WO2020090218A1 - プリプレグ自動積層装置 - Google Patents

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WO2020090218A1
WO2020090218A1 PCT/JP2019/034538 JP2019034538W WO2020090218A1 WO 2020090218 A1 WO2020090218 A1 WO 2020090218A1 JP 2019034538 W JP2019034538 W JP 2019034538W WO 2020090218 A1 WO2020090218 A1 WO 2020090218A1
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WO
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prepreg
sheet
compactor
compactors
prepreg sheet
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将幸 河野
山崎　幸治
幸文 外山
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a prepreg automatic laminating apparatus.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-205825 filed in Japan on October 31, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • a prepreg laminated body formed by laminating a plurality of prepreg sheets impregnated with a resin is used.
  • a resin with which the fiber sheet is impregnated an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin that is in a semi-cured state (incompletely cured state) and has adhesiveness is used.
  • the prepreg laminate is formed by removing the release sheet from the prepreg sheet and integrally laminating a plurality of prepreg sheets while intersecting the fiber directions. That is, the prepreg laminate is obtained by laminating, for example, a prepreg sheet (angular layer) in which the fiber direction is oriented at 45 degrees or 90 degrees on a prepreg sheet (0 layer) in which the fiber direction is oriented in the 0 degree direction Further, it is manufactured by repeating the step of laminating a prepreg sheet (0 degree layer) in which the fiber direction is oriented in the 0 degree direction.
  • Patent Document 1 discloses an automatic prepreg laminating apparatus including a laminating stage that extends in one direction and has a prepreg sheet laminated on the upper surface thereof, and a prepreg laminating head.
  • a prepreg laminating head disclosed in Patent Document 1 includes a supply roller, a supporting roller, a rotary die cutter, a pair of guide rollers, a scraper roller, a plurality of compactors (laminating shoes), a release sheet collecting roller, Equipped with.
  • the supply roller supplies the prepreg sheet to which the release sheet is attached.
  • the support roller supports the prepreg sheet to which the release sheet is attached.
  • the rotary die cutter is provided on the supply roller side and cuts the prepreg sheet so as to divide it in the width direction.
  • the pair of guide rollers guide the prepreg sheet sent from the support roller.
  • the scraper roller separates the release sheet from the prepreg sheet.
  • the plurality of compactors (laminated shoes) are arranged so as to be movable back and forth in the fiber direction of the prepreg sheet, and press the prepreg sheet guided between the pair of guide rollers from one surface side.
  • the release sheet collecting roller collects the release sheet.
  • the plurality of compactors are configured so that the lifting operation can be collectively controlled, and move from a state where they are arranged at one end in the width direction of the stacking stage to a direction toward the other end in the width direction of the stacking stage. ..
  • the entire region of the prepreg sheet that is formed into a parallelogram or a quadrangle (including a rectangle) is pressed. ..
  • Patent Document 1 since the raising and lowering operations of the plurality of compactors are collectively controlled, only the trapezoidal or triangular region (predetermined region) of the prepreg sheet is pressed to place it on the stacking stage or another. It was difficult to laminate on a prepreg sheet.
  • the width of pressing the prepreg sheet is determined by the number of the plurality of compactors, and thus the width of the region pressed by the plurality of compactors. It was difficult to change (width of parallelogram and width of quadrangle). That is, in the prepreg automatic laminating apparatus disclosed in Patent Document 1, it is difficult to improve the degree of freedom of the shape (including the outer shape and the width) of the predetermined region pressed by the compactor.
  • an object of the present invention is to provide an automatic prepreg laminating apparatus capable of improving the degree of freedom of the shape of a predetermined region of a prepreg sheet pressed by a compactor.
  • a laminating stage extending in one direction, and on the laminating stage or another prepreg sheet arranged on the laminating stage,
  • a winding unit that feeds the prepreg sheet attached to one surface of the release sheet, a winding unit that winds the release sheet separated from the prepreg sheet, and the winding unit arranged in the one direction and from the winding unit side.
  • a prepreg laminating head including a plurality of compactors that press a predetermined area of the prepreg sheet via the release sheet by moving in a direction toward the section side, and the plurality of compactors are adjacent to each other on the one side.
  • the prepreg laminating heads are arranged so that they are aligned with each other and are independent of each other.
  • The has a lifting mechanism for independently lifting, and a control unit for controlling the elevating mechanism.
  • a plurality of compactors arranged so as to be adjacent to each other on one side are independently configured, and an elevating mechanism for independently elevating the plurality of compactors, and a control device for controlling the elevating mechanism.
  • the control unit lowers the compactor to a position where the compactor can press the prepreg sheet while the compactor is positioned on a predetermined region of the prepreg sheet. While performing the control, while the compactor is located in an area deviating from a predetermined area of the prepreg sheet, the compactor is elevated above the prepreg sheet, and the control is performed to separate the compactor from the release sheet. Good.
  • the predetermined area of the prepreg sheet may be a prepreg cutting portion obtained by cutting a part of the prepreg sheet into a predetermined shape.
  • the prepreg cutting part obtained by cutting a part of the prepreg sheet into a predetermined shape as the predetermined region of the prepreg sheet, the prepreg cutting part can be laminated on the laminating stage or another prepreg sheet.
  • the prepreg laminating head is provided on the downstream side of the winding unit and before the laminating stage, and cuts the prepreg sheet in the width direction.
  • a cutter section, and a clamp section for stopping the rewinding of the release sheet and the prepreg sheet by clamping the release sheet and the prepreg sheet located between the rewinding section and the cutter section.
  • the control unit may cause the clamp unit to clamp the release sheet and the prepreg sheet while stopping the rotation of the winding unit while the compactor presses a predetermined region of the prepreg sheet.
  • the clamp section clamps the release sheet and the prepreg sheet, and the rotation of the winding section is stopped to reduce the tension applied to the release sheet and the prepreg sheet. It becomes possible to do. This makes it possible to reduce the shearing force generated in the release sheet and the prepreg sheet when pressing the predetermined region with only a part of the plurality of compactors, so that the release sheet and the prepreg sheet are damaged. Can be suppressed.
  • the present invention it is possible to improve the degree of freedom of the shape of the predetermined region of the prepreg sheet pressed by the compactor.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the structure shown in FIG. 3 taken along the line C 1 -C 2 . It is a top view for explaining the state of the compactor which presses the middle area of the prepreg cutting part which was made into the trapezoid in plane view.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the structure shown in FIG. 5 taken along the line E 1 -E 2 .
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the structure shown in FIG. 7 taken along the line F 1 -F 2 . It is a top view for explaining the state of a plurality of compactors at the time of pressing a prepreg cutting part made into a narrow rectangle. It is a top view for explaining a state of a plurality of compactors at the time of pushing a narrow parallelogram prepreg cutting part.
  • FIG. 1 is a view of the prepreg automatic laminating apparatus 10 of the present embodiment as seen from the D direction shown in FIG.
  • some of the plurality of arrows indicate the rotation directions of the constituent elements of the prepreg automatic laminating apparatus 10, and the remaining arrows indicate the conveyance directions of the release sheet 41 and the prepreg sheet 42. There is.
  • G indicates the direction in which the compactors 35 to 39 (a plurality of compactors) move when the prepreg cutting portion 42A is pressed.
  • 3, 5, and 7, compactors 37 to 39 indicated by dotted lines are compactors that are not pressed against the release sheet 41.
  • A is a predetermined area (hereinafter, referred to as “predetermined area A”) that needs to be pressed by the compactors 35 to 38 in the prepreg sheet 42 arranged above the other prepreg sheet 6, and B is Of the prepreg sheets 42 arranged above the other prepreg sheets 6, the areas where pressing by the compactors 35 to 39 is unnecessary (hereinafter referred to as "press-free areas B") are shown.
  • Z indicates the vertical direction.
  • the X direction represents the width direction of the stacked stage 11 orthogonal to the Z direction.
  • the Y direction is a direction orthogonal to the X direction and the Z direction, and shows one direction in which the laminated stage 11 extends (also the direction in which the laminated stage 11 moves).
  • the same components are designated by the same reference numerals.
  • the upper surface 6a of another prepreg sheet 6 (prepreg laminated layer) which is arranged on the upper surface 11 of the lamination stage 11 and constitutes the uppermost layer of the prepreg laminated body 5 in the process of being laminated in which a plurality of prepreg sheets are laminated.
  • the following description will be given taking as an example a case where the prepreg cutting portion 42A is laminated on the upper surface 5a) of the body 5.
  • the prepreg automatic laminating apparatus 10 has a laminating stage 11 and a prepreg laminating head 13.
  • the laminated stage 11 extends in the Y direction.
  • the upper surface 11a of the laminated stage 11 is a flat surface.
  • the prepreg laminated body 5 which is being manufactured is placed on the upper surface 11 a of the laminating stage 11, the prepreg laminated body 5 which is being manufactured is placed.
  • the upper surface 5a of the prepreg laminated body 5 is constituted by the upper surface 6a of another prepreg sheet 6 which constitutes the uppermost layer of the prepreg laminated body 5.
  • the prepreg laminating head 13 includes a winding unit 21, a support roller 23, a rotary die cutter 24 (cutter unit), a clamp unit 25, guide rollers 26 and 27, a scraper roller 29, a winding unit 31, It has a rotation drive unit 33, compactors 35 to 39, a lifting mechanism 15, and a control device 17.
  • the winding unit 21 is provided on one side in the width direction of the stacking stage 11 and above the stacking stage 11.
  • the winding unit 21 is a cylindrical member that is rotatable around the rotation axis.
  • a sheet member 44 is wound around the outer peripheral surface of the winding unit 21.
  • the sheet member 44 is configured such that the prepreg sheet 42 is attached to one surface 41 a of the release sheet 41.
  • the release sheet 41 is arranged on the side facing the outer peripheral surface of the winding unit 21.
  • the winding unit 21 sends the sheet member 44 to the upper surface 6a of another prepreg sheet 6.
  • the support roller 23 is provided on one side in the width direction of the laminating stage 11.
  • the support roller 23 is arranged below the winding unit 21 and at a position farther from the stacking stage 11 than the winding unit 21 in the X direction.
  • the support roller 23 has a cylindrical shape and is configured to be rotatable around a rotation axis.
  • the outer peripheral surface of the support roller 23 is in contact with the other surface 41b of the release sheet 41 that forms the sheet member 44 sent from the winding unit 21.
  • the support roller 23 supports the sheet member 41 so that the sheet member 44 delivered from the winding unit 21 faces the upper surface 6a side of the other prepreg sheet 6.
  • the rotary die cutter 24 is provided between the winding unit 21 and the support roller 23.
  • the rotary die cutter 24 cuts the prepreg sheet 42 constituting the sheet member 44 arranged between the winding unit 21 and the support roller 23 in the width direction.
  • the rotary die cutter 24 cuts only the prepreg sheet 42. Therefore, the prepreg sheet 42 after cutting is supported by the support roller 23 in a state of being attached to the release sheet 41.
  • a prepreg cutting section 42A is formed by cutting a portion (a part of the prepreg sheet 42) corresponding to the predetermined region A of the prepreg sheet 42 between the winding unit 21 and the rotary die cutter 24. If it is difficult to cut only with the rotary die cutter 24, an operator separately cuts it using the cutter.
  • the clamp part 25 is arranged between the winding part 21 and the rotary die cutter 24.
  • the clamp unit 25 regulates the position of the sheet member 44 by clamping the sheet member 44 located between the winding unit 21 and the rotary die cutter 24.
  • the guide roller 26 is provided on one side in the width direction of the laminated stage 11.
  • the guide roller 26 is arranged at a position lower than the support roller 23 and closer to the stacking stage 11 than the support roller 23.
  • the guide roller 26 has a columnar shape and is configured to be rotatable around a rotation axis.
  • the outer peripheral surface of the guide roller 26 is in contact with the other surface 41b of the release sheet 41 that constitutes the sheet member 44.
  • the guide roller 26 guides the prepreg sheet 42 to the upper surface 6 a of the other prepreg sheet 6.
  • the guide roller 27 is provided on the other side of the laminated stage 11 in the width direction.
  • the guide roller 27 has a columnar shape and is configured to be rotatable around a rotation axis.
  • the outer peripheral surface of the guide roller 27 is in contact with the other surface 41b of the release sheet 41.
  • the guide roller 27 guides the release sheet 41 in the direction toward the winding unit 31.
  • the scraper roller 29 is provided on the other side in the width direction of the laminating stage 11.
  • the scraper roller 29 is provided between the guide roller 27 and the laminating stage 11.
  • the scraper roller 29 has a columnar shape and is configured to be rotatable around a rotation axis.
  • the outer peripheral surface of the scraper roller 29 is in contact with the one surface 41 a of the release sheet 41.
  • the scraper roller 29 peels the release sheet 41 from the prepreg sheet 42.
  • the winding unit 31 is arranged at a position above the guide roller 27 and at a position where the distance to the laminating stage 11 is farther than the guide roller 27.
  • the winding unit 31 has a columnar shape and is rotatable around a rotation axis.
  • the outer peripheral surface of the winding unit 31 is in contact with the other surface 41b of the release sheet 41.
  • the winding unit 31 winds the release sheet 41 when rotated.
  • the rotation drive unit 33 is a drive unit for rotating the winding unit 31.
  • the winding unit 31 is rotated by the rotation drive unit 33, the release sheet 41 is wound up.
  • the rotation of the winding unit 31 is stopped, the winding of the release sheet 41 is stopped.
  • the compactors 35 to 39 are arranged so as to be adjacent to each other in the order of the compactor 35, the compactor 36, the compactor 37, the compactor 38, and the compactor 39 in the Y direction from the predetermined region A to the pressing unnecessary region B.
  • the compactors 35 to 39 are arranged above the sheet member 44 located above the stacking stage 11.
  • Each of the compactors 35 to 39 is configured independently of the other compactors (four compactors of the compactors 35 to 39). As a result, each of the compactors 35 to 39 is configured to be able to move up and down independently of the other compactors.
  • the compactors 35 to 39 configure the lower parts of the compactors 35 to 39 and have an arcuate convex portion 40A that projects in a downward direction from above.
  • the convex portion 40A presses the release sheet 41
  • the prepreg cutting portion 42A is pressed via the release sheet 41.
  • the compactors 35 to 39 move in the G direction while being aligned in the X direction.
  • the automatic prepreg laminating apparatus 10 has a head orientation adjusting mechanism (not shown) that changes the orientation of the prepreg laminating head 13 (the direction in which the sheet member 41 is supplied) with respect to the direction in which the laminating stage 11 or another prepreg sheet 6 extends. ..
  • the head orientation adjusting mechanism changes the orientation of the compactors 35 to 39 so as to face the direction opposite to the feeding direction of the sheet member 44.
  • the lifting mechanism 15 has lifting units 15A to 15E.
  • the elevating part 15A is provided above the compactor 35 and is connected to the compactor 35.
  • the elevating part 15A elevates and lowers only the compactor 35.
  • the elevating unit 15B is provided above the compactor 36 and is connected to the compactor 36.
  • the elevating part 15B elevates and lowers only the compactor 36.
  • the elevating part 15C is provided above the compactor 37 and is connected to the compactor 37.
  • the elevating part 15C elevates and lowers only the compactor 37.
  • the elevating unit 15D is provided above the compactor 38 and is connected to the compactor 38.
  • the elevating unit 15D moves only the compactor 38 up and down.
  • the elevating part 15E is provided above the compactor 39 and is connected to the compactor 39. The elevating part 15E moves only the compactor 39 up and down.
  • the control device 17 includes a clamp opening / closing control unit 17A, a rotation drive control unit 17B, and a compactor elevating / lowering control unit 17C.
  • the clamp opening / closing control unit 17A is electrically connected to the clamp unit 25.
  • the clamp opening / closing control unit 17A clamps the sheet member 44 by the clamp unit 25 and regulates the position of the sheet member 44 when a pressing start command signal (a signal to start pressing the prepreg cutting unit 42A) is input. ..
  • the clamp opening / closing control unit 17A releases the clamp of the sheet member 44 by the clamp unit 25 when a pressing end command signal (a signal for ending the pressing of the prepreg cutting unit 42A) is input.
  • the rotation drive control unit 17B is electrically connected to the rotation drive unit 33.
  • the rotation drive control unit 17B controls the rotation drive unit 33 to stop the rotation of the winding unit 31. Further, the rotation drive control unit 17B controls the rotation drive unit 33 to restart the rotation of the winding unit 31 when the pressing end command signal is input.
  • the compactor lift control unit 17C is electrically connected to the lift units 15A to 15E.
  • the compactor lift control unit 17C independently controls the lift units 15A to 15E.
  • the compactor lifting control unit 17C stores drive programs corresponding to various shapes (quadrangle, trapezoid, triangle, parallelogram with different widths, etc.) of the prepreg cutting unit 42A.
  • the drive program includes information about the positions of the compactors 35 to 39 in the height direction in the initial state, information about the moving speed, and the like.
  • the compactor lifting control unit 17C causes the lifting units 15A to 15A to start during pressing from the prepreg cutting unit 42A.
  • the elevation of each compactor 35-39 is controlled.
  • the clamp opening / closing control unit 17A clamps the sheet member 41, and the rotation drive control unit 17B stops the rotation of the winding unit 31.
  • the tension applied to the sheet member 41 becomes smaller than the tension when the sheet member 41 is wound.
  • the predetermined area A is formed by only some of the compactors 35 to 39 (a plurality of compactors). It is possible to reduce the shearing force generated in the sheet member 44 when pressing. As a result, it is possible to suppress damage to the seatton member 41.
  • the compactor elevating / lowering control unit 17C is positioned above the predetermined area A (that is, the prepreg cutting unit 42A) by the elevating units 15A to 15E at the pressing start position (the end of the prepreg cutting unit 42A located on the other side in the width direction).
  • the compactors 35 to 38 lower the compactors 35 to 38 to a position where the release sheet 41 can be pressed, and the compactor 39 located above the non-pressurization area B is separated from the release sheet 41 corresponding to the non-pressurization area B.
  • the compactor 39 is lifted up to (see FIGS. 3 and 4). After that, the compactors 35 to 39 are moved in the G direction while keeping the height positions of the compactors 35 to 39, and a part of the predetermined area A is pressed.
  • the compactor elevating / lowering control unit 17C raises the compactor 38 to separate the convex portion 40A of the compactor 38 above the release sheet 41 (FIG. 5 and FIG. 6). After that, the compactors 35 to 39 are moved in the G direction while maintaining the positions of the compactors 35 to 39 in the height direction, and the pressing of the predetermined area A is continued.
  • the compactor elevating / lowering control unit 17C raises the compactor 39 to separate the convex portion 40A of the compactor 37 above the release sheet 41 (FIG. 7 and FIG. 8).
  • the compactors 35 to 39 are moved in the G direction while keeping the positions in the height direction of the compactors 35 to 39 to continue pressing the predetermined area A, and the convex portions 40A of the compactors 36 and 35 are pushed to the pressing end position ( The pressing process of the prepreg cutting part 42A is completed at the stage when the prepreg cutting part 42A located on one side in the width direction has passed.
  • control device 17 that performs the above-described control, it is possible to press only the predetermined area A (prepreg cutting portion 42A) without pressing the pressing unnecessary area B. Thereby, peeling of the prepreg sheet 42 (peeling of the prepreg sheet 42 from the peeling sheet 41) due to the pressing of the unneeded region B can be suppressed.
  • a part of the prepreg sheet 42 is cut into a predetermined shape to form a prepreg cutting part 42A, and a part corresponding to the prepreg cutting part 42A is pressed, so that the prepreg sheet 42 or another prepreg sheet is pressed.
  • the prepreg cutting part 42B can be laminated on the upper surface 6a of the prepreg 6.
  • FIG. 1 and FIG. 10 as an example, a case where a narrow rectangular prepreg cutting portion 42B is laminated on the upper surface 6a of another prepreg sheet 6 is used to raise and lower the compactors 35 to 39. Will be described.
  • H is a predetermined area where the prepreg sheet 42 needs to be pressed (hereinafter referred to as “predetermined area H”), and I is an area where the prepreg sheet 42 does not need to be pressed (hereinafter referred to as “press-free area I”). Shown respectively.
  • the predetermined area H is an area corresponding to the prepreg cutting portion 42B.
  • the compactors 35 and 36 shown by solid lines show the state of pressing the release sheet 41, and the compactors 35 to 39 shown by the dotted lines show the state of being separated above the release sheet 41. 10
  • the same components as those of the structure shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals.
  • the compactors 37 to 39 are always separated from the release sheet 41, and only the compactors 35 and 36 are moved up and down.
  • the prepreg cutting part 42B can be laminated on the upper surface 6a of another prepreg sheet 6 without pressing the pressing unnecessary region I.
  • J is a predetermined area where the prepreg sheet 42 needs to be pressed (hereinafter referred to as “predetermined area J”)
  • K is an area where the prepreg sheet 42 does not need to be pressed (hereinafter referred to as “press-free area K”). Shown respectively.
  • the predetermined area J is an area corresponding to the prepreg cutting portion 42C.
  • the compactors 35 and 36 shown by solid lines show a state of pressing the release sheet 41
  • the compactors 37 to 39 shown by dotted lines show a state of being separated above the release sheet 41. 11
  • the same components as those of the structure shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals.
  • the compactors 37 to 39 are always separated from the release sheet 41, and only the compactors 35 and 36 are lowered.
  • the prepreg cutting section 42C can be laminated on the upper surface 6a of another prepreg sheet 6 without pressing the pressing unnecessary region K.
  • the compactors 35 to 39 arranged so as to be adjacent to each other in the Y direction are independently configured, and the elevating mechanism for moving the compactors 35 to 39 up and down independently.
  • the control device 17 that controls the lifting mechanism By having 15 and the control device 17 that controls the lifting mechanism 15, it becomes possible to lower the compactor and press the predetermined area 42A while the compactor is positioned in the predetermined area 42A of the prepreg sheet 42.
  • the compactor is located in a region (pressing unnecessary region B) other than the predetermined region 42A of the prepreg sheet 42, it is possible to raise the compactor and prevent the prepreg sheet 42 from being pressed.
  • the degree of freedom of the shape (including the outer shape and the width) of the prepreg cutting portion 42A (the predetermined area A of the prepreg sheet 42) pressed by the compactors 37 to 39 can be improved.
  • the prepreg cutting portions 42A, 42B, 42C are stacked on the other prepreg sheet 6 has been described as an example, but the prepreg cutting portions 42A, 42B are stacked on the stacking stage 11. , 42C may be laminated.
  • the prepreg laminating head 13 has five compactors (compactors 35 to 39), but the number of compactors can be set as appropriate. Not limited to.
  • a compactor different from the compactors 35 to 39 may be used and the prepreg cutting portions 42A, 42B, 42C pressed by the compactors 35 to 39 may be pressed again by another compactor.
  • the present invention can be applied to a prepreg automatic laminating apparatus.

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Abstract

一方向に互いに隣り合うように配置されたコンパクタ（３５～３９）をそれぞれ独立した構成とするとともに、コンパクタ（３５～３９）をそれぞれ独立して昇降させる昇降機構（１５）と、昇降機構（１５）を制御する制御装置（１７）と、を有する。

Description

プリプレグ自動積層装置
　本発明は、プリプレグ自動積層装置に関する。
　本願は、２０１８年１０月３１日に、日本に出願された特願２０１８－２０５８２５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　航空機の胴体や主翼等を製作する際には、繊維シートに樹脂を含浸させたプリプレグシートを複数積層させることで形成されたプリプレグ積層体が用いられている。
　繊維シートに含浸させる樹脂としては、半硬化状態（不完全硬化状態）とされ、かつ粘着性を有する紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等が用いられている。
　プリプレグ積層体は、プリプレグシートから剥離用シートを取り除き、繊維方向を交差させながら複数のプリプレグシートを一体に積層することで形成される。
　即ち、プリプレグ積層体は、繊維方向を０度方向に向けたプリプレグシート（０度層）の上に、例えば、繊維方向を４５度方向や９０度方向に向けたプリプレグシート（角度層）を積層させ、さらに、繊維方向を０度方向に向けたプリプレグシート（０度層）を積層させる工程を繰り返し行うことで製造される。
　上記プリプレグ積層体を製造する際には、プリプレグ自動積層装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１には、一方向に延び、上面にプリプレグシートが積層される積層ステージと、プリプレグ積層ヘッドと、を備えたプリプレグ自動積層装置が開示されている。
　特許文献１に開示されたプリプレグ積層ヘッドは、供給ローラと、支持ローラと、ロータリダイカッターと、一対のガイドローラと、スクレーパーローラと、複数のコンパクタ（積層シュー）と、剥離シート回収ローラと、を備える。
　供給ローラは、剥離シートが取り付けられたプリプレグシートを供給する。支持ローラは、剥離シートが取り付けられたプリプレグシートを支持する。
　ロータリダイカッターは、供給ローラ側に設けられ、プリプレグシートの幅方向を分断するように切断する。
　一対のガイドローラは、支持ローラから送られたプリプレグシートを案内する。スクレーパーローラは、プリプレグシートから剥離シートを剥離させる。
　複数のコンパクタ（積層シュー）は、プリプレグシートの繊維方向に進退自在に配設され、一対のガイドローラの間に案内されたプリプレグシートを一面側から押圧する。剥離シート回収ローラは、剥離シートを回収する。
　複数のコンパクタは、昇降動作が一括して制御可能な構成とされており、積層ステージの幅方向一方側の端に並べられた状態から積層ステージの幅方向他方側の端に向かう方向に移動する。
　上記プリプレグ自動積層装置では、積層ステージが延びる方向とプリプレグシートの供給方向とが成す角度を変えることで、プリプレグシートのうち、平行四辺形や四角形（長方形も含む）とされた領域全体を押圧する。
特許第５４２２４３９号公報
　しかしながら、特許文献１では、複数のコンパクタの昇降動作を一括して制御していたため、プリプレグシートのうち、台形や三角形とされた領域（所定領域）のみを押圧して、積層ステージ上または他のプリプレグシート上に積層させることが困難であった。
　また、特許文献１のように、複数のコンパクタの昇降動作を一括して制御する場合、複数のコンパクタの数でプリプレグシートを押圧する幅が決定されるため、複数のコンパクタが押圧する領域の幅（平行四辺形の幅や四角形の幅）を変えることが困難であった。
　つまり、特許文献１に開示されたプリプレグ自動積層装置では、コンパクタが押圧する所定領域の形状（外形や幅も含む）の自由度を向上させることが困難であった。
　そこで、本発明は、コンパクタが押圧するプリプレグシートの所定領域の形状の自由度を向上させることが可能なプリプレグ自動積層装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るプリプレグ自動積層装置によれば、一方向に延びる積層ステージと、前記積層ステージ上または前記積層ステージ上に配置された他のプリプレグシート上に、剥離シートの一面に貼り付けられたプリプレグシートを送る巻送部、前記プリプレグシートから剥離された剥離シートを巻き取る巻取部、及び前記一方向に配置され、前記巻取部側から前記巻送部側に向かう方向に移動することで、前記剥離シートを介して前記プリプレグシートの所定領域を押圧する複数のコンパクタを含むプリプレグ積層ヘッドと、を備え、前記複数のコンパクタは、前記一方に互いに隣り合うように配置されるとともに、それぞれ独立した構成とされており、前記プリプレグ積層ヘッドは、前記複数のコンパクタをそれぞれ独立して昇降させる昇降機構と、前記昇降機構を制御する制御部と、を有する。
　本発明によれば、一方に互いに隣り合うように配置された複数のコンパクタをそれぞれ独立した構成とするとともに、複数のコンパクタをそれぞれ独立して昇降させる昇降機構と、昇降機構を制御する制御装置と、を有することで、コンパクタがプリプレグシートの所定領域を押圧する間、コンパクタを下降させることが可能になるとともに、コンパクタがプリプレグシートの所定領域以外の領域上に位置する間、コンパクタを上昇させてプリプレグシートを押圧させないようにすることが可能となる。
　これにより、コンパクタが押圧するプリプレグシートの所定領域の形状（外形や幅も含む）の自由度が向上させることができる。
　また、上記本発明の一態様に係るプリプレグ自動積層装置において、前記制御部は、前記コンパクタが前記プリプレグシートの所定領域上に位置する間、前記コンパクタが前記プリプレグシートを押圧可能な位置まで下降させる制御を行うとともに、前記コンパクタが前記プリプレグシートの所定領域から外れた領域に位置する間、前記プリプレグシートの上方に前記コンパクタを上昇させて、前記剥離シートから前記コンパクタを離間させる制御を行ってもよい。
　このような制御を行う制御装置を有することで、プリプレグシートの所定領域のみを押圧させることができる。
　また、プリプレグ切断部以外のプリプレグシートの上方にコンパクタが位置した際にコンパクタを上昇させて、剥離シートからコンパクタを離間させることで、プリプレグ切断部以外のプリプレグシートがコンパクタに押圧されることがなくなる。これにより、プリプレグ切断部以外のプリプレグシートが剥離シートから剥がれることを抑制できる。
　また、上記本発明の一態様に係るプリプレグ自動積層装置において、前記プリプレグシートの所定領域は、前記プリプレグシートの一部を所定形状に切断したプリプレグ切断部あってもよい。
　このように、プリプレグシートの所定領域として、プリプレグシートの一部を所定形状に切断したプリプレグ切断部を用いることで、プリプレグ切断部を積層ステージ上または他のプリプレグシート上に積層することができる。
　また、上記本発明の一態様に係るプリプレグ自動積層装置において、前記プリプレグ積層ヘッドは、前記巻送部の下流側で、かつ前記積層ステージの前段に設けられ、前記プリプレグシートを幅方向に切断するカッター部と、前記巻送部と前記カッター部との間に位置する前記剥離シート及び前記プリプレグシートをクランプすることで、前記剥離シート及び前記プリプレグシートの巻き送りを停止させるクランプ部と、を備え、前記制御部は、前記コンパクタが前記プリプレグシートの所定領域の押圧する間、前記クランプ部により前記剥離シート及び前記プリプレグシートをクランプさせるとともに、前記巻取部の回転を停止させてもよい。
　このように、コンパクタがプリプレグシートの所定領域の押圧する間、クランプ部により剥離シート及びプリプレグシートをクランプさせるとともに、巻取部の回転を停止させることで、剥離シート及びプリプレグシートにかかるテンションを小さくすることが可能となる。
　これにより、複数のコンパクタのうち、一部のコンパクタのみで所定領域を押圧する際に、剥離シート及びプリプレグシートに発生するせん断力を小さくすることが可能となるので、剥離シート及びプリプレグシートの破損を抑制することができる。
　本発明によれば、コンパクタが押圧するプリプレグシートの所定領域の形状の自由度を向上させることができる。
本発明の実施形態に係るプリプレグ自動積層装置の概略構成を模式的に示す側面図である。 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。 平面視台形とされたプリプレグ切断部の押圧処理開始直後のコンパクタの状態を説明するための平面図である。 図３に示す構造体のＣ１－Ｃ２線方向の断面図である。 平面視台形とされたプリプレグ切断部の中間領域を押圧するコンパクタの状態を説明するための平面図である。 図５に示す構造体のＥ１－Ｅ２線方向の断面図である。 平面視台形とされたプリプレグ切断部の押圧処理終了直後のコンパクタの状態を説明するための平面図である。 図７に示す構造体のＦ１－Ｆ２線方向の断面図である。 幅の狭い長方形とされたプリプレグ切断部を押圧する場合の複数のコンパクタの状態を説明するための平面図である。 幅の狭い平行四辺形とされたプリプレグ切断部を押圧する場合の複数のコンパクタの状態を説明するための平面図である。
　以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。
　（本実施形態）
　図１～図８を参照して、本発明の本実施形態に係るプリプレグ自動積層装置１０について説明する。
　図１は、本実施形態のプリプレグ自動積層装置１０を図３に示すＤ方向から視た図である。図１において、複数の矢印のうち、一部の矢印はプリプレグ自動積層装置１０を構成する構成要素の回転方向を示しており、残りの矢印は剥離シート４１及びプリプレグシート４２の搬送方向を示している。
　図１、図３、及び図５において、Ｇはプリプレグ切断部４２Ａの押圧時において、コンパクタ３５～３９（複数のコンパクタ）が移動する方向を示している。
　図３、図５、及び図７において、点線で示すコンパクタ３７～３９は、剥離シート４１と押圧していない状態にあるコンパクタを示している。
　図３～図８において、Ａは他のプリプレグシート６の上方に配置されたプリプレグシート４２のうち、コンパクタ３５～３８による押圧が必要な所定領域（以下、「所定領域Ａ」という）、Ｂは他のプリプレグシート６の上方に配置されたプリプレグシート４２のうち、コンパクタ３５～３９による押圧が不要な領域（以下、「押圧不要領域Ｂ」という）をそれぞれ示している。
　図１、図４、図６、及び図８において、Ｚは鉛直方向を示している。図３、図５、及び図７において、Ｘ方向はＺ方向に対して直交する積層ステージ１１の幅方向を示している。
　図３、図５、及び図７において、Ｙ方向はＸ方向及びＺ方向に対して直交する方向であるとともに、積層ステージ１１が延びる一方向（積層ステージ１１が移動する方向でもある）を示している。図１～図８において、同一構成部分には同一符号を付す。
　本実施形態では、一例として、積層ステージ１１の上面１１に配置され、複数のプリプレグシートが積層された製造途中のプリプレグ積層体５の最上層を構成する他のプリプレグシート６の上面６ａ（プリプレグ積層体５の上面５ａ）に、プリプレグ切断部４２Ａを積層させる場合を例に挙げて以下の説明をする。
　プリプレグ自動積層装置１０は、積層ステージ１１と、プリプレグ積層ヘッド１３と、を有する。
　積層ステージ１１は、Ｙ方向に延びている。積層ステージ１１の上面１１ａは、平坦な面とされている。積層ステージ１１の上面１１ａには、製造途中のプリプレグ積層体５が載置されている。プリプレグ積層体５の上面５ａは、プリプレグ積層体５の最上層を構成する他のプリプレグシート６の上面６ａにより構成されている。
　プリプレグ積層ヘッド１３は、巻送部２１と、支持ローラ２３と、ロータリダイカッター２４（カッター部）と、クランプ部２５と、ガイドローラ２６，２７と、スクレーパーローラ２９と、巻取部３１と、回転駆動部３３と、コンパクタ３５～３９と、昇降機構１５と、制御装置１７と、を有する。
　巻送部２１は、積層ステージ１１の幅方向一方側で、かつ積層ステージ１１の上方に設けられている。巻送部２１は、回転軸回りに回転可能な円柱状の部材である。
　巻送部２１の外周面には、シート部材４４が巻回されている。シート部材４４は、剥離シート４１の一面４１ａにプリプレグシート４２が貼り付けられた構成とされている。剥離シート４１は、巻送部２１の外周面と対向する側に配置されている。
　巻送部２１は、シート部材４４を他のプリプレグシート６の上面６ａに送り出す。
　支持ローラ２３は、積層ステージ１１の幅方向一方側に設けられている。支持ローラ２３は、巻送部２１よりも下方で、かつＸ方向において巻送部２１よりも積層ステージ１１から離れた位置に配置されている。
　支持ローラ２３は、円柱状とされており、回転軸回りに回転可能な構成とされている。支持ローラ２３の外周面は、巻送部２１から送り出されたシート部材４４を構成する剥離シート４１の他面４１ｂと接触している。
　支持ローラ２３は、巻送部２１から送り出されたシート部材４４が他のプリプレグシート６の上面６ａ側に向かうように、シート部材４１を支持している。
　ロータリダイカッター２４は、巻送部２１と支持ローラ２３との間に設けられている。ロータリダイカッター２４は、巻送部２１と支持ローラ２３との間に配置されたシート部材４４を構成するプリプレグシート４２の幅方向を切断する。
　ロータリダイカッター２４は、プリプレグシート４２のみを切断する。このため、切断後のプリプレグシート４２は、剥離シート４１に貼り付けられた状態で支持ローラ２３に支持される。
　巻送部２１とロータリダイカッター２４との間において、プリプレグシート４２の所定領域Ａに対応する部分（プリプレグシート４２の一部）を切断することで、プリプレグ切断部４２Ａを形成する。
　なお、ロータリダイカッター２４のみでの切断が難しい場合には、別途、作業者がカッターを用いて切断する。
　クランプ部２５は、巻送部２１とロータリダイカッター２４との間に配置されている。クランプ部２５は、巻送部２１とロータリダイカッター２４との間に位置するシート部材４４をクランプすることで、シート部材４４の位置を規制する。
　ガイドローラ２６は、積層ステージ１１の幅方向一方側に設けられている。ガイドローラ２６は、支持ローラ２３よりも低い位置で、かつ支持ローラ２３よりも積層ステージ１１に近い位置に配置されている。
　ガイドローラ２６は、円柱形状とされており、回転軸回りに回転可能な構成とされている。ガイドローラ２６の外周面は、シート部材４４を構成する剥離シート４１の他面４１ｂと接触している。ガイドローラ２６は、プリプレグシート４２を他のプリプレグシート６の上面６ａに案内する。
　ガイドローラ２７は、積層ステージ１１の幅方向他方側に設けられている。ガイドローラ２７は、円柱形状とされており、回転軸回りに回転可能な構成とされている。ガイドローラ２７の外周面は、剥離シート４１の他面４１ｂと接触している。ガイドローラ２７は、巻取部３１に向かう方向に剥離シート４１を案内する。
　スクレーパーローラ２９は、積層ステージ１１の幅方向他方側に設けられている。スクレーパーローラ２９は、ガイドローラ２７と積層ステージ１１との間に設けられている。
　スクレーパーローラ２９は、円柱形状とされており、回転軸回りに回転可能な構成とされている。スクレーパーローラ２９の外周面は、剥離シート４１の一面４１ａと接触している。スクレーパーローラ２９は、プリプレグシート４２から剥離シート４１を剥がす。
　巻取部３１は、ガイドローラ２７よりも上方の位置で、かつ積層ステージ１１までの距離がガイドローラ２７よりも離れた位置に配置されている。
　巻取部３１は、円柱形状とされており、回転軸回りに回転可能な構成とされている。巻取部３１の外周面は、剥離シート４１の他面４１ｂと接触している。巻取部３１は、回転させられた際、剥離シート４１を巻き取る。
　回転駆動部３３は、巻取部３１を回転させるための駆動部である。回転駆動部３３により、巻取部３１が回転させられると、剥離シート４１が巻き取られる。巻取部３１の回転が停止されると、剥離シート４１の巻き取りが停止される。
　コンパクタ３５～３９は、所定領域Ａから押圧不要領域Ｂに向かうＹ方向において、コンパクタ３５、コンパクタ３６、コンパクタ３７、コンパクタ３８、コンパクタ３９の順で互いに隣り合うように配置されている。
　コンパクタ３５～３９は、積層ステージ１１の上方に位置するシート部材４４の上方に配置されている。コンパクタ３５～３９は、それぞれ他のコンパクタ（コンパクタ３５～３９のうちの４つのコンパクタ）とは独立した構成とされている。これにより、各コンパクタ３５～３９は、他のコンパクタとは独立して、昇降可能な構成とされている。
　コンパクタ３５～３９は、コンパクタ３５～３９の下部を構成するとともに、上方から下方に向かう方向に突出する円弧状の凸部４０Ａを有する。
　凸部４０Ａが剥離シート４１を押圧することで、剥離シート４１を介して、プリプレグ切断部４２Ａを押圧する。プリプレグ切断部４２Ａを押圧する際、コンパクタ３５～３９は、Ｘ方向に並んだ状態でＧ方向に移動する。
　なお、プリプレグ自動積層装置１０は、積層ステージ１１または他のプリプレグシート６が延びる方向に対するプリプレグ積層ヘッド１３の向き（シート部材４１を供給する方向）を変えるヘッド向き調整機構（図示せず）を有する。
　ヘッド向き調整機構は、プリプレグ積層ヘッド１３の向きを変更した際、シート部材４４の供給方向と反対の方向を向くようにコンパクタ３５～３９の向きを変える。
　昇降機構１５は、昇降部１５Ａ～１５Ｅを有する。
　昇降部１５Ａは、コンパクタ３５の上方に設けられており、コンパクタ３５と接続されている。昇降部１５Ａは、コンパクタ３５のみを昇降させる。
　昇降部１５Ｂは、コンパクタ３６の上方に設けられており、コンパクタ３６と接続されている。昇降部１５Ｂは、コンパクタ３６のみを昇降させる。
　昇降部１５Ｃは、コンパクタ３７の上方に設けられており、コンパクタ３７と接続されている。昇降部１５Ｃは、コンパクタ３７のみを昇降させる。
　昇降部１５Ｄは、コンパクタ３８の上方に設けられており、コンパクタ３８と接続されている。昇降部１５Ｄは、コンパクタ３８のみを昇降させる。
　昇降部１５Ｅは、コンパクタ３９の上方に設けられており、コンパクタ３９と接続されている。昇降部１５Ｅは、コンパクタ３９のみを昇降させる。
　制御装置１７は、クランプ開閉制御部１７Ａと、回転駆動制御部１７Ｂと、コンパクタ昇降制御部１７Ｃと、を有する。
　クランプ開閉制御部１７Ａは、クランプ部２５と電気的に接続されている。クランプ開閉制御部１７Ａは、押圧開始指令信号（プリプレグ切断部４２Ａの押圧を開始させる信号）が入力された際、クランプ部２５により、シート部材４４をクランプして、シート部材４４の位置を規制する。
　また、クランプ開閉制御部１７Ａは、押圧終了指令信号（プリプレグ切断部４２Ａの押圧を終了させる信号）が入力された際、クランプ部２５によるシート部材４４のクランプを解除する。
　回転駆動制御部１７Ｂは、回転駆動部３３と電気的に接続されている。回転駆動制御部１７Ｂは、押圧開始指令信号が入力された際、回転駆動部３３を制御することで、巻取部３１の回転を停止させる。
　また、回転駆動制御部１７Ｂは、押圧終了指令信号が入力された際、回転駆動部３３を制御することで、巻取部３１の回転を再開させる。
　コンパクタ昇降制御部１７Ｃは、各昇降部１５Ａ～１５Ｅと電気的に接続されている。コンパクタ昇降制御部１７Ｃは、各昇降部１５Ａ～１５Ｅを独立して制御する。
　コンパクタ昇降制御部１７Ｃには、プリプレグ切断部４２Ａの様々な形状（四角形、台形、三角形、幅の異なる平行四辺形等）に対応する駆動プログラムが格納されている。
　駆動プログラムには、初期状態における各コンパクタ３５～３９の高さ方向の位置に関する情報や、移動速度等の情報が含まれている。
　これから処理しようとするプリプレグ切断部４２Ａの形状に関する情報がコンパクタ昇降制御部１７Ｃに入力されると、コンパクタ昇降制御部１７Ｃは、プリプレグ切断部４２Ａの押圧開始から押圧終了までの期間各昇降部１５Ａ～１５Ｅを制御することで、各コンパクタ３５～３９の昇降を制御する。
　ここで、図３～図８を参照して、台形とされたプリプレグ切断部４２Ａを押圧する場合を例に挙げて、制御装置１７が行うプリプレグ切断部４２Ａの押圧処理について説明する。
　初めに、押圧開始指令信号を受信すると、クランプ開閉制御部１７Ａによりシート部材４１がクランプされるとともに、回転駆動制御部１７Ｂにより巻取部３１の回転を停止させる。これにより、シート部材４１にかかるテンションは、シート部材４１が巻き取りされている場合のテンションよりも小さくなる。
　このように、プリプレグ切断部４２Ａの押圧を開始するまえに、シート部材４１にかかるテンションを小さくすることで、コンパクタ３５～３９（複数のコンパクタ）のうち、一部のコンパクタのみで所定領域Ａを押圧する際に、シート部材４４に発生するせん断力を小さくすることが可能となる。これにより、シートン部材４１の破損を抑制することができる。
　次いで、コンパクタ昇降制御部１７Ｃは、押圧開始位置（幅方向他方側に位置するプリプレグ切断部４２Ａの端）において、昇降部１５Ａ～１５Ｅにより所定領域Ａ（つまり、プリプレグ切断部４２Ａ）の上方に位置するコンパクタ３５～３８が剥離シート４１を押圧可能な位置までコンパクタ３５～３８を下降させるともに、押圧不要領域Ｂの上方に位置するコンパクタ３９が押圧不要領域Ｂに対応する剥離シート４１から離間する位置までコンパクタ３９を上昇させる（図３及び図４参照）。
　その後、コンパクタ３５～３９の高さ方向の位置を保ったままコンパクタ３５～３９をＧ方向に移動させて、所定領域Ａの一部を押圧させる。
　次いで、コンパクタ３８の凸部４０Ａが押圧不要領域Ｂに移動する直前において、コンパクタ昇降制御部１７Ｃは、コンパクタ３８を上昇させて、コンパクタ３８の凸部４０Ａを剥離シート４１の上方に離間させる（図５及び図６参照）。
　その後、コンパクタ３５～３９の高さ方向の位置を保ったままコンパクタ３５～３９をＧ方向に移動させて、所定領域Ａの押圧を継続させる。
　次いで、コンパクタ３７の凸部４０Ａが押圧不要領域Ｂに移動する直前において、コンパクタ昇降制御部１７Ｃは、コンパクタ３９を上昇させて、コンパクタ３７の凸部４０Ａを剥離シート４１の上方に離間させる（図７及び図８参照）。
　その後、コンパクタ３５～３９の高さ方向の位置を保ったままコンパクタ３５～３９をＧ方向に移動させて、所定領域Ａの押圧を継続させ、コンパクタ３６，３５の凸部４０Ａが押圧終了位置（幅方向一方側に位置するプリプレグ切断部４２Ａの端）を通過した段階で、プリプレグ切断部４２Ａの押圧処理が完了する。
　上述した制御を行う制御装置１７を有することで、押圧不要領域Ｂを押圧することなく、所定領域Ａ（プリプレグ切断部４２Ａ）のみを押圧させることが可能となる。
　これにより、押圧不要領域Ｂが押圧されることに起因するプリプレグシート４２の剥離（剥離シート４１からのプリプレグシート４２の剥離）を抑制することができる。
　また、押圧処理の前段において、プリプレグシート４２の一部を所定形状に切断したプリプレグ切断部４２Ａを形成し、プリプレグ切断部４２Ａに対応する部分を押圧させることで、積層ステージ上または他のプリプレグシート６の上面６ａにプリプレグ切断部４２Ｂを積層させることができる。
　ここで、図１及び図１０を参照して、幅の狭い長方形とされたプリプレグ切断部４２Ｂを他のプリプレグシート６の上面６ａに積層させる場合を例に挙げて、コンパクタ３５～３９の昇降状態について説明する。
　図１０において、Ｈはプリプレグシート４２の押圧が必要な所定領域（以下、「所定領域Ｈ」という）、Ｉはプリプレグシート４２の押圧が不要な領域（以下、「押圧不要領域Ｉ」という）をそれぞれ示している。所定領域Ｈは、プリプレグ切断部４２Ｂに対応する領域である。
　また、図１０において、実線で示すコンパクタ３５，３６は剥離シート４１を押圧している状態を示しており、点線で示すコンパクタ３５～３９は剥離シート４１の上方に離間した状態を示している。
　図１０において、図３に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
　図１０に示すように、幅の狭い長方形とされたプリプレグ切断部４２Ｂのみを押圧する場合には、コンパクタ３７～３９を常に剥離シート４１から離間させ、コンパクタ３５，３６のみを昇降させることで、押圧不要領域Ｉを押圧することなく、プリプレグ切断部４２Ｂを他のプリプレグシート６の上面６ａに積層させることができる。
　ここで、図１及び図１１を参照して、幅の狭い平行四辺形とされたプリプレグ切断部４２Ｃを他のプリプレグシート６の上面６ａに積層させる場合を例に挙げて、コンパクタ３５～３９の昇降状態について説明する。
　図１１において、Ｊはプリプレグシート４２の押圧が必要な所定領域（以下、「所定領域Ｊ」という）、Ｋはプリプレグシート４２の押圧が不要な領域（以下、「押圧不要領域Ｋ」という）をそれぞれ示している。所定領域Ｊは、プリプレグ切断部４２Ｃに対応する領域である。
　また、図１１において、実線で示すコンパクタ３５，３６は剥離シート４１を押圧している状態を示しており、点線で示すコンパクタ３７～３９は剥離シート４１の上方に離間した状態を示している。
　図１１において、図３に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
　図１１に示すように、幅の狭い平行四辺形とされたプリプレグ切断部４２Ｃのみを押圧する場合には、コンパクタ３７～３９を常に剥離シート４１から離間させ、コンパクタ３５，３６のみを降下させることで、押圧不要領域Ｋを押圧することなく、プリプレグ切断部４２Ｃを他のプリプレグシート６の上面６ａに積層させることができる。
　本実施形態のプリプレグ自動積層装置１０によれば、Ｙ方向に互いに隣り合うように配置されたコンパクタ３５～３９をそれぞれ独立した構成とするとともに、コンパクタ３５～３９をそれぞれ独立して昇降させる昇降機構１５と、昇降機構１５を制御する制御装置１７と、を有することで、コンパクタがプリプレグシート４２の所定領域４２Ａに位置する間、コンパクタを下降させて所定領域４２Ａを押圧することが可能になるとともに、コンパクタがプリプレグシート４２の所定領域４２Ａ以外の領域（押圧不要領域Ｂ）に位置する間、コンパクタを上昇させてプリプレグシート４２を押圧させないようにすることが可能となる。
　これにより、コンパクタ３７～３９が押圧するプリプレグ切断部４２Ａ（プリプレグシート４２の所定領域Ａ）の形状（外形や幅も含む）の自由度を向上させることができる。
　なお、本実施形態では、一例として、他のプリプレグシート６上にプリプレグ切断部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを積層させた場合を例に挙げて説明したが、積層ステージ１１上にプリプレグ切断部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを積層させてもよい。
　また、本実施形態では、一例として、プリプレグ積層ヘッド１３が５つのコンパクタ（コンパクタ３５～３９）を有する場合を例に挙げたが、コンパクタの数は、適宜設定することが可能であり、５つに限定されない。
　また、プリプレグ切断部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを押圧する際には、Ｇ方向にコンパクタ３５～３９をゆっくり移動させるとよい。このように、コンパクタ３５～３９をゆっくり移動させることで、プリプレグ切断部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃをしっかりと押圧することが可能となるので、プリプレグ切断部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの剥がれを抑制することができる。
　また、コンパクタ３５～３９とは別のコンパクタを用いて、コンパクタ３５～３９が押圧したプリプレグ切断部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを再度別のコンパクタで押圧してもよい。
　以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
　本発明は、プリプレグ自動積層装置に適用可能である。
　５　　プリプレグ積層体
　５ａ，６ａ，１１ａ　　上面
　６　　他のプリプレグシート
　１０　　プリプレグ自動積層装置
　１１　　積層ステージ
　１３　　プリプレグ積層ヘッド
　１５　　昇降機構
　１５Ａ～１５Ｅ　　昇降部
　１７　　制御装置
　１７Ａ　　クランプ開閉制御部
　１７Ｂ　　回転駆動制御部
　１７Ｃ　　コンパクタ昇降制御部
　２１　　巻送部
　２３　　支持ローラ
　２４　　ロータリダイカッター
　２５　　クランプ部
　２６，２７　　ガイドローラ
　２９　　スクレーパーローラ
　３１　　巻取部
　３３　　回転駆動部
　３５～３９　　コンパクタ
　４０Ａ　　凸部
　４１　　剥離シート
　４１ａ　　一面
　４１ｂ　　他面
　４２　　プリプレグシート
　４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ　　プリプレグ切断部
　４４　　シート部材
　Ａ，Ｈ，Ｊ　　所定領域
　Ｂ，Ｉ，Ｋ　　押圧不要領域
　Ｇ　　方向

Claims (4)

  1. 　一方向に延びる積層ステージと、
    　前記積層ステージ上または前記積層ステージ上に配置された他のプリプレグシート上に、剥離シートの一面に貼り付けられたプリプレグシートを送る巻送部、前記プリプレグシートから剥離された剥離シートを巻き取る巻取部、及び前記一方向に配置され、前記巻取部側から前記巻送部側に向かう方向に移動することで、前記剥離シートを介して前記プリプレグシートの所定領域を押圧する複数のコンパクタを含むプリプレグ積層ヘッドと、
    　を備え、
    　前記複数のコンパクタは、前記一方に互いに隣り合うように配置されるとともに、それぞれ独立した構成とされており、
    　前記プリプレグ積層ヘッドは、前記複数のコンパクタをそれぞれ独立して昇降させる昇降機構と、
    　前記昇降機構を制御する制御部と、
    　を有するプリプレグ自動積層装置。
  2. 　前記制御部は、前記コンパクタが前記プリプレグシートの所定領域上に位置する間、前記コンパクタが前記プリプレグシートを押圧可能な位置まで下降させる制御を行うとともに、前記コンパクタが前記プリプレグシートの所定領域から外れた領域に位置する間、前記プリプレグシートの上方に前記コンパクタを上昇させて、前記剥離シートから前記コンパクタを離間させる制御を行う請求項１記載のプリプレグ自動積層装置。
  3. 　前記プリプレグシートの所定領域は、前記プリプレグシートの一部を所定形状に切断したプリプレグ切断部である請求項１または２記載のプリプレグ自動積層装置。
  4. 　前記プリプレグ積層ヘッドは、前記巻送部の下流側で、かつ前記積層ステージの前段に設けられ、前記プリプレグシートを幅方向に切断するカッター部と、
    　前記巻送部と前記カッター部との間に位置する前記剥離シート及び前記プリプレグシートをクランプすることで、前記剥離シート及び前記プリプレグシートの巻き送りを停止させるクランプ部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、前記コンパクタが前記プリプレグシートの所定領域の押圧する間、前記クランプ部により前記剥離シート及び前記プリプレグシートをクランプさせるとともに、前記巻取部の回転を停止させる請求項１から３のうち、いずれか一項記載のプリプレグ自動積層装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111844809A (zh) * 2020-08-17 2020-10-30 沈阳飞机工业（集团）有限公司 复合材料c型框辅助铺叠工具及其使用方法
CN118456915A (zh) * 2024-07-04 2024-08-09 江苏兴成新材料有限公司 一种碳纤维复合板成型设备

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12319015B2 (en) * 2020-11-18 2025-06-03 The Boeing Company Zonal lamination for composite parts in a moving line
CN113276447B (zh) * 2021-06-10 2022-07-08 长沙理工大学 一种预浸带自动铺放头及导轨支架

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011515242A (ja) * 2008-02-27 2011-05-19 ザ・ボーイング・カンパニー 複雑性が緩和された自動繊維配置装置及び方法
JP2012527566A (ja) * 2009-05-21 2012-11-08 ダノバト，エセ．コープ． 風力タービンブレードの自動製造システム
WO2015118903A1 (ja) * 2014-02-10 2015-08-13 三菱重工業株式会社 コンパクタ、及びプリプレグシート自動積層装置
JP2017061140A (ja) * 2015-08-12 2017-03-30 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 自動繊維積層を使った複合材部品のレイアップ中に少なくとも１つの変量を制御するためのシステムおよび方法
JP2018149729A (ja) * 2017-03-13 2018-09-27 東レエンジニアリング株式会社 繊維束貼付装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011515242A (ja) * 2008-02-27 2011-05-19 ザ・ボーイング・カンパニー 複雑性が緩和された自動繊維配置装置及び方法
JP2012527566A (ja) * 2009-05-21 2012-11-08 ダノバト，エセ．コープ． 風力タービンブレードの自動製造システム
WO2015118903A1 (ja) * 2014-02-10 2015-08-13 三菱重工業株式会社 コンパクタ、及びプリプレグシート自動積層装置
JP2017061140A (ja) * 2015-08-12 2017-03-30 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 自動繊維積層を使った複合材部品のレイアップ中に少なくとも１つの変量を制御するためのシステムおよび方法
JP2018149729A (ja) * 2017-03-13 2018-09-27 東レエンジニアリング株式会社 繊維束貼付装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111844809A (zh) * 2020-08-17 2020-10-30 沈阳飞机工业（集团）有限公司 复合材料c型框辅助铺叠工具及其使用方法
CN118456915A (zh) * 2024-07-04 2024-08-09 江苏兴成新材料有限公司 一种碳纤维复合板成型设备

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