JP4300078B2 - 積層材の製造装置及び積層材の製造方法 - Google Patents

積層材の製造装置及び積層材の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、丸太をロータリーレースで切削した単板を乾燥、切断後、複数の単板を熱硬化性の接着剤を介して接着し、任意の積層数の積層材を製造する積層材の製造装置及び積層材の製造方法に関するものである。尚、積層材とは単板の繊維方向が同じ方向同志の場合も繊維直交方向違う方向の場合も含むものとする。
従来任意の積層数の積層材を製造するには、所定長さの単板に接着剤を付け、人間が必要の枚数重ね、そして熱板(ホットプレス)で加熱圧諦していた。
しかし、積層枚数が多いと数時間、熱板で加熱圧諦する必要があり、生産性が悪かった。
また、積層する際は、人間が行うため、人件費が多くかかり、製造コストが高くなるという欠点があった。
解決しようとする問題点は、生産性が悪い点と製造コストが高い点である。
本発明は、生産性が良く、製造コストも低い積層材の製造方法を提供する。
本発明は、生産性が良く、製造コストも低い積層材を作ることができる利点がある。
接着剤を塗布した所定長さの単板毎に熱板で加熱圧諦を繰り返して任意の積層数の積層材を作る。
本発明装置の実施例を図1から図4に基づいて説明する。図1は実施例の概略側面図、図2は図1の一部省略AA視図、図3は図1の一部省略BB視図、図4は図3のCDEFGH視図である。
実施例に用いる2点鎖線で示す単板1は乾燥後の単板であり、図2に示す公知の塗布機3で上面に熱硬化性接着剤(以後接着剤という)が塗布され、後述する制御器からの信号で分別手段(図示せず)により2点鎖線で示す様に下段(後述する下送りロール11)、上段(後述する上送りロール7)に交互に搬送される。また単板1の形状は、厚み4ミリメートル、搬送方向である繊維方向の長さ4000ミリメートル、繊維直交方向の長さ1000ミリメートルである。
7は複数の上送りロールであり、回転駆動・停止自在である。
9は上送りロール7の上を単板1が通過したことを検出する反射光電スイッチ等の検出器である。
11は複数の下送りロールであり、回転駆動・停止自在である。
13は下送りロール11の上を単板1が通過したことを検出する反射光電スイッチ等の検出器である。
図1に示す15は吸着反転部材であり、中心に貫通穴が形成されている合成ゴム、スポンジ等の弾性体の吸盤17が単板1の繊維直交方向に複数配備され、更に送風機(図示せず)の吸引側に連結されている。更に吸着反転部材15は回転支持台19に上下移動自在に取り付けられていて、更に吸着反転部材15は回転支持台19に取り付けられているサーボモータ等の電動機21により後述する制御器に設定されている位置に上下移動される。21aは電動機21の回転角を検出して吸着反転部材15の上下の位置を検出するエンコーダ等の検出器である。更に回転支持台19は軸19aを回転軸として回動自在に構成されていて、そしてサーボモータ等の電動機22により軸19aを回転軸として回転支持台19を介して吸着反転部材15を矢印方向に約180度往復回動される。22aは電動機22の回転角を検出するエンコーダー等の検出器である。
23は下送りロール11で搬送された単板を上に所定距離持ち上げる持ち上げバーであり、単板1の繊維直交方向の長さより長い棒状であり、且つ繊維方向に複数配備されており、また実線で示す位置から2点鎖線で示す位置まで往復上下移動自在且つ2点鎖線で示す位置から3点鎖線で示す位置まで往復水平移動自在である。
25は実線で示す重ね合わせ位置で単板及び/又は積層材を厚み方向に重ねて置かれた後、後述する一対の熱板の加圧範囲内の2点鎖線で示す位置へ往復移動自在に配備されている挿入板であり、図4に示す様に、後述する無端帯27と係合する下向きに円錐台の係合部材25aが取り付けられている。更に挿入板25は図3に示す様に貫通穴25bが縦横に複数形成されている。
また図3に於ける左右方向の長さは1100ミリメートル、左右方向に直交する幅は4600ミリメートルの大きさを有する。
また挿入板25は上向きに外力が加わると、後述する無端帯27との係合状態が解放され、無端帯27より離れて上へ移動する。更に挿入板25は金属の中でも好ましくは熱伝導の良いアルミニウム、銅等で構成されている。
また、図1に示す27はベルト、チェーン等の無端帯であり、図4に示す様に、挿入板25の係合部材25aと係合すべく上向きに広がる円錐状の係合穴27aが形成されている。更に図1に示す様に、プーリー29を介してサーボモータ等の電動機31により正逆回転・停止される。また33は電動機31の回転角を検出するエンコーダー等の検出器である。
図4に示す35は持ち上げ部材であり、貫通穴25bの数と同数の押棒35aが配備され、シリンダ37により往復上下移動される。そして挿入板25が重ね合わせの位置に待機しているときに、シリンダ37の作動により持ち上げ部材35が上昇すると、押棒35aは挿入板25の貫通穴25bに遊貫し、挿入板25の上面より上に出る。
図1に示す41は実線で示す位置から2点鎖線で示す位置まで往復水平移動自在且つ2点鎖線で示す位置から3点鎖線で示す位置まで後述する制御器に予め設定されている所定位置まで上下移動自在な吸着部材であり、下端部には中心に貫通穴が形成されている合成ゴム、スポンジ等の弾性体の吸盤43が単板1の繊維直交方向に複数及び図2に示す様に繊維方向に複数配備され、更に送風機(図示せず)の吸引側に連結されている。
図1に示す45は下熱板であり、図1に於ける左右方向の長さは1100ミリメートル、左右方向に直交する幅は4200ミリメートルの大きさを有し、更に蒸気、ヒーター等(図示せず)により摂氏180度±10度に運転中は常時加熱されている。更に下熱板は往復上下移動自在に配備され、そして該下熱板45はシリンダ46により往復上下移動される。またシリンダ46による総加圧力は少なくとも下熱板45に対し1平方センチ当たり10Kgの加圧が可能である。
また47は下熱板45の上方にある上熱板であり、下熱板45と同様に左右方向の長さは1100ミリメートル、左右方向に直交する幅は4200ミリメートルの大きさを有し、更に蒸気、ヒーター等(図示せず)により摂氏180度±10度に運転中は常時加熱されている。そして上熱板155は下熱板143に対して上方の位置で固定されている。
また、49は製造完了した積層材を次の工程に搬送する搬送体である。
また、検出器9、13、21a、22a、33からの信号により上送りロール7、下送りロール11、電動機21、22、31、持ち上げバー23、吸着部材41、シリンダ37、46の夫々を後述するように制御する制御器(図示せず)等で構成されている。
実施例の作用を図5から図35の作動説明図に基づいて説明する。
図5に示すように、手動又は自動(図示せず)で位置出しされた単板1が塗布機3に挿入され、上面に接着剤2が塗布された単板1a、1bが制御器からの信号で分別手段(図示せず)により下送りロール11及び上送りロール7に夫々分別されて供給させれ、該下送りロール11及び上送りロール7で夫々搬送され、そして単板1aが検出器13の下を通過すると、検出器13から制御器に信号が送られ、制御器からの信号で、下送りロール11の夫々を停止させる。同様に、単板1bが検出器9の下を通過すると、検出器9から制御器に信号が送られ、制御器からの信号で、上送りロール7の夫々を停止させる。
次に制御器からの信号で、図6に示すように、持ち上げバー23を所定距離上昇させて単板1aを下送りロール11より上に持ち上げると同時に、電動機21を作動させて吸着反転部材15を所定距離上昇させて単板1bを上送りロール7より上に持ち上げると共に、吸盤17で単板1bを吸着させる。この時挿入板25は重ね合わせ位置で待機している。
次に制御器からの信号で、図7に示すように、持ち上げバー23を矢印方向に所定距離略水平移動させる。
前記所定距離移動するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で、図8に示す様に、シリンダ37を作動させて持ち上げ部材35を上昇させ、挿入板25の貫通穴25bを遊貫した押棒35aで、持ち上げバー23上の単板1aを該持ち上げバー23より上に持ち上げる。
前記持ち上げるのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で、図9に示す様に、持ち上げバー23を前記と逆の矢印方向に所定距離略水平移動させて元に戻す。
前記所定距離移動するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で、図10に示す様に、シリンダ37を作動させて持ち上げ部材35を下降させて、単板1aを挿入板25の上に置くと共に、持ち上げバー23を下送りロール11より下の元の位置に下降させる。次いで電動機22を作動させて軸19aを回転軸として回転支持台19を介して吸着反転部材15を矢印方向に180度回動させる。検出器22aからの信号で前記180度回動したことを制御器は判断し、制御器からの信号で、図11に示す様に、電動機21を作動させて吸着反転部材15を所定距離下降させて単板1bを単板1aに接触させる。検出器21aからの信号で制御器は前記所定距離下降したことを判断し、制御器からの信号で、吸盤17による単板1bの吸着を解放させて単板1aの上に置く。この時単板1a、1bの接着剤が塗布された側同士が重なる。
前記解放するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で、図12に示す様に、電動機21を作動させて吸着反転部材15を若干上昇させると共に、電動機22を作動させて吸着反転部材15を前記と逆の矢印方向に180度回動させる。検出器22aからの信号で前記180度回動したことを制御器は判断し、制御器からの信号で電動機22を停止させると共に、検出器21aからの信号で吸着反転部材15の吸盤17が上送りロール7より下の元の位置に戻ったことを制御器は判断し、制御器からの信号で電動機21を停止させる。また制御器からの信号で、単板1aと同様に単板1cを下送りロール11上に待機させる。
次に図13に示す様に、電動機31を作動させて無端帯27を介して挿入板25を下熱板45の加圧範囲内の所定位置に移動させる。
検出器33からの信号で前記所定位置に挿入板25が移動したことを制御器は判断し、制御器からの信号で図14に示す様に、シリンダ46を作動させて下熱板45を上昇させる。前記上昇と共に、挿入板25は該下熱板45に持ち上げられ挿入板25の係合部材25aは無端帯27の係合穴27aより上にはずれる。更に下熱板45が上昇すると挿入板25を介して単板1a、1bを上熱板47と下熱板45とで加熱圧諦する。この時の下熱板45、上熱板47による単板1a、1bへの加圧は単板1平方センチ当たり7KGから10KGとする。また制御器からの信号で、単板1bと同様に単板1dを上送りロール7上に待機させる。
次に前記加熱圧諦後、約3分間が経過すると、制御器からの信号で、図15に示す様に、シリンダ46作動させて、下熱板45を矢印方向の元の位置に下降させる。前記下降に伴い挿入板25の係合部材25aが無端帯27の係合穴27aに係合して挿入板25の下降が停止する。下熱板45は更に所定位置まで下降する。前記加熱圧諦により単板1a、1bは接着され積層材S1となる。
次ぎに下熱板45の下降が終了するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で、図16に示す様に、電動機31を作動させて無端帯27を介して挿入板25を重ね合わせ位置に移動させると共に、吸着部材41を矢印方向の所定位置に略水平移動させる。更に単板1aと同様に持ち上げバー23で単板1cを所定距離持ち上げると共に、電動機21を作動させて単板1bと同様に吸着反転部材15を所定距離持ち上げて、吸盤17で単板1dを吸着させる。
次ぎに検出器33からの信号で前記重ね合わせ位置に挿入板25が移動したことと、吸着部材41が前記所定位置に移動終了するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で図17に示す様に、吸着部材41の吸盤43が積層材S1に接触する所定位置まで下降させ、次いで吸盤43で積層材S1を吸着させる。
前記吸着が終了するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で図18に示す様に、積層材S1を吸着状態で吸着部材41を所定距離上昇させる。
前記上昇終了するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で図19に示す様に、持ち上げバー23を矢印方向に所定距離略水平移動させる。
前記所定距離移動するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で、図20に示す様に、シリンダ37を作動させて持ち上げ部材35を上昇させ、挿入板25の貫通穴25bを遊貫した押棒35aで、持ち上げバー23上の単板1cを該持ち上げバー23より上に持ち上げる。
前記持ち上げるのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で、図21に示す様に、持ち上げバー23を前記と逆の矢印方向に所定距離略水平移動させて元に戻す。
前記所定距離移動するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で、図22に示す様に、シリンダ37を作動させて持ち上げ部材35を下降させ、単板1cを挿入板25の上に置くと共に、持ち上げバー23を下送りロール11より下の元の位置に下降させる。
次ぎに持ち上げ部材35の下降が終了するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で、図23に示す様に、吸盤43で吸着している積層材S1が単板1cに接触する所定位置まで吸着部材41を下降させて積層材S1を単板1cの上に置くと共に、吸盤43での積層材S1の吸着を解放させる。
前記解放が終了するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で、図24に示す様に、吸着部材41を矢印方向の元の位置に上昇させ、次いで矢印方向の水平方向の元の位置に戻す。
次ぎに前記水平方向の元の位置に戻るのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で、図25に示す様に、電動機22を作動させて吸着反転部材15を矢印方向に180度回動させる。検出器22aからの信号で前記180度回動したことを制御器は判断し、制御器からの信号で、図26に示す様に、電動機21を作動させて吸着反転部材15を単板1dが積層材S1に接触する所定距離に下降させる。検出器21aからの信号で、前記所定距離下降したことを制御器は判断し、制御器からの信号で、吸盤17による単板1dの吸着を解放させて単板1dを積層材S1の上に置く。この時単板1c、1dの接着剤側が積層材S1に重なる。
前記解放するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で、図27に示す様に、電動機21を作動させて吸着反転部材15を若干持ち上げると共に、電動機22を作動させて吸着反転部材15を前記と逆の矢印方向に180度回動させる。検出器22aからの信号で前記180度回動したことを制御器は判断し、電動機22を停止させる。また、検出器21aからの信号で、吸着反転部材15の吸盤17が上送りロール7より下の元の位置に戻ったことを判断し、制御器からの信号で、電動機21を停止させると共に、単板1cと同様に単板1eを下送りロール11上に待機させる。
次に図28に示す様に、電動機31を作動させて無端帯27を介して挿入板25を下熱板45の加圧範囲内の所定位置に移動させる。検出器33からの信号で前記所定位置に挿入板25が移動したことを制御器は判断し、制御器からの信号で図29に示す様に、シリンダ46を作動させて下熱板45を上昇させ、挿入板25を介して単板1c、積層材S1、単板1dを上熱板47と下熱板45とで約40秒間加熱圧諦する。また制御器からの信号で、単板1dと同様に単板1fを上送りロール7上に待機させる。
次に前記約40秒間が経過すると、制御器からの信号で、図30に示す様に、シリンダ46作動させて、下熱板45を矢印方向の元の位置に下降させる。前記下降に伴い挿入板25の係合部材25aが無端帯27の係合穴27aに係合して挿入板25の下降が停止する。この時単板1c、1dは積層材S1に接着され積層材S2となる。
次ぎに下熱板45の下降が終了するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で、図31に示す様に、電動機31を作動させて無端帯27を介して挿入板25を重ね合わせ位置に移動させると共に、吸着部材41を矢印方向の所定位置に略水平移動させる。更に単板1cと同様に持ち上げバー23で単板1eを所定距離持ち上げると共に、電動機21を作動させて単板1dと同様に吸着反転部材15を所定距離持ち上げて、吸盤17で単板1fを吸着させる。
以後図17からを繰り返して、図32に示す様に、製造する積層数の積層材SXを製造する。尚、最終の上と下になる単板の時の加熱圧諦時間は約3分間とする。また新たな積層材を製造すべく、新たな単板1aは持ち上げバー23上にあり、また新たな単板1bは吸盤17に吸着されている。次ぎに制御器からの信号で、図33に示す様に、吸盤43が積層材SXに接触する所定距離、吸着部材41を下降させた後、吸盤43で積層材SXを吸着させる。
前記吸着が終了するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で図34に示す様に、積層材SXを吸着状態で吸着部材41を矢印方向へ最上昇させる。
前記最上昇が終了するのに充分な時間が経過後、制御器からの信号で、図35に示す様に、吸着部材41を矢印方向の略水平方向に移動させ、次ぎに積層材SXを搬送体49の上に置き、該搬送体49で積層材SXを次の工程へ搬送する。以後図6から図35を繰り返して、新たな積層材を製造する。
尚、重ね合わせ位置での吸着反転部材15、吸着部材41の上昇・下降の所定距離は、単板の厚みや製造過程の層数に応じるべく、予め制御器に入力されている。
また、加熱圧諦時間は単板の厚みにより増減する。
尚、図36に示す様に、上送りロール7を水平方向で斜めに傾け、そして上送りロール7間の左側に従動回転する縦に円柱のロール51を搬送方向に直線的に配備すれば、単板1の左側の定規がより良く出る。更に図37に示す様に下送りロール11を水平方向で前記と逆の斜めに傾け、そして下送りロール11の右側に従動回転する縦に円柱のロール53を搬送方向に直線的に配備すれば、単板1の右側の定規がより良く出る。そうすれば単板を重ね合わせたとき、精度良く重ねることが出来る。
尚、持ち上げバー23で単板1aを挿入板25に置く機構としては、図38(イ)に示す様に、挿入板25の右側の下方にストッパ61aを配備し、図38(ロ)に示す様に、シリンダ61を作動させて、ストッパ61a単板1aより高く上昇させ、次ぎに、図38(ハ)に示す様に、持ち上げバー23を元の位置に後退させて、単板1aを挿入板25の上に置く。その後シリンダ61を作動させてストッパ61aを下げる構成作用であっても良い。
尚、単板は繊維方向及び/又は繊維直交方向にジョイントされているものであっても良いし、また単板の厚み、長さ及び幅に制限されるものではない
尚、実施例では、最初の2層となる単板1a、1bに接着剤が塗布されているが、単板1a又は単板1bのいずれか一方の塗布であっても良い。
実施例では、上送りロール7、下送りロール11には、上側に接着剤が塗布された単板を搬送しているが、上送りロール7に下側に接着剤が塗布された単板を搬送し、そして吸着部材等で挿入板25に載置する構成であっても良い。
尚、奇数層の積層材を製造するには、接着剤が塗布されてない単板1xを、吸着反転部材15又は持ち上げバー23で前記単板1xを重ね合わせ位置に待機している挿入板25に置き、次に吸着部材41で単板1xを吸着して適宜位置に移動させ、該単板1xを図18に示す積層材S1として、図19からの作動を行う。
また、最終の単板を積層材に重ねるとき、吸着反転部材15又は持ち上げバー23のどちらか一方の単板だけを重ねても良い。
尚実施例では、挿入板25に下側の単板、積層材、上側の単板を順に置いてから挿入板25を下熱板45の加圧範囲内の所定位置に移動させているが、下側の単板を挿入板25の上に置いてから、挿入板25を下熱板45の加圧範囲内の所定位置に移動させ、次いで積層材、上側の単板を該下側の単板の上面に相対して供給しても良い。
以上の実施例によれば、生産性が良く、製造コストも低い積層材を作ることができる
実施例の概略側面図である。 図1の一部省略AA視図である。 図1の一部省略BB視図である。 図3の一部省略CDEFGH視図である。 実施例の作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の側面作動説明図である。 実施例の変更作動説明図である。 実施例の変更作動説明図である。 実施例の変更作動説明図である。
符号の説明
1 単板
7 上送りロール
11 下送りロール
15 吸着反転部材
23 持ち上げバー
25 挿入板
41 吸着部材
35 持ち上げ部材
45 下熱板
47 上熱板







Claims (6)

  1. 少なくともどちらかに接着剤が塗布されている2つの単板1a、1bを挿入板の上に置く際、接着剤が単板1aと単板1bの重なる側になるように、単板1aを重ね合わせ位置に待機している挿入板の上に置き、次いで単板1bを単板1aの上に置き、次に2つの単板1a、単板1bと共に挿入板を一対の加熱圧諦板の加圧範囲内に移動させ、次に一対の加熱圧諦板で挿入板を介して2つの単板1a、1bを加熱圧諦して積層材S1とし、次に挿入板より積層材S1を適宜位置に移動させ、次に重ね合わせ位置に待機した挿入板の上に塗布された接着剤が上側となるように単板1cを置き、次に単板1cの上に積層材S1を置き、次に積層材S1の上に塗布された接着剤が下側となるように単板1dを置き、次に単板1c、積層材S1、単板1dと共に挿入板を一対の加熱圧諦板の加圧範囲内に置き、次に一対の加熱圧諦板で挿入板を介して単板1c、積層材S1、単板1dを加熱圧諦して積層材S2とし、
    以下、次の各単板と積層材を、単板1c、積層材S1、単板1dと同様の動作を2回以上繰り返す積層材の製造方法。
  2. 3つの単板1a、1b、1cを接着剤を介して重ね合わせ位置に待機している挿入板の上に重ねて置き、次に3つの単板1a、1b、1cと共に挿入板を一対の加熱圧諦板の加圧範囲内に移動させ、次に一対の加熱圧諦板で挿入板を介して3つの単板1a、1b、1cを加熱圧諦して積層材S1とし、次に挿入板より積層材S1を適宜位置に移動させ、次に重ね合わせ位置に待機した挿入板の上に塗布された接着剤が上側となるように単板1dを置き、次に単板1dの上に積層材S1を置き、次に積層材S1の上に塗布された接着剤が下側となるように単板1eを置き、次に単板1d、積層材S1、単板1eと共に挿入板を一対の加熱圧諦板の加圧範囲内に置き、次に一対の加熱圧諦板で挿入板を介して単板1d、積層材S1、単板1eを加熱圧諦して積層材S2とし、
    以下、次の各単板と積層材を、単板1d、積層材S1、単板1eと同様の動作を2回以上の繰り返す積層材の製造方法
  3. 3つの単板1a、1b、1cを接着剤を介して重ね合わせ位置に待機している挿入板の上に重ねて置き、次に3つの単板1a、1b、1cと共に挿入板を一対の加熱圧諦板の加圧範囲内に移動させ、次に一対の加熱圧諦板で挿入板を介して3つの単板1a、1b、1cを加熱圧諦して積層材を製造する積層材の製造方法。
  4. 2つの単板1a、1bを接着剤を介して重ね合わせ位置に待機している挿入板の上に重ねて置き、次に2つの単板1a、1bと共に挿入板を一対の加熱圧諦板の加圧範囲内に移動させ、次に一対の加熱圧諦板で挿入板を介して2つの単板1a、1bを加熱圧諦して積層材を製造する積層材の製造方法。
  5. 挿入板が板状体である請求項1、請求項2、請求項3、請求項4いずれかに記載の積層材の製造方法
  6. 挿入板がエンドレスのベルトである請求項1、請求項2、請求項3、請求項4いずれかに記載の積層材の製造方法
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