KR20190132207A - 섬유 강화 재료편의 제조 장치 - Google Patents

Abstract

적층 기구로 강화 섬유 기재를 적층하여 섬유 강화 재료를 형성하는 적층 공정과 트림 기구로 섬유 강화 재료를 소정 형상으로 재단하는 트림 공정에 의하여 섬유 강화 재료편을 제조하는 공정을 효율적으로 행할 수 있는 장치를 제공한다.
제조 장치는, 적층 헤드 및 트림 헤드를 지지하는 지지 구조와, 지지 구조에 대응하여 마련됨과 함께 상기 지지 구조가 적층대를 따라 이동 가능하도록 지지 구조를 지지하는 안내 부재와, 지지 구조를 안내 부재 상에서 이동시키는 구동 기구를 포함하고, 지지 구조는, 적층 공정에서는 지지 구조에 지지된 상태의 트림 헤드가 적층 헤드에 간섭하지 않는 트림 헤드 퇴피 위치에 배치 되게 함과 함께, 트림 공정에서는 지지 구조에 지지된 상태의 적층 헤드가 트림 헤드에 간섭하지 않는 적층 헤드 퇴피 위치에 배치되게 한다.

Description

섬유 강화 재료편의 제조 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING FIBER-REINFORCED MATERIAL PIECE}

본 발명은, 강화 섬유 기재가 적층되어 형성된 섬유 강화 재료로 이루어지는 섬유 강화 재료편을 제조하는 제조 장치에 관한 것이다. 그 장치는 강화 섬유 기재의 적층이 행해지는 적층대와, 적층 헤드를 구비하고, 강화 섬유 기재를 적층 영역에 적층하기 위해 그 적층 헤드를 적층대 상의 고정된 적층 영역 상으로 이동시키는 적층 기구와, 트림 헤드를 구비하고, 적층 기구에 의하여 형성된 섬유 강화 재료에 대하여 트리밍 가공을 실시하기 위해 그 트림 헤드를 적층 영역 상에서 이동시키는 트림 기구를 포함한다. 그 장치는 적층 기구로 강화 섬유 기재를 적층하여 섬유 강화 재료를 형성하기 위한 적층 공정과 트림 기구로 섬유 강화 재료를 소정 형상으로 재단하기 위한 트림 공정을 통해 섬유 강화 재료편을 제조하는 것에 이용된다.

최근 항공기 관련 부품, 자동차 관련 부품 및 스포츠·레저 용품 등을 섬유 강화 복합 재료에 의하여 형성하는 것이 행해지고 있다. 또한, 그 섬유 강화 복합 재료는, 강화 섬유 기재(예를 들면, 강화 섬유(탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유 등)를 수지 재료 등과 조합하여 이루어지는 기재)가 적층되어 형성된 섬유 강화 재료를 가압·가열하여 성형함으로써 제조된다.

또한, 그 강화 섬유 기재의 하나로서, 소위 프리프레그가 있다. 또, 그 프리프레그로서는, 강화 섬유를 경사(經絲) 및 위사(緯絲)로 하여 형성된 직물에 매트릭스 수지를 함침시킨 직물재나, 강화 섬유를 일방향으로 맞춘 상태로 매트릭스 수지를 함침시켜 수속(收束)시킨 소위 UD재가 있다. 그와 같은 프리프레그 외에, 강화 섬유 기재는, 강화 섬유가 수속성을 유지할 정도로 접착하기 위해 첨가된 매트릭스 수지나 접합재(바인더) 등을 포함하는 소위 세미프레그도 포함한다.

상기 섬유 강화 재료는, 예를 들면 테이블 등의 적층대 상에 있어서의 적층 영역에 강화 섬유 기재를 배치함과 함께, 그 배치된 강화 섬유 기재 상에 강화 섬유 기재를 적층하는 적층 공정에 의하여 형성된다. 또, 섬유 강화 복합 재료를 제조함에 있어, 상기한 가압·가열에 의한 성형의 전 단계에 있어서, 성형되는 섬유 강화 복합 재료의 형상 등에 따라 상기한 바와 같이 형성된 섬유 강화 재료를 재단하는(트리밍 가공을 실시하는) 트림 공정이 행해지는 경우가 있다. 또한, 그 트림 공정은, 트림 헤드를 갖는 재단기를 이용하여, 그 트림 헤드를 섬유 강화 재료 상에서 이동시키는 형태로 행해진다. 그리고, 그 트림 공정(재단)에 의하여, 섬유 강화 재료로부터 잘려 나온 섬유 강화 재료편이 형성된다.

또한, 종래에 있어서 그 적층 공정과 트림 공정은, 일반적으로는 공장 내에 있어서의 다른 장소에서 행해지고 있다. 따라서, 그 경우에는, 그 섬유 강화 재료편을 형성하기 위한 각 공정에 있어서 그 공정을 적층 공정으로부터 트림 공정으로 이행함에 있어, 적층 공정에서 형성된 섬유 강화 재료를 트리밍 가공이 행해지는 장소로 반송하는 반송 공정이 적층 공정과 트림 공정의 사이에 행해지게 된다.

그러나, 그 반송 공정은, 작업자에게 있어 손이 많이 가는 작업을 수반하기 때문에, 종래에 있어서의 섬유 강화 재료편을 형성하는 작업은, 작업 효율이 매우 나쁜 것이었다. 따라서, 특허문헌 1에는, 그 반송 공정을 생략하고 작업 효율을 개선하고자, 그와 같은 반송 공정을 필요로 하지 않는 섬유 강화 재료편(프리프레그 적층재)의 제조 장치가 개시되어 있다.

그 특허문헌 1에 개시된 장치(이하, "종래 장치"라고 함)는, 적층 공정과 트림 공정이 동일한 작업 테이블 상에서 행해지도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 종래 장치는, 작업 테이블 상에서 이동 가능한 착탈 헤드를 가짐과 함께, 그 착탈 헤드에 착탈 가능한 적층 어태치먼트 및 트림 어태치먼트를 갖고 있다. 또한, 그 종래 장치에서는, 적층 공정이 행해질 때에는 적층 어태치먼트가 착탈 헤드에 장착되고, 트림 공정이 행해질 때에는 트림 어태치먼트가 착탈 헤드에 장착된다. 즉, 종래 장치에서는, 착탈 헤드를 이용하여 어태치먼트가 교체되게 함으로써, 적층 공정과 트림 공정을 동일한 작업 테이블 상에서 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

일본 공고특허공보 평7-110499호

그러나, 그 종래 장치에서는, 상기한 바와 같은 공정을 적층 공정으로부터 트림 공정으로 이행할 때마다, 착탈 헤드에 대하여 장착되는 어태치먼트를 교체하는 작업이 필요하다. 이로 인하여, 종래 장치에서는, 그 어태치먼트의 교체 작업에 시간이 소요되고, 그에 따라 섬유 강화 재료편을 형성하는 공정은, 여전히 작업 효율이 나쁜 것이었다.

따라서, 본 발명은, 적층 기구를 이용하여 강화 섬유 기재를 적층하여 섬유 강화 재료를 형성하는 적층 공정과 트림 기구를 이용하여 섬유 강화 재료를 소정 형상으로 재단하는 트림 공정을 통해 섬유 강화 재료편을 제조하는 공정을 효율적으로 행할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 상술한 바와 같은 섬유 강화 재료편의 제조 장치에 있어서, 적층 헤드 및 트림 헤드를 지지하는 지지 구조와, 상기 지지 구조에 대응하여 마련됨과 함께 상기 지지구조가 적층대를 따라 이동 가능하도록 지지 구조를 지지하는 안내 부재와, 지지 구조를 안내 부재 상에서 이동시키는 구동 기구를 포함하고, 지지 구조는, 적층 공정에서는 지지 구조에 지지된 트림 헤드가 적층 헤드에 간섭하지 않는 트림 헤드 퇴피 위치에 배치 되게 함과 함께, 트림 공정에서는 지지 구조에 지지된 적층 헤드가 트림 헤드에 간섭하지 않는 적층 헤드 퇴피 위치에 배치되게 하는 것을 특징으로 한다.

또, 그와 같은 본 발명에 의한 섬유 강화 재료편의 제조 장치에 있어서, 지지 구조는, 적층 헤드를 지지하는 제1 지지부와, 트림 헤드를 지지하는 제2 지지부를 포함해도 된다.

또한, 지지 구조는, 제1 지지부를 포함하는 제1 구조체와, 제2 지지부를 포함하는 제2 구조체로 구성되어 있어도 된다. 또한, 구동 기구는, 제1 구조체에 대응하여 마련됨과 함께 제1 구조체를 안내 부재 상에서 이동시키는 제1 구동부와, 제2 구조체에 대응하여 마련됨과 함께 제2 구조체를 안내 부재 상에서 이동시키는 제2 구동부를 포함해도 된다. 또, 각 퇴피 위치가, 안내 부재의 길이 방향에 있어서 적층 영역과 중복되지 않는 영역 외 퇴피 위치여도 되며, 안내 부재는, 영역 외 퇴피 위치까지 연재되어도 된다.

본 발명에 의한 섬유 강화 재료편의 제조 장치를 이용할 때, 지지 구조에 지지된 트림 헤드가 적층 공정에서 트림 헤드 퇴피 위치에 배치 될 수 있고, 지지 구조에 지지된 적층 헤드가 트림 공정에서 적층 헤드 퇴피 위치에 배치 될 수 있다. 따라서, 적층 공정, 트림 공정의 각 공정을, 트림 헤드 또는 적층 헤드를 지지 구조로부터 분리하지 않고 실행하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 의하면, 적층 공정으로부터 트림 공정으로 이행할 때나 다시 적층 공정을 행할 때에, 상기한 종래 장치와 같이 헤드(어태치먼트)를 교환할 필요가 없다. 때문에, 섬유 강화 재료편을 제조하는 공정을 효율적으로 행할 수 있게 된다.

또, 그와 같은 본 발명에 의한 섬유 강화 재료편의 제조 장치에 있어서, 지지 구조가 제1 지지부와 제2 지지부를 포함해도 된다. 그러한 경우에 있어서, 그 각각의 공정에 대응하는 헤드만을 적층 영역 상에서 이동시키는 것이 가능해진다. 이로써, 섬유 강화 재료편을 제조하는 공정을 보다 효율적으로 행할 수 있다.

또한, 지지 구조가 상기한 제1 지지부를 포함하는 제1 구조체 및 제2 지지부를 포함하는 제2 구조체의 2개의 구조체를 포함하고, 또한 구동 기구가 제1 구조체의 제1 구동부와 제2 구조체의 제2 구동부를 포함하고 있어도 된다. 그 경우에, 각 헤드를 이동시키기 위하여 이용하는 모터 등의 구동원을 소형화할 수 있다. 이로써, 섬유 강화 재료편의 제조 장치의 비용을 절감할 수 있다.

자세하게는, 적층 헤드 및 트림 헤드를 지지하는 지지 구조가 단일의 구조체로 구성되어 있는 경우는, 그 지지 구조는, 양쪽 모두의 헤드를 지지하기에 충분한 강도를 가질 필요가 있기 때문에, 그와 같은 강도가 충분히 확보되도록 구성되지 않으면 안 된다. 그리고, 그와 같이 구성한 결과로서, 지지 구조가 무거워지기 때문에, 그에 따라, 그 지지 구조를 이동시키기 위한 구동 기구에 있어서의 구동원으로서 출력이 큰 모터 등의 이용이 필연적으로 요구된다. 이로 인하여, 그 구성의 경우에는, 섬유 강화 재료편의 제조 장치의 비용이 높아져 버린다.

이에 대하여, 지지 구조를, 상기한 바와 같이 대응하는 헤드를 지지하는 2개의 구조체(제1 구조체, 제2 구조체)로 구성되는 것으로 하면, 각 구조체에 요구되는 강도는, 상기한 구성과 비교하여 낮아도 되게 된다. 또한, 지지 구조가 2개의 구조체를 포함할 때, 구동 기구는, 각 구조체에 대응시켜 마련된 2개의 구동부(제1, 제2 구동부)를 포함해도 된다. 또한, 각 구조체가 상기한 바와 같은 낮은 강도의 구조체를 포함하면, 그 각 구조체의 중량이 가벼워지게 되므로, 각 구동부의 구동원으로서, 모터 등도 출력이 작은 것을 이용하는 것이 가능하게 된다. 또한, 각 구조체의 강도나 크기는 각 구조체에 대응하는 헤드의 크기(중량)에 따라 결정 될 수 있기 때문에, 2개의 헤드 중 하나(특히 적층 헤드)가 대형의 것인 경우, 다른 헤드를 지지하는 구조체를, 상기 하나의 헤드에 맞추지 않고, 소형화할 수 있다. 따라서, 이로써 섬유 강화 재료편의 제조 장치의 비용을 더 절감할 수 있다.

또, 상기한 바와 같이 지지 구조가 2개인 구조체를 포함할 때, 적층 헤드 및 트림 헤드의 각 퇴피 위치가 상기한 영역 외 퇴피 위치여도 되고, 안내 부재가 그 영역 외 퇴피 위치까지 연재되어도 된다. 그 경우에, 그 각 헤드의 퇴피 위치로의 이동이, 대응하는 구조체를 영역 외 퇴피 위치까지 이동시킴으로써 달성될 수 있다. 이로써, 지지 구조에 있어서의 지지부의 범위 내에 퇴피 위치가 설정되는 경우에 반해, 높은 강도의 지지 구조에 대한 니즈를 줄일 수 있다. 그 결과로서, 그 섬유 강화 재료편의 제조 장치의 비용을 절감할 수 있다.

자세하게는, 본 발명의 섬유 강화 재료편의 제조 장치에 있어서는, 지지 구조가 수평 방향에 관하여 안내 부재의 길이 방향과 직교하는 방향(이하, "폭 방향"이라고 함)으로 지지부가 연재되도록 형성되어도 된다. 그 퇴피 위치를 지지부의 범위 내에 설정해도 된다. 그러나, 그 경우에는, 그 지지 구조에 있어서의 지지부가, 퇴피 위치가 폭 방향으로 놓인 길이에 걸쳐 연재되어야 하기 때문에, 그만큼 지지부가 장척이 되고, 그에 따라 지지부 자체의 강도나 그것을 지지하는 부분 등의 강도를 높일 필요가 있다. 따라서, 그 경우에는, 섬유 강화 재료편의 제조 장치의 비용이 높아져 버린다. 이에 대하여, 본 발명에 의한 상기 구성의 경우에는, 상기한 바와 같이 지지부 자체가 퇴피 위치가 포함되는 장척의 구조를 가질 필요가 없다. 따라서, 그 경우에는, 지지 구조는 높은 강도를 가질 필요가 없기 때문에, 섬유 강화 재료편의 제조 장치의 비용을 낮게 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 섬유 강화 재료편의 제조 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 제조 장치의 전체 평면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 제조 장치에 있어서의 적층 헤드의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 제조 장치에 있어서의 트림 헤드를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명이 적용된 다른 실시형태의 제조 장치의 전체 평면도이다.

이하에서는, 도 1~4에 근거하여, 본 발명이 적용된 섬유 강화 재료편의 제조 장치의 일 실시형태(실시예)에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명에서 말하는 섬유 강화 재료편이란, 상술한 바와 같이 적층대 상에 강화 섬유 기재를 적층함으로써 형성된 섬유 강화 재료로부터 잘려 나온 것이지만, 본 실시예에서는, 그 섬유 강화 재료(편)의 근간이 되는 강화 섬유 기재는, 강화 섬유로서의 탄소 섬유에 매트릭스 수지로서의 열경화성 수지(에폭시 수지 등)를 함침시킨 열경화성의 프리프레그인 것으로 한다.

도 1~4에 나타내는 바와 같이, 제조 장치(1)는, 프리프레그(P)가 적층되는 적층대로서의 테이블(40)과, 그 테이블(40) 상에 상기 프리프레그(P)를 적층하기 위한 적층 기구(10)를 구비하고 있다. 또, 제조 장치(1)는, 그 적층된 프리프레그(P)로 이루어지는 섬유 강화 재료로서의 프리프레그 적층재(PS)로부터 섬유 강화 재료편으로서의 프리프레그 적층재편을 잘라 내기 위하여, 프리프레그 적층재(PS)에 대하여 트리밍 가공을 실시하기 위한 트림 기구(60)도 구비하고 있다.

그 제조 장치(1)에 구비된 각 구성 요소에 대하여, 테이블(40)은, 평면에서 보았을 때 직사각형상을 이루는 천판(天板)(40a)과, 천판(40a)을 지지하는 지지대(40b)로 구성되어 있다. 또한, 상기한 프리프레그(P)의 적층은 그 테이블(40)의 천판(40a) 상에서 행해지는 반면, 그 적층은, 그 천판(40a) 내에 정해진 적층 영역(40c)에 있어서 행해진다.

또, 적층 기구(10)는, 프리프레그(P)를 적층하기 위한 적층 헤드(20)와, 적층 헤드(20)를 매다는 형태로 지지하는 문형(門型)의 지지 구조체(제1 구조체에 상당)(50)와, 지지 구조체(50)를 지지하는 한 쌍의 사이드 레일(51, 51)을 포함하고 있다.

이들에 대하여, 한 쌍의 사이드 레일(51, 51)은, 장척 각기둥 형상의 기부(基部)(51a)를 주체로 하여 구성되어 있다. 또한, 그 한 쌍의 사이드 레일(51, 51)은, 그 길이 방향이 테이블(40)에 있어서의 천판(40a)의 길이 방향과 평행을 이루는 방향이며, 테이블(40)에 대하여, 천판(40a)의 단변 방향에 있어서의 양측에 있어서 바닥면 상에 설치되어 있다. 또한, 이하에서는, 상기한 테이블(40)의 천판(40a)의 길이 방향 및 그것과 평행한 방향을 "전후 방향"이라고 칭한다.

또, 지지 구조체(50)는, 각 사이드 레일(51)에 대응시켜 마련된 한 쌍의 칼럼(53, 53)과, 양 칼럼(53, 53) 사이에 가설(架設)된 크로스 빔(55)(제1 지지부에 상당)과, 크로스 빔(55) 상에 마련되어 적층 헤드(20)를 지지하는 새들부(57)를 구비하고 있다. 각 칼럼(53)은, 대좌부(53a)와 그 대좌부(53a) 상에 세워 설치된 지주(支柱)(53b)로 구성되어 있다. 그리고, 각 칼럼(53)은, 그 대좌부(53a)에 있어서, 대응하는 사이드 레일(51)에 있어서의 기부(51a) 상에 재치된 상태로 마련되어 있다.

또, 크로스 빔(55)은, 장척 각기둥 형상의 빔 부재로서, 그 양 단부의 각각이 양 칼럼(53, 53)에 있어서의 각 지주(53b)의 상단에 장착되는 형태로, 한 쌍의 칼럼(53, 53) 사이에 가설되어 있다. 그와 같이 크로스 빔(55)이 가설된 상태에서, 양 칼럼(53, 53)은, 상기 전후 방향에 있어서의 위치가 일치하는 상태로 되어 있고, 이로써, 크로스 빔(55)은, 그 길이 방향이 상기 전후 방향과 직교하는 방향(테이블(40)의 천판(40a)의 단변 방향)에 일치하는 상태로 되어 있다. 또, 이하에서는, 상기한 테이블(40)의 천판(40a)의 단변 방향 및 그것과 평행한 방향을 "폭 방향"이라고 칭하여 설명한다.

새들부(57)는, 적층 헤드(20)를 지지 구조체(50)에 대하여 지지된 상태로 하기 위한 기구이며, 크로스 빔(55) 상에 마련되어 있다. 그리고, 그 새들부(57)는, 크로스 빔(55) 상에 재치되는 판 형상의 새들 베이스(57a)를 주체로 하여 구성되어 있다. 또, 그 새들부(57)는, 새들 베이스(57a)에 있어서의 크로스 빔(55) 측의 면으로부터 하방을 향하여 돌출되는 형태로, 새들 베이스(57a)에 대하여 회전 가능하게 지지된 지지 샤프트(57b)를 갖고 있다. 이로 인하여, 크로스 빔(55)에는, 그 지지 샤프트(57b)의 배치를 허용하기 위하여, 크로스 빔(55)을 연직 방향으로 관통함과 함께 상기 폭 방향으로 연재되는 구멍(55a)이 형성되어 있다. 그리고, 새들부(57)에 있어서의 지지 샤프트(57b)는, 그 구멍(55a)에 삽통되어, 크로스 빔(55)의 하방까지 뻗어 있다.

또, 새들부(57)는, 새들 베이스(57a) 상에 마련된 헤드 회동부(回動部)를 갖고 있다. 그 헤드 회동부는, 지지 샤프트(57b)를 회동시키기 위한 부분이며, 구동 모터(57c) 및 구동 모터(57c)와 지지 샤프트(57b)를 연결하여 구동 모터(57c)의 출력축의 회전을 지지 샤프트(57b)에 전달하는 구동 전달 기구(57d)를 구비하고 있다. 이로써, 새들부(57)는, 그 지지 샤프트(57b)가, 연직 방향으로 뻗는 자신의 축심을 회전 중심으로 하고, 그 헤드 회동부에 의하여 회동되는 구성으로 되어 있다.

또한, 적층 기구(10)에 있어서, 그 새들부(57)와 크로스 빔(55)의 사이에는, 새들부(57)를 상기 폭 방향으로 이동시키기 위한 헤드 이동부(59)가 마련되어 있다. 그 헤드 이동부(59)는, 새들부(57)에 있어서의 새들 베이스(57a)의 측면에 대하여 출력축의 축심을 연직 방향을 향하게 하여 장착된 구동 모터(59a)와, 크로스 빔(55)의 측면에 장착된 랙(59b)과, 구동 모터(59a)의 출력축에 장착됨과 함께 랙(59b)과 맞물리는 피니언 기어(59c)로 구성되어 있다. 또, 상기한 바와 같이 크로스 빔(55)에는, 상기 폭 방향으로 연재되는 구멍(55a)이 형성되어 있다. 따라서, 적층 기구(10)는, 그 새들부(57)가 크로스 빔(55) 상에 있어서 헤드 이동부(59)에 의하여 상기 폭 방향으로 이동하도록 구동되는 구성으로 되어 있다.

또, 적층 기구(10)에 있어서, 각 사이드 레일(51)의 기부(51a)와 그 기부(51a) 상에 재치되는 칼럼(53)의 사이에는, 적층 헤드(20)를 상기 전후 방향으로 이동시키기 위한 헤드 이동부(제1 구동부에 상당)(58)가 각각 마련되어 있다. 그 각 헤드 이동부(58)는, 칼럼(53)에 대하여 출력축의 축심을 연직 방향을 향하게 하여 장착된 구동 모터(58a)와, 사이드 레일(51)의 기부(51a)의 측면에 대하여 상기 전후 방향으로 연재되도록 장착된 랙(58b)과, 구동 모터(58a)의 출력축에 장착됨과 함께 랙(58b)과 맞물리는 피니언 기어(58c)로 구성되어 있다. 이로써, 그 적층 기구(10)는, 사이드 레일(51)(기부(51a)) 상에 있어서 양 칼럼(53, 53)이 상기 전후 방향으로 이동하도록 구동되는 구성으로 되어 있다. 그리고, 그와 같이 양 칼럼(53, 53)이 이동됨에 따라, 지지 구조체(50)가 전체적으로 상기 전후 방향으로 이동한다.

또, 적층 기구(10)에 있어서는, 그 지지 구조체(50)에 있어서의 크로스 빔(55) 상에 마련된 새들부(57)에 대하여 적층 헤드(20)가 장착되어 있다. 구체적으로는, 적층 헤드(20)는, 새들부(57)의 지지 샤프트(57b)에 장착됨으로써, 지지 구조체(50)에 있어서의 크로스 빔(55)에 매달린 상태로 마련되어 있다. 따라서, 적층 기구(10)는, 상기한 바와 같이 헤드 이동부(58)에 의하여 지지 구조체(50)가 상기 전후 방향으로 이동됨에 따라, 적층 헤드(20)가 상기 전후 방향으로 이동되도록 구성되어 있다.

그 적층 헤드(20)는, 한 쌍의 지지판(23, 23)을 포함하는 지지 프레임을 주체로 하고 있으며, 그 지지판(23, 23) 사이에서, 시트 형상으로 형성된 프리프레그(P)가 릴(권취 프레임)에 권회(捲回)되는 형태로 구성된 원반(原反) 롤(21)를 지지하고 있다. 또한, 그 원반 롤(21)은, 지지판(23, 23) 사이에 가설되는 형태로 회전 가능하게 마련된 지지축(21a)에 대하여 그 릴이 상대 회전 불가능하게 감장(嵌裝)됨으로써, 지지 프레임에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다.

여기에서, 본 실시예에 있어서의 프리프레그(P)는, 상술한 바와 같이 열경화성 수지를 매트릭스 수지로 하고 있고, 점착성을 갖고 있다. 이로 인하여, 릴 상에서 권회되어 권층(捲層)을 이루는 프리프레그(P)가 서로 달라붙지 않도록, 프리프레그(P)의 한쪽의 면에는, 박리지(RP)가 첩착되어 있다. 그리고, 프리프레그(P)는, 릴 상에 있어서, 그 박리지(RP) 측의 면을 반경 방향에 있어서의 내측으로 하여 권회되어 있다.

또한, 적층 기구(10)에 있어서는, 그 적층 헤드(20)에 있어서의 원반 롤(21)로부터 프리프레그(P)가 인출됨과 함께, 그 프리프레그(P)로부터 잘려 나온 프리프레그편(P’)이 테이블(40) 상의 적층 영역(40c)에 있어서 순차 적층된다. 이로 인하여, 적층 헤드(20)는, 그와 같은 프리프레그편(P’)의 적층 영역(40c)으로의 적층을 달성하기 위한 각 요소를 지지 프레임의 내부(지지판(23, 23) 사이)에 구비하고 있다.

도 3은, 그와 같은 적층 헤드(20)에 있어서의 지지 프레임 내의 구성을 개략적으로 나타낸 도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 적층 헤드(20)에 있어서는, 원반 롤(21)로부터 인출된 프리프레그(P)는, 가이드 롤러에 감아 걸쳐짐으로써 전향되고, 그 적층을 실행하는 적층부 측을 향하여 송출되고 있다.

또, 적층 헤드(20)는, 프리프레그(P)가 소정 길이의 프리프레그편(P’)으로서 적층되도록, 프리프레그(P)로부터 프리프레그편(P’)을 잘라 내기 위한 커터부(30)를 구비하고 있다. 그 커터부(30)는, 적층 헤드(20) 내의 프리프레그(P)의 경로 중에 있어서의 제1 가이드 롤러(22)와 제2 가이드 롤러(24)의 사이에 마련되어 있다. 또한, 상기한 바와 같이 프리프레그(P)에는, 그 한쪽의 면에 대하여 박리지(RP)가 첩착되어 있다. 그리고, 커터부(30)는, 프리프레그(P)만을 절단하고, 박리지(RP)를 절단하지 않도록 구성되어 있다.

또, 상기한 적층부는, 테이블(40) 상의 적층 영역(40c)에 있어서 프리프레그편(P’)을 부설하기 위한 부설 기구(26)와, 그 부설된 프리프레그편(P’)을 테이블(40) 상에서 압접하기 위한 압접 기구(28)를 구비하고 있다. 그들 구성에 대하여, 부설 기구(26)는, 테이블(40) 상에서 프리프레그(P)를 안내하기 위한 부설 가이드(26a)를 구비하고 있다. 또, 부설 기구(26)는, 그 부설 가이드(26a)가 볼 나사 기구에 의하여 지지되어 상하 방향으로 변위하도록 구동되는 구성으로 되어 있다. 보다 자세하게는, 부설 기구(26)는, 구동 모터(26b)와, 구동 모터(26b)의 출력축에 연결된 나사축(26c)과, 나사축(26c)에 나사 결합된 너트(26d)로 이루어지는 볼 나사 기구를 포함하고, 부설 가이드(26a)가 브래킷(26e)을 통하여 볼 나사 기구에 있어서의 너트(26d)에 지지된 구성으로 되어 있다. 그 볼 나사 기구는, 나사축(26c)이 연직 방향의 하방을 향하여 뻗는 방향으로, 지지 프레임 내에 마련되어 있다.

또, 그 부설 기구(26)는, 나사축(26c)의 회전에 대한 너트(26d) 및 브래킷(26e)의 동시 회전을 저지함과 함께 브래킷(26e) 및 부설 가이드(26a)의 상하 방향의 이동을 안내하는 가이드(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 그 구성에 의하여, 부설 기구(26)에 있어서는, 구동 모터(26b)에 의한 나사축(26c)의 회전 구동에 따라, 그 회전 방향에 따라 너트(26d) 및 브래킷(26e)이 상방 또는 하방을 향하여 변위하고, 그에 따라 부설 가이드(26a)가 상하 방향으로 변위한다. 그리고, 그 부설 기구(26)는, 부설 가이드(26a)의 상하 방향에 있어서의 위치에 관하여, 프리프레그(P)를 부설할 때의 위치이며 테이블(40)의 천판(40a) 상의 적층 영역(40c)에 근접한 위치인 작동 위치, 및 테이블(40)의 천판(40a)에 대하여 상방으로 이간된 위치인 비작동 위치의 2위치 사이에서 부설 가이드(26a)가 변위하도록, 구동 모터(26b)의 구동이 제어된다.

압접 기구(28)는, 적층 영역(40c)에 있어서 부설된 프리프레그(P)를 테이블(40) 상에서 압접하는 압접 롤러(28a)를 구비하고 있다. 그리고, 압접 기구(28)는, 그 압접 롤러(28a)가 에어 실린더 등의 유체압 실린더(28b)에 의하여 지지된 구성으로 되어 있다. 즉, 압접 기구(28)는, 압접 롤러(28a) 및 유체압 실린더(28b)를 포함하고, 압접 롤러(28a)가 유체압 실린더(28b)의 로드에 대하여 브래킷(28c)을 통하여 회전 가능하게 지지된 구성으로 되어 있다. 그리고, 그 유체압 실린더(28b)는, 부설 기구(26)에 대하여, 프리프레그(P)의 인출 방향에 있어서의 하류 측에 있어서, 로드가 연직 방향의 하방을 향하여 뻗는 방향으로, 지지 프레임 내에 마련되어 있다. 또한, 부설 기구(26)와 압접 기구(28)는, 적층 헤드(20)의 폭 방향(프리프레그(P)의 폭 방향)에 관하여, 부설 가이드(26a) 및 압접 롤러(28a)의 양자의 중심이 일치하는 배치로 마련되어 있다.

또한, 그 압접 기구(28)에 대하여, 유체압 실린더(28b)는, 예를 들면 단동식의 에어 실린더이며, 로드를 후퇴 방향(상방)으로 부세하는 스프링 등의 부세 수단을 내장하고 있다. 그리고, 그 압접 기구(28)에 있어서는, 유체압 실린더(28b)에 대하여 압축 공기가 공급됨으로써, 그 유체압 실린더(28b)의 로드가 하방을 향하여 전진하고, 압접 롤러(28a)가 적층 영역(40c)에 있어서 부설된 프리프레그(P)에 대하여 압접된 상태가 된다. 또한, 적층 헤드(20)가 적층 방향으로 이동함으로써, 그 압접 기구(28)에 있어서의 압접 롤러(28a)가, 프리프레그(P)에 대하여 압접된 상태로, 회전하면서 이미 부설된 프리프레그(P) 위를 따르는 형태로 이동한다. 그 결과로서, 부설된 프리프레그(P)는, 테이블(40) 상에서 압착된 상태가 된다. 또한, 프리프레그(P)의 적층 시 이외의 적층 헤드(20)의 이동 시에는, 그 유체압 실린더(28b)에 대한 압축 공기의 공급이 정지되고, 그에 따른 로드의 후퇴에 따라, 압접 롤러(28a)는, 테이블(40)에 대하여 상방으로 이간된다.

또, 적층 헤드(20)는, 적층된 프리프레그(P)로부터 박리된 박리지(RP)를 권취하여 회수하는 회수부를 구비하고 있다. 즉, 적층 헤드(20)는, 상기한 바와 같이 커터부(30)가 프리프레그(P)만을 절단하도록 구성되어 있음으로써 연속적인 장척의 상태가 유지되어 있는 박리지(RP)를 권취하기 위한 권취 릴(25)을 포함하는 회수부를 구비하고 있다. 또한, 그 회수부에 있어서의 권취 릴(25)은, 지지 프레임에 있어서의 한 쌍의 지지판(23, 23) 사이에 가설되는 형태로 회전 가능하게 마련된 지지축(25a)에 대하여, 상대 회전 불가능하게 감장되는 형태로 지지되어 있다.

또, 그 회수부는, 박리지(RP)의 경로를 안내하기 위한 가이드 롤러(27)를 포함하고 있다. 단, 그 가이드 롤러(27)는, 부설 가이드(26a)보다 상방에 배치되고, 박리지(RP)를 부설 기구(26)에 있어서의 부설 가이드(26a)의 선단으로부터 상방을 향하여 안내하도록 마련되어 있다. 또, 그 가이드 롤러(27)는, 부설 가이드(26a)로부터 가이드 롤러(27)에 이르는 박리지(RP)의 경로가, 상기한 바와 같이 상기 하류 측에 배치된 압접 기구(28)에 간섭하지 않도록 배치되어 있다. 또한, 권취 릴(25)(지지축(25a))은, 그와 같이 배치된 가이드 롤러(27)에 의하여 안내된 박리지(RP)를 권취하는 것이 가능한 위치에 놓여 있다.

또한, 회수부는, 권취 릴(25)을 회전 구동하기 위한 구동 모터(25b)로서, 권취 릴(25)을 지지하는 지지축(25a)에 연결된 구동 모터(25b)를 포함하고 있다. 또, 상기한 원반 롤(21)을 포함하는 프리프레그(P)의 공급부는, 원반 롤(21)을 회전 구동하기 위한 구동 모터(21b)로서, 원반 롤(21)을 지지하는 지지축(21a)에 연결된 구동 모터(21b)를 포함하고 있다.

또한, 그 공급부에 있어서의 구동 모터(21b) 및 회수부에 있어서의 구동 모터(25b)에 대하여, 프리프레그(P)는, 부설 기구(26)에 있어서의 부설 가이드(26a)에 의하여 적층 영역(40c)에 있어서 부설됨과 함께 압접 기구(28)에 있어서의 압접 롤러(28a)에 의하여 테이블(40) 상에서 압접된 상태로, 적층 헤드(20)가 적층 방향으로 이동함으로써, 원반 롤(21)로부터 인출되게 된다. 그와 같은 적층 헤드(20)의 이동에 따른 원반 롤(21)로부터의 프리프레그(P)의 인출에 있어서, 원반 롤(21)을 지지하는 지지축(21a)에 연결된 구동 모터(21b)는, 원반 롤(21)로부터 부설 가이드(26a)의 하단에 이르는 프리프레그(P)가 원하는 장력으로 느슨함이나 비틀림 등이 발생하지 않는 상태가 되도록, 원반 롤(21)을 회전 구동하는 그 구동이 제어된다. 또, 권취 릴(25)을 지지하는 지지축(25a)에 연결된 구동 모터(25b)는, 적층 시에 있어서의 적층 헤드(20)의 이동에 따라 프리프레그(P)로부터 순차 박리되는 박리지(RP)가 느슨함 등을 발생하지 않고 적절히 권취 릴(25)에 권취되도록, 권취 릴(25)을 회전 구동하는 그 구동이 제어된다.

또, 트림 기구(60)는, 프리프레그(P)로 이루어지는 프리프레그 적층재(PS)를 재단하기 위한 트림 헤드(70)와, 트림 헤드(70)를 지지하는 문형의 지지 구조체(제2 구조체에 상당)(80)와, 지지 구조체(80)를 지지하는 한 쌍의 사이드 레일(81, 81)을 포함하고 있다.

그들 중, 한 쌍의 사이드 레일(81, 81)은, 장척 각기둥 형상의 기부(81a)를 주체로 하여 구성되어 있다. 또한, 각 사이드 레일(81)은, 바닥면 상에서 세워 설치되어 서로 이간하여 마련된 한 쌍의 지지부(81b, 81b)로서, 그 사이에 기부(81a)를 지지하는 한 쌍의 지지부(81b, 81b)를 포함하고 있다. 따라서, 각 사이드 레일(81)은, 그 기부(81a)가, 바닥면 상에 설치된 적층 기구(10)에 있어서의 사이드 레일(51)보다 상방에 위치하는(상하 방향에 관하여 테이블(40)의 천판(40a)에 가까운 위치에 위치하는) 구성으로 되어 있다. 또한, 한 쌍의 사이드 레일(81, 81)은, 테이블(40)의 폭 방향 양측에, 그 길이 방향이 전후 방향과 평행하도록 위치하고 있다. 그 한 쌍의 사이드 레일(81, 81)은, 적층 기구(10)에 있어서의 한 쌍의 사이드 레일(51, 51)에 대하여, 상기 폭 방향에 있어서의 내측에 배치되어 있다.

또, 지지 구조체(80)는, 각 사이드 레일(81)에 대응시켜 마련된 한 쌍의 칼럼(83, 83)과, 양 칼럼(83, 83) 사이에 가설된 크로스 빔(제2 지지부에 상당)(85)을 구비하고 있다. 각 칼럼(83)은, 대좌부(83a)와 그 대좌부(83a) 상에 세워 설치된 지주(83b)로 구성되어 있다. 그리고, 각 칼럼(83)은, 그 대좌부(83a)에 있어서, 대응하는 사이드 레일(81)에 있어서의 기부(81a) 상에 재치된 상태로 마련되어 있다.

또, 크로스 빔(85)은, 장척 각기둥 형상의 빔 부재이며, 그 양 단부의 각각이 양 칼럼(83, 83)의 지주(83b, 83b)에 지지되는 형태로, 한 쌍의 칼럼(83, 83) 사이에 가설되어 있다. 그와 같이 크로스 빔(85)이 가설된 상태로, 양 칼럼(83, 83)은, 상기 전후 방향에 있어서의 위치가 일치하는 상태로 되어 있고, 이로써 크로스 빔(85)은, 그 길이 방향이 상기 폭 방향에 일치하는 상태로 되어 있다.

또한, 그 지지 구조체(80)에 있어서, 양 칼럼(83, 83)은, 그 한 쌍의 칼럼(83, 83) 사이에 가설되는 크로스 빔(85)의 높이 위치, 나아가서는 후술하는 바와 같이 그 크로스 빔(85) 상에 재치되는 트림 헤드(70)의 높이 위치가, 지지 구조체(50)에 있어서의 크로스 빔(55)보다 하방이 되는 높이 치수를 갖고 있다. 따라서, 사이드 레일(81)이 적층 기구(10)에 있어서의 사이드 레일(51)에 대하여 상기한 바와 같이 배치됨에 따라, 지지 구조체(80)는, 상기 전후 방향에서 보아, 지지 구조체(50)에 있어서의 한 쌍의 칼럼(53, 53)과 크로스 빔(55)으로 둘러싸인 공간 내에 위치하고 있으며, 나아가서는, 그 지지 구조체(80)에 지지되는 트림 헤드(70)도 그 공간 내에 위치하고 있다.

트림 헤드(70)는, 프리프레그 적층재(PS)를 재단하기 위한 커터 날(71)과, 그 커터 날(71)을 지지하는 지지축(73)과, 지지축(73)을 지지함과 함께 커터 날(71)에 의한 원하는 재단이 행해지도록 지지축(73)에 대하여 그 재단을 위한 동작을 부여하는 재단 기구(도시하지 않음)가 내장된 본체부(75)를 구비하고 있다. 그리고, 트림 헤드(70)는, 그 본체부(75)에 있어서 크로스 빔(85)에 대하여 지지되어 있다. 단, 트림 헤드(70)는, 적층 헤드(20)가 지지 구조체(50)에 대하여 매달려 있는 것에 반하여, 그 본체부(75)가 크로스 빔(85) 상에 재치되는 형태로 지지되어 있다.

그 트림 헤드(70)의 각 구성에 대하여, 본체부(75)는, 내부의 상기 재단 기구를 지지함과 함께 크로스 빔(85)에 지지되는 기부(도시하지 않음)를 기체(基體)로 하고, 상기 재단 기구 및 상기 기부를 덮는 케이스체(75a)에 의하여, 전체적으로 박스 형태로 구성되어 있다. 또한, 본체부(75)는, 상기 기부에 있어서 크로스 빔(85)에 지지된 상태로, 상기 전후 방향에 있어서의 한쪽의 측으로 돌출됨과 함께, 그 돌출되는 부분(돌출부)이 상하 방향에 있어서 크로스 빔(85) 측으로 뻗도록 형성되어 있고, 상기 폭 방향에서 보아 L자형을 이루도록 형성되어 있다. 또한, 상기 재단 기구는, 주로 그 돌출부 내에 위치하는 위치에 상기 기부에 장착되어 있다.

그리고, 지지축(73)은, 상기한 바와 같이 본체부(75)에 내장된 상기 재단 기구에 대하여 장착됨으로써, 본체부(75)(상기 재단 기구)에 의하여 지지되어 있다. 지지축(73)은, 그 축선의 방향이 상하 방향과 평행이 되는 방향으로 상기 재단 기구에 대하여 장착되어 있다. 또한, 지지축(73)은, 상기한 바와 같이 지지된 상태로 본체부(75)의 상기 돌출부로부터 돌출되는 길이 치수를 갖고 있고, 그 하단부가 상기 돌출부로부터 돌출되어 상기 돌출부의 하방에 위치하도록 마련되어 있다.

또, 지지축(73)은, 상기한 바와 같이 본체부(75)(상기 돌출부)로부터 돌출되는 하단부에, 커터 날(71)을 장착하기 위한 커터 홀더(73a)를 갖고 있다. 그리고, 커터 날(71)은, 그 날면(71a)이 하방을 향하는 방향으로, 그 커터 홀더(73a)에 대하여 장착되어 있다.

또한, 상기 재단 기구는, 프리프레그 적층재(PS)의 재단을 위하여 커터 날(71)에 대하여 지지축(73)을 통하여 상하 방향의 진동을 부여하는 기구, 및 프리프레그 적층재(PS)를 원하는 형상으로 재단하기 위하여 커터 날(71)의 날면(71a)을 임의의 방향을 향하게 하기 위하여 지지축(73)을 그 축선 둘레로 회동시키는 기구를 포함하고 있다. 또한, 본체부(75)는, 상하 방향에 관하여, 재단 시에 커터 날(71)을 프리프레그 적층재(PS)에 접근시킴과 함께 비재단 시에 커터 날(71)을 프리프레그 적층재(PS)로부터 이간시키기 위하여, 커터 날(71)을 상하 방향으로 변위시키는 변위 기구(도시하지 않음)도 케이스체(75a) 내에 구비하고 있다.

또, 그 트림 기구(60)에 있어서, 트림 헤드(70)와 크로스 빔(85)의 사이에는, 트림 헤드(70)를 상기 폭 방향으로 이동시키기 위한 헤드 이동부(77)가 마련되어 있다. 그 헤드 이동부(77)는, 트림 헤드(70)에 있어서의 본체부(75)에 대하여 출력축의 축심을 연직 방향을 향하게 하여 장착된 구동 모터(77a)와, 크로스 빔(85)의 측면에 장착된 랙(77b)과, 구동 모터(77a)의 출력축에 장착됨과 함께 랙(77b)과 맞물리는 피니언 기어(77c)로 구성되어 있다. 따라서, 트림 기구(60)는, 그 헤드 이동부(77)에 의하여, 트림 헤드(70)가 크로스 빔(85) 상에 있어서 상기 폭 방향으로 이동하도록 구동되는 구성으로 되어 있다.

또, 트림 기구(60)에 있어서, 각 사이드 레일(81)의 기부(81a)와 그 기부(81a) 상에 재치되는 칼럼(83)의 사이에는, 트림 헤드(70)를 상기 전후 방향으로 이동시키기 위한 헤드 이동부(제2 구동부에 상당)(78)가 각각 마련되어 있다. 그 각 헤드 이동부(78)는, 칼럼(83)에 대하여 출력축의 축심을 연직 방향을 향하게 하여 장착된 구동 모터(78a)와, 랙(78b)가 상기 전후 방향으로 연재되도록 사이드 레일(81)의 기부(81a)의 측면에 장착된 랙(78b)과, 구동 모터(78a)의 출력축에 장착됨과 함께 랙(78b)과 맞물리는 피니언 기어(78c)로 구성되어 있다. 이로써, 그 트림 기구(60)는, 사이드 레일(81)(기부(81a)) 상에 있어서 양 칼럼(83, 83)이 상기 전후 방향으로 이동하도록 구동되는 구성으로 되어 있다. 그리고, 그와 같이 양 칼럼(83, 83)이 이동됨에 따라, 지지 구조체(80)가 전체적으로 상기 전후 방향으로(테이블(40)을 따라) 이동한다. 따라서, 트림 기구(60)는, 그 헤드 이동부(78)에 의하여 지지 구조체(80)가 상기 전후 방향으로 이동됨에 따라, 트림 헤드(70)가 상기 전후 방향으로 이동되도록 구성되어 있다.

또한, 이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예의 제조 장치(1)에서는, 적층 기구(10)에 있어서는 크로스 빔(55) 및 한 쌍의 칼럼(53, 53)을 주체로 하는 지지 구조체(50)에 의하여 적층 헤드(20)가 지지됨과 함께, 트림 기구(60)에 있어서는 크로스 빔(85) 및 한 쌍의 칼럼(83, 83)으로 이루어지는 지지 구조체(80)에 의하여 트림 헤드(70)가 지지되어 있다. 즉, 제조 장치(1)에 있어서는, 적층 헤드(20) 및 트림 헤드(70)는, 그 지지 구조체(50)와 지지 구조체(80)에 의하여 지지되어 있다. 따라서, 그 제조 장치(1)에 있어서는, 지지 구조체(50)와 지지 구조체(80)의 조합이, 본 발명에서 말하는 지지 구조에 상당한다.

또한, 제조 장치(1)에 있어서는, 그 지지 구조의 일부인 지지 구조체(50)가 한 쌍의 사이드 레일(51, 51)에 의하여 지지 구조체가 상기 전후 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 지지 구조체(80)가 한 쌍의 사이드 레일(81, 81)에 의하여 지지 구조체가 상기 전후 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 즉, 지지 구조는, 한 쌍의 사이드 레일(51, 51)과 한 쌍의 사이드 레일(81, 81)에 의하여, 지지 구조체가 테이블(40)을 따라 상기 전후 방향으로 이동 가능하도록 지지되어 있다. 따라서, 그 제조 장치(1)에 있어서의 한 쌍의 사이드 레일(51, 51)과 한 쌍의 사이드 레일(81, 81)의 조합이, 본 발명에서 말하는 안내 부재에 상당한다.

또, 제조 장치(1)에 있어서는, 한 쌍의 사이드 레일(51, 51) 상에서의 지지 구조체(50)의 이동이 헤드 이동부(58)에 의하여 행해짐과 함께, 한 쌍의 사이드 레일(81, 81) 상에서의 지지 구조체(80)의 이동이 헤드 이동부(78)에 의하여 행해지는 것으로 되어 있다. 즉, 제조 장치(1)에 있어서는, 안내 부재 상에서의 지지 구조의 이동이, 헤드 이동부(58)와 헤드 이동부(78)에 의하여 행해지는 것으로 되어 있다. 따라서, 그 제조 장치(1)에 있어서의 헤드 이동부(58)와 헤드 이동부(78)와의 조합이, 본 발명에서 말하는 구동 기구에 상당한다.

그리고, 이상에서 설명한 각 구성 요소를 구비한 제조 장치(1)에 의하여 섬유 강화 재료편으로서의 프리프레그 적층재편을 제조함에 있어서는, 먼저, 적층 기구(10)에 의하여 테이블(40) 상의 적층 영역(40c)에 있어서 프리프레그(P)를 적층하는 적층 공정이 행해진다. 그 적층 기구(10)에 의한 적층 공정에서는, 먼저, 지지 구조체(50)의 동작에 의하여 적층 헤드(20)가 적층 영역(40c)에 있어서의 적층 개시 위치를 향하여 이동되고, 그 적층 헤드(20)에 있어서의 부설 기구(26)의 부설 가이드(26a)가 상기 적층 개시 위치의 상방에 위치한 상태가 된다. 그리고, 부설 기구(26)에 있어서 부설 가이드(26a)를 상기 작동 위치로 하강시키는 동작이 행해지며, 이로써 원반 롤(21)에 연결되는 프리프레그(P)가 부설 가이드(26a)에 의하여 테이블(40) 상에서 테이블(40) 측으로 눌려진 상태가 된다.

또한, 적층 헤드(20)가 상기한 바와 같이 지지 구조체(50)에 의하여 적층 방향으로 이동됨으로써, 프리프레그(P)가 원반 롤(21)로부터 인출되면서 테이블(40) 상의 적층 영역(40c)에 있어서 부설된다. 또한, 그와 같이 프리프레그(P)가 부설되는 과정에 있어서, 원반 롤(21)로부터 인출되고 있는 프리프레그(P)는, 그 인출 길이가 소정 부설 길이에 도달한 시점에서, 프리프레그(P)의 경로에 있어서의 부설 가이드(26a)보다 상류 측에 마련된 커터부(30)에 의하여 절단된다. 이로써, 테이블(40) 상에서 부설되는 프리프레그(P)는, 원반 롤(21)에 연결되는 프리프레그(P)와는 분리되어 프리프레그편(P’)이 된다. 단, 그 절단은, 상술한 바와 같이 프리프레그(P)에 첩착된 박리지(RP)는 절단되지 않고, 프리프레그(P)만이 절단되도록 행해진다.

그리고, 상기한 부설을 위한 적층 헤드(20)의 이동에 따라, 프리프레그편(P’)의 절단 단부가 부설 가이드(26a)의 위치에 도달한 시점에서, 부설 기구(26)에 있어서 구동 모터(26b)가 구동되고, 부설 가이드(26a)가 상기 비작동 위치를 향하여 변위된다. 이로써, 소정 부설 길이의 프리프레그편(P’)이 부설된 상태가 된다. 그리고, 이상의 동작이 반복됨으로써, 프리프레그편(P’)이 테이블(40) 상, 또는 이미 부설된 프리프레그편(P’) 상에 부설(적층)된 상태가 된다. 단, 프리프레그편(P’)은 그와 같이 부설된 상태가 되지만, 박리지(RP)는 상기한 바와 같이 절단되어 있지 않기 때문에, 상기한 부설에 따라 프리프레그편(P’)이 박리된 박리지(RP)는, 권취 릴(25)에 대하여 권취된다.

또한, 적층 헤드(20)는, 상술한 바와 같이 부설 기구(26)의 상기 하류 측에 마련된 압접 기구(28)를 구비하고 있다. 그리고, 상기한 바와 같이 프리프레그(P)(프리프레그편(P’))를 부설하는 과정에 있어서는, 그 압접 기구(28)는, 유체압 실린더(28b)에 대하여 압축 공기가 공급되어 압접 롤러(28a)가 하방을 향하여 부세된 상태가 된다. 이로써, 상기한 바와 같이 테이블(40) 상 또는 프리프레그편(P’) 상에 부설된 프리프레그(P)(프리프레그편(P’))는, 그 압접 롤러(28a)에 의하여 테이블(40) 측에 압접되며, 테이블(40) 또는 프리프레그편(P’)에 대하여 압착된 상태가 된다. 또, 그 압접 기구(28)에 있어서는, 각 부설의 과정에서 압접 롤러(28a)가 프리프레그편(P’)의 절단 단부에 도달한 시점에서, 유체압 실린더(28b)에 대한 압축 공기의 공급이 정지되고, 압접 롤러(28a)가 상방으로 변위한 상태가 된다.

그리고, 이상과 같은 적층 공정에 의하여 테이블(40) 상의 적층 영역(40c)에 있어서 프리프레그(P)가 적층됨으로써, 적층된 복수의 프리프레그(P)(프리프레그편(P’))로 이루어지는 프리프레그 적층재(PS)가 형성된다.

또한, 제조 장치(1)에 있어서는, 그와 같이 형성된 프리프레그 적층재(PS)로부터 소정 형상의 프리프레그 적층재편을 잘라 내는 트림 공정이, 그 트림 기구(60)에 의하여 행해진다.

그 트림 공정에서는, 먼저, 커터 날(71)이 재단 개시 위치의 상방에 위치하도록, 트림 헤드(70)가 지지 구조체(80)의 동작에 의하여 이동된다. 그리고, 그 트림 헤드(70)에 있어서, 상기 변위 기구가 구동되어 커터 날(71)이 프리프레그 적층재(PS)를 절단하는 위치로까지 하강된다. 이로써, 커터 날(71)의 선단 부분이 프리프레그 적층재(PS)에 대하여 삽입된 상태가 된다.

또한, 소정 형상의 프리프레그 적층재편을 잘라 내기 위하여 설정된 이동 양태에 따라 트림 헤드(70)가 이동함(지지 구조체(80)가 동작함)으로써, 그 커터 날(71)에 의하여 프리프레그 적층재(PS)가 순차 재단된다. 또한, 그 재단의 과정에 있어서는, 상기한 바와 같이 본체부(75)의 상기 재단 기구에 의하여 커터 날(71)에 대하여 상하 방향의 진동이 부여되기 때문에, 그 재단이 순조롭게 행해진다. 또, 그 트림 헤드(70)의 이동은, 지지 구조체(80)에 의한 상기 전후 방향 및/또는 상기 폭 방향의 이동으로서 행해지지만, 잘려 나오는 프리프레그 적층재편의 형상에 따라서는, 그 이동의 과정에 있어서 상기 재단 기구에 의하여 지지축(73)의 축선 주위에 커터 날(71)을 회동시키는 동작이 추가된다. 그리고, 그와 같은 트림 헤드(70)의 일련의 동작이 완료됨으로써, 프리프레그 적층재(PS)로부터 소정 형상의 프리프레그 적층재편이 잘려 나온 상태가 된다.

위에서 설명한 제조 장치(1)에 있어서, 본 발명에서는, 트림 기구(60)가, 적층 공정 시에 있어서 트림 헤드(70)를 적층 헤드(20)에 대하여 간섭하지 않는 위치(퇴피 위치)에 배치할 수 있도록 구성되어 있고, 또한 적층 기구(10)가, 트림 공정 시에 있어서 적층 헤드(20)를 트림 헤드(70)에 대하여 간섭하지 않는 위치(퇴피 위치)에 위치할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 그 트림 헤드(70)용의 퇴피 위치 및 적층 헤드(20)용의 퇴피 위치는, 상기 전후 방향에 있어서 테이블(40) 상의 적층 영역(40c)과 중복되지 않는 위치로 설정된다. 그 구성에 대하여, 자세하게는 이하와 같다. 이하의 설명에서는, 상기 전후 방향에 관하여, 도 1에 나타내는 배치 상태에 있어서 트림 헤드(70)에 대한 적층 헤드(20)의 측을 "전(전측, 전방)"이라고 하고, 그 반대의 측을 "후(후측, 후방)"라고 한다.

먼저, 트림 기구(60)에 대하여, 그 각 사이드 레일(81)의 기부(81a)는, 그 상기 전후 방향에 있어서의 치수가 테이블(40)의 천판(40a)의 길이 방향에 있어서의 치수보다 큰 것으로 되어 있다. 그리고, 각 사이드 레일(81)은, 상기 전후 방향에 있어서, 기부(81a)의 전단(기부(81a)에 있어서의 전측의 단부)의 위치가 테이블(40)의 전단 가장자리(천판(40a)의 전측의 단부 가장자리)의 위치에 대략 일치하도록 배치되어 있다.

이로써, 각 사이드 레일(81)은, 상기 전후 방향에 관하여, 그 기부(81a)가 테이블(40)의 후단 가장자리(천판(40a)의 후측의 단부 가장자리)보다 후방으로 연재되는 형태로 마련되어 있다. 또한, 제조 장치(1)에 있어서, 적층 영역(40c)은, 상술한 바와 같이 테이블(40)의 천판(40a) 내에 정해져 있다. 따라서, 각 사이드 레일(81)에 있어서의 기부(81a)에 있어서, 테이블(40)의 후단 가장자리보다 후방으로 연재되는 부분(후단 부분)은, 당연히 적층 영역(40c)보다 후방에 위치하고 있다. 또한, 각 사이드 레일(81)에 있어서의 기부(81a)는, 그 각 기부(81a)에 있어서의 가장 후측의 부분(최후단부) 상에 칼럼(83)이 위치하는 지지 구조체(80)의 배치에 있어서, 상기 전후 방향에 있어서 트림 헤드(70)와 테이블(40)이 중복되지 않는 길이 치수를 상기 후단 부분이 갖도록 구성되어 있다.

또, 적층 기구(10)에 대하여, 그 각 사이드 레일(51)의 기부(51a)는, 그 상기 전후 방향에 있어서의 치수가 테이블(40)의 천판(40a)의 길이 방향에 있어서의 치수보다 큰 것으로 되어 있다. 그리고, 각 사이드 레일(51)은, 상기 전후 방향에 있어서, 기부(51a)의 후단(기부(51a)에 있어서의 후측의 단부)의 위치가 테이블(40)의 후단 가장자리(천판(40a)의 후측의 단부 가장자리)의 위치에 대략 일치하도록 배치되어 있다.

이로써, 각 사이드 레일(51)은, 상기 전후 방향에 관하여, 그 기부(51a)가 상기한 테이블(40)의 전단부 가장자리보다 전방으로 연재되는 형태로 마련되어 있다. 따라서, 각 사이드 레일(51)에 있어서의 기부(51a)에 있어서, 테이블(40)의 전단부 가장자리보다 전방으로 연재되는 부분(전단 부분)은, 상기한 바와 같이 테이블(40)의 천판(40a) 내에 정해지는 적층 영역(40c)보다 전방에 위치하고 있다. 또한, 각 사이드 레일(51)에 있어서의 기부(51a)는, 그 각 기부(51a)에 있어서의 가장 전측의 부분(최전단부) 상에 칼럼(53)이 위치하는 지지 구조체(50)의 배치에 있어서, 상기 전후 방향에 있어서 적층 헤드(20)와 테이블(40)이 중복되지 않는 길이 치수를 상기 전단 부분이 갖도록 구성되어 있다.

이상과 같이 본 실시예의 제조 장치(1)에 있어서는, 적층 기구(10)에 있어서의 각 사이드 레일(51)과 트림 기구(60)에 있어서의 각 사이드 레일(81)이, 테이블(40)에 대하여, 상기 전후 방향에 있어서 그 존재 범위가 중복되도록 마련되어 있다. 즉, 제조 장치(1)는, 상기한 적층 기구(10)에 의한 적층 공정을 행함과 함께 트림 기구(60)에 의한 트림 공정을 그 동일한 테이블(40) 상에서 행하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 제조 장치(1)에 있어서는, 적층 기구(10)에 있어서의 지지 구조체(50)가 상기한 적층 헤드(20)용의 퇴피 위치에 적층 헤드(20)를 배치 가능하도록 구성됨과 함께, 트림 기구(60)에 있어서의 지지 구조체(80)가 상기한 트림 헤드(70)용의 퇴피 위치에 트림 헤드(70)를 배치 가능하도록 구성되어 있다. 따라서, 그 제조 장치(1)에 의하면, 적층 공정과 트림 공정을 공통의 테이블(40) 상에서 행하는 것이 가능하게 된다.

자세하게는, 제조 장치(1)에 있어서 프리프레그 적층재편을 제조함에 있어서는, 먼저 상술한 바와 같이 적층 기구(10)에 의한 적층 공정이 행해진다. 그 적층 공정을 위하여 적층 영역(40c)을 향한 지지 구조체(50)에 의한 적층 헤드(20)의 이동을 개시하기에 앞서, 트림 기구(60)에 있어서의 지지 구조체(80)는, 각 사이드 레일(81)에 있어서의 기부(81a)의 최후단부 상에 칼럼(83)이 위치하는 상태가 된다. 이로써, 제조 장치(1)는, 트림 헤드(70)가 상기한 트림 헤드(70)용의 퇴피 위치에 배치된 상태가 된다. 그 결과로서, 제조 장치(1)에 있어서는, 상기한 바와 같이 행해지는 적층 공정을 위해 테이블(40) 상(적층 영역(40c) 상)에서 적층 헤드(20)가, 그 동일한 테이블(40) 상에서 트림 공정을 행하도록 마련된 트림 기구(60)에 있어서의 트림 헤드(70)에 간섭하지 않고 이동한다.

또, 제조 장치(1)에 있어서는, 그 적층 공정에 이어 테이블(40) 상의 프리프레그 적층재(PS)로부터 프리프레그 적층재편을 잘라 내는 트림 공정이, 상술한 바와 같이 트림 기구(60)에 의하여 행해진다. 따라서, 적층 공정의 완료 후, 그 트림 공정을 위하여 적층 영역(40c)을 향한 지지 구조체(80)에 의한 트림 헤드(70)의 이동이 개시되지만, 그 이동에 앞서, 테이블(40) 상에 위치하고 있는 적층 헤드(20)를 적층 헤드(20)용의 퇴피 위치를 향하여 이동시키도록 지지 구조체(50)가 구동된다. 이로써, 제조 장치(1)는, 적층 헤드(20)가 상기한 적층 헤드(20)용의 퇴피 위치에 위치한 상태가 된다. 그 결과로서, 제조 장치(1)에 있어서는, 상기한 바와 같이 행해지는 트림 공정을 위해 테이블(40) 상에서의 트림 헤드(70)가, 동일한 테이블(40) 상에서 적층 공정을 행하도록 마련된 적층 기구(10)에 있어서의 적층 헤드(20)에 간섭하지 않고 이동한다.

그와 같은 본 실시예의 제조 장치(1)에 의하면, 적층 공정을 행하기 위한 적층 헤드(20) 및 트림 공정을 행하기 위한 트림 헤드(70)가 함께 지지 구조에 의하여 지지되는 형태로 구비되어 있기 때문에, 각 공정이, 헤드의 교환 작업을 행하지 않고 가능하게 된다. 또한, 그 제조 장치(1)는, 그 적층 헤드(20)를 포함하는 적층 기구(10) 및 트림 헤드(70)를 포함하는 트림 기구(60)가 동일한 테이블(40) 상에서 그 공정을 행하도록 배치되어 있는 상기 구성에서도, 상술한 바와 같이 적층 공정 및 트림 공정의 한쪽의 공정에 있어서의 헤드의 이동이 다른 쪽의 공정을 위한 헤드에 간섭하지 않고 행할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 그 구성에 의하면, 공통의 테이블(40) 상에서 양 공정을 행하는 것이 가능하게 되기 때문에, 상술한 바와 같이 적층 공정과 트림 공정이 다른 장소에서 행해지는 경우에 필요한 반송 공정이 불필요하게 된다. 그리고, 그들의 결과로서, 제조 장치(1)는, 상술한 바와 같은 종래의 제조 장치에 비하여, 효율적으로 섬유 강화 재료편의 제조 작업을 행할 수 있다.

이상에서는, 본 발명에 의한 섬유 강화 재료편의 제조 장치의 일 실시형태(이하, "상기 실시예"라고 함)에 대하여 설명했다. 그러나, 본 발명은 상기 실시예에 있어서 설명한 것에 한정되는 것은 아니며, 이하와 같은 다른 실시형태(변형예)로의 실시도 가능하다.

(1) 지지 구조를 지지하는 안내 부재에 대하여, 상기 실시예에서는, 제조 장치(1)는, 지지 구조로서의 제1 구조체(지지 구조체(50)) 및 제2 구조체(지지 구조체(80))를 지지하기 위하여, 그 안내 부재로서, 한 쌍의 사이드 레일(이하, "사이드 레일쌍"이라고 함)을 2세트(한 쌍의 사이드 레일(51, 51) 및 한 쌍의 사이드 레일(81, 81)) 구비하고 있다. 즉, 제조 장치(1)는, 2세트의 사이드 레일쌍 중 한쪽에서 제1 구조체를 지지함과 함께, 다른 쪽에서 제2 구조체를 지지하도록 구성되어 있다.

그러나, 본 발명의 제조 장치는, 지지 구조가 상기 실시예와 같이 2개의 구조체로 이루어지는 경우여도, 한 쌍의 사이드 레일을 1세트만 구비하고 있어도 된다. 그리고, 그 경우는, 그 한 쌍의 사이드 레일이 본 발명에서 말하는 안내 부재에 상당하게 되며, 그 한 쌍의 사이드 레일에 의하여 양 구조체가 지지되게(한 쌍의 사이드 레일이 양 구조체에 대하여 공통이 되게) 된다.

또한, 상기 실시예의 제조 장치(1)에서는, 도시되어 있는 구성으로부터 명확한 바와 같이, 적층 헤드(20)가 트림 기구(60) 측의 크로스 빔(85)과 간섭할 수 있는 구성이기 때문에, 적층 기구(10) 측의 지지 구조체(50)와 트림 기구(60) 측의 지지 구조체(80)는, 상기 전후 방향에 있어서 서로 중복될 수 없다. 또한, 상기한 바와 같이 1세트의 사이드 레일쌍을 양 구조체에 공통시킨 경우에도, 양 구조체는 상기 전후 방향에 있어서 서로 중복될 수 없다. 따라서, 그 경우의 적층 헤드 퇴피 위치 및 트림 헤드 퇴피 위치도, 상기 실시예와 동일한 위치로 설정되게 된다. 그리고, 그 경우에는, 각 사이드 레일에 있어서의 기부는, 그 각 퇴피 위치에 대응한, 상기 전후 방향에 있어서 테이블(40)보다 전방으로 연재되는 전단 부분 및 후방으로 연재되는 후단 부분을 갖는다.

(2) 상기 실시예의 제조 장치(1)에서는, 2개의 구조체는 상기 전후 방향에 있어서 서로 중복될 수 없다. 그러나, 본 발명의 제조 장치는, 상기 실시예와 동일한 2개의 구조체와, 두 쌍의 사이드 레일을 포함한다. 그 경우에, 양 구조체를 상기 전후 방향에 있어서 서로 중복되도록(상기 전후 방향에 있어서 위치를 바꿔 놓을 수 있도록) 배치하는 것도 가능하다.

구체적으로는, 상기 실시예와 같이 상기 전후 방향에서 보아 적층 기구 측의 구조체로 둘러싸인 공간 내에 트림 기구 측의 구조체가 존재하는 경우에 있어서, 그 적층 기구 측의 구조체를, 트림 기구 측의 구조체의 외측에 적층 헤드를 배치할 수 있도록 구성하면 된다.

그와 같은 적층 헤드의 배치를 가능하게 하기 위한 적층 기구 측의 구조체의 구성으로서는, 예를 들면 그 구조체에 있어서의 크로스 빔을 상기 실시예에 있어서의 크로스 빔(55)보다 장척으로 형성하고, 또한 상기 실시예의 크로스 빔(55)과 비교하여 연장된 부분(연장 부분)이 상기 폭 방향에 있어서 트림 기구 측의 구조체(한 쌍의 칼럼 중 한쪽의 칼럼)의 외측에 위치하도록 적층 기구 측의 구조체를 구성하는 것을 생각할 수 있다. 그 크로스 빔에 있어서의 연장 부분의 길이 치수는, 연장 부분의 존재 범위 내에 적층 헤드를 배치할 수 있는 크기이다. 이로써, 트림 기구 측의 한쪽의 칼럼보다 상기 폭 방향에 있어서의 외측에 적층 헤드를 배치하는 것이 가능해지고, 그 배치에 의하여, 양 구조체가 상기 전후 방향에 있어서 그 배치를 중복시키는 것이 가능하게 된다.

또, 그와 다른 구성으로서는, 구조체에 있어서의 양 칼럼을 상기 실시예에 있어서의 양 칼럼(53, 53)보다 장척으로 형성하는 것을 생각할 수 있다. 그 경우의 양 칼럼의 높이 치수(상하 방향의 치수)는, 트림 기구 측의 구조체(크로스 빔) 및 트림 헤드보다 상방에 적층 헤드를 배치할 수 있는 크기가 된다. 이로써, 트림 기구 측의 크로스 빔 및 트림 헤드보다 상방에 적층 헤드를 배치하는 것이 가능해지고, 그 배치에 의하여, 양 구조체가 상기 전후 방향에 있어서 그 배치를 중복시키는 것이 가능하게 된다.

(3) 트림 헤드 퇴피 위치 및 적층 헤드 퇴피 위치에 대하여, 상기 실시예에서는, 적층 헤드(20)용의 퇴피 위치가 테이블(40)보다 전방의 위치로 설정되고, 트림 헤드(70)용의 퇴피 위치가 테이블(40)보다 후방의 위치로 설정되는 것으로 되어 있다. 즉, 상기 전후 방향에 관하여 적층 영역(40c)에 대한 전방 및 후방 중 한쪽에 적층 헤드(20)용의 퇴피 위치가 설정됨과 함께, 다른 쪽에 트림 헤드(70)용의 퇴피 위치가 설정되어 있다. 그러나, 본 발명의 제조 장치에 있어서, 양 구조체가 상기한 바와 같이 상기 전후 방향에 있어서 그 배치를 중복할 수 있도록 구성된 경우에는, 양 퇴피 위치는, 상기한 바와 같이 설정되는 것에 한정되지 않는다.

즉, 그 경우에 있어서는, 트림 헤드 퇴피 위치를 상기 전후 방향에 관하여 적층 영역에 대한 전방 및 후방 중 한쪽으로 설정한 다음, 적층 헤드 퇴피 위치를 임의의 위치로 설정해도 된다. 자세하게는, 양 구조체는 상기 전후 방향에 있어서 그 배치를 중복시킬 수 있기 때문에, 적층 헤드 퇴피 위치를, 상기 실시예와 같이 트림 헤드 퇴피 위치와는 반대 측에 설정하는 것에 한정되지 않고, 트림 헤드 퇴피 위치와 동일한 측에 설정하는 것으로 해도 된다. 나아가서는, 그와 같이 상기 전후 방향에 있어서의 적층 영역의 전방 또는 후방에 적층 헤드 퇴피 위치를 설정하는 것에 한정되지 않고, 평면에서 보았을 때 적층 영역의 범위 내에 설정하는 것으로 해도 된다.

(4) 상기 실시예의 제조 장치(1)에서는, 2세트의 사이드 레일쌍(사이드 레일쌍(51, 51) 및 사이드 레일쌍(81, 81))이, 상기 폭 방향에 있어서의 테이블(40)의 양측에 있어서, 그 길이 방향이 상기 전후 방향과 평행을 이루도록, 즉, 그 길이 방향이 상기 전후 방향을 따라서 마련되어 있다. 그러나, 본 발명의 제조 장치에서는, 제조 장치가 상기 실시예와 같이 2개의 구조체 및 2세트의 사이드 레일쌍을 구비하도록 구성되어 있는 경우여도, 그 2세트의 사이드 레일쌍은, 그 양쪽 모두가 상기 전후 방향으로 마련되어 있지 않아도 된다.

예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 트림 기구(60) 측의 사이드 레일쌍(81, 81)을 상기 실시예와 동일한 형태로 마련하고, 적층 기구(10’) 측의 한 쌍의 사이드 레일(51’, 51’)을, 상기 전후 방향에 있어서의 테이블(40)의 양측에 있어서 상기 폭 방향을 향하도록 마련해도 된다.

또한, 그 경우에는, 적층 기구(10’) 측의 한 쌍의 사이드 레일(51’, 51’)은, 상기 전후 방향에 있어서 한 쌍의 사이드 레일(81, 81)의 양측에 배치된다. 그리고, 그 사이드 레일쌍(51’, 51’)은, 도시한 바와 같이, 그 길이 치수가 트림 기구(60) 측의 사이드 레일쌍(81, 81)의 상기 폭 방향에 있어서의 간격보다 크고, 또한 한쪽의 사이드 레일(81)의 외측에 적층 헤드(20)용의 퇴피 위치를 설정 가능한 것이 된다.

따라서, 그 경우, 적층 공정 시에는, 트림 헤드(70)가 상기 실시예와 동일한 퇴피 위치에 놓여지고, 트림 공정 시에는, 적층 헤드(20)가 상기한 바와 같이 한쪽의 사이드 레일(81)의 외측에 설정된 퇴피 위치에 놓여진다. 단, 적층 공정 시에 있어서 적층 기구(10’) 측의 구조체(50’)가 트림 기구(60) 측의 구조체(80)를 걸치는 형태가 되기 때문에, 그 구조체(50’)는, 상기 실시예와 동일하게, 크로스 빔(55’)이 구조체(80)(크로스 빔(85)) 및 트림 헤드(70)보다 상방에 위치하도록 구성된다.

(5) 적층 헤드 및 트림 헤드를 지지하는 지지 구조에 대하여, 상기 실시예의 제조 장치(1)는, 그 지지 구조로서 2개의 구조체(지지 구조체(50) 및 지지 구조체(80))를 구비하고 있다. 즉, 제조 장치(1)는, 그 2개의 구조체 중 한쪽에서 적층 헤드를 지지함과 함께, 다른 쪽에서 트림 헤드를 지지하도록 구성되어 있다. 그러나, 본 발명의 제조 장치는, 단일의 구조체로 적층 헤드 및 트림 헤드가 지지되도록(단일의 구조체가 양 헤드에 대하여 공통이 되도록) 구성되어 있어도 된다. 그리고, 그 경우는, 그 단일의 구조체가 본 발명에서 말하는 지지 구조에 상당한다.

구체적으로는, 그 단일의 구조체가 상기 실시예와 동일하게 1개의 크로스 빔을 구비하는 경우에는, 제조 장치를, 양 헤드가 그 1개의 크로스 빔에 있어서 상기 폭 방향으로 위치를 다르게 하여 지지되는 구성으로 하면 된다. 또한, 제조 장치가 그와 같이 구성되어 있는 경우에는, 공통의 크로스 빔에 대하여 양 헤드가 지지됨에 따라, 그 양 퇴피 위치는, 그 한쪽이 상기 폭 방향에 있어서의 크로스 빔의 일단부 측에 설정되고, 다른 쪽이 그 타단부 측에 설정되게 된다. 따라서, 그 크로스 빔의 길이 치수는, 그 일단부 측에 있어서 적층 영역 외에 적층 헤드를 배치하는 것이 가능함과 함께, 타단부 측에 있어서 적층 영역 외에 트림 헤드를 배치하는 것이 가능한 크기가 된다.

또, 상기한 바와 같이 지지 구조가 단일의 구조체로 구성되는 경우에 있어서, 그 구조체는, 이상에서 설명한 1개의 크로스 빔만을 구비하는 것에 한정되지 않고, 각 헤드에 대응시킨 2개의 크로스 빔을 구비하는 것이어도 된다. 구체적으로는, 그 단일의 구조체를, 상기 전후 방향에 있어서 위치를 다르게 하여 한 쌍의 칼럼 사이에 가설되도록 마련되는 2개의 크로스 빔을 구비하도록 구성하고, 그 2개의 크로스 빔 중 한쪽에서 적층 헤드를 지지함과 함께, 다른 쪽에서 트림 헤드를 지지하도록 그 단일의 구조체를 구성해도 된다.

또한, 단일의 구조체가 그와 같이 2개의 크로스 빔을 포함하는 경우에 있어서, 그 양 크로스 빔의 상기 전후 방향에 있어서의 위치 관계가, 각각에 지지된 적층 헤드 및 트림 헤드나 각 헤드를 크로스 빔에 대하여 지지하는 부분의 존재 범위의 관계와 관련해서, 양 헤드를 상기 폭 방향에 있어서 중복하여 배치할 수 없는 것일 수 있다. 그러한 경우에, 상기한 1개의 크로스 빔으로 2개의 헤드가 지지되도록 구성되어 있는 경우와 동일하게, 양 퇴피 위치는, 각각 한쪽의 크로스 빔의 일단부 측 및 다른 쪽의 크로스 빔의 타단부 측이어도 된다.

또, 상기 위치 관계가, 양 헤드를 상기 폭 방향에 있어서 중복하여 배치할 수 있는 것인 경우에는, 양 퇴피 위치가, 각각의 크로스 빔에 있어서 동일한 측이어도 된다. 또한, 그 경우에는, 예를 들면 트림 기구 측의 크로스 빔의 높이 위치를 적층 기구 측의 크로스 빔의 높이 위치보다 낮은 위치(테이블에 가까운 위치)로 설정해도 된다.

또한, 본 발명의 제조 장치에서는, 그 제조 장치가, 상기 실시예와 같이 2개의 구조체 및 두 쌍의 사이드 레일을 구비하는 것이 바람직하고, 나아가서는 그 양 구조체가 상기 전후 방향에 있어서 서로 중복되지 않도록 구성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 자세하게는, 지지 구조를 구성하는 구조체, 특히 적층 헤드를 지지하는 구조체는, 적층 헤드가 상당한 중량물인 점에서, 그에 따른 강성을 갖고 있을 필요가 있다. 또한, 상기 실시예에 있어서의 적층 기구 측의 구조체는, 그 구조체로 둘러싸인 공간 내에 퇴피 위치가 제공되지 않는 구성인 점에서, 상기한 바와 같이 크로스 빔이나 한 쌍의 칼럼이 장척으로 형성되는 경우와 비교하여, 그 각 부에 강도가 낮은 구조를 이용해도, 상응하는 강성을 얻을 수 있다. 이로써, 구조체 자체의 중량을 억제함과 함께 비용을 절감할 수 있기 때문에, 상기한 바와 같이 보다 효율적으로 섬유 강화 재료편의 제조 작업을 행하는 것이 가능함과 함께, 제조 장치 자체의 코스트도 저감시킬 수 있다.

(6) 상기 실시예에서는, 각 구조체는, 헤드를 지지하는 지지부인 크로스 빔(55)(크로스 빔(85))이 그 양단에 있어서 지주로서의 한 쌍의 칼럼(53, 53)(한 쌍의 칼럼(83, 83))에 지지된 문형의 것으로서 구성되어 있다. 그러나, 본 발명의 제조 장치에서는, 구조체는, 그와 같은 문형으로 구성된 것에 한정되지 않고, 지지부가 그 일단부 측만으로 지주에 지지되는 편측 지지형의 것으로서 구성되어도 된다. 또, 구조체가 상기한 바와 같은 편측 지지형으로서 구성되어 있는 경우에는, 그 구조체에 있어서의 지지부는, 상기 실시예의 크로스 빔과 같은 빔 부재에 한정되지 않고, 다축 관절을 가짐으로써 이루어지는 로봇 암이어도 된다.

또, 구조체를 상기한 편측 지지형으로 하는 경우에는, 그 구조체를, 지주에 대하여 지지부가(예를 들면 수평 방향으로) 회동하도록 구성하는 것도 가능하다. 그리고, 그 경우에는, 헤드의 퇴피 위치로의 이동을, 상술한 바와 같은 구조체 전체를 이동시키거나, 또는 구조체 내에서 헤드를 이동시키도록 하는 것에 한정되지 않으며, 지주에 대하여 지지부를 수평 방향으로 회동시키도록 하는 것이어도 된다.

(7) 상기 실시예에서는, 적층 기구(10)를, 강화 섬유 기재인 프리프레그(P)가 권회되는 형태로 구성된 원반 롤(21)이 적층 헤드(20)에 지지되며, 적층 헤드(20)와 함께 원반 롤(21)이 이동하면서 테이블(40) 상(적층 영역(40c))에 강화 섬유 기재의 적층을 행하는 형식의 것으로 했다. 그러나, 본 발명의 제조 장치에 있어서의 적층 기구는, 그와 같은 형식의 것에 한정되지 않고, 적층 헤드와는 별도로, 적층대에 인접시키고 고정적으로 마련된 공급 기구에 있어서 원반 롤이 지지되고, 그 원반 롤로부터 강화 섬유 기재를 적층 헤드에서 인출하여 적층대 상의 적층 영역에 적층을 행하는 형식의 것이어도 된다. 또, 적층 기구는, 상기한 바와 같은 원반 롤의 형태는 아니며, 소정 길이의 시트 형상으로 형성된 강화 섬유 기재를 적층대의 근방에 마련된 공급부에 미리 준비해 두고, 그 시트 형상의 강화 섬유 기재를 적층 헤드에서 적층대 상의 적층 영역으로 반송하여 적층을 행하는 형식의 것이어도 된다.

(8) 상기 실시예의 제조 장치(1)에서는, 단일의 테이블(40)이 본 발명에서 말하는 적층대에 상당하며, 그 테이블(40) 상에 1개의 적층 영역(40c)이 설정되어 있다. 즉, 제조 장치(1)는, 단일의 테이블로 이루어지는 적층대가 1개의 적층 영역을 갖도록 구성되어 있다. 그러나, 본 발명의 제조 장치에 있어서의 적층대는, 그와 같이 적층 영역을 1개만 갖는 것이나 단일의 테이블로 구성되는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 적층대는, 2개의 적층 영역을 설정 가능한 단일의 테이블을 포함해도 된다. 혹은, 적층대는, 각각에 1개의 적층 영역이 설정되는 2개의 테이블의 조합을 포함해도 된다. 어느 경우에도, 그 적층대는, 2개의 적층 영역을 갖는 것이 된다.

또한, 적층대가 그와 같이 2개의 적층 영역을 갖는 경우로서, 지지 구조가 2개의 구조체로 구성되어 있는 경우에는, 한쪽의 적층 영역에 있어서 트림 공정을 행함과 동시에, 다른 쪽의 적층 영역에 있어서 적층 공정을 행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 상기 실시예와 같이 양 구조체가 상기 전후 방향에 있어서 서로 중복될 수 없는 경우에는, 한쪽의 적층 영역에 있어서 적층 공정이 행해진 후, 그 한쪽의 적층 영역에 있어서 트림 공정을 행하면서, 다른 쪽의 적층 영역에 있어서 적층 공정이 동시에 행해지게 된다. 한편, 양 구조체가 상기 전후 방향에 있어서 서로 중복될 수 있는, 즉 양 구조체가 상기 전후 방향에 있어서 교환 될 수 있는 경우에는, 항상 양 공정을 동시에 행하는 것이 가능하게 된다. 어느 경우에도, 적층대가 1개의 적층 영역만 갖는 경우와 비교하여, 작업 효율을 높일 수 있으며, 후자의 경우라면, 보다 높은 작업 효율을 얻을 수 있다.

(9) 상기 실시예에서는, 섬유 강화 재료(프리프레그 적층재(PS))의 근간이 되는 강화 섬유 기재(프리프레그(P))를, 강화 섬유로서의 탄소 섬유에 매트릭스 수지로서의 열경화성 수지(에폭시 수지 등)를 함침시킨 열경화성의 프리프레그로 했다. 그러나, 본 발명의 제조 장치에 이용되는 강화 섬유 기재는, 그것에 한정되지 않으며, 예를 들면 강화 섬유로서 유리 섬유나 아라미드 섬유가 이용된 프리프레그여도 되고, 매트릭스 수지로서 열가소성 수지가 이용된 열가소성의 프리프레그여도 된다. 또한, 그 강화 섬유 기재는, 그와 같은 프리프레그에 한정되지 않고, 강화 섬유가 수속성을 유지할 정도로 접착하기 위해 첨가된 매트릭스 수지나 접합재(바인더) 등을 포함하는 소위 세미프레그여도 된다.

(10) 또, 이상에서 설명한 상기 실시형태는, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니며, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한, 다양하게 변경하거나 수정하는 것이 가능하다.

1: 제조 장치
10: 적층 기구
20: 적층 헤드
21: 원반 롤
40: 테이블
40a: 천판
40c: 적층 영역
50: 지지 구조체
51: 사이드 레일
51a: 기부
53: 칼럼
55: 크로스 빔
57: 새들부
58: 헤드 이동부
59: 헤드 이동부
60: 트림 기구
70: 트림 헤드
77: 헤드 이동부
78: 헤드 이동부
80: 지지 구조체
81: 사이드 레일
81a: 기부
83: 칼럼
85: 크로스 빔
P: 프리프레그
P': 프리프레그편
PS: 프리프레그 적층재

Claims (4)

1. 강화 섬유 기재가 적층되어 형성된 섬유 강화 재료로 이루어지는 섬유 강화 재료편을 제조하는 제조 장치로서,
   강화 섬유 기재의 적층이 행해지는 적층대;
   적층 헤드를 구비함과 함께 상기 적층 헤드를 상기 적층대 상의 고정된 적층 영역 상으로 이동시킴으로써 상기 강화 섬유 기재를 상기 적층 영역에 적층하는 적층 기구;
   트림 헤드를 구비함과 함께 상기 트림 헤드를 상기 적층 영역 상에서 이동시킴으로써 상기 적층 기구에 의하여 형성된 상기 섬유 강화 재료에 대하여 트리밍 가공을 실시하는 트림 기구;
   상기 적층 헤드 및 상기 트림 헤드를 지지하는 지지 구조;
   상기 지지 구조에 대응하여 마련됨과 함께 상기 지지 구조가 상기 적층대를 따라 이동 가능하도록 상기 지지 구조를 지지하는 안내 부재; 및
   상기 지지 구조를 상기 안내 부재 상에서 이동시키는 구동 기구;
   를 포함하고,
   상기 적층 기구가, 상기 강화 섬유 기재를 적층하여 상기 섬유 강화 재료를 형성하는 적층 공정을 실시하도록 구성되어 있고, 상기 트림 기구가, 상기 섬유 강화 재료를 소정 형상으로 재단하는 트림 공정을 실시하도록 구성되어 있어서, 상기 섬유 강화 재료편이 상기 적층 공정 및 상기 트림 공정에 의해 제조되고,
   상기 지지 구조는, 상기 적층 공정에서는 상기 지지 구조에 지지된 상기 트림 헤드가 상기 적층 헤드에 간섭하지 않는 트림 헤드 퇴피 위치에 배치 되게 함과 함께, 상기 트림 공정에서는 상기 지지 구조에 지지된 상기 적층 헤드가 상기 트림 헤드에 간섭하지 않는 적층 헤드 퇴피 위치에 배치되게 하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 재료편의 제조 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지 구조는, 상기 적층 헤드를 지지하는 제1 지지부와, 상기 트림 헤드를 지지하는 제2 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 재료편의 제조 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 지지 구조는, 상기 제1 지지부를 포함하는 제1 구조체와, 상기 제2 지지부를 포함하는 제2 구조체로 구성되어 있으며,
   상기 구동 기구는, 상기 제1 구조체에 대응하여 마련됨과 함께 상기 제1 구조체를 상기 안내 부재 상에서 이동시키는 제1 구동부와, 상기 제2 구조체에 대응하여 마련됨과 함께 상기 제2 구조체를 상기 안내 부재 상에서 이동시키는 제2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 재료편의 제조 장치.
4. 제3항에 있어서,
   각 상기 퇴피 위치가, 상기 안내 부재의 길이 방향에 있어서 상기 적층 영역과 중복되지 않는 영역 외 퇴피 위치이고,
   상기 안내 부재는, 상기 영역 외 퇴피 위치까지 연재되는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 재료편의 제조 장치.

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