JP6744043B2 - Heating device for thermoplastic carbon fiber materials - Google Patents
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Description
本発明は、熱可塑性炭素繊維材用加熱装置に関する。 The present invention relates to a heating device for thermoplastic carbon fiber materials.
近年、炭素繊維を含有した炭素繊維材が普及しつつある。炭素繊維材には、焼成によって硬化する樹脂を用いた熱硬化性炭素繊維材と、加熱すると軟化する樹脂を用いた熱可塑性炭素繊維材とがある。現在普及している炭素繊維材の多くは熱硬化性炭素繊維材であるが、熱硬化性炭素繊維材は、廃棄処分が困難であり、また、金属材の加工において従来から広く用いられているプレス成形とは全く異なる手法で成形されるために、プレス成形で生産されていた部材の代替素材として適用することが容易でないといった種々の問題がある。そこで、最近は、廃棄処分が容易であり、また、プレス成形も容易な熱可塑性炭素繊維材が注目されつつある。熱可塑性炭素繊維材は、プレス成型時に加熱される。物品を加熱する装置は、例えば、飲食物やその他各種の分野で用いられている(例えば、特許文献1〜3を参照)。
In recent years, carbon fiber materials containing carbon fibers have become popular. The carbon fiber material includes a thermosetting carbon fiber material that uses a resin that is hardened by firing and a thermoplastic carbon fiber material that uses a resin that softens when heated. Most of the carbon fiber materials currently in widespread use are thermosetting carbon fiber materials, but thermosetting carbon fiber materials are difficult to dispose of, and have been widely used in the past for processing metal materials. Since it is formed by a method completely different from the press forming, there are various problems that it is not easy to apply it as a substitute material for the member produced by the press forming. Therefore, recently, attention has been paid to a thermoplastic carbon fiber material that can be easily disposed of and easily press-molded. The thermoplastic carbon fiber material is heated during press molding. Devices for heating articles are used, for example, in food and drink and various other fields (see, for example,
熱可塑性炭素繊維材は、加熱された状態でも高強度なのでプレス機に求められる加圧力は大きい。また、炭素繊維材は、熱硬化性のものと熱可塑性のものとを問わず、鉄等の材料に比べて非常に高価である。よって、熱可塑性炭素繊維材をプレスする際は、熱可塑性炭素繊維材を適正な温度にすることが求められる。そこで、熱可塑性炭素繊維材を加熱する加熱炉からプレス機への搬送も可及的速やかに行うことが求められるが、加熱されて柔軟な状態になっているシート状の熱可塑性炭素繊維材をプレス機へ正確に位置決めして載置することは容易でない。 Since the thermoplastic carbon fiber material has high strength even in a heated state, the pressing force required for the press machine is large. Further, the carbon fiber material, regardless of whether it is a thermosetting material or a thermoplastic material, is much more expensive than a material such as iron. Therefore, when pressing the thermoplastic carbon fiber material, it is required to bring the thermoplastic carbon fiber material to an appropriate temperature. Therefore, it is required to convey the thermoplastic carbon fiber material from the heating furnace that heats it to the press machine as quickly as possible. Accurate positioning and mounting on a press is not easy.
そこで、本願は、加熱されて柔軟な状態になっているシート状の熱可塑性炭素繊維材をプレス機へ正確に位置決め可能な熱可塑性炭素繊維材用搬送装置を開示する。 Therefore, the present application discloses a thermoplastic carbon fiber material conveying device capable of accurately positioning a sheet-shaped thermoplastic carbon fiber material that has been heated and is in a flexible state on a press machine.
上記課題を解決するため、本発明では、プレス機の付近に配置されるストッパ機構に、加熱炉で加熱されたシート状の熱可塑性炭素繊維材を搬送するベルトコンベアから繰り出される熱可塑性炭素繊維材の端部が当接する当接部と、当該端部を把持する把持部と、を設け、ベルトコンベアの下流側の端部には、当該当接部へ向けてベルトコンベアが折り下がるように傾斜させる角度可変機構を設けることにした。 In order to solve the above problems, in the present invention, a stopper mechanism arranged in the vicinity of a press machine, a thermoplastic carbon fiber material fed from a belt conveyor that conveys a sheet-shaped thermoplastic carbon fiber material heated in a heating furnace. A contact portion with which the end portion of the belt conveyor abuts, and a grip portion for gripping the end portion are provided, and the downstream end of the belt conveyor is inclined so that the belt conveyor folds toward the contact portion. We decided to provide a variable angle mechanism.
詳細には、本発明は、熱可塑性炭素繊維材用搬送装置であって、加熱炉から繰り出されるシート状の熱可塑性炭素繊維材が載るベルトコンベアと、ベルトコンベアの下流側に配置されるプレス機の付近に配置されるストッパ機構であり、ベルトコンベアから繰り出される熱可塑性炭素繊維材の端部が当接する当接部と、当接部によってプレス機に位置決めされる熱可塑性炭素繊維材の端部を把持する把持部と、を有するストッパ機構と、ベルトコンベアの下流側の端部が当接部へ向けて折り下がるように傾斜させる角度可変機構と、
加熱炉から熱可塑性炭素繊維材が繰り出されると、ベルトコンベアの下流側の端部がストッパ機構側へ繰り延びるようにベルトコンベアを移動または伸張させてから、ベルトコンベアの下流側の端部を角度可変機構で傾斜させ、熱可塑性炭素繊維材をベルトコンベアの下流側の端部から繰り出して熱可塑性炭素繊維材の端部をストッパに把持させた後、ベルトコンベアの下流側の端部を角度可変機構で傾斜させたままの状態でベルトコンベアを移動または収縮させてベルトコンベアの下流側の端部をベルトコンベアの上流側へ戻す制御装置と、を備える。
More specifically, the present invention is a carrier device for thermoplastic carbon fiber material, comprising a belt conveyor on which a sheet-like thermoplastic carbon fiber material fed from a heating furnace is placed, and a press machine arranged on the downstream side of the belt conveyor. Is a stopper mechanism disposed near the end of the thermoplastic carbon fiber material fed from the belt conveyor, and an end portion of the thermoplastic carbon fiber material positioned on the press machine by the contact portion. A stopper mechanism having a gripping portion for gripping, and an angle varying mechanism for inclining the downstream end of the belt conveyor so as to fold down toward the contact portion,
When the thermoplastic carbon fiber material is fed from the heating furnace, the belt conveyor is moved or extended so that the downstream end of the belt conveyor extends to the stopper mechanism side, and then the downstream end of the belt conveyor is angled. After tilting with a variable mechanism, the thermoplastic carbon fiber material is fed from the downstream end of the belt conveyor and the end of the thermoplastic carbon fiber material is held by the stopper, and then the angle of the downstream end of the belt conveyor is changed. A control device that moves or contracts the belt conveyor while keeping it tilted by the mechanism to return the downstream end of the belt conveyor to the upstream side of the belt conveyor.
上記の熱可塑性炭素繊維材用加熱装置であれば、加熱された熱可塑性炭素繊維材をプレス機へ可及的速やかに搬送可能であり、且つ、加熱されて柔軟な状態になっているシート状の熱可塑性炭素繊維材が角度可変機構とストッパ機構との連携によってプレス機の適正な場所に位置決め可能である。 If it is the above-mentioned heating device for thermoplastic carbon fiber material, it is possible to convey the heated thermoplastic carbon fiber material to the pressing machine as quickly as possible, and it is a sheet shape that is heated and is in a flexible state. The thermoplastic carbon fiber material can be positioned at an appropriate place on the press machine by the cooperation of the angle varying mechanism and the stopper mechanism.
なお、上記のストッパ機構は、ベルトコンベアの下流側の端部から繰り出される熱可塑性炭素繊維材の端部を受ける受け板と、受け板の上面へ向かって把持部を出し入れする伸縮装置と、を有するものであってもよい。上記の熱可塑性炭素繊維材用加熱装置がこのように構成されていれば、柔軟な状態になっているシート状の熱可塑性炭素繊維材であっても受け板に載るので、伸縮装置で把持部を出し入れするだけで当該熱可塑性炭素繊維材を適正に把持できる。 The stopper mechanism described above includes a receiving plate that receives the end of the thermoplastic carbon fiber material that is fed from the end on the downstream side of the belt conveyor, and an expansion/contraction device that moves the grip portion in and out toward the upper surface of the receiving plate. You may have. If the above-mentioned heating device for thermoplastic carbon fiber material is configured in this way, even a sheet-like thermoplastic carbon fiber material in a flexible state will be placed on the receiving plate, so the gripping part by the expansion/contraction device The thermoplastic carbon fiber material can be properly gripped simply by taking in and out.
また、上記のストッパ機構は、当接部と把持部とを有するストッパを、ベルトコンベアの搬送方向に対して横方向に沿って複数有するものであってもよい。上記の熱可塑性炭素繊維材用加熱装置がこのように構成されていれば、柔軟な状態になっているシート状の熱可塑性炭素繊維材であっても、当該熱可塑性炭素繊維材の進行方向側の端部が複数点で把持されるので、プレスの歩留まりを向上させることができる。 Further, the above stopper mechanism may have a plurality of stoppers each having a contact portion and a grip portion along the lateral direction with respect to the conveyance direction of the belt conveyor. If the above-described heating device for thermoplastic carbon fiber material is configured in this way, even in the sheet-like thermoplastic carbon fiber material in a flexible state, the traveling direction side of the thermoplastic carbon fiber material Since the end portion of is pressed at a plurality of points, the yield of the press can be improved.
また、ストッパ機構は、把持部に把持された熱可塑性炭素繊維材の縁に接触するずれ防止部材を更に有し、制御装置は、熱可塑性炭素繊維材の端部を把持するストッパの把持状態を解除する際、ずれ防止部材が熱可塑性炭素繊維材の縁に接触した状態を維持しながら把持部と当接部を熱可塑性炭素繊維材から離し、次いでずれ防止部材を熱可塑性炭素繊維材の縁から離す動作をストッパ機構に実行させるものであってもよい。上記の熱可塑性炭素繊維材用加熱装置がこのように構成されていれば、加熱によって表面が粘着質になっている熱可塑性炭素繊維材であっても、ストッパ機構による熱可塑性炭素繊維材の把持状態が解除される際に当該熱可塑性炭素繊維材の位置がずれる可能性を低減することができる。 Further, the stopper mechanism further includes a deviation prevention member that comes into contact with the edge of the thermoplastic carbon fiber material gripped by the grip portion, and the control device sets the gripping state of the stopper that grips the end portion of the thermoplastic carbon fiber material. When releasing, the gripping part and the contact part are separated from the thermoplastic carbon fiber material while maintaining the state in which the slip prevention member is in contact with the edge of the thermoplastic carbon fiber material, and then the slip prevention member is attached to the edge of the thermoplastic carbon fiber material. The stopper mechanism may be caused to perform the operation of separating from. If the above-described heating device for thermoplastic carbon fiber material is configured in this way, even if the surface of the thermoplastic carbon fiber material becomes sticky due to heating, the stopper mechanism grips the thermoplastic carbon fiber material. It is possible to reduce the possibility that the position of the thermoplastic carbon fiber material shifts when the state is released.
上記の熱可塑性炭素繊維材用加熱装置であれば、加熱されて柔軟な状態になっているシート状の熱可塑性炭素繊維材であってもプレス機へ正確に位置決め可能である。 With the above-described heating device for thermoplastic carbon fiber material, even a sheet-like thermoplastic carbon fiber material that has been heated and is in a flexible state can be accurately positioned in the pressing machine.
以下、本願発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本願発明の一態様であり、本願発明の技術的範囲を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The embodiment described below is one aspect of the present invention and does not limit the technical scope of the present invention.
図1は、熱可塑性炭素繊維材用加熱システム(以下、単に「加熱システム」という)を示した図である。加熱システム1は、加熱装置2と、加熱装置2から送り出される熱可塑性炭素繊維材をプレス機100へ搬送する搬送装置3とを備える。プレス機100は、加熱された平らな熱可塑性炭素繊維材を圧縮成形する装置であり、様々な金型が装着可能である。加熱システム1は、横幅と長さが共に約1メートル前後の大きさを有するシート状の熱可塑性炭素繊維材を加熱するシステムであり、例えば、自動車のボンネットやドアといった各種の部材をプレス可能な大きさを有する。
FIG. 1 is a diagram showing a heating system for a thermoplastic carbon fiber material (hereinafter, simply referred to as “heating system”). The
加熱装置2は、ヒータを内蔵した加熱炉4と、熱可塑性炭素繊維材を搬送するコンベア5とを備える。コンベア5は、加熱前のシート状の熱可塑性炭素繊維材を搭載するための第1領域26R1と、熱可塑性炭素繊維材が加熱される加熱炉4内の第2領域26R2とを形成するベルトコンベアである。また、搬送装置3は、熱可塑性炭素繊維材を搬送するコンベア6と、コンベア6に運搬される熱可塑性炭素繊維材を把持するストッパ機構7とを備え、加熱装置2が加熱した熱可塑性炭素繊維材を、プレス機100がある第3領域26R3へ搬送する。
The
加熱装置2のコンベア5は、コンベア5の下側から上側へ向かう熱の放射を妨げにくい金網状のベルトを用いたものが好ましく、例えば、食品を取り扱うコンベア等で多用されるいわゆるチョコネットが好適である。コンベア5の第1領域26R1には、熱可塑性炭素繊維材の載置位置を規定する枠8(本願でいう「位置決め部材」の一例である)が取り付けられている。枠8は、加熱システム1に加熱させる熱可塑性炭素繊維材の形と大きさに合わせた内寸を有しており、熱可塑性炭素繊維材の種類に応じた適宜のものがコンベア5に装着される。コンベア5,6を制御する制御装置は、コンベア5,6を規定の制御量に従って動かすので、枠8は、制御装置がコンベア5,6を規定の制御量に従って動かすと、熱可塑性炭素繊維材が第2領域26R2や第3領域26R3における規定の位置になるよう、第1領域26R1において熱可塑性炭素繊維材を載置すべき位置を規定する。
It is preferable that the
図2は、加熱装置2のコンベア5とヒータとの位置関係を示した図である。図2に示されるように、加熱炉4の内部には、棒状のヒータを多数並べたヒータ群9が配置されている。コンベア5は、ヒータ群9の中を通過する搬送路を形成している。コンベア5は、加熱装置2内を周回する無端状のベルトを図示しない駆動装置類で回し、熱可塑性炭素繊維材を加熱炉4の内外へ搬送する。なお、加熱装置2には、熱可塑性炭素繊維材が出入りする加熱炉4の出入口に、加熱炉4内の熱が漏出するのを抑制する電動式の扉が備わっていてもよい。
FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between the
図3は、加熱炉4の内部構造を示した図である。加熱炉4の内部に配置されているヒータ群9は、図3に示すように、コンベア5の上側と下側に並べた多数の棒状のヒータ10によって構成されている。各ヒータ10は、コンベア5の搬送経路の方向に沿って長手方
向が延在するように配置されている。なお、図3では、図面が不鮮明になるのを防ぐため、コンベア5の上側と下側にヒータ10が12本ずつ描かれているが、本実施形態の加熱システム1では、後述するように、コンベア5の上側と下側にはヒータ10が24本ずつ備わっている。
FIG. 3 is a diagram showing an internal structure of the heating furnace 4. As shown in FIG. 3, the heater group 9 arranged inside the heating furnace 4 is composed of a large number of rod-shaped
加熱炉4には、ヒータ10から放たれる赤外線がコンベア5の熱可塑性炭素繊維材Wへ当たるように、ヒータ群9の上側と下側に反射鏡11,12が備わっている。反射鏡11,12は、棒状のヒータ10から放射状に放たれる赤外線が熱可塑性炭素繊維材Wへ向かって反射するよう、互いに平行に配列されたヒータ10に沿って波打つ波形の板材で形成されている。コンベア5の上側と下側に各々配置される2つの反射鏡11,12のうち、コンベア5の上側に配置される反射鏡12の中心部には放射温度計で熱可塑性炭素繊維材Wの表面温度を測定するための開口部13が設けられている。
The heating furnace 4 is provided with reflecting
図4は、ヒータ10を示した図である。ヒータ10は、図4に示されるように、棒状の電熱ヒータであり、両端に接続される電線を通じて印加される両極間の電位差により発熱する。ヒータ10は、ハロゲンヒータよりも中赤外線を効果的に放射できるカーボンヒータが好ましい。ヒータ10は、外気に触れやすい加熱炉4の出入口付近に放射される中赤外線の放射量が加熱炉4の中心部付近より高くなるよう、2種類の発熱体が用いられており、異種素材の棒材同士を接合して1本の棒材を形成している。すなわち、ヒータ10は、中心区画14と外側区画15,16の3つの区画に区分されており、外側区画15,16にある発熱体が中心区画14の発熱体よりも高い熱量(例えば、2割程度)を発するに構成されている。中心区画14の発熱体と外側区画15,16の発熱体とは直列に接合されており、外観上は1本の発熱体を形成している。なお、熱可塑性炭素繊維材Wの温度の均一性を高めたい場合、中赤外線よりも遠赤外線の方が一般的には好ましい。しかし、遠赤外線を放つヒータは、中赤外線を放つヒータよりも昇温時間が長い。よって、遠赤外線を放つヒータを用いると、オンオフ制御による温度調整が難しい。そこで、本実施形態では、中赤外線を放つヒータ10を採用している。
FIG. 4 is a diagram showing the
図5は、ヒータ10の制御方法を解説する図である。ヒータ群9は、既述したように、コンベア5の上側と下側に24本ずつ配置された計48本のヒータ10で構成されている。加熱システム1は、各種の工場に引き込まれている配電線の各相に対応する3つのヒータ10を一つのグループとし、48本のヒータ10を16個のグループ(Gr1〜16)に分けてオンオフ制御している。
FIG. 5 is a diagram illustrating a control method of the
各ヒータ10のオンオフ制御は、例えば、次のようにして行われる。すなわち、各ヒータ10のオンオフ制御を司る制御器は、例えば、2秒を1サイクルとするオンオフ制御を前提とし、1サイクル中にヒータ10の通電をオンにする時間(以下、単に「オン時間」という)の長さがグループ毎に個別に設定されている。例えば、コンベア5の上側にあるヒータ10から放射される赤外線は、コンベア5の下側にあるヒータ10から照射される赤外線のようにコンベア5で遮られることなく熱可塑性炭素繊維材Wへ照射される。よって、コンベア5の上側にあるヒータ10を配下に有するグループ(Gr1〜8)のオン時間は、例えば、コンベア5の下側にあるヒータ10を配下に有するグループ(Gr9〜16)のオン時間より短い時間に設定される。また、コンベア5の中心部に比べて周囲へ放熱しやすいコンベア5の両側部分に位置するグループ(例えば、Gr1,8,9,16)のオン時間は、例えば、中心部側にある他のグループのオン時間より短い時間に設定される。加熱システム1の制御装置は、ヒータの制御器がこのようなパターンの通電を行っている間、図示しない放射温度計が開口部13を通じて検出する熱可塑性炭素繊維材Wの表面温度を監視し、熱可塑性炭素繊維材Wが適当な温度に一定時間達したことを確認したら、ヒータの通電を停止させてプレス機100への熱可塑性炭素繊維材Wの搬送を行う。
The on/off control of each
なお、上記の制御方法は、単なる一例であり、各ヒータ10は上記と異なる各種の制御方法に従って通電されてもよい。
The above control method is merely an example, and each
図6は、搬送装置3のコンベア6とプレス機100とストッパ機構7との位置関係を示した図である。図6に示されるように、搬送装置3は、プレス機100に備わっている上側の金型(上型)と下側の金型(下型)との間を通り抜けるような搬送経路を実現する装置であり、加熱炉4から繰り出される熱可塑性炭素繊維材Wがコンベア6に載るよう、加熱装置2のコンベア5の下流側に隣接配置される。また、ストッパ機構7は、コンベア6の下流側に配置されるプレス機100の付近に配置される。
FIG. 6 is a diagram showing a positional relationship among the
コンベア6は、加熱装置2のコンベア5と同様、加熱された熱可塑性炭素繊維材Wへの接触面積が小さい金網状のベルトを用いたものが好ましく、例えば、いわゆるチョコネットが好適である。コンベア6は、加熱装置2側にある第1ローラ17R1の上側と、ストッパ機構7側にある第2ローラ17R2の上側との間に跨るベルトが、熱可塑性炭素繊維材Wを搬送する搬送路を形成する。そして、コンベア6のベルトの周長は、第1ローラ17R1と第2ローラ17R2を周回する長さよりも長く設定されており、第1ローラ17R1の下側と第2ローラ17R2の下側との間に引き回される余剰分のベルトについては、第3ローラ17R3と第4ローラ17R4の間に架け渡されている。
Like the
そして、搬送装置3は、制御器からの指令に応じて第2ローラ17R2をストッパ機構7側へ動かしたり元の位置へ戻したりするローラ移動機構27を備えている。ローラ移動機構27は、第2ローラ17R2と共に第3ローラ17R3も移動する。よって、第2ローラ17R2と第3ローラ17R3が共にストッパ機構7側へ移動すると、第2ローラ17R2の移動に伴って増大する第1ローラ17R1と第2ローラ17R2との間の距離に応じた分のベルトが、第3ローラ17R3の移動に伴って減少する第3ローラ17R3と第4ローラ17R4との間の距離に応じた分のベルトで補われる。もっとも、ローラ移動機構27が作動中は、コンベア6のベルト自体も図示しない駆動装置類で回されるので、厳密には、ローラ移動機構27の作動前後で、第3ローラ17R3と第4ローラ17R4との間に架け渡されていたベルトが第1ローラ17R1と第2ローラ17R2との間に移動するわけではない。
The
また、搬送装置3には、ストッパ機構7側のベルト端部を斜め下方へ傾斜させる角度可変機構18が備わっている。角度可変機構18は、第2ローラ17R2よりもやや加熱装置2側に配置された第5ローラ17R5を中心にしてベルト端部が折り下がるように、第5ローラ17R5を中心にして第2ローラ17R2を回転移動させる機構である。角度可変機構18の駆動機構としては電動モータやエアーシリンダ等の各種機構が適用可能であるが、電動モータであれば適切な動作速度を実現できるので好適である。
Further, the conveying
図7は、ストッパ機構7を示した図である。ストッパ機構7は、熱可塑性炭素繊維材Wの進行方向側の端部が載る受け板19と、受け板19の上面へ向かって把持部20を出し入れする伸縮装置21とを有するストッパ22を備える。また、ストッパ機構7は、ずれ防止部材28を備える。受け板19は、熱可塑性炭素繊維材Wの端部が当接することになる支柱23(本願でいう「当接部」の一例である)に固定されている。なお、図7では、3つのストッパ22を備えるストッパ機構7が図示されているが、ストッパ機構7は、2つ以下のストッパ22を備えるものであってもよいし、4つ以上のストッパ22を備えるものであってもよい。また、ストッパ機構7は、各ストッパ22を載置する架台24と、ずれ防止部材28を載置する架台29と、架台24と架台29を各々独立してコンベア6の搬送方向に沿って前後させるスライド装置25とを備える。伸縮装置21やスライド装置25は、図示しない制御器からの指示に応じて作動する。
FIG. 7 is a diagram showing the
図8は、ストッパ機構7の動作説明図である。ストッパ機構7は、通常、伸縮装置21が縮んで把持部20が上に上がっており、スライド装置25が架台24をプレス機100側へ寄せた状態になっている(図8(A)を参照)。そして、コンベア6が加熱装置2からプレス機100へ搬送した熱可塑性炭素繊維材Wの進行方向側の端部が受け板19と把持部20との間に進入し、当該端部が支柱23に接触するタイミングで伸縮装置21が伸び、把持部20で当該端部を受け板19に押圧する(図8(B)を参照)。これにより、熱可塑性炭素繊維材Wは各ストッパ22に把持された状態になる。そして、各ストッパ22が熱可塑性炭素繊維材Wを把持している状態でコンベア6による移送が完了し、コンベア6のベルトがプレス機100から退避すると、伸縮装置21が縮んで把持部20が熱可塑性炭素繊維材Wから離れる(図8(C)を参照)。これにより、熱可塑性炭素繊維材Wは各ストッパ22による把持が解除された状態になる。各ストッパ22による把持が解除されると、スライド装置25は、架台29を動かさずに架台24のみをプレス機100の反対側へ寄せ、各ストッパ22を熱可塑性炭素繊維材Wから離す(図8(D)を参照)。このとき、ずれ防止部材28は、熱可塑性炭素繊維材Wの縁に接触しているため、熱可塑性炭素繊維材Wがストッパ22に少々粘着していても、熱可塑性炭素繊維材Wの位置ずれが防止される。次に、スライド装置25は、架台29を架台24と共に動かし、ずれ防止部材28と各ストッパ22を熱可塑性炭素繊維材Wから離す(図8(E)を参照)。
FIG. 8 is an operation explanatory view of the
上記の加熱装置2や搬送装置3は、各機器の動作パターンを予め規定したシーケンスに従って出力される制御装置からの制御信号を受けて作動する。例えば、加熱装置2のコンベア5および搬送装置3のコンベア6は、当該制御装置に予め設定されている制御量に従って作動し、熱可塑性炭素繊維材Wを規定の位置に動かす。
The
図9は、加熱システム1における熱可塑性炭素繊維材Wの動きを示した図である。すなわち、加熱システム1は、コンベア5の第1領域26R1に加熱前の熱可塑性炭素繊維材Wが搭載された後にオペレータが行う加熱開始操作を受けると、コンベア5を作動させて熱可塑性炭素繊維材Wを加熱炉4内に搬入する(図9(A)→(B))。そして、加熱システム1は、ヒータ群9を通電して熱可塑性炭素繊維材Wを加熱した後は、コンベア5とコンベア6を作動させて熱可塑性炭素繊維材Wをプレス機100へ搬送しながら、ローラ移動機構27を作動させてコンベア6がストッパ機構7側へ繰り延びるようにコンベア6を延伸させ、そして、コンベア6の下流側の端部がストッパ22の受け板19と把持部20との間に向けて折り下げるように角度可変機構18を適当なタイミングで作動させる(図9(B)→(C))。そして、熱可塑性炭素繊維材Wの進行方向側の端部が支柱23に接触するタイミングでコンベア6を停止すると共に、伸縮装置21を伸ばして熱可塑性炭素繊維材Wをストッパ22で把持する(図9(C)→(D))。加熱システム1は、熱可塑性炭素繊維材Wをストッパ22で把持した後、再びコンベア6とローラ移動機構27を作動させてコンベア6を加熱装置2側へ収縮させる(図9(D)→(E))。熱可塑性炭素繊維材Wは加熱されて柔軟な状態になっているため、プレス機100の下型に覆いかぶさった状態になる。加熱システム1は、コンベア6を加熱装置2側へ収縮させたらコンベア6とローラ移動機構27を停止させ、角度可変機構18を作動させてコンベア6の下流側の端部の角度を元に戻す。また、加熱システム1は、ストッパ22による把持を解除し、ストッパ22をプレス機100の反対側へ寄せる(図9(E)→(F))。
FIG. 9 is a diagram showing the movement of the thermoplastic carbon fiber material W in the
図10は、プレス機100の付近における熱可塑性炭素繊維材Wの状態を示した第1の図である。加熱システム1は、コンベア6の下流側の端部がストッパ22の受け板19と把持部20との間に向けて折り下げるように角度可変機構18を適当なタイミングで作動させた後、熱可塑性炭素繊維材Wの進行方向側の端部が支柱23に接触するタイミングでコンベア6を停止する(図10(A)→(B))。そして、加熱システム1は、伸縮装置21を伸ばして熱可塑性炭素繊維材Wをストッパ22で把持し、再びコンベア6とローラ移動機構27を作動させてコンベア6を加熱装置2側へ収縮させる(図10(B)→(C
))。
FIG. 10 is a first diagram showing the state of the thermoplastic carbon fiber material W in the vicinity of the
)).
図11は、プレス機100の付近における熱可塑性炭素繊維材Wの状態を示した第2の図である。加熱システム1は、コンベア6を加熱装置2側へ収縮させた後、伸縮装置21を縮めて各ストッパ22による把持を解除する(図10(C)→図11(D))。そして、加熱システム1は、ずれ防止部材28を動かさずにスライド装置25で架台24のみをプレス機100の反対側へ寄せる(図11(D)→(E))。次に、加熱システム1は、ずれ防止部材28を架台24と共に動かし、ずれ防止部材28と各ストッパ22を熱可塑性炭素繊維材Wから完全に離す(図11(E)→(F))。
FIG. 11 is a second diagram showing the state of the thermoplastic carbon fiber material W in the vicinity of the
上記の加熱システム1であれば、棒状のヒータ10を加熱炉4内に平行に配列するという、ヒータをマトリクス状に配列したものより簡素な構成でありながら、両端部が中心部よりも多く発熱するように区画された棒状のヒータ10を用いているが故に、比較的大型のシート状の熱可塑性炭素繊維材Wであっても、温度分布のばらつきを抑えながら昇温することができる。よって、上記の加熱システム1であれば、熱可塑性炭素繊維材Wを、温度分布のばらつきを抑えて適正な温度に昇温することが可能であり、プレス機100においてプレスの歩留まりを向上させることができる。
In the
また、上記の加熱システム1であれば、加熱炉4で適正な温度に加熱された熱可塑性炭素繊維材Wが加熱炉4からプレス機100へ可及的速やかに搬送可能であり、且つ、加熱されて柔軟な状態になっているシート状の熱可塑性炭素繊維材Wが角度可変機構18とストッパ22との連携によってプレス機100の適正な場所に位置決めされる。よって、プレス機100における熱可塑性炭素繊維材Wの位置ずれに起因する成形不良を抑制し、プレス機100においてプレスの歩留まりを向上させることができる。
Further, in the
なお、枠8の位置や大きさ、各ストッパ22の位置は、熱可塑性炭素繊維材Wの寸法や形状に応じて適宜調整することが望ましい。図11は、ストッパ22の横方向の位置調整の様子を示した図である。架台24に固定されているストッパ22は、例えば、ストッパ22を架台24に固定しているネジを緩め、架台24に設けられている溝に沿って動かして適宜の位置に調整されること好ましい。ストッパ機構7にストッパ22が3つ備わっている場合、例えば、中間にあるストッパ22は熱可塑性炭素繊維材Wの中心線が位置する辺りに固定され、他の2つのストッパ22は熱可塑性炭素繊維材Wの角の付近に固定されることが好ましい。なお、コンベア5,6は、熱可塑性炭素繊維材Wを進行方向に沿って移動するだけなので、進行方向に対する横方向の位置関係は、加熱装置2に設置される枠8が規定する載置位置に応じることになる。
The position and size of the
また、例えば、第5ローラ17R5付近のように、熱可塑性炭素繊維材Wが曲がる部分には、熱可塑性炭素繊維材Wの意図しない挙動(跳ね上がり等)を上側から押さえつけるための補助的なローラが設けられていてもよい。 In addition, for example, in the vicinity of the fifth roller 17R5, an auxiliary roller for pressing the unintended behavior (bounce, etc.) of the thermoplastic carbon fiber material W from the upper side is provided in the bent portion of the thermoplastic carbon fiber material W. It may be provided.
また、上記の加熱システム1は、1枚の熱可塑性炭素繊維材Wを加熱する使用形態のみならず、例えば、熱可塑性炭素繊維材Wの一部に、小さい他の熱可塑性炭素繊維材を重ね合わせた状態のものを加熱してもよい。
In addition, the
また、各ヒータ10を制御する制御器には、形状や厚さ、寸法の互いに異なる様々な熱可塑性炭素繊維材の種類毎に用意された加熱レシピが記憶されており、オペレータによる加熱レシピの切り替え操作が受け付け可能になっていてもよい。
In addition, a heating recipe prepared for each type of various thermoplastic carbon fiber materials having different shapes, thicknesses, and dimensions is stored in the controller that controls each
1・・加熱システム:2・・加熱装置:3・・搬送装置:4・・加熱炉:5,6・・コン
ベア:7・・ストッパ機構:8・・枠:9・・ヒータ群:10・・ヒータ:11,12・・反射鏡:13・・開口部:14・・中心区画:15,16・・外側区画:17R1・・第1ローラ:17R2・・第2ローラ:17R3・・第3ローラ:17R4・・第4ローラ:17R5・・第5ローラ:18・・角度可変機構:19・・受け板:20・・把持部:21・・伸縮装置:22・・ストッパ:23・・支柱:24,29・・架台:25・・スライド装置:26R1・・第1領域:26R2・・第2領域:26R3・・第3領域:27・・ローラ移動機構:28・・ずれ防止部材:100・・プレス機:W・・熱可塑性炭素繊維材
1・・Heating system: 2・・Heating device: 3・・Conveying device: 4・・Heating furnace: 5, 6・・Conveyor: 7・・Stopper mechanism: 8・・Frame: 9・・Heater group: 10・・Heater: 11,12 ・・Reflector: 13 ・・Aperture: 14 ・・Center section: 15, 16 ・・Outer section: 17R1 ・・First roller: 17R2 ・・Second roller: 17R3 ・・Third Roller: 17R4... 4th roller: 17R5... 5th roller: 18... Angle adjustment mechanism: 19... Retaining plate: 20... Grip: 21... Telescopic device: 22... Stopper: 23... Strut :24,29 ・・Mounting base: 25 ・・Sliding device: 26R1 ・・First area: 26R2 ・・Second area: 26R3 ・・Third area: 27 ・・Roller moving mechanism: 28 ・・Displacement prevention member: 100 ..Pressing machine: W... Thermoplastic carbon fiber material
Claims (3)
前記ベルトコンベアの下流側に配置されるプレス機の付近に配置されるストッパ機構であり、前記ベルトコンベアから繰り出される前記熱可塑性炭素繊維材の端部が当接する当接部と、前記当接部によって前記プレス機に位置決めされる前記熱可塑性炭素繊維材の端部を把持する把持部と、を有するストッパ機構と、
前記ベルトコンベアの下流側の端部が前記当接部へ向けて折り下がるように傾斜させる角度可変機構と、
前記加熱炉から前記熱可塑性炭素繊維材が繰り出されると、前記ベルトコンベアの下流側の端部が前記ストッパ機構側へ繰り延びるように前記ベルトコンベアを移動または伸張させてから、前記ベルトコンベアの下流側の端部を前記角度可変機構で傾斜させ、前記熱可塑性炭素繊維材を前記ベルトコンベアの下流側の端部から繰り出して前記熱可塑性炭素繊維材の端部を前記ストッパに把持させた後、前記ベルトコンベアの下流側の端部を前記角度可変機構で傾斜させたままの状態で前記ベルトコンベアを移動または収縮させて前記ベルトコンベアの下流側の端部を前記ベルトコンベアの上流側へ戻す制御装置と、を備え、
前記ストッパ機構は、前記ベルトコンベアの下流側の端部から繰り出される前記熱可塑性炭素繊維材の端部を受ける受け板と、前記受け板の上面へ向かって前記把持部を出し入れする伸縮装置と、を有する、
熱可塑性炭素繊維材用搬送装置。 A belt conveyor on which a sheet-shaped thermoplastic carbon fiber material fed from a heating furnace is placed,
A stopper mechanism arranged in the vicinity of a press machine arranged on the downstream side of the belt conveyor, an abutting portion with which the end portion of the thermoplastic carbon fiber material fed out from the belt conveyor abuts, and the abutting portion. A stopper mechanism having a gripping portion that grips an end portion of the thermoplastic carbon fiber material that is positioned in the pressing machine by
An angle variable mechanism for inclining the downstream end of the belt conveyor so as to fold down toward the contact portion,
When the thermoplastic carbon fiber material is delivered from the heating furnace, the downstream end of the belt conveyor is moved or extended so that the end portion on the downstream side extends to the stopper mechanism side, and then the downstream of the belt conveyor. After tilting the end on the side by the angle varying mechanism, the thermoplastic carbon fiber material is fed out from the end on the downstream side of the belt conveyor, and the end of the thermoplastic carbon fiber material is gripped by the stopper, Control for moving or contracting the belt conveyor while keeping the downstream end of the belt conveyor tilted by the angle varying mechanism to return the downstream end of the belt conveyor to the upstream side of the belt conveyor. And a device ,
The stopper mechanism is a receiving plate that receives an end of the thermoplastic carbon fiber material that is fed from the downstream end of the belt conveyor, and an expansion and contraction device that inserts and removes the grip portion toward the upper surface of the receiving plate, Have
Transport device for thermoplastic carbon fiber materials.
請求項1に記載の熱可塑性炭素繊維材用搬送装置。 The stopper mechanism has a plurality of stoppers having the abutting portion and the grip portion along a lateral direction with respect to a conveyance direction of the belt conveyor,
The transport device for thermoplastic carbon fiber material according to claim 1 .
前記制御装置は、前記熱可塑性炭素繊維材の端部を把持する前記ストッパの把持状態を解除する際、前記ずれ防止部材が前記熱可塑性炭素繊維材の縁に接触した状態を維持しながら前記把持部と前記当接部を前記熱可塑性炭素繊維材から離し、次いで前記ずれ防止部材を前記熱可塑性炭素繊維材の縁から離す動作を前記ストッパ機構に実行させる、
請求項1または2に記載の熱可塑性炭素繊維材用搬送装置。 The stopper mechanism further has a deviation prevention member that comes into contact with an edge of the thermoplastic carbon fiber material gripped by the grip portion,
When releasing the gripping state of the stopper that grips the end portion of the thermoplastic carbon fiber material, the control device holds the grip while maintaining the state in which the deviation prevention member is in contact with the edge of the thermoplastic carbon fiber material. Part and the contact part are separated from the thermoplastic carbon fiber material, and then the stopper mechanism is caused to perform an operation of separating the shift preventing member from the edge of the thermoplastic carbon fiber material,
The carrier for thermoplastic carbon fiber material according to claim 1 or 2 .
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