プリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置
【課題】プリプレグシートの裁断端末部に跳ね上がりが生じることを確実に防止して、０度層のプリプレグシートを好適に積層することを可能にするプリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置を提供する。
【解決手段】一方向Ｔ１に繊維方向を向けてプリプレグシート８を積層するためのプリプレグ積層ヘッド２６が、プリプレグシート８を被積層体Ｗに積層するように一方向Ｔ１に案内する第１ローラ１２と、この第１ローラ１２を通過したプリプレグシート８を一面側から押圧するとともに剥離紙７をプリプレグシート８の一面から引き剥がすように案内する第２ローラ１３とを備えるとともに、第１ローラ１２と第２ローラ１３の間でプリプレグシート８の一面から剥離紙７を引き剥がし、引き剥がした剥離紙７を第２ローラ１３でプリプレグシート８を押圧するとともにプリプレグシート８の一面に戻すように案内する剥離紙先行剥離手段２７を備える。
【解決手段】一方向Ｔ１に繊維方向を向けてプリプレグシート８を積層するためのプリプレグ積層ヘッド２６が、プリプレグシート８を被積層体Ｗに積層するように一方向Ｔ１に案内する第１ローラ１２と、この第１ローラ１２を通過したプリプレグシート８を一面側から押圧するとともに剥離紙７をプリプレグシート８の一面から引き剥がすように案内する第２ローラ１３とを備えるとともに、第１ローラ１２と第２ローラ１３の間でプリプレグシート８の一面から剥離紙７を引き剥がし、引き剥がした剥離紙７を第２ローラ１３でプリプレグシート８を押圧するとともにプリプレグシート８の一面に戻すように案内する剥離紙先行剥離手段２７を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維シートに樹脂を含浸させたプリプレグシートを積層してプリプレグ積層体を形成するためのプリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、繊維シートに樹脂を含浸させたプリプレグシート（ＦＲＰシート）を複数積層してプリプレグ積層体を製造し（複合材を形成し）、このプリプレグ積層体を用いて、航空機の胴体や主翼などを製作（形成）することが行われている。また、繊維として、軽量、且つ高強度・高弾性といった優れた特長を有することから炭素繊維が多用されている。
【０００３】
また、プリプレグシートは、繊維シートが多数の繊維の繊維方向を揃えて形成され、且つ含浸樹脂に紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を用い、繊維シートに含浸させた状態で樹脂を半硬化（不完全硬化、未硬化）の状態にして形成されている。このため、プリプレグシートには、その一面（あるいは両面）に剥離紙が取り付けられている。
【０００４】
そして、プリプレグ積層体は、プリプレグシートから剥離紙を取り除き、繊維方向を交差させながら複数のプリプレグシートを一体に積層して製造（形成）される。すなわち、繊維方向を０度方向に向けたプリプレグシート（０度層）の上に、繊維方向を例えば４５度方向や９０度方向に向けたプリプレグシート（角度層）を、さらにその上に繊維方向を０度方向に向けたプリプレグシート（０度層）を積層してゆき、このように先行して積層したプリプレグシートで一体形成されたワーク（被積層体）に順次繊維方向を交差させながら所要枚数のプリプレグシートを積層することによってプリプレグ積層体が製造される。
【０００５】
一方、高速で効率よく平板状のプリプレグ積層体を製造するために、プリプレグ自動積層装置が提案、実用化されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００６】
このプリプレグ自動積層装置Ａは、例えば図２に示すように、架台１上に設けられ、一方向Ｔ１に進退自在に載置された積層テーブル２と、積層テーブル２を間にして架設され、一方向Ｔ１に間隔をあけて配設された一対の門型支柱３、４と、一方の門型支柱３に支持されて積層テーブル２の上方に配設された０度層用積層ヘッド（プリプレグ積層ヘッド）５と、他方の門型支柱４に上下方向に延びる軸線周りに回転可能に支持されて積層テーブル２の上方に配設された角度層用積層ヘッド６とを備えて構成されている。
【０００７】
また、０度層用積層ヘッド５は、一面に剥離紙７を取り付けた状態のプリプレグシート８が巻き回された供給ローラ９と、供給ローラ９から繰り出されたプリプレグシート８を巻き掛けて支持する支持ローラ１０と、供給ローラ９と支持ローラ１０の間に設けられ、剥離紙７を裁断することなく、プリプレグシート８のみを所定の長さ毎に（ワークの積層対象ピースの大きさに合わせて）裁断するダイカッター１１と、支持ローラ１０から送られたプリプレグシート８を積層テーブル２上のワークに積層するように一方向Ｔ１に案内するとともに、このプリプレグシート８を一面側から押圧してワークに貼り付けるための前押さえローラ（第１ローラ）１２と、前押さえローラ１２を通過したプリプレグシート８を再度押圧しつつプリプレグシート８から剥離紙７を剥離させるための後押さえローラ（第２ローラ）１３と、プリプレグシート８から剥離した剥離紙７を回収する剥離紙回収ローラ１４とを備えて構成されている。
【０００８】
一方、角度層用積層ヘッド６は、一面に剥離紙７を取り付けた状態のプリプレグシート８が巻き回された供給ローラ１５と、供給ローラ１５から繰り出されたプリプレグシート８を巻き掛けて支持する支持ローラ１６と、供給ローラ１５と支持ローラ１６の間に設けられ、剥離紙７を裁断することなく、プリプレグシート８のみを所定の長さ毎に（ワークの積層対象ピースの大きさに合わせて）裁断するダイカッター１７と、支持ローラ１６から送られたプリプレグシート８をワーク上に重ねるように案内するガイドローラ１８ａと、ガイドローラ１８ａとともにプリプレグシート８をワーク上に重ねるように案内し、且つプリプレグシート８から剥離紙７を剥離させるためのスクレーパーローラ（ガイドローラ）１８ｂと、ガイドローラ１８ａとスクレーパーローラ１８ｂの間に進退自在に設けられ、支持ローラ１６から送られたプリプレグシート８を押圧して積層テーブル２上のワークに貼り付けるための積層シュー１９と、剥離紙７を回収する剥離紙回収ローラ２０とを備えて構成されている。
【０００９】
そして、０度層用積層ヘッド５でワークにプリプレグシート８を積層する際には、剥離紙回収ローラ１４を回転させるとともに剥離紙７が引っ張られ、供給ローラ９からプリプレグシート８が繰り出される。また、供給ローラ９から繰り出すとともに、ダイカッター１１によってプリプレグシート８のみが所定の長さ毎に裁断される。このように裁断したプリプレグシート８が支持ローラ１０を通じてワークの上面に沿うように送られ、前押さえローラ１２によって剥離紙７側からワークに押圧（一次転圧）される。これにより、ダイカッター１１で裁断して分割したプリプレグシート８の裁断ピースがワークの積層対象ピースに重ねて貼り付けられ、一体に積層される。また、後押さえローラ１３を通過するとともに、ワークに貼り付けられたプリプレグシート８が再度押圧（二次転圧）され、且つプリプレグシート８から剥離紙７が引き剥がされて剥離紙回収ローラ１４に巻き取られる。このようにして、繊維方向をワークの長さ方向（プリプレグ積層体の長さ方向、積層テーブル２の搬送方向、一方向Ｔ１）に向けた０度層のプリプレグシート８が０度層用積層ヘッド５によってワークに積層される。
【００１０】
一方、０度層用積層ヘッド５でプリプレグシート８を積層したワークは、積層テーブル２によって角度層用積層ヘッド６側に搬送される。そして、この角度層用積層ヘッド６でワークにプリプレグシート８を積層する際には、角度層用積層ヘッド６を回転させ、ワークの長さ方向（積層テーブル２の搬送方向、一方向Ｔ１）に対して例えば４５度や９０度の所定の交差角度になるように配設し、この状態で剥離紙回収ローラ２０を回転させる。これとともに剥離紙７が引っ張られて供給ローラ１５からプリプレグシート８が繰り出され、ダイカッター１７によってプリプレグシート８のみが所定の長さ毎に裁断される。このとき、ワークの積層対象ピースに応じた形状（例えば４５度層をワークに積層形成する場合には菱形状）で分割するように、プリプレグシート８が裁断される。
【００１１】
このようにプリプレグシート８が支持ローラ１６からガイドローラ１８ａ及びスクレーパーローラ１８ｂによってワークＷの上面に沿うように送られた段階で、積層シュー１９がプリプレグシート８を押圧しつつプリプレグシート８の繊維方向（交差方向Ｔ２）に移動する。これにより、ダイカッター１７で裁断して分割したプリプレグシート８の裁断ピースＳ１がワークＷの積層対象ピースＲ１に重ねて貼り付けられ、一体に積層される。また、スクレーパーローラ１８ｂを通過するとともに、ワークＷに貼り付けたプリプレグシート８から剥離紙７のみが引き剥がされ、剥離紙回収ローラ２０に巻き取られる。このようにして、ワークＷの長さ方向（ひいては０度層のプリプレグシート８の繊維方向Ｔ１）に対して繊維方向Ｔ２が交差する角度層のプリプレグシート８が角度層用積層ヘッド６によってワークＷに積層される。
【００１２】
そして、上記のように０度層用積層ヘッド５と角度層用積層ヘッド６によって順次プリプレグシート８を繊維方向Ｔ１、Ｔ２を交差させながら積層してプリプレグ積層体が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−１７６２５号公報
【特許文献２】特開２００４−１７６３３号公報
【特許文献３】特開２００４−１８１６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来のプリプレグ自動積層装置Ａにおいては、０度層用積層ヘッド（プリプレグ積層ヘッド）５でプリプレグシート８をワークＷ（あるいは積層テーブル２（被積層体））に積層する際に、プリプレグシート８と剥離紙７の粘着性が強いため、図３に示すように、後押さえローラ１３を通過して剥離紙７が引き剥がされるとともに、プリプレグシート８（裁断ピース２１）の裁断端末部Ｓが引き剥がされてしまい、跳ね上がりが発生する場合があった。
【００１５】
そして、このようにプリプレグシート８の裁断端末部Ｓに跳ね上がりが生じたワークＷに次のプリプレグシート８を積層することになるため、表面が凸凹状のプリプレグ積層体が製造（形成）されてしまい、製品の品質を確保できなくなるという問題があった。
【００１６】
また、裁断端末部Ｓに跳ね上がりが生じたワークＷに次のプリプレグシート８を積層すると、加圧によって裁断端末部Ｓの０度層（プリプレグシート８）が折れ曲がってしまうおそれもある。そして、特に炭素繊維はせん断力に弱いため、プリプレグシート８が折れ曲がると所定の力学特性が得られなくなり、この点からも製品の品質を確保できなくなるおそれがあった。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑み、プリプレグシートの裁断端末部に跳ね上がりが生じることを確実に防止して、０度層のプリプレグシートを好適に積層することを可能にするプリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１９】
本発明のプリプレグ積層ヘッドは、繊維シートに樹脂を含浸させたプリプレグシートを複数積層してプリプレグ積層体を形成する際に用いられ、前記プリプレグ積層体の長さ方向に沿う一方向に繊維方向を向けて前記プリプレグシートを積層するためのプリプレグ積層ヘッドであって、前記プリプレグシートは、一面に剥離紙が取り付けられており、被積層体の前後方向に配設され、前記プリプレグシートを前記被積層体に積層するように前記一方向に案内する第１ローラと、該第１ローラを通過した前記プリプレグシートを前記一面側から押圧するとともに前記剥離紙を前記プリプレグシートの一面から引き剥がすように案内する第２ローラとを備えるとともに、前記第１ローラと前記第２ローラの間で前記プリプレグシートの一面から前記剥離紙を引き剥がし、引き剥がした前記剥離紙を前記第２ローラで前記プリプレグシートを押圧するとともに前記プリプレグシートの一面に戻すように案内する剥離紙先行剥離手段を備えていることを特徴とする。
【００２０】
この発明においては、第１ローラと第２ローラの間に剥離紙先行剥離手段が設けられていることにより、第２ローラで剥離紙を引き剥がす前に、第１ローラと第２ローラの間で剥離紙を引き剥がすことができる。また、このように剥離紙先行剥離手段で一度引き剥がした剥離紙が第２ローラに戻すように案内され、第２ローラでプリプレグシートを押圧するとともにプリプレグシートの一面に貼り付けられるため、従来と同様にこの剥離紙を介してプリプレグシートを第２ローラで押圧し、被積層体（ワーク）に一体に積層することが可能になる。
【００２１】
そして、第２ローラで案内されてプリプレグシートの一面から剥離紙を引き剥がす際には、剥離紙先行剥離手段によって、一度、剥離紙がプリプレグシートから引き剥がされているため、プリプレグシートと剥離紙の粘着力が弱められ、容易に剥離紙をプリプレグシートの一面から剥離させることが可能になる。このため、従来のように第２ローラ（後押さえローラ）を通過して剥離紙が引き剥がされるとともにプリプレグシート（裁断ピース）の裁断端末部が被積層体から引き剥がされ、跳ね上がりが発生することを防止できる。
【００２２】
また、本発明のプリプレグ積層ヘッドにおいては、前記剥離紙先行剥離手段が、前記第１ローラと前記第２ローラよりも上方に配設され、前記第１ローラと前記第２ローラの間の前記剥離紙を巻き掛けて設けられた第３ローラを備えて構成されていることが望ましい。
【００２３】
この発明においては、第１ローラと第２ローラの間に第３ローラを設け、この第３ローラに剥離紙を巻き掛けることによって、第１ローラを通過するとともにプリプレグシートの一面から剥離紙を引き剥がすことが可能になる。また、第３ローラで剥離紙を案内させて確実且つ容易に第２ローラに剥離紙を戻すことが可能になる。
【００２４】
さらに、本発明のプリプレグ積層ヘッドにおいては、前記剥離紙先行剥離手段が、前記第３ローラを備えるとともに、前記第１ローラと第３ローラの前記一方向の間に、且つ前記第３ローラよりも下方に配設され、前記第１ローラを通過した前記プリプレグシートの一面から前記剥離紙を引き剥がして前記第３ローラに案内するスクレーパーを備えて構成されていることがより望ましい。
【００２５】
この発明においては、第１ローラと第３ローラの間に、且つ第３ローラよりも下方にスクレーパーを設けることで、第１ローラを通過したプリプレグシートの一面から剥離紙をより確実に引き剥がすことが可能になる。
【００２６】
本発明のプリプレグ自動積層装置は、繊維シートに樹脂を含浸させて形成したプリプレグシートを複数積層してプリプレグ積層体を形成するためのプリプレグ自動積層装置であって、上記のいずれかのプリプレグ積層ヘッドを備えるとともに、前記被積層体が前記プリプレグ積層ヘッドに対して前記一方向に相対的に進退自在に載置される積層テーブルを備えており、前記積層テーブルが、前記被積層体を載置する上面に開口した複数の吸着孔を備えて形成され、前記吸着孔を通じて空気を吸引することによって前記被積層体を吸着状態で保持するように構成されていることを特徴とする。
【００２７】
この発明においては、上記いずれかのプリプレグ積層ヘッドを備えることで、従来のように第２ローラ（後押さえローラ）を通過して剥離紙が引き剥がされるとともにプリプレグシート（裁断ピース）の裁断端末部が被積層体から引き剥がされ、跳ね上がりが発生することを防止できる。また、これとともに、積層テーブルが複数の吸着孔を備えて形成され、吸着孔を通じて空気を吸引して被積層体を吸着状態で保持するように構成されているため、裁断端末部に跳ね上がりが生じたとしても、吸着孔を通じて空気を吸引するとともに裁断端末部を積層テーブル側（被積層体側）に吸引して元の位置に戻すことが可能になる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のプリプレグ積層ヘッド及びプリプレグ自動積層装置においては、第１ローラと第２ローラの間に剥離紙先行剥離手段が設けられていることにより、第２ローラで剥離紙を引き剥がす前に、第１ローラと第２ローラの間で剥離紙を引き剥がすことができる。また、このように剥離紙先行剥離手段で一度引き剥がした剥離紙を第２ローラに戻し、従来と同様にこの剥離紙を介してプリプレグシートを第２ローラで押圧し、被積層体（ワーク）に一体に積層することが可能になる。
【００２９】
そして、第２ローラで案内されてプリプレグシートの一面から剥離紙を引き剥がす際には、剥離紙先行剥離手段によって、一度、剥離紙がプリプレグシートから引き剥がされているため、従来のように第２ローラ（後押さえローラ）を通過して剥離紙が引き剥がされるとともにプリプレグシート（裁断ピース）の裁断端末部が被積層体から引き剥がされ、跳ね上がりが発生することを防止できる。
【００３０】
また、本発明のプリプレグ自動積層装置においては、裁断端末部に跳ね上がりが生じたとしても、吸着孔を通じて空気を吸引するとともに裁断端末部を積層テーブル側（被積層体側）に吸引して元の位置に戻すことが可能になる。
【００３１】
よって、本発明のプリプレグ積層ヘッド及びプリプレグ自動積層装置によれば、プリプレグシートの裁断端末部の跳ね上がりに起因して表面が凸凹状で形成されたり、裁断端末部に折れ曲がりが生じることがなく、高品質の製品を製造（プリプレグ積層体を形成）することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリプレグ積層ヘッド（０度層用積層ヘッド）及びプリプレグ自動積層装置を示す図である。
【図２】プリプレグ自動積層装置を示す斜視図である。
【図３】従来のプリプレグ積層ヘッド（０度層用積層ヘッド）及びプリプレグ自動積層装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図１及び図２を参照し、本発明の一実施形態に係るプリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置について説明する。本実施形態は、繊維シートに樹脂を含浸させたプリプレグシートを積層してプリプレグ積層体を製造（形成）するためのプリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置に関するものである。なお、本実施形態では、図２及び図３に示した０度層用積層ヘッド５及びプリプレグ自動積層装置Ａと同様の構成に対して同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３４】
本実施形態のプリプレグ自動積層装置Ｂは、図２に示したプリプレグ自動積層装置Ａと同様に、架台１上に設けられ、一方向Ｔ１に進退自在に載置された積層テーブル２５と、積層テーブル２５を間にして架設され、一方向Ｔ１に間隔をあけて配設された一対の門型支柱３、４と、一方の門型支柱３に支持されて積層テーブル２５の上方に配設された０度層用積層ヘッド（本発明に係るプリプレグ積層ヘッド）２６と、他方の門型支柱４に上下方向に延びる軸線周りに回転可能に支持されて積層テーブル２５の上方に配設された角度層用積層ヘッド６とを備えて構成されている。
【００３５】
一方、本実施形態のプリプレグ自動積層装置Ｂにおいては、図１に示すように、積層テーブル２５が多孔質板を用いて形成され、上面に開口する複数（多数）の吸着孔２５ａを備えて形成されている。そして、例えば、真空吸引装置に接続して架台１に吸引管が設けられ、この吸引管と複数の吸着孔２５ａが繋げられている。これにより、本実施形態の積層テーブル２５は、真空吸引装置を駆動し、吸着孔２５ａを通じて空気を吸引することにより、積層テーブル２５上に離型フィルムを介して載置されたワークＷ（被積層体）を吸着状態で保持できるように構成されている。
【００３６】
また、０度層用積層ヘッド２６は、プリプレグ積層体の長さ方向に沿う一方向Ｔ１に繊維方向を向けてプリプレグシート８をワークＷ（あるいは積層テーブル２５；被積層体）に積層するためのプリプレグ積層ヘッドである。
【００３７】
そして、本実施形態の０度層用積層ヘッド２６は、供給ローラ９と、供給ローラ９から繰り出されたプリプレグシート８を巻き掛けて支持する支持ローラ１０と、剥離紙７を裁断することなく、プリプレグシート８のみを所定の長さ毎に（ワークＷの積層対象ピースの大きさに合わせて）裁断するロータリーダイカッター１１と、前押さえローラ（第１ローラ）１２と、後押さえローラ（第２ローラ）１３と、プリプレグシート８から剥離した剥離紙７を回収する剥離紙回収ローラ１４とを備えて構成されている。
【００３８】
また、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３は、ワークＷの前後方向（一方向Ｔ１）に配設されている。前押さえローラ１２は、支持ローラ１０から送られたプリプレグシート８をワークＷに積層するように一方向Ｔ１に案内するとともに、プリプレグシート８を一面側から押圧してワークＷに貼り付けるためのものである。一方、後押さえローラ１３は、前押さえローラ１２を通過したプリプレグシート８を再度一面側から押圧するとともに剥離紙７をプリプレグシート８の一面から引き剥がすように案内するためのものである。
【００３９】
さらに、本実施形態の０度層用積層ヘッド２６は、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間でプリプレグシート８の一面から剥離紙７を引き剥がし、引き剥がした剥離紙７を後押さえローラ１３でプリプレグシート８を押圧するとともにプリプレグシート８の一面に貼り付けて戻すように案内する剥離紙先行剥離手段２７を備えて構成されている。
【００４０】
そして、本実施形態の剥離紙先行剥離手段２７は、剥離紙ガイドローラ（第３ローラ）２８とスクレーパーローラ（スクレーパー）２９とを備えて構成されている。剥離紙ガイドローラ２８は、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３よりも上方に配設され、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間の剥離紙７を巻き掛けて設けられている。
【００４１】
スクレーパーローラ２９は、前押さえローラ１２と剥離紙ガイドローラ２８の前記一方向Ｔ１の間に、且つ剥離紙ガイドローラ２８よりも下方に配設され、前押さえローラ１２を通過したプリプレグシート８の一面から剥離紙７を引き剥がして剥離紙ガイドローラ２８に案内するように配設されている。
【００４２】
上記構成からなる本実施形態の０度層積層ヘッド２６及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置Ｂを用いてプリプレグ積層体を製造（形成）する際には、積層テーブル２５を一方向Ｔ１の前方に向けて進出させるとともにこれに同期させて剥離紙回収ローラ１４を回転させると、供給ローラ９からプリプレグシート８が繰り出され、ダイカッター１１によって所定の長さ毎に裁断される。このように裁断したプリプレグシート８が支持ローラ１０を通じてワークＷの上面に沿うように送られ、このプリプレグシート８が前押さえローラ１２によって剥離紙７側からワークＷに押圧（一次転圧）される。
【００４３】
そして、本実施形態では、剥離紙ガイドローラ２８が前押さえローラ１２と後押さえローラ１３よりも上方に配設され、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間の剥離紙７を巻き掛けて設けられているため、前押さえローラ１２を通過するとともに、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間で、ワークＷに貼り付けられたプリプレグシート８の一面から剥離紙７が剥離紙ガイドローラ２８によって引き剥がされる。さらに、この剥離紙ガイドローラ２８によって、引き剥がした剥離紙７が案内されて後押さえローラ１３に戻される。
【００４４】
また、前押さえローラ１２と剥離紙ガイドローラ２８の前記一方向Ｔ１の間に、且つ剥離紙ガイドローラ２８よりも下方にスクレーパーローラ２９が配設されているため、このスクレーパーローラ２９によって、前押さえローラ１２を通過したプリプレグシート８の一面から剥離紙７が確実に引き剥がされる。そして、スクレーパーローラ２９によって引き剥がされた剥離紙７が剥離紙ガイドローラ２８に案内されるとともに、この剥離紙ガイドローラ２８によって後押さえローラ１３に戻される。
【００４５】
このように剥離紙ガイドローラ２８とスクレーパーローラ２９を備えてなる剥離紙先行剥離手段２７によって一度引き剥がした剥離紙７が後押さえローラ１３に戻すように案内されるため、後押さえローラ１３でプリプレグシート８を押圧する際に、剥離紙７が再度プリプレグシート８の一面に貼り付けられる。これにより、従来と同様にこの剥離紙７を介してプリプレグシート８が後押さえローラ１３で押圧され、確実にワークＷに一体に積層されることになる。
【００４６】
そして、後押さえローラ１３で案内されてプリプレグシート８の一面から剥離紙７を引き剥がし、剥離紙回収ローラ１４で剥離紙７を巻き取る際には、剥離紙先行剥離手段２７によって、一度、剥離紙７がプリプレグシート８から引き剥がされているため、プリプレグシート８と剥離紙７の粘着力が弱められている。このため、容易に剥離紙７がプリプレグシート８の一面から引き剥がされ、従来のように剥離紙７が引き剥がされるとともにプリプレグシート８（裁断ピース２１）の裁断端末部ＳがワークＷから引き剥がされて、跳ね上がりが発生するようなことがない。
【００４７】
また、積層テーブル２５が複数の吸着孔２５ａを備えて形成され、吸着孔２５ａを通じて空気を吸引してワークＷを吸着状態で保持している。このため、万一、裁断端末部Ｓに跳ね上がりが生じたとしても、吸着孔２５ａを通じて空気を吸引するとともに裁断端末部Ｓが積層テーブル２５側（ワークＷ側）に吸引されて元の位置に戻り、この点からも跳ね上がりの発生が防止される。
【００４８】
したがって、本実施形態のプリプレグ積層ヘッド（０度層用積層ヘッド）２６及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置Ｂにおいては、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間に剥離紙先行剥離手段２７が設けられていることにより、後押さえローラ１３で剥離紙７を引き剥がす前に、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間で剥離紙７を引き剥がすことができる。また、このように剥離紙先行剥離手段２７で一度引き剥がした剥離紙７が後押さえローラ１３に戻すように案内され、後押さえローラ１３でプリプレグシート８を押圧するとともにプリプレグシート８の一面に貼り付けられるため、従来と同様にこの剥離紙７を介してプリプレグシート８を後押さえローラ１３で押圧し、ワークＷに一体に積層することが可能になる。
【００４９】
そして、後押さえローラ１３で案内されてプリプレグシート８の一面から剥離紙７を引き剥がす際には、剥離紙先行剥離手段２７によって、一度、剥離紙７がプリプレグシート８から引き剥がされているため、プリプレグシート８と剥離紙７の粘着力が弱められ、容易に剥離紙７をプリプレグシート８の一面から剥離させることが可能になる。このため、従来のように後押さえローラ１３を通過して剥離紙７が引き剥がされるとともにプリプレグシート８の裁断端末部ＳがワークＷから引き剥がされ、跳ね上がりが発生することを防止できる。
【００５０】
また、本実施形態のプリプレグ自動積層装置Ｂにおいては、万一、裁断端末部Ｓに跳ね上がりが生じたとしても、積層テーブル２５が複数の吸着孔２５ａを備えて形成され、吸着孔２５ａを通じて空気を吸引してワークＷを吸着状態で保持するように構成されているため、吸着孔２５ａを通じて空気を吸引するとともに裁断端末部Ｓを積層テーブル２５側（ワークＷ側）に吸引して元の位置に戻すことが可能になる。
【００５１】
よって、本実施形態のプリプレグ積層ヘッド２６及びプリプレグ自動積層装置Ｂによれば、プリプレグシート８の裁断端末部Ｓの跳ね上がりに起因して表面が凸凹状で形成されたり、裁断端末部Ｓに折れ曲がりが生じることがなく、高品質の製品を製造（プリプレグ積層体を形成）することが可能になる。
【００５２】
また、本実施形態のプリプレグ積層ヘッド２６及びプリプレグ自動積層装置Ｂにおいては、剥離紙先行剥離手段２７が、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３よりも上方に配設され、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間の剥離紙７を巻き掛けて設けられた剥離紙ガイドローラ２８を備えて構成されているため、前押さえローラ１２を通過するとともにプリプレグシート８の一面から剥離紙７を確実に引き剥がすことが可能になる。また、剥離紙ガイドローラ２８で剥離紙７を案内させて確実且つ容易に後押さえローラ１３に剥離紙７を戻すことが可能になる。
【００５３】
さらに、前押さえローラ１２と剥離紙ガイドローラ２８の間に、且つ剥離紙ガイドローラ２８よりも下方にスクレーパーローラ２９が設けられているため、より確実に前押さえローラ１２を通過したプリプレグシート８の一面から剥離紙７を引き剥がすことが可能になる。
【００５４】
以上、本発明に係るプリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本発明に係る剥離紙先行剥離手段のスクレーパーがスクレーパーロール２９であるものとしたが、本発明に係るスクレーパーは、前押さえローラ１２と剥離紙ガイドローラ１３の間に、且つ剥離紙ガイドローラ２８よりも下方に設けられて、前押さえローラ１２を通過したプリプレグシート８から剥離紙７を引き剥がすことが可能であれば、必ずしもローラに限定しなくてもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、剥離紙先行剥離手段２７が剥離紙ガイドローラ２８とスクレーパーローラ２９の２つのローラを備えて構成されているものとしたが、剥離紙ガイドローラ２８のみで剥離紙先行剥離手段２７を構成するようにしてもよい。この場合においても、前押さえローラ１２を通過するとともに、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間で剥離紙７を一度引き剥がすことができ、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００５６】
さらに、本発明に係る第１ローラが前押さえローラ１２であるものとし、第１ローラ１２によって、支持ローラ１０から送られたプリプレグシート８をワークＷに積層するように一方向Ｔ１に案内するとともに、プリプレグシート８を一面側から押圧してワークＷに貼り付けるものとして説明を行った。これに対し、本発明に係る第１ローラは、プリプレグシート８をワークＷに積層するように一方向Ｔ１に案内することが可能であればよく、必ずしもプリプレグシート８を押圧してワークＷに貼り付ける機能を備えていなくてもよい。
【００５７】
さらに、本実施形態では、プリプレグ積層ヘッド（０度層用積層ヘッド）２６が供給ローラ９と支持ローラ１０とダイカッター１１と前押さえローラ（第１ローラ）１２と剥離紙先行剥離手段２７と後押さえローラ（第２ローラ）１３と剥離紙回収ローラ１４とを備えて構成されているものとしたが、本発明に係るプリプレグ積層ヘッドは、第１ローラ１２と第２ローラ１３と剥離紙先行剥離手段２７を備えていればよく、その他の構成は本実施形態のように限定する必要はない。
【００５８】
また、本実施形態では、積層テーブル２６が架台１上を一方向Ｔ１に進退するように構成されているが、門型支柱３、４が積層テーブル２６に対して一方向Ｔ１に進退するように構成してもよい。すなわち、ワークＷは、プリプレグ積層ヘッド２６に対して一方向Ｔ１に相対的に進退自在に積層テーブル２５に載置されていればよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ 架台
２ 従来の積層テーブル
３ 一方の門型支柱
４ 他方の門型支柱
５ 従来の０度層用積層ヘッド（プリプレグ積層ヘッド）
６ 角度層用積層ヘッド
７ 剥離紙
８ プリプレグシート
９ 供給ローラ
１０ 支持ローラ
１１ ダイカッター
１２ 前押さえローラ（第１ローラ）
１３ 後押さえローラ（第２ローラ）
１４ 剥離紙回収ローラ
１５ 供給ローラ
１６ 支持ローラ
１７ ダイカッター
１８ａ ガイドローラ
１８ｂ スクレーパーローラ（ガイドローラ）
１９ 積層シュー
２０ 剥離紙回収ローラ
２１ 裁断ピース
２５ 積層テーブル
２５ａ 吸着孔
２６ ０度層用積層ヘッド（プリプレグ積層ヘッド）
２７ 剥離紙先行剥離手段
２８ 剥離紙ガイドローラ（第３ローラ）
２９ スクレーパーローラ（スクレーパー）
Ａ 従来のプリプレグ自動積層装置
Ｂ プリプレグ自動積層装置
Ｓ 裁断端末部
Ｔ１ 一方向（プリプレグ積層体の長さ方向、前後方向）
Ｔ２ 交差方向
Ｗ ワーク（被積層体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維シートに樹脂を含浸させたプリプレグシートを積層してプリプレグ積層体を形成するためのプリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、繊維シートに樹脂を含浸させたプリプレグシート（ＦＲＰシート）を複数積層してプリプレグ積層体を製造し（複合材を形成し）、このプリプレグ積層体を用いて、航空機の胴体や主翼などを製作（形成）することが行われている。また、繊維として、軽量、且つ高強度・高弾性といった優れた特長を有することから炭素繊維が多用されている。
【０００３】
また、プリプレグシートは、繊維シートが多数の繊維の繊維方向を揃えて形成され、且つ含浸樹脂に紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を用い、繊維シートに含浸させた状態で樹脂を半硬化（不完全硬化、未硬化）の状態にして形成されている。このため、プリプレグシートには、その一面（あるいは両面）に剥離紙が取り付けられている。
【０００４】
そして、プリプレグ積層体は、プリプレグシートから剥離紙を取り除き、繊維方向を交差させながら複数のプリプレグシートを一体に積層して製造（形成）される。すなわち、繊維方向を０度方向に向けたプリプレグシート（０度層）の上に、繊維方向を例えば４５度方向や９０度方向に向けたプリプレグシート（角度層）を、さらにその上に繊維方向を０度方向に向けたプリプレグシート（０度層）を積層してゆき、このように先行して積層したプリプレグシートで一体形成されたワーク（被積層体）に順次繊維方向を交差させながら所要枚数のプリプレグシートを積層することによってプリプレグ積層体が製造される。
【０００５】
一方、高速で効率よく平板状のプリプレグ積層体を製造するために、プリプレグ自動積層装置が提案、実用化されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００６】
このプリプレグ自動積層装置Ａは、例えば図２に示すように、架台１上に設けられ、一方向Ｔ１に進退自在に載置された積層テーブル２と、積層テーブル２を間にして架設され、一方向Ｔ１に間隔をあけて配設された一対の門型支柱３、４と、一方の門型支柱３に支持されて積層テーブル２の上方に配設された０度層用積層ヘッド（プリプレグ積層ヘッド）５と、他方の門型支柱４に上下方向に延びる軸線周りに回転可能に支持されて積層テーブル２の上方に配設された角度層用積層ヘッド６とを備えて構成されている。
【０００７】
また、０度層用積層ヘッド５は、一面に剥離紙７を取り付けた状態のプリプレグシート８が巻き回された供給ローラ９と、供給ローラ９から繰り出されたプリプレグシート８を巻き掛けて支持する支持ローラ１０と、供給ローラ９と支持ローラ１０の間に設けられ、剥離紙７を裁断することなく、プリプレグシート８のみを所定の長さ毎に（ワークの積層対象ピースの大きさに合わせて）裁断するダイカッター１１と、支持ローラ１０から送られたプリプレグシート８を積層テーブル２上のワークに積層するように一方向Ｔ１に案内するとともに、このプリプレグシート８を一面側から押圧してワークに貼り付けるための前押さえローラ（第１ローラ）１２と、前押さえローラ１２を通過したプリプレグシート８を再度押圧しつつプリプレグシート８から剥離紙７を剥離させるための後押さえローラ（第２ローラ）１３と、プリプレグシート８から剥離した剥離紙７を回収する剥離紙回収ローラ１４とを備えて構成されている。
【０００８】
一方、角度層用積層ヘッド６は、一面に剥離紙７を取り付けた状態のプリプレグシート８が巻き回された供給ローラ１５と、供給ローラ１５から繰り出されたプリプレグシート８を巻き掛けて支持する支持ローラ１６と、供給ローラ１５と支持ローラ１６の間に設けられ、剥離紙７を裁断することなく、プリプレグシート８のみを所定の長さ毎に（ワークの積層対象ピースの大きさに合わせて）裁断するダイカッター１７と、支持ローラ１６から送られたプリプレグシート８をワーク上に重ねるように案内するガイドローラ１８ａと、ガイドローラ１８ａとともにプリプレグシート８をワーク上に重ねるように案内し、且つプリプレグシート８から剥離紙７を剥離させるためのスクレーパーローラ（ガイドローラ）１８ｂと、ガイドローラ１８ａとスクレーパーローラ１８ｂの間に進退自在に設けられ、支持ローラ１６から送られたプリプレグシート８を押圧して積層テーブル２上のワークに貼り付けるための積層シュー１９と、剥離紙７を回収する剥離紙回収ローラ２０とを備えて構成されている。
【０００９】
そして、０度層用積層ヘッド５でワークにプリプレグシート８を積層する際には、剥離紙回収ローラ１４を回転させるとともに剥離紙７が引っ張られ、供給ローラ９からプリプレグシート８が繰り出される。また、供給ローラ９から繰り出すとともに、ダイカッター１１によってプリプレグシート８のみが所定の長さ毎に裁断される。このように裁断したプリプレグシート８が支持ローラ１０を通じてワークの上面に沿うように送られ、前押さえローラ１２によって剥離紙７側からワークに押圧（一次転圧）される。これにより、ダイカッター１１で裁断して分割したプリプレグシート８の裁断ピースがワークの積層対象ピースに重ねて貼り付けられ、一体に積層される。また、後押さえローラ１３を通過するとともに、ワークに貼り付けられたプリプレグシート８が再度押圧（二次転圧）され、且つプリプレグシート８から剥離紙７が引き剥がされて剥離紙回収ローラ１４に巻き取られる。このようにして、繊維方向をワークの長さ方向（プリプレグ積層体の長さ方向、積層テーブル２の搬送方向、一方向Ｔ１）に向けた０度層のプリプレグシート８が０度層用積層ヘッド５によってワークに積層される。
【００１０】
一方、０度層用積層ヘッド５でプリプレグシート８を積層したワークは、積層テーブル２によって角度層用積層ヘッド６側に搬送される。そして、この角度層用積層ヘッド６でワークにプリプレグシート８を積層する際には、角度層用積層ヘッド６を回転させ、ワークの長さ方向（積層テーブル２の搬送方向、一方向Ｔ１）に対して例えば４５度や９０度の所定の交差角度になるように配設し、この状態で剥離紙回収ローラ２０を回転させる。これとともに剥離紙７が引っ張られて供給ローラ１５からプリプレグシート８が繰り出され、ダイカッター１７によってプリプレグシート８のみが所定の長さ毎に裁断される。このとき、ワークの積層対象ピースに応じた形状（例えば４５度層をワークに積層形成する場合には菱形状）で分割するように、プリプレグシート８が裁断される。
【００１１】
このようにプリプレグシート８が支持ローラ１６からガイドローラ１８ａ及びスクレーパーローラ１８ｂによってワークＷの上面に沿うように送られた段階で、積層シュー１９がプリプレグシート８を押圧しつつプリプレグシート８の繊維方向（交差方向Ｔ２）に移動する。これにより、ダイカッター１７で裁断して分割したプリプレグシート８の裁断ピースＳ１がワークＷの積層対象ピースＲ１に重ねて貼り付けられ、一体に積層される。また、スクレーパーローラ１８ｂを通過するとともに、ワークＷに貼り付けたプリプレグシート８から剥離紙７のみが引き剥がされ、剥離紙回収ローラ２０に巻き取られる。このようにして、ワークＷの長さ方向（ひいては０度層のプリプレグシート８の繊維方向Ｔ１）に対して繊維方向Ｔ２が交差する角度層のプリプレグシート８が角度層用積層ヘッド６によってワークＷに積層される。
【００１２】
そして、上記のように０度層用積層ヘッド５と角度層用積層ヘッド６によって順次プリプレグシート８を繊維方向Ｔ１、Ｔ２を交差させながら積層してプリプレグ積層体が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−１７６２５号公報
【特許文献２】特開２００４−１７６３３号公報
【特許文献３】特開２００４−１８１６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来のプリプレグ自動積層装置Ａにおいては、０度層用積層ヘッド（プリプレグ積層ヘッド）５でプリプレグシート８をワークＷ（あるいは積層テーブル２（被積層体））に積層する際に、プリプレグシート８と剥離紙７の粘着性が強いため、図３に示すように、後押さえローラ１３を通過して剥離紙７が引き剥がされるとともに、プリプレグシート８（裁断ピース２１）の裁断端末部Ｓが引き剥がされてしまい、跳ね上がりが発生する場合があった。
【００１５】
そして、このようにプリプレグシート８の裁断端末部Ｓに跳ね上がりが生じたワークＷに次のプリプレグシート８を積層することになるため、表面が凸凹状のプリプレグ積層体が製造（形成）されてしまい、製品の品質を確保できなくなるという問題があった。
【００１６】
また、裁断端末部Ｓに跳ね上がりが生じたワークＷに次のプリプレグシート８を積層すると、加圧によって裁断端末部Ｓの０度層（プリプレグシート８）が折れ曲がってしまうおそれもある。そして、特に炭素繊維はせん断力に弱いため、プリプレグシート８が折れ曲がると所定の力学特性が得られなくなり、この点からも製品の品質を確保できなくなるおそれがあった。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑み、プリプレグシートの裁断端末部に跳ね上がりが生じることを確実に防止して、０度層のプリプレグシートを好適に積層することを可能にするプリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１９】
本発明のプリプレグ積層ヘッドは、繊維シートに樹脂を含浸させたプリプレグシートを複数積層してプリプレグ積層体を形成する際に用いられ、前記プリプレグ積層体の長さ方向に沿う一方向に繊維方向を向けて前記プリプレグシートを積層するためのプリプレグ積層ヘッドであって、前記プリプレグシートは、一面に剥離紙が取り付けられており、被積層体の前後方向に配設され、前記プリプレグシートを前記被積層体に積層するように前記一方向に案内する第１ローラと、該第１ローラを通過した前記プリプレグシートを前記一面側から押圧するとともに前記剥離紙を前記プリプレグシートの一面から引き剥がすように案内する第２ローラとを備えるとともに、前記第１ローラと前記第２ローラの間で前記プリプレグシートの一面から前記剥離紙を引き剥がし、引き剥がした前記剥離紙を前記第２ローラで前記プリプレグシートを押圧するとともに前記プリプレグシートの一面に戻すように案内する剥離紙先行剥離手段を備えていることを特徴とする。
【００２０】
この発明においては、第１ローラと第２ローラの間に剥離紙先行剥離手段が設けられていることにより、第２ローラで剥離紙を引き剥がす前に、第１ローラと第２ローラの間で剥離紙を引き剥がすことができる。また、このように剥離紙先行剥離手段で一度引き剥がした剥離紙が第２ローラに戻すように案内され、第２ローラでプリプレグシートを押圧するとともにプリプレグシートの一面に貼り付けられるため、従来と同様にこの剥離紙を介してプリプレグシートを第２ローラで押圧し、被積層体（ワーク）に一体に積層することが可能になる。
【００２１】
そして、第２ローラで案内されてプリプレグシートの一面から剥離紙を引き剥がす際には、剥離紙先行剥離手段によって、一度、剥離紙がプリプレグシートから引き剥がされているため、プリプレグシートと剥離紙の粘着力が弱められ、容易に剥離紙をプリプレグシートの一面から剥離させることが可能になる。このため、従来のように第２ローラ（後押さえローラ）を通過して剥離紙が引き剥がされるとともにプリプレグシート（裁断ピース）の裁断端末部が被積層体から引き剥がされ、跳ね上がりが発生することを防止できる。
【００２２】
また、本発明のプリプレグ積層ヘッドにおいては、前記剥離紙先行剥離手段が、前記第１ローラと前記第２ローラよりも上方に配設され、前記第１ローラと前記第２ローラの間の前記剥離紙を巻き掛けて設けられた第３ローラを備えて構成されていることが望ましい。
【００２３】
この発明においては、第１ローラと第２ローラの間に第３ローラを設け、この第３ローラに剥離紙を巻き掛けることによって、第１ローラを通過するとともにプリプレグシートの一面から剥離紙を引き剥がすことが可能になる。また、第３ローラで剥離紙を案内させて確実且つ容易に第２ローラに剥離紙を戻すことが可能になる。
【００２４】
さらに、本発明のプリプレグ積層ヘッドにおいては、前記剥離紙先行剥離手段が、前記第３ローラを備えるとともに、前記第１ローラと第３ローラの前記一方向の間に、且つ前記第３ローラよりも下方に配設され、前記第１ローラを通過した前記プリプレグシートの一面から前記剥離紙を引き剥がして前記第３ローラに案内するスクレーパーを備えて構成されていることがより望ましい。
【００２５】
この発明においては、第１ローラと第３ローラの間に、且つ第３ローラよりも下方にスクレーパーを設けることで、第１ローラを通過したプリプレグシートの一面から剥離紙をより確実に引き剥がすことが可能になる。
【００２６】
本発明のプリプレグ自動積層装置は、繊維シートに樹脂を含浸させて形成したプリプレグシートを複数積層してプリプレグ積層体を形成するためのプリプレグ自動積層装置であって、上記のいずれかのプリプレグ積層ヘッドを備えるとともに、前記被積層体が前記プリプレグ積層ヘッドに対して前記一方向に相対的に進退自在に載置される積層テーブルを備えており、前記積層テーブルが、前記被積層体を載置する上面に開口した複数の吸着孔を備えて形成され、前記吸着孔を通じて空気を吸引することによって前記被積層体を吸着状態で保持するように構成されていることを特徴とする。
【００２７】
この発明においては、上記いずれかのプリプレグ積層ヘッドを備えることで、従来のように第２ローラ（後押さえローラ）を通過して剥離紙が引き剥がされるとともにプリプレグシート（裁断ピース）の裁断端末部が被積層体から引き剥がされ、跳ね上がりが発生することを防止できる。また、これとともに、積層テーブルが複数の吸着孔を備えて形成され、吸着孔を通じて空気を吸引して被積層体を吸着状態で保持するように構成されているため、裁断端末部に跳ね上がりが生じたとしても、吸着孔を通じて空気を吸引するとともに裁断端末部を積層テーブル側（被積層体側）に吸引して元の位置に戻すことが可能になる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のプリプレグ積層ヘッド及びプリプレグ自動積層装置においては、第１ローラと第２ローラの間に剥離紙先行剥離手段が設けられていることにより、第２ローラで剥離紙を引き剥がす前に、第１ローラと第２ローラの間で剥離紙を引き剥がすことができる。また、このように剥離紙先行剥離手段で一度引き剥がした剥離紙を第２ローラに戻し、従来と同様にこの剥離紙を介してプリプレグシートを第２ローラで押圧し、被積層体（ワーク）に一体に積層することが可能になる。
【００２９】
そして、第２ローラで案内されてプリプレグシートの一面から剥離紙を引き剥がす際には、剥離紙先行剥離手段によって、一度、剥離紙がプリプレグシートから引き剥がされているため、従来のように第２ローラ（後押さえローラ）を通過して剥離紙が引き剥がされるとともにプリプレグシート（裁断ピース）の裁断端末部が被積層体から引き剥がされ、跳ね上がりが発生することを防止できる。
【００３０】
また、本発明のプリプレグ自動積層装置においては、裁断端末部に跳ね上がりが生じたとしても、吸着孔を通じて空気を吸引するとともに裁断端末部を積層テーブル側（被積層体側）に吸引して元の位置に戻すことが可能になる。
【００３１】
よって、本発明のプリプレグ積層ヘッド及びプリプレグ自動積層装置によれば、プリプレグシートの裁断端末部の跳ね上がりに起因して表面が凸凹状で形成されたり、裁断端末部に折れ曲がりが生じることがなく、高品質の製品を製造（プリプレグ積層体を形成）することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリプレグ積層ヘッド（０度層用積層ヘッド）及びプリプレグ自動積層装置を示す図である。
【図２】プリプレグ自動積層装置を示す斜視図である。
【図３】従来のプリプレグ積層ヘッド（０度層用積層ヘッド）及びプリプレグ自動積層装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図１及び図２を参照し、本発明の一実施形態に係るプリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置について説明する。本実施形態は、繊維シートに樹脂を含浸させたプリプレグシートを積層してプリプレグ積層体を製造（形成）するためのプリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置に関するものである。なお、本実施形態では、図２及び図３に示した０度層用積層ヘッド５及びプリプレグ自動積層装置Ａと同様の構成に対して同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３４】
本実施形態のプリプレグ自動積層装置Ｂは、図２に示したプリプレグ自動積層装置Ａと同様に、架台１上に設けられ、一方向Ｔ１に進退自在に載置された積層テーブル２５と、積層テーブル２５を間にして架設され、一方向Ｔ１に間隔をあけて配設された一対の門型支柱３、４と、一方の門型支柱３に支持されて積層テーブル２５の上方に配設された０度層用積層ヘッド（本発明に係るプリプレグ積層ヘッド）２６と、他方の門型支柱４に上下方向に延びる軸線周りに回転可能に支持されて積層テーブル２５の上方に配設された角度層用積層ヘッド６とを備えて構成されている。
【００３５】
一方、本実施形態のプリプレグ自動積層装置Ｂにおいては、図１に示すように、積層テーブル２５が多孔質板を用いて形成され、上面に開口する複数（多数）の吸着孔２５ａを備えて形成されている。そして、例えば、真空吸引装置に接続して架台１に吸引管が設けられ、この吸引管と複数の吸着孔２５ａが繋げられている。これにより、本実施形態の積層テーブル２５は、真空吸引装置を駆動し、吸着孔２５ａを通じて空気を吸引することにより、積層テーブル２５上に離型フィルムを介して載置されたワークＷ（被積層体）を吸着状態で保持できるように構成されている。
【００３６】
また、０度層用積層ヘッド２６は、プリプレグ積層体の長さ方向に沿う一方向Ｔ１に繊維方向を向けてプリプレグシート８をワークＷ（あるいは積層テーブル２５；被積層体）に積層するためのプリプレグ積層ヘッドである。
【００３７】
そして、本実施形態の０度層用積層ヘッド２６は、供給ローラ９と、供給ローラ９から繰り出されたプリプレグシート８を巻き掛けて支持する支持ローラ１０と、剥離紙７を裁断することなく、プリプレグシート８のみを所定の長さ毎に（ワークＷの積層対象ピースの大きさに合わせて）裁断するロータリーダイカッター１１と、前押さえローラ（第１ローラ）１２と、後押さえローラ（第２ローラ）１３と、プリプレグシート８から剥離した剥離紙７を回収する剥離紙回収ローラ１４とを備えて構成されている。
【００３８】
また、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３は、ワークＷの前後方向（一方向Ｔ１）に配設されている。前押さえローラ１２は、支持ローラ１０から送られたプリプレグシート８をワークＷに積層するように一方向Ｔ１に案内するとともに、プリプレグシート８を一面側から押圧してワークＷに貼り付けるためのものである。一方、後押さえローラ１３は、前押さえローラ１２を通過したプリプレグシート８を再度一面側から押圧するとともに剥離紙７をプリプレグシート８の一面から引き剥がすように案内するためのものである。
【００３９】
さらに、本実施形態の０度層用積層ヘッド２６は、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間でプリプレグシート８の一面から剥離紙７を引き剥がし、引き剥がした剥離紙７を後押さえローラ１３でプリプレグシート８を押圧するとともにプリプレグシート８の一面に貼り付けて戻すように案内する剥離紙先行剥離手段２７を備えて構成されている。
【００４０】
そして、本実施形態の剥離紙先行剥離手段２７は、剥離紙ガイドローラ（第３ローラ）２８とスクレーパーローラ（スクレーパー）２９とを備えて構成されている。剥離紙ガイドローラ２８は、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３よりも上方に配設され、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間の剥離紙７を巻き掛けて設けられている。
【００４１】
スクレーパーローラ２９は、前押さえローラ１２と剥離紙ガイドローラ２８の前記一方向Ｔ１の間に、且つ剥離紙ガイドローラ２８よりも下方に配設され、前押さえローラ１２を通過したプリプレグシート８の一面から剥離紙７を引き剥がして剥離紙ガイドローラ２８に案内するように配設されている。
【００４２】
上記構成からなる本実施形態の０度層積層ヘッド２６及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置Ｂを用いてプリプレグ積層体を製造（形成）する際には、積層テーブル２５を一方向Ｔ１の前方に向けて進出させるとともにこれに同期させて剥離紙回収ローラ１４を回転させると、供給ローラ９からプリプレグシート８が繰り出され、ダイカッター１１によって所定の長さ毎に裁断される。このように裁断したプリプレグシート８が支持ローラ１０を通じてワークＷの上面に沿うように送られ、このプリプレグシート８が前押さえローラ１２によって剥離紙７側からワークＷに押圧（一次転圧）される。
【００４３】
そして、本実施形態では、剥離紙ガイドローラ２８が前押さえローラ１２と後押さえローラ１３よりも上方に配設され、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間の剥離紙７を巻き掛けて設けられているため、前押さえローラ１２を通過するとともに、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間で、ワークＷに貼り付けられたプリプレグシート８の一面から剥離紙７が剥離紙ガイドローラ２８によって引き剥がされる。さらに、この剥離紙ガイドローラ２８によって、引き剥がした剥離紙７が案内されて後押さえローラ１３に戻される。
【００４４】
また、前押さえローラ１２と剥離紙ガイドローラ２８の前記一方向Ｔ１の間に、且つ剥離紙ガイドローラ２８よりも下方にスクレーパーローラ２９が配設されているため、このスクレーパーローラ２９によって、前押さえローラ１２を通過したプリプレグシート８の一面から剥離紙７が確実に引き剥がされる。そして、スクレーパーローラ２９によって引き剥がされた剥離紙７が剥離紙ガイドローラ２８に案内されるとともに、この剥離紙ガイドローラ２８によって後押さえローラ１３に戻される。
【００４５】
このように剥離紙ガイドローラ２８とスクレーパーローラ２９を備えてなる剥離紙先行剥離手段２７によって一度引き剥がした剥離紙７が後押さえローラ１３に戻すように案内されるため、後押さえローラ１３でプリプレグシート８を押圧する際に、剥離紙７が再度プリプレグシート８の一面に貼り付けられる。これにより、従来と同様にこの剥離紙７を介してプリプレグシート８が後押さえローラ１３で押圧され、確実にワークＷに一体に積層されることになる。
【００４６】
そして、後押さえローラ１３で案内されてプリプレグシート８の一面から剥離紙７を引き剥がし、剥離紙回収ローラ１４で剥離紙７を巻き取る際には、剥離紙先行剥離手段２７によって、一度、剥離紙７がプリプレグシート８から引き剥がされているため、プリプレグシート８と剥離紙７の粘着力が弱められている。このため、容易に剥離紙７がプリプレグシート８の一面から引き剥がされ、従来のように剥離紙７が引き剥がされるとともにプリプレグシート８（裁断ピース２１）の裁断端末部ＳがワークＷから引き剥がされて、跳ね上がりが発生するようなことがない。
【００４７】
また、積層テーブル２５が複数の吸着孔２５ａを備えて形成され、吸着孔２５ａを通じて空気を吸引してワークＷを吸着状態で保持している。このため、万一、裁断端末部Ｓに跳ね上がりが生じたとしても、吸着孔２５ａを通じて空気を吸引するとともに裁断端末部Ｓが積層テーブル２５側（ワークＷ側）に吸引されて元の位置に戻り、この点からも跳ね上がりの発生が防止される。
【００４８】
したがって、本実施形態のプリプレグ積層ヘッド（０度層用積層ヘッド）２６及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置Ｂにおいては、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間に剥離紙先行剥離手段２７が設けられていることにより、後押さえローラ１３で剥離紙７を引き剥がす前に、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間で剥離紙７を引き剥がすことができる。また、このように剥離紙先行剥離手段２７で一度引き剥がした剥離紙７が後押さえローラ１３に戻すように案内され、後押さえローラ１３でプリプレグシート８を押圧するとともにプリプレグシート８の一面に貼り付けられるため、従来と同様にこの剥離紙７を介してプリプレグシート８を後押さえローラ１３で押圧し、ワークＷに一体に積層することが可能になる。
【００４９】
そして、後押さえローラ１３で案内されてプリプレグシート８の一面から剥離紙７を引き剥がす際には、剥離紙先行剥離手段２７によって、一度、剥離紙７がプリプレグシート８から引き剥がされているため、プリプレグシート８と剥離紙７の粘着力が弱められ、容易に剥離紙７をプリプレグシート８の一面から剥離させることが可能になる。このため、従来のように後押さえローラ１３を通過して剥離紙７が引き剥がされるとともにプリプレグシート８の裁断端末部ＳがワークＷから引き剥がされ、跳ね上がりが発生することを防止できる。
【００５０】
また、本実施形態のプリプレグ自動積層装置Ｂにおいては、万一、裁断端末部Ｓに跳ね上がりが生じたとしても、積層テーブル２５が複数の吸着孔２５ａを備えて形成され、吸着孔２５ａを通じて空気を吸引してワークＷを吸着状態で保持するように構成されているため、吸着孔２５ａを通じて空気を吸引するとともに裁断端末部Ｓを積層テーブル２５側（ワークＷ側）に吸引して元の位置に戻すことが可能になる。
【００５１】
よって、本実施形態のプリプレグ積層ヘッド２６及びプリプレグ自動積層装置Ｂによれば、プリプレグシート８の裁断端末部Ｓの跳ね上がりに起因して表面が凸凹状で形成されたり、裁断端末部Ｓに折れ曲がりが生じることがなく、高品質の製品を製造（プリプレグ積層体を形成）することが可能になる。
【００５２】
また、本実施形態のプリプレグ積層ヘッド２６及びプリプレグ自動積層装置Ｂにおいては、剥離紙先行剥離手段２７が、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３よりも上方に配設され、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間の剥離紙７を巻き掛けて設けられた剥離紙ガイドローラ２８を備えて構成されているため、前押さえローラ１２を通過するとともにプリプレグシート８の一面から剥離紙７を確実に引き剥がすことが可能になる。また、剥離紙ガイドローラ２８で剥離紙７を案内させて確実且つ容易に後押さえローラ１３に剥離紙７を戻すことが可能になる。
【００５３】
さらに、前押さえローラ１２と剥離紙ガイドローラ２８の間に、且つ剥離紙ガイドローラ２８よりも下方にスクレーパーローラ２９が設けられているため、より確実に前押さえローラ１２を通過したプリプレグシート８の一面から剥離紙７を引き剥がすことが可能になる。
【００５４】
以上、本発明に係るプリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本発明に係る剥離紙先行剥離手段のスクレーパーがスクレーパーロール２９であるものとしたが、本発明に係るスクレーパーは、前押さえローラ１２と剥離紙ガイドローラ１３の間に、且つ剥離紙ガイドローラ２８よりも下方に設けられて、前押さえローラ１２を通過したプリプレグシート８から剥離紙７を引き剥がすことが可能であれば、必ずしもローラに限定しなくてもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、剥離紙先行剥離手段２７が剥離紙ガイドローラ２８とスクレーパーローラ２９の２つのローラを備えて構成されているものとしたが、剥離紙ガイドローラ２８のみで剥離紙先行剥離手段２７を構成するようにしてもよい。この場合においても、前押さえローラ１２を通過するとともに、前押さえローラ１２と後押さえローラ１３の間で剥離紙７を一度引き剥がすことができ、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００５６】
さらに、本発明に係る第１ローラが前押さえローラ１２であるものとし、第１ローラ１２によって、支持ローラ１０から送られたプリプレグシート８をワークＷに積層するように一方向Ｔ１に案内するとともに、プリプレグシート８を一面側から押圧してワークＷに貼り付けるものとして説明を行った。これに対し、本発明に係る第１ローラは、プリプレグシート８をワークＷに積層するように一方向Ｔ１に案内することが可能であればよく、必ずしもプリプレグシート８を押圧してワークＷに貼り付ける機能を備えていなくてもよい。
【００５７】
さらに、本実施形態では、プリプレグ積層ヘッド（０度層用積層ヘッド）２６が供給ローラ９と支持ローラ１０とダイカッター１１と前押さえローラ（第１ローラ）１２と剥離紙先行剥離手段２７と後押さえローラ（第２ローラ）１３と剥離紙回収ローラ１４とを備えて構成されているものとしたが、本発明に係るプリプレグ積層ヘッドは、第１ローラ１２と第２ローラ１３と剥離紙先行剥離手段２７を備えていればよく、その他の構成は本実施形態のように限定する必要はない。
【００５８】
また、本実施形態では、積層テーブル２６が架台１上を一方向Ｔ１に進退するように構成されているが、門型支柱３、４が積層テーブル２６に対して一方向Ｔ１に進退するように構成してもよい。すなわち、ワークＷは、プリプレグ積層ヘッド２６に対して一方向Ｔ１に相対的に進退自在に積層テーブル２５に載置されていればよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ 架台
２ 従来の積層テーブル
３ 一方の門型支柱
４ 他方の門型支柱
５ 従来の０度層用積層ヘッド（プリプレグ積層ヘッド）
６ 角度層用積層ヘッド
７ 剥離紙
８ プリプレグシート
９ 供給ローラ
１０ 支持ローラ
１１ ダイカッター
１２ 前押さえローラ（第１ローラ）
１３ 後押さえローラ（第２ローラ）
１４ 剥離紙回収ローラ
１５ 供給ローラ
１６ 支持ローラ
１７ ダイカッター
１８ａ ガイドローラ
１８ｂ スクレーパーローラ（ガイドローラ）
１９ 積層シュー
２０ 剥離紙回収ローラ
２１ 裁断ピース
２５ 積層テーブル
２５ａ 吸着孔
２６ ０度層用積層ヘッド（プリプレグ積層ヘッド）
２７ 剥離紙先行剥離手段
２８ 剥離紙ガイドローラ（第３ローラ）
２９ スクレーパーローラ（スクレーパー）
Ａ 従来のプリプレグ自動積層装置
Ｂ プリプレグ自動積層装置
Ｓ 裁断端末部
Ｔ１ 一方向（プリプレグ積層体の長さ方向、前後方向）
Ｔ２ 交差方向
Ｗ ワーク（被積層体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維シートに樹脂を含浸させたプリプレグシートを複数積層してプリプレグ積層体を形成する際に用いられ、前記プリプレグ積層体の長さ方向に沿う一方向に繊維方向を向けて前記プリプレグシートを積層するためのプリプレグ積層ヘッドであって、
前記プリプレグシートは、一面に剥離紙が取り付けられており、
被積層体の前後方向に配設され、前記プリプレグシートを前記被積層体に積層するように前記一方向に案内する第１ローラと、該第１ローラを通過した前記プリプレグシートを前記一面側から押圧するとともに前記剥離紙を前記プリプレグシートの一面から引き剥がすように案内する第２ローラとを備えるとともに、
前記第１ローラと前記第２ローラの間で前記プリプレグシートの一面から前記剥離紙を引き剥がし、引き剥がした前記剥離紙を前記第２ローラで前記プリプレグシートを押圧するとともに前記プリプレグシートの一面に戻すように案内する剥離紙先行剥離手段を備えていることを特徴とするプリプレグ積層ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載のプリプレグ積層ヘッドにおいて、
前記剥離紙先行剥離手段が、前記第１ローラと前記第２ローラよりも上方に配設され、前記第１ローラと前記第２ローラの間の前記剥離紙を巻き掛けて設けられた第３ローラを備えて構成されていることを特徴とするプリプレグ積層ヘッド。
【請求項３】
請求項２記載のプリプレグ積層ヘッドにおいて、
前記剥離紙先行剥離手段が、前記第３ローラを備えるとともに、前記第１ローラと第３ローラの前記一方向の間に、且つ前記第３ローラよりも下方に配設され、前記第１ローラを通過した前記プリプレグシートの一面から前記剥離紙を引き剥がして前記第３ローラに案内するスクレーパーを備えて構成されていることを特徴とするプリプレグ積層ヘッド。
【請求項４】
繊維シートに樹脂を含浸させて形成したプリプレグシートを複数積層してプリプレグ積層体を形成するためのプリプレグ自動積層装置であって、
請求項１から請求項３のいずれかに記載のプリプレグ積層ヘッドを備えるとともに、前記被積層体が前記プリプレグ積層ヘッドに対して前記一方向に相対的に進退自在に載置される積層テーブルを備えており、
前記積層テーブルが、前記被積層体を載置する上面に開口した複数の吸着孔を備えて形成され、前記吸着孔を通じて空気を吸引することによって前記被積層体を吸着状態で保持するように構成されていることを特徴とするプリプレグ自動積層装置。
【請求項１】
繊維シートに樹脂を含浸させたプリプレグシートを複数積層してプリプレグ積層体を形成する際に用いられ、前記プリプレグ積層体の長さ方向に沿う一方向に繊維方向を向けて前記プリプレグシートを積層するためのプリプレグ積層ヘッドであって、
前記プリプレグシートは、一面に剥離紙が取り付けられており、
被積層体の前後方向に配設され、前記プリプレグシートを前記被積層体に積層するように前記一方向に案内する第１ローラと、該第１ローラを通過した前記プリプレグシートを前記一面側から押圧するとともに前記剥離紙を前記プリプレグシートの一面から引き剥がすように案内する第２ローラとを備えるとともに、
前記第１ローラと前記第２ローラの間で前記プリプレグシートの一面から前記剥離紙を引き剥がし、引き剥がした前記剥離紙を前記第２ローラで前記プリプレグシートを押圧するとともに前記プリプレグシートの一面に戻すように案内する剥離紙先行剥離手段を備えていることを特徴とするプリプレグ積層ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載のプリプレグ積層ヘッドにおいて、
前記剥離紙先行剥離手段が、前記第１ローラと前記第２ローラよりも上方に配設され、前記第１ローラと前記第２ローラの間の前記剥離紙を巻き掛けて設けられた第３ローラを備えて構成されていることを特徴とするプリプレグ積層ヘッド。
【請求項３】
請求項２記載のプリプレグ積層ヘッドにおいて、
前記剥離紙先行剥離手段が、前記第３ローラを備えるとともに、前記第１ローラと第３ローラの前記一方向の間に、且つ前記第３ローラよりも下方に配設され、前記第１ローラを通過した前記プリプレグシートの一面から前記剥離紙を引き剥がして前記第３ローラに案内するスクレーパーを備えて構成されていることを特徴とするプリプレグ積層ヘッド。
【請求項４】
繊維シートに樹脂を含浸させて形成したプリプレグシートを複数積層してプリプレグ積層体を形成するためのプリプレグ自動積層装置であって、
請求項１から請求項３のいずれかに記載のプリプレグ積層ヘッドを備えるとともに、前記被積層体が前記プリプレグ積層ヘッドに対して前記一方向に相対的に進退自在に載置される積層テーブルを備えており、
前記積層テーブルが、前記被積層体を載置する上面に開口した複数の吸着孔を備えて形成され、前記吸着孔を通じて空気を吸引することによって前記被積層体を吸着状態で保持するように構成されていることを特徴とするプリプレグ自動積層装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１７７９３９（Ｐ２０１１−１７７９３９Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４２３１６（Ｐ２０１０−４２３１６）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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