(57)【要約】  トウを切断するための切断機器は、トウ支持体、第１のブレードおよびトウ支持体偏向器を含む。トウ支持体はトウを支持する。第１のブレードはトウを切断する。トウ支持体偏向器は、トウ支持体に偏向力を及ぼすために第１のブレードと協働する位置合わせで配置される。偏向力は第１のブレードがトウ支持体にぶつかるのを実質的に防ぐ。
2009504425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トウを切断するための切断機器であって、
トウ支持体と、
第１のブレードと、
トウ支持体に偏向力を及ぼすために第１のブレードと協働する位置合わせで配置されているトウ支持体偏向器とを含み、偏向力は第１のブレードがトウ支持体にぶつかるのを実質的に防ぐ、切断機器。
【請求項２】
第１のブレードと協働する位置合わせで第２のブレードをさらに含み、第２のブレードに相対する第１のブレードの調整によりトウを切断するためにトウに対して剪断力が生成される、請求項１に記載の切断機器。
【請求項３】
第２のブレードはトウの前向きの動きの相対的に下流にあり、かつトウの前向きの動きにより第１のブレードを第２のブレードに向かって推し進める力が生成される、請求項２に記載の切断機器。
【請求項４】
切断命令に応答してトウに向かって第１のブレードを推し進めるためのアクチュエータをさらに含む、請求項１に記載の切断機器。
【請求項５】
切断／クランプフレームをさらに含み、第１のブレードおよびトウ支持体偏向器は切断／クランプフレームに配置され、アクチュエータは切断／クランプフレームを推し進めることによって第１のブレードおよびトウ支持体偏向器を推し進めるよう構成される、請求項４に記載の切断機器。
【請求項６】
アクチュエータは、再糸通し命令に応答して切断／クランプフレームを供給位置に戻すよう構成される、請求項５に記載の切断機器。
【請求項７】
トウ支持体は、偏向力が取除かれることに応答してトウを再糸通し位置に戻すためのばねを含む、請求項１に記載の切断機器。
【請求項８】
トウ支持体偏向器はトウに偏向力を及ぼすよう構成され、偏向力はトウを介してトウ支持体に平行移動される、請求項１に記載の切断機器。
【請求項９】
定位置にトウを保持するトウ型締力は、トウ支持体に相対するトウ支持体偏向器の動きによって生成される、請求項１に記載の切断機器。
【請求項１０】
トウを前向きの方向に推し進めることによりトウに再糸通しするためのフィードドライブをさらに含む、請求項１に記載の切断機器。
【請求項１１】
複合要素を製作するためのトウ配置システムであって、
工具にトウを置くためのトウ配置ヘッドと、
トウ配置ヘッドを位置決めするための位置決め装置と、
トウを切断するための切断機器とを含み、切断機器は、
トウ支持体と、
第１のブレードと、
トウ支持体に偏向力を及ぼすために第１のブレードと協働する位置合わせで配置されているトウ支持体偏向器とを含み、偏向力は第１のブレードがトウ支持体にぶつかるのを実質的に防ぐ、システム。
【請求項１２】
第１のブレードと協働する位置合わせの第２のブレードをさらに含み、第２のブレードに相対する第１のブレードの調整によりトウを切断するためにトウに対して剪断力が生成される、請求項１１に記載のトウ配置システム。
【請求項１３】
第２のブレードはトウの前向きの動きにおいて相対的に下流にあり、かつトウの前向きの動きにより第１のブレードを第２のブレードに向かって推し進める力が生成される、請求項１２に記載のトウ配置システム。
【請求項１４】
切断命令に応答してトウに向かって第１のブレードを推し進めるためのアクチュエータをさらに含む、請求項１１に記載のトウ配置システム。
【請求項１５】
切断／クランプフレームをさらに含み、第１のブレードおよびトウ支持体偏向器は切断／クランプフレームに配置され、アクチュエータは切断／クランプフレームを推し進めることによって第１のブレードおよびトウ支持体偏向器を推し進めるよう構成される、請求項１４に記載のトウ配置システム。
【請求項１６】
アクチュエータは、再糸通し命令に応答して切断／クランプフレームを供給位置に戻すよう構成される、請求項１５に記載のトウ配置システム。
【請求項１７】
トウ支持体は、偏向力が取除かれることに応答してトウを再糸通し位置に戻すためのばねを含む、請求項１１に記載のトウ配置システム。
【請求項１８】
トウ支持体偏向器はトウに偏向力を及ぼすよう構成され、偏向力はトウを介してトウ支持体に平行移動される、請求項１１に記載のトウ配置システム。
【請求項１９】
定位置にトウを保持するトウ型締力は、トウ支持体に相対するトウ支持体偏向器の動きによって生成される、請求項１１に記載のトウ配置システム。
【請求項２０】
トウを前向きの方向に推し進めることによりトウを再糸通しするためのフィードドライブをさらに含む、請求項１１に記載のトウ配置システム。 
【請求項２１】
トウを切断するための機器であって、
トウを支持するための手段と、
トウを切断するための手段と、
切断手段が支持手段にぶつかることを実質的に防ぐために支持手段を偏向するための手段とを含む、機器。
【請求項２２】
切断手段は、
第１の切断手段と、
トウの前向きの動きに対して第１の切断手段に相対的に上流を摺動可能に通る第２の切断手段とを含み、第２の切断手段は、トウのより大きな前向きの動きに応答して、トウのより少ない前向きの動きと比較して第１の切断手段にさらに接近して摺動可能に通るよう推し進められる、請求項２１に記載の機器。
【請求項２３】
トウを切断する方法であって、
支持体でトウを支持するステップと、
ブレードでトウを切断するステップと、
ブレードが支持体にぶつかるのを実質的に防ぐために支持体を偏向するステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、概して切断装置に関する。より特定的には、この発明は、トウ切断装置用のブレード配列およびそのブレード配列とともに用いるためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
複合要素は、ともに積層される材料の層から典型的には構築される。複合要素を製作または「レイアップ」するために利用される材料のカテゴリは、たとえば、ファイバ、ファブリック、テープ、フィルム、およびフォイルを含む。これらのカテゴリの各々の中では複数の多様な材料が利用されている。たとえば、利用されるファイバは、ガラス、炭素、アラミド、クオーツなどを含む。これらのファイバが織られたシートおよび一方向のリボンとして配列されると、それぞれファブリックおよびテープと呼ばれる。
【０００３】
ファイバ配置は、複合要素を構築したり製作したりするために用いられるプロセスである。これらの複合要素は、比較的簡単な平坦なシートまたはパネルから比較的大きな複雑な構造までを含む。複合要素は、概して、硬化されていない樹脂が予め含浸された複合材料の複数の層またはプライから構築される（「プリプレッグ」）。これらのプライは、ロボットアームまたはガントリなどの位置決め装置によって位置決めされるヘッドによってある巻枠に配置される。
【０００４】
複合材料は、典型的にはさまざまな幅のロールまたはスプールで供給される。一般に、より複雑な輪郭の複合物要素は、比較的より幅の狭い複合材料から製作される。約８分の１インチから約１インチの幅を有する複合材料が典型的には「トウ」と呼ばれ、しばしば、より広いストリップまたは「コース」をレイダウンするためには、数個のストランドのトウが一度に配置される。トウ配置装置のヘッドは、一群のプリプレッグのトウを連続的な帯状に並べ、巻枠またはレイアップ工具の表面に対してそれらを圧縮する。各コースの端においては、次のコースを開始するためにトウはすべて一般に切断され、再び糸通しされる（rethreaded）。さらに、個々のトウは、コース全体全の幅または形状を減じるためにコース配置中に切断されることもある。トウ配置装置の従来のカッタモジュールの不利な点は、カッタがしばしば故障することである。カッタの故障により、是正措置が取られるまでの間、典型的には生産が停止する。これらの中断はレイダウンの速度を減じ、製品コストを増加させる。
【０００５】
従来のカッタモジュールの別の欠点は、プリプレッグトウからの樹脂がブレードおよびカッタモジュールの他の構成要素を汚し得ることである。この汚損はカッタ故障の一因となり、典型的にはクリーニング手順の実行が必要となる。これらのクリーニング手順は、一般にトウ配置装置の停止を必要とし、部分的な分解が必要な場合がある。このような手順はさらにレイダウン速度を減じ、製品コストを増加させる。
【０００６】
したがって、本願明細書に記載された欠点を少なくともある程度まで克服することができる装置およびシステムを与えることが望ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
前述のニーズは大部分がこの発明によって満たされ、そこではある面において、いくつ
かの実施例でトウ配置装置におけるカッタモジュールの信頼性を向上させるような装置およびシステムが与えられる。
【０００８】
この発明の実施例はトウを切断するための切断装置に関する。切断装置は、トウ支持体、第１のブレード、およびトウ支持体偏向器を含む。トウ支持体はトウを支持する。第１のブレードはトウを切断する。トウ支持体偏向器は第１のブレードと協働する位置あわせで配置され、トウ支持体に偏向力を及ぼす。偏向力は、第１のブレードがトウ支持体にぶつかるのを実質的に防ぐ。
【０００９】
この発明の別の実施例は、トウを用いて複合要素を製作するためのトウ配置システムに関する。システムは、トウ配置ヘッド、位置決め装置および切断機器を含む。トウ配置ヘッドは工具にトウを与える。位置決め装置はトウ配置ヘッドを位置決めする。切断機器はトウを切断する。切断機器は、トウ支持体、第１のブレードおよびトウ支持体偏向器を含む。トウ支持体はトウを支持する。第１のブレードはトウを切断する。トウ支持体偏向器は第１のブレードと協働する位置あわせで配置され、トウ支持体に偏向力を及ぼす。偏向力は、第１のブレードがトウ支持体にぶつかるのを実質的に防ぐ。
【００１０】
この発明のさらに別の実施例は、トウを切断する機器に関する。機器は、トウを支持するための手段と、トウを切断するための手段と、トウ切断手段が支持手段にぶつかるのを実質的に防ぐために支持手段を偏向するための手段とを含む。
【００１１】
この発明のさらに別の実施例はトウを切断する方法に関する。この方法では、トウは支持体で支持され、トウはブレードで切断され、支持体は実質的にブレードが支持体にぶつかるのを防ぐために偏向される。
【００１２】
このように、本願明細書の詳細な説明が一層よく理解されるよう、また当該技術への貢献が一層よく認識されるように、この発明の一定の実施例が広めに概説された。当然ながら、下記に記載され、本願明細書に添付された請求項の主題を形成する、この発明の付加的な実施例が存する。
【００１３】
この点で、この発明の少なくとも１つの実施例について詳細に説明する前に、この発明はその用途において、以下の記載に述べられ図面に示された構造の詳細および構成要素の配列に限定されないことが理解されるべきである。この発明は、記載された実施例に加えてさらなる実施例が可能であり、かつさまざまなやり方で実現され、実行されることができる。さらに、本願明細書および要約書に用いられる語法および用語は説明のためであって、限定的であると見なされてはならないことが理解されるべきである。
【００１４】
そのため当業者は、この開示が基礎とする概念が、この発明のいくつかの目的を実行するための他の構造、方法およびシステムの設計の基礎として容易に利用され得ることを認識するであろう。したがって、請求項が、この発明の精神および範囲から逸脱しない限りで、そのような等価な構造を含むと見なされることが重要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
好ましい実施例の詳細な説明
この発明はここで図面を参照して記載され、すべてを通じて類似の参照番号は類似の部分を指す。図１に示されるように、この発明の実施例での使用に好適な積層システム１０は、トウ配置ヘッド１２、位置決め装置１４および巻枠１６を含む。トウ配置ヘッド１２は、予め定められた幅のトウ１８を巻枠１６に配置するよう構成される。トウ１８は、典型的には１つ以上のスプール２０に格納され、そこから供給される。複合要素２２は、スプール２０から巻枠１６にトウ１８を配置し、次に硬化手順を実行することによって製作
される。硬化手順はトウ製造業者の仕様に従って変わる。たとえば、ビスマレイミド（ＢＭＩ）樹脂を硬化することは典型的には製作された複合要素を高熱および高圧にさらすことを含む。
【００１６】
位置決め装置１４は、トウ配置ヘッド１２またはエンドエフェクタを巻枠１６に対して位置決めするためのいかなる適切な装置も含む。適切な位置決め装置は、図１に示されるようなロボット電機子、ガントリ型の装置などを含む。この発明の一実施例では、位置決め装置１４は、３個から１０個またはそれ以上の動きの軸を制御するよう構成されたロボット電機子またはガントリ型位置決め装置である。しかしながら、軸の具体的な数は特定の動作状態に依存し得ることが理解され、したがって、制御される軸の数はこの発明に重要ではない。
【００１７】
巻枠１６は、その上にトウ１８を配置するのに好適ないかなる形状、工具または心棒をも含む。トウ１８は複数のコース２４で巻枠１６上に配置され、層またはプライ２６を生成する。一般に、複合要素２２などの要素は複数のプライ２６から製作される。典型的には、巻枠１６の表面、コース２４および／またはプライ２６は、トウ１８の連続するコースがその上に配置される、基板２８と呼ばれる。図１に示されるように、巻枠１６は軸のまわりに回転するよう制御される。このように回転するよう制御される場合、巻枠１６は典型的には心棒と呼ばれる。他の実施例では、巻枠１６は静止していても、またはさまざまな軸で動くよう制御されてもよい。たとえば、巻枠１６は、スライドテーブルまたはＸ−Ｙテーブルに固定されてもよい。この点では、これらの実施例と、巻枠１６および／またはトウ配置ヘッド１２が互いに対して動くよう制御されるような他の実施例とは、この発明の範囲内にある。さらに、巻枠１６および位置決め装置１４の動きは両方とも、トウ配置ヘッド１２を巻枠１６に対して位置決めするよう作用する。さらに、巻枠１６および位置決め装置１４の動きは、これらの装置が本質的に単一のユニットとして動作するような程度に概して調整され、したがって、この開示の目的のために、位置決め装置１４および／または巻枠１６の調整が位置決め装置１４に関してなされる。巻枠１６のサイズ、形状、輪郭などの特性は、要素２２の設計パラメータに基く。
【００１８】
図２は、図１の積層システム１０とともに使用するのに好適なトウ配置ヘッド１２の詳細な分解図である。図２に示されるように、トウ配置ヘッド１２はメインフレーム構造（「フレーム」）３０、およびトウ経路３２に沿って配置された複数の構成要素を含む。フレーム３０は、トウ経路３２に沿って配置された複数の構成要素に支持点および接続点を与えるよう構成される。トウ経路３２は基本的に、トウ１８が格納されるスプール２０からトウ１８が配置される巻枠１６までの経路を含む。トウ経路３２に沿って配置された複数の構成要素は、１対のトウ位置合わせトレイ（「トレイ」）４０、１対のインデックスおよびキーロックフレーム（「インデックスフレーム」）４２、一対のトウカッタ／再糸通し（rethread）モジュール４４、サーボドライブフィード（「ドライブ」）４６および適用ローラ（「ローラ」）４８を含む。なお、ある例においていくつかの構成要素が対で示される一方、さまざまな他の実施例では、構成要素のうちのいくつかまたはすべてが単一で、対で、または、複数の構成要素で示され、すべてのこのような実施例がこの発明の範囲内にある。
【００１９】
トレイ４０は、トウ１８の位置合わせを容易にする。たとえば、各トレイ４０は、ドライブ４６およびトウカッタ／再糸通しモジュール４４を介してトウ１８をローラ４８に導く、１つ以上のチャネル５０を含む。チャネル５０は、トウ１８の位置合わせを保持するよう構成されるいかなる適切な構造をも含む。適切な構造は、たとえばチャネル、溝、スロット、櫛などを含む。チャネル５０は、トウ１８とともに使用するために互換性のある表面を含む。たとえば、超高分子量プラスチック（「ＵＨＭＷ」）プラスチックは、ＢＭＩおよび他の樹脂システムと概して互換性がある。いくつかの実施例では、トレイ４０の
すべてまたは大部分はＵＨＭＷプラスチックである。他の実施例では、トレイ４０は、ＵＨＭＷプラスチックの層またはコーティングを含む。
【００２０】
トレイ４０は、インデックス点５４、ドライブ窓５６および５８を任意に含む。インデックス点５４は、存在する場合、トレイ４０をフレーム３０の上に位置決めするのを容易にする。たとえば、図２に示されるように、インデックス点５４はそれぞれのタブ６０と合わさるように構成されるノッチを含む。別の実施例において、インデックス点５４は、それぞれのピンまたはボアと合わさるよう構成されるボアまたはピンを含む。ドライブ窓５６および５８は、ドライブ４６にトウ１８と接触するための開口部を与えるように、任意に含まれる。たとえば、ドライブ４６がチャネル５０に相対して上に配置される他の例においては、ドライブ窓５８が省略されてもよい。トウカッタ／再糸通しモジュール４４の構成に依存して、トウカッタ／再糸通しモジュール４４の適正な動作を容易にするために１つ以上のカッタ凹部が与えられる。すなわち、トウカッタ／再糸通しモジュール４４の何らかの部分がトレイ４０の表面下で動作する場合、カッタ凹部がトウカッタ／再糸通しモジュール４４の動作に対応する。トウカッタ／再糸通しモジュール４４がトレイ４０の表面下で動作しない他の例においては、カッタ凹部は省略されてもよい。
【００２１】
インデックスフレーム４２はトレイ４０のそれぞれ１つをフレーム３０に固定することを容易にする。たとえば、インデックスフレーム４２は１つ以上の締結装置６２を含む。
【００２２】
トウカッタ／再糸通しモジュール４４が、より詳細に本願明細書に記載される。一般に、トウカッタ／再糸通しモジュール４４は、トウ１８を切断し、クランプ締めし、かつ／または再び糸通しする。トウカッタ／再糸通しモジュール４４は、トウカッタ／再糸通しモジュール４４をフレーム３０に固定し、かつ／または、トウカッタ／再糸通しモジュール４４を介在部品に固定するための、１つ以上の締結装置７０を含む。
【００２３】
ドライブ４６は、トウ１８を係合し、かつトウ１８をトウ経路に沿って推し進めるよう構成される。この意味で、ドライブ４６は１つ以上のサーボ駆動されるローラ７８を含む。さらに、ドライブ４６は、ドライブ４６をフレーム３０に固定するための締結装置８０を含む。
【００２４】
ローラ４８は、トウ１８を巻枠１６に向かって推し進め、それによって基板２８の上にトウ１８を置くための座面を与える。
【００２５】
さらに、トウ経路３２に沿って配置された複数の構成要素は、トウ１８の予め定められた幅を扱うために、調整された態様で機能するよう構成される。複合要素２２の設計パラメータに従って、この予め定められた幅は、８分の１インチ（1/8th inch）、１／４インチ、１／２インチ、１インチなどを含む。同様に、トウ１８の他の幅を扱うよう構成される構成要素もこの発明のさまざまな実施例の範囲内にある。
【００２６】
図３は、図１の積層システム１０とともに使用するのに好適な切断／再糸通しモジュール４４の詳細な図である。図３に示されるように、切断／再糸通しモジュール４４は、複数のチャネル９２、ローラ９４、切断／クランプフレーム９６およびブレード９８を含む。動作において、トウ１８の複数のストリップの各々は、ローラ９４を越え、切断／クランプフレーム９６を通って、それぞれのチャネル９２に沿ってくぐって（thread）いる。チャネル９２はトウ１８の位置合わせを容易にする。ローラ９４は、さまざまな実施例において、自由に回転し、１方向のみに回転し、かつ／または、サーボもしくは他のこのようなアクチュエータを介して回転するよう制御される。本願明細書に示され記載されるように、切断／クランプフレーム９６の各々はアクチュエータを含み、、それぞれのブレード９８をトウカッタ／再糸通しモジュール４４に向かって推し進め、それによりブレード
９８がトウ１８を通る際にそれぞれのトウ１８を切断する。ブレード９８はいかなる好適な硬質かつ耐摩耗性の材料をも含む。好適な材料は、カーバイド、鋼およびさまざまな鋼の合金、およびセラミックなどの非金属を含む。
【００２７】
再度糸通しするために、切断／クランプフレーム９６は延伸された位置に戻り、ローラ９４および／またはドライブ４６はトウ１８を進めるよう制御される。この態様で、トウ１８のいくらかまたはすべては、複合要素２２の設計パラメータに従って、制御された態様で切断され、再糸通しされる。
【００２８】
なお、図３では６本またはより少数のトウ１８のストリップを伴って動作するよう構成された切断／再糸通しモジュール４４を示しているが、さまざまな実施例では、切断／再糸通しモジュール４４はいかなる適切な数のトウ１８でも動作するよう構成される。トウの適切な数は、１、２、３、４、６、１２などを含む。
【００２９】
図４Ａ−図４Ｃは、図１の実施例による、図３の線Ａ−Ａに沿って得られた、さまざまなモードにおけるカッタ構成の断面図である。図４Ａ−図４Ｃに示されるように、ブレード９８に加えて、切断／再糸通しモジュール４４は、ブレード９８と協働する位置合わせにおいてブレード１００を任意に含み、ブレード９８の切断行為を助けたり容易にしたりするよう構成される。ブレード１００は、存在する場合、適切に硬質かつ耐摩耗性の材料を含む。好適な材料は、カーバイド、鋼およびさまざまな鋼の合金、およびセラミックなどの非金属を含む。切断／再糸通しモジュール４４はさらに、トウ支持体１０２、トウ支持体偏向器１０４およびアクチュエータ１０６を含む。トウ支持体１０２は、トウ１８を支持するよう構成されるばね式の支持表面を含む。トウ支持体１０２は、そこに及ぼされる力に応答して偏向するよう構成される。トウ支持体１０２の好適な材料は、ばね鋼、他の弾性の金属、プラスチックなどを含む。任意に、トウ１８に接することになるトウ支持体１０２のいかなる表面も樹脂が溜まることを減じるよう構成される。たとえば、トウ支持体１０２は、研磨され、冷却され、または実質的に非粘着性の材料でコーティングされる。適切な非粘着性材料はＵＨＭＷプラスチックなどを含む。アクチュエータ１０６はコントローラーからの信号に応答して切断／クランプフレーム９６の位置を調整するよう動作可能である。特に、アクチュエータ１０６は、切断／クランプフレーム９６を相対的に内向きに引込み、切断／クランプフレーム９６を外向きの位置に戻すよう動作可能である。
【００３０】
図４Ａに示されるように、切断／再糸通しモジュール４４はトウ供給モードにある。すなわち、切断／クランプフレーム９６は、切断／再糸通しモジュール４４から相対的に外向きに延伸されている。そのため、トウ１８は、方向１０８に自由に動くことができる。
【００３１】
図４Ｂは、図１の実施例による、トウ切断モードにおける、カッタ構成の断面図Ａ−Ａである。図４Ｂに示されるように、トウ支持体１０２は、交差部１１４で連結される締結アーム１１０および支持アーム１１２を含む。さまざまな実施例では、支持アーム１１２は、可撓性または本質的に隆起し（ridged）、交差部１１４は実質的に隆起し、可撓性であり、またはヒンジ結合される。トウ切断手順中に、切断／クランプフレーム９６は、アクチュエータ１０６の作用を介して、方向１１６に、かつ相対的に切断／再糸通しモジュール４４に向かって引込まれる。なお、トウ支持体偏向器１０４はトウ支持体１０２に偏向力を及ぼすように示され、偏向力がトウ１８を通じて平行移動されるにつれて、支持アーム１１２を方向１１２に屈曲させるか、別の方法で動かす。トウ支持体偏向器１０４は、ブレード９８のレベルまたはそのあたりに配置される座面を含む。すなわち、トウ支持体偏向器１０４はブレード９８のわずかに上に、ちょうどそこに、またはわずかに下に配置される。特定の実施例において、トウ支持体偏向器１０４は、切断／再糸通しモジュール４４の方へ引き込まれると、ブレード９８に接触される際、またはその直前に、トウ１
８に接触する。一般に、トウ支持体偏向器はトウ支持体アーム１１２をブレード９８から遠ざけるよう推し進める力を与えるよう構成される。この態様で、トウ支持体偏向器１０４は、実質的にブレード９８がトウ支持体アーム１１２に接触するのを防ぐ。任意に、トウ支持体偏向器１０４はトウ支持体アーム１１２と関連して動作し、本願明細書に記載されるようなトウ１８に対する型締力を生成する。
【００３２】
ブレード９８がトウ１８に引付けられるので、方向１０８におけるトウ１８のいかなる動きもブレード９８を方向１０８に推し進める。ブレードの方向１０８へのこの推進は、概してブレード９８をブレード１００に向かって寄せるよう作用する。ブレード９８がブレード１００の傍を通ると、ブレード１００へのブレード９８の接近および２つのブレード９８と１００との推進が合わさって切断を向上させ、かつ／またはブレード９８および１００に樹脂が溜まることを減じる効率的な剪断作用をもたらすことが、この発明の実施例の利点である。切断手順の完了に際し、トウ１８の上流にあるトウ１８の部分が、再糸通し手順が開始するまで本質的に停止される一方で、ブレード９８の下流にあるトウ１８の部分は方向１０８において自由に動き続けることができる。
【００３３】
トウ１８は、典型的には、巻枠１６に相対するトウ配置ヘッド１２の動きと組合わさって、スプール２０からトウ経路３２を通り、トウ１８の基板２８に対する接着を介して、引っ張られるか牽引される。したがって、トウ１８の下流部分がトウ１８の上流部分から切離されると、トウ１８の上流部分はトウ破損の作用を介して停止するよう制御され、かつ／または、自動的に停止する傾向がある。この実施例では、トウ支持体偏向器１０４はトウ支持体１０２を直接に推し進めるよう構成される。この実施例では、型締力は、トウ支持体１０２を推し進めるトウ支持体偏向器１０４の作用を介して、トウ１８には本質的に全く及ぼされない。たとえば、トウ支持体偏向器１０４およびトウ支持体１０２はトウ１８より広くてもよい。この例において、トウ支持体偏向器１０４およびトウ支持体１０２の縁部は、直接に互いに接触していてもよい。より具体的には、トウ支持体偏向器１０４およびトウ支持体１０２の１つまたは両方は、トウ１８に対して力を及ぼさずにトウ支持体偏向器１０４とトウ支持体１０２との間の直接の接触を容易にする突起部を含んでもよい。別の実施例では、トウ支持体偏向器１０４によって及ぼされる力はさらに、トウ支持体偏向器１０４とトウ支持体１０２との間に配置されるトウ１８に対して型締作用を与える。すなわち、トウ支持体偏向器１０４はトウ支持体１０２対してトウ１８を推し進め、それによってトウ支持体１０２を偏向する。このクランプ締め作用は、図３に示されるように、それぞれのチャネル９２内でトウ１８の保持を容易にする。
【００３４】
図４Ｃは、図１の実施例によるトウ再糸通しモードにおけるカッタ構成の断面図Ａ−Ａである。図４Ｃに示されるように、切断／クランプフレーム９６は、図４Ａに記載されるようなトウ供給モード位置に戻っている。トウ支持体偏向器１０４によって及ぼされる偏向力の欠如に応答して、支持アーム１１２は供給位置に戻っている。すなわち、支持アーム１１２は、ブレード１００と本質的に並ぶ、または極めて僅かにその上のレベルまで戻っている。そのため、ドライブ４６によって前向きに推し進められることに応答して、トウ１８の切断端部は、ブレード１００に実質的にひっかからずにブレード１００の上を進むよう配置される。トウ支持体偏向器１０４がブレード９８と同じか僅かに下のレベルなので、再糸通しモードおよび供給モード中にトウ１８がブレード９８に接触することを抑制するのが、さまざまな実施例の利点である。さらに、トウ偏向器１０４はさらに、再糸通しの誤りを生じる結果となり得るトウ１８の上向きの動きを抑制することにより、さらに再糸通しを容易にする。
【００３５】
任意に、切断／クランプフレーム９６は、切断／クランプフレーム９６を横断し、支持アーム１１２をトウ再糸通し位置および供給位置まで推し進めるための力を与える、リフトピン１２０を含む。
【００３６】
この発明の多くの特徴および利点が詳細な説明から明らかであり、したがって、添付された請求項によって、この発明の精神および範囲内のこのような発明の特徴および利点がすべて包含されるよう意図される。さらに、多数の修正および変形が当業者には容易に想到されるので、この発明を、示され、記載された通りの構造および動作に限定することは望まれず、したがって、すべての適切な修正および等価物はこの発明の範囲内に再区分され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の実施例による積層システムの斜視図である。
【図２】図１の積層システムとともに使用するのに適したエンドエフェクタの詳細な分解図である。
【図３】図１の積層システムとともに使用するのに好適な切断／再糸通しモジュールの詳細な図である。
【図４Ａ】図１の実施例による、トウ供給モードでのカッタ構成の図３の線Ａ−Ａに沿って得られた断面図である。
【図４Ｂ】図１の実施例によるトウ切断モードでのカッタ構成の図３の線Ａ−Ａに沿って得られた断面図である。
【図４Ｃ】図１の実施例によるトウ再糸通しモードでのカッタ構成の図３の線Ａ−Ａに沿って得られた断面図である。
【図１】
2009504425.tif 000003
【図２】
2009504425.tif 000004
【図３】
2009504425.tif 000005
【図４Ａ】
2009504425.tif 000006
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年2月19日(2008.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トウを切断するための機器であって、
トウを支持するための手段と、
トウを切断するための手段と、
切断手段が支持手段にぶつかることを実質的に防ぐために支持手段を偏向するための手段とを含む、機器。
【請求項２】
切断手段は、
第１の切断手段と、
トウの前向きの動きに対して第１の切断手段に相対的に上流を摺動可能に通る第２の切断手段とを含み、第２の切断手段は、トウのより大きな前向きの動きに応答して、トウのより少ない前向きの動きと比較して第１の切断手段にさらに接近して摺動可能に通るよう推し進められる、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
トウを支持するための手段はトウ支持体であり、
トウを切断するための手段は第１のブレードであり、
切断手段が支持手段にぶつかることを実質的に防ぐために支持手段を偏向するための手段は、トウ支持体に偏向力を及ぼすために第１のブレードと協働する位置合わせで配置されているトウ支持体偏向器であって、偏向力は第１のブレードがトウ支持体にぶつかるのを実質的に防ぐ、請求項１に記載の機器。
【請求項４】
第１のブレードと協働する位置合わせの第２のブレードをさらに含み、第２のブレードに相対する第１のブレードの調整によりトウを切断するためにトウに対して剪断力が生成され、第２のブレードはトウの前向きの動きにおいて相対的に下流にあり、かつトウの前向きの動きにより第１のブレードを第２のブレードに向かって推し進める力が生成される、請求項３に記載の切断機器。
【請求項５】
切断命令に応答してトウに向かって第１のブレードを推し進めるためのアクチュエータと切断／クランプフレームとをさらに含み、アクチュエータは切断／クランプフレームを
推し進めることによって第１のブレードおよびトウ支持体偏向器を推し進めるよう構成され、アクチュエータは、再糸通し命令に応答して切断／クランプフレームを供給位置に戻すよう構成される、請求項３に記載の切断機器。
【請求項６】
トウ支持体は、偏向力が取除かれることに応答してトウを再糸通し位置に戻すためのばねを含む、請求項３に記載の切断機器。
【請求項７】
トウ支持体偏向器はトウに偏向力を及ぼすよう構成され、偏向力はトウを介してトウ支持体に平行移動される、請求項３に記載の切断機器。
【請求項８】
定位置にトウを保持するトウ型締力は、トウ支持体に相対するトウ支持体偏向器の動きによって生成される、請求項３に記載の切断機器。
【請求項９】
トウを前向きの方向に推し進めることによりトウに再糸通しするためのフィードドライブをさらに含む、請求項３に記載の切断機器。
【請求項１０】
複合要素を製作するためのトウ配置システムであって、
工具にトウを置くためのトウ配置ヘッドと、
トウ配置ヘッドを位置決めするための位置決め装置と、
トウを切断するための切断機器とを含み、切断機器は、
トウ支持体と、
第１のブレードと、
トウ支持体に偏向力を及ぼすために第１のブレードと協働する位置合わせで配置されているトウ支持体偏向器とを含み、偏向力は第１のブレードがトウ支持体にぶつかるのを実質的に防ぐ、システム。
【請求項１１】
第１のブレードと協働する位置合わせの第２のブレードをさらに含み、第２のブレードに相対する第１のブレードの調整によりトウを切断するためにトウに対して剪断力が生成され、
第２のブレードはトウの前向きの動きにおいて相対的に下流にあり、かつトウの前向きの動きにより第１のブレードを第２のブレードに向かって推し進める力が生成され、さらに
切断命令に応答してトウに向かって第１のブレードを推し進めるためのアクチュエータと、
切断／クランプフレームとをさらに含み、第１のブレードおよびトウ支持体偏向器は切断／クランプフレームに配置され、アクチュエータは切断／クランプフレームを推し進めることによって第１のブレードおよびトウ支持体偏向器を推し進めるよう構成され、アクチュエータは、再糸通し命令に応答して切断／クランプフレームを供給位置に戻すよう構成され、
トウ支持体は、偏向力が取除かれることに応答してトウを再糸通し位置に戻すためのばねを含み、
トウ支持体偏向器はトウに偏向力を及ぼすよう構成され、偏向力はトウを介してトウ支持体に平行移動され、
定位置にトウを保持するトウ型締力は、トウ支持体に相対するトウ支持体偏向器の動きによって生成され、さらに
トウを前向きの方向に推し進めることによりトウを再糸通しするためのフィードドライブをさらに含む、請求項１０に記載のトウ配置システム。
【請求項１２】
トウを切断する方法であって、
支持体でトウを支持するステップと、
ブレードでトウを切断するステップと、
ブレードが支持体にぶつかるのを実質的に防ぐために支持体を偏向するステップとを含む、方法。
【国際調査報告】
2009504425.tif 000009
2009504425.tif 000010