自動化ドレープ形成装置
従来技術では、ドレープ形成操作は主に手動で実行され、積層速度をきわめて高速にすることができなかった。
本発明は、積層繊維プリフォームであって、樹脂を含浸して、複合材料から構成される成形部を製造するプリフォームを形成するドレープ形成工程を実施するための自動化装置に関する。本発明は、より詳細には、パネル、特に、基本的に二次元に延びるきわめて厚いパネルなどの成形部を製造するためのプリフォームの製造に関する。本発明の装置は、布積層ヘッド（１０）をスペースを介して移動させ方向づけることが可能なマニプレータ（１）を含み、ここにおいて、該布積層ヘッドは、表面に通じる一つの吸引口を含み、工具や布積層ヘッド（１０）とは別の作業台で織布を一枚ずつ把捉することが可能な巻胴と、次いで、該織布を圧縮する手段及び加熱する手段を含み、この織布をプリフォーム（７０）上に連続的に載せるよう設計される手段とを含む。
本発明は、積層繊維プリフォームであって、樹脂を含浸して、複合材料から構成される成形部を製造するプリフォームを形成するドレープ形成工程を実施するための自動化装置に関する。本発明は、より詳細には、パネル、特に、基本的に二次元に延びるきわめて厚いパネルなどの成形部を製造するためのプリフォームの製造に関する。本発明の装置は、布積層ヘッド（１０）をスペースを介して移動させ方向づけることが可能なマニプレータ（１）を含み、ここにおいて、該布積層ヘッドは、表面に通じる一つの吸引口を含み、工具や布積層ヘッド（１０）とは別の作業台で織布を一枚ずつ把捉することが可能な巻胴と、次いで、該織布を圧縮する手段及び加熱する手段を含み、この織布をプリフォーム（７０）上に連続的に載せるよう設計される手段とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層繊維プリフォームであって、樹脂を含浸して、複合材料から構成される成形部を製造するプリフォームを形成するためのドレープ形成工程を実行するための自動化装置に関する。このプリフォームはドライと呼ばれる。なぜなら、このプリフォームは実質的に繊維から形成され、一般に質量で５％未満のごく少量の樹脂、特に、成形部製造の後続工程で取り扱える程度の合着性をプリフォームに付与するための少量の樹脂しか含まないからである。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、より詳細には、パネル、特に、基本的に二次元に延びるきわめて厚いパネルなどの成形部を製造するためのプリフォームの製造に関する。このようなピースは、例えば、航空技術において、ウィングパネルとして、又は、航空機の中央ウィングボックスの製造のために使用される。
【０００３】
これらのパネルは、平面であれ、大きな曲率半径を持つ曲面であれ、パネルの形状を再現する工具において積層される。この工具に繊維材料から成る帯を積層させて、層を形成する。この帯に、少量の樹脂を振り撒く。この撒布樹脂を熱的に活性化させ、積層を圧縮することによって、層同士を付着させる。いわゆる活性化温度まで加熱すると、樹脂は流動性を帯び、層同士を糊付けする。
【０００４】
成形部を製造し、ドレープ形成と含浸を分離させるこの方法の利点は、複数の構成部品を単一の成形部に一体化できることである。
【０００５】
もう一つの利点は、いくつかの材料を含む複合積層体を実現できることである。例えば、単一成形部を形成するに際し、不織層及び不織布を積層すること、場合によって、積層における位置に応じて配される繊維の性質を変えるように積層することが可能である。
【０００６】
積層される材料の帯は粘着性ではないので、プリフォームの上に順次積層される織布を揃え、また、積層済みの織布に繊維の皺が生じさせないことには特に注意を払わなければならない。積層済みの織布が、積層方向に対して垂直に滑ると不揃いになってしまう。不揃いになると、強化線条体又は重複体に変動をもたらす可能性があるので、射出成形及び重合後、その成形部に欠陥を生じることになる。繊維皺は、積層速度制御の悪化や、積層方向に平行な織布の滑脱へとつながる。このような繊維皺により、完成後の成形部において機械的特性が低下してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上が、従来技術で、ドレープ形成操作を主に手動で行い、且つ、積層速度をきわめて高速にすることができなかった理由である。
【０００８】
本発明は、手動法の融通性を確保しながら、積層速度を増すようにこの方法を自動化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、本発明は、形成工具においていわゆるドライ積層繊維プリフォームを積層するための装置であって、積層ヘッドを、スペースを介して移動させ方向づけることが可能なマニプレータを含む装置において、前記布積層ヘッドが、
−表面に通じる少なくとも一つの吸引口を含み工具や
布積層ヘッドとは別の作業台で織布を一枚ずつ把捉することが可能な巻胴と
−該織布を加熱する手段と
を含み、
さらに、プリフォーム上で該織布を圧縮するが、その圧縮前に該織布に張力を与えることが可能な手段を含み、該手段が：
−軸を中心とした回転速度を制御しながら巻胴を駆動させることが可能な駆動手段と、
−巻胴から離間したローラー、及び、ローラー形状をあらかじめ調節し、プリフォーム上に積層された織布を圧縮することが可能な手段と
を含むことを特徴とする装置を提案する。
【００１０】
マニプレータは、ガントリー型であってもよいし、又は、人型ロボットの形状を取ってもよいが、布積層ヘッドの動きが織布の積層方向と布積層ヘッドの方向性に適応し、織布の積層時に巻胴の軸が積層表面の接線に対して実質上平行となるように構成されなければならない。
【００１１】
上記手段により、プリフォームの上で織布を一枚ずつ積層させることができ、要すれば、積層される材料の性質を、一枚の織布と次の一枚の織布とで変えることが可能となる。これらの材料は含浸されておらず、従って粘着性を持たないので、巻胴表面の吸引デバイスで、複数枚の織布を保持し、次いで織布と巻胴表面の間を真空状態にして分離することによって剥離することが可能となる。これらの吸引手段は、巻胴と離間したローラーの運動と協働して、積層の際、織布の制御張力が得られるため、圧縮前の織布に繊維皺が生じない。織布を圧縮し加熱するための手段により、撒布樹脂を熱的に活性化させることで、プリフォーム上で織布を接着させることができる。ローラー形状をあらかじめ適応させる手段によって、プリフォーム上における織布の圧力プロフィールを、前述の作用をさらに改善させる目的に沿うよう最適化することが可能となる。
【００１２】
本発明は、後述の好適な実施態様に従って実施することが可能であり、これらの実施形態は個別に考慮してもよいし、技術的に有効であればどのように組み合わせてもよい。
【００１３】
ローラー形状を適応させる手段は、
−回転時、ローラーをその各端部においてガイドすることが可能な２本のピンと、
−該ピンに連結され、前記端部間に延び、且つローラーの回転軸に対し事実上平行なコイルバネと、
−該コイルバネに曲率を付与するようにローラーの端部ピンを移動させることが可能なデバイスとを有利に含む。
【００１４】
この単純な機構によって、圧縮ローラーの形状は、コイルバネを曲げることによって変えることが可能となり、従って、圧縮時、織布に印加される圧力プロフィールも変えることが可能である。
【００１５】
押圧手段は、織布をプリフォームに結合させる加熱手段と協働する。そのために、布積層ヘッドは、熱風ジェットを巻胴とプリフォームの間に向けて熱風を吹き出すノズルと、この熱風ジェットから巻胴を隔離することが可能な変位機を含むと有利である。このようにして、複数枚の織布は、プリフォーム上で押圧される直前に局所的に加熱される。変位機は、まだ積層されていない織布部分がこの加熱によって巻胴の表面で糊付けされることがないようにする。
【００１６】
本発明の主題である装置は、プリフォームに対する巻胴軸の方向性を測定する手段であり、巻胴軸に固定される手段を含むと有利である。該測定手段は、プリフォーム又は工具に対する巻胴の実際の方向性をチェックし、要すれば、あらかじめ設計された方向と異なる場合、マニプレータの軸を調節することによってその方向性を補正することができる。この構成により、積層された材料の幅全体に亘って、プリフォーム又は工具上でもっとも均一に接触することが可能となる。均一に接触できないと、積層された材料とプリフォームの間で接合不良となり、合板間樹脂ポケットなどの欠陥の原因、又は、場合によっては、完成後の成形部に繊維皺が生じる原因となる。
【００１７】
本発明の主題である装置は、現在積層されている織布の前に積層された隣接する織布の辺縁位置を検出することが可能な、巻胴軸に固定される手段を含むと有利である。装置の基準スペースに既に積層された織布の位置を知ることで、二枚の織布の辺縁間の距離が成形部の最終的用途とされる範囲内に納まるように、積層時に、布積層ヘッドが次に辿る軌道を補正することができる。この軌跡補正は、巻胴の相対的位置に直接作用することによって布積層ヘッドに対して実行すると有利である。このために、布積層ヘッドは、巻胴の軸に対して平行な巻胴の相対運動を可能とする駆動手段を含む。ヘッドにおける積層軌跡を補正するこの自動システムは、きわめて剛性な担体（ガントリー又はロボット）を装備しないため、受容可能な断面積の大型のドレープ形成装置の導入を構想することができる。
【００１８】
特に有利な実施態様によれば、本発明の主題である装置は、裁断テーブル、及び、複数枚の織布の長さと形状を裁断することが可能な手段を含む。また、材料が連続して巻きつけられており、巻き解くことが可能なスプール形状の、材料用架台を含むことが好ましい。
【００１９】
本装置のこの構成により自動化ドレープ形成法が実施可能となり、該方法は、
−ａ°）スプールから一枚の材料を巻き解いて裁断テーブルに載せる工程、
−ｂ°）巻き解かれた一枚をスプールから切り離し、第１織布を形成する工程、
−ｃ°）巻胴を介して裁断テーブル上の前記織布を捉え、前記巻胴に巻きつける工程、
−ｄ°）前記織布を、巻胴から巻き解き、前記プリフォームに押圧することによって該プリフォームに積層させる工程、
−ｅ°）第１織布を積層させたまま、裁断テーブルにおいて、第２織布を形成する別の材料を巻き解き、切断する工程、
−ｆ°）第２織布について工程ｃ°）から繰り返す工程
を含む。
【００２０】
この方法により、特に複数の織布を潜在時間に作成することができ、高度の生産性を有しながら、いくつかの材料を用いる複雑な積層形成を含むパネルを自動的に積層することが可能となる。
【００２１】
本発明はさらに、前述の手段を装備し、ローラーの助けを借りてプリフォーム上に織布を押圧する工程を含む好適なドレープ形成法において、巻胴はマニプレータによってある供給速度で駆動され、該織布は供給速度と同期する回転速度で駆動される巻胴から巻き解かれ、その結果、該織布は、巻胴からの繰り出しと、ローラーによる加圧との間で事実上定常な張力で維持される方法に関する。この方法は、織布が積層される時の張力を制御し、且つ、繊維間の距離が変化することなく、繊維皺が生じるのを回避するのに丁度必要なだけの張力を印加することを可能とする。
【００２２】
織布は、その巻き解き速度及び張力の調節が可能となるよう、巻き解きの際、吸引によって巻胴に圧しつけられると有利である。
【００２３】
さらに、ローラーの形状は、プリフォーム上の織布に対し定められた圧力プロフィールが実現されるように適応されると有利である。
【００２４】
ある特定の実施態様によれば、ローラーに付与される形状は、織布が積層されるプリフォームの形状と相補うものではない。この実施態様によれば、例えば、織布の幅の一部だけを糊付けすることが可能となる。
【００２５】
次に、本発明は、下記の図面１〜１３に示す好ましい非限定的な実施態様に基づいてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ガントリー型直交座標マニプレータを使用した、本発明のドレープ形成装置の実施態様の俯瞰・斜視図を示す。
【図２】図１の実施態様による布積層ヘッドの、俯瞰・斜視詳細図を示す。
【図３】本発明の装置に適応される布積層ヘッド実施態様の斜視側面図である。
【図４】図３の布積層ヘッドと関連するドレープ形成アッセンブリの側面図である。
【図５】本発明による装置を用いた、積層用ドレープ形成操作の概略側面図である。
【図６】本発明によるドレープ形成装置に適応される巻胴の実施態様の斜視立面図である。
【図７】本発明による布積層ヘッドに適応される、ローラー及び、ローラー形状を変えるための関連デバイスの斜視図を表す。
【図８】８Ａ、８Ｂは、ローラーのいくつかの調節可能な変形形態を、正面から概略的に示す。
【図９】本発明による布積層ヘッドに適応される、熱風を吹き出すことによって加熱するデバイスの、背後から見た斜視図である。
【図１０】本発明によるドレープ形成装置の実施態様を代表する装置によるドレープ形成操作を示す、正面から見た概観図である。
【図１１】本発明の主題である装置によって順次積層される二枚の織布の詳細立面図である。
【図１２】本発明による、曲面を持つドレープ形成装置の実施態様に基づくドレープ形成操作の正面概観図である。
【図１３】本発明の装置の実施態様による、裁断テーブル及び材料用架台の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１：ある実施例によれば、本発明の主題である装置は：
−この例ではロボットガントリーの形状を取るマニプレータ（１）、
−マニプレータによってスペースを介して移動し、方向づけられる布積層ヘッド（１０）、
−複数枚の織布（１００）を作成するための裁断テーブル（５０）、
−マニプレータの作業空間に設けられる積層ツール（７０）、
を含む。
【００２８】
図２：布積層ヘッド（１０）は、移行軸（Ｚ）と二つの直交回転軸（Ａ，Ｃ）に従ってマニプレータ（１）に対して可動であり、全ての軸を、ディジタルコントロールによって駆動させたり、制御する。
【００２９】
図３及び図４：布積層ヘッド(１０）は、積層される織布が巻きつけられる巻胴（１１）、及び積層プリフォーム(１１０）に圧縮するよう、積層される織布に圧力（１２０）を印加することが可能なローラー（１２）を含む。ドレープ形成アッセンブリと呼ばれる、巻胴（１１）、加熱ノズル（１３）、及びローラー（１２）を含むアッセンブリ（１１００）は、フレーム（２００）に支持される滑走接続手段（２１０）によって接続される。
【００３０】
図５：積層時、織布（１００）は、巻胴（１１）から巻き解かれる。積層時、繊維皺が生じることのないよう、繊維は、巻胴から繰り出される時とプリフォームに押圧される時との間で張力を受けた状態が維持される。このため、布積層ヘッドはある供給速度（Ｆ）で移動し、一方、巻胴は、織布（１００）が、巻胴から繰り出される点とローラー（１２）による加圧点の間で事実上一定の張力でピンと引っ張られるように、供給速度Ｆと同期する速度Ｎで回転される。前記ローラーは、織布に対し、積層がなされる表面に対して垂直な積層面（１２００）に対し事実上平行な圧縮作用（１２０）を及ぼす。この押圧は、連結ロッドシステムを介してローラーに作用する、力制御油圧又は気圧シリンダー（１２１）によって実行される。
【００３１】
加熱ノズル（１３）は、織布（１００）の下部において、ローラー（１２）の下の進行方向に熱気流（１３０）を放出する。この熱気流はさらに、プリフォーム表面を局所的に加熱し、織布（１００）の圧縮及び接着を促進する。しかしながら、この加熱は、樹脂が熱硬化性樹脂である場合、加熱された樹脂が完全な架橋結合を発揮することがないよう、局所的で、短持続な状態に維持される。撒布樹脂は、後続工程でプリフォームに注入される樹脂と異なってもよい。加熱温度は撒布樹脂の性質に合わせられる。
【００３２】
図６：巻胴（１１）は、その表面に、織布（１００）と巻胴表面間を真空状態にする複数の吸引口（１１１）を含む。これらの吸引口は、吸引領域の幅を織布（１００）の幅に適応するよう、個別に又はまとめて調節することが可能である。特に、吸引口は、織布に対してのみ吸引するよう、例えば、テーパー切断の場合のように切断が長さに対して垂直でない織布を把捉するために連続的に調節することが可能とされる。このように、織布が繊維非含浸性であることは、真空状態が、巻胴に巻きつけられる全体厚を通じて伝搬されていることを意味する。ドレープ形成段階の間吸引し続けることにより、織布が巻胴に接触し続け、その巻き解き速度及び張力の調節が可能となる。
【００３３】
巻胴の上に設置されるセンサーは、織布の端部位置の検出を可能とする。
【００３４】
このセンサーからの情報を巻胴の角度位置に関する情報と組み合わせることによって、装置スペース内のドレープ形成面（１２００）の位置を、常にヘッドの位置に応じて知ることができる。この手段は、積層の精密な調節を可能にし、さらに、織布の端部を、ドレープ形成の開始に合わせてプリフォームに配置することを可能とする。
【００３５】
第１モーター（１１２）は、巻胴マウント（１１４）に対する軸を中心とした巻胴の回転を調節することを可能とする。このモーターを有利に角度コーダに対する回転と連結させることによって、巻胴の角度位置をいつでも知ることができる。第２モーター（１１３）は、巻胴（１１）とマウント（１１４）が、支持フレーム（２００）に対する軸に平行して移動することを可能とする。
【００３６】
図７：ローラー（１２）は、一連の連結ロッド（１２７、１２８）によって巻胴マウント（１１４）に連結される。シリンダー（１２１）は、巻胴マウント（１１４）に連結され、該連結ロッドの一方（１２７）に作用する。シリンダー（１２１）の作用により、前記連結ロッド（１２７）は軸旋回でき、これによってローラーがプリフォームに接触する。
【００３７】
ローラー（１２）自体は、その各端部においてピン（１２５）及びボールジョイント接続部（１２２）によって連結ロッドデバイスに連結される。図８Ａに示すように、ローラー部分は、弾性シース（１２４）に覆われたコイルバネ（１２３）によって形成される。個別に見ると、このバネのコイルは放射方向に高度の剛性を有し、そのため、コイルに圧縮圧力を印加することができる。一方、バネ（１２３）は、全体的に中等度の屈曲剛性を有する。このため、圧縮圧力（１２０）の作用下で、バネ自体がプリフォーム（１１０）のプロフィールに合わせた形になるため、該圧縮圧力を織布（１００）の幅全体に亘って均一に分散させることが可能となる。
【００３８】
ヨーク（１２６）は、各ヨークに作用する二つのシリンダー（１２９）を通じてピン（１２５）端部の移動を可能とする。図８Ｂに示すように、ピン端部を移動させることで、ローラーに曲率を付与することが可能となるため、プリフォームのプロフィールにその曲率をあらかじめ合致させること、又は、プリフォームプロフィールの曲率に対して相補的でない曲率をローラーに付与することによって、織布の幅全体に亘って圧力を分布させるように修飾することが可能となる。この作用は、特に、織布の中心部しか糊付けしないような場合のプリフォームの辺縁に対して有用である。
【００３９】
図９：加熱デバイスは、巻胴マウント（１１４）に対して一定角度を持つマウント（１３７）に設置される、熱風を吹き出すための３個のノズル（１３）から形成される。一端は巻胴マウント（１１４）に固定され、他端はノズルマウント（１３７）に固定されるシリンダー（１３１）は、前記ノズルの高さ調節を可能とする。ノズルマウント（１３７）に連結される変位機（１３５）は、熱気流から巻胴（１１）を隔離させる。有利なことに、１個の吹き出しノズル当たり５〜１０ｋＷの熱パワーが実現され、これによって、所望の加熱温度に等しいか、又は少し高い気流温度で、織布をきわめて速やかに加熱することが可能となる。従って、織布又はプリフォームが燃焼されることはない。３個のノズルは個別に調節することが可能である。このようにして、織布の中央又は一側のみを加熱することが可能となり、そのため、ローラーの曲率と組み合わされると、プリフォームに対する接着幅は限局される。
【００４０】
図１０：布積層ヘッド（１０）は、積層される二枚の織布（１０１、１０２）の辺縁間のギャップｇ（図１１を参照）を調節するためのカメラ（１６）を有する。繊維皺がまったく生じないようにするためには、二枚の織布は重ねてはならない。積層部分に脆弱域が形成されないようにするには、距離ｇは、２ｍｍ未満でなければならない。カメラ（１６）は、既に積層された隣接織布（１０１）の位置を検出する。この情報は、ドレープ形成手段（１１００）を動かすためのモーター（１１３）に指令して、距離ｇを０．１ｍｍ〜２ｍｍの間に維持するのに用いられる。
【００４１】
図１２：無接触距離センサー（１７、１７’）は、巻胴の軸とプリフォーム（１１０）の間の距離を測定する。第１センサー（１７）によって測定される距離が第２センサー（１７’）によって測定される距離と同じでないならば、このドレープ形成装置（１１００）の方向性は、これら二つの距離が等しくなるように、軸Ａに沿って修正される。この特性より、巻胴の軸を、プリフォーム（１１０）のプロフィールの接線に対して平行に配置することができる。
【００４２】
距離センサー（１７、１７’）は、格納式フレーム（１７０）に設置され、このフレームもまた、巻胴（１１）における織布（１００）端部の位置を検出可能なレーザー透過ビームセンサーを有する。
【００４３】
図１３：本発明の主題である装置は、プリフォーム（１１０）の上にドレープされる筈の材料が連続的に巻きつけられたスプール（５０１、５０２、５０３）を含む、複数材料用架台（５００）に関連する裁断テーブル（５０）を含むと有利である。これらは、例えば、カーボンファイバー又はグラスファイバーから成る材料の異なる種類の材料又は、例えば、織布又は不織材料の異なる様式の材料、若しくは、異なる積層配列に従って積層される多軸性材料であってもよい。ただし、これらは網羅的リストではない。
【００４４】
上記複数の帯は巻き解かれて裁断面（５１０）の上に置かれるが、該裁断面は、その面に対し帯を圧しつけた状態で保持することが可能な真空装置を有利に備える。上記帯は、その辺縁の一方が、裁断テーブルの辺縁の一方に当接するように巻き解かれる。
【００４５】
このために、シリンダーは、巻き解しの際、スプールがその軸に平行に移動するように作用し、レーザーセンサーは帯の辺縁を検出する。前記センサーとシリンダーの間の閉鎖ループコントロールで、帯の辺縁が、裁断テーブルの辺縁の一方に当接するように移動することが可能となる。このようにして帯は前記テーブルに位置づけられる。帯は、ドレープ形成装置のディジタルコントロールと相互作用を持つことが可能な、ディジタルコントロールによって調節される自動裁断デバイス（５２０）によって長さ、幅、及び端部プロフィールに合わせて裁断される。この裁断作業は、ドレープ形成時の潜在時間内に実行することが可能である。
【００４６】
織布（１００）が長さ及びプロフィールに合わせて裁断され、該先行織布のドレープ形成が終了すると、布積層ヘッドが裁断テーブル（５０）に近づき、上記織布を巻胴（１１）に収集する。このために、該織布を解放するよう裁断テーブル（５１０）上真空状態を緩和させると、巻胴（１１）は、その吸引デバイス（１１１）によって上記織布を捕捉する。
【００４７】
布積層ヘッドは、巻胴の織布が巻胴の回転軸に平行な方向に配置されるように、裁断テーブルに位置付けされる。例えば、該織布の中心線が巻胴の中央になるように置かれる。
【００４８】
該織布は、前述のように、巻胴に巻きつけられ、プリフォームに積層される。
【００４９】
前述の説明は、本発明が、様々な特色及びその利点によって本発明が自ら設定した目的を実現することを明白に示す。特に、本発明は、同じプリフォームにおいて種々の材料をあらゆる方向に向けて自動的にドレープ形成することを可能とする。
【符号の説明】
【００５０】
１ マニプレータ
１０ 布積層ヘッド
１１ 巻胴
１２ ローラー
１３ 加熱ノズル（加熱手段）
１６ カメラ
１７ 無接触距離センサー／第１センサー
１７’ 無接触距離センサー／第２センサー
５０ 裁断テーブル／作業台
７０ 積層ツール／形成工具
１００、１０１、１０２ 織布
１１０ ドライ（積層繊維）プリフォーム
１１１ 吸引デバイス／吸引口
１１２ 駆動手段（第１モーター）
１１３ 第２モーター
１１４ 巻胴マウント
１２０ 圧縮圧力、圧縮作用
１２１、１２９、１３１ シリンダー
１２２ 接続部
１２３ コイルバネ
１２４ 弾性シース
１２５ ピン
１２６ ヨーク
１２７、１２８ 連結ロッド
１３０ 熱気流
１３５ 変位機
１３７ ノズルマウント
１７０ 格納式フレーム
２００ （支持）フレーム
２１０ 滑走接続手段
５００ 架台
５０１、５０２、５０３ スプール
５１０ 裁断面（テーブル）
５２０ 自動裁断デバイス
１１００ ドレープ形成装置／ドレープ形成アッセンブリ
１２００ ドレープ形成面／積層面
Ａ、Ｃ 直交回転軸
Ｆ 供給速度
Ｎ 回転速度
Ｚ 移行軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層繊維プリフォームであって、樹脂を含浸して、複合材料から構成される成形部を製造するプリフォームを形成するためのドレープ形成工程を実行するための自動化装置に関する。このプリフォームはドライと呼ばれる。なぜなら、このプリフォームは実質的に繊維から形成され、一般に質量で５％未満のごく少量の樹脂、特に、成形部製造の後続工程で取り扱える程度の合着性をプリフォームに付与するための少量の樹脂しか含まないからである。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、より詳細には、パネル、特に、基本的に二次元に延びるきわめて厚いパネルなどの成形部を製造するためのプリフォームの製造に関する。このようなピースは、例えば、航空技術において、ウィングパネルとして、又は、航空機の中央ウィングボックスの製造のために使用される。
【０００３】
これらのパネルは、平面であれ、大きな曲率半径を持つ曲面であれ、パネルの形状を再現する工具において積層される。この工具に繊維材料から成る帯を積層させて、層を形成する。この帯に、少量の樹脂を振り撒く。この撒布樹脂を熱的に活性化させ、積層を圧縮することによって、層同士を付着させる。いわゆる活性化温度まで加熱すると、樹脂は流動性を帯び、層同士を糊付けする。
【０００４】
成形部を製造し、ドレープ形成と含浸を分離させるこの方法の利点は、複数の構成部品を単一の成形部に一体化できることである。
【０００５】
もう一つの利点は、いくつかの材料を含む複合積層体を実現できることである。例えば、単一成形部を形成するに際し、不織層及び不織布を積層すること、場合によって、積層における位置に応じて配される繊維の性質を変えるように積層することが可能である。
【０００６】
積層される材料の帯は粘着性ではないので、プリフォームの上に順次積層される織布を揃え、また、積層済みの織布に繊維の皺が生じさせないことには特に注意を払わなければならない。積層済みの織布が、積層方向に対して垂直に滑ると不揃いになってしまう。不揃いになると、強化線条体又は重複体に変動をもたらす可能性があるので、射出成形及び重合後、その成形部に欠陥を生じることになる。繊維皺は、積層速度制御の悪化や、積層方向に平行な織布の滑脱へとつながる。このような繊維皺により、完成後の成形部において機械的特性が低下してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上が、従来技術で、ドレープ形成操作を主に手動で行い、且つ、積層速度をきわめて高速にすることができなかった理由である。
【０００８】
本発明は、手動法の融通性を確保しながら、積層速度を増すようにこの方法を自動化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、本発明は、形成工具においていわゆるドライ積層繊維プリフォームを積層するための装置であって、積層ヘッドを、スペースを介して移動させ方向づけることが可能なマニプレータを含む装置において、前記布積層ヘッドが、
−表面に通じる少なくとも一つの吸引口を含み工具や
布積層ヘッドとは別の作業台で織布を一枚ずつ把捉することが可能な巻胴と
−該織布を加熱する手段と
を含み、
さらに、プリフォーム上で該織布を圧縮するが、その圧縮前に該織布に張力を与えることが可能な手段を含み、該手段が：
−軸を中心とした回転速度を制御しながら巻胴を駆動させることが可能な駆動手段と、
−巻胴から離間したローラー、及び、ローラー形状をあらかじめ調節し、プリフォーム上に積層された織布を圧縮することが可能な手段と
を含むことを特徴とする装置を提案する。
【００１０】
マニプレータは、ガントリー型であってもよいし、又は、人型ロボットの形状を取ってもよいが、布積層ヘッドの動きが織布の積層方向と布積層ヘッドの方向性に適応し、織布の積層時に巻胴の軸が積層表面の接線に対して実質上平行となるように構成されなければならない。
【００１１】
上記手段により、プリフォームの上で織布を一枚ずつ積層させることができ、要すれば、積層される材料の性質を、一枚の織布と次の一枚の織布とで変えることが可能となる。これらの材料は含浸されておらず、従って粘着性を持たないので、巻胴表面の吸引デバイスで、複数枚の織布を保持し、次いで織布と巻胴表面の間を真空状態にして分離することによって剥離することが可能となる。これらの吸引手段は、巻胴と離間したローラーの運動と協働して、積層の際、織布の制御張力が得られるため、圧縮前の織布に繊維皺が生じない。織布を圧縮し加熱するための手段により、撒布樹脂を熱的に活性化させることで、プリフォーム上で織布を接着させることができる。ローラー形状をあらかじめ適応させる手段によって、プリフォーム上における織布の圧力プロフィールを、前述の作用をさらに改善させる目的に沿うよう最適化することが可能となる。
【００１２】
本発明は、後述の好適な実施態様に従って実施することが可能であり、これらの実施形態は個別に考慮してもよいし、技術的に有効であればどのように組み合わせてもよい。
【００１３】
ローラー形状を適応させる手段は、
−回転時、ローラーをその各端部においてガイドすることが可能な２本のピンと、
−該ピンに連結され、前記端部間に延び、且つローラーの回転軸に対し事実上平行なコイルバネと、
−該コイルバネに曲率を付与するようにローラーの端部ピンを移動させることが可能なデバイスとを有利に含む。
【００１４】
この単純な機構によって、圧縮ローラーの形状は、コイルバネを曲げることによって変えることが可能となり、従って、圧縮時、織布に印加される圧力プロフィールも変えることが可能である。
【００１５】
押圧手段は、織布をプリフォームに結合させる加熱手段と協働する。そのために、布積層ヘッドは、熱風ジェットを巻胴とプリフォームの間に向けて熱風を吹き出すノズルと、この熱風ジェットから巻胴を隔離することが可能な変位機を含むと有利である。このようにして、複数枚の織布は、プリフォーム上で押圧される直前に局所的に加熱される。変位機は、まだ積層されていない織布部分がこの加熱によって巻胴の表面で糊付けされることがないようにする。
【００１６】
本発明の主題である装置は、プリフォームに対する巻胴軸の方向性を測定する手段であり、巻胴軸に固定される手段を含むと有利である。該測定手段は、プリフォーム又は工具に対する巻胴の実際の方向性をチェックし、要すれば、あらかじめ設計された方向と異なる場合、マニプレータの軸を調節することによってその方向性を補正することができる。この構成により、積層された材料の幅全体に亘って、プリフォーム又は工具上でもっとも均一に接触することが可能となる。均一に接触できないと、積層された材料とプリフォームの間で接合不良となり、合板間樹脂ポケットなどの欠陥の原因、又は、場合によっては、完成後の成形部に繊維皺が生じる原因となる。
【００１７】
本発明の主題である装置は、現在積層されている織布の前に積層された隣接する織布の辺縁位置を検出することが可能な、巻胴軸に固定される手段を含むと有利である。装置の基準スペースに既に積層された織布の位置を知ることで、二枚の織布の辺縁間の距離が成形部の最終的用途とされる範囲内に納まるように、積層時に、布積層ヘッドが次に辿る軌道を補正することができる。この軌跡補正は、巻胴の相対的位置に直接作用することによって布積層ヘッドに対して実行すると有利である。このために、布積層ヘッドは、巻胴の軸に対して平行な巻胴の相対運動を可能とする駆動手段を含む。ヘッドにおける積層軌跡を補正するこの自動システムは、きわめて剛性な担体（ガントリー又はロボット）を装備しないため、受容可能な断面積の大型のドレープ形成装置の導入を構想することができる。
【００１８】
特に有利な実施態様によれば、本発明の主題である装置は、裁断テーブル、及び、複数枚の織布の長さと形状を裁断することが可能な手段を含む。また、材料が連続して巻きつけられており、巻き解くことが可能なスプール形状の、材料用架台を含むことが好ましい。
【００１９】
本装置のこの構成により自動化ドレープ形成法が実施可能となり、該方法は、
−ａ°）スプールから一枚の材料を巻き解いて裁断テーブルに載せる工程、
−ｂ°）巻き解かれた一枚をスプールから切り離し、第１織布を形成する工程、
−ｃ°）巻胴を介して裁断テーブル上の前記織布を捉え、前記巻胴に巻きつける工程、
−ｄ°）前記織布を、巻胴から巻き解き、前記プリフォームに押圧することによって該プリフォームに積層させる工程、
−ｅ°）第１織布を積層させたまま、裁断テーブルにおいて、第２織布を形成する別の材料を巻き解き、切断する工程、
−ｆ°）第２織布について工程ｃ°）から繰り返す工程
を含む。
【００２０】
この方法により、特に複数の織布を潜在時間に作成することができ、高度の生産性を有しながら、いくつかの材料を用いる複雑な積層形成を含むパネルを自動的に積層することが可能となる。
【００２１】
本発明はさらに、前述の手段を装備し、ローラーの助けを借りてプリフォーム上に織布を押圧する工程を含む好適なドレープ形成法において、巻胴はマニプレータによってある供給速度で駆動され、該織布は供給速度と同期する回転速度で駆動される巻胴から巻き解かれ、その結果、該織布は、巻胴からの繰り出しと、ローラーによる加圧との間で事実上定常な張力で維持される方法に関する。この方法は、織布が積層される時の張力を制御し、且つ、繊維間の距離が変化することなく、繊維皺が生じるのを回避するのに丁度必要なだけの張力を印加することを可能とする。
【００２２】
織布は、その巻き解き速度及び張力の調節が可能となるよう、巻き解きの際、吸引によって巻胴に圧しつけられると有利である。
【００２３】
さらに、ローラーの形状は、プリフォーム上の織布に対し定められた圧力プロフィールが実現されるように適応されると有利である。
【００２４】
ある特定の実施態様によれば、ローラーに付与される形状は、織布が積層されるプリフォームの形状と相補うものではない。この実施態様によれば、例えば、織布の幅の一部だけを糊付けすることが可能となる。
【００２５】
次に、本発明は、下記の図面１〜１３に示す好ましい非限定的な実施態様に基づいてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ガントリー型直交座標マニプレータを使用した、本発明のドレープ形成装置の実施態様の俯瞰・斜視図を示す。
【図２】図１の実施態様による布積層ヘッドの、俯瞰・斜視詳細図を示す。
【図３】本発明の装置に適応される布積層ヘッド実施態様の斜視側面図である。
【図４】図３の布積層ヘッドと関連するドレープ形成アッセンブリの側面図である。
【図５】本発明による装置を用いた、積層用ドレープ形成操作の概略側面図である。
【図６】本発明によるドレープ形成装置に適応される巻胴の実施態様の斜視立面図である。
【図７】本発明による布積層ヘッドに適応される、ローラー及び、ローラー形状を変えるための関連デバイスの斜視図を表す。
【図８】８Ａ、８Ｂは、ローラーのいくつかの調節可能な変形形態を、正面から概略的に示す。
【図９】本発明による布積層ヘッドに適応される、熱風を吹き出すことによって加熱するデバイスの、背後から見た斜視図である。
【図１０】本発明によるドレープ形成装置の実施態様を代表する装置によるドレープ形成操作を示す、正面から見た概観図である。
【図１１】本発明の主題である装置によって順次積層される二枚の織布の詳細立面図である。
【図１２】本発明による、曲面を持つドレープ形成装置の実施態様に基づくドレープ形成操作の正面概観図である。
【図１３】本発明の装置の実施態様による、裁断テーブル及び材料用架台の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１：ある実施例によれば、本発明の主題である装置は：
−この例ではロボットガントリーの形状を取るマニプレータ（１）、
−マニプレータによってスペースを介して移動し、方向づけられる布積層ヘッド（１０）、
−複数枚の織布（１００）を作成するための裁断テーブル（５０）、
−マニプレータの作業空間に設けられる積層ツール（７０）、
を含む。
【００２８】
図２：布積層ヘッド（１０）は、移行軸（Ｚ）と二つの直交回転軸（Ａ，Ｃ）に従ってマニプレータ（１）に対して可動であり、全ての軸を、ディジタルコントロールによって駆動させたり、制御する。
【００２９】
図３及び図４：布積層ヘッド(１０）は、積層される織布が巻きつけられる巻胴（１１）、及び積層プリフォーム(１１０）に圧縮するよう、積層される織布に圧力（１２０）を印加することが可能なローラー（１２）を含む。ドレープ形成アッセンブリと呼ばれる、巻胴（１１）、加熱ノズル（１３）、及びローラー（１２）を含むアッセンブリ（１１００）は、フレーム（２００）に支持される滑走接続手段（２１０）によって接続される。
【００３０】
図５：積層時、織布（１００）は、巻胴（１１）から巻き解かれる。積層時、繊維皺が生じることのないよう、繊維は、巻胴から繰り出される時とプリフォームに押圧される時との間で張力を受けた状態が維持される。このため、布積層ヘッドはある供給速度（Ｆ）で移動し、一方、巻胴は、織布（１００）が、巻胴から繰り出される点とローラー（１２）による加圧点の間で事実上一定の張力でピンと引っ張られるように、供給速度Ｆと同期する速度Ｎで回転される。前記ローラーは、織布に対し、積層がなされる表面に対して垂直な積層面（１２００）に対し事実上平行な圧縮作用（１２０）を及ぼす。この押圧は、連結ロッドシステムを介してローラーに作用する、力制御油圧又は気圧シリンダー（１２１）によって実行される。
【００３１】
加熱ノズル（１３）は、織布（１００）の下部において、ローラー（１２）の下の進行方向に熱気流（１３０）を放出する。この熱気流はさらに、プリフォーム表面を局所的に加熱し、織布（１００）の圧縮及び接着を促進する。しかしながら、この加熱は、樹脂が熱硬化性樹脂である場合、加熱された樹脂が完全な架橋結合を発揮することがないよう、局所的で、短持続な状態に維持される。撒布樹脂は、後続工程でプリフォームに注入される樹脂と異なってもよい。加熱温度は撒布樹脂の性質に合わせられる。
【００３２】
図６：巻胴（１１）は、その表面に、織布（１００）と巻胴表面間を真空状態にする複数の吸引口（１１１）を含む。これらの吸引口は、吸引領域の幅を織布（１００）の幅に適応するよう、個別に又はまとめて調節することが可能である。特に、吸引口は、織布に対してのみ吸引するよう、例えば、テーパー切断の場合のように切断が長さに対して垂直でない織布を把捉するために連続的に調節することが可能とされる。このように、織布が繊維非含浸性であることは、真空状態が、巻胴に巻きつけられる全体厚を通じて伝搬されていることを意味する。ドレープ形成段階の間吸引し続けることにより、織布が巻胴に接触し続け、その巻き解き速度及び張力の調節が可能となる。
【００３３】
巻胴の上に設置されるセンサーは、織布の端部位置の検出を可能とする。
【００３４】
このセンサーからの情報を巻胴の角度位置に関する情報と組み合わせることによって、装置スペース内のドレープ形成面（１２００）の位置を、常にヘッドの位置に応じて知ることができる。この手段は、積層の精密な調節を可能にし、さらに、織布の端部を、ドレープ形成の開始に合わせてプリフォームに配置することを可能とする。
【００３５】
第１モーター（１１２）は、巻胴マウント（１１４）に対する軸を中心とした巻胴の回転を調節することを可能とする。このモーターを有利に角度コーダに対する回転と連結させることによって、巻胴の角度位置をいつでも知ることができる。第２モーター（１１３）は、巻胴（１１）とマウント（１１４）が、支持フレーム（２００）に対する軸に平行して移動することを可能とする。
【００３６】
図７：ローラー（１２）は、一連の連結ロッド（１２７、１２８）によって巻胴マウント（１１４）に連結される。シリンダー（１２１）は、巻胴マウント（１１４）に連結され、該連結ロッドの一方（１２７）に作用する。シリンダー（１２１）の作用により、前記連結ロッド（１２７）は軸旋回でき、これによってローラーがプリフォームに接触する。
【００３７】
ローラー（１２）自体は、その各端部においてピン（１２５）及びボールジョイント接続部（１２２）によって連結ロッドデバイスに連結される。図８Ａに示すように、ローラー部分は、弾性シース（１２４）に覆われたコイルバネ（１２３）によって形成される。個別に見ると、このバネのコイルは放射方向に高度の剛性を有し、そのため、コイルに圧縮圧力を印加することができる。一方、バネ（１２３）は、全体的に中等度の屈曲剛性を有する。このため、圧縮圧力（１２０）の作用下で、バネ自体がプリフォーム（１１０）のプロフィールに合わせた形になるため、該圧縮圧力を織布（１００）の幅全体に亘って均一に分散させることが可能となる。
【００３８】
ヨーク（１２６）は、各ヨークに作用する二つのシリンダー（１２９）を通じてピン（１２５）端部の移動を可能とする。図８Ｂに示すように、ピン端部を移動させることで、ローラーに曲率を付与することが可能となるため、プリフォームのプロフィールにその曲率をあらかじめ合致させること、又は、プリフォームプロフィールの曲率に対して相補的でない曲率をローラーに付与することによって、織布の幅全体に亘って圧力を分布させるように修飾することが可能となる。この作用は、特に、織布の中心部しか糊付けしないような場合のプリフォームの辺縁に対して有用である。
【００３９】
図９：加熱デバイスは、巻胴マウント（１１４）に対して一定角度を持つマウント（１３７）に設置される、熱風を吹き出すための３個のノズル（１３）から形成される。一端は巻胴マウント（１１４）に固定され、他端はノズルマウント（１３７）に固定されるシリンダー（１３１）は、前記ノズルの高さ調節を可能とする。ノズルマウント（１３７）に連結される変位機（１３５）は、熱気流から巻胴（１１）を隔離させる。有利なことに、１個の吹き出しノズル当たり５〜１０ｋＷの熱パワーが実現され、これによって、所望の加熱温度に等しいか、又は少し高い気流温度で、織布をきわめて速やかに加熱することが可能となる。従って、織布又はプリフォームが燃焼されることはない。３個のノズルは個別に調節することが可能である。このようにして、織布の中央又は一側のみを加熱することが可能となり、そのため、ローラーの曲率と組み合わされると、プリフォームに対する接着幅は限局される。
【００４０】
図１０：布積層ヘッド（１０）は、積層される二枚の織布（１０１、１０２）の辺縁間のギャップｇ（図１１を参照）を調節するためのカメラ（１６）を有する。繊維皺がまったく生じないようにするためには、二枚の織布は重ねてはならない。積層部分に脆弱域が形成されないようにするには、距離ｇは、２ｍｍ未満でなければならない。カメラ（１６）は、既に積層された隣接織布（１０１）の位置を検出する。この情報は、ドレープ形成手段（１１００）を動かすためのモーター（１１３）に指令して、距離ｇを０．１ｍｍ〜２ｍｍの間に維持するのに用いられる。
【００４１】
図１２：無接触距離センサー（１７、１７’）は、巻胴の軸とプリフォーム（１１０）の間の距離を測定する。第１センサー（１７）によって測定される距離が第２センサー（１７’）によって測定される距離と同じでないならば、このドレープ形成装置（１１００）の方向性は、これら二つの距離が等しくなるように、軸Ａに沿って修正される。この特性より、巻胴の軸を、プリフォーム（１１０）のプロフィールの接線に対して平行に配置することができる。
【００４２】
距離センサー（１７、１７’）は、格納式フレーム（１７０）に設置され、このフレームもまた、巻胴（１１）における織布（１００）端部の位置を検出可能なレーザー透過ビームセンサーを有する。
【００４３】
図１３：本発明の主題である装置は、プリフォーム（１１０）の上にドレープされる筈の材料が連続的に巻きつけられたスプール（５０１、５０２、５０３）を含む、複数材料用架台（５００）に関連する裁断テーブル（５０）を含むと有利である。これらは、例えば、カーボンファイバー又はグラスファイバーから成る材料の異なる種類の材料又は、例えば、織布又は不織材料の異なる様式の材料、若しくは、異なる積層配列に従って積層される多軸性材料であってもよい。ただし、これらは網羅的リストではない。
【００４４】
上記複数の帯は巻き解かれて裁断面（５１０）の上に置かれるが、該裁断面は、その面に対し帯を圧しつけた状態で保持することが可能な真空装置を有利に備える。上記帯は、その辺縁の一方が、裁断テーブルの辺縁の一方に当接するように巻き解かれる。
【００４５】
このために、シリンダーは、巻き解しの際、スプールがその軸に平行に移動するように作用し、レーザーセンサーは帯の辺縁を検出する。前記センサーとシリンダーの間の閉鎖ループコントロールで、帯の辺縁が、裁断テーブルの辺縁の一方に当接するように移動することが可能となる。このようにして帯は前記テーブルに位置づけられる。帯は、ドレープ形成装置のディジタルコントロールと相互作用を持つことが可能な、ディジタルコントロールによって調節される自動裁断デバイス（５２０）によって長さ、幅、及び端部プロフィールに合わせて裁断される。この裁断作業は、ドレープ形成時の潜在時間内に実行することが可能である。
【００４６】
織布（１００）が長さ及びプロフィールに合わせて裁断され、該先行織布のドレープ形成が終了すると、布積層ヘッドが裁断テーブル（５０）に近づき、上記織布を巻胴（１１）に収集する。このために、該織布を解放するよう裁断テーブル（５１０）上真空状態を緩和させると、巻胴（１１）は、その吸引デバイス（１１１）によって上記織布を捕捉する。
【００４７】
布積層ヘッドは、巻胴の織布が巻胴の回転軸に平行な方向に配置されるように、裁断テーブルに位置付けされる。例えば、該織布の中心線が巻胴の中央になるように置かれる。
【００４８】
該織布は、前述のように、巻胴に巻きつけられ、プリフォームに積層される。
【００４９】
前述の説明は、本発明が、様々な特色及びその利点によって本発明が自ら設定した目的を実現することを明白に示す。特に、本発明は、同じプリフォームにおいて種々の材料をあらゆる方向に向けて自動的にドレープ形成することを可能とする。
【符号の説明】
【００５０】
１ マニプレータ
１０ 布積層ヘッド
１１ 巻胴
１２ ローラー
１３ 加熱ノズル（加熱手段）
１６ カメラ
１７ 無接触距離センサー／第１センサー
１７’ 無接触距離センサー／第２センサー
５０ 裁断テーブル／作業台
７０ 積層ツール／形成工具
１００、１０１、１０２ 織布
１１０ ドライ（積層繊維）プリフォーム
１１１ 吸引デバイス／吸引口
１１２ 駆動手段（第１モーター）
１１３ 第２モーター
１１４ 巻胴マウント
１２０ 圧縮圧力、圧縮作用
１２１、１２９、１３１ シリンダー
１２２ 接続部
１２３ コイルバネ
１２４ 弾性シース
１２５ ピン
１２６ ヨーク
１２７、１２８ 連結ロッド
１３０ 熱気流
１３５ 変位機
１３７ ノズルマウント
１７０ 格納式フレーム
２００ （支持）フレーム
２１０ 滑走接続手段
５００ 架台
５０１、５０２、５０３ スプール
５１０ 裁断面（テーブル）
５２０ 自動裁断デバイス
１１００ ドレープ形成装置／ドレープ形成アッセンブリ
１２００ ドレープ形成面／積層面
Ａ、Ｃ 直交回転軸
Ｆ 供給速度
Ｎ 回転速度
Ｚ 移行軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
形成工具（７０）においていわゆるドライ積層繊維プリフォーム（１１０）に積層するための装置であって、布積層ヘッド（１０）をスペースを介して移動させ方向づけることが可能なマニプレータ（１）を含む装置において、前記布積層ヘッドが、
−表面に通じる少なくとも一つの吸引口（１１１）を含み、工具や布積層ヘッドとは別の作業台（５０）で織布（１００）を一枚ずつ把捉することが可能な巻胴（１１）と、
−前記織布（１００）を加熱する手段（１３）と
を含み、
さらに、プリフォーム上で前記織布を圧縮するが、その圧縮前に前記織布に張力を与えることが可能な手段を含み、該手段が、
−軸を中心とした回転速度を制御しながら巻胴（１１）を駆動させることが可能な駆動手段（１１２）と、
−巻胴（１１）から離間したローラー（１２）、及び、ローラーの形状をあらかじめ調節し、プリフォーム（１１０）上に積層された該織布を圧縮可能にする手段（１２３、１２５、１２６、１２９）と
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
ローラー（１２）の形状を適応させる前記手段が、
−回転時、該ローラーをその各端部においてガイドすることが可能な２本のピン（１２５）と、
−該ピンに連結され、前記端部間に延び、且つローラーの回転軸に対し事実上平行なコイルバネ（１２３）と、
−前記コイルバネ（１２３）に曲率を付与するようにローラーの端部ピンを移動させることが可能なデバイス（１２６、１２９）と
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
熱風ジェット（１３０）を巻胴（１１）とプリフォーム（１１０）の間に向けて熱風を吹き出すノズル（１３）と、この熱風ジェット（１３０）から巻胴（１１）を隔離することが可能な変位機（１３５）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
プリフォーム上のドレープ形成面に対する巻胴軸の方向性を測定するための手段（１７、１７’）を含み、前記手段が巻胴（１１）の軸に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
−前記巻胴の軸に固定され、現在積層されている織布（１０２）の前に積層された隣接する織布（１０１）の辺縁位置を検出することが可能な手段（１６）と、
−布積層ヘッド（１０）に関し、前記巻胴の軸に対して平行に巻胴（１１）を相対運動させる駆動手段（１１３）と
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
いわゆるドライプリフォーム（１１０）において織布（１００）を積層するための、請求項１による装置の使用法であって、ローラー（１２）の助けを借りて該プリフォーム上に該織布を押圧する工程を含み、巻胴（１１）が、マニプレータ（１）によってある供給速度（Ｆ）で駆動され、織布（１００）が、供給速度（Ｆ）と同期する回転速度（Ｎ）で駆動される巻胴（１１）から巻き解かれ、その結果、織布（１００）は、巻胴（１１）からの繰り出しとローラー（１２）による加圧との間で事実上定常な張力で維持されることを特徴とする方法。
【請求項７】
前記織布（１００）が、巻き解きの際、その巻き解き速度及び張力を調節するよう、吸引によって巻胴（１１）に圧しつけられることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ローラー（１２）の形状が、プリフォーム（１１０）上の織布（１００）に対し定められた圧力プロフィールを実現するように適応されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
ローラー（１２）に付与される形状が、織布（１００）が積層されるプリフォーム（１１０）の形状と相補うものではないことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１】
形成工具（７０）においていわゆるドライ積層繊維プリフォーム（１１０）に積層するための装置であって、布積層ヘッド（１０）をスペースを介して移動させ方向づけることが可能なマニプレータ（１）を含む装置において、前記布積層ヘッドが、
−表面に通じる少なくとも一つの吸引口（１１１）を含み、工具や布積層ヘッドとは別の作業台（５０）で織布（１００）を一枚ずつ把捉することが可能な巻胴（１１）と、
−前記織布（１００）を加熱する手段（１３）と
を含み、
さらに、プリフォーム上で前記織布を圧縮するが、その圧縮前に前記織布に張力を与えることが可能な手段を含み、該手段が、
−軸を中心とした回転速度を制御しながら巻胴（１１）を駆動させることが可能な駆動手段（１１２）と、
−巻胴（１１）から離間したローラー（１２）、及び、ローラーの形状をあらかじめ調節し、プリフォーム（１１０）上に積層された該織布を圧縮可能にする手段（１２３、１２５、１２６、１２９）と
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
ローラー（１２）の形状を適応させる前記手段が、
−回転時、該ローラーをその各端部においてガイドすることが可能な２本のピン（１２５）と、
−該ピンに連結され、前記端部間に延び、且つローラーの回転軸に対し事実上平行なコイルバネ（１２３）と、
−前記コイルバネ（１２３）に曲率を付与するようにローラーの端部ピンを移動させることが可能なデバイス（１２６、１２９）と
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
熱風ジェット（１３０）を巻胴（１１）とプリフォーム（１１０）の間に向けて熱風を吹き出すノズル（１３）と、この熱風ジェット（１３０）から巻胴（１１）を隔離することが可能な変位機（１３５）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
プリフォーム上のドレープ形成面に対する巻胴軸の方向性を測定するための手段（１７、１７’）を含み、前記手段が巻胴（１１）の軸に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
−前記巻胴の軸に固定され、現在積層されている織布（１０２）の前に積層された隣接する織布（１０１）の辺縁位置を検出することが可能な手段（１６）と、
−布積層ヘッド（１０）に関し、前記巻胴の軸に対して平行に巻胴（１１）を相対運動させる駆動手段（１１３）と
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
いわゆるドライプリフォーム（１１０）において織布（１００）を積層するための、請求項１による装置の使用法であって、ローラー（１２）の助けを借りて該プリフォーム上に該織布を押圧する工程を含み、巻胴（１１）が、マニプレータ（１）によってある供給速度（Ｆ）で駆動され、織布（１００）が、供給速度（Ｆ）と同期する回転速度（Ｎ）で駆動される巻胴（１１）から巻き解かれ、その結果、織布（１００）は、巻胴（１１）からの繰り出しとローラー（１２）による加圧との間で事実上定常な張力で維持されることを特徴とする方法。
【請求項７】
前記織布（１００）が、巻き解きの際、その巻き解き速度及び張力を調節するよう、吸引によって巻胴（１１）に圧しつけられることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ローラー（１２）の形状が、プリフォーム（１１０）上の織布（１００）に対し定められた圧力プロフィールを実現するように適応されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
ローラー（１２）に付与される形状が、織布（１００）が積層されるプリフォーム（１１０）の形状と相補うものではないことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公表番号】特表２０１３−５０５１５５（Ｐ２０１３−５０５１５５Ａ）
【公表日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３０３１３（Ｐ２０１２−５３０３１３）
【出願日】平成２２年９月２０日（２０１０．９．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２０１０／０５１９４７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３３２４０
【国際公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（５０９２６５３１３）エアバス オペラシオン（エス．ア．エス） (20)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２０日（２０１０．９．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２０１０／０５１９４７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３３２４０
【国際公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（５０９２６５３１３）エアバス オペラシオン（エス．ア．エス） (20)
【Ｆターム（参考）】
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