(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のキャリヤテープの上に第２の交差プライテープのセグメントを重ねるための装置であって、前記装置は、
前記キャリヤテープを支持するための第１および第２のモジュールを含み、前記第１および第２のモジュールは直線通路を規定するように配置され、前記直線通路に沿って前記キャリヤテープが移動し、
前記第１のモジュールと前記第２のモジュールとの間の前記直線通路に沿って位置づけられた積層成形アッセンブリを含み、前記積層成形アッセンブリはプレス手段と切断手段とを含み、
前記積層成形アッセンブリを通ってかつ前記通路に沿って予め定められた距離だけ前記キャリヤテープを動かすための手段を含み、前記距離は前記第２のテープの幅に比例し、
前記第２のテープを前記積層成形アッセンブリに向けて前記キャリヤテープの幅に比例する距離だけ動かすための手段を含み、
前記キャリヤテープが前記積層成形アッセンブリへと動かされた各々の予め定められた距離毎に、前記第２のテープの層が前記キャリヤテープ上に置かれ、そしてキャリヤテープが再び前記予め定められた距離だけ前記通路に沿って動かされる前に、プレス手段が起動され第２のテープが切断されるように、前記キャリヤテープ運動手段、前記第２のテープ運動手段、および前記切断手段を順次起動させるための手段を含む、第１のキャリヤテープの上に第２の交差プライテープのセグメントを重ねるための装置であって、
前記第２のテープの少なくとも１つの他の層が前記キャリヤテープに重ねられるように、前記通路に沿っての前記キャリヤテープの運動方向を反転させるための手段をさらに含む、装置。
【請求項２】
前記積層成形アッセンブリは、前記キャリヤテープが前記通路に沿って動く際に前記キャリヤテープを支持するためのプラテンを含み、さらに、前記プレス手段はキャリヤテープと第２のテープとの層に圧力を与えるための流体圧プレスを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１のキャリヤテープの上に第２の交差プライテープのセグメントを重ねるための方法であって、前記方法は、
直線通路に沿って第１のステーションと第２のステーションとの間を移動するように前記第１のテープを支持するステップと、
前記第１のステーションと前記第２のステーションとの間の前記通路上のある位置にプレス手段および切断手段を位置づけるステップと、
前記第１のテープを前記通路に沿って前記位置に向けて予め定められた距離だけ動かすステップとを含み、前記距離は、前記第２のテープの幅に比例し、前記方法はさらに、前記第２のテープを前記第１のテープの幅に比例する距離だけ前記プレス手段に向けて動かすステップと、
前記第１のテープが前記通路に沿って前記位置に向けて動かされた各々の予め定められた距離毎に、前記第２のテープの層が前記第１のテープの上に置かれ、そして、第１のテープが再び前記通路に沿って前記予め定められた距離だけ動かされる前に、プレス手段が起動され第２のテープが切断されるように、前記第１および第２のテープ、ならびに前記プレス手段および切断手段を順次運動させるステップとを含む、第１のキャリヤテープの上に第２の交差プライテープのセグメントを重ねるための方法であって、
前記第２のテープの少なくとも１つの他の層を前記第１のテープに重ねられるように、前記通路に沿っての前記第１のテープの運動方向を反転させるステップをさらに含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
この発明は、交差して合わされた材料、好ましくは構造部材の形成において使用される複合材料の連続的な自動生産のための方法および装置に関する。
【０００２】
【関連技術の説明】
マトリクス内に保持された織られた材料を含む織られた材料の層からの構造部材の製造においては、しばしば、織られた材料およびマトリクスがその上で形成されるキャリヤウェブの長手方向に対して角度をつけて１つまたは２つ以上の織られた材料の層を配置することが望ましい。これらの長手方向以外の方向に配置された繊維はマトリクス材料における補強層として作用し、角配向に依存して、特定のしばしば予め定められた特徴的な働きを結果として製造される構造部材に与える。
【０００３】
しかしながら、過去においては、このような補強繊維または繊維のウェブを扱うことは、これらの重量が軽く脆い特徴を持つために困難であった。
【０００４】
この問題を解決するためにとられてきた一般的な方策の１つは、複合材料ウェブを作るために下地層または解放材料のプライを提供するというものであった。
【０００５】
各層が剛化マトリクスを含む複合材料の多数の層から構造部材を積層するための既知の方法および装置は、各層が次の層と重なった関係に位置づけられる用意ができるまで次の層から分離したままにするため、解放織物または裏あて紙などの支持材料の連続的なプライを使用する。次の層と重ね合わされる直前に、下にある連続するプライの材料は複合材料の層から剥ぎ取られて、支持材料を含んだまま構造部材が積層されないようにせねばならない。
【０００６】
既知の交差プライを合わせる操作においては、解放層を複合マトリクス層から除去することは望ましくない。なぜならば、そのために必要とされる装置は（たとえばローラ、スプリッタ、およびカッタなどの）多くの付加的な構成要素を必要とし、かつ、修理および製造のための時間およびコスト、ならびに機械のダウン時間を増加させるからである。
【０００７】
既知の交差プライ装置のもう１つの欠点は、ベース層の上に重ね合わせられるべき交差して合わされた材料を所望の長さに切断するために使用されるカッタ部がキャリヤプライを切断しないという点である。したがって、切断された長さの部分は解放プライが除去されるまで下地層の上に直線載せることができず、したがってこの方法に１つ付加的なステップ（および関連する道具の組）を加えることになる。
【０００８】
既知の方法および装置のまたさらなる欠点は、ピンチローラ、圧力プレート、および加熱器の使用によって隣接した材料のウェブが互いに接着されるという点である。したがって、隣接した層が互いに適切に連結されたと判断されるまでは、この処理を進めることができない。このことにより構造部材の層を積層するステップにかなりの時間の遅れが加えられる。すべての既知の装置において、第２の層が加えられるようになる前に１つの層をまず下地層に接着させることが必要とされるために、先行技術は、巻きとりスプールの中心部に現在あるウェブの開始部分を送り出しスプールの外周に位置づけることができるように、ウェブとしてスプールに巻きつけられた最初の２つの連結された層は後ろ向きに送られねばならないと教示している。
【０００９】
こうした既知の先行技術を背景として、本出願人は複合材料の多数の層であって、そのいくつかまたはすべてが補強繊維材料を含むものから多層構造部材を積層するための新しいより効率的でより迅速、かつ費用対効果のよい方法を開発した。
【００１０】
【発明の概要】
したがって、この発明の目的は、複合材料のプライを扱い、複合構造部材の製造における合わせ段階の間に複合材料のプライの間に繊維材料のプライを交差するように置くための新規の方法および装置を提供することである。
【００１１】
この発明のもう１つの目的は、不定の長さの構造部材を作るように、補強されたマトリクス材料の連続的な層を互いに重ね合わせて配置するための、かつ現在知られている他の関連する方法の欠点および欠陥をすべて克服するための、新規の方法および装置を提供することである。
【００１２】
この発明のさらに別の目的は、製造設備を通じてその処理および移動が容易になるように、このように形成された不定の長さの多層構造部材をスプール上に装着できるようにすることである。
【００１３】
この発明のまたさらなる目的は、各層を剛化し、かつ各層を次の層から分離するために使用される支持材料の連続的なプライが容易に除去でき、したがって構造部材が支持材料を含まないように積層される方法および装置を提供することである。
【００１４】
これらのおよび他の目的は、この発明によって達成される。この発明においては、第１の複合材料テープが増分的態様で第１の方向に交差プライ区域を通って動かされ、第１のテープの各増分的移動の後に、第２のテープが前に送られ第１のテープと重なり合った関係になり、ここで、切断機構が起動され第２のテープのセグメントが第１のテープの上に置かれる。この方法は、第１のテープの上に置かれた第２のテープのセグメントの各々の幅が第１のテープが第１の方向に移動した距離に等しくなるように、第１および第２のテープの増分運動が調整される連続的な制御ステップを特徴とする。
【００１５】
この発明の装置はモジュール式の構造であって、第１のテープは、１つのテープ支持モジュールから積層成形モジュールを横切り、第２のテープを送るための交差プライモジュールを通過して移動する。
【００１６】
交差プライモジュールは、第１のテープの長手方向の部分に対して異なる角配向に第２のテープを第１のテープの上に載せることができるように、第１のテープの長手方向の部分に対してある範囲の旋回運動をするよう旋回可能に積層成形モジュール上に装着される。
【００１７】
【詳細な説明】
以下の詳細な説明は、この発明を実施する現在企図される最良のモードに関する。この説明は限定的な意味でとられるべきではなく、単にこの発明の一般原理を示すことを目的としており、この発明の実際の範囲は前掲の特許請求の範囲によって最もよく定義され得る。
【００１８】
この詳細な説明を通じて、図面のさまざまな図の中の類似した要素または部分は同じまたは類似した参照符号によって示される。この明細書において使用される際には、「プライ」とは材料の１層であり、「交差プライ」または「交差して合わされた材料」という用語は、隣接する層の繊維の縦方向が互いにに対して１８０°および３６０°以外の角度で配置されるている２つ以上の材料の重ね合わされた層を示す。
【００１９】
図１および図２を参照すると、この発明の装置は、第１のスプールアッセンブリ１００、積層成形アッセンブリ２００、第２のスプールアッセンブリ３００、および交差プライアッセンブリ４００を含んでいる。
【００２０】
第１および第２のスプールアッセンブリは、積層成形アッセンブリの対向する側部に隣接するように位置づけられている。第１および第２のスプールアッセンブリは積層成形アッセンブリとともに、直線軸Ａ−Ａを大まかに規定している（図４を参照）。交差プライアッセンブリ４００はそれ自体、軸Ｂ−Ｂを規定する引延ばされたフレームを有しており、この発明の情況においては、軸Ｂ−Ｂは軸Ａ−Ａと同一直線上にはない。
【００２１】
本明細書では、「外の」という用語は観者に近い位置を指し、「内の」という用語は観者から遠い位置を指す。
【００２２】
この発明は、第１および第２のスプールアッセンブリはウェブ材料の供給および巻きとりのために交換可能に使用できるものと企図している。第１および第２のスプールアッセンブリは実質的に機能的に同一である。
【００２３】
さらに、第１および第２のスプールアッセンブリは実質的に構造的に同一である。２つのスプールアッセンブリ内の構成要素の位置は反転されている（図２を参照）。すなわち、第１のスプールアッセンブリ内の構成要素の位置づけは第２のスプールアッセンブリ内の構成要素の位置づけの鏡像なのである。装置がこのように類似しているのは、一方のスプールアッセンブリをウェブ材料の巻きとりのために使用しているときには他方のスプールアッセンブリをウェブ材料の供給のために使用し、かつその逆にするという目的のためである。したがって、この発明の教示により、第１および第２のスプールアッセンブリの間のウェブの供給の方向は反転可能である。第１および第２のスプールアッセンブリの間を移動するウェブの上に位置づけられたすぐ前の交差プライ材料層の上に１つ以上の交差プライ材料の層を位置づけることが必要なときには、このような関係は望ましい。
【００２４】
２つのスプールアッセンブリは類似しているので、ここでは１つ（アッセンブリ１００）だけを説明する。図示されているように、スプールアッセンブリ１００は、ベース１０２、支持壁１０４、１０６、１０８および（１０８に仮想線で示す）壁安定化部材を有するフレームを含んでよい。
【００２５】
壁１０６に装着されているのは第１の回転可能軸１１２、第２の回転可能軸１１４、第３の回転可能軸１１６および第４の回転可能軸１１８である。第３および第４の軸は間隔をおいて位置づけられており、一方が他方の上に配置されている。スプールアッセンブリ１００および３００の中のすべての軸は壁１０６と１０８との間に壁１０６および１０８によって支持されている。
【００２６】
第１の軸１１２は（壁１０６の後ろに支持されここでは図示されていない）モータによって回転可能に駆動される。第１の軸の上に装着されているのは主供給ロール１２２であり、その上にウェブ材料Ｗの供給物が担持され、その上に１つまたは２つ以上の交差して合わされた材料の層が重ねられる。
【００２７】
材料のウェブＷは紙組成材料のベース層、ある長さの補強されていない複合材料、ある長さの繊維によって補強された複合材料であって繊維が互いに同じ方向に（「単一方向に」）配置されているもの、ある長さの繊維で補強された複合材料であって繊維が互いに対し２つの角度に（「２方向に」）配置されているものもしくは繊維が互いに対して多数の方向に（「多方向に」）配置されているもの、またはある長さの樹脂フィルムを含んでよい。
【００２８】
第１のアイドラロール１２４は第２の軸１１４上に固定される。アイドラロール１２４はステンレススチール、アルミ合金、プラスチック、または他の安定した化合物からなる円筒ローラを含み、好ましくは腐食、摩耗などに耐える研磨されたまたは被覆された表面を有する。この装置はまた軸１１４の対向する端部に旋回可能に装着されたアーム１３４、１３４′を含んでもよく、これらは軸１４０に接続され、その上に第１のアイドラロール１２４に類似した第２のアイドラロール１４２が支持されている。ロール１４２およびアーム１３４、１３４′の重さだけでも、通常の状態では、ロール１４２が供給ロール１２２上に巻きつけられたウェブ材料と接触するよう押しつけるのに十分であろう。しかしながら、より大きな圧力が必要とされる応用においては、アーム１３４、１３４′を空気圧で駆動することができる。アーム１３４、１３４′によって与えられる気圧の影響下で、ロール１４２はウェブが送り出される速度を安定させるのを助けるよう供給ロール１２２をちょうど離れる所の材料のウェブに圧力を与えることができる。
【００２９】
いずれにせよ、供給ロール１２２を離れる材料のウェブＷは、ロール１２２の下流に位置づけられる（以下に説明する）ニップロール１３０および１３２によって引張られ保持される。アイドラロール１４２はまたロール１２２上のウェブ材料の直径が供給ロール１２２上に残っている材料の量がなくなりかけていることを示す臨界寸法に達した時機を検知するために使用できる。これは位置もしくは姿勢センサまたは計数器を使用して行なうことができる。このようにして、ウェブＷの張力または対向する供給ローラの間のウェブ材料の連続性が失われることを防ぐことができる。
【００３０】
たとえば、「ロール端部」センサによって、すべてのウェブ材料がロール１２２から離れてしまう前に装置を止めることができ、そして、第２の十分な量のウェブ材料の供給物、たとえば第２のロール上のものを接続するかまたは他の形で加えることができる。さらに、適切なセンサを用いて、材料の第１の交差プライ層がベースまたはキャリヤウェブの上に配置された後に、ベースウェブがロール１２４から引き出される前に、交差プライ材料の第２の層を第１の交差プライ層の上に配置できるようにウェブの移動方向を反転させることができる。
【００３１】
ロール１２２上の材料の終端が近づいたことをリアルタイムで決定することは、軸の回転を測定するために軸１１４に結合された（たとえばパネル１０４、１０６の後ろに位置する）センサならびに各々がピストンおよびピストンロッドを含む（図示しない）空気シリンダの使用によって達成できる。ピストンロッドの自由端を軸１１４と結合させて回転力を軸に与えることにより、ロール１４２を支持する旋回アーム１３４、１３４′はセンサによって制御されかつトリミングされる空気シリンダの圧力により、アイドラローラ１４２を供給ロール１２２に押しつけることができる。
【００３２】
供給ロール１２２ならびにアイドラロール１２４および１４２はまたパネル１０６に向かうおよびパネル１０６から離れる運動のために支持されてもよい。この運動によってパネルに対してのウェブ材料Ｗの端縁の調節が可能になり、ウェブＷの外側の端縁をプレスプラテンの外側の端縁領域および剪断ブレード端縁（以下を参照）と整列させて維持することができる。好ましくは、３つのロールはすべてひとかたまりとなって動き、運動は端縁案内センサ１２８ｂによって発生される信号およびフィードバックループによって制御される。支持部材１２８ａによって担持されるセンサは部材１２８ａに沿って前後に可動であり、センサの下で運動するさまざまなウェブの幅に対処する。
【００３３】
第１の上方のニップロール１３０および第２の下方のニップロール１３２は端縁案内センサ１２８ｂの下流に位置する。２つのニップロールは実質的に縦に整列するように一方が他方の上に配置されている。
【００３４】
軸１１８は、前方パネル１０６に対しある位置に固定される。軸１１６は軸１１８に関して縦に調節されるように支持され、ウェブのその水平通路に沿っての運動の方向とは関係なく、上方ロール１３０の下を運動するウェブに与えられる圧力を選択的に調節できるようになっている。好ましくは、ロール１３０は非接着性の外部表面を有する。（図示しない）センサおよびリンク仕掛は圧力を調節可能に制御でき、この圧力をロール１３０はウェブＷに与える。
【００３５】
（図示しない）指数エンコーダは、予め定められた量のウェブＷが供給ロールから積層成形アッセンブリ２００に向けてウェブ通路に沿って進んだときを判断するため、上方ニップロール１３０と結合されていてもよい（詳細については図７および図８を参照）。
【００３６】
積層成形アッセンブリは支持部分２０２およびプレス部分２０４を含む。支持部分は支持ハウジングを規定する前方、後方、および側方パネルを含むフレームからなり、支持ハウジングの上にプレス部分が支持されている。
【００３７】
プレス部分は、側方、後方、および前方の開口部を分離する角支持部を有するハウジングを含む。ハウジング内には、プラテン２０６とプラテンの真上に配置されたプレス２０８とが位置する。プレスは、ハウジングの上方部分の両側に位置するシリンダＣＣから吊られるかまたは支持される。シリンダによってプレス２０８は縦方向の態様で上下に運動する。
【００３８】
上方剪断ブレード２１０はプレス２０８の前方部分に装着される。下方剪断ブレード２１２は積層成形装置の支持部分に固定される。下方剪断ブレードはシリンダおよびピストンアッセンブリ２１４と結合され、シリンダおよびピストンアッセンブリの中ではピストンは縦に運動ができ剪断ブレード２１２を上下に運動させる。ブレード２１２の最上部の端縁は図５および図８の２１６で図示しているように、斜角をつけられており、斜角をつけられた部分はプレス部分の平らなプラテンの真下に位置する。
【００３９】
トレイもまたプレス部分のハウジング内に配置されている。最初は、トレイはプレス部分の後方に位置づけられている。トレイは前方および後方に水平運動するよう支持され、よって、プレスよりは下だがキャリヤウェブよりは上に位置できる。トレイは、交差プライウェブＣＰＷが擦り切れた端部を有するかまたは取除かねばならない端部を有するときにのみ使用される。そうするためには、トレイはキャリヤウェブを覆うプレスの部分の下を滑り、交差プライウェブはトレイの上へ、そしてトレイを超えて送られる。この時点で、剪断ブレードは交差プライ材料の不所望の端部を切断するよう起動される。この手順が完了すると、材料の剪断された破片内の硬化していない樹脂が固有の粘着性を持つために、トレイに付着した材料の剪断された破片とともにトレイはもとに戻る。次に、交差プライ動作が再開される。
【００４０】
交差プライアッセンブリ４００は、互いに平行であり実質的に垂直の面プレート４０２、４０２′および４０４、カバープレート４０６、ならびに（図１の４０８に図示するような）間に交差プライウェブ支持構成要素を支持する面プレートを剛化させかつ間隔をあけるよう接続されているスペーサ部材を有するフレームを含む。こうしてスペーサ部材は面プレートを平行に維持する。
【００４１】
カバープレート４０６はまた、プレート４０２と平行に延び得、プレート４０２の外側で支持されるロールを覆う（図１を参照）下方に垂れ下がったプレート（図示せず）を含んでもよい。
【００４２】
交差プライ装置のフレーム上に装着された第１のスピンドル４１２は膨張可能心棒を形成する圧縮空気で膨張させることのできる軸を含む。スピンドル４１２は、必要なときにスピンドルの回転を遅くするための制動または抵抗を与える機構を含む。この制動機構は交差プライウェブＣＰＷに張力を与える。供給ロール４２２はスピンドル４１２上に装着され交差プライウェブ材料に対し供給源として働く。
【００４３】
交差プライウェブＣＰＷは、好ましくは、解放膜または紙組成材料のベース層と、相対的に同一の方向（「単一方向」）に配置された繊維により補強された複合材料の層とを含む。２方向（「２方向」）に配置された、または多数の方向（「多方向」）に配置された繊維によって補強された複合材料などの他の材料も交差プライウェブＣＰＷの層として使用してよい。
【００４４】
アイドラロール４２４は供給ロール４２２の前方に位置しスピンドル４１４上に装着される。アイドラロール４２４の下流かつ実質的に縦方向上方に第２のアイドラロール４２６が位置し、これはそれ自体スピンドル４１６上で自由回転するよう装着されている。スピンドル４１４および４１６は両方とも交差プライアッセンブリのフレーム前方壁４０２によって支持され、これと実質的に水平方向に垂直である。スピンドル４１６と（図示しない）ロードセルが結合しており、ロードセルは交差プライウェブ材料がローラ４２６を横切って引張られる際にアイドラローラ４２６上にかかる張力をモニタする。こうして、ローラ４２６におけるウェブ通路のウェブ材料の存在を絶え間なくモニタすることができる。これは重要なことである。なぜならば、もし交差プライウェブが破損するかまたは供給ローラに交差プライウェブがなくなってしまったならばすぐに張力が失われ、このような状態を検知したロードセルが即座に装置を止めるからである。交差プライ動作の間に張力が下がると適切にウェブを案内する能力が妨害され、かつさらには、ウェブを位置づける能力および許容誤差がすべて損なわれてしまう。
【００４５】
１対のニップロール４２８および４３０がアイドラロール４２６の下流に位置づけられ、下方ニップロール４２８はアイドラロール４２６と同じ高さでフレームの前方壁４０２上に支持される。
【００４６】
ニップロール４２８、４３０は各々それぞれの（番号はふっていない）スピンドル上に支持される。ニップロール４２８は垂直壁４０２および４０４の後ろに位置するサーボ駆動モータによって回転するよう駆動される。ニップロールは実質的に縦に整列しており、下方ロール４２８の位置はロール４３０に向かうようにかつロール４３０から遠ざかるように縦方向に調節可能である。
【００４７】
これは、たとえば、（図５においては１つのみが図示され、他方は図示されている一方の真後ろにあるために視界から隠されている）１対の平行リンク仕掛部ＬＬの第１の端部がロール４２８のスピンドルの対向する両側部に取付けられ、各部ＬＬの中間点がフレームに固定され、各部の他方の端部がやはりフレームに固定されているピストンシリンダ装置ＰＰから垂れ下がっている、配置において達成できる。この配置においては、リンク仕掛部ＬＬは各部の中間点を軸として旋回でき、その結果ロール４２８がロール４３０に向かって持上げられ（よりきつく）ロール４３０と係合する。
【００４８】
キャリヤプライウェブがニップロールを超えて運動すると、ウェブキャリッジボックス４４０に入る（詳細については図３および５を参照）。ボックス４４０は水平方向に延びたテーブル４４２を含み、このテーブルは、ウェブがテーブルをこえて積層成形アッセンブリ２００に向かって移動するときウェブが支持されるようなレベルに位置づけられている。テーブル４４２はキャリヤプライウェブＣＰＷが積層成形アッセンブリ２００のプレスに向かってさらに下流へと運動する時これを支持することができるような幅を有している。
【００４９】
次に特に図３を参照すると、キャリッジボックステーブル４４２の下流先端部４４４は実質的に切断された多角形の形を有しており、横方向に配置された三角形のプレート４４６、４４８を備えている。プレートはおおよそ同一の構成であり、ヒンジを介してテーブルの対向する側部に接続され、よってプレートはテーブルの面から離れて下方に旋回できる。プレートの一方または両方がテーブル４４２の面から離れて旋回すると、ボックスアッセンブリ４４０の側部に沿って邪魔にならない位置にプレートを固定するために各プレートの下側に装着された磁石を使用できる。交差プライアッセンブリが回り点４７４について旋回されるときプレートはテーブル４４２の面から離れて運動する（以下の説明を参照）。
【００５０】
水平テーブルの真下の前方下流領域に位置するのは第１および第２のローラ４６０、４６２である。各ローラはフリーホイール運動するようスピンドル上に支持されている。ローラ４６０は交差プライウェブの一方側から分離されるまたは剥ぎ取られる裏あて紙ＢＰを、最初にローラ４６２へそして次にローラ４６４へ案内する。裏あて紙は交差プライウェブＣＰＷの一部であり、水平テーブルの面内に位置するスプリッタ部４４４によってウェブＣＰＷから分離される。ローラ４６４は裏あて紙をまきとりかつ貯蔵する機能を果たし、これは他の用途のために使用してもよい。ローラ４６４は惰性では回らず、ニップローラ４２８の（図示しない）サーボ駆動モータと結合されている。ローラ４６４はまた、裏あて紙の巻きとり速度をニップローラ４２８のテープ駆動速度と調和させ、裏あて紙の巻きとりの間の裏あて紙ウェブの張力を制御することができるクラッチを含む。
【００５１】
交差プライアッセンブリ４００は上方から垂れ下がり、たとえば天井に装着されたはり５００に垂れ下がり、これはフランジまたは同様の表面を含んでよい。軸受部材５０２、５０４は、はり上でアッセンブリ４００を支持し、はりと係合するためにローラ、車、スライダなどを含んでもよい。
【００５２】
支持プレート４７０は交差プライアッセンブリ４００の上方表面に取付けられている。支持プレートは、軸Ｂ−Ｂに沿って交差プライアッセンブリ４００の全長に延びており、積層成形アッセンブリ２００に隣接して配置された交差プライアッセンブリの端部から突き出た狭い延長部分４７２を含む。延長部分４７２は旋回部材４７４においてプレスハウジングの上方表面に旋回可能に結合されている。この旋回部材のおかげで、支持プレート４７０は支持はり５００に沿って側部から側部へと旋回することができ、よって、交差プライアッセンブリ４００は一方側から他方側に横方向に旋回運動することができる。第１の直線のすべり棒４８２は軸受ボックス４８４を通って１軸受部材５０２と結合され、他方第２の直線のすべり棒４８６は軸受ボックス４８８を通って他方の軸受部材５０４と結合されている。直線のすべり棒によって、交差プライアッセンブリが積層成形アッセンブリ２００に対して側部から側部へ旋回するにつれて軸受ボックスがそれに沿って滑ることができ、よって、予め定められた交差プライの配向をもたらすようにキャリヤプライウェブＷに関しての交差プライアッセンブリ４００の正確な位置づけを容易にする。
【００５３】
端縁案内４９０（図１を参照）は交差プライアッセンブリ上にローラ４２４と４２６との間に位置づけられている。案内は、４９０で示され、交差プライウェブＣＰＷが交差プライ通路に沿って横方向に整列し、よってウェブがプレスアッセンブリ開口部に正確に入ることを確実にしている。
【００５４】
交差プライ手順を達成するためには、交差プライウェブＣＰＷの運動とキャリヤウェブＷの運動とを代わる代わる行なう必要がある。第１に、キャリヤウェブＷは積層成形ユニット２００の前方に予め定められた部分が位置づけられるように動かされる。次に、交差プライウェブＣＰＷはキャリヤウェブＷに向けて特定された「スライド」距離を進む。この「スライド」距離は２つのウェブのそれぞれの幅の関数として決定される（たとえば、もしキャリヤウェブＷが１２インチの幅であれば、交差プライウェブＣＰＷは積層成形アッセンブリ２００に向けて１２インチ前方に動かされねばならない（すなわち「スライド」されねばならない）。
【００５５】
一旦ウェブのスライド運動が起こると、プレス部材は重なったウェブの部分と係合するよう下げられ、剪断機が起動されて、キャリヤウェブの上に位置づけられた交差プライウェブのセグメントを積層成形アッセンブリ２００に向けて進んでいる交差プライウェブの残りの部分から切断する。
【００５６】
この後、剪断機は引っ込み、プレス部材は持ち上げられ、ウェブはいずれも新しくこの処理を始めるためにそれらの「スライドするべき」量だけ運動させられる。このようなスライドを通じて、キャリヤウェブは、切断されたばかりの交差プライセグメントを、キャリヤプライが移動する通路を次にスライドされた量の交差プライウェブが前方向に移動するのを収納するのに十分な距離だけ下がった位置に運ぶ。
【００５７】
上述のステップは、キャリヤウェブのほとんどすべてが交差プライウェブ材料のスライドされてできたセグメントで覆われるまで順次繰返される。後に残った端部部分を除いてほとんどすべての供給ロール１２２からのキャリヤウェブが交差プライウェブ材料のセグメントによって覆われ、そしてロール３２２によって巻きとられたようなときには、装置の動作は停止し、次に、交差プライウェブが新しい供給ロールで補充されたときに、キャリヤウェブＷの運動方向が反転される。キャリヤウェブの後に残った端部部分は次にニップロール１３０、１３２の間を通ってロール１２４を回り「新しい」巻きとりロール１２２へと戻り、こうして、ウェブの先端部となる。
【００５８】
装置が始動されるとき、交差プライウェブＣＰＷとキャリヤウェブＷとは再び、同時にスライド運動を行なうように移動し、ここでキャリヤウェブＷの動きは反転されている。交差プライ装置の動作および交差プライウェブＣＰＷの移動方向はキャリヤウェブＷの移動方向によって影響されない。
【００５９】
上述のこの発明の装置の動作によって、交差プライウェブセグメントをキャリヤウェブの上に９０°の角度で積層することができるが、この発明はまた、交差プライウェブのセグメントを９０°以外の角度でキャリヤウェブＷの上に置くことも企図している。このような場合には、キャリヤプライウェブおよび交差プライウェブのスライド運動を再定義する必要がある。
【００６０】
たとえば、交差プライウェブを４５°の角度でキャリヤウェブに重ねるのであれば、スライド距離は、キャリヤプライＷの幅をコサイン４５°で乗ずることによって決定される。
【００６１】
この発明を、この発明の特定の実施例に関連して説明してきたが、この説明に照らせば当業者には、多くの代替案、変更、および変形が明らかになることは明白である。したがって、この発明は、前掲の特許請求の範囲の精神および範囲内にあるすべての代替案、変更、および変形を包含するものと意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１および第２のモジュール式スプールアッセンブリ、モジュール式積層成形アッセンブリ、ならびにモジュール式交差プライアッセンブリを示す、この発明の交差プライ装置の斜視図である。
【図２】軸Ｂ−Ｂの方向に沿って図１を右から左に向かって見た図１に描かれた交差プライ装置の概略側面図である。
【図３】図１に示す交差プライアッセンブリのウェブキャリッジボックスの上面図である。
【図４】図１に開示された交差プライ装置全体の概略上面図である。
【図５】ウェブキャリッジボックスおよび剪断アッセンブリを描いた図１に示す交差プライアッセンブリの概略側面図である。
【図６】図５に示す装置の概略上面図である。
【図７】この発明のカッタアッセンブリの正面図である。
【図８】図７に示すカッタアッセンブリの側面図である。
【符号の説明】
１００  第１のスプールアッセンブリ
１２２  主供給ロール
２００  積層成形アッセンブリ
２０８  プレス
２１０  上方剪断ブレード
２１２  下方剪断ブレード
３００  第２のスプールアッセンブリ
４００  交差プライアッセンブリ
４１２  スピンドル
【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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