繊維束配列装置及び繊維束配列装置を用いた繊維束配列方法
【課題】繊維束をプレスするプレス装置を備えた繊維束配列装置の小型化を図る。
【解決手段】リニアスライダ１４にはプレス装置３９が装着されている。リニアスライダ１４には基板４０が止着されており、基板４０にはモータ４１が装着されている。モータ４１のネジ軸４１１が回転されると、基枠４３がＺ軸方向に平行移動する。基枠４３にはエアシリンダ４６が装着されており、エアシリンダ４６の駆動ロッド４６１には軸支持金具５０が止着されており、軸支持金具５０には平板形状のプレスローラ５２が支軸５２１を介して回転可能に支持されている。平板形状のプレスローラ５２は、Ｘ軸方向とＺ軸方向とに平行である。プレスローラ５２は、ピン３８の列に沿ってピン３８の内側を転動可能である。
【解決手段】リニアスライダ１４にはプレス装置３９が装着されている。リニアスライダ１４には基板４０が止着されており、基板４０にはモータ４１が装着されている。モータ４１のネジ軸４１１が回転されると、基枠４３がＺ軸方向に平行移動する。基枠４３にはエアシリンダ４６が装着されており、エアシリンダ４６の駆動ロッド４６１には軸支持金具５０が止着されており、軸支持金具５０には平板形状のプレスローラ５２が支軸５２１を介して回転可能に支持されている。平板形状のプレスローラ５２は、Ｘ軸方向とＺ軸方向とに平行である。プレスローラ５２は、ピン３８の列に沿ってピン３８の内側を転動可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列設されたピンに繊維束を掛け止めた状態でガイドパイプを移動させることによって前記ガイドパイプのガイド孔内から前記繊維束を引き出しながら配列する繊維束配列装置及び繊維束配列装置を用いた繊維束配列方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量の構造材料として広く使用されている繊維強化複合材のうち、三次元織物（三次元繊維構造体）を強化材として使用したものは、強度が非常に高く、航空機等の構造材として一部使用されている。このような繊維強化複合材の強化材に使用する三次元繊維構造体の製法としては、繊維束を折り返し状に配列した繊維束層を複数積層して少なくとも２軸配向となる繊維束積層群を形成し、その繊維束積層群を各繊維束層と直交する方向に配列される厚さ方向糸で結合する三次元繊維構造体の製造方法がある。特許文献１，２には、配列面に沿って移動されるガイドパイプから繊維束を繰り出しながら、所定ピッチで配置したピン間に繊維束を偏平な状態で、かつ繊維束の偏平な面が配列面に沿った状態で折り返し状に配列して繊維束層を形成する繊維束配列装置が開示されている。
【０００３】
三次元繊維構造体の物性の観点からすると、繊維束の繊維密度が高いことが望ましい。繊維束の繊維密度を高めるには、ピンに掛け止められた繊維束列を該ピンの近傍で該ピンの根元に向けて押し込めば良い。そのための押し込み機構としては、例えば、特許文献１に開示されるプレスプレートと一対のプレスブロックとを用いた押圧手段の採用が可能である。プレスプレート及び一対のプレスブロックは、列設されたピンの列長さ程度の長さに形成されており、列設されたピンの列長さ全体にわたって一度に繊維束を押し込む（プレスする）ことができる。
【特許文献１】特開平８−２１８２４９号公報
【特許文献２】特開２００７−１６３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示される押圧手段では、列設されたピンの列長さ程度の長さに形成されているプレスプレート及び一対のプレスブロックが大型になり、繊維束配列装置が大型化するという欠点がある。
【０００５】
又、繊維束を配列している最中に押圧手段を動作させる位置に配置することができない。そのため、繊維束層１層分の繊維束の配列を終えた後に押圧手段のプレス動作を行わせる位置に押圧手段を配置して動作させざるを得ないが、このような順序では、プレス動作を含む繊維束層の形成に時間が掛かる。
【０００６】
本発明は、繊維束配列装置の小型化を図ることを目的とする。本発明の別の目的は、繊維束層１層分の繊維束の配列を行なう期間の少なくとも一部で繊維束を配列しながら繊維束をプレスする動作を行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１乃至請求項８の発明は、列設されたピンに繊維束を掛け止めることで形成される繊維束層を積層形成する繊維束配列装置を対象とし、請求項１の発明は、プレス部を有するプレス部材と、前記プレス部材を前記ピンの列設された方向に移動させるプレス部材移動手段とを備え、前記プレス部が前記プレス部材の進行方向前側に位置し、且つ前記進行方向に向かうにつれて前記繊維束層の積層方向においてピンの根元から遠くなるように傾斜した状態で、前記プレス部を、前記ピンに掛け止められた繊維束の直列部と該ピンの近傍で順次交差させ、前記繊維束の直列部を該ピンの根元に向けて押し込むことを特徴とする。
【０００８】
繊維束を掛け止められたピンの近傍の繊維束の直列部は、プレス部材を移動させて該ピンの根元に向けて押し込められる。ピンの列に沿って移動されるプレス部材は、プレス時に移動しない従来のプレス部材に比べて、小型になる。
【０００９】
繊維束が掛け止められてゆくピンを追うようにピンの列方向にプレス部材移動手段によってプレス部材を移動してゆけば、繊維束層１層分の繊維束の配列を行なう期間の少なくとも一部で繊維束を配列しながらプレス部材によるプレス動作を遂行することができる。
【００１０】
好適な例では、前記ピンの列は、平行な２列を含み、前記プレス部材は、該２列に対応して２つ設けられている。
ピンの列に沿って移動される２つのプレス部材は、移動しない従来のプレス部材を２つ用いた場合に比べて、小型になる。又、移動可能な２つのプレス部材を用いる構成では、プレス部材を１つのみ用いる場合に比べてプレス動作を含む繊維束層の形成の時間が短縮される。
【００１１】
好適な例では、前記繊維束をガイドするガイド部材と前記ガイド部材を移動させるガイド部材移動手段とを備え、前記ガイド部材移動手段は、Ｘ軸方向に直線移動される第１移動体を備えたＸ軸方向移動手段と、前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に直線移動される第２移動体を備えると共に、前記第１移動体に支持されたＹ軸方向移動手段とを備え、前記ガイド部材は、前記第１移動体の直線移動と前記第２移動体の直線移動との組み合わせに連動して移動され、前記ピンの列設方向は、Ｘ軸方向であり、前記プレス部材移動手段は、前記Ｘ軸方向移動手段である。
【００１２】
プレス部材移動手段とＸ軸方向移動手段とを共通とした構成は、繊維束配列装置の構成の簡素化に寄与する。
好適な例では、前記ピンの列は、互いに直交する２列を含み、前記プレス部材は、該２列の一方に対応して設けられており、前記２列の他方の列を構成するピンに掛け止められた繊維束を該ピンの近傍で該ピンの根元に向けて押し込み可能にプレスバーが設けられており、前記プレスバーを退避位置とプレス位置とに切り換え配置するプレスバー切り換え手段が備えられている。
【００１３】
プレスバーと移動可能なプレス部材とを合わせて採用した構成は、互いに直交する２列のピンに掛け止められた繊維束の直列部を移動可能なプレス部材のみでプレス（押し込み）する場合に比べて、プレス動作を含む繊維束層の形成の時間の短縮に有利である。
【００１４】
好適な例では、前記プレス部材のプレス位置を調整可能なプレス部材用プレス位置調整手段が備えられている。
プレス部材のプレス動作によって押し込められる繊維束の直列部が大きな力で横方向に押されると、繊維束を掛け止められたピンが曲げられるおそれがある。繊維束層が積層されてゆく毎にプレス部材用プレス位置調整手段によってプレス部材のプレス位置を調整してゆけば、プレス部材のプレス動作によって押し込められる繊維束の直列部を横方向に押す力が過大になることはない。
【００１５】
好適な例では、前記ピンの列は、互いに直交する２列を含み、前記プレス部材は、該２列の一方に対応して設けられており、前記２列の他方の列を構成するピンに掛け止められた繊維束を該ピンの近傍で該ピンの根元に向けて押し込み可能にプレスバーが設けられており、前記プレスバーを退避位置とプレス位置とに切り換え配置するプレスバー切り換え手段が備えられており、前記プレスバーのプレス位置を調整可能なプレスバー用プレス位置調整手段が備えられている。
【００１６】
繊維束層が積層されてゆく毎にプレスバーのプレス位置を調整してゆけば、全ての繊維束層の繊維密度の均一化が可能である。
好適な例では、前記プレスバー用プレス位置調整手段は、前記プレス部材用プレス位置調整手段を兼用する。
【００１７】
プレス部材用プレス位置調整手段とプレスバー用プレス位置調整手段とを共通とした構成は、繊維束配列装置の構成の簡素化に寄与する。
好適な例では、前記プレス部材はプレスローラである。
【００１８】
プレスローラは、移動しながらピンの近傍で繊維束の直列部を該ピンの根元に向けて押し込む上で好適なプレス部材である。
請求項９の発明は、列設されたピンに繊維束を掛け止めることで形成される繊維束層を積層形成する繊維束配列装置であって、プレス部を有するプレス部材と、前記プレス部材を前記ピンの列設された方向に移動させるプレス部材移動手段とを備え、前記プレス部が前記プレス部材の進行方向前側に位置し、且つ前記進行方向に向かうにつれて前記繊維束層の積層方向においてピンの根元から遠くなるように傾斜した状態で、前記プレス部を、前記ピンに掛け止められた繊維束の直列部と該ピンの近傍で順次交差させ、前記繊維束の直列部を該ピンの根元に向けて押し込む繊維束配列装置を用いた繊維束配列方法において、第１繊維束層を形成する繊維束に対する前記プレス部材の第１プレス位置を特定してプレス動作を行わせ、前記第１繊維束層の上に第２繊維束層を形成する場合には、前記ピンの根元から前記ピンの先端側に遠ざかる方向へ前記第１プレス位置から離れた位置に、第２繊維束層を形成する繊維束に対する前記プレス部材の第２プレス位置を設定することを特徴とする。
【００１９】
繊維束が掛け止められてゆくピンを追うようにピンの列方向にプレス部材を移動してゆけば、繊維束層１層分の繊維束の配列を行なう期間の少なくとも一部で繊維束を配列しながらプレス部材によるプレス動作を遂行することができる。繊維束層が積層されてゆく毎にプレス部材のプレス位置が調整されるため、傾斜したプレス部によって押し込められる繊維束を横方向に押し出す力が過大になることはない。
【００２０】
請求項１０の発明は、請求項３の繊維束配列装置を用いた繊維束配列方法において、前記ガイド部材により前記繊維束をガイドしながら同時に前記プレス部材によるプレスを行うことを特徴とする。
【００２１】
繊維束層１層分の繊維束の配列を行なう期間の少なくとも一部で繊維束を配列しながらプレス部材によるプレス動作が遂行されるため、プレス動作を含む繊維束層の形成時間が従来よりも短縮する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、繊維束配列装置の小型化できるという優れた効果を奏する。又、本発明は、繊維束層１層分の繊維束の配列を行なう期間の少なくとも一部で繊維束を配列しながら繊維束をプレスする動作を行えるようにすることができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図１２に基づいて説明する。図１（ａ）は、３次元織物を製造するための繊維束配列装置１０の全体を示す。
図２に示すように、長方形状のベース１１上には一対のリニアスライダ１２，１３がベース１１の長手方向（以下においてはＸ軸方向という）に延びるように設けられている。リニアスライダ１２は、図示しないモータを含むボールネジ機構と、ボールネジ機構の作動によってＸ軸方向に移動される第１移動体１２１とを備え、リニアスライダ１３は、図示しないモータを含むボールネジ機構と、ボールネジ機構の作動によってＸ軸方向に移動される第１移動体１３１とを備えている。リニアスライダ１２，１３の各ボールネジ機構は、同期して作動され、第１移動体１２１，１３１は、同期してＸ軸方向へ移動する。
【００２４】
第１移動体１２１，１３１上にはリニアスライダ１４がＸ軸方向と直交する方向（以下においてはＹ軸方向という）に延びるように架設されている。リニアスライダ１２，１３が作動すると、リニアスライダ１４は、Ｘ軸方向へ平行移動する。リニアスライダ１４は、図示しないモータを含むボールネジ機構と、ボールネジ機構の作動によってＹ軸方向に移動される第２移動体１４１とを備えている。
【００２５】
リニアスライダ１２，１３，１４は、制御コンピュータＣの作動制御を受ける。
図１（ａ）に示すように、第２移動体１４１には支持プレート１５が止着されており、支持プレート１５には支持フレーム１６が止着されている。支持フレーム１６には支軸１７が上下方向（以下においてはＺ軸方向という）に貫通するように、且つ回転可能に支持されており、支軸１７の上部には載置板１８が止着されている。載置板１８上にはモータ１９及びボビンホルダ２０が支持されている。ボビンホルダ２０には繊維束Ｆからなるボビン２１が装着されており、ボビン２１は、モータ１９の作動によって繊維束Ｆを繰り出す方向〔図１（ａ）に矢印Ｒで示す方向〕に回転される。繊維束Ｆは、多数本の単繊維（本実施形態では炭素繊維）を撚らないで偏平形状に束ねて形成されている。モータ１９は、制御コンピュータＣの作動制御を受ける。
【００２６】
載置板１８には支柱２２が立設されており、支柱２２の上部には一対のガイドローラ２３，２４が取り付けられている。ガイドローラ２３，２４の下方にはテンションローラ２５が上下動可能に配設されている。又、支柱２２の下部にはガイドロ−ラ２６が取り付けられている。ボビン２１から繰り出される繊維束Ｆは、ガイドローラ２３，２４、テンションローラ２５及びガイドロ−ラ２６によって載置板１８の下方へと案内される。繊維束Ｆは、テンションローラ２５を含む張力付与機構によって適正な張力を付与されるようになっている。
【００２７】
支持フレーム１６の側部にはモータ３４が装着されている。支軸１７には歯車３５が止着されており、モータ３４の出力軸３４１には歯車３６が止着されている。歯車３６は、歯車３５に噛合されており、モータ３４が作動されると、支軸１７が回転する。
【００２８】
支持フレーム１６から下方に突出する支軸１７の突出端部にはモータ２７が固定されている。モータ２７の出力軸であるネジ軸２７１は、Ｚ軸方向へ延びており、ネジ軸２７１には支持枠２８がナット部２９を介して連結されている。ネジ軸２７１は、ナット部２９に螺合されており、モータ２７が作動すると、支持枠２８がＺ軸方向に平行移動する。モータ２７は、制御コンピュータＣの作動制御を受ける。
【００２９】
支持枠２８の下部には配列ヘッド３０が取り付けられている。配列ヘッド３０は、繊維束Ｆを繰り出す直線形状のガイドパイプ３１を備えている。図５（ｂ）に示すように、ガイドパイプ３１内のガイド孔３１１は、偏平形状にしてあり、ガイドパイプ３１は、繊維束Ｆを偏平な状態でガイド孔３１１から繰り出す。
【００３０】
図１（ａ）に示すように、支持枠２８にはガイドローラ３２，３３が取り付けられている。ガイドロ−ラ２６を経由して案内された繊維束Ｆは、ガイドローラ３２，３３を介してガイドパイプ３１内へ導かれる。
【００３１】
図２に示すように、ベース１１上には枠体３７が設置されている。枠体３７は、長方形状に形成されており、枠体３７の上面にはピン３８が枠体３７の周辺に沿って所定ピッチ（例えば、数ｍｍピッチ）で列設されている。ピン３８は、平行な列Ｘ１，Ｘ２上と平行な列Ｙ１，Ｙ２上にあり、列Ｘ１，Ｘ２と列Ｙ１，Ｙ２とは、直交している。
【００３２】
ガイドパイプ３１は、モータ２７の作動によって適宜の高さ位置に配置されると共に、リニアスライダ１２，１３の作動とリニアスライダ１４の作動との組み合わせによって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向又はバイアス方向に移動される。ガイドパイプ３１がＸ軸方向、Ｙ軸方向又はバイアス方向に移動されることにより、ガイドパイプ３１内を導かれている繊維束Ｆがピン３８に掛け止められながらガイドパイプ３１から引き出されてゆく。図５（ａ）は、繊維束Ｆをピン３８に掛け止めながら繊維束Ｆを配列してゆく一例を示す。
【００３３】
リニアスライダ１２，１３，１４は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向又はバイアス方向にガイドパイプ３１を平行移動させるガイド部材移動手段を構成する。リニアスライダ１２，１３は、Ｘ軸方向に直線移動される第１移動体１２１，１３１を備えたＸ軸方向移動手段を構成する。リニアスライダ１４は、Ｙ軸方向に直線移動される第２移動体１４１を備えたＹ軸方向移動手段を構成する。
【００３４】
なお、ピン３８の周りでガイドパイプ３１を反転させるように移動してピン３８に繊維束Ｆを掛け止めるとき以外には、ガイドパイプ３１は、ガイドパイプ３１の偏平な面がガイドパイプ３１の直線移動方向を向くように、モータ３４の作動によって向きを調整される。図２に実線で示す載置板１８の配置状態は、ガイドパイプ３１の偏平な面がＸ軸方向を向いた状態であり、図２に鎖線で示す載置板１８の配置状態は、ガイドパイプ３１の偏平な面がＹ軸方向を向いた状態である。図５（ａ）に示す状態では、ガイドパイプ３１の偏平な面がＹ軸方向を向いている。
【００３５】
図１（ｂ）に示すように、リニアスライダ１４にはプレス装置３９が装着されている。次に、プレス装置３９の構成を説明する。
図１（ｂ）に示すように、リニアスライダ１４には基板４０が止着されており、基板４０にはモータ４１が装着されている。モータ４１の出力軸であるネジ軸４１１は、下方に向けられている。図３（ａ），（ｂ）に示すように、ネジ軸４１１にはナット４２が螺合されており、ナット４２には基枠４３が止着されている。モータ４１が作動されると、ナット４２及び基枠４３がＺ軸方向に平行移動する。モータ４１は、制御コンピュータＣ〔図１（ａ）に図示〕の作動制御を受ける。
【００３６】
基枠４３にはエアシリンダ４４，４５，４６が装着されており、エアシリンダ４４，４５，４６の駆動ロッド４４１，４５１，４６１は、下方を向いている。駆動ロッド４４１には支持板４７が止着されており、支持板４７には板形状のプレスバー４８が止着されている。板形状のプレスバー４８は、Ｙ軸方向とＺ軸方向とに平行であり、プレスバー４８の下部には直線形状のプレス縁４８１が形成されている。プレス縁４８１は、Ｙ軸方向と平行である。
【００３７】
エアシリンダ４５，４６の駆動ロッド４５１，４６１には軸支持金具４９，５０が止着されており、軸支持金具４９，５０には平板形状のプレスローラ５１，５２が支軸５１１，５２１を介して回転可能に支持されている。平板形状のプレスローラ５１，５２は、Ｘ軸方向とＺ軸方向とに平行である。プレス部材としてのプレスローラ５１，５２間の間隔は、Ｘ軸方向の列Ｘ１，Ｘ２〔図２参照〕に沿ったピン３８の２つの列の間の間隔よりも小さくしてあり、プレス縁４８１の長さは、列Ｘ１，Ｘ２に沿ったピン３８の２つの列の間の間隔よりも大きくしてある。Ｚ軸方向に見た場合、プレスローラ５１は、列Ｘ１に平行であって列Ｘ１に沿ったピン３８の内側の近傍にある。又、Ｚ軸方向に見た場合、プレスローラ５２は、列Ｘ２に平行であって列Ｘ２に沿ったピン３８の内側の近傍にある。
【００３８】
基板４０には電磁三方弁５３，５４，５５が装着されている。エアシリンダ４４は、電磁三方弁５３を介して図示しない圧力エア供給源に接続されている。エアシリンダ４５は、電磁三方弁５４を介して図示しない前記圧力エア供給源に接続されており、エアシリンダ４６は、電磁三方弁５５を介して図示しない圧力エア供給源に接続されている。電磁三方弁５３，５４，５５は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。
【００３９】
電磁三方弁５３が励磁されると、エアシリンダ４４に圧力エアが供給され、駆動ロッド４４１が延び出してプレスバー４８が下方へ平行移動する。駆動ロッド４４１の延出量は、一定である。電磁三方弁５３が励磁状態から消磁状態に切り換えられると、エアシリンダ４４内の圧力エアが排出され、駆動ロッド４４１が退避してプレスバー４８が上方へ平行移動する。電磁三方弁５４が励磁されると、エアシリンダ４５に圧力エアが供給され、駆動ロッド４５１が延び出してプレスローラ５１が下方へ平行移動する。電磁三方弁５４が励磁状態から消磁状態に切り換えられると、エアシリンダ４５内の圧力エアが排出され、駆動ロッド４５１が退避してプレスローラ５１が上方へ平行移動する。電磁三方弁５５が励磁されると、エアシリンダ４６に圧力エアが供給され、駆動ロッド４６１が延び出してプレスローラ５２が下方へ平行移動する。電磁三方弁５５が励磁状態から消磁状態に切り換えられると、エアシリンダ４６内の圧力エアが排出され、駆動ロッド４６１が退避してプレスローラ５２が上方へ平行移動する。駆動ロッド４５１，４６１の延出量は、同等、且つ一定である。
【００４０】
次に、プレス装置３９におけるプレス遂行の制御の一例を説明する。
図６（ａ）は、Ｘ軸方向にガイドパイプ３１を移動した後に列Ｙ１，Ｙ２上のピン３８に繊維束Ｆを掛け止めるようにガイドパイプ３１の移動を反転させて繊維束Ｆを配列する配列パターンを示す。Ｙ軸方向の列Ｙ１，Ｙ２に沿ったピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、図６（ａ）の配列パターンの繊維束層Ｇ１の形成が完了する。
【００４１】
列Ｙ１上のピン３８のうち所定のピン３８全てに対する繊維束Ｆの掛け止めが列Ｙ２上のピン３８よりも先に完了したとすると、プレスバー４８のプレス縁４８１が列Ｙ１上のピン３８の内側の近傍に位置するように、プレス装置３９がリニアスライダ１２，１３の作動によって図７（ｂ）に示すプレス待機位置に移動配置される。プレス装置３９が図７（ｂ）に示すプレス待機位置に配置されると、基枠４３は、モータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５３が励磁され、プレスバー４８が下動される。プレスバー４８の下動により、プレス縁４８１が列Ｙ１上のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｘ〔図６（ａ）に図示〕をピン３８の根元に向けてプレスする。図７（ａ）に鎖線で示す状態及び図７（ｂ）に鎖線で示す状態は、列Ｙ１に沿ったプレスバー４８によるプレスの状態を示す。図７（ａ）に鎖線で示すプレスバー４８の位置は、繊維束Ｆに対してプレスが行われているプレス位置であり、図７（ａ）に実線で示すプレスバー４８の位置は、プレスバー４８の退避位置である。その後、電磁三方弁５３が消磁され、プレスバー４８が退避位置まで上動される。
【００４２】
列Ｙ１に沿ったプレスバー４８によるプレスが終了した後、ガイドパイプ３１の移動によって列Ｙ２上のピン３８のうち所定のピン３８の残りに対する繊維束Ｆの掛け止めが行われる。列Ｙ２上のピン３８のうち所定のピン３８全てに対する繊維束Ｆの掛け止めが完了すると、プレスバー４８のプレス縁４８１が列Ｙ２上のピン３８の内側の近傍に位置するように、プレス装置３９がリニアスライダ１２，１３の作動によって図８（ｂ）に示すプレス待機位置に移動配置される。プレス装置３９が図８（ｂ）に示すプレス待機位置に配置されると、基枠４３は、モータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５３が励磁され、プレスバー４８が下動される。プレスバー４８の下動により、プレス縁４８１が列Ｙ２上のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｘをピン３８の根元に向けてプレスする。図８（ａ）に鎖線で示す状態及び図８（ｂ）に実線で示す状態は、列Ｙ２に沿ったプレスバー４８によるプレスの状態を示す。図８（ａ）に実線で示すプレスバー４８の位置は、繊維束Ｆに対してプレスが行われているプレス位置であり、図８（ａ）に実線で示すプレスバー４８の位置は、プレスバー４８の退避位置である。その後、電磁三方弁５３が消磁され、プレスバー４８が退避位置まで上動される。
【００４３】
図６（ｂ）は、Ｙ軸方向にガイドパイプ３１を移動した後に列Ｘ１，Ｘ２上のピン３８に繊維束Ｆを掛け止めるようにガイドパイプ３１の移動を反転させて繊維束Ｆを配列する配列パターンを示す。Ｘ軸方向の列Ｘ１，Ｘ２に沿ったピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、図６（ｂ）の配列パターンの繊維束層Ｇ２の形成が完了する。
【００４４】
図６（ｂ）の配列パターンの繊維束層Ｇ２の形成が列Ｙ２側から列Ｙ１側へと進行するように行われる場合、先ず基枠４３がモータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５４，５５が励磁され、プレスローラ５１，５２が下動される。第１移動体１２１，１３１及びリニアスライダ１４が列Ｙ２側から列Ｙ１側へ移動するに伴い、プレスローラ５１，５２は、繊維束Ｆを掛け止められている列Ｘ１，Ｘ２上のピン３８の内側を列Ｘ１，Ｘ２上のピン３８の列設方向（Ｘ軸方向）に通過してゆく。つまり、プレスローラ５１の円周縁の下側凸部５１２〔（図３（ａ）に図示〕及びプレスローラ５２の円周縁の下側凸部５２２〔図８（ｂ）に図示〕は、列設されたピン３８に掛け止められた繊維束Ｆの直列部Ｆｙ〔図６（ｂ）に図示〕と順次交差してゆく。プレスローラ５１の円周縁の下側凸部５１２及びプレスローラ５２の円周縁の下側凸部５２２は、プレスローラ５１，５２の進行方向前側に位置し、且つ前記進行方向に向かうにつれて繊維束層の積層方向（Ｚ軸方向）におけるピン３８の根元から遠ざかるように傾斜したプレス部である。
【００４５】
列Ｘ１のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｙは、プレスローラ５１の転動によって順次ピン３８の根元に向けてプレスされ、列Ｘ２のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｙは、プレスローラ５２の転動によって順次ピン３８の根元に向けてプレスされる。リニアスライダ１４は、プレスローラ５１，５２が繊維束Ｆを掛け止められている列Ｘ１，Ｘ２上のピン３８全ての内側を通過するまで、列Ｙ２側から列Ｙ１側へ移動される。
【００４６】
リニアスライダ１４をＸ軸方向へ移動させるリニアスライダ１２，１３は、プレスローラ５１，５２をピン３８の列設方向（Ｘ軸方向）に移動させてプレス動作を行わせるプレス部材移動手段を構成する。
【００４７】
図９（ａ）に鎖線で示す状態及び図９（ｂ）に鎖線で示す状態は、列Ｘ１，Ｘ２に沿ったプレスローラ５１，５２（プレスローラ５１）によるプレスの状態を示す。図９（ａ）に鎖線で示すプレスローラ５１，５２の位置は、繊維束Ｆに対してプレスが行われているプレス位置であり、図９（ａ）に実線で示すプレスローラ５１，５２の位置は、プレスローラ５１，５２の退避位置である。その後、電磁三方弁５４，５５が消磁され、プレスローラ５１，５２が退避位置まで上動される。
【００４８】
図６（ｂ）の配列パターンの繊維束層Ｇ２の形成が列Ｙ１側から列Ｙ２側へと進行するように行われる場合には、先ず基枠４３がモータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後の電磁三方弁５４，５５の励消磁は、繊維束層Ｇ２の形成が列Ｙ２側から列Ｙ１側へと進行する場合と同様に行われ、リニアスライダ１４の作動は、列Ｙ１側から列Ｙ２側へ移動される。
【００４９】
図６（ｃ）は、バイアス方向にガイドパイプ３１を移動した後にピン３８に繊維束Ｆを掛け止めるようにガイドパイプ３１の移動を反転させて繊維束Ｆを配列する配列パターンを示す。Ｘ軸方向の列Ｘ１，Ｘ２に沿ったピン３８のうち所定のピン３８全て、及びＹ軸方向の列Ｙ１，Ｙ２上のピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、図６（ｃ）の配列パターンの繊維束層Ｇ３の形成が完了する。
【００５０】
図６（ｃ）の配列パターンの繊維束層Ｇ３の形成が列Ｙ２側から列Ｙ１側へ進行するように行われてゆく場合、先ず基枠４３がモータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５４，５５が励磁され、プレスローラ５１，５２が下動される。列Ｙ２上のピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、プレスバー４８のプレス縁４８１が列Ｙ２上のピン３８の内側の近傍に位置するように、プレス装置３９がリニアスライダ１２，１３の作動によって図８（ｂ）に示すプレス待機位置に移動配置される。プレス装置３９が図８（ｂ）に示すプレス待機位置に配置されると、基枠４３は、モータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５３が励磁され、プレスバー４８が下動される。プレスバー４８の下動により、プレス縁４８１が列Ｙ２上のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｂをピン３８の根元に向けてプレスする。その後、電磁三方弁５３が消磁され、プレスバー４８が上動される。
【００５１】
列Ｙ１上のピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、プレスバー４８のプレス縁４８１が列Ｙ１上のピン３８の内側の近傍に位置するように、プレス装置３９がリニアスライダ１２，１３の作動によって図７（ｂ）に示すプレス待機位置に移動配置される。プレス装置３９が図７（ｂ）に示すプレス待機位置に配置されると、基枠４３は、モータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５３が励磁され、プレスバー４８が下動される。プレスバー４８の下動により、プレス縁４８１が列Ｙ１上のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｂをピン３８の根元に向けてプレスする。その後、電磁三方弁５３，５４，５５が消磁され、プレスバー４８及びプレスローラ５１，５２が上動される。
【００５２】
図６（ｃ）の配列パターンの繊維束層Ｇ３の形成が列Ｙ１側から列Ｙ２側へ進行するように行われてゆく場合、先ず基枠４３がモータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５４，５５が励磁され、プレスローラ５１，５２が下動される。列Ｙ１上のピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、プレスバー４８のプレス縁４８１が列Ｙ１上のピン３８の内側の近傍に位置するように、プレス装置３９がリニアスライダ１２，１３の作動によって図７（ｂ）に示すプレス待機位置に移動配置される。プレス装置３９が図７（ｂ）に示すプレス待機位置に配置されると、基枠４３は、モータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５３が励磁され、プレスバー４８が下動される。プレスバー４８の下動により、プレス縁４８１が列Ｙ１上のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｂをピン３８の根元に向けてプレスする。その後、電磁三方弁５３が消磁され、プレスバー４８が上動される。
【００５３】
列Ｙ２上のピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、プレスバー４８のプレス縁４８１が列Ｙ２上のピン３８の内側の近傍に位置するように、プレス装置３９がリニアスライダ１２，１３の作動によって図８（ｂ）に示すプレス待機位置に移動配置される。プレス装置３９が図８（ｂ）に示すプレス待機位置に配置されると、基枠４３は、モータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５３が励磁され、プレスバー４８が下動される。プレスバー４８の下動により、プレス縁４８１が列Ｙ２上のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｂをピン３８の根元に向けてプレスする。その後、電磁三方弁５３が消磁され、プレスバー４８が上動される。そして、リニアスライダ１４は、プレスローラ５１，５２が繊維束Ｆを掛け止められている列Ｘ１，Ｘ２上のピン３８全ての内側を通過するまで、列Ｙ１側から列Ｙ２側へ移動される。その後、電磁三方弁５４，５５が消磁され、プレスローラ５１，５２が上動される。
【００５４】
図６（ｄ）は、図６（ｃ）におけるバイアス方向に対して直交するバイアス方向にガイドパイプ３１を移動した後にピン３８に繊維束Ｆを掛け止めるようにガイドパイプ３１の移動を反転させて繊維束Ｆを配列する配列パターンを示す。Ｘ軸方向の列Ｘ１，Ｘ２上のピン３８のうち所定のピン３８全て、及びＹ軸方向の列Ｙ１，Ｙ２上のピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、図６（ｄ）の配列パターンの繊維束層Ｇ４の形成が完了する。図６（ｄ）の繊維束層Ｇ４の形成に伴うプレス装置３９によるプレス遂行も図６（ｃ）の場合と同様に行われる。
【００５５】
エアシリンダ４４及び電磁三方弁５３は、プレスバー４８を退避位置とプレス位置とに切り換え配置するプレスバー切り換え手段を構成する。エアシリンダ４５及び電磁三方弁５４は、プレスローラ５１を退避位置とプレス位置とに切り換え配置するプレスローラ切り換え手段を構成する。エアシリンダ４６及び電磁三方弁５５は、プレスローラ５２を退避位置とプレス位置とに切り換え配置するプレスローラ切り換え手段を構成する。
【００５６】
繊維束層の形成の際には、制御コンピュータＣは、図１２のフローチャートで示すプレス位置制御プログラムに基づいて、プレスローラ５１，５２のプレス位置を制御する。以下、図１２のフローチャートに従ってプレスローラ５１，５２のプレス位置制御を説明する。
【００５７】
Ｎ番目のＮ繊維束層（Ｎは１以上の整数）〔図６（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す繊維束層Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４のいずれか１つ〕を形成する場合、制御コンピュータＣは、先ずモータ２７を作動させてガイドパイプ３１の高さ位置を設定する（ステップＳ１）。次いで、制御コンピュータＣは、モータ４１を作動させてプレスバー４８及びプレスローラ５１，５２の退避位置を設定する（ステップＳ２）。図１０（ａ）は、プレスバー４８及びプレスローラ５１，５２（プレスローラ５２のみ図示）が初期退避位置（Ｎ＝１の場合）にある状態を示す。ステップＳ２の処理後、制御コンピュータＣは、Ｎ繊維束層の形成を開始する（ステップＳ３）。図１０（ｂ）は、プレスバー４８及びプレスローラ５１，５２（プレスローラ５２のみ図示）が初期プレス位置（Ｎ＝１の場合）にある状態を示す。
【００５８】
制御コンピュータＣは、Ｎ繊維束層の形成が終了したか否かを判断しており（ステップＳ４）、Ｎ繊維束層の形成が終了する（ステップＳ４においてＹＥＳ）と、制御コンピュータＣは、ＮがＮｏ（２以上の特定された整数であって繊維束層の最終の積層数）であるか否かを判断する（ステップＳ５）。ＮがＮｏでない場合（ステップＳ５においてＮＯ）、制御コンピュータＣは、（Ｎ＋１）をＮとして（ステップＳ６）、ステップＳ１へ移行する。ＮがＮｏである場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、繊維束層の形成を停止する。
【００５９】
ステップＳ６からステップＳ１へ移行した場合、制御コンピュータＣは、ガイドパイプ３１の次の（Ｎ＋１）番目の（Ｎ＋１）繊維束層用の高さ位置を設定し、次いで（Ｎ＋１）番目の（Ｎ＋１）繊維束層用のプレスバー４８及びプレスローラ５１，５２の退避位置を設定する。つまり、モータ２７が作動されてガイドパイプ３１が所定量上動され、モータ４１が作動されてプレスバー４８及びプレスローラ５１，５２が所定量上動される。そして、制御コンピュータＣは、（Ｎ＋１）繊維束層の形成を開始する。
【００６０】
図１１（ａ）に示すように、プレスローラ５１，５２（プレスローラ５２のみ図示）が実線で示す定位置のプレス位置に配置された状態で矢印Ｑの方向に進行するものとし、列設されたピン３８の端にあるピン３８Ａに掛け止められた繊維束Ｆｎがピン３８Ａの近傍で最初にプレスされるものとする。プレスローラ５１，５２によって押し込められる第１繊維束層としてのＮ繊維束層用の繊維束Ｆｎは、プレスローラ５１，５２の周面の最下位以外に接触している場合には横方向（Ｘ軸方向）への押し出し力〔矢印Ｐで示す〕を受ける。整数Ｎが大きくなってゆくと、押し出し力Ｐが大きくなってゆくが、この押し出し力Ｐが過大であると、ピン３８Ａに横方向の大きな荷重が掛かり、ピン３８Ａが曲げられてしまう。図１１（ｂ）に示すように、プレスローラ５１，５２がプレスされた繊維束Ｆｎ上に乗ってしまえば、以後にプレスされる繊維束Ｆｎに対応した押し出し力Ｐは小さく、ピン３８Ａ以外のピン３８が曲げられることはない。
【００６１】
エアシリンダ４４の駆動ロッド４４１の延出量は、一定であり、エアシリンダ４５，４６の駆動ロッド４５１，４６１の延出量は、一定、且つ同等である。本実施形態では、繊維束層の形成終了毎におけるプレスバー４８及びプレスローラ５１，５２の退避位置の変更量は、一定である。従って、繊維束層の形成終了毎におけるプレスバー４８及びプレスローラ５１，５２のプレス位置の変更量は、一定、且つ同等である。又、ガイドパイプ３１の高さ位置の変更量も一定である。
【００６２】
プレスバー４８及びプレスローラ５１，５２の初期プレス位置、及びプレス位置の変更量は、プレスローラ５１，５２によってプレスされている繊維束Ｆの列を掛け止めているピン３８に横方向の大きな荷重が掛からないように、適宜選択される。これにより、プレスローラ５１，５２のプレス動作によってピン３８が曲がるようなことはない。図１１（ａ）に示すプレスローラ５２の下側の鎖線位置は、第１繊維束層としてのＮ繊維束層用の第１プレス位置の一例を示し、プレスローラ５２の上側の鎖線位置は、第２繊維束層としての（Ｎ＋１）繊維束層用の第２プレス位置の一例を示す。
【００６３】
モータ４１、ネジ軸４１１及びナット４２は、プレス部材用プレス位置調整手段及びプレスバー用プレス位置調整手段を構成する。
第１の実施形態では以下の効果が得られる。
【００６４】
（１）列Ｘ１，Ｘ２上のピン３８に掛け止められた繊維束Ｆの直列部Ｆｙ，Ｆｂは、列Ｘ１，Ｘ２に沿って転動されるプレスローラ５１，５２によってピン３８の根元に向けて押し込められる。ピン３８の列に沿って移動されるプレスローラ５１，５２は、プレス時に移動しない従来のプレス部材に比べて、小型になり、プレス装置３９が小型になる。繊維束層上を転動するプレスローラ５１，５２は、プレス時に繊維束を擦ることなく移動させるプレス部材として好適である。
【００６５】
（２）プレスローラ５１，５２は、繊維束Ｆが掛け止められてゆくピン３８を追うようにピン３８の列方向（Ｘ軸方向）に転動されるため、繊維束層１層分の繊維束の配列を行なう期間の少なくとも一部で繊維束Ｆを配列しながらプレスローラ５１，５２によるプレス動作が遂行される。その結果、プレス動作を含めた繊維束層の形成の時間がプレスローラ５１，５２を用いない従来の繊維束配列装置の場合よりも短縮する。
【００６６】
（３）繊維束層が増えて行く毎にガイドパイプ３１の高さ位置が高くされてゆくため、ピン３８に対する繊維束Ｆの掛け止め位置が高くなってゆく。しかし、繊維束層が積層されてゆく毎にプレスローラ５１，５２のプレス位置がモータ４１の作動によって調整されるため、プレスローラ５１，５２によって押し込められる繊維束Ｆを横方向（Ｘ軸方向）に押し出す力が過大になることはない。その結果、ピン３８に掛け止められた繊維束ＦのＦｙ，Ｆｂをプレスローラ５１，５２によってプレスしても、このピン３８が曲げられるおそれはない。
【００６７】
（４）プレスローラ５１，５２のプレス位置を調整しないとすると、プレス動作によって押し込められる繊維束Ｆに横方向に掛かる力を低減するためにプレスローラ５１，５２の径を大きくする必要がある。繊維束層が積層されてゆく毎にプレスローラ５１，５２のプレス位置を調整する構成では、プレスローラ５１，５２の径を小さくすることができる。これは、プレス装置３９の軽量化に寄与する。
【００６８】
（５）２つのプレスローラ５１，５２が平行な列Ｘ１，Ｘ２に沿って転動されるため、プレス動作を含む繊維束層の形成の時間は、プレスローラを１つのみ用いる場合に比べて短くなる。
【００６９】
（６）プレスローラ５１，５２の代わりにプレスバー４８のようなプレス時に移動しないプレス部材を用いると、リニアスライダ１２，１３，１４によって移動される部材の重量が増え、繊維束層の形成に必要な動力が増大する。プレスローラ５１，５２の採用は、リニアスライダ１２，１３，１４によって移動される部材の重量減に寄与する。
【００７０】
（７）プレスローラ５１，５２及びガイドパイプ３１は、リニアスライダ１２，１３の作動によってＸ軸方向へ移動し、ガイドパイプ３１をＸ軸方向へ移動させるリニアスライダ１２，１３は、プレスローラ５１，５２を移動させる手段を兼ねる。プレス部材移動手段とＸ軸方向移動手段とを共通とした構成は、繊維束配列装置１０の構成の簡素化に寄与する。
【００７１】
（８）プレスバー４８の代わりにプレスローラによって繊維束をプレスしようとすると、列Ｙ１，Ｙ２に沿ってＹ軸方向にプレスローラを転動させねばならず、プレス動作を含む繊維束層の形成の時間が列Ｙ１，Ｙ２に沿ってＹ軸方向にプレスローラを転動させる分だけ余分に掛かる。プレスバー４８とプレスローラ５１，５２とを合わせて採用した構成は、互いに直交する２列（列Ｘ１，Ｘ２と列Ｙ１，Ｙ２）のピン３８に掛け止められた繊維束Ｆの直列部Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｂをプレスローラのみでプレス（押し込み）する場合に比べて、プレス動作を含む繊維束層の形成の時間の短縮に有利である。
【００７２】
（９）三次元繊維構造体の物性の観点からすると、全ての繊維束層の繊維密度が均一であることが望ましい。繊維束層が積層されてゆく毎にプレスバー４８及びプレスローラ５１，５２のプレス位置がモータ４１の作動によって調整されるため、全ての繊維束層の繊維密度が略均一になる。又、モータ４１のみによってプレスバー４８及びプレスローラ５１，５２のプレス位置を調整する構成は、繊維束配列装置１０の構成の簡素化に寄与する。
【００７３】
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○プレス装置３９のうちの一方のプレスローラ（例えばプレスローラ５２）を省略し、図１（ａ）の状態からプレス装置３９全体をＺ軸の周りに１８０°回転できるようにしてもよい。残ったプレスローラ（例えばプレスローラ５１）は、図１（ａ）の状態において列Ｘ１に沿って転動され、図１（ａ）の状態からプレス装置３９全体をＺ軸の周りに１８０°回転させた状態では、残ったプレスローラ（例えばプレスローラ５１）は、列Ｘ２に沿って転動されることになる。
【００７４】
○２つのプレスローラ５１，５２を単一のエアシリンダによってＺ軸方向に移動させるようにしてもよい。
○モータによって駆動されるボールネジ機構を用いてプレスローラ５１，５２を上下動させるようにしてもよい。
【００７５】
○プレスバー４８が列Ｘ１，Ｘ２に沿って繊維束をプレスし、プレスローラ５１，５２が列Ｙ１，Ｙ２に沿って転動するようにしてもよい。
○上述した実施形態においては、プレスローラを下げてから繊維束を張ることで繊維束を張ると同時にローラによりプレスをしていたが、繊維束を張って繊維束層を１層形成し終えた後にプレスローラによってプレスするようにしてもよい。
○プレスローラの代わりに、図１３，１４に示すようなプレス部材５６，５７を使用してもよい。図１３に示すプレス部材５６は、進行方向に向かうにつれて繊維束層の積層方向においてピンの根元から遠くなるように傾斜した直線的なプレス部５６１を有している。図１４に示すプレス部材５７は、進行方向に向かうにつれて繊維束層の積層方向においてピンの根元から遠くなるように傾斜した湾曲状のプレス部５７１を有している。
○プレスローラ５１，５２は、回転しなくても良い。
○ピンの配列は、直線的なものに限定されず、カーブするように配置されていてもよい。その場合には、プレスローラもピンの配列のカーブに沿ってカーブするように移動するようにするのが好ましい。
○ガイドパイプ３１の代わりに、例えば棒状部材の先端部に二又状の部材を取り付けたものを使用し、二又状の部材により繊維束をガイドするようにしてもよい。
○プレス部材は、少なくとも進行方向に向かうにつれて繊維束層の積層方向においてピンの根元から遠くなるように傾斜しているプレス部を有していれば、そのプレス部以外にもそれ以外の方向に向って形成された傾斜部を有していても良い。例えば、円錐形状の部材を逆さまにしたような形状の部材をプレス部材として用いても良い。
○プレス部は、常に傾斜していなくてもよく、例えば、プレスする時以外は垂直な面から成るプレス部を、プレスする時だけ傾けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】第１の実施形態を示し、（ａ）は、繊維束配列装置１０の側面図。（ｂ）は、部分拡大側面図。
【図２】繊維束配列装置１０の平断面図。
【図３】（ａ）は部分斜視図。（ｂ）は部分正面図。
【図４】図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面図。
【図５】（ａ）は、繊維束Ｆの配列を示す斜視図。（ｂ）は、ガイドパイプの部分拡大斜視図。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、配列パターンを示す簡略平面図。
【図７】（ａ）は部分正面図。（ｂ）は部分側面図。
【図８】（ａ）は部分正面図。（ｂ）は部分側面図。
【図９】（ａ）は部分正面図。（ｂ）は部分側面図。
【図１０】（ａ），（ｂ）は部分拡大側面図。
【図１１】（ａ），（ｂ）は部分拡大側面図。
【図１２】プレス位置制御プログラムを示すフローチャート。
【図１３】別の実施形態を示す部分拡大側面図。
【図１４】別の実施形態を示す部分拡大側面図。
【符号の説明】
【００７７】
１０…繊維束配列装置。１２…ガイド部材移動手段及びプレス部材移動手段を構成するＸ軸方向移動手段としてのリニアスライダ。１２１…第１移動体。１３…ガイド部材移動手段及びプレス部材移動手段を構成するＸ軸方向移動手段としてのリニアスライダ。１３１…第１移動体。１４…ガイド部材移動手段を構成するＹ軸方向移動手段としてのリニアスライダ。１４１…第２移動体。３１…ガイド部材としてのガイドパイプ。３１１…ガイド孔。３８…ピン。４１…プレス部材用プレス位置調整手段及びプレスバー用プレス位置調整手段を構成するモータ。４４…プレスバー切り換え手段を構成するエアシリンダ。４８…プレスバー。５１，５２…プレス部材としてのプレスローラ。５１２，５２２…プレス部としての下側凸部。５６，５７…プレス部材。５６１，５７１…プレス部。Ｆ，Ｆｎ…繊維束。Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２…列。Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｂ…直列部。Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４…繊維束層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列設されたピンに繊維束を掛け止めた状態でガイドパイプを移動させることによって前記ガイドパイプのガイド孔内から前記繊維束を引き出しながら配列する繊維束配列装置及び繊維束配列装置を用いた繊維束配列方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量の構造材料として広く使用されている繊維強化複合材のうち、三次元織物（三次元繊維構造体）を強化材として使用したものは、強度が非常に高く、航空機等の構造材として一部使用されている。このような繊維強化複合材の強化材に使用する三次元繊維構造体の製法としては、繊維束を折り返し状に配列した繊維束層を複数積層して少なくとも２軸配向となる繊維束積層群を形成し、その繊維束積層群を各繊維束層と直交する方向に配列される厚さ方向糸で結合する三次元繊維構造体の製造方法がある。特許文献１，２には、配列面に沿って移動されるガイドパイプから繊維束を繰り出しながら、所定ピッチで配置したピン間に繊維束を偏平な状態で、かつ繊維束の偏平な面が配列面に沿った状態で折り返し状に配列して繊維束層を形成する繊維束配列装置が開示されている。
【０００３】
三次元繊維構造体の物性の観点からすると、繊維束の繊維密度が高いことが望ましい。繊維束の繊維密度を高めるには、ピンに掛け止められた繊維束列を該ピンの近傍で該ピンの根元に向けて押し込めば良い。そのための押し込み機構としては、例えば、特許文献１に開示されるプレスプレートと一対のプレスブロックとを用いた押圧手段の採用が可能である。プレスプレート及び一対のプレスブロックは、列設されたピンの列長さ程度の長さに形成されており、列設されたピンの列長さ全体にわたって一度に繊維束を押し込む（プレスする）ことができる。
【特許文献１】特開平８−２１８２４９号公報
【特許文献２】特開２００７−１６３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示される押圧手段では、列設されたピンの列長さ程度の長さに形成されているプレスプレート及び一対のプレスブロックが大型になり、繊維束配列装置が大型化するという欠点がある。
【０００５】
又、繊維束を配列している最中に押圧手段を動作させる位置に配置することができない。そのため、繊維束層１層分の繊維束の配列を終えた後に押圧手段のプレス動作を行わせる位置に押圧手段を配置して動作させざるを得ないが、このような順序では、プレス動作を含む繊維束層の形成に時間が掛かる。
【０００６】
本発明は、繊維束配列装置の小型化を図ることを目的とする。本発明の別の目的は、繊維束層１層分の繊維束の配列を行なう期間の少なくとも一部で繊維束を配列しながら繊維束をプレスする動作を行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１乃至請求項８の発明は、列設されたピンに繊維束を掛け止めることで形成される繊維束層を積層形成する繊維束配列装置を対象とし、請求項１の発明は、プレス部を有するプレス部材と、前記プレス部材を前記ピンの列設された方向に移動させるプレス部材移動手段とを備え、前記プレス部が前記プレス部材の進行方向前側に位置し、且つ前記進行方向に向かうにつれて前記繊維束層の積層方向においてピンの根元から遠くなるように傾斜した状態で、前記プレス部を、前記ピンに掛け止められた繊維束の直列部と該ピンの近傍で順次交差させ、前記繊維束の直列部を該ピンの根元に向けて押し込むことを特徴とする。
【０００８】
繊維束を掛け止められたピンの近傍の繊維束の直列部は、プレス部材を移動させて該ピンの根元に向けて押し込められる。ピンの列に沿って移動されるプレス部材は、プレス時に移動しない従来のプレス部材に比べて、小型になる。
【０００９】
繊維束が掛け止められてゆくピンを追うようにピンの列方向にプレス部材移動手段によってプレス部材を移動してゆけば、繊維束層１層分の繊維束の配列を行なう期間の少なくとも一部で繊維束を配列しながらプレス部材によるプレス動作を遂行することができる。
【００１０】
好適な例では、前記ピンの列は、平行な２列を含み、前記プレス部材は、該２列に対応して２つ設けられている。
ピンの列に沿って移動される２つのプレス部材は、移動しない従来のプレス部材を２つ用いた場合に比べて、小型になる。又、移動可能な２つのプレス部材を用いる構成では、プレス部材を１つのみ用いる場合に比べてプレス動作を含む繊維束層の形成の時間が短縮される。
【００１１】
好適な例では、前記繊維束をガイドするガイド部材と前記ガイド部材を移動させるガイド部材移動手段とを備え、前記ガイド部材移動手段は、Ｘ軸方向に直線移動される第１移動体を備えたＸ軸方向移動手段と、前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に直線移動される第２移動体を備えると共に、前記第１移動体に支持されたＹ軸方向移動手段とを備え、前記ガイド部材は、前記第１移動体の直線移動と前記第２移動体の直線移動との組み合わせに連動して移動され、前記ピンの列設方向は、Ｘ軸方向であり、前記プレス部材移動手段は、前記Ｘ軸方向移動手段である。
【００１２】
プレス部材移動手段とＸ軸方向移動手段とを共通とした構成は、繊維束配列装置の構成の簡素化に寄与する。
好適な例では、前記ピンの列は、互いに直交する２列を含み、前記プレス部材は、該２列の一方に対応して設けられており、前記２列の他方の列を構成するピンに掛け止められた繊維束を該ピンの近傍で該ピンの根元に向けて押し込み可能にプレスバーが設けられており、前記プレスバーを退避位置とプレス位置とに切り換え配置するプレスバー切り換え手段が備えられている。
【００１３】
プレスバーと移動可能なプレス部材とを合わせて採用した構成は、互いに直交する２列のピンに掛け止められた繊維束の直列部を移動可能なプレス部材のみでプレス（押し込み）する場合に比べて、プレス動作を含む繊維束層の形成の時間の短縮に有利である。
【００１４】
好適な例では、前記プレス部材のプレス位置を調整可能なプレス部材用プレス位置調整手段が備えられている。
プレス部材のプレス動作によって押し込められる繊維束の直列部が大きな力で横方向に押されると、繊維束を掛け止められたピンが曲げられるおそれがある。繊維束層が積層されてゆく毎にプレス部材用プレス位置調整手段によってプレス部材のプレス位置を調整してゆけば、プレス部材のプレス動作によって押し込められる繊維束の直列部を横方向に押す力が過大になることはない。
【００１５】
好適な例では、前記ピンの列は、互いに直交する２列を含み、前記プレス部材は、該２列の一方に対応して設けられており、前記２列の他方の列を構成するピンに掛け止められた繊維束を該ピンの近傍で該ピンの根元に向けて押し込み可能にプレスバーが設けられており、前記プレスバーを退避位置とプレス位置とに切り換え配置するプレスバー切り換え手段が備えられており、前記プレスバーのプレス位置を調整可能なプレスバー用プレス位置調整手段が備えられている。
【００１６】
繊維束層が積層されてゆく毎にプレスバーのプレス位置を調整してゆけば、全ての繊維束層の繊維密度の均一化が可能である。
好適な例では、前記プレスバー用プレス位置調整手段は、前記プレス部材用プレス位置調整手段を兼用する。
【００１７】
プレス部材用プレス位置調整手段とプレスバー用プレス位置調整手段とを共通とした構成は、繊維束配列装置の構成の簡素化に寄与する。
好適な例では、前記プレス部材はプレスローラである。
【００１８】
プレスローラは、移動しながらピンの近傍で繊維束の直列部を該ピンの根元に向けて押し込む上で好適なプレス部材である。
請求項９の発明は、列設されたピンに繊維束を掛け止めることで形成される繊維束層を積層形成する繊維束配列装置であって、プレス部を有するプレス部材と、前記プレス部材を前記ピンの列設された方向に移動させるプレス部材移動手段とを備え、前記プレス部が前記プレス部材の進行方向前側に位置し、且つ前記進行方向に向かうにつれて前記繊維束層の積層方向においてピンの根元から遠くなるように傾斜した状態で、前記プレス部を、前記ピンに掛け止められた繊維束の直列部と該ピンの近傍で順次交差させ、前記繊維束の直列部を該ピンの根元に向けて押し込む繊維束配列装置を用いた繊維束配列方法において、第１繊維束層を形成する繊維束に対する前記プレス部材の第１プレス位置を特定してプレス動作を行わせ、前記第１繊維束層の上に第２繊維束層を形成する場合には、前記ピンの根元から前記ピンの先端側に遠ざかる方向へ前記第１プレス位置から離れた位置に、第２繊維束層を形成する繊維束に対する前記プレス部材の第２プレス位置を設定することを特徴とする。
【００１９】
繊維束が掛け止められてゆくピンを追うようにピンの列方向にプレス部材を移動してゆけば、繊維束層１層分の繊維束の配列を行なう期間の少なくとも一部で繊維束を配列しながらプレス部材によるプレス動作を遂行することができる。繊維束層が積層されてゆく毎にプレス部材のプレス位置が調整されるため、傾斜したプレス部によって押し込められる繊維束を横方向に押し出す力が過大になることはない。
【００２０】
請求項１０の発明は、請求項３の繊維束配列装置を用いた繊維束配列方法において、前記ガイド部材により前記繊維束をガイドしながら同時に前記プレス部材によるプレスを行うことを特徴とする。
【００２１】
繊維束層１層分の繊維束の配列を行なう期間の少なくとも一部で繊維束を配列しながらプレス部材によるプレス動作が遂行されるため、プレス動作を含む繊維束層の形成時間が従来よりも短縮する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、繊維束配列装置の小型化できるという優れた効果を奏する。又、本発明は、繊維束層１層分の繊維束の配列を行なう期間の少なくとも一部で繊維束を配列しながら繊維束をプレスする動作を行えるようにすることができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図１２に基づいて説明する。図１（ａ）は、３次元織物を製造するための繊維束配列装置１０の全体を示す。
図２に示すように、長方形状のベース１１上には一対のリニアスライダ１２，１３がベース１１の長手方向（以下においてはＸ軸方向という）に延びるように設けられている。リニアスライダ１２は、図示しないモータを含むボールネジ機構と、ボールネジ機構の作動によってＸ軸方向に移動される第１移動体１２１とを備え、リニアスライダ１３は、図示しないモータを含むボールネジ機構と、ボールネジ機構の作動によってＸ軸方向に移動される第１移動体１３１とを備えている。リニアスライダ１２，１３の各ボールネジ機構は、同期して作動され、第１移動体１２１，１３１は、同期してＸ軸方向へ移動する。
【００２４】
第１移動体１２１，１３１上にはリニアスライダ１４がＸ軸方向と直交する方向（以下においてはＹ軸方向という）に延びるように架設されている。リニアスライダ１２，１３が作動すると、リニアスライダ１４は、Ｘ軸方向へ平行移動する。リニアスライダ１４は、図示しないモータを含むボールネジ機構と、ボールネジ機構の作動によってＹ軸方向に移動される第２移動体１４１とを備えている。
【００２５】
リニアスライダ１２，１３，１４は、制御コンピュータＣの作動制御を受ける。
図１（ａ）に示すように、第２移動体１４１には支持プレート１５が止着されており、支持プレート１５には支持フレーム１６が止着されている。支持フレーム１６には支軸１７が上下方向（以下においてはＺ軸方向という）に貫通するように、且つ回転可能に支持されており、支軸１７の上部には載置板１８が止着されている。載置板１８上にはモータ１９及びボビンホルダ２０が支持されている。ボビンホルダ２０には繊維束Ｆからなるボビン２１が装着されており、ボビン２１は、モータ１９の作動によって繊維束Ｆを繰り出す方向〔図１（ａ）に矢印Ｒで示す方向〕に回転される。繊維束Ｆは、多数本の単繊維（本実施形態では炭素繊維）を撚らないで偏平形状に束ねて形成されている。モータ１９は、制御コンピュータＣの作動制御を受ける。
【００２６】
載置板１８には支柱２２が立設されており、支柱２２の上部には一対のガイドローラ２３，２４が取り付けられている。ガイドローラ２３，２４の下方にはテンションローラ２５が上下動可能に配設されている。又、支柱２２の下部にはガイドロ−ラ２６が取り付けられている。ボビン２１から繰り出される繊維束Ｆは、ガイドローラ２３，２４、テンションローラ２５及びガイドロ−ラ２６によって載置板１８の下方へと案内される。繊維束Ｆは、テンションローラ２５を含む張力付与機構によって適正な張力を付与されるようになっている。
【００２７】
支持フレーム１６の側部にはモータ３４が装着されている。支軸１７には歯車３５が止着されており、モータ３４の出力軸３４１には歯車３６が止着されている。歯車３６は、歯車３５に噛合されており、モータ３４が作動されると、支軸１７が回転する。
【００２８】
支持フレーム１６から下方に突出する支軸１７の突出端部にはモータ２７が固定されている。モータ２７の出力軸であるネジ軸２７１は、Ｚ軸方向へ延びており、ネジ軸２７１には支持枠２８がナット部２９を介して連結されている。ネジ軸２７１は、ナット部２９に螺合されており、モータ２７が作動すると、支持枠２８がＺ軸方向に平行移動する。モータ２７は、制御コンピュータＣの作動制御を受ける。
【００２９】
支持枠２８の下部には配列ヘッド３０が取り付けられている。配列ヘッド３０は、繊維束Ｆを繰り出す直線形状のガイドパイプ３１を備えている。図５（ｂ）に示すように、ガイドパイプ３１内のガイド孔３１１は、偏平形状にしてあり、ガイドパイプ３１は、繊維束Ｆを偏平な状態でガイド孔３１１から繰り出す。
【００３０】
図１（ａ）に示すように、支持枠２８にはガイドローラ３２，３３が取り付けられている。ガイドロ−ラ２６を経由して案内された繊維束Ｆは、ガイドローラ３２，３３を介してガイドパイプ３１内へ導かれる。
【００３１】
図２に示すように、ベース１１上には枠体３７が設置されている。枠体３７は、長方形状に形成されており、枠体３７の上面にはピン３８が枠体３７の周辺に沿って所定ピッチ（例えば、数ｍｍピッチ）で列設されている。ピン３８は、平行な列Ｘ１，Ｘ２上と平行な列Ｙ１，Ｙ２上にあり、列Ｘ１，Ｘ２と列Ｙ１，Ｙ２とは、直交している。
【００３２】
ガイドパイプ３１は、モータ２７の作動によって適宜の高さ位置に配置されると共に、リニアスライダ１２，１３の作動とリニアスライダ１４の作動との組み合わせによって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向又はバイアス方向に移動される。ガイドパイプ３１がＸ軸方向、Ｙ軸方向又はバイアス方向に移動されることにより、ガイドパイプ３１内を導かれている繊維束Ｆがピン３８に掛け止められながらガイドパイプ３１から引き出されてゆく。図５（ａ）は、繊維束Ｆをピン３８に掛け止めながら繊維束Ｆを配列してゆく一例を示す。
【００３３】
リニアスライダ１２，１３，１４は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向又はバイアス方向にガイドパイプ３１を平行移動させるガイド部材移動手段を構成する。リニアスライダ１２，１３は、Ｘ軸方向に直線移動される第１移動体１２１，１３１を備えたＸ軸方向移動手段を構成する。リニアスライダ１４は、Ｙ軸方向に直線移動される第２移動体１４１を備えたＹ軸方向移動手段を構成する。
【００３４】
なお、ピン３８の周りでガイドパイプ３１を反転させるように移動してピン３８に繊維束Ｆを掛け止めるとき以外には、ガイドパイプ３１は、ガイドパイプ３１の偏平な面がガイドパイプ３１の直線移動方向を向くように、モータ３４の作動によって向きを調整される。図２に実線で示す載置板１８の配置状態は、ガイドパイプ３１の偏平な面がＸ軸方向を向いた状態であり、図２に鎖線で示す載置板１８の配置状態は、ガイドパイプ３１の偏平な面がＹ軸方向を向いた状態である。図５（ａ）に示す状態では、ガイドパイプ３１の偏平な面がＹ軸方向を向いている。
【００３５】
図１（ｂ）に示すように、リニアスライダ１４にはプレス装置３９が装着されている。次に、プレス装置３９の構成を説明する。
図１（ｂ）に示すように、リニアスライダ１４には基板４０が止着されており、基板４０にはモータ４１が装着されている。モータ４１の出力軸であるネジ軸４１１は、下方に向けられている。図３（ａ），（ｂ）に示すように、ネジ軸４１１にはナット４２が螺合されており、ナット４２には基枠４３が止着されている。モータ４１が作動されると、ナット４２及び基枠４３がＺ軸方向に平行移動する。モータ４１は、制御コンピュータＣ〔図１（ａ）に図示〕の作動制御を受ける。
【００３６】
基枠４３にはエアシリンダ４４，４５，４６が装着されており、エアシリンダ４４，４５，４６の駆動ロッド４４１，４５１，４６１は、下方を向いている。駆動ロッド４４１には支持板４７が止着されており、支持板４７には板形状のプレスバー４８が止着されている。板形状のプレスバー４８は、Ｙ軸方向とＺ軸方向とに平行であり、プレスバー４８の下部には直線形状のプレス縁４８１が形成されている。プレス縁４８１は、Ｙ軸方向と平行である。
【００３７】
エアシリンダ４５，４６の駆動ロッド４５１，４６１には軸支持金具４９，５０が止着されており、軸支持金具４９，５０には平板形状のプレスローラ５１，５２が支軸５１１，５２１を介して回転可能に支持されている。平板形状のプレスローラ５１，５２は、Ｘ軸方向とＺ軸方向とに平行である。プレス部材としてのプレスローラ５１，５２間の間隔は、Ｘ軸方向の列Ｘ１，Ｘ２〔図２参照〕に沿ったピン３８の２つの列の間の間隔よりも小さくしてあり、プレス縁４８１の長さは、列Ｘ１，Ｘ２に沿ったピン３８の２つの列の間の間隔よりも大きくしてある。Ｚ軸方向に見た場合、プレスローラ５１は、列Ｘ１に平行であって列Ｘ１に沿ったピン３８の内側の近傍にある。又、Ｚ軸方向に見た場合、プレスローラ５２は、列Ｘ２に平行であって列Ｘ２に沿ったピン３８の内側の近傍にある。
【００３８】
基板４０には電磁三方弁５３，５４，５５が装着されている。エアシリンダ４４は、電磁三方弁５３を介して図示しない圧力エア供給源に接続されている。エアシリンダ４５は、電磁三方弁５４を介して図示しない前記圧力エア供給源に接続されており、エアシリンダ４６は、電磁三方弁５５を介して図示しない圧力エア供給源に接続されている。電磁三方弁５３，５４，５５は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。
【００３９】
電磁三方弁５３が励磁されると、エアシリンダ４４に圧力エアが供給され、駆動ロッド４４１が延び出してプレスバー４８が下方へ平行移動する。駆動ロッド４４１の延出量は、一定である。電磁三方弁５３が励磁状態から消磁状態に切り換えられると、エアシリンダ４４内の圧力エアが排出され、駆動ロッド４４１が退避してプレスバー４８が上方へ平行移動する。電磁三方弁５４が励磁されると、エアシリンダ４５に圧力エアが供給され、駆動ロッド４５１が延び出してプレスローラ５１が下方へ平行移動する。電磁三方弁５４が励磁状態から消磁状態に切り換えられると、エアシリンダ４５内の圧力エアが排出され、駆動ロッド４５１が退避してプレスローラ５１が上方へ平行移動する。電磁三方弁５５が励磁されると、エアシリンダ４６に圧力エアが供給され、駆動ロッド４６１が延び出してプレスローラ５２が下方へ平行移動する。電磁三方弁５５が励磁状態から消磁状態に切り換えられると、エアシリンダ４６内の圧力エアが排出され、駆動ロッド４６１が退避してプレスローラ５２が上方へ平行移動する。駆動ロッド４５１，４６１の延出量は、同等、且つ一定である。
【００４０】
次に、プレス装置３９におけるプレス遂行の制御の一例を説明する。
図６（ａ）は、Ｘ軸方向にガイドパイプ３１を移動した後に列Ｙ１，Ｙ２上のピン３８に繊維束Ｆを掛け止めるようにガイドパイプ３１の移動を反転させて繊維束Ｆを配列する配列パターンを示す。Ｙ軸方向の列Ｙ１，Ｙ２に沿ったピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、図６（ａ）の配列パターンの繊維束層Ｇ１の形成が完了する。
【００４１】
列Ｙ１上のピン３８のうち所定のピン３８全てに対する繊維束Ｆの掛け止めが列Ｙ２上のピン３８よりも先に完了したとすると、プレスバー４８のプレス縁４８１が列Ｙ１上のピン３８の内側の近傍に位置するように、プレス装置３９がリニアスライダ１２，１３の作動によって図７（ｂ）に示すプレス待機位置に移動配置される。プレス装置３９が図７（ｂ）に示すプレス待機位置に配置されると、基枠４３は、モータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５３が励磁され、プレスバー４８が下動される。プレスバー４８の下動により、プレス縁４８１が列Ｙ１上のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｘ〔図６（ａ）に図示〕をピン３８の根元に向けてプレスする。図７（ａ）に鎖線で示す状態及び図７（ｂ）に鎖線で示す状態は、列Ｙ１に沿ったプレスバー４８によるプレスの状態を示す。図７（ａ）に鎖線で示すプレスバー４８の位置は、繊維束Ｆに対してプレスが行われているプレス位置であり、図７（ａ）に実線で示すプレスバー４８の位置は、プレスバー４８の退避位置である。その後、電磁三方弁５３が消磁され、プレスバー４８が退避位置まで上動される。
【００４２】
列Ｙ１に沿ったプレスバー４８によるプレスが終了した後、ガイドパイプ３１の移動によって列Ｙ２上のピン３８のうち所定のピン３８の残りに対する繊維束Ｆの掛け止めが行われる。列Ｙ２上のピン３８のうち所定のピン３８全てに対する繊維束Ｆの掛け止めが完了すると、プレスバー４８のプレス縁４８１が列Ｙ２上のピン３８の内側の近傍に位置するように、プレス装置３９がリニアスライダ１２，１３の作動によって図８（ｂ）に示すプレス待機位置に移動配置される。プレス装置３９が図８（ｂ）に示すプレス待機位置に配置されると、基枠４３は、モータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５３が励磁され、プレスバー４８が下動される。プレスバー４８の下動により、プレス縁４８１が列Ｙ２上のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｘをピン３８の根元に向けてプレスする。図８（ａ）に鎖線で示す状態及び図８（ｂ）に実線で示す状態は、列Ｙ２に沿ったプレスバー４８によるプレスの状態を示す。図８（ａ）に実線で示すプレスバー４８の位置は、繊維束Ｆに対してプレスが行われているプレス位置であり、図８（ａ）に実線で示すプレスバー４８の位置は、プレスバー４８の退避位置である。その後、電磁三方弁５３が消磁され、プレスバー４８が退避位置まで上動される。
【００４３】
図６（ｂ）は、Ｙ軸方向にガイドパイプ３１を移動した後に列Ｘ１，Ｘ２上のピン３８に繊維束Ｆを掛け止めるようにガイドパイプ３１の移動を反転させて繊維束Ｆを配列する配列パターンを示す。Ｘ軸方向の列Ｘ１，Ｘ２に沿ったピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、図６（ｂ）の配列パターンの繊維束層Ｇ２の形成が完了する。
【００４４】
図６（ｂ）の配列パターンの繊維束層Ｇ２の形成が列Ｙ２側から列Ｙ１側へと進行するように行われる場合、先ず基枠４３がモータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５４，５５が励磁され、プレスローラ５１，５２が下動される。第１移動体１２１，１３１及びリニアスライダ１４が列Ｙ２側から列Ｙ１側へ移動するに伴い、プレスローラ５１，５２は、繊維束Ｆを掛け止められている列Ｘ１，Ｘ２上のピン３８の内側を列Ｘ１，Ｘ２上のピン３８の列設方向（Ｘ軸方向）に通過してゆく。つまり、プレスローラ５１の円周縁の下側凸部５１２〔（図３（ａ）に図示〕及びプレスローラ５２の円周縁の下側凸部５２２〔図８（ｂ）に図示〕は、列設されたピン３８に掛け止められた繊維束Ｆの直列部Ｆｙ〔図６（ｂ）に図示〕と順次交差してゆく。プレスローラ５１の円周縁の下側凸部５１２及びプレスローラ５２の円周縁の下側凸部５２２は、プレスローラ５１，５２の進行方向前側に位置し、且つ前記進行方向に向かうにつれて繊維束層の積層方向（Ｚ軸方向）におけるピン３８の根元から遠ざかるように傾斜したプレス部である。
【００４５】
列Ｘ１のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｙは、プレスローラ５１の転動によって順次ピン３８の根元に向けてプレスされ、列Ｘ２のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｙは、プレスローラ５２の転動によって順次ピン３８の根元に向けてプレスされる。リニアスライダ１４は、プレスローラ５１，５２が繊維束Ｆを掛け止められている列Ｘ１，Ｘ２上のピン３８全ての内側を通過するまで、列Ｙ２側から列Ｙ１側へ移動される。
【００４６】
リニアスライダ１４をＸ軸方向へ移動させるリニアスライダ１２，１３は、プレスローラ５１，５２をピン３８の列設方向（Ｘ軸方向）に移動させてプレス動作を行わせるプレス部材移動手段を構成する。
【００４７】
図９（ａ）に鎖線で示す状態及び図９（ｂ）に鎖線で示す状態は、列Ｘ１，Ｘ２に沿ったプレスローラ５１，５２（プレスローラ５１）によるプレスの状態を示す。図９（ａ）に鎖線で示すプレスローラ５１，５２の位置は、繊維束Ｆに対してプレスが行われているプレス位置であり、図９（ａ）に実線で示すプレスローラ５１，５２の位置は、プレスローラ５１，５２の退避位置である。その後、電磁三方弁５４，５５が消磁され、プレスローラ５１，５２が退避位置まで上動される。
【００４８】
図６（ｂ）の配列パターンの繊維束層Ｇ２の形成が列Ｙ１側から列Ｙ２側へと進行するように行われる場合には、先ず基枠４３がモータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後の電磁三方弁５４，５５の励消磁は、繊維束層Ｇ２の形成が列Ｙ２側から列Ｙ１側へと進行する場合と同様に行われ、リニアスライダ１４の作動は、列Ｙ１側から列Ｙ２側へ移動される。
【００４９】
図６（ｃ）は、バイアス方向にガイドパイプ３１を移動した後にピン３８に繊維束Ｆを掛け止めるようにガイドパイプ３１の移動を反転させて繊維束Ｆを配列する配列パターンを示す。Ｘ軸方向の列Ｘ１，Ｘ２に沿ったピン３８のうち所定のピン３８全て、及びＹ軸方向の列Ｙ１，Ｙ２上のピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、図６（ｃ）の配列パターンの繊維束層Ｇ３の形成が完了する。
【００５０】
図６（ｃ）の配列パターンの繊維束層Ｇ３の形成が列Ｙ２側から列Ｙ１側へ進行するように行われてゆく場合、先ず基枠４３がモータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５４，５５が励磁され、プレスローラ５１，５２が下動される。列Ｙ２上のピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、プレスバー４８のプレス縁４８１が列Ｙ２上のピン３８の内側の近傍に位置するように、プレス装置３９がリニアスライダ１２，１３の作動によって図８（ｂ）に示すプレス待機位置に移動配置される。プレス装置３９が図８（ｂ）に示すプレス待機位置に配置されると、基枠４３は、モータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５３が励磁され、プレスバー４８が下動される。プレスバー４８の下動により、プレス縁４８１が列Ｙ２上のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｂをピン３８の根元に向けてプレスする。その後、電磁三方弁５３が消磁され、プレスバー４８が上動される。
【００５１】
列Ｙ１上のピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、プレスバー４８のプレス縁４８１が列Ｙ１上のピン３８の内側の近傍に位置するように、プレス装置３９がリニアスライダ１２，１３の作動によって図７（ｂ）に示すプレス待機位置に移動配置される。プレス装置３９が図７（ｂ）に示すプレス待機位置に配置されると、基枠４３は、モータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５３が励磁され、プレスバー４８が下動される。プレスバー４８の下動により、プレス縁４８１が列Ｙ１上のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｂをピン３８の根元に向けてプレスする。その後、電磁三方弁５３，５４，５５が消磁され、プレスバー４８及びプレスローラ５１，５２が上動される。
【００５２】
図６（ｃ）の配列パターンの繊維束層Ｇ３の形成が列Ｙ１側から列Ｙ２側へ進行するように行われてゆく場合、先ず基枠４３がモータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５４，５５が励磁され、プレスローラ５１，５２が下動される。列Ｙ１上のピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、プレスバー４８のプレス縁４８１が列Ｙ１上のピン３８の内側の近傍に位置するように、プレス装置３９がリニアスライダ１２，１３の作動によって図７（ｂ）に示すプレス待機位置に移動配置される。プレス装置３９が図７（ｂ）に示すプレス待機位置に配置されると、基枠４３は、モータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５３が励磁され、プレスバー４８が下動される。プレスバー４８の下動により、プレス縁４８１が列Ｙ１上のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｂをピン３８の根元に向けてプレスする。その後、電磁三方弁５３が消磁され、プレスバー４８が上動される。
【００５３】
列Ｙ２上のピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、プレスバー４８のプレス縁４８１が列Ｙ２上のピン３８の内側の近傍に位置するように、プレス装置３９がリニアスライダ１２，１３の作動によって図８（ｂ）に示すプレス待機位置に移動配置される。プレス装置３９が図８（ｂ）に示すプレス待機位置に配置されると、基枠４３は、モータ４１の作動によって適宜の高さ位置に配置される。その後、電磁三方弁５３が励磁され、プレスバー４８が下動される。プレスバー４８の下動により、プレス縁４８１が列Ｙ２上のピン３８に掛け止められている繊維束Ｆの直列部Ｆｂをピン３８の根元に向けてプレスする。その後、電磁三方弁５３が消磁され、プレスバー４８が上動される。そして、リニアスライダ１４は、プレスローラ５１，５２が繊維束Ｆを掛け止められている列Ｘ１，Ｘ２上のピン３８全ての内側を通過するまで、列Ｙ１側から列Ｙ２側へ移動される。その後、電磁三方弁５４，５５が消磁され、プレスローラ５１，５２が上動される。
【００５４】
図６（ｄ）は、図６（ｃ）におけるバイアス方向に対して直交するバイアス方向にガイドパイプ３１を移動した後にピン３８に繊維束Ｆを掛け止めるようにガイドパイプ３１の移動を反転させて繊維束Ｆを配列する配列パターンを示す。Ｘ軸方向の列Ｘ１，Ｘ２上のピン３８のうち所定のピン３８全て、及びＹ軸方向の列Ｙ１，Ｙ２上のピン３８のうち所定のピン３８全てに繊維束Ｆが掛け止められると、図６（ｄ）の配列パターンの繊維束層Ｇ４の形成が完了する。図６（ｄ）の繊維束層Ｇ４の形成に伴うプレス装置３９によるプレス遂行も図６（ｃ）の場合と同様に行われる。
【００５５】
エアシリンダ４４及び電磁三方弁５３は、プレスバー４８を退避位置とプレス位置とに切り換え配置するプレスバー切り換え手段を構成する。エアシリンダ４５及び電磁三方弁５４は、プレスローラ５１を退避位置とプレス位置とに切り換え配置するプレスローラ切り換え手段を構成する。エアシリンダ４６及び電磁三方弁５５は、プレスローラ５２を退避位置とプレス位置とに切り換え配置するプレスローラ切り換え手段を構成する。
【００５６】
繊維束層の形成の際には、制御コンピュータＣは、図１２のフローチャートで示すプレス位置制御プログラムに基づいて、プレスローラ５１，５２のプレス位置を制御する。以下、図１２のフローチャートに従ってプレスローラ５１，５２のプレス位置制御を説明する。
【００５７】
Ｎ番目のＮ繊維束層（Ｎは１以上の整数）〔図６（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す繊維束層Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４のいずれか１つ〕を形成する場合、制御コンピュータＣは、先ずモータ２７を作動させてガイドパイプ３１の高さ位置を設定する（ステップＳ１）。次いで、制御コンピュータＣは、モータ４１を作動させてプレスバー４８及びプレスローラ５１，５２の退避位置を設定する（ステップＳ２）。図１０（ａ）は、プレスバー４８及びプレスローラ５１，５２（プレスローラ５２のみ図示）が初期退避位置（Ｎ＝１の場合）にある状態を示す。ステップＳ２の処理後、制御コンピュータＣは、Ｎ繊維束層の形成を開始する（ステップＳ３）。図１０（ｂ）は、プレスバー４８及びプレスローラ５１，５２（プレスローラ５２のみ図示）が初期プレス位置（Ｎ＝１の場合）にある状態を示す。
【００５８】
制御コンピュータＣは、Ｎ繊維束層の形成が終了したか否かを判断しており（ステップＳ４）、Ｎ繊維束層の形成が終了する（ステップＳ４においてＹＥＳ）と、制御コンピュータＣは、ＮがＮｏ（２以上の特定された整数であって繊維束層の最終の積層数）であるか否かを判断する（ステップＳ５）。ＮがＮｏでない場合（ステップＳ５においてＮＯ）、制御コンピュータＣは、（Ｎ＋１）をＮとして（ステップＳ６）、ステップＳ１へ移行する。ＮがＮｏである場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、繊維束層の形成を停止する。
【００５９】
ステップＳ６からステップＳ１へ移行した場合、制御コンピュータＣは、ガイドパイプ３１の次の（Ｎ＋１）番目の（Ｎ＋１）繊維束層用の高さ位置を設定し、次いで（Ｎ＋１）番目の（Ｎ＋１）繊維束層用のプレスバー４８及びプレスローラ５１，５２の退避位置を設定する。つまり、モータ２７が作動されてガイドパイプ３１が所定量上動され、モータ４１が作動されてプレスバー４８及びプレスローラ５１，５２が所定量上動される。そして、制御コンピュータＣは、（Ｎ＋１）繊維束層の形成を開始する。
【００６０】
図１１（ａ）に示すように、プレスローラ５１，５２（プレスローラ５２のみ図示）が実線で示す定位置のプレス位置に配置された状態で矢印Ｑの方向に進行するものとし、列設されたピン３８の端にあるピン３８Ａに掛け止められた繊維束Ｆｎがピン３８Ａの近傍で最初にプレスされるものとする。プレスローラ５１，５２によって押し込められる第１繊維束層としてのＮ繊維束層用の繊維束Ｆｎは、プレスローラ５１，５２の周面の最下位以外に接触している場合には横方向（Ｘ軸方向）への押し出し力〔矢印Ｐで示す〕を受ける。整数Ｎが大きくなってゆくと、押し出し力Ｐが大きくなってゆくが、この押し出し力Ｐが過大であると、ピン３８Ａに横方向の大きな荷重が掛かり、ピン３８Ａが曲げられてしまう。図１１（ｂ）に示すように、プレスローラ５１，５２がプレスされた繊維束Ｆｎ上に乗ってしまえば、以後にプレスされる繊維束Ｆｎに対応した押し出し力Ｐは小さく、ピン３８Ａ以外のピン３８が曲げられることはない。
【００６１】
エアシリンダ４４の駆動ロッド４４１の延出量は、一定であり、エアシリンダ４５，４６の駆動ロッド４５１，４６１の延出量は、一定、且つ同等である。本実施形態では、繊維束層の形成終了毎におけるプレスバー４８及びプレスローラ５１，５２の退避位置の変更量は、一定である。従って、繊維束層の形成終了毎におけるプレスバー４８及びプレスローラ５１，５２のプレス位置の変更量は、一定、且つ同等である。又、ガイドパイプ３１の高さ位置の変更量も一定である。
【００６２】
プレスバー４８及びプレスローラ５１，５２の初期プレス位置、及びプレス位置の変更量は、プレスローラ５１，５２によってプレスされている繊維束Ｆの列を掛け止めているピン３８に横方向の大きな荷重が掛からないように、適宜選択される。これにより、プレスローラ５１，５２のプレス動作によってピン３８が曲がるようなことはない。図１１（ａ）に示すプレスローラ５２の下側の鎖線位置は、第１繊維束層としてのＮ繊維束層用の第１プレス位置の一例を示し、プレスローラ５２の上側の鎖線位置は、第２繊維束層としての（Ｎ＋１）繊維束層用の第２プレス位置の一例を示す。
【００６３】
モータ４１、ネジ軸４１１及びナット４２は、プレス部材用プレス位置調整手段及びプレスバー用プレス位置調整手段を構成する。
第１の実施形態では以下の効果が得られる。
【００６４】
（１）列Ｘ１，Ｘ２上のピン３８に掛け止められた繊維束Ｆの直列部Ｆｙ，Ｆｂは、列Ｘ１，Ｘ２に沿って転動されるプレスローラ５１，５２によってピン３８の根元に向けて押し込められる。ピン３８の列に沿って移動されるプレスローラ５１，５２は、プレス時に移動しない従来のプレス部材に比べて、小型になり、プレス装置３９が小型になる。繊維束層上を転動するプレスローラ５１，５２は、プレス時に繊維束を擦ることなく移動させるプレス部材として好適である。
【００６５】
（２）プレスローラ５１，５２は、繊維束Ｆが掛け止められてゆくピン３８を追うようにピン３８の列方向（Ｘ軸方向）に転動されるため、繊維束層１層分の繊維束の配列を行なう期間の少なくとも一部で繊維束Ｆを配列しながらプレスローラ５１，５２によるプレス動作が遂行される。その結果、プレス動作を含めた繊維束層の形成の時間がプレスローラ５１，５２を用いない従来の繊維束配列装置の場合よりも短縮する。
【００６６】
（３）繊維束層が増えて行く毎にガイドパイプ３１の高さ位置が高くされてゆくため、ピン３８に対する繊維束Ｆの掛け止め位置が高くなってゆく。しかし、繊維束層が積層されてゆく毎にプレスローラ５１，５２のプレス位置がモータ４１の作動によって調整されるため、プレスローラ５１，５２によって押し込められる繊維束Ｆを横方向（Ｘ軸方向）に押し出す力が過大になることはない。その結果、ピン３８に掛け止められた繊維束ＦのＦｙ，Ｆｂをプレスローラ５１，５２によってプレスしても、このピン３８が曲げられるおそれはない。
【００６７】
（４）プレスローラ５１，５２のプレス位置を調整しないとすると、プレス動作によって押し込められる繊維束Ｆに横方向に掛かる力を低減するためにプレスローラ５１，５２の径を大きくする必要がある。繊維束層が積層されてゆく毎にプレスローラ５１，５２のプレス位置を調整する構成では、プレスローラ５１，５２の径を小さくすることができる。これは、プレス装置３９の軽量化に寄与する。
【００６８】
（５）２つのプレスローラ５１，５２が平行な列Ｘ１，Ｘ２に沿って転動されるため、プレス動作を含む繊維束層の形成の時間は、プレスローラを１つのみ用いる場合に比べて短くなる。
【００６９】
（６）プレスローラ５１，５２の代わりにプレスバー４８のようなプレス時に移動しないプレス部材を用いると、リニアスライダ１２，１３，１４によって移動される部材の重量が増え、繊維束層の形成に必要な動力が増大する。プレスローラ５１，５２の採用は、リニアスライダ１２，１３，１４によって移動される部材の重量減に寄与する。
【００７０】
（７）プレスローラ５１，５２及びガイドパイプ３１は、リニアスライダ１２，１３の作動によってＸ軸方向へ移動し、ガイドパイプ３１をＸ軸方向へ移動させるリニアスライダ１２，１３は、プレスローラ５１，５２を移動させる手段を兼ねる。プレス部材移動手段とＸ軸方向移動手段とを共通とした構成は、繊維束配列装置１０の構成の簡素化に寄与する。
【００７１】
（８）プレスバー４８の代わりにプレスローラによって繊維束をプレスしようとすると、列Ｙ１，Ｙ２に沿ってＹ軸方向にプレスローラを転動させねばならず、プレス動作を含む繊維束層の形成の時間が列Ｙ１，Ｙ２に沿ってＹ軸方向にプレスローラを転動させる分だけ余分に掛かる。プレスバー４８とプレスローラ５１，５２とを合わせて採用した構成は、互いに直交する２列（列Ｘ１，Ｘ２と列Ｙ１，Ｙ２）のピン３８に掛け止められた繊維束Ｆの直列部Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｂをプレスローラのみでプレス（押し込み）する場合に比べて、プレス動作を含む繊維束層の形成の時間の短縮に有利である。
【００７２】
（９）三次元繊維構造体の物性の観点からすると、全ての繊維束層の繊維密度が均一であることが望ましい。繊維束層が積層されてゆく毎にプレスバー４８及びプレスローラ５１，５２のプレス位置がモータ４１の作動によって調整されるため、全ての繊維束層の繊維密度が略均一になる。又、モータ４１のみによってプレスバー４８及びプレスローラ５１，５２のプレス位置を調整する構成は、繊維束配列装置１０の構成の簡素化に寄与する。
【００７３】
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○プレス装置３９のうちの一方のプレスローラ（例えばプレスローラ５２）を省略し、図１（ａ）の状態からプレス装置３９全体をＺ軸の周りに１８０°回転できるようにしてもよい。残ったプレスローラ（例えばプレスローラ５１）は、図１（ａ）の状態において列Ｘ１に沿って転動され、図１（ａ）の状態からプレス装置３９全体をＺ軸の周りに１８０°回転させた状態では、残ったプレスローラ（例えばプレスローラ５１）は、列Ｘ２に沿って転動されることになる。
【００７４】
○２つのプレスローラ５１，５２を単一のエアシリンダによってＺ軸方向に移動させるようにしてもよい。
○モータによって駆動されるボールネジ機構を用いてプレスローラ５１，５２を上下動させるようにしてもよい。
【００７５】
○プレスバー４８が列Ｘ１，Ｘ２に沿って繊維束をプレスし、プレスローラ５１，５２が列Ｙ１，Ｙ２に沿って転動するようにしてもよい。
○上述した実施形態においては、プレスローラを下げてから繊維束を張ることで繊維束を張ると同時にローラによりプレスをしていたが、繊維束を張って繊維束層を１層形成し終えた後にプレスローラによってプレスするようにしてもよい。
○プレスローラの代わりに、図１３，１４に示すようなプレス部材５６，５７を使用してもよい。図１３に示すプレス部材５６は、進行方向に向かうにつれて繊維束層の積層方向においてピンの根元から遠くなるように傾斜した直線的なプレス部５６１を有している。図１４に示すプレス部材５７は、進行方向に向かうにつれて繊維束層の積層方向においてピンの根元から遠くなるように傾斜した湾曲状のプレス部５７１を有している。
○プレスローラ５１，５２は、回転しなくても良い。
○ピンの配列は、直線的なものに限定されず、カーブするように配置されていてもよい。その場合には、プレスローラもピンの配列のカーブに沿ってカーブするように移動するようにするのが好ましい。
○ガイドパイプ３１の代わりに、例えば棒状部材の先端部に二又状の部材を取り付けたものを使用し、二又状の部材により繊維束をガイドするようにしてもよい。
○プレス部材は、少なくとも進行方向に向かうにつれて繊維束層の積層方向においてピンの根元から遠くなるように傾斜しているプレス部を有していれば、そのプレス部以外にもそれ以外の方向に向って形成された傾斜部を有していても良い。例えば、円錐形状の部材を逆さまにしたような形状の部材をプレス部材として用いても良い。
○プレス部は、常に傾斜していなくてもよく、例えば、プレスする時以外は垂直な面から成るプレス部を、プレスする時だけ傾けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】第１の実施形態を示し、（ａ）は、繊維束配列装置１０の側面図。（ｂ）は、部分拡大側面図。
【図２】繊維束配列装置１０の平断面図。
【図３】（ａ）は部分斜視図。（ｂ）は部分正面図。
【図４】図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面図。
【図５】（ａ）は、繊維束Ｆの配列を示す斜視図。（ｂ）は、ガイドパイプの部分拡大斜視図。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、配列パターンを示す簡略平面図。
【図７】（ａ）は部分正面図。（ｂ）は部分側面図。
【図８】（ａ）は部分正面図。（ｂ）は部分側面図。
【図９】（ａ）は部分正面図。（ｂ）は部分側面図。
【図１０】（ａ），（ｂ）は部分拡大側面図。
【図１１】（ａ），（ｂ）は部分拡大側面図。
【図１２】プレス位置制御プログラムを示すフローチャート。
【図１３】別の実施形態を示す部分拡大側面図。
【図１４】別の実施形態を示す部分拡大側面図。
【符号の説明】
【００７７】
１０…繊維束配列装置。１２…ガイド部材移動手段及びプレス部材移動手段を構成するＸ軸方向移動手段としてのリニアスライダ。１２１…第１移動体。１３…ガイド部材移動手段及びプレス部材移動手段を構成するＸ軸方向移動手段としてのリニアスライダ。１３１…第１移動体。１４…ガイド部材移動手段を構成するＹ軸方向移動手段としてのリニアスライダ。１４１…第２移動体。３１…ガイド部材としてのガイドパイプ。３１１…ガイド孔。３８…ピン。４１…プレス部材用プレス位置調整手段及びプレスバー用プレス位置調整手段を構成するモータ。４４…プレスバー切り換え手段を構成するエアシリンダ。４８…プレスバー。５１，５２…プレス部材としてのプレスローラ。５１２，５２２…プレス部としての下側凸部。５６，５７…プレス部材。５６１，５７１…プレス部。Ｆ，Ｆｎ…繊維束。Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２…列。Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｂ…直列部。Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４…繊維束層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列設されたピンに繊維束を掛け止めることで形成される繊維束層を積層形成する繊維束配列装置において、
プレス部を有するプレス部材と、
前記プレス部材を前記ピンの列設された方向に移動させるプレス部材移動手段とを備え、
前記プレス部が前記プレス部材の進行方向前側に位置し、且つ前記進行方向に向かうにつれて前記繊維束層の積層方向においてピンの根元から遠くなるように傾斜した状態で、前記プレス部を、前記ピンに掛け止められた繊維束の直列部と該ピンの近傍で順次交差させ、前記繊維束の直列部を該ピンの根元に向けて押し込むことを特徴とする繊維束配列装置。
【請求項２】
前記ピンの列は、平行な２列を含み、前記プレス部材は、該２列に対応して２つ設けられている請求項１に記載の繊維束配列装置。
【請求項３】
前記繊維束をガイドするガイド部材と前記ガイド部材を移動させるガイド部材移動手段とを備え、前記ガイド部材移動手段は、Ｘ軸方向に直線移動される第１移動体を備えたＸ軸方向移動手段と、前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に直線移動される第２移動体を備えると共に、前記第１移動体に支持されたＹ軸方向移動手段とを備え、前記ガイド部材は、前記第１移動体の直線移動と前記第２移動体の直線移動との組み合わせに連動して移動され、前記ピンの列設方向は、Ｘ軸方向であり、前記プレス部材移動手段は、前記Ｘ軸方向移動手段である請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の繊維束配列装置。
【請求項４】
前記ピンの列は、互いに直交する２列を含み、前記プレス部材は、該２列の一方に対応して設けられており、前記２列の他方の列を構成するピンに掛け止められた繊維束を該ピンの近傍で該ピンの根元に向けて押し込み可能にプレスバーが設けられており、前記プレスバーを退避位置とプレス位置とに切り換え配置するプレスバー切り換え手段が備えられている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の繊維束配列装置。
【請求項５】
前記プレス部材のプレス位置を調整可能なプレス部材用プレス位置調整手段が備えられている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の繊維束配列装置。
【請求項６】
前記ピンの列は、互いに直交する２列を含み、前記プレス部材は、該２列の一方に対応して設けられており、前記２列の他方の列を構成するピンに掛け止められた繊維束を該ピンの近傍で該ピンの根元に向けて押し込み可能にプレスバーが設けられており、前記プレスバーを退避位置とプレス位置とに切り換え配置するプレスバー切り換え手段が備えられており、前記プレスバーのプレス位置を調整可能なプレスバー用プレス位置調整手段が備えられている請求項５に記載の繊維束配列装置。
【請求項７】
前記プレスバー用プレス位置調整手段は、前記プレス部材用プレス位置調整手段を兼用する請求項６に記載の繊維束配列装置。
【請求項８】
前記プレス部材はプレスローラである請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の繊維束配列装置。
【請求項９】
列設されたピンに繊維束を掛け止めることで形成される繊維束層を積層形成する繊維束配列装置であって、プレス部を有するプレス部材と、前記プレス部材を前記ピンの列設された方向に移動させるプレス部材移動手段とを備え、前記プレス部が前記プレス部材の進行方向前側に位置し、且つ前記進行方向に向かうにつれて前記繊維束層の積層方向においてピンの根元から遠くなるように傾斜した状態で、前記プレス部を、前記ピンに掛け止められた繊維束の直列部と該ピンの近傍で順次交差させ、前記繊維束の直列部を該ピンの根元に向けて押し込む繊維束配列装置を用いた繊維束配列方法において、
第１繊維束層を形成する繊維束に対する前記プレス部材の第１プレス位置を特定してプレス動作を行わせ、前記第１繊維束層の上に第２繊維束層を形成する場合には、前記ピンの根元から前記ピンの先端側に遠ざかる方向へ前記第１プレス位置から離れた位置に、第２繊維束層を形成する繊維束に対する前記プレス部材の第２プレス位置を設定する繊維束配列装置を用いた繊維束配列方法。
【請求項１０】
請求項３の繊維束配列装置を用いた繊維束配列方法において、
前記ガイド部材により前記繊維束をガイドしながら同時に前記プレス部材によるプレスを行うことを特徴とする繊維束配列装置を用いた維束配列方法。
【請求項１】
列設されたピンに繊維束を掛け止めることで形成される繊維束層を積層形成する繊維束配列装置において、
プレス部を有するプレス部材と、
前記プレス部材を前記ピンの列設された方向に移動させるプレス部材移動手段とを備え、
前記プレス部が前記プレス部材の進行方向前側に位置し、且つ前記進行方向に向かうにつれて前記繊維束層の積層方向においてピンの根元から遠くなるように傾斜した状態で、前記プレス部を、前記ピンに掛け止められた繊維束の直列部と該ピンの近傍で順次交差させ、前記繊維束の直列部を該ピンの根元に向けて押し込むことを特徴とする繊維束配列装置。
【請求項２】
前記ピンの列は、平行な２列を含み、前記プレス部材は、該２列に対応して２つ設けられている請求項１に記載の繊維束配列装置。
【請求項３】
前記繊維束をガイドするガイド部材と前記ガイド部材を移動させるガイド部材移動手段とを備え、前記ガイド部材移動手段は、Ｘ軸方向に直線移動される第１移動体を備えたＸ軸方向移動手段と、前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に直線移動される第２移動体を備えると共に、前記第１移動体に支持されたＹ軸方向移動手段とを備え、前記ガイド部材は、前記第１移動体の直線移動と前記第２移動体の直線移動との組み合わせに連動して移動され、前記ピンの列設方向は、Ｘ軸方向であり、前記プレス部材移動手段は、前記Ｘ軸方向移動手段である請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の繊維束配列装置。
【請求項４】
前記ピンの列は、互いに直交する２列を含み、前記プレス部材は、該２列の一方に対応して設けられており、前記２列の他方の列を構成するピンに掛け止められた繊維束を該ピンの近傍で該ピンの根元に向けて押し込み可能にプレスバーが設けられており、前記プレスバーを退避位置とプレス位置とに切り換え配置するプレスバー切り換え手段が備えられている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の繊維束配列装置。
【請求項５】
前記プレス部材のプレス位置を調整可能なプレス部材用プレス位置調整手段が備えられている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の繊維束配列装置。
【請求項６】
前記ピンの列は、互いに直交する２列を含み、前記プレス部材は、該２列の一方に対応して設けられており、前記２列の他方の列を構成するピンに掛け止められた繊維束を該ピンの近傍で該ピンの根元に向けて押し込み可能にプレスバーが設けられており、前記プレスバーを退避位置とプレス位置とに切り換え配置するプレスバー切り換え手段が備えられており、前記プレスバーのプレス位置を調整可能なプレスバー用プレス位置調整手段が備えられている請求項５に記載の繊維束配列装置。
【請求項７】
前記プレスバー用プレス位置調整手段は、前記プレス部材用プレス位置調整手段を兼用する請求項６に記載の繊維束配列装置。
【請求項８】
前記プレス部材はプレスローラである請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の繊維束配列装置。
【請求項９】
列設されたピンに繊維束を掛け止めることで形成される繊維束層を積層形成する繊維束配列装置であって、プレス部を有するプレス部材と、前記プレス部材を前記ピンの列設された方向に移動させるプレス部材移動手段とを備え、前記プレス部が前記プレス部材の進行方向前側に位置し、且つ前記進行方向に向かうにつれて前記繊維束層の積層方向においてピンの根元から遠くなるように傾斜した状態で、前記プレス部を、前記ピンに掛け止められた繊維束の直列部と該ピンの近傍で順次交差させ、前記繊維束の直列部を該ピンの根元に向けて押し込む繊維束配列装置を用いた繊維束配列方法において、
第１繊維束層を形成する繊維束に対する前記プレス部材の第１プレス位置を特定してプレス動作を行わせ、前記第１繊維束層の上に第２繊維束層を形成する場合には、前記ピンの根元から前記ピンの先端側に遠ざかる方向へ前記第１プレス位置から離れた位置に、第２繊維束層を形成する繊維束に対する前記プレス部材の第２プレス位置を設定する繊維束配列装置を用いた繊維束配列方法。
【請求項１０】
請求項３の繊維束配列装置を用いた繊維束配列方法において、
前記ガイド部材により前記繊維束をガイドしながら同時に前記プレス部材によるプレスを行うことを特徴とする繊維束配列装置を用いた維束配列方法。
【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】
【公開番号】特開２００８−２８５７９８（Ｐ２００８−２８５７９８Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３４２８９（Ｐ２００７−１３４２８９）
【出願日】平成１９年５月２１日（２００７．５．２１）
【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２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２１日（２００７．５．２１）
【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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