JP2008002049A - シート製造装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シート状物の両耳部を固定して拡布状態で搬送するピンテンターに所定角度を有してシートを張り付けて補強シートを製造する場合において、短時間でかつ確実にシートを引き出し張設することができるシート製造装置を提供する。
【解決手段】引き出されたシートＳの端部を複数組ある一つの上下一対の上挟持部１４と下挟持部１６により挟持し初期位置から終了位置まで拡布状態で引き出し、そしてピンテンター１０２に拡布状態で張り付ける間に、前記終了位置にある他の組の前記上挟持部１４及び下挟持部１６を分離しそれぞれのレールに沿って移動させ前記初期位置に復帰させるとともに、初期位置に復帰している上挟持部１４及び下挟持部１６により前記供給手段から引き出されているシートＳの端部を前記初期位置で上下から挟んで固定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、所定角度の方向に繊維を配向させた補強シートを製造する装置及び方法に関するもので、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などの強化繊維による多軸多層補強シートの製造に用いられるものである。

複合材料、特に、炭素繊維などの強化繊維を樹脂で固めた繊維強化プラスチックは軽く、かつ強度、弾性率に優れた材料であるため、航空・宇宙、スポーツ、レジャー用品に多用されている。近年では、自動車などの一般産業分野における使用も増加し、今後ますます重要な材料になると期待されている。

そのような中、繊維強化プラスチックの一般産業分野における更なる使用拡大を図るためには、繊維強化プラスチック製品の低価格化が重要となっている。そのためには、いかに低コストで、かつ生産性よく繊維強化プラスチックを製造するかが重要であり、その製造方法の確立が望まれている。

その一つとして、多軸多層補強シートを用いた成型方法が低コストで高生産な製造方法になると期待されている。強化繊維を一方向に引き揃えたシートを所定の角度に何枚も積層していく方法は手間がかかるため生産性が悪い。しかし、予め所定の角度に繊維が配向し一定の厚みがある多軸多層補強シートは、そのシートを一枚もしくは数枚積層して成型することにより、擬似等方性に優れた製品を得ることが可能になるのである。

当然、多軸多層補強シートを品質性よく、かつ生産性よく得ることは必要であり、逆に、多軸多層補強シートの品質性、生産性が悪ければ最終成型品の低コスト化は図られないのである。多軸多層補強シートを如何に品質よく、生産性よく製造できるかが重要となっている。

従来より、多軸多層補強シートの製造方法及びその装置はいろいろ提案されているが、多軸多層補強シートを生産性良く製造する方法として、幅広のシートを用いて所定角度に挿入し積層する方法及び装置が提案されている。例えば、複数枚の繊維補強シートを螺旋状に所定角度傾斜させつつ巻き付ける第１の方法（例えば、特許文献１参照）と、ピンテンター上を走行する繊維補強シートに角度が異なる繊維補強シートを順番に積層していく第２の方法（例えば、特許文献２参照）とがある。
特開２００３−２２１７７１号公報 特表２００１−５１６４０６号公報

上記第１の方法における特許文献１においては、その製造方法の特徴から、シートを任意角度（θ度）に積層した場合、必ず対称角度（−θ度）の積層が生じ、かつ、同じ厚みのシートしか積層することができず、任意厚みのシートを任意角度かつ任意順序で積層した多軸多層補強シートを得ることが難しい。

また、上記第２の方法としては、例えば、ピンテンターの側方に繊維補強シートを巻回したロールを配置し、このロールから引き出された繊維補強シートの端部を引き出し、所定の幅に切断して、ピンテンター上の各スパイクに取り付ける方法が一般的である。

しかしながら、ロールから繊維補強シートを引き出すための時間が必要となるため、製造時間に時間がかかるという問題点がある。

この問題点を解決するため、特許文献２においては、特許文献２の図１２と図１３に示すように、閉じたループパスに沿って移動できる複数の把持ヘッドを設け、この把持ヘッドの先端部に接着剤を塗布し、この接着剤によって把持ヘッドを繊維補強シートの端部に取り付けて引き出している。この方法であると、把持ヘッドが複数設けられているため、その引き出し時間を短縮できる。

ところが、この接着剤を塗布した把持ヘッドであると、１つの繊維補強シートを引き出すために接着剤を塗布する必要があり、また、この接着剤の接着力が弱い場合には繊維補強シートを引き出している最中に把持ヘッドから繊維補強シートが外れるという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、短時間でかつ確実にシートを巻体から引き出し挿入を行い、張設することができるシート製造装置及びその方法を提供する。

本発明は、シート状物の両耳部を固定して拡布状態で搬送する搬送手段に所定角度を有してシートを張り付けることにより、前記シート状物と前記シートとからなる補強シートを製造するシート製造装置において、前記搬送手段の左右のどちらかの一側部に配され、前記シートを供給する供給手段と、前記供給手段から供給されたシートの端部を挟む上下一対の上挟持手段及び下挟持手段と、前記シートの端部を挟んだ状態で前記上挟持手段及び前記下挟持手段を前記搬送手段の一側部にある初期位置から他側部にある終了位置に向かって移動させて拡布状態にする張設用移動手段と、前記上挟持手段及び前記下挟持手段によって挟持され、かつ、前記終了位置まで引き出された前記拡布状態のシートの両側部を保持する一対の保持手段と、前記一対の保持手段で保持された前記拡布状態のシートの一側部側を切断する切断手段と、前記一対の保持手段によって保持され、かつ、前記切断された拡布状態のシートを下降させて、前記拡布状態のシートの両側部を前記搬送手段の両側部にそれぞれ固定する固定手段と、前記上挟持手段を前記終了位置から前記初期位置に復帰させる上復帰手段と、前記下挟持手段を前記終了位置から前記初期位置に復帰させる下復帰手段と、を有するシート製造装置である。

また、本発明は、シート状物の両耳部を固定して拡布状態で搬送する搬送手段に所定角度を有してシートを張り付けることにより、前記シート状物と前記シートとからなる補強シートを製造するシート製造装置において、前記搬送手段の左右にそれぞれ配され、前記シートをそれぞれ供給する左右一対の第１の供給手段と第２の供給手段と、前記左右一対の供給手段の中の一方の第１の供給手段から供給された第１のシートの端部を挟む挟持手段と、前記第１のシートの端部を挟んだ状態で前記挟持手段を前記第１の供給手段から前記第２の供給手段の位置まで移動させて拡布状態にする第１の張設用移動手段と、前記挟持手段によって挟持され、かつ、前記第２の供給手段の位置まで引き出された前記拡布状態の第１のシートの両側部を保持する左右一対の第１の保持手段と、前記左右一対の第１の保持手段で保持された前記拡布状態の第１のシートの一方側を切断する第１の切断手段と、前記左右一対の第１の保持手段によって保持され、かつ、前記切断された拡布状態の第１のシートを下降させて、前記拡布状態の第１のシートの両側部を前記搬送手段の両側部にそれぞれ固定する左右一対の第１の固定手段と、前記第２の供給手段によって供給された第２のシートの端部を前記挟持手段に挟持させる第１の準備手段と、前記挟持手段に挟持された第２のシートを前記第２の供給手段から前記第１の供給手段の位置まで移動させて拡布状態にする第２の張設用移動手段と、前記挟持手段によって挟持され、かつ、前記第１の供給手段の位置まで引き出された前記拡布状態の第２のシートの両側部を保持する左右一対の第２の保持手段と、前記左右一対の第２の保持手段で保持された前記拡布状態の第２のシートの他方側を切断する第２の切断手段と、前記左右一対の第２の保持手段によって保持され、かつ、前記切断された拡布状態の第２のシートを下降させて、前記拡布状態の第２のシートの両側部を前記搬送手段の両側部にそれぞれ固定する左右一対の第２の固定手段と、前記第１の供給手段によって供給された前記第１のシートの端部を前記挟持手段に挟持させる第２の準備手段と、を有するシート製造装置である。

また、本発明は、上記各シート製造装置が前記搬送手段上に所定間隔を開けて複数台配され、前記各シート製造装置によって前記シートを前記搬送手段の間に所定角度を有して張り付けることにより、前記シート状物に順番に積層し多軸多層補強シートを製造する、多軸多層補強シート製造装置である。

本発明によれば、シートの端部を上下一対の上挟持手段と下挟持手段によって挟みつつ引き出すため、シート全幅にわたり均一なテンションをあたえシート品質を保持したまま確実にシートを引き出すことができる。また、上下の挟持手段は、前記シートの引き出し及び拡布状態での張り付け工程に影響されることなく、終了位置から初期位置に短時間で復帰させることができるため、多軸多層補強シートなどを製造する時間を短縮することができる。

つまり、拡布状態のシートを搬送手段の両側に固定した後、直ちに次工程として、供給手段から引き出されたシートの端部を挟持手段で挟みシートを引き出す工程を行うことができるため、多軸多層補強シートなどを製造する時間を短縮することができる。

以下、本発明の一実施形態のシート製造装置１０について図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態のシート製造装置１０について図１〜図１４に基づいて説明する。

本実施形態のシート製造装置１０は、多軸多層補強シート製造装置１００に取り付けられて使用されるものであり、この多軸多層補強シート製造装置１００に３台用いられている。

（１）多軸多層補強シート製造装置１００の構成
まず、多軸多層補強シート製造装置１００の構成について図１に基づいて説明する。

多軸多層補強シート製造装置１００は、左右一対のピンテンター１０２と、前記したように３台のシート製造装置１００と、０度方向シート供給装置１０４とから構成されている。

左右一対のピンテンター１０２は、シート状物の両耳部を固定して拡布状態でシート状物を一定方向に所定速度Ｖで走行するものであり、シート状物の両耳部を固定して拡布状態で搬送する搬送手段である。この左右一対のピンテンター１０２の間に、シート状物である多軸多層補強シートＴを製造していく。以下、このピンテンター１０２の進行方向をθ＝０度とする。

なお、以下の説明では、図１の下方が後（または下流側）、上方が前（上流側）と定義する。すなわち、ピンテンター１０２は後から前に進み、多軸多層補強シートＴは左右に拡布されて搬送される。このとき、ピンテンター１０２の後方から前方を見るとして左右を定義すると、図１紙面の左側は装置の左側、図１紙面の右側は装置の右側となる。また、図２においては紙面の左下が装置の左側、紙面の右上が装置の右側になり、図５〜図１２においては紙面の左側が装置の左側、紙面の右側が装置の右側となる。

ピンテンター１０２の入口付近には、第１のシート製造装置１０が配置されている。この第１のシート製造装置１０−１は、θ＝９０度の方向を有する繊維補強シート（以下、単に「シート」という）Ｓを張設する。

ここで供給されるシートＳは、繊維を配向させたシートであって、特に、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などの補強繊維により補強された繊維補強シートが使用される。そして、シート形態として、複数本の繊維束を幅方向に引き揃えた一方向補強シート、二軸織物、三軸織物などの織物シート、そして、多軸に補強されたシートなどを使用することができる。また、繊維のみにより構成されたシートのほか、シートとして構成された繊維がばらけないようにステッチされたシートや粉体樹脂、融着繊維などで目止めされたシート、そして、樹脂などを含浸させたプリプレグシートなどを用いることができる。

第１のシート製造装置１０−１の下流側であって、ピンテンター１０２の上には、第２のシート製造装置１０−２が設けられている。この第２のシート製造装置１０−２は、θ＝−４５度でシートＳをピンテンター１０２上に張設するものであり、第１のシート製造装置１０−１によってピンテンター１０２に張設されたθ＝９０度のシートＳの上に積層する。

第２のシート製造装置１０−２の下流側であって、ピンテンター１０２の上には前記した０度方向シート供給装置１０４が設けられ、θ＝０度でシートＳを供給し、第２のシート製造装置１０によって積層されたθ＝−４５度のシートＳ上に積層する。この０度方向シート供給装置１０４は、シートＳをロール状に巻回し、ピンテンター１０２の走行速度Ｖに合わせてシートＳを引き出し、ピンテンター１０２の左右のスパイク１０６に固定していくものである。なお、スパイクとはピンの集合してものである。

０度方向シート供給装置１０４の下流側であって、ピンテンター１０２の上には、第３のシート製造装置１０−３が設けられ、θ＝４５度でシートＳをθ＝０度のシートＳの上に積層する。

このように、多軸多層補強シート製造装置１００では、ピンテンター１０２上にまずθ＝９０度のシートＳを並べ、その上にθ＝−４５度のシートＳを積層し、次にθ＝０度の繊維補強シートＳを積層し、最後にθ＝４５度のシートＳを積層した４層の多軸多層補強シートＴを製造する。４層に積層した４軸の多軸多層補強シートＴを、図示はされていないが最後にシート全幅をステッチ等で縫い合わせる等して固定する。

（２）シート製造装置１０の構成
次に、第１のシート製造装置１０−１の構成及び動作について説明するが、第２のシート製造装置１０及び第３のシート製造装置１０の構成も同様であるので、まとめてシート製造装置１０として説明する。

このシート製造装置１０の構造について図１〜図１３に基づいて説明する。

（２−１）シート製造装置１０の概要
シート製造装置１０は、ピンテンター１０２にθの傾斜を設けてシートＳを切り取り張りつけるものである。以下の説明をするために、ピンテンター１０２の走行方向に対する傾きをθ度、ピンテンター１０２の幅をＬ、シートＳの幅をＨとする。

まず、図１においてピンテンター１０２の右側には、シートＳがロール状の芯体に巻回された巻体を設置した巻回装置１２が配置されており、シートを供給する供給手段になっている。この巻回装置１２の位置は、ピンテンター１０２の右側に配置され、かつ、ピンテンター１０２に対しθ度の角度を持って配置されている。即ち、第１のシート製造装置１０−１ではθ＝９０度、第２のシート製造装置１０−２ではθ＝−４５度、第３のシート製造装置１０−３ではθ＝４５度の傾きにシートが積層するように配置されている。

（２−２）シート挿入用移動ロボット１８
巻回装置１２から引き出されているシートＳの端部を上下から挟持するために、四角柱状の上挟持部１４と下挟持部１６が配置されている。上挟持部１４と下挟持部１６の長さは、シートＳの幅Ｈよりも長く形成されている。

上下挟持部１４，１６をピンテンター１０２の右側から左側に移動させるための張設ロボット１８が設けられている。この張設ロボット１８は、上下挟持部１４，１６によってシートＳの端部を挟んだ状態でピンテンター１０２の右側（以下、初期位置という）から、ピンテンター１０２の左側（以下、終了位置という）まで、シートＳを一定の張力で張った状態で引き出すものである。なお、この引き出すときにシートＳに一定の張力が掛かるように巻回装置１２には若干のブレーキ（ブレーキ機構は図示されない）が掛かるように回転させる。

張設ロボット１８は、図２に示すように、上下挟持部１４，１６の片側のみに設けられ、ピンテンター１０２の上方に水平に設置されている。この張設ロボット１８は、張設レール２０と、この張設レール２０の上面を移動する張設移動体とより形成され、張設レール２０の左端部内部に設けられたモータ２４によって、張設移動体２２がベルト等によって張設レール２０上を直線移動する。

張設移動体２２の片側には、上挟持部１４と下挟持部１６とを一体に保持して固定するためのコの字状の２本の張設用固定ピン２６、２６が突出している（図３、図１３参照）。この上方の張設用固定ピン２６は、上挟持部１４の後端部（装置の後方に向かった端部）に開口した挿入孔４５に挿入され、下方の張設用固定ピン２６は下挟持部１６の後端部に開口した挿入孔４５に挿入される。このように上下挟持部１４，１６に張設用固定ピン２６、２６が挿入されることにより、張設移動体２２が移動すると共に上下挟持部１４，１６も移動する。この張設用固定ピン２６は、上下挟持部１４，１６を移動させるときは張設移動体２２から突出し、それ以外の場合は張設移動体２２に近づいた状態で待機している。このピストン運動を行なうために、張設移動体２２内部には、空気圧シリンダーまたは電磁石（ソレノイド）が設けられ、張設移動体２２内部に設けられた張設用固定ピン制御部２８によってピストン運動をする。

（２−３）第１上移動ロボット３０〜第３上移動ロボット３４
張設ロボット１８によってシートＳをピンテンター１０２の左側の終了位置まで移動させた後、この上下挟持部１４，１６を初期位置に復帰させるための構造がさらに設けられている。この復帰させる場合に、本実施形態では、上挟持部１４と下挟持部１６とをそれぞれ分割して復帰させている。まず、上挟持部１４を終了位置から初期位置に復帰させる構造について説明する。

張設ロボット１８の終了位置において、垂直方向に第１上移動ロボット３０が設けられ、この第１上移動ロボット３０の上端部近傍に水平方向に第２上移動ロボット３２が設けられ、さらにこの第２上移動ロボット３２の右端部（すなわち、第１上移動ロボット３０の反対側）には垂直方向に第３上移動ロボット３４が設けられている。この第３上移動ロボット３４の下端部が初期位置となる。

第１上移動ロボット３０は、その構造は張設ロボット１８と同様であり、第１上レール３６と、第１上移動体３８と、この第１上移動体３８を第１上レール３６上で移動させるモータ４０とより構成されている。

第１上移動体３８は、終了位置から垂直方向に上方に移動するものであり、第１上固定ピン４２が図４に示すように突出している。この第１上固定ピン４２は、図１３に示すように上挟持部１４の左側面後端部近傍に開口した挿入孔４４に挿入され、上挟持部１４を第１上移動体３８と共に上方に引き上げる。第１上固定ピン４２は、第１上移動体３８に対しピストン運動が可能であり、空気圧シリンダーまたは電磁石等でピストン運動し、これを第１上固定ピン制御部４３が行なう。

第２上移動ロボット３２も、第１上移動ロボット３０と同様の構成を有し、第２上レール４６、第２上移動体４８、モータ５０とを有している。第１上移動ロボット３０によって引き上げられた上挟持部１４を、ピンテンター１０２の左側部から右側部に水平方向に移動させる。この場合に、第２上移動体４８に第２上固定ピン５２が設けられ、第２上固定ピン制御部５４によって突出した状態で第２上固定ピン５２が上挟持部１４の挿入孔４５に挿入され、上挟持部１４を移動させる。

第３上移動ロボット３４も、第１上移動ロボット３０と同様の構成を有し、第３上レール５６、第３上移動体５８、第３上固定ピン６０、第３上固定ピン制御部６２、モータ６４を有している。

この第１上移動ロボット３０、第２上移動ロボット３２、第３上移動ロボット３４を用いて、上挟持部１４は終了位置から初期位置まで復帰する。この第１上移動ロボット３０、第２上移動ロボット３２、第３上移動ロボット３４にはこの待機用のための上挟持部１４が複数存在する。本実施形態では、シートＳを張設している上挟持部１４と合わせて３個存在する。

（２−４）第１下移動ロボット６６〜第３下移動ロボット７０
下挟持部１６を終了位置から初期位置まで移動させるために、第１下移動ロボット６６、第２下移動ロボット６８、第３下移動ロボット７０が設けられている。第１下移動ロボット６６は、下挟持部１６を終了位置から垂直方向に下に移動させるものであり、第２下移動ロボット６８はピンテンター１０２の下方において左側部から右側部に下挟持部１６を移動させるものであり、第３下移動ロボット７０はピンテンター１０２の右側部（初期位置側部）の下側において下挟持部１６を初期位置まで上昇させる。

これら第１下移動ロボット６６、第２下移動ロボット６８、第３下移動ロボット７０も第１上移動ロボット３０、第２上移動ロボット３２、第３上移動ロボット３４と同様の構成を有し、それぞれ第１下レール３７、第１下移動体３９、モータ４１、第１下固定ピン１４２、第１下固定ピン制御部１４３、第２下レール４７、第２下移動体４９、モータ５１、第２下固定ピン５３、第２下固定ピン制御部５５、第３下固定レール５７、第３下移動体５９、第３下固定ピン６１、第３下固定ピン制御部６３、モータ６５を有している。そして、下挟持部１６の後端部に設けられた挿入孔４５と左側面後端部に設けられた挿入孔４４にそれぞれの固定ピン１４２，５３，６１を差し込んで移動させる。

（２−５）保持装置７４
この上下挟持部１４，１６の初期位置及び終了位置の内側にはシートＳを保持するための左右一対の保持装置７４、７４が設けられている。

保持装置７４は、図５から図１２に示すように、上下挟持部１４，１６によってピンテンター１０２上に張設されたシートＳを仮に保持するためのものであり、ピンテンター１０２の両側部にそれぞれ上下一対の上保持部７６と下保持部７８を有し、空気圧シリンダーによって上保持部７６が下降し、かつ、下保持部７８が上昇してシートＳの耳部を保持する。なお、この保持装置７４は、ピンテンター１０２の走行速度Ｖに合わせて移動する機構を有している。

（２−６）切断装置８０
保持装置７４と巻回装置１２の間にはさらに切断装置８０が設けられている。これは、保持装置７４と巻回装置１２の間でシートＳをカッター８２によって切断するものであり、空気圧シリンダーによってカッター８２を下降させ切断する。この切断によりシートＳは巻体から分離されることになる。

（２−７）押圧装置８４
左右一対の保持装置７４の内側には、左右一対の押圧装置８４がそれぞれ設けられている。これら押圧装置８４は、切断装置８０によって切断されたシートＳを保持装置７４で保持されたまま下方に押圧し、シートＳをピンテンター１０２の左右両側部にあるスパイク１０６に突き刺し固定する。

なお、このスパイク１０６に固定するときに、予め両面接着テープをピンテンター１０２上に取り付けておくとさらに完全に固定することができる。

（３）多軸多層補強シート製造装置１００の電気的構成
次に、多軸多層補強シート製造装置１００の電気的構成について図１４のブロック図に基づいて説明する。

多軸多層補強シート製造装置１００を制御するためにコンピューターよりなる制御部８６が設けられ、この制御部１１０には、ピンテンター１０２を走行速度Ｖで駆動させるためのピンテンター駆動モータ１０８が接続され、また、第１のシート製造装置１０、第２のシート製造装置１０、第３のシート製造装置１０、０度方向シート供給装置１０４がそれぞれ接続されている。この制御部１１０に記憶されたプログラムによって、下記で示す各工程を実現できるように制御している。

（４）シート製造装置１０の製造工程
次に、上記で説明したシート製造装置１０の製造工程について順番に説明していく。

（４−１）第１工程
第１工程について図５に基づいて説明する。

第１工程においては、巻回装置１２から一部引き出されているシートＳの端部をピンテンター１０２の右側部の位置で１組目の上挟持部１４−１と下挟持部１６−１とで挟持し固定する。この固定した位置が前記した初期位置である。この場合に上挟持部１４−１と下挟持部１６−１とは、張設ロボット１８における張設用固定ピン２６、２６によって固定されている。

２組目の上挟持部１４−２と下挟持部１６−２とは、それぞれ第２上移動ロボット３２と第２下移動ロボット６８の始点に位置している。

３組目の上挟持部１４−３と下挟持部１６−３とは、それぞれ第２上移動ロボット３２と第２下移動ロボット６８の終点に位置している。

なお、このシート製造装置１０においては、３組の上挟持部１４と下挟持部１６の関係を説明すると、１組目の上挟持部１４−１と下挟持部１６−１がシートを張設している間に、２組目の上挟持部１４−２と下挟持部１６−２が第２上移動ロボット３２と第２下移動ロボット６８を移動し、３組目の上挟持部１４−３と下挟持部１６−３が第３上移動ロボット３４と第３下移動ロボット７０を移動する。

（４−２）第２工程
第２工程について図６に基づいて説明する。

第２工程においては、上挟持部１４−１と下挟持部１６−１がシートＳの端部を挟んだまま、張設移動体２２が張設レール２０の初期位置から移動し始める。この場合に、巻回装置１２がブレーキが掛かるように回転しているため、シートＳはテンションが掛かったピンと張った状態でピンテンター１０２の上を張設していく。

２組目の上挟持部１４−２は、第２上移動ロボット３２の第２上移動体４８によって始点から終点に向かって移動している。２組目の下挟持部１６−２は、第２下移動ロボット６８の第２下移動体４９によって始点から終点に向かって移動している。

３組目の上挟持部１４−３は、第３上移動ロボット３４の第３上移動体５８によって始点から終点に向かって移動している。３組目の下挟持部１６−３は、第３下移動ロボット７０の第３下移動体５９によって始点から終点に向かって移動している。

第１上移動ロボット３０の第１上移動体３８と第１下移動ロボット６６の第１下移動体３９が、空の状態でそれぞれ張設ロボット１８の終了位置に向かって移動している。

（４−３）第３工程
第３工程について図７に基づいて説明する。

第３工程においては、１組目の上挟持部１４−１と下挟持部１６−１がピンテンター１０２の幅方向を移動して終了位置に到着する。このときに、第１上移動体３８の第１上固定ピン４２と、第１下移動体３９の第１下固定ピン４１とが、上挟持部１４−１の挿入孔４５と下挟持部１６−１の挿入孔４５にそれぞれ挿入され、上挟持部１４−１と下挟持部１６−１とを固定する。一方、張設用固定ピン２６は、張設用固定ピン制御部２８からの制御によって上挟持部１４−１と下挟持部１６−１の挿入孔４５，４５から抜脱する。この状態でシートＳは、ピンテンター１０２の上方で張設されている。

２組目の上挟持部１４−２は、第２上移動ロボット３２の第２上移動体４８によって終点に到着する。２組目の下挟持部１６−２は、第２下移動ロボット６８の第２下移動体４９によって終点に到着する。

３組目の上挟持部１４−３は、第３上移動ロボット３４の第３上移動体５８によって始点から終点に向かって到着する。３組目の下挟持部１６−３は、第３下移動ロボット７０の第３下移動体５９によって始点から終点に向かって到着する。この到着したときに３組目の上挟持部１４−３と下挟持部１６−３がシートＳの右側部を挟持し固定する。

（４−４）第４工程
第４工程について図８に基づいて説明する。

第４工程においては、左右一対の保持装置７４の上保持部７６と下保持部７８が上下方向に移動し、１組目の上挟持部１４−１と下挟持部１６−１によって張設されているシートＳを仮に保持する。このとき、左右一対の保持装置７４はピンテンター１０２の移動速度Ｖに対し停止した状態となっている。

（４−５）第５工程
第５工程について図９に基づいて説明する。

第５工程においては、左右一対の保持装置７４によって仮に保持されているシートＳの初期位置側部を切断装置８０のカッター８２によって切断する。このとき、切断されたシートＳは、１組目の上挟持部１４−１と下挟持部１６−１によって固定され、さらに左右一対の保持装置７４によって固定されている。

また、巻回装置１２から引き出されているシートＳの端部は、３組目の上挟持部１４−３と下挟持部１６−３によって固定されている。

（４−６）第６工程
第６工程について図１０に基づいて説明する。

第６工程においては、シートＳを挟持していた１組目の上挟持部１４−１が第１上移動体３８によって第１上レール３６に沿って上方に移動し、下挟持部１６−１が第１下移動体３９によって第１下レール３７に沿って下方に移動する。これによって、１組目の上挟持部１４−１と下挟持部１６−１によって挟まれていたシートＳの挟持状態が解除される。

また、今まで終了位置にあった張設移動体２２が張設レール２０に沿って初期位置に復帰するように高速で移動する。

第２上移動ロボット３２の第２上移動体４８と第２下移動ロボット６８の第２下移動体４９も始点に向かって移動し始める。なお、２組目の上挟持部１４−２と下挟持部１６−２はそれぞれ終点の位置に残しておく。このため、第２上レール４６と第２下レール４７の右端部近傍にある不図示の一時固定ピンが上挟持部１４−２と下挟持部１６−２の挿入孔にそれぞれ挿入されて両者が一時的に固定されている。

第３上移動ロボット３４の第３上移動体５８と第３下移動ロボット７０の第３下移動体５９も始点に向かってそれぞれ移動し始める。なお、３組目の上挟持部１４−３と下挟持部１６−３は、シートＳを挟んだ状態で固定されている。このため、上挟持部１４−３と下挟持部１６−３を固定するために、第３上レール５６と第３下レール５７の端部にある不図示の一時固定ピンが上挟持部１４−３と下挟持部１６−３の挿入孔にそれぞれ挿入されて両者が一時的に固定されている。

（４−７）第７工程
第７工程について図１１に基づいて説明する。

第７工程においては、左右一対の保持装置７４によって仮に保持されているシートＳを左右一対の押圧装置８４とともに下方に押し、ピンテンター１０２の左右にあるスパイク１０６にその耳部を固定する。この場合に、耳部とスパイク１０６との間に両面接着テープを配して、この接着力によってさらに固定を強化してもよい。このピンテンター１０２にシートＳを押圧するときには、左右一対の保持装置７４及び押圧装置８４は、ピンテンター１０２の走行速度Ｖに合わせて移動させ、相対速度を０にして固定する機構を有している。

（４−８）第８工程
第８工程について図１２に基づいて説明する。

第８工程においては、押圧装置８４が上方に復帰し、一対の左右保持装置７４も最初の状態に復帰する。

ピンテンター１０２に固定されたシートＳは走行速度Ｖで移動していく。

この第１工程から第８工程の内容を順次繰り返して、ピンテンター１０２にシートＳを張設していく。

そして、この押圧装置８４でシートＳを押圧した状態で、既に３組目の上挟持部１４−３と下挟持部１６−３がシートＳを引き出せる状態になっているため、従来のようにシートＳを巻体から引き出しピンテンター上に挿入するための治具を設置させる待ち時間が無く次の第１工程に戻ってシートＳを張設することができる。

（５）ピンテンター１０２の走行速度Ｖとシート製造装置１０の１サイクル時間の関係について
この多軸多層補強シート製造装置１００においては、３台のシート製造装置１０が設けられている。第１の製造装置では、θ＝０度のシートＳを張設し、第２のシート製造装置１０ではθ＝−４５度のシートＳを張設し、第３のシート製造装置１０では４５度のシートＳを張設している。

そのため、第１のシート製造装置１０−１においては、ピンテンター１０２が走行速度Ｖで、シートＳの幅Ｈの移動分だけ移動する時間で、上記で説明した第１工程から第８工程の内容を繰り返して、順番に幅ＨのシートＳをピンテンター１０２に張設していく。

第２のシート製造装置１０−２は、Ｈ／ｓｉｎ４５度の間ピンテンター１０２が移動する時間で、上記第１工程から第８工程の内容を行なうようにする。

第３のシート製造装置１０−３も、ピンテンター１０２がＨ／ｓｉｎ（−４５度）の間を移動する時間で、上記第１工程から第８工程の内容を行なうようにすることにより、各シート製造装置においてシートＳを連続して隙間なく張設することが可能となる。

（６）効果
本実施形態のシート製造装置１０であると、３組の上挟持部１４と下挟持部１６が順番に移動し、１組の上挟持部１４と下挟持部１６がシートＳを張設している間に他の組の上挟持部１４と下挟持部１６が初期位置に復帰しているため、待ち時間を取ること無く次々にシートＳをピンテンター１０２に張設することができる。

また、シートＳの端部は上下一対の上挟持部１４−と下挟持部１６−によって挟持された状態で移動するため、途中で外れたりすることがなくシート全幅にわたり均一なテンションが掛かった状態でシート品質を保持したまま張設することができる。そして、上下挟持部１４，１６はシート幅に対応した長さに設定することができるため、幅広なシートの引き出しも可能になる。

また、上下挟持部１４，１６は、シートＳの引き出し及び引き出されたシートＳのピンテンター１０２へのシート張り付け工程に関係することなく、終了位置から初期位置に復帰することができる。よって、供給装置からのシートＳの引き出し及び引き出されたシートＳのピンテンター１０２へのシートＳの張り付け間に、初期位置に復帰した上下挟持部１４，１６が供給手段から引き出されたシートＳの端部を初期位置で上下から挟んで固定するよう制御することにより、ピンテンター１０２へのシートＳの張付け直後に次サイクルのシートＳの引き出しが可能となり、シートＳの引き出し及び引き出されたシートＳのピンテンター１０２へのシートＳの張り付け工程を短時間で繰り返すことが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、図１５に基づいて、第２の実施形態のシート製造装置１０について説明する。

本実施形態と第１の実施形態のシート製造装置１０の異なる点は、上下一対の上挟持部１４と下挟持部１６を固定する張設ロボット１８が、シートＳの両端部にあることである。即ち、第１の実施形態のシート製造装置１０では、上下一対の上挟持部１４と下挟持部１６のシートＳ片側部のみ張設ロボット１８で片持ちした状態で移動させていた。しかし、本実施形態ではこれに加えて、シートＳのもう片側部も張設ロボット１８を設け、上下一対の上挟持部１４と下挟持部１６をシートＳの両端部で支持して移動させるものである。このようにすることで、幅広なシートＳに対しても確実に挟持し、シート全幅に対して一定のテンションが掛かった状態で張設することができる。

なお、第１上移動ロボット３０、第２上移動ロボット３２、第３上移動ロボット３４及び第３下移動ロボット６６、第２下移動ロボット６８、第３下移動ロボット７０も片持ちではなく、上挟持部１４と下挟持部１６の両端部一対で支持してもよい。

（第３の実施形態）
次に、図１６に基づいて、第３の実施形態のシート製造装置１０について説明する。

本実施形態と第１実施形態の異なる点は、上挟持部１４と下挟持部１６とを移動させるレールの構造にある。第１実施形態では４本のレールを用いて上挟持部１４−及び下挟持部１６を初期位置から終了位置に移動させ、さらに終了位置から初期位置に復帰させていた。

本実施形態では、図１６に示すようにループ状に閉じた上下一対の上ループレール８６と下ループレール８８を設け、上ループレール８６に上移動体９０を複数個移動可能に設け、下ループレール８８に下移動体９２を複数個移動可能に設ける。そして、上移動体９０によって上挟持部１４を移動させ、下移動体９２によって下挟持部１６を移動させる。

本実施形態であっても、次々に上移動体９０と下移動体９２を移動させることができるため、待ち時間を取ること無くシートＳを張設することができる。また、上下一対の上挟持部１４と下挟持部１６によってシートＳの端部を挟むため、確実にシートＳの端部を固定することができる。

（第４の実施形態）
次に、図１７〜図２３に基づいて、第４の実施形態のシート製造装置１０について説明する。

本実施形態において第１の実施形態と異なる点は、上挟持部１４と下挟持部１６とを上下一対に分離せず一体のまま、上移動ロボットのみにより終了位置から初期位置に復帰させる点にある。すなわち、本実施形態の上移動ロボットは、上記実施形態の上移動ロボットと下移動ロボットを一体にしたものである。そして、上下の挟持部１４，１６を一対の状態にて初期位置に復帰させるために、初期位置にあるシートＳの端部位置を調整する装置１５０を設けた点にある。

（１）シート製造装置１０の構成
本実施形態のシート製造装置１０の構成について説明する。

（１−１）第１の実施形態におけるシート製造装置１０からの変更点
初期位置にてシートＳの端部を挟持するため、かつ終了位置でシートＳの挟持を解除するため、シート挿入用移動ロボット１８を形成する張設移動体２２の上部には挟持部開閉体１２２が設けられている。張設移動体２２には第１の実施形態とは異なり棒状の固定ピン２６が突出し、また挟持部開閉体１２２にも棒状の固定ピン２６が突出している。初期位置にて、挟持部開閉体１２２の固定ピン２６が上挟持部１４の挿入孔４５に、張設移動体２２の固定ピン２６が下挟持部１６の挿入孔４５に挿入される。そして初期位置では挟持部開閉体１２２が下方に押し付けられ上下の挟持部１４と１６を閉じることでシートＳの端部を挟持し、終了位置では挟持部開閉体１２２が上方に開くとともに上下の挟持部１４と１６を開口しシートＳ端部の挟持を解除する。

なお、挟持部開閉体１２２の固定ピン２６のピストン運動は開閉体固定ピン制御部１２８が行う。

終了位置にある上下一対の挟持部１４と１６を第１上移動ロボット３０〜第３上移動ロボット３４により初期位置に復帰させるため、第１上移動ロボット３０〜第３上移動ロボット３４を形成する第１上移動体３８、第２上移動体４８そして第３上移動体５８に、第１の実施形態とは異なるコの字形の第１上固定ピン４２、第２上固定ピン５２そして第３上固定ピン６０が設けられている。

（１−２）シート端部位置調整装置１５０の構成
上挟持部１４と下挟持部１６が上下一対となり、上移動ロボットによって、終了位置から初期位置に復帰した後、切断装置８０によって切断された後のシートＳ端部を再度挟持する必要がある。このため、上下一対の挟持部１４と１６が初期位置に復帰する瞬間はシートＳ端部を後退させ初期位置にシートが無い状態にし、そして、上下一対の挟持部１４と１６が初期位置に復帰し上下挟持部１４と１６を開口した直後にシートＳ端部を挿入させ初期位置にて上下挟持部１４と１６がシートＳ端部を挟持できるようにするシート端部位置調整装置１５０が、初期位置と巻回装置１２の間に設けられている。

シート端部位置調整装置１５０は、シートＳを一時的に挟持するシート仮挟持部１５２と、シートＳを挿入及び後退させるための回転制御ロール１５４と、そしてシートＳの挿入及び後退時に常に一定の張力を与えるためのシートアキューム１５６から構成される。

シート仮挟持部１５２はシート仮挟持部上１５２−１とシート仮挟持部下１５２−２から成り、シート仮挟持部上１５２−１を上に開く、押し付けるなどの稼働をさせることによりシートＳ端部を必要に応じて仮挟持する。

回転制御ロール１５４は回転制御上ロール１５４−１と回転制御下ロール１５４−２から成り、シートＳに回転ロールの駆動を伝えるときは、回転制御上ロール１５４−１が下がりシートＳを挟持した後、回転制御上ロール１５４−１または下ロール１５４−２が回転し（図示されないモータなど駆動機構による）シートＳに駆動を伝える。そして、回転ロールの駆動を伝えないときは、上下の回転制御ロール１５４を回転させず自由回転状態にするか、回転制御上ロール１５４−１を上に開きシートＳを挟持しない状態にする。

シートアキューム１５６はシート支持ロール１５６−１と１５６−３、シート支持ロール１５６−１と１５６−３の間にあるダンサロール１５６−２から成り、ダンサロール１５６−２の重さなどによりシートＳに一定の張力を与えることができる。また、シートＳ端部が初期位置にて瞬間的に挿入または後退する際、ダンサロール１５６−２がシートＳの瞬間的な挿入または後退にあわせて上下に動くことによりシートＳは緩むことなく一定の張力が与えられる。

（２）第４の実施形態におけるシート製造装置１０の製造工程
本実施形態における製造工程を、第１の実施形態の製造工程に基づき説明する。

第１の実施形態の製造工程（４−１）から（４−８）の８工程において、第１工程の初期位置でのシートＳの挟持工程、第３工程のシートＳの挿入後工程、第６工程の初期位置側部でのシートＳの切断後工程、第７工程のピンテンターへのシートＳの張設工程、そして、第８工程の初期状態への復帰工程において、第１の実施形態とは異なる工程があるため、これらの工程について説明する。他の工程（第２、４、５工程）は第１の実施形態と同じであるので説明は省略する。

（２−１）第４の実施形態の第１工程
本実施形態の第１工程について図１９に基づいて説明する。

第１工程においては、初期位置にて、巻回装置１２から一部引き出されているシートＳの端部をピンテンター１０２の右側部の位置で１組目の上挟持部１４−１と下挟持部１６−１とで挟持し固定する。上挟持部１４−１と下挟持部１６−１とは、張設ロボット１８における張設移動体２２の固定ピン２６と挟持部開閉体１２２の固定ピン２６によって固定され、挟持部開閉体２２が押し付けることでシートＳを挟持している。

また、シート端部位置調整装置１５０は、シート仮挟持部上１５２−１及び回転制御上ロール１５４−１が上がりシートＳを解除した状態になっている。シートＳが挿入される間においても、シート仮挟持部上１５２−１及び回転制御上ロール１５４−１は上がった状態にあり、巻回装置１２のブレーキ及びシートアキューム１５６のダンサロール１５６−２の重さにより与えられる一定の張力がシートＳに与えられる。

２組目の上挟持部１４−２と下挟持部１６−２とは、上下一対で第２上移動ロボット３２の始点に位置している。

３組目の上挟持部１４−３と下挟持部１６−３とは、上下一対で第２上移動ロボット３２の終点に位置している。

（２−２）第４の実施形態の第３工程
本実施形態の第３工程について図２０に基づいて説明する。

第３工程においては、１組目の上挟持部１４−１と下挟持部１６−１がピンテンター１０２の幅方向を移動して終了位置に到着する。

２組目の上下一対の挟持部１４−２と１６−２は、第２上移動ロボット３２の第２上移動体４８によって終点に到着する。

３組目の上下一対の挟持部１４−３と１６−３は、第３上移動ロボット３４の第３上移動体５８によって始点から終点に向かって到着する。この到着した位置は第１の実施形態とは異なり、初期位置の上方で、かつ挿入されているシートＳに触れない位置となっている。

また、シート端部位置調整装置１５０は、シート仮挟持部上１５２−１及び回転制御上ロール１５４−１が下がりシートＳの右側部を挟持し固定する。

（２−３）第４の実施形態の第６工程
本実施形態の第６工程について図２１に基づいて説明する。

第６工程において、終了位置にある１組目の上下挟持部１４−１と１６−１は、挟持部開閉体１２２が上に開き、そして第１上移動体３８のコの字型固定ピン４２によって固定した後、第１上移動体３８の上方への移動によりシートＳの挟持状態を解除する。その後、終了位置にあった張設移動体２２及び挟持部開閉体１２２が張設レール２０に沿って初期位置に復帰するように高速で移動する。

第２上移動ロボット３２の第２上移動体４８も始点に向かって移動し始める。なお、２組目の上挟持部１４−２と下挟持部１６−２は上下一対で終点の位置に残しておく。このため、第２上レール４６の右端部近傍にある不図示の一時固定ピン（コの字型）が上挟持部１４−２と下挟持部１６−２の挿入孔にそれぞれ挿入されて両者が一時的に固定されている。

また、シート端部位置調整装置１５０は、シート仮挟持部上１５２−１が上がり、回転制御上ロール１５４−１が下がった状態になっている。そして回転制御ロール１５４を回転させ、シートＳの端部を右側つまり初期位置から後退するように駆動を与える。このとき後退したシートＳはダンサロール１５６−２が下がることにより長さを吸収し、シートＳの緩みを防止する。なお、シートＳの端部が初期位置から後退した後に回転制御ロール１５４の回転を止める。

（２−４）第４の実施形態の第７工程
本実施形態の第７工程について図２２に基づいて説明する。

第７工程においては、左右一対の保持装置７４によって仮に保持されているシートＳを左右一対の押圧装置８４とともに下方に押し、ピンテンター１０２の左右にあるスパイク１０６にその耳部を固定する。つまり、ピンテンターへのシートＳの張設工程となり、この部分の工程は第１の実施形態に同じである。

この工程中に、まず、第３上移動ロボット３４の第３上移動体５８によって、上下一対の挟持部１４−３と１６−３を初期位置に復帰させる。そして、初期位置に戻った張設移動体２２及び挟持部開閉体１２２の固定ピン２６と２６により上下挟持部１４−３と１６−３を固定し、挟持部開閉体１２２を上に開くことで、上挟持部１４−３と下挟持部１６−３を解除した状態にする。

なお、張設移動体２２及び挟持部開閉体１２２の固定ピン２６と２６によって上下挟持部１４−３と１６−３が固定された瞬間に、第３上移動体５８は第３上レール５６に沿って初期の位置に高速で復帰する。

そして、回転制御ロール１５４を回転させシートＳ端部を左側、つまり初期位置にある上下挟持部１４−３と１６−３に挿入するように回転させる。このときダンサロール１５６−２が上に上がることによりシートＳの緩みを防止する。シートＳ端部が上下挟持部１４−３と１６−３に挿入された後に回転制御ロール１５４の回転を止める。

（２−５）第４の実施形態の第８工程
本実施形態の第８工程について図２３に基づいて説明する。

第８工程においては、押圧装置８４が上方に復帰し、一対の左右保持装置７４も最初の状態に復帰し、ピンテンター１０２に固定されたシートＳは走行速度Ｖで移動していく。

押圧装置８４、保持装置７４の復帰中に、挟持部開閉体１２２が下がることで上挟持部１４−３は下挟持部１６−３の方に押し付けられ、シートＳ端部を挟持する。そして、回転制御上ロール１５４−１を上げ、シートＳの挟持を解除する。これにより、３組目の上挟持部１４−３と下挟持部１６−３がシートＳを引き出せる状態となり、次のサイクルの第１工程となる。

（３）変更例
なお、本実施形態では上移動ロボットにより上下一対の挟持部１４と１６を終了位置から初期位置に復帰させているが、下移動ロボットのみを使用して上下挟持部１４と１６を復帰させてもよい。

（４）効果
本実施形態であると、上挟持部１４と下挟持部１６とを上下一対に分離せず一体のまま、上移動ロボットのみにより終了位置から初期位置に復帰させるため、装置の構成が簡単になる。

（第５の実施形態）
次に、図２４に基づいて、第５の実施形態のシート製造装置１０について説明する。

本実施形態では、上記実施形態の巻体装置１２に代えて繊維束供給装置９４を用いる。

この繊維束供給装置９４は、繊維束９５を巻回したボビン９６を複数個設置した装置であり、この繊維束供給装置９４から複数本の繊維束９５が幅方向に引き揃えられて、シートＳとして引き出される。

また、繊維束供給装置９４から引き出された複数の繊維束を開繊して開繊糸シートＳにして供給してもよい。

（変更例）
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。

上記実施形態では、ピンテンター１０２を停止されることなく、３台のシート製造装置１０によってシートＳを張設したが、これに代えて張設時のみピンテンター１０２を一時的に停止させてもよい。

上記各実施形態では多軸多層補強シート製造装置１００において、複数台のシート製造装置１０を設けて多軸多層補強シートＴを製造したが、これに限らず一方向に移動するピンテンター１０２に対し所定角度を設けてシート（例えば、布帛等）を張設する装置においてもシート製造装置１０を用いることができる。

また、ピンテンター１０２に限らず、クリップテンターを用いても良い。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態のシート製造装置１０の構成及び動作について図２５から図３４に基づいて説明する。

（１）シート製造装置１０の概要
シート製造装置１０は、ピンテンター１０２にθの傾斜を設けてシートＳを切り取り張りつけるものである。以下の説明をするために、ピンテンター１０２の走行方向に対する傾きをθ度、ピンテンター１０２の幅をＬ、シートＳの幅をＨとする。

そして、図２５に示すように、第１のシート製造装置１０−１ではθ＝９０度、第２のシート製造装置１０−２ではθ＝−４５度、第３のシート製造装置１０−３ではθ＝４５度の傾きにシートが積層するように配置されている。第１のシート製造装置１０−１、第２のシート製造装置１０−２及び第３のシート製造装置１０−３の構成も同様であるので、まとめてシート製造装置１０として説明する。なお、他の構成は、第１の実施形態と同様である。

（２）シート製造装置１０の構成
次に、シート製造装置１０の構成について図２６に基づいて説明する。

ピンテンター１０２の左右両側の外方には、シートＳを供給する左巻回装置２０２と右巻回装置２０４がそれぞれ設けられている。左巻回装置２０２は、シートＳをロール状の芯体に巻回した巻体であり、この水平に配された芯体を回転させることによりシートＳを供給する。右巻回装置２０４も同様の構成を有している。

右巻回装置２０４から供給されたシートＳの端部を挟持する挟持部２０６が設けられている。この挟持部２０６は、水平方向に延びる四角柱の上挟持部２０８と、同じく四角柱の下挟持部２１０から構成され、上挟持部２０８と下挟持部２１０によってシートＳの端部を全幅にわたって挟持する。すなわち、上挟持部２０８と下挟持部２１０の基部が、上下移動可能であり、この上下挟持部２０８，２１０の基部を上下動させることによりシートＳの端部を挟持する。この構造は、図１７に示す第４の実施形態と同様である。

上下挟持部２０８，２１０の上基部２１２，下基部２１４は一体となり、レール２１６上を移動する。このレール２１６は、ピンテンター１０２の上方を交差するように、かつ水平に配置されている。このレール２１６とピンテンター１０２のなす角度が、シートＳを貼り付ける角度θとなる。このレール２１６は、左巻回装置２０２から右巻回装置２０４の位置まで形成されており、これにより挟持部２０６を左巻回装置２０２から右巻回装置２０４まで移動させる。

左巻回装置２０２のシートＳが引き出される位置には、シートＳを引き出すための上下一対の左駆動ロール２１８，２１８が設けられている。上下一対の左駆動ロール２１８，２１８は、空気圧シリンダーによってそれぞれ上下動自在である。左巻回装置２０２とこの左駆動ロール２１８，２１８の間には、３個の左案内ロール２２０，２２０，２２０が設けられている。そして、上下一対の左駆動ロール２１８，２１８から引き出されたシートＳの端部を仮止めするための上下一対の左仮止め板２２２，２２２が設けられている。この左仮止め板２２２，２２２はそれぞれ空気圧シリンダーによって上下動自在で、かつ、水平に配され、シートＳを上下方向から挟持して仮止めする。

右巻回装置２０４においても、左側と同様に上下一対の右駆動ロール２２４，２２４と、３個の右案内ロール２２６，２２６，２２６と、上下一対の右仮止め板２２８，２２８が設けられている。

図２７〜図３４に示すように、ピンテンター１０２の左右両側には、拡布されたシートＳを上下から挟持するための左右一対の保持部２３０が設けられている。左側の保持部２３０は、上保持板２３２と下保持板２３４から構成され、それぞれ空気圧シリンダーによって上下動して、シートＳを挟持する。右側の保持部２３０についても同様である。

ピンテンター１０２の左右両側で、かつ、左右の保持部２３０の外側と左右の仮止め板２２２，２２８の間にはそれぞれ左カッター２３６と右カッター２３８が設けられている。この左右カッター２３６，２３８はそれぞれ空気圧シリンダーによって上下動自在であり、左右一対の保持部２３０，２３０によって拡布状態で保持されたシートＳを切断する。

（３）シート製造装置１０の製造工程
次に、上記で説明したシート製造装置１０の製造工程について図２７〜図３４に基づいて順番に説明していく。

（３−１）第１工程
第１工程について図２７に基づいて説明する。

第１工程においては、右巻回装置２０４から一部引き出されているシートＳの端部を上下一対の上挟持部２０８，下挟持部２１０から構成される挟持部２０６で挟持する。この挟持する方法は、上下一対の右駆動ロール２２４，２２４によって引き出し、上挟持部２０８，下挟持部２１０によって挟持する。

一方、左巻回装置２０２から一部引き出されているシートＳの端部を上下一対の左仮止め板２２２，２２２によって仮止めしておく。上下一対の左駆動ロール２１８，２１８は閉じた状態にしておく。

（３−２）第２工程
第２工程について図２８に基づいて説明する。

第２工程においては、レール２１６に沿って右端から左端まで挟持部２０６を移動させる。これによって、シートＳはピンテンター１０２上に拡布される。

（３−３）第３工程
第３工程について図２９に基づいて説明する。

第３工程においては、レール２１６の左端部まで移動した挟持部２０６によって右側からのシートＳはピンテンター１０２上に拡布されているため、左右一対の保持部２３０によってその両側部を保持する。すなわち、左側と右側においてそれぞれ上保持板２３２，下保持板２３４によって保持する。

また、右仮止め板２２８，２２８によって、第３工程においてシートＳの右側を仮止めする。

（３−４）第４工程
第４工程について図３０に基づいて説明する。

第４工程においては、拡布状態で保持されたシートＳの右側の端部を右カッター２３８で切断する。この切断位置は、右側の保持部２３０と右仮止め板２２８との間の位置である。

（３−５）第５工程
第５工程について図３１に基づいて説明する。

上下一対の上挟持部２０８，下挟持部２１０を開放状態にして、左右一対の保持部２３０を同時に空気圧シリンダーによって下方に移動させて、切断されたシートＳを下方に押圧する。また、右カッター２３８を初期の状態に戻し、上下一対の右仮止め板２２８，２２８をそれぞれ上下方向に移動させる。右巻回装置２０４から引き出されている右側のシートＳの端部を開放状態にする。

一方、左巻回装置２０２から引き出されている左側のシートＳの端部を仮止めしている上下一対の左仮止め板２２２，２２２も開放状態にする。上下挟持部２０８，２１０も開放状態にする。

（３−６）第６工程
第６工程について図３２に基づいて説明する。

左右一対の保持部２３０を更に下方に移動させ、ピンテンター１０２の左右のピンに引き出された拡布状態のシートＳを押圧して、張り付ける。

左巻回装置２０２から引き出されているシートＳについて上下一対の左駆動ロール２１８，２１８を回転させて、そのシートＳの端部を開放状態にある上下挟持部２０８，２１０の位置まで移動させる。

右巻回装置２０４から引き出されている右側のシートＳの端部を開放状態にある上下一対の右仮止め板２２８，２２８の位置まで位置合わせするように右駆動ロール２２４を回転させる。

（３−７）第７工程
第７工程について図３３に基づいて説明する。

第７工程においては、左側にある上下一対の上挟持部２０８と下挟持部２１０によって左巻回装置２０２から引き出されているシートＳを挟持して固定する。このとき、上下一対の左駆動ロール２１８，２１８は開放状態にする。一方、右側からのシートＳについては上下一対の右仮止め板２２８，２２８によって挟持し仮止めする。そして、左右一対の保持部２３０の上保持板２３２と下保持板２３４はそれぞれ上下方向に移動させ開放状態にする。

これによってピンテンター１０２に所定角度θでシートＳが張設される。この状態でピンテンター１０２を所定長さ移動させる。すなわち、次に貼り付けるシートＳのために、その幅Ｌだけ移動させる。

（３−８）第８工程
第８工程について図３４に基づいて説明する。

第８工程においては、第１工程と同様に挟持部２０６を左側から右側に移動させ、ピンテンター１０２上にシートＳを拡布状態にする。

以後の工程は上記で説明した第２工程以降と同様であり、左右が逆になるだけである。

そして、この第１工程から第７工程を順番に繰り返し、ピンテンター１０２上にシートＳを所定角度θで張設していく。

（４）効果
本実施形態のシート製造装置１０であると、挟持部２０６を左側から右側そして次に左側から右側に交互に移動させるだけでシートＳを張設することができるため、効率よくシートＳを張設できる。

（５）変更例１
上記第６の実施形態では挟持部２０６を、片側で保持し、片側のレール２１６のみで移動させたが、これに代えて図３５に示すように、挟持部２０６の両側にそれぞれ一対のレール２４０，２４０を設けて挟持部２０６を移動させてもよい。

この変更例であると、挟持部２０６を確実に保持しながら移動させることができる。

（６）変更例２
次に、図３６に基づいて、変更例２について説明する。

変更例２では、第６の実施形態の右巻回装置２０４に代えて、第５の実施形態と同様に繊維束供給装置９４を用いる。

この繊維束供給装置９４は、繊維束９５を巻回したボビン９６を複数個設置した装置であり、この繊維束供給装置９４から複数本の繊維束９５が幅方向に引き揃えられて、シートＳとして引き出される。

また、繊維束供給装置９４から引き出された複数の繊維束を開繊して開繊糸シートＳにして供給してもよい。なお、左巻回装置２０２も同様に繊維束供給装置９４を適応できる。

本発明の第１の実施形態の多軸多層補強シート製造装置の平面図である。 第１の実施形態のシート製造装置の斜視図である。 張設ロボットの斜視図である。 第１上移動ロボットの斜視図である。 第１工程の説明図である。 第２工程の説明図である。 第３工程の説明図である。 第４工程の説明図である。 第５工程の説明図である。 第６工程の説明図である。 第７工程の説明図である。 第８工程の説明図である。 上挟持部と下挟持部と張設用固定ピン及び第１上固定ピン、第１下固定ピンの斜視図である。 多軸多層補強シート製造装置のブロック図である。 第２の実施形態のシート製造装置の斜視図である。 第３の実施形態のシート製造装置の斜視図である。 第４の実施形態の張設ロボットの斜視図である。 第４の実施形態のシート製造装置の斜視図である。 第４の実施形態の第１工程の説明図である。 第４の実施形態の第３工程の説明図である。 第４の実施形態の第６工程の説明図である。 第４の実施形態の第７工程の説明図である。 第４の実施形態の第８工程の説明図である。 第５の実施形態のシート製造装置の斜視図である。 第６の実施形態の多軸多層補強シート製造装置の平面図である。 第６の実施形態のシート製造装置の斜視図である。 第１工程の説明図である。 第２工程の説明図である。 第３工程の説明図である。 第４工程の説明図である。 第５工程の説明図である。 第６工程の説明図である。 第７工程の説明図である。 第８工程の説明図である。 第６の実施形態の変更例１の斜視図である。 第６の実施形態の変更例２の斜視図である。

符号の説明

１０ シート製造装置
１２ 巻回装置
１４ 上挟持部
１６ 下挟持部
１８ 張設ロボット
３０ 第１上移動ロボット
３２ 第２上移動ロボット
３４ 第３上移動ロボット
６６ 第１下移動ロボット
６８ 第２下移動ロボット
７０ 第３下移動ロボット
７４ 保持装置
８０ 切断装置
１００ 多軸多層補強シート製造装置
１０２ ピンテンター
１０４ ０度方向シート供給装置
１０６ スパイク
１１０ 制御部
１５０ シート端部位置調整装置

Claims (26)

1. シート状物の両耳部を固定して拡布状態で搬送する搬送手段に所定角度を有してシートを張り付けることにより、前記シート状物と前記シートとからなる補強シートを製造するシート製造装置において、
   前記搬送手段の左右のどちらかの一側部に配され、前記シートを供給する供給手段と、
   前記供給手段から供給されたシートの端部を挟む上下一対の上挟持手段及び下挟持手段と、
   前記シートの端部を挟んだ状態で前記上挟持手段及び前記下挟持手段を前記搬送手段の一側部にある初期位置から他側部にある終了位置に向かって移動させて拡布状態にする張設用移動手段と、
   前記上挟持手段及び前記下挟持手段によって挟持され、かつ、前記終了位置まで引き出された前記拡布状態のシートの両側部を保持する一対の保持手段と、
   前記一対の保持手段で保持された前記拡布状態のシートの一側部側を切断する切断手段と、
   前記一対の保持手段によって保持され、かつ、前記切断された拡布状態のシートを下降させて、前記拡布状態のシートの両側部を前記搬送手段の両側部にそれぞれ固定する固定手段と、
   前記上挟持手段を前記終了位置から前記初期位置に復帰させる上復帰手段と、
   前記下挟持手段を前記終了位置から前記初期位置に復帰させる下復帰手段と、
   を有するシート製造装置。
2. 前記上下一対の上挟持手段及び下挟持手段を複数組有する、
   請求項１記載のシート製造装置。
3. 前記上復帰手段は、前記上挟持手段を前記初期位置に移動させる復帰用上移動手段と、前記復帰用上移動手段が前記終了位置から前記初期位置に移動するための上レールとを有し、
   前記下復帰手段は、前記下挟持手段を前記初期位置に移動させる復帰用下移動手段と、前記復帰用下移動手段が前記終了位置から前記初期位置に移動するための下レールとを有する、
   請求項１記載のシート製造装置。
4. 前記上レールが複数本のレールから構成され、前記下レールが複数本のレールから構成されている、
   請求項３記載のシート製造装置。
5. 前記上復帰手段は、前記上挟持手段を前記初期位置に移動させる復帰用上移動手段と、前記復帰用上移動手段が前記終了位置から前記初期位置に移動するための上レールとを有し、
   前記下復帰手段は、前記下挟持手段を前記初期位置に移動させる復帰用下移動手段と、前記復帰用下移動手段が前記終了位置から前記初期位置に移動するための上レールとを有し、
   前記張設用移動手段が前記初期位置から前記終了位置へ移動するための張設用レールを有し、
   前記上レール、前記下レール及び前記張設用レールとが一体に形成され、閉ループを形成している、
   請求項１記載のシート製造装置。
6. 前記上復帰手段は、前記上挟持手段を前記初期位置に移動させる復帰用上移動手段と、前記復帰用上移動手段が前記終了位置から前記初期位置に移動するための上レールとを有し、
   前記下復帰手段は、前記下挟持手段を前記初期位置に移動させる復帰用下移動手段と、前記復帰用下移動手段が前記終了位置から前記初期位置に移動するための下レールとを有し、
   前記張設用移動手段が前記初期位置から前記終了位置へ移動するための張設用レールを有し、
   前記上レール、前記下レール及び前記張設用レールとが前記シートの片側のみに形成されている、
   請求項１記載のシート製造装置。
7. 前記上復帰手段は、前記上挟持手段を前記初期位置に移動させる復帰用上移動手段と、前記復帰用上移動手段が前記終了位置から前記初期位置に移動するための上レールとを有し、
   前記下復帰手段は、前記下挟持手段を前記初期位置に移動させる復帰用下移動手段と、前記復帰用下移動手段が前記終了位置から前記初期位置に移動するための下レールとを有し、
   前記張設用移動手段が前記初期位置から前記終了位置へ移動するための張設用レールを有し、
   前記上レール、前記下レール及び前記張設用レールとが前記シートの両側にそれぞれ形成されている、
   請求項１記載のシート製造装置。
8. 前記上復帰手段と前記下復帰手段とが一体となった復帰手段を有し、
   前記復帰手段が、前記終了位置にある前記上下一対の上挟持手段及び下挟持手段を分離させることなく復帰させる、
   請求項１記載のシート製造装置。
9. 前記複数組の中の一組の前記上挟持手段及び前記下挟持手段が前記シートを引き出して前記搬送手段に拡布状態で張り付けている間に、前記終了位置にある他の組の上下一対の前記上挟持手段及び前記下挟持手段を分離させて、それぞれ前記上復帰手段及び前記下復帰手段により前記初期位置に向かって復帰させるよう制御されている、
   請求項２記載のシート製造装置。
10. 前記複数組の中の一組の前記上挟持手段及び前記下挟持手段が前記シートを引き出して前記搬送手段に拡布状態で張り付けている間に、前記終了位置にある他の組の上下一対の前記上挟持手段及び前記下挟持手段を分離させて、それぞれ前記上復帰手段及び前記下復帰手段により前記初期位置に向かって復帰させ、前記初期位置に復帰した上下一対の前記上挟持手段及び前記下挟持手段が前記供給手段から引き出されたシートの端部を前記初期位置で上下から挟んで固定するよう制御されている、
    請求項２記載のシート製造装置。
11. 請求項１から１０の少なくとも一項に記載のシート製造装置が前記搬送手段上に所定間隔を開けて複数台配され、
    前記各シート製造装置によって前記シートを前記搬送手段の間に所定角度を有して張り付けることにより、前記シート状物に順番に積層し多軸多層補強シートを製造する、
    多軸多層補強シート製造装置。
12. シート状物の両耳部を固定して拡布状態で搬送する搬送手段に所定角度を有してシートを張り付けることにより、前記シート状物と前記シートとからなる補強シートを製造するシート製造方法において、
    前記搬送手段の左右のどちらかの一側部に配された供給手段から供給された前記シートの端部を上下一対の上挟持手段及び下挟持手段によって挟む挟持工程と、
    前記シートの端部を挟んだ状態で前記上挟持手段及び前記下挟持手段を前記搬送手段の一側部にある初期位置から他側部にある終了位置に向かって拡布状態にする張設用移動手段によって移動させる張設工程と、
    前記上挟持手段及び前記下挟持手段によって挟持され、かつ、前記終了位置まで引き出された前記拡布状態のシートの両側部を一対の保持手段によって保持する保持工程と、
    前記一対の保持手段で保持された前記拡布状態のシートの一側部側を切断手段によって切断する切断工程と、
    前記一対の保持手段によって保持され、かつ、前記切断された拡布状態のシートを下降させて、前記拡布状態のシートの両側部を前記搬送手段の両側部にそれぞれ固定手段によって固定する固定工程と、
    前記上挟持手段を前記終了位置から前記初期位置に上復帰手段によって復帰させる上復帰工程と、
    前記下挟持手段を前記終了位置から前記初期位置に下復帰手段によって復帰される下復帰工程と、
    を有するシート製造方法。
13. 前記上復帰工程と前記下復帰工程が同時に行われ、前記上復帰手段と前記下復帰手段とが一体になった復帰手段により前記終了位置にある前記上下一対の上挟持手段及び下挟持手段を分離させることなく復帰させる、
    請求項１２記載のシート製造方法。
14. 前記上下一対の上挟持手段及び下挟持手段を複数組有し、
    前記複数組の中の一組の前記上下一対の上挟持手段及び下挟持手段が前記シートを引き出し前記搬送手段に拡布状態で張り付けている工程間に、前記終了位置にある他の組の上下一対の前記上挟持手段及び前記下挟持手段を分離させて、それぞれ前記上復帰手段及び前記下復帰手段により前記初期位置に向かって復帰させる工程と、
    を有する請求項１２記載のシート製造方法。
15. 前記上下一対の上挟持手段及び下挟持手段を複数組有し、
    前記複数組の中の一組の前記上下一対の上挟持手段及び下挟持手段が前記シートを引き出し前記搬送手段に拡布状態で張り付けている工程間に、前記終了位置にある他の組の上下一対の前記上挟持手段及び前記下挟持手段を分離させて、それぞれ前記上復帰手段及び前記下復帰手段により前記初期位置に向かって復帰させる工程と、
    前記複数組の中の一組の前記上下一対の上挟持手段及び下挟持手段が前記シートを引き出し前記搬送手段に拡布状態で張り付けている工程間に、前記複数組の中の他の組の前記上挟持手段及び前記下挟持手段が前記供給手段から引き出されたシートの端部を前記初期位置で上下から挟んで固定している工程と、
    を有する請求項１２記載のシート製造方法。
16. 請求項１２から１５の少なくとも一項に記載のシート製造方法によって、前記シートを前記搬送手段の間に所定角度を有して張り付けることにより、前記シート状物に順番に積層し多軸多層補強シートを製造する、
    多軸多層補強シート製造方法。
17. シート状物の両耳部を固定して拡布状態で搬送する搬送手段に所定角度を有してシートを張り付けることにより、前記シート状物と前記シートとからなる補強シートを製造するシート製造装置において、
    前記搬送手段の左右にそれぞれ配され、前記シートをそれぞれ供給する左右一対の第１の供給手段と第２の供給手段と、
    前記左右一対の供給手段の中の一方の第１の供給手段から供給された第１のシートの端部を挟む挟持手段と、
    前記第１のシートの端部を挟んだ状態で前記挟持手段を前記第１の供給手段から前記第２の供給手段の位置まで移動させて拡布状態にする第１の張設用移動手段と、
    前記挟持手段によって挟持され、かつ、前記第２の供給手段の位置まで引き出された前記拡布状態の第１のシートの両側部を保持する左右一対の第１の保持手段と、
    前記左右一対の第１の保持手段で保持された前記拡布状態の第１のシートの一方側を切断する第１の切断手段と、
    前記左右一対の第１の保持手段によって保持され、かつ、前記切断された拡布状態の第１のシートを下降させて、前記拡布状態の第１のシートの両側部を前記搬送手段の両側部にそれぞれ固定する左右一対の第１の固定手段と、
    前記第２の供給手段によって供給された第２のシートの端部を前記挟持手段に挟持させる第１の準備手段と、
    前記挟持手段に挟持された第２のシートを前記第２の供給手段から前記第１の供給手段の位置まで移動させて拡布状態にする第２の張設用移動手段と、
    前記挟持手段によって挟持され、かつ、前記第１の供給手段の位置まで引き出された前記拡布状態の第２のシートの両側部を保持する左右一対の第２の保持手段と、
    前記左右一対の第２の保持手段で保持された前記拡布状態の第２のシートの他方側を切断する第２の切断手段と、
    前記左右一対の第２の保持手段によって保持され、かつ、前記切断された拡布状態の第２のシートを下降させて、前記拡布状態の第２のシートの両側部を前記搬送手段の両側部にそれぞれ固定する左右一対の第２の固定手段と、
    前記第１の供給手段によって供給された前記第１のシートの端部を前記挟持手段に挟持させる第２の準備手段と、
    を有するシート製造装置。
18. 前記第１の張設用移動手段と前記第２の張設用移動手段とが一体であり、
    前記第１の保持手段と前記第２の保持手段とが一体であり、
    前記第１の固定手段と前記第２の固定手段とが一体である、
    請求項１７記載のシート製造装置。
19. 前記第１の保持手段、前記第２の保持手段、前記第１の固定手段及び前記第２の固定手段が一体である、
    請求項１８記載のシート製造装置。
20. 前記第１の張設用移動手段と前記第２の張設用移動手段とが一体であり、
    前記挟持手段を前記第１の供給手段と前記第２の供給手段の間を移動させるレールを有する、
    請求項１７記載のシート製造装置。
21. 請求項１７から１９の少なくとも一項に記載のシート製造装置が前記搬送手段上に所定間隔を開けて複数台配され、
    前記各シート製造装置によって前記シートを前記搬送手段の間に所定角度を有して張り付けることにより、前記シート状物に順番に積層し多軸多層補強シートを製造する、
    多軸多層補強シート製造装置。
22. シート状物の両耳部を固定して拡布状態で搬送する搬送手段に所定角度を有してシートを張り付けることにより、前記シート状物と前記シートとからなる補強シートを製造するシート製造方法において、
    前記搬送手段の左右にそれぞれ配され、前記シートをそれぞれ供給する左右一対の第１の供給手段と第２の供給手段の中の第１の供給手段から供給された第１のシートの端部を挟持手段によって挟む挟持工程と、
    前記第１のシートの端部を挟んだ状態で前記挟持手段を前記第１の供給手段から前記第２の供給手段の位置まで第１の張設用移動手段によって移動させて拡布状態にする第１の張設用移動工程と、
    前記挟持手段によって挟持され、かつ、前記第２の供給手段の位置まで引き出された前記拡布状態の第１のシートの両側部を左右一対の第１の保持手段によって保持する第１の保持工程と、
    前記左右一対の第１の保持手段で保持された前記拡布状態の第１のシートの一方側を第１の切断手段によって切断する第１の切断工程と、
    前記左右一対の第１の保持手段によって保持され、かつ、前記切断された拡布状態の第１のシートを下降させて、前記拡布状態の第１のシートの両側部を前記搬送手段の両側部に左右一対の固定手段によってそれぞれ固定する第１の固定工程と、
    前記第２の供給手段によって供給された第２のシートの端部を前記挟持手段に第１の準備手段によって挟持させる第１の準備工程と、
    前記挟持手段に挟持された第２のシートを前記第２の供給手段から前記第１の供給手段の位置まで第２の張設用移動手段によって移動させて拡布状態にする第２の張設用移動工程と、
    前記挟持手段によって挟持され、かつ、前記第１の供給手段の位置まで引き出された前記拡布状態の第２のシートの両側部を左右一対の第２の保持手段によって保持する第２の保持工程と、
    前記左右一対の第２の保持手段で保持された前記拡布状態の第２のシートの他方側を第２の切断手段によって切断する第２の切断工程と、
    前記左右一対の第２の保持手段によって保持され、かつ、前記切断された拡布状態の第２のシートを下降させて、前記拡布状態の第２のシートの両側部を前記搬送手段の両側部に左右一対の第２の固定手段によってそれぞれ固定する第２の固定工程と、
    前記第１の供給手段によって供給された前記第１のシートの端部を前記挟持手段に第２の準備手段によって挟持させる第２の準備工程と、
    を有するシート製造方法。
23. 前記第１の張設用移動手段と前記第２の張設用移動手段とが一体であり、
    前記第１の保持手段と前記第２の保持手段とが一体であり、
    前記第１の固定手段と前記第２の固定手段とが一体である、
    請求項２１記載のシート製造方法。
24. 前記第１の保持手段、前記第２の保持手段、前記第１の固定手段及び前記第２の固定手段が一体である、
    請求項２３記載のシート製造方法。
25. 前記第１の張設用移動手段と前記第２の張設用移動手段とが一体であり、
    前記挟持手段を前記第１の供給手段と前記第２の供給手段の間を移動させるレールを有する、
    請求項２１記載のシート製造方法。
26. 請求項２１から２５の少なくとも一項に記載のシート製造方法によって、前記シートを前記搬送手段の間に所定角度を有して張り付けることにより、前記シート状物に順番に積層し多軸多層補強シートを製造する、
    多軸多層補強シート製造方法。

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