特許 6681803 強化繊維材料の供給装置、及びその供給装置における強化繊維材料の切断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6681803

(24)【登録日】2020年3月26日

(45)【発行日】2020年4月15日

(54)【発明の名称】強化繊維材料の供給装置、及びその供給装置における強化繊維材料の切断方法

(51)【国際特許分類】

   B26D 1/40 20060101AFI20200406BHJP

   B29C 70/28 20060101ALI20200406BHJP

   B29B 11/16 20060101ALI20200406BHJP

   B29K 105/08 20060101ALN20200406BHJP

【ＦＩ】

   B26D1/40 502A

   B26D1/40 502B

   B26D1/40 502K

   B26D1/40 502G

   B29C70/28

   B29B11/16

   B29K105:08

【請求項の数】2

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2016-153883(P2016-153883)

(22)【出願日】2016年8月4日

(65)【公開番号】特開2018-20409(P2018-20409A)

(43)【公開日】2018年2月8日

【審査請求日】2019年5月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000215109

【氏名又は名称】津田駒工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】西村 勲

(72)【発明者】

【氏名】二口 光伸

【審査官】 山下 浩平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１７７９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第２８０５７１５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−１４４５８７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２６Ｄ １／３６、１／４０、１／４２、１／５６、１／６２

Ｂ２６Ｄ １／０８、１／２４

Ｂ２６Ｄ ５／２０、５／２２

Ｂ２９Ｂ １１／１６

Ｂ２９Ｃ ４１／００ − ４１／３６、４１／４６ − ４１／５２、

７０／００ − ７０／８８

Ｂ２９Ｋ １０５：０８

Ｂ４１Ｊ １１／６６ − １１／７０

Ｂ６５Ｈ ３５／００ −

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

強化繊維とマトリックス樹脂とから成る長尺シート状の強化繊維材料の供給装置であって、前記強化繊維材料が巻回されて形成された原反ロール、及び該原反ロールから引き出された前記強化繊維材料を切断して前記強化繊維材料から強化繊維材料片を切り出すための切断機構を含む供給装置において、
前記切断機構は、ロール体の周面から突出する刃部を有すると共に前記刃部が前記ロール体の円周上における同じ位置で前記ロール体の軸線方向に延在するように形成されたカッタロールであって前記強化繊維材料の引き出し方向に対し前記軸線方向が予め定められた角度を為すように配置されたカッタロールと、前記軸線方向に延在すると共に前記カッタロールと対向させて設けられた受け部材と、前記カッタロールを回転駆動するための回転駆動機構とを含み、
さらに、前記切断機構は、少なくとも前記強化繊維材料の切断時において前記カッタロールを前記軸線方向における前記強化繊維材料の引き出し方向側へ変位させるスライド機構を備える
ことを特徴とする強化繊維材料の供給装置。

【請求項2】

強化繊維とマトリックス樹脂とから成る長尺シート状の強化繊維材料の供給装置であって、前記強化繊維材料が巻回されて形成された原反ロール、及び該原反ロールから引き出された前記強化繊維材料を切断して前記強化繊維材料から強化繊維材料片を切り出すための切断機構であってロール体の周面から突出する刃部を有すると共に前記刃部が前記ロール体の円周上における同じ位置で前記ロール体の軸線方向に延在するように形成されたカッタロール及び前記軸線方向に延在すると共に前記カッタロールと対向させて設けられた受け部材を備えた切断機構を含む供給装置において、
前記切断機構における前記カッタロールが前記強化繊維材料の引き出し方向に対し前記軸線方向が予め定められた角度を為すように配置され、
前記原反ロールからの前記強化繊維材料の引き出し長さが予め設定された長さに達した時点で前記強化繊維材料の切断が行われるように前記カッタロールを回転駆動すると共に、少なくとも前記強化繊維材料の切断時において前記カッタロールを前記軸線方向における前記強化繊維材料の引き出し方向側へ変位させる
ことを特徴とする強化繊維材料の供給装置における強化繊維材料の切断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、強化繊維とマトリックス樹脂とから成る長尺シート状の強化繊維材料の供給装置であって、前記強化繊維材料が巻回されて形成された原反ロール、及び該原反ロールから引き出された前記強化繊維材料を切断して前記強化繊維材料から強化繊維材料片を切り出すための切断機構を含む強化繊維材料の供給装置、及びその供給装置における強化繊維材料の切断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

前記のような強化繊維材料の供給装置として、例えば、特許文献１に開示された装置がある。その特許文献１に開示された供給装置は、複数本の強化繊維（炭素繊維、ガラス繊維等）にマトリックス樹脂を含浸させて形成された強化繊維材料としてのプリプレグを積層するための自動積層装置におけるプリプレグを供給するための装置である。そして、その供給装置は、長尺シート状のプリプレグ（プリプレグシート）が巻回されるかたちで形成された原反ロールを搭載すると共に、プリプレグの積層が行われるテーブル上を移動するように設けられている。さらに、その供給装置は、テーブル上において積層されたプリプレグシートの部分と原反ロールに連なるプリプレグシートとを切り離し、積層された部分であるプリプレグシート片を原反ロールにおけるプリプレグシートから切り出す切断機構を備えている。

【0003】

その上で、その自動積層装置においては、テーブル上において供給装置を積層方向へ移動させることで、プリプレグシートが原反ロールから引き出されつつテーブル上で積層され、予め定められた長さのプリプレグシートが引き出された時点で切断機構によってプリプレグシートが切断されることで、その予め定められた長さのプリプレグシート片がテーブル上で積層された状態となる。但し、ここで言う積層とは、既にテーブル上に敷置きされたプリプレグシート片上に重ねる場合に限らず、テーブル上に敷置きされたフィルム等のシート材上に重ねる場合や、テーブル上に直接敷置きする場合も含む。また、その供給装置の場合、プリプレグシート（強化繊維材料）の引き出し方向は、前記の積層方向（供給装置の移動方向）に対し平行な逆方向（その移動方向の後方側へ向けた方向）となっている。

【0004】

なお、その強化繊維材料（プリプレグ）は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等の繊維強化複合材の基材であり、その繊維強化複合材は、前記のような原反ロールにおける長尺シート状の強化繊維材料から切り出された強化繊維材料片が複数枚積層される積層工程を伴って成形される。従って、その繊維強化複合材は、強化繊維材料片による多層構造を有している。因みに、その強化繊維材料としては、強化繊維を経糸及び緯糸として形成された織物にマトリックス樹脂を含浸させた織物材や、強化繊維を一方向に引き揃えた状態でマトリックス樹脂を含浸させて集束させた所謂ＵＤ材がある。さらに、その強化繊維材料としては、前記織物や一方向に引き揃えられた強化繊維にマトリックス樹脂を含浸させた前記プリプレグの他に、強化繊維の集束性を維持する程度にマトリックス樹脂を添着させた所謂セミプレグとして形成されたものもある。

【0005】

また、繊維強化複合材を成形するにあたっては、その各層を成す強化繊維材料片における強化繊維の配向方向を異ならせた状態で強化繊維材料片が積層されたかたちとすることで、強化繊維の配向方向を一致させた状態で強化繊維材料片が積層されたものと比べ、それによって成形される繊維強化複合材が剛性や強度の面において優れたものとなることが知られている。

【0006】

そして、そのような繊維強化複合材を成形するための強化繊維材料の積層方法としては、例えば、同じ強化繊維材料を用いてその強化繊維材料（片）を順次積層していくにあたり、積層しようとする強化繊維材料を、その強化繊維材料が積層される積層済みの強化繊維材料片（繊維強化複合材において下層を為す強化繊維材料片）とは強化繊維が配向方向が異なるような積層方向で積層する、といったことが考えられる。

【0007】

また、別の方法としては、例えば特許文献２に開示されているような強化繊維材料から成るバイアスプライ材料（角度層材料）を用いて、前記のような強化繊維の配向方向を異ならせた強化繊維材料片が積層された繊維強化複合材を成形する、といったことも考えられる。詳しくは、その角度層材料は、ベース材料であるシート状の支持部材（ポリエチレンフィルム、紙等のシート材）に対し強化繊維材料がその支持部材の長手方向と角度を為した状態で積層されることで、強化繊維の配向方向がその長手方向に対し角度を為す材料として形成されている。そこで、そのような角度層材料であって強化繊維の配向方向を異ならせて形成された複数種類の角度層材料を準備し、それらを同じ積層方向で積層することで、前記のような繊維強化複合材が得られる。

【0008】

ところで、前述の特許文献１における強化繊維材料の供給装置では、その切断機構は、シート状の強化繊維材料（プリプレグシート）の幅方向と平行な方向で（長手方向と直交する方向で）強化繊維材料を切断するように設けられている。しかしながら、前記のように積層済みの強化繊維材料片に対し積層方向を異ならせて（強化繊維の配向方向を異ならせて）強化繊維材料（片）を積層する場合や、支持部材上にその長手方向に対し強化繊維の配向方向が角度を為すようにして強化繊維材料を積層する場合において、そのように前記幅方向と平行に強化繊維材料を切断するものでは、図５に示すように、その積層される強化繊維材料片の両端縁が一直線状に揃わず、被積層側の材料（積層済みの強化繊維材料片、支持部材）の両側縁に対し、その強化繊維材料片の両端部（図示の斜線の部分）がはみ出た状態となる。その場合、その後の工程でそのはみ出た部分を切断するといったことを行わなければならなくなり、また、その切断された部分は廃棄されることとなって無駄に強化繊維材料が消費されることとなるため好ましくない。従って、前記のように強化繊維の配向方向を異ならせて強化繊維材料を積層する場合には、その積層方向に応じて幅方向及び長手方向に対し角度を為すかたちで強化繊維材料が切断されることが求められる。

【0009】

また、その切断機構について、特許文献１の供給装置における切断機構は、カッタを強化繊維材料に対し進退させて強化繊維材料を切断する構成となっている。しかし、その自動積層装置においては、そのカッタによる強化繊維材料の切断の時点は未だ積層が完了する前の時点（積層途中）であり、その時点では原反ロールからの繊維強化材料の引き出しが継続されている、すなわち、繊維強化材料が移動している。そして、そのように移動する強化繊維材料の切断に対し、前記のようにカッタを強化繊維材料に対し進退させて強化繊維材料を切断するように構成された切断機構では、確実に（完全に）強化繊維材料を切断することができなかったり、カッタが繊維強化材料の移動に干渉するといった問題が生じる。

【0010】

そこで、そのような移動する強化繊維材料を切断するための切断機構としては、例えば特許文献３に開示されているような、ロール体（カッタドラム）及びそのロール体の周面から突出するように形成された刃部（カッタブレード）から成るカッタロールと、そのカッタロールに対向させて設けられた受け部材（アイドラドラム）とを含み、そのカッタロールを回転させて強化繊維材料（帯状材料）を切断するように構成されたものが好適な装置として用いられる。

【0011】

なお、そのような切断機構が用いられる場合において、移動するシート状の強化繊維材料を前述のようにその幅方向及び長手方向に対し角度を為すかたちで切断する場合、そのカッタロールを、特許文献３の図５に描かれているような、刃部がロール体の円周上における同じ位置でロール体の軸線方向（以下、単に「軸線方向」とも言う。）に延在する、すなわち、刃部が直線状に形成されているものとすると、そのカッタロールは、前記軸線方向をその切断する角度（切断角度）に一致させた状態で配置されることとなる（例えば、図６）。しかし、その場合、強化繊維材料の厚さ方向に見て、ロール体の回転に伴う刃部の変位方向（特に、前記軸線方向に見てロール体の軸心よりも強化繊維材料側での刃部の変位方向）と強化繊維材料の移動方向（引き出し方向）とが大きく異なる状態となる。そのため、強化繊維材料を確実に（完全に）切断することができなかったり、さらには、繊維強化材料の幅方向の位置がズレるといった問題が生じてしまう。そこで、特許文献３では、前記のような切断角度で強化繊維材料を切断する場合には、カッタロールを、刃部がロール体の周面上で螺旋状に形成された構成とする（参考：特許文献４）と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２０１５−２１７５４０号公報

【特許文献2】特開２０１１−２１９２６９号公報

【特許文献3】特開２００４−１７５１１６号後方

【特許文献4】特開２０１４−０７３５９１号後方

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

但し、カッタロール及び受け部材によって強化繊維材料を切断する切断機構において、カッタロールにおける刃部を前記のように螺旋状に形成する場合、幾つかの問題がある。例えば、そのようなカッタロールは、所望の前記切断角度でシート材料が切断されるように刃部を形成しなければならないが、その製造は容易ではなく、刃部が直線状に形成されたものと比べ、製造コストが高くなってしまう。

【0014】

また、前記のように被積層側の材料に対し強化繊維の配向方向を異ならせて強化繊維材料を積層する場合において、その積層される強化繊維材料の被積層側の材料に対する積層方向（前記切断角度）は１種類とは限らず、成形される繊維強化複合材に対する要求に応じて種々の角度で積層が行われる。それに対し、螺旋状の刃部が形成されたカッタロールをシート材料の移動方向と同じ方向に回転させてシート材料を切断する場合、同じカッタロールによって為される前記切断角度は１種類のみであり、汎用性が無い。そのため、複数種類の積層方向に対応するためには、それぞれに応じた刃部の螺旋構造が異なる複数種類のカッタロールを準備しなければならず、その場合も製造コストが高くなると共に、カッタロールを交換する作業を行わなければならなくなる。

【0015】

さらには、カッタロールにおける刃部は、その継続的な使用に伴って徐々に摩耗するため、ある程度摩耗が進んだ時点で刃部の刃先を再研磨する必要がある。但し、その再研磨は、研磨後の刃高が略同じとなるように行われる必要がある。しかしながら、刃部が螺旋状を為すカッタロールでは、刃高が略同じとなるように再研磨するのが極めて難しい。そのため、そのようなカッタロールでは、刃部（刃先）の摩耗が進んだ場合に再研磨して使用し続けるといったことができず、カッタロール自体を新しいものと交換しなければならなくなる。

【0016】

そこで、本発明は、カッタロール及び受け部材によって強化繊維材料を切断する切断機構を備えた強化繊維材料の供給装置に関し、その切断機構におけるカッタロールとして、前記のような螺旋状に刃部が形成されたものではなく、刃部が直線状に形成されたものを採用した上で、強化繊維材料の切断が確実に且つ安定して行える切断機構及び切断方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明による強化繊維材料の供給装置は、強化繊維とマトリックス樹脂とから成る長尺シート状の強化繊維材料を供給するための装置であって、前記強化繊維材料が巻回されて形成された原反ロール、及び該原反ロールから引き出された前記強化繊維材料を切断して前記強化繊維材料から強化繊維材料片を切り出すための切断機構を含む形式の供給装置を前提とする。

【0018】

その上で、その本発明による供給装置は、前記切断機構が、ロール体の周面から突出する刃部を有すると共に該刃部が前記ロール体の円周上における同じ位置で前記ロール体の軸線方向に延在するように形成されたカッタロールであって前記強化繊維材料の引き出し方向に対し前記軸線方向が予め定められた角度を為すように配置されたカッタロールと、前記軸線方向に延在すると共に前記カッタロールと対向させて設けられた受け部材と、前記カッタロールを回転駆動するための回転駆動機構とを含み、さらに、前記切断機構が、少なくとも前記強化繊維材料の切断時のおいて前記カッタロールを前記軸線方向における前記強化繊維材料の引き出し方向側へ変位させるスライド機構を備える、ことを特徴とする。

【0019】

また、本発明による強化繊維材料の切断方法は、強化繊維とマトリックス樹脂とから成る長尺シート状の強化繊維材料の供給装置であって、前記強化繊維材料が巻回されて形成された原反ロール、及び該原反ロールから引き出された前記強化繊維材料を切断して前記強化繊維材料から強化繊維材料片を切り出すための切断機構であってロール体の周面から突出する刃部を有すると共に前記刃部が前記ロール体の円周上における同じ位置で前記ロール体の軸線方向に延在するように形成されたカッタロール及び前記軸線方向に延在すると共に前記カッタロールと対向させて設けられた受け部材を備えた切断機構を含む供給装置を前提とする。

【0020】

その上で、その本発明による切断方法は、前記供給装置において、前記切断機構における前記カッタロールが前記強化繊維材料の引き出し方向に対し前記軸線方向が予め定められた角度を為すように配置され、前記原反ロールからの前記強化繊維材料の引き出し長さが予め設定された長さに達した時点で前記強化繊維材料の切断が行われるように前記カッタロールを回転駆動すると共に、少なくとも前記強化繊維材料の切断時のおいて前記カッタロールを前記軸線方向における前記強化繊維材料の引き出し方向側へ変位させる、ことを特徴とする。

【0021】

なお、その本発明の「少なくとも前記強化繊維材料の切断時」における「強化繊維材料の切断時」とは、カッタロールの回転に伴って刃部が強化繊維材料に接触する期間を指す。より詳しくは、その切断機構においては、カッタロールが回転駆動されることに伴い、刃部がロール体の軸線周りを回転する。また、カッタロールにおけるロール体と強化繊維材料との間隔は、前記軸線方向に見てロール体の軸心とロール体の周面から突出する刃部の先端とを結ぶ直線が強化繊維材料に対し直交する時点（刃部が最接近した時点）で、強化繊維材料が完全に切断される、すなわち、刃部の先端が強化繊維材料におけるカッタロール側の面（表面）とは反対側の面（裏面）に達するように設定されている。従って、刃部は、前記のような回転に伴い、先ずはその先端が強化繊維材料の前記表面に接触し、そこから刃先が徐々に強化繊維材料に食い込みつつ前記の最接近した時点の状態に至る。その後、刃部は、その刃先が強化繊維材料の厚さの範囲から徐々に抜け出て離間した状態となる。そして、前記の「強化繊維材料の切断時」は、その刃部が強化繊維材料に接触を開始した時点から離間するまでの間の期間を指す。

【0022】

また、本発明におけるカッタロールの変位方向である「強化繊維材料の引き出し方向側」とは、強化繊維材料の長手方向に関し、カッタロールが全体として強化繊維材料の引き出し方向（移動方向）へ移動する側を指す。

【発明の効果】

【0023】

本発明による強化繊維材料の供給装置及びその供給装置による強化繊維材料の切断方法によれば、前述のようなカッタロール及び受け部材によって強化繊維材料を切断する切断機構が採用されると共に、そのカッタロールが強化繊維材料の引き出し方向に対しその軸線が角度を為すかたちで設けられており、強化繊維材料をその幅方向及び長手方向に対し角度を為すかたちで切断する上で、前記した直線状に刃部が形成されたカッタロールによってその切断が行われる構成となっているため、前述のようなカッタロールを螺旋状の刃部が形成されたものとした場合における問題点が存在しない構成となっている。

【0024】

その上で、その切断機構は、カッタロールによって強化繊維材料を切断しつつそのカッタロール（刃部）が前記軸線方向に移動される構成となっており、その強化繊維材料の切断時において、刃部における強化繊維材料との接触部分が強化繊維材料の移動方向側に変位する構成となっている。それにより、刃部が直線状に形成されたカッタロールを前記のように設けたことによってロール体の回転に伴う刃部の変位方向と強化繊維材料の移動方向とが大きく異なっていても、強化繊維材料を確実に切断することができると共に、刃部との接触に伴う強化繊維材料の幅方向の位置ズレを可及的に防止することができる。

【0025】

すなわち、強化繊維材料の厚さ方向に見て、ロール体の回転に伴う刃部の変位の方向は前記軸線方向と直交する方向となっているのに対し、前記した強化繊維材料の切断時においては刃部は前記軸線方向にも変位するため、その両変位の合成により、刃部の前記接触部分上における各点の前記切断時における変位方向は、ロール体の回転に伴う刃部の変位方向のみと比べ、強化繊維材料の移動方向に近付いた（前記軸線方向の強化繊維材料の移動方向に対する角度によっては一致した）状態となる。従って、本発明によれば、前記軸線方向が強化繊維材料の幅方向及び長手方向に対し角度を為すようにカッタロールが配置されていながらも、強化繊維材料の移動方向と刃部の変位方向との関係が前記軸線方向を強化繊維材料の幅方向と一致させるかたちでカッタロールを配置した場合と近い（一致した）状態となり、それにより、強化繊維材料を確実に切断することができると共に、刃部との接触に伴う強化繊維材料の幅方向の位置ズレを可及的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明による供給装置が適用される装置の一例としてその供給装置を搭載した供給ヘッドを含む自動積層装置を示す斜視図。

【図2】図１に示す自動積層装置の供給ヘッドの内部構成を概略的に示した側面図。

【図3】本発明による供給装置における切断機構の一実施形態を示す（ａ）正面図、及び（ｂ）一部断面側面図。

【図4】本発明による供給装置を搭載した供給ヘッド及びその供給装置における切断機構の動作を説明するための概略説明図。

【図5】従来技術を説明するための説明図。

【図6】従来技術を説明するための説明図。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明による強化繊維材料の供給装置、及びその供給装置における強化繊維材料の切断方法に関し、一実施形態（実施例）を説明する。なお、以下で説明する実施例（本実施例）は、その供給装置が、図１、２に示す自動積層装置であってその供給装置から供給されるシート状の強化繊維材料をテーブル上で積層する自動積層装置に搭載されている例である。また、本実施例では、その強化繊維材料は、強化繊維としての炭素繊維にマトリックス樹脂としてのエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグによるシート材（プリプレグシート）であるものとする。その上で、その自動積層装置は、テーブル上に供給された支持部材としてのフィルム等のシート材上に、プリプレグシート片をそのシート材の幅方向及び長手方向に対し角度を為した状態で積層し、それによって炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の基となる角度層材料としてのシート状の炭素繊維基材を製造する装置となっているものとする。

【0028】

先ず、本実施例に関し、本発明による供給装置が搭載される自動積層装置について説明する。

【0029】

図１に示すように、自動積層装置は、前記したプリプレグシートＰＳの原反ロール２１を搭載する供給ヘッド２０と、プリプレグシートＰＳ（後述のプリプレグシート片ＰＳ’）が順次並べられるかたちで積層されて炭素繊維基材ＣＭが形成されるテーブル４０と、供給ヘッド２０を吊り下げるかたちで支持する（吊持する）門型の支持機構５０であってテーブル４０の上面上においてプリプレグシートＰＳを積層するために供給ヘッド２０を移動させる支持機構５０とを備えている。また、その自動積層装置は、プリプレグシートＰＳが積層される前記したシート材ＳＭをテーブル４０上へ供給するための送出機構、及びテーブル４０上でシート状に形成された炭素繊維基材ＣＭを巻き取る巻取機構を備えている。

【0030】

それらの各構成要素について、テーブル４０は、平面視において矩形状を為す天板４１と、天板４１を支持する支持台４３とで構成されている。そして、そのテーブル４０は、その天板４１の長手方向がシート材ＳＭの供給方向と平行を為す向きで配置されている。その上で、その天板４１の上面上において、シート材ＳＭ上へのプリプレグシートＰＳの積層が行われる。

【0031】

支持機構５０は、前記のように門型の構造を有しており、一対のサイドレール５１、５１、各サイドレール５１に対応させて設けられた一対のコラム５３、５３、及び両コラム５３、５３間に架設されたクロスビーム５５から成るガントリ部と、ガントリ部におけるクロスビーム５５上に設けられて供給ヘッド２０を支持するサドル部５７とを備えている。

【0032】

その支持機構５０について、ガントリ部における一対のサイドレール５１、５１は、支持機構５０のベースとなる部分であって、長尺角柱状の基部５１ａを主体とする部分である。そして、その一対のサイドレール５１、５１は、その長手方向がテーブル４０における天板４１の長辺方向と平行を為す向きで、テーブル４０に対し、天板４１の短辺方向における両側において床面上に設置されている。また、その各サイドレール５１において、基部５１ａの上面には、対応するコラム５３の前記長手方向における移動を案内するためのガイドレール５１ｂが設けられている。なお、前記のようにテーブル４０（天板４１）の長辺方向とサイドレール５１の長手方向とは同じ方向であり、それらの方向は自動積層装置における前後方向に一致する。そこで、以下では、それらの方向及びそれと平行な方向を「前後方向」と称して説明する。

【0033】

各コラム５３は、台座部５３ａ、及び台座部５３ａ上に立設された一対の支柱５３ｂ、５３ｂで構成されている。そして、各コラム５３は、その台座部５３ａにおいて、対応するサイドレール５１における基部５１ａ上に載置された状態で設けられている。また、各コラム５３における台座部５３ａは、サイドレール５１におけるガイドレール５１ｂに案内されるかたちで、サイドレール５１の前記前後方向に移動可能に設けられている。

【0034】

また、クロスビーム５５は、長尺角柱状の梁部材であって、その両端部のそれぞれがコラム５３における各支柱５３ｂの上端に取り付けられるかたちで、一対のコラム５３、５３間に架設されている。但し、そのようにクロスビーム５５が架設された状態において、両コラム５３、５３は、サイドレール５１の前記前後方向における位置が一致する状態となっており、それにより、クロスビーム５５は、その長手方向がサイドレール５１の前記前後方向と直交する方向（テーブル４０（天板４１）の短辺方向）に一致する状態となっている。

【0035】

そして、そのような梁構造を有するガントリ部において、各サイドレール５１とそれに対応するコラム５３との間には、例えばラック、ピニオンギア、駆動モータ等から成る駆動機構（いずれも図示略）が設けられている。すなわち、ガントリ部は、一対のコラム５３、５３及び両コラム５３、５３間に架設されたクロスビーム５５が、その駆動機構により、サイドレール５１の前記前後方向に沿って移動するように駆動される構成となっている。なお、前記のように、クロスビーム５５の長辺方向とテーブル４０（天板４１）の短辺方向とは同じ方向であり、それらの方向は自動積層装置における幅方向に一致する。そこで、以下では、それらの方向及びそれと平行な方向を「幅方向」と称して説明する。

【0036】

サドル部５７は、供給ヘッド２０を支持機構５０に対し支持された状態とするための機構であり、ガントリ部におけるクロスビーム５５上に設けられている。そのサドル部５７は、クロスビーム５５上で前記幅方向に移動可能に設けられた板状のサドルベース５７ａを主体とする。また、そのサドル部５７は、サドルベース５７ａにおけるクロスビーム５５側の面から下方へ向けて突出するようなかたちで、サドルベース５７ａに対し回転自在に支持された支持シャフト５７ｂを有している。そのため、ガントリ部におけるクロスビーム５５には、その支持シャフト５７ｂの配置を許容すると共に前記幅方向におけるサドル部５７の移動を許容するために、クロスビーム５５を上下方向に貫通すると共にその前記幅方向に延在する孔５５ａが形成されている。そして、サドル部５７における支持シャフト５７ｂは、その孔５５ａに挿通され、クロスビーム５５の下方まで延びている。

【0037】

また、サドル部５７は、サドルベース５７ａ上に設けられたヘッド駆動機構を有している。そのヘッド駆動機構は、支持シャフト５７ｂを回動させるための機構であり、駆動モータ５７ｃ及び駆動モータ５７ｃと支持シャフト５７ｂとを連結して駆動モータ５７ｃの出力軸の回転を支持シャフト５７ｂに伝達する駆動伝達機構５７ｄとで構成されている。従って、サドル部５７は、その支持シャフト５７ｂが、鉛直方向に延びる自身の軸心を回転中心として、そのヘッド駆動機構によって回動される構成となっている。

【0038】

さらに、そのサドル部５７とクロスビーム５５との間には、サドル部５７を前記幅方向に沿って移動させるための駆動機構が設けられている。図示の例はその一例であって、その駆動機構は、サドル部５７におけるサドルベース５７ａの側面に対し出力軸の軸心を鉛直方向に向けて取り付けられた駆動モータ５９ａ、クロスビーム５５の側面に取り付けられたラック５９ｂ、及び駆動モータ５９ａの出力軸に取り付けられると共にラック５９ｂと噛合するピニオンギア５９ｃで構成されている。従って、支持機構５０は、その駆動機構により、クロスビーム５５上においてサドル部５７が前記幅方向に移動するように駆動される構成となっている。

【0039】

送出機構及び巻取機構については、その構成自体は公知の装置と同様のものであるために詳細な説明は省略するが、その送出機構と巻取機構とは、前記前後方向においてテーブル４０を挟む配置で設けられている。すなわち、自動積層装置は、前記前後方向に関し、テーブル４０の一端側（後方側）に送出機構を備え、他端側（前方側）に巻取機構を備える構成となっている。

【0040】

送出機構は、送出軸４４を支持する支持機構、及び支持機構に支持された送出軸４４を回転駆動する駆動機構（いずれも図示略）等で構成されている。また、送出機構は、その送出軸４４とテーブル４０との間に設けられたガイドロール４６を有している。その上で、送出機構には、シート材ＳＭがロール状に巻かれたシートロールＳＲが、送出軸４４によって支持されている。

【0041】

巻取機構は、送出機構４４と同様に、巻軸４５を支持する支持機構、及び支持機構に支持された巻軸４５を回転駆動する駆動機構（いずれも図示略）等で構成されている。また、巻取機構は、その巻軸４５とテーブル４０との間に設けられたガイドロール４７を有している。

【0042】

そして、送出機構上のシートロールＳＲから引き出されたシート材ＳＭは、ガイドロール４６によって案内されるかたちでテーブル４０側へ導かれ、テーブル４０（天板４１）上を通過して巻取機構に至っている。但し、そのシート材ＳＭは、テーブル４０上においては、天板４１上に載った状態となっており、その天板４１の上面上を摺動するかたちで巻取機構側へ移動する。また、前記のようにテーブル４０上においては、後記において詳述するように、シート材ＳＭ上へのプリプレグシートＰＳの積層が行われる。従って、テーブル上におけるその積層位置よりも巻取側においては、シート材ＳＭ単体ではなく、シート材ＳＭにプリプレグシートＰＳが積層された炭素繊維基材ＣＭとなっている。そして、その炭素繊維基材ＣＭは、テーブル４０よりも前方において、ガイドロール４７によって案内されるかたちで巻軸４５側へ導かれ、巻軸４５上に巻き取られる。

【0043】

因みに、シート材ＳＭ（炭素繊維基材ＣＭ）は、巻取機構において巻軸４５が回転駆動されて巻軸４５上で巻き取られることにより、巻取機構側へ牽引される。そして、その巻取機構によるシート材ＳＭの牽引に応じて送出機構における送出軸４４が回転駆動されることで、シート材ＳＭは、適当な張力状態に維持され、テーブル４０上において皺や弛みの無い状態で移動する。

【0044】

前記のようにテーブル４０上においてプリプレグシートＰＳの積層を行う供給ヘッド２０は、支持機構５０におけるサドル部５７の支持シャフト５７ｂに取り付けられることで、支持機構５０におけるクロスビーム５５に吊持された状態で設けられている。そして、支持機構５０において、両コラム５３、５３がサイドレール５１、５１上で前記前後方向に移動するように駆動される、及び／又は、サドル部５７がクロスビーム５５上で前記幅方向に移動するように駆動されることで、供給ヘッド２０は、テーブル４０の上方において、前記前後方向、前記幅方向、あるいは前記前後方向及び前記幅方向と交差する方向へ移動する。

【0045】

その供給ヘッド２０は、一対の支持板２３、２３を含む支持フレームを主体としており、その支持板２３、２３間で、本発明の供給装置の一部である原反ロール２１を支持している。なお、その原反ロール２１は、前記したシート状（テープ状）のプリプレグシートＰＳがリール（巻枠）に対し巻回されるかたちで形成されている。そして、その原反ロール２１は、支持板２３、２３間に架設されるかたちで回転可能に設けられた支持軸２１ａに対しその前記リール部分が相対回転不能に嵌装されることで、支持フレームに対し回転可能に支持されている（図２）。

【0046】

なお、本実施例におけるプリプレグシートＰＳは、前述のように熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂としており、粘着性を有している。そのため、原反ロール２１上で巻回されて巻層を為すプリプレグシートＰＳが互いにくっつかないように、プリプレグシートＰＳの一方の面には、剥離紙（離形紙とも言う。）ＲＰが貼着されている。そして、プリプレグシートＰＳは、原反ロール２１上において、その剥離紙ＲＰ側の面を半径方向における内側にして巻回されている。

【0047】

その上で、自動積層装置においては、その供給ヘッド２０における原反ロール２１からプリプレグシートＰＳが引き出されると共に、そのプリプレグシートＰＳから切り出された強化繊維材料片としてのプリプレグシート片ＰＳ’がテーブル４０（天板４１）上に順次積層される。そのため、供給ヘッド２０は、そのようなプリプレグシート片ＰＳ’のテーブル４０上への積層を実現するための各構成を支持フレームの内部（支持板２３、２３間）に備えている。

【0048】

図２は、そのような供給ヘッド２０における支持フレーム内の構成を概略的に示した図である。図２に示すように、供給ヘッド２０においては、原反ロール２１から引き出されたプリプレグシートＰＳは、ガイドロール２２、２４に巻き掛けられることによって転向され、その積層を実行する積層機構側へ向けて送り出されている。

【0049】

また、供給ヘッド２０は、プリプレグシートＰＳが予め定められた長さのプリプレグシート片ＰＳ’として積層されるように、プリプレグシートＰＳからプリプレグシート片ＰＳ’を切り出すための切断機構３０（構成に関する詳細は後述）であって本発明の供給装置の一部である切断機構３０を備えている。すなわち、供給ヘッド２０は、本発明による強化繊維材料としてのプリプレグシートＰＳの供給装置を備え、その供給装置は、前記した原反ロール２１と切断機構３０とを備えている。

【0050】

その切断機構３０は、供給ヘッド２０内のプリプレグシートＰＳの経路中におけるガイドロール２２とガイドロール２４との間に設けられている。なお、前記のように、プリプレグシートＰＳには、その一方の面に対し剥離紙ＲＰが貼着されている。そして、切断機構３０は、プリプレグシートＰＳのみを切断し、剥離紙ＲＰを切断しないように構成されている。

【0051】

積層機構は、テーブル４０上における予め定められた積層位置で、シート材ＳＭ上にプリプレグシートＰＳを敷置するための敷置機構２６と、その敷置されたプリプレグシートＰＳをシート材ＳＭに対し圧接する圧接機構２８とを備える。

【0052】

それらの構成について、敷置機構２６は、テーブル４０上の前記積層位置においてシート材ＳＭに対し接触させるかたちでプリプレグシートＰＳを案内する敷置ガイド２６ａを備える。また、敷置機構２６は、その敷置ガイド２６ａがボールねじ機構によって支持されて上下方向に変位するように駆動される構成となっている。より詳しくは、敷置機構２６は、駆動モータ２６ｂ、駆動モータ２６ｂの出力軸に連結されたねじ軸２６ｃ、及びねじ軸２６ｃに螺合されたナット２６ｄから成るボールねじ機構を含み、敷置ガイド２６ａがブラケット２６ｅを介してボールねじ機構におけるナット２６ｄに支持された構成となっている。但し、そのボールねじ機構は、ねじ軸２６ｃが鉛直方向の下方へ向けて延びるような向きで、支持フレーム内に設けられている。

【0053】

また、その敷置機構２６は、ねじ軸２６ｃの回転に対するナット２６ｄ及びブラケット２６ｅの共周りを阻止すると共にブラケット２６ｅ及び敷置ガイド２６ａの上下方向の移動を案内するガイド（図示略）を備えている。その構成により、敷置機構２６においては、駆動モータ２６ｂによるねじ軸２６ｃの回転駆動に伴い、その回転方向によってナット２６ｄ及びブラケット２６ｅが上方又は下方へ向けて変位し、それに従って敷置ガイド２６ａが上下方向に変位する。そして、その敷置機構２６は、敷置ガイド２６ａの上下方向における位置に関し、プリプレグシートＰＳを敷置する際の位置であってテーブル４０の上面（積層面）に近接した位置である作動位置、及びテーブル４０の前記積層面から上方へ離間した位置である退避位置の２位置間で敷置ガイド２６ａが変位するように、駆動モータ２６ｂの駆動が制御される。

【0054】

圧接機構２８は、シート材ＳＭ上に敷置されたプリプレグシートＰＳをシート材ＳＭに対し圧接する圧接ローラ（コンパクションローラ）２８ａを含む。また、圧接機構２８は、その圧接ローラ２８ａがエアシリンダ等の流体圧シリンダ２８ｂによって支持された構成となっている。すなわち、圧接機構２８は、流体圧シリンダ２８ｂ及び圧接ローラ２８ａを含み、圧接ローラ２８ａが流体圧シリンダ２８ｂのロッドに対しブラケット２８ｃを介して回転可能に支持された構成となっている。そして、その流体圧シリンダ２８ｂは、敷置機構２６に対し、プリプレグシートＰＳの引き出し方向における下流側において、ロッドが鉛直方向の下方へ向けて延びるような向きで、支持フレーム内に設けられている。なお、敷置機構２６と圧接機構２８とは、供給ヘッド２０の幅方向（プリプレグシートＰＳの幅方向）に関し、敷置ガイド２６ａ及び圧接ローラ２８ａの両者の中心が一致する配置で設けられている。

【0055】

因みに、その圧接機構２８について、流体圧シリンダ２８ｂは、例えば単動式のエアシリンダであり、ロッドを後退方向（上方）へ付勢するバネ等の付勢手段を内蔵している。そして、その圧接機構２８においては、流体圧シリンダ２８ｂに対し圧縮空気が供給されることにより、その流体圧シリンダ２８ｂのロッドが下方へ向けて前進し、圧接ローラ２８ａがシート材ＳＭ上に敷置されたプリプレグシートＰＳに対し押接された状態となる。その上で、供給ヘッド２０が積層方向に移動することにより、その圧接機構２８における圧接ローラ２８が、プリプレグシートＰＳに対し押接された状態で、回転しつつ既に敷置されたプリプレグシートＰＳ上をなぞるかたちで移動する。その結果として、敷置されたプリプレグシートＰＳは、シート材ＳＭに対し圧着されて積層された状態となる。なお、プリプレグシートＰＳ（プリプレグシート片ＰＳ’）の積層時以外の供給ヘッド２０の移動時には、その流体圧シリンダ２８ｂに対する圧縮空気の供給が停止され、それによるロッドの後退方向への変位に伴い、圧接ローラ２８ａは、テーブル４０に対し上方へ離間した配置とされる。

【0056】

また、供給ヘッド２０は、積層されたプリプレグシートＰＳから剥離された剥離紙を巻き取って回収する回収部を備えている。すなわち、供給ヘッド２０は、前記のように切断機構３０がプリプレグシートＰＳのみを切断するように構成されていることによって連続的な長尺の状態が維持されている剥離紙ＲＰを巻き取るための巻取リール２５を含む回収部を備えている。なお、その回収部における巻取リール２５は、支持フレームにおける支持板２３、２３間に架設されるかたちで回転可能に設けられた支持軸２５ａに対し、相対回転不能に嵌装されるかたちで支持されている。

【0057】

また、その回収部は、剥離紙ＲＰの経路を案内するためのガイドロール２７を含んでいる。但し、そのガイドロール２７は、敷置ガイド２６ａよりも上方に配置され、剥離紙ＲＰを敷置機構２６における敷置ガイド２６ａの先端から上方へ向けて案内するように設けられている。また、そのガイドロール２７は、敷置ガイド２６ａからガイドロール２７に至る剥離紙ＲＰの経路が、前記のように前記下流側に配置された圧接機構２８に干渉しないように配置されている。その上で、巻取リール２５（支持軸２５ａ）は、そのように配置されたガイドロール２７によって案内された剥離紙ＲＰを巻き取ることが可能な位置に配置されている。

【0058】

なお、その回収部は、巻取ロール２５を回転駆動するための駆動モータ２５ｂであって、巻取リール２５を支持する支持軸２５ａに連結された駆動モータ２５ｂを含んでいる。また、前記した原反ロール２１を含むプリプレグシートＰＳの供給部は、原反ロール２１を回転駆動するための駆動モータ２１ｂであって、原反ロール２１を支持する支持軸２１ａに連結された駆動モータ２１ｂを含んでいる。

【0059】

因みに、その供給部における駆動モータ２１ｂ及び回収部における駆動モータ２５ｂについて、プリプレグシートＰＳは、敷置機構２６における敷置ガイド２６ａによってシート材ＳＭ上に敷置されると共に圧接機構２８における圧接ローラ２８ａによってシート材ＳＭに対し圧接された状態で、供給ヘッド２０が積層方向に移動することにより、原反ロール２１から引き出されることとなる。そのような供給ヘッド２０の移動に伴う原反ロール２１からのプリプレグシートＰＳの引き出しにおいて、原反ロール２１を支持する支持軸２１ａに連結された駆動モータ２１ｂは、原反ロール２１から積層位置（敷置ガイド２６ａの下端）に至るプリプレグシートＰＳが所望の張力で弛みや捩れ等が発生しない状態となるように、原反ロール２１を回転駆動するその駆動が制御される。また、巻取リール２５を支持する支持軸２５ａに連結された駆動モータ２５ｂは、積層時における供給ヘッド２０の移動に伴ってプリプレグシートＰＳから順次剥離される剥離紙ＲＰが弛み等を生じることなく適切に巻取リール２５に巻き取られるように、巻取リール２５を回転駆動するその駆動が制御される。

【0060】

以上で説明した各構成を含む自動積層装置において、シート材ＳＭ上へのプリプレグシートＰＳの積層を開始するにあたっては、先ずは、供給ヘッド２０が、敷置機構２６における敷置ガイド２６ａをシート材ＳＭの側縁上に位置する積層開始位置に位置させた状態とされる。さらに、供給ヘッド２０は、その積層開始位置において、敷置機構２６の敷置ガイド２６ａが前記作動位置へ下降した状態とされる。それにより、原反ロール２１に連なるプリプレグシートＰＳは、その敷置ガイド２６ａにより、前記積層開始位置においてテーブル４０上のシート材ＳＭに対し押さえ付けられた状態となる。

【0061】

その上で、供給ヘッド２０が前記のようにして支持機構５０によって積層方向に移動されることにより、供給ヘッド２０内で原反ロール２１から引き出されたプリプレグシートＰＳが、テーブル４０上におけるシート材ＳＭに対し、その積層方向に沿って敷置される。因みに、そのように敷置されるプリプレグシートＰＳの引き出し方向について、本実施例の自動積層装置においては、プリプレグシートＰＳは、供給ヘッド２０における供給装置から積極的に引き出されるのではないが、前記のようにシート材ＳＭ上に敷置された状態で供給ヘッド２０が積層方向に移動することにより、相対的に見て、供給ヘッド２０における供給装置から引き出される状態となる。従って、そのプリプレグシートＰＳの引き出し方向は、供給ヘッド２０の移動方向（積層方向）に対し平行な逆方向（その移動方向の後方側へ向けた方向）となっている。

【0062】

また、その供給ヘッド２０の移動時において、敷置機構２６よりも前記下流側に設けられた圧接機構２８においては、流体圧シリンダ２８ａに対し圧縮空気が供給されることによって圧接ローラ２８ａが下方へ向けて付勢された状態となっている。それにより、シート材ＳＭ上に敷置されたプリプレグシートＰＳは、その圧接ローラ２８ａによってシート材ＳＭに対し順次圧接され、自身の粘着性によってシート材ＳＭに対し圧着された状態となってシート材ＳＭに積層された状態となる。

【0063】

そして、そのような積層過程において、予め定められた長さのプリプレグシートＰＳが原反ロール２１から引き出された時点で、原反ロール２１に連なるプリプレグシートＰＳが切断機構３０によって切断される。但し、その切断は、前述のように、プリプレグシートＰＳに貼着された剥離紙ＲＰは切断されず、プリプレグシートＰＳのみが切断されるように行われる。なお、プリプレグシートＰＳは切断されていない剥離紙ＲＰに貼り付いた状態となっているため、その切断後も、その切断位置よりも上流側のプリプレグシートＰＳ（原反ロール２１に連なるプリプレグシートＰＳ）及び下流側のプリプレグシートＰＳ（原反ロール２１に連なるプリプレグシートＰＳから切り出されたプリプレグシート片ＰＳ’）は、その切断端が敷置ヘッド２６ａ側へ向けて移動するように、剥離紙ＲＰと共に移動する。

【0064】

その後、供給ヘッド２０の移動に伴い、敷置機構２６における敷置ガイド２６ａがシート材ＳＭの側縁の位置に達するが、その時点までは敷置ガイド２６ａが前記作動位置に位置する状態に維持されるため、プリプレグシート片ＰＳ’は、前記切断端までがその上面を敷置ガイド２６ａになぞられるかたちでシート材ＳＭ上に敷置される。そして、敷置機構２６においては、敷置ガイド２６ａが前記のようにシート材ＳＭの側縁の位置に達した時点で、駆動モータ２６ｂが駆動され、敷置ガイド２６ａが前記退避位置へ向けて変位される。また、圧接機構２８においても、圧接ローラ２８ａがシート材ＳＭの側縁の位置を通過する時点までは、圧接ローラ２８ａが流体圧シリンダ２８ｂによって下方へ向けて付勢された状態に維持される。それにより、プリプレグシート片ＰＳ’は、前記切断端までが圧接ローラ２８ａによってシート材ＳＭに対し圧接されることとなり、その全体に亘ってシート材ＳＭに対し圧着されて積層された状態となる。なお、圧接機構２８においては、圧接ローラ２８ａがシート材ＳＭの側縁の位置を通過した時点で、流体圧シリンダ２８ｂに対する圧縮空気の供給が停止され、圧接ローラ２８ａが上方へ変位した状態とされる。

【0065】

そして、供給ヘッド２０は、前記のようなプリプレグシート片ＰＳ’の１回の積層動作が完了した後、前記した積層開始位置へ移動されて再びその積層動作が開始し、その積層動作を繰り返し実行する。そのように、自動積層装置においては、シート材ＳＭに対しプリプレグシート片ＰＳ’が前記前後方向に並べられるかたちで順次積層されることで、前記したシート状の炭素繊維基材ＣＭが形成される。さらに、そのように形成された炭素繊維基材ＣＭは、前述のようにテーブル４０上を移動すると共に、テーブル４０の前方側に設けられた巻取機構における巻軸４５に巻き取られる。

【0066】

ところで、前記のような積層動作が行われる自動積層装置において、供給ヘッド２０は、前記のように、プリプレグシートＰＳ（強化繊維材料）を供給するための供給装置を備える。また、その供給装置は、プリプレグシートＰＳが引き出される原反ロール２１に加え、そのプリプレグシートＰＳからプリプレグシート片ＰＳ’を切り出すための切断機構３０を備えている。そして、本発明では、その強化繊維材料の供給装置における切断機構は、ロール体及びロール体の周面から突出する刃部を有すると共に刃部がロール体の円周上における同じ位置でロール体の軸線方向に延在するように形成されたカッタロール、及びそのカッタロールにおけるロール体の軸線方向に延在すると共にカッタロールと対向させて設けられた受け部材を含むと共に、そのカッタロールを回転駆動する回転駆動機構を含み、そのカッタロールと受け部材とで強化繊維材料（プリプレグシートＰＳ）を切断するように構成される。

【0067】

具体的には、本実施例の供給ヘッド２０における切断機構３０は、その一例として図３に示すように、カッタロール３１と、受け部材としてのアンビルロール３２とを備えている。カッタロール３１は、ロール体３１ａを主体とし、そのロール体３１の周面から突出するようにしてロール体３１ａと一体的に形成された刃部３１ｂを有している。但し、その刃部３１ｂは、ロール体３１ａの周面上において、その円周方向における同じ位置でロール体３１ａの軸線方向に延在するように形成されている。すなわち、刃部３１は、その刃先がロール体３１ａの軸線方向に一直線状に延びるようなかたちで、ロール体３１ａの周面上に形成されている。

【0068】

また、カッタロール３１は、ロール体３１ａの両端のそれぞれから前記軸線方向に突出するように形成された軸部３１ｃ、３１ｃを有している。そして、カッタロール３１は、その両端の軸部３１ｃ、３１ｃにおいて、軸受等（図示略）を介して支持枠３３に対し回転可能に支持されている。なお、その支持枠３３は、平面視及び側方視において矩形状を為すと共に、その奥行方向（図３（ａ）：紙面と垂直な方向／図３（ｂ）：紙面と平行な方向）における両側が開放された筐体であり、その内部にカッタロール３１を収容可能な大きさに形成されている。そして、カッタロール３１は、その支持枠３３の長手方向における両側の側壁３３ａ、３３ａに支持されている。

【0069】

受け部材としてのアンビルロール３２は、ロール状の受けロール３２ａを主体としており、その受けロール３２ａの両端のそれぞれから前記軸線方向に突出するように形成された軸部３２ｂ、３２ｂを有している。そして、アンビルロール３２は、カッタロール３１と同じく、その両端の軸部３２ｂ、３２ｂにおいて、軸受等（図示略）を介し、支持枠３３の両側の枠壁３３ａ、３３ａに支持されている。従って、アンビルロール３２は、その支持状態においては、その受けロール３２ａの軸線がカッタロール３１におけるロール体３１ａの軸線と平行を為す、すなわち、ロール体３１ａの軸線方向に延在するように設けられた状態となっている。また、前記奥行方向に関し、支持枠３３（側壁３３ａ）に対するカッタロール３１及びアンビルロール３２の支持位置は同じとなっている。従って、カッタロール３１とアンビルロール３２とは、支持枠３３の高さ方向（側壁３３ａの長辺方向）において対向した状態となっている。

【0070】

また、切断機構３０は、カッタロール３１を回転駆動するための回転駆動機構３４を含んでいる。その回転駆動機構３４は、駆動源である駆動モータ３４ａと、駆動モータ３４ａの出力軸に固定された駆動ギア３４ｂと、カッタロール３１に対し取り付けられた従動ギア３４ｃとで構成されている。なお、その回転駆動機構３４における従動ギア３４ｃは、カッタロール３１における両側の軸部３１ｃ、３１ｃのうちの一方に対し相対回転不能に嵌装されており、カッタロール３１が支持枠３３に支持された状態において、ロール体３１ａと支持枠３３における側壁３３ａの内側面と間に位置している。そして、駆動モータ３４ａは、その出力軸が支持枠３３における側壁３３ａの板厚方向を向くと共に、その出力軸に固定された駆動ギア３４ｂが従動ギア３４ｃと噛合するような配置で、ブラケット３４ｄによって支持枠３３に取り付けられている。従って、駆動ギア３４ａが駆動されてその出力軸が回転することにより、その回転が駆動ギア３４ｂ、従動ギア３４ｃを介してカッタロール３１に伝達され、カッタロール３１が回転駆動される。

【0071】

また、本実施例では、アンビルロール３２にも、その両側の軸部３２ｂ、３２ｂの一方であって、支持枠３３に支持された状態において、カッタロール３１における従動ギア３４ｃが取り付けられる側の軸部３１ｃと同じ側の軸部３２ｂに対し、従動ギア３４ｅが取り付けられている。そして、その従動ギア３４ｅは、カッタロール３１及びアンビルロール３２が支持枠３３に支持された状態において、カッタロール３１に取り付けられた従動ギア３４ｃと噛合している。従って、回転駆動機構３４によってカッタロール３１が回転駆動されることに伴い、アンビルロール３２も回転駆動される。

【0072】

そして、その切断機構３０は、供給ヘッド２０において、前記のようにプリプレグシートＰＳの経路におけるガイドロール２２とガイドロール２４との間で、プリプレグシートＰＳが前記のように対向するカッタロール３１とアンビルロール３２との間を通過するように設けられる。なお、そのプリプレグシートＰＳが通過するカッタロール３１とアンビルロール３２との間隔（両者の周面の間隙）は、カッタロール３１のロール体３１ａから突出する刃部３１ｂによって前述のようにプリプレグシートＰＳのみが切断される（剥離紙ＲＰが切断されない）ように設定されている。

【0073】

また、前述のように本実施例の自動積層装置では、強化繊維としての炭素繊維の配向方向が前記のように製造される炭素繊維基材ＣＭの長手方向及び幅方向に対し角度を為す角度層材料として炭素繊維基材ＣＭが製造される。そのため、プリプレグシートＰＳ（プリプレグシート片ＰＳ’）のシート材ＳＭ上への積層方向は、図４（ａ）に示すように、シート材ＳＭの幅方向及び長手方向に対し角度を為す方向となっている。因みに、図４に示す例では、その積層方向がシート材ＳＭの幅方向及び長手方向に対し為す角度は、４５°となっている。但し、その角度は、その炭素繊維基材ＣＭを用いて成形される繊維強化複合材に応じて適宜に設定されるものであり、例えば、６０°、４５°、３０°、−３０°、−４５°、−６０°といった角度で設定される。

【0074】

さらに、その自動積層装置では、前記のような角度（積層方向）で積層されたプリプレグシート片ＰＳ’の切断端がシート材ＳＭの側縁と一致するように、プリプレグシートＰＳは、その幅方向及び長手方向に対しその積層方向がシート材ＳＭに対し為す角度に応じた切断角度（図４の例では４５°）で、切断機構３０によって切断される。そのため、切断機構３０は、供給ヘッド２０内において、プリプレグシートＰＳの引き出し方向と平行な方向に対し、カッタロール３１におけるロール体３１ａの軸線が前記切断角度を為すように設けられている。

【0075】

その上で、その切断機構３０は、プリプレグシートＰＳの切断動作時において、カッタロール３１が前記のように回転駆動機構３４によって回転駆動されるが、それに合せ、その回転駆動されるカッタロール３１をロール体３１ａの軸線方向であってプリプレグシートＰＳの引き出し方向側へ変位（スライド）させる構成となっている。

【0076】

なお、ここで言うプリプレグシートＰＳ（強化繊維材料）の引き出し方向側とは、前述の通り、プリプレグシートＰＳの長手方向に関し、カッタロール３１が全体としてそのプリプレグシートＰＳの引き出し方向へ移動する側である。具体的には、図４（ｂ）に基づいて説明すると、カッタロール３１におけるロール体３１ａの軸線方向への変位としては、その図面における上方向及び下方向の２方向への変位が考えられるが、前記上方向へ変位させた場合、カッタロール３１は、プリプレグシートＰＳの長手方向に関しては、その全体の各部がプリプレグシートＰＳの引き出し方向とは反対の方向（＝積層方向）へ移動することとなる。一方で、前記下方向へ変位させた場合には、カッタロール３１は、プリプレグシートＰＳの長手方向に関し、その全体の各部がプリプレグシートＰＳの引き出し方向へ移動することとなる。従って、この例の場合の前記軸線方向におけるプリプレグシートＰＳの引き出し方向側は、前記下方向（矢印ｓで示す方向）となる。

【0077】

そして、そのようにプリプレグシートＰＳの切断時においてカッタロール３１を前記引き出し方向側へスライドさせることにより、カッタロール３１がプリプレグシートＰＳの引き出し方向に対し前記のように角度を為して設けられている場合でも、そのプリプレグシートＰＳの切断が確実に行われると共に、刃部３１ｂとプリプレグシートＰＳとの接触に伴うプリプレグシートＰＳの幅方向の位置ズレが可及的に防止される。

【0078】

より詳しくは、図４に示すように、本実施例の自動積層装置における供給ヘッド２０にいては、切断機構３０は、前記のようにカッタロール３１におけるロール体３１ｂの軸線が供給ヘッド２０の移動方向に対し４５°の角度を為すように設けられている。従って、カッタロール３１の回転に伴うプリプレグシートＰＳの切断時（プリプレグシートＰＳと刃部３１ｂとの接触時）における刃部３１ｂの移動方向は、図４（ｂ）において矢印ｒで示すように、プリプレグシートＰＳの厚さ方向に見て、プリプレグシートＰＳの引き出し方向に対し４５°の角度を為す方向となる。そのため、カッタロール３１の回転のみでプリプレグシートＰＳを切断しようとすると、プリプレグシートＰＳの引き出し方向（相対的な移動方向）と刃部３１ｂの移動方向とが異なることに起因して切断が完全に行われない切断不良を生じる場合がある。また、前記のように両移動方向が異なる結果として、前記切断時に刃部３１ｂがプリプレグシートＰＳに対し引き出し方向とは異なる方向へ力を作用させることとなり、プリプレグシートＰＳの幅方向の位置ズレを発生させる場合がある。

【0079】

それに対し、前記切断時にカッタロール３１を前記のように前記引き出し方向側（矢印ｓの方向）へスライドさせることにより、その前記切断時にプリプレグシートＰＳと接触する刃部３１ｂ上の各点で考えると、その各点は、カッタロール３１の回転に伴って矢印ｒの方向へ変位しつつ、カッタロール３１のスライドに伴って矢印ｓの方向へ変位するため、その両変位の合成により、その各点の変位方向は、矢印ｒｓで示すようにプリプレグシートＰＳの引き出し方向に対し近付いた方向となる。因みに、本実施例の場合は、前記ロール体３１ａの積層方向に対し成す角度が４５°であるため、その合成された変位の方向は、プリプレグシートＰＳの引き出し方向に対し一致した方向となる。それにより、前記のようなプリプレグシートＰＳの切断不良や幅方向の位置ズレが防止される。

【0080】

なお、そのようにカッタロール３１を前記軸線方向にスライドさせるための切断機構３０の構成について、本実施例では、その一例としての図３に示す構成が採用されている。その図３に示すカッタロール３１をスライドさせるための切断機構３０の構成は、詳しくは以下の通りである。

【0081】

本実施例では、切断機構３０において、前述のようにカッタロール３１及びアンビルロール３２を支持する支持枠３３は、角度調整用の駆動モータ３８を介して供給ヘッド２０に対し支持されている。なお、この角度調整用の駆動モータ３８は、前記切断角度（プリプレグシートＰＳの幅方向（長手方向）に対するカッタロール３１におけるロール体３１ａの軸線が為す角度）を調整するためのものであり、出力軸を鉛直方向下方へ向けるかたちで、ブラケット等（図示略）によって供給ヘッド２０の支持フレームにおける両支持板２３、２３に対し支持されている。

【0082】

その駆動モータ３８の出力軸には、ブラケット３８ａを介し、板状であって板厚方向に見て矩形状のベースプレート３８ｂが、その板厚方向を出力軸の軸線方向に一致させる向きで取り付けられている。すなわち、支持フレームに支持された駆動モータ３８は、ブラケット３８ａを介してベースプレート３８ｂを支持している。なお、そのベースプレート３８ｂは、その板厚方向に見て、板面の中央において駆動モータ３８に支持されている。

【0083】

一方、支持枠３３には、板状であって板厚方向に見て矩形状の支持用プレート３３ｂが取り付けられている。但し、その支持用プレート３３ｂは、その板厚方向における両板面の一方を支持枠３３の上面に当接させると共に、正面及び側方から見てその中心が支持枠３３の中心に一致するような配置で、支持枠３３に固定されている。また、その支持用プレート３３ｂは、その板面の長辺方向の寸法がベースプレート３８ｂにおける板面の長辺方向の寸法と一致する大きさとなっている。

【0084】

そして、支持用プレート３３ｂは、前記のように駆動モータ３８に支持されたベースプレート３８ｂの下面（駆動モータ３８側とは反対側の面）に対し、その上面（支持枠３３側とは反対側の面）を対向させた状態に配置され、ベースプレート３８ｂとの間に介装された一対のＬＭガイド３７、３７により、ベースプレート３８ｂに支持されている。

【0085】

具体的には、ベースプレート３８ｂの下面（駆動モータ３８側とは反対側の面）に対しＬＭガイド３７におけるＬＭレール３７ａが取り付けられると共に、支持用プレート３３ｂの上面（支持枠３３側とは反対側の面）に対しＬＭガイド３７におけるＬＭブロック３７ｂが取り付けられている。但し、その一対のＬＭガイド３７、３７における両ＬＭレール３７ａ、３７ａは、その延在方向をベースプレート３８ｂの前記長辺方向と一致させた向きで、ベースプレート３８ｂの板面の短辺方向に間隔を空けると共に前記短辺方向の中央に対し対称的な配置で、ベースプレート３８ｂに対し固定されている。また、ＬＭブロック３７ｂは、各ＬＭレール３７に対し２つを１組として設けられ、その２組が支持用プレート３３ｂの板面の短辺方向において前記した一対のＬＭレール３７ａ、３７ａと同じ間隔で且つ前記短辺方向の中央に対し対称的に配置されると共に、その各組における２つのＬＭブロック３７ｂ、３７ｂが前記長辺方向に間隔を空けて配置されるかたちで、支持用プレート３３ｂに対し固定されている。

【0086】

その構成により、支持用プレート３３ｂは、ＬＭガイド３７により、その前記短辺方向における中央がベースプレート３８ｂの前記短辺方向における中央と一致した配置で、前記長辺方向に変位可能に支持された状態となる。そして、その結果として、支持枠３３及びその支持枠３３に支持されたカッタロール３１は、駆動モータ３８に支持されたベースプレート３８ｂに対し、一対のＬＭガイド３７、３７及び支持用プレート３３ｂを介し、ベースプレート３８ｂの前記長辺方向に変位可能に支持された状態となっている。なお、その支持状態において、カッタロール３１におけるロール体３１ａの軸線方向は、ベースプレート３８ｂの前記長辺方向と一致している。従って、カッタロール３１は、その支持状態において、その前記軸線方向に変位可能となっている。

【0087】

その上で、切断機構３０は、カッタロール３１を前記軸線方向へ変位させるためのスライド機構３５を備えている。そのスライド機構３５は、駆動モータ３５ａと、その駆動モータ３５ａの出力軸の回転を伝達する駆動伝達機構としてのラック・ピニオン機構とを含む構成となっている。なお、前記した支持枠３３（カッタロール３１）を前記軸線方向に変位可能に支持するためのＬＭガイド３７も、このスライド機構３５に含まれる。

【0088】

そのスライド機構３５について、より詳しくは、支持枠３３に固定された支持用プレート３３ｂにおける前記長辺方向に延在する側面の一方には、ラック・ピニオン機構を構成するためのラック３５ｃが取り付けられている。また、駆動モータ３５ａは、その出力軸を鉛直方向下方へ向けるかたちで、ベースプレート３８ｂに取り付けられたブラケット３５ｄによって支持されている。すなわち、駆動モータ３５ａは、ベースプレート３８ｂに対し固定配置されている。そして、その駆動モータ３５ａの出力軸には、ラック・ピニオン機構を構成するためのピニオン３５ｂが取り付けられている。

【0089】

なお、その駆動モータ３５ａの上下方向及びベースプレート３８ｂの前記短辺方向における配置は、その出力軸に取り付けられたピニオン３５ｂがラック３５ｃに噛合する位置とされている。また、ベースプレート３８ｂの前記長辺方向における駆動モータ３５ａの配置は、前記長辺方向におけるベースプレート３８ｂの中央と支持枠３３の中央とが一致する初期配置において、ラック３５ｃにおける一端側であってその中央に対するカッタロール３１のスライド方向側の端部に対しピニオン３５ｂが噛合する位置とされている。

【0090】

そのスライド機構３５の構成によれば、駆動モータ３５ａが駆動されてピニオン３５ｂが回転駆動されることにより、そのピニオン３５ｂと噛合するラック３５ｃが取り付けられた支持用プレート３３ｂ及びその支持用プレート３３ｂが取り付けられた支持枠３３が、ベースプレート３８ｂに対し固定配置された駆動モータ３５ａに対し、ベースプレート３８ｂの前記長辺方向に変位駆動される。その結果として、カッタロール３１は、供給ヘッド２０における支持フレームに駆動モータ３８を介して支持されたベースプレート３８に対し、そのロール体３１ａの軸線方向へ変位駆動される。

【0091】

なお、本実施例の切断機構３０においては、受け部材としてのアンビルロール３２も、カッタロール３１と共に支持枠３３に支持されている。従って、前記のように駆動モータ３５ａが駆動されて支持枠３３が変位駆動されることにより、アンビルロール３２もカッタロール３１と一体的に前記軸線方向へ変位駆動される。

【0092】

因みに、本実施例における切断機構３０は、カッタロール３１を間欠的に回転駆動してプリプレグシートＰＳの切断動作を行うものとなっている。より詳しくは、カッタロール３１は、切断動作時以外では、図３（ｂ）に示す位置（待機位置）に刃部３１ｂが位置する状態となっている。但し、その図示の例における刃部３１ｂの待機位置は、ロール体３１ａの軸線方向に見て、ロール体３１ａの軸心とアンビルロール３２における受けロール３２の軸心とを通る直線がロール体３１ａの周面と交差する２位置のうちの、アンビルロール３２側とは反対の側の位置である。そして、回転駆動機構３４によるカッタロール３１の回転駆動は、予め定められた長さのプリプレグシートＰＳが原反ロール２１から引き出された時点で刃部３１ｂがプリプレグシートＰＳと接触するようなタイミングで開始されると共に、カッタロール３１が１回転して刃部３１が再び前記待機位置に位置する状態となった時点で停止される。すなわち、回転駆動機構３４においては、そのようなカッタロール３１の回転駆動が行われるように、駆動モータ３４ａが駆動される。なお、その駆動モータ３４ａの駆動は、駆動制御装置（図示略）によって制御される。

【0093】

その上で、スライド機構３５によるカッタロール３１の前記軸線方向への変位駆動は、本実施例では、前記したカッタロール３１の回転駆動に合せて行われるものとする。すなわち、スライド機構３５による前記変位駆動は、カッタロール３１の回転駆動が開始されると共に開始され、予め設定された速度でカッタロール３１が前記軸線方向へ変位するように行われ、カッタロール３１の回転駆動が停止された時点で停止されるものとする。

【0094】

但し、そのスライド機構３５による前記変位駆動について、刃部３４が前記待機位置へ再び戻る回転駆動機構３４による１回転の回転駆動とは異なり、前記変位駆動後においては、ベースプレート３８ｂの前記長辺方向における支持枠３３及び支持枠３３に支持されたカッタロール３１等の位置は、前記初期配置の位置から変位した位置となっている。そのため、スライド機構３５においては、次のプリプレグシートＰＳの切断動作（カッタロール３１の回転駆動）が開始される前に、ベースプレート３８ｂの前記長辺方向におけるカッタロール３１の位置を前記初期配置の位置へ戻す動作が行われる。なお、前記のようなカッタロール３１の前記変位駆動及びカッタロール３１を前記初期配置の位置へ戻すためのスライド機構３５における駆動モータ３５ａの駆動は、前記駆動制御装置によって制御される。

【0095】

因みに、回転駆動機構３４によるカッタロール３１の回転駆動及びスライド機構３５によるカッタロール３１の前記変位駆動は、前述のように、カッタロール３１の回転駆動に伴い、予め定められた長さのプリプレグシートＰＳが原反ロール２１から引き出された時点で刃部３１ｂがプリプレグシートＰＳと接触するようなタイミングで開始されるが、その開始タイミングは、プリプレグシートＰＳの長さに関する設定値として前記駆動制御装置に設定されているものとする。その上で、例えば、供給ヘッド２０（供給装置）には原反ロール２１からプリプレグシートＰＳが引き出されるのに伴ってその引き出し長さを検出するための検出器（図示略）が設けられており、前記駆動制御装置は、その検出器の検出値及び前記設定値等に基づき、回転駆動機構３４における駆動モータ３４ａ及びスライド機構３５における駆動モータ３５ａの駆動の開始を制御する。

【0096】

また、回転駆動機構３４による回転駆動におけるカッタロール３１の回転速度は、原反ロール２１からのプリプレグシートＰＳの引き出し速度（積層時における供給ヘッド２０の移動速度）に応じた速度として前記駆動制御装置に設定される。そして、前記駆動制御装置は、その設定された回転速度でカッタロール３１が１回転するように、回転駆動機構３４における駆動モータ３４ａを制御する。

【0097】

また、スライド機構３５による前記変位駆動におけるカッタロール３１の変位速度は、プリプレグシートＰＳの前記引き出し速度、前記切断角度等を考慮した上で、例えば試験や解析等によって適当な速度を導き出した上で、その導き出された変位速度が前記駆動制御装置に設定される。そして、前記駆動制御装置は、その設定された変位速度でカッタロール３１が前記変位駆動されるように、スライド機構３５における駆動モータ３５ａの駆動を制御する。その上で、前記駆動制御装置は、前記切断動作の完了後、前記変位駆動時における回転量と同じ回転量で駆動モータ３５ａを逆転駆動する。

【0098】

以上では、本発明に基づく強化繊維材料の供給装置、及びその供給装置における強化繊維材料の切断方法について、その一実施形態（以下、「前記実施例」と言う。）を説明したが、本発明は、前記実施例には限定されず、以下のような他の実施形態（変形例）での実施も可能である。

【0099】

（１）前記実施例では、本発明による供給装置によって供給される強化繊維材料を、強化繊維としての炭素繊維にマトリックス樹脂としての熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグによるシート材（プリプレグシート）としている。しかし、本発明では、その強化繊維材料は、そのような炭素繊維による熱硬化性プリプレグのシート材に限らない。具体的には、その強化繊維材料における強化繊維は、前記実施例における炭素繊維に限らず、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維等であっても良い。なお、その強化繊維材料における強化繊維の形態は、その強化繊維が一方向に引き揃えられた形態を為すものや、強化繊維を経糸及び緯糸として形成された織物の形態を為すもののいずれであっても良い。

【0100】

また、その強化繊維材料は、例えば、強化繊維の集束性を維持する程度にマトリックス樹脂を添着させた所謂セミプレグによるシート材であっても良い。さらに、その強化繊維材料は、前記マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂が用いられた熱可塑性プリプレグ（又はセミプレグ）のシート材であっても良い。因みに、強化繊維材料が熱可塑性のマトリックス樹脂を用いたものである場合、その積層にあたっては、例えば熱溶着が行われる。すなわち、その積層は、被積層材料（シート材等）上に敷置された熱可塑性プリプレグシートに対し熱等を加え、その熱可塑性プリプレグシートを被積層材料に対し溶着することで積層状態が維持されるように行われる。

【0101】

（２）本発明による供給装置が適用される装置について、前記実施例では、送出機構から供給される支持部材（シート材ＳＭ）上に強化繊維材料片を積層してシート状の炭素繊維基材を製造する自動積層装置としている。しかし、本発明による供給装置が自動積層装置に適用される場合でも、その自動積層装置は、前記のような支持部材の送出機構、及び巻取機構を備えたものに限らず、テーブル上で強化繊維材料を多層に積層するものであっても良い。

【0102】

その場合、その装置構成は、前記実施例の自動積層装置から送出機構及び巻取機構を省いたものとなる。そして、その自動積層装置においては、テーブルへの貼り付き等の防止のためにテーブル上に載置されたシート材上に、前記前後方向に位置を異ならせて強化繊維材料片を敷置し、さらに、その敷置された下層を成す強化繊維材料片上に、前記前後方向に位置を異ならせて強化繊維材料片を積層するといったかたちで積層が行われる。なお、その自動積層装置の場合、積層される層毎に積層方向（強化繊維材料片が前記前後方向及び前記幅方向に為す角度）を異ならせることが考えられるが、その場合には層毎の積層において、前記切断角度がその積層方向に対応したものとなるように、切断機構の配置角度（カッタロールの軸線が強化繊維材料の引き出し方向に対し成す角度）が変更される。

【0103】

また、本発明による供給装置は、前記実施例のようなテーブル上を移動する供給ヘッドにより強化繊維材料片の積層が行われる形式の自動積層装置を対象としてその積層を行う供給ヘッドに搭載されるものに限らず、例えば特開２０１１−２１９２６９号公報に開示されているような、配置が固定された原反ロールからシート状の強化繊維材料を引き出し、その引き出された強化繊維材料から切り出された強化繊維材料片を、シート状の被積層材上に、その被積層材の長手方向及び幅方向に対し角度を為した状態で積層する自動積層装置にも適用可能である。そして、そのような形式の自動積層装置の場合には、その固定配置された原反ロール（及びその配置で原反ロールを支持、回転駆動する機構）、並びにその原反ロールから引き出された強化繊維材料の経路上に設けられる切断機構を含む部分が、本発明の供給装置に相当する。

【0104】

さらに、本発明による供給装置が適用される装置は、以上のような被積層材上に強化繊維材料片を積層する自動積層装置に限らず、本出願人が先に出願した特願２０１６−０９７０２３号で提案されているような、熱可塑性の強化繊維材料片をテーブル上においてテーブルの長手方向（前記前後方向）に並べるかたちで敷置すると共に、その長手方向において隣接する強化繊維材料片の側縁同士を熱溶着等によって接合して強化繊維基材を製造する装置であっても良い。

【0105】

（３）なお、前記のように強化繊維材料（プリプレグ）が熱可塑性の場合、前記実施例の熱硬化性のプリプレグのように剥離紙は貼着されていないため、供給装置における切断機構による切断は、原反ロールから引き出された強化繊維材料を完全に切断するかたちで行われる。すなわち、本発明による供給装置における切断機構は、前記実施例のように原反ロールから引き出された材料（強化繊維材料＋剥離紙）の一部のみ（強化繊維材料のみ）を切断するように構成されたものに限らず、原反ロールから引き出された材料を完全に切断するように構成されたものであっても良い。

【0106】

（４）前記実施例の供給装置における切断機構３０では、カッタロール３１は、その周面上における１箇所にのみ刃部３１ｂを有し、強化繊維材料の切断動作毎に１回転するように、間欠的に回転駆動されている。しかし、例えば、固定配置された原反ロールから強化繊維材料が引き出される装置に本発明が適用される場合であって、その装置における敷置される強化繊維材料の長さが一種類に固定されているような場合には、切断機構は、カッタロールが連続的に回転駆動されて強化繊維材料を切断するように構成されたものであっても良い。すなわち、本発明による供給装置における切断機構は、カッタロールが間欠的に回転駆動されるものに限らず、カッタロールが連続的に回転駆動されるものであっても良い。なお、カッタロールが連続的に回転駆動される場合には、原反ロールからの強化繊維材料の引き出し速度は、そのカッタロールの回転速度に応じた速度に設定される。

【0107】

また、カッタロールは、前記実施例のように、その周面上の１箇所にのみに刃部が形成されたものに限らず、周面上の複数の箇所に刃部が形成されたもの、すなわち、周面上に複数の刃部を有するように構成されたものであっても良い。なお、カッタロールが間欠駆動される場合において、その回転の制御（開始時期、回転量等）を一様とする上で、その複数の刃部の周方向における間隔は、等間隔（例えば、刃部が２つである場合には１８０°間隔、刃部が３つである場合には１２０°間隔、等）である方が好ましい。但し、回転駆動の制御で対応できる場合には、その間隔は等間隔でなくても良い。

【0108】

（５）前記実施例の供給装置における切断機構３０では、カッタロール３１をその軸線方向へ変位させるスライド機構３５として、駆動モータ３５ａを駆動源とするラック・ピニオン機構が採用されている。しかし、本発明による供給装置において、その切断機構に備えられるスライド機構は、前記実施例のような構成に限らず、カッタロールを支持する支持体をカッタロールの軸線方向に変位させることが可能な機構であれば、例えばボールねじ機構等、他のどのような構成であっても良い。

【0109】

また、前記実施例のスライド機構３５は、カッタロール３１及び受け部材としてのアンビルロール３２を支持する支持体（支持枠３３）をカッタロール３１の軸線方向に変位させるように構成されており、その結果として、カッタロール３１と共に受け部材も前記軸線方向に変位させるものとなっている。但し、本発明においては、スライド機構は、カッタロール及び受け部材のうちのカッタロールのみを前記軸線方向に変位させるものであっても良い。言い換えれば、本発明による供給装置における切断機構は、カッタロールを支持する支持体と受け部材を支持する支持体とが独立した構成となっており、スライド機構がカッタロールを支持する支持体を前記軸線方向に変位させるように構成されているものであっても良い。

【0110】

さらに、本発明におけるスライド機構について、前記実施例では、スライド機構３５は、強化繊維材料（プリプレグシートＰＳ）を切断するためにカッタロール３１が１回転する期間に亘ってカッタロール３１が前記軸線方向に変位するように、その駆動が制御されている。しかし、本発明においては、カッタロールの前記変位は、そのような期間全体に亘って行われる必要は必ずしも無く、少なくとも強化繊維材料の実際の切断時、すなわち、カッタロールの刃部が強化繊維材料に接触を開始した時点から離間するまでの間の期間において少なくとも行われれば良い。従って、本発明におけるスライド機構の駆動の制御は、カッタロールが１回の切断動作のための回転を開始した時点よりも後であってその回転に伴って刃部が強化繊維材料に最初に接触する時点以前に、カッタロールが前記変位を開始するように行われても良い。また、そのスライド機構の駆動の制御は、１回の切断動作のためのカッタロールの回転が停止されるよりも前の時点であってその回転に伴って刃部が強化繊維材料から離間する時点以降に、カッタロールが前記変位を停止するように行われても良い。

【0111】

（６）本発明による供給装置のその他の構成について、前記実施例の供給装置における切断機構３０では、カッタロール３１は、支持枠３３等を介して角度調整用の駆動モータ３８によって供給ヘッド２０における支持フレームに支持されている。すなわち、前記実施例では、切断機構は、カッタロールによる強化繊維材料の前記切断角度が調整可能な構成となっている。しかし、本発明の供給装置が適用される自動積層装置、あるいは前記した熱可塑性の強化繊維材料による強化繊維基材を製造する装置が、例えば、その強化繊維材料が敷置されるテーブルの長手方向（前記前後方向）及び幅方向（前記幅方向）に対し特定の角度で強化繊維材料の敷置が行われるように用いられるものである場合には、その供給装置において、切断機構における前記切断角度を調整する機構は省略可能である。

【0112】

また、前記実施例の供給装置における切断機構３０では、受け部材としてアンビルロール３２が採用されると共に、カッタロール３１を回転駆動する回転駆動機構３４がそのカッタロール３１の回転駆動に伴ってアンビルロール３２も回転駆動される構成となっている。しかし、本発明による供給装置における切断機構において、受け部材としてアンビルロールが採用される場合であっても、その切断機構における回転駆動機構は、アンビルロールを回転駆動するように構成されたものに限らず、カッタロールのみを回転駆動するように構成されたものであっても良い。そして、その切断機構は、その受け部材としてのアンビルロールが回転不能に支持された構成とされたものであっても良い。

【0113】

また、前記のように、本発明による供給装置の切断機構は、カッタロールと受け部材とが同じ支持体で支持されている構成には限られない。すなわち、その切断機構は、カッタロールを支持する支持体と受け部材を支持する支持体とが独立した構成であっても良い。従って、受け部材は、例えば前記実施例の供給ヘッド２０の支持フレームにおける支持板２３、２３に支持されて設けられたものであっても良い。さらに、その切断機構における受け部材は、前記実施例において採用されているアンビルロールのようなロール形状の部材に限らず、板状の部材や断面が多角形状の部材であっても良い。

【0114】

また、本発明は、以上で説明したいずれの実施形態にも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々に変更することが可能である。

【符号の説明】

【0115】

２０ 供給ヘッド
２１ 原反ロール
２５ 巻取リール
２６ 敷置機構
２６ａ 敷置ガイド
２８ 圧接機構
２８ａ 圧接ローラ
３０ 切断機構
３１ カッタロール
３１ｂ 刃部
３２ アンビルロール（受け部材）
３３ 支持枠
３３ｂ 支持用プレート
３４ 回転駆動機構
３４ａ 駆動モータ
３４ｂ 駆動ギア
３４ｃ 従動ギア
３５ スライド機構
３５ａ 駆動モータ
３５ｂ ピニオン
３５ｃ ラック
３７ ＬＭガイド
３８ 角度調整用の駆動モータ
３８ｂ ベースプレート
４０ テーブル
４４ 送出軸
４５ 巻軸
５０ 支持機構
５１ サイドレール
５３ コラム
５５ クロスビーム
５７ サドル部
ＣＭ 炭素繊維基材
ＰＳ プリプレグシート（強化繊維材料）
ＰＳ’ プリプレグシート片（強化繊維材料片）
ＲＰ 剥離紙
ＳＭ シート材
ＳＲ シートロール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】