繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置及び縫合方法
【課題】幅が変化する形状のプリフォームの場合にも生産性を向上できるようにする。
【解決手段】移送方向Ｒへのプリフォーム１１の移送に伴い、作業幅領域Ｓ１に対応するプリフォーム１１の幅（移送方向Ｒと直交する方向のプリフォーム１１の長さ）が変化して（作業幅領域Ｓ１の幅が変化して）或るステッチ針１６が作業幅領域Ｓ１から外れた場合、第１支持ブロック１５及び第２支持ブロック２０が下動されてステッチ針１６及び第１接触プレート２１１が実線で示す作業位置から鎖線で示す退避位置に切り換え配置される。又、糸ガイド３３が実線で示す作業位置から鎖線で示す退避位置に切り換え配置されると共に、第２接触プレート４１１が実線で示す作業位置から鎖線で示す退避位置に切り換え配置される。
【解決手段】移送方向Ｒへのプリフォーム１１の移送に伴い、作業幅領域Ｓ１に対応するプリフォーム１１の幅（移送方向Ｒと直交する方向のプリフォーム１１の長さ）が変化して（作業幅領域Ｓ１の幅が変化して）或るステッチ針１６が作業幅領域Ｓ１から外れた場合、第１支持ブロック１５及び第２支持ブロック２０が下動されてステッチ針１６及び第１接触プレート２１１が実線で示す作業位置から鎖線で示す退避位置に切り換え配置される。又、糸ガイド３３が実線で示す作業位置から鎖線で示す退避位置に切り換え配置されると共に、第２接触プレート４１１が実線で示す作業位置から鎖線で示す退避位置に切り換え配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッチ針と、前記ステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドとを繊維強化複合材料用プリフォームの幅方向に複数配設した繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置及び縫合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維やガラス繊維等の繊維に樹脂を含浸させて樹脂を繊維で強化した繊維強化複合材料は、必要な強度を得ながら軽量化を図る上で好ましい材料である。樹脂を含浸して成型する前に強化繊維によって形成されるシート形状物は、一般的にプリフォームと呼ばれており、この種のプリフォームが例えば特許文献１に開示されている。プリフォームを形成するための繊維束は、繊維束ガイドから繰り出しながら、ピン植設部材に列設された複数のピンに掛け止められてゆくことによってシート形状に配列されてゆく。
【０００３】
プリフォームを構成する繊維束は、一方向に配列した後に該方向と交差する方向（例えば直交する方向）に重ねて配列されてゆき、プリフォームは、積層構造となる。このようなプリフォームは、繊維束がばらけないように縫合装置によって縫合される。
【０００４】
特許文献１に開示のプリフォームのシート形状は、矩形以外にも幅が変化する形状（例えば台形）もある。プリフォームのシート形状が矩形である場合には、例えば該プリフォームの短辺方向に該短辺の長さにわたって複数のステッチ針を直列に列設した縫合装置によって該プリフォームの長辺方向に縫ってゆけば、生産性がよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１８１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プリフォームのシート形状が例えば台形である場合には、前記のピン植設部材は台形形状であって、複数のピンが台形の辺に沿って列設される。このような台形の辺に沿って列設されたピンに掛け止められた繊維束によって形成されたプリフォームを、前記したような複数のステッチ針を列設した縫合装置によって台形の平行な辺の方向に縫っていったとすると、直列に列設した複数のステッチ針のうちのいずれかがピン植設部材の平行でない対辺部に当たることになる。
【０００７】
ステッチ針がピン植設部材に当たらないように縫合するには、単一のステッチ針を備えた縫合装置あるいは複数のステッチ針を短い長さ内に列設した縫合装置を用いればよい。しかし、このような縫合装置では、プリフォームの全面にわたって縫ってゆくには、例えば台形の平行な辺の方向にステッチ針を何回も往復させる必要があり、プリフォームの生産性が悪い。
【０００８】
本発明は、幅が変化する形状のプリフォームの場合にも生産性を向上できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１乃至請求項５の本発明は、ステッチ針と、前記ステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドとを繊維強化複合材料用プリフォームの幅方向に複数配設した繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置を対象とし、請求項１の発明では、前記プリフォームの歩進毎のステッチ作業領域における作業幅領域の幅変化に応じて、前記作業幅領域内の前記ステッチ針をステッチ針作業位置に配置すると共に、前記作業幅領域外の前記ステッチ針を前記ステッチ針作業位置よりも前記プリフォームから離れたステッチ針退避位置に配置する第１切り換え手段と、前記複数の糸ガイドのうち、前記ステッチ針作業位置に配置されるステッチ針と対の糸ガイドを糸ガイド作業位置に配置すると共に、前記ステッチ針退避位置に配置されるステッチ針と対の糸ガイドを糸ガイド退避位置に配置する第２切り換え手段とを備える。
【００１０】
作業幅領域外にあるステッチ針をステッチ針退避位置に配置すると共に、該ステッチ針と対の糸ガイドを糸ガイド退避位置に配置することにより、プリフォームを保持する枠体とステッチ針との当接及び枠体と糸ガイドとの当接が回避される。そのため、プリフォームの歩進方向と直交する方向におけるプリフォームの最大幅にわたってステッチ針を列設することができ、幅が変化する形状のプリフォームの場合にも生産性を向上することができる。
【００１１】
好適な例では、前記第１切り換え手段は、前記ステッチ針を支持する第１支持ブロックと、前記ステッチ針を前記ステッチ針作業位置と前記ステッチ針退避位置とに切り換え配置するように前記第１支持ブロックを切り換え駆動する第１駆動手段と、前記第１支持ブロックを直線状に案内するガイドレールとを備える。
【００１２】
ガイドレールに沿ってステッチ針をステッチ針作業位置とステッチ針退避位置とに切り換え配置する構成は、簡便である。
好適な例では、前記プリフォームに接する接触位置と前記プリフォームに接しない退避位置とに切り換え配置される第１接触プレートが前記ステッチ針と対になって幅方向に複数配設されており、前記第１接触プレートを支持する第２支持ブロックと、前記ステッチ針を前記ステッチ針退避位置に配置するときに前記第２支持ブロックと前記第１支持ブロックとを一体的に連結する連結手段とを備える。
【００１３】
第１接触プレートは、ステッチ針がある側からプリフォームに接してプリフォームを保持するためのものである。連結手段が連結しない状態にあるときには、第１接触プレートがプリフォームに接した状態でステッチ針を支持する第１支持ブロックを動かしてステッチ針に作業を行わせることができる。
【００１４】
好適な例では、前記第２切り換え手段は、前記糸ガイドを支持する支持アームと、前記支持アームを支持する駆動軸と、前記駆動軸を中心にして前記糸ガイドを前記糸ガイド作業位置と前記糸ガイド退避位置とに切り換え駆動する第２駆動手段とを備える。
【００１５】
好適な例では、前記プリフォームに接する接触位置と前記プリフォームに接しない退避位置とに切り換え配置される第２接触プレートが前記糸ガイドと対になって幅方向に複数配設されており、前記第２接触プレートを支持する第３支持ブロックと、前記第２接触プレートを前記接触位置と前記退避位置とに切り換え配置するように第２接触プレートを切り換え駆動する第３駆動手段と、前記第２接触プレートを直線状に案内するガイドレールとを備える第３切り換え手段が設けられている。
【００１６】
ガイドレールに沿って第２接触プレートを接触位置と退避位置とに切り換え配置する構成は、簡便である。
請求項６の発明は、ステッチ針と、前記ステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドとを繊維強化複合材料用プリフォームの幅方向に複数配設した繊維強化複合材料用プリフォームの製造方法を対象とし、前記プリフォームの移送方向に関するステッチ作業領域における前記プリフォームの幅方向の作業幅領域の前記幅方向の内に前記ステッチ針が配置される場合には、該ステッチ針をステッチ針作業位置に配置すると共に、前記ステッチ針作業位置に配置されるステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドを糸ガイド作業位置に配置し、前記作業幅領域の前記幅方向の外に前記ステッチ針が配置される場合には、該ステッチ針をステッチ針退避位置に配置すると共に、前記ステッチ針退避位置に配置されるステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドを糸ガイド退避位置に配置する。
【００１７】
作業幅領域内にあるステッチ針が作業幅領域から外れる場合には、ステッチ針がステッチ針退避位置に配置されると共に、該ステッチ針と対の糸ガイドが糸ガイド退避位置に配置される。そのため、プリフォームの歩進方向と直交する方向におけるプリフォームの最大幅にわたってステッチ針及び糸ガイドを列設することができ、幅が変化する形状のプリフォームの場合にも生産性が向上する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、幅が変化する形状のプリフォームの場合にも生産性を向上できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態を示す側断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】（ａ）は、図１のＣ−Ｃ線断面図。（ｂ）は、図１のＤ−Ｄ線断面図。
【図５】（ａ）は、ステッチ針がステッチ針作業位置にある状態を示す部分側断面図。（ｂ）は、ステッチ針がステッチ針退避位置にある状態を示す部分側断面図。
【図６】糸ガイドが糸ガイド作業位置にある状態を示す部分側断面図。
【図７】糸ガイドが糸ガイド退避位置にある状態を示す部分側断面図。
【図８】（ａ）は、枠体の斜視図。（ｂ）は、繊維束を配列した状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。
図１は、プリフォーム１１を縫合するための縫合装置１０を示す。プリフォーム１１の水平な移送経路の直下には上下一対の支持バー１２，１３がプリフォーム１１の移送方向Ｒと直交する方向、且つ水平方向に延設されている。
【００２１】
図２に示すように、支持バー１２，１３（図２には支持バー１２のみを図示）には複数本のガイドレール１４が支持バー１２，１３の長さ方向に所定の間隔で垂直に取り付けられている。隣り合うガイドレール１４には第１支持ブロック１５が上下にスライド可能に支持されている。第１支持ブロック１５は、プリフォーム１１の幅方向（プリフォーム１１の移送方向Ｒと直交する方向の幅）全体にわたって複数配設されている。各第１支持ブロック１５の上端には複数本のステッチ針１６〔図２に示すように、本実施形態では３本〕が植設されている。
【００２２】
図１に示すように、第１支持ブロック１５の前方〔図１において右側を前側としている〕にはエアシリンダ１７が第１支持ブロック１５に対向するように配設されており、エアシリンダ１７のピストンロッド１７１が第１支持ブロック１５に設けられた孔１５１に出入り可能である。エアシリンダ１７への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁１８によって制御される。エアシリンダ１７のピストンロッド１７１は、電磁三方弁１８の励磁によるエアシリンダ１７への圧力エアの供給によって孔１５１へ突入する。電磁三方弁１８が消磁されると、ピストンロッド１７１は、エアシリンダ１７内の図示しない復帰ばねによって孔１５１から抜け出す。電磁三方弁１８は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁１８の励消磁を制御する。図２に示すように、エアシリンダ１７は、各第１支持ブロック１５に１対１に対向して設けられている。
【００２３】
図１に示すように、エアシリンダ１７は、ステッチ針駆動手段１９によって上下動される。エアシリンダ１７の上下動は、ピストンロッド１７１が孔１５１に入り込んでいる状態のときに行われ、エアシリンダ１７、第１支持ブロック１５及びステッチ針１６がガイドレール１４に沿って一体的に上下動する。ステッチ針１６の上下動は、ステッチ針作業位置での縫合作業を行なうステッチ針１６の縫合動作である。
【００２４】
第１支持ブロック１５の直下には第２支持ブロック２０が隣り合うガイドレール１４に上下にスライド可能に支持されている。第２支持ブロック２０の後面〔図１において左側を後側としている〕には支持アーム２０１が一体形成されており、支持アーム２０１の先端部には下側プレスプレート２１が止着されている。下側プレスプレート２１の上部にはプリフォーム１１の下面に接触可能な第１接触プレート２１１が折り曲げ形成されている。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、第１接触プレート２１１には針通し孔２１２が形成されている。ステッチ針１６は、針通し孔２１２に出入り可能である。
図１に示すように、第２支持ブロック２０の前方にはエアシリンダ２５が第２支持ブロック２０に対向するように配設されており、エアシリンダ２５のピストンロッド２５１が第２支持ブロック２０に設けられた孔２０２に出入り可能である。エアシリンダ２５への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁２６によって制御される。エアシリンダ２５のピストンロッド２５１は、電磁三方弁２６の励磁によるエアシリンダ２５への圧力エアの供給によって孔２０２へ突入する。電磁三方弁２６が消磁されると、ピストンロッド２５１は、エアシリンダ２５内の図示しない復帰ばねによって孔２０２から抜け出す。電磁三方弁２６は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁２６の励消磁を制御する。
【００２６】
図３に示すように、エアシリンダ２５は、各第２支持ブロック２０に１対１に対向して設けられている。
図１に示すように、エアシリンダ２５は、下側プレスプレート駆動手段２７によって上下動される。エアシリンダ２５の上下動は、ピストンロッド２５１が孔２０２に入り込んでいる状態のときに行われ、エアシリンダ２５、第２支持ブロック２０及び下側プレスプレート２１がガイドレール１４に沿って一体的に上下動する。下側プレスプレート２１が上動されると、第１接触プレート２１１がプリフォーム１１の下面に接触し、下側プレスプレート２１が下動されると、第１接触プレート２１１がプリフォーム１１の下面から離れる。エアシリンダ２５の下動に伴うプリフォーム１１の下面からの第１接触プレート２１１の離間は、プリフォーム１１を移送方向Ｒへ歩進するときに行われる。
【００２７】
支持アーム２０１の中間部には取り付け板２２が立設されており、取り付け板２２にはエアシリンダ２３が第１支持ブロック１５に対向するように取り付けられている。エアシリンダ２３のピストンロッド２３１が第１支持ブロック１５の後面側に設けられた孔１５２に出入り可能である。図２に示すように、エアシリンダ２３は、各第１支持ブロック１５に１対１に対向して設けられている。
【００２８】
図１に示すように、エアシリンダ２３への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁２４によって制御される。エアシリンダ２３のピストンロッド２３１は、電磁三方弁２４の励磁によるエアシリンダ２３への圧力エアの供給によって孔１５２へ突入する。電磁三方弁２４が消磁されると、ピストンロッド２３１は、エアシリンダ２３内の図示しない復帰ばねによって孔１５２から抜け出す。電磁三方弁２４は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁２４の励消磁を制御する。電磁三方弁２４の励磁によってピストンロッド２３１が孔１５２へ入り込んでいる状態では、第１支持ブロック１５と第２支持ブロック２０とが一体化して上下動可能である。
【００２９】
各第２支持ブロック２０の前方にはエアシリンダ２８が各第２支持ブロック２０に１対１に対向するように配設されている。エアシリンダ２８のピストンロッド２８１は、第２支持ブロック２０に設けられた孔２０３に出入り可能である。エアシリンダ２８への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁２９によって制御される。エアシリンダ２８のピストンロッド２８１は、電磁三方弁２９の励磁によるエアシリンダ２８への圧力エアの供給によって孔２０３へ突入する。電磁三方弁２９が消磁されると、ピストンロッド２８１は、エアシリンダ２８内の図示しない復帰ばねによって孔２０３から抜け出す。電磁三方弁２９は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁２９の励消磁を制御する。
【００３０】
エアシリンダ２８は、第１駆動手段３０によって上下動される。第１駆動手段３０は、制御コンピュータＣの駆動制御を受ける。制御コンピュータＣは、縫合プログラムに基づいて第１駆動手段３０を駆動制御する。エアシリンダ２８の上下動は、ピストンロッド２８１が孔２０３に入り込んでいる状態、且つエアシリンダ２３のピストンロッド２３１が孔１５２に入り込んでいる状態、且つピストンロッド１７１，２５１が孔１５１，２０２から抜け出している状態のときに行われ、エアシリンダ２８、第２支持ブロック２０及び第１支持ブロック１５がガイドレール１４に沿って一体的に上下動する。エアシリンダ２８、第２支持ブロック２０及び第１支持ブロック１５の一体的な上下動は、ステッチ針１６を図５（ａ）に示すステッチ針作業位置と図５（ｂ）に示すステッチ針退避位置とに切り換え配置する動作である。
【００３１】
図１に示すように、支持バー１３より上側、且つ第２支持ブロック２０より後側にはエアシリンダ５８が配設されている。エアシリンダ５８のピストンロッド５８１が第２支持ブロック２０に設けられた孔２０３に出入り可能である。エアシリンダ５８への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁５９によって制御される。エアシリンダ５８のピストンロッド５８１は、電磁三方弁５９の励磁によるエアシリンダ５８への圧力エアの供給によって孔２０３へ突入する。電磁三方弁５９が消磁されると、ピストンロッド５８１は、エアシリンダ５８内の図示しない復帰ばねによって孔２０３から抜け出す。電磁三方弁５９は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁５９の励消磁を制御する。
【００３２】
プリフォーム１１の移送経路の上方には駆動軸３１が支持バー１２，１３と平行に配設されており、駆動軸３１には支持アーム３２が回動可能に垂下支持されている。駆動軸３１は、糸ガイド駆動手段５３によって往復回動と軸方向の往復移動とが可能に駆動されるようになっている。
【００３３】
支持アーム３２は、第１支持ブロック１５と1対１に対応して駆動軸３１の軸方向に複数配設されており、各支持アーム３２には糸ガイド３３が取り付け金具３４を介して垂下支持されている。ガイドローラ３５，３６によって案内される糸Ｙは、糸ガイド３３の下端部の糸通し孔３３１に通されている。
【００３４】
支持アーム３２の環状の基部３２１の周面には連結突起３２２が形成されており、連結突起３２２の近くにはエアシリンダ４８が配設されている。エアシリンダ４８のピストンロッド４８１は、連結突起３２２に連結されている。エアシリンダ４８への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁４９によって制御される。エアシリンダ４８のピストンロッド４８１は、電磁三方弁４９の励磁によるエアシリンダ４８への圧力エアの供給によって駆動軸３１を中心にして連結突起３２２を図１において左回りに回動させる。電磁三方弁４９が消磁されると、ピストンロッド４８１は、エアシリンダ４８内の図示しない復帰ばねによって駆動軸３１を中心にして連結突起３２２を図１において右回りに回動させる。電磁三方弁４９は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁４９の励消磁を制御する。
【００３５】
図６に示すように、基部３２１にはプランジャ５４が取り付けられている。プランジャ５４は、基部３２１を外周面から内周面へと貫通する筒５５と、筒５５内に収容された圧縮ばね５６と、圧縮ばね５６によって駆動軸３１の周面に押接されるボール５７とから構成されている。駆動軸３１の周面には一対の位置決め溝３１１，３１２が駆動軸３１の軸方向に平行に形成されている。ボール５７は、位置決め溝３１１，３１２に嵌り込み可能である。
【００３６】
図１に示すように、プリフォーム１１の移送経路の上方には上下一対の支持バー３７，３８がプリフォーム１１の移送方向Ｒと直交する方向、且つ水平方向に延設されている。支持バー３７，３８には複数本のガイドレール３９が支持バー３７，３８の長さ方向に所定の間隔で垂直に取り付けられている。ガイドレール３９は、ガイドレール１４と上下に1対１に対応して配設されており、隣り合うガイドレール３９には第３支持ブロック４０が上下にスライド可能に支持されている。
【００３７】
第３支持ブロック４０の前面には上側プレスプレート４１が止着されている。上側プレスプレート４１の下部にはプリフォーム１１の上面に接触可能な第２接触プレート４１１が折り曲げ形成されている。第２接触プレート４１１には針通し孔４１２〔図６参照〕が形成されている。第２接触プレート４１１は、上下方向に見て第１接触プレート２１１と重なり合っており、針通し孔４１２は、上下方向に見て針通し孔２１２と重なっている。ステッチ針１６は、針通し孔４１２に出入り可能である。
【００３８】
第３支持ブロック４０の後方にはエアシリンダ４２が第３支持ブロック４０に対向するように配設されており、エアシリンダ４２のピストンロッド４２１が第３支持ブロック４０に設けられた孔４０１に出入り可能である。エアシリンダ４２への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁４３によって制御される。エアシリンダ４２のピストンロッド４２１は、電磁三方弁４３の励磁によるエアシリンダ４２への圧力エアの供給によって孔４０１へ突入する。電磁三方弁４３が消磁されると、ピストンロッド４２１は、エアシリンダ４２内の図示しない復帰ばねによって孔４０１から抜け出す。電磁三方弁４３は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁４３の励消磁を制御する。
【００３９】
エアシリンダ４２は、上側プレスプレート駆動手段４４によって上下動される。エアシリンダ４２の上下動は、ピストンロッド４２１が孔４０１に入り込んでいる状態のときに行われ、エアシリンダ４２、第３支持ブロック４０及び上側プレスプレート駆動手段４４がガイドレール３９に沿って一体的に上下動する。上側プレスプレート４１が下動されると、第２接触プレート４１１がプリフォーム１１の上面に接触し、上側プレスプレート４１が上動されると、第２接触プレート４１１がプリフォーム１１の上面から離れる。エアシリンダ４２の上動に伴うプリフォーム１１の上面からの第２接触プレート４１１の離間は、プリフォーム１１を移送方向Ｒへ歩進するときに行われる。
【００４０】
第３支持ブロック４０の後方にはエアシリンダ４５が第３支持ブロック４０に対向するように配設されている。エアシリンダ４５のピストンロッド４５１は、第３支持ブロック４０に設けられた孔４０２に出入り可能である。エアシリンダ４５への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁４６によって制御される。エアシリンダ４５のピストンロッド４５１は、電磁三方弁４６の励磁によるエアシリンダ４５への圧力エアの供給によって孔４０２へ突入する。電磁三方弁４６が消磁されると、ピストンロッド４５１は、エアシリンダ４５内の図示しない復帰ばねによって孔４０２から抜け出す。電磁三方弁４６は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁４６の励消磁を制御する。
【００４１】
エアシリンダ４５は、第３駆動手段４７によって上下動される。第３駆動手段４７は、制御コンピュータＣの駆動制御を受ける。制御コンピュータＣは、縫合プログラムに基づいて第３駆動手段４７を駆動制御する。エアシリンダ４５の上下動は、上側プレスプレート４１を図６に示すプレス作業位置と図７に示す退避位置とに切り換え配置する動作である。
【００４２】
図１に示すように、支持バー３７より下側、且つ第３支持ブロック４０より前側にはエアシリンダ６０が配設されている。エアシリンダ６０のピストンロッド６０１は、第３支持ブロック４０に設けられた孔４０２に出入り可能である。エアシリンダ６０への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁６１によって制御される。エアシリンダ６０のピストンロッド６０１は、電磁三方弁６１の励磁によるエアシリンダ６０への圧力エアの供給によって孔４０２へ突入する。電磁三方弁６１が消磁されると、ピストンロッド６０１は、エアシリンダ６０内の図示しない復帰ばねによって孔４０２から抜け出す。電磁三方弁６１は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁６１の励消磁を制御する。
【００４３】
図８（ａ）は、枠体５０の辺上に多数のピン５１を立設した繊維束配列ジグ５２を示す。図示しない繊維束ガイドから繰り出される繊維束は、繊維束ガイドを移動反転して対向辺上のピン５１に掛け止めながら配列されてゆく。繊維束は、一方向に配列された後にこの方向と交差する方向（例えば直交する方向）に重ねて配列されて積層構造のプリフォーム１１が形成される。図８（ｂ）は、繊維束配列ジグ５２に形成されたプリフォーム１１を示す。プリフォーム１１は、繊維束配列ジグ５２に取り付けたまま縫合装置１０によって縫合される。図８（ａ）に示す繊維束配列ジグ５２の枠内は、ステッチ作業領域Ｓである。
【００４４】
図８（ａ）におけるステッチ作業領域Ｓにおける帯状部分Ｓ１は、或る縫合サイクルにおける作業幅領域である。縫合サイクルとは、針通し孔２１２，４１２〔図６参照〕を出入りするステッチ針１６〔図６参照〕の１回の上下動と、上下動するステッチ針１６の鉤部に糸Ｙを引っ掛ける糸ガイド３３〔図６参照〕の１回の動作のことである。
【００４５】
繊維束配列ジグ５２は、図８（ｂ）及び図１に示す移送方向Ｒへ移送される。そのため、帯状部分Ｓ１（以下においては作業幅領域Ｓ１という）は、プリフォーム１１の歩進毎に移送方向Ｒと反対方向に移ってゆき、作業幅領域Ｓ１は、枠体５０の幅の変化に応じて変化する。上下方向に見てステッチ針１６が作業幅領域Ｓ１内に入っていれば、該ステッチ針１６と対となる糸ガイド３３も作業幅領域Ｓ１内に入っており、該ステッチ針１６に対応する下側プレスプレート２１及び上側プレスプレート４１も作業幅領域Ｓ１内に入っている。
【００４６】
制御コンピュータＣは、移送方向Ｒへ移送される繊維束配列ジグ５２の枠内の作業幅領域Ｓ１の位置を把握している。又、制御コンピュータＣは、ステッチ針１６のうちのどのステッチ針１６が作業幅領域Ｓ１内にあり、どのステッチ針１６が作業幅領域Ｓ１外にあるかを把握している。
【００４７】
次に、縫合プログラムに基づく制御コンピュータＣの縫合制御を説明する。
図５（ａ）は、ステッチ針１６、糸ガイド３３、下側プレスプレート２１及び上側プレスプレート４１は、作業幅領域Ｓ１内にある場合を示す。
【００４８】
ステッチ針１６が作業幅領域Ｓ１内にある場合、制御コンピュータＣは、第２支持ブロック２０に対向するエアシリンダ２５のピストンロッド２５１を孔２０２に突入させた状態、且つ第１支持ブロック１５に対向するエアシリンダ１７のピストンロッド１７１を孔１５１に突入させた状態に制御する。又、制御コンピュータＣは、第１支持ブロック１５に対向するエアシリンダ２３のピストンロッド２３１を孔１５２から離脱させた状態に維持する。さらに、制御コンピュータＣは、エアシリンダ２８のピストンロッド２８１を孔２０３から離脱させた状態に制御する。これによりステッチ針１６がステッチ針作業位置に配置され、下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１が図５（ａ）に示す接触位置に保持される。
【００４９】
図６は、図５（ａ）の状態に対応し、制御コンピュータＣは、エアシリンダ４８のピストンロッド４８１が連結突起３２２を作業位置に配置させた状態、つまり電磁三方弁４９を消磁した状態に制御する。これによりプランジャ５４のボール５７が位置決め溝３１１に嵌り込んだ状態に維持され、ステッチ針１６と対の糸ガイド３３が図６に示す糸ガイド作業位置に保持される。
【００５０】
又、制御コンピュータＣは、第３支持ブロック４０に対向するエアシリンダ４２のピストンロッド４２１を孔４０１に突入させた状態に制御する。さらに、制御コンピュータＣは、エアシリンダ４５のピストンロッド４５１を孔４０２から離脱させた状態に制御する。これにより上側プレスプレート４１の第２接触プレート４１１が図６に示す接触位置に保持される。
【００５１】
図５（ａ）及び図６に示す状態でステッチ針駆動手段１９が作動され、ステッチ針１６が上下動されると共に、糸ガイド駆動手段５３が駆動されて駆動軸３１が往復回動及び軸方向へ往復移動する。この場合、下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１がプリフォーム１１の下面に接触する位置に保持され、上側プレスプレート４１の第２接触プレート４１１がプリフォーム１１の上面に接触する位置に保持される。
【００５２】
全てのステッチ針１６が作業幅領域Ｓ１にあれば、全てのステッチ針１６が図５（ａ）に示すステッチ針作業位置に配置されて一斉に縫合作業を行なうと共に、全ての糸ガイド３３が図６に示す糸ガイド作業位置に配置されて一斉に縫合作業を行なう。
【００５３】
図５（ａ）及び図６に示す状態での縫合サイクル（針通し孔２１２，４１２を出入りするステッチ針１６の１回の上下動と、上下動するステッチ針１６の鉤部に糸Ｙを引っ掛ける糸ガイド３３の１回の動作）が完了すると、繊維束配列ジグ５２が移送方向Ｒへ１ステップ分だけ歩進される。この場合、下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１がプリフォーム１１の下面から所定距離だけ離れた位置となるように下側プレスプレート駆動手段２７が作動され、且つ上側プレスプレート４１の第２接触プレート４１１がプリフォーム１１の上面から所定距離だけ離れた位置となるように上側プレスプレート駆動手段４４が作動される。これによりプリフォーム１１が下側プレスプレート２１及び上側プレスプレート４１の押接作用から解放されて繊維束配列ジグ５２と一体的に移送方向Ｒへ１ステップ分だけ歩進する。この１ステップ歩進後にステッチ針１６が引き続いて作業幅領域Ｓ１内にある場合には、制御コンピュータＣは、前記と同じ縫合制御を行なう。
【００５４】
図５（ｂ）は、ステッチ針１６、糸ガイド３３、下側プレスプレート２１及び上側プレスプレート４１がプリフォーム１１の１ステップ歩進によって作業幅領域Ｓ１外に外れた状態を示す。この場合、制御コンピュータＣは、第２支持ブロック２０に対向するエアシリンダ２５のピストンロッド２５１を孔２０２から離脱させた状態、且つ第１支持ブロック１５に対向するエアシリンダ１７のピストンロッド１７１を孔１５１から離脱させた状態に制御する。又、制御コンピュータＣは、第１支持ブロック１５に対向するエアシリンダ２３のピストンロッド２３１を孔１５２に突入させた状態に維持する。
【００５５】
さらに、制御コンピュータＣは、エアシリンダ２８のピストンロッド２８１を孔２０３に突入させた状態に制御する。そして、制御コンピュータＣは、第１駆動手段３０を駆動させてエアシリンダ２８を図５（ａ）の位置から図５（ｂ）の位置へ移動する。これにより第１支持ブロック１５及び第２支持ブロック２０が一体的に図５（ａ）に示す作業位置から図５（ｂ）に示す退避位置へ移行する。第１支持ブロック１５及び第２支持ブロック２０が退避位置へ移行した後、制御コンピュータＣは、エアシリンダ５８のピストンロッド５８１を孔２０３に突入させると共に、エアシリンダ２８のピストンロッド２８１を孔２０３から離脱させる制御を行なう。これによりステッチ針１６が図５（ｂ）に示すステッチ針退避位置に保持され、下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１が図５（ｂ）に示す退避位置に保持される。
【００５６】
ステッチ針退避位置は、ステッチ針１６が枠体５０（図８に図示）と抵触しない位置であり、下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１の退避位置は、下側プレスプレート２１が枠体５０と抵触しない位置である。
【００５７】
図７は、図５（ｂ）の状態に対応する。制御コンピュータＣは、電磁三方弁４９を励磁してエアシリンダ４８のピストンロッド４８１が駆動軸３１を中心にして連結突起３２２を左回りに回動した位置に配置する制御を行なう。これにより支持アーム３２が図６に示す位置から図７に示す位置に配置され、プランジャ５４のボール５７が位置決め溝３１１から位置決め溝３１２へ移行して嵌り込む。これによりステッチ針１６と対の糸ガイド３３が図６に示す糸ガイド作業位置から図７に示す糸ガイド退避位置に移行されて保持される。糸ガイド退避位置は、糸ガイド３３が枠体５０及びピン５１と抵触しない位置である。
【００５８】
さらに、制御コンピュータＣは、第３支持ブロック４０に対向するエアシリンダ４２のピストンロッド４２１を孔４０１から離脱位置させる制御を行なう。又、制御コンピュータＣは、エアシリンダ４５のピストンロッド４５１を孔４０２に突入させる制御を行なう。
【００５９】
そして、制御コンピュータＣは、第３駆動手段４７を駆動させてエアシリンダ４５を図６に示す位置から図７に示す位置へ移動する。これにより第３支持ブロック４０が図６に示す作業位置から図７に示す退避位置へ移行する。第３支持ブロック４０が退避位置へ移行した後、制御コンピュータＣは、エアシリンダ６０のピストンロッド６０１を孔４０２に突入させると共に、エアシリンダ４５のピストンロッド４５１を孔４０２から離脱させる制御を行なう。これにより上側プレスプレート４１の第２接触プレート４１１が図７に示す退避位置に保持される。上側プレスプレート４１の第２接触プレート４１１の退避位置は、上側プレスプレート４１が枠体５０及びピン５１と抵触しない位置である。
【００６０】
なお、本実施形態の枠体５０では、作業幅領域Ｓ１外に外れたステッチ針１６が再び作業幅領域Ｓ１内に入ることはない。しかし、作業幅領域Ｓ１外に外れたステッチ針１６が再び作業幅領域Ｓ１内に入るというような枠体が用いられることも考えられる。このような場合、制御コンピュータＣは、退避位置にあるステッチ針１６、糸ガイド３３等を作業位置に切り換え配置する制御を行なう。
【００６１】
制御コンピュータＣ、ガイドレール１４、第１支持ブロック１５及び第１駆動手段３０は、ステッチ針１６をステッチ針作業位置とステッチ針退避位置とに切り換え配置する第１切り換え手段を構成する。
【００６２】
制御コンピュータＣ、エアシリンダ４８及び電磁三方弁４９は、駆動軸３１を中心にして糸ガイド３３を糸ガイド作業位置から糸ガイド退避位置に切り換え駆動する第２駆動手段を構成する。制御コンピュータＣ、駆動軸３１、支持アーム３２及びエアシリンダ４８は、駆動軸３１を中心にして糸ガイド３３を糸ガイド作業位置と糸ガイド退避位置とに切り換え配置する第２切り換え手段を構成する。
【００６３】
制御コンピュータＣ、第３支持ブロック４０、第３駆動手段４７及びガイドレール３９は、第２接触プレート４１１を接触位置と退避位置とに切り換え配置する第３切り換え手段を構成する。
【００６４】
制御コンピュータＣ、エアシリンダ２３及び電磁三方弁２４は、第２支持ブロック２０と第１支持ブロック１５とを一体的に連結する連結手段を構成する。制御コンピュータＣは、前記連結手段の切り換え状態を制御する。
【００６５】
エアシリンダ２５及び電磁三方弁２６は、ステッチ針１６をステッチ針作業位置に保持する保持状態とステッチ針１６をステッチ針作業位置から解放する解放状態とに切り換えられる第１位置決め手段を構成する。エアシリンダ５８及び電磁三方弁５９は、ステッチ針１６をステッチ針退避位置に保持する保持状態とステッチ針をステッチ針退避位置から解放する解放状態とに切り換えられる第２位置決め手段を構成する。制御コンピュータＣは、第１位置決め手段を保持状態と解放状態とに切り換え制御すると共に、第２位置決め手段を保持状態と解放状態とに切り換え制御する。
【００６６】
本実施形態では以下の効果が得られる。
（１）ステッチ針１６が作業幅領域Ｓ１外に外れたときには、該ステッチ針１６がステッチ針退避位置に配置されると共に、該ステッチ針１６と対の糸ガイド３３が糸ガイド退避位置に配置される。そのため、プリフォーム１１を保持する枠体５０とステッチ針１６との抵触、枠体５０と糸ガイド３３との当接、及び枠体５０とプレスプレート２１，４１との抵触が回避される。このような抵触の回避は、プリフォーム１１の移送方向Ｒと直交する方向におけるプリフォーム１１の最大幅にわたってステッチ針１６の列設を可能にする。幅が変化する形状のプリフォーム１１の場合にもプリフォーム１１の最大幅にわたってステッチ針１６を列設可能な構成は、幅が変化する形状のプリフォーム１１の生産性の向上に寄与する。
【００６７】
（２）ステッチ針１６を支持する第１支持ブロック１５をガイドレール１４に沿って直線状に案内する構成は、ステッチ針１６をステッチ針作業位置とステッチ針退避位置とに切り換え配置する上で、簡便な構成である。
【００６８】
（３）下側プレスプレート２１を支持する第２支持ブロック２０をガイドレール１４に沿って直線状に案内する構成は、下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１をプリフォーム１１に接する接触位置と、プリフォーム１１から離れた退避位置とに切り換え配置する上で、簡便な構成である。
【００６９】
（４）上側プレスプレート４１を支持する第３支持ブロック４０をガイドレール３９に沿って直線状に案内する構成は、上側プレスプレート４１の第２接触プレート４１１をプリフォーム１１に接触する接触位置と、プリフォーム１１から離れた退避位置とに切り換え配置する上で、簡便な構成である。
【００７０】
（５）第１支持ブロック１５と第２支持ブロック２０とは、エアシリンダ２３のピストンロッド２３１の出没に応じて、一体的に連結する状態と一体的に連結しない状態とに切り換えられる。エアシリンダ２３のピストンロッド２３１が孔１５２に突入していない状態では、第１支持ブロック１５が第２支持ブロック２０から独立して単独で上下動可能である。従って、下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１がプリフォーム１１の下面に接した状態で第１支持ブロック１５を上下動させてステッチ針１６に縫合作業を行わせることができる。
【００７１】
エアシリンダ２３のピストンロッド２３１を孔１５２に突入させれば、第１支持ブロック１５と第２支持ブロック２０とを一体化して上下動することができる。従って、ステッチ針１６と下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１とを同時に作業位置と退避位置とに切り換え配置することができる。このような同時切り換え可能な構成は、ステッチ針１６と下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１とを作業位置と退避位置とに切り換え配置するための駆動手段の簡素化に有利である。
【００７２】
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○エアシリンダ５８を無くし、エアシリンダ２８によって第２支持ブロック２０を退避位置に保持するようにしてもよい。
【００７３】
○エアシリンダ６０を無くし、エアシリンダ４５によって第３支持ブロック４０を退避位置に保持するようにしてもよい。
○第１支持ブロック１５を作業位置と退避位置とに切り換える切り換え手段と、第２支持ブロック２０を作業位置と退避位置とに切り換える切り換え手段とを別々に用意してもよい。
【００７４】
○第１支持ブロック１５を傾動可能に構成し、第１支持ブロック１５を傾動させて作業位置と退避位置とに切り換えるようにしてもよい。
○下側プレスプレート２１を傾動可能に構成し、下側プレスプレート２１を傾動させて作業位置と退避位置とに切り換えるようにしてもよい。
【００７５】
○上側プレスプレート４１を傾動可能に構成し、上側プレスプレート４１を傾動させて作業位置と退避位置とに切り換えるようにしてもよい。
○エアシリンダ１７，２３，２５，２８，４２，４５，４８，５８，６０の代わりに、電気式リニアアクチュエータ（例えば電磁ソレノイド）を用いてもよい。
【００７６】
○下側プレスプレート２１及び上側プレスプレート４１が無いプリフォーム縫合装置に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１０…縫合装置。１１…プリフォーム。１４…第１切り換え手段を構成するガイドレール。１５…第１切り換え手段を構成する第１支持ブロック。１６…ステッチ針。２０…第２支持ブロック。２１１…第１接触プレート。２３…連結手段を構成するエアシリンダ。２５…第１位置決め手段を構成するエアシリンダ。３０…第１切り換え手段を構成する第１駆動手段。３１…第２切り換え手段を構成する駆動軸。３２…第２切り換え手段を構成する支持アーム。３３…糸ガイド。３９…ガイドレール。４０…第３支持ブロック。４１１…第２接触プレート。４７…第３駆動手段。４８…第２駆動手段及び第２切り換え手段を構成するエアシリンダ。５８…第２位置決め手段を構成するエアシリンダ。Ｙ…糸。Ｒ…移送方向。Ｓ…ステッチ作業領域。Ｓ１…作業幅領域。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッチ針と、前記ステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドとを繊維強化複合材料用プリフォームの幅方向に複数配設した繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置及び縫合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維やガラス繊維等の繊維に樹脂を含浸させて樹脂を繊維で強化した繊維強化複合材料は、必要な強度を得ながら軽量化を図る上で好ましい材料である。樹脂を含浸して成型する前に強化繊維によって形成されるシート形状物は、一般的にプリフォームと呼ばれており、この種のプリフォームが例えば特許文献１に開示されている。プリフォームを形成するための繊維束は、繊維束ガイドから繰り出しながら、ピン植設部材に列設された複数のピンに掛け止められてゆくことによってシート形状に配列されてゆく。
【０００３】
プリフォームを構成する繊維束は、一方向に配列した後に該方向と交差する方向（例えば直交する方向）に重ねて配列されてゆき、プリフォームは、積層構造となる。このようなプリフォームは、繊維束がばらけないように縫合装置によって縫合される。
【０００４】
特許文献１に開示のプリフォームのシート形状は、矩形以外にも幅が変化する形状（例えば台形）もある。プリフォームのシート形状が矩形である場合には、例えば該プリフォームの短辺方向に該短辺の長さにわたって複数のステッチ針を直列に列設した縫合装置によって該プリフォームの長辺方向に縫ってゆけば、生産性がよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１８１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プリフォームのシート形状が例えば台形である場合には、前記のピン植設部材は台形形状であって、複数のピンが台形の辺に沿って列設される。このような台形の辺に沿って列設されたピンに掛け止められた繊維束によって形成されたプリフォームを、前記したような複数のステッチ針を列設した縫合装置によって台形の平行な辺の方向に縫っていったとすると、直列に列設した複数のステッチ針のうちのいずれかがピン植設部材の平行でない対辺部に当たることになる。
【０００７】
ステッチ針がピン植設部材に当たらないように縫合するには、単一のステッチ針を備えた縫合装置あるいは複数のステッチ針を短い長さ内に列設した縫合装置を用いればよい。しかし、このような縫合装置では、プリフォームの全面にわたって縫ってゆくには、例えば台形の平行な辺の方向にステッチ針を何回も往復させる必要があり、プリフォームの生産性が悪い。
【０００８】
本発明は、幅が変化する形状のプリフォームの場合にも生産性を向上できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１乃至請求項５の本発明は、ステッチ針と、前記ステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドとを繊維強化複合材料用プリフォームの幅方向に複数配設した繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置を対象とし、請求項１の発明では、前記プリフォームの歩進毎のステッチ作業領域における作業幅領域の幅変化に応じて、前記作業幅領域内の前記ステッチ針をステッチ針作業位置に配置すると共に、前記作業幅領域外の前記ステッチ針を前記ステッチ針作業位置よりも前記プリフォームから離れたステッチ針退避位置に配置する第１切り換え手段と、前記複数の糸ガイドのうち、前記ステッチ針作業位置に配置されるステッチ針と対の糸ガイドを糸ガイド作業位置に配置すると共に、前記ステッチ針退避位置に配置されるステッチ針と対の糸ガイドを糸ガイド退避位置に配置する第２切り換え手段とを備える。
【００１０】
作業幅領域外にあるステッチ針をステッチ針退避位置に配置すると共に、該ステッチ針と対の糸ガイドを糸ガイド退避位置に配置することにより、プリフォームを保持する枠体とステッチ針との当接及び枠体と糸ガイドとの当接が回避される。そのため、プリフォームの歩進方向と直交する方向におけるプリフォームの最大幅にわたってステッチ針を列設することができ、幅が変化する形状のプリフォームの場合にも生産性を向上することができる。
【００１１】
好適な例では、前記第１切り換え手段は、前記ステッチ針を支持する第１支持ブロックと、前記ステッチ針を前記ステッチ針作業位置と前記ステッチ針退避位置とに切り換え配置するように前記第１支持ブロックを切り換え駆動する第１駆動手段と、前記第１支持ブロックを直線状に案内するガイドレールとを備える。
【００１２】
ガイドレールに沿ってステッチ針をステッチ針作業位置とステッチ針退避位置とに切り換え配置する構成は、簡便である。
好適な例では、前記プリフォームに接する接触位置と前記プリフォームに接しない退避位置とに切り換え配置される第１接触プレートが前記ステッチ針と対になって幅方向に複数配設されており、前記第１接触プレートを支持する第２支持ブロックと、前記ステッチ針を前記ステッチ針退避位置に配置するときに前記第２支持ブロックと前記第１支持ブロックとを一体的に連結する連結手段とを備える。
【００１３】
第１接触プレートは、ステッチ針がある側からプリフォームに接してプリフォームを保持するためのものである。連結手段が連結しない状態にあるときには、第１接触プレートがプリフォームに接した状態でステッチ針を支持する第１支持ブロックを動かしてステッチ針に作業を行わせることができる。
【００１４】
好適な例では、前記第２切り換え手段は、前記糸ガイドを支持する支持アームと、前記支持アームを支持する駆動軸と、前記駆動軸を中心にして前記糸ガイドを前記糸ガイド作業位置と前記糸ガイド退避位置とに切り換え駆動する第２駆動手段とを備える。
【００１５】
好適な例では、前記プリフォームに接する接触位置と前記プリフォームに接しない退避位置とに切り換え配置される第２接触プレートが前記糸ガイドと対になって幅方向に複数配設されており、前記第２接触プレートを支持する第３支持ブロックと、前記第２接触プレートを前記接触位置と前記退避位置とに切り換え配置するように第２接触プレートを切り換え駆動する第３駆動手段と、前記第２接触プレートを直線状に案内するガイドレールとを備える第３切り換え手段が設けられている。
【００１６】
ガイドレールに沿って第２接触プレートを接触位置と退避位置とに切り換え配置する構成は、簡便である。
請求項６の発明は、ステッチ針と、前記ステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドとを繊維強化複合材料用プリフォームの幅方向に複数配設した繊維強化複合材料用プリフォームの製造方法を対象とし、前記プリフォームの移送方向に関するステッチ作業領域における前記プリフォームの幅方向の作業幅領域の前記幅方向の内に前記ステッチ針が配置される場合には、該ステッチ針をステッチ針作業位置に配置すると共に、前記ステッチ針作業位置に配置されるステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドを糸ガイド作業位置に配置し、前記作業幅領域の前記幅方向の外に前記ステッチ針が配置される場合には、該ステッチ針をステッチ針退避位置に配置すると共に、前記ステッチ針退避位置に配置されるステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドを糸ガイド退避位置に配置する。
【００１７】
作業幅領域内にあるステッチ針が作業幅領域から外れる場合には、ステッチ針がステッチ針退避位置に配置されると共に、該ステッチ針と対の糸ガイドが糸ガイド退避位置に配置される。そのため、プリフォームの歩進方向と直交する方向におけるプリフォームの最大幅にわたってステッチ針及び糸ガイドを列設することができ、幅が変化する形状のプリフォームの場合にも生産性が向上する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、幅が変化する形状のプリフォームの場合にも生産性を向上できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態を示す側断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】（ａ）は、図１のＣ−Ｃ線断面図。（ｂ）は、図１のＤ−Ｄ線断面図。
【図５】（ａ）は、ステッチ針がステッチ針作業位置にある状態を示す部分側断面図。（ｂ）は、ステッチ針がステッチ針退避位置にある状態を示す部分側断面図。
【図６】糸ガイドが糸ガイド作業位置にある状態を示す部分側断面図。
【図７】糸ガイドが糸ガイド退避位置にある状態を示す部分側断面図。
【図８】（ａ）は、枠体の斜視図。（ｂ）は、繊維束を配列した状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。
図１は、プリフォーム１１を縫合するための縫合装置１０を示す。プリフォーム１１の水平な移送経路の直下には上下一対の支持バー１２，１３がプリフォーム１１の移送方向Ｒと直交する方向、且つ水平方向に延設されている。
【００２１】
図２に示すように、支持バー１２，１３（図２には支持バー１２のみを図示）には複数本のガイドレール１４が支持バー１２，１３の長さ方向に所定の間隔で垂直に取り付けられている。隣り合うガイドレール１４には第１支持ブロック１５が上下にスライド可能に支持されている。第１支持ブロック１５は、プリフォーム１１の幅方向（プリフォーム１１の移送方向Ｒと直交する方向の幅）全体にわたって複数配設されている。各第１支持ブロック１５の上端には複数本のステッチ針１６〔図２に示すように、本実施形態では３本〕が植設されている。
【００２２】
図１に示すように、第１支持ブロック１５の前方〔図１において右側を前側としている〕にはエアシリンダ１７が第１支持ブロック１５に対向するように配設されており、エアシリンダ１７のピストンロッド１７１が第１支持ブロック１５に設けられた孔１５１に出入り可能である。エアシリンダ１７への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁１８によって制御される。エアシリンダ１７のピストンロッド１７１は、電磁三方弁１８の励磁によるエアシリンダ１７への圧力エアの供給によって孔１５１へ突入する。電磁三方弁１８が消磁されると、ピストンロッド１７１は、エアシリンダ１７内の図示しない復帰ばねによって孔１５１から抜け出す。電磁三方弁１８は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁１８の励消磁を制御する。図２に示すように、エアシリンダ１７は、各第１支持ブロック１５に１対１に対向して設けられている。
【００２３】
図１に示すように、エアシリンダ１７は、ステッチ針駆動手段１９によって上下動される。エアシリンダ１７の上下動は、ピストンロッド１７１が孔１５１に入り込んでいる状態のときに行われ、エアシリンダ１７、第１支持ブロック１５及びステッチ針１６がガイドレール１４に沿って一体的に上下動する。ステッチ針１６の上下動は、ステッチ針作業位置での縫合作業を行なうステッチ針１６の縫合動作である。
【００２４】
第１支持ブロック１５の直下には第２支持ブロック２０が隣り合うガイドレール１４に上下にスライド可能に支持されている。第２支持ブロック２０の後面〔図１において左側を後側としている〕には支持アーム２０１が一体形成されており、支持アーム２０１の先端部には下側プレスプレート２１が止着されている。下側プレスプレート２１の上部にはプリフォーム１１の下面に接触可能な第１接触プレート２１１が折り曲げ形成されている。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、第１接触プレート２１１には針通し孔２１２が形成されている。ステッチ針１６は、針通し孔２１２に出入り可能である。
図１に示すように、第２支持ブロック２０の前方にはエアシリンダ２５が第２支持ブロック２０に対向するように配設されており、エアシリンダ２５のピストンロッド２５１が第２支持ブロック２０に設けられた孔２０２に出入り可能である。エアシリンダ２５への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁２６によって制御される。エアシリンダ２５のピストンロッド２５１は、電磁三方弁２６の励磁によるエアシリンダ２５への圧力エアの供給によって孔２０２へ突入する。電磁三方弁２６が消磁されると、ピストンロッド２５１は、エアシリンダ２５内の図示しない復帰ばねによって孔２０２から抜け出す。電磁三方弁２６は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁２６の励消磁を制御する。
【００２６】
図３に示すように、エアシリンダ２５は、各第２支持ブロック２０に１対１に対向して設けられている。
図１に示すように、エアシリンダ２５は、下側プレスプレート駆動手段２７によって上下動される。エアシリンダ２５の上下動は、ピストンロッド２５１が孔２０２に入り込んでいる状態のときに行われ、エアシリンダ２５、第２支持ブロック２０及び下側プレスプレート２１がガイドレール１４に沿って一体的に上下動する。下側プレスプレート２１が上動されると、第１接触プレート２１１がプリフォーム１１の下面に接触し、下側プレスプレート２１が下動されると、第１接触プレート２１１がプリフォーム１１の下面から離れる。エアシリンダ２５の下動に伴うプリフォーム１１の下面からの第１接触プレート２１１の離間は、プリフォーム１１を移送方向Ｒへ歩進するときに行われる。
【００２７】
支持アーム２０１の中間部には取り付け板２２が立設されており、取り付け板２２にはエアシリンダ２３が第１支持ブロック１５に対向するように取り付けられている。エアシリンダ２３のピストンロッド２３１が第１支持ブロック１５の後面側に設けられた孔１５２に出入り可能である。図２に示すように、エアシリンダ２３は、各第１支持ブロック１５に１対１に対向して設けられている。
【００２８】
図１に示すように、エアシリンダ２３への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁２４によって制御される。エアシリンダ２３のピストンロッド２３１は、電磁三方弁２４の励磁によるエアシリンダ２３への圧力エアの供給によって孔１５２へ突入する。電磁三方弁２４が消磁されると、ピストンロッド２３１は、エアシリンダ２３内の図示しない復帰ばねによって孔１５２から抜け出す。電磁三方弁２４は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁２４の励消磁を制御する。電磁三方弁２４の励磁によってピストンロッド２３１が孔１５２へ入り込んでいる状態では、第１支持ブロック１５と第２支持ブロック２０とが一体化して上下動可能である。
【００２９】
各第２支持ブロック２０の前方にはエアシリンダ２８が各第２支持ブロック２０に１対１に対向するように配設されている。エアシリンダ２８のピストンロッド２８１は、第２支持ブロック２０に設けられた孔２０３に出入り可能である。エアシリンダ２８への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁２９によって制御される。エアシリンダ２８のピストンロッド２８１は、電磁三方弁２９の励磁によるエアシリンダ２８への圧力エアの供給によって孔２０３へ突入する。電磁三方弁２９が消磁されると、ピストンロッド２８１は、エアシリンダ２８内の図示しない復帰ばねによって孔２０３から抜け出す。電磁三方弁２９は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁２９の励消磁を制御する。
【００３０】
エアシリンダ２８は、第１駆動手段３０によって上下動される。第１駆動手段３０は、制御コンピュータＣの駆動制御を受ける。制御コンピュータＣは、縫合プログラムに基づいて第１駆動手段３０を駆動制御する。エアシリンダ２８の上下動は、ピストンロッド２８１が孔２０３に入り込んでいる状態、且つエアシリンダ２３のピストンロッド２３１が孔１５２に入り込んでいる状態、且つピストンロッド１７１，２５１が孔１５１，２０２から抜け出している状態のときに行われ、エアシリンダ２８、第２支持ブロック２０及び第１支持ブロック１５がガイドレール１４に沿って一体的に上下動する。エアシリンダ２８、第２支持ブロック２０及び第１支持ブロック１５の一体的な上下動は、ステッチ針１６を図５（ａ）に示すステッチ針作業位置と図５（ｂ）に示すステッチ針退避位置とに切り換え配置する動作である。
【００３１】
図１に示すように、支持バー１３より上側、且つ第２支持ブロック２０より後側にはエアシリンダ５８が配設されている。エアシリンダ５８のピストンロッド５８１が第２支持ブロック２０に設けられた孔２０３に出入り可能である。エアシリンダ５８への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁５９によって制御される。エアシリンダ５８のピストンロッド５８１は、電磁三方弁５９の励磁によるエアシリンダ５８への圧力エアの供給によって孔２０３へ突入する。電磁三方弁５９が消磁されると、ピストンロッド５８１は、エアシリンダ５８内の図示しない復帰ばねによって孔２０３から抜け出す。電磁三方弁５９は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁５９の励消磁を制御する。
【００３２】
プリフォーム１１の移送経路の上方には駆動軸３１が支持バー１２，１３と平行に配設されており、駆動軸３１には支持アーム３２が回動可能に垂下支持されている。駆動軸３１は、糸ガイド駆動手段５３によって往復回動と軸方向の往復移動とが可能に駆動されるようになっている。
【００３３】
支持アーム３２は、第１支持ブロック１５と1対１に対応して駆動軸３１の軸方向に複数配設されており、各支持アーム３２には糸ガイド３３が取り付け金具３４を介して垂下支持されている。ガイドローラ３５，３６によって案内される糸Ｙは、糸ガイド３３の下端部の糸通し孔３３１に通されている。
【００３４】
支持アーム３２の環状の基部３２１の周面には連結突起３２２が形成されており、連結突起３２２の近くにはエアシリンダ４８が配設されている。エアシリンダ４８のピストンロッド４８１は、連結突起３２２に連結されている。エアシリンダ４８への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁４９によって制御される。エアシリンダ４８のピストンロッド４８１は、電磁三方弁４９の励磁によるエアシリンダ４８への圧力エアの供給によって駆動軸３１を中心にして連結突起３２２を図１において左回りに回動させる。電磁三方弁４９が消磁されると、ピストンロッド４８１は、エアシリンダ４８内の図示しない復帰ばねによって駆動軸３１を中心にして連結突起３２２を図１において右回りに回動させる。電磁三方弁４９は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁４９の励消磁を制御する。
【００３５】
図６に示すように、基部３２１にはプランジャ５４が取り付けられている。プランジャ５４は、基部３２１を外周面から内周面へと貫通する筒５５と、筒５５内に収容された圧縮ばね５６と、圧縮ばね５６によって駆動軸３１の周面に押接されるボール５７とから構成されている。駆動軸３１の周面には一対の位置決め溝３１１，３１２が駆動軸３１の軸方向に平行に形成されている。ボール５７は、位置決め溝３１１，３１２に嵌り込み可能である。
【００３６】
図１に示すように、プリフォーム１１の移送経路の上方には上下一対の支持バー３７，３８がプリフォーム１１の移送方向Ｒと直交する方向、且つ水平方向に延設されている。支持バー３７，３８には複数本のガイドレール３９が支持バー３７，３８の長さ方向に所定の間隔で垂直に取り付けられている。ガイドレール３９は、ガイドレール１４と上下に1対１に対応して配設されており、隣り合うガイドレール３９には第３支持ブロック４０が上下にスライド可能に支持されている。
【００３７】
第３支持ブロック４０の前面には上側プレスプレート４１が止着されている。上側プレスプレート４１の下部にはプリフォーム１１の上面に接触可能な第２接触プレート４１１が折り曲げ形成されている。第２接触プレート４１１には針通し孔４１２〔図６参照〕が形成されている。第２接触プレート４１１は、上下方向に見て第１接触プレート２１１と重なり合っており、針通し孔４１２は、上下方向に見て針通し孔２１２と重なっている。ステッチ針１６は、針通し孔４１２に出入り可能である。
【００３８】
第３支持ブロック４０の後方にはエアシリンダ４２が第３支持ブロック４０に対向するように配設されており、エアシリンダ４２のピストンロッド４２１が第３支持ブロック４０に設けられた孔４０１に出入り可能である。エアシリンダ４２への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁４３によって制御される。エアシリンダ４２のピストンロッド４２１は、電磁三方弁４３の励磁によるエアシリンダ４２への圧力エアの供給によって孔４０１へ突入する。電磁三方弁４３が消磁されると、ピストンロッド４２１は、エアシリンダ４２内の図示しない復帰ばねによって孔４０１から抜け出す。電磁三方弁４３は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁４３の励消磁を制御する。
【００３９】
エアシリンダ４２は、上側プレスプレート駆動手段４４によって上下動される。エアシリンダ４２の上下動は、ピストンロッド４２１が孔４０１に入り込んでいる状態のときに行われ、エアシリンダ４２、第３支持ブロック４０及び上側プレスプレート駆動手段４４がガイドレール３９に沿って一体的に上下動する。上側プレスプレート４１が下動されると、第２接触プレート４１１がプリフォーム１１の上面に接触し、上側プレスプレート４１が上動されると、第２接触プレート４１１がプリフォーム１１の上面から離れる。エアシリンダ４２の上動に伴うプリフォーム１１の上面からの第２接触プレート４１１の離間は、プリフォーム１１を移送方向Ｒへ歩進するときに行われる。
【００４０】
第３支持ブロック４０の後方にはエアシリンダ４５が第３支持ブロック４０に対向するように配設されている。エアシリンダ４５のピストンロッド４５１は、第３支持ブロック４０に設けられた孔４０２に出入り可能である。エアシリンダ４５への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁４６によって制御される。エアシリンダ４５のピストンロッド４５１は、電磁三方弁４６の励磁によるエアシリンダ４５への圧力エアの供給によって孔４０２へ突入する。電磁三方弁４６が消磁されると、ピストンロッド４５１は、エアシリンダ４５内の図示しない復帰ばねによって孔４０２から抜け出す。電磁三方弁４６は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁４６の励消磁を制御する。
【００４１】
エアシリンダ４５は、第３駆動手段４７によって上下動される。第３駆動手段４７は、制御コンピュータＣの駆動制御を受ける。制御コンピュータＣは、縫合プログラムに基づいて第３駆動手段４７を駆動制御する。エアシリンダ４５の上下動は、上側プレスプレート４１を図６に示すプレス作業位置と図７に示す退避位置とに切り換え配置する動作である。
【００４２】
図１に示すように、支持バー３７より下側、且つ第３支持ブロック４０より前側にはエアシリンダ６０が配設されている。エアシリンダ６０のピストンロッド６０１は、第３支持ブロック４０に設けられた孔４０２に出入り可能である。エアシリンダ６０への圧力エアの供給及び供給停止は、電磁三方弁６１によって制御される。エアシリンダ６０のピストンロッド６０１は、電磁三方弁６１の励磁によるエアシリンダ６０への圧力エアの供給によって孔４０２へ突入する。電磁三方弁６１が消磁されると、ピストンロッド６０１は、エアシリンダ６０内の図示しない復帰ばねによって孔４０２から抜け出す。電磁三方弁６１は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは、予め設定された縫合プログラムに基づいて電磁三方弁６１の励消磁を制御する。
【００４３】
図８（ａ）は、枠体５０の辺上に多数のピン５１を立設した繊維束配列ジグ５２を示す。図示しない繊維束ガイドから繰り出される繊維束は、繊維束ガイドを移動反転して対向辺上のピン５１に掛け止めながら配列されてゆく。繊維束は、一方向に配列された後にこの方向と交差する方向（例えば直交する方向）に重ねて配列されて積層構造のプリフォーム１１が形成される。図８（ｂ）は、繊維束配列ジグ５２に形成されたプリフォーム１１を示す。プリフォーム１１は、繊維束配列ジグ５２に取り付けたまま縫合装置１０によって縫合される。図８（ａ）に示す繊維束配列ジグ５２の枠内は、ステッチ作業領域Ｓである。
【００４４】
図８（ａ）におけるステッチ作業領域Ｓにおける帯状部分Ｓ１は、或る縫合サイクルにおける作業幅領域である。縫合サイクルとは、針通し孔２１２，４１２〔図６参照〕を出入りするステッチ針１６〔図６参照〕の１回の上下動と、上下動するステッチ針１６の鉤部に糸Ｙを引っ掛ける糸ガイド３３〔図６参照〕の１回の動作のことである。
【００４５】
繊維束配列ジグ５２は、図８（ｂ）及び図１に示す移送方向Ｒへ移送される。そのため、帯状部分Ｓ１（以下においては作業幅領域Ｓ１という）は、プリフォーム１１の歩進毎に移送方向Ｒと反対方向に移ってゆき、作業幅領域Ｓ１は、枠体５０の幅の変化に応じて変化する。上下方向に見てステッチ針１６が作業幅領域Ｓ１内に入っていれば、該ステッチ針１６と対となる糸ガイド３３も作業幅領域Ｓ１内に入っており、該ステッチ針１６に対応する下側プレスプレート２１及び上側プレスプレート４１も作業幅領域Ｓ１内に入っている。
【００４６】
制御コンピュータＣは、移送方向Ｒへ移送される繊維束配列ジグ５２の枠内の作業幅領域Ｓ１の位置を把握している。又、制御コンピュータＣは、ステッチ針１６のうちのどのステッチ針１６が作業幅領域Ｓ１内にあり、どのステッチ針１６が作業幅領域Ｓ１外にあるかを把握している。
【００４７】
次に、縫合プログラムに基づく制御コンピュータＣの縫合制御を説明する。
図５（ａ）は、ステッチ針１６、糸ガイド３３、下側プレスプレート２１及び上側プレスプレート４１は、作業幅領域Ｓ１内にある場合を示す。
【００４８】
ステッチ針１６が作業幅領域Ｓ１内にある場合、制御コンピュータＣは、第２支持ブロック２０に対向するエアシリンダ２５のピストンロッド２５１を孔２０２に突入させた状態、且つ第１支持ブロック１５に対向するエアシリンダ１７のピストンロッド１７１を孔１５１に突入させた状態に制御する。又、制御コンピュータＣは、第１支持ブロック１５に対向するエアシリンダ２３のピストンロッド２３１を孔１５２から離脱させた状態に維持する。さらに、制御コンピュータＣは、エアシリンダ２８のピストンロッド２８１を孔２０３から離脱させた状態に制御する。これによりステッチ針１６がステッチ針作業位置に配置され、下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１が図５（ａ）に示す接触位置に保持される。
【００４９】
図６は、図５（ａ）の状態に対応し、制御コンピュータＣは、エアシリンダ４８のピストンロッド４８１が連結突起３２２を作業位置に配置させた状態、つまり電磁三方弁４９を消磁した状態に制御する。これによりプランジャ５４のボール５７が位置決め溝３１１に嵌り込んだ状態に維持され、ステッチ針１６と対の糸ガイド３３が図６に示す糸ガイド作業位置に保持される。
【００５０】
又、制御コンピュータＣは、第３支持ブロック４０に対向するエアシリンダ４２のピストンロッド４２１を孔４０１に突入させた状態に制御する。さらに、制御コンピュータＣは、エアシリンダ４５のピストンロッド４５１を孔４０２から離脱させた状態に制御する。これにより上側プレスプレート４１の第２接触プレート４１１が図６に示す接触位置に保持される。
【００５１】
図５（ａ）及び図６に示す状態でステッチ針駆動手段１９が作動され、ステッチ針１６が上下動されると共に、糸ガイド駆動手段５３が駆動されて駆動軸３１が往復回動及び軸方向へ往復移動する。この場合、下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１がプリフォーム１１の下面に接触する位置に保持され、上側プレスプレート４１の第２接触プレート４１１がプリフォーム１１の上面に接触する位置に保持される。
【００５２】
全てのステッチ針１６が作業幅領域Ｓ１にあれば、全てのステッチ針１６が図５（ａ）に示すステッチ針作業位置に配置されて一斉に縫合作業を行なうと共に、全ての糸ガイド３３が図６に示す糸ガイド作業位置に配置されて一斉に縫合作業を行なう。
【００５３】
図５（ａ）及び図６に示す状態での縫合サイクル（針通し孔２１２，４１２を出入りするステッチ針１６の１回の上下動と、上下動するステッチ針１６の鉤部に糸Ｙを引っ掛ける糸ガイド３３の１回の動作）が完了すると、繊維束配列ジグ５２が移送方向Ｒへ１ステップ分だけ歩進される。この場合、下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１がプリフォーム１１の下面から所定距離だけ離れた位置となるように下側プレスプレート駆動手段２７が作動され、且つ上側プレスプレート４１の第２接触プレート４１１がプリフォーム１１の上面から所定距離だけ離れた位置となるように上側プレスプレート駆動手段４４が作動される。これによりプリフォーム１１が下側プレスプレート２１及び上側プレスプレート４１の押接作用から解放されて繊維束配列ジグ５２と一体的に移送方向Ｒへ１ステップ分だけ歩進する。この１ステップ歩進後にステッチ針１６が引き続いて作業幅領域Ｓ１内にある場合には、制御コンピュータＣは、前記と同じ縫合制御を行なう。
【００５４】
図５（ｂ）は、ステッチ針１６、糸ガイド３３、下側プレスプレート２１及び上側プレスプレート４１がプリフォーム１１の１ステップ歩進によって作業幅領域Ｓ１外に外れた状態を示す。この場合、制御コンピュータＣは、第２支持ブロック２０に対向するエアシリンダ２５のピストンロッド２５１を孔２０２から離脱させた状態、且つ第１支持ブロック１５に対向するエアシリンダ１７のピストンロッド１７１を孔１５１から離脱させた状態に制御する。又、制御コンピュータＣは、第１支持ブロック１５に対向するエアシリンダ２３のピストンロッド２３１を孔１５２に突入させた状態に維持する。
【００５５】
さらに、制御コンピュータＣは、エアシリンダ２８のピストンロッド２８１を孔２０３に突入させた状態に制御する。そして、制御コンピュータＣは、第１駆動手段３０を駆動させてエアシリンダ２８を図５（ａ）の位置から図５（ｂ）の位置へ移動する。これにより第１支持ブロック１５及び第２支持ブロック２０が一体的に図５（ａ）に示す作業位置から図５（ｂ）に示す退避位置へ移行する。第１支持ブロック１５及び第２支持ブロック２０が退避位置へ移行した後、制御コンピュータＣは、エアシリンダ５８のピストンロッド５８１を孔２０３に突入させると共に、エアシリンダ２８のピストンロッド２８１を孔２０３から離脱させる制御を行なう。これによりステッチ針１６が図５（ｂ）に示すステッチ針退避位置に保持され、下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１が図５（ｂ）に示す退避位置に保持される。
【００５６】
ステッチ針退避位置は、ステッチ針１６が枠体５０（図８に図示）と抵触しない位置であり、下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１の退避位置は、下側プレスプレート２１が枠体５０と抵触しない位置である。
【００５７】
図７は、図５（ｂ）の状態に対応する。制御コンピュータＣは、電磁三方弁４９を励磁してエアシリンダ４８のピストンロッド４８１が駆動軸３１を中心にして連結突起３２２を左回りに回動した位置に配置する制御を行なう。これにより支持アーム３２が図６に示す位置から図７に示す位置に配置され、プランジャ５４のボール５７が位置決め溝３１１から位置決め溝３１２へ移行して嵌り込む。これによりステッチ針１６と対の糸ガイド３３が図６に示す糸ガイド作業位置から図７に示す糸ガイド退避位置に移行されて保持される。糸ガイド退避位置は、糸ガイド３３が枠体５０及びピン５１と抵触しない位置である。
【００５８】
さらに、制御コンピュータＣは、第３支持ブロック４０に対向するエアシリンダ４２のピストンロッド４２１を孔４０１から離脱位置させる制御を行なう。又、制御コンピュータＣは、エアシリンダ４５のピストンロッド４５１を孔４０２に突入させる制御を行なう。
【００５９】
そして、制御コンピュータＣは、第３駆動手段４７を駆動させてエアシリンダ４５を図６に示す位置から図７に示す位置へ移動する。これにより第３支持ブロック４０が図６に示す作業位置から図７に示す退避位置へ移行する。第３支持ブロック４０が退避位置へ移行した後、制御コンピュータＣは、エアシリンダ６０のピストンロッド６０１を孔４０２に突入させると共に、エアシリンダ４５のピストンロッド４５１を孔４０２から離脱させる制御を行なう。これにより上側プレスプレート４１の第２接触プレート４１１が図７に示す退避位置に保持される。上側プレスプレート４１の第２接触プレート４１１の退避位置は、上側プレスプレート４１が枠体５０及びピン５１と抵触しない位置である。
【００６０】
なお、本実施形態の枠体５０では、作業幅領域Ｓ１外に外れたステッチ針１６が再び作業幅領域Ｓ１内に入ることはない。しかし、作業幅領域Ｓ１外に外れたステッチ針１６が再び作業幅領域Ｓ１内に入るというような枠体が用いられることも考えられる。このような場合、制御コンピュータＣは、退避位置にあるステッチ針１６、糸ガイド３３等を作業位置に切り換え配置する制御を行なう。
【００６１】
制御コンピュータＣ、ガイドレール１４、第１支持ブロック１５及び第１駆動手段３０は、ステッチ針１６をステッチ針作業位置とステッチ針退避位置とに切り換え配置する第１切り換え手段を構成する。
【００６２】
制御コンピュータＣ、エアシリンダ４８及び電磁三方弁４９は、駆動軸３１を中心にして糸ガイド３３を糸ガイド作業位置から糸ガイド退避位置に切り換え駆動する第２駆動手段を構成する。制御コンピュータＣ、駆動軸３１、支持アーム３２及びエアシリンダ４８は、駆動軸３１を中心にして糸ガイド３３を糸ガイド作業位置と糸ガイド退避位置とに切り換え配置する第２切り換え手段を構成する。
【００６３】
制御コンピュータＣ、第３支持ブロック４０、第３駆動手段４７及びガイドレール３９は、第２接触プレート４１１を接触位置と退避位置とに切り換え配置する第３切り換え手段を構成する。
【００６４】
制御コンピュータＣ、エアシリンダ２３及び電磁三方弁２４は、第２支持ブロック２０と第１支持ブロック１５とを一体的に連結する連結手段を構成する。制御コンピュータＣは、前記連結手段の切り換え状態を制御する。
【００６５】
エアシリンダ２５及び電磁三方弁２６は、ステッチ針１６をステッチ針作業位置に保持する保持状態とステッチ針１６をステッチ針作業位置から解放する解放状態とに切り換えられる第１位置決め手段を構成する。エアシリンダ５８及び電磁三方弁５９は、ステッチ針１６をステッチ針退避位置に保持する保持状態とステッチ針をステッチ針退避位置から解放する解放状態とに切り換えられる第２位置決め手段を構成する。制御コンピュータＣは、第１位置決め手段を保持状態と解放状態とに切り換え制御すると共に、第２位置決め手段を保持状態と解放状態とに切り換え制御する。
【００６６】
本実施形態では以下の効果が得られる。
（１）ステッチ針１６が作業幅領域Ｓ１外に外れたときには、該ステッチ針１６がステッチ針退避位置に配置されると共に、該ステッチ針１６と対の糸ガイド３３が糸ガイド退避位置に配置される。そのため、プリフォーム１１を保持する枠体５０とステッチ針１６との抵触、枠体５０と糸ガイド３３との当接、及び枠体５０とプレスプレート２１，４１との抵触が回避される。このような抵触の回避は、プリフォーム１１の移送方向Ｒと直交する方向におけるプリフォーム１１の最大幅にわたってステッチ針１６の列設を可能にする。幅が変化する形状のプリフォーム１１の場合にもプリフォーム１１の最大幅にわたってステッチ針１６を列設可能な構成は、幅が変化する形状のプリフォーム１１の生産性の向上に寄与する。
【００６７】
（２）ステッチ針１６を支持する第１支持ブロック１５をガイドレール１４に沿って直線状に案内する構成は、ステッチ針１６をステッチ針作業位置とステッチ針退避位置とに切り換え配置する上で、簡便な構成である。
【００６８】
（３）下側プレスプレート２１を支持する第２支持ブロック２０をガイドレール１４に沿って直線状に案内する構成は、下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１をプリフォーム１１に接する接触位置と、プリフォーム１１から離れた退避位置とに切り換え配置する上で、簡便な構成である。
【００６９】
（４）上側プレスプレート４１を支持する第３支持ブロック４０をガイドレール３９に沿って直線状に案内する構成は、上側プレスプレート４１の第２接触プレート４１１をプリフォーム１１に接触する接触位置と、プリフォーム１１から離れた退避位置とに切り換え配置する上で、簡便な構成である。
【００７０】
（５）第１支持ブロック１５と第２支持ブロック２０とは、エアシリンダ２３のピストンロッド２３１の出没に応じて、一体的に連結する状態と一体的に連結しない状態とに切り換えられる。エアシリンダ２３のピストンロッド２３１が孔１５２に突入していない状態では、第１支持ブロック１５が第２支持ブロック２０から独立して単独で上下動可能である。従って、下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１がプリフォーム１１の下面に接した状態で第１支持ブロック１５を上下動させてステッチ針１６に縫合作業を行わせることができる。
【００７１】
エアシリンダ２３のピストンロッド２３１を孔１５２に突入させれば、第１支持ブロック１５と第２支持ブロック２０とを一体化して上下動することができる。従って、ステッチ針１６と下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１とを同時に作業位置と退避位置とに切り換え配置することができる。このような同時切り換え可能な構成は、ステッチ針１６と下側プレスプレート２１の第１接触プレート２１１とを作業位置と退避位置とに切り換え配置するための駆動手段の簡素化に有利である。
【００７２】
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○エアシリンダ５８を無くし、エアシリンダ２８によって第２支持ブロック２０を退避位置に保持するようにしてもよい。
【００７３】
○エアシリンダ６０を無くし、エアシリンダ４５によって第３支持ブロック４０を退避位置に保持するようにしてもよい。
○第１支持ブロック１５を作業位置と退避位置とに切り換える切り換え手段と、第２支持ブロック２０を作業位置と退避位置とに切り換える切り換え手段とを別々に用意してもよい。
【００７４】
○第１支持ブロック１５を傾動可能に構成し、第１支持ブロック１５を傾動させて作業位置と退避位置とに切り換えるようにしてもよい。
○下側プレスプレート２１を傾動可能に構成し、下側プレスプレート２１を傾動させて作業位置と退避位置とに切り換えるようにしてもよい。
【００７５】
○上側プレスプレート４１を傾動可能に構成し、上側プレスプレート４１を傾動させて作業位置と退避位置とに切り換えるようにしてもよい。
○エアシリンダ１７，２３，２５，２８，４２，４５，４８，５８，６０の代わりに、電気式リニアアクチュエータ（例えば電磁ソレノイド）を用いてもよい。
【００７６】
○下側プレスプレート２１及び上側プレスプレート４１が無いプリフォーム縫合装置に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１０…縫合装置。１１…プリフォーム。１４…第１切り換え手段を構成するガイドレール。１５…第１切り換え手段を構成する第１支持ブロック。１６…ステッチ針。２０…第２支持ブロック。２１１…第１接触プレート。２３…連結手段を構成するエアシリンダ。２５…第１位置決め手段を構成するエアシリンダ。３０…第１切り換え手段を構成する第１駆動手段。３１…第２切り換え手段を構成する駆動軸。３２…第２切り換え手段を構成する支持アーム。３３…糸ガイド。３９…ガイドレール。４０…第３支持ブロック。４１１…第２接触プレート。４７…第３駆動手段。４８…第２駆動手段及び第２切り換え手段を構成するエアシリンダ。５８…第２位置決め手段を構成するエアシリンダ。Ｙ…糸。Ｒ…移送方向。Ｓ…ステッチ作業領域。Ｓ１…作業幅領域。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッチ針と、前記ステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドとを繊維強化複合材料用プリフォームの幅方向に複数配設した繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置において、
前記プリフォームの歩進毎のステッチ作業領域における作業幅領域の幅変化に応じて、前記作業幅領域内の前記ステッチ針をステッチ針作業位置に配置すると共に、前記作業幅領域外の前記ステッチ針を前記ステッチ針作業位置よりも前記プリフォームから離れたステッチ針退避位置に配置する第１切り換え手段と、
前記複数の糸ガイドのうち、前記ステッチ針作業位置に配置されるステッチ針と対の糸ガイドを糸ガイド作業位置に配置すると共に、前記ステッチ針退避位置に配置されるステッチ針と対の糸ガイドを糸ガイド退避位置に配置する第２切り換え手段とを備える繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置。
【請求項２】
前記第１切り換え手段は、前記ステッチ針を支持する第１支持ブロックと、前記ステッチ針を前記ステッチ針作業位置と前記ステッチ針退避位置とに切り換え配置するように前記第１支持ブロックを切り換え駆動する第１駆動手段と、前記第１支持ブロックを直線状に案内するガイドレールとを備える請求項１に記載の繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置。
【請求項３】
前記プリフォームに接する接触位置と前記プリフォームに接しない退避位置とに切り換え配置される第１接触プレートが前記ステッチ針と対になって幅方向に複数配設されており、前記第１接触プレートを支持する第２支持ブロックと、前記ステッチ針を前記ステッチ針退避位置に配置するときに前記第２支持ブロックと前記第１支持ブロックとを一体的に連結する連結手段とを備える請求項２に記載の繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置。
【請求項４】
前記第２切り換え手段は、前記糸ガイドを支持する支持アームと、前記支持アームを支持する駆動軸と、前記駆動軸を中心にして前記糸ガイドを前記糸ガイド作業位置と前記糸ガイド退避位置とに切り換え駆動する第２駆動手段とを備える請求項１に記載の繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置。
【請求項５】
前記プリフォームに接する接触位置と前記プリフォームに接しない退避位置とに切り換え配置される第２接触プレートが前記糸ガイドと対になって幅方向に複数配設されており、前記第２接触プレートを支持する第３支持ブロックと、前記第２接触プレートを前記接触位置と前記退避位置とに切り換え配置するように第２接触プレートを切り換え駆動する第３駆動手段と、前記第２接触プレートを直線状に案内するガイドレールとを備える第３切り換え手段が設けられている請求項４に記載の繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置。
【請求項６】
ステッチ針と、前記ステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドとを繊維強化複合材料用プリフォームの幅方向に複数配設した繊維強化複合材料用プリフォームの縫合方法において、
前記プリフォームの移送方向に関するステッチ作業領域における前記プリフォームの幅方向の作業幅領域内に前記ステッチ針が配置される場合には、該ステッチ針をステッチ針作業位置に配置すると共に、前記ステッチ針作業位置に配置されるステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドを糸ガイド作業位置に配置し、
前記作業幅領域外に前記ステッチ針が配置される場合には、該ステッチ針をステッチ針退避位置に配置すると共に、前記ステッチ針退避位置に配置されるステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドを糸ガイド退避位置に配置する繊維強化複合材料用プリフォームの縫合方法。
【請求項１】
ステッチ針と、前記ステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドとを繊維強化複合材料用プリフォームの幅方向に複数配設した繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置において、
前記プリフォームの歩進毎のステッチ作業領域における作業幅領域の幅変化に応じて、前記作業幅領域内の前記ステッチ針をステッチ針作業位置に配置すると共に、前記作業幅領域外の前記ステッチ針を前記ステッチ針作業位置よりも前記プリフォームから離れたステッチ針退避位置に配置する第１切り換え手段と、
前記複数の糸ガイドのうち、前記ステッチ針作業位置に配置されるステッチ針と対の糸ガイドを糸ガイド作業位置に配置すると共に、前記ステッチ針退避位置に配置されるステッチ針と対の糸ガイドを糸ガイド退避位置に配置する第２切り換え手段とを備える繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置。
【請求項２】
前記第１切り換え手段は、前記ステッチ針を支持する第１支持ブロックと、前記ステッチ針を前記ステッチ針作業位置と前記ステッチ針退避位置とに切り換え配置するように前記第１支持ブロックを切り換え駆動する第１駆動手段と、前記第１支持ブロックを直線状に案内するガイドレールとを備える請求項１に記載の繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置。
【請求項３】
前記プリフォームに接する接触位置と前記プリフォームに接しない退避位置とに切り換え配置される第１接触プレートが前記ステッチ針と対になって幅方向に複数配設されており、前記第１接触プレートを支持する第２支持ブロックと、前記ステッチ針を前記ステッチ針退避位置に配置するときに前記第２支持ブロックと前記第１支持ブロックとを一体的に連結する連結手段とを備える請求項２に記載の繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置。
【請求項４】
前記第２切り換え手段は、前記糸ガイドを支持する支持アームと、前記支持アームを支持する駆動軸と、前記駆動軸を中心にして前記糸ガイドを前記糸ガイド作業位置と前記糸ガイド退避位置とに切り換え駆動する第２駆動手段とを備える請求項１に記載の繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置。
【請求項５】
前記プリフォームに接する接触位置と前記プリフォームに接しない退避位置とに切り換え配置される第２接触プレートが前記糸ガイドと対になって幅方向に複数配設されており、前記第２接触プレートを支持する第３支持ブロックと、前記第２接触プレートを前記接触位置と前記退避位置とに切り換え配置するように第２接触プレートを切り換え駆動する第３駆動手段と、前記第２接触プレートを直線状に案内するガイドレールとを備える第３切り換え手段が設けられている請求項４に記載の繊維強化複合材料用プリフォームの縫合装置。
【請求項６】
ステッチ針と、前記ステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドとを繊維強化複合材料用プリフォームの幅方向に複数配設した繊維強化複合材料用プリフォームの縫合方法において、
前記プリフォームの移送方向に関するステッチ作業領域における前記プリフォームの幅方向の作業幅領域内に前記ステッチ針が配置される場合には、該ステッチ針をステッチ針作業位置に配置すると共に、前記ステッチ針作業位置に配置されるステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドを糸ガイド作業位置に配置し、
前記作業幅領域外に前記ステッチ針が配置される場合には、該ステッチ針をステッチ針退避位置に配置すると共に、前記ステッチ針退避位置に配置されるステッチ針と対になって該ステッチ針に糸を掛ける糸ガイドを糸ガイド退避位置に配置する繊維強化複合材料用プリフォームの縫合方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−９９１７０（Ｐ２０１１−９９１７０Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５３１３８（Ｐ２００９−２５３１３８）
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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