(57)【要約】【課題】自動積層成形に際して、繊維強化プラスチックテープが加圧ローラに巻き付く現象を防止できる自動積層成形装置を提供すること。【解決手段】複数本の繊維強化プラスチックテープを加圧ローラによって連続的に型の表面に張り付けることによって積層成形するファイバプレイスメント法による自動積層成形装置において、前記テープの非積層成形時は、前記加圧ローラを回転駆動する加圧ローラ回転機構と、前記加圧ローラに導かれる前記テープに対して、ガスヒータ本体からの加熱ガスを介して噴射することによって加熱するガスヒータと、前記ガスヒータの加熱ガスの前記テープに対する吹き付け方向が変更可能で、前記テープの積層成形終了時点から次の積層成形開始時点にいたる非積層成形時に前記ガスヒータの加熱ガスの前記テープに対する吹き付けを遠ざける方向に変更するヒータ退避機構とを備えたもの。【選択図】　　図７
2004066593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の繊維強化プラスチックテープを押圧装置に取付けられた加圧ローラによって連続的に型の表面に張り付けることによって積層成形するファイバプレイスメント法による自動積層成形装置において、
前記加圧ローラに導かれる前記テープに対して、ガスヒータ本体からの加熱ガスを介して噴射することによって加熱するガスヒータと、
前記テープの非積層成形時は、前記加圧ローラを回転駆動する加圧ローラ回転機構と、
を備えた繊維強化プラスチックの自動積層成形装置。
【請求項２】
複数本の繊維強化プラスチックテープを加圧ローラによって連続的に型の表面に張り付けることによって積層成形するファイバプレイスメント法による自動積層成形装置において、
前記加圧ローラに導かれる前記テープに対して、ガスヒータ本体からの加熱ガスを噴射することによって加熱するガスヒータであって、前記ガスヒータの加熱ガスの前記テープに対する吹き付け方向が変更可能で、前記テープの積層成形終了時点から次の積層成形開始時点に至る非積層成形時に前記ガスヒータの加熱ガスの前記テープに対する吹き付けを遠ざける方向に変更するヒータ退避機構と、
を備えた繊維強化プラスチックの自動積層成形装置。
【請求項３】
複数本の繊維強化プラスチックテープを加圧ローラによって連続的に型の表面に張り付けることによって積層成形するファイバプレイスメント法による自動積層成形装置において、
前記テープの非積層成形時は、前記加圧ローラを回転駆動する加圧ローラ回転機構と、
前記加圧ローラに導かれる前記テープに対して、ガスヒータ本体からの加熱ガスを介して噴射することによって加熱するガスヒータと、
前記ガスヒータの加熱ガスの前記テープに対する吹き付け方向が変更可能で、前記テープの積層成形終了時点から次の積層成形開始時点にいたる非積層成形時に前記ガスヒータの加熱ガスの前記テープに対する吹き付けを遠ざける方向に変更するヒータ退避機構と、
を備えた繊維強化プラスチックの自動積層成形装置。
【請求項４】
前記加圧ローラ回転機構は、
前記押圧装置の固定部位に固定された取付体と、
前記取付体に回転自在に支持され、電動モータを取付けるモータ取付台と、
前記モータ取付台と連結された回転ローラ取付台と、
前記回転ローラ取付台に設けられた複数の軸受により回転自在に軸が支持され、該軸と一体であって前記加圧ローラに接触すると共に、前記軸の一端部が前記軸受より外側に延出するように形成された回転ローラと、
前記電動モータの回転子に固定されたスプロケットと、
前記回転ローラの軸受より外側に延出する軸であって、且つ軸端部外周面に雄ねじが形成された外周面とは所定間隔を存して配設されたスプロケットと、
前記モータ側及び前記回転ローラ側のスプロケット間に架設され、前記電動モータからの回転力を前記回転ローラ側のスプロケットに伝達するためのチェーンと、
前記回転ローラ側のスプロケット及び軸の間であって、前記軸受と前記スプロケットの間に配設され、前記スプロケットからの回転力を静止摩擦力により前記回転ローラに伝達するための第１の摩擦部材と、
前記回転ローラの軸の先端部に形成されている雄ねじに螺進可能に設けられたツマミと、
前記回転ローラの軸の外周部であって、前記ツマミと前記スプロケットの間に配設され、前記スプロケットの回転力を静止摩擦力により該軸及び前記回転ローラに伝達するための第２の摩擦部材と、
前記回転ローラの軸の外周であって、前記ツマミと前記第２の摩擦部材との間に設けられ、前記ツマミの押圧力を前記第２の摩擦部材に伝達するための押付部材とコイルバネと、
前記モータ取付台に形成されたバネ取付部と、前記取付体に形成されたバネ取付部との間に、前記テープを型に積層成形しない非積層成形時に張設することで、前記回転ローラを前記加圧ローラに接触させて、前記電動モータからの回転力を前記加圧ローラに伝達させるためのバネと、
からなる請求項１又は３記載の繊維強化プラスチックの自動積層成形装置。
【請求項５】
前記ヒータ退避機構は、
前記押圧装置の固定部位に固定された支持部材に対して回転自在に支持され、ガスヒータ本体からの加熱ガスをノズルガイド、ノズルを介して前記加圧ローラに噴射するガスヒータ本体を支持するヒータ把持具と、
前記ガスヒータ本体を支持し、該ガスヒータ本体に回転力を与えるためのハウジングと、
前記前記押圧装置の固定部位に固定され、シリンダと、シリンダ内部に突出長を可変可能なピストンからなるシリンダ装置と、
前記シリンダ装置のピストンの移動力を回転力に変換して前記ハウジングに与えるロッドエンドベアリングと、
からなる請求項２又は３記載の繊維強化プラスチックの自動積層成形装置。
【請求項６】
前記加圧ローラは、シリコーン樹脂あるいは耐熱ゴムで形成され、この外周面にテフロン層を形成したものである請求項１乃至５のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの自動積層成形装置。
【請求項７】
複数本の繊維強化プラスチックテープを加圧ローラによって連続的に型の表面に張り付けると共に、前記テープに対して、ガスヒータからの加熱ガスを介して噴射することによって前記テープを積層成形するファイバプレイスメント法による積層成形方法において、
前記テープの非積層成形時は、加圧ローラ回転機構により前記加圧ローラを回転駆動させ、
前記テープの積層成形終了時点から次の積層成形開始時点にいたる非積層成形時に、ヒータ退避機構により前記ガスヒータの加熱ガスの前記テープに対する吹き付けを遠ざける方向に変更するようにした繊維強化プラスチックの積層成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数本の繊維強化プラスチックテープを加圧ローラ（押し付けローラ）によって連続的に型の表面に張り付けることによって積層成形するファイバプレイスメント法による自動積層成形装置及びその成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機やロケット等に使用されるカーボンファイバ等を使った繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製品は、手作業で積層成形するのが一般的である。手作業による成形では製造コストが嵩むので、製造コストの低減、大型製品の高能率成形等の見地から、ファイバプレイスメント（Ｆｉｂｅｒ　Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）法と呼ばれる自動積層成形装置が開発されている。
【０００３】
図９は、従来のファイバプレイスメント法による自動積層成形装置の概略構成を示す斜視図であり、整列器６９と、カッター６７と、ガスヒータ６６と、加圧ローラ（押し付けローラ）７０を備えている。
【０００４】
このような構成のものにおいて、複数本の繊維強化プラスチックテープ（以下単にテープと称する）６をガスヒータ６６で加熱しながら加圧ローラ７０によって押し付けて位置を制御しながら、型７４の表面に張り付けていって複雑な形状の成形品をつくってゆくものである。テープ６の張り付けが終ると、オートクレーブで加圧しながらガスヒータ６６により加熱し、所望の繊維強化プラスチック製品を得るものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この自動積層成形装置においては、所要幅の繊維強化プラスチックのテープを積層するのに必要な本数の細い繊維強化プラスチックテープ（例えば幅３ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍ程度）６を同時に、かつ連続的に、張り付けに好適な温度状態にして並べて長時間安定して供給することができ、かつ加圧ローラ７０にテープ６が巻き付くのを防止できるようにすることは重要である。
【０００６】
本発明は、自動積層成形に際して、繊維強化プラスチックテープが押し付けローラに巻き付く現象を防止でき、長時間安定して自動積層成形が可能となる繊維強化プラスチックテープの自動積層成形装置及びその成形方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、複数本の繊維強化プラスチックテープを押圧装置に取付けられた加圧ローラによって連続的に型の表面に張り付けることによって積層成形するファイバプレイスメント法による自動積層成形装置において、前記加圧ローラに導かれる前記テープに対して、ガスヒータ本体からの加熱ガスを介して噴射することによって加熱するガスヒータと、前記テープの非積層成形時は、前記加圧ローラを回転駆動する加圧ローラ回転機構とを備えた繊維強化プラスチックの自動積層成形装置である。
【０００８】
前記目的を達成するため、請求項２に対応する発明は、複数本の繊維強化プラスチックテープを加圧ローラによって連続的に型の表面に張り付けることによって積層成形するファイバプレイスメント法による自動積層成形装置において、前記加圧ローラに導かれる前記テープに対して、ガスヒータ本体からの加熱ガスを噴射することによって加熱するガスヒータであって、前記ガスヒータの加熱ガスの前記テープに対する吹き付け方向が変更可能で、前記テープの積層成形終了時点から次の積層成形開始時点に至る非積層成形時に前記ガスヒータの加熱ガスの前記テープに対する吹き付けを遠ざける方向に変更するヒータ退避機構とを備えた繊維強化プラスチックの自動積層成形装置である。
【０００９】
前記目的を達成するため、請求項３に対応する発明は、複数本の繊維強化プラスチックテープを加圧ローラによって連続的に型の表面に張り付けることによって積層成形するファイバプレイスメント法による自動積層成形装置において、前記テープの非積層成形時は、前記加圧ローラを回転駆動する加圧ローラ回転機構と、前記加圧ローラに導かれる前記テープに対して、ガスヒータ本体からの加熱ガスを介して噴射することによって加熱するガスヒータと、前記ガスヒータの加熱ガスの前記テープに対する吹き付け方向が変更可能で、前記テープの積層成形終了時点から次の積層成形開始時点にいたる非積層成形時に前記ガスヒータの加熱ガスの前記テープに対する吹き付けを遠ざける方向に変更するヒータ退避機構とを備えた繊維強化プラスチックの自動積層成形装置である。
【００１０】
前記目的を達成するため、請求項７に対応する発明は、複数本の繊維強化プラスチックテープを加圧ローラによって連続的に型の表面に張り付けると共に、前記テープに対して、ガスヒータからの加熱ガスを介して噴射することによって前記テープを積層成形するファイバプレイスメント法による積層成形方法において、
前記テープの非積層成形時は、加圧ローラ回転機構により前記加圧ローラを回転駆動させ、前記テープの積層成形終了時点から次の積層成形開始時点にいたる非積層成形時に、ヒータ退避機構により前記ガスヒータの加熱ガスの前記テープに対する吹き付けを遠ざける方向に変更するようにした繊維強化プラスチックの積層成形方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。始めに、図１〜図４を参照して本発明の前提で本出願人が出願した特願２０００─３３７６２７号の繊維強化プラスチックの自動積層成形装置の概略構成について説明する。以下に述べる全体構成を保持する機枠２には、テープ供給手段２０と、離型フィルム除去手段１０と、テープ供給用ガイド４０と、ガスヒータ６０と、押圧装置７２とを備えている。
【００１２】
テープ供給手段２０は、以下のように構成されている。機枠２に、複数個の案内ローラ４が回転自在に取り付けられている。案内ローラ４は、図示していないリールに巻かれている繊維強化プラスチックテープ（以下単にテープと称する）６の送りを案内する。そして、複数本のテープ６を図示しないリールから引き出して供給するようにニップを形成する２つのローラ２２，２４を有している。
【００１３】
このローラ２２，２４のうち、一方のローラ２２は図２に示すように複数個のスペーサ２６によって周面上に等間隔で複数個のテープ案内溝２８が形成されている。ローラ２２，２４のうち、他方のローラ２４は、その周面に前記案内溝２８に嵌まる大きさの複数個の環状の突面３０が形成されており、これらローラ２２，２４の溝２８と突面３０とが嵌まり合い、そのテープ案内溝２８の底と突面３０の周面との間にテープ６を挟むニップを形成する。図２ではローラ２２と２４を離して示してある。
【００１４】
さらに、ローラ２２は、歯車３２を介して図示していない駆動装置によって駆動回転される。なお、ローラ２２の駆動装置は、後述する離型フィルム除去手段１０のニップローラ１４をローラ２２と同じ周速となるよう同期して駆動するように連結されている。
【００１５】
離型フィルム除去手段１０は、機枠２に回転自在に配設された対になったニップローラ１２、１４を有し、ニップローラ１４は、後述するようにテープ６の送り速度に同期した周速で回転されるように構成されている。さらに、離型フイルム除去手段１０は、導入されて来るテープ６から離型フィルム８を受けローラ９の所で剥がしながら引きとって離型フィルム受け１６に入れる。なお、各テープ６の片面には、リールに巻かれている状態でテープ同志が接着しないよう離型テープ８が貼られている。
【００１６】
テープ供給用ガイド４０は、図３（ａ）の平面図、（ｂ）の側面図、（ｃ）の入口側端面図、（ｄ）の出口側端面図に示すように構成されている。テープ供給用ガイド４０は、上下に２つに分離可能に構成された偏平な形状のガイド板４２、４４を有している。ガイド板４２の合わせ面は窪まされるとともに、複数本の薄いスペーサ４６によって等間隔に仕切られてテープ６に対する複数個のテープ案内溝４８が形成されている。
【００１７】
テープ案内溝４８は、図３（ｂ）に示されているようにテープ６の入口側が広くなるように構成されている。このテープ供給用ガイド４０には、図３に白矢印で示すようにテープ６が通過される。ガイド板４２，４４の内部には、それぞれ冷却通路５０が平面図で見てコ字状に形成されており、ここに冷却ガス又は冷却水が流されてガイド板４２，４４を冷却するように構成されている。
【００１８】
ガスヒータ６０は、図１に示すようにガスヒータ本体９０にノズルガイド６１が連結され、ノズルガイド６１の先端にノズル（加熱ガス吹き出し口）６２を有している。そのノズル６２は、図４に示すように、後述する加圧ローラ７０に導入されるテープ６の貼り付け面となる下面に直交する方向に向けられていて、ノズル６２から噴出される熱風が加圧ローラ７０等に当らないようになっている。なお、ガスヒータ本体９０に供給される加熱ガスの供給源は適宜のものであってよく、図示していない。
【００１９】
押圧装置７２は、図１に示すように、その押圧装置７２の先端側に加圧ローラ７０が固定され、押圧装置７２によって型７４の表面に当接される弾性を有する構成となっていて、テープ供給用ガイド４０を出たテープ６を型７４の表面に張り付けて積層成形する働きをする。また、押圧装置７２には、カッター２１が固定され、テープ供給用ガイド４０を経て加圧ローラ７０へ供給する必要のないテープ６を切断するためのものである。
【００２０】
本実施形態による自動積層成形装置は以上説明した構成を有し、図示していないリールから所定本数のテープ６をテープ供給手段２０によって引き込んでテープ供給用ガイド４０を通して加圧ローラ７０へ供給する。テープ６からは、テープ供給手段２０の前で離型フィルム除去手段１０によって離型フィルムが引き剥がされる。
【００２１】
テープ供給ガイド４０を出たテープ６は、ガスヒータ６０のノズル６２から吹き出される加熱ガスによって加熱され加圧ローラ７０へ貼り付けに適した状態となって供給される。なお、テープ６がエポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維の場合、加熱ガスにより５０〜１２０℃に加熱される。
【００２２】
以上述べた先願の自動積層成形装置を用いることによって、テープ６を所望の張り付け状態で加圧ローラ７０に安定して導いて、ファイバプレイスメント法により複雑な形状の成形品でも良好に成形することができる。
【００２３】
しかしながら、前述の先願の自動積層成形装置にあっては、加圧ローラ７０は、ガスヒータ６０からの加熱ガスにより常時加熱される構成であるため、テープ６が製品側に接着することが考えられる。
【００２４】
本発明は、このようなことに対処するため、前述した構成に、以下に述べる加圧ローラ回転機構（押し付けローラ回転機構）及びヒータ退避機構の少なくとも一方を付加したものである。
【００２５】
ローラ回転機構は、後述するスリップ機構を有し、テープ６の非積層成形時は、加圧ローラ７０を回転駆動するものである。
【００２６】
この具体的構成は、図５（ａ）の正面図及び（ｂ）の一部を断面した平面図並びに図６の側面図のように構成されている。押圧装置７２の固定部位に固定された取付体０１と、取付体０１に回転自在に支持され、例えば減速機付の小形電動モータ８８を取付けるモータ取付台０２とを備えている。
【００２７】
また、モータ取付台０２と連結された回転ローラ取付台０３と、回転ローラ取付台０３に設けられた複数の軸受０１１により回転自在に軸が支持され、該軸７８と一体であって加圧ローラ７０に接触すると共に、軸７８の一端部が軸受０１１より外側に延出するように形成された回転ローラ０８とを備えている。
【００２８】
さらに、電動モータ８８の回転子に固定されたスプロケット（ａ）０５と、回転ローラ０８の軸受０１１より外側に延出する軸７８であって、且つ軸端部外周面に雄ねじ７８ａが形成された外周面とは所定間隔を存して配設されたスプロケット（ｂ）０６と、モータ側及び回転ローラ側のスプロケット０５，０６間に架設され、電動モータ８８からの回転力を回転ローラ側のスプロケット０６に伝達するためのチェーン０７とを備えている。
【００２９】
回転ローラ側のスプロケット０６及び軸７８の間であって、軸受０１１とスプロケット０６の間にカラー０１２を介して配設され、スプロケット０６からの回転力を静止摩擦力により回転ローラ０８に伝達するためのつば付円筒体からなる第１の摩擦部材（ａ）８４を備えている。
【００３０】
回転ローラ０８の軸７８の先端部に形成されている雄ねじ７８ａに螺進可能に設けられたツマミ８０と、回転ローラ０８の軸７８の外周部であって、ツマミ８０とスプロケット０６の間に配設され、スプロケット０６の回転力を静止摩擦力により該軸７８及び回転ローラ０８に伝達するためのつば付円筒体からなる第２の摩擦部材（ｂ）８６を備えている。
【００３１】
回転ローラ０８の軸７８の外周であって、ツマミ８０と第２の摩擦部材８６との間に押付部材８２を介して設けられ、ツマミ８０の押圧力を第２の摩擦部材８６に伝達するためのコイルバネ７７とを備えている。
【００３２】
モータ取付台０２に形成されたバネ取付部材７６と、取付体０１に形成されたバネ取付部材例えばボルト０１３との間に、テープ６を型に積層成形しない非積層成形時に、作業者が張設するバネ０９を備えている。
【００３３】
ここで、バネ０９をボルト０１３とバネ取付部材７６に嵌めるのは、テープ６の積層成形時に例えば何等かのトラブルが発生したとき、作業者が行なう。つまり、積層成形作業を停止した状態で、バネ０９を嵌めることで、回転ローラ０８を図６の実線の状態のように、回転ローラ０８と加圧ローラ７０を接触させた状態で、モータ８８が回転駆動させられるとモータ８８の回転力が回転ローラ０８に伝達され、回転ローラ０８の回転力により加圧ローラ７０が回転させられる。
【００３４】
この場合、ツマミ８０の回転方向を変えることで摩擦力を調整できる機構、スリップ機構を備えているので、積層成形時には加圧ローラ７０が回転するときは、
スプロケット０６は摩擦部材８４、８６に対してスリップし、非積層成形時には加圧ローラ７０が停止しないように回転するようになっている。
【００３５】
具体的には、ツマミ８０を例えば右方向に回転させれば、ツマミ８０に有する雌ねじが軸７８に形成された雄ねじ７８ａに沿って螺進することから、コイルバネ７７が圧縮され、このコイルバネ７７の圧縮に伴い、押付部材８２が図５（ｂ）の左側に押圧され、摩擦部材８６、スプロケット０６、摩擦部材８４、カラー０１２が共に軸受方向に押圧される。この結果、スプロケット０６と摩擦部材８４、８６の間の静止摩擦力が増大することから、モータ８８からの回転力がスプロケット０５、チェーン０７、スプロケット０６、軸７８へと順次伝達されることから、図５（ｂ）の実線に示すように回転ローラ０８と加圧ローラ７０が接触した状態にあっては、回転ローラ０８の回転に伴い加圧ローラ７０が回転させられる。
【００３６】
この結果、非積層成形時には加圧ローラ７０が常に回転させられることから、加圧ローラ７０の局部的な温度上昇を防止することができる。
【００３７】
また、ツマミ８０を例えば左方向に回転させることでコイルバネ７７が伸長され、図５（ｂ）の押付部材８２が軸７８の右方向に移動することから、スプロケット０６と摩擦部材８４および摩擦部材８６との間でスリップが生じてスプロケット０６が回転しても回転ローラ０８に他の回転力や停止力が作用すると、スリップし、電動モータ８８の回転力は、回転ローラ０８には伝達されない。
【００３８】
次に、ヒータ退避機構について、図７の正面図及び図８の側面図を参照して説明する。すなわち、押圧装置７２の背面に、シリンダ取付部２３がボルト０１５により固定され、シリンダ取付部材２３には、シリンダ０１４と、シリンダ０１４の内部に進退自在に構成されたピストン０１３とを備えたシリンダ装置１３が取り付けられている。
【００３９】
また、押圧装置７２の背面には、複数の長さの異なる脚１１が互いに間隔を存して固定され、各脚１１には支持部材９２が押圧装置７２の背面に対して傾斜するように取り付けられている。
【００４０】
支持部材９２のほぼ中央位置には、枢軸９６が固定され、枢軸９６にはヒータ把持具９４が回転可能に配設され、ヒータ把持具９４にはガスヒータ本体９０が支持され、ガスヒータ本体９０にはノズルガイド６１を介してノズル６２が一体的に形成されている。
【００４１】
ピストン０１３の先端部には、ピストン０１３と同軸線上にロッドエンドベアリング１５（棒状で軸方向端部に軸線に対して直交する方向に軸受を有するもの）
が取付けられ、ロッドエンドベアリング１５のベアリングにボルト１９が回転自在に支持され、ボルト１９の一端部に、ガスヒータ本体９０の外周面上部を支持するように設けられたハウジング１７の端部が連結されている。
【００４２】
このような構成のものにおいて、シリンダ装置１３は、図示しない成形状態を検出するセンサにより非積層成形状態、つまり成形終了時点から成形開始点に至るまでの状態を検出したとき、この非積層成形状態の検出信号により自動的に動作するようになっている。シリンダ装置１３が動作、すなわち、ピストン０１３がシリンダ０１４から延出すると、いままで図７の実線状態にあつた、ハウジング１７、ヒータ把持具９４、ガスヒータ本体９０、ノズルガイド６０、ノズル６２は、いずれも角度θだけ回動した２点鎖線の状態となる。
【００４３】
この２点鎖線の状態は、ノズル６２は加圧ローラ７０から遠ざかり、ガスヒータ本体９０から噴射される加熱ガスは、加圧ローラ７０に噴射されないので、非積層成形状態では加圧ローラ７０の加熱を防止することができる。
【００４４】
一方、成形状態を検出するセンサが非積層成形状態を検出しないときは、シリンダ装置１３は、動作しない、すなわち、ピストン０１３がシリンダ０１４内に入るので、いままで図７の２点鎖線状態にあった、ハウジング１７、ヒータ把持具９４、ヒータ本体９０、ノズルガイド６０、ノズル６２は、いずれも実線の状態となる。
【００４５】
この結果、ノズル６２からの加熱ガスが必要な積層成形時には、ノズル６２は加圧ローラ７０に接近し、逆にノズル６２からの加熱ガスが必要ない非積層成形時には、ノズル６２は加圧ローラ７０から遠ざかるので、加圧ローラ７０の加熱が防止され、テープ６が加圧ローラ７０に巻き付く現象が少なくなり、長時間安定して自動積層成形が可能となる。
【００４６】
ここで、ガスヒータ本体９０、ノズルガイド６０、ノズル６２が回転動作することについて説明を行なう。前述したように、ガスヒータ本体９０は、ヒータ把持具９４及びハウジング１７に支持されており、ヒータ把持具９４は押圧装置７２に固定された支持部材１１に設けられた枢軸９６に回転自在に支持され、またハウジング１７はピストン０１３に固定されたロッドエンドベアリング１５のベアリングに回転自在に支持されたボルト１９に連結されている。
【００４７】
このような構成のものにおいて、いま、図７においてシリンダ装置１３のピストン０１３がシリンダ０１４から突出するすると、ロッドエンドベアリング１５が図７の右側に移動すると共に、ベアリングに支持されているボルト１９及びボルト１９に固定されているハウジング１７が共に、例えば時計方向に回転し、これに伴いヒータ把持具９４と、ガスヒータ本体９０と、ノズルガイド６０と、ノズル６２が共に時計方向に回転する。この結果、ガスヒータ本体９０、ノズルガイド６０、ノズル６２は図７の２点鎖線の状態となる。
【００４８】
この状態において、シリンダ装置１３が停止、すなわちピストン０１３がシリンダ０１４の内部に挿入されると、ロッドエンドベアリング１５が図７の左側に移動し、ボルト１９、ハウジング１７、ヒータ把持具９４と、ヒータ本体９０と、ノズルガイド６０と、ノズル６２が共に反時計方向に回転する。この結果、ガスヒータ本体９０、ガイドノズル６０、ノズル６２は図７の実線の状態となる。
【００４９】
以上述べた実施形態によれば、ＦＲＰの自動成層成形に際して、素材テープであるテープ６が加圧ローラ７０に巻き付く現象を防止でき，長時間安定して自動成形が可能となる。この結果、密着不良に基づく製品不良（空洞）が防止でき、高品質なＦＲＰ製品の製造が達成され、また、航空機等のＦＲＰ製品を低コストで製造することが可能となる。
【００５０】
なお、前述した先願の自動積層成形装置おいてガスヒータの構成は、ヒータ把持具９４が支持板９２に固定されていたため、ヒータ本体６０からの加熱ガスが、常に加圧ローラ７０の方向に向いているため、加圧ローラ７０がＦＲＰの積層成形作業を行なわない場合でも、加圧ローラ７０を加熱する構成であった。このため従来は、長時間安定して自動成形が行えないという問題点があった。
【００５１】
なお、加圧ローラ７０近くに繊維強化プラスチックテープ６を切断するためのカッター２１が配設されている。
【００５２】
本発明は、前述した実施形態以外に、例えば次のように変形して実施することができる。すなわち、前述の加圧ローラ７０は、シリコン樹脂あるいは耐熱ゴム製等で製作し、そのローラの表面にテフロン層を形成することにより、万が一加圧ローラ７０が長時間高温で加熱されても、ＦＲＰの製造に支障が生じない。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、自動積層成形に際して、繊維強化プラスチックテープが加圧ローラに巻き付く現象を防止でき、長時間安定して自動積層成形が可能となる繊維強化プラスチックテープの自動積層成形装置及びその成形方法を提供することができる。
【００５４】
請求項１に対応する発明によれば、テープの非積層成形時は、加圧ローラを回転駆動する加圧ローラ回転機構を備えているので、加圧ローラの局部的な温度上昇を防止できる。
【００５５】
請求項２に対応する発明によれば、ガスヒータの加熱ガスのテープに対する吹き付け方向が変更可能で、テープの積層成形終了時点から次の積層成形開始時点に至る非積層成形時にガスヒータの加熱ガスのテープ、つまり加圧ローラに対する吹き付けを遠ざける方向に変更するヒータ退避機構を備えているので、非積層成形時の加圧ローラの加熱を防ぐことができる。
【００５６】
請求項３に対応する発明によれば、請求項１に対応する加圧ローラ回転機構と、請求項２に対応ヒータ退避機構を共に備えているので、テープが加圧ローラに巻き付く現象を防止でき、長時間安定して自動成形が可能となる。
【００５７】
請求項７に対応する発明によれば、ファイバプレイスメント法による積層成形方法において、前記テープの非積層成形時は、加圧ローラ回転機構により前記加圧ローラを回転駆動させ、前記テープの積層成形終了時点から次の積層成形開始時点にいたる非積層成形時に、ヒータ退避機構により前記ガスヒータの加熱ガスの前記テープに対する吹き付けを遠ざける方向に変更するようにしたので、加圧ローラの局部的な温度上昇を防止できると共に、非積層成形時の加圧ローラの加熱を防ぐことができる。
【００５８】
この結果、航空機等のＦＲＰ製品を低コストで製造することができ、且つ加圧ローラとＦＲＰテープとの密着不良に基づく製品不良（空洞）が防止でき、高品質なＦＲＰ製品の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による自動積層成形装置の側面図。
【図２】図１の自動積層成形装置におけるテープ供給手段の構成を示す説明図。
【図３】図１の自動積層成形装置におけるテープ供給用ガイドの構成を説明するための図。
【図４】図１の自動積層成形装置に用いられているガスヒータの加熱ガス吹き出し口の配置を示す斜視図の概念図。
【図５】図１の加圧ローラ回転機構を説明するための図。
【図６】図１の加圧ローラ回転機構を説明するための図。
【図７】図１のヒータ退避機構を説明するための図。
【図８】図１のヒータ退避機構を説明するための図。
【図９】従来のファイバプレイスメント法による自動積層成形装置を説明するための図。
【符号の説明】
０１…取付体
０２…モータ取付台
０３…回転ローラ取付台
０４…連結アーム
０５、０６…スプロケット
０７…チェーン
０８…回転ローラ
０９…バネ
０１０…枢軸
０１１…軸受
０１２…カラー
０１３…ピストン
０１４…シリンダ
０１５…ボルト
２…機枠
４…案内ローラ
６…繊維強化プラスチックテープ
８…離型フィルム
９…ローラ
１０…離型フィルム除去手段
１１…脚
１２、１４…ニップローラ
１３…シリンダ装置
１５…ロッドエンドベアリング
１７…ハウジング
１９…ボルト
２０…テープ供給手段
２１…カッター
２２、２４…ローラ
２３…シリンダ取付部
２６…スペーサ
２８…テープ案内溝
３０…突面
３２…歯車
４０…テープ供給用ガイド
４２、４４…ガイド板
４６…スペーサ
４８…テープ案内溝
５０…冷却通路
６０…ノズルガイド
６２…ノズル
６６…ガスヒータ
６７…カッター
６９…整列器
７０…加圧ローラ
７２…押圧装置
７４…型
７６…バネ取付部材
７７…コイルバネ
７８…軸
８０…ツマミ
８２…押付部材
８４…第１の摩擦部材
８６…第２の摩擦部材
８８…小形電動モータ
９０…ガスヒータ本体
９２…支持部材
９４…ヒータ把持具
９６…枢軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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