(57)【要約】環状プリフォームの水平支持体としての役割を果たす垂直に移動可能なニードリング台とニードリング台上方のニードリングゾーンに配置された所定数の有刺針を有し且つ垂直往復運動で駆動されるニードリングヘッドを備える、環状プリフォームをニードリングするための円形ニードリング機において、環状プリフォームをニードリング台の上に直接置き、環状プリフォームを駆動手段によってニードリング台の上で回転駆動し、前記回転中ニードリング台が回転に関しては静止したままであるように、措置される。駆動手段は、環状プリフォームとの接触が継続的に維持される1組の円錐摩擦ローラを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニードリング対象の材料の繊維布から作られる環状プリフォームをニードリングするための円形ニードリング機であり、該ニードリング機が、前記環状プリフォーム（10）の水平支持体としての役割を果たす垂直に移動可能なニードリング台（12）と、前記ニードリング台のニードリングゾーンの上に位置する所定数の有刺針（140）を備え且つ垂直往復運動で駆動されるニードリングヘッド（14）を備え、該ニードリング機が、前記環状プリフォームが前記ニードリング台の上に直接置かれて駆動手段（20a、20b、20c）によって前記ニードリング台の上で回転駆動され、前記ニードリング台が前記回転中回転に関しては静止したままであることを特徴とする、円形ニードリング機。
【請求項２】
環状プリフォーム用の前記駆動手段が、前記環状プリフォームとの接触を継続的に維持される1組の円錐摩擦ローラ（20a、20b、20c）を備えることを特徴とする、請求項1に記載の円形ニードリング機。
【請求項３】
前記1組の円錐摩擦ローラが120°間隔で配置されると有利である3つのローラを含むことを特徴とする、請求項2に記載の円形ニードリング機。
【請求項４】
前記円錐摩擦ローラの各々が、個別のモータギアボックスユニット（22a、22b、22c）によって作動されることを特徴とする、請求項3に記載の円形ニードリング機。
【請求項５】
前記ニードリング台が第一のニードリングパス中前記有刺針を受けるための複数の局部的穿孔（120）を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の円形ニードリング機。
【請求項６】
前記ニードリング台が摩擦防止材でコーティングされることを特徴とする、請求項1または2に記載の円形ニードリング機。
【請求項７】
前記ニードリング台が残留繊維を取り除くための吸引ボックス（26）の上面壁を形成することを特徴とする、請求項1または2に記載の円形ニードリング機。
【請求項８】
該円形ニードリング機が、さらに、前記円錐駆動ローラのうち少なくとも1つ（20a）と協働するように設計され前記ニードリング台の開口（122）に配置される少なくとも1つの円錐バッキングローラ（24）を備えることを特徴とする、請求項1または2に記載の円形ニードリング機。
【請求項９】
前記円錐バッキングローラがアイドルとして取り付けられることを特徴とする、請求項8に記載の円形ニードリング機。
【請求項１０】
円形プリフォームを円形にニードリングする方法であり、該方法が、前記円形プリフォーム（10）の水平支持体としての役割を果たす垂直に移動可能なニードリング台（12）と、前記ニードリング台上方のニードリングゾーンを占める所定数の有刺針（140）を有し且つ垂直往復運動で駆動されるニードリングヘッド（14）を使用するタイプのものであり、該方法において、前記環状プリフォームが、前記ニードリング台の上に直接置かれ、駆動手段によって回転駆動され、前記ニードリング台が前記回転中回転に関しては静止したままである、ニードリング方法。
【請求項１１】
前記環状プリフォームを駆動するための前記駆動手段が、前記環状プリフォームとの接触を継続的に維持される1組の円錐摩擦ローラ（20a、20b、20c）を備えることを特徴とする、請求項10に記載のニードリング方法。
【請求項１２】
前記1組の円錐摩擦ローラが120°間隔で3つのローラを含むことを特徴とする、請求項11に記載のニードリング方法。
【請求項１３】
前記ニードリング台が摩擦防止材でコーティングされることを特徴とする、請求項10に記載のニードリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニードリングされた繊維構造の分野に関するものであり、より明確に言うと円形タイプのニードリング機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
円形ニードリング機は、例えば特許出願FR 2 626 294またはEP 0 849 389に示される通り周知である。これら従来の機械においては、繊維構造は繊維構造を支える水平プラテンと垂直往復運動を行うニードリングヘッドの間の相対角度回転によってニードリングされる。一般的に言って、ニードリングヘッドは往復運動するので、回転するのは支持プラテンであり、ニードリングヘッドは回転しない。さらに、回転中プラテン上にプリフォームを維持し、プリフォームが適切に抑えられるようにするために、プラテンは、接着剤またはステッチによって相互接続されるポリプロピレン繊維フェルト（例えば出願EP 0 232 059を参照のこと）または1組のブラシマット（EP 0 849 389）などニードリングの実施を可能にする材料で覆われる。
【０００３】
ブラシ（またはフェルト）プラテンを含む円形ニードリング機構成は、残念ながら多くの欠陥を示す。第一に、プリフォームの最初のほうの層を保持するのが難しいので、一般にこれをオーバーニードリングする必要があり、これはプリフォームのこの最初のほうの層のニードリング密度を変えるだけでなく、ブラシからプリフォームを引き剥がすかフェルトと一緒に取り去らなければならないので、プリフォームが取り外されるときにも問題を生じる。さらに、ニードリング用の繊維がカーボンファイバなどもろいタイプである場合、特にブラシに大量の汚染が生じ、プリフォームの製造に有害なほど機械が汚れるのを避けるために頻繁にブラシを清掃しなければならない。最後に、プレフォームの厚みが増すにつれてブラシまたはフェルトが圧縮される度合いが増すので、ブラシまたはフェルトが存在することによって与えられる柔軟性は、プリフォームの上面の正確なポジションを知ることができないこと、従って針の貫通を十分に制御できないことを意味する。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、従って、特に均質の構造を有する環状プリフォームを作ることができるようにする新規のタイプの円形ニードリング機によって上記の欠点を緩和することを意図する。本発明の目的は、もろい繊維特にカーボンファイバで作られる繊維構造のニードリングにうまく適合する機械を提案することでもある。
【０００５】
上記の目的は、ニードリング対象の材料の繊維布から作られる環状プリフォームをニードリングするための機械によって達成される。この機械は、前記環状プリフォームの水平支持体としての役割を果たす垂直に移動可能なニードリング台と、前記ニードリング台のニードリングゾーンの上に位置する所定数の有刺針を備え且つ垂直往復運動で駆動されるニードリングヘッドを備える。この機械は、前記環状プリフォームが前記ニードリング台の上に直接置かれ、駆動手段によって前記ニードリング台上で回転駆動され、前記ニードリング台が前記回転中観点に関しては静止したままであることを特徴とする。
【０００６】
「平滑な」プラテンまたは台を使用する円形ニードリング機のこの革命的構造は、プリフォームの厚み全体を通じて均等のニードリング密度を持ち様々な層が一定の厚みを持つ環状プリフォームを提供することを可能にする。
【０００７】
望ましい実施態様において、環状プリフォーム用の駆動手段は、環状プリフォームとの接触を継続的に維持される1組の円錐摩擦ローラを備える。この1組の円錐摩擦ローラは、120°の間隔で配置され各々個別のモータギアボックスユニットによって作動される3つのローラを含むことが望ましい。
【０００８】
ニードリング台は、第一のニードリングパス中前記有刺針を受けるための複数の局部的孔を持ち、摩擦防止材でコーティングされることが望ましい。
【０００９】
特にもろい繊維からプリフォームを作るのにさらに適する有利な実施態様においては、ニードリング台は残留繊維を取り除くための吸引ボックスの上面壁を形成する。
【００１０】
本発明のニードリング機は、さらに、前記円錐駆動ローラーのうち少なくとも1つと協働するように設計され前記ニードリング台の開口に配置される少なくとも1つの円錐バッキングローラを備えることができる。前記円錐バッキングローラは、アイドルとして取り付けられることが望ましい。
【００１１】
本発明は、また上記の円形ニードリング機において実施されるニードリング方法も提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の特徴及び利点は、下記の添付図面を参照して非限定的に示される以下の説明からより明らかになる。
【００１３】
本発明の円形ニードリング機は、非常に簡略化されて図1に示されている。
【００１４】
従来、円形ニードリングプロセスにおいては、複数の環状繊維層またはプライが重ねられて、プラテン上で一緒にニードリングされて、環状形のニードリングされた繊維プリフォームを形成する。プライは、一方向繊維または多方向繊維の織布または不織布から切り取られるリングまたは並列リングセクタとして事前に形成することができる。また、出願人が同日に提出する「ニードリング機への連続螺旋ストリップの供給」と題する特許出願において説明される種類のフィーダ装置から平らに繰り出すことによって、または変形された組物から形成される巻き体によってまたは変形可能二次元布から形成される巻き体によって形成することができる。
【００１５】
特に複合材料のブレーキディスク用のプリフォームを構成することができる環状プリフォーム10は、ニードリング台を形成するプラテン12の上に直接置かれる。プリフォーム10は回転して、ニードリング台の所定のセクタ（セクタの位置は図2において点鎖線で示されている）上にあるニードルボード14を備えるニードリングステーションを通過する。
【００１６】
ニードルボード14は、クランク及び連接棒タイプの駆動装置16によってプラテン12に対して横向きに伸びる方向の往復運動で駆動される。ニードルボード14が有する針140は、重ねられたプライから繊維を取って、環状プリフォームを貫通するときこれを移動させるように棘、フックまたはフォークを備える。ニードリング台は、ニードルボード14と同じエリアを占め各針と整合して配置される一連の孔120を有するので、環状プリフォームの最初のプライをニードリングするとき針は孔の中を通ることができる。新しいプライをニードリングするために、ニードリング台は、ニードリングされた1つのプライの厚みに応じて決められるサイズの降下ステップを通じてモータ手段18によって垂直に動かされる。
【００１７】
本発明において、図2に示される通り、環状プリフォーム10は、ポリウレタンまたはその他の合成ゴムなど摩擦材がコーティングされ環状プリフォームとの接触が継続的に維持される1組の円錐ローラ20a、20b、20cによって回転させられる。この1組のローラは、120°間隔で配置され各々個別のモータギアボックスユニット22a、22b、22cによって駆動される3つの円錐摩擦ローラを含むことが望ましい。ただし、適切な伝動装置に結合される共通駆動手段も当然想定できる。
【００１８】
環状プリフォームがニードリング台に直接（すなわち中間の要素なしに）乗るこの特殊な構成により、先行技術においてはプリフォームをニードリング台に固定されるブラシ・マットまたはポリプロピレン繊維フェルトから引き剥がす必要があったプリフォーム除去に伴う問題が、簡単に解決される。同日に提出される「プリフォームを自動的に除去するための装置が設けられている円形ニードリング機」と題する特許出願において、出願人は、「平滑」台またはプラテンニードリング機と呼ぶことができる円形ニードリング機構成に特に適するプリフォームを除去するための装置について説明している。ニードリング台上をスライドするこの設備は、テフロン（登録商標）など摩擦防止材でニードリング台を被覆することによって改良することができる。さらに、先行技術のニードリング機において最初のほうの層を固定することが難しく、必然的にこれらの層のオーバーニードリングを伴う問題も排除される。
【００１９】
図3に示される変形実施態様において、駆動手段は、さらに、アイドルとして取り付けられることが望ましくかつ協働する円錐駆動ローラ（例えば、20a）と整合してニードリング台12の開口122に配置される、少なくとも1つの円錐バッキングローラ24を含む。変形例においては、バッキングローラを、これに向き合うプレッサ駆動ローラと同じ速度で駆動することができる。環状プリフォームが（従動）プレッサローラとバッキングローラ（アイドルローラまたは任意に従動ローラとすることができる）の間に挟まれるこの配置においては、特にプリフォームの直径が大きい場合より良い駆動が得られる。さらに、直径が非常に大きい場合、駆動ローラの各々にバッキングローラを結合することも有利である。
【００２０】
環状プリフォーム10がカーボンファイバを使って作られる場合、ニードリング中に残留繊維を吸引すると有利である。このタイプの繊維はもろく、大量の残留物を生じるので、機械を汚さないようにするためにこれを取り除く必要がある。このために、吸引ボックス26の上に穿孔ニードリング台12が配置され、ニードリング台が吸引ボックスの上面壁を形成し、下面壁には、吸引ボックスに吸込まれた残留繊維を集めるために従来の吸引装置（図には示されていない）に接続される除去口が設けられる。これが使用される場合、ニードリング台の対応する1つまたはそれ以上の開口に配置されるバッキングローラは、当然、吸引装置に対して漏出防止になるように被覆される。
【００２１】
本発明においては、ブラシ・マットまたはフェルト層で被覆される回転プラテンを使用する結果として生じる多くの欠点が排除される。すなわち最初の方のプライを固定する際の困難が排除され、ニードリングされたプリフォームを取り除く際の困難も排除され、何より、ニードリングが進むにつれてブラシまたはフェルトがゆがむために生じるプリフォームの上面の位置に関する不正確さがなくなる。この位置を正確に知ることは、針の貫通を十分に制御するために必要であり、「貫通測定装置が配備されているニードリング機」と題する出願人の名義のフランス特許出願第01/02869号において説明される通りニードリング工程において環状プリフォームが均等の寸法特性で作られるようにするために不可欠である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図1は本発明の円形ニードリング機の略側面図である。
【図２】図2はニードリング対象の繊維構造を駆動するための手段を示す、図1の円形ニードリング機の平面図である。
【図３】図3はニードリング対象の繊維構造を駆動するための手段の変形実施態様を示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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