JP2020104428A - Apparatus for manufacturing tow prepreg, and method for manufacturing tow prepreg - Google Patents

Apparatus for manufacturing tow prepreg, and method for manufacturing tow prepreg Download PDF

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Yokichi Uchiumi
陽吉 内海
勝紀 玉置
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勝紀 玉置
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Abstract

To suppress the variation of resin content of a tow prepreg.SOLUTION: An apparatus for manufacturing a tow prepreg is provided with: a discharge nozzle 22 which applies a resin to a reinforcing fiber bundle F being conveyed, and has a rectangular discharge port with a length in a longitudinal direction longer than a thread width of the reinforcing fiber bundle F; a width detection sensor 40 disposed upstream of the discharge nozzle 22, and for outputting a width detection signal based on the thread width of the reinforcing fiber bundle F; an angle adjustment section for varying the angle of the discharge port with respect to a thread width direction of the reinforcing fiber bundle F to adjust the length in the thread width direction of the resin discharged from the discharge port; and an angle control section C for controlling the drive of the angle adjustment section so as to allow the length in the thread width direction of the resin discharged from the discharge port to come near to the thread length of the reinforcing fiber bundle F discharged to the discharge nozzle 22 on the basis of the width detection signal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、トウプリプレグ製造装置、及びトウプリプレグ製造方法に関する。 The present invention relates to a tow prepreg manufacturing apparatus and a tow prepreg manufacturing method.

繊維強化樹脂材料からなる成形品は、軽量でありながら強度に優れていることから様々な分野で広く利用されている。こうした成形品は、通常、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸させたいわゆるプリプレグと呼ばれるシート状基材を積層し、加圧及び加熱により樹脂を熱硬化させて賦形することにより製造される。プリプレグとしては、複数本の強化繊維を一方向に並行して配列させたものにマトリックス樹脂を含浸させたシート状のシートプリプレグや、複数本の強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸させた、より細糸幅のトウプリプレグが知られている。 Molded articles made of fiber-reinforced resin materials are widely used in various fields because they are lightweight and excellent in strength. Such a molded product is usually produced by laminating a sheet-shaped base material, which is a so-called prepreg, in which reinforcing fibers are impregnated with a matrix resin, and thermosetting the resin by pressurization and heating to shape the resin. As the prepreg, a sheet-shaped sheet prepreg obtained by impregnating a matrix resin with a plurality of reinforcing fibers arranged in parallel in one direction, or by impregnating a plurality of reinforcing fiber bundles with a matrix resin, A thread width tow prepreg is known.

例えば、トウプリプレグを製造するためのトウプリプレグ製造装置として、外周面に樹脂が付着したオイリングローラの外周面に沿って強化繊維束を搬送させながら樹脂を含浸させるタイプのものがある。図８に示すように、特許文献１に記載されるトウプリプレグ製造装置は、給糸ボビン１０１から供給された強化繊維束Ｆを複数の搬送ローラ１０４間で搬送するとともにオイリングローラ１０２の外周面に沿って搬送する。オイリングローラ１０２の外周面には樹脂タンク１０３から供給された樹脂が塗布されている。ここでは、オイリングローラ１０２の外周面への樹脂の供給量が一定となるように制御されているとともに、オイリングローラ１０２の外周面に供給された樹脂がスクレーバ１０６によって一定の厚みに延ばされて整形されている。オイリングローラ１０２によって樹脂が塗布された強化繊維束ＦはトウプリプレグＴとなり、オイリングローラ１０２の下流側の搬送ローラ１０４間で搬送された後、巻取りボビン１０５に巻き取られる。 For example, as a tow prepreg manufacturing apparatus for manufacturing a tow prepreg, there is a type that impregnates a resin while conveying a reinforcing fiber bundle along the outer peripheral surface of an oiling roller having the resin adhered to the outer peripheral surface. As shown in FIG. 8, the tow prepreg manufacturing apparatus described in Patent Document 1 conveys the reinforcing fiber bundle F supplied from the yarn supplying bobbin 101 among a plurality of conveying rollers 104 and also on the outer peripheral surface of the oiling roller 102. Transport along. The resin supplied from the resin tank 103 is applied to the outer peripheral surface of the oiling roller 102. Here, the amount of resin supplied to the outer peripheral surface of the oiling roller 102 is controlled to be constant, and the resin supplied to the outer peripheral surface of the oiling roller 102 is spread by the scraper 106 to a constant thickness. It is well-formed. The reinforcing fiber bundle F coated with the resin by the oiling roller 102 becomes a tow prepreg T, is conveyed between the conveying rollers 104 on the downstream side of the oiling roller 102, and is then wound by the winding bobbin 105.

特開２０１７−７４６９９号公報JP, 2017-74699, A

ところで、トウプリプレグＴの原糸となる強化繊維束Ｆの糸幅は、全長に亘って必ずしも一定でなく部分的に変動する場合がある。特許文献１に記載のトウプリプレグ製造装置では、オイリングローラ１０２の外周面上で一定厚みに整形された樹脂が強化繊維束Ｆに塗布されることから、強化繊維束Ｆの糸幅が狭い部分では強化繊維束Ｆに対する樹脂の塗布量が少なくなり、強化繊維束Ｆの糸幅が広い部分では強化繊維束Ｆに対する樹脂の塗布量が多くなるといったことが起こり得る。つまり、巻取りボビン１０５に巻き取られたトウプリプレグＴ全体で見ると目標の樹脂含有率Ｒｃ（％）を達成していても、トウプリプレグＴをある程度短い長さ単位で見ると樹脂含有率Ｒｃが低い部分と高い部分とが混在する場合がある。その結果、トウプリプレグＴを部分的に見たときに樹脂含有率Ｒｃの変動が生じ、トウプリプレグＴ中に目標の樹脂含有率Ｒｃを達成できていない部分が生じてしまうといった問題があった。 By the way, the yarn width of the reinforcing fiber bundle F, which is the raw yarn of the tow prepreg T, is not always constant over the entire length and may partially vary. In the tow prepreg manufacturing apparatus described in Patent Document 1, since the resin shaped to have a constant thickness on the outer peripheral surface of the oiling roller 102 is applied to the reinforcing fiber bundle F, in the portion where the yarn width of the reinforcing fiber bundle F is narrow. It is possible that the amount of resin applied to the reinforcing fiber bundle F decreases, and the amount of resin applied to the reinforcing fiber bundle F increases in a portion where the yarn width of the reinforcing fiber bundle F is wide. That is, even if the target resin content rate Rc (%) is achieved in the entire tow prepreg T wound on the winding bobbin 105, the resin content rate Rc is seen in the tow prepreg T in a unit of a short length to some extent. There may be a mixture of a low portion and a high portion. As a result, there is a problem in that the resin content Rc varies when the tow prepreg T is partially viewed, and a portion in which the target resin content Rc cannot be achieved occurs in the toe prepreg T.

本発明は、従来のこうした問題を解決するためになされたものであり、その目的は、トウプリプレグの樹脂含有率の部分的な変動を抑制することである。 The present invention has been made to solve these problems in the related art, and an object thereof is to suppress a partial variation in the resin content of tow prepreg.

上記の課題を解決するため、本発明は、搬送される強化繊維束に樹脂を塗布するとともに前記強化繊維束の糸幅より長手方向の長さが長い長方形状の吐出口を有する吐出ノズルと、前記吐出ノズルの上流側に配置されて、前記強化繊維束の糸幅に基づく糸幅検出信号を出力する糸幅検出センサと、前記強化繊維束の糸幅方向に対する前記吐出口の角度を変更することにより、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の長さを調整する角度調整部と、前記糸幅検出信号に基づいて、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の長さを、前記吐出ノズルに供給される前記強化繊維束の糸幅に近づけるように前記角度調整部の駆動を制御する角度制御部を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention applies a resin to a conveyed reinforcing fiber bundle and a discharge nozzle having a rectangular discharge port whose length in the longitudinal direction is longer than the yarn width of the reinforcing fiber bundle, A yarn width detection sensor that is arranged upstream of the discharge nozzle and outputs a yarn width detection signal based on the yarn width of the reinforcing fiber bundle, and changes the angle of the discharge port with respect to the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle. Thus, an angle adjusting unit that adjusts the length of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction, and the resin of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction based on the yarn width detection signal. An angle control unit is provided to control the drive of the angle adjustment unit so that the length approaches the yarn width of the reinforcing fiber bundle supplied to the discharge nozzle.

強化繊維束の糸幅は、全長に亘って必ずしも一定でなく部分的に変動する場合がある。また、搬送中に掛かる外力によっても部分的に変動する場合がある。上記の構成によれば、強化繊維束に樹脂を塗布する吐出ノズルは、強化繊維束の糸幅より長手方向の長さが長い長方形状の樹脂の吐出口を有しており、吐出ノズルの上流側には強化繊維束の糸幅に基づく糸幅検出信号を出力する糸幅検出センサが設けられている。そして、角度制御部は、糸幅検出信号に基づいて角度調整部を駆動して、強化繊維束の糸幅方向に対する前記吐出口の角度を変更する角度調整部の駆動を、吐出口から吐出される樹脂の糸幅方向の長さが吐出ノズルに供給される強化繊維束の糸幅に近づくように制御する。そのため、強化繊維束の糸幅が部分的に変動したとしても、吐出口から吐出された樹脂を強化繊維束の糸幅方向全体に無駄なく塗布することができる。トウプリプレグの樹脂含有率の部分的な変動を抑制することができる。 The yarn width of the reinforcing fiber bundle is not always constant over the entire length and may vary partially. In addition, there may be a partial change due to external force applied during transportation. According to the above configuration, the discharge nozzle for applying the resin to the reinforcing fiber bundle has a rectangular resin discharge port whose length in the longitudinal direction is longer than the yarn width of the reinforcing fiber bundle, and is upstream of the discharge nozzle. A yarn width detection sensor that outputs a yarn width detection signal based on the yarn width of the reinforcing fiber bundle is provided on the side. Then, the angle control unit drives the angle adjustment unit based on the yarn width detection signal to drive the angle adjustment unit that changes the angle of the ejection port with respect to the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle is ejected from the ejection port. The length of the resin in the yarn width direction is controlled to approach the yarn width of the reinforcing fiber bundle supplied to the discharge nozzle. Therefore, even if the yarn width of the reinforcing fiber bundle partially changes, the resin discharged from the discharge port can be applied to the entire reinforcing fiber bundle in the yarn width direction without waste. It is possible to suppress a partial variation in the resin content of the tow prepreg.

上記の構成において、前記角度制御部は、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の長さを、前記吐出ノズルに供給される前記強化繊維束の糸幅に一致させるように前記角度調整部の駆動を制御することが好ましい。 In the above configuration, the angle control unit adjusts the angle so that the length of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction matches the yarn width of the reinforcing fiber bundle supplied to the discharge nozzle. It is preferable to control the driving of the adjusting unit.

上記の構成によれば、吐出口から吐出された樹脂の無駄をより抑制することができて、トウプリプレグの樹脂含有率の部分的な変動をより好適に抑制することができる。
上記の構成において、前記吐出ノズルの上流側に配置されて、前記強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置に基づく位置検出信号を出力する位置検出センサと、前記吐出口の長手方向の端縁の位置を変更することにより、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の端縁の位置を調整する位置調整部と、前記位置検出信号に基づいて、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の端縁の位置を、前記吐出ノズルに供給される前記強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置に近づけるように前記位置調整部の駆動を制御する位置制御部を備えることが好ましい。 According to the above configuration, it is possible to further suppress the waste of the resin discharged from the discharge port, and it is possible to more appropriately suppress the partial variation of the resin content rate of the tow prepreg.
In the above configuration, a position detection sensor that is disposed on the upstream side of the discharge nozzle and that outputs a position detection signal based on the position of the edge of the reinforcing fiber bundle in the yarn width direction, and the end of the discharge port in the longitudinal direction. A position adjusting unit that adjusts the position of the edge of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction by changing the position of the edge, and the resin is discharged from the discharge port based on the position detection signal. A position control unit that controls the drive of the position adjusting unit so that the position of the edge of the resin in the yarn width direction approaches the position of the edge of the reinforcing fiber bundle supplied to the discharge nozzle in the yarn width direction. It is preferable to provide.

強化繊維束の糸幅が広くなったり狭くなったりして変動すると、それに伴って強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置が変動する。また、強化繊維束の糸幅が変動しない場合であっても、搬送中に強化繊維束の位置が糸幅方向にずれる場合がある。上記の構成によれば、位置制御部は、位置検出信号に基づいて位置調整部を駆動して、吐出口の長手方向の端縁の位置を変更して、吐出口から吐出される樹脂の糸幅方向の端縁の位置を強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置に近づけるように制御する。そのため、強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置が変動したとしても、吐出口から吐出された樹脂を強化繊維束の糸幅方向全体に無駄なく塗布することができる。トウプリプレグの樹脂含有率の部分的な変動を抑制することができる。 When the yarn width of the reinforcing fiber bundle increases or decreases, the position of the edge of the reinforcing fiber bundle in the yarn width direction changes accordingly. Even if the yarn width of the reinforcing fiber bundle does not change, the position of the reinforcing fiber bundle may shift in the yarn width direction during conveyance. According to the above configuration, the position control unit drives the position adjustment unit based on the position detection signal to change the position of the longitudinal edge of the ejection port, and the resin thread ejected from the ejection port. The position of the edge in the width direction is controlled to approach the position of the edge in the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle. Therefore, even if the position of the edge of the reinforcing fiber bundle in the yarn width direction changes, the resin discharged from the discharge port can be applied to the entire reinforcing fiber bundle in the yarn width direction without waste. It is possible to suppress a partial variation in the resin content of the tow prepreg.

上記の構成において、前記位置制御部は、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の端縁の位置を、前記吐出ノズルに供給される前記強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置に一致させるように前記位置調整部の駆動を制御することが好ましい。 In the above configuration, the position control unit determines the position of the edge of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction from the edge of the reinforcing fiber bundle supplied to the discharge nozzle in the yarn width direction. It is preferable to control the driving of the position adjusting unit so as to match the position.

上記の構成によれば、吐出口から吐出された樹脂の無駄をより抑制することができて、トウプリプレグの樹脂含有率の部分的な変動をより好適に抑制することができる。
上記の課題を解決するため、本発明は、強化繊維束を搬送しながら樹脂を塗布してトウプリプレグを製造するトウプリプレグ製造方法であって、前記強化繊維束の搬送中に該強化繊維束の糸幅に基づく糸幅検出信号を出力する糸幅検出工程と、前記糸幅検出信号に基づいて、前記強化繊維束の糸幅より長手方向の長さが長い長方形状の吐出口から樹脂を吐出して前記強化繊維束に樹脂を塗布する塗布工程を備え、前記塗布工程では、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の長さを、前記吐出ノズルに供給される前記強化繊維束の糸幅に近づけるように前記吐出口の駆動を制御して樹脂を吐出する。 According to the above configuration, it is possible to further suppress the waste of the resin discharged from the discharge port, and it is possible to more appropriately suppress the partial variation of the resin content rate of the tow prepreg.
To solve the above problems, the present invention is a tow prepreg manufacturing method for producing a tow prepreg by applying a resin while conveying a reinforcing fiber bundle, wherein the reinforcing fiber bundle is conveyed during the conveyance of the reinforcing fiber bundle. A yarn width detection step of outputting a yarn width detection signal based on the yarn width, and based on the yarn width detection signal, the resin is ejected from a rectangular ejection port having a longitudinal length longer than the yarn width of the reinforcing fiber bundle. And applying a resin to the reinforcing fiber bundle, wherein in the applying step, the length of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction is supplied to the discharge nozzle. The resin is discharged by controlling the drive of the discharge port so as to approach the yarn width.

強化繊維束の糸幅は、全長に亘って必ずしも一定でなく部分的に変動する場合がある。また、搬送中に掛かる外力によっても部分的に変動する場合がある。上記の構成によれば、強化繊維束に樹脂を塗布する塗布工程では、吐出口から吐出される樹脂の糸幅方向の長さを、吐出ノズルに供給される強化繊維束の糸幅に近づけるように吐出口の駆動を制御する。そのため、強化繊維束の糸幅が部分的に変動したとしても、吐出口から吐出された樹脂を強化繊維束の糸幅方向全体に無駄なく塗布することができる。トウプリプレグの樹脂含有率の部分的な変動を抑制することができる。 The yarn width of the reinforcing fiber bundle is not always constant over the entire length and may vary partially. In addition, there may be a partial change due to external force applied during transportation. According to the above configuration, in the applying step of applying the resin to the reinforcing fiber bundle, the length of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction is made closer to the yarn width of the reinforcing fiber bundle supplied to the discharge nozzle. The drive of the discharge port is controlled. Therefore, even if the yarn width of the reinforcing fiber bundle partially changes, the resin discharged from the discharge port can be applied to the entire reinforcing fiber bundle in the yarn width direction without waste. It is possible to suppress a partial variation in the resin content of the tow prepreg.

上記の構成において、前記強化繊維束の搬送中に該強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置に基づく位置検出信号を出力する位置検出工程を備え、前記塗布工程では、前記位置検出信号に基づいて、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の端縁の位置を、前記吐出ノズルに供給される前記強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置に近づけるように前記吐出口の駆動を制御して樹脂を吐出することが好ましい。 In the above configuration, a position detection step of outputting a position detection signal based on the position of the edge in the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle during the transportation of the reinforcing fiber bundle is provided, and in the coating step, the position detection signal is On the basis of the discharge port, the position of the edge of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction is brought closer to the position of the edge of the reinforcing fiber bundle supplied to the discharge nozzle in the yarn width direction. It is preferable that the resin is discharged by controlling the driving.

強化繊維束の糸幅が広くなったり狭くなったりして変動すると、それに伴って強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置が変動する。また、強化繊維束の糸幅が変動しない場合であっても、搬送中に強化繊維束の位置が糸幅方向にずれる場合がある。上記の構成によれば、強化繊維束に樹脂を塗布する塗布工程では、吐出口から吐出される樹脂の糸幅方向の端縁の位置を、吐出ノズルに供給される強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置に近づけるように吐出口の駆動を制御する。そのため、強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置が部分的に変動したとしても、吐出口から吐出された樹脂を強化繊維束の糸幅方向全体に無駄なく塗布することができる。トウプリプレグの樹脂含有率の部分的な変動を抑制することができる。 When the yarn width of the reinforcing fiber bundle increases or decreases, the position of the edge of the reinforcing fiber bundle in the yarn width direction changes accordingly. Even if the yarn width of the reinforcing fiber bundle does not change, the position of the reinforcing fiber bundle may shift in the yarn width direction during conveyance. According to the above configuration, in the applying step of applying the resin to the reinforcing fiber bundle, the position of the edge in the yarn width direction of the resin discharged from the discharge port is set to the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle supplied to the discharge nozzle. The drive of the ejection port is controlled so as to approach the position of the edge of the. Therefore, even if the position of the edge of the reinforcing fiber bundle in the yarn width direction partially changes, the resin discharged from the discharge port can be applied to the entire reinforcing fiber bundle in the yarn width direction without waste. It is possible to suppress a partial variation in the resin content of the tow prepreg.

本発明によれば、トウプリプレグの樹脂含有率の部分的な変動を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a partial variation in the resin content of the tow prepreg.

本実施形態のトウプリプレグ製造装置の概略部分模式図。The schematic partial schematic diagram of the tow prepreg manufacturing apparatus of this embodiment. 制御ユニットのブロック図。The block diagram of a control unit. センサでの測定値について説明する図。The figure explaining the measured value in a sensor. （ａ）〜（ｃ）は吐出ノズルの吐出口の角度制御について説明する図。(A)-(c) is a figure explaining the angle control of the discharge opening of a discharge nozzle. 角度制御のフローチャート。The flowchart of angle control. 位置制御のフローチャート。A flow chart of position control. トウプリプレグ製造装置をシートワインディング成形に適用したシートワインディング成形装置の概略部分模式図。The schematic partial schematic diagram of the sheet winding molding device which applied the tow prepreg manufacturing device to sheet winding molding. 従来のトウプリプレグ製造装置の概略部分模式図。The schematic partial schematic diagram of the conventional tow prepreg manufacturing apparatus.

以下、本発明を具体化したトウプリプレグ製造装置について、図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のトウプリプレグ製造装置１０は、強化繊維束Ｆに樹脂を塗布してトウプリプレグＴを製造する製造ユニットＵ１と、トウプリプレグＴの樹脂含有率Ｒｃ（％）が部分的に変動することを抑制するように強化繊維束Ｆへの樹脂の塗布態様を制御する制御ユニットＵ２を備えている。なお、トウプリプレグＴの樹脂含有率Ｒｃ（％）は、（樹脂質量／トウプリプレグ質量）×１００で表される。 Hereinafter, a tow prepreg manufacturing apparatus embodying the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
As shown in FIG. 1, the tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the present embodiment includes a manufacturing unit U1 that applies a resin to a reinforcing fiber bundle F to manufacture a tow prepreg T, and a resin content rate Rc (%) of the tow prepreg T. Is provided with a control unit U2 that controls the application mode of the resin to the reinforcing fiber bundles F so as to suppress partial fluctuations in the. The resin content Rc (%) of the tow prepreg T is represented by (resin mass/tow prepreg mass)×100.

まず、製造ユニットＵ１について説明する。
図１に示すように、製造ユニットＵ１は、強化繊維束Ｆを複数のガイドローラ１１間を所定の搬送速度で搬送し、搬送経路途中の吐出ノズル２２から強化繊維束Ｆに樹脂を塗布することによってトウプリプレグＴを製造する。搬送経路の上流側の端部には、強化繊維束Ｆが巻回された給糸ボビン１２が配置され、搬送経路の下流側の端部には、製造されたトウプリプレグＴを巻き取る巻取りボビン１３が配置されている。給糸ボビン１２と吐出ノズル２２の間には、強化繊維束Ｆに関する情報を取得するセンサ４０が配置され、吐出ノズル２２と巻取りボビン１３の間には、トウプリプレグＴの搬送中にガイドローラ１１から飛散した樹脂が、吐出ノズル２２やセンサ４０に悪影響を及ぼすことを抑制するための遮蔽板１８が配置されている。 First, the manufacturing unit U1 will be described.
As shown in FIG. 1, the manufacturing unit U1 conveys the reinforcing fiber bundle F between the plurality of guide rollers 11 at a predetermined conveying speed, and applies the resin to the reinforcing fiber bundle F from the discharge nozzle 22 in the middle of the conveying path. To produce the prepreg T. The yarn feeding bobbin 12 around which the reinforcing fiber bundle F is wound is arranged at the upstream end of the transport path, and the manufactured tow prepreg T is wound at the downstream end of the transport path. The bobbin 13 is arranged. A sensor 40 for obtaining information about the reinforcing fiber bundle F is arranged between the yarn supplying bobbin 12 and the discharge nozzle 22, and a guide roller is provided between the discharge nozzle 22 and the winding bobbin 13 while the tow prepreg T is being conveyed. A shield plate 18 is arranged to prevent the resin scattered from 11 from adversely affecting the discharge nozzle 22 and the sensor 40.

搬送経路に配置されたガイドローラ１１は、複数の搬送ローラ１４、フィードローラ１５、ニップローラ１６、タッチローラ１７を備えている。フィードローラ１５は、内部に図示しないモータを備えており、強化繊維束Ｆの搬送速度を調整する。フィードローラ１５は、後述するように、制御ユニットＵ２の制御部Ｃから出力される回転制御信号ＳＲに基づいて所定の回転速度で回転する。ニップローラ１６は、フィードローラ１５に近接して配置されており、フィードローラ１５による回転速度を効率よく強化繊維束Ｆに伝達する。タッチローラ１７は、巻取りボビン１３に近接して配置され、トウプリプレグＴをトラバースしながら巻き取るトラバース機構を巻取りボビン１３とともに構成している。各搬送ローラ１４は、フィードローラ１５及びニップローラ１６による搬送速度の管理と、図示しない張力調整機構による張力の調整によって、フリーの状態で強化繊維束Ｆ及びトウプリプレグＴとともに所定速度で回転する。 The guide roller 11 arranged on the transport path includes a plurality of transport rollers 14, a feed roller 15, a nip roller 16, and a touch roller 17. The feed roller 15 has a motor (not shown) inside and adjusts the conveying speed of the reinforcing fiber bundle F. The feed roller 15 rotates at a predetermined rotation speed based on a rotation control signal SR output from the control unit C of the control unit U2, as described later. The nip roller 16 is arranged close to the feed roller 15, and efficiently transmits the rotation speed of the feed roller 15 to the reinforcing fiber bundle F. The touch roller 17 is arranged close to the winding bobbin 13, and constitutes a traverse mechanism for winding the tow prepreg T while traversing the tow prepreg T together with the winding bobbin 13. Each conveyance roller 14 rotates at a predetermined speed together with the reinforcing fiber bundle F and the tow prepreg T in a free state by controlling the conveyance speed by the feed roller 15 and the nip roller 16 and adjusting the tension by a tension adjusting mechanism (not shown).

吐出ノズル２２の先端には樹脂を吐出する吐出口２１が形成されている。吐出口２１は、強化繊維束Ｆの搬送経路の上方で、強化繊維束Ｆから僅かな隙間（例えば、約１ｍｍ）離間するように強化繊維束Ｆと平行に配置されている。図４（ａ）に示すように、吐出口２１は、強化繊維束Ｆの糸幅より長手方向の長さが十分長い長方形状に形成されている。また、吐出ノズル２２は、吐出口２１の中央位置Ｎを回動中心として回動可能、且つ、強化繊維束Ｆの糸幅方向に移動可能に構成されている。 A discharge port 21 for discharging resin is formed at the tip of the discharge nozzle 22. The discharge port 21 is arranged in parallel with the reinforcing fiber bundle F so as to be separated from the reinforcing fiber bundle F by a slight gap (for example, about 1 mm) above the conveying path of the reinforcing fiber bundle F. As shown in FIG. 4A, the discharge port 21 is formed in a rectangular shape having a length in the longitudinal direction sufficiently longer than the yarn width of the reinforcing fiber bundle F. Further, the discharge nozzle 22 is configured to be rotatable about the center position N of the discharge port 21 as a rotation center and movable in the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F.

図１及び図２に示すように、吐出ノズル２２にはノズル調整部２３が設けられている。ノズル調整部２３は、角度調整部２４と位置調整部２５を備えている。角度調整部２４によって、吐出ノズル２２は、強化繊維束Ｆの糸幅方向に対する吐出口２１の長手方向の角度が所定角度となるように駆動される。角度調整部２４は、後述するように、制御ユニットＵ２に設けられる制御部Ｃから出力される角度制御信号ＳＡに基づいて吐出ノズル２２を駆動する。また、位置調整部２５によって、吐出ノズル２２は、強化繊維束Ｆの糸幅方向の端縁の位置に対する吐出口２１の長手方向の端縁の位置が所定位置となるように駆動される。位置調整部２５は、後述するように、制御ユニットＵ２に設けられる制御部Ｃから出力される位置制御信号ＳＰに基づいて吐出ノズル２２を駆動する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the discharge nozzle 22 is provided with a nozzle adjusting unit 23. The nozzle adjusting unit 23 includes an angle adjusting unit 24 and a position adjusting unit 25. The discharge nozzle 22 is driven by the angle adjusting unit 24 so that the angle of the discharge port 21 in the longitudinal direction with respect to the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F becomes a predetermined angle. The angle adjustment unit 24 drives the ejection nozzle 22 based on the angle control signal SA output from the control unit C provided in the control unit U2, as described later. Further, the position adjusting unit 25 drives the discharge nozzle 22 so that the position of the end edge in the longitudinal direction of the discharge port 21 with respect to the position of the end edge in the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F becomes a predetermined position. The position adjusting unit 25 drives the ejection nozzle 22 based on the position control signal SP output from the control unit C provided in the control unit U2, as described later.

吐出ノズル２２の近傍には、溶融状態の樹脂が貯留されて吐出ノズル２２に樹脂を供給する貯留タンク３１が配置されている。吐出ノズル２２には、貯留タンク３１から樹脂を供給するための供給路３３が接続されている。供給路３３には、吐出口２１からの樹脂の吐出速度（単位時間当たりの吐出量）が所定値となるように駆動されるポンプ３２が設けられている。ポンプ３２は、後述するように、制御ユニットＵ２に設けられる制御部Ｃから出力される吐出量制御信号ＳＶに基づいて、所定の吐出速度で吐出ノズル２２に樹脂を連続的に供給するように駆動される。 In the vicinity of the discharge nozzle 22, a storage tank 31 that stores the molten resin and supplies the resin to the discharge nozzle 22 is arranged. A supply path 33 for supplying the resin from the storage tank 31 is connected to the discharge nozzle 22. The supply path 33 is provided with a pump 32 that is driven so that the discharge speed (discharge amount per unit time) of the resin from the discharge port 21 becomes a predetermined value. As will be described later, the pump 32 is driven so as to continuously supply the resin to the discharge nozzle 22 at a predetermined discharge speed based on the discharge amount control signal SV output from the control unit C provided in the control unit U2. To be done.

センサ４０は、吐出ノズル２２の上流側に配置されて、強化繊維束Ｆに関する情報としての強化繊維束Ｆの端縁の位置及び強化繊維束Ｆの糸幅Ｗを所定時間ごとに検出する。センサ４０は、投光部４１と受光部４２を備える光電センサであり、投光部４１から投光された光が強化繊維束Ｆによって遮られたときに、受光部４２に到達する光量の変化を電気信号に変換して出力する。図３に示すように、センサ４０は、強化繊維束Ｆがセンサ４０を通過する際に、受光部４２に到達する光量の変化から、強化繊維束Ｆの搬送方向Ａに向かって左側の端縁の位置ａ、及び右側の端縁の位置ｂを検出する。そして、検出した位置ａ、ｂの値から強化繊維束Ｆの糸幅Ｗの値を取得する。糸幅Ｗの値、及び位置ａの値をそれぞれ電気信号（幅検出信号、位置検出信号）に変換して、所定時間ごとに制御部Ｃに出力する。 The sensor 40 is arranged on the upstream side of the discharge nozzle 22 and detects the position of the edge of the reinforcing fiber bundle F and the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F as information on the reinforcing fiber bundle F at predetermined time intervals. The sensor 40 is a photoelectric sensor including a light projecting section 41 and a light receiving section 42, and when the light projected from the light projecting section 41 is blocked by the reinforcing fiber bundle F, a change in the amount of light reaching the light receiving section 42. Is converted into an electric signal and output. As shown in FIG. 3, when the reinforcing fiber bundle F passes through the sensor 40, the sensor 40 has an edge on the left side in the transport direction A of the reinforcing fiber bundle F due to a change in the amount of light reaching the light receiving unit 42. Position a and the position b of the right edge are detected. Then, the value of the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F is acquired from the detected values of the positions a and b. The value of the yarn width W and the value of the position a are each converted into an electric signal (width detection signal, position detection signal) and output to the control unit C at predetermined time intervals.

トウプリプレグＴを巻き取る巻取りボビン１３は、その軸方向がトウプリプレグＴの搬送方向Ａに直交する方向に延びるように配置されている。巻取りボビン１３は、その近傍に配置されたタッチローラ１７とともに、トウプリプレグＴの搬送方向Ａに直交する方向に移動可能とされており、トウプリプレグＴに対して巻取りボビン１３が移動するボビントラバース機構を構成している。タッチローラ１７は、巻取りボビン１３上のトウプリプレグＴが適切な角度で平滑に巻き取られるように巻取りボビン１３に対して所定の圧力を掛けている。 The winding bobbin 13 that winds up the tow prepreg T is arranged so that its axial direction extends in a direction orthogonal to the transport direction A of the tow prepreg T. The take-up bobbin 13 is movable along with the touch roller 17 arranged in the vicinity thereof in a direction orthogonal to the transport direction A of the tow prepreg T. The bobbin on which the take-up bobbin 13 moves relative to the tow prepreg T. It constitutes the traverse mechanism. The touch roller 17 applies a predetermined pressure to the winding bobbin 13 so that the tow prepreg T on the winding bobbin 13 can be smoothly wound at an appropriate angle.

このように、製造ユニットＵ１においては、給糸ボビン１２から引き出された強化繊維束Ｆは、ガイドローラ１１によるガイドを受けながら搬送される。強化繊維束Ｆには、吐出ノズル２２の吐出口２１から所定量の樹脂が塗布されてトウプリプレグＴとなり、ボビントラバース機構で駆動する巻取りボビン１３に巻き取られる。吐出ノズル２２の上流側では、センサ４０がその端縁の位置ａ、ｂ及び糸幅Ｗの値を取得し、センサ４０からの角度制御信号ＳＡ、位置制御信号ＳＰに基づいてノズル調整部２３が制御されて吐出ノズル２２が駆動される。 As described above, in the manufacturing unit U1, the reinforcing fiber bundle F pulled out from the yarn supplying bobbin 12 is conveyed while being guided by the guide roller 11. A predetermined amount of resin is applied to the reinforcing fiber bundle F from the discharge port 21 of the discharge nozzle 22 to form a tow prepreg T, which is wound on a winding bobbin 13 driven by a bobbin traverse mechanism. On the upstream side of the discharge nozzle 22, the sensor 40 obtains the values of the edge positions a and b and the yarn width W, and the nozzle adjustment unit 23 operates based on the angle control signal SA and the position control signal SP from the sensor 40. The ejection nozzle 22 is controlled and driven.

次に、制御ユニットＵ２について説明する。
制御ユニットＵ２は、トウプリプレグＴの樹脂含有率Ｒｃ（％）が部分的に変動することを抑制するように強化繊維束Ｆへの樹脂の塗布態様を制御するための構成である。具体的には、吐出ノズル２２の吐出口２１の強化繊維束Ｆに対する角度、位置を最適化するための構成である。 Next, the control unit U2 will be described.
The control unit U2 is configured to control the application mode of the resin to the reinforcing fiber bundle F so that the resin content Rc (%) of the tow prepreg T is prevented from partially varying. Specifically, it is a configuration for optimizing the angle and position of the discharge port 21 of the discharge nozzle 22 with respect to the reinforcing fiber bundle F.

ここで、吐出ノズル２２から強化繊維束Ｆの樹脂含有率Ｒｃは主に、吐出口２１から吐出される樹脂の単位時間当たりの吐出量、強化繊維束Ｆの搬送速度、強化繊維束Ｆに対する吐出口２１の角度、及び強化繊維束Ｆに対する吐出口２１の位置の４つの要素により決定される。この４つの要素のうち、本実施形態のトウプリプレグ製造装置１０では、吐出口２１から吐出される樹脂の単位時間当たりの吐出量、及び強化繊維束Ｆの搬送速度を固定値としている。そして、強化繊維束Ｆに対する吐出口２１の角度制御、及び強化繊維束Ｆに対する吐出口２１の位置制御を実行することにより、強化繊維束Ｆに対する吐出口２１の角度及び位置を最適化して、トウプリプレグＴの樹脂含有率Ｒｃの部分的な変動を抑制している。なお、吐出口２１から吐出される樹脂の単位時間当たりの吐出量は、ポンプ３２の駆動によって貯留タンク３１から吐出ノズル２２へ供給される樹脂の単位時間当たりの吐出量で表され、強化繊維束Ｆの搬送速度は、フィードローラ１５の回転速度で表される。 Here, the resin content rate Rc of the reinforcing fiber bundle F from the discharge nozzle 22 is mainly determined by the discharge amount of the resin discharged from the discharge port 21 per unit time, the conveying speed of the reinforcing fiber bundle F, and the discharge amount with respect to the reinforcing fiber bundle F. It is determined by four factors: the angle of the outlet 21 and the position of the outlet 21 with respect to the reinforcing fiber bundle F. Among the four elements, in the tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the present embodiment, the discharge amount of the resin discharged from the discharge port 21 per unit time and the transport speed of the reinforcing fiber bundle F are fixed values. Then, the angle and the position of the discharge port 21 with respect to the reinforcing fiber bundle F are optimized by executing the angle control of the discharge port 21 with respect to the reinforcing fiber bundle F and the position control of the discharge port 21 with respect to the reinforcing fiber bundle F. Partial fluctuation of the resin content Rc of the prepreg T is suppressed. The discharge amount of the resin discharged from the discharge port 21 per unit time is represented by the discharge amount of the resin supplied from the storage tank 31 to the discharge nozzle 22 per unit time by driving the pump 32. The conveyance speed of F is represented by the rotation speed of the feed roller 15.

図１及び図２に示すように、制御ユニットＵ２は、各種の設定値の入力を外部より受け付ける入力部５０と、角度制御部Ｃ１、位置制御部Ｃ２、吐出量制御部Ｃ３、回転制御部Ｃ４、及び記憶部Ｃ５を有する制御部Ｃを備えている。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the control unit U2 includes an input unit 50 that receives an input of various set values from the outside, an angle control unit C1, a position control unit C2, a discharge amount control unit C3, and a rotation control unit C4. , And a control unit C having a storage unit C5.

図２に示すように、角度制御部Ｃ１は、吐出口２１から吐出される樹脂の糸幅方向の長さが所定長さとなるように、強化繊維束Ｆの糸幅方向に対する吐出口２１の角度を制御する角度制御信号ＳＡをノズル調整部２３の角度調整部２４に出力する。位置制御部Ｃ２は、強化繊維束Ｆの糸幅方向の端縁の位置に対する吐出口２１の長手方向の端縁の位置が所定位置となるように、吐出口２１の位置を制御する位置制御信号ＳＰをノズル調整部２３の位置調整部２５に出力する。吐出量制御部Ｃ３は、吐出口２１から吐出される樹脂の単位時間当たりの吐出量が所定量となるように、ポンプ３２に吐出量制御信号ＳＶを出力する。回転制御部Ｃ４は、強化繊維束Ｆが所定の搬送速度となるように、フィードローラ１５に回転制御信号ＳＲを出力する。 As shown in FIG. 2, the angle controller C1 makes an angle of the ejection port 21 with respect to the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F so that the length of the resin ejected from the ejection port 21 in the yarn width direction becomes a predetermined length. An angle control signal SA for controlling the angle control signal SA is output to the angle adjustment unit 24 of the nozzle adjustment unit 23. The position control unit C2 controls the position of the ejection port 21 so that the position of the longitudinal edge of the ejection port 21 with respect to the position of the edge of the reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction becomes a predetermined position. The SP is output to the position adjusting unit 25 of the nozzle adjusting unit 23. The discharge amount control unit C3 outputs a discharge amount control signal SV to the pump 32 so that the discharge amount of the resin discharged from the discharge port 21 per unit time becomes a predetermined amount. The rotation controller C4 outputs a rotation control signal SR to the feed roller 15 so that the reinforcing fiber bundle F has a predetermined transport speed.

初期設定として、固定値とされている樹脂の単位時間当たりの吐出量、及び強化繊維束Ｆの搬送速度（フィードローラ１５の回転速度）を設定するために、給糸ボビン１２に巻き付けられた強化繊維束Ｆの質量、繊度、及び長さ、強化繊維束Ｆの糸幅Ｗの基準値（例えば、１０ｍｍ）、及び目標となる樹脂含有率Ｒｃ等を入力部５０から制御部Ｃに入力する。制御部Ｃでは、これらの入力値から、記憶部Ｃ５に記憶されたマップに基づいて、吐出口２１から吐出される樹脂の単位時間当たりの吐出量を演算して、吐出量制御部Ｃ３からポンプ３２へ吐出量制御信号ＳＶを出力する。また、フィードローラ１５の回転速度を演算して回転制御部Ｃ４からフィードローラ１５へ回転制御信号ＳＲを出力する。 As an initial setting, in order to set the discharge amount of the resin per unit time, which is a fixed value, and the conveying speed of the reinforcing fiber bundle F (the rotation speed of the feed roller 15), the reinforcement wound around the yarn supplying bobbin 12 is set. The mass, fineness, and length of the fiber bundle F, the reference value (for example, 10 mm) of the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F, the target resin content Rc, and the like are input from the input unit 50 to the control unit C. The control unit C calculates the discharge amount of the resin discharged from the discharge port 21 per unit time from these input values based on the map stored in the storage unit C5, and the discharge amount control unit C3 pumps it. The discharge amount control signal SV is output to 32. Further, the rotation speed of the feed roller 15 is calculated and the rotation control signal SR is output from the rotation control unit C4 to the feed roller 15.

一方、搬送中の強化繊維束Ｆに対する吐出口２１の角度、及び強化繊維束Ｆに対する吐出口２１の位置は、センサ４０による検出値から演算して得られる変動値であり、制御部Ｃでは、演算された演算値を吐出ノズル２２のノズル調整部２３へ出力する。 On the other hand, the angle of the discharge port 21 with respect to the reinforced fiber bundle F being conveyed and the position of the discharge port 21 with respect to the reinforced fiber bundle F are fluctuation values obtained by calculation from the values detected by the sensor 40. The calculated calculation value is output to the nozzle adjustment unit 23 of the discharge nozzle 22.

角度制御部Ｃ１は、強化繊維束Ｆの糸幅方向に対する吐出口２１の長手方向の角度を演算する角度演算部Ｃ１ａを備えている。角度演算部Ｃ１ａは、センサ４０から受信した幅検出信号に基づいて、強化繊維束Ｆの糸幅方向に対する吐出口２１の長手方向の角度を演算する。そして、角度制御部Ｃ１は、吐出口２１が演算によって得られた角度となるように、吐出ノズル２２を回動させるための角度制御信号ＳＡをノズル調整部２３の角度調整部２４に出力する。 The angle controller C1 includes an angle calculator C1a that calculates the angle of the discharge port 21 in the longitudinal direction with respect to the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F. The angle calculation unit C1a calculates the angle in the longitudinal direction of the discharge port 21 with respect to the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F based on the width detection signal received from the sensor 40. Then, the angle control unit C1 outputs an angle control signal SA for rotating the ejection nozzle 22 to the angle adjustment unit 24 of the nozzle adjustment unit 23 so that the ejection port 21 has the angle obtained by the calculation.

位置制御部Ｃ２は、強化繊維束Ｆの糸幅方向の端縁の位置に対する吐出口２１の長手方向の位置を演算する位置演算部Ｃ２ａを備えている。位置演算部Ｃ２ａは、センサ４０から受信した位置検出信号に基づいて、強化繊維束Ｆの糸幅方向の端縁の位置ａに対する吐出口２１の長手方向の位置を演算する。そして、位置制御部Ｃ２は、吐出口２１が演算によって得られた位置となるように、吐出ノズル２２を移動させるための位置制御信号ＳＰを吐出ノズル２２の位置調整部２５に出力する。 The position control unit C2 includes a position calculation unit C2a that calculates the position of the discharge port 21 in the longitudinal direction with respect to the position of the edge of the reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction. The position calculation unit C2a calculates the position of the ejection port 21 in the longitudinal direction with respect to the position a of the edge of the reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction, based on the position detection signal received from the sensor 40. Then, the position control unit C2 outputs the position control signal SP for moving the discharge nozzle 22 to the position adjusting unit 25 of the discharge nozzle 22 so that the discharge port 21 is at the position obtained by the calculation.

次に、図３〜図６に基づいて、角度制御部Ｃ１による角度制御、及び位置制御部Ｃ２による位置制御の詳細についてその作用とともに説明する。図３に示すように、初期設定として、強化繊維束Ｆの糸幅方向の端縁の基準位置ａ０、ｂ０、及び強化繊維束Ｆの糸幅の基準幅Ｗ０の各設定値を、あらかじめ入力部５０から制御部Ｃに入力する。なお、強化繊維束Ｆの糸幅の基準幅Ｗ０は、強化繊維束Ｆの糸幅方向の端縁の基準位置ａ０、ｂ０の値の差分の絶対値として演算するように設定してもよく、手動で入力するようにしてもよい。 Next, based on FIGS. 3 to 6, details of the angle control by the angle control unit C1 and the position control by the position control unit C2 will be described together with the operation thereof. As shown in FIG. 3, as initial settings, reference values a 0 and b 0 of the edge of the reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction and the set values of the reference width W 0 of the yarn width of the reinforcing fiber bundle F are set as follows. Input from the input unit 50 to the control unit C in advance. The reference width W 0 of the yarn width of the reinforcing fiber bundle F is set so as to be calculated as the absolute value of the difference between the reference positions a 0 and b 0 of the edges of the reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction. Alternatively, it may be manually input.

＜角度制御＞
トウプリプレグ製造装置１０が駆動される前の状態では、吐出ノズル２２は、強化繊維束Ｆの糸幅方向に対する吐出口２１の長手方向の角度が所定の基準角度θ０とされている。図４（ａ）に示すように、基準角度θ０は、強化繊維束Ｆの糸幅Ｗが基準幅Ｗ０であるときに、吐出口２１の長手方向の両端縁が強化繊維束Ｆの糸幅方向の両端縁の位置に略一致するように吐出口２１が傾斜された状態での角度である。例えば、初期設定で入力した強化繊維束Ｆの糸幅の基準幅Ｗ０が１０ｍｍの場合には、基準角度θ０は６０゜とされている。 <Angle control>
In the state before the tow prepreg manufacturing apparatus 10 is driven, the discharge nozzle 22 has a predetermined reference angle θ 0 in the longitudinal direction of the discharge port 21 with respect to the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F. As shown in FIG. 4A, when the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F is the reference width W 0 , the reference angle θ 0 is the yarn of the reinforcing fiber bundle F at both longitudinal end edges of the discharge port 21. This is the angle when the discharge port 21 is tilted so as to substantially match the positions of both edges in the width direction. For example, when the reference width W 0 of the yarn width of the reinforcing fiber bundle F input in the initial setting is 10 mm, the reference angle θ 0 is set to 60°.

図５のフローチャートに示すように、角度制御部Ｃ１は、ステップＳ１１からステップＳ１３を所定時間ごとに行う。
トウプリプレグ製造装置１０が駆動されて強化繊維束Ｆがセンサ４０を通過すると、センサ４０では、所定時間ごとに、強化繊維束Ｆの一方の端縁の位置ａの値、他方の端縁の位置ｂの値を検出し、強化繊維束Ｆの糸幅Ｗの値を取得する。ステップＳ１１では、糸幅Ｗの値が幅検出信号に変換されて制御部Ｃの角度制御部Ｃ１に入力される。 As shown in the flowchart of FIG. 5, the angle control unit C1 performs steps S11 to S13 at predetermined time intervals.
When the tow prepreg manufacturing apparatus 10 is driven and the reinforcing fiber bundle F passes through the sensor 40, the sensor 40 causes the value a of the position a of one edge of the reinforcing fiber bundle F and the position of the other edge of the reinforcing fiber bundle F to be measured at predetermined intervals. The value of b is detected, and the value of the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F is acquired. In step S11, the value of the yarn width W is converted into a width detection signal and input to the angle control unit C1 of the control unit C.

ステップＳ１２では、角度制御部Ｃ１の角度演算部Ｃ１ａにおいて、強化繊維束Ｆの糸幅方向に対する吐出口２１の長手方向の目標角度θを演算する。目標角度θは、吐出口２１の長手方向の両端縁が強化繊維束Ｆの糸幅方向の両端縁の位置に略一致するように吐出口２１が傾斜された状態での角度である。換言すれば、図４（ｂ）に示すように、吐出口の長手方向の長さＨ、強化繊維束Ｆの糸幅Ｗに対して、目標角度θは、ｃｏｓθ＝Ｗ／Ｈの関係式を満たす角度として演算する。つまり、図４（ｂ）に示すように、強化繊維束Ｆの糸幅Ｗの検出値が基準幅Ｗ０より狭い場合には、目標角度θは基準角度θ０より大きい所定角度となり、図４（ｃ）に示すように、強化繊維束Ｆの糸幅Ｗが定値が基準幅Ｗ０より広い場合には、目標角度θは基準角度θ０より小さい所定角度となる。なお、目標角度θは、記憶部Ｃ５に記憶されたマップに基づいて演算してもよい。 In step S12, the angle calculation unit C1a of the angle control unit C1 calculates the target angle θ in the longitudinal direction of the discharge port 21 with respect to the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F. The target angle θ is an angle in a state in which the discharge port 21 is inclined so that both ends of the discharge port 21 in the longitudinal direction substantially coincide with positions of both ends of the reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction. In other words, as shown in FIG. 4B, with respect to the length H of the ejection port in the longitudinal direction and the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F, the target angle θ has a relational expression of cos θ=W/H. Calculate as the angle to be satisfied. That is, as shown in FIG. 4B, when the detected value of the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F is narrower than the reference width W 0 , the target angle θ becomes a predetermined angle larger than the reference angle θ 0 , and FIG. As shown in (c), when the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F has a constant value wider than the reference width W 0 , the target angle θ is a predetermined angle smaller than the reference angle θ 0 . The target angle θ may be calculated based on the map stored in the storage unit C5.

ステップＳ１３では、角度制御部Ｃ１は、ノズル調整部２３の角度調整部２４に対して角度制御信号ＳＡを発信して角度調整部２４の駆動を制御する。角度制御信号ＳＡを受信した角度調整部２４は、吐出口２１が目標角度θとなるように吐出ノズル２２を駆動させる。 In step S13, the angle control unit C1 sends an angle control signal SA to the angle adjustment unit 24 of the nozzle adjustment unit 23 to control the drive of the angle adjustment unit 24. The angle adjusting unit 24 that has received the angle control signal SA drives the ejection nozzle 22 so that the ejection port 21 has the target angle θ.

本実施形態のトウプリプレグ製造装置１０では、強化繊維束Ｆの搬送速度は、あらかじめ設定した固定値とされている。そのため、センサ４０で強化繊維束Ｆの糸幅Ｗが取得されると、糸幅Ｗの取得から一定時間後に、センサ４０で検出された部分が吐出口２１の下方を通過する。また、吐出口２１から吐出される単位時間当たりの樹脂量はあらかじめ決定した固定値とされている。そのため、糸幅Ｗの取得から一定時間後に、吐出口２１が目標角度θとなるように制御すれば、強化繊維束Ｆの糸幅方向全体に吐出口２１から吐出された一定量の樹脂が無駄なく塗布される。 In the tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the present embodiment, the conveying speed of the reinforcing fiber bundle F is set to a preset fixed value. Therefore, when the sensor 40 acquires the yarn width W of the reinforced fiber bundle F, the portion detected by the sensor 40 passes below the discharge port 21 after a certain period of time from the acquisition of the yarn width W. The amount of resin discharged from the discharge port 21 per unit time is a fixed value determined in advance. Therefore, if the discharge port 21 is controlled to reach the target angle θ after a certain time from the acquisition of the yarn width W, a certain amount of resin discharged from the discharge port 21 in the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F is wasted. Applied without.

＜位置制御＞
トウプリプレグ製造装置１０が駆動される前の状態では、吐出ノズル２２の吐出ノズル２２は、吐出口２１の一方の端縁が、強化繊維束Ｆの搬送方向Ａに向かって左側の端縁の
基準位置ａ０と合致するように設定されている。 <Position control>
In a state before the tow prepreg manufacturing apparatus 10 is driven, the discharge nozzle 22 of the discharge nozzle 22 has one edge of the discharge port 21 as a reference of the edge on the left side in the transport direction A of the reinforcing fiber bundle F. It is set to match the position a 0 .

図６のフローチャートに示すように、位置制御部Ｃ２は、ステップＳ２１からステップＳ２７を行う。
ステップＳ２１では、トウプリプレグ製造装置１０が駆動されて強化繊維束Ｆがセンサ４０を通過すると、所定時間ごとに、強化繊維束Ｆの搬送方向Ａに向かって左側の端縁の位置ａが検出される。そして、端縁の位置ａの検出値が位置検出信号に変換されて制御部Ｃの位置制御部Ｃ２に入力される。 As shown in the flowchart of FIG. 6, the position control unit C2 performs steps S21 to S27.
In step S21, when the tow prepreg manufacturing apparatus 10 is driven and the reinforcing fiber bundle F passes the sensor 40, the position a of the left edge of the reinforcing fiber bundle F in the transport direction A of the reinforcing fiber bundle F is detected every predetermined time. It Then, the detection value of the edge position a is converted into a position detection signal and input to the position control unit C2 of the control unit C.

ステップＳ２２では、位置制御部Ｃ２の位置演算部Ｃ２ａにおいて、位置ａと基準位置ａ０のずれ幅Δａ（＝ａ−ａ０）を演算する。
ステップＳ２３では、位置制御部Ｃ２が、演算されたずれ幅Δａが０より大きいか否かを判定する。ここでは、図３に示すように、強化繊維束Ｆの搬送方向Ａに向かって右側にずれているか否かを判定する。 In step S22, the position calculator C2a of the position controller C2 calculates the deviation width Δa (=a−a 0 ) between the position a and the reference position a 0 .
In step S23, the position control unit C2 determines whether or not the calculated deviation width Δa is larger than zero. Here, as shown in FIG. 3, it is determined whether or not the reinforcing fiber bundle F is displaced rightward in the transport direction A.

ステップＳ２４では、ステップＳ２３において、Δａが０より大きいと判定された場合、位置制御部Ｃ２は、吐出ノズル２２を右方へΔａ動かす位置制御信号ＳＰを位置調整部２５に対して発信して位置調整部２５の駆動を制御する。位置制御信号ＳＰを受信した位置調整部２５は、吐出ノズル２２を駆動させて吐出口２１を右方向にΔａ移動させる。 In step S24, when it is determined in step S23 that Δa is larger than 0, the position control unit C2 sends a position control signal SP for moving the discharge nozzle 22 to the right Δa to the position adjusting unit 25 and the position is adjusted. The drive of the adjusting unit 25 is controlled. The position adjusting unit 25 that has received the position control signal SP drives the ejection nozzle 22 to move the ejection port 21 to the right by Δa.

演算されたずれ幅Δａが０より大きくないと判定された場合、ステップＳ２５では、ずれ幅Δａが０より小さいか否かを判定する。ここでは、図３に示すように、強化繊維束Ｆの搬送方向Ａに向かって左側にずれているか否かを判定する。 When it is determined that the calculated shift width Δa is not larger than 0, it is determined in step S25 whether the shift width Δa is smaller than 0. Here, as shown in FIG. 3, it is determined whether or not the reinforcing fiber bundle F is displaced leftward in the transport direction A.

ステップＳ２６では、ステップＳ２５において、Δａが０より小さいと判定された場合、位置制御部Ｃ２は、吐出ノズル２２を左方へΔａ動かす位置制御信号ＳＰを位置調整部２５に対して発信して位置調整部２５の駆動を制御する。位置調整部２５は、位置制御信号ＳＰに基づいて吐出ノズル２２を駆動させて吐出口２１を左方向にΔａ移動させる。 In step S26, when it is determined in step S25 that Δa is smaller than 0, the position control unit C2 sends a position control signal SP for moving the discharge nozzle 22 to the left Δa to the position adjustment unit 25, and the position adjustment signal SP is moved. The drive of the adjusting unit 25 is controlled. The position adjusting unit 25 drives the discharge nozzle 22 based on the position control signal SP to move the discharge port 21 leftward by Δa.

ステップＳ２７では、ずれ幅Δａが０より小さくないと判定された場合、位置調整部２５に対して位置制御信号ＳＰを発信せず、吐出ノズル２２を駆動させない。
本実施形態のトウプリプレグ製造装置１０では、強化繊維束Ｆの搬送速度は、あらかじめ決定した固定値とされている。また、吐出口２１から吐出される樹脂の単位時間当たりの吐出量はあらかじめ決定した固定値とされている。そのため、端縁の位置ａの検出から一定時間後に、吐出口２１はずれ幅Δａを吸収するように移動させる制御をすれば、強化繊維束Ｆの糸幅方向全体に一定量の樹脂が無駄なく塗布される。 When it is determined in step S27 that the deviation width Δa is not smaller than 0, the position control signal SP is not transmitted to the position adjusting unit 25, and the ejection nozzle 22 is not driven.
In the tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the present embodiment, the conveying speed of the reinforcing fiber bundle F is a fixed value determined in advance. The discharge amount of the resin discharged from the discharge port 21 per unit time is a fixed value determined in advance. Therefore, if the ejection port 21 is controlled to move so as to absorb the deviation width Δa after a fixed time has elapsed after the detection of the edge position a, a fixed amount of resin is applied to the entire reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction without waste. To be done.

次に、上記実施形態のトウプリプレグ製造装置１０の効果について説明する。
（１）上記実施形態のトウプリプレグ製造装置１０では、強化繊維束Ｆの搬送経路に設けられたセンサ４０でその端縁の位置ａ、ｂ及び糸幅Ｗの情報を取得し、吐出口２１の目標角度θを演算して、吐出口２１が目標角度θとなるように吐出ノズル２２を駆動させる。そのため、強化繊維束Ｆの糸幅Ｗが搬送中に変動したとしても、糸幅Ｗの変動に追随するように吐出口２１を回動させることができる。これにより、強化繊維束Ｆの糸幅Ｗがある程度短い長さ単位で変動したとしても、樹脂含有率Ｒｃの変動幅を小さくすることができる。トウプリプレグＴの品質が良好となり、このトウプリプレグＴを使用した成形品の強度を向上させることができる。 Next, effects of the tow prepreg manufacturing apparatus 10 according to the above embodiment will be described.
(1) In the tow prepreg manufacturing apparatus 10 according to the above-described embodiment, the sensor 40 provided on the conveying path of the reinforcing fiber bundle F acquires information on the positions a and b of the edge and the yarn width W, and the discharge port 21 is discharged. The target angle θ is calculated, and the ejection nozzle 22 is driven so that the ejection port 21 has the target angle θ. Therefore, even if the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F fluctuates during conveyance, the ejection port 21 can be rotated so as to follow the fluctuation of the yarn width W. As a result, even if the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F fluctuates in length units that are rather short, the fluctuation range of the resin content Rc can be reduced. The quality of the tow prepreg T becomes good, and the strength of the molded product using the tow prepreg T can be improved.

（２）吐出口２１の目標角度θは、吐出口２１の両端縁が強化繊維束Ｆの糸幅方向の両端縁と略一致するような角度として演算される。そのため、強化繊維束Ｆの糸幅全体に、吐出口２１から吐出された樹脂を無駄なく塗布することができる。 (2) The target angle θ of the discharge port 21 is calculated as an angle such that both end edges of the discharge port 21 substantially coincide with both end edges of the reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction. Therefore, the resin discharged from the discharge port 21 can be applied to the entire yarn width of the reinforcing fiber bundle F without waste.

（３）上記実施形態のトウプリプレグ製造装置１０では、強化繊維束Ｆの搬送経路に設けられたセンサ４０でその端縁の位置ａを検出し、端縁の基準位置ａ０からずれ幅Δａを演算して、ずれ幅Δａを吸収するように吐出ノズル２２を駆動させる。そのため、強化繊維束Ｆの位置ａが搬送中に変動したとしても、位置ａの変動に追随するように吐出口２１を移動させることができる。強化繊維束Ｆの端縁の位置ａがある程度短い長さ単位で変動したとしても、樹脂含有率Ｒｃの変動幅を小さくすることができる。また、強化繊維束Ｆの糸幅全体に、吐出口２１から吐出された樹脂を無駄なく塗布することができる。 (3) In the tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the above-described embodiment, the sensor 40 provided on the conveying path of the reinforcing fiber bundle F detects the position a of the edge thereof, and determines the deviation width Δa from the reference position a 0 of the edge. The ejection nozzle 22 is driven so as to calculate and absorb the deviation width Δa. Therefore, even if the position a of the reinforcing fiber bundle F changes during conveyance, the discharge port 21 can be moved so as to follow the change of the position a. Even if the position a of the edge of the reinforcing fiber bundle F fluctuates in a length unit that is rather short, the fluctuation range of the resin content Rc can be reduced. Further, the resin discharged from the discharge port 21 can be applied to the entire yarn width of the reinforcing fiber bundle F without waste.

（４）センサ４０での端縁の位置ａ、ｂの検出は、所定時間ごとに行われる。そのため、強化繊維束Ｆの糸幅Ｗや端縁の位置ａがある程度短い長さ単位で変動したとしても、トウプリプレグＴでの部分的な樹脂含有率Ｒｃの変動を抑制することができる。 (4) The detection of the edge positions a and b by the sensor 40 is performed every predetermined time. Therefore, even if the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F and the position a of the end edge fluctuate in length units that are somewhat short, it is possible to suppress partial fluctuations in the resin content rate Rc in the toe prepreg T.

（５）上記実施形態のトウプリプレグ製造装置１０では、吐出口２１から吐出される樹脂の単位時間当たりの吐出量、及び強化繊維束Ｆの搬送速度は、あらかじめ決定した固定値とされている。そのため、搬送中の強化繊維束Ｆの糸幅Ｗのみが変動した場合、角度制御部Ｃ１による角度制御のみで、強化繊維束Ｆの糸幅全体に樹脂を無駄なく塗布することができる。また、搬送中の強化繊維束Ｆの糸幅Ｗが変動することなく、端縁の位置ａ、ｂのみが変動した場合、位置制御部Ｃ２による位置制御のみで、強化繊維束Ｆの糸幅全体に樹脂を無駄なく塗布することができる。トウプリプレグ製造装置１０の構成を複雑化することなく、樹脂含有率Ｒｃの変動幅の小さい高品質のトウプリプレグＴを製造することができる。 (5) In the tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the above-described embodiment, the discharge amount of the resin discharged from the discharge port 21 per unit time and the transport speed of the reinforcing fiber bundle F are set to predetermined fixed values. Therefore, when only the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F is being conveyed, the resin can be applied to the entire yarn width of the reinforcing fiber bundle F without waste only by the angle control by the angle control unit C1. Further, when only the edge positions a and b are changed without changing the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F being conveyed, the entire yarn width of the reinforcing fiber bundle F is only controlled by the position control unit C2. It is possible to apply the resin without waste. It is possible to manufacture a high-quality tow prepreg T with a small fluctuation range of the resin content Rc without complicating the configuration of the tow prepreg manufacturing apparatus 10.

（６）センサ４０は、吐出ノズル２２の上流に配置され、強化繊維束Ｆの搬送速度は、あらかじめ決定した固定値とされている。そのため、センサ４０での検出後、強化繊維束Ｆが吐出ノズル２２を通過するタイミングを容易に調整することができる。 (6) The sensor 40 is arranged upstream of the discharge nozzle 22, and the transport speed of the reinforcing fiber bundle F is a fixed value determined in advance. Therefore, after the detection by the sensor 40, the timing at which the reinforcing fiber bundle F passes through the discharge nozzle 22 can be easily adjusted.

（７）上記実施形態のトウプリプレグ製造装置１０は、トウプリプレグＴを巻き取る際に巻取りボビン１３がトラバースするボビントラバース機構を備えている。そのため、巻取りボビン１３が固定されてトウプリプレグＴがトラバースする繊維トラバース機構と比べて、トウプリプレグＴが、搬送方向Ａに直交する方向に移動することが抑制される。トウプリプレグＴのバタつきが抑制され、搬送状態が安定する。 (7) The tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the above-described embodiment includes a bobbin traverse mechanism in which the winding bobbin 13 traverses when winding the tow prepreg T. Therefore, compared with the fiber traverse mechanism in which the winding bobbin 13 is fixed and the tow prepreg T traverses, the tow prepreg T is suppressed from moving in the direction orthogonal to the transport direction A. Flapping of the tow prepreg T is suppressed, and the conveyed state is stabilized.

（８）トウプリプレグＴを搬送する搬送ローラ１４では、トウプリプレグＴに含浸された粘稠な樹脂が搬送ローラ１４の外周面に付着し、トウプリプレグＴが搬送ローラ１４の外周面から離れる際にトウプリプレグＴから樹脂の一部が引き剥がされる場合がある。搬送ローラ１４の数が多いと、トウプリプレグＴから引き剥がされる樹脂量が多くなって樹脂の無駄が多くなり、その分を見越して、強化繊維束Ｆに塗布する樹脂量を多くする必要がある。その点、上記実施形態のトウプリプレグ製造装置１０では、ボビントラバース機構によってトウプリプレグＴの搬送状態が安定するため、吐出ノズル２２と巻取りボビン１３との間の搬送ローラ１４の数を少なくすることができる。そして、搬送ローラ１４の数を少なくすることで、樹脂の無駄を抑制することができる。 (8) In the transport roller 14 that transports the tow prepreg T, the viscous resin impregnated in the tow prepreg T adheres to the outer peripheral surface of the transport roller 14, and when the tow prepreg T separates from the outer peripheral surface of the transport roller 14. Part of the resin may be peeled off from the tow prepreg T. When the number of the transport rollers 14 is large, the amount of resin peeled off from the tow prepreg T is large, and the amount of resin waste is large. Therefore, it is necessary to increase the amount of resin applied to the reinforcing fiber bundle F in anticipation of that amount. .. In that respect, in the tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the above-described embodiment, since the tow prepreg T is stably conveyed by the bobbin traverse mechanism, the number of conveying rollers 14 between the discharge nozzle 22 and the winding bobbin 13 should be reduced. You can Then, by reducing the number of the transport rollers 14, waste of resin can be suppressed.

（９）吐出ノズル２２と巻取りボビン１３の間には遮蔽板１８が配置されている。そのため、トウプリプレグＴの搬送中に、トウプリプレグＴに含浸された樹脂が空気中に飛散したとしても、吐出ノズル２２やセンサ４０への飛散樹脂の影響を抑制することができる。 (9) The shield plate 18 is arranged between the discharge nozzle 22 and the winding bobbin 13. Therefore, even if the resin impregnated in the tow prepreg T is scattered into the air during the conveyance of the tow prepreg T, the influence of the scattered resin on the discharge nozzle 22 and the sensor 40 can be suppressed.

上記実施形態は、以下のように変更することができる。なお、上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて適用することができる。
・上記実施形態のトウプリプレグ製造装置１０の制御部Ｃは、角度制御部Ｃ１と位置制御部Ｃ２を有しているが、位置制御部Ｃ２を省略してもよい。強化繊維束Ｆを低速で搬送する等して強化繊維束Ｆのずれ幅Δａが小さいような場合には、角度制御部Ｃ１による制御のみでも、部分的な樹脂含有率Ｒｃの変動幅を小さくすることができる。 The above embodiment can be modified as follows. The above embodiment and the following modifications can be applied in combination with each other within a technically consistent range.
-The control unit C of the tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the above embodiment has the angle control unit C1 and the position control unit C2, but the position control unit C2 may be omitted. In the case where the displacement width Δa of the reinforcing fiber bundle F is small, for example, when the reinforcing fiber bundle F is transported at a low speed, the partial fluctuation range of the resin content rate Rc is reduced only by the control by the angle control unit C1. be able to.

・制御部Ｃの吐出量制御部Ｃ３及び回転制御部Ｃ４の少なくともいずれかを省略してもよい。例えば、入力部５０から、吐出口２１で吐出される樹脂の単位時間当たりの吐出量や、強化繊維束Ｆの搬送速度を直接入力するようにしてもよい。また、吐出口２１から吐出される樹脂の単位時間当たりの吐出量をポンプ３２に直接入力するようにしてもよい。 -At least one of the discharge amount control unit C3 and the rotation control unit C4 of the control unit C may be omitted. For example, the discharge amount of the resin discharged from the discharge port 21 per unit time or the transport speed of the reinforcing fiber bundle F may be directly input from the input unit 50. Further, the discharge amount of the resin discharged from the discharge port 21 per unit time may be directly input to the pump 32.

・上記実施形態のトウプリプレグ製造装置１０をシートワインディング製法で成形体を製造する成形装置に適用してもよい。上記実施形態のトウプリプレグ製造装置１０での制御態様によって得られるトウプリプレグＴは、部分的な樹脂含有率Ｒｃの変動幅が小さいことから、その品質が良好である。そのため、図７に示すように、吐出ノズル２２で樹脂が塗布されたトウプリプレグＴを搬送ローラ１４に沿わせながら搬送し、芯材としてのマンドレル６１に直接巻き付けていくこともできる。図７に示す成形装置には、最も下流側にマンドレル６１を備えた成形部６０が設けられている。吐出ノズル２２と成形部６０との間には、複数の搬送ローラ１４が配置されており、そのうちの一部が、トウプリプレグＴの搬送速度を調整するアクティブダンサーローラ１９として機能する。マンドレル６１の軸方向に対して強化繊維の配向方向や巻き付け速度を適宜変化させるようにトウプリプレグＴを巻き付ける場合、変動するトウプリプレグＴの搬送速度を、アクティブダンサーローラ１９によって吐出ノズル２２の部分では一定速度に保つことができる。なお、あらかじめ強化繊維束Ｆ及びトウプリプレグＴの搬送速度の変動パターンが分かっている場合には、搬送速度の変動パターンに合わせて樹脂の吐出量を変動させるようにすれば、アクティブダンサーローラ１９を配置しなくてもよい。このように、上記実施形態のトウプリプレグ製造装置１０を備えた成形装置の採用により、強度に優れた成形体を効率よく製造することができる。また、硬化時間の短いマトリックス樹脂が含浸されたトウプリプレグＴにも適用することができる。 The tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the above embodiment may be applied to a molding apparatus that manufactures a molded body by the sheet winding manufacturing method. The tow prepreg T obtained by the control mode in the tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the above embodiment has a good quality because the partial fluctuation range of the resin content Rc is small. Therefore, as shown in FIG. 7, the tow prepreg T coated with the resin by the discharge nozzle 22 can be conveyed along the conveying roller 14 and can be directly wound around the mandrel 61 as the core material. The molding apparatus shown in FIG. 7 is provided with a molding unit 60 having a mandrel 61 on the most downstream side. A plurality of transport rollers 14 are arranged between the discharge nozzle 22 and the molding unit 60, and a part of them functions as an active dancer roller 19 that adjusts the transport speed of the tow prepreg T. When the tow prepreg T is wound so as to appropriately change the orientation direction of the reinforcing fibers and the winding speed with respect to the axial direction of the mandrel 61, the moving speed of the tow prepreg T is changed by the active dancer roller 19 at the discharge nozzle 22 portion. Can maintain a constant speed. In addition, when the variation pattern of the transport speed of the reinforcing fiber bundle F and the tow prepreg T is known in advance, the active dancer roller 19 can be operated by varying the resin discharge amount in accordance with the transport speed variation pattern. It does not have to be arranged. As described above, by adopting the molding apparatus including the tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the above-described embodiment, it is possible to efficiently manufacture a molded body having excellent strength. It can also be applied to tow prepreg T impregnated with a matrix resin having a short curing time.

・上記実施形態のトウプリプレグ製造装置１０では、センサ４０で強化繊維束Ｆの糸幅方向の端縁の位置ａ、ｂ、及び強化繊維束Ｆの糸幅Ｗを取得しているが、これに限定されない。例えば、センサ４０で強化繊維束Ｆの糸幅方向の端縁の位置ａ、ｂを測定し、制御部Ｃの角度制御部Ｃ１で強化繊維束Ｆの糸幅Ｗを演算するようにしてもよい。 In the tow prepreg manufacturing apparatus 10 according to the above-described embodiment, the sensor 40 acquires the positions a and b of the edges in the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F and the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F. Not limited. For example, the sensor 40 may measure the positions a and b of the edges of the reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction, and the angle control unit C1 of the control unit C may calculate the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F. ..

・上記実施形態のセンサ４０は投光部４１と受光部４２を備える光電センサであるが、これに限定されない。従来公知の他のセンサを採用してもよい。
・トウプリプレグ製造装置１０におけるガイドローラ１１の数は特に限定されない。例えば、図１では、吐出ノズル２２の下流側のガイドローラ１１として、タッチローラ１７以外に３つの搬送ローラ１４を備えているが、これより多くても少なくてもよい。本実施形態のトウプリプレグ製造装置１０では、ボビントラバース機構を採用しているため、従来の繊維トラバース機構に比べて、トウプリプレグＴ巻取り時の糸のバタつきが抑制されるとともに、トウプリプレグＴの糸幅の変動が抑制される。そのため、吐出ノズル２２の下流側の搬送ローラ１４は、トウプリプレグＴを拘束してそのバタつきや糸幅の変動が許容範囲となる程度の数とすればよい。 The sensor 40 of the above embodiment is a photoelectric sensor including the light projecting unit 41 and the light receiving unit 42, but is not limited to this. Other conventionally known sensors may be adopted.
The number of guide rollers 11 in the tow prepreg manufacturing apparatus 10 is not particularly limited. For example, in FIG. 1, three transport rollers 14 are provided in addition to the touch roller 17 as the guide roller 11 on the downstream side of the ejection nozzle 22, but the number may be more or less than this. In the tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the present embodiment, since the bobbin traverse mechanism is adopted, fluttering of the yarn at the time of winding the tow prepreg T is suppressed and the tow prepreg T is compared with the conventional fiber traverse mechanism. The fluctuation of the yarn width is suppressed. Therefore, the number of conveyance rollers 14 on the downstream side of the discharge nozzles 22 may be such that the toe prepreg T is constrained and the flapping and the fluctuation of the yarn width are within an allowable range.

また、吐出ノズル２２の下流側の搬送ローラ１４の数は、巻取りボビン１３に巻き取られるトウプリプレグＴの綾角によって適宜設定してもよい。ボビントラバース機構であっても、巻取りボビン１３の巻取り時の綾角が大きいような場合にはトウプリプレグＴが糸幅方向に変動しやすくなる。この点からも、吐出ノズル２２の下流側の搬送ローラ１４は、トウプリプレグＴを拘束して糸幅の変動が許容範囲となる程度の数とすればよい。 Further, the number of transport rollers 14 on the downstream side of the discharge nozzle 22 may be appropriately set depending on the winding angle of the tow prepreg T wound on the winding bobbin 13. Even with the bobbin traverse mechanism, when the winding angle of the winding bobbin 13 at the time of winding is large, the toe prepreg T is likely to fluctuate in the yarn width direction. From this point as well, the number of the transport rollers 14 on the downstream side of the discharge nozzles 22 may be such that the tow prepreg T is constrained and the fluctuation of the yarn width is within an allowable range.

・トウプリプレグＴの搬送中に発生した飛散樹脂の吐出ノズル２２やセンサ４０への影響が許容範囲であれば、遮蔽板１８を省略してもよい。
・強化繊維束Ｆの糸幅方向に対する吐出口２１の角度は、吐出口２１の長手方向の両端縁が強化繊維束Ｆの糸幅方向の両端縁の位置ａ、ｂに略一致する角度でなくてもよい。吐出口２１の長手方向の両端縁が強化繊維束Ｆの糸幅方向の両端縁の位置ａ、ｂに近づくように吐出ノズル２２を駆動させればよい。換言すれば、吐出口２１から吐出される樹脂の糸幅方向の長さを、吐出ノズル２２に供給される強化繊維束Ｆの糸幅Ｗに近づけるように吐出ノズル２２を駆動させれば、吐出ノズル２２を駆動させない場合に比べて、強化繊維束Ｆにおける樹脂含有率Ｒｃの変動を抑制することができる。 The shielding plate 18 may be omitted if the influence of the scattered resin generated during the transportation of the tow prepreg T on the discharge nozzle 22 and the sensor 40 is within the allowable range.
The angle of the discharge port 21 with respect to the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F is not an angle at which both end edges of the discharge port 21 in the longitudinal direction substantially match the positions a and b of both end edges of the reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction. May be. It suffices to drive the discharge nozzle 22 so that the both ends in the longitudinal direction of the discharge port 21 approach the positions a and b of the both ends in the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F. In other words, if the discharge nozzle 22 is driven so that the length of the resin discharged from the discharge port 21 in the yarn width direction approaches the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F supplied to the discharge nozzle 22, As compared with the case where the nozzle 22 is not driven, the fluctuation of the resin content rate Rc in the reinforcing fiber bundle F can be suppressed.

・強化繊維束Ｆの糸幅方向に対する吐出口２１の位置は、吐出口２１の長手方向の端縁が強化繊維束Ｆの糸幅方向の端縁の位置ａに略一致する位置でなくてもよい。吐出口２１の長手方向の端縁が強化繊維束Ｆの糸幅方向の端縁の位置ａに近づくように吐出ノズル２２を駆動させればよい。換言すれば、吐出口２１から吐出される樹脂の糸幅方向の端縁の位置を、吐出ノズル２２に供給される強化繊維束Ｆの糸幅方向の端縁の位置ａに近づけるように吐出ノズル２２を駆動させれば、吐出ノズル２２を駆動させない場合に比べて、強化繊維束Ｆにおける樹脂含有率Ｒｃの変動を抑制することができる。 The position of the discharge port 21 with respect to the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F does not have to be a position in which the longitudinal edge of the discharge port 21 substantially coincides with the position a of the yarn width direction edge of the reinforcing fiber bundle F. Good. The ejection nozzle 22 may be driven so that the longitudinal edge of the ejection port 21 approaches the position a of the edge edge of the reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction. In other words, the position of the edge of the resin discharged from the discharge port 21 in the yarn width direction is made closer to the position a of the edge of the reinforcing fiber bundle F supplied to the discharge nozzle 22 in the yarn width direction. When 22 is driven, the fluctuation of the resin content rate Rc in the reinforcing fiber bundle F can be suppressed as compared with the case where the discharge nozzle 22 is not driven.

・上記実施形態では、センサ４０で、強化繊維束Ｆの糸幅方向の端縁の位置ａ、ｂを検出して、強化繊維束Ｆの糸幅Ｗを取得している。これに限定されず、強化繊維束Ｆの糸幅Ｗを検出する幅検出センサと、端縁の位置ａ、ｂを検出する位置検出センサに分けてもよい。 In the above embodiment, the sensor 40 detects the positions a and b of the edges of the reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction to acquire the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F. The present invention is not limited to this, and may be divided into a width detection sensor that detects the yarn width W of the reinforcing fiber bundle F and a position detection sensor that detects the positions a and b of the edge.

・吐出口２１の位置調整は、強化繊維束Ｆの糸幅方向の端縁の位置ａのずれ幅Δａを演算して行うものに限定されない。端縁の位置ｂのずれ幅を演算して行ってもよく、両端縁の位置ａ、ｂのずれ幅を演算して行ってもよい。 The position adjustment of the discharge port 21 is not limited to the one performed by calculating the deviation width Δa of the position a of the edge of the reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction. The shift width of the position b of the edge may be calculated and performed, or the shift width of the positions a and b of the edge may be calculated and performed.

・吐出口２１の位置調整は、強化繊維束Ｆの糸幅方向の端縁のずれ幅ではなく、強化繊維束Ｆの糸幅方向の中間位置のずれ幅を演算して行ってもよい。例えば、端縁の位置ａ、ｂから強化繊維束Ｆの糸幅方向の中間位置（＝（ａ＋ｂ）／２）を演算し、初期設定した強化繊維束Ｆの糸幅方向の中間位置（＝（ａ０＋ｂ０）／２）とのずれ幅を演算して行うようにしてもよい。 The position adjustment of the discharge port 21 may be performed not by calculating the shift width of the edge of the reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction, but by calculating the shift width of the intermediate position of the reinforcing fiber bundle F in the yarn width direction. For example, the intermediate position in the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F (=(a+b)/2) is calculated from the positions a and b of the edge, and the initially set intermediate position in the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle F (=(( It may be performed by calculating the deviation width from a0+b0)/2).

・吐出口２１から吐出される樹脂の単位時間当たりの吐出量や、強化繊維束Ｆの搬送速度を固定値としなくてもよい。少なくともいずれかを変動値として制御してもよい。
次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。 The discharge amount of the resin discharged from the discharge port 21 per unit time and the conveying speed of the reinforcing fiber bundle F do not have to be fixed values. At least one of them may be controlled as a variation value.
Next, technical ideas that can be understood from the above-described embodiment and modified examples will be described below.

（イ）搬送経路では、強化繊維束が一定速度で搬送され、吐出ノズルでは、吐出口から一定量の樹脂が吐出されるトウプリプレグ製造装置。
（ロ）強化繊維束の搬送経路で該強化繊維束に樹脂を塗布してトウプリプレグを製造するトウプリプレグ製造装置であって、前記強化繊維束の糸幅より長手方向の長さが長い長方形状の吐出口を有し、該吐出口から吐出された樹脂を強化繊維束に塗布する吐出ノズルと、前記吐出ノズルの上流側に配置されて、前記強化繊維束の糸幅に基づく糸幅検出信号を出力するセンサと、前記強化繊維束の糸幅方向に延びる仮想線と前記吐出口の長手方向に延びる仮想線のなす角度を変更するように前記吐出ノズルを駆動する角度調整部と、前記検出信号に基づく角度制御信号によって前記角度調整部を制御する角度制御部を備え、前記角度制御部は、前記角度をθ、前記吐出口の長手方向の長さをＨ、前記強化繊維束の糸幅をＷとしたとき、ＨｃｏｓθをＷに近づける前記角度制御信号を前記角度調整部に出力することを特徴とするトウプリプレグ製造装置。 (A) A tow prepreg manufacturing apparatus in which the reinforcing fiber bundle is conveyed at a constant speed in the conveying path, and the discharge nozzle discharges a constant amount of resin from the discharge port.
(B) A tow prepreg manufacturing apparatus for manufacturing a tow prepreg by applying a resin to the reinforcing fiber bundle in a conveying path of the reinforcing fiber bundle, the rectangular shape having a length in the longitudinal direction longer than the yarn width of the reinforcing fiber bundle. A discharge nozzle that has a discharge port for applying a resin discharged from the discharge port to the reinforcing fiber bundle, and a yarn width detection signal that is arranged upstream of the discharge nozzle and that is based on the yarn width of the reinforcing fiber bundle. A sensor for outputting, an angle adjusting unit for driving the discharge nozzle so as to change an angle formed by a virtual line extending in the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle and a virtual line extending in the longitudinal direction of the discharge port, and the detection. An angle control unit for controlling the angle adjusting unit according to an angle control signal based on a signal is provided, wherein the angle control unit is θ, the longitudinal length of the discharge port is H, and the yarn width of the reinforcing fiber bundle. Where W is W, the tow prepreg manufacturing apparatus is characterized in that the angle control signal for bringing Hcos θ close to W is output to the angle adjusting unit.

（ハ）前記センサは、前記強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置に基づく位置検出信号を出力し、前記強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置を変更するように前記吐出ノズルを駆動する位置調整部と、前記位置検出信号に基づく位置制御信号によって前記位置調整部を制御する位置制御部を備え、前記位置制御部は、基準位置に前記強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置を近づける前記位置制御信号を前記位置調整部に出力する上記（イ）に記載のトウプリプレグ製造装置。 (C) The sensor outputs a position detection signal based on the position of the edge of the reinforcing fiber bundle in the yarn width direction, and the discharge nozzle so as to change the position of the edge of the reinforcing fiber bundle in the yarn width direction. And a position control unit that controls the position adjustment unit by a position control signal based on the position detection signal, wherein the position control unit is located at a reference position in the yarn width direction end of the reinforcing fiber bundle. The tow prepreg manufacturing apparatus according to (A) above, which outputs the position control signal for bringing the positions of the edges closer to each other to the position adjusting unit.

Ｃ…制御部、Ｃ１…角度制御部、Ｃ２…位置制御部、Ｆ…強化繊維束、ＳＡ…角度制御信号、ＳＰ…位置制御信号、Ｔ…トウプリプレグ、Ｕ１…製造ユニット、Ｕ２…制御ユニット、１０…トウプリプレグ製造装置、１１…ガイドローラ、１２…給糸ボビン、１３…巻取りボビン、１４…搬送ローラ（ガイドローラ）、１５…フィードローラ（ガイドローラ）、１６…ニップローラ（ガイドローラ）、１７…タッチローラ（ガイドローラ）、２１…吐出口、２２…吐出ノズル、３１…貯留タンク、３２…ポンプ、４０…センサ４０…入力部。 C... Control unit, C1... Angle control unit, C2... Position control unit, F... Reinforcing fiber bundle, SA... Angle control signal, SP... Position control signal, T... Tow prepreg, U1... Manufacturing unit, U2... Control unit, 10... Tow prepreg manufacturing apparatus, 11... Guide roller, 12... Yarn supply bobbin, 13... Winding bobbin, 14... Conveying roller (guide roller), 15... Feed roller (guide roller), 16... Nip roller (guide roller), 17... Touch roller (guide roller), 21... Discharge port, 22... Discharge nozzle, 31... Storage tank, 32... Pump, 40... Sensor 40... Input section.

Claims (6)

搬送される強化繊維束に樹脂を塗布するとともに前記強化繊維束の糸幅より長手方向の長さが長い長方形状の吐出口を有する吐出ノズルと、
前記吐出ノズルの上流側に配置されて、前記強化繊維束の糸幅に基づく幅検出信号を出力する幅検出センサと、
前記強化繊維束の糸幅方向に対する前記吐出口の角度を変更することにより、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の長さを調整する角度調整部と、
前記幅検出信号に基づいて、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の長さを、前記吐出ノズルに供給される前記強化繊維束の糸幅に近づけるように前記角度調整部の駆動を制御する角度制御部を備えることを特徴とするトウプリプレグ製造装置。 A discharge nozzle having a rectangular discharge port having a length in the longitudinal direction longer than the yarn width of the reinforcing fiber bundle while applying a resin to the conveyed reinforcing fiber bundle,
A width detection sensor that is arranged on the upstream side of the discharge nozzle and outputs a width detection signal based on the yarn width of the reinforcing fiber bundle,
An angle adjusting unit that adjusts the length of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction by changing the angle of the discharge port with respect to the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle,
Based on the width detection signal, the drive of the angle adjusting unit to bring the length of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction close to the yarn width of the reinforcing fiber bundle supplied to the discharge nozzle. An apparatus for manufacturing a tow prepreg, comprising an angle control unit for controlling the. 前記角度制御部は、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の長さを、前記吐出ノズルに供給される前記強化繊維束の糸幅に一致させるように前記角度調整部の駆動を制御する請求項１に記載のトウプリプレグ製造装置。 The angle control unit drives the angle adjustment unit so that the length of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction matches the yarn width of the reinforcing fiber bundle supplied to the discharge nozzle. The tow prepreg manufacturing apparatus according to claim 1, which is controlled. 前記吐出ノズルの上流側に配置されて、前記強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置に基づく位置検出信号を出力する位置検出センサと、
前記吐出口の長手方向の端縁の位置を変更することにより、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の端縁の位置を調整する位置調整部と、
前記位置検出信号に基づいて、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の端縁の位置を、前記吐出ノズルに供給される前記強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置に近づけるように前記位置調整部の駆動を制御する位置制御部を備える請求項１又は２に記載のトウプリプレグ製造装置。 A position detection sensor that is arranged on the upstream side of the discharge nozzle and outputs a position detection signal based on the position of the edge of the reinforcing fiber bundle in the yarn width direction.
A position adjusting unit that adjusts the position of the edge of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction by changing the position of the edge of the discharge port in the longitudinal direction,
Based on the position detection signal, the position of the edge of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction is brought closer to the position of the edge of the reinforcing fiber bundle supplied to the discharge nozzle in the yarn width direction. The tow prepreg manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a position control unit that controls driving of the position adjustment unit. 前記位置制御部は、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の端縁の位置を、前記吐出ノズルに供給される前記強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置に一致させるように前記位置調整部の駆動を制御する請求項３に記載のトウプリプレグ製造装置。 The position control unit matches the position of the edge of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction with the position of the edge of the reinforcing fiber bundle supplied to the discharge nozzle in the yarn width direction. The tow prepreg manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the drive of the position adjusting unit is controlled. 強化繊維束を搬送しながら樹脂を塗布してトウプリプレグを製造するトウプリプレグ製造方法であって、
前記強化繊維束の搬送中に該強化繊維束の糸幅に基づく幅検出信号を出力する幅検出工程と、
前記幅検出信号に基づいて、前記強化繊維束の糸幅より長手方向の長さが長い長方形状の吐出口から樹脂を吐出して前記強化繊維束に樹脂を塗布する塗布工程を備え、
前記塗布工程では、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の長さを、前記吐出口に供給される前記強化繊維束の糸幅に近づけるように前記吐出口の駆動を制御して樹脂を吐出することを特徴とするトウプリプレグ製造方法。 A tow prepreg manufacturing method for manufacturing a tow prepreg by applying a resin while conveying a reinforcing fiber bundle,
A width detection step of outputting a width detection signal based on the yarn width of the reinforcing fiber bundle during the transportation of the reinforcing fiber bundle,
Based on the width detection signal, comprising a coating step of discharging the resin from the rectangular discharge port having a length in the longitudinal direction longer than the yarn width of the reinforcing fiber bundle to apply the resin to the reinforcing fiber bundle,
In the applying step, the drive of the ejection port is controlled so that the length of the resin ejected from the ejection port in the yarn width direction approaches the yarn width of the reinforcing fiber bundle supplied to the ejection port. A method of manufacturing a tow prepreg, which comprises discharging a resin. 前記強化繊維束の搬送中に該強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置に基づく位置検出信号を出力する位置検出工程を備え、
前記塗布工程では、前記位置検出信号に基づいて、前記吐出口から吐出される樹脂の前記糸幅方向の端縁の位置を、前記吐出口に供給される前記強化繊維束の糸幅方向の端縁の位置に近づけるように前記吐出口の駆動を制御して樹脂を吐出する請求項５に記載のトウプリプレグ製造方法。 A position detection step of outputting a position detection signal based on the position of the edge in the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle during the transportation of the reinforcing fiber bundle,
In the applying step, based on the position detection signal, the position of the edge of the resin discharged from the discharge port in the yarn width direction is set to the end in the yarn width direction of the reinforcing fiber bundle supplied to the discharge port. The tow prepreg manufacturing method according to claim 5, wherein the drive of the discharge port is controlled so as to approach the edge position to discharge the resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113814128A (en) * 2021-11-03 2021-12-21 包头江馨微电机科技有限公司 Full-automatic glue sprayer and glue spraying method

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