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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-10-12
(54)【発明の名称】テープ敷設ヘッド
(51)【国際特許分類】
B29C 70/38 20060101AFI20231004BHJP
B29C 70/54 20060101ALI20231004BHJP
【ＦＩ】
B29C70/38
B29C70/54
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023518412
(86)(22)【出願日】2020-10-09
(85)【翻訳文提出日】2023-04-21
(86)【国際出願番号】 GB2020052536
(87)【国際公開番号】W WO2022058703
(87)【国際公開日】2022-03-24
(31)【優先権主張番号】20200100565
(32)【優先日】2020-09-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523099828
【氏名又は名称】アイコマット リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】エヴァンゲロス ジムペローディス
【テーマコード（参考）】
4F205
【Ｆターム（参考）】
4F205AC03
4F205AD16
4F205AG03
4F205AJ08
4F205AR04
4F205HA14
4F205HA23
4F205HA37
4F205HA45
4F205HB01
4F205HC02
4F205HK16
4F205HK23
4F205HM13
4F205HT26
(57)【要約】
複合構造体の構築において、トウ材料をモールドに敷設するように構成された、テープ敷設ヘッドを提供し、テープ敷設ヘッドは、剪断機構であって、剪断機構は、トウ供給部からトウ材料を受容し、剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間でトウ材料に剪断変形を加えることによって、トウ材料を操向するように構成され、剪断機構は、さらに、トウ材料に駆動力を加えるように構成され、駆動力は、トウ材料の操向中に、トウ材料に対する長手方向成分及び横方向成分を有する、剪断機構と、張力制御システムによってトウ材料に加えられる張力を変化させ、駆動力を監視することによって、トウ材料に作用する、駆動力の横方向成分を、剪断機構に関連する最大横方向摩擦力以下に制御するように構成された、張力制御システムと、を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複合構造体の構築において、トウ材料をモールドに敷設するように構成された、テープ敷設ヘッドであって、前記テープ敷設ヘッドは、剪断機構であって、前記剪断機構は、トウ供給部から前記トウ材料を受容し、前記剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で前記トウ材料に剪断変形を加えることによって、前記トウ材料を操向するように構成され、前記剪断機構は、さらに、前記トウ材料に駆動力を加えるように構成され、前記駆動力は、前記トウ材料の操向中に、前記トウ材料に対する長手方向成分及び横方向成分を有する、前記剪断機構と、
張力制御システムによって前記トウ材料に加えられる張力を変化させ、前記駆動力を監視することによって、前記トウ材料に作用する、前記駆動力の前記横方向成分を、前記剪断機構に関連する最大横方向摩擦力以下に制御するように構成された、前記張力制御システムと、を含むことを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項2】
請求項１に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記張力制御システムは、さらに、前記トウ供給部と前記剪断機構との間に、前記トウ材料の張力を表す第１の荷重センサ信号を生成するように構成された、第１の荷重センサを含み、前記第１の荷重センサ信号は、前記駆動力を監視することに使用されることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項3】
請求項１又は２に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記トウ材料は、裏打ち材を備え、前記剪断機構は、前記トウ材料を前記裏打ち材から分離するように構成され、前記張力制御システムは、さらに、前記剪断機構と裏打ち材回収部との間の前記裏打ち材の張力を表す、第２の荷重センサ信号を生成するように構成された、第２の荷重センサを含み、前記第２の荷重センサ信号は、前記駆動力を監視することに使用されることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項4】
請求項３に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記剪断機構は、さらに、トウ案内ローラと、把持シュー又はローラとを含み、前記張力制御システムは、さらに、前記トウ案内ローラの回転を駆動するように構成された第１のモータを含み、張力は、前記第１のモータによって少なくとも部分的に印加されることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項5】
請求項４に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記張力制御システムは、さらに、前記裏打ち材回収部の作動を駆動するように構成された、第２のモータを含み、前記張力は、前記第２のモータによって、少なくとも部分的に印加されることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項6】
請求項３－５のいずれか一項に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記張力制御システムは、さらに、テープ供給部に関連付けられ、前記テープ供給部から前記剪断機構への前記トウ材料の送給を制動するように構成された、ブレーキを含み、前記張力は、前記ブレーキによって、少なくとも部分的に印加されることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項7】
請求項１－３のいずれか一項に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記剪断機構は、圧縮ローラ及び把持シュー又はローラを含み、前記一対の剪断境界のうちの第１の剪断境界は、通常作動における前記圧縮ローラと前記モールドとの間の接触点によって画定され、前記一対の剪断境界のうちの第２の剪断境界は、前記圧縮ローラと前記把持シュー又はローラとの間の接触点によって画定されることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項8】
請求項１－７のいずれか一項に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記テープ敷設ヘッドは、さらに、ウェブ機構を含み、前記トウ材料は、前記トウ材料の剪断変形の前に、ウェブを備え、前記ウェブ機構は、前記トウ材料が前記モールドに敷設された後に、前記トウ材料から前記ウェブを除去するように構成されることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項9】
請求項８に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記ウェブ機構は、さらに、前記トウ材料の剪断変形に先立って、前記ウェブを前記トウ材料に加えるように構成されることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項10】
請求項９に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記ウェブ機構は、ウェブ材料の供給部と、モータに関連付けられたウェブ材料回収部とを含み、前記モータは、前記ウェブ材料回収部を作動させて、前記ウェブ材料の供給部から前記ウェブを引っ張るように構成されることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項11】
請求項１－１０のいずれか一項に記載のテープ敷設ヘッドであって、テープ敷設ヘッドは、さらに、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部と、前記トウ材料の横方向滑りが補償されるように、前記トウ材料の供給部、及び／又は、前記裏打ち材回収部に対して横方向に前記剪断機構を移動させるように構成された、滑り補償機構とを含み、その結果、前記トウ材料の横方向滑りが補償されることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項12】
請求項１１に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記滑り補償機構は、前記剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューのうちの１つ以上の、前記ヘッドの一部に対する移動を可能にするように構成された、１つ以上のレールと、前記剪断機構、又は、前記トウ案内ローラ及び前記把持シューの移動を駆動するための駆動装置とを含むことを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項13】
請求項１１又は１２に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記滑り補償機構は、さらに、前記トウ材料の横方向滑りを感知するように構成されたセンサを含むことを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項14】
請求項１－１３のいずれか一項に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記張力制御システムは、さらに、前記張力を変化させることによって、前記駆動力を最小閾値より上に維持するようにさらに構成されることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項15】
請求項１－１４のいずれか一項に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記トウ材料は、予め含浸されたトウ材料であることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項16】
テープ敷設システムであって、請求項１－１５のいずれか一項に記載のテープ敷設ヘッドを含むことを特徴とするテープ敷設システム。
【請求項17】
テープ敷設システムの張力制御システムにおける使用のためのコントローラであって、前記テープ敷設システムは、トウ供給部からトウ材料を受容し、剪断機構によって画定された、一対の剪断境界の間で、トウ材料に剪断変形を加えることによって、前記トウ材料を操向するように構成された、前記剪断機構を含み、前記剪断機構は、さらに、前記トウ材料に駆動力を加えるように構成され、前記駆動力は、前記トウ材料を操向する間、前記トウ材料に対する長手方向成分と横方向成分を有し、
前記コントローラは、前記トウ材料に加えられる張力に変化をもたらすこと、及び、前記駆動力を監視することによって、前記トウ材料に作用する前記駆動力の前記横方向成分を、前記剪断機構に関連する最大横方向摩擦力に等しいか、それ未満に制御するように構成されることを特徴とするコントローラ。
【請求項18】
請求項１７に記載のコントローラであって、前記コントローラは、さらに、前記トウ供給部と前記剪断機構との間の前記トウ材料の張力を表す、第１の荷重センサ信号を受信するように構成され、前記第１の荷重センサ信号は、前記コントローラによって、前記駆動力を監視することに使用されることを特徴とするコントローラ。
【請求項19】
請求項１７又は１８に記載のコントローラであって、前記トウ材料は、裏打ち材を備え、前記剪断機構は、前記トウ材料を前記裏打ち材から分離するように構成され、前記コントローラは、さらに、前記剪断機構と裏打ち材回収部との間の裏打ち材の張力を表す、第２の荷重センサ信号を受信するように構成され、前記第２の荷重センサ信号は、前記コントローラによって、駆動力を監視することに使用されることを特徴とするコントローラ。
【請求項20】
請求項１９に記載のコントローラであって、前記コントローラは、さらに、第１のモータ信号を出力するように構成され、前記剪断機構は、さらに、トウ案内ローラ、及び、把持シュー又はローラを含み、第１のモータは、前記トウ案内ローラの回転を駆動し、第１のモータ信号は、前記第１のモータの作動を制御し、前記張力は、前記第１のモータによって少なくとも部分的に印加されることを特徴とするコントローラ。
【請求項21】
請求項２０に記載のコントローラであって、前記コントローラは、さらに、第２のモータ信号を出力するように構成され、第２のモータは、前記裏打ち材回収部の作動を駆動し、前記第２のモータ信号は、前記第２のモータの作動を制御し、前記張力は、前記第２のモータによって、少なくとも部分的に印加されることを特徴とするコントローラ。
【請求項22】
請求項１９－２１のいずれか一項に記載のコントローラであって、ブレーキは、テープ供給部に関連付けられ、前記テープ供給部から前記剪断機構への前記トウ材料の送給を制動するように構成され、前記コントローラは、前記ブレーキを制御するためのブレーキ信号を生成するように構成され、前記張力は、前記ブレーキによって、少なくとも部分的に印加されることを特徴とするコントローラ。
【請求項23】
請求項１７－２２のいずれか一項に記載のコントローラであって、前記コントローラは、さらに、前記張力を変化させることによって、前記駆動力を最小閾値以上に維持するように構成されることを特徴とするコントローラ。
【請求項24】
請求項１７－２３のいずれか一項に記載のコントローラであって、前記テープ敷設システムは、さらに、ウェブ機構を含み得、前記トウ材料は、前記トウ材料の剪断変形の前にウェブを備え、前記コントローラは、さらに、前記トウ材料がモールドに敷設された後、前記ウェブ機構を作動させ、前記ウェブを前記トウ材料から除去するように構成されることを特徴とするコントローラ。
【請求項25】
請求項２４に記載のコントローラであって、前記コントローラは、さらに、前記トウ材料の剪断変形に先立って、前記ウェブ機構を作動させ、前記ウェブを前記トウ材料に加えるように構成されることを特徴とするコントローラ。
【請求項26】
請求項２５に記載のコントローラであって、前記ウェブ機構は、ウェブ材料の供給部と、モータに関連付けられたウェブ材料回収部とを含み得、前記コントローラは、さらに、前記モータを作動させ、前記ウェブ材料の供給部から前記ウェブを引っ張るように構成されることを特徴とするコントローラ。
【請求項27】
請求項１７－２６のいずれか一項に記載のコントローラであって、前記テープ敷設システムは、さらに、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部と、
滑り補償機構と、を含み、
前記コントローラは、さらに、前記滑り補償機構を作動させて、前記剪断機構を、前記トウ材料の供給部、及び／又は、前記裏打ち材回収部に対して横方向に移動させるように構成され、その結果、前記トウ材料の横方向滑りが補償されることを特徴とするコントローラ。
【請求項28】
請求項２７に記載のコントローラであって、前記滑り補償機構は、前記剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューのうちの、１つ以上の、前記システムの一部に対する移動を可能にするように構成された、１つ以上のレールと、
駆動装置と、を含み、
前記コントローラは、前記駆動装置を作動させて、前記剪断機構、又は、前記トウ案内ローラ及び前記把持シューの移動を駆動するように構成されることを特徴とするコントローラ。
【請求項29】
請求項２７又は２８に記載のコントローラであって、前記コントローラは、さらに、前記トウ材料の横方向滑りを示す信号を、センサから受信するように構成されることを特徴とするコントローラ。
【請求項30】
テープ敷設システムの張力制御システムにおいて使用するための制御方法であって、前記テープ敷設システムは、トウ供給部からトウ材料を受容し、剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で、前記トウ材料に剪断変形を加えることによって、前記トウ材料を操向するように構成された、剪断機構を含み、前記剪断機構は、さらに、前記トウ材料に駆動力を加えるように構成され、前記トウ材料の操向の間、前記駆動力は、前記トウ材料に対して長手方向成分と横方向成分とを有し、
前記方法は、前記トウ材料に印加される張力の変動をもたらすことと、前記駆動力を監視することによって、前記トウ材料に作用する前記駆動力の横方向成分を、前記剪断機構に関連する最大横方向摩擦力と等しいか、又は、それ未満に制御することを特徴とする制御方法。
【請求項31】
請求項３０に記載の制御方法であって、前記制御方法は、さらに、前記トウ供給部と前記剪断機構との間の前記トウ材料の張力を表す、第１の荷重センサ信号を受信することと、
前記第１の荷重センサ信号を、前記駆動力を監視することに使用すること、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項32】
請求項３０又は３１に記載の制御方法であって、前記トウ材料は、裏打ち材を備え、前記剪断機構は、前記トウ材料を前記裏打ち材から分離するように構成され、前記制御方法は、さらに、前記剪断機構と前記裏打ち材回収部との間の前記裏打ち材の張力を表す、第２の荷重センサ信号を受信することと、
前記第２の荷重センサ信号を、前記駆動力を監視することに使用することと、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項33】
請求項３２に記載の制御方法であって、前記制御方法は、さらに、第１のモータ信号を出力することを含み、前記剪断機構は、さらに、トウ案内ローラ、及び、把持シュー又はローラを含み得、第１のモータは、前記トウ案内ローラの回転を駆動し得、前記第１のモータ信号は、前記第１のモータの作動を制御し得、前記張力は、前記第１のモータによって少なくとも部分的に印加されることを特徴とする制御方法。
【請求項34】
請求項３３に記載の制御方法であって、前記制御方法は、さらに、第２のモータ信号を出力することを含み、第２のモータは、前記裏打ち材回収部の作動を駆動し、前記第２のモータ信号は、第２のモータの作動を制御し、前記張力は、前記第２のモータによって少なくとも部分的に印加されることを特徴とする制御方法。
【請求項35】
請求項３２－３４のいずれか一項に記載の制御方法であって、ブレーキは、テープ供給部に関連付けられ、前記テープ供給部から前記剪断機構への前記トウ材料の送給を制動するように構成され、前記制御方法は、さらに、前記ブレーキを制御するためのブレーキ信号を生成することを含み、前記張力は、前記ブレーキによって少なくとも部分的に印加されることを特徴とする制御方法。
【請求項36】
請求項３０－３５のいずれか一項に記載の制御方法であって、前記制御方法は、さらに、前記張力を変化させることによって、前記駆動力を最小閾値以上に維持することを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項37】
請求項３０－３６のいずれか一項に記載の制御方法であって、前記テープ敷設システムは、さらに、ウェブ機構を含み、前記トウ材料は、前記トウ材料の剪断変形の前にウェブを備え、前記方法は、さらに、前記トウ材料が、モールドに敷設された後、前記ウェブを前記トウ材料から除去するように、前記ウェブ機構を作動させることを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項38】
請求項３７に記載の制御方法であって、前記方法は、さらに、前記トウ材料の剪断変形に先立って、前記ウェブを前記トウ材料に加えるように、前記ウェブ機構を作動させることを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項39】
請求項３８に記載の制御方法であって、前記ウェブ機構は、ウェブ材料の供給部と、モータに関連付けられたウェブ材料回収部とを含み、前記方法は、さらに、前記ウェブ材料の供給部から前記ウェブを引っ張るように、前記モータを作動させることを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項40】
請求項３０－３９のいずれか一項に記載の制御方法であって、前記テープ敷設システムは、さらに、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部と、滑り補償機構とを含み、前記方法は、さらに、前記滑り補償機構を作動させて、前記剪断機構を、前記トウ材料の供給部、及び／又は、前記裏打ち材回収部に対して横方向に移動させることを含み、その結果、前記トウ材料の横方向滑りが補償されることを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項41】
請求項４０に記載の制御方法であって、前記滑り補償機構は、前記剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューのうちの、１つ以上の、前記システムの一部に対する移動を可能にするように構成された、１つ以上のレールと、駆動装置とを含み得、方法は、さらに、前記駆動装置を作動させて、前記剪断機構、又は、前記トウ案内ローラ及び前記把持シューの移動を駆動することを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項42】
請求項４０又は４１に記載の制御方法であって、前記方法は、さらに、前記トウ材料の横方向滑りを示す信号を、センサから受信することを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項43】
コンピュータ可読媒体であって、実行されると、請求項３０－４２のいずれか一項に記載の制御方法の作動を引き起こす、それに記憶された命令を有することを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項44】
複合構造の構築において、トウ材料をモールドに敷設するように構成された、テープ敷設ヘッドであって、前記テープ敷設ヘッドは、剪断機構を含み、前記剪断機構は、前記トウ材料をトウ供給部から受容し、前記剪断機構によって画定された、一対の剪断境界の間で、前記トウ材料に剪断変形を加えることによって、前記トウ材料を操向するように構成され、前記剪断機構は、さらに、前記トウ材料に駆動力を加えるように構成され、前記駆動力は、前記トウ材料の操向の間、前記トウ材料に対する長手方向成分及び横方向成分を有し、前記剪断機構は、圧縮ローラと、把持シュー又はローラとを含み、前記一対の剪断境界のうちの第１の剪断境界は、通常の作動において、前記圧縮ローラと前記モールドの接触点によって画定され、前記一対の剪断境界のうちの第２の剪断境界は、前記圧縮ローラと、前記把持シュー又はローラとの接触点によって画定されることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項45】
複合構造の構築において、トウ材料をモールドに敷設するように構成された、テープ敷設ヘッドであって、前記テープ敷設ヘッドは、剪断機構であって、前記剪断機構は、前記トウ材料をトウ供給部から受容し、前記剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で、前記トウ材料に剪断変形を加えることによって、前記トウ材料を操向するように構成され、前記剪断機構は、さらに、前記トウ材料に駆動力を加えるように構成され、前記駆動力は、前記トウ材料の操向の間、前記トウ材料に対する長手方向成分と横断方向成分とを有する、前記剪断機構と、
ウェブ機構であって、前記トウ材料は、前記トウ材料の剪断変形の前に、ウェブを備え、前記ウェブ機構は、前記トウ材料が前記モールドに敷設された後に、前記トウ材料から前記ウェブを除去するように構成された、前記ウェブ機構と、を含むことを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項46】
請求項４５に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記ウェブ機構は、さらに、前記トウ材料の剪断変形に先立って、前記ウェブを前記トウ材料に加えるように構成されることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項47】
請求項４６に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記ウェブ機構は、ウェブ材料の供給部と、モータに関連付けられた、ウェブ材料回収部とを含み、前記モータは、前記ウェブ材料回収部を作動させて、前記ウェブ材料の供給部から前記ウェブを引っ張るように構成されることを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項48】
複合構造の構築において、トウ材料をモールドに敷設するように構成された、テープ敷設ヘッドであって、前記テープ敷設ヘッドは、剪断機構であって、前記剪断機構は、前記トウ材料をトウ供給部から受容し、前記剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で、前記トウ材料に剪断変形を加えることによって、前記トウ材料を操向するように構成され、前記剪断機構は、さらに、前記トウ材料に駆動力を加えるように構成され、前記駆動力は、前記トウ材料の操向の間、前記トウ材料に対する長手方向成分及び横方向成分を有する、前記剪断機構と、
トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部と、
滑り補償機構であって、前記滑り補償機構は、前記トウ材料の供給部、及び／又は、前記裏打ち材回収部に対して、前記剪断機構を横方向に移動させるように構成され、その結果、前記トウ材料の横方向滑りが補償される、前記滑り補償機構と、
を含むことを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項49】
請求項４８に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記滑り補償機構は、前記剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューのうちの、１つ以上の、前記ヘッドの一部に対する移動を可能にするように構成された、１つ以上のレールと、
前記剪断機構、又は、前記トウ案内ローラ及び前記把持シューの移動を駆動するための駆動装置と、を含むことを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項50】
請求項４８又は４９に記載のテープ敷設ヘッドであって、前記滑り補償機構は、さらに、前記トウ材料の横方向滑りを感知するように構成された、センサを含むことを特徴とするテープ敷設ヘッド。
【請求項51】
テープ敷設システムであって、請求項４４－５０のいずれか一項に記載のテープ敷設ヘッドの複数を含むことを特徴とするテープ敷設システム。
【請求項52】
テープ敷設システムの張力制御システムにおいて使用するためのコントローラであって、前記テープ敷設システムは、剪断機構であって、前記剪断機構は、トウ供給部からトウ材料を受容し、前記剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で、前記トウ材料に剪断変形を加えることによって、前記トウ材料を操向するように構成され、前記剪断機構は、さらに、前記トウ材料に駆動力を加えるように構成され、前記駆動力は、前記トウ材料の操向の間、前記トウ材料に対する長手方向成分及び横方向成分を有する、前記剪断機構と、
ウェブ機構であって、前記トウ材料は、前記トウ材料の剪断変形の前にウェブを備える、前記ウェブ機構と、を含み、
前記コントローラは、前記ウェブ機構を作動させ、前記トウ材料がモールドに敷設された後に、前記ウェブを前記トウ材料から除去するように構成されることを特徴とするコントローラ。
【請求項53】
請求項５２に記載のコントローラであって、前記コントローラは、さらに、前記ウェブ機構を作動させ、前記トウ材料の剪断変形に先立って、前記ウェブを前記トウ材料に加えるように構成されることを特徴とするコントローラ。
【請求項54】
請求項５３に記載のコントローラであって、前記ウェブ機構は、ウェブ材料の供給部と、モータに関連付けられたウェブ材料回収部と、を含み、前記コントローラは、さらに、前記モータを作動させ、前記ウェブ材料の供給部から前記ウェブを引っ張るように構成されることを特徴とするコントローラ。
【請求項55】
テープ敷設システムの張力制御システムにおいて使用するためのコントローラであって、前記テープ敷設システムは、剪断機構であって、前記剪断機構は、トウ供給部からトウ材料を受容し、前記剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で、前記トウ材料に剪断変形を加えることによって、前記トウ材料を操向するように構成され、前記剪断機構は、さらに、前記トウ材料に駆動力を加えるように構成され、前記駆動力は、前記トウ材料の操向の間、前記トウ材料に対する長手方向成分及び横方向成分を有する、剪断機構と、
前記トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部と、
滑り補償機構と、を含み、
前記コントローラは、前記滑り補償機構を作動させて、前記剪断機構を、前記トウ材料の供給部、及び／又は、前記裏打ち材回収部に対して横方向に移動させ、その結果、前記トウ材料の横方向の滑りが補償されるように構成されることを特徴とするコントローラ。
【請求項56】
請求項５５に記載のコントローラであって、前記滑り補償機構は、前記剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューのうちの、１つ以上の、前記テープ敷設システムの一部に対する移動を可能にするように構成された、１つ以上のレールと、
駆動装置と、を含み、
前記コントローラは、前記駆動装置を作動させて、前記剪断機構、又は、前記トウ案内ローラ及び前記把持シューの移動を駆動するように構成されることを特徴とするコントローラ。
【請求項57】
請求項５５又は５６に記載のコントローラであって、前記コントローラは、さらに、前記トウ材料の横方向滑りを表す信号を、センサから受信するように構成されることを特徴とするコントローラ。
【請求項58】
テープ敷設システムの張力制御システムにおいて使用するための制御方法であって、テープ敷設システムは、剪断機構であって、前記剪断機構は、トウ供給部からトウ材料を受容し、前記剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で、前記トウ材料に剪断変形を加えることによって、前記トウ材料を操向するように構成され、前記剪断機構は、さらに、前記トウ材料に駆動力を加えるように構成され、前記駆動力は、前記トウ材料の操向の間に、前記トウ材料に対する長手方向成分と横方向成分とを有する、前記剪断機構を含み、
前記テープ敷設システムは、さらに、ウェブ機構を含み、
前記トウ材料は、前記トウ材料の剪断変形の前に、ウェブを備え、
前記方法は、前記ウェブ機構を作動させて、前記トウ材料がモールドに敷設された後、前記ウェブを前記トウ材料から除去することを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項59】
請求項５８に記載の制御方法であって、前記方法は、さらに、前記ウェブ機構を作動させ、前記トウ材料の剪断変形に先立って、前記ウェブを前記トウ材料に加えることを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項60】
請求項５９に記載の制御方法であって、前記ウェブ機構は、ウェブ材料供給部と、モータに関連付けられた、ウェブ材料回収部とを含み、前記方法は、さらに、前記モータを作動させて、前記ウェブ材料の供給部から前記ウェブを引っ張ることを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項61】
テープ敷設システムの張力制御システムにおいて使用するための制御方法であって、テープ敷設システムは、剪断機構であって、前記剪断機構は、トウ供給部からトウ材料を受容し、前記剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で、前記トウ材料に剪断変形を加えることによって、前記トウ材料を操向するように構成され、前記剪断機構は、さらに、前記トウ材料に駆動力を加えるように構成され、前記駆動力は、前記トウ材料の操向の間に、前記トウ材料に対する長手方向成分及び横方向成分を有する、前記剪断機構を含み、
前記テープ敷設システムは、さらに、ウェブ機構と、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部と、滑り補償機構と、を含み、
前記方法は、前記滑り補償機構を作動させて、前記剪断機構を、前記トウ材料の供給部、及び／又は、前記裏打ち材回収部に対して横方向に移動させ、その結果、前記トウ材料の横方向滑りが補償されることを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項62】
請求項６１に記載の制御方法であって、前記滑り補償機構は、前記剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューのうちの、１つ以上の、前記テープ敷設システムの一部に対する移動を可能にするように構成された、１つ以上のレールと、駆動装置と、を含み、
前記方法は、さらに、前記駆動装置を作動させて、前記剪断機構、又は、前記トウ案内ローラ及び前記把持シューの移動を駆動することを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項63】
請求項６１又は６２に記載の制御方法であって、前記方法は、さらに、前記トウ材料の横方向滑りを表す信号を、センサから受信することを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項64】
実行されると、請求項５８－６３のいずれか一項に記載の制御方法の作動を引き起こす、それに記憶された命令を有する、コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、複合構造体の構築において、トウ材料をモールド上に敷設するように構成されたテープ敷設ヘッド、テープ敷設システムの張力制御システムにおける使用のためのコントローラ、関連する制御方法、及び、関連するコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
細長い補強要素（例えば、炭素繊維）を保持するマトリックスを形成するマトリックス材料（例えば、熱硬化性樹脂）を有する複合材料は、強力かつ軽量な構造を提供するために一般的に使用される。そのような材料は、今や、運動器具から航空宇宙産業まで、広範囲の異なる用途で使用される。
【0003】
複合構造は、実質的に平行な炭素繊維のテープ又はトウを使用して形成され得る（テープは複数のトウを含み得るが、本明細書では、「テープ」及び「トウ」の用語は、同義的に使用される）。トウは、マトリックス材料で予め含浸され得、又は、マトリックス材料は、製造工程において、後の時間に添加され得る。トウは、モールド構造上に、層状に敷設される。次いで、敷設されたモールド構造は、圧力下で、例えば、オートクレーブ内で加熱され、マトリックス材料を重合させ、複合構造（これは、後にモールドから除去される）を形成する。
【0004】
モールド構造上にトウを敷設することは、トウが、１つ以上の屈曲又は湾曲部を通って進められることを必要とし得る。これは、トウの幅に対するトウの位置に応じて（例えば、屈曲又は湾曲部の内側又は外側において）、繊維の経路長が異なるので、トウにおける炭素繊維の並列配置に影響を与え得る。結果は、例えば、炭素繊維の座屈、又は、非平行配置への移動、又は、意図されたトウ敷設経路との非整合などの構造欠陥を含み得る。これらの問題は、結果として得られる複合構造体の特性に、有害な状態で影響を及ぼし得る。
【0005】
また、一般に、トウ敷設工程に対する加速及び減速時間を改善することの要求が存在するが、これは、トウの敷設作業（これは、典型的には、減速及び加速を必要とする、複数の停止－開始工程を含む）の全体の速度に大きな影響を有し得るからである。
【0006】
特許文献１は、波状の事前含侵トウ材料を形成するために使用される装置を開示する。しかしながら、文献は、結果として得られるトウのモールド構造への敷設に関する教示を提供せず、したがって、教示は、結果として得られるトウを敷設することに対する装置及び技術とは無関係であり、開示された装置は、そのような目的には適さない。加えて、ローラの回転速度要求を変更することの結果として、補強要素の緩みに関する問題を軽減するために、複雑な装置が必要とされる。さらに、組合せローラ及びピンチローラの固定幅は、この装置を使用して製造された事前含侵材料において達成され得る、波状の程度を制限する。加えて、構造内の各トウ経路が基準軸に対して異なる角度変化を有することを可能にするための開示された手段は存在しない。
【0007】
特許文献２は、ストリップ形態の繊維／樹脂複合材料を表面にコーティングするための機械に関する。この文献によれば、ストリップを表面に敷設するためのヘッドは、その支持体に対して枢動可能に取り付けられ、その中央垂直面は、表面の凹凸にかかわらず、常に、表面とストリップの接触線に対して垂直のままである。この機械は、航空構造分野において様々な構造を製造するために使用されると言われる。
【0008】
特許文献３は、テープ供給リール及びテープ圧縮ローラを含む、多軸テープ敷設機用の自動テープヘッド組立体を開示する。供給リールからのテープは、テープのゼロガウス曲率を実質的に維持するテープ経路を画定する、供給リールの２つの独立した構造と、圧縮ローラとの間の空間を通過する。テープ経路は、供給リールと圧縮ローラとの間の実質的に又は部分的に拘束されていない湾曲経路をもたらすと言われる、コンプライアンスループとして言及される湾曲経路である。この構造は、圧縮ローラが供給リールに対して、横方向及び垂直方向にシフトすることを可能にし、一方で、供給リールは、一般に、テープヘッドアセンブリに対して定位置にあると言われる。この構造は、伝えられるところでは、また、圧縮ローラが、供給リールから全く独立して、繊維テープの自然経路を転動し、操向し、追従することを可能にする。
【0009】
特許文献４は、ストリップを押圧して、端部におけるねじれ部分を制限する、処理要素を使用することを含む方法を教示する。ストリップは、ストリップが、処理要素において横方向の曲率を得るように、ねじれ部分内で偏心的にねじられる。ねじれの方向及び程度は、ねじれ部分の長手方向の差が補償されるように選択されると言われる。
【0010】
特許文献５は、タイヤの製造中に回転受容面上に敷設される補強ストリップを教示する。ストリップは、ストリップの走行経路に対して交互に横方向に移動させられるガイドを通過し、それにより、ストリップは受容面上に波状に敷設される。交互横方向移動の振幅は、（ａ）ガイドに接近するストリップの部分の速度、及び、（ｂ）受容面の速度の比の関数として変化させられる。ガイドと受容面との間で、ストリップは、受容面上に接線方向に敷設されるように、ストリップの長手方向軸の周りに９０度回動させられる。
【0011】
特許文献６は、強化繊維とマトリックス又は結着材料とを含むトウテープを敷設するためのトウ配置ヘッド部材を開示し、トウ配置ヘッド部材は、可変角度のトウ複合構造の形成に使用され、ピンチ装置であって、ピンチ装置は、トウテープを受容し、トウテープがそこを通過することを可能にするように構成され、ピンチ装置は、トウテープを圧縮シューに向かって案内するように構成された、トウ供給ローラと、トウ供給シューとを備える、ピンチ装置と、圧縮シューであって、圧縮シューは、ピンチ装置からトウテープを受容し、トウテープが敷設されるべき表面に対して、トウテープを押し付けるように構成された、圧縮シューと、を含み、ピンチ装置は、圧縮シューとピンチ装置との間のトウテープの一部に剪断変形を加えるように構成される。
【0012】
特許文献７は、複合材料からなる部品を製造するための塗布ローラを備えた繊維塗布ヘッドを含む繊維塗布装置を開示する。繊維塗布ヘッドは、さらに、繊維を塗布ローラ上に案内する案内システム、及び／又は、繊維が案内システムから離れるときに、樹脂を各繊維に塗布するための手段を含む。繊維塗布装置は、また、繊維貯蔵システムと、繊維貯蔵システムから塗布ヘッドに繊維を搬送するための搬送手段とを含み得る。搬送手段は、各チューブが、その内部チャネル内に繊維を受容し得る、可撓性チューブを備え得る。搬送手段は、さらに、塗布ヘッドと貯蔵システムとの間に配置された、張力制限システムを含み得る。繊維塗布装置は、さらに、塗布ヘッドを移動させるためのシステムを含み得る。
【0013】
特許文献８は、テープの敷設又は繊維の配置に使用されるテープのロールから裏打ちフィルムを除去する方法を教示し、この方法は、裏打ちフィルムがまだテープに取り付けられている間にスプールからテープを巻き戻すことと、依然として裏打ちフィルムが取り付けられたテープの一部を巻取ローラの周りに延設することと、テープから裏打ちフィルムを部分的に除去し、裏打ちフィルムを巻取ローラに取り付けることと、裏打ちフィルムが除去されたテープの一部を、巻取ローラからダンサローラへ延設することと、テープがスプールからダンサローラに移動させられるとき、巻取ローラの周りでのテープの移動によって、巻取ローラが駆動されるとき、巻取ローラの周りに裏打ちフィルムを連続的に巻き取ることと、を備え、巻取ローラは、巻取ローラの周りのテープの移動のみによって駆動される回転自在の巻取ローラを備える。
【0014】
特許文献９は、繊維が引き出される繊維のスプールと共に使用するための繊維張力付与装置を開示し、装置は、支持体と、支持体上に回転可能に取り付けられたハブであって、ハブは、支持体上で、ハブと一緒の回転のために、ハブに取り付けられた繊維スプールを有するように適合され、ハブは、軸の周りの回転のために回転可能に取り付けられ、軸は、軸の周りのハブの回転に対して静止している、ハブと、スプールから引き出される繊維に抗力を付与するための手段であって、抗力を付与する手段は、ハブに配置されて、付勢手段を含み、付勢手段の一部は、軸に固定される、抗力を付与する手段と、を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【特許文献1】米国特許第６４５３９６２号明細書
【特許文献2】仏国特許第２５３９１２２号明細書
【特許文献3】米国特許出願公開第２００９／０３２１９５号明細書
【特許文献4】欧州特許第２５０８３２７号明細書
【特許文献5】米国特許出願公開第２００５／１３９３２４号明細書
【特許文献6】英国特許第２４９２５９４号明細書
【特許文献7】米国特許出願公開第２００９／０２２９７６０号明細書
【特許文献8】米国特許第８０１２２９１号明細書
【特許文献9】米国特許第８３０８１０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
剪断機構を使用し得るシステムでは、トウ材料の破断の低い危険性を備えた、高い剪断角度を達成すること、および、異なる敷設作業のための容易な調整作業を可能にすることの要請が存在する。
【0017】
トウ材料の剪断剛性が高いほど、効果的な剪断機構を実施することが、より難しく、また、欠陥のリスクがより高くなる。
【0018】
実施形態は、先行技術に関連する１つ以上の問題を軽減することを求める。
【課題を解決するための手段】
【0019】
したがって、本発明の一態様は、複合構造体の構築において、トウ材料をモールドに敷設するように構成された、テープ敷設ヘッドを提供し、テープ敷設ヘッドは、剪断機構であって、剪断機構は、トウ供給部からトウ材料を受容し、剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間でトウ材料に剪断変形を加えることによって、トウ材料を操向するように構成され、剪断機構は、さらに、トウ材料に駆動力を加えるように構成され、駆動力は、トウ材料の操向中に、トウ材料に対する長手方向成分及び横方向成分を有する、剪断機構と、張力制御システムによってトウ材料に加えられる張力を変化させ、駆動力を監視することによって、トウ材料に作用する、駆動力の横方向成分を、剪断機構に関連する最大横方向摩擦力以下に制御するように構成された、張力制御システムと、を備える。
【0020】
張力制御システムは、さらに、トウ供給部と剪断機構との間に、トウ材料の張力を表す第１の荷重センサ信号を生成するように構成された、第１の荷重センサを含み得、第１の荷重センサ信号は、駆動力を監視することに使用され得る。
【0021】
トウ材料は、裏打ち材を備え得、剪断機構は、トウ材料を裏打ち材から分離するように構成され得、張力制御システムは、さらに、剪断機構と裏打ち材回収部との間の裏打ち材の張力を表す、第２の荷重センサ信号を生成するように構成された、第２の荷重センサを含み得、第２の荷重センサ信号は、駆動力を監視することに使用され得る。
【0022】
剪断機構は、さらに、トウ案内ローラと、把持シュー又はローラとを含み得、張力制御システムは、さらに、トウ案内ローラの回転を駆動するように構成された第１のモータを含み得、張力は、第１のモータによって少なくとも部分的に印加され得る。
【0023】
張力制御システムは、さらに、裏打ち材回収部の作動を駆動するように構成された、第２のモータを含み得、張力は、第２のモータによって、少なくとも部分的に印加され得る。
【0024】
張力制御システムは、さらに、テープ供給部に関連付けられ、テープ供給部から剪断機構へのトウ材料の送給を制動するように構成された、ブレーキを含み得、張力は、ブレーキによって、少なくとも部分的に印加され得る。
【0025】
張力制御システムは、さらに、張力を変化させることによって、駆動力を最小閾値より上に維持するようにさらに構成され得る。
【0026】
トウ材料は、予め含浸されたトウ材料であり得る。
【0027】
剪断機構は、圧縮ローラ及び把持シュー又はローラを含み得、一対の剪断境界のうちの第１の剪断境界は、通常作動における圧縮ローラとモールドとの間の接触点によって画定され、一対の剪断境界のうちの第２の剪断境界は、圧縮ローラと把持シュー又はローラとの間の接触点によって画定される。
【0028】
テープ敷設ヘッドは、さらに、ウェブ機構を含み、トウ材料は、トウ材料の剪断変形の前に、ウェブを備え、ウェブ機構は、トウ材料がモールドに敷設された後に、トウ材料からウェブを除去するように構成され得る。
【0029】
ウェブ機構は、さらに、トウ材料の剪断変形に先立って、ウェブをトウ材料に加えるように構成され得る。
【0030】
ウェブ機構は、ウェブ材料の供給部と、モータに関連付けられたウェブ材料回収部とを含み得、モータは、ウェブ材料回収部を作動させて、ウェブ材料の供給部からウェブを引っ張るように構成される。
【0031】
テープ敷設ヘッドは、さらに、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部と、トウ材料の横方向滑りが補償されるように、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部に対して横方向に剪断機構を移動させるように構成された、滑り補償機構とを含み得、その結果、トウ材料の横方向滑りが補償される。
【0032】
滑り補償機構は、剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューのうちの１つ以上の、ヘッドの一部に対する移動を可能にするように構成された、１つ以上のレールと、剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューの移動を駆動するための駆動装置とを含み得る。
【0033】
滑り補償機構は、さらに、トウ材料の横方向滑りを感知するように構成されたセンサを含み得る。
【0034】
別の態様は、上記のような複数のテープ敷設ヘッドを含む、テープ敷設システムを提供する。
【0035】
別の態様は、テープ敷設システムの張力制御システムにおける使用のためのコントローラを提供し、テープ敷設システムは、トウ供給部からトウ材料を受容し、剪断機構によって画定された、一対の剪断境界の間で、トウ材料に剪断変形を加えることによって、トウ材料を操向するように構成された、剪断機構を含み、剪断機構は、さらに、トウ材料に駆動力を加えるように構成され、駆動力は、トウ材料を操向する間、トウ材料に対する長手方向成分と横方向成分を有し、コントローラは、トウ材料に加えられる張力に変化をもたらすこと、及び、駆動力を監視することによって、トウ材料に作用する駆動力の横方向成分を、剪断機構に関連する最大横方向摩擦力に等しいか、それ未満に制御するように構成される。
【0036】
コントローラは、さらに、トウ供給部と剪断機構との間のトウ材料の張力を表す、第１の荷重センサ信号を受信するように構成され得、第１の荷重センサ信号は、コントローラによって、駆動力を監視することに使用され得る。
【0037】
トウ材料は、裏打ち材を備え得、剪断機構は、トウ材料を裏打ち材から分離するように構成され得、コントローラは、さらに、剪断機構と裏打ち材回収部との間の裏打ち材の張力を表す、第２の荷重センサ信号を受信するように構成され得、第２の荷重センサ信号は、コントローラによって、駆動力を監視することに使用され得る。
【0038】
コントローラは、さらに、第１のモータ信号を出力するように構成され得、剪断機構は、さらに、トウ案内ローラ、及び、把持シュー又はローラを含み得、第１のモータは、トウ案内ローラの回転を駆動し得、第１のモータ信号は、第１のモータの作動を制御し得、張力は、第１のモータによって少なくとも部分的に印加され得る。
【0039】
コントローラは、さらに、第２のモータ信号を出力するように構成され得、第２のモータは、裏打ち材回収部の作動を駆動し得、第２のモータ信号は、第２のモータの作動を制御し得、張力は、第２のモータによって、少なくとも部分的に印加され得る。
【0040】
ブレーキは、テープ供給部に関連付けられ得、テープ供給部から剪断機構へのトウ材料の送給を制動するように構成され得、コントローラは、ブレーキを制御するためのブレーキ信号を生成するように構成され得、張力は、ブレーキによって、少なくとも部分的に印加され得る。
【0041】
コントローラは、さらに、張力を変化させることによって、駆動力を最小閾値以上に維持するように構成され得る。
【0042】
テープ敷設システムは、さらに、ウェブ機構を含み得、トウ材料は、トウ材料の剪断変形の前にウェブを備え、コントローラは、さらに、トウ材料がモールドに敷設された後、ウェブ機構を作動させ、ウェブをトウ材料から除去するように構成され得る。
【0043】
コントローラは、さらに、トウ材料の剪断変形に先立って、ウェブ機構を作動させ、ウェブをトウ材料に加えるように構成され得る。
【0044】
ウェブ機構は、ウェブ材料の供給部と、モータに関連付けられたウェブ材料回収部とを含み得、コントローラは、さらに、モータを作動させ、ウェブ材料の供給部からウェブを引っ張るように構成される。
【0045】
テープ敷設システムは、さらに、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部と、滑り補償機構とを含み得、コントローラは、さらに、滑り補償機構を作動させて、剪断機構を、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部に対して横方向に移動させるように構成され得、その結果、トウ材料の横方向滑りが補償される。
【0046】
滑り補償機構は、剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューのうちの、１つ以上の、システムの一部に対する移動を可能にするように構成された、１つ以上のレールと、駆動装置と、を含み、コントローラは、駆動装置を作動させて、剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューの移動を駆動するように構成される。
【0047】
コントローラは、さらに、トウ材料の横方向滑りを示す信号を、センサから受信するように構成され得る。
【0048】
別の態様は、テープ敷設システムの張力制御システムにおいて使用するための制御方法を提供し、テープ敷設システムは、トウ供給部からトウ材料を受容し、剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で、トウ材料に剪断変形を加えることによって、トウ材料を操向するように構成された、剪断機構を含み、剪断機構は、さらに、トウ材料に駆動力を加えるように構成され、トウ材料の操向の間、駆動力は、トウ材料に対して長手方向成分と横方向成分とを有し、方法は、トウ材料に印加される張力の変動をもたらすことと、駆動力を監視することによって、トウ材料に作用する駆動力の横方向成分を、剪断機構に関連する最大横方向摩擦力と等しいか、又は、それ未満に制御する。
【0049】
制御方法は、さらに、トウ供給部と剪断機構との間のトウ材料の張力を表す、第１の荷重センサ信号を受信することと、第１の荷重センサ信号を、駆動力を監視することに使用することを含み得る。
【0050】
トウ材料は、裏打ち材を備え得、剪断機構は、トウ材料を裏打ち材から分離するように構成され得、制御方法は、さらに、剪断機構と裏打ち材回収部との間の裏打ち材の張力を表す、第２の荷重センサ信号を受信することと、第２の荷重センサ信号を、駆動力を監視することに使用することを含み得る。
【0051】
制御方法は、さらに、第１のモータ信号を出力することを含み得、剪断機構は、さらに、トウ案内ローラ、及び、把持シュー又はローラを含み得、第１のモータは、トウ案内ローラの回転を駆動し得、第１のモータ信号は、第１のモータの作動を制御し得、張力は、第１のモータによって少なくとも部分的に印加され得る。
【0052】
制御方法は、さらに、第２のモータ信号を出力することを含み、第２のモータは、裏打ち材回収部の作動を駆動し得、第２のモータ信号は、第２のモータの作動を制御し得、張力は、第２のモータによって少なくとも部分的に印加され得る。
【0053】
ブレーキは、テープ供給部に関連付けられ得、テープ供給部から剪断機構へのトウ材料の送給を制動するように構成され得、制御方法は、さらに、ブレーキを制御するためのブレーキ信号を生成することを含み、張力は、ブレーキによって少なくとも部分的に印加され得る。
【0054】
制御方法は、さらに、張力を変化させることによって、駆動力を最小閾値以上に維持することを含み得る。
【0055】
テープ敷設システムは、さらに、ウェブ機構を含み、トウ材料は、トウ材料の剪断変形の前にウェブを備え、方法は、さらに、トウ材料が、モールドに敷設された後、ウェブをトウ材料から除去するように、ウェブ機構を作動させることを含む。
【0056】
方法は、さらに、トウ材料の剪断変形に先立って、ウェブをトウ材料に加えるように、ウェブ機構を作動させることを含み得る。
【0057】
ウェブ機構は、ウェブ材料の供給部と、モータに関連付けられたウェブ材料回収部とを含み得、方法は、さらに、ウェブ材料の供給部からウェブを引っ張るように、モータを作動させることを含む。
【0058】
テープ敷設システムは、さらに、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部と、滑り補償機構とを含み、方法は、さらに、滑り補償機構を作動させて、剪断機構を、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部に対して横方向に移動させることを含み得、その結果、トウ材料の横方向滑りが補償される。
【0059】
滑り補償機構は、剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューのうちの、１つ以上の、システムの一部に対する移動を可能にするように構成された、１つ以上のレールと、駆動装置とを含み得、方法は、さらに、駆動装置を作動させて、剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューの移動を駆動することを含む。
【0060】
方法は、さらに、トウ材料の横方向滑りを示す信号を、センサから受信することを含み得る。
【0061】
別の態様は、実行されると、上記の制御方法の作動を引き起こす、それに記憶された命令を有する、コンピュータ可読媒体を提供する。
【0062】
別の態様は、複合構造の構築において、トウ材料をモールドに敷設するように構成された、テープ敷設ヘッドを提供し、テープ敷設ヘッドは、剪断機構を含み、剪断機構は、トウ材料をトウ供給部から受容し、剪断機構によって画定された、一対の剪断境界の間で、トウ材料に剪断変形を加えることによって、トウ材料を操向するように構成され、剪断機構は、さらに、トウ材料に駆動力を加えるように構成され、駆動力は、トウ材料の操向の間、トウ材料に対する長手方向成分及び横方向成分を有し、剪断機構は、圧縮ローラと、把持シュー又はローラとを含み、一対の剪断境界のうちの第１の剪断境界は、通常の作動において、圧縮ローラとモールドの接触点によって画定され、一対の剪断境界のうちの第２の剪断境界は、圧縮ローラと、把持シュー又はローラとの接触点によって画定される。
【0063】
別の態様は、複合構造の構築において、トウ材料をモールドに敷設するように構成された、テープ敷設ヘッドを提供し、テープ敷設ヘッドは、剪断機構であって、剪断機構は、トウ材料をトウ供給部から受容し、剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で、トウ材料に剪断変形を加えることによって、トウ材料を操向するように構成され、剪断機構は、さらに、トウ材料に駆動力を加えるように構成され、駆動力は、トウ材料の操向の間、トウ材料に対する長手方向成分と横断方向成分とを有する、剪断機構と、ウェブ機構であって、トウ材料は、トウ材料の剪断変形の前に、ウェブを備え、ウェブ機構は、トウ材料がモールドに敷設された後に、トウ材料からウェブを除去するように構成された、ウェブ機構と、を含む。
【0064】
ウェブ機構は、さらに、トウ材料の剪断変形に先立って、ウェブをトウ材料に加えるように構成され得る。
【0065】
ウェブ機構は、ウェブ材料の供給部と、モータに関連付けられた、ウェブ材料回収部とを含み、モータは、ウェブ材料回収部を作動させて、ウェブ材料の供給部からウェブを引っ張るように構成される。
【0066】
別の態様は、複合構造の構築において、トウ材料をモールドに敷設するように構成された、テープ敷設ヘッドを提供し、テープ敷設ヘッドは、剪断機構であって、剪断機構は、トウ材料をトウ供給部から受容し、剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で、トウ材料に剪断変形を加えることによって、トウ材料を操向するように構成され、剪断機構は、さらに、トウ材料に駆動力を加えるように構成され、駆動力は、トウ材料の操向の間、トウ材料に対する長手方向成分及び横方向成分を有する、剪断機構と、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部と、滑り補償機構であって、滑り補償機構は、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部に対して、剪断機構を横方向に移動させるように構成され、その結果、トウ材料の横方向滑りが補償される、滑り補償機構と、を含む。
【0067】
滑り補償機構は、剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューのうちの、１つ以上の、ヘッドの一部に対する移動を可能にするように構成された、１つ以上のレールと、剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューの移動を駆動するための駆動装置と、を含み得る。
【0068】
滑り補償機構は、さらに、トウ材料の横方向滑りを感知するように構成された、センサを含み得る。
【0069】
別の態様は、上記のようなテープ敷設ヘッドの複数を含む、テープ敷設システムを提供する。
【0070】
別の態様は、テープ敷設システムの張力制御システムにおいて使用するためのコントローラを提供し、テープ敷設システムは、剪断機構であって、剪断機構は、トウ供給部からトウ材料を受容し、剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で、トウ材料に剪断変形を加えることによって、トウ材料を操向するように構成され、剪断機構は、さらに、トウ材料に駆動力を加えるように構成され、駆動力は、トウ材料の操向の間、トウ材料に対する長手方向成分及び横方向成分を有する、剪断機構と、ウェブ機構であって、トウ材料は、トウ材料の剪断変形の前にウェブを備える、ウェブ機構と、を含み、コントローラは、ウェブ機構を作動させ、トウ材料がモールドに敷設された後に、ウェブをトウ材料から除去するように構成される。
【0071】
コントローラは、さらに、ウェブ機構を作動させ、トウ材料の剪断変形に先立って、ウェブをトウ材料に加えるように構成され得る。
【0072】
ウェブ機構は、ウェブ材料の供給部と、モータに関連付けられたウェブ材料回収部と、を含み得、コントローラは、さらに、モータを作動させ、ウェブ材料の供給部からウェブを引っ張るように構成される。
【0073】
別の態様は、テープ敷設システムの張力制御システムにおいて使用するためのコントローラを提供し、テープ敷設システムは、剪断機構であって、剪断機構は、トウ供給部からトウ材料を受容し、剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で、トウ材料に剪断変形を加えることによって、トウ材料を操向するように構成され、剪断機構は、さらに、トウ材料に駆動力を加えるように構成され、駆動力は、トウ材料の操向の間、トウ材料に対する長手方向成分及び横方向成分を有する、剪断機構と、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部と、滑り補償機構と、を含み、コントローラは、滑り補償機構を作動させて、剪断機構を、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部に対して横方向に移動させ、その結果、トウ材料の横方向の滑りが補償されるように構成される。
【0074】
滑り補償機構は、剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューのうちの、１つ以上の、テープ敷設システムの一部に対する移動を可能にするように構成された、１つ以上のレールと、駆動装置と、を含み、コントローラは、駆動装置を作動させて、剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューの移動を駆動するように構成される。
【0075】
コントローラは、さらに、トウ材料の横方向滑りを表す信号を、センサから受信するように構成され得る。
【0076】
別の態様は、テープ敷設システムの張力制御システムにおいて使用するための制御方法を提供し、テープ敷設システムは、剪断機構であって、剪断機構は、トウ供給部からトウ材料を受容し、剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で、トウ材料に剪断変形を加えることによって、トウ材料を操向するように構成され、剪断機構は、さらに、トウ材料に駆動力を加えるように構成され、駆動力は、トウ材料の操向の間に、トウ材料に対する長手方向成分と横方向成分とを有する、剪断機構を含み、テープ敷設システムは、さらに、ウェブ機構を含み、トウ材料は、トウ材料の剪断変形の前に、ウェブを備え、方法は、ウェブ機構を作動させて、トウ材料がモールドに敷設された後、ウェブをトウ材料から除去することを含む。
【0077】
方法は、さらに、ウェブ機構を作動させ、トウ材料の剪断変形に先立って、ウェブをトウ材料に加えることを含み得る。
【0078】
ウェブ機構は、ウェブ材料の供給部と、モータに関連付けられた、ウェブ材料回収部とを含み得、方法は、さらに、モータを作動させて、ウェブ材料の供給部からウェブを引っ張ることを含む。
【0079】
別の態様は、テープ敷設システムの張力制御システムにおいて使用するための制御方法を提供し、テープ敷設システムは、剪断機構であって、剪断機構は、トウ供給部からトウ材料を受容し、剪断機構によって画定された一対の剪断境界の間で、トウ材料に剪断変形を加えることによって、トウ材料を操向するように構成され、剪断機構は、さらに、トウ材料に駆動力を加えるように構成され、駆動力は、トウ材料の操向の間に、トウ材料に対する長手方向成分及び横方向成分を有する、剪断機構を含み、テープ敷設システムは、さらに、ウェブ機構と、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部と、滑り補償機構と、を含み、方法は、滑り補償機構を作動させて、剪断機構を、トウ材料の供給部、及び／又は、裏打ち材回収部に対して横方向に移動させ、その結果、トウ材料の横方向滑りが補償されることを含む。
【0080】
滑り補償機構は、剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューのうちの、１つ以上の、テープ敷設システムの一部に対する移動を可能にするように構成された、１つ以上のレールと、駆動装置と、を含み得、方法は、さらに、駆動装置を作動させて、剪断機構、又は、トウ案内ローラ及び把持シューの移動を駆動することを含む。
【0081】
方法は、さらに、トウ材料の横方向滑りを表す信号を、センサから受信することを含み得る。
【0082】
別の態様は、実行されると、上記の制御方法の作動を引き起こす、それに記憶された命令を有する、コンピュータ可読媒体を提供する。
【0083】
実施形態は、ほんの一例として、添付図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【0084】
【図1】いくつかの実施形態の張力制御システムの概略図である。
【図2】いくつかの実施形態のテープ敷設システムの概略図である。
【図3】いくつかの実施形態のテープ敷設ヘッドの概略図である。
【図4】トウ材料間およびトウ材料内の剪断の概略説明図である。
【図5】力ベクトルを伴う、剪断機構の関与の概略図である。
【図6】力ベクトルを伴う、剪断機構の関与の概略図である。
【図7】力ベクトルを伴う、剪断機構の関与の概略図である。
【図8】力ベクトルを伴う、剪断機構の関与の概略図である。
【図9】いくつかの実施形態の張力制御システムによって使用され得る、制御形態を示す図である。
【図10】いくつかの実施形態のテープ供給部の概略図である。
【図11】いくつかの実施形態の裏打ち材回収部の概略図である。
【図12】いくつかの実施形態のテープ敷設ヘッドの概略図である。
【図13】いくつかの実施形態の圧縮ローラ及び把持シューを示す図である。
【図14】いくつかの実施形態の圧縮ローラ及び把持シューを示す図である。
【図15】いくつかの実施形態の圧縮ローラ及び把持シューを示す図である。
【図16】いくつかの実施形態のテープ敷設ヘッドの概略図である。
【図17】試験装置を備えた、いくつかの実施形態のテープ敷設ヘッドの概略図である。
【図18】クリールユニットが識別される、いくつかの実施形態のテープ敷設ヘッドの概略図である。
【図19】滑り補償機構を備えた、いくつかの実施形態のテープ敷設ヘッドの概略図である。
【図20】滑り補償機構を備えた、いくつかの実施形態のテープ敷設ヘッドの概略図である。
【図21】滑り補償機構を備えた、いくつかの実施形態のテープ敷設ヘッドの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0085】
実施形態は、テープ敷設ヘッド１（例えば、図２及び図３参照）を含む。テープ敷設ヘッド１は、テープ２をモールド３に敷設するように構成される。テープ敷設ヘッド１は、テープ敷設システム１００の一部であり得、いくつかの実施形態は、例えば、本明細書に記載される、複数のテープ敷設ヘッド１を含み得る、テープ敷設システム１００を含む。
【0086】
テープ敷設ヘッド１は、例えば、複合構造体の構築の一環として、テープ２をモールド３に敷設するように構成され得る。
【0087】
テープ敷設システム１００は、例えば、ロボットアーム又はガントリを使用して、モールド３を横切って、テープ敷設ヘッド１、又は、各テープ敷設ヘッド１を移動させるように構成される。テープ敷設ヘッド１、又は、各テープ敷設ヘッド１は、モールド３が、テープ敷設ヘッド１、又は、各テープ敷設ヘッド１によって、横断されるときに、テープ２をモールド３上に敷設するように構成される。いくつかの実施形態では、テープ敷設システム１００は、実質的に静止したモールド３を横切ってテープ敷設ヘッド１、又は、各テープ敷設ヘッド１を移動させるように構成されるが、同等に、テープ敷設システム１００は、実質的に静止したテープ敷設ヘッド１、又は、各テープ敷設ヘッド１に対して、モールド３を移動させるように（又は、モールド３、及び、テープ敷設ヘッド１、又は、各テープ敷設ヘッド１の両方を移動させるように）構成され得る。いずれの場合でも、テープ敷設システム１００は、モールド３に対して、テープ敷設ヘッド１、又は、各テープ敷設ヘッド１を移動させるように構成され得るが、これは、達成され得る。
【0088】
テープ敷設ヘッド１は、モールド３に敷設するために、テープ２をテープ供給部４から受容するように構成される。テープ供給部４は、例えば、テープ敷設ヘッド１の一部を形成し得、また、幅広のテープ敷設システム１００の一部であり得る。
【0089】
テープ供給部４からのテープ２は、テープ敷設ヘッド１によって、剪断機構５に送給されるように構成される。剪断機構５は、テープ供給部４からテープ２を受容し、テープ２をモールド３に敷設するように構成される。
【0090】
いくつかの実施形態では、テープ供給部によって提供されるテープ２は、裏打ち材２１及びトウ材料２２を有し得、裏打ち材２１は、トウ材料２２を支持する（例えば、テープ２がテープ供給部４から剪断機構５へ、又は、剪断機構５に向かって、送給されるとき）。例えば、トウ材料２２は、モールド３に敷設されるものであり、裏打ち材２１は、廃棄するためのものであり得る。トウ材料２２は、１つ以上の強化繊維を含み得、本明細書で、より詳細に説明される。いくつかの実施形態では、裏打ち材２１は、トウ材料２２を形成するために、１つ以上の強化繊維と結着され得る、結着材料又は樹脂材料を提供する。結着材料又は樹脂材料は、例えば、裏打ち材２１上の層として提供され得る。
【0091】
剪断機構５の領域で、又は、その領域内において、裏打ち材２１は、トウ材料２２から除去され得る。これは、トウ材料が、モールド３に敷設される前に、又は、トウ材料がモールド３上に敷設されるときに、生じ得る。トウ材料２２、及び、特に、結着材料又は樹脂材料を加熱するために、ヒータ（不図示）が提供され得る。ヒータは、例えば、剪断機構５の上流側のトウ材料２２の経路に設けられ得る。
【0092】
トウ敷設ヘッド１は、トウ材料２２から分離されると、裏打ち材２１を、裏打ち材回収部６に送給するように構成され得る。裏打ち材回収部６は、後の廃棄（例えば、リサイクルすることを含み得る）のために、裏打ち材２１を回収するように構成され得る。裏打ち材回収部６は、例えば、テープ敷設ヘッド１の一部を形成し得、又は、幅広のテープ敷設システム１００の一部であり得る。
【0093】
したがって、作動時、テープ２は、テープ供給部４から剪断機構５に通過し得る（テープ２、及び／又は、裏打ち材２１の進行方向を表わす、図１における実線の矢印を参照）。剪断機構５の領域で、又は、その領域内において、テープ２の裏打ち材２１は、トウ材料２２から分離され得る。剪断機構５は、トウ材料２２をモールド３に運び得（図３の破線の矢印は、モールド３に対する剪断機構５の進行方向を示す）、裏打ち材２１は、回収のために、裏打ち材回収部６に送給され得る。これらの作動の全部又はいくつかは、テープ敷設ヘッド１の作動の一部として実行され得るが、説明されるように、いくつかの部分（テープ供給部４及び／又は裏打ち材回収部６など）は、幅広のテープ敷設システム１００の一部であり得、それで、送給及び／又は回収作動は、場合に応じ、幅広のテープ敷設システム１００によって実行され得る。
【0094】
実施形態は、張力制御システム７を含む（例えば、図１及び図３を参照）。張力制御システム７は、モールド３への、トウ材料の敷設の直前の段階で、トウ材料２２の張力を制御するように構成される。換言すれば、張力制御システム７は、剪断機構５におけるトウ材料２２の張力を制御するように構成され得る。
【0095】
テープ
記載されるようなテープ２は、裏打ち材２１及びトウ材料２２を含む。裏打ち材２１は、例えば、紙ベースの裏打ち材２１であり得る。裏打ち材２１は、例えば、トウ材料２２をモールド３上に敷設する前に、トウ材料２２を支持するように構成され得る。裏打ち材２１は、また、テープ２の保管を補助するように構成され得、その結果、テープ２は、（例えば、図１０を参照して、テープ供給部４などの）ボビン４１に巻かれ得る。
記載されるようなテープ２は、裏打ち材２１及びトウ材料２２を含む。裏打ち材２１は、例えば、紙ベースの裏打ち材２１であり得る。裏打ち材２１は、例えば、トウ材料２２をモールド３上に敷設する前に、トウ材料２２を支持するように構成され得る。裏打ち材２１は、また、テープ２の保管を補助するように構成され得、その結果、テープ２は、（例えば、図１０を参照して、テープ供給部４などの）ボビン４１に巻かれ得る。
【0096】
トウ材料２２は、多数の異なる形態を取り得るであろうが、例えば、炭素繊維又はガラス繊維であり得る、１つ以上の強化繊維２２ａ（例えば、図４参照）を含む。強化繊維２２ａは、細長い繊維であり得、トウ材料２２内において、織布又は不織布構成であり得る。強化繊維２２ａは、複数が設けられる場合、トウ２２ｂとして知られる、１つ以上の束に設けられ得る。
【0097】
トウ材料２２は、結着材料を含み得る。結着材料は、例えば、強化繊維２２ａの互いに対する相対的な配置を保持するのを支援し、及び／又は、トウ材料２２をモールド３（又は、既にモールド３に敷設されたトウ材料２２の他の層）に付着するのを支援するように構成され得る。結着材料は、トウ材料２２からの複合構造の形成に使用するための樹脂材料として不十分であり得る。したがって、トウ材料２２は、例えば、トウ材料２２のモールド３への敷設後に、熱硬化性樹脂材料で含浸させられ得、及び／又は、含浸させられることを意図され得る。そのようなトウ材料２２は、その供給された形態における適切な樹脂材料の不存在により、乾燥トウ材料２２として説明され得る。
【0098】
トウ材料２２は、事前含浸トウ材料２２であり得る。事前含浸トウ材料２２は、その供給された形態において、適切な樹脂材料（すなわち、熱硬化性樹脂材料）を含み、トウ材料２２から複合構造を形成する。したがって、例えば、さらなる熱硬化性樹脂材料を適用する必要はない。したがって、事前含浸トウ材料２２は、１つ以上の強化繊維２２ａと樹脂材料とを含む。樹脂材料は、また、マトリックス材料とも称され得、他の形態を取り得るであろう。
【0099】
事前含侵トウ材料２２は、乾燥トウ材料２２よりも高い剪断剛性を有する傾向がある。
【0100】
いくつかの実施形態では、トウ材料２２は、１つ以上の強化繊維と、結着材料又は樹脂材料との２つの部分で提供される。２つの部分は、例えば、テープ敷設ヘッド１、又は、幅広のテープ敷設システム１００内で、組み合わされ得る。結着材料又は樹脂材料は、例えば、裏打ち材２１上に設けられ得る。
【0101】
いくつかの実施形態では、無端裏打ち材２１が提供され得（テープ敷設ヘッド１の一部として）、これは、トウ材料２２を支持することに関して、本明細書に記載された、裏打ち材２１と同様の目的を果たす（ただし、トウ材料２２の貯蔵、又は、結着材料又は樹脂材料の提供に関係しない）。したがって、そのような実施形態では、トウ材料２２は、テープ敷設ヘッド１内で、テープ供給部４から無端裏打ち材２１に提供され得る。これらの実施形態では、テープ供給部４に関するテープ２への参照は、トウ材料２２への参照である（例えば、トウ材料２２は、ボビン４１上に提供され得るなど）。
【0102】
実施形態は、その供給される形態において、裏打ち材２１を含むテープ２に関して記載されるが、裏打ち材２１が、テープ敷設ヘッド１内に設けられた無端裏打ち材２１の形態である実施形態、又は、トウ材料２２が、テープ敷設ヘッド１内、又は、幅広のテープ敷設システム１００内において、樹脂材料に加えられる実施形態においても、同様のことが当てはまると理解されるべきである。
【0103】
一般に、本明細書で使用されるように、テープ２への参照は、１つ以上のトウ（その各々は、１つ以上の強化繊維２２ａを含み得る）への参照として解釈され得る。したがって、テープ２への参照は、トウへの参照であり得、用語は、そうでないと説明されない限り、本明細書では、いかなる特有の意味にも使用されない。
【0104】
テープ供給
テープ供給部４は、テープ２が巻回されるボビン４１を含み得る。テープ供給部４は、ボビン４１を受け入れて支持するように構成され得る、クリール４２（例えば、図１０を参照）を含み得る。いくつかの実施形態では、複数のボビン４１が存在し、各ボビン４１は、クリール４２によって受容され、支持される。
テープ供給部４は、テープ２が巻回されるボビン４１を含み得る。テープ供給部４は、ボビン４１を受け入れて支持するように構成され得る、クリール４２（例えば、図１０を参照）を含み得る。いくつかの実施形態では、複数のボビン４１が存在し、各ボビン４１は、クリール４２によって受容され、支持される。
【0105】
記載されるように、テープ供給部４は、テープ敷設ヘッド１の一部、又は、幅広のテープ敷設システム１００の一部を形成し得る。
【0106】
テープ供給部４は、剪断機構５にテープ２を供給するように構成され得、そのようなものとして、テープ経路は、テープ供給部と剪断機構５との間に画定され得る。このテープ経路は、テープ敷設ヘッド１によって、少なくとも部分的に形成され得る。このテープ経路の１つ以上の部分は、例えば、テープ２が通過し得る、チューブによって画定され得る。
【0107】
いくつかの実施形態では、テープ供給部４は、テープ敷設システム１００の複数のテープ敷設ヘッド１にテープ２を供給するように構成される（例えば、テープ敷設システム１００の一部として複数のテープ敷設ヘッド１が存在する実施形態において）。したがって、テープ供給部４は、各テープ敷設ヘッド１に対して、少なくとも１つのボビン４１を含み得、その結果、別々のテープ（又はトウ）２が、各テープ敷設ヘッド１に供給され得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のテープ（又はトウ）２が、並列に、単一の（すなわち、１つ及び１つのみの）テープ敷設ヘッド１に供給される（及び、それぞれが、複数のテープ２を、並列して、テープ供給部４から受容する、複数のそのようなテープ敷設ヘッド１が存在し得る）。
【0108】
ボビン４１又は各ボビン４１は、取り外し可能であり得、テープ供給部４は、１つ以上のボビン４１を受容するように構成されたクリール４２を含み得る。テープ供給部４は、テープ２が、剪断機構５（又は、場合によっては、複数の機構５）に向かって通過するように構成された、１つ以上のテープ経路を少なくとも部分的に画定し得る。
【0109】
テープ供給部４によって供給されるテープ２は、本明細書に記載される、任意のテープ２であり得る。したがって、いくつかの実施形態では、このテープ２は、トウ材料２２及び裏打ち材２１を含み得る。いくつかの実施形態では、テープ供給部４によって供給されるテープ２は、トウ材料２２を含むが、裏打ち材２１は、別個に、例えば、無端ループとして提供される。トウ供給部４は、いくつかのそのような実施形態では、裏打ち材２１（例えば、無端ループ）に、トウ材料２２を渡すように構成され得る。いくつかの実施形態では、無端ループは、テープ供給部４の一部であると考慮され得る。いくつかの実施形態では、無端ループは、例えば、テープ敷設ヘッド１の一部であり得る。
【0110】
剪断機構
剪断機構５は、概して、特許文献６に記載されるような機構であり得る。
剪断機構５は、概して、特許文献６に記載されるような機構であり得る。
【0111】
剪断機構５は、トウ材料２２をモールド３上に押圧するように構成された、圧縮シュー５１を含み得る（本明細書では、モールド３への、トウ材料２２などの、材料の敷設への参照は、モールド３への材料の間接的な敷設（例えば、モールド３上に既に敷設された材料の層上への材料の敷設）を含むことが理解されるであろう）。
【0112】
圧縮シュー５１は、圧縮シュー５１の幅を横切って第２の側部５１ｂに対向する第１の側部５１ａを有し得る。第１の側部５１ａは、図示されるように、概して平坦な、又は、平面の表面を有し得、又は、異なる形態の表面を有し得るであろう。第１の側部５１ａの基部（また、圧縮シュー５１の基部になり得る）には、圧縮シュー５１の実質的に直線状の後縁が存在し得る。後縁は、圧縮シュー５１の第１の側部５１ａと、圧縮シュー５１の圧縮側５１ｃとを境界づける。圧縮側５１ｃは、圧縮面５１ｃを含み、用語は、本明細書では同義的に使用される。
【0113】
圧縮面５１ｃは、トウ材料２２をモールド３に押し付けるように構成される。圧縮面５１ｃは、圧縮シュー５１（及び、例えば、テープ敷設ヘッド１）が、モールド３を横切って移動して、トウ材料２２を敷設する際に、トウ材料２２が、圧縮シュー５１とモールド３との間を通過するのを可能にするように構成され得る。圧縮面５１ｃは、実質的に平滑な表面であり得、圧縮シュー５１が、敷設されたトウ材料２２上を摺動することを可能にするために、比較的低い摩擦係数を有し得る。
【0114】
圧縮シュー５１の後縁は、圧縮シュー５１が、通常の敷設作業中に、モールド３に対して移動する際に、モールド３にトウ材料２２を押し付ける、圧縮シュー５１の最終部分を表す。したがって、これは、また、圧縮シュー５１の後縁、より具体的には、圧縮面５１ｃの後縁（後方（及び前方）は、モールド３に対する圧縮シュー５１の移動方向によって画定される）と称されるであろう。
【0115】
圧縮シュー５１は、また、前縁を含み得る。前縁は、圧縮シュー５１の幅を横切って、後縁に対向し得る（及び、その幅は、圧縮シュー５１の基部のところであり得る）。前縁は、圧縮シュー５１の第２の側部５１ｂと、圧縮シュー５１の圧縮側５１ｃとの間を境界づけ得る。
【0116】
圧縮シュー５１の前縁は、圧縮シュー５１が、通常の敷設作業中に、モールド３に対して移動する際に、モールド３にトウ材料２２を押し付ける、圧縮シュー５１の最初の部分を表す（これは、本明細書に記載される剪断境界であり得る）。したがって、これは、圧縮シュー５１の前縁、より具体的には、圧縮面５１ｃの前縁と呼ばれるだろう（再度、前方（及び後方）は、モールド３に対する圧縮シュー５１の移動方向によって画定される）。
【0117】
いくつかの実施形態では、後縁は、第１の側部５１ａが薄肉縁（すなわち、比較的小さい半径を備える）に沿って、圧縮側５１ｃと交わり得るという点で、比較的シャープな縁部であり得る。いくつかの実施形態では、前縁は、第２の側部５１ｂが、相対的に大きい半径を有する（上記の薄肉部と比較して）、湾曲した縁（断面において）に沿って、圧縮側５１ｃと交わり得るという点で、比較的丸みを帯びた縁部であり得る。
【0118】
後縁及び前縁は、両方とも、実質的に直線状の縁部であり得る。換言すれば、２つの縁部は、それぞれ、実質的に直線の軸に沿って延び得る。前縁及び後縁は、互いに対して実質的に平行であり得る（すなわち、実質的に直線の軸が、互いに実質的に平行であり得る）。
【0119】
第２の側部５１ｂは、例えば、図示されるような曲面を有し得、又は、異なる形態の表面を有し得るであろう。いくつかの実施形態では、第２の側部５１ｂは、例えば、図示されるように、概して平坦である部分と、概して湾曲した部分の両方を有し得る。
【0120】
第２の側部５１ｂは、少なくとも部分的に、トウ案内ローラ５２を受容するように構成され得る（例えば、形成され、及び、大きさとされ得る）。したがって、トウ案内ローラ５２は、剪断機構５１の一部であり得、圧縮シュー５１に隣接して配置され得る。特に、トウ案内ローラ５２は、圧縮シュー５１の第２の側部５１ｂに隣接して配置され得る。
【0121】
トウ案内ローラ５２は、トウ材料２２が、圧縮シュー５１に到達する前に、トウ材料２２が、圧縮シュー５１に隣接するトウ案内ローラ５２の部分を通過し得るように配置され得る。換言すれば、トウ案内ローラ５２は、剪断機構５を通るトウ材料２２の経路に関して、圧縮シュー５１の上流に配置され得る。
【0122】
トウ材料２２は、テープ供給部４から剪断機構５への移動経路を有し、この経路は、テープ敷設ヘッド１を通る様々な部分から形成されることが理解されるべきである。トウ材料経路は、ところどころで、テープ経路と同じであり得、用語は、同義であり得る。しかしながら、典型的には、テープ経路は、テープ２の経路（すなわち、トウ材料２２、及び、提供される場合には、裏打ち材２１の経路）への参照であり、一方、トウ材料経路は、裏打ち材のための経路でもあり得、または、裏打ち材のための経路でなくてもよい。経路（トウ材料又はテープ）は、場合によっては、敷設作業中に、トウ材料２２又はテープ２の通常の進行方向によって、すなわち、概して、テープ供給部４から剪断機構５に向かって（特に、圧縮シュー５１に向かって）画定される、上流及び下流方向を有する。
【0123】
トウ案内ローラ５２は、圧縮シュー５１の前縁と概ね平行である、軸の周りに回転するように構成され得る。トウ案内ローラ５２は、いくつかの実施形態では、シリコーンから作製された外面を有し得る。
【0124】
剪断機構５は、把持シュー５３（また、例えば、トウ供給シューと称され得る）を含み得る。把持シュー５３は、トウ案内ローラ５２に隣接して配置され得、トウ材料は、把持シュー５３とトウ案内ローラ５２との間を通過し得る。換言すれば、トウ材料経路の少なくとも一部（及び、場合によっては、テープ経路）は、トウ案内ローラ５２と把持シュー５３との間に画定され得る。
【0125】
把持シュー５３は、トウ案内ローラ５２に対して旋回可能に取り付けられた、概ね細長い部材から形成され得、把持シュー５３の少なくとも一部とトウ案内ローラ５２の少なくとも一部との間の距離は、その回動可能なマウント５３ａ（回動可能なマウント５３ａは、剪断機構５の一部を形成し得る）の周りの把持シュー５３の回転によって変化させられ得る。図示されるように、例えば、把持シュー５３は、トウ案内ローラ５２に隣接する遠位端と、近位端（遠位端に対向する）とを有し得る。回動可能なマウント５３ａは、把持シュー５３の近位端と遠位端との間に配置され得る。
【0126】
把持シュー５３の遠位端は、トウ案内ローラ５２と把持シュー５３との間に、トウ材料２２（又はテープ２）が挟まれ得る、表面積を増大させるように成形され得る。したがって、把持シュー５３の遠位端は湾曲させられ得、湾曲の程度は、トウ案内ローラ５２の少なくとも一部の円周形状と概ね一致し得る。
【0127】
旋回可能なマウント５３ａの周りの把持シュー５３の回転運動は、把持シュー５３の少なくとも一部（例えば、その遠位端の一部）とトウ案内ローラ５２との間の距離を変化させ得る。旋回可能なマウント５３ａの周りの把持シュー５３の回転運動は、把持シュー５３の少なくとも一部（例えば、その遠位端の一部）とトウ案内ローラ５２との間で、トウ材料２２又はテープ２に加えられる力を変化させ得る（この力は、圧縮力であり得、また、換言すれば、把持力又は挟持力であり得る）。
【0128】
把持シュー５３は、例えば、把持シュー５３の遠位端を案内ローラ５２に向かって付勢するように構成された、螺旋巻きばねであり得る、ばねなどの弾性付勢装置５４を含み得る。いくつかの実施形態では、弾性付勢装置５４は、空気圧又は油圧ラムを含む。
【0129】
したがって、トウ材料２２は、圧縮シュー５１へと通過する前に、トウ案内ローラ５２と把持シュー５３との間のトウ材料経路（把持領域において）をたどり得、圧縮シュー５１は、圧縮領域において、トウ材料２２をモールド３上に押圧し得る（すなわち、トウ材料２２をモールド３上に敷設し得る）。
【0130】
いくつかの実施形態では、トウ材料２２は、トウ案内ローラ５２と把持シュー５３との間の経路を通して（すなわち、把持領域において）、裏打ち材２１を伴い得る。そのようなものとして、経路のこの部分は、同様に、テープ経路として説明され得る。テープ２が、トウ案内ローラ５２と把持シュー５３との間に画定される経路から離れると、裏打ち材２１は、トウ材料２２から除去され得る。換言すれば、テープ２が把持領域から離れると、裏打ち材２１は、トウ材料２２から分離され得る。いくつかの実施形態（図示されるものなど）では、裏打ち材２１は、把持シュー５３の最遠位端の周りを通過し得る。
【0131】
把持シュー５３の最遠位端は、それの遠位端のいちばん端の部分であり得る。把持シュー５３の最遠位端は、裏打ち材２１のトウ材料２２からの分離を助けるような、大きさとされ、及び／又は、形状とされ得る（例えば、適切な半径を有し得る）。
【0132】
したがって、裏打ち材２１は、把持シュー５３からの裏打ち材経路をたどり得る。この経路は、剪断機構５の下流（裏打ち材２１の移動の経路、及び、通常の方向に関して）に存在し得る、裏打ち材回収部６まで、又は、裏打ち材回収部６に向かって延び得る。
【0133】
トウ材料２２が接触する（圧縮シュー５１に向かうその道のりで）、把持シュー５３の最後の部分は、いくつかの実施形態では、把持エッジと称され、圧縮シュー５１の前縁と平行に延び得る、把持シュー５３の直線部分であり得、このエッジは、本明細書で説明されるように、剪断境界であり得る。
【0134】
理解されるように、剪断機構５は、モールド３に対して第１の方向に移動するように構成され得る。第１の方向は、例えば、敷設方向であり得、図３の図示例では、概ね、左から右である。
【0135】
剪断機構５は、さらに、モールド３に対して、第２の方向に移動するように構成され得、第２の方向は、第１の方向に対し、概ね垂直である（例えば、図３の図示例では、ページに対して出入する方向）。この第２の方向は、剪断方向であり得、トウ材料２２に剪断変形を受けさせることを意図される。理解されるように、この第２の方向は、後縁、前縁、及び／又は、トウ案内ローラ５２の回転軸に平行な方向であり得る。
【0136】
剪断機構５の第１の方向への移動は、モールド３に対して第１の方向に移動するテープ敷設ヘッド１によって駆動され得る。テープ敷設ヘッド１の、モールド３に対する第１の方向への移動は、テープ敷設ヘッド１が取付けられた、テープ敷設システム１００の一部の移動（モールド３に対する）によって駆動され得る。テープ敷設システム１００は、このために、テープ敷設ヘッド１が取付けられるガントリを含み得る（同一のガントリは、それに取り付けられた、複数のテープ敷設ヘッド１を有し得る）。
【0137】
剪断機構５の第２の方向への移動は、モールド３に対して第２の方向に移動する、テープ敷設ヘッド１によって駆動され得る。テープ敷設ヘッド１のモールド３に対する第２の方向への移動は、テープ敷設ヘッド１が取付けられた、テープ敷設システム１００の一部（ガントリなど）の移動（モールド３に対して）によって駆動され得る。いくつかの実施形態では、剪断機構５の第２の方向への移動は、第２の方向における、テープ敷設ヘッド１に対する剪断機構５の被駆動移動であり得る。
【0138】
したがって、剪断機構５は、例えば、トウ操向、又は、剪断トウ操向と称される、トウ材料２２の剪断変形を提供するように構成され得る。いくつかの実施形態では、剪断機構５は、異なる形態をとり得る。例えば、圧縮シュー５１は、ローラの形態であり得る。同様に、把持シュー５３は、また、例えば、ローラの形態であり得る。いずれの場合においても、剪断機構５は、一対の剪断境界を提供し得る。
【0139】
裏打ち材回収部
裏打ち材回収部６は、例えば、図１１を参照すると、ボビン６１を含み得る（このボビン６１とボビン４１とを区別するために、ボビン６１は、回収ボビン６１と称され得、他のボビン４１は、例えば、供給ボビン４１と称され得る）。回収ボビン６１は、トウ材料２２からの分離に続いて、裏打ち材２１を受容して回収するように構成され得る。換言すると、テープ敷設ヘッド１及び／又はシステム１００の稼働中に、使用済みの裏打ち材２１は、回収ボビン６１に巻き付けられ得る。
裏打ち材回収部６は、例えば、図１１を参照すると、ボビン６１を含み得る（このボビン６１とボビン４１とを区別するために、ボビン６１は、回収ボビン６１と称され得、他のボビン４１は、例えば、供給ボビン４１と称され得る）。回収ボビン６１は、トウ材料２２からの分離に続いて、裏打ち材２１を受容して回収するように構成され得る。換言すると、テープ敷設ヘッド１及び／又はシステム１００の稼働中に、使用済みの裏打ち材２１は、回収ボビン６１に巻き付けられ得る。
【0140】
裏打ち材回収部６は、回収ボビン６１を受容し、支持するように構成され得る、クリール６２を含み得る。いくつかの実施形態では、複数の回収ボビン６１が存在し、各回収ボビン６１は、クリール６２によって受容され、支持される。クリール６２は、テープ供給部４のそれとは別個のクリール６２であり得、そのため、これは、回収クリール６２と称され得る（他のクリール４２は、供給クリール４２と称される）。しかしながら、いくつかの実施形態では、クリールは、供給クリール４２と回収クリール６２とが、同じクリール（すなわち、同じクリール構造）であるように共用される。
【0141】
説明されるように、裏打ち材回収部６は、テープ敷設ヘッド１の一部又は幅広のテープ敷設システム１００の一部を形成し得る。
【0142】
裏打ち材回収部６は、剪断機構５から裏打ち材２１を受容するように構成され得、そのようなものとして、裏打ち材の経路は、剪断機構５と裏打ち材回収部６との間に画定され得る。この裏打ち材の経路は、少なくとも部分的に、テープ敷設ヘッドによって形成され得る。この裏打ち材の経路の１つ以上の部分は、例えば、裏打ち材２１が通過し得るチューブによって画定され得る。
【0143】
いくつかの実施形態では、裏打ち材回収部６は、テープ敷設システム１００の複数のテープ敷設ヘッド１から裏打ち材２１を受容するように構成される（例えば、テープ敷設システム１００の一部として複数のテープ敷設ヘッド１が存在する、複数の実施形態において）。したがって、裏打ち材回収部６は、各テープ敷設ヘッド１に対して、少なくとも１つのボビン６１を含み得、分離した裏打ち材２１は、各々のテープ敷設ヘッド１から受容され得る。いくつかの実施形態では、裏打ち材２１の１つ以上のストリップが、単一の（すなわち、１つ及び１つのみの）テープ敷設ヘッド１から、並列に受容される（及び、それぞれが、並列に、裏打ち材回収部６に裏打ち材２１の複数のストリップを提供する、複数のそのようなテープ敷設ヘッド１が存在し得る）。
【0144】
ボビン又は各ボビン６１は、取り外し可能であり得、裏打ち材回収部６は、１つ以上のボビン６１を受容するように構成されたクリール６２を含み得る。裏打ち材回収部６は、裏打ち材２１が、裏打ち材回収部６（又は、場合によっては、複数の回収部６）に向かって通過するように構成される、１つ又は複数の裏打ち材の経路を、少なくとも部分的に画定し得る。
【0145】
裏打ち材２１が無端ループである実施形態では、裏打ち材の経路は、剪断機構５から裏打ち材回収部６に通過し、次いで剪断機構５に戻り得る（剪断機構５のところでは、裏打ち材２１がテープ２の一部であり、無端ループではない実施形態に関して説明されたように、その経路は、トウ案内ローラ５２と把持シュー５３との間を通過し得る）。
【0146】
張力制御システム
剪断機構５におけるトウ材料２２の張力の制御は、トウ材料２２のより理想的な剪断変形を促進するために重要であることが見出された。特に、把持領域と押圧領域との間（それは、把持シュー５３の把持縁と圧縮シュー５１の前縁との間、すなわち剪断境界の間であり得る）のトウ材料２２の張力の制御が重要である。
剪断機構５におけるトウ材料２２の張力の制御は、トウ材料２２のより理想的な剪断変形を促進するために重要であることが見出された。特に、把持領域と押圧領域との間（それは、把持シュー５３の把持縁と圧縮シュー５１の前縁との間、すなわち剪断境界の間であり得る）のトウ材料２２の張力の制御が重要である。
【0147】
説明されるように、トウ材料２２は、１つ以上の強化繊維２２ａを含み得る。説明のために、トウ材料２２が、複数の強化繊維２２ａを含み、これらの繊維の少なくともいくつかが、例えば、トウ材料２２の長さ（その長さは、概ね、トウ材料の経路に沿う）に沿って、平行に配列される、実施形態が考慮される。
【0148】
理想的には、剪断機構５の使用により加えられる剪断変形は、トウ材料２２の幅を横切って、全ての強化繊維２２ａに剪断変形－トウ内剪断変形をもたらす（図４参照）。この剪断変形は、理想的には実質的に均一であろう。これは、トウ材料２２内の強化繊維２２ａの互いに対する摺動を必要とする。
【0149】
しかしながら、実際には、そのような滑りは、トウ材料２２の強化繊維間で、容易には均一に生じず、トウ間剪断が生じる（図４参照）。これは、局所化された座屈又はしわ（又は他の欠陥）が生じることをもたらす。これらの欠陥は、典型的には、剪断変形の境界（これは、本明細書で説明される把持領域と押圧領域、すなわち剪断境界によって画定される）に隣接して生じるであろう。
【0150】
加えて、滑りは、敷設されたトウ材料２２が、モールド３上の、意図された、敷設されるトウ材料経路と位置ずれすることをもたらす。
【0151】
圧縮領域と把持領域との間（すなわち、剪断境界の間）のトウ材料２２の張力の制御は、発生するそのような欠陥のリスクを低減し得ることが解明された。特に、トウ材料２２を剪断しながら張力を加えることは、トウ材料２２を、剪断変形の好ましいモード（最適な品質を与えるためのモード）である、トウ内剪断で変形することを強いる。
【0152】
したがって、実施形態は、テープ敷設ヘッド１の作動中に、この張力を制御するように構成された、張力制御システム７を含む。
【0153】
【0154】
コントローラ７３は、１つ以上のプロセッサ７３ａと、メモリ７３ｂと、コンピュータ可読媒体７３ｃと、入力／出力インターフェース７３ｄとを含み得、これらの全てが、通信可能に一緒に接続されて、コントローラ７３を形成し得る。
【0155】
第１及び第２の荷重センサ７１は、コントローラ７３の入力／出力インターフェース７３ｄに通信可能に接続され得る。したがって、コントローラ７３は、第１の荷重センサ７１から第１の荷重センサ信号を受信し、第２の荷重センサ７２から第２の荷重センサ信号を受信するように構成され得る。これらの信号は、例えば、入力／出力インターフェース７３ｄで受信され得る。
【0156】
第１の荷重センサ信号は、第１の荷重センサ７１によって検知された荷重を示す信号であり得る。第２の荷重センサ信号は、第２の荷重センサ７２によって検知された荷重を示す信号であり得る。
【0157】
第１の荷重センサ７１は、剪断機構５のトウ材料経路の上流で、トウ材料２２の張力を感知するように構成され得る。したがって、第１の荷重センサ信号は、テープ供給部４と剪断機構５との間のトウ材料２２の張力を示す信号であり得る。本明細書の説明から理解されるように、トウ材料２２のこの張力は、テープ２（例えば、トウ材料２２及び裏打ち材２１を含む）の張力であり得る。
【0158】
第２の荷重センサ７２は、裏打ち材経路において、剪断機構５の下流の、裏打ち材７１の張力を感知するように構成され得る。したがって、第２の荷重センサ信号は、剪断機構５と裏打ち材回収部６との間の裏打ち材２１の張力を示す信号であり得る。
【0159】
言い換えると、第１及び第２の荷重センサ信号は、トウ材料２２及び裏打ち材２１のそれぞれにおける、これらの材料の経路に関して、剪断機構５１の両方の側での、張力を示す。これらは、同様に、入力張力（第１の荷重センサ信号によって示される張力に関連して）、及び、出力張力（第２の荷重センサ信号によって示される張力に関連して）とみなされ得る。
【0160】
第１及び第２の荷重センサ７１、７２は、多数の異なる形態をとり得る。いくつかの実施形態では、第１及び第２の荷重センサ７１、７２のそれぞれは、それぞれ一対の従ローラ７１ａ、７２ａを含む。したがって、第１の荷重センサ７１の、第１の一対の従ローラ７１ａが存在し得る。第２の荷重センサ７２の、第２の一対の従ローラ７２ａが存在し得る。
【0161】
第１の一対の従ローラ７１ａの各従ローラは、互いに略平行であり得、トウ材料２２の進行方向に垂直であり得る、それぞれの軸の周りに回転するように構成され得る。
【0162】
第２の一対の従ローラ７２ａの各従ローラは、互いに略平行であり得、裏打ち材２１の進行方向に垂直であり得る、それぞれの軸の周りに回転するように構成され得る。
【0163】
第１の従ローラ対７１ａは、トウ材料２２（テープ２であり得る）の一方側に配置され得る。第１の荷重センサ７１は、第１の従ローラ対７１ａからオフセットされ得、第１の従ローラ対７１ａに対するトウ材料２２の他方側に配置され得る、第１のロードセル７１ｂを含み得る。トウ材料経路は、第１の従ローラ対７１ａのローラのうちの１つの周りを、第１のロードセル７１ｂの周りを、少なくとも部分的に通過し、次いで、第１の従ローラ対７１ａのローラの他方の周りを、少なくとも部分的に通過し得る。
【0164】
第１のロードセル７１ｂは、軸に取り付けられたローラの形態であり得、ロードセル部材は、例えば、軸への力を測定するために軸に関連付けられる。
【0165】
第２の従ローラ対７２ａは、裏打ち材２１の一方側に配置され得る。第２の荷重センサ７２は、第２の従ローラ対７２ａからオフセットされ得、第２の従ローラ対７２ａに対する裏打ち材２１の他方側に配置され得る、第２のロードセル７２ｂを含み得る。裏打ち材経路は、第２の従ローラ対７２ａのローラのうちの１つの周りを、第２のロードセル７２ｂの周りを、少なくとも部分的に通過し、次いで、第２の従ローラ対７２ａのローラの他方の周りを少なくとも部分的に通過し得る。
【0166】
第２のロードセル７２ｂは、軸に取り付けられたローラの形態であり得、ロードセル部材は、例えば、軸への力を測定するために軸に関連付けられる。
【0167】
張力制御システム７は、裏打ち材回収部６に関連付けられた第１のモータ７４と、剪断機構５に関連付けられた第２のモータ７５と、テープ供給部４に関連付けられたブレーキ７６とを含み得る。
【0168】
第１のモータ７４は、回収ボビン６１の回転を駆動するように構成され得る。これは、例えば、回収ボビン６１が取付け可能な、又は、取付けられる、クリール６２の少なくとも一部の回転を（直接的又は間接的に）駆動することによって実現され得る。間接的な駆動は、例えば、１つ以上のギアを含み得る。
【0169】
第１のモータ７４は、コントローラ７３に通信可能に接続され得、したがって、入力／出力インターフェース７３ｄに通信可能に接続され得る。第１のモータ７４は、通信可能な接続を介して、コントローラ７３から第１のモータ制御信号を受信するように構成され得る。第１のモータ制御信号は、第１のモータ７４の作動を制御し得る。
【0170】
第２のモータ７５は、トウ案内ローラ５２の回転を駆動するように構成され得る。これは、例えば、トウ案内ローラ５２が取り付けられるスピンドル（剪断機構５の一部であるスピンドル）の回転を（直接的又は間接的に）駆動することによって達成され得る。間接的な駆動は、例えば、１つ以上のギアを含み得る。
【0171】
第２のモータ７５は、コントローラ７３に通信可能に接続され得、したがって、入力／出力インターフェース７３ｄに通信可能に接続され得る。第２のモータ７５は、通信可能な接続を介して、コントローラ７３から第２のモータ制御信号を受信するように構成され得る。第２のモータ制御信号は、第２のモータ７５の作動を制御し得る。
【0172】
いくつかの実施形態では、テープ供給部４に関連付けられたモータは存在しない（又は、トウ材料２２又はテープ２の送給において、テープ供給部４の回転を駆動するように構成されたモータは存在しない）。テープ供給部４は、テープ２又はトウ材料２２が、テープ供給部４から、テープ敷設ヘッド１の他の部分によって（例えば、第１及び／又は第２のモータ７４、７５などの作動を介してなど）、引き出され得るので、そのような実施形態では、受動的に作動させられると見なされ得る。
【0173】
ブレーキ７６は、テープ供給部４に、制動トルクなどの制動力を付与するように、すなわち、テープ供給部４からのトウ材料２２又はテープ２の供給に制動をかけるか、又は、さもなければ、供給を減速させるように構成され得る。例えば、ブレーキ７６は、供給ボビン４１の回転速度を変化させるために、供給ボビン４１に制動力を付与するように構成され得る。これを達成するために、ブレーキ７６は、供給ボビン４１、及び／又は、供給ボビン４１が取付けられる、及び／又は、取り付け可能な、クリール４２に関連付けられ得る。
【0174】
ブレーキ７６は、多数の異なる形態を取り得るであろう。ブレーキ７６は、電子的に作動させられ得、したがって、コントローラ７３に通信可能に結合接続され、コントローラ７３からブレーキ信号を受信するように構成され得る。ブレーキ７６は、したがって、入力／出力インターフェース７３ｄに通信可能に接続され得る。
【0175】
ブレーキ７６は、ブレーキ信号の制御下で、変化する制動力を付与するように構成され得る。したがって、テープ供給部４（例えば、クリール４２及び／又はボビン４１）に付与される制動トルクは、ブレーキ信号に応じて変化し得る。
【0176】
いくつかの実施形態では、ブレーキ７６は、磁気ブレーキの形態である。したがって、テープ２がそこから送給されるときに回転する、テープ供給部４の一部（例えば、ボビン４１又はクリール４２の一部）は、永久磁石であり得る、少なくとも１つの第１の磁石を担持し得る。第１の磁石は、ブレーキ７６の一部を形成し得る。ブレーキ７６は、電磁石であり得る、第２の磁石を含み得る。第２の磁石は、第１の磁石の磁場内に配置され得、それと関連付けられ得る。第２の磁石は、第１の磁石と一緒の運動に対して固定され得る。換言すると、第２の磁石は、実質的に固定された磁石であり得る。ブレーキ信号は、第１の磁石に対する第２の磁石によって生成される磁場を変化させて、制動力を付与又は解放するように構成され得る。ブレーキ７６は、例えば、モータであり得る（このモータは、制動力を提供するのみであり、しかしながら、テープ供給部４からのトウ材料２２の供給を駆動しないように構成され得る）。理解されるように、磁気ブレーキの異なる構成が可能であり、制動力を変更するために、第２の磁石と第１の磁石とが、ブレーキ信号に依存して、互いに対して物理的に移動する実施形態を含む。ブレーキの他の形態が可能であり、例えば、ボビン４１又はクリール４２と共に回転するように連結されたブレーキディスクが、ブレーキパッド間に選択的に把持されて、制動力（ブレーキ信号に依存して変化させられる把持力）を付与する、機械式ブレーキを含む。他の形態の摩擦ブレーキが、また、ブレーキ７６として想定される。
【0177】
したがって、コントローラ７３は、第１及び第２の荷重センサ信号を受信するように構成され得る。コントローラ７３は、第１及び第２のモータ制御信号及びブレーキ信号を出力するように構成され得る。
【0178】
プロセッサ又は各プロセッサ７３ａは、命令を実行するように構成され得、それらの命令は、コンピュータ可読媒体７３ｃに記憶され得る。これらの命令の実行は、本明細書で説明されるように、テープ敷設ヘッドに関連して、１つ以上の張力制御作動の実行をもたらし得る。これらの張力制御作動は、第１のモータ７４、第２のモータ７５、及び／又は、ブレーキ７６の作動を制御することを含み得る。
【0179】
プロセッサ又は各プロセッサ７３ａは、メモリ７３ｂに通信可能に接続され得、プロセッサ又は各プロセッサ７３ａは、命令の実行において、メモリ７３ｂを使用し得る。メモリ７３ｂは、例えば、揮発性のメモリであり得る。
【0180】
コントローラ７３は、また、テープ敷設ヘッド１、及び／又は、幅広テープ敷設システム１００の１つ以上の他の作動を制御するように構成された、共用コントローラであり得る。これは、例えば、モールド３に対する剪断機構５の移動を含み得る（これは、例えば、モールド３に対するテープ敷設ヘッド１の移動を含み得る）。
【0181】
コントローラ７３は、１つ以上の作動パラメータを受信するように構成され得る。作動パラメータ又は各作動パラメータは、テープ敷設ヘッド１の他の部分から、及び／又は、テープ敷設システム１００から受信され得る。
【0182】
１つ以上の作動パラメータは、例えば、テープ敷設ヘッド１の作動の特性を表すパラメータである、トウ材料２２の張力に対する設定点（すなわち、剪断機構５１における（圧縮シュー５１と把持シュー５３との間などの）所望のトウ材料張力２２）、及び／又は、トウ材料２２に対する剪断角（すなわち、本明細書に記載される、モールド３に敷設される、トウ材料２２に対する剪断角）、及び／又は、モールド３に対するテープ敷設ヘッド１の移動速度を含み得る。
【0183】
１つ以上の作動パラメータは、入力／出力インターフェース７３ｄを介して受信され得、プロセッサ又は各プロセッサ７３ａに提供され得、及び／又は、メモリ７３ｂに記憶され得、及び／又は、コンピュータ可読媒体７３ｃに記憶され得る。
【0184】
コントローラ７３は、張力制御作動又は各張力制御作動の実行において、受信された作動パラメータ、又は、各々の受信された作動パラメータを使用するように構成され得る。
【0185】
張力制御
従来のテープ敷設装置を使用して、トウ材料２２が、直線上に、モールド３上に敷設されるとすると、トウ材料が従来のテープ敷設ヘッドを通過する際に、トウ材料に作用する、全ての力（例えば、摩擦力）の合計である、装置抵抗力Ｔlが存在する。これらの力は、例えば、トウ材料の供給機構におけるボビンに関連する摩擦、トウ材料が通過する全てのローラに関連する摩擦、トウ材料が通過するヘッド内の全ての表面に関連する摩擦を、例えば、含み得る。
従来のテープ敷設装置を使用して、トウ材料２２が、直線上に、モールド３上に敷設されるとすると、トウ材料が従来のテープ敷設ヘッドを通過する際に、トウ材料に作用する、全ての力（例えば、摩擦力）の合計である、装置抵抗力Ｔlが存在する。これらの力は、例えば、トウ材料の供給機構におけるボビンに関連する摩擦、トウ材料が通過する全てのローラに関連する摩擦、トウ材料が通過するヘッド内の全ての表面に関連する摩擦を、例えば、含み得る。
【0186】
従来の装置におけるトウ材料２２の敷設の間、ヘッドは、モールド３に対して移動させられ、これは、駆動力Ｐを提供する。
【0187】
図５を参照すると、装置抵抗力Ｔlと駆動力Ｐとは、互いに対向しており、互いに対して平行である（すなわち、それらは、整列している）。駆動力Ｐは、また、敷設されるトウ材料の張力を表す。
【0188】
装置抵抗力Ｔlが駆動力Ｐに等しいなら、その場合、一定の敷設速度（モールド３上のトウ材料２２の敷設速度）が達成され、これは、また、トウ材料２２の供給速度である。
【0189】
【0190】
【数1】
【0191】
剪断機構（例えば、本明細書に記載される剪断機構５と同様の剪断機構）が、提供され、使用される、テープ敷設装置では、その場合、駆動力Ｐは、もはや、装置抵抗力Ｔlと整列しない。特に、駆動力Ｐは、装置抵抗力Ｔlに対して、角度を付けられる。駆動力Ｐが、装置抵抗力Ｔlに対して作用する角度は、剪断角によって決定される。剪断角は、モールド３に対するヘッドの主たる進行方向（すなわち、長手方向）に対して敷設される、トウ材料２２の角度である。理解されるように、剪断機構は、モールド３に対して、ヘッドを、横方向（長手方向に垂直な方向）に移動させることによって作動する。
【0192】
したがって、そのような場合には、駆動力Ｐは、縦方向成分Ｐl及び横方向成分Ｐtを有すると考えられる。典型的には、剪断角にかかわらず、装置抵抗力Ｔlは、実質的に一定のままである。
【0193】
そのようなものとして、一定の敷設速度において、以下の数２の式のとおりとなる。
【0194】
【数2】
【0195】
したがって、剪断角が大きくなるにつれて、駆動力Ｐの大きさが増加し、したがって、この力の横方向成分も、以下の数３の式のとおりに増加し、θは、剪断角である（例えば、図６を参照、図６において、破線の矢印がトウ材料２２の移動方向を示す）。
【0196】
【数3】
【0197】
把持シュー及びトウ案内ローラを備えた剪断機構（その把持シュー５３及びトウ案内ローラ５２を備えた、本明細書に記載される剪断機構５など）において、トウ材料２２への把持シュー及びトウ案内ローラの作用は、把持シューを横切るトウ材料の横方向の動きに抵抗する働きをする。換言すれば、剪断角が大きくなるにつれて、作用は、把持シューを横切るトウ材料２２の滑りを抑制する働きをする。したがって、把持シュー及びトウ案内ローラは、横方向の摩擦力Ｔtを提供する。
【0198】
駆動力Ｐの横方向成分Ｐtが、最大横方向摩擦力Ｔt,max未満のままであると、その場合、把持シューを横切るトウ材料２２の横方向の滑りは存在しない。
【0199】
したがって、以下の数４の式のとおりであると、その場合、把持シューを横切るトウ材料２２の横方向の滑りは存在しない。
【0200】
【数4】
【0201】
滑りが発生すると、そのとき、トウ材料２２は、モールド３に対するヘッドの移動によって決定される、所望のトウ経路であって、滑りが発生しないことを当然だと思う、所望のトウ経路に追従しない。実際、最終的には、トウ材料２２は、把持シュー５３及び／又はトウ案内ローラ５２の縁部に到達し、その縁部で潰れ、及び／又は、ヘッドの作動を妨害する。
【0202】
したがって、剪断機構を備えた従来の装置では、達成され得る剪断角に限界があり、この限界は、最大横方向摩擦力Ｔt,maxによって決定される。最大横方向摩擦力は、トウ案内ローラ５２の表面の摩擦係数、及び、把持シュー５３によって印加される圧力などのパラメータによって影響され得る。
【0203】
多くの従来の装置では、トウ材料２２が敷設される時点（すなわち、堆積の時点）において、トウ材料２２の張力を最小化することに設計焦点が存在する。これは、従来の装置では、トウ材料２２の供給を積極的に駆動することによって（例えば、剪断機構を有する場合、トウ材料２２を剪断機構に過給することによって）求められ得る。加えて又は代替的に、従来の装置では、これは、装置を通るトウ材料２２に対する全摩擦力、特に、装置抵抗力Ｔlを最小化することによって求められ得る。
【0204】
本明細書に記載されるもの（すなわち、剪断機構５）、又は、特許文献６のものと同様の剪断機構を有する装置において、装置抵抗力Ｔlの大部分は、トウ材料２２への把持シュー５３及びトウ案内ローラ５２の作用の結果である。これは、横方向の摩擦力Ｔtを提供するために必要とされる。
【0205】
特許文献６の装置では、例えば、トウ材料２２の供給速度は、裏打ち材２１の回収速度に同期される（例えば、機械的に）。この同期は、トウ材料２２中の張力を最小限にすることに向かう。ボビンが、トウ材料２２を使い果たしたとき、または、裏打ち材２１を蓄積するとき、材２１、材料２２の送給及び回収の長さを変化させるために、電子的同期が実施され得る。しかしながら、そのような電子同期は、場合によっては、確実に実施することが困難であることが証明され、これは、敷設不良、ヘッドの停止、及び、敷設されたトウ材料２２中の欠陥を導き得る。これらの問題は、例えば、敷設作業の増大した速度、敷設作業における停止開始サイクルの増大した頻度で、さらに悪くされ得る。そのようなシステムは、また、敷設作業（特に、トウ材料２２の剪断を含む敷設作業）中に、トウ材料２２の張力が変化させられ得る、何の機構も提供しない。
【0206】
したがって、いくつかの実施形態の張力制御システム７は、追加の力Ｐmをヘッド１の作動に導入することを求める（この追加の力は、また、引張力又は追加の引張力と称され得る）。この追加の力Ｐmは、トウ材料２２及び／又は裏打ち材２１を引っ張るように作用する力であり得、したがって、トウ材料２２の供給を補助する。
【0207】
したがって、トウ材料の直線での敷設中、張力制御システム７の作動に応じた力は、以下の数５の式で（一定の敷設速度に対して）表され得る。
【0208】
【数5】
【0209】
【0210】
剪断作動中（すなわち、剪断機構５を用いた剪断作用によるトウ材料２２の操向中）、力は、以下の数６の式で表され得る。
【0211】
【数6】
【0212】
【0213】
張力制御システム７は、本明細書に記載されるような能動的制御を通して、追加の力Ｐmを制御することを求め得る。したがって、張力制御システム７は、この追加の力Ｐmを調整して、把持シュー５３を横切るトウ材料２２の実質的な横方向滑りをなくして達成され得る、最大剪断角を増加させることを求めることが可能である。
【0214】
【数7】
【0215】
張力制御システム７は、また、本明細書に記載されているように、能動的制御によって、装置抵抗力Ｔlを制御することを求め得る（したがって、装置抵抗力Ｔlは、追加の力Ｐmに加えて、コントローラ７３によって変化させられ得る張力であると考えられ得る）。
【0216】
換言すれば、駆動力の横方向成分Ｐtは、以下の数８の式によって定義される、滑りのない状態を維持するように制御され得る。
【0217】
【数8】
【0218】
付加力Ｐmを調整することによって、張力制御システム７は、また、剪断機構５におけるトウ材料２２の張力（例えば、圧縮シュー５１と把持シュー５３との間の張力）を調整し得る。
【0219】
したがって、張力制御システム７は、駆動力横方向成分Ｐtが、最大横方向摩擦力Ｔt,maxを超えるのを避けることを求めるために、付加力Ｐmを調整するように構成され得る。
【0220】
張力制御システム７は、加えて、剪断機構５におけるトウ材料２２の所定の最小張力（例えば、圧縮シュー５１と把持シュー５３との間の張力）を維持するために、付加力Ｐmを調整するように構成され得る。この所定の最小値は、例えば、１つ以上の作動パラメータのうちの１つ（すなわち、トウ材料２２の張力の設定点）であり得る。
【0221】
剪断機構５におけるトウ材料２２の最小張力は、敷設されたトウ材料２２の欠陥を低減するために必要とされ得る。これは、例えば、トウ材料２２の強化繊維２２ａが互いに対して摺動することを確実にするのを求めることを含み得る。
【0222】
理解されるように、剪断機構５におけるトウ材料２２の最小張力は、トウ材料２２の剪断剛性、強化繊維２２ａの互いに対する滑りへの抵抗（これは、繊維２２ａ及び／又は、結着材料又は樹脂材料の特性であり得る）、トウ材料２２の幅（すなわち、トウ材料２２の長手方向軸に垂直な、剪断機構５を横切る深さ）、圧縮シュー５１と把持シュー５３との間の距離、及び／又は、同様の要因などの要因に依存し得る。
【0223】
付加力Ｐmは、いくつかの実施形態において、トウ材料２２の所定の張力プロファイルを提供するために、張力制御システム７によって調整され得る。この張力プロファイルは、トウ材料２２、モールド３に対するヘッドの移動速度、剪断角度、又は、トウ材料２２若しくは敷設プロセスの他の特性などのパラメータに依存し得る。
【0224】
図９を参照すると、張力制御システム７は、剪断機構５におけるトウ材料２２の所定の張力（すなわち、所望の張力）と、剪断角とを使用するように構成され得、それらの双方は、本明細書で論じられる作動パラメータの例であり得る。
【0225】
剪断機構５におけるトウ材料２２の所定の張力は、本明細書で論じられる最小張力から、滑りのない状態を維持するために必要とされる張力以下であり得る、最大張力までの、張力の範囲であり得る。把持シュー５３を横切るトウ材料２２の滑りがないことは理想的であるが、理解されるように、特定の用途（例えば、結果として生じる欠陥が許容され得る用途）では、何らかの滑りを可能にすることが許容され得る。いくつかの用途では、滑りのないことは重要であり、そのようなものとして、最大張力は、安全マージン（理論張力の１％以上、理論張力の５％以上、理論張力の１０％以上、又は、理論張力の２０％以上であり得る）によって滑りのない状態を維持することが必要とされる、理論張力よりも低いものであり得る。
【0226】
最大張力（所定の張力それ自体であろうが、（範囲であり得る）所定の張力の設定に用いられようが）を決定するために、トウ敷設ヘッド１、及び／又は、トウ敷設システム１００の作動の１つ以上の特性を決定することが必要であり得る。
【0227】
例えば、最大横方向摩擦力Ｔt,max、及び／又は、装置抵抗力Ｔlの１つ以上の成分を決定することが必要であり得る。
【0228】
例えば、特性又は各特性は、例えば、トウ敷設ヘッド１、及び／又は、システム１００を使用して、トウ材料２２を敷設し、次いで、欠陥について敷設されたトウ材料２２を検査する、実験を通して決定され得る。いくつかの実施形態では、最大横方向摩擦力Ｔt,maxは、１つ以上のテープ端部検出器の提供を通じて決定され得る。
【0229】
テープ端部検出器又は各テープ端部検出器（テープ端部検出器の２つが存在し得る）は、把持シュー５３（及び／又は、圧縮シュー５１、及び／又はトウ案内ローラ５２）に対して位置決めされ得、例えば、トウ材料２２が把持領域に入る、又は、出る点での、検出器（複数可）とトウ材料との衝突を検出し、又は、代わりに（例えば、裏打ち材２１がテープ材料２２から取り外された後）、裏打ち材２１を検出し得る。
【0230】
したがって、テープ端部検出器は、把持シュー５３（又は他の構成要素）の一端又は一端に向かって配置され、トウ材料２２の滑りを検出するように構成され、その結果、トウ材料２２は、検出器に衝突する。一対で配置されたテープ端部検出器は、例えば、把持シュー５３（又は他の構成要素）の対向する端部に、又は、端部に向って配置され得る。
【0231】
いくつかの実施形態の、特性又は各特性（したがって、最大張力）において、いくつかの実施形態は、アンカー５０１及びロードセル５０２を含む、試験装置を含み得る（図１７を参照）。トウ材料２２は、アンカー５０１に連結され得、アンカー５０１と圧縮機構５との間でロードセル５０２を通過し得る。これは、様々な異なる作動条件（例えば、アンカー５０１に対する圧縮機構５の異なる移動速度）に対するテープ張力（すなわち、トウ材料２２の張力）を決定するために使用され得る。他の実施形態では、試験装置は、アンカー５０１に代えて、モータ駆動クリールを含み得、この場合において、クリールに対する圧縮機構５の移動は、クリールが、トウ材料２２に張力を加えるために回転させられ得るので、必要とされない。
【0232】
したがって、システム１００及び／又はヘッド１の使用中に、滑りが検出され得、これは、滑りが発生する横方向摩擦力、したがって、最大横方向摩擦力Ｔt,maxを確認するために使用され得る。これは、例えば、最大横方向摩擦力Ｔt,maxが、システム１００及び／又はヘッド１の作動パラメータ（モールド３に対するヘッドの速度など）に関して、モデル化されることを可能にし得る。
【0233】
これらの１つ以上の特性は、張力制御システム７への（例えば、コントローラ７３への（例えば、入力／出力インターフェース７３ｄを介し得る、プロセッサ又は各プロセッサ７３ａへの））入力として受信され得、張力制御システム７に通信可能に接続され得るユーザインターフェース装置８から（例えば、有線又は無線通信リンクを介して）、手動で入力され得る。
【0234】
特性又は各特性は、例えば、後の検索及びプロセッサ（複数可）７３ａによる使用のために、コンピュータ可読媒体７３ｃに記憶され得る。
【0235】
同様に、所定の張力（例えば、ある範囲の最小張力又は所定の張力自体）を決定するために、張力制御システム７（例えば、コントローラ７３（例えば、入力／出力インターフェース７３ｄを介したプロセッサ又は各プロセッサ７３ａ））は、その剪断剛性などの、トウ材料２２－の１つ以上の特性を受信する必要があり得る。これらの１つ以上の特性は、制御システム７（例えば、プロセッサ又は各プロセッサ７３ａを使用する、コントローラ７３）が、所定の張力を決定することを可能にし得、又は、所定の張力自体であり得る（これは、例えば、ある範囲の最小張力であり得る）。
【0236】
再び、これらの１つ以上の特性は、ユーザインターフェース装置８を介して手動で入力され得、例えば、後の検索、及び、プロセッサ７３ａによる使用のために、コンピュータ可読媒体７３ｃに記憶され得る。
【0237】
例えば、これらの特性又はこれらの特性のそれぞれは、例えば、トウ敷設ヘッド１及び／又はシステム１００を使用してトウ材料２２を敷設し、次いで、欠陥について、敷設されたトウ材料２２を検査することにより、実験を通して決定され得る。他のオプションは、実験結果から生成された、試験リグ及び／又はモデルの使用を含む。
【0238】
さらに、システム１００又は張力制御システム７のいくつかのバージョンは、固定トルクで駆動される裏打ち材回収部６、又は、摩擦クラッチであり得る、クラッチ機構（不図示）を介して、クリール６２に結合された、裏打ち材回収部６を含み得る。そのような場合における裏打ち材回収部６の抵抗力及び駆動力は、システム１００を較正するために実験的に測定され得る。
【0239】
これら及び他のそのようなシステム１００、７は、クリールの直径の変化（材料が放出又は回収されるとき）を検出し、システム１００、７の作動を調整し得る、１つ又は複数のセンサ（例えば、超音波及び／又は接触センサ）を含み得、したがって、必要とされるトウ材料２２の張力を達成する。
【0240】
張力制御システム７への入力として使用される剪断角は、トウ敷設ヘッド１の特定の作動に対して、一定の剪断角であり得、又は、トウ敷設ヘッド１の作動中に変更され得る。したがって、この剪断角は、トウ敷設ヘッド１の特定の作動に必要な最大剪断角であり得、又は、トウ敷設ヘッド１の作動中に実質的にリアルタイムで変更され得る。
【0241】
これらの入力は、張力制御システム７のコントローラ７３によって受信され得、プロセッサ（複数可）７３ａに渡され得る。したがって、コントローラ７３の作動は、プロセッサ（複数可）７３ａの作動に起因していると理解されるであろうし、それらの作動は、コンピュータ可読媒体７３ｃに記憶された命令の実行の結果であり得る。
【0242】
コントローラ７３は、また、説明されるように、第１及び第２の荷重センサ信号を受信するように構成され得る。これらは、例えば、コントローラ７３のフィードバックとして用いられ得る。
【0243】
１つ以上のこれらの入力を使用して、コントローラ７３は、説明されるように、剪断機構５におけるトウ材料２２の張力を制御するために、第１及び第２のモータ制御信号及びブレーキ信号を生成するように構成され得る。
【0244】
剪断機構５におけるトウ材料２２の実際の張力は、測定が、剪断作動に干渉するであろうから、直接測定され得ない。しかし、張力は、以下の数９の式を用いて推定又は決定され得る。
【0245】
【数9】
【0246】
特に、装置抵抗力Ｔlは、（例えば、テープ敷設ヘッド１の実験的に決定された特性として、及び、（例えば、第１の荷重センサ７１を使用して決定される）剪断機構５の上流のトウ材料２２の張力の結果として）知られ得る。装置抵抗力は、ルックアップテーブルに記憶され得、システム１００及び／又はヘッド１の異なるそれぞれの作動パラメータに対して（例えば、モールドに対するヘッドの移動の異なる速度に対して）、異なる抵抗力が存在し得る。ルックアップテーブルの代わりに、装置抵抗力は、異なる作動パラメータの下での抵抗力のモデルを使用して決定され得る。同様に、剪断角度（θ）は、説明されるように、コントローラ７３に提供されるパラメータであり得る。付加力Ｐmは、張力制御システム７の作動によって提供される力であり、剪断機構５の下流の裏打ち材の張力によって表され得る。
【0247】
剪断境界間のトウ材料２２の張力は、駆動力Ｐによって表され得る
したがって、コントローラ７３は、第１及び／又は第２のモータ制御信号、及び／又は、ブレーキ信号を制御して、剪断境界間のトウ材料２２の張力を調節（すなわち変化）させるように構成され得る。コントローラ７３は、トウ材料２２における、この張力を監視し得る（すなわち、駆動力Ｐを監視することによって）。第１及び／又は第２のモータ制御信号、及び／又は、ブレーキ信号の制御は、装置抵抗力Ｔl、及び／又は、付加力Ｐmを調整（すなわち、変化）させ得、ひいては、剪断境界間のトウ材料２２の張力を調節する。この調節は、テープ敷設ヘッド１の作動中における能動的な調節であり得る。
したがって、コントローラ７３は、第１及び／又は第２のモータ制御信号、及び／又は、ブレーキ信号を制御して、剪断境界間のトウ材料２２の張力を調節（すなわち変化）させるように構成され得る。コントローラ７３は、トウ材料２２における、この張力を監視し得る（すなわち、駆動力Ｐを監視することによって）。第１及び／又は第２のモータ制御信号、及び／又は、ブレーキ信号の制御は、装置抵抗力Ｔl、及び／又は、付加力Ｐmを調整（すなわち、変化）させ得、ひいては、剪断境界間のトウ材料２２の張力を調節する。この調節は、テープ敷設ヘッド１の作動中における能動的な調節であり得る。
【0248】
調節の効果は、第１及び第２の荷重センサ信号の使用によって判定され得、これらは、装置抵抗力Ｔl、及び／又は、追加力Ｐmに関連して、フィードバックを提供する。このフィードバックは、剪断境界間のトウ材料２２の張力（駆動力Ｐによって表される）の間接的な測定値として使用され得、したがって、それは、監視され得る。
【0249】
このフィードバックは、コントローラ７３によって、第１及び／又は第２のモータ制御信号、及び／又は、ブレーキ信号のさらなる変動をもたらし得る。いくつかの実施形態では、コントローラ７３は、第２の荷重センサ信号に基づいて、第１及び／又は第２のモータ制御信号に関して、そのような変動を行うように構成され得る。
【0250】
いくつかの実施形態では、コントローラ７３は、第１の荷重センサ信号に基づいて、ブレーキ信号に関する、そのような変動を行うように構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラ７３は、少なくとも部分的に、裏打ち材回収部６及び／又はテープ供給部４（及び／又は関連するクリール４２／６２）の直径に基づいて、そのような変動を行うように構成される。
【0251】
既に説明されたように、張力制御システム７は、いくつかの実施形態では、裏打ち材２１を含まないテープ２と共に使用され得る（換言すれば、テープ敷設システム１００は、裏打ち材回収部６を含まなくてもよい）。そのような実施形態では、トウ材料２２は、例えば、結着材料を使用することによって、モールドの表面に付着され得る。
【0252】
張力の領域単離
いくつかの実施形態によれば、トウ材料２２及び裏打ち材２１の張力は、トウ敷設ヘッド１内の異なる領域において、単離され、実質的に独立して制御され得る。
いくつかの実施形態によれば、トウ材料２２及び裏打ち材２１の張力は、トウ敷設ヘッド１内の異なる領域において、単離され、実質的に独立して制御され得る。
【0253】
特に、これらの領域は、テープ供給部４から剪断機構５まで（特に、把持領域まで）の第１の領域と、剪断機構５内の第２の領域（特に、剪断境界の間）と、剪断機構５と裏打ち材回収部６との間の（特に、圧縮シュー５１からの）第３の領域を含み得る。これは、例えば、第１の領域に関連して、単離をもたらすために、トウ案内ローラ５２及び把持シュー５３によって、トウ材料２２に適切な力を加えることによって、達成され得る。
【0254】
したがって、いくつかの実施形態では、トウ材料２２の張力及び裏打ち材２１の張力は、剪断境界間のトウ材料２２の張力に実質的に無関係に制御され得る。換言すれば、第２の領域におけるトウ材料２２の張力は、第１及び第３の領域におけるトウ材料２２又は裏打ち材２１の張力と実質的に無関係に制御され得る。
【0255】
これは、例えば、実質的に敷設作業に影響を与えることのない（すなわち、第２の領域における過度の張力のない）、モールド３に対する圧縮シュー５１の移動の、より高い加速及び減速を許容し得る。
【0256】
したがって、いくつかの実施形態は、第２の領域における張力を、第１の領域及び／又は第３の領域の張力と分離するのに十分な力で、把持シュー５３をトウ案内ローラ５２に押し付けることを含み得る。それで、第１及び／又は第３の領域における張力は、増加させられ得、剪断作動に実質的な影響を与えることなく、より高い加速及び／又は減速が達成され得る。
【0257】
ウェブ機構
本明細書に記載されるように、トウ材料２２は、結着材料又は樹脂材料を含み得、これは、トウ材料をべとつかせ、したがって、圧縮シュー５１に付着しがちにする。これは、ひいては、圧縮シュー５１構成の材料が、この意図しない付着の危険性が低減させられるようなものである必要があることを意味し得る。さらに、トウ材料２２の敷設及びトウ材料２２の剪断中、材料２２の厚さが増加し、その幅は減少し、これは、トウ材料２２に、横方向の圧縮応力を課す（トウ材料２２の剪断変形によって）。これは、座屈や、そのような欠陥（例えば、しわ）を発生させ得る。
本明細書に記載されるように、トウ材料２２は、結着材料又は樹脂材料を含み得、これは、トウ材料をべとつかせ、したがって、圧縮シュー５１に付着しがちにする。これは、ひいては、圧縮シュー５１構成の材料が、この意図しない付着の危険性が低減させられるようなものである必要があることを意味し得る。さらに、トウ材料２２の敷設及びトウ材料２２の剪断中、材料２２の厚さが増加し、その幅は減少し、これは、トウ材料２２に、横方向の圧縮応力を課す（トウ材料２２の剪断変形によって）。これは、座屈や、そのような欠陥（例えば、しわ）を発生させ得る。
【0258】
したがって、いくつかの実施形態は、ウェブ機構２００を含み得る。ウェブ機構２００は、材料のウェブ２０１を、圧縮シュー５１に接触するトウ材料２２の片面に適用するように構成される。この付加は、トウ材料が、圧縮シュー５１、及び／又は、トウ案内ローラ５２、及び／又は、把持シュー５３に到達する前に、ウェブ機構２００によって実行され得る。
【0259】
ウェブ２０１は、トウ材料２２の横方向座屈抵抗を増加させ得、及び／又は、圧縮シュー５１に付着することが起こりそうもない、圧縮シュー５１に接触する表面を提供し得る（ウェブ２０１は、結着材料を含まなくてもよい）。
【0260】
ウェブ機構２００は、例えば、図１２に示される。理解され得るように、図１２は、図３を参照して説明された実施形態の変形例であり、簡潔さのために、再び説明されないであろう（さらに、簡略化のために、参照符号の多くは図１２から省略される）。したがって、参照は、図３、及び、説明の関連する部分になされるべきである。
【0261】
ウェブ機構２００は、ウェブ材料供給部２０２と、ウェブ材料回収部２０３とを含み得る。ウェブ材料供給部２０２は、供給部２０２からのウェブ２０１の解放を制動するように構成されたブレーキ２０２ａと関連付けられ得る。ウェブ材料供給部２０２は、例えば、その周りに、ウェブ２０１の供給体が巻回されるクリールの形態であり得る。ウェブ材料供給部２０２は、概して、剪断機構５の上流側（トウ材料２２の移動に関して）に配置され得る。ウェブ材料供給部２０２は、概して、モールド３に対するウェブ材料の進行方向に関して、剪断機構５の後方に配置され得る。
【0262】
ウェブ材料回収部２０３は、ウェブ２０１を供給部２０２から引き出すように構成されたモータ２０３ａと関連付けられ得る。ウェブ材料回収部２０３は、例えば、その周りに、使用済みのウェブ２０１が巻回されるクリールの形態であり得る。ウェブ材料回収部２０３は、概して、モールド３に対するウェブ材料の進行方向に関して、剪断機構５の前方に配置され得る。
【0263】
ウェブ２０１は、ウェブ材料供給部２０２から、（関連する経路に沿って）進行し得、そのトウ材料２２が把持領域（例えば、トウ案内ローラ５２と把持シュー５３との間の経路）に進入することに先立って、トウ材料２２と接触する。ウェブ２０１は、トウ案内ローラ５２及び把持シュー５３の作用によってトウ材料２２に押し付けられ得る。ウェブ２０１は、それが、トウ材料２２とトウ案内ローラ５２との間にあるように位置決めされ得る。
【0264】
ウェブ２０１の経路は、トウ材料２２の経路に続いて、圧縮シュー５１を通過し得る。圧縮シュー５１によって、トウ材料２２がモールド３に敷設された後、ウェブ２０１は、トウ材料２２から除去され、ウェブ材料回収部２０３に進行させられ得る。これは、トウ材料２２（及びウェブ２０１）が、圧縮シュー５１から離れるときに、ウェブ２０１がトウ材料２２から持ち上げられるように、圧縮シュー５１に対してウェブ材料回収部２０３を位置決めすることによって達成され得る。そのようなものとして、ウェブ材料回収部２０３は、圧縮シュー５１がモールド３から離れるよりも、モールド３からさらに離れて配置され得る。
【0265】
ウェブ機構２００のブレーキ２０２ａ及びモータ２０３ａの作動は、コントローラ７３によって制御され得る（又は、別個のコントローラが設けられ得る）。
【0266】
理解されるように、ウェブ２０１は、トウ材料２２と圧縮シュー５１との間に位置付けられる。そのようなものとして、トウ材料２２の圧縮シュー５１への意図されない付着の減少した危険が存在する。さらに、ウェブ２０１は、トウ材料２２に構造的支持を提供する。これは、繊細な（例えば、薄い）トウ材料２２に関連して特に有用であり得る。
【0267】
ウェブ２０１の理想的な特性は、
－低い剪断剛性と、良好な剪断品質を示すこと（すなわち、剪断中にシワ又は他の欠陥がほとんどないか、実質的にないこと）、
－高い横方向圧縮座屈耐性を示すこと（例えば、トウ材料２２の経路に対して垂直方向に繊維又は補強部材を有することによって）（例えば、横方向圧縮座屈耐性は、トウ材料２２のそれと同じかそれよりも高いものであり得る）、
－トウ材料２２に付着し、必要に応じて結着解除されること、
－低摩擦係数を有する上面を有すること、及び、
－トウ材料２２よりも高い剪断ロッキング限界、又は、経路の最大剪断角（どちらが、最も高いとしても）を示すこと、を含む。
－低い剪断剛性と、良好な剪断品質を示すこと（すなわち、剪断中にシワ又は他の欠陥がほとんどないか、実質的にないこと）、
－高い横方向圧縮座屈耐性を示すこと（例えば、トウ材料２２の経路に対して垂直方向に繊維又は補強部材を有することによって）（例えば、横方向圧縮座屈耐性は、トウ材料２２のそれと同じかそれよりも高いものであり得る）、
－トウ材料２２に付着し、必要に応じて結着解除されること、
－低摩擦係数を有する上面を有すること、及び、
－トウ材料２２よりも高い剪断ロッキング限界、又は、経路の最大剪断角（どちらが、最も高いとしても）を示すこと、を含む。
【0268】
剪断ロッキング限界は、繊維が変形中に、もはや再配置され得なくなる（すなわち、繊維がロックされる）剪断角として定義され得る。したがって、さらなる剪断変形（さらに剪断角を増大させること）は、シワなどの欠陥の形成につながるであろう。トウ内剪断は、ロッキング限界を超えて可能でない（すなわち、繊維は、滑り得ず／再配置し得ない）。
【0269】
ウェブ２０１は、ピールプライテープであり得る。ウェブ２０１は、織られた材料であり得、低摩擦繊維から形成され得る。ウェブ２０１は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（テフロン（登録商標）など）から形成され得る。ウェブ２０１は、互いに対して実質的に垂直であり得る、長手方向、及び、横断方向の繊維を有し得る。
【0270】
ウェブ２０１は、その一方の面に接着剤を含み得、その側は、使用時に、トウ材料２２に接触する側であり得る。
【0271】
圧縮ローラ
本明細書における実施形態は、圧縮シュー５１を参照して、概略的に説明されている。しかしながら、いくつかの実施形態では、圧縮ローラ３００を参照する。この点に関して、図１３－１５を参照。いくつかの実施形態では、圧縮ローラ３００は、圧縮シュー５１に取って代わり、トウ案内ローラ５２は存在しなくてよい。代わりに、把持シュー５３は、圧縮ローラ３００と係合し得、換言すると、圧縮ローラ３００は、圧縮シュー５１及びトウ案内ローラ５２の両方の役割を実行し得る。そのような実施形態は、本明細書に記載される他の実施形態によって実施され得、例えば、トウ材料２２、及び／又は、説明されるように、張力の領域単離における張力を制御する。
本明細書における実施形態は、圧縮シュー５１を参照して、概略的に説明されている。しかしながら、いくつかの実施形態では、圧縮ローラ３００を参照する。この点に関して、図１３－１５を参照。いくつかの実施形態では、圧縮ローラ３００は、圧縮シュー５１に取って代わり、トウ案内ローラ５２は存在しなくてよい。代わりに、把持シュー５３は、圧縮ローラ３００と係合し得、換言すると、圧縮ローラ３００は、圧縮シュー５１及びトウ案内ローラ５２の両方の役割を実行し得る。そのような実施形態は、本明細書に記載される他の実施形態によって実施され得、例えば、トウ材料２２、及び／又は、説明されるように、張力の領域単離における張力を制御する。
【0272】
図１３及び図１４に見られ得るように、特に、圧縮ローラ３００を貫く断面の半径は、把持シュー５３の接触点（例えば、その最遠位端での）と圧縮ローラ３００との間の距離よりも大きいものであり得る。この接点は、圧縮ローラ３００の中点の下方であり得る（中点は、その中を通る中心軸であり得、これは、圧縮ローラ３００の回転軸であり得る）。圧縮ローラ３００は、トウ材料２２の経路に概ね垂直な軸の周りに回転するように構成される。圧縮ローラ３００は、モールド３に接触して、トウ材料２２をモールド３に押圧するように構成され得る。
【0273】
理解されるように、そのような実施形態では、トウ材料２２の剪断は、把持シュー５３と圧縮ローラ３００との接触点と、圧縮ローラ３００とモールド３との間の接触点との間に生じ得る（そのような点は、もちろん、いくつかの実施形態では線である）。
【0274】
いくつかの実施形態によれば、圧縮ローラ３００を貫く断面の半径は減少させられ得、最小の剪断ギャップ（すなわち、２つの剪断境界間の距離）を提供し得る。これは、隣接する繊維間の接触の有効長さが最小化されるので（剪断されるトウ材料２２の部分に言及する）、ひいては、トウ内剪断を促進し、関連する摩擦を減少させ、繊維の滑り又は再配置を許容する。
【0275】
本明細書で説明されるように、圧縮ローラ３００は、把持シュー５３及びモールド３に対して回転するように構成され得る。この回転は、モールド３上での圧縮ローラ３００の移動によって駆動され得、及び／又は、モータによって直接駆動され得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、圧縮ローラ３００は、把持シュー５３及びモールド３に関して、回転から固定され、この場合、圧縮ローラ３００は、モールド３上を摺動し得る。
【0276】
圧縮ローラ３００は、例えば、ＰＴＦＥで形成され得る（又は、被覆され得る）。圧縮ローラ３００は、比較的低い摩擦材料から形成され得る。圧縮ローラ３００は、実質的に剛性の外面を有し得、また、比較的柔らかい外面を有し得る。いくつかの実施形態では、圧縮ローラ３００は、ＰＴＦＥスリーブを有するシリコーンローラから形成され得る。いくつかの実施形態では、圧縮ローラ３００は、モールド３の表面変動に合致するように変形することによって、圧縮ローラ３００が、非平坦で不均一な表面に適合することを可能にするために、十分に軟質である。
【0277】
そのような実施形態の利点は、剪断されるトウ材料２２の部分に、膜応力を印加することを含み得、これは、トウ材料が、トウ材料の剪断に起因して経験し得る（トウ材料が剪断中に圧縮ローラ３００の表面の周りで引っ張られるとき）、横方向圧縮応力につり合わせる。応力は、圧縮ローラ３００の半径（より小さな半径は、より高い応力につながる）、剪断ギャップ（すなわち、剪断境界間の距離）、及び、トウ材料張力に依存する。
【0278】
面外剪断応力（例えば、圧縮シュー５１の実施形態と比べて、圧縮ローラ３００の摺動運動の最小化に起因して、トウ材料２２に賦課される応力）の欠如又は減少は、繊維分離（特に、べとつくトウ材料において）による欠陥のリスクを低減し得る。圧縮ローラ３００は、剪断を可能にするために必要とされる横方向の移動を生成するために摺動することのみを必要とされ得る（すなわち、圧縮ローラ３００の回転軸に平行な運動）。圧縮ローラ３００は、いくつかの実施形態では、その回転軸の周りで回転し得る（すなわち、圧縮シュー５１の実施形態とは異なる）。
【0279】
いくつかの実施形態では（図１５を参照すると）、圧縮ローラ３００は、圧縮ローラ３００が曲線を形成し得るように、その長さに沿って可撓性であり得る。把持シュー５３は、同様に、その長さに沿って、曲線を形成し得るように、対応して可撓性である（この場合、弾性付勢部材が、可撓性把持シュー５３の長さに沿って設けられ得、圧縮ローラ３００との接触を維持し、各弾性付勢部材は、ばね付きのピストンを含み得る）。これは、例えば、一重、又は、二重に湾曲したモールド３にトウ材料を敷設することを可能にし得る。言い換えると、そのような実施形態は、より複雑なモールド３に関連した使用を可能にする。
【0280】
これらの実施形態は、ウェブ機構２００を伴って、または、伴わずに、使用され得る。
【0281】
さらに、把持シュー５３が説明されるが、これらの実施形態は、把持ローラを用い得る。
【0282】
滑り補償機構
いくつかの実施形態は、滑り補償機構４００を含み得る（図１６参照）。滑り補償機構４００は、把持シュー５３に対するトウ材料２２の横方向の滑りに対して何らかの補償を提供するように構成され得、圧縮シュー５１又は圧縮ローラ３００（ウェブ機構２００を伴うか、または、伴わない）のいずれかを有する実施形態で使用され得、例えば、張力制御、及び／又は、張力領域単離手法のような、記載される他の実施形態との組み合わせで実装され得る。実際、いくつかの実施形態では、滑り補償機構４００は、特許文献６に教示されたものを含む、他のトウ材料敷設装置に適用され得る。
いくつかの実施形態は、滑り補償機構４００を含み得る（図１６参照）。滑り補償機構４００は、把持シュー５３に対するトウ材料２２の横方向の滑りに対して何らかの補償を提供するように構成され得、圧縮シュー５１又は圧縮ローラ３００（ウェブ機構２００を伴うか、または、伴わない）のいずれかを有する実施形態で使用され得、例えば、張力制御、及び／又は、張力領域単離手法のような、記載される他の実施形態との組み合わせで実装され得る。実際、いくつかの実施形態では、滑り補償機構４００は、特許文献６に教示されたものを含む、他のトウ材料敷設装置に適用され得る。
【0283】
滑り補償機構４００は、把持シュー５３に対するトウ材料２２の滑りを示す信号を受信するように構成され得、特に、閾値距離よりも大きい滑りを示す信号を受信し得る。この滑りは、理解されるように、把持シュー５３に沿った横方向滑りであろう。
【0284】
いくつかの実施形態では、滑り補償機構４００は、トウ材料２２の滑りを感知して信号を生成する、センサ４０１を含む。しかしながら、いくつかの実施形態では、センサ４０１は、離れて提供される。２つの可能性のあるセンサ位置が、図１６に概略的に示される。
【0285】
センサ４０１は、テープ又はウェブ端部センサであり得る。
【0286】
センサ４０１は、光センサを含み得る。光センサは、例えば、トウ材料２２による光源（センサの一部であり得る）からの光（例えば、赤外光）の遮断を感知するように構成され得る。したがって、センサ４０１は、トウ材料２２の進行方向に関して、把持シュー５３の上流に配置され得、トウ材料２２の通常経路の一方の側にオフセットされ得る。トウ材料２２が、センサ４０１をトリガする場合、これは、センサ４０１の位置によって、トウ材料２２の滑りを示し得る。同様に、センサ４０１は、トウ材料２２に代え、同様な態様であるが、把持シュー５３の下流において、裏打ち材２１の横方向の動きを感知するように構成され得る。勿論、トウ材料２２の横方向の動きを感知するとき、これは、いくつかの実施形態では、組み合わせたトウ材料２２及び裏打ち材２１であり得る。
【0287】
センサ４０１は、第１及び第２の方向における横方向滑りを検出するためのサブセンサ（各サブセンサは、２つの方向のうちの１つにおける滑りを検出するように構成される）を含み得る。
【0288】
センサ４０１は、いくつかの異なる形態を取り得るであろうし、別のタイプの可能性のある光学センサは、トウ材料２２の画像を捕捉し、分析し得るカメラである。非光学センサが使用され得、これらは、例えば、超音波センサを含み得る。
【0289】
滑り補償機構４００は、テープ供給部４、及び／又は、裏打ち材回収部６に対して横方向に、剪断機構５（及び、特に、剪断境界）を移動させるように構成され得、検出された滑り（センサ４０１からの信号を使用して検出される）を補正する。したがって、滑り補償機構４００は、剪断機構５（特に、剪断境界）を、モールド３に対して圧縮シュー５１（又は圧縮ローラ３００）の進行方向に垂直である方向に移動させるように構成され得る。テープ供給部４及び／又は裏打ち材回収部６は、例えば、クリールユニット６００（図１８を参照）と称され得る。クリールユニット６００は、第１及び第２の荷重センサ７１、７２を含み得る。したがって、滑り補償機構４００は、クリールユニット６００に対して剪断機構５を移動させるように構成され得る。
【0290】
圧縮シュー５１又は圧縮ローラ３００（場合によって）の押圧によって生じる剪断境界は、第１の剪断境界と称され得る。第１の剪断境界は、敷設されたトウ材料２２の表面上で横方向に摺動し得る。トウ材料２２は、トウ材料２２がモールド３の表面に付着されると、この位置で、（モールドに対して）固定されると考えられ得る。したがって、剪断機構５１を変位させることによって、トウ材料２２は、第２の剪断境界（すなわち、把持シュー５３及びトウ案内ローラ５２の押圧、又は、圧縮ローラ３００への把持シュー５３の押圧によって（場合による）生成される境界）で、移動させられ得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、第２の剪断境界のみが移動させられる。
【0291】
圧縮シュー又は圧縮ローラの押圧によって生成される剪断境界（どの剪断機構が使用されるかに依存する）（第１の剪断境界）は、テープ材料の表面上で横方向に摺動し得る。テープ材料は、また、テープが、モールドの表面に付着されると、この位置で固定されると考えられる。このように、実際に、剪断機構を変位させることにより、トウ案内ローラへの把持シューの押圧、又は、圧縮ローラへの把持シューの押圧によって（どの剪断機構が使用されるかによる）生成され、また、位置ずれの起点である、剪断境界（第２の剪断境界）で、テープが移動させられる。
【0292】
機構の別の例では、第２の剪断境界のみが、作動させられ得る。しかしながら、これは、テープ敷設システム内に、必要な構成要素の全てをパッケージングするという点で、いくつかの複雑さを生じる。
【0293】
滑り補償機構４００は、１つ以上のレール４０２を含み得、それに、剪断機構５がそれで移動するように取り付けられる。レール又は各レール４０２は、ヘッド１又はシステム１００の別の部分の取り付け装置（例えば、不図示の、レール又は各レール４０２を受容する、１つ又は複数の部材）によって担持され得、レール又は各レール４０２は、上述されるように、その横方向の移動中に、取り付け装置に対して移動可能であり得る。したがって、剪断機構５は、取り付け装置に対して（すなわち、ヘッド１又はシステム１００の他の部分に対して）移動可能であり得る。剪断機構５の取り付け装置に対する移動は、いくつかの異なる方法で駆動され得る。例えば、滑り補償機構４００は、剪断機構５の横方向移動を駆動するために、ベルト又はチェーン駆動装置、空気圧式又は油圧式ラム、又は、ラックアンドピニオン式駆動装置を含み得る。いくつかの実施形態では、レール又は各レール４０２は、ヘッド１又はシステム１００の一部であり、取り付け装置は、剪断機構５に取り付けられる。
【0294】
いくつかの実施形態では、滑りは、把持領域で発生し、したがって、テープ供給部４及び／又は裏打ち材回収部６に対する剪断機構５の移動は、この滑りを修正するために使用され得る。いくつかの実施形態では、トウ材料は、把持領域に到達する前に、剪断機構５の他のいかなる部分とも接触しない。
【0295】
これは、例えば、図１９－図２１に示される。図１９では、剪断機構５は、ホーム位置にある（例えば、トウ材料２２は、圧縮シュー５１に沿って、実質的に中心に位置づけられる。図２０は、同じ装置を示すが、滑りが生じており、元のトウ材料は、参照のために、破線で示される）。図２１は、例えば、クリールユニット６００に対するその位置の、１つの極端における剪断機構５を示す。
【0296】
このようにして可能である横方向の移動は、制限され得る（例えば、レール又は各レール４０２又は駆動装置の長さによって）。したがって、作動時には、テープ供給部４及び／又は裏打ち材回収部６に対する剪断機構５の位置を、（リセット作動において）リセットする（又は「ホーム」にする）必要がある。これは、圧縮シュー５１（又は圧縮ローラ３００）が、モールド３に接触しない間に、例えば、把持領域を解放することによって（すなわち、トウ案内ローラ５２及び／又は把持シュー５３を互いから解放することによって）達成され得る。剪断機構５は、その後、把持領域が再係合される前に移動させられ得る。裏打ち材２１の張力は、これが完了した後であるが、トウ材料２２の敷設が開始（又は再開）される前に、再び増加させられ得る。
【0297】
いくつかの実施形態では、滑り補償機構４００は、１つ以上の境界部材（図示せず）を含む。境界部材又は各境界部材は、リセット作動中に、トウ材料の横方向の動きを、抑制、又は、実質的に防止するように構成される。境界部材又は各境界部材は、トウ材料２２が境界部材に当接し、トウ材料２２の横方向の移動（又はそれ以上の移動）を防止するであろうように位置決めされ得る。境界部材又は各境界部材は、トウ材料２２が、それを通って、または、それの上方を通過する（例えば、把持領域に到達する前に）、案内部材の一部であり得る。案内部材は、一対の一方が、トウ材料２２のいずれかの側にあるように配置された、一対の直立境界部材を含み得る。案内部材は、トウ材料２２がその上方を通過し得、そこから境界部材が延びるプレートを含み得る。
【0298】
いくつかの実施形態では、滑り補償機構４００は、滑りを生じた作動を識別するように構成され得る。これらは、例えば、システム１００及び／又はヘッド１の作動（モールド３に対する圧縮シュー５１又は圧縮ローラ３００の移動速度など）のパラメータであり得る。滑り補償機構４００は、これらをコントローラ７３にフィードバックするように構成され得、コントローラ７３は、システム１００及び／又はヘッド１の作動を調整して、例えば、それらの作動のうちの１つ以上を回避し、又は、それらを補償することによって、滑りのリスクを低減し得る。これは、テープ供給部４からのトウ材料２２の解放の移動を遅くするか、又は、トウ材料２２の張力を調整することを含み得る。
【0299】
実施形態は、全体として、レール又は各レール４０２に取り付けられ、滑り補償機構４００によって移動させられる、剪断機構５を参照して説明されたが、いくつかの実施形態では、把持シュー５３及びトウ案内ローラ５４だけが、レール又は各レール４０２に取り付けられ、滑り補償機構４００によって移動させられる（そのような移動は、例えば、圧縮シュー５１に対して相対的である）。いくつかの実施形態では、把持シュー５３及び２つの案内ローラ５４は、（圧縮シュー５１を備えずに）組み合わせて、ピンチアセンブリと称され得る。
【0300】
敷設作業
理解されるように、実施形態は、トウ材料２２の剪断が、敷設されるトウ材料２２を操向するように使用される、モールド３にトウ材料２２を敷設する方法を含む。敷設作業中、張力制御システム７は、説明されるように、剪断機構５におけるトウ材料２２の張力を調整するように作用する。
理解されるように、実施形態は、トウ材料２２の剪断が、敷設されるトウ材料２２を操向するように使用される、モールド３にトウ材料２２を敷設する方法を含む。敷設作業中、張力制御システム７は、説明されるように、剪断機構５におけるトウ材料２２の張力を調整するように作用する。
【0301】
その他
張力制御システム７及び／又はウェブ機構２００及び／又は滑り補償機構４００の作動は、コントローラ７３によって制御され得、コントローラ７３は、プロセッサ又は各プロセッサ７３ａを使用して命令（コンピュータ可読媒体７３ｃに記憶される命令）を実行し得る。したがって、実施形態は、ンピュータプログラムを形成し得る、命令を含み得る。実施形態は、また、これらの命令を記憶する、コンピュータ可読媒体を含む。
張力制御システム７及び／又はウェブ機構２００及び／又は滑り補償機構４００の作動は、コントローラ７３によって制御され得、コントローラ７３は、プロセッサ又は各プロセッサ７３ａを使用して命令（コンピュータ可読媒体７３ｃに記憶される命令）を実行し得る。したがって、実施形態は、ンピュータプログラムを形成し得る、命令を含み得る。実施形態は、また、これらの命令を記憶する、コンピュータ可読媒体を含む。
【0302】
剪断機構５におけるトウ材料２２の張力に対する参照は、剪断境界間のトウ材料２２の張力への参照である。図示された実施形態では、これらは、圧縮シュー５１（例えば、その前縁）、及び、把持シュー５３（例えば、その最遠位端）によって画定されるが、他の形態の剪断機構５が可能であり、これは、トウ敷設ヘッド１の異なる物理的特徴によって画定される剪断境界をもたらし得る。本明細書に記載される同じ制御技術は、異なる形態の操向機構（剪断機構５は、まさに、その一例である）を有する、多種多様なトウ敷設ヘッド１に適用され得ることが理解されるべきである。
【0303】
本明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、「含み」及び「含んでいる」という用語、並びに、その変形は、特定された特徴、工程、又は、完全体が含まれることを意味する。用語は、他の特徴、工程、又は、構成要素の存在を排除するように解釈されるべきではない。
【0304】
上述の説明、又は、以下の特許請求の範囲に開示された特徴、又は、それらの特定の形態で、若しくは、開示された機能を実行するための手段に関して表現された、添付の図面、又は、開示された効果を適切に達成するための方法若しくは工程は、個々に、又は、そのような特徴の任意の組み合わせにおいて、その多様な形態で本発明を再現実化するために利用され得る。
【0305】
本発明のいくつかの例示的な実施形態が説明されたが、添付の特許請求の範囲の範囲は、これらの実施形態のみに限定されることを意図されない。特許請求の範囲は、文字通りに、意図的に、及び／又は、均等物を包含するように、解釈されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【国際調査報告】