JP6988508B2 - 熱可塑性繊維強化プラスチックシートの搬送方法、搬送装置、及び搬送システム - Google Patents

Description

本開示は、熱可塑性繊維強化プラスチックシートの搬送方法、搬送装置、及び搬送システムに関するものである。

炭素繊維やガラス繊維を強化繊維として用いた繊維強化プラスチックシート（ＦＲＰシート）は、軽量で高い耐久性を有することから、自動車や航空機などを構成する各種の構成部材として用いられている。このようなＦＲＰシートは、その繊維方向においては引張強度や靱性が非常に高いものの、繊維方向と直交する方向では引張強度や靱性が低い。このようなＦＲＰシートの異方性を緩和するため、ＦＲＰシートの繊維方向を異ならせて複数枚積層させる方法及び装置が、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１５／１５２３２５号

従来では、ＦＲＰシートを積層する場合、吸着パッドにより負圧を立ててＦＲＰシートを吸着し搬送していた。しかしながら、ＦＲＰシートにおいて、熱可塑性樹脂を用いたもの（熱可塑性繊維強化プラスチックシート）では、ＦＲＰシートの一部が強化繊維の配向方向に裂けていたり、微細な孔が開いていたり、また、ＦＲＰシートに曲り癖が強く出ている場合がある。このような場合、吸着パッドにより負圧を立てることができず、ＦＲＰシートの安定した搬送が困難になる、という問題がある。

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、熱可塑性繊維強化プラスチックシートを安定して搬送することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本開示の熱可塑性繊維強化プラスチックシートの搬送方法は、ベルヌーイチャックと吸着パッドを併用して熱可塑性繊維強化プラスチックシートを吸着し搬送する。

また、本開示の搬送方法においては、前記熱可塑性繊維強化プラスチックシートは、平行四辺形であってもよい。

また、本開示の搬送方法においては、前記ベルヌーイチャックによって、前記熱可塑性繊維強化プラスチックシートの鋭角部を吸着してもよい。

また、本開示の搬送方法においては、前記吸着パッドを複数用いて、前記熱可塑性繊維強化プラスチックシートの複数箇所を吸着し、前記複数の吸着パッドのうち、前記ベルヌーイチャックに最も近い吸着パッドの圧力を計測してもよい。

また、本開示の搬送装置は、第１のベルヌーイチャックと、第２のベルヌーイチャックと、前記第１のベルヌーイチャック及び前記第２のベルヌーイチャックと共に上下方向に移動可能な複数の吸着パッドと、を備え、前記複数の吸着パッドは、前記第１のベルヌーイチャックと前記第２のベルヌーイチャックの離間距離よりも小さい離間距離で配置されている。

また、本開示の搬送装置においては、前記複数の吸着パッドは、水平面において、前記第１のベルヌーイチャックと前記第２のベルヌーイチャックとを対角の位置とする正方形の内側に配置されていてもよい。

また、本開示の搬送装置においては、前記吸着パッドの個数は、前記第１のベルヌーイチャックと前記第２のベルヌーイチャックの合計の個数よりも多くてもよい。

また、本開示の搬送装置においては、前記第１のベルヌーイチャックと前記第２のベルヌーイチャックのそれぞれは、気体を噴出する噴出部と、前記噴出部から前記吸着パッドの吸着面と同じ高さまで延伸しているスペーサと、を有してもよい。

また、本開示の搬送装置においては、前記複数の吸着パッドは、前記第１のベルヌーイチャックに最も近い第１の吸着パッドと、前記第２のベルヌーイチャックに最も近い第２の吸着パッドと、を有し、前記第１の吸着パッド及び前記第２の吸着パッドは、互いに別の空圧系統を有してもよい。

また、本開示の搬送装置においては、前記第１の吸着パッドの空圧系統に設けられた第１の圧力センサと、前記第２の吸着パッドの空圧系統に設けられた第２の圧力センサと、を有してもよい。

また、本開示の搬送システムは、吸着対象物を支持する支持台と、前記支持台の支持面上の前記吸着対象物を吸着し搬送する先に記載の搬送装置と、を備える搬送システムであって、前記支持台の支持面には、溝及び孔の少なくともいずれかが形成されている。

本開示によれば、熱可塑性繊維強化プラスチックシートを安定して搬送することができる。

本開示のＦＲＰシート積層装置１を模式的に示す平面図である。 本開示のＦＲＰシート積層装置１を模式的に示す側面図である。 本開示のＦＲＰシート積層装置１によって形成されるＦＲＰシート積層物Ｐ５を示す模式図である。 本開示の切断装置８の概略構成を示す斜視図である。 本開示の搬送装置９の保持部９ａを示す側面図である。 図５に示す保持部９ａの底面図である。 図５に示す保持部９ａの要部拡大図である。 本開示の搬送装置９の動作を示す説明図である。 本開示の一変形例におけるサブ搬送路７の支持台７ａの構成を示す断面図である。 本開示の一変形例における第１のＦＲＰシートＰ２の好ましい吸着位置を説明するための説明図である。

以下、図面を参照して、熱可塑性繊維強化プラスチックシートの搬送方法、搬送装置、及び搬送システムについて説明する。なお、以下の説明においては、「熱可塑性繊維強化プラスチックシート」を、単に「ＦＲＰシート」と略称する。
図１は、本開示のＦＲＰシート積層装置１を模式的に示す平面図である。図２は、本開示のＦＲＰシート積層装置１を模式的に示す側面図である。

ＦＲＰシート積層装置１は、ＦＲＰシートを搬送しながら、複数のＦＲＰシートを積層していく搬送システムである。このＦＲＰシート積層装置１は、ロール状のＦＲＰシート原反Ｐ１を繰り出す繰り出し装置２と、この繰り出し装置２から繰り出されたＦＲＰシート原反Ｐ１を走行させるメイン搬送路３と、メイン搬送路３上を走行してきたＦＲＰシート積層物Ｐ５を引き込んでさらに下流側に送る送り装置４と、を備える。

図３は、本開示のＦＲＰシート積層装置１によって形成されるＦＲＰシート積層物Ｐ５を示す模式図である。
ＦＲＰシート積層物Ｐ５は、図３に示すように、ＦＲＰシート原反Ｐ１上に、第１のＦＲＰシートＰ２、ＦＲＰシート原反Ｐ３、第２のＦＲＰシートＰ４が順次積層されたものである。

ＦＲＰシート原反Ｐ１は、炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維が熱可塑性樹脂に含浸させられて５０〜３００μｍ程度の厚さに形成されている。このＦＲＰシート原反Ｐ１は、強化繊維Ｆが一定方向に揃えられている。ＦＲＰシート原反Ｐ１は、その強化繊維Ｆの配向方向が、ＦＲＰシート原反Ｐ１の長さ方向に概ね一致するように形成されている。この強化繊維Ｆの配向方向を、０°とする。

図１に示すように、ＦＲＰシート積層装置１は、第１のＦＲＰシートＰ２を形成する第１のＦＲＰシート形成部５と、第２のＦＲＰシートＰ４を形成する第２のＦＲＰシート形成部１４と、を備える。また、ＦＲＰシート積層装置１は、前後に配置された第１のＦＲＰシートＰ２の間を溶着する溶着装置１１と、前後に配置された第２のＦＲＰシートＰ４の間を溶着する溶着装置２０と、を備える。

図２に示すように、繰り出し装置２は、ローラを有し、ロール状に巻かれたＦＲＰシート原反Ｐ１をその長さ方向に繰り出してメイン搬送路３上に送り出すように構成されている。図１に示すように、メイン搬送路３は、ＦＲＰシート原反Ｐ１の幅より広い幅を有する直線状（直板状）に設けられた支持台である。メイン搬送路３の上面（支持面）は、ＦＲＰシート原反Ｐ１を円滑に走行させることができるように、摩擦抵抗の少ない平滑面に形成されている。

送り装置４は、図２に示すように、上下に配置された一対のローラ４ａと、図１に示すように、一対のローラ４ａのいずれか一方に接続されたモータなどの駆動源４ｂと、を有する。送り装置４は、メイン搬送路３上を走行してきたＦＲＰシート積層物Ｐ５を一対のローラ４ａ間に挟持し、駆動源４ｂによるローラ４ａの回転によってＦＲＰシート積層物Ｐ５を引き込み、下流側に送るようになっている。

第１のＦＲＰシート形成部５は、図１に示すように、メイン搬送路３の上流側に設けられている。第１のＦＲＰシート形成部５は、ロール状のＦＲＰシート原反Ｐ１を送り出す送り出し装置６と、送り出し装置６から送り出されたＦＲＰシート原反Ｐ１を走行させるサブ搬送路７と、サブ搬送路７上を走行してきたＦＲＰシート原反Ｐ１を予め設定された角度でその幅方向に切断する切断装置８と、を備える。送り出し装置６から送り出されるＦＲＰシート原反Ｐ１は、上述の繰り出し装置２によってメイン搬送路３上に繰り出されるＦＲＰシート原反Ｐ１と同じ、強化繊維Ｆの配向方向が０°のものである。

送り出し装置６は、ロール状のＦＲＰシート原反Ｐ１を繰り出す繰り出し装置６ａと、繰り出し装置６ａによって繰り出されたロール状のＦＲＰシート原反Ｐ１をサブ搬送路７上に送る送り装置６ｂと、を備える。繰り出し装置６ａは、上述の繰り出し装置２と同様の構成となっており、ロール状に巻かれたＦＲＰシート原反Ｐ１をその長さ方向に繰り出してサブ搬送路７上に送り出すように構成されている。

送り装置６ｂは、上述の送り装置４と同様に形成されたもので、上下に配置された一対のローラ６ｃと、一対のローラ６ｃのいずれか一方に接続したモータなどの駆動源６ｄと、を有する。この送り装置６ｂは、繰り出し装置６ａから繰り出されたＦＲＰシート原反Ｐ１を一対のローラ６ｃ間に挟持し、駆動源６ｄによるローラ６ｃの回転によってＦＲＰシート原反Ｐ１を引き込み、サブ搬送路７の下流側に送るようになっている。

サブ搬送路７は、メイン搬送路３の一方の側方に配置されている。このサブ搬送路７は、メイン搬送路３と直交するように延びている。サブ搬送路７も、メイン搬送路３と同様にＦＲＰシート原反Ｐ１の幅より広い幅を有する直線状（直板状）に設けられた支持台である。サブ搬送路７の上面（支持面）は、ＦＲＰシート原反Ｐ１を円滑に走行させることができるように、摩擦抵抗の少ない平滑面に形成されている。

図４は、本開示の切断装置８の概略構成を示す斜視図である。
図４に示すように、切断装置８は、サブ搬送路７上を走行してきたＦＲＰシート原反Ｐ１を予め設定された角度でその幅方向に切断（裁断）するものである。切断装置８は、カッター８ａと、カッター８ａを移動可能に保持する保持バー８ｂと、保持バー８ｂの両端部を支持する一対の支持部８ｃと、を備える。

カッター８ａは、モータ等の駆動手段によって保持バー８ｂの長さ方向に往復移動するように構成されている。カッター８ａは、往路を移動することでＦＲＰシート原反Ｐ１を切断し、復路を移動することで初期位置に戻り、新たな切断のために待機するようになっている。

保持バー８ｂは、ＦＲＰシート原反Ｐ１の幅よりも充分に長い長さに形成された細長い角柱状を有する。この保持バー８ｂは、その長さ方向にカッター８ａを案内するものである。保持バー８ｂは、ＦＲＰシート原反Ｐ１の幅方向を横断するように、ＦＲＰシート原反Ｐ１の上方に配置されている。

一対の支持部８ｃは、保持バー８ｂを、そのＦＲＰシート原反Ｐ１に対する角度が予め設定された角度となるように、保持バー８ｂの両端部を移動可能に支持している。本開示では、ＦＲＰシート原反Ｐ１の配向方向、すなわちＦＲＰシート原反Ｐ１の長さ方向に対して、保持バー８ｂが４５°（−４５°）に交差するように該保持バー８ｂを支持している。

カッター８ａは、保持バー８ｂの長さ方向に沿って移動することにより、カッター８ａはＦＲＰシート原反Ｐ１を、４５°（−４５°）の角度でその幅方向を切断する。ここで、−４５°の符号の「−」とは、図３に示すように強化繊維Ｆの配向方向が時計回りにシフトしていることを示している。したがって、反時計回りにシフトした場合には、「＋」の符号で示される。

また、図４に示すように一対の支持部８ｃは、ＦＲＰシート原反Ｐ１に対する保持バー８ｂの角度を、任意の角度に変えられるように構成されている。すなわち、保持バー８ｂは、保持バー８ｂを直接支持する支持バー８ｄに対して、その両端部が支持バー８ｄの長さ方向の相反する方向にそれぞれ移動するように構成されている。

このように、本開示では、ＦＲＰシート原反Ｐ１の長さ方向（強化繊維Ｆの配向方向）に対する角度が可変になっている。したがって、切断装置８は、例えばＦＲＰシート原反Ｐ１の切断角度を「＋４５°」で行うのに代えて、例えば「＋３０°」や「＋６０°」で切断することも可能になっている。さらには、「−４５°」で切断することも可能になっている。

なお、切断装置８は、図示しない制御装置により、カッター８ａの駆動が、送り出し装置６の送り装置６ｂの動作に連動するように制御されている。すなわち、送り装置６ｂによるＦＲＰシート原反Ｐ１の送り動作が一旦停止させられている間に、カッター８ａが駆動してＦＲＰシート原反Ｐ１が予め設定された角度で切断され、図３に示す平行四辺形の第１のＦＲＰシートＰ２が形成されるようになっている。なお、図３中に符号Ｌ１で示す辺の長さは、ＦＲＰシート原反Ｐ１の幅の√２倍の長さとなっている。

図１に示すように、切断装置８の下流側には、第１のＦＲＰシートＰ２を、メイン搬送路３上を走行するＦＲＰシート原反Ｐ１上に載せる搬送装置９が設けられている。搬送装置９は、図２に示すように、第１のＦＲＰシートＰ２を吸着保持する保持部９ａと、この保持部９ａを水平面上で回転させ、第１のＦＲＰシートＰ２の強化繊維Ｆの向きを予め設定された向きにする移動部９ｂと、を備える。

保持部９ａは、後述する吸着によって第１のＦＲＰシートＰ２を着脱可能に保持するように構成されている。移動部９ｂは、ロボットアームによって形成されたもので、複数の回動軸を有して保持部９ａを水平方向のＸＹ方向に移動させるとともに軸周りに回転させ、かつ、保持部９ａを昇降させるように構成されている。

このような構成のもとに搬送装置９は、保持部９ａによって切断装置８で切り出された平行四辺形の第１のＦＲＰシートＰ２を保持し、移動部９ｂによって保持した第１のＦＲＰシートＰ２をメイン搬送路３上に移動させ、その後、保持部９ａから脱着させることで第１のＦＲＰシートＰ２をＦＲＰシート原反Ｐ１上に載置するようになっている。

移動部９ｂは、図３に示すように、第１のＦＲＰシートＰ２の強化繊維Ｆの配向方向が予め設定された向きとなるように、すなわちＦＲＰシート原反Ｐ１の強化繊維Ｆの配向方向とは異なる角度である＋４５°となるように、第１のＦＲＰシートＰ２を回転させてＦＲＰシート原反Ｐ１上に載置する。なお、第１のＦＲＰシートＰ２を載置する際、この第１のＦＲＰシートＰ２の切断辺Ｌ２がそれぞれＦＲＰシート原反Ｐ１の側端縁上に位置するように位置合わせする。

図１及び図２に示すように、メイン搬送路３には、溶着装置１１が設けられている。溶着装置１１は、ＦＲＰシート原反Ｐ１上に載置された第１のＦＲＰシートＰ２の前後の隙間とその近傍を加熱する。溶着装置１１としては、例えば、超音波溶着機を使用することができる。溶着装置１１は、第１のＦＲＰシートＰ２およびその下のＦＲＰシート原反Ｐ１の樹脂を溶融させ、前後の第１のＦＲＰシートＰ２の間を溶着すると同時に、第１のＦＲＰシートＰ２とＦＲＰシート原反Ｐ１とを溶着するようになっている。なお、溶着装置１１としては、超音波溶着機に代えて、加熱されたローラを転がす構造のものや、長尺のヒータ線を押し付ける構造のものを使用することができる。

溶着装置１１の下流側には、送り出し装置１２が配設されている。送り出し装置１２は、メイン搬送路３の上方に配置されている。この送り出し装置１２は、メイン搬送路３を走行するＦＲＰシート原反Ｐ１と第１のＦＲＰシートＰ２との積層物の上に、他のＦＲＰシート原反Ｐ３を送り出すように構成されている。このＦＲＰシート原反Ｐ３は、図３に示すように、ＦＲＰシート原反Ｐ１と同じく強化繊維Ｆの配向方向が０°である。

送り出し装置１２は、図２に示すように、ロール状のＦＲＰシート原反Ｐ３を繰り出す繰り出し装置１２ａと、繰り出し装置１２ａによって繰り出されたロール状のＦＲＰシート原反Ｐ３をメイン搬送路３上に送る送り装置１２ｂと、を備える。送り装置１２ｂは、繰り出し装置１２ａから繰り出され、一旦上方に送り出されたＦＲＰシート原反Ｐ３を複数のローラ１２ｃによって上方から下方に送り、メイン搬送路３を走行する前記積層物の上に送り出すように構成されている。

この送り出し装置１２より下流側には、図１、図２に示すように、溶着装置１３が配設されている。溶着装置１３は、溶着装置１１と同様のものであり、最上層となっているＦＲＰシート原反Ｐ３とこれの下層となるＦＲＰシート原反Ｐ１と第１のＦＲＰシートＰ２との積層物とを溶着し、一体化する。

この溶着装置１３より下流側には、図１に示すように、第２のＦＲＰシート形成部１４が配設されている。第２のＦＲＰシート形成部１４は、第１のＦＲＰシート形成部５とほぼ同様に構成されたもので、ロール状のＦＲＰシート原反Ｐ１を送り出す送り出し装置１５と、この送り出し装置１５から送り出されたＦＲＰシート原反Ｐ１を走行させるサブ搬送路１６と、サブ搬送路１６上を走行してきたＦＲＰシート原反Ｐ１を予め設定された角度でその幅方向に切断（裁断）する切断装置１７と、を備えている。

送り出し装置１５は、ロール状のＦＲＰシート原反Ｐ１を繰り出す繰り出し装置１５ａと、繰り出し装置１５ａによって繰り出されたロール状のＦＲＰシート原反Ｐ１をサブ搬送路１６上に送る送り装置１５ｂと、を備える。送り装置１５ｂは、上下に配置された一対のローラ１５ｃと、一対のローラ１５ｃのうちの一方のローラ１５ｃに接続して該ローラ１５ｃを回転させるモータ等の駆動源１５ｄと、を備える。

切断装置１７は、第１のＦＲＰシート形成部５の切断装置８と同様に、サブ搬送路１６上を走行してきたＦＲＰシート原反Ｐ１を予め設定された角度でその幅方向に切断するものである。ただし、この切断装置１７は、ＦＲＰシート原反Ｐ１を−４５°の角度でその幅方向を切断し、図３に示した第２のＦＲＰシートＰ４を形成するようにしている。なお、図３中に符号Ｌ３で示す辺の長さは、ＦＲＰシート原反Ｐ１の幅の√２倍の長さとなっている。

第２のＦＲＰシートＰ４は、搬送装置１８によってピッキングされる。搬送装置１８は、図２に示すように、第２のＦＲＰシートＰ４を吸着保持する保持部１８ａと、この保持部１８ａを水平面上で回転させ、第２のＦＲＰシートＰ４の強化繊維Ｆの向きを予め設定された向きにする移動部１８ｂと、を備える。

搬送装置１８は、ＦＲＰシート原反Ｐ１や第１のＦＲＰシートＰ２、ＦＲＰシート原反Ｐ３の強化繊維Ｆの向き（配向）とは異なる角度である−４５°となるように、第２のＦＲＰシートＰ４をＦＲＰシート原反Ｐ３（積層物）上に載置する。なお、第２のＦＲＰシートＰ４を載置する際、この第２のＦＲＰシートＰ４の切断辺Ｌ４がそれぞれＦＲＰシート原反Ｐ１の側端縁上に位置するように位置合わせする。

図１に示すように、メイン搬送路３におけるサブ搬送路１６より少し下流側には、溶着装置２０が設けられている。溶着装置２０も溶着装置１１とほぼ同様の構成となっており、前後の第２のＦＲＰシートＰ４の間を溶着するとともに、これら第２のＦＲＰシートＰ４とその下の積層物（ＦＲＰシート原反Ｐ３）とを溶着し、一体化する。

この溶着装置２０より下流側には、もう一つの溶着装置２１が設けられている。この溶着装置２１は最上層の第２のＦＲＰシートＰ４とこれの下層となる積層物（ＦＲＰシート原反Ｐ３）とを再度溶着する。その際、この溶着装置２１は、図３に示す第２のＦＲＰシートＰ４の切断辺Ｌ４と交差する方向に沿って、第２のＦＲＰシートＰ４と積層物とを溶着する。つまり、溶着装置２０とは異なる角度で溶着することにより、得られる積層物をより強固に一体化する。

このようにして形成されたＦＲＰシート積層物Ｐ５は、送り装置４の下流側に設けられた切断装置２２によって、図１に示すように矩形状のＦＲＰシート積層体Ｐ６に切断される。ＦＲＰシート積層体Ｐ６は、図２に示すようにメイン搬送路３の下流側に配設された収容箱２３に順次収容され、次工程に供されるようになっている。例えば、次工程では、ＦＲＰシート積層体Ｐ６をローラープレス機に入れて適宜形状に裁断し、得られたＦＲＰシート積層体Ｐ６の形状物を複数枚重ねることにより、所望の３次元形状を形成する。

続いて、上記構成のＦＲＰシート積層装置１に設けられた搬送装置９について、図５〜図７を参照して説明する。なお、以下の説明では、上述した第１のＦＲＰシート形成部５に設けられた搬送装置９について説明するが、上述した第２のＦＲＰシート形成部１４に設けられた搬送装置１８も同様の構成となっている。
図５は、本開示の搬送装置９の保持部９ａを示す側面図である。図６は、図５に示す保持部９ａの底面図である。図７は、図５に示す保持部９ａの要部拡大図である。

図５に示すように、搬送装置９は、サブ搬送路７の支持台７ａの上面（支持面）に載置された第１のＦＲＰシートＰ２（吸着対象物）を吸着し搬送するものである。この搬送装置９は、複数のベルヌーイチャック５０（第１のベルヌーイチャック５０ａ及び第２のベルヌーイチャック５０ｂ）と、複数のベルヌーイチャック５０と共に上下方向に移動可能な複数の吸着パッド４０と、を備える。つまり、搬送装置９は、ベルヌーイチャック５０と吸着パッド４０を併用して第１のＦＲＰシートＰ２を吸着し搬送するようになっている。

吸着パッド４０は、第１のＦＲＰシートＰ２を吸着する吸着面４０Ａを有する。吸着面４０Ａには、一又は複数の吸引孔が形成されている。この吸着パッド４０は、中空シャフト４１の下端に接続されている。中空シャフト４１は、円筒状の支持部４２によって支持されている。支持部４２は、保持部９ａの保持フレーム９ａ１に取り付けられ、不図示のバネを介して中空シャフト４１を上下方向に移動可能に支持している。これにより、吸着パッド４０が、他の吸着パッド４０と同一平面で第１のＦＲＰシートＰ２に押圧可能とされている。

ベルヌーイチャック５０は、気体を噴出する噴出部５０Ａを有する。噴出部５０Ａは、例えば、有頂筒状の円筒部を有し、その円筒部側面にある不図示のノズルから気体を噴出する。このベルヌーイチャック５０は、円筒部内部で旋回流を形成し、その旋回流の中央部に真空を発生させるサイクロン方式のものである。噴出部５０Ａから噴出された気体は、噴出部５０Ａと第１のＦＲＰシートＰ２との隙間から、大気に放出される。つまり、噴出部５０Ａは、第１のＦＲＰシートＰ２と非接触の状態で、第１のＦＲＰシートＰ２を吸着するようになっている。

図７に示すように、ベルヌーイチャック５０は、噴出部５０Ａから吸着パッド４０の吸着面４０Ａと同じ高さまで延伸しているスペーサ５３を有する。噴出部５０Ａの下面は、吸着面４０Ａよりも上方に位置している。スペーサ５３は、噴出部５０Ａの下面と吸着面４０Ａとの離間距離５３Ａと同じ長さを有する。このスペーサ５３は、噴出部５０Ａの円筒部の開口縁から垂設されたゴム板（弾性体）である。このスペーサ５３は、図６に示すように、噴出部５０Ａの中心を挟んで対向するように二つ設けられている。

ベルヌーイチャック５０は、図５に示すように、中空シャフト５１の下端に接続されている。中空シャフト５１は、円筒状の支持部５２によって支持されている。支持部５２は、保持部９ａの保持フレーム９ａ１に取り付けられ、不図示のバネを介して中空シャフト５１を上下方向に移動可能に支持している。これにより、ベルヌーイチャック５０（スペーサ５３の先端）が、吸着パッド４０と同様に、第１のＦＲＰシートＰ２に押圧可能とされている。

上記構成のベルヌーイチャック５０及び吸着パッド４０は、図６に示すように、保持部９ａの保持フレーム９ａ１に取り付けられている。保持フレーム９ａ１は、第１のＦＲＰシートＰ２と同じ平行四辺形の枠部９ａ２と、枠部９ａ２の対向角部同士を接続する二本の梁部９ａ３と、を有する。なお、二本の梁部９ａ３は、平行四辺形の枠部９ａ２の中心で交差しており、この交差部には、図２に示す移動部９ｂが接続される。

ベルヌーイチャック５０は、図３に示す第１のＦＲＰシートＰ２の鋭角部Ｃ１を吸着するように配設されている。第１のＦＲＰシートＰ２は、ＦＲＰシート原反Ｐ１から＋４５°で切断されたものであり、４５°の一対の鋭角部Ｃ１と、１３５°の一対の鈍角部Ｃ２とを備える。ベルヌーイチャック５０は、図６に示すように、第１のＦＲＰシートＰ２の一方の鋭角部Ｃ１を吸着する第１のベルヌーイチャック５０ａと、第１のＦＲＰシートＰ２の他方の鋭角部Ｃ１を吸着する第２のベルヌーイチャック５０ｂと、を備える。

本開示の第１のベルヌーイチャック５０ａと第２のベルヌーイチャック５０ｂは、枠部９ａ２の鋭角部に取り付けられている。一方、複数の吸着パッド４０は、枠部９ａ２及び梁部９ａ３に沿って間隔をあけて取り付けられ、水平面において、第１のベルヌーイチャック５０ａと第２のベルヌーイチャック５０ｂとを対角の位置とする正方形の内側に配置されている。また、本開示において第１のＦＲＰシートＰ２を保持するベルヌーイチャック５０と吸着パッド４０のうち、第１のベルヌーイチャック５０ａと第２のベルヌーイチャック５０ｂが最も離隔している。本開示の複数の吸着パッド４０は、第１のＦＲＰシートＰ２の鈍角部Ｃ２を含む外縁部、及びその外縁部よりも内側の領域を吸着するように配設されている。吸着パッド４０の個数は、ベルヌーイチャック５０（第１のベルヌーイチャック５０ａと第２のベルヌーイチャック５０ｂの合計）の個数よりも多い。また、複数の吸着パッド４０は、第１のベルヌーイチャック５０ａと第２のベルヌーイチャック５０ｂの離間距離５０Ｄよりも小さい離間距離４０Ｄで配置されている。

複数の吸着パッド４０は、第１のベルヌーイチャック５０ａに最も近い第１の吸着パッド４０ｂ１と、第２のベルヌーイチャック５０ｂに最も近い第２の吸着パッド４０ｂ２と、を有する。第１の吸着パッド４０ｂ１及び第２の吸着パッド４０ｂ２は、第１のベルヌーイチャック５０ａ及び第２のベルヌーイチャック５０ｂと同様に、枠部９ａ２の鋭角部に取り付けられ、第１のベルヌーイチャック５０ａ及び第２のベルヌーイチャック５０ｂよりも内側の領域において第１のＦＲＰシートＰ２の鋭角部Ｃ１を吸着するようになっている。

第１の吸着パッド４０ｂ１及び第２の吸着パッド４０ｂ２は、互いに別の空圧系統７０，７１を有している。第１の吸着パッド４０ｂ１の空圧系統７０には、第１の圧力センサ７０ａが設けられている。また、第２の吸着パッド４０ｂ２の空圧系統７１には、第２の圧力センサ７１ａが設けられている。第１の吸着パッド４０ｂ１は、第１のベルヌーイチャック５０ａの吸着不良を検出するセンサの役割を有する。また、第２の吸着パッド４０ｂ２は、第２のベルヌーイチャック５０ｂの吸着不良を検出するセンサの役割を有する。これら第１の吸着パッド４０ｂ１及び第２の吸着パッド４０ｂ２は、他の吸着パッド４０ａよりも吸着面４０Ａの面積及び空間容積が小さい小型のものである。

また、他の吸着パッド４０ａも、領域ごとに互いに別の空圧系統６０，６１，６２，６３を有している。このように、複数の領域で互いに別の空圧系統６０，６１，６２，６３を設けることで、例えば、一つの領域で吸着パッド４０ａの負圧が立たなかった場合であっても、他の領域ではその影響を受けないようにすることができる。具体的に、第１のベルヌーイチャック５０ａと共に第１のＦＲＰシートＰ２の一方の鋭角部Ｃ１を吸着する領域Ａ１に配置された複数の吸着パッド４０ａは、空圧系統６０と接続されている。また、第１のＦＲＰシートＰ２の一方の鈍角部Ｃ２を吸着する領域Ａ２に配置された複数の吸着パッド４０ａは、空圧系統６１と接続されている。

また、第２のベルヌーイチャック５０ｂと共に第１のＦＲＰシートＰ２の他方の鋭角部Ｃ１を吸着する領域Ａ１に配置された複数の吸着パッド４０ａは、空圧系統６２と接続されている。そして、第１のＦＲＰシートＰ２の他方の鈍角部Ｃ２を吸着する領域Ａ２に配置された複数の吸着パッド４０ａは、空圧系統６３と接続されている。空圧系統６０，６１，６２，６３には、それぞれ圧力センサ６０ａ，６１ａ，６２ａ，６３ａが設けられている。なお、領域Ａ１，Ａ２は、枠部９ａ２の２組の対辺の中点を通る二本の境界線Ｋ１によって区画されている。

続いて、上記構成の搬送装置９の動作（熱可塑性繊維強化プラスチックシートの搬送方法）について、図８を参照して説明する。
図８は、本開示の搬送装置９の動作を示す説明図である。図８（ａ）は、搬送装置９が第１のＦＲＰシートＰ２を搬送する様子を示し、図８（ｂ）は、第１のＦＲＰシートＰ２の一部（鋭角部Ｃ１）が搬送装置９から剥がれたときの様子を示している。

サブ搬送路７の上面に載置された第１のＦＲＰシートＰ２を吸着し搬送する場合、先ず、搬送装置９の保持部９ａを第１のＦＲＰシートＰ２に押し付ける（上述した図５に示す状態）。保持部９ａには、複数の吸着パッド４０及び複数のベルヌーイチャック５０が取り付けられており、それらは不図示のバネによって上下に移動可能とされているため、第１のＦＲＰシートＰ２の表面に面一に接触することができる。

搬送装置９の保持部９ａを第１のＦＲＰシートＰ２に押し付けたら、複数の吸着パッド４０から気体を吸引し、また、複数のベルヌーイチャック５０から気体を噴出することによって、搬送装置９の保持部９ａに第１のＦＲＰシートＰ２を吸着させる。その後、図８（ａ）に示すように、第１のＦＲＰシートＰ２を吸着した保持部９ａを移動部９ｂ（図２参照）によって上昇させる。

このように、ベルヌーイチャック５０と吸着パッド４０を併用して第１のＦＲＰシートＰ２を吸着し搬送することにより、第１のＦＲＰシートＰ２を安定して搬送できる。すなわち、吸着パッド４０は、気体の吸引により負圧を立てて吸着面４０Ａに第１のＦＲＰシートＰ２を吸着するため、第１のＦＲＰシートＰ２を安定して保持できる。一方で、吸着パッド４０は、第１のＦＲＰシートＰ２の一部が裂けていたり、微細な孔が開いていたりすると、負圧を立てることができなくなる場合がある。

ベルヌーイチャック５０は、非接触で第１のＦＲＰシートＰ２を吸着するため、保持の安定性の面では吸着パッド４０より劣るが、ベルヌーイチャック５０は、気体の噴出により負圧を発生させるため、第１のＦＲＰシートＰ２の一部が裂けたり、微細な孔が開いていたり、また、第１のＦＲＰシートＰ２が反るなどの曲り癖があっても、吸着力を発揮できる。したがって、ベルヌーイチャック５０と吸着パッド４０を併用することにより、一部が裂けたり、微細な孔があったり、曲り癖があるような第１のＦＲＰシートＰ２（熱可塑性繊維強化プラスチックシート）を安定して搬送することができる。

本開示のベルヌーイチャック５０は、気体を噴出する噴出部５０Ａと、噴出部５０Ａから吸着パッド４０の吸着面４０Ａと同じ高さまで延伸しているスペーサ５３と、を有している。すなわち、噴出部５０Ａは、スペーサ５３を介して、第１のＦＲＰシートＰ２を吸着している。スペーサ５３により、噴出部５０Ａと第１のＦＲＰシートＰ２の間には、噴出部５０Ａから噴出された気体が流通可能な隙間が形成される。そのため、噴出部５０Ａに第１のＦＲＰシートＰ２が接近しすぎることで生じる、保持力の低下を抑制できる。また、本開示のスペーサ５３は、吸着パッド４０の吸着面４０Ａと同じ高さまで延伸しているため、吸着面４０Ａと同一の高さで第１のＦＲＰシートＰ２を保持することができる。

また、本開示においては、図６に示すように、複数のベルヌーイチャック５０は、第１のベルヌーイチャック５０ａと、第２のベルヌーイチャック５０ｂと、を有し、第１のベルヌーイチャック５０ａと第２のベルヌーイチャック５０ｂとの離間距離５０Ｄは、複数の吸着パッド４０の離間距離４０Ｄよりも大きい。この構成よれば、曲り癖が出やすいＦＲＰシートＰ２の外縁部を第１のベルヌーイチャック５０ａ及び第２のベルヌーイチャック５０ｂで保持できる。

また、図６に示すように、吸着パッド４０の個数は、ベルヌーイチャック５０の個数よりも多く、複数の吸着パッド４０は、第１のベルヌーイチャック５０ａと第２のベルヌーイチャック５０ｂの離間距離５０Ｄよりも小さい離間距離４０Ｄで配置されている。この構成によれば、第１のＦＲＰシートＰ２の外縁部よりも内側の領域を、複数の吸着パッド４０によってベルヌーイチャック５０よりも短い間隔で保持できるため、第１のＦＲＰシートＰ２の保持の安定性を高めることができる。

また、本開示において、第１のＦＲＰシートＰ２は平行四辺形であり、第１のベルヌーイチャック５０ａ及び第２のベルヌーイチャック５０ｂは、第１のＦＲＰシートＰ２の一対の鋭角部Ｃ１を吸着する。平行四辺形の鋭角部Ｃ１は、鈍角部Ｃ２よりも細く、曲げ癖が出やすいため、このような鋭角部Ｃ１を第１のベルヌーイチャック５０ａ及び第２のベルヌーイチャック５０ｂによって吸着することにより、第１のＦＲＰシートＰ２の保持の安定性をより高めることができる。

なお、ここでいう第１のＦＲＰシートＰ２の保持の安定性とは、第１のＦＲＰシートＰ２を吸着する吸着力及び横ずれの抑制を意味する。すなわち、鋭角部Ｃ１の先端でない箇所は、通気性が大きい第１のＦＲＰシートＰ２であっても複数の吸着パッド４０により支持できるので、安定して搬送可能である。しかし、鋭角部Ｃ１の先端では、吸着面積自体が減るため、第１のＦＲＰシートＰ２の把持が困難な場合がある。加えて、鋭角部Ｃ１の先端の吸着は、外乱に弱い性質があり、加えて鋭角部Ｃ１の先端では曲り癖が大きく出るため、搬送装置９の運転に影響を与える可能性が高い。

そのため、本開示では、通常時の吸着力が吸着パッド４０よりも劣るベルヌーイチャック５０を用いて、通気性が大きい第１のＦＲＰシートＰ２において、特に吸着面積が狭く曲り癖が大きく出やすい鋭角部Ｃ１の先端における外乱に強くしている。また、ベルヌーイチャック５０は、吸着パッド４０の吸着面４０Ａに比べて噴出部５０Ａから第１のＦＲＰシートＰ２に吸着力を及ぼす距離が大きいため、曲り癖により第１のＦＲＰシートＰ２の鋭角部Ｃ１の先端が多少剥がれたとしても吸着状態を保つことができ、第１のＦＲＰシートＰ２を安定して搬送可能である。

さらに、本開示では、図６に示すように、第１のベルヌーイチャック５０ａ及び第２のベルヌーイチャック５０ｂに最も近い第１の吸着パッド４０ｂ１及び第２の吸着パッド４０ｂ２の圧力を計測している。このため、第１のベルヌーイチャック５０ａ及び第２のベルヌーイチャック５０ｂにおける第１のＦＲＰシートＰ２の吸着状態を検出することができる。例えば、図８（ｂ）に示すように、第１のベルヌーイチャック５０ａにおいて第１のＦＲＰシートＰ２の吸着が不可になると、第１のＦＲＰシートＰ２が垂れ下がり、第１のＦＲＰシートＰ２は第１の吸着パッド４０ｂ１からも脱落する。

第１の吸着パッド４０ｂ１は、図６に示すように、第２の吸着パッド４０ｂ２の空圧系統７１とは独立した空圧系統７０を有し、空圧系統７０には圧力センサ７０ａが設けられている。第１のＦＲＰシートＰ２と第１の吸着パッド４０ｂ１が離隔すれば、空圧系統７０の負圧が低下する。すなわち、空圧系統７０の負圧により、第１のベルヌーイチャック５０ａにおける第１のＦＲＰシートＰ２の吸着不可状態（つまり、第１のＦＲＰシートＰ２と第１の吸着パッド４０ｂ１の離隔）を検出することができる。また、同様に、空圧系統７１の負圧により、第２のベルヌーイチャック５０ｂにおける第１のＦＲＰシートＰ２の吸着不可状態を検出することができる。第１の吸着パッド４０ｂ１及び第２の吸着パッド４０ｂ２は、小型で空間容積が小さいため、他の吸着パッド４０ａよりも真空破壊による応答性が高く、早期にベルヌーイチャック５０の吸着不可状態を検出することができる。

以上、図面を参照しながら本開示の１つの実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本開示の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

図９は、本開示の一変形例におけるサブ搬送路７の支持台７ａの構成を示す断面図である。
図９に示す支持台７ａには、上面から下面にかけて貫通する貫通孔７ａ２が複数形成されている。この構成によれば、仮に、第１のＦＲＰシートＰ２に微細な孔が多数あったとしても、吸着パッド４０における吸引によって支持台７ａを吸い付けてしまうことがなくなる。よって、第１のＦＲＰシートＰ２を容易に持ち上げることができる。なお、貫通孔７ａ２の代わりに、支持台７ａの上面に溝を形成しても同じような作用効果が得られる。

図１０は、本開示の一変形例における第１のＦＲＰシートＰ２の好ましい吸着位置を説明するための説明図である。
平行四辺形の第１のＦＲＰシートＰ２は、同じ幅の正方形Ｐ１０と比べて、図１０に示す領域１００を吸着することが好ましい。なお、正方形Ｐ１０は、平行四辺形の第１のＦＲＰシートＰ２と重心が一致している。また、正方形Ｐ１０は、第１のＦＲＰシートＰ２の辺の一部と重なっている。また、第１のＦＲＰシートＰ２の対角線のうち短い側は、正方形Ｐ１０の辺上で終端する。領域１００は、第１のＦＲＰシートＰ２とシートＰ１０の中心を重ね、第１のＦＲＰシートＰ２の平行四辺形の領域からシートＰ１０の正方形の領域を除外した領域であって、吸着パッド４０（４０ａ）のパッド径を２ｒとしたときに、当該領域の境界から距離ｒだけ内側の領域である。
あるいは、領域１００のうち、第１のＦＲＰシートＰ２の鋭角部Ｃ１を頂角とし、当該頂角を二等分する二等分線Ｂが第１のＦＲＰシートＰ２の境界まで至る線分の長さをＤとしたときに、頂角から二等分線Ｂに沿ってＤの１０％の位置を当該頂角の対向する辺の中点とする、二等辺三角形の領域１０１を吸着してもよい。この領域１０１は、保持部９ａの保持フレーム９ａ１（枠部９ａ２）のフレーム幅ｗにより吸着し難い領域を含むため、より吸着性能が向上する。

また、例えば、上述の本開示では、第１のＦＲＰシートＰ２の鋭角部Ｃ１の吸着不可状態を、第１の吸着パッド４０ｂ１及び第２の吸着パッド４０ｂ２の互いに独立した空圧系統７０，７１の負圧によって検出する構成について説明したが、例えば、ベルヌーイチャック５０の空圧系統でも同様の検出は可能である。

なお、上述の本開示では、特に第１のＦＲＰシートＰ２や第２のＦＲＰシートＰ４の強化繊維Ｆの配向方向を＋４５°もしくは−４５°としたが、切断装置８、切断装置１７の保持バーの角度を調整することにより、例えば＋３０°（−３０°）や＋６０°（−６０°）などとするようにしてもよい。

１ ＦＲＰシート積層装置（搬送システム）
７ サブ搬送路
７ａ 支持台
７ａ２ 貫通孔（孔）
９ 搬送装置
４０ 吸着パッド
４０ｂ１ 第１の吸着パッド
４０ｂ２ 第２の吸着パッド
４０Ａ 吸着面
４０Ｄ 離間距離
５０ ベルヌーイチャック
５０ａ 第１のベルヌーイチャック
５０ｂ 第２のベルヌーイチャック
５０Ａ 噴出部
５０Ｄ 離間距離
５３ スペーサ
６０，６１，６２，６３，７０，７１ 空圧系統
７０ａ 第１の圧力センサ
７１ａ 第２の圧力センサ
Ｃ１ 鋭角部
Ｆ 強化繊維
Ｐ２ 第１のＦＲＰシート（熱可塑性繊維強化プラスチックシート，吸着対象物）

Claims (9)

1. ベルヌーイチャックと吸着パッドを併用して熱可塑性繊維強化プラスチックシートを吸着し搬送する、熱可塑性繊維強化プラスチックシートの搬送方法であって、
   前記熱可塑性繊維強化プラスチックシートは、平行四辺形であり、
   前記ベルヌーイチャックによって、前記熱可塑性繊維強化プラスチックシートの鋭角部を吸着する、熱可塑性繊維強化プラスチックシートの搬送方法。
2. 前記吸着パッドを複数用いて、前記熱可塑性繊維強化プラスチックシートの複数箇所を吸着し、
   前記複数の吸着パッドのうち、前記ベルヌーイチャックに最も近い吸着パッドの圧力を計測する、請求項１に記載の熱可塑性繊維強化プラスチックシートの搬送方法。
3. 第１のベルヌーイチャックと、
   第２のベルヌーイチャックと、
   前記第１のベルヌーイチャック及び前記第２のベルヌーイチャックと共に上下方向に移動可能な複数の吸着パッドと、
   平行四辺形の外形を有して、前記第１のベルヌーイチャック、前記第２のベルヌーイチャック、及び複数の吸着パッドを保持する保持フレームと、を備え、
   前記第１のベルヌーイチャックと前記第２のベルヌーイチャックは、前記保持フレームの鋭角部に配置され、
   前記複数の吸着パッドは、前記第１のベルヌーイチャックと前記第２のベルヌーイチャックの離間距離よりも小さい離間距離で配置されている、搬送装置。
4. 前記複数の吸着パッドは、水平面において、前記第１のベルヌーイチャックと前記第２のベルヌーイチャックとを対角の位置とする正方形の内側に配置されている、請求項３に記載の搬送装置。
5. 前記吸着パッドの個数は、前記第１のベルヌーイチャックと前記第２のベルヌーイチャックの合計の個数よりも多い、請求項３または４に記載の搬送装置。
6. 前記第１のベルヌーイチャックと前記第２のベルヌーイチャックのそれぞれは、
   気体を噴出する噴出部と、
   前記噴出部から前記吸着パッドの吸着面と同じ高さまで延伸しているスペーサと、を有する、請求項３〜５のいずれか一項に記載の搬送装置。
7. 前記複数の吸着パッドは、前記第１のベルヌーイチャックに最も近い第１の吸着パッドと、前記第２のベルヌーイチャックに最も近い第２の吸着パッドと、を有し、
   前記第１の吸着パッド及び前記第２の吸着パッドは、互いに別の空圧系統を有する、請求項３〜６のいずれか一項に記載の搬送装置。
8. 前記第１の吸着パッドの空圧系統に設けられた第１の圧力センサと、
   前記第２の吸着パッドの空圧系統に設けられた第２の圧力センサと、を有する、請求項７に記載の搬送装置。
9. 吸着対象物を支持する支持台と、
   前記支持台の支持面上の前記吸着対象物を吸着し搬送する請求項３〜８のいずれか一項に記載の搬送装置と、を備える搬送システムであって、
   前記支持台の支持面には、溝及び孔の少なくともいずれかが形成されている、搬送システム。

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