JP2023507992A - 繊維トウ巻付き抵抗繊維配置ヘッド - Google Patents

Abstract

複数の複合材テープセグメントを型に適用するための繊維配置ヘッドであって、複合材テープと係合してそれを移動させるように構成された１つまたは複数の動力車と、細長いフィンガの一部分がレーン経路の少なくとも一部分を形成するように、動力車の外側表面に密接に適合するかまたは当接する、１つまたは複数の細長いフィンガと、を含む、繊維配置ヘッド。【選択図】図１

Description

関連特許出願の相互参照
[0001]本出願は、２０１９年１２月１８日に出願された米国仮特許出願第６２／９４９，６５５号からの優先権の利益を主張する国際特許出願であり、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

[0002]本出願は、繊維配置機に関し、より詳細には、繊維配置トウの巻付きを防ぐ繊維配置ヘッドに関する。

[0003]繊維配置機は、複合材ワークピースを作り出すために使用される。樹脂が浸透した繊維状物質の形態の複合材料が、複合材ワークピースを集団的に形成するために、正確な位置および長さで機械により型またはマンドレルに適用される。繊維配置機は、複合材ワークピースの最終的な形状に複合材テープを正確に適用するために、繊維配置ヘッドを型の上で移動させる。繊維配置ヘッドは、移動するにつれて、連続体（ｃｏｕｒｓｅ）またはトウ（ｔｏｗ）とも呼ばれる複数の複合材テープセグメントを型に残す。複数の複合材テープストランドが連続体の一部として同時に適用され得るが、繊維配置ヘッドは、連続体を適用することの一環として、トウのそれぞれを個別に制御することができる。型へのこれらの複合材テープセグメントの自動適用は、複合材テープを保持し、移動させて、最終的には切断する、多様な機械群の協働を伴う。例えば、型上に複合材テープの１６のトウを適用する繊維配置ヘッドは、各トウのための個別のレーン、および、テープを保持しかつ切断する機構を含み得る。

[0004]各個別のレーンは、複合材テープを受け取って型へ送ることができる。しかし、複合材テープが型への途中でレーンを通過するときに、テープ、特に両端部は、レーンの外側を移動し、それにより型へのテープの通過を妨げる可能性がある。望ましくない位置からのテープの取外しは、テープがレーンを離れた場所からテープを取外し、次いでレーンを通してテープを適切に案内するために、繊維配置機の少なくとも一部分を分解することを伴う可能性がある。分解および繊維配置機への配慮は、時間を消費し、それにより機械の効率を低下させる可能性がある。

[0005]１つの実施態様では、複数の複合材テープセグメントを型に適用するための繊維配置ヘッドであって、複合材テープと係合してそれを移動させるように構成された１つまたは複数の動力車と、細長いフィンガの一部分がレーン経路の少なくとも一部分に隣接するかまたはレーン経路の少なくとも一部分を形成するように、動力車の外側表面に密接に適合するかまたは当接する、１つまたは複数の細長いフィンガと、を含む繊維配置ヘッドである。

[0006]別の実施態様では、複数の複合材テープセグメントを型に適用するための繊維配置ヘッドが、複合材テープと係合してそれを移動させるように構成された複数の動力車と、第１の取付け表面および第２の取付け表面を有する、動力車の間に位置決めされた中央ブロックと、動力車の外側表面に密接に適合するかまたは当接し、かつ、第１の取付け表面および第２の取付け表面において中央ブロックに取り付けられる、複数の細長いフィンガと、を含む。

[0007]別の実施態様では、複数の複合材テープセグメントを型に適用するための繊維配置ヘッドが、複合材テープと係合してそれを移動させるように構成された１つまたは複数の動力車と、少なくとも１つの取付け表面を有する、動力車の間に位置決めされた中央ブロックと、動力車の外側表面に密接に適合するかまたは当接し、かつ、動力車の外側表面と係合するように付勢される、複数の細長いフィンガと、を含む。

[0008]繊維配置機の一実施態様を示す斜視図である。 [0009]繊維配置ヘッドの一実施態様を示す別の斜視図である。 [0010]繊維配置ヘッドの一部分の一実施態様を示す斜視図である。 [0011]繊維配置ヘッドの一部分の一実施態様を示す別の斜視図である。 [0012]繊維配置ヘッドの一部分の一実施態様を示す別の斜視図である。 [0013]繊維配置ヘッドの一部分の一実施態様を示す別の斜視図である。 [0014]繊維配置ヘッドの一部分の一実施態様を示す別の斜視図である。 [0015]繊維配置ヘッドの一部分の一実施態様を示す別の斜視図である。 [0016]繊維配置ヘッドの一部分の一実施態様を示す断面図である。 [0017]繊維配置ヘッドの一部分の一実施態様を示す断面図である。 [0018]繊維配置ヘッドの一部分の一実施態様を示す別の斜視図である。 [0019]繊維配置ヘッドの一部分の一実施態様を示す別の斜視図である。 [0020]繊維配置ヘッドの一部分の一実施態様を示す別の斜視図である。 [0021]繊維配置ヘッドの一部分の一実施態様の分解組立図である。 [0022]繊維配置ヘッドの一部分の一実施態様の輪郭図である。 [0023]繊維配置ヘッドの一部分の別の実施態様の輪郭図である。 [0024]繊維配置ヘッドの一部分の別の実施態様の輪郭図である。 [0025]繊維配置ヘッドの一部分の別の実施態様の輪郭図である。 [0026]繊維配置ヘッドの一部分の別の実施態様の輪郭図である。

[0027]繊維配置機が、モジュール式切断挟持および再始動（ＣＣＲ：ｃｕｔ，ｃｌａｍｐ，ａｎｄ ｒｅｓｔａｒｔ）組立体を有する繊維配置ヘッドを担持するロボットアームを使用し得る。ＣＣＲ組立体は、複数の切断レーンモジュール、挟持レーンモジュール、および再始動レーンモジュールを含み、そのそれぞれが繊維配置ヘッドに取外し可能に連結され得る。各レーンモジュールは、それを通過する複合材テープの１つまたは複数のストランドを処理するように設計され得る。また、モジュールのうちのいずれか１つまたは複数は、まだヘッドに取り付けられている他のレーンモジュールの性能に影響を及ぼすことなく、繊維配置ヘッドから取り外され得る。例えば、１６レーンの繊維テープを適用する繊維配置ヘッドは、２レーンの繊維テープを個別に制御するレーンモジュールを含むことができる。そのような実施態様では、ＣＣＲ組立体は、２４個のレーンモジュール（それぞれが２レーンの繊維を制御する、８つの切断レーンモジュール、８つの挟持レーンモジュール、および８つの再始動レーンモジュール）を含み得る。レーンモジュールのうちの少なくとも１つは、ＣＣＲ組立体またはレーンモジュールに取り付けられてレーン内で再始動ローラに近接するように延在する、１つまたは複数の細長いアームを含み得る。その意味で、ＣＣＲ組立体は、それぞれがレーンに対応する、複数の細長いアームを含み得る。細長いアームの外側表面は、再始動ローラに密接に適合するかまたは当接することができ、アームの遠位端部は、ローラに隣接するレーンの一部分を形成することができる。いくつかの実施態様では、細長いアームは、アームを付勢して再始動ローラと近接させるかまたは係合させる、弾性要素または付勢要素を含み得る。

[0028]レーンモジュールは、取外し可能なサブモジュールを含むことにより、さらにモジュール化され得る。例えば、切断レーンモジュールは、モジュールに取外し可能に取り付けられる切断サブ組立体を含み得る。複合材ワークピースを作り出すために使用される複合材テープは、樹脂が含浸された繊維状物質で構成されることが多く、樹脂は、熱で活性化された後に複合材ワークピースに強度を与える。複合材の１つの例は、炭素繊維である。これは、「プリプレグ」複合材と呼ばれることが多い。複合材テープに含まれた樹脂は、かなり粘着性があり、テープが接触する機械類に付着することができる。複合材テープが切断レーンモジュールを通過し続けるにつれて、テープによって運ばれる樹脂は、ますます後に残され、サブ組立体内の切断機械類を邪魔する可能性がある。切断レーンモジュールからの切断サブ組立体の取外しおよび交換は、切断機械類が点検修理され得る速度および頻度を増大させ得る。切断サブ組立体は、切刃と、複合材テープが通過する１つまたは複数のレーン経路とを含み、レーン経路は、ブレードシューおよび／またはベース内に形成されてよく、切刃は、複合材テープを選択的に切断するために、ブレードシューおよび／またはベースに対して相反的に移動され得る。接続要素が、取外しおよび点検修理後の再取付けのために、切断サブ組立体と切断レーンモジュールとを係合または係脱させ得る。

[0029]繊維配置（換言すれば、プレースメント）機１０の一実施態様が、図１に示されている。繊維配置機１０は、繊維配置ヘッド１４と分離可能に連結されたロボットアーム１２を含む。ロボットアームは、ベース１６によって支持されてよく、ロボットアームは、ベース１６上で軸（ｘ）の周りで直線的に移動する。例えば枢動、回転、または伸縮によって移動することができる複数の可動セグメント１８が、ベース１６から外方に延在し得る。ロボットアーム１２は、ベース１６に対して複数の軸の周りで移動することができる。例えば、第１のセグメント１８ａが、ロボットアーム１２がベース１６を中心として回転することができるように、一方の端部においてベース１６に回転可能に連結してよい。第２のセグメント１８ｂが、第１のセグメント１８ａと枢動可能に連結してよく、第３のセグメント１８ｃが、第２のセグメントと枢動可能に連結してよい。第４のセグメント１８ｄが、第３のセグメント１８ｃに連結されて、第３のセグメントから離れるようにまた第３のセグメントに向かうように伸縮自在に移動してよい。セグメント１８は、ワークピースを作り出すために使用される型２０またはマンドレルに対してロボットアーム１２の遠位端部を移動させるために、流体ラム（ｆｌｕｉｄｉｃ ｒａｍ）、電気モータ、もしくはそれらの組合せ、または他の駆動要素を使用して、互いに対して移動され得る。

[0030]実行可能命令を有するコンピュータ可読記憶媒体と通信しているマイクロプロセッサ（図示せず）が、流体ラム、電気モータ、または他の駆動要素の動きを制御し、それによりロボットアーム１２の可動セグメント１８の動作および位置を制御し得る。マイクロプロセッサは、マイクロコントローラ、ホストプロセッサ、コントローラ、および特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む、電子命令を処理することができる任意のタイプのデバイスであってよい。マイクロプロセッサは、ロボットアーム１２の制御を行うためだけに使用される専用プロセッサであってよく、または、他の機械機能と共有されてもよい。マイクロプロセッサは、メモリに格納されたソフトウェアまたはファームウェアプログラムなどの、様々なタイプのデジタル記録された命令を実行する。ロボットアームを動かす流体ラムまたは電気モータなどの機構とマイクロプロセッサとの間の通信は、通信バスを介して行われ得る。

[0031]ロボットアーム１２は、点検修理のためにヘッド１４を位置決めするために、または複合材テープを型２０に適用するために、繊維配置ヘッド１４を３つの軸に沿って移動させることができる。これは、繊維配置ヘッドとともに使用され得るロボットアーム１２の１つの実施態様であるが、複合材テープを適用するロボットアームまたは機械的デバイスの他の実施態様も、同様に使用され得る。

[0032]ベース１６に対して遠位のロボットアーム１２の端部は、繊維配置ヘッド１４と解放可能に係合するチャック２２を含み得る。チャック２２および繊維配置ヘッド１４の一部分は、チャック２２が繊維配置ヘッド１４を解放可能に掴むことができるように、対応する特徴を有し得る。１つの実施態様では、繊維配置ヘッド１４は、ヘッド１４の表面に対して直角に延在する円筒形シャンクを含む。ロボットアーム１２は、チャック２２がシャンクと係合しまた繊維配置ヘッド１４がアーム１２に弾性的に連結されるように、チャック２２を位置決めすることができる。

[0033]図２～４に示されるように、繊維配置ヘッド１４は、クリールフレーム２４と、ヘッド１４のための複合材テープの供給源として複合材テープを担持する複数のスプール２６と、切断挟持再始動（ＣＣＲ）組立体３２（図５～９により詳細に示される）とを含み得る。ＣＣＲ組立体３２は、スプール２６から複合材テープを受け取って型２０に適用して複合材部品を作り出すことができる圧縮ローラ３４（あるいは、圧縮摺動部）を含み得る。クリールフレーム２４は、複数の外側表面３６と、外側表面３６に対して直角に取り付けられたスピンドル３８とを含む。スピンドル３８は、空気圧的に、機械的に、または流体的に制御されるダンサ要素を使用してテープ張力を生成するように移動されることが可能であり、ダンサ要素は、テープが型２０に適用されるときに複合材テープにかかる張力を維持するのに役立つ。複合材テープは、型２０への最終的な適用のために、スプール２６から繰り出されて、圧縮ローラ３４内へ移動し得る。

[0034]繊維配置ヘッド１４は、繊維配置ヘッド１４の構成要素と、ＣＣＲ組立体３２と、最終的に複合材テープの連続体を型２０に押し付ける圧縮ローラ３４とを支持するための、ＣＣＲフレーム４０を含み得る。圧縮ローラ３４に到達する前に、複合材テープの一部分は、上部送り部分４２を通過することができ、複合材テープの別の部分は、下部送り部分４４を通過することができる。上部送り部分４２は、偶数番目の複合材テープを処理することができ、下部送り部分４４は、圧縮ローラ３４において出会う奇数番目の複合材テープを処理することができる。例として、８つの繊維経路またはレーンを有する繊維配置ヘッド１４の場合、上部送り部分４２は、番号２、４、６、および８によって識別される複合材テープを処理することができ、一方で、下部送り部分４４は、番号１、３、５、および７によって識別される複合材テープを処理することができる。上部送り部分４２および下部送り部分４４は、角度（α）だけ離隔され得る。上部送りローラ４６および下部送りローラ４８が、スプール２６から上部送り部分４２および下部送り部分４４のそれぞれまで複合材テープを送ることができる。複数のレーンモジュール５４が、上部送り部分４２および下部送り部分４４に含まれ得る。

[0035]上部送り部分４２および下部送り部分４４のそれぞれは、複数の取付けベース５２を受け入れるためのマニホルド６４を含むことができ、取付けベース５２は、複数のレーンモジュール５４を解放可能に受け入れることができる。取付けベース５２は、弁取付け要素６８を含むことができ、弁取付け要素６８は、ベース５２をマニホルド６４に対して位置合わせし、かつ、複数のレーンモジュール５４を繊維配置ヘッド１４に対して解放可能に連結する。ボールロックなどの弁取付け特徴６８は、取付けベース５２からマニホルド６４まで流体通路６６を位置合わせし、かつ、後部空気ブロック５３とベース５２との間に流体密シールを形成するのに役立つ。ベース５２は、レーンモジュール５４が最終的にベース５２に連結する場所である、複数の取付け部位５８（図７ｂ）を含む。ベース５２は、複数の電磁弁６２およびレーンモジュール５４が同時に取外しまたは設置され得る、マニホルド６４に連結する個別の要素であってよい。１つの実施態様では、取付けサイト５８は、レーンモジュール５４の要素または後部空気ブロック５３に含まれる対応する雄ダブテールを受け入れる、雌ダブテールであり得る。レーンモジュール５４は、繊維配置ヘッド１４に対するモジュール５４の設置または取外し中に、ダブテール接続を介して取付けベース５２に対して摺動することができる。しかし、複数のレーンモジュール５４は、クロスピン６０を用いて最終的に取付けベース５２に固定されてよく、クロスピン６０は、モジュール５４がダブテールに対して摺動して取付けベース５２の一部分と係合する方向に対して横向きに通過して、取付けベース５２に対するレーンモジュール５４の移動を防ぐ。

[0036]電気機械式弁６２は、レーンモジュール５４に当接し、かつ、後部空気ブロック５３を介して取付けベース５２に連結され得る。各レーンモジュール５４は、弁６２が作動のためにモジュール５４に選択的に圧縮空気を供給するように、電磁弁６２に当接し得る。取付けベース５２は、マニホルド６４と連結することができ、流体通路６６は、供給源（図示せず）から後部空気ブロック５３および電気機械式弁６２を通って最終的にはベース５２に連結されたレーン５４レーンモジュール５４に到達する圧縮空気を送る。後部空気ブロック５３、電磁弁６２、およびレーンモジュール５４の組立体は、クロスピン６０を使用して取付けベース５２に取外し可能に固着され得る。圧縮空気は、マニホルド６４および後部空気ブロック５３からの空気を送る電磁弁６２により、レーンモジュール５４に選択的に供給され得る。１つの実施態様では、電磁弁６２は、レーンモジュール５４の作動を制御するためにマイクロプロセッサが開閉するスイッチによって制御される電圧を受け取るソレノイドを含む。

[0037]図１０～１３に目を向けると、レーンモジュール５４は、それぞれ、繊維配置ヘッド１４の機能を行うサブ組立体７０と、複合材テープが通過する１つまたは複数のレーン経路７２とを含み得る。各サブ組立体７０のための空気圧シリンダ７４が、繊維配置ヘッド１４の機能を制御し得る。サブ組立体７０の一要素が空気圧シリンダ７４と連結されてよく、マニホルド６４から空気圧シリンダ７４内への圧縮空気の流れは、レーン経路を通過している複合材テープへの影響を有し得る。１つの実施形態では、流体通路６６は、電気機械式弁６２からピストンを含む空気圧ピストン組立体８０へ圧縮空気を送ることができる。空気圧ピストン組立体８０は、シリンダ７４に対して摺動し、それにより、レーンモジュール５４に取り付けられたサブ組立体７０に応じて複合材テープへの何らかの作用を行うことができる。

[0038]切断レーンモジュール５４ａは、切断サブ組立体７０ａを含み得る。切断サブ組立体７０ａは、切断レーンモジュール５４ａに取外し可能に取り付けられ、かつ、切刃８２、アンビル板８４、ブレードシュー８６、およびベース８８を含み得る。切断サブ組立体７０ａは、複合材テープが通過するレーン経路７２の一部分を含み得る。例えば、切刃８２は、空気圧ピストン組立体８０が空気圧シリンダ７４に対して移動するときにはさみ切り切断部（ｓｃｉｓｓｏｒｉｎｇ ｃｕｔ）を作り出すようにブレードシュー８６によりアンビル板８４に向かって付勢されて、複合材テープが切断サブ組立体７０ａのレーン経路７２を通過するときに複合材テープを切断することができる。この実施態様におけるブレードシュー８６は、はさみ切り（ｓｃｉｓｓｏｒｉｎｇ）を支援するために、ばねによって付勢され得る。しかし、他の実施態様では、アンビル板は、ばねによって付勢されなくてもよく、切刃は、小さな隙間によりアンビル板から離隔され得る。切刃８２およびアンビル板８４は、互いに対して第１の位置に位置決めされたときに、複合材テープがレーン経路７２を通過できるようにすることができ、切刃８２がアンビル板８４に対して移動されると、テープが切断され得る。第１の位置にあるときに、切刃８２における開口部、ならびにアンビル板８４およびベース８８における開口部が、レーン経路７２を少なくとも部分的に画定し得る。細長い部材、ピン、だぼ、またはねじなどの固定具９２が、切断サブ組立体７０ａを切断レーンモジュール５４ａに固着するために、切断レーンモジュール５４ａ内の開口９０を貫通して、切断サブ組立体７０ａと係合し得る。固定具９２は、点検修理または交換のためにサブ組立体７０ａを切断レーンモジュール５４ａから解放するために、切断レーンモジュール５４ａおよび切断サブ組立体７０ａから取り外され得る。この実施態様では、繊維配置ヘッド１４は、８つの切断レーンモジュール５４ａ－上部送り部分４２上の４つの切断レーンモジュール５４ａ、および下部送り部分４４上の４つの切断レーンモジュール５４ａ－を含む。しかし、より多くのまたはより少ない切断レーンモジュール５４ａを含む他の実施態様が可能である。他のレーンモジュール５４には、挟持レーンモジュール５４ｂ、および再始動レーンモジュール５４ｃが含まれる。挟持レーンモジュール５４ｂおよび再始動レーンモジュール５４ｃは、複数のレーン経路７２を含むことができ、かつ、各レーン経路７２のための空気圧ピストン８０を含むことができ、空気圧ピストン８０は、摺動して複合材テープを所定の位置に保持するように、選択的に作動され得る。挟持サブ組立体７０ｂおよび再始動サブ組立体７０ｃが、それぞれ、複合材テープが型２０に適用されている間に複合材テープを保持するための案内車９４を含み得る。

[0039]図１４～１５により詳細に示される再始動モジュール１０２が、個別のユニットとしてＣＣＲ組立体３２から取り外され得るように、ＣＣＲ組立体３２によって担持され得る。再始動モジュール１０２は、動力車９６を含むことができ、動力車９６は、対応する案内車９４に対向するように、複合材テープの片側に位置決めされ得る。動力車９６は、複数の隆起環状部分１０４を含む細長いシャフトから形成されてよく、複数の隆起環状部分１０４は、繊維または複合材テープが繊維配置ヘッド１４を通過するときに、繊維または複合材テープと係合することができる。しかし、他の実施態様では、動力車および／または案内車は、隆起環状部分を含まずに形成されて、おおよそ円筒形に成形され得る。動力車９６は、ベース板１０６と端板１０８との間で軸方向に拘束され得る。１つまたは複数の固定具１１０が、ベース板１０６および端板１０８を中央板１１２の両端部に取り付け得る。中央板１１２は、細長く、かつ、レーン経路７２の幅にわたって伸長し得る。複数の軸受１１４、歯車スペーサ１１６、シム１１８、および歯車カバー板１２０が、ベース板１０６と端板１０８との間に軸方向に位置決めされ得る。ハンドル７１が、ベース板１０６に固着されてよく、かつ、レーン経路７２を通る複合材テープの行程に対して垂直な方向においてＣＣＲ組立体３２を繊維配置ヘッド１４から摺動させるために使用され得る。動力車９６は、動力車９６のうちの少なくとも１つと連結される出力軸を有する電気モータ９８によって駆動され得る。いくつかの実施形態では、駆動歯車１２２が、回転運動を１つの動力車９６から別の動力車９６に伝えることができる。動力車９６は、複合材テープを移動させるために電気モータ９８によって回転されてよく、または、動力車９６は、複合材テープをしっかりと保持するために不動に保持されてよい。複合材テープは、スプラグ（一方向）軸受、クラッチ付きシャフト（ｃｌｕｔｃｈｅｄ ｓｈａｆｔ）、または固定板に接触して不動に保持されることが可能である。

[0040]中央板１１２は、上部送り部分４２に関連付けられた案内車９４と係合する、板１１２の上方に位置決めされた動力車９６と、下部送り部分４４に関連付けられた案内車９４と係合する、板１１２の下方に配置された動力車９６と、の間に位置決めされ得る。案内車９４または動力車９６のうちの１つの周りでの望ましくない繊維巻付きを防ぐように成形された複数の細長いアーム１２４またはフィンガが、中央板１１２の第１の取付け表面１２６に固定されて、動力車９６のうちの一方に向かって板１１２から離れるように外方に延在してよく、また、案内車９４または動力車９６のうちの１つの周りでの望ましくない繊維巻付きを防ぐように成形された別の複数の細長いアーム１２４またはフィンガが、第２の取付け表面１２８に固定されて、動力車９６のうちの他方に向かって板１１２から離れるように外方に延在してよい。いくつかの実施形態では、細長いアーム１２４は、ねじ、ピン、またはボルト／ナットの組合せなどの固定具１３０を用いて固定表面１２４、１２６に堅固に固着され得る。細長いアーム１２４、１２６は、中央板１１２の取付け表面１２６、１２８から離れるように延在する区間１３２に沿って弓形形状を有し得る。いくつかの実施態様では、細長いアーム１２４は、各レーン経路７２のための個別の要素であり得るが、他の実施態様では、細長いアーム１２４は、互いに対して固定されるように、互いに堅固に付着され得る。弓形形状の輪郭は、細長いアーム１２４が動力車９６の外側表面１３４に近接するかまたは直接接触するように、外側表面１３４に密接に適合し得る。細長いアーム１２４はまた、遠位端部１３８に平坦な表面１３６を含み得る。平坦な表面１３６は、繊維テープがレーン経路７２を下るときに繊維テープを捕らえやすい可能性のある間隙を満たすかまたは塞ぐために、レーン経路７２と同一平面であってよい。いくつかの実施形態では、平坦な表面１３６は、レーン経路７２と同一平面上にないように、レーン経路７２の表面に対して角度を付けられ得る。レーン経路７２に対する平坦な表面の角度を付けられた関係は、繊維テープがレーン経路７２を下って平坦な表面１３６に接触するときに繊維テープの方向を案内するために使用され得る。細長いアーム１２４は、多数の金属合金のうちの任意の１つから鋳造され得るか、金属棒材からウォーター切断され得るか、繊維配置中に存続する温度にさらされたときにその形状を維持するプラスチックから形成され得るか、または３次元プリンタを用いて作り出され得る。

[0041]再始動モジュールの他の実施態様が可能である。例えば、図１６に目を向けると、再始動モジュール１０２ｂが、動力車９６と係合するように対向可能に（ｏｐｐｏｓａｂｌｙ）付勢される複数の細長いアーム１２４ｂを有して、輪郭図に示されている。細長いアーム１２４ｂは、いくつかの実施態様では、互いに対して固定され得るが、他の実施態様では、アーム１２４ｂは、互いに独立し、かつ、歯車カバー板１２０によって担持されたピボット（換言すれば、枢動軸）１４０の周りで回転して、動力車９６と係合し得る。他の実施態様では、細長いアームが十分に強固である場合、ピボットは省かれ得る。または、他の実施態様では、ピボット棒が歯車カバー板によって担持され得る。抵抗ブロック１４２が、中央板１１２の第１の取付け表面１２６または第２の取付け表面１２８に固着されて、細長いアーム１２４ｂとブロックとの間にコイルばねなどの付勢要素１４４を拘束し得る。付勢要素は、細長いアームを動力車９６と接触させ続けることができる。

[0042]図１７に目を向けると、再始動モジュール１０２ｃの別の実施態様が、動力車９６と係合するように対向可能に付勢される複数の細長いアーム１２４ｃを有して、輪郭図に示されている。細長いアーム１２４ｃは、それぞれ、互いに独立して移動することができるが、他の実施態様では、互いに対して固定され得る。細長いアーム１２４ｃはまた、付勢要素１４４ｃと堅固に連結され得る。各細長いアーム１２４ｃは、それ自体の付勢要素１４４ｃと係合されることが可能であり、または、他の実施態様では、単一の付勢要素１４４ｃが、すべての細長いアーム１２４ｃを移動させ得る。この実施態様では、付勢要素１４４ｃは、板ばねであり得る。上部送り部分４２に最も近い動力車９６と係合するように細長いフィンガに強いる板ばね付勢要素１４４ｃは、動力車９６の回転の軸（ａ）に対して測定された細長いフィンガ１２４ｃに接触する動力車９６の外側表面１３４に隣接する取付け表面１２６、１２８から、細長いフィンガ１２４ｃを押して動力車９６と係合させ得る。下部送り部分４４に最も近い動力車９６と係合するように細長いフィンガ１２４ｃに強いる板ばね付勢要素１４４ｃは、動力車９６の回転の軸（ａ）に対して測定された細長いフィンガ１２４ｃに接触する動力車９６の外側表面１３４に対向する支持表面１２６、１２８から、細長いフィンガ１２４ｃを押すかまたは引いて動力車９６と係合させ得る。付勢要素１４４ｃは、細長いアーム１２４ｃを動力車９６と接触させ続けることができる。

[0043]図１８に目を向けると、再始動モジュール１０２ｄのさらに別の実施態様が、動力車９６と係合するように対向可能に付勢される複数の細長いアーム１２４ｄを有して、輪郭図に示されている。細長いアーム１２４ｄは、互いに独立して移動し、かつ、動力車９６と係合するように、歯車カバー板１２０によって担持されたピボット１４０の周りで回転することができる。しかし、他の実施態様では、細長いアーム１２４ｄは、互いに対して固定され得る。リンク部材１４６が、リンク部材１４６の遠位端部１４８に加えられる力が細長いアーム１２４ｄを強制的に動力車９６と接触させ得るように、細長いアーム１２４ｄに堅固に取り付けられ得る。コイルばねなどの付勢要素１４４ｄが、中央板１１２とリンク部材１４６の遠位端部１４８との間に拘束され得る。付勢要素１４４は、細長いアーム１２４ｄを動力車９６と接触させ続けることができる。

[0044]図１９に目を向けると、再始動モジュール１０２ｅのさらに別の実施態様が、動力車９６と係合するように対向可能に付勢される複数の細長いアーム１２４ｅを有して、輪郭図に示されている。細長いアーム１２４ｅは、互いに対して固定され、かつ、動力車９６と係合するように、歯車カバー板１２０によって担持されたピボット１４０の周りで回転することができる。しかし、他の実施態様では、細長いアーム１２４ｅは、互いに独立して移動し得る。リンク部材１４６が、リンク部材１４６の遠位端部１４８に加えられる力が細長いアーム１２４ｅを強制的に動力車９６と接触させるように、細長いアーム１２４ｅに堅固に取り付けられ得る。ピストンを介して圧縮ガスによって印加されるような空気力が、リンク部材１４６の遠位端部１４８と接触するように中央板１１２を通じて伝えられ得る。空気力は、細長いアームを動力車９６と接触させ続けることができる。

[0045]案内車９４は、動力車９６によって接触された側とは反対の複合材繊維テープの側に接触し、それにより、車同士の間でテープが押しつぶされる。案内車９４は、複合材テープをレーン経路７２に通して移動させるかまたは複合材テープを所定の位置に保持するために、動力車９６と協力して動作することができる。動力車９６は、電気モータ９８によって駆動されてよく、一方で、案内車９４は、自由に回転しかつ複合材繊維テープが移動できるようにすることができる。または、テープを所定の位置に保持するために、電気モータ９８は、動力車９６を動かさずに保持することができ、空気圧ピストン８０は、案内車９４が回転するのを妨げるように作動され得る。空気圧ピストン８０は、案内車９４を選択的に不動に保持することにより複合材繊維を所定の位置に保持するために、圧縮空気の受入れに応答して移動し得る。この実施態様では、繊維配置ヘッド１４は、８つの挟持レーンモジュール５４ｂおよび８つの再始動レーンモジュール５４ｃ－上部送り部分４２上の４つの挟持レーンモジュールおよび４つの再始動レーンモジュール、ならびに下部送り部分４４上の４つの挟持レーンモジュール５４ｂおよび４つの再始動レーンモジュール５４ｃ－を含む。この実施態様では、繊維配置ヘッド１４は、切断レーンモジュール５４ａを含めて２４個のレーンモジュール５４を含み得る。しかし、より多くのまたはより少ないレーンモジュール５４を含む他の実施態様が可能である。

[0046]ロボットアーム１２は、複合材部品を作り出すために繊維配置ヘッド１４を型２０に対して移動させることができる。ロボットアーム１２、動力車９６、切断レーンモジュール５４ａ、挟持レーンモジュール５４ｂ、および再始動レーンモジュール５４ｃは、複合材テープを型２０に適用するために協働する。再始動レーンモジュール５４ｃは、複合材繊維が圧縮ローラ３４に到達するまで、複合材繊維をレーン７２に通して移動させることができる。次いで、挟持レーンモジュール５４ｂは、複合材繊維を保持して複合材繊維がレーン７２内で移動するのを防ぐように作動され得る。次いで、圧縮ローラ３４は、型２０と接触させられて、複合材テープの一端を型２０に貼り付けることができる。挟持レーンモジュール５４ｂは、複合材繊維を解放することができ、ロボットアーム１２は、繊維配置ヘッド１４を型２０上で移動させ、圧縮ローラ３４は、複合材テープを型２０に適用することができる。規定量の複合材テープが型２０に適用されると、挟持レーンモジュール５４ｂは、スプール２６からの複合材テープを所定の位置に保持するために作動されることが可能であり、切断レーンモジュール５４ａは、型２０に適用される所望の長さの複合材テープを切断するために作動されることが可能である。新たな複合材テープの連続体が型２０に適用され得るように、再始動レーンモジュール５４ｃは係合され、挟持モジュール５４ｂは係脱されて、さらなる複合材テープが圧縮ローラ３４に供給されることを可能にすることができる。

[0047]これまで述べてきたことは、本発明の１つまたは複数の実施形態に関する説明であることが、理解されるべきである。本発明は、本明細書において開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、以下の特許請求の範囲によってのみ定められる。さらに、上記の説明に含まれる記述は、特定の実施形態に関するものであり、また、用語もしくは語句が上記で明確に定義されている場合を除き、本発明の範囲への制限または特許請求の範囲において使用される用語の定義への制限と解釈されるべきではない。様々な他の実施形態、ならびに開示された実施形態に対する様々な変更および修正が、当業者には明らかになるであろう。すべてのそのような他の実施形態、変更、および修正は、添付の特許請求の範囲に記載の範囲に含まれることが意図されている。

[0048]本明細書および特許請求の範囲において、用語「例えば（ｅ．ｇ．）」、「例えば（ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ）」、「例として（ｆｏｒ ｉｎｓｔａｎｃｅ）」、「～などの（ｓｕｃｈ ａｓ）」、および「～のような（ｌｉｋｅ）」、ならびに動詞「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有している（ｈａｖｉｎｇ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、およびそれらの他の動詞の形態は、１つまたは複数の構成要素もしくは他の物品の列挙と併せて使用された場合、それぞれ無制限と解釈されるべきであり、つまり、列挙は、他の追加の構成要素または物品を除外すると見なされるべきではない。他の用語は、異なる解釈を必要とする文脈においてそれらの用語が使用される場合を除き、それらの用語の最も広い妥当な意味を使用して解釈されるべきである。

Claims (20)

1. 複数の複合材テープセグメントを型に適用するための繊維配置ヘッドであって、
   複合材テープと係合してそれを移動させるように構成された１つまたは複数の動力車と、
   細長いフィンガの一部分がレーン経路の少なくとも一部分に隣接するかまたは前記レーン経路の少なくとも一部分を形成するように、前記動力車の外側表面に密接に適合するかまたは当接する、１つまたは複数の細長いフィンガと、
   を備える、繊維配置ヘッド。
2. 前記動力車および細長いフィンガが、前記繊維配置ヘッドから取外し可能である再始動モジュールによって担持される、請求項１に記載の繊維配置ヘッド。
3. 前記細長いフィンガが、取付け表面から離れるように延在する弓形形状を含む、請求項１に記載の繊維配置ヘッド。
4. 前記細長いフィンガが、レーン経路の少なくとも一部分を形成する平坦な表面を含む、請求項１に記載の繊維配置ヘッド。
5. 前記細長いフィンガを、前記動力車と係合させるように付勢する付勢要素をさらに備える、請求項１に記載の繊維配置ヘッド。
6. 中央板に連結された抵抗ブロック、および、細長いフィンガ上に位置決めされたピボットをさらに備え、前記付勢要素が、前記細長いフィンガを前記ピボットの周りで回転させて前記動力車と係合させるために、前記抵抗ブロックと前記細長いフィンガとの間に拘束される、請求項５に記載の繊維配置ヘッド。
7. 前記付勢要素が、板ばね、またはコイルばねである、請求項５に記載の繊維配置ヘッド。
8. 前記細長いフィンガに堅固に取り付けられたリンク部材をさらに備え、前記付勢要素が、前記リンク部材に当接し、かつ、前記細長いフィンガをピボットの周りで回転させる、請求項５に記載の繊維配置ヘッド。
9. 複数の複合材テープセグメントを型に適用するための繊維配置ヘッドであって、
   複合材テープと係合してそれを移動させるように構成された複数の動力車と、
   第１の取付け表面および第２の取付け表面を有する、前記動力車の間に位置決めされた中央ブロックと、
   前記動力車の外側表面に密接に適合するかまたは当接し、かつ、前記第１の取付け表面および前記第２の取付け表面において前記中央ブロックに取り付けられた、複数の細長いフィンガと、
   を備える、繊維配置ヘッド。
10. 前記動力車および細長いフィンガが、前記繊維配置ヘッドから取外し可能である再始動モジュールによって担持される、請求項９に記載の繊維配置ヘッド。
11. 前記細長いフィンガが、取付け表面から離れるように延在する弓形形状を含む、請求項９に記載の繊維配置ヘッド。
12. 前記細長いフィンガが、レーン経路の少なくとも一部分を形成する平坦な表面を含む、請求項９に記載の繊維配置ヘッド。
13. 前記細長いフィンガを、前記動力車と係合させるように付勢する付勢要素をさらに備える、請求項９に記載の繊維配置ヘッド。
14. 前記中央板に連結された抵抗ブロック、および、細長いフィンガ上に位置決めされたピボットをさらに備え、前記付勢要素が、前記細長いフィンガを前記ピボットの周りで回転させ前記動力車と係合させるために、前記抵抗ブロックと前記細長いフィンガとの間に拘束される、請求項１３に記載の繊維配置ヘッド。
15. 前記付勢要素が、板ばね、またはコイルばねである、請求項１４に記載の繊維配置ヘッド。
16. 複数の複合材テープセグメントを型に適用するための繊維配置ヘッドであって、
    複合材テープと係合してそれを移動させるように構成された１つまたは複数の動力車と、
    少なくとも１つの取付け表面を有する、前記動力車の間に位置決めされた中央ブロックと、
    前記動力車の外側表面に密接に適合するかまたは当接し、かつ、前記動力車の外側表面と係合するように付勢される、複数の細長いフィンガと、
    を備える、繊維配置ヘッド。
17. 前記動力車および細長いフィンガが、前記繊維配置ヘッドから取外し可能である再始動モジュールによって担持される、請求項１６に記載の繊維配置ヘッド。
18. 前記細長いフィンガが、取付け表面から離れるように延在する弓形形状を含む、請求項１６に記載の繊維配置ヘッド。
19. 前記細長いフィンガが、レーン経路の少なくとも一部分を形成する平坦な表面を含む、請求項１６に記載の繊維配置ヘッド。
20. 前記細長いフィンガが、板ばねまたはコイルばねによって付勢される、請求項１６に記載の繊維配置ヘッド。
    

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