JP7408480B2

JP7408480B2 - 自動繊維束配置装置

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Publication number: JP7408480B2
Application number: JP2020083220A
Authority: JP
Inventors: 祥太殿城
Original assignee: Tsudakoma Industrial Co Ltd
Current assignee: Tsudakoma Corp
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2024-01-05
Anticipated expiration: 2040-05-11
Also published as: US11390044B2; US20210347131A1; EP3909755A1; JP2021178408A

Description

本発明は、繊維束が巻き付けられた複数のボビンが仕掛けられて各前記ボビンから前記繊維束を送り出すように構成された供給装置と、該供給装置から供給された各前記繊維束の配置型上への配置を行うための配置ヘッドであって前記繊維束を前記配置型上に押圧する押圧部を備える配置ヘッドと、前記配置のために前記配置ヘッドを移動させる多関節ロボットであって回動駆動される回動部に前記配置ヘッドが取り付けられる回動機構を介して前記配置ヘッドが取り付けられる多関節ロボットと、該多関節ロボットに設けられるガイド機構であって前記供給装置からの前記繊維束を前記配置ヘッドへ向けて案内するガイド機構とを備え、前記配置ヘッドが、前記ガイド機構からの前記繊維束を前記配置ヘッドの内部へ導入するための導入孔であって前記繊維束毎に形成された導入孔と、該導入孔から導入された前記繊維束を前記押圧部へ向けて送るために前記繊維束の経路毎に設けられた複数の送り機構と、各送り機構に対応させるかたちで前記送り機構に対する前記経路の上流側に設けられたガイドローラとを備える自動繊維束配置装置に関する。

自動繊維束配置装置として、細幅の繊維束を配置型上に配置するＡＦＰ（ＡｕｔｏｍａｔｅｄＦｉｂｅｒＰｌａｃｅｍｅｎｔ）装置が知られている。なお、本出願において、「繊維束」とは、複数本の強化繊維（炭素繊維、ガラス繊維等）の束にマトリックス樹脂を含浸させてテープ状に形成された所謂トウプリプレグのような材料を指す。また、そのＡＦＰ装置としては、多関節ロボットを用いて繊維束の配置型上への配置を行うように構成された装置がある。

特許文献１には、そのようなＡＦＰ装置として、繊維束が巻き付けられたボビンから繊維束を巻き出す（送り出す）ように構成された巻出機構と、前記配置を行うための配置ヘッドとしての貼付ヘッドと、その貼付ヘッド（配置ヘッド）が取り付けられる多関節ロボットと、巻出機構からの繊維束を貼付ヘッド（配置ヘッド）へ向けて案内するガイド機構を備える装置が開示されている。また、その特許文献１におけるＡＦＰ装置において、配置ヘッド（貼付ヘッド）は、繊維束を配置型上（被貼付面）に押圧する押圧部としてのローラ、シュー等の押圧部材と、押圧部材へ向けて繊維束を送る送り機構としてのフィーダとを有している。

なお、特許文献１に開示されているのは単一（１本）の繊維束で前記配置を行うＡＦＰ装置であるが、公知のＡＦＰ装置としては、複数の繊維束で前記配置を行うように構成されたものも存在する。そして、そのように複数本の繊維束で前記配置を行うように構成されたＡＦＰ装置では、配置ヘッドにおける前記送り機構は、その複数本の繊維束毎に設けられている。さらに、そのようなＡＦＰ装置における配置ヘッドとして、繊維束を配置ヘッド内に導入するための導入孔が各繊維束に対応させて形成されると共に、その各繊維束に対応する導入孔と前記送り機構との間の繊維束の経路中に繊維束を案内するガイドローラを設けたものも知られている。

特開２０１９－１３０９１４号公報

ところで、前記のようなＡＦＰ装置においては、配置ヘッドは、多関節ロボットのアームの先端に取り付けられているが、ＡＦＰ装置によっては、アームの先端に配置ヘッドを回動させるための回動機構が取り付けられており、配置ヘッドがその回動機構を介してアームに対し取り付けられるように構成されている。そして、そのように構成されたＡＦＰ装置においては、前記配置を行う際の配置ヘッドの移動方向に応じて多関節ロボットが配置ヘッドを回動させることが行われる。

なお、ＡＦＰ装置において、前記したガイド機構は、繊維束を案内するロール状のガイド（トウガイド）を備えると共に、アームに対し固定的に設けられている。そのため、配置ヘッドが前記のように回動されると、トウガイドの案内面（周面）の向きと配置ヘッドにおけるガイドローラの案内面（周面）の向きとが異なる状態となるため、ガイド機構とガイドローラとの間で、その配置ヘッドの回動量に応じた量だけ繊維束が捻れた状態となる。そして、そのように捻れた状態でガイドローラに向けて繊維束が案内される結果として、その捻れ量によっては、前記配置に問題が生じる場合がある。

そこで、本発明は、ガイドローラへ向けて案内される繊維束の捻れ量を小さくすることで、前記配置に問題が生じるのを可及的に防止する自動繊維束配置装置を提供することを目的とする。

本発明は、繊維束が巻き付けられた複数のボビンが仕掛けられて各前記ボビンから前記繊維束を送り出すように構成された供給装置と、該供給装置から供給された各前記繊維束の配置型上への配置を行うための配置ヘッドであって前記繊維束を前記配置型上に押圧する押圧部を備える配置ヘッドと、前記配置のために前記配置ヘッドを移動させる多関節ロボットであって回動駆動される回動部に前記配置ヘッドが取り付けられる回動機構を介して前記配置ヘッドが取り付けられる多関節ロボットと、該多関節ロボットに設けられるガイド機構であって前記供給装置からの前記繊維束を前記配置ヘッドへ向けて案内するガイド機構とを備えた自動繊維束配置装置であって、前記配置ヘッドが、前記ガイド機構からの前記繊維束を前記配置ヘッドの内部へ導入するための導入孔であって前記繊維束毎に形成された導入孔と、該導入孔から導入された前記繊維束を前記押圧部へ向けて送るために前記繊維束の経路毎に設けられた複数の送り機構と、各送り機構に対応させるかたちで前記送り機構に対する前記経路の上流側に設けられたガイドローラとを備える自動繊維束配置装置を前提とする。

その上で、前記の目的を達成すべく、本発明は、その前提とする自動繊維束配置装置において、前記配置ヘッドが、前記導入孔毎に設けられるＳ字ガイドであって、軸線が平行を成すように設けられると共に前記導入孔の中心線方向における位置を異ならせた一対のローラと、該一対のローラを支持すると共に前記中心線周りに回転可能に設けられた支持体とから成るＳ字ガイドを備えることを特徴とする。

また、本発明の自動繊維束配置装置において、前記配置ヘッドが、前記ガイドローラと前記導入孔との間に備えられる規制ガイドであって、前記繊維束が摺接するように前記繊維束を挟んで設けられた一対の規制部材から成る規制ガイドを備えるようにしても良い。さらに、前記規制ガイドが、前記規制部材が前記配置ヘッドの幅方向に延在することで２以上の前記経路に共通となるように構成されるようにしても良い。

本発明の自動繊維束配置装置によれば、繊維束は、ガイド機構とガイドローラとの間において、前記のようなＳ字ガイドを経由するかたちで案内されることとなる。それにより、配置ヘッドが前記のように回動されると、その回動に伴うＳ字ガイドの位置の変化により、固定のガイド機構におけるトウガイドに対し繊維束で連なっているＳ字ガイドは、前記中心線周りに回動する。但し、Ｓ字ガイドはその下流側においてガイドローラとも繊維束で連なっているため、その回動量は、ローラの案内面の向きをトウガイドの案内面の向きに合わせる程の大きさとはならず、ローラの案内面がトウガイドの案内面の向きよりもガイドローラの案内面の向き側を向くような大きさとなる。したがって、その状態におけるＳ字ガイド（ローラ）の案内面の向きとガイドローラの向きとの差は、トウガイドの案内面の向きとガイドローラの案内面の向きとの差よりも小さくなっている。

そして、繊維束がそのような状態のＳ字ガイドに案内された上でガイドローラに導かれるため、そのガイドローラに至る繊維束の捻れ量は、トウガイドからＳ字ガイドを経由せずに繊維束がガイドローラに案内される場合と比べて小さくなる。したがって、前記したような前記配置の問題の発生を可及的に防止することができる。

また、本発明による自動繊維束配置装置において、ガイドローラと導入孔との間に前記のような規制ガイドを設けることで、前記のように回動するＳ字ガイドによって案内された繊維束は、その下流側（ガイドローラ側）で、一対の規制部材により挟まれて各規制部材に摺接した状態で案内されることとなる。したがって、Ｓ字ガイドを経由した繊維束は、その向きが規制ガイドによって規制された状態となるため、規制ガイドとガイドローラとの間の繊維束の向きは、常に一定となる。それにより、前記配置のために配置ヘッドが回動しても、ガイドローラに至る繊維束の向きが変わることは無いため、前記のような捻れに起因する前記配置の問題が発生することは無い。

さらに、前記の規制ガイドを、その一対の規制部材が配置ヘッドの幅方向に延在するような構成とすることで、１つの規制ガイドを２以上の繊維束の経路に対し共通のものとすることができる。それにより、規制ガイドを繊維束の経路毎に設ける場合と比べ、より簡単な構成で前記の効果を得ることができる。

本発明が適用される自動繊維束配置装置を示す側面図である。図１で示すガイド機構の平面図である。自動繊維束配置装置の配置ヘッドを示す説明図である。本発明によるＳ字ガイドの説明図である。Ｓ字ガイドの平面図である。図５のＤ－Ｄ断面図である。

以下に、図１～６に基づき、本発明による自動繊維束配置装置の一実施例を説明する。

図１に示すように、自動繊維束配置装置１は、繊維束２が巻き付けられたボビン３が仕掛けられた供給装置４と、その供給装置４から供給された繊維束２の配置型５上への配置を行うための配置ヘッド６と、前記配置のために配置ヘッド６を移動させる多関節ロボット７とを備えている。なお、本実施例においては、自動繊維束配置装置１は、１６本の繊維束２の前記配置が同時に行えるように構成されている。したがって、供給装置４には、図では手前側の４個のみが示されているが、１６個のボビン３が仕掛けられている。

また、供給装置４は、各ボビン３から引き出された繊維束２を多関節ロボット７側へ向けて案内するガイド部９を備えている。そのガイド部９は、各繊維束２を個別に案内するために繊維束２毎に設けられたガイド部材（図示略）を備え、そのガイド部材により各繊維束２を多関節ロボット７よりも高い位置で案内するように構成されている。なお、その供給装置４において、各ボビン３とガイド部９との間の繊維束２の経路中には、各繊維束２の張力を調整するための構成として、各繊維束２に共通のダンサロール８を備えている。その構成により、各繊維束２は、ボビン３とガイド部９との間で適当な張力に調整され、適当な張力状態で多関節ロボット７側へ引き出される。

また、多関節ロボット７には、前記のようにガイド部９で案内された各繊維束２を案内するためのガイド機構１９が取り付けられている。そのガイド機構１９は、多関節ロボット７における先端側のアーム７ａに取り付けられている。また、ガイド機構１９は、各繊維束２を個別に案内するために各繊維束２毎に設けられたトウガイドを備えており、各トウガイドが支持部材３０により支持される構成となっている。そして、そのガイド機構１９は、支持部材３０がアーム７ａの上方において上方へ向けて延びると共に、支持部材３０の先端側で各繊維束２を案内するように設けられている。

より詳しくは、図２に示すように、ガイド機構１９は、各繊維束２に対応させた１６個のトウガイド３１を備えている。そして、その各トウガイド３１は、本実施例では、鍔部を有する中空円筒状の部材で構成されている。その上で、その１６個のトウガイド３１は、一対の側板３０ａ、３０ａを主体とする支持部材３０に支持されている。そして、その支持部材３０は、両側板３０ａ、３０ａに架設されるかたちで設けられた４本の支軸３０ｂを有しており、各トウガイド３１は、４個ずつが各支軸３０ｂに支持されるかたちで設けられている。なお、支軸３０ｂによるトウガイド３１の支持は、中空円筒状のトウガイド３１の孔に支軸３０ｂが挿通するかたちで行われており、各トウガイド３１は、支軸３０ｂに対し回転可能となっている。

このように、その自動繊維束配置装置１において、各ボビン３から引き出された繊維束２は、上下方向に関し多関節ロボット７よりも高い位置で供給装置４（ガイド部９）から引き出された後、多関節ロボット７の上方を通過するかたちでガイド機構１９に至っている。そして、各繊維束２は、ガイド機構１９において対応するトウガイド３１に案内されるかたちで転向され、多関節ロボット７におけるアーム７ａの先端に取り付けられた配置ヘッド６に導かれている。

なお、配置ヘッド６は、回動機構１０を介して多関節ロボット７におけるアーム７ａに取り付けられている。その回動機構１０は、回動駆動される回動部１０ａを有しており、配置ヘッド６は、その回動部１０ａに対し取り付けられる。それにより、配置ヘッド６は、多関節ロボット７の先端側において、回動機構１０により旋回駆動されるように設けられている。

そして、その配置ヘッド６は、図３に示すように、繊維束２を配置型５上に押圧する押圧装置１３と、その押圧装置１３へ向けて繊維束２を送る送出機構１２であって繊維束２の経路毎に設けられた複数の送り機構１２ａを含む送出機構１２と、押圧装置１３と送出機構１２との間で繊維束２を切断する切断装置１４とを備えている。また、配置ヘッド６は、それらの構成要素に加え、送出機構１２における各送り機構１２ａに対する繊維束２の経路の上流側に設けられて送出機構１２（送り機構１２ａ）へ向けて繊維束２を案内するガイドローラ１１と、そのガイドローラ１１の前記上流側に設けられてガイドローラ１１へ繊維束２を案内する送りローラ１８とを備えている。その上で、配置ヘッド６は、一対の側壁２５ａ、２５ａを含む支持フレーム２５を主体としており、それらの構成要素は、その一対の側壁２５ａ、２５ａ間において支持されている。

それらの各構成要素について、押圧装置１３は、繊維束２を配置型５上に押圧する押圧部１３ａと、押圧部１３ａに対し配置型５へ向けた押圧力を発生させる押圧機構（図示略）とを備えている。なお、その押圧部１３ａは、各繊維束２に共通の部材であって、本実施例では回転可能に設けられたローラ状の部材である所謂コンパクションローラである。

また、ガイドローラ１１について、そのガイドローラ１１は、その軸線方向を押圧部（コンパクションローラ）１３ａの軸線方向と一致させると共に、支持フレーム２５における側壁２５ａ、２５ａ間に架設された支持部材（図示略）等によって支持されるかたちで配置ヘッド６（支持フレーム２５）内に設けられている。その上で、本実施例では、前述のように配置ヘッド６に導かれた１６本の繊維束２を２つのグループに振り分けるべく、そのガイドローラ１１は、前後方向（前記配置に伴って繊維束２が配置型５上に配置される方向と一致する方向）に位置を異ならせて２本設けられている。そして、各繊維束２がいずれかのガイドローラ１１に振り分けられて案内されることで、配置ヘッド６内においては、１６本の繊維束２は、２つのグループに振り分けられ、グループ毎に前記前後方向における異なる位置でガイドローラ１１に案内され、押圧部１３ａに至ることとなる。

なお、その繊維束２の各グループは、１６本の繊維束２を均等に分ける結果として、８本ずつの繊維束２で形成されている。したがって、１６本の繊維束２による経路は、前記前後方向に異なる２位置における８本ずつの経路となっている。そして、その配置ヘッド６内における各繊維束２の経路は、その繊維束２が対応するガイドローラ１１を経由し、各繊維束２に共通の押圧部１３ａに至っている。

また、配置ヘッド６における支持フレーム２５は、その上部に一対の側壁２５ａ、２５ａ間に亘る板状のベース部材２０を有している。その上で、そのベース部材２０には、ガイド機構１９からの繊維束２を配置ヘッド６の内部へ導入するための導入孔２０ａが各繊維束２に対応するかたちで形成されている。すなわち、そのベース部材２０には、１６個の導入孔２０ａが形成されている。なお、本実施例では、１６本の繊維束２は、ガイド機構１９において４本の支軸３０ｂのそれぞれに４個ずつ支持されたトウガイド３１によって個別に案内されており、繊維束２は、その支軸３０ｂ毎（４本毎）の４つのグループで配置ヘッド６に導入されるようになっている。そこで、その配置ヘッド６の支持フレーム２５におけるベース部材２０に形成される導入孔２０ａは、配置ヘッド６の幅方向において４個ずつ、且つ、４列に並ぶように形成されている。

さらに、前記のようにガイドローラ１１の上方には各導入孔２０ａに対応するかたちで１６個の送りローラ１８が設けられている。その各送りローラ１８は、それぞれに対応して設けられると共に、ベース部材２０の下面（支持フレーム２５の内側を向く面）に対し吊り下げるかたちで取り付けられた吊持部材１８ａにより、ベース部材２０の下方に対し位置するかたちで支持されている。それにより、各送りローラ１８は、対応する導入孔２０ａとガイドローラ１１との間に位置する配置で、配置ヘッド６（支持フレーム２５）内に設けられている。そして、各導入孔２０ａから導入された繊維束２は、対応する送りローラ１８によってガイドローラ１１へ案内されている。

送出機構１２は、その繊維束２の経路毎に設けられた前記の送り機構１２ａと、送り機構１２ａ毎に設けられて送り機構１２ａを回転駆動する駆動モータ１２ｂとを有している。その各送り機構１２ａは、本実施例では、繊維束２をニップするように設けられた一対のローラ１２ｃ、１２ｄで構成されている。そして、各送り機構１２ａは、一対のローラ１２ｃ、１２ｄのうちの一方（図示の例ではローラ１２ｃ）が駆動モータ１２ｂによって回転駆動されることで、他方が従動回転し、それによって繊維束２を押圧装置１３における押圧部１３ａへ向けて送るものとなっている。

また、切断装置１４は、繊維束２の経路毎に設けられた切断刃１５と、切断刃１５とでその経路を挟むように設けられた固定部材１６と、切断刃１５毎に設けられて切断刃１５に繊維束２を切断するための切断動作を行わせる切断刃駆動機構１７とを含んでいる。なお、切断刃１５は、その刃線（刃先）の延在方向が前記軸線方向と平行を為すと共に繊維束２の進行方向と略直交するように設けられている。また、固定部材１６は、本実施例では、回転可能に設けられたローラ状の部材である所謂アンビルローラであり、切断刃１５毎に設けられている。そして、切断装置１４は、切断刃駆動機構１７による切断刃１５の切断動作により、切断刃１５と固定部材１６との協働で繊維束２の切断を行うものとなっている。

以上のように構成された自動繊維束配置装置において、本発明では、配置ヘッドは、一対のローラにより繊維束２を案内するＳ字ガイドを備えており、そのＳ字ガイドが導入孔２０ａ毎に設けられた構成となっている。その上で、本実施例の配置ヘッドは、そのようなＳ字ガイドに加え、導入孔２０ａとガイドローラ１１との間で繊維束２を案内する一対の規制部材から構成される規制ガイドを備えているものとする。但し、本実施例の規制ガイドは、規制部材が配置ヘッドの幅方向に延在することで２以上の繊維束２の経路に共通となるように構成されているものとする。そのような自動繊維束配置装置の一実施例（本実施例）を、図４～６に基づき、以下で詳細に説明する。

Ｓ字ガイド２１は、一対のローラ２２、２２と、その一対のローラ２２、２２を支持する支持体２３とで構成されている。そして、Ｓ字ガイド２１は、前記のように導入孔２０ａ毎に設けられている。より詳しくは、以下の通り。

一対のローラ２２、２２における各ローラ２２は、中空円筒状であると共に、鍔部を有する部材となっている。また、支持体２３は、その一対のローラ２２、２２を支持するための一対の支持板２６、２６を有している。なお、その支持板２６は、板状の部材で形成されており、板厚方向に見て矩形状を成す部分（支持部）を有する部材である。そして、各ローラ２２は、その支持体２３における一対の支持板２６、２６の支持部２６ａ、２６ａ間において、それぞれの軸線が互いに平行を成すように支持されている。但し、両ローラ２２、２２は、その支持部２６ａの長辺方向及び短辺方向において位置を異ならせて支持されている。

また、その支持体２３は、その一対の支持板２６、２６に加え、その一対の支持板２６、２６が取り付けられる中空円筒状の筒状部材２７、及びその筒状部材２７が取り付けられる軸受２８を有している。より詳しくは、筒状部材２７は、貫通孔２７ａを有する中空円筒状に形成された部材である。また、各支持板２６は、前記長辺方向における一端側において支持部２６ａに連続すると共に、支持部２６ａの板厚方向に延びる部分を有する取付部２６ｂを有している。その上で、前記のように一対のローラ２２、２２を支持する一対の支持板２６、２６は、筒状部材２７における一端側の端面に対し、前記長辺方向を筒状部材２７における貫通孔２７ａの貫通方向に一致させるかたちで、それぞれの取付部２６ｂにおいて取り付けられている。したがって、一対のローラ２２、２２は、筒状部材２７における前記貫通方向（貫通孔２７ａの中心線方向）において、位置を異ならせて支持された状態となる。

また、筒状部材２７は、前記貫通方向における略中間部よりも他端側（前記のように支持板２６が取り付けられる一端側とは反対の側）の部分が、その一端側よりも外径が小さくなるように形成されている。その上で、そのような筒状部材２７を含む支持体２３においては、その筒状部材２７における小径部分に対し軸受２８が外嵌されている。

そして、そのように構成された支持体２３及びその支持体２３に支持される一対のローラ２２、２２から成る各Ｓ字ガイド２１は、対応する導入孔２０ａに対し、支持体２３における軸受２８が内嵌されるかたちで、配置ヘッド６における支持フレーム２５のベース部材２０に対し取り付けられている。但し、その取り付けは、一対のローラ２２、２２がベース部材２０の上方に位置するようなかたちで行われている。

なお、その取り付け状態では、支持体２３の筒状部材２７における貫通孔２７ａの中心線（中心線方向）と導入孔２０ａの中心線（中心線方向）とが一致した状態となっている。そして、前記のように軸受２８において取り付けられることで、Ｓ字ガイド２１（支持体２３）は、ベース部材２０に対し、導入孔２０ａの中心線周りに回転可能に設けられた状態となっている。また、前記のようにＳ字ガイド２１（支持体２３における筒状部材２７）が、導入孔２０ａに嵌まるかたちでベース部材２０に対し取り付けられることにより、ガイド機構１９からの繊維束２は、筒状部材２７における貫通孔２７ａから配置ヘッド６の内部へ導入されるかたちとなる。

また、規制ガイド２４は、前記のように導入孔２０ａとガイドローラ１１との間に備えられている。但し、本実施例の配置ヘッド６は、前記のように送りローラ１８を備えており、規制ガイド２４は、その送りローラ１８と導入孔２０ａとの間に設けられている。また、本実施例の配置ヘッド６では、導入孔２０ａは、前記のように配置ヘッド６の幅方向に４個ずつ４列に並ぶようにベース部材２０に対し形成されている。その上で、本実施例の配置ヘッド６では、その１列に並ぶように形成された４個の導入孔２０ａに対し１つの規制ガイド２４が対応するかたちで設けられている。すなわち、本実施例では、規制ガイド２４は、４個の導入孔２０ａ（繊維束２の経路）に共通となっている。そして、本実施例では、導入孔２０ａが４列に並ぶように形成されていることから、配置ヘッド６は、４つの規制ガイド２４を備えている。

そのように設けられる４つの規制ガイド２４について、より詳しくは、各規制ガイド２４は、一対の規制部材としての規制ローラ２４ａ、２４ａで構成されている。そして、各規制ローラ２４ａは、円筒状のローラ部材２４ｂと、そのローラ部材２４ｂに貫装される棒状のシャフト２４ｃとから成っている。但し、その規制ローラ２４ａは、シャフト２４ｃがローラ部材２４ｂの両端部から突出すると共に、ローラ部材２４ｂがシャフト２４ｃに対し回転可能であるように構成されている。

その上で、各規制ガイド２４（一対の規制ローラ２４ａ、２４ａ）は、そのシャフト２４ｃにおいて配置ヘッド６における支持フレーム２５に支持されている。より詳しくは、各規制ガイド２４における規制ローラ２４ａは、シャフト２４ｃが支持フレーム２５における一対の側壁２５ａ、２５ａ間に架設されるかたちで支持フレーム２５に対し支持されている。したがって、各規制ローラ２４ａは、配置ヘッド６の幅方向に延在するように設けられている。但し、各規制ガイド２４において、一対の規制ローラ２４ａ、２４ａは、図５、６に示すように僅かに離間して設けられており、その隙間の大きさは、その隙間に繊維束２が通された状態で、両規制ローラ２４ａ、２４ａが繊維束２と接した状態となるような大きさである。そして、各規制ガイド２４は、導入孔２０ａの中心線方向に見て、その隙間の中間に導入孔２０ａの中心が位置するように設けられてる。

以上で説明した本実施例による自動繊維束配置装置では、ガイド機構１９におけるトウガイド３１から個別に案内された各繊維束２は、対応する導入孔２０ａに設けられたＳ字ガイド２１における一対のローラ２２、２２に順次巻き掛けられた上で、そのＳ字ガイド２１の支持体２３における筒状部材２７の貫通孔２７ａから配置ヘッド６の内部へ導入される。そして、配置ヘッド６の内部に導入された各繊維束２は、対応する送りローラ１８に巻き掛けられた上で、対応するガイドローラ１１へ導かれる。

その上で、前記のようにＳ字ガイド２１は、ベース部材２０に対し、導入孔２０ａの中心線周りに回転可能に設けられている。それにより、その自動繊維束配置装置では、配置ヘッド６が回動機構１０により旋回駆動されると、トウガイド３１に対し繊維束２で連なっているＳ字ガイド２１が導入孔２０ａの中心線周りに回動する。但し、Ｓ字ガイド２１は、その下流側（配置ヘッド６の内部）において送りローラ１８とも繊維束２で連なっている。そのため、その回動量は、Ｓ字ガイド２１における一対のローラ２２、２２の案内面の向きをトウガイド３１の案内面の向きに合わせる程の大きさとはならない。したがって、Ｓ字ガイド２１から配置ヘッド６の内部に導入される繊維束２の捻れ量は、トウガイド３１からＳ字ガイド２１を経由せずに繊維束２が配置ヘッド６の内部へ導入される場合と比べて小さくなる。

さらに、本実施例による自動繊維束配置装置では、貫通孔２７ａ（導入孔２０ａ）と送りローラ１８との間に規制ガイド２４が設けられており、その貫通孔２７ａから配置ヘッド６の内部へ導入された各繊維束２は、対応する規制ガイド２４における一対の規制ローラ２４ａ、２４ａ間で両規制ローラ２４ａ、２４ａと摺接するかたちで、対応する送りローラ１８へ案内される。それにより、規制ガイド２４と送りローラ１８との間では、繊維束２の向き規制ガイド２４により規制された状態（常に一定の向き）となるため、配置ヘッド６が前記のように旋回駆動されても、送りローラ１８に至る繊維束２の向きが変わることがない。

このように、本実施例における自動繊維束配置装置では、ガイド機構１９におけるトウガイド３１と配置ヘッド６における送りローラ１８との間にＳ字ローラ２１及び規制ガイド２４を備えていることから、Ｓ字ローラ２１及び規制ガイド２４が設けられていない場合と比べ、送りローラ１８に至る繊維束２の捻れ量を小さくすることができる。それにより、配置ヘッド６が旋回駆動された場合において、Ｓ字ガイド２１及び規制ガイド２４を備えない自動繊維束配置装置では、送りローラ（ガイドローラ）に至る繊維束に繊維束の配置に問題が発生するような大きさの捻れが生じる場合であっても、本実施例における自動繊維束配置装置では、送りローラ１８に至る繊維束２の捻れ量を繊維束２の配置に問題が生じない大きさとすることができる。そして、その結果として、その捻れに起因する繊維束２の配置の問題を防ぐことができる。

以上では、本発明の一実施形態（実施例）について説明したが、本発明の自動繊維束配置装置は、前記実施例で説明したものに限定されるものではなく、以下のような実施形態（変形例）での実施も可能である。

（１）前記実施例では、配置ヘッド６は、ガイドローラ１１と導入孔２０ａとの間に、規制ガイド２４を備えると共に、その規制ガイド２４とガイドローラ１１との間に送りローラ１８を備える構成となっている。しかし、本発明においては、配置ヘッドは、そのような構成に限らず、規制ガイド及び／又は送りローラを備えないように構成されていても良い。なお、そのような構成であっても、Ｓ字ローラは、その下流側において少なくともガイドローラと繊維束で連なっている。したがって、それらの構成においても、ガイドローラに至る繊維束の捻れ量を小さくすることができる。

（２）前提となる自動繊維束配置装置について、前記実施例では、その自動繊維束配置装置は、１６本の繊維束２の前記配置が同時に行えるように構成されている。さらに、その自動繊維束配置装置は、多関節ロボット７のアーム７ａに取り付けられたガイド機構１９が、配置ヘッド６の上流側において、１６本の繊維束２の経路を４本毎の４つのグループに振り分けるように構成されている。その上で、前記実施例では、配置ヘッド６には、その４つのグループに分けられた前記経路に対応させるかたちで導入孔２０ａが４個ずつ４列に並べて形成されている。また、その配置ヘッド６は、その内部において、その４つのグループに分かれて配置ヘッド６の内部に導入された繊維束２の経路を、２本のガイドローラ１１によって２つのグループにまとめるように構成されている。しかし、本発明が前提とする自動繊維束配置装置は、そのようなかたちで前記経路を振り分けるように構成されるものに限らない。

まず、自動繊維束配置装置について、同時に前記配置が行える繊維束の数は、本発明においては特に限定されるものでは無い。すなわち、その繊維束の数については、前記実施例のような１６本には限らない。

また、ガイド機構について、前記実施例のように多数本（１６本）の繊維束の経路を４列（４つのグループ）に分けて案内するように構成されたものに限らず、２以上の任意の数のグループに分けるように構成されていても良い。具体的には、繊維束の数が前記実施例と同じく１６本の場合において、例えば、その１６本の繊維束を８本ずつの２つのグループに分けるようにガイド機構が構成されていても良い。また、ガイド機構は、そのような前記経路のグループ分けを行わずに繊維束を案内するように構成されていても良い。

また、配置ヘッドに形成される導入孔について、その形成位置（並び）は、基本的には配置ヘッドの上流側における繊維束２の経路の状態を考慮したものとすれば良いが、前記実施例のように前記経路の振り分け状態と一致させたものには限らず、任意の配置とすることが可能である。例えば、導入孔は、前記実施例のようにガイド機構において４つのグループに分けられた前記経路を２つのグループにまとめるように２列で形成されていても良いし、あるいは、ガイド機構において２つのグループに分けられた前記経路を更に４つのグループに分けるように４列に形成されていても良い。

なお、以上のような構成で画定される繊維束の経路について、自動繊維束配置装置が前記実施例のような多数本の繊維束を同時に配置できるように構成されている場合には、その繊維束の数との関係で配置ヘッドが大型化するのを避けるべく、配置ヘッド内において前記経路を複数のグループに振り分けるようにガイド機構や配置ヘッドが構成されているのが好ましい。しかし、配置ヘッド内に含まれる装置の構成等との関係で配置ヘッドの大きさが装置として許容できるものであれば、前記実施例と同様に配置する繊維束の数が多い場合であっても、そのような複数のグループに振り分けることを行わず、前記経路が配置ヘッド内で前記前後方向において同じ位置となるように、ガイド機構や配置ヘッドを構成しても良い。

また、本発明が前提とする自動繊維束配置装置では、前記のように同時に配置する繊維束の数は特に限定されないため、その繊維束の数によっては（数が少ない場合には）、配置ヘッド内において前記経路を前記同じ位置としても、その配置ヘッドは、前記実施例のそれと比べて大型化されないものとなる。但し、配置する繊維束の数が少ない場合であっても、配置ヘッド内において前記経路を前記前後方向における複数の位置に振り分けるようにガイド機構や配置ヘッドを構成しても良い。このように、自動繊維束配置装置における前記経路のための構成は、繊維束の数や配置ヘッドの大きさ等を考慮し、適宜なものとすれば良い。

（３）規制ガイドについて、前記実施例では、規制ガイド２４は、規制部材としての規制ローラ２４ａが配置ヘッド６の幅方向に延在するように設けられることで、その幅方向に並ぶ全ての導入孔に対し共通となるように構成されている。しかし、規制ガイドは、そのように構成されるものに限らず、前記幅方向に並ぶ複数の導入孔のうちの２以上であって全数よりも少ない導入孔（例えば、隣り合う２つの導入孔）に対し共通であるように構成されていても良いし、あるいは、導入孔毎（前記経路毎）に個別に設けられるように構成されていても良い。

また、規制ガイドを構成する一対の規制部材について、前記実施例では、各規制部材は、繊維束２に摺接する部分であるローラ部材２４ｂが回転可能に支持されるように構成された規制ローラ２４ａとなっている。すなわち、その各規制部材は、繊維束２に摺接する部分が回転可能であるように構成されたロール状の部材となっている。しかし、規制ガイドを構成する規制部材は、繊維束が摺接するように繊維束を挟むかたちで設けられたものであれば良く、その構成や形状等については特に限定はされない。例えば、その規制部材は、単なるロール状（円筒状）あるいは円柱状の部材であって、回転不能に配置ヘッドに支持されるように設けられたものであっても良い。また、その規制部材は、断面が円形を為す部材である必要もなく、板バネ等であっても良い。

なお、本発明は、以上で説明した例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１自動繊維束配置装置２繊維束
３ボビン４供給装置
５配置型６配置ヘッド
７多関節ロボット７ａアーム
８ダンサロール９ガイド部
１０回動機構１０ａ回動部
１１ガイドローラ１２送出機構
１２ａ送り機構１３押圧装置
１３ａ押圧部１４切断装置
１８送りローラ１９ガイド機構
２０ベース部材２０ａ導入孔
２１Ｓ字ガイド２２ローラ
２３支持体２４規制ガイド
２４ａ規制ローラ２４ｂローラ部材
２４ｃシャフト２５支持フレーム
２５ａ側壁２６支持板
２６ａ支持部２６ｂ取付部
２７筒状部材２７ａ貫通孔
２８軸受３０支持部材
３１トウガイド

Claims

繊維束が巻き付けられた複数のボビンが仕掛けられて各前記ボビンから前記繊維束を送り出すように構成された供給装置と、該供給装置から供給された各前記繊維束の配置型上への配置を行うための配置ヘッドであって前記繊維束を前記配置型上に押圧する押圧部を備える配置ヘッドと、前記配置のために前記配置ヘッドを移動させる多関節ロボットであって回動駆動される回動部に前記配置ヘッドが取り付けられる回動機構を介して前記配置ヘッドが取り付けられる多関節ロボットと、該多関節ロボットに設けられるガイド機構であって前記供給装置からの前記繊維束を前記配置ヘッドへ向けて案内するガイド機構とを備え、前記配置ヘッドが、前記ガイド機構からの前記繊維束を前記配置ヘッドの内部へ導入するための導入孔であって前記繊維束毎に形成された導入孔と、該導入孔から導入された前記繊維束を前記押圧部へ向けて送るために前記繊維束の経路毎に設けられた複数の送り機構と、各送り機構に対応させるかたちで前記送り機構に対する前記経路の上流側に設けられたガイドローラとを備える自動繊維束配置装置において、
前記配置ヘッドが、前記導入孔毎に設けられるＳ字ガイドであって、軸線が平行を成すように設けられると共に前記導入孔の中心線方向における位置を異ならせた一対のローラと、該一対のローラを支持すると共に前記中心線周りに回転可能に設けられた支持体とから成るＳ字ガイドを備える
ことを特徴とする自動繊維束配置装置。
前記配置ヘッドが、前記ガイドローラと前記導入孔との間に備えられる規制ガイドであって、前記繊維束が摺接するように前記繊維束を挟んで設けられた一対の規制部材から成る規制ガイドを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の自動繊維束配置装置。
前記規制ガイドは、前記規制部材が前記配置ヘッドの幅方向に延在することで２以上の前記経路に共通となるように構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の自動繊維束配置装置。