-06-22 피피지 코팅스 유럽 비.브이. 대형 표면 라미네이팅 시스템 및 방법
EP4140684A1 (en) * 2021-08-30 2023-03-01 The Boeing Company Composite forming apparatus, system and method

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008521652A (ja) * 2004-12-02 2008-06-26 ヨーロピアン エアロノーティック ディフェンス アンド スペース カンパニー イーエイディーエス フランス 予備含浸させた可撓性バンドのドレープ成形デバイス
JP2006335049A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 複合材シート加工装置、複合構造材の形成方法
JP2012522904A (ja) * 2009-04-02 2012-09-27 コリオリ コンポジテ 複数のファイバーで構成される帯を凸型表面上および/またはエッジを有する表面上に付設する方法および装置
JP2013203786A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Mitsubishi Rayon Co Ltd 熱可塑性樹脂含浸繊維プリプレグ及び繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法
KR20180068900A (ko) * 2015-06-05 2018-06-22 피피지 코팅스 유럽 비.브이. 대형 표면 라미네이팅 시스템 및 방법
JP2018517597A (ja) * 2015-06-05 2018-07-05 ピーピージー コーティングス ヨーロッパ ベーヴェー 大きな表面を積層するシステムおよび方法
KR102089846B1 (ko) 2015-06-05 2020-03-17 피피지 코팅스 유럽 비.브이. 라미네이팅 시스템 및 표면 라미네이팅 방법
KR101822269B1 (ko) * 2016-04-05 2018-01-26 현대자동차주식회사 섬유토우 적층장치 및 이를 이용한 제품의 제조방법
US10173376B2 (en) 2016-04-05 2019-01-08 Hyundai Motor Company Apparatus for laminating fiber tow and manufacturing method of product using the same
EP4140684A1 (en) * 2021-08-30 2023-03-01 The Boeing Company Composite forming apparatus, system and method
US11897209B2 (en) 2021-08-30 2024-02-13 The Boeing Company Composite forming apparatus, system and method

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