JP6113334B2 - スリッタ装置におけるプリプレグシートの供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、長尺のプリプレグによるプリプレグシートがロール状に巻かれて構成された原反ロールから引出機構によってプリプレグシートを引き出すと共にスリット部を含むシート加工部においてプリプレグシートを縦方向にスリットして分割するスリッタ装置に用いられるスリッタ装置の供給装置に関する。

公知のスリッタ装置の一例として、特許文献１に開示されたスリッタ巻取機が挙げられる。この特許文献１に記載のスリッタ巻取機は、原反であるウェブをロール状に巻いた供給ウェブロール（原反ロール）を含むと共に、その供給ウェブロールが装着された供給リールをフレームに対して回転可能に支持する供給装置を備えている。

そして、その特許文献１のスリッタ巻取機においては、供給装置上の供給ウェブロール（原反ロール）から引き出されたウェブは、ガイドロールを経た後、切断装置（スリット部）においてウェブの幅方向における複数箇所で縦方向（ウェブの長手方向）にスリットされる。その結果として幅狭となった複数枚のウェブは、それぞれに対応して設けられた巻取リールであって引出機構の一部を為す巻取リールの回転により、巻取リールの外周に装着されたウェブロールに巻き取られる。

このように、公知のスリッタ装置は、シート状の材料（シート材）が巻回された原反ロールから引き出されたシート材をスリット部においてそのシート材の幅方向における複数箇所で縦方向に切断して分割し、その分割後の各分割シート材を巻取部において巻き取る構成となっている。

特開平１０−８７１２６号公報

ところで、特許文献１で例示されるような公知のスリッタ装置においては、原反ロールからシート材を引き出したとき、そのシート材が幅方向において張力差を有する状態となっている場合がある。その理由としては種々の要因が考えられるが、その一つとして、原反ロールに巻かれているシート材の内部応力（残留応力）に幅方向において差が付いていることが挙げられる。特に、そのシート材がプリプレグシートである場合には、そのような傾向を有している場合が多い。

そして、原反ロールから引き出したシート材（プリプレグシート）がそのように幅方向において張力差を有する状態となっていると、スリッタ装置において、張力が低い側でスリット（切断）が適切に行われなかったり、或いは、スリット後のシート材（プリプレグシート）の切断端が乱れた状態となるといった問題が発生する。

本発明は、前記実情を考慮したもので、原反ロールからプリプレグシートを引き出して供給するスリッタ装置におけるプリプレグシートの供給装置において、引き出されたプリプレグシートの幅方向における張力差を補正し、前記のような問題が発生することを未然に防止することを目的とする。

本発明は、長尺のプリプレグによるプリプレグシートがロール状に巻かれて構成された原反ロールから引出機構によって前記プリプレグシートを引き出すと共にスリット部を含むシート加工部において前記プリプレグシートを縦方向にスリットして分割するスリッタ装置に用いられる供給装置であって、フレームに対し前記原反ロールを回転可能に支持する前記プリプレグシートの供給装置を前提とする。

そして、本発明によるスリッタ装置におけるプリプレグシートの供給装置は、前記スリット部よりも上流側で前記プリプレグシートの幅方向に関する両端部における張力を検出する張力検出装置と、前記スリット部よりも上流側で前記プリプレグシートに係合する係合ローラと、前記係合ローラの両端部を支持する支持機構であって前記係合ローラの軸心を前記係合ローラが係合する前記プリプレグシートのシート面に対し交差する方向へ傾斜可能とすべく前記フレームに対し変位可能に支持された支持機構と、前記支持機構に連結されて前記支持機構を変位させるアクチュエータと、前記張力検出装置で検出された張力に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御装置と、を備えることを特徴とする。

なお、ここで言う本発明のける「上流側」とは、プリプレグシートの引き出し方向に関する位置を表しており、「上流側」は、そのプリプレグシートの経路上でのプリプレグシートの引き出し方向における原反ロール側である。従って、後述の「下流側」は、プリプレグシートの経路上でのプリプレグシートの引き出し方向における上流側とは反対の側である。

また、「プリプレグシートに係合する係合ローラ」については、原反ロールからの引き出し後のプリプレグシートに直接的に係合するものに限らず、後記の実施例のような、原反ロール上のプリプレグシートに対し間接的に係合するものも含む。すなわち、後記の実施例では、係合ローラは、原反ロールの巻軸（巻芯）を支持する支持軸（送出軸）であり、この支持軸は、巻軸を介して原反ロール上のプリプレグシートに対し係合するものであり、この場合も本発明で言う「プリプレグシートに係合する」に含まれるものとする。

更に、「シート面に対し交差する方向へ傾斜可能」については、例えば初期状態において軸心がシート面と平行である係合ローラの場合（後記の変形例参照）、その係合ローラをシート面と平行な面（仮想面）内で傾斜（回動）させても本発明が目的とする作用（経路長の変化）は得られないため、係合ローラの傾斜方向を「シート面に対し交差する方向」としたものである。但し、ここで言う「傾斜可能」とは、係合ローラの傾斜によってシート面と係合ローラの軸心とが交差した状態になるという意味ではなく、（不特定の）ある時点で考えた場合、その時点におけるシート面に対し、係合ローラの軸心が交差した状態となる方向へ傾斜し得る状態で係合ローラが支持されていることを意味する。

また、前記した本発明のプリプレグシートの供給装置において、該供給装置が前記原反ロールから引き出された前記プリプレグシートを前記スリット部へ向けて案内すべく前記原反ロールから引き出された前記プリプレグシートの経路を転向させるように前記プリプレグシートを案内するガイドローラを備え、前記係合ローラが、前記ガイドロールに対し上流側において前記プリプレグシートと係合するように前記供給装置が構成されていても良い。

また、本発明のプリプレグシートの供給装置においては、前記フレームに対し前記原反ロールを支持する支持軸を係合ローラとするものであっても良い。更には、その供給装置は、前記支持機構が前記支持軸の両端部を支持する支持架台であって前記支持軸の軸心と直交する方向の回転軸線周りに回転可能に前記フレームに対し支持された支持架台を含み、前記アクチュエータを前記支持架台を前記回転軸線周りに回転駆動すべく前記支持架台に連結された回転式の電動モータとし、前記駆動制御装置が前記張力検出装置によって検出された前記プリプレグシートの幅方向における両端部の張力の張力差に基づいて前記電動モータの回転量を制御するように構成されたものであっても良い。

本発明によれば、スリッタ装置において、原反ロールから引き出されたプリプレグシートに、その幅方向において前記したような張力差が存在している場合、プリプレグシートの幅方向に関する両端部の張力が張力検出装置によって検出され、それに基づき、プリプレグシートに係合する係合ローラがその時点におけるシート面に対し軸心が交差した状態となるように傾斜される。その結果、プリプレグシートの幅方向において経路長が変化し、前記張力差が低減又は解消される。

また、前記のようにプリプレグシートの幅方向において経路長を変化させるべくプリプレグシートに係合する係合ローラを傾斜させる場合において、その係合ローラのプリプレグシートに対する係合位置を前記ガイドローラよりも上流側（言い換えれば、原反ロール側、或いは反スリット部側）とすることにより、係合ローラの傾きが変化しても、ガイドローラからスリット部に至るプリプレグシートについては一定の状態に維持されるため、係合ローラの傾きに伴うプリプレグシートの傾きが、スリット部でのプリプレグシートのスリットに影響を与えることはない。

更に、原反ロールを支持する支持軸を係合ローラとすることにより、係合ローラの傾斜がプリプレグシートに与える影響を排除できる。例えば、プリプレグシートが巻き掛けられて案内されるローラを係合ローラとした場合、前記のようにプリプレグシートの幅方向において経路長を変化させるべく、そのローラ（係合ローラ）を傾斜させた場合、その傾斜の方向や、プリプレグシート及び係合ローラの表面の材質の関係で、係合ローラ上でのプリプレグシートの滑り作用（傾斜方向へ滑る、或いは実際には滑らないが滑り方向へ力を受ける）が生じる場合がある。そして、その滑り作用は、プリプレグシートの幅方向に張力差を生じさせる要因となるため、前記のようにプリプレグシートの幅方向において経路長を変化させても、張力差の補正が適正に行われない場合が生じる。これに対し、原反ロールを支持する支持軸を傾斜させて原反ロール自体を傾斜させる構成とすれば、支持軸と原反ロールとの間で前記のような滑り作用が生じることは無いため、その滑り作用による影響を排除できる。

その上、前記のように係合ローラを前記支持軸とし、係合ローラを支持する支持機構を、前記支持軸を支持する支持架台であってフレームに対し前記支持軸の軸心と直交する方向の回転軸線周りに回転可能に支持された支持架台とすることにより、前記したような係合ローラの傾斜がプリプレグシートに与える影響を排除できるという効果を得る上でより有効である。

本発明の供給装置の一例を示す正面図である。 図１に示す供給装置における（ａ）右側面図、及び（ｂ）図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の供給装置の一例について構成の主な部分を示す斜視図である。 スリッタ装置の一例を概略的を示す（ａ）斜視図、及び（ｂ）側面図である。 供給装置における回転駆動機構を示す（ａ）一部断面平面図、及び（ｂ）正面断面図である。 供給装置においてプリプレグシートの張力を制御する張力検出装置及び駆動制御装置の一例を示すブロック図である。 供給装置の変形例を示す側面図である。 供給装置の他の変形例に関し、（ａ）プリプレグシートの経路を示す斜視図、（ｂ）概略側面図、及び（ｃ）回転駆動機構を示す斜視図である。

以下では、図１〜４に基づき、本発明の一実施形態（実施例）について説明する。

図４に示すように、スリッタ装置１は、プリプレグシートＳ１を巻軸Ｒ１に対しロール状に巻いて構成されたプリプレグロールＲを支持すると共にそのプリプレグロールＲからプリプレグシートＳ１を引出可能に構成されたシート供給部３と、シート供給部３から引き出されたプリプレグシートＳ１を縦方向（長手方向）にスリット（切断）すると共にその分割された各プリプレグシートを巻き取るシート加工部２とで構成されているものとする。なお、その本実施例のスリッタ装置１においては、プリプレグロールＲが本発明で言う「原反ロール」に相当し、シート供給部３が本発明で言う「供給装置」に相当する。

シート加工部２は、プリプレグロールＲから引き出されたプリプレグシートＳ１をその幅方向の所定箇所において縦方向にスリットして分割するスリット部１０と、分割された各プリプレグシートＳ１をそれぞれ独立して巻き取る巻取部２０とを含む。但し、本実施例では、プリプレグシートＳ１がスリット部１０において幅方向に３分割されると共に、各々に分割されたプリプレグシートＳ２（以下、「分割シート」とも言う。）が巻取部２０において別々に巻き取られ、ロール状に巻かれた３つのプリプレグロール２４、２４、２４が製造されるものとする。

そのシート加工部２について、より詳しくは、スリット部１０は、切断のベースとなるカッタローラ１１と、分割枚数（図示の例では３枚）に応じて設けられた複数（図示の例では２枚）の円盤状のカッタ（スコアカッタ）１２とを含む。なお、カッタローラ１１にはプリプレグシートＳ１が巻き掛けられており、カッタローラ１１は、その下方に設けられた巻取部２０へ向けてプリプレグシートＳ２を転向させるガイドローラとしても機能している。

また、スコアカッタ１２は、図４ではその支持構成を省略してあるが、シート加工部２における左右両側のフレーム間に架設された梁に対しカッタホルダを介して回転自在に支持されている。更に、各カッタホルダは、押圧機構を含んでおり、その押圧機構により各スコアカッタ１２をカッタローラ１１側へ付勢する構成となっている。それにより、各スコアカッタ１２は、カッタローラ１１に対し押圧された状態となっている。従って、その構成によれば、スコアカッタ１２がプリプレグシートＳ１の進行に伴って消極回転（従動回転）し、プリプレグシートＳ１がスコアカッタ１２によって縦方向に切断される。

巻取部２０は、前記フレーム間で回転可能に支持された複数の巻取軸２１と、巻取軸２１を回転駆動すべく各巻取軸２１に対応させて設けられると共にそれぞれが対応する巻取軸２１に連結された複数の巻取用の駆動モータ（巻取モータ）２２と、プリプレグシートＳ１の分割枚数に応じて設けられると共に巻取軸２１に対して相対回転不能に支持された複数の巻取リール２３とを含む。

なお、本実施例では、前記の複数の巻取軸２１は、２本であって、前後方向（シート供給部３からカッタローラ１１に至るプリプレグシートＳ１の進行方向）に位置をずらした配置で設けられている。すなわち、本実施例のスリッタ装置１では、巻取部２０は、複数の分割シートＳ２をそれぞれ巻き取るにあたり、隣接する分割シートＳ２を異なる巻取軸２１（巻取リール２３）で巻き取る構成となっている。そして、その巻取部２０は、３枚の分割シートＳ２のうち、両側に位置する分割シートＳ２を同じ巻取軸２１で巻き取り、真ん中の分割シートＳ２を別の巻取軸２１で巻き取るものとなっている。

また、その巻取部２０において、各巻取軸２１の一端には減速機（図示せず）等を介して巻取モータ２２が連結されている。そして、巻取部２０は、各巻取軸２１が巻取モータ２２によって回転駆動されることで、巻取リール２３が回転され、分割シートＳ２を牽引しつつ巻き取るものとなっている。従って、この巻取部２０が、本発明で言うスリッタ装置１における「引出機構」に相当する。因みに、詳細は省略するが、巻取モータ２２は、巻取リール２３に巻かれた分割シートＳ２の巻径と巻取り時に検出された分割シートＳ２の張力（巻取張力）とに基づいて駆動トルクが制御される。これにより、巻取部２０においては、各分割シートＳ２が一定の張力で巻取リール２３に巻き取られる。

以上述べたようなシート加工部２に対しプリプレグシートＳ１を供給する本発明による供給装置としてのシート供給部３は、以下に詳述するものとなっている。

図１〜３に示すように、シート供給部３は、主たる構成として、フレーム３０と、プリプレグロールＲを支持する支持架台４０と、フレーム３０に対し支持架台４０を回転可能に支持すると共に支持架台４０を回転駆動するための回転駆動機構５０と、プリプレグロールＲから引き出されたプリプレグシートＳ１が巻き掛けられてプリプレグシートＳ１をシート加工部２の方へ転向させるべく案内するガイドローラ６１とを含む。

フレーム３０は、シート供給部３の全体を支持するための基台部３１と、幅方向（支持されるプリプレグロールＲの軸心方向）の両側のそれぞれにおいて基台部３１に立設された一対の支柱３２、３２とを含む。

また、各支柱３２の上端には、板状の支持ブラケット３３が固定されている。そして、その対向する一対の支持ブラケット３３、３３間には、ガイドローラ６１が架設されている。すなわち、ガイドローラ６１は、その両端部のそれぞれにおいて支持ブラケット３３に支持されており、一対の支柱３２、３２（一対の支持ブラケット３３、３３）間において、その支持ブラケット３３を介して両支柱３２、３２に支持されるかたちで設けられている。但し、その支持状態において、ガイドローラ６１は、後述のように回転可能となっている。因みに、フレーム３０において、支持ブラケット３３よりも下方には、一対の支柱３２、３２間に梁部材３５が架設されている。

また、ガイドローラ６１は、前記のようにプリプレグロールＲから引き出されたプリプレグシートＳ１を案内するものであるが、それに加え、前記幅方向におけるプリプレグシートＳ１の両端部の張力を検出するための張力検出装置６０の一部としても機能するものとなっている。詳しくは、以下の通りである。

前記のようにガイドローラ６１の各端部を支持する各支持ブラケット３３には、その内側面において、張力検出レバー３４が支持されている。なお、各張力検出レバー３４は、その中間部において、軸３６及び軸受３７を介して支持ブラケット３３に対し回動可能に支持されている。

また、各張力検出レバー３４の一端には、その厚さ方向（前記軸３６の軸心方向）に貫通する貫通孔３４ａが形成されている。そして、この貫通孔３４ａに対し軸受３８の外輪が嵌挿されると共に、その軸受３８の内輪に対し、ガイドローラ６１の両端部に突設された軸部６１ａが嵌挿されることにより、ガイドローラ６１が張力検出レバー３４を介して支持ブラケット３３に支持された状態となる。それにより、ガイドローラ６１は、張力検出レバー３４を介し、前記のように支持ブラケット３３に支持された状態となり、且つ、その支持状態において回転可能な状態となっている。

そして、各張力検出レバー３４の他端には、張力検出器としてのロードセル６２が連結される。その各ロードセル６２は、その両端に取り付けられた軸６２ａの一方が球面軸受等を介して張力検出レバー３４に連結され、軸６２ａの他方が球面軸受６２ｂ等を介して支持ブラケット３３の内側面に固定されるかたちで設けられている。このように、支持ブラケット３３に対し回動可能に支持された各張力検出レバー３４は、ロードセル６２によってその回動が支持されており、それにより、ガイドローラ６１は、その両端部において、張力検出レバー３４を介してロードセル６２に連結されると共に、所定の位置で支持された状態となっている。

この構成により、ガイドローラ６１に対して巻き掛けられているプリプレグシートＳ１の張力がガイドローラ６１に作用し、ガイドローラ６１に作用する荷重が各ロードセル６２によって検出される。また、前記幅方向においてプリプレグシートＳ１に張力差が存在している場合には、各ロードセル６２の検出値は、上記張力差に比例した異なるものとなる。

支持架台４０は、梁部材３５よりも下方において、後述の回転駆動機構５０を介し、フレーム３０の基台部３１に対し回転可能に支持されている。この支持架台４０は、フレーム３０に支持されるベース部４１と、前記幅方向の両側のそれぞれにおいてベース部４１に対し立設された一対の支持壁４２、４２とを含む。なお、ベース部４１は、平面視において略矩形状に形成されている。

また、支持架台４０において、一対の支持壁４２、４２間には、プリプレグロールＲを支持するための支持軸としての送出軸４３が架設される。より詳しくは、各支持壁４２の上端部には、送出軸４３の端部を回転可能に且つ変位不能に係止する係止機構４４が設けられている。そして、送出軸４３は、この係止機構４４によってその両端部のそれぞれが係止されることにより、その両端部において一対の支持壁４２、４２によって支持された状態となり、一対の支持壁４２、４２間において回転可能に架設された状態となっている。なお、送出軸４３は、支持架台４０におけるベース部４１の上面、及びガイドローラ６１と平行に設けられている。そして、この送出軸４３には、プリプレグロールＲが相対回転不能に支持される。

また、一対の支持壁４２、４２の一方には、その外側面に取り付けられるかたちで、送出軸４３を回転駆動するための送出用の駆動モータ（送出モータ）４５が支持されている。そして、その送出モータ４５は、出力軸４５ａを前記幅方向と平行に向けるかたちで設けられており、その上で、その出力軸４５ａが送出軸４３の一端に連結された状態となっている。因みに、詳細は省略するが、送出モータ４５は、プリプレグロールＲからプリプレグシートＳ１を積極的に送り出すために送出軸４３を回転駆動するものであって、プリプレグシートＳ１が一定速で送り出されるように、プリプレグロールＲの巻径に基づいて回転速度が制御される。

回転駆動機構５０は、図５において詳細に示されているように、フレーム３０における基台部３１に固定されるハウジング５５と、ハウジング５５の内部においてハウジング５５に対し回転自在に支持された回転軸５１と、回転軸５１をハウジング５５に対し回転自在に支持するためにハウジング５５と回転軸５１との間に設けられた軸受５２と、回転軸５１を所定量（任意角度）回転駆動するための回転量調整機構５９と、所定量回転させた回転軸５１を保持するためのクランプ機構５６とを含む。

なお、その回転駆動機構５０において、回転量調整機構５９は、本実施例ではウォームギヤ機構であって、回転軸５１に対して相対回転不能に固定されたウォームホイール５３と、ウォームホイール５３と噛み合うウォーム５４とを含む。

また、その回転量調整機構５９について、ウォームホイール５３は、そのボス部５３ａが貫通孔を有し、その貫通孔に対し回転軸５１が嵌挿された状態で、回転軸５１の中間部に対しボス部５３ａにおいて相対回転不能に取り付けられている。一方、ウォーム５４は、その軸心方向に延在する軸部５４ａにおいて、軸受５４ｃを介してハウジング５５に対し回転自在に支持されている。そして、ウォーム５４は、軸部５４ａに連続するウォーム部５４ｂがウォームホイール５３と噛み合うと共に、軸部５４ａがギア列５８を介してアクチュエータとしての回転式の電動モータ（駆動モータ）５７の出力軸５７ａに連結されている。なお、この駆動モータ５７は、ハウジング５５の側面の一面に取り付けられている。

クランプ機構５６は、本実施例では、回転軸５１に対し相対回転不能に取り付けられたリング状のクランプディスク８１と、ハウジング５５との協働でクランプディスク８１を挟持してクランプディスク８１に対し制動力を作用させる押圧機構８２とを含むディクスクランプ形式のものとなっている。また、押圧機構８２は、クランプディスク８１に対し押圧力を作用させるリング状のピストン部材８４と、ハウジング５５に固定されると共に回転軸５１の軸線方向におけるピストン部材８４の移動を案内する固定部材８３と、ピストン部材８４を反クランプディスク側へ付勢する圧縮スプリング８５とを含む。但し、その固定部材８３は、回転軸５１の軸線方向における一方側においてハウジング５５のカバーを兼ねている。

この押圧機構８２について、より詳しくは、ピストン部材８４は、クランプディスク８１に対して回転軸５１の軸線方向に平行な方向において対向するように、固定部材８３とハウジング５５との間に形成されたリング状の空間に対し嵌挿され、回転軸５１の軸線方向に沿って移動可能に設けられている。また、圧縮スプリング８５は、ピストン部材８４とハウジング５５との間において円周方向に間隔をおいて複数箇所に配設されており、ピストン部材８４に対し反クランプディスク側への付勢力を作用させている。従って、ピストン部材８４は、圧縮スプリング８５の付勢力によって常時固定部材８３側（反クランプディスク側）へ付勢されている。更に、固定部材８３とピストン部材８４との間に形成されたリング状の空間８６には、ハウジング５５に形成された流体供給路８７から圧力流体（例えば、圧油）が供給されるようになっている。

そして、クランプ機構５６では、その作動状態において、流体供給路８７から圧力流体が供給されて前記空間８６における圧力流体の圧力が高められることにより、ピストン部材８４が圧縮スプリング８５の付勢力に抗してクランプディスク８１側へ変位すると共に、クランプディスク８１に対し押圧力を作用させた状態となる。その結果、クランプディスク８１がピストン部材８４とハウジング５５とで挟持（クランプ）され、クランプディスク８１が相対回転不能に取り付けられた回転軸５１が回転不能に保持される。

そして、支持架台４０は、このような回転駆動機構５０を介してフレーム３０に対して支持されている。具体的には、支持架台４０は、回転駆動機構５０における回転軸５１の上端（回転軸５１の軸線方向の他端）に固定されている。より詳しくは、図３に示すように、支持架台４０のベース部４１は梁材４１ａを矩形状に組み合わせて構成されており、前後の各梁材４１ａの上面には、それら両梁材４１ａ、４１ａに掛け渡されるかたちで板状の支持板４１ｂが固定されている。そして、支持架台４０は、その支持板４１ｂが回転駆動機構５０における回転軸５１の上端に固定されることにより、回転軸５１に対して固定される。

その上で、前記のように、その支持架台４０が固定される回転駆動機構５０における回転軸５１は、フレーム３０における基台部３１に載置固定される回転駆動機構５０のハウジング５５に対し、軸受５２を介して回転可能に支持されている。従って、それらの構成により、支持架台４０は、フレーム３０の基台部３１に対し、回転駆動機構５０のハウジング５５、軸受５２及び回転軸５１を介して回転可能に支持された状態となっている。

なお、回転駆動機構５０において、回転軸５１は、鉛直方向に向けて延在する状態で、フレーム３０に固定されたハウジング５５に支持されている。よって、回転軸５１に支持される支持架台４０のベース部４１（支持板４１ｂ）の上面は水平方向と平行になっており、この支持架台４０によりベース部４１の上面と平行に支持される係合ローラとしての送出軸４３も、その軸心が水平方向に延在する状態となっている。

また、回転軸５１と支持架台４０との位置関係について、前後方向に関しては、回転軸５１の軸線の延長線上に、支持架台４０に支持される送出軸４３の軸心が位置するものとなっている。また、前記幅方向に関しては、支持架台４０（送出軸４３）にプリプレグロールＲが装着された状態で、回転軸５１の軸線の延長線上に、プリプレグロールＲの中心が位置するものとなる。従って、支持架台４０は、支持するプリプレグロールＲが前後方向及び幅方向の中心を回転中心として回動されるように、回転軸５１に対し支持されている。

この回転軸５１を含む回転駆動機構５０においては、クランプ機構５６が不作動状態にされると共に、駆動モータ５７が駆動されることにより、その出力軸５７ａの回転がギア列５８、ウォーム５４を介してウォームホイール５３に伝達され、それに伴って回転軸５１が回転する。そして、駆動モータ５７の駆動に伴う出力軸５７ａの回転量、及びギア列５８の減速比並びにウォーム５４とウォームホイール５３との減速比に応じて、回転軸５１が回転駆動され、回転軸５１に連結された支持架台４０（支持板４１ｂ）が回転駆動される。また、支持架台４０（支持板４１ｂ）が回転駆動された後は、クランプ機構５６が再び作動状態となって回転軸５１が回転不能に保持されることにより、支持架台４０が回転不能に保持された状態となる。

以上で述べたように、支持架台４０は、回転駆動機構５０におけるハウジング５５及び回転軸５１を介してフレーム３０に対し回動変位可能に支持されると共に、支持軸としての送出軸４３を支持している。そして、支持架台４０が回動変位することにより、送出軸４３が回動する構成となっている。ここで、支持架台４０が回動可能であるということは、送出軸４３が回動可能であるということであり、送出軸４３が回動可能ということは、送出軸４３は、自身が係合する（巻軸Ｒ１を介して間接的に係合する）プリプレグロールＲ（＝プリプレグロールＲを形成する巻かれた状態のプリプレグシートＳ１）に対し、そのシート面と交差する方向へ傾斜可能であると言える。

従って、本実施例の場合では、送出軸４３（支持軸）が本発明で言う「係合ローラ」に相当し、その係合ローラとしての送出軸４３がプリプレグロールＲ内のプリプレグシートＳ１に対し間接的に係合する構成となっている。また、その係合ローラとしての送出軸４３を支持する支持架台４０、及び支持架台４０を回転可能とするための回転駆動機構５０における回転軸５１等で構成される部分が本発明で言う「支持機構」に相当する。但し、本実施例の場合、フレーム３０の基台部３１に対し固定的に設けられる回転駆動機構５０におけるハウジング５５は、本発明で言う「フレーム」の一部に相当する。

また、支持架台４０が固定される回転駆動機構５０における回転軸５１は、回転駆動機構５０における駆動モータ５７（回転式の電動モータ）によって回転駆動されるものであるから、本実施例では、この駆動モータ５７が本発明で言う「アクチュエータ」に相当する。そして、プリプレグシートＳ１が巻き掛けられるガイドローラ６１、ガイドローラ６１をその両端部において支持する一対の張力検出レバー３４、及び張力検出レバー３４を介してガイドローラ６１の両端部のそれぞれに連結される一対のロードセル６２、６２が、本発明で言う「張力検出装置６０」の一部（機械的な構成要素）に相当する。

また、本発明による供給装置としてのシート供給部３は、駆動モータ５７の駆動を制御するための駆動制御装置７０を含む。その駆動制御装置７０は、例えば図６に示すようなものである。因みに、その図６には、その駆動制御装置７０に加え、張力検出装置６０の一部も示されており、また、その張力検出装置６０の一部には、機械的な構成要素である一対のロードセル６２、６２も一緒に示されている。

なお、本実施例では、張力検出装置６０は、プリプレグシートＳ１の幅方向における両端部の張力を検出することに加え、その検出された両端部の張力の差（張力差）を検出するものとなっている。従って、張力検出装置６０は、その張力差を検出するための構成として、両ロードセル６２、６２（図６：Lc1、Lc2）からの信号に基づいて前記張力差を偏差として検出する偏差検出器６３を有している。従って、本実施例における本発明で言う「張力検出装置」は、前記した機械的な構成要素としてのガイドローラ６１、張力検出レバー３４、ロードセル６２に加え、この電気的な構成要素としての偏差検出器６３を含むものとなっている。

駆動制御装置７０は、張力検出装置６０によって検出された前記張力差に基づいて駆動モータ５７の駆動を制御するものであり、ＰＩＤ制御器７１と、駆動制御器としてのドライバ７２とを有する。そして、その駆動制御装置７０において、ＰＩＤ制御器７１は、張力検出装置６０における偏差検出器６３から出力される偏差信号であって偏差検出器６３によって検出された前記張力差に応じた偏差信号に基づき、ＰＩＤ演算により、その偏差が解消されるような、すなわち、前記張力差が零となるような前記駆動モータ５７の補正回転量を求め、その求めた補正回転量をドライバ７２へ出力する。

なお、張力検出装置６０における偏差検出器６３は、両ロードセル６２、６２（Lc1、Lc2）からの検出信号に基づいて前記張力差（偏差）を検出するものであるが、本実施例では、一方のロードセル６２からの検出信号を基準として偏差を求めるものとなっている。従って、偏差は、両ロードセル６２、６２（Lc1、Lc2）からの検出信号の大小に応じて、プラスの偏差又はマイナスの偏差として求められる。そのため、偏差検出器６３から駆動制御装置７０におけるＰＩＤ制御器７１へ出力される偏差信号は、偏差量（張力差）に加え、そのような偏差の方向（プラス方向又はマイナス方向）を含んでいる。

そして、ＰＩＤ制御器７１は、そのような偏差方向と偏差量とを含む偏差信号に基づき、その偏差が解消される（零となる）ように、前記偏差方向に応じた回転方向の補正回転量をＰＩＤ演算によって求め、その補正回転量に応じた駆動信号をドライバ７２へ向けて出力する。そのドライバ７２は、駆動信号に対応して駆動モータ５７を回転させる増幅回路であり、ＰＩＤ制御器７１からの駆動信号が正であれば、駆動モータ５７を所定量正転させ、負であれば駆動モータ５７を所定量逆転させる。

以上で述べたシート供給部３における構成の作用について、以下に詳述する。

先ず、プリプレグロールＲを相対回転不能に支持する送出軸４３が駆動モータ５７で駆動されることにより、プリプレグロールＲから所定の速度でプリプレグシートＳ１が積極的に送り出される。一方、シート加工部２における巻取部２０においては、所望の巻取張力となるようにスリット後のプリプレグシート（分割シートＳ２）が巻き取られている（牽引されている）。その結果として、プリプレグシートＳ１は、所定の張力（全体張力）を維持した状態で、シート供給部３におけるガイドローラ６１に巻き掛けられて案内された状態となる。従って、ガイドローラ６１に対しては、プリプレグシートＳ１の張力による荷重が作用した状態となる。

但し、背景技術の欄でも述べたように、プリプレグロールＲ（原反ロール）に巻かれた状態のプリプレグシートＳ１は、部分的にではあるが内部応力（残留応力）が幅方向において差が付いた状態となっている場合があり、そのような部分は、引き出された際に幅方向において張力差を有した状態となっている。そして、シート供給部３においては、ガイドローラ６１の両端部のそれぞれにロードセル６２が連結されているため、そのようにプリプレグシートＳ１が幅方向において張力差を有する状態となっている場合には、各ロードセル６２による検出値（各ロードセル６２に掛かる荷重）は、その張力差に応じて異なるものとなる。

張力検出装置６０における偏差検出器６３は、一方のロードセル６２による検出値を基準として、両ロードセル６２、６２（Lc1、Lc2）からの検出信号に基づき、両ロードセル６２、６２による検出値の偏差を求める。この場合に、プリプレグシートＳ１が幅方向に張力差を有していない場合には、前記偏差が零となるため、偏差検出器６３から出力される偏差信号のレベルは零となる。一方で、プリプレグシートＳ１が前記のように幅方向において張力差を有している場合には、それが各ロードセル６２の検出値の差となって現れ、偏差検出器６３から出力される偏差信号のレベルがその検出値の差（張力差）に応じたものとなる。

駆動制御器７０では、ＰＩＤ制御器７１が、所定の補正周期毎に、偏差検出器６３からの偏差信号に基づいてＰＩＤ演算を行い、その演算結果に基づいて得られた駆動信号をドライバ７２へ向けて出力する。そして、ドライバ７２は、その駆動信号に基づいて駆動モータ５７を駆動する。そして、その駆動制御装置７０により、駆動モータ５７（出力軸５７ａ）が前記張力差に基づく偏差の方向及び偏差量に応じた回転方向及び回転量で回転駆動されることにより、プリプレグロールＲを支持する支持架台４０が、回転駆動機構５０における回転軸５１の軸線を中心として、前記回転方向及び回転量に応じて回動される。

回転駆動機構５０における回転軸５１に支持される支持架台４０上では、係合ローラとしての送出軸（支持軸）４３は、その軸心が水平方向に延在する状態で支持されており、しかも、この軸心が、前記回転軸５１の軸線の延長線（鉛直線）上に位置する状態となっている。従って、支持架台４０は、送出軸４３の軸心と直交する方向の回転軸線周りに回転可能にフレーム３０に対して支持されている。そして、前記支持架台４０の回動に伴い、送出軸４３も（平面的に見て）前記回転軸５１の軸線を中心に水平方向に回動する。また、送出軸４３上では、プリプレグロールＲが、その幅方向の中心を前記回転軸５１の軸線の延長線に一致させた状態で支持されている。従って、前記の送出軸４３の回動に伴い、プリプレグロールＲも送出軸４３と同様に回動する。

そして、そのように伴ってプリプレグロールＲが回動されると、プリプレグシートＳ１の幅方向における両端部で比較すると、プリプレグシートＳ１のプリプレグロールＲからの離間位置からガイドローラ６１までにおける、プリプレグシートＳ１の経路長が変化する。具体的には、前記回動により前後方向においてガイドローラ６１から離間する側の端部では前記経路長が長くなり、ガイドローラ６１に接近する側の端部では前記経路長が短くなる。これをプリプレグシートＳ１のシート面全体で言うと、幅方向における中央から前記離間側の端部までは経路長が長くなると共に端部に近い方が経路長がより長くなり、また、中央から前記接近側の端部までは経路長が短くなると共に端部に近い方が経路長がより短くなる。そして、この経路長の変化により、プリプレグシートＳ１の張力がその経路長の変化に伴って変化する。

従って、張力検出装置６０によりプリプレグシートＳ１が幅方向における張力差が検出された場合には、張力が高く検出された側の端部が前記接近側となる（張力の低い側が離間側となる）ようにプリプレグロールＲを回動させることにより、前記張力差が補正される。

なお、張力差が補正された後にも連続してプリプレグロールＲからプリプレグシートＳ１が引き出されており、前記補正後に再度、プリプレグシートＳ１の幅方向における両端部において張力差を生じた状態が発生する場合がある。

例えば、プリプレグシートＳ１において、内部応力（残留応力）が幅方向において差が付いた状態となっている部分がプリプレグロールＲから引き出される際には、その部分が引き出された際にプリプレグシートＳ１が幅方向において張力差を有するものとなっており、それに伴って前記経路長が変更され、前記張力差が補正されるものであるが、その後にプリプレグロールＲから引き出される部分が幅方向において内部応力（残留応力）に差を有していない場合には、変更された前記経路長によって張力差が発生する場合がある。また、プリプレグロールＲに巻かれているプリプレグシートＳ１が幅方向において内部応力（残留応力）に差を有しているとしても、その差は各部分において常に一様ではないため、前記のように一旦補正したとしても、プリプレグロールＲから引き出されたプリプレグシートＳ１が再び幅方向において張力差を有している状態となっている場合がある。この場合は、張力検出装置６０において再び張力差が検出されるため、それに基づいて前記のような補正制御が行われる。

以上では、本発明によるスリッタ装置におけるプリプレグシートの供給装置の一実施例について説明したが、前記実施例については、以下のような変形も可能である。

前記実施例では、回転駆動機構５０における回転軸５１の回転により、支持架台４０を水平方向に回動させ、それにより係合ローラとしての送出軸４３（支持軸）を水平方向に回動させて前記経路長の変化を生じさせるものとしたが、本発明はこれに限らず、支持架台４０（送出軸４３）を水平方向と異なる方向へ回動させて前記経路長の変化を生じさせるものとしても良い。

例えば、図７に示すように、支持架台４０Ａを、その前後の一方の端部に、送出軸４３を支持する一対の支持壁４２、４２と直交して幅方向に延在する固定壁４６を有する構成にすると共に、前記実施例と同様の構成を有する回転駆動機構５０Ａを、縦置き（回転軸５１Ａの軸線が水平方向に延在する配置）の状態でフレーム３０Ａに支持される構成とする。その上で、支持架台４０Ａを、前記固定壁４６において回転駆動機構５０Ａにおける回転軸５１Ａに対し取り付けることにより、回転駆動機構５０Ａを介して支持架台４０Ａがフレーム３０Ａに対し回転可能に支持された状態とする。また、この場合における回転駆動機構５０Ａに対する支持架台４０Ａの位置関係は、送出軸４３の軸心が回転軸５１Ａの軸線と同じ高さ位置であって、回転軸５１Ａの軸線の延長線が幅方向における送出軸４３の中心を通るものとなっている。

この構成によれば、回転駆動機構５０Ａによる支持架台４０Ａの回動変位に伴い、送出軸４３（プリプレグロールＲ）が、（正面視において）回転軸５１Ａの軸線周りに（回転軸５１の軸線を中心として）回動変位する。そして、この変形例の構成によっても前記実施例と同様の作用・効果が得られる。

なお、プリプレグロール（原反ロール）Ｒを支持する送出軸（支持軸）４３を係合ローラとする場合、プリプレグシートＳ１は送出軸４３の周囲全周に亘って存在する。そのため、送出軸４３をいずれの方向に回動変位させても、送出軸４３の軸心は、その変位前の前記プリプレグシートＳ１のシート面に対し傾斜した状態となる。従って、プリプレグロール（原反ロール）Ｒを支持する送出軸（支持軸）４３を係合ローラとする場合には、送出軸４３（支持架台４０）の変位方向はいずれの方向であっても良い。

また、前記実施例では、プリプレグロールＲ（原反ロール）を支持する送出軸４３（支持軸）を係合ローラとしたが、本発明はこれに限らず、例えば、図８に示す例のように、プリプレグロールＲよりも下流側でプリプレグシートＳ１に係合する専用の係合ローラ９１を設け、この係合ローラ９１の両端部をフレームに対し変位可能に支持する構成としても良い。より詳しくは、以下の通りである。

図８の構成は、ロードセル６４が連結されたガイドローラ９２（前記実施例のガイドローラ６１に相当）の上流側に別のガイドローラ９３を設けると共に、これら両ガイドローラ９２、９３間に、図示しないフレームに対し変位可能に支持された係合ローラ９１を設けたものである。

この係合ローラ９１は、その両端の軸部９１ａにおいて支持台９４に支持されている。因みに、支持台９４は、係合ローラ９１の幅方向に対向する一対の対峙壁９４ａ、９４ａと、一対の対峙壁９４ａ、９４ａの下端部を繋ぐ台座壁９４ｂとを含む。従って、係合ローラ９１は、両端の軸部９１ａ、９１ａにおいて支持台９４における一対の対峙壁９４ａ、９４ａに架設された状態で支持されており、その支持台９４（台座壁９４ｂ）は、前記実施例と同様の構成を有する回転駆動機構５０Ｂであって、前記実施例と同様に横置き（回転軸の軸線が鉛直方向に延在する配置）にした状態で設けられた回転駆動機構５０Ｂを介してフレームに支持されている。すなわち、支持台９４は、フレームに対し、回転駆動機構５０Ｂにおけるハウジング、軸受及び回転軸５１Ｂを介して水平方向に回動変位可能に支持されている。そして、この場合は、本発明で言う「支持機構」は、前記の支持台９４、回転駆動機構５０Ｂにおける回転軸５１Ｂ等で構成されたものとなる。

そして、この係合ローラ９１に対し、図示のようにプリプレグシートＳ１が巻き掛けられており、係合ローラ９１が回転駆動機構５０Ｂによって回動変位されることにより、前記実施例と同様の作用・効果が得られる。なお、図８の構成においては、係合ローラ９１よりも上流側に設けられるガイドローラ９３については、省略可能である。

なお、以上で説明した例では、回転駆動機構５０（５０Ａ、５０Ｂ）は、駆動モータ５７及びウォームギア機構５９等を含み、駆動モータ５７（出力軸５７ａ）をギア列５８、ウォームギヤ機構５９を介して回転軸５１に連結するものとしたが、これに代えて、回転駆動機構を、回転軸５１に対し直接的に連結されて回転軸５１を回転駆動する直接駆動型モータ（ダイレクトドライブモータ）としても良い。

また、前記の図８の例のように専用の係合ローラを設ける場合には、以下の１）〜３）で説明するような構成を採用することも可能である。

１）図８の構成では、ロードセル６４が連結されるガイドローラ９２よりも上流側に係合ローラ９１を設ける構成としてあるが、係合ローラ９１は、そのガイドローラ９２よりも下流側でプリプレグシートＳ１に係合するものであっても良い。

２）図８の構成では、係合ローラ９１は、支持台９４を介して支持されており、回転駆動機構５０Ｂのアクチュエータによって支持台９４を回動変位させることにより、回動前におけるシート面に対し傾斜して交差する方向へ回動変位されるものとしたが、これに代えて、係合ローラの両端部のそれぞれがフレームに対し変位可能に支持され、係合ローラの両端部をそれぞれ別のアクチュエータにより変位させる構成としても良い。図示省略するが、より具体的な構成としては、以下のようなものが考えられる。

例えば、係合ローラの両端部のそれぞれに対応する位置で、フレームに対し、設定された変位方向へ変位可能に支持された一対の軸支持部材を設ける。また、各軸支持部材をフレームに対し変位可能とする構成としては、設定された変位方向に延在すると共に軸支持部材の変位を案内するスライドレール等のガイド部材を、係合ローラの両側においてフレームに対し固定して設ける。また、前記のガイド部材上で軸支持部材を変位させる構成としては、アクチュエータとしての回転式の電動モータが連結されたボールねじ機構や、直動式の電動モータ（リニアモータ）等が考えられる。

但し、この構成の場合、係合ローラの端部が変位することによる係合ローラの傾動を許容するために、軸支持部材は、ガイド部材上を変位する部分と係合ローラの軸部が連結される部分との間で回動が許容される構成となっている必要がある。また、係合ローラの傾動に伴い、水平方向における係合ローラの距離（より詳しくは、係合ローラの両軸部における両端間の水平方向における距離）が変位するため、軸支持部材に対し係合ローラの軸部がその軸線方向へ変位可能に支持されている必要がある。

そして、この構成の場合の各アクチュエータの制御としては、前記実施例の張力差に基づく制御に代え、対応するプリプレグシートＳ１の端部の検出張力値と基準値とを比較し、基準値と検出張力値との偏差に基づいて各アクチュエータの駆動を制御するものとすればよい。なお、この構成の場合、前記の軸支持部材とガイド部材との組み合わせが本発明で言う「支持機構」に相当する。

また、以上のような係合ローラの両端部をそれぞれ別のアクチュエータにより変位させる構成については、前記実施例におけるプリプレグロールＲを支持する送出軸４３を係合ローラとする場合にも適用可能である。そして、その場合は、前記実施例の支持架台４０は省略される。

３）図８の構成では、係合ローラに対しプリプレグシートＳ１が巻き掛けられた状態で案内されるものとなっているが、前記のように係合ローラの両端部がそれぞれ別のアクチュエータで変位される構成の場合であれば、係合ローラは、初期状態において、その軸心がシート面と平行であってプリプレグシートＳ１の引き出し方向と直交する方向に延在するように配置され、単にシート面に対し当接した状態で設けられるものであっても良い。

但し、この構成の場合、プリプレグシートＳ１のシート面に沿って係合ローラを変位させても、言い換えれば、軸心がプリプレグシートＳ１と平行な仮想平面内で変位するように係合ローラを変位させたとしても、プリプレグシートＳ１については、前記実施例等のように前記経路長の変化は発生し得ないため、係合ローラ９１の変位方向については、当然ながら係合ローラ９１の端部がシート面に対し交差する方向へ変位するものに設定される。

また、この構成の場合、前記初期状態においては、一方のアクチュエータのみにより係合ローラ９１の変位が行われるようにする方が好ましい。何故なら、張力の検出結果に基づいて両アクチュエータを駆動する構成とした場合、一方のアクチュエータが係合ローラ９１の一端をシート面側へ向けて変位させると、他方のアクチュエータは係合ローラの他端をシート面から離間させるように変位させるものとなり、係合ローラが他端側においてシート面から離間した状態となるため好ましくない。従って、この構成の場合には、前記初期状態の位置に対し、反シート面側へ係合ローラの端部を変位させるようなアクチュエータの駆動が行われないようにアクチュエータの駆動を制御することが好ましい。

なお、本発明は前記実施例等に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能である。

１ スリッタ装置
２ シート加工部
１０ スリット部
１１ カッタローラ
１２ カッタ（スコアカッタ）
２０ 巻取部
２１ 巻取軸
２２ 巻取モータ（駆動モータ）
２３ 巻取リール
２４ プリプレグロール
３ シート供給部
３０ フレーム
３０Ａ フレーム
３１ 基台部
３２ 支柱
３３ 支持ブラケット
３４ 張力検出レバー
４０ 支持架台
４０Ａ 支持架台
４１ ベース部
４２ 支持壁
４３ 送出軸（支持軸、係合ローラ）
４４ 係止機構
４５ 送出モータ（駆動モータ）
４６ 固定壁
５０ 回転駆動機構
５０Ａ 回転駆動機構
５０Ｂ 回転駆動機構
５１ 回転軸
５１Ａ 回転軸
５１Ｂ 回転軸
５２ 軸受
５３ ウォームホイール
５４ ウォーム
５５ ハウジング
５６ クランプ機構
５７ 駆動モータ
５８ ギア列
５９ ウォームギヤ機構（回転量調整機構）
６０ 張力検出装置
６１ ガイドローラ
６２ ロードセル
６３ 偏差検出器
６４ ロードセル
７０ 駆動制御装置
７１ ＰＩＤ制御器
７２ ドライバ（駆動制御器）
８１ クランプディスク
８２ 押圧機構
８３ 固定部材
８４ ピストン部材
８５ 圧縮スプリング
８６ 空間
８７ 流体供給路
９１ 係合ローラ
９２ ガイドローラ
９３ ガイドローラ
９４ 支持台
Ｓ１ プリプレグシート
Ｓ２ プリプレグシート（分割シート）
Ｒ プリプレグロール
Ｒ１ 巻軸

Claims (4)

1. 長尺のプリプレグによるプリプレグシートがロール状に巻かれて構成された原反ロールから引出機構によって前記プリプレグシートを引き出すと共にスリット部を含むシート加工部において前記プリプレグシートを縦方向にスリットして分割するスリッタ装置に用いられる供給装置であって、フレームに対し前記原反ロールを回転可能に支持する前記プリプレグシートの供給装置において、
   前記スリット部よりも上流側で前記プリプレグシートの幅方向に関する両端部における張力を検出する張力検出装置と、
   前記スリット部よりも上流側で前記プリプレグシートに係合する係合ローラと、
   前記係合ローラの両端部を支持する支持機構であって前記係合ローラの軸心を前記係合ローラが係合する前記プリプレグシートのシート面に対し交差する方向へ傾斜可能とすべく前記フレームに対し変位可能に支持された支持機構と、
   前記支持機構に連結されて前記支持機構を変位させるアクチュエータと、
   前記張力検出装置で検出された張力に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御装置と、
   を備えることを特徴とするスリッタ装置におけるプリプレグシートの供給装置。
2. 前記原反ロールから引き出された前記プリプレグシートを前記スリット部へ向けて案内すべく前記原反ロールから引き出された前記プリプレグシートの経路を転向させるように前記プリプレグシートを案内するガイドローラを備え、
   前記係合ローラは、前記ガイドロールに対し上流側において前記プリプレグシートと係合する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスリッタ装置におけるプリプレグシートの供給装置。
3. 前記係合ローラは、前記フレームに対し前記原反ロールを支持する支持軸である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスリッタ装置におけるプリプレグシートの供給装置。
4. 前記支持機構は、前記支持軸の両端部を支持する支持架台であって前記支持軸の軸心と直交する方向の回転軸線周りに回転可能に前記フレームに対し支持された支持架台を含み、
   前記アクチュエータは、前記支持架台を前記回転軸線周りに回転駆動すべく前記支持架台に連結された回転式の電動モータであり、
   前記駆動制御装置は、前記張力検出装置によって検出された前記プリプレグシートの幅方向における両端部の張力の張力差に基づいて前記電動モータの回転量を制御する、
   ことを特徴とする請求項３に記載のスリッタ装置におけるプリプレグシートの供給装置。

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