特許 6995691 繊維強化材料片の製造装置

(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】

(24)【登録日】2021-12-17

(45)【発行日】2022-01-17

(54)【発明の名称】繊維強化材料片の製造装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/54 20060101AFI20220106BHJP

   C08J 5/24 20060101ALI20220106BHJP

   B29C 65/02 20060101ALI20220106BHJP

【ＦＩ】

B29C70/54

C08J5/24 CES

B29C65/02

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018095073

(22)【出願日】2018-05-17

(65)【公開番号】P2019199030

(43)【公開日】2019-11-21

【審査請求日】2021-02-02

(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

【審査官】田代 吉成

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－２１７５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１０４９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１７３７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ７０／５４

Ｃ０８Ｊ ５／２４

Ｂ２９Ｃ ６５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

強化繊維基材が積層されて形成された繊維強化材料から成る繊維強化材料片を製造する製造装置であって、強化繊維基材の積層が行われる積層台と、積層ヘッドを備えると共に該積層ヘッドを前記積層台上の固定の積層領域上に移動させることによって前記強化繊維基材を該積層領域に積層する積層機構と、トリムヘッドを備えると共に該トリムヘッドを前記積層領域上で移動させることによって前記積層機構によって形成された前記繊維強化材料に対しトリミング加工を施すトリム機構とを含み、前記積層機構で前記強化繊維基材を積層して前記繊維強化材料を形成する積層工程と前記トリム機構で前記繊維強化材料を予め定められた形状に裁断するトリム工程とによって前記繊維強化材料片を製造する繊維強化材料片の製造装置において、
前記積層ヘッド及び前記トリムヘッドを支持する支持構造と、該支持構造に対応して設けられると共に前記積層台に沿って移動可能であるように前記支持構造を支持する案内部材と、前記支持構造を前記案内部材上で移動させる駆動機構とを含み、
前記支持構造は、前記積層工程では前記支持構造に支持された状態の前記トリムヘッドを前記積層ヘッドに干渉しないトリムヘッド用の退避位置へ配置可能であると共に、前記トリム工程では前記支持構造に支持された状態の前記積層ヘッドを前記トリムヘッドに干渉しない積層ヘッド用の退避位置に配置可能であるように構成される
ことを特徴とする繊維強化材料片の製造装置。

【請求項2】

前記支持構造は、前記積層ヘッドを支持する第１の支持部と、前記トリムヘッドを支持する第２の支持部とを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の繊維強化材料片の製造装置。

【請求項3】

前記支持構造は、前記第１の支持部を含む第１の構造体と、前記第２の支持部を含む第２の構造体とで構成されており、
前記駆動機構は、前記第１の構造体に対応して設けられると共に前記第１の構造体を前記案内部材上で移動させる第１の駆動部と、前記第２の構造体に対応して設けられると共に前記第２の構造体を前記案内部材上で移動させる第２の駆動部とを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の繊維強化材料片の製造装置。

【請求項4】

各前記退避位置が、前記案内部材の長手方向において前記積層領域と重複しない位置である領域外退避位置に設定されており、
前記案内部材は、前記領域外退避位置まで延在するように構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の繊維強化材料片の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、強化繊維基材が積層されて形成された繊維強化材料から成る繊維強化材料片を製造する製造装置であって、強化繊維基材の積層が行われる積層台と、積層ヘッドを備えると共に該積層ヘッドを積層台上の固定の積層領域上に移動させることによって強化繊維基材を該積層領域に積層する積層機構と、トリムヘッドを備えると共に該トリムヘッドを積層領域上で移動させることによって積層機構によって形成された繊維強化材料に対しトリミング加工を施すトリム機構とを含み、積層機構で強化繊維基材を積層して繊維強化材料を形成する積層工程とトリム機構で繊維強化材料を予め定められた形状に裁断するトリム工程とによって繊維強化材料片を製造する繊維強化材料片の製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、航空機関連部品、自動車関連部品及びスポーツ・レジャー用品などを繊維強化複合材料によって形成することが行われている。なお、その繊維強化複合材料は、強化繊維基材（例えば、強化繊維（炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等）を樹脂材料等と組み合わせて成る基材）が積層されて形成された繊維強化材料を加圧・加熱して成形することで製造される。

【0003】

因みに、その強化繊維基材の１つとして、所謂プリプレグがある。また、そのプリプレグとしては、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収束させた所謂ＵＤ材がある。さらに、強化繊維基材としては、そのようなプリプレグの他に、強化繊維の収束性を維持する程度にマトリックス樹脂や接合材（バインダ）等を添着させた所謂セミプレグも含まれる。

【0004】

ところで、前記した繊維強化材料は、例えば、テーブル等の積層台上における積層領域に強化繊維基材を配置すると共に、その配置された強化繊維基材上に強化繊維基材を積層するといった積層工程により形成される。また、繊維強化複合材料を製造するにあたり、前記した加圧・加熱による成形の前段階において、成形される繊維強化複合材料の形状等に応じて前記のように形成された繊維強化材料を裁断する（トリミング加工を施す）トリム工程が行われる場合がある。なお、そのトリム工程は、トリムヘッドを有する裁断機を用い、そのトリムヘッドを繊維強化材料上で移動させるかたちで行われる。そして、そのトリム工程（裁断）により、繊維強化材料から切り出された繊維強化材料片が形成される。

【0005】

なお、従来において一般的には、その積層工程とトリム工程とは、工場内における別の場所で行われている。したがって、その場合には、その繊維強化材料片を形成するための各工程においてその工程を積層工程からトリム工程へ移行するにあたり、積層工程で形成された繊維強化材料をトリミング加工が行われる場所へと搬送する搬送工程が積層工程とトリム工程との間に行われることとなる。

【0006】

しかし、その搬送工程は、作業者にとって手間の掛かる作業を伴うため、従来における繊維強化材料片を形成する作業は、作業効率が非常に悪いものとなっていた。そこで、その搬送工程を省略して作業効率を改善すべく、そのような搬送工程を必要としない繊維強化材料片（プリプレグ積層材）の製造装置が特許文献１に開示されている。

【0007】

その特許文献１に開示された装置（以下、「従来装置」と言う。）は、積層工程とトリム工程とが同一の作業テーブル上で行われるように構成されている。具体的には、従来装置は、作業テーブル上で移動可能な着脱ヘッドを有すると共に、その着脱ヘッドに着脱可能な積層アタッチメント及びトリムアタッチメントを有している。その上で、その従来装置では、積層工程が行われる際には積層アタッチメントが着脱ヘッドに装着され、トリム工程が行われる際にはトリムアタッチメントが着脱ヘッドに取り付けられる。すなわち、従来装置では、着脱ヘッドに対しアタッチメントの付け替え作業を行うことによって、積層工程とトリム工程とを同一の作業テーブル上で行うことが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特公平７－１１０４９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかし、その従来装置では、前記したような工程を積層工程からトリム工程へ移行する度に、着脱ヘッドに対し装着されるアタッチメントを付け替える作業が必要となる。そのため、従来装置では、そのアタッチメントの付け替え作業に時間を要してしまい、それに伴って、繊維強化材料片を形成する作業は、依然として作業効率が悪いものとなってしまっていた。

【0010】

そこで、本発明は、積層機構で強化繊維基材を積層して繊維強化材料を形成する積層工程とトリム機構で繊維強化材料を予め定められた形状に裁断するトリム工程とによって繊維強化材料片を製造する繊維強化材料片の製造装置において、繊維強化材料片を製造する作業を効率良く行うことができ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】

前記目的を達成すべく、本発明は、前述のような繊維強化材料片の製造装置において、積層ヘッド及びトリムヘッドを支持する支持構造と、該支持構造に対応して設けられると共に積層台に沿って移動可能であるように支持構造を支持する案内部材と、支持構造を案内部材上で移動させる駆動機構とを含む。その上で、その繊維強化材料片の製造装置は、支持構造が、積層工程では支持構造に支持された状態のトリムヘッドを積層ヘッドに干渉しないトリムヘッド用の退避位置へ配置可能であると共に、トリム工程では支持構造に支持された状態の積層ヘッドをトリムヘッドに干渉しない積層ヘッド用の退避位置に配置可能であるように構成される、ことを特徴とする。

【0012】

また、そのような本発明による繊維強化材料片の製造装置において、支持構造は、積層ヘッドを支持する第１の支持部と、トリムヘッドを支持する第２の支持部とを含むように構成されていても良い。

【0013】

さらに、支持構造は、第１の支持部を含む第１の構造体と、第２の支持部を含む第２の構造体とで構成されていても良い。その上で、駆動機構は、第１の構造体に対応して設けられると共に第１の構造体を案内部材上で移動させる第１の駆動部と、第２の構造体に対応して設けられると共に第２の構造体を案内部材上で移動させる第２の駆動部とを含むように構成されていても良い。また、各退避位置が、案内部材の長手方向において積層領域と重複しない位置である領域外退避位置に設定されていても良く、その上で、案内部材は、領域外退避位置まで延在するように構成されていても良い。

【発明の効果】

【0014】

本発明による繊維強化材料片の製造装置によれば、積層ヘッド及びトリムヘッドが支持構造に支持されたままの状態で、積層工程ではトリムヘッドをトリムヘッド用の退避位置へ配置可能であると共に、トリム工程では積層ヘッドを積層ヘッド用の退避位置へ配置可能であることから、積層工程、トリム工程の各工程において、トリムヘッド又は積層ヘッドを支持構造から取り外すことなくその工程を実行することが可能である。したがって、そのような本発明によれば、積層工程からトリム工程へ移行する際や再び積層工程を行う際に、前記した従来装置のようにヘッド（アタッチメント）を交換する作業を行わなくても良いため、繊維強化材料片を製造する作業を効率的に行うことができる。

【0015】

また、そのような本発明による繊維強化材料片の製造装置において、支持構造が第１の支持部と第２の支持部とを含むように構成されるものとすれば、前記した各工程において、その工程に対応するヘッドのみを積層領域上で移動させることが可能となるため、繊維強化材料片を製造する作業をさらに効率的に行うことができる。

【0016】

さらに、支持構造を前記した第１の支持部を含む第１の構造体及び第２の支持部を含む第２の構造体の２つの構造体を含むように構成し、その上で、駆動機構が第１の構造体に対応する第１の駆動部と第２の構造体に対応する第２の駆動部とを含むように構成されるものとすれば、各ヘッドを移動させるために用いるモータ等の駆動源を小型化することができる。それにより、繊維強化材料片の製造装置のコストを抑えることができる。

【0017】

詳しくは、積層ヘッド及びトリムヘッドを支持する支持構造が単一の構造体で構成されている場合は、その支持構造は、両方のヘッドを支持するための強度が必要となるため、そのような強度が十分に確保されるように構成されなければならなくなる。そして、そのように構成した結果として、支持構造の重量が重くなってしまうため、それに伴い、その支持構造を移動させるための駆動機構における駆動源としてのモータ等も必然的に出力が大きいものを採用しなければならなくなる。そのため、その構成の場合には、繊維強化材料片の製造装置のコストが高くなってしまう。

【0018】

それに対し、支持構造を、前記のように対応するヘッドを支持する２つの構造体（第１の構造体、第２の構造体）で構成されるものとすれば、各構造体に求められる強度はそれぞれに対応するヘッドに応じたものであれば良いため、その各構造体の強度は、前記した構成と比べて低くても良いこととなる。なお、支持構造を２つの構造体で構成する場合には、駆動機構は、各構造体に対応させて設けられた２つの駆動部（第１の駆動部、第２の駆動部）で構成されることとなる。その上で、各構造体が前記のような低い強度のものとして構成されていれば、その各構造体の重量が軽くなるため、各駆動部における駆動源としてのモータ等も出力が小さいものを採用することが可能となる。しかも、各構造体の強度や大きさをそれぞれに対応するヘッドの大きさ（重量）に応じたものとすることができるため、２つのヘッドのうちの一方（特に積層ヘッド）が大型のものである場合、他方のヘッドを支持する構造体を、前記一方のヘッドに合わせることなく、小型化することができる。したがって、それらにより、繊維強化材料片の製造装置のコストを更に抑えることができる。

【0019】

また、前記のように支持構造が２つの構造体を含むように構成されている場合において、積層ヘッド用及びトリムヘッド用の各退避位置が前記した領域外退避位置に設定されると共に、案内部材がその領域外退避位置まで延在するように構成されるものとすれば、その各ヘッドの退避位置への移動が、対応する構造体を領域外退避位置まで移動させることで達成されることとなる。それにより、支持構造における支持部の範囲内に退避位置が設定されるような場合と比べ、支持構造の強度を高いものとしなくて良いこととなる。そして、その結果として、その繊維強化材料片の製造装置のコストを抑えることができる。

【0020】

詳しくは、本発明の繊維強化材料片の製造装置においては、水平方向に関し案内部材の長手方向と直交する方向（以下、「幅方向」と言う。）に支持部が延在するように支持構造を構成した場合において、その退避位置を支持部の範囲内に設定することも可能である。しかし、その場合には、その支持構造における支持部を幅方向に関しその退避位置を含むような長さとしなければならないため、その分だけ支持部が長尺となり、それに伴って支持部自体の強度やそれを支持する部分等の強度を高める必要がある。したがって、その場合には、繊維強化材料片の製造装置のコストが高くなってしまう。それに対し、本発明を前記のように構成した場合には、前記のように支持部自体を退避位置が含まれるような長尺の構成とする必要がない。したがって、その場合には、支持構造の強度を高いものとしなくて良いこととなるため、繊維強化材料片の製造装置のコストを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明が適用された繊維強化材料片の製造装置の全体構成図である。

【図2】図１に示す製造装置の全体平面図である。

【図3】図１に示す製造装置における積層ヘッドの内部構成を概略的に示した側面図である。

【図4】図１に示す製造装置におけるトリムヘッドを概略的に示した側面図である。

【図5】本発明が適用された別の実施形態の製造装置の全体平面図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0022】

以下では、図１～４に基づき、本発明が適用された繊維強化材料片の製造装置の一実施形態（実施例）について説明する。なお、本発明で言う繊維強化材料片とは、前述のように積層台上に強化繊維基材を積層することによって形成された繊維強化材料から切り出されたものであるが、本実施例では、その繊維強化材料（片）の基となる強化繊維基材は、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熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）を含浸させた熱硬化性のプリプレグであるものとする。

【0023】

図１～４に示すように、製造装置１は、プリプレグＰが積層される積層台としてのテーブル４０と、そのテーブル４０上にプリプレグＰを積層するための積層機構１０とを備えている。また、製造装置１は、その積層されたプリプレグＰから成る繊維強化材料としてのプリプレグ積層材ＰＳから繊維強化材料片としてのプリプレグ積層材片を切り出すべく、プリプレグ積層材ＰＳに対しトリミング加工を施すためのトリム機構６０も備えている。

【0024】

その製造装置１に備えられた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４０ａと、天板４０ａを支持する支持台４０ｂとで構成されている。なお、前記したプリプレグＰの積層はそのテーブル４０の天板４０ａ上で行われるが、その積層は、その天板４０ａ内に定められた積層領域４０ｃにおいて行われる。

【0025】

また、積層機構１０は、プリプレグＰを積層するための積層ヘッド２０と、積層ヘッド２０を吊り下げるかたちで支持する門型の支持構造体（第１の構造体に相当）５０と、支持構造体５０を支持する一対のサイドレール５１、５１とを含んでいる。

【0026】

それらについて、一対のサイドレール５１、５１は、長尺角柱状の基部５１ａを主体として構成されている。その上で、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４０ａの長手方向と平行を為す向きで、テーブル４０に対し、天板４０ａ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。なお、以下では、前記したテーブル４０の天板４０ａの長手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。

【0027】

また、支持構造体５０は、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と、両コラム５３、５３間に架設されたクロスビーム５５（第１の支持部に相当）と、クロスビーム５５上に設けられて積層ヘッド２０を支持するサドル部５７とを備えている。各コラム５３は、台座部５３ａとその台座部５３ａ上に立設された支柱５３ｂとで構成されている。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。

【0028】

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両コラム５３、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が架設された状態で、両コラム５３、５３は、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、その長手方向が前記前後方向と直交する方向（テーブル４０の天板４０ａの短辺方向）に一致する状態となっている。また、以下では、前記したテーブル４０の天板４０ａの短辺方向及びそれと平行な方向を「幅方向」と称して説明する。

【0029】

サドル部５７は、積層ヘッド２０を支持構造体５０に対し支持された状態とするための機構であり、クロスビーム５５上に設けられている。そして、そのサドル部５７は、クロスビーム５５上に載置される板状のサドルベース５７ａを主体として構成されている。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、クロスビーム５５には、その支持シャフト５７ｂの配置を許容するために、クロスビーム５５を鉛直方向に貫通すると共に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。

【0030】

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回動部を有している。そのヘッド回動部は、支持シャフト５７ｂを回動させるための部分であり、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を備えている。それにより、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、そのヘッド回動部によって回動される構成となっている。

【0031】

さらに、積層機構１０において、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を前記幅方向に移動させるためのヘッド移動部５９が設けられている。そのヘッド移動部５９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と、クロスビーム５５の側面に取り付けられたラック５９ｂと、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。また、前記したようにクロスビーム５５には、前記幅方向に延在する孔５５ａが形成されている。したがって、積層機構１０は、そのサドル部５７がクロスビーム５５上においてヘッド移動部５９により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。

【0032】

また、積層機構１０において、各サイドレール５１の基部５１ａとその基部５１ａ上に載置されるコラム５３との間には、積層ヘッド２０を前記前後方向に移動させるためのヘッド移動部（第１の駆動部に相当）５８がそれぞれ設けられている。その各ヘッド移動部５８は、コラム５３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５８ａと、サイドレール５１の基部５１ａの側面に対し前記前後方向に延在するように取り付けられたラック５８ｂと、駆動モータ５８ａの出力軸に取り付けられると共にラック５８ｂと噛合するピニオンギア５８ｃとで構成されている。それにより、その積層機構１０は、サイドレール５１（基部５１ａ）上において両コラム５３、５３が前記前後方向に移動するように駆動される構成となっている。そして、そのように両コラム５３、５３が移動されることに伴い、支持構造体５０が全体として前記前後方向に移動する。

【0033】

また、積層機構１０においては、その支持構造体５０におけるクロスビーム５５上に設けられたサドル部５７に対し積層ヘッド２０が取り付けられている。具体的には、積層ヘッド２０は、サドル部５７の支持シャフト５７ｂに取り付けられることで、支持構造体５０におけるクロスビーム５５に吊り下げられた状態で設けられている。したがって、積層機構１０は、前記のようにヘッド移動部５８によって支持構造体５０が前記前後方向に移動されるのに伴い、積層ヘッド２０が前記前後方向に移動されるように構成されている。

【0034】

その積層ヘッド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、シート状に形成されたプリプレグＰがリール（巻枠）に巻回されるかたちで構成された原反ロール２１を支持している。なお、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に対しそのリール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。

【0035】

ここで、本実施例におけるプリプレグＰは、前述のように熱硬化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、リール上で巻回されて巻層を為すプリプレグＰが互いにくっつかないように、プリプレグＰの一方の面には、剥離紙ＲＰが貼着されている。そして、プリプレグＰは、リール上において、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。

【0036】

その上で、積層機構１０においては、その積層ヘッド２０における原反ロール２１からプリプレグＰが引き出されると共に、そのプリプレグＰから切り出されたプリプレグ片Ｐ'がテーブル４０上の積層領域４０ｃにおいて順次積層される。そのため、積層ヘッド２０は、そのようなプリプレグ片Ｐ'の積層領域４０ｃ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。

【0037】

図３は、そのような積層ヘッド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３に示すように、積層ヘッド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Ｐは、ガイドロール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部側へ向けて送り出されている。

【0038】

また、積層ヘッド２０は、プリプレグＰが予め定められた長さのプリプレグ片Ｐ'として積層されるように、プリプレグＰからプリプレグ片Ｐ'を切り出すためのカッタ部３０を備えている。そのカッタ部３０は、積層ヘッド２０内のプリプレグＰの経路中における第１のガイドロール２２と第２のガイドロール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Ｐ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、カッタ部３０は、プリプレグＰ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。

【0039】

また、前記した積層部は、テーブル４０上の積層領域４０ｃにおいてプリプレグ片Ｐ'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片Ｐ'をテーブル４０上で圧接するための圧接機構２８とを備えている。それらの構成について、敷置機構２６は、テーブル４０上でプリプレグＰを案内するための敷置ガイド２６ａを備えている。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と、駆動モータ２６ｂの出力軸に連結されたねじ軸２６ｃと、ねじ軸２６ｃに螺合されたナット２６ｄと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。

【0040】

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Ｐを敷置する際の位置であってテーブル４０の天板４０ａ上の積層領域４０ｃに近接した位置である作動位置、及びテーブル４０の天板４０ａに対し上方へ離間した位置である非作動位置の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。

【0041】

圧接機構２８は、積層領域４０ｃにおいて敷置されたプリプレグＰをテーブル４０上で圧接する圧接ローラ２８ａを備えている。そして、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、圧接ローラ２８ａ及び流体圧シリンダ２８ｂ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Ｐ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、積層ヘッド２０の幅方向（プリプレグＰ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。

【0042】

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が積層領域４０ｃにおいて敷置されたプリプレグＰに対し押接された状態となる。その上で、積層ヘッド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２８ａが、プリプレグＰ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Ｐ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Ｐは、テーブル４０上で圧着された状態となる。なお、プリプレグＰの積層時以外の積層ヘッド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。

【0043】

また、積層ヘッド２０は、積層されたプリプレグＰから剥離された剥離紙ＲＰを巻き取って回収する回収部を備えている。すなわち、積層ヘッド２０は、前記のようにカッタ部３０がプリプレグＰ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一対の支持板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。

【0044】

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。

【0045】

なお、回収部は、巻取リール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Ｐ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。

【0046】

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Ｐは、敷置機構２６における敷置ガイド２６ａによって積層領域４０ｃにおいて敷置されると共に圧接機構２８における圧接ローラ２８ａによってテーブル４０上で圧接された状態で、積層ヘッド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。そのような積層ヘッド２０の移動に伴う原反ロール２１からのプリプレグＰ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から敷置ガイド２６ａの下端に至るプリプレグＰ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、積層時における積層ヘッド２０の移動に伴ってプリプレグＰ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。

【0047】

また、トリム機構６０は、プリプレグＰから成るプリプレグ積層材ＰＳを裁断するためのトリムヘッド７０と、トリムヘッド７０を支持する門型の支持構造体（第２の構造体に相当）８０と、支持構造体８０を支持する一対のサイドレール８１、８１とを含んでいる。

【0048】

それらのうち、一対のサイドレール８１、８１は、長尺角柱状の基部８１ａを主体として構成されている。なお、各サイドレール８１は、床面上で立設されて互いに離間して設けられた一対の支持部８１ｂ、８１ｂであって、その間で基部８１ａを支持する一対の支持部８１ｂ、８１ｂを含んでいる。したがって、各サイドレール８１は、その基部８１ａが、床面上に設置された積層機構１０におけるサイドレール５１よりも上方に位置する（上下方向に関しテーブル４０の天板４０ａに近い位置に位置する）ような構成となっている。その上で、一対のサイドレール８１、８１は、その長手方向が前記前後方向と平行を為す向きで、前記幅方向におけるテーブル４０の両側に位置するように設置されている。但し、その一対のサイドレール８１、８１は、積層機構１０における一対のサイドレール５１、５１に対し、前記幅方向における内側に位置するように配置されている。

【0049】

また、支持構造体８０は、各サイドレール８１に対応させて設けられた一対のコラム８３、８３と、両コラム８３、８３間に架設されたクロスビーム（第２の支持部に相当）８５とを備えている。各コラム８３は、台座部８３ａとその台座部８３ａ上に立設された支柱８３ｂとで構成されている。そして、各コラム８３は、その台座部８３ａにおいて、対応するサイドレール８１における基部８１ａ上に載置された状態で設けられている。

【0050】

また、クロスビーム８５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両コラム８３、８３の支柱８３ｂ、８３ｂに支持されるようなかたちで、一対のコラム８３、８３間に架設されている。但し、そのようにクロスビーム８５が架設された状態で、両コラム８３、８３は、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８５は、その長手方向が前記幅方向に一致する状態となっている。

【0051】

なお、その支持構造体８０において、両コラム８３、８３は、その一対のコラム８３、８３間に架設されるクロスビーム８５の高さ位置、更には後述のようにそのクロスビーム８５上に載置されるトリムヘッド７０の高さ位置が、支持構造体５０におけるクロスビーム５５よりも下方となるような高さ寸法を有している。したがって、サイドレール８１が積層機構１０におけるサイドレール５１に対し前記のように配置されることに伴い、支持構造体８０は、前記前後方向に見て、支持構造体５０における一対のコラム５３、５３とクロスビーム５５とで囲まれた空間内に位置しており、更には、その支持構造体８０に支持されるトリムヘッド７０もその空間内に位置している。

【0052】

トリムヘッド７０は、プリプレグ積層材ＰＳを裁断するためのカッタ刃７１と、そのカッタ刃７１を支持する支持軸７３と、支持軸７３を支持すると共にカッタ刃７１による所望の裁断が行われるように支持軸７３に対してその裁断のための動作を与える裁断機構（図示略）が内装された本体部７５とを備えている。そして、トリムヘッド７０は、その本体部７５においてクロスビーム８５に対し支持されている。但し、トリムヘッド７０は、積層ヘッド２０が支持構造体５０に対し吊り下げられるかたちで支持されているのに対し、その本体部７５がクロスビーム８５上に載置されるかたちで支持されている。

【0053】

そのトリムヘッド７０の各構成について、本体部７５は、内部の前記裁断機構を支持すると共にクロスビーム８５に支持される基部（図示略）を基体とし、前記裁断機構及び前記基部を覆うケース体７５ａにより、全体として筐形に構成されている。なお、本体部７５は、前記基部においてクロスビーム８５に支持された状態で、前記前後方向における一方の側に突出すると共に、その突出する部分（突出部）が上下方向においてクロスビーム８５側へ延びるように形成されており、前記幅方向に見てＬ字型を為すように形成されている。その上で、前記裁断機構は、主にその突出部内に位置するような配置で前記基部に取り付けられている。

【0054】

そして、支持軸７３は、前記のように本体部７５に内装された前記裁断機構に対し取り付けられることで、本体部７５（前記裁断機構）によって支持されている。但し、支持軸７３は、その軸線の向きが上下方向と平行となるような向きで前記裁断機構に対し取り付けられている。その上で、支持軸７３は、前記のように支持された状態で本体部７５の前記突出部から突出するような長さ寸法を有しており、その下端部が前記突出部から突出して前記突出部の下方に位置するように設けられている。

【0055】

また、支持軸７３は、前記のように本体部７５（前記突出部）から突出する下端部に、カッタ刃７１を取り付けるためのカッタホルダ７３ａを有している。そして、カッタ刃７１は、その刃面７１ａが下方を向くような向きで、そのカッタホルダ７３ａに対して取り付けられている。

【0056】

因みに、前記裁断機構は、プリプレグ積層材ＰＳの裁断のためにカッタ刃７１に対し支持軸７３を介して上下方向の振動を与える機構、及びプリプレグ積層材ＰＳを所望の形状に裁断するためにカッタ刃７１の刃面７１ａを任意の方向に向けるべく支持軸７３をその軸線周りに回動させる機構を含んでいる。さらに、本体部７５は、上下方向に関し、裁断時にカッタ刃７１をプリプレグ積層材ＰＳに接近させると共に非裁断時にカッタ刃７１をプリプレグ積層材ＰＳから離間させるために、カッタ刃７１を上下方向に変位させる変位機構（図示略）もケース体７５ａ内に備えている。

【0057】

また、そのトリム機構６０において、トリムヘッド７０とクロスビーム８５との間には、トリムヘッド７０を前記幅方向に移動させるためのヘッド移動部７７が設けられている。そのヘッド移動部７７は、トリムヘッド７０における本体部７５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７７ａと、クロスビーム８５の側面に取り付けられたラック７７ｂと、駆動モータ７７ａの出力軸に取り付けられると共にラック７７ｂと噛合するピニオンギア７７ｃとで構成されている。したがって、トリム機構６０は、そのヘッド移動部７７により、トリムヘッド７０がクロスビーム８５上において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。

【0058】

また、トリム機構６０において、各サイドレール８１の基部８１ａとその基部８１ａ上に載置されるコラム８３との間には、トリムヘッド７０を前記前後方向に移動させるためのヘッド移動部（第２の駆動部に相当）７８がそれぞれ設けられている。その各ヘッド移動部７８は、コラム８３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７８ａと、サイドレール８１の基部８１ａの側面に対し前記前後方向に延在するように取り付けられたラック７８ｂと、駆動モータ７８ａの出力軸に取り付けられると共にラック７８ｂと噛合するピニオンギア７８ｃとで構成されている。それにより、そのトリム機構６０は、サイドレール８１（基部８１ａ）上において両コラム８３、８３が前記前後方向に移動するように駆動される構成となっている。そして、そのように両コラム８３、８３が移動されるのに伴い、支持構造体８０が全体として前記前後方向に（テーブル４０に沿って）移動する。したがって、トリム機構６０は、そのヘッド移動部７８によって支持構造体８０が前記前記前後方向に移動されるのに伴い、トリムヘッド７０が前記前後方向に移動されるように構成されている。

【0059】

なお、以上で説明した通り、本実施例の製造装置１では、積層機構１０においてはクロスビーム５５及び一対のコラム５３、５３を主体とする支持構造体５０によって積層ヘッド２０が支持されると共に、トリム機構６０においてはクロスビーム８５及び一対のコラム８３、８３から成る支持構造体８０によってトリムヘッド７０が支持されている。すなわち、製造装置１においては、積層ヘッド２０及びトリムヘッド７０は、その支持構造体５０と支持構造体８０とによって支持されている。したがって、その製造装置１においては、支持構造体５０と支持構造体８０との組み合わせが、本発明で言う支持構造に相当する。

【0060】

さらに、製造装置１においては、その支持構造の一部である支持構造体５０が一対のサイドレール５１、５１によって前記前後方向に移動可能に支持されると共に、支持構造体８０が一対のサイドレール８１、８１によって前記前後方向に移動可能に支持されている。すなわち、支持構造は、一対のサイドレール５１、５１と一対のサイドレール８１、８１とにより、テーブル４０に沿って前記前後方向に移動可能であるように支持されている。したがって、その製造装置１における一対のサイドレール５１、５１と一対のサイドレール８１、８１との組み合わせが、本発明で言う案内部材に相当する。

【0061】

また、製造装置１においては、一対のサイドレール５１、５１上での支持構造体５０の移動がヘッド移動部５８によって行われると共に、一対のサイドレール８１、８１上での支持構造体８０の移動がヘッド移動部７８によって行われるものとなっている。すなわち、製造装置１においては、案内部材上での支持構造の移動が、ヘッド移動部５８とヘッド移動部７８とによって行われるものとなっている。したがって、その製造装置１におけるヘッド移動部５８とヘッド移動部７８との組み合わせが、本発明で言う駆動機構に相当する。

【0062】

そして、以上で説明した各構成要素を備えた製造装置１により繊維強化材料片としてのプリプレグ積層材片を製造するにあたっては、先ずは、積層機構１０によりテーブル４０上の積層領域４０ｃにおいてプリプレグＰを積層する積層工程が行われる。その積層機構１０による積層工程では、先ず始めに、支持構造体５０の動作によって積層ヘッド２０が積層領域４０ｃにおける積層開始位置へ向けて移動され、その積層ヘッド２０における敷置機構２６の敷置ガイド２６ａが前記積層開始位置の上方に位置した状態とされる。そして、敷置機構２６において敷置ガイド２６ａを前記作動位置へ下降させる動作が行われ、それにより、原反ロール２１に連なるプリプレグＰが敷置ガイド２６ａによってテーブル４０上でテーブル４０側へ押し付けられた状態となる。

【0063】

その上で、積層ヘッド２０が前記のようにして支持構造体５０によって積層方向に移動されることにより、プリプレグＰが原反ロール２１から引き出されつつテーブル４０上の積層領域４０ｃにおいて敷置される。なお、そのようにプリプレグＰが敷置される過程において、原反ロール２１から引き出されているプリプレグＰは、その引き出し長さが予め定められた敷置長さに達した時点で、プリプレグＰの経路における敷置ガイド２６ａよりも上流側に設けられたカッタ部３０によって切断される。それにより、テーブル４０上で敷置されるプリプレグＰは、原反ロール２１に連なるプリプレグＰとは分離されてプリプレグ片Ｐ'とされる。但し、その切断は、前述のようにプリプレグＰに貼着された剥離紙ＲＰは切断されず、プリプレグＰのみが切断されるように行われる。

【0064】

そして、前記した敷置のための積層ヘッド２０の移動に伴い、プリプレグ片Ｐ'の切断端が敷置ガイド２６ａの位置に達した時点で、敷置機構２６において駆動モータ２６ｂが駆動され、敷置ガイド２６ａが前記非作動位置へ向けて変位される。それにより、予め定められた敷置長さのプリプレグ片Ｐ'が敷置された状態となる。そして、以上の動作が繰り返されることにより、プリプレグ片Ｐ'がテーブル４０上、又は既に敷置されたプリプレグ片Ｐ'上に敷置（積層）された状態となる。但し、プリプレグ片Ｐ'はそのように敷置された状態となるが、剥離紙ＲＰは前記したように切断されていないため、前記した敷置に伴ってプリプレグ片Ｐ'が剥離された剥離紙ＲＰは、巻取リール２５に対し巻き取られる。

【0065】

なお、積層ヘッド２０は、前述のように敷置機構２６の前記下流側に設けられた圧接機構２８を備えている。そして、前記のようにプリプレグＰ（プリプレグ片Ｐ'）を敷置する過程においては、その圧接機構２８は、流体圧シリンダ２８ｂに対し圧縮空気が供給されて圧接ローラ２８ａが下方へ向けて付勢された状態とされる。それにより、前記のようにテーブル４０上又はプリプレグ片Ｐ'上に敷置されたプリプレグＰ（プリプレグ片Ｐ'）は、その圧接ローラ２８ａによってテーブル４０側へ圧接され、テーブル４０又はプリプレグ片Ｐ'に対し圧着された状態となる。また、その圧接機構２８においては、各敷置の過程で圧接ローラ２８ａがプリプレグ片Ｐ'の切断端に達した時点で、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。

【0066】

そして、以上のような積層工程によってテーブル４０上の積層領域４０ｃにおいてプリプレグＰが積層されることにより、積層された複数のプリプレグＰ（プリプレグ片Ｐ'）から成るプリプレグ積層材ＰＳが形成される。

【0067】

その上で、製造装置１においては、そのように形成されたプリプレグ積層材ＰＳから予め定められた形状のプリプレグ積層材片を切り出すトリム工程が、そのトリム機構６０によって行われる。

【0068】

そのトリム工程では、先ず、カッタ刃７１が裁断開始位置の上方に位置した状態となるように、トリムヘッド７０が支持構造体８０の動作によって移動される。そして、そのトリムヘッド７０において、前記変位機構が駆動されてカッタ刃７１がプリプレグ積層材ＰＳを切断する位置にまで下降される。それにより、カッタ刃７１の先端部分がプリプレグ積層材ＰＳに対して差し入れられた状態となる。

【0069】

その上で、予め定められた形状のプリプレグ積層材片を切り出すために設定された移動態様に従ってトリムヘッド７０が移動する（支持構造体８０が動作する）ことにより、そのカッタ刃７１によってプリプレグ積層材ＰＳが順次裁断される。なお、その裁断の過程においては、前記したように本体部７５の前記裁断機構によってカッタ刃７１に対し上下方向の振動が与えられるため、その裁断がスムーズに行われる。また、そのトリムヘッド７０の移動は、支持構造体８０による前記前後方向及び／又は前記幅方向の移動として行われるが、切り出されるプリプレグ積層材片の形状によっては、その移動の過程において前記裁断機構により支持軸７３の軸線周りにカッタ刃７１を回動させる動作が加えられる。そして、そのようなトリムヘッド７０の一連の動作が完了することで、プリプレグ積層材ＰＳから予め定められた形状のプリプレグ積層材片が切り出された状態となる。

【0070】

以上で説明した製造装置１において、本発明では、トリム機構６０が、積層工程時においてトリムヘッド７０を積層ヘッド２０に対し干渉しない位置（退避位置）に配置することができるように構成されており、且つ、積層機構１０が、トリム工程時において積層ヘッド２０をトリムヘッド７０に対し干渉しない位置（退避位置）に配置することができるように構成されている。その上で、本実施例では、そのトリムヘッド７０用の退避位置及び積層ヘッド２０用の退避位置は、前記前後方向においてテーブル４０上の積層領域４０ｃと重複しない位置に設定される。その構成について、詳しくは以下の通りである。但し、以下の説明では、前記前後方向において、図１に示す配置状態においてトリムヘッド７０に対する積層ヘッド２０の側を「前（前側、前方）」とし、その反対の側を「後（後側、後方）」とする。

【0071】

先ず、トリム機構６０について、その各サイドレール８１の基部８１ａは、その前記前後方向における寸法がテーブル４０の天板４０ａの長手方向における寸法よりも大きいものとされている。そして、各サイドレール８１は、前記前後方向において、基部８１ａの前端（基部８１ａにおける前側の端）の位置をテーブル４０の前端縁（天板４０ａの前側の端縁）の位置に略一致させるような配置で設けられている。

【0072】

それにより、各サイドレール８１は、前記前後方向に関し、その基部８１ａがテーブル４０の後端縁（天板４０ａの後側の端縁）よりも後方に延在するようなかたちで設けられている。なお、製造装置１において、積層領域４０ｃは、前述のようにテーブル４０の天板４０ａ内に定められている。したがって、各サイドレール８１における基部８１ａにおいて、テーブル４０の後端縁よりも後方に延在する部分（後端部分）は、当然ながら積層領域４０ｃよりも後方に位置している。その上で、各サイドレール８１における基部８１ａは、その各基部８１ａにおける最も後側の部分（最後端部）上にコラム８３が位置する支持構造体８０の配置において、前記前後方向においてトリムヘッド７０とテーブル４０とが重複しないような長さ寸法を前記後端部分が有するように構成されている。

【0073】

また、積層機構１０について、その各サイドレール５１の基部５１ａは、その前記前後方向における寸法がテーブル４０の天板４０ａの長手方向における寸法よりも大きいものとされている。そして、各サイドレール５１は、前記前後方向において、基部５１ａの後端（基部５１ａにおける後側の端）の位置をテーブル４０の後端縁（天板４０ａの後側の端縁）の位置に略一致させるような配置で設けられている。

【0074】

それにより、各サイドレール５１は、前記前後方向に関し、その基部５１ａが前記したテーブル４０の前端縁よりも前方に延在するようなかたちで設けられている。したがって、各サイドレール５１における基部５１ａにおいて、テーブル４０の前端縁よりも前方に延在する部分（前端部分）は、前記したようにテーブル４０の天板４０ａ内に定められる積層領域４０ｃよりも前方に位置している。その上で、各サイドレール５１における基部５１ａは、その各基部５１ａにおける最も前側の部分（最前端部）上にコラム５３が位置する支持構造体５０の配置において、前記前後方向において積層ヘッド２０とテーブル４０とが重複しないような長さ寸法を前記前端部分が有するように構成されている。

【0075】

以上のように本実施例の製造装置１においては、積層機構１０における各サイドレール５１とトリム機構６０における各サイドレール８１とが、テーブル４０に対し、前記前後方向においてその存在範囲が重複するように設けられている。すなわち、製造装置１は、前記した積層機構１０による積層工程を行うと共にトリム機構６０によるトリム工程をその同じテーブル４０上で行うことが可能なように構成されている。その上で、製造装置１においては、積層機構１０における支持構造体５０が前記した積層ヘッド２０用の退避位置に積層ヘッド２０を配置可能であるように構成されると共に、トリム機構６０における支持構造体８０が前記したトリムヘッド７０用の退避位置にトリムヘッド７０を配置可能であるように構成されている。したがって、その製造装置１によれば、積層工程とトリム工程とを共通のテーブル４０上で行うことが可能となる。

【0076】

詳しくは、製造装置１においてプリプレグ積層材片を製造するにあたっては、先ずは前述のように積層機構１０による積層工程が行われる。但し、その積層工程のために積層領域４０ｃへ向けた支持構造体５０による積層ヘッド２０の移動を開始するのに先立ち、トリム機構６０における支持構造体８０は、各サイドレール８１における基部８１ａの最後端部上にコラム８３が位置する状態とされる。それにより、製造装置１は、トリムヘッド７０が前記したトリムヘッド７０用の退避位置に配置された状態となる。その結果として、製造装置１においては、前記のようにして行われる積層工程のためのテーブル４０上（積層領域４０ｃ上）での積層ヘッド２０の移動が、その同じテーブル４０上でトリム工程を行うように設けられたトリム機構６０におけるトリムヘッド７０に干渉することなく行われることとなる。

【0077】

また、製造装置１においては、その積層工程に続いてテーブル４０上のプリプレグ積層材ＰＳからプリプレグ積層材片を切り出すトリム工程が、前述のようにトリム機構６０によって行われる。そこで、積層工程の完了後、そのトリム工程のために積層領域４０ｃへ向けた支持構造体８０によるトリムヘッド７０の移動が開始されるが、その移動に先立ち、テーブル４０上に位置している積層ヘッド２０を積層ヘッド２０用の退避位置へ向けて移動させるように支持構造体５０が駆動される。それにより、製造装置１は、積層ヘッド２０が前記した積層ヘッド２０用の退避位置に位置した状態となる。その結果として、製造装置１においては、前記のようにして行われるトリム工程のためのテーブル４０上でのトリムヘッド７０の移動が、前記のように同じテーブル４０上で積層工程を行うように設けられた積層機構１０における積層ヘッド２０に干渉することなく行われることとなる。

【0078】

そのような本実施例の製造装置１によれば、積層工程を行うための積層ヘッド２０及びトリム工程を行うためのトリムヘッド７０が共に支持構造によって支持されるかたちで備えられているため、各工程が、ヘッドの交換作業を行うことなく可能となる。しかも、その製造装置１は、その積層ヘッド２０を含む積層機構１０及びトリムヘッド７０を含むトリム機構６０が同じテーブル４０上でその工程を行うように配置されている構成でありながらも、前述のように積層工程及びトリム工程の一方の工程におけるヘッドの移動が他方の工程のためのヘッドに干渉することなく行えるように構成されている。したがって、その構成によれば、共通のテーブル４０上で両工程を行うことが可能となるため、前述のように積層工程とトリム工程とが別の場所で行われる場合に必要となる搬送工程が不要となる。そして、それらの結果として、製造装置１は、前述のような従来の製造装置に比べ、効率良く繊維強化材料片の製造作業を行うことができる。

【0079】

以上では、本発明による繊維強化材料片の製造装置の一実施形態（以下、「前記実施例」と言う。）について説明した。しかし、本発明は前記実施例において説明したものに限定されるものではなく、以下のような別の実施形態（変形例）での実施も可能である。

【0080】

（１）支持構造を支持する案内部材について、前記実施例では、製造装置１は、支持構造としての第１の構造体（支持構造体５０）及び第２の構造体（支持構造体８０）を支持するために、その案内部材として、一対のサイドレール（以下、「サイドレール対」と言う。）を２組（サイドレール対５１、５１及びサイドレール対８１、８１）備えるように構成されている。すなわち、製造装置１は、２組のサイドレール対のうちの一方で第１の構造体を支持すると共に、他方で第２の構造体を支持するように構成されている。

【0081】

しかし、本発明の製造装置は、支持構造が前記実施例のように２つの構造体から成る場合であっても、サイドレール対を１組のみ備えるように構成されていても良い。そして、その場合は、その１組のサイドレール対が本発明で言う案内部材に相当することとなり、その１組のサイドレール対によって両構造体が支持される（１組のサイドレール対が両構造体に対し共通とされる）こととなる。

【0082】

なお、前記実施例の製造装置１では、図示されている構成から明らかなように、積層ヘッド２０がトリム機構６０側のクロスビーム８５と干渉し得る構成であるため、積層機構１０側の支持構造体５０とトリム機構６０側の支持構造体８０とは、前記前後方向においてその配置を重複させることができない。そして、前記のように１組のサイドレール対を両構造体に共通させた場合にも、両構造体は前記前後方向においてその配置を重複させることができない。したがって、その場合の積層ヘッド用の退避位置及びトリムヘッド用の退避位置も、前記実施例と同様の位置に設定されることとなる。そして、その場合には、各サイドレールにおける基部は、その各退避位置に対応した、前記前後方向においてテーブル４０よりも前方に延在する前端部分及び後方に延在する後端部分を有するように構成される。

【0083】

（２）前記実施例の製造装置１では、前記のように２つの構造体が前記前後方向においてその配置を重複させることができないように構成されている。しかし、本発明の製造装置においては、製造装置が前記実施例と同様に２つの構造体及び２組のサイドレール対を備えるように構成されている場合において、両構造体を、前記前後方向においてその配置を重複させることができるように（前記前後方向において位置を入れ替えられるように）構成することも可能である。

【0084】

具体的には、前記実施例のように前記前後方向に見て積層機構側の構造体で囲まれた空間内にトリム機構側の構造体が存在する場合において、その積層機構側の構造体を、トリム機構側の構造体の外側に積層ヘッドを配置できるように構成すれば良い。

【0085】

そのような積層ヘッドの配置を可能とするための積層機構側の構造体の構成としては、例えば、その構造体におけるクロスビームを前記実施例におけるクロスビーム５５よりも長尺に形成し、その上で、前記実施例のクロスビーム５５と比べて延長された部分（延長部分）が前記幅方向においてトリム機構側の構造体（一対のコラムのうちの一方のコラム）の外側に位置するように積層機構側の構造体を構成することが考えられる。但し、そのクロスビームにおける延長部分の長さ寸法は、その存在範囲内に積層ヘッドを配置し得るような大きさとされる。それにより、トリム機構側の一方のコラムよりも前記幅方向における外側に積層ヘッドを配置することが可能となり、その配置により、両構造体が前記前後方向においてその配置を重複させることが可能となる。

【0086】

また、それとは別の構成としては、構造体における両コラムを前記実施例における両コラム５３、５３よりも長尺に形成することが考えられる。但し、その場合の両コラムの高さ寸法（上下方向の寸法）は、トリム機構側の構造体（クロスビーム）及びトリムヘッドよりも上方に積層ヘッドを配置できるような大きさとされる。それにより、トリム機構側のクロスビーム及びトリムヘッドよりも上方に積層ヘッドを配置することが可能となり、その配置により、両構造体が前記前後方向においてその配置を重複させることが可能となる。

【0087】

（３）トリムヘッド用の退避位置及び積層ヘッド用の退避位置について、前記実施例では、積層ヘッド２０用の退避位置がテーブル４０よりも前方の位置に設定され、トリムヘッド７０用の退避位置がテーブル４０よりも後方の位置に設定されるものとなっている。すなわち、前記前後方向に関し積層領域４０ｃに対する前方及び後方のうちの一方に積層ヘッド２０用の退避位置が設定されると共に、他方にトリムヘッド７０用の退避位置が設定されている。しかし、本発明の製造装置において、両構造体が前記のように前記前後方向においてその配置を重複できるように構成された場合には、両退避位置は、前記のように設定されるものに限らない。

【0088】

すなわち、その場合においては、トリムヘッド用の退避位置を前記前後方向に関し積層領域に対する前方及び後方の一方に設定した上で、積層ヘッド用の退避位置を任意の位置に設定しても良い。詳しくは、両構造体は前記前後方向においてその配置を重複させることができるため、積層ヘッド用の退避位置を、前記実施例のようにトリムヘッド用の退避位置とは反対側に設定するものに限らず、トリムヘッド用の退避位置と同じ側に設定するものとしても良い。さらには、そのように前記前後方向における積層領域の前方又は後方に積層ヘッド用の退避位置を設定するものに限らず、平面視において積層領域の範囲内に設定するものとしても良い。

【0089】

（４）前記実施例の製造装置１では、２組のサイドレール対（サイドレール対５１、５１及びサイドレール対８１、８１）が、前記幅方向におけるテーブル４０の両側において、その長手方向が前記前後方向と平行を為すように、すなわち、前記前後方向を向くように設けられている。しかし、本発明の製造装置では、製造装置が前記実施例のように２つの構造体及び２組のサイドレール対を備えるように構成されている場合であっても、その２組のサイドレール対は、その両方が前記前後方向を向くように設けられていなくても良い。

【0090】

例えば、図５に示すように、トリム機構６０側のサイドレール対８１、８１を前記実施例と同じかたちで設けた上で、積層機構１０'側のサイドレール対５１'、５１'を、前記前後方向におけるテーブル４０の両側において前記幅方向を向くように設けても良い。

【0091】

なお、その場合には、積層機構１０'側のサイドレール対５１'、５１'は、前記前後方向においてサイドレール対８１、８１の両側に配置される。そして、そのサイドレール対５１'、５１'は、図示のように、その長さ寸法がトリム機構６０側のサイドレール対８１、８１の前記幅方向における間隔よりも大きく、且つ、一方のサイドレール８１の外側に積層ヘッド２０用の退避位置を設定可能なものとされる。

【0092】

したがって、その場合、積層工程時には、トリムヘッド７０が前記実施例と同じ退避位置に置かれ、トリム工程時には、積層ヘッド２０が前記のように一方のサイドレール８１の外側に設定された退避位置に置かれる。但し、積層工程時において積層機構１０'側の構造体５０'がトリム機構６０側の構造体８０を跨ぐかたちとなるため、その構造体５０'は、前記実施例と同様に、クロスビーム５５'が構造体８０（クロスビーム８５）及びトリムヘッド７０よりも上方に位置するように構成される。

【0093】

（５）積層ヘッド及びトリムヘッドを支持する支持構造について、前記実施例の製造装置１は、その支持構造として２つの構造体（支持構造体５０及び支持構造体８０）を備えている。すなわち、製造装置１は、その２つの構造体のうちの一方で積層ヘッドを支持すると共に、他方でトリムヘッドを支持するように構成されている。しかし、本発明の製造装置は、単一の構造体で積層ヘッド及びトリムヘッドが支持される（単一の構造体が両ヘッドに対し共通とされる）ように構成されていても良い。そして、その場合は、その単一の構造体が本発明で言う支持構造に相当する。

【0094】

具体的には、その単一の構造体が前記実施例と同様に１つのクロスビームを備えるように構成されている場合には、製造装置を、両ヘッドがその１つのクロスビームにおいて前記幅方向に位置を異ならせて支持されるような構成とすれば良い。なお、製造装置がそのように構成されている場合には、共通のクロスビームに対して両ヘッドが支持されることから、その両退避位置は、その一方が前記幅方向におけるクロスビームの一端側に設定され、他方がその他端側に設定されることとなる。したがって、そのクロスビームの長さ寸法は、その一端側において積層領域外に積層ヘッドを配置することが可能であると共に、他端側において積層領域外にトリムヘッドを配置することが可能であるような大きさとされる。

【0095】

また、前記のように支持構造が単一の構造体で構成される場合において、その構造体は、以上で説明したような１つのクロスビームのみを備えるものに限らず、各ヘッドに対応させた２つのクロスビームを備えるものであっても良い。具体的には、その単一の構造体を、前記前後方向において位置を異ならせて一対のコラム間に架設されるように設けられる２つのクロスビームを備えるように構成し、その２つのクロスビームのうちの一方で積層ヘッドを支持すると共に、他方でトリムヘッドを支持するようにその単一の構造体を構成しても良い。

【0096】

なお、単一の構造体がそのように２つのクロスビームを含む場合において、その両クロスビームの前記前後方向における位置関係が、それぞれに支持された積層ヘッド及びトリムヘッドや各ヘッドをクロスビームに対し支持する部分の存在範囲の関係で、両ヘッドを前記幅方向において重複して配置することができないようなものである場合には、前記した１つのクロスビームで２つのヘッドが支持されるように構成されている場合と同様に、両退避位置は、一方のクロスビームの一端側及び他方のクロスビームの他端側に設定される。

【0097】

また、前記位置関係が、両ヘッドを前記幅方向において重複して配置することができるものである場合には、両退避位置を、それぞれのクロスビームにおいて同じ側にも設定可能である。さらに、その場合には、例えば、トリム機構側のクロスビームの高さ位置を積層機構側のクロスビームの高さ位置よりも低い位置（テーブルに近い位置）に設定することも可能である。

【0098】

なお、本発明の製造装置では、その製造装置が、前記実施例のように２つの構造体及び２組のサイドレール対を備えるように構成されているのが好ましく、さらには、その両構造体が前記前後方向においてその配置を重複させることができないように構成されているのがより好ましい。詳しくは、支持構造を構成する構造体、特に、積層ヘッドを支持する構造体は、積層ヘッドがかなりの重量物であることから、それに応じた剛性を有している必要がある。その上で、前記実施例における積層機構側の構造体は、その構造体で囲まれた空間内に退避位置が設定されない構成であることから、前記したようにクロスビームや一対のコラムが長尺に形成される場合と比べ、その各部に強度が低いものを用いても、前記剛性を得ることができる。それにより、構造体自体の重量を抑えると共にコストを抑えることができるため、前記したようにより効率良く繊維強化材料片の製造作業を行うことができると共に、製造装置自体のコストも低減できる。

【0099】

（６）前記実施例では、各構造体は、ヘッドを支持する支持部であるクロスビーム５５（クロスビーム８５）がその両端において支柱としての一対のコラム５３、５３（一対のコラム８３、８３）に支持された門型のものとして構成されている。しかし、本発明の製造装置では、構造体は、そのような門型に構成されたものに限らず、支持部がその一端側のみで支柱に支持される片持ち型のものとして構成されても良い。また、構造体が前記のような片持ち型のものとして構成されている場合には、その構造体における支持部は、前記実施例のクロスビームのような梁部材に限らず、多軸関節を有して成るロボットアームであっても良い。

【0100】

また、構造体を前記した片持ち型とする場合には、その構造体を、支柱に対し支持部が（例えば水平方向に）回動するように構成することも可能である。そして、その場合には、ヘッドの退避位置への移動を、前述のような構造体全体を移動させる又は構造体内でヘッドを移動させるようにして為すものに限らず、支柱に対し支持部を水平方向に回動させるようにして為すものとしても良い。

【0101】

（７）前記実施例では、積層機構１０を、強化繊維基材であるプリプレグＰが巻回されるかたちで構成された原反ロール２１が積層ヘッド２０に支持され、積層ヘッド２０と共に原反ロール２１が移動しつつテーブル４０上（積層領域４０ｃ）に強化繊維基材の積層を行う形式のものとした。しかし、本発明の製造装置における積層機構は、そのような形式のものに限らず、積層ヘッドとは別に、積層台に隣接させて固定的に設けられた供給機構において原反ロールが支持され、その原反ロールから強化繊維基材を積層ヘッドで引き出して積層台上の積層領域に積層を行う形式のものでも良い。また、積層機構は、前記のような原反ロールのかたちでは無く、所定長さのシート状に形成された強化繊維基材を積層台の近傍に設けられた供給部に予め準備しておき、そのシート状の強化繊維基材を積層ヘッドで積層台上の積層領域に搬送して積層を行う形式のものでも良い。

【0102】

（８）前記実施例の製造装置１では、単一のテーブル４０が本発明で言う積層台に相当し、そのテーブル４０上に１つの積層領域４０ｃが設定されている。すなわち、製造装置１は、単一のテーブルから成る積層台が１つの積層領域を有するように構成されている。しかし、本発明の製造装置における積層台は、そのように積層領域を１つのみ有するものや単一のテーブルで構成されるものに限らない。例えば、積層台は、単一のテーブルであって、２つの積層領域を設定可能なテーブルで構成されたものであっても良い。あるいは、積層台は、それぞれに１つの積層領域が設定される２つのテーブルを組み合わせて構成されたものであっても良い。いずれの場合も、その積層台は、２つの積層領域を有するものとなる。

【0103】

なお、積層台がそのように２つの積層領域を有する場合であって、支持構造が２つの構造体で構成されている場合には、一方の積層領域においてトリム工程を行うのと同時に、他方の積層領域において積層工程を行うことが可能となる。なお、前記実施例のように両構造体が前記前後方向において配置を重複させることができない場合には、一方の積層領域において積層工程が行われた後、その一方の積層領域においてトリム工程を行いつつ、他方の積層領域において積層工程が同時に行われることとなる。一方、両構造体が前記前後方向において配置を重複させることができる、すなわち、両構造体が前記前後方向において配置を入れ替えることができる場合には、常に両工程を同時に行うことが可能となる。いずれにしても、積層台が１つの積層領域しか有していない場合と比べ、作業効率を高めることができ、後者の場合であれば、さらに高い作業効率を得ることができる。

【0104】

（９）前記実施例では、繊維強化材料（プリプレグ積層材ＰＳ）の基となる強化繊維基材（プリプレグＰ）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（エポキシ樹脂等）を含浸させた熱硬化性のプリプレグとした。しかし、本発明の製造装置に用いられる強化繊維基材は、それには限定されず、例えば、強化繊維としてガラス繊維やアラミド繊維が用いられたプリプレグであっても良いし、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のプリプレグであっても良い。さらに、その強化繊維基材は、そのようなプリプレグに限らず、強化繊維の収束性を維持する程度にマトリックス樹脂や接合材（バインダ）等を添着させた所謂セミプレグであっても良い。

【0105】

（１０）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】

【0106】

１ 製造装置
１０ 積層機構
２０ 積層ヘッド
２１ 原反ロール
４０ テーブル
４０ａ 天板
４０ｃ 積層領域
５０ 支持構造体
５１ サイドレール
５１ａ 基部
５３ コラム
５５ クロスビーム
５７ サドル部
５８ ヘッド移動部
５９ ヘッド移動部
６０ トリム機構
７０ トリムヘッド
７７ ヘッド移動部
７８ ヘッド移動部
８０ 支持構造体
８１ サイドレール
８１ａ 基部
８３ コラム
８５ クロスビーム
Ｐ プリプレグ
Ｐ' プリプレグ片
ＰＳ プリプレグ積層材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】