JP2866158B2 - シート状成形材料の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はシート・モールディング・コンパウンド（以
下成形材料ということもある）の製造装置に関し、詳細
には該シート・モールディング・コンパウンドを芯管上
に定量巻回したロールを連続的に効率良く製造すること
のできるシート状成形材料の製造装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 強化繊維を混入させた熱硬化性樹脂を２枚のフィルム
間に挟んでシート状の成形材料として製造する装置とし
ては、例えば第10図に示す様なものが使用される。まず
ロール状に巻回されたフィルム11aを巻きほどきつつ、
樹脂供給機12及び強化繊維供給機13より夫々熱硬化性樹
脂及び強化繊維をフィルム11a上に定量的に載置して矢
印方向へ走行させる。また別のロール状巻回フィルムよ
りフィルム11bを巻きほどき、該フィルム11b上には樹脂
供給機14より熱硬化性樹脂を定量的に載せ、さらにフィ
ルム11a,11bを重ね合わせて該フィルム11a,11b間に熱硬
化性樹脂及び強化繊維を装填する。そしてこのフィルム
11a,11bを含浸装置15へ送給し強化繊維への樹脂含浸を
行ない、成形材料Ｃとしてフィルム11a,11bに挟まれた
状態で巻取装置５へ供給する。

該巻取装置５においては、巻取位置にセットした紙
製、金属製又は合成樹脂製等によって形成された空の芯
管を回転させ、該芯管P₁上に一定量の成形材料を巻付け
る。巻取りの終了した時点で巻取りを中断し、成形材料
Ｃを切断機４によって幅方向に切断し、巻取りの完成し
た芯管P₁を包装機等の後工程へ送給する。その後巻取位
置には新たに空の芯管P₀をセットして成形材料の端部を
該芯管へ巻付け固定し、通常の巻取りを再開する。上記
芯管を交換するに当たっては、上述の通り成形材料Ｃの
巻取り走行を一時的に中断しなければならないが、樹脂
等の装填装置10側を同時に停止すると、樹脂材料の均質
性が損なわれ易くなると共に、樹脂材料等の再作動用の
セッティングに手間がかかり、再作動の開始に時間を要
する。従って該装填装置10は連続運転することとし、巻
取り中断時に製造される成形材料は上下方向に昇降する
ダンサローラ３を備えた滞留部に一時的に貯留すること
としている。

とこらが上記芯管の交換は作業者によってウインチや
クレーンを使用して行うものであるので、巻取り作業再
開までの時間が不定であり、前記滞留部を大きく設定
し、長時間の走行中断にも対処できる様にしておかなけ
ればならなかった。

まだダンサローラ２によって貯留される成形材料Ｃは
長時間滞留されたままであると、樹脂材料がフィルム11
a,11b間で下方へ流動し、成形材料の厚さ方向での装填
量が不均一となって、成形製品に不良を引き起こすこと
があった。また成形材料の粘度が低いものであるときに
は、芯管上に巻取られた成形材料が自重や外力により、
芯管の軸長手方向へ移動し、フィルム11a,11b側縁より
漏出することもあった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明における第１の目的は、巻取りの完了した芯管
と空の芯管の交換及び、該空の芯管への成形材料巻始め
端の確実な巻付保持を自動的に速やかに行ない、成形材
料の走行中断時間をできるだけ短くすることにある。

また第２に目的は上記巻取り走行中断時に滞留される
成形材料は樹脂材料等の流れ移動を生じず均一な状態の
まま維持できる様にすることにある。

さらに他の目的としては芯管上に巻取られた成形材料
中の樹脂材料等が自重や外力によってフィルムより簡単
に漏出しない様にすることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成し得た本発明は、平行して走行する２
枚のフィルム間に補強用繊維含有液状樹脂材料を装填
し、得られたシート状物を順次芯管に巻取るシート状成
形材料の製造装置であって、上記シート状物の走行方向
に沿って該シート状物を滞留するダンサローラ、前記フ
ィルムの側縁部を折返す端折り機構、及び複数のアーム
を有する巻取機が配設されると共に、該巻取機の前記ア
ームの各先端相当部が少なくとも巻始め位置及び巻取位
置に順に移動する様に構成され、該巻始め位置には前記
シート状物の巻始めを芯管へ押し付ける進退自在の押し
当て部材が設けられ、さらに前記巻始め位置と前記巻取
位置の間には上記シート状物を走行方向と直交する方向
に切断する切断機が設けられてなることを要旨とする。

［作用及び実施例］ 第１図は本発明の代表的な実施例を示す全体説明図で
ある。フィルム11a,11bの間に樹脂材料及び強化繊維を
装填し、樹脂を含浸させる含浸装置15位置までは第10図
に示す従来例と同様に構成する。本発明に係る特徴的な
構成としては、タンサローラを備えた滞留装置20,端折
り機構30及び巻取装置40をシート状成形材料の走行軌跡
に沿って設けた点にある。

前記滞留装置20は軸平行に保持された軸支ローラ21…
と、該軸支ローラ21,21の間で斜めに方向に配設された
ガイドレール22に沿って移動自在なダンサローラ23から
なり、該ダンサローラ23は回転自在で且つ前記軸支ロー
ラ21と軸平行に配設される。すなわち成形材料Ｃの巻取
り走行が停止されたとき、ダンサローラ23が自重によっ
てガイドレール22上を斜め方向に移動し、成形材料Ｃを
該ダンサローラ23と軸支ローラ21の間を架け渡す様に滞
留する。このとき成形材料Ｃは斜め方向に張設されるの
で、フィルム間に装填された樹脂材料等の流動は少なく
なり、成形材料の厚さ方向に装填不均一が生じるのを防
止できる。

前記ガイドレール22は垂線に対して20度以上傾斜して
配設することが好ましく、さらに好ましくは30度以上と
し、角度が大きくなってダンサローラ23における自重に
よる移動が行い難くなるときには、拡縮エアシリンダや
引張ばね等をガイドレール22に沿って付設し、ダンサロ
ーラ23を強制的に移動させるものであっても良い。また
前記軸支ローラ21は電磁クラッチを介して駆動源に連結
される駆動タイプとし、走行下流側より順次駆動を停止
し、走行上流側の軸支ローラ21で成形材料Ｃをダンサロ
ーラ23側へ送給する様に構成することが推奨される。さ
らに複数のダンサローラ23を配設するときにはガイドレ
ール22の上端及び下端にダンサローラ検知センサを設
け、該センサによる信号によって前記電磁クラッチを連
動する構造とし、上記作用によってダンサローラ23の降
下、及び上昇を制御するものとしても良い。上記ガイド
レール22とダンサローラ23の係合は、ベアリングを介し
て車輪付台車を介設するものや、ガイドレール22をラッ
クギアとし、ピニオンギアをダンサローラ22の軸に回転
自在に取付けたもの等であっても良い。

次いで前記端折り機構30を第２〜４図によって説明す
る。該端折り機構30はフィルム11a,11bの側縁部を任意
の幅で180度内側へ折返すためのものであり、端折りロ
ーラ33及び端折りガイド桿34等によって構成される。該
端折りローラ33,33は第２図の如く固定された軸33aの両
端で回転自在に設けられ、該端折りローラ33の先端面33
bはフィルム11a,11b側縁より折返し幅の距離だけ内側に
配置されると共に、該端折りローラ33はフィルムの折返
し方向とは反対側に偏位して配設される。すなわち該端
折りローラ33は、ガイドローラ31,31との間で成形材料
ＣをＶ字状の走行軌跡を描く様に偏位走行させる。この
端折りローラ33の偏位量は走行するシート状物が10〜13
0°より好ましくは30〜90°のＶ字状交差角を形成する
様に配置することが推奨される。前記端折りローラ33に
よってフィルムの側縁部Cdは走行面に対して略直交して
立上がる様に折り曲げられる。さらに該端折りローラ33
の下流側には、前記側縁部Cdに接すると共に、フィルム
走行方向並びに走行フィルムの両面側方向に傾斜した先
端部を有する端折りガイド桿34が配置される。第４図に
示す様に端折りローラ33によって立上がらせた側縁部Cd
₂を、該端折りガイド桿34によりさらに折重る方向へ折
返す（Cd₃で示す）と共に、折返し根元部に折りぐせが
付される。該端折りガイド桿34におけるフィルム走行方
向への傾斜角度βは前記側縁部Cd₂をスムースに走行さ
せるために形成され、20〜50°とすることが望ましい。
他方該ガイド桿34の先端部におけるフィルム走行面に対
する上下方向の傾斜角度γは好ましくは０°を越えて80
°以下、さらに好ましくは45〜70°とすることが推奨さ
れる。

また該ガイド桿34はシート状物走行方向に沿って複数
本並設しても良く、例えば２本のガイド桿34を配設する
場合、端折りローラ33側の傾斜角度γを45〜80°とし、
離反側の傾斜角度γは０°を越えて70°以下とすること
が好ましく、より好ましくは端折りローラ側を60〜70°
に、離反側を45〜55°に配設することが推奨される。

さらにフィルム11a,11bの側縁部の折重ねを固定化す
るため、ガイド桿34の下流側に押えローラ35を設け、ガ
イドローラ31,31間を走行する成形材料Ｃのフィルム折
返し端部C_Rをさらに圧接するものとしても良い。

そしてこの端折り機構30の下流側には第１図に示す様
な巻取装置40が配設される。該巻取装置40は複軸式の巻
取機41を主体として、これに巻回ロール移送機50や芯管
供給装置60等を付設したものである。該巻取機41は回転
軸41pを中心に放射方向に延びる３組のアーム41e…が設
けられ、該アーム41eは第６図に示す様に芯管Ｐを挟ん
でその両端に把持ケース48が配設される。該把持ケース
48内には拡縮シリンダ49によって進退する芯体部材48c
が配設され、該芯体部材48cの一端は芯管Ｐの開口部P₀
へ嵌入／離反自在な挿入部48aが取付けられると共に、
該芯体部材48cの外周部には後述するスプロケット41cが
嵌装され、保持した芯管Ｐを回転できる様に構成され
る。

また前記巻取機41における各アーム41eの先端相当部
には、巻取位置41A、巻始め位置41B及び芯管供給位置41
Cが設けられ、前記アーム41eを軸41pを中心に120度ずつ
回転することにより上記41A〜41Cを順に移動する。

第７図は前記巻取機41の駆動系を示す説明図であり、
各アーム41eは中央のスプロケット42に固定されてお
り、該スプロケット42はチェーン46を介して駆動モータ
45Aと連結され、アーム41eを120度ずつ回動する。また
各アーム41eの中央部には前記スプロケット42とは別に
駆動されるスプロケット43が設けられ、該スプロケット
43はチェーン47aを介して駆動モータ45Bと連結されると
共に、さらに該スプロケット43はガイド44及びチェーン
47bを介して各アーム41eの先端に設けたスプロケット41
a〜41cに連結され、各アーム41eに保持された芯管を該
スプロケット41a〜41cの回転によって回転する様に構成
される。

一方前記巻取位置41Aと巻始め位置41Bの間には第１図
の如く成形材料Ｃに対して進退移動すると共に、該成形
材料の幅方向に切断刃を移動し、切断を行なう切断機51
が配設される。また巻始め位置41Bには保持された芯管
に対して進退移動して成形材料Ｃを該芯管との間で挟持
する把持ローラ52及び、後に説明する揺動ローラ53や押
付機54が配設される。尚上記把持ローラ52や上記揺動ロ
ーラ5,上記押付機54が、進退自在な押し当て部材として
の役割を果たしている。さらに後述の芯管供給装置60が
前記芯管供給位置41Cに隣接して設けられる。

上記の巻取機41における作動は次の通りである。走行
する成形材料Ｃは巻始め位置41Bに保持された芯管の上
面側を通り、巻取位置41Aに保持されて回転する芯管上
に巻取られていく。該巻取位置41Aにおいて所定量の成
形材料Ｃが巻回されたところで、この巻回を中断する。
尚この間連続して製造される成形材料Ｃは前述の滞留部
20に貯留される。そして第５図に示す様に揺動アーム53
bを介して揺動ローラ53aを巻始め位置41Bの芯管に近接
すると共に、該芯管へ向けて把持ローラ52を圧接し、芯
管と把持ローラ52の間に成形材料を挟持する。そして巻
取位置41Aと巻始め位置41Bの間で張設された成形材料へ
向けて切断機51を降下させ、ガイドレール51cに沿って
移動する切断刃51bによって成形材料を幅方向にカット
する。この切断された成形材料の一方端C₁₀は芯管Ｐよ
り揺動ローラ53aにかけて垂れ下るので、押付機54の先
端ブレード54aを54a'位置へ移動することにより、前記
芯管Ｐ外周へ押当てる。この状態で芯管Ｐを数回回転さ
せるとC₁₂の状態にある成形材料端部は芯管Ｐ上に巻付
け保持される。このとき巻取位置41Aに位置する芯管も
同時に回転するので、切断された他方の端部C₁₁は巻取
りロール側に完全に巻取られることになる。さらにこの
巻取りの完了した芯管を移送機50によって次工程側へ移
送すると共に、切断機51や把持ローラ52等を退避し、巻
取機アーム41eを120度回動して巻始め位置41Bにある芯
管を巻取位置41Aへ移動して成形材料の巻取りを再開す
る。この再稼働によって滞留装置20に滞留された成形材
料はダンサローラ23の上昇を伴って巻取位置41Aへ送給
されてくる。このときダンサローラ23における滞留の解
除過程と、該解除過程の終了したときでは巻取り速度を
変更する必要が生じる。そのため成形材料走行軌跡上
で、ダンサローラ23の配設位置下流側にテンション検知
装置32を設け、上記巻取速度の変更を行なうことが好ま
しい。すなわち成形材料Ｃの巻取り引張力によって拡縮
移動するシリンダ32b（第１図参照）に上限センサ32
a₁，及び下限センサ32a₂を設け、該センサの作動によっ
て前記駆動モータ45Bの回転速度を制御することとす
る。これによって上記の速度変更はもとより、巻取りロ
ール径の変動に対しても一定範囲内で張力制御を行なう
ことができる。尚前記上限又は下限センサ32a₁,32a₂に
替えて電気抵抗検出センサを設けるものであっても良
い。

他方巻取機41の芯管供給位置41Cに隣接して次に示す
芯管供給装置60が設けられ、該装置60により１本ずつ空
の芯管が自動的に供給される。第８図は芯管供給装置60
の実施例を示す側断面図であり、該装置60は貯留部61
と、該貯留部61の下側開口より順に芯管Ｐを取り出す停
止部材80（後述する）によって構成される。貯留部61の
下側より取り出された芯管Ｐは１対のベルトコンベア63
上に一層ずつ載せられてストッパ64まで移動し、さらに
ここで１本ずつ水平コンベア65に載せ替えられる。そし
て前記芯管供給位置41Cに隣接する位置まで運ばれ、第
６図に示す芯管台にのせられてアーム41e,41eの挿入部
材48a,48aによって回転可能に保持される。前記貯留部6
1は仕切板62,62によって上下方向に１列の芯管段層が形
成できる様に構成され、図例では水平方向にこの列を並
設したものを示している。この貯留部61の上下は各々開
口されおり、上部開口では空の芯管を供給することと
し、下部開口は芯管を下側から１段ずつ取出すための停
止機構80（第９図参照）が芯管Ｐの両端部に設けられ
る。すなわち該停止機構80には最下段の芯管P₁₁の下面
を支持する進退自在な第１停止部材82が設けられると共
に、孔部61b内を通過して、下から２段目の芯管P₁₂にお
ける開口部ＯP₂の上面を支持する進退自在な第２停止部
材84が配設される。なお図例においては第１停止部材82
及び第２停止部材84を一体的に形成し、これを軸83を中
心にして揺動自在に構成し、該軸83に正逆転可能な駆動
装置（図示せず）を連結したものを挙げているが、本発
明はこの例に限定されるものではなく、第１停止部材及
び第２停止部材が夫々別の拡縮シリンダやカムを備えた
ものであっても良い。この様な停止機構80を設けること
により、第１停止部材82が実線位置にあるときは、最下
段の芯管P₁₁を支持して芯管が落下しない様にすると共
に、該第１停止部材82が破線位置82'に退避したとき
は、第２停止部材84が84'の位置に移動して下から２段
目の芯管P₁₂を支持する様にし、最下段の芯管P₁₁だけを
落下させる。さらに第１停止部材84及び第２停止部材82
を実線位置へ戻すと、下から２段目の芯管が第１停止部
材82上に落下して支持される。こうして最下段の芯管だ
けを貯留部61より取出して順次コンベア63上に載せかえ
てスムースに１本ずつの芯管供給を自動的に行なう。

なおコンベア63と貯留部61の落差が大きいと、芯管の
落下の際に平行姿勢が乱れて重なり合ったり、或は落下
音や衝撃が大きくなるので、貯留部61の下方開口部に対
面して昇降する受け台70を組み合わせることが好まし
い。第８図に示す受け台70は軸73を中心にして開閉自在
なアーム72a,72b軸支し、一方のアーム72aの下部を固定
すると共に、アーム72a,72bを架け渡す様に拡縮自在な
シリンダ74を配設し、アーム72a,72bの上部に受け板71
を配設したものである。この受け台70は図例のものに限
られず他の公知の昇降装置を用いたものでも良い。すな
わち貯留部61における最下段の芯管群を上昇した受け板
71上にのせて降下し、コンベア63に緩やかに移し替え
る。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されているので、巻取りの完
了した芯管と空の芯管との交換、及び該空の芯管へのシ
ート状物の初期巻付けを自動化できる様になった。また
これら交換及び初期巻付け時においてシート状物の巻取
り走行を中断する際にあっても、成形材料の製造を継続
しつつその形状等が変わるのを防止しながら滞留できる
様になった。まち巻取ロールにおける成形材料の漏出
は、フィルムの側縁の確実な折返し加工なよって完全に
防止できる様になった。

これらの効果、高品質の繊維強化熱硬化性樹脂による
シート・モールディング・コンパウンド等を高能率で生
産できる様になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の代表的な実施例を示す全体説明図、第
２図は本発明端折り機構の一例を示す斜視説明図、第３
図は第２図の一部平面図、第４図は第２図の一部側面
図、第５図は本発明巻取装置の一部を示す作動説明図、
第６図は本発明巻取機のアーム先端構造を示す一部破断
説明図、第７図は本発明巻取機の駆動系の一例を示す説
明図、第８図は本発明に係る芯管供給装置の一例を示す
側部説明図、第９図は第８図の芯管供給装置に適用され
る停止機構の一例を示す一部破断側面図、第10図は従来
の製造装置の全体例を示す説明図である。 20……滞留装置、30……端折り機構 40……巻取装置、41……巻取機 60……芯管供給装置 Ｃ……成形材料、Ｐ……芯管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−171906（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−146857（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29B 11/16,15/08 - 15/14 C08J 5/24 B65H 18/00 - 18/28 B65H 19/00 - 19/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平行して走行する２枚のフィルム間に補強
   用繊維含有液状樹脂材料を装填し、得られたシート状物
   を順次芯管に巻取るシート状成形材料の製造装置であっ
   て、 上記シート状物の走行方向に沿って該シート状物を滞留
   するダンサローラ、前記フィルムの側縁部を折返す端折
   り機構、及び複数のアームを有する巻取機が配設される
   と共に、 該巻取機は、前記アームの各先端相当部が少なくとも巻
   始め位置及び巻取位置に順に移動する様に構成され、 該巻始め位置には前記シート状物の巻始めを芯管へ押し
   付ける進退自在の押し当て部材が設けられ、 さらに前記巻始め位置と前記巻取位置の間には上記シー
   ト状物を走行方向と直交する方向に切断する切断機が設
   けられてなることを特徴とするシート状成形材料の製造
   装置。