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公開番号2023102985
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-07-26
出願番号2022003781
出願日2022-01-13
発明の名称自動繊維束配置装置
出願人津田駒工業株式会社
代理人
主分類B29C 65/16 20060101AFI20230719BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】自動繊維束配置装置において、配置ヘッドの移動速度を速めるという要求を満たしつつも、積層面への繊維束の溶着がより確実に行われるようになる構成を提供すること。
【解決手段】熱可塑性樹脂を含浸させた帯状の繊維束を配置ヘッドの移動により配置型上の積層面へ敷置すると共に、照射装置からのレーザの照射により繊維束を積層面に仮溶着して配置するように構成された自動繊維束配置装置において、照射装置は、積層面に敷置された繊維束における積層面側の面とは反対側の面を照射するように設けられている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
熱可塑性樹脂を含浸させた帯状の繊維束を配置ヘッドの移動により配置型上の積層面へ敷置すると共に、照射装置からのレーザの照射により繊維束を積層面に仮溶着して配置するように構成された自動繊維束配置装置において、
前記照射装置は、積層面に敷置された繊維束における積層面側の面とは反対側の面を照射するように設けられている
ことを特徴とする自動繊維束配置装置。
続きを表示（約 320 文字）【請求項２】
繊維束を積層面に対し押圧する押圧ローラと、前記押圧ローラに対する繊維束の経路の上流側に設けられて前記押圧ローラに向けて繊維束の経路を転向させるガイドローラとを含み、
前記照射装置は、繊維束における前記押圧ローラと前記ガイドローラとの間の部分を照射するように設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の自動繊維束配置装置。
【請求項３】
前記配置ヘッドの移動速度と移動方向におけるレーザの照射範囲とで決まる照射時間が、０．１秒以上、且つ、０．４秒以下となるように前記移動速度及び／又は前記照射範囲が定められている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動繊維束配置装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂を含浸させた帯状の繊維束を配置ヘッドの移動により配置型上の積層面へ敷置すると共に、照射装置からのレーザの照射により繊維束を積層面に仮溶着して配置するように構成された自動繊維束配置装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
自動繊維束配置装置として、比較的幅の広い繊維束を配置型上に配置するＡＴＬ（ＡｕｔｏｍａｔｅｄＴａｐｅＬａｙｕｐ）装置や、比較的幅の狭い繊維束を配置型上に配置するＡＦＰ（ＡｕｔｏｍａｔｅｄＦｉｂｅｒＰｌａｃｅｍｅｎｔ）装置が知られている。なお、本発明において、「繊維束」とは、複数本の強化繊維（炭素繊維、ガラス繊維等）の束にマトリックス樹脂を含浸させてテープ状に形成された所謂トウプリプレグやプリプレグのような材料を指す。また、そのマトリックス樹脂としては、加熱により硬化する熱硬化性樹脂と、加熱により軟化する熱可塑性樹脂とが知られている。
【０００３】
それらのマトリックス樹脂のうち、熱可塑性樹脂は、性質上、常温（室温）においては粘着性を有さないものとなっている。そのため、熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とする繊維束を配置型上に配置する場合においては、その繊維束を配置型上の積層面に溶着するための溶着装置が必要となる。そして、自動繊維束配置装置には、そのような溶着装置としてレーザ照射装置を備えたものがある。
【０００４】
そのようなレーザ照射装置を備えた自動繊維束配置装置の一例として、特許文献１に開示されたものがある。その特許文献１に開示された自動繊維束配置装置は、熱可塑性樹脂を含浸させた帯状の繊維束を配置ヘッドの移動により配置型の積層面へ敷置すると共に、レーザ照射装置により繊維束に対しレーザを照射して配置型に対する繊維束の配置を達成するように構成されている。但し、その自動繊維束配置装置においては、そのレーザ照射装置によるレーザの照射は、繊維束における積層面側の面に向けて行われるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許第１００１６９４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、レーザ照射装置によりレーザを照射して対象物を加熱する場合、レーザの焦点が対象物の表面からズレていると、適正な加熱が行えないため、レーザ照射装置（照射部分）は、対象物に対し、焦点が合うような適正な距離の位置に設けられている必要がある。また、レーザは指向性が高い光であることから、レーザ照射装置は、その照射部分の全体が、対象物の照射範囲全体に亘り、前記した適正な距離で正対するように設けられる必要がある。
【０００７】
その上で、そのようなレーザ照射装置を前記した自動繊維束配置装置に適用する場合について、近年の自動繊維束配置装置では、繊維束を積層面上に配置するにあたり、その作業の効率を向上させるために、自動繊維束配置装置における配置ヘッドの移動速度を速めることが求められている。その場合において、レーザ照射装置による照射範囲が狭い場合には、その照射範囲に照射されるレーザによって繊維束を所望の温度に加熱して積層面への溶着を実現するために、レーザ照射装置により照射するレーザの出力を高める必要がある。しかし、レーザの出力を高めると、そのレーザを照射した繊維束の表面に焦げが発生してしまう場合がある。
【０００８】
そこで、前記のような配置ヘッドの移動速度を速める要求を満たしつつ、その焦げが発生しない程度の出力で繊維束の確実な溶着を実現するためには、レーザ照射装置による繊維束の長手方向における照射範囲を拡大する必要がある。そして、その場合には、レーザ照射装置を、その照射部分がそのように拡大された照射範囲に対し前記のように正対する大きさであるようなものとする必要があり、それに伴い、レーザ照射装置自体が大型化してしまう。
【０００９】
但し、特許文献１に開示された自動繊維束配置装置のようにレーザの照射が繊維束における積層面側の面に向けて行われるかたちでレーザ照射装置が設けられる場合、積層面に近接するような位置に前記のような大型化したレーザ照射装置を設けることは好ましく無く、また、レーザ照射装置は前記のように照射部分が繊維束に対し正対して設けられる必要があるため、その場合には、レーザ照射装置は、繊維束の経路に沿った方向で、積層面からある程度離間した位置に設けられることとなる。そのため、繊維束におけるレーザを照射される部分がそのレーザの照射を受けて加熱されてから積層面に達するまでの時間が長くなり、そのことに起因して、積層面への繊維束の溶着が適正に行われない、という問題が生じる虞がある。
【００１０】
以上のような従来の自動繊維束配置装置に鑑み、本発明は、前記のような自動繊維束配置装置において、前記のような配置ヘッドの移動速度を速めるという要求を満たしつつも、積層面への繊維束の溶着がより確実に行われるようになる構成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】
（【００１１】以降は省略されています）

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