型における繊維を制御するシステムおよび方法

本発明の実施形態は、繊維から形成されたクッション体に関する。本発明の実施形態は特に、繊維材料から、弾性特性を有する製品を形成するプロセスにおいて使用される繊維を制御するためのシステムおよび方法に関する。本発明の実施形態は特に、繊維から繊維クッション体を形成するプロセスにおいて使用される繊維を制御するためのシステムおよび方法に関する。

発泡体、例えばポリウレタン(PU)発泡体は、シート、例えば運輸産業における車室内装材のための裏地として広く使用されている。このような発泡体は布地面材の裏面へ接着される。このような発泡体で裏打ちされた複合材料は、接触領域において快適さまたは高級感を提供し得るクッション効果を有する。

ポリウレタン発泡体はシート用クッション性材料として広く使用されている。しかしながら、ポリウレタン発泡体で裏打ちされた材料は、揮発性物質を放出する可能性があり、揮発性物質は、車両または住宅内装の「曇り」の一因となり得るとともに、さらに、ヒトの健康に悪影響を及ぼし得る危険な物質を含み得る。さらに、発泡体自体が、時間が経つにつれて酸化することがあり、材料の変色をもたらす。リサイクル可能性もまた取り組まなければならない問題である。

これらのおよび他の理由のために、同じくらいの費用で発泡体材料のクッション特性と同様のクッション特性を提供し得る別の材料が引き続き求められている。この点において関心が寄せられている材料群の1つは、ポリエステル不織布などの不織布である。これらの材料は、多くの上張地に対して好適な裏打ちを提供し得る。

弾性特性を有するシートクッション体または他の繊維製品を作るために、繊維の向きおよび/または密度を制御することが望ましい場合がある。シートクッション体など品質の高い製品を形成するために望ましい制御のレベルを提供する気体フローパターンの生成は、かなり困難である。

上記を考慮して、当該技術分野においては、製品を形成するために型に挿入された繊維に対する向上した制御を提供する技術が引き続き求められている。特に、当該技術分野においては、制御され得る明確に定義されたフローパターンを提供すると同時に、主荷重方向に沿った弾性特性を有する繊維クッション体または別の製品を形成するプロセスでの使用に適切なシステムおよび方法が求められている。

これらのおよび他の必要性は、実施形態によるシステム、方法および製品により取り組まれる。例示的な実施形態によると、ノズルであって、繊維が充填される型から気体が取り出される位置を画定するノズルが設けられる。実施形態によるシステムおよび方法は、ノズルと型との間に相対変位がもたらされるように構成される。ノズルおよびノズルと型との間の相対並進変位を使用することにより、気体フローパターンに対する良好な制御が達成される。特に、枢動可能要素の使用に限定されたフロー制御機構と比べてより均質なフローパターンが達成され得る。

実施形態による型における繊維の向きおよび/または繊維の密度の制御のためのシステムは、型から気体が取り出される位置を画定するように構成された少なくとも1つのノズルを含む。システムは、少なくとも1つのノズルと型との間の相対変位を生じさせるように構成された変位機構を含む。

このようなシステムは、型内の気体フローパターンに対する向上した制御を提供する。 変位機構は、型と少なくとも1つのノズルとの間に相対並進変位を生じさせるように構成され得る。

変位機構は、少なくとも1つのノズルが型に対して変位される一方で型は静止している間に、少なくとも1つのノズルの並進変位を生じさせるように構成され得る。 変位機構は、型が少なくとも1つのノズルに対して変位される一方で少なくとも1つのノズルは静止している間に、型の並進変位を生じさせるように構成され得る。

変位機構は、型の並進変位を生じさせるように、および少なくとも1つのノズルの並進変位を生じさせるように構成されてもよく、ここで、型および少なくとも1つのノズルの運動速度および/または方向は互いに異なる。

システムは、繊維が繊維供給方向に沿って型内に供給されるように構成され得る。システムは、繊維供給方向に沿って繊維を型内へ運ぶ移送機構を含み得る。 変位機構は、繊維供給方向に平行に向けられた少なくとも1つのノズルと型との間の相対並進変位を生じさせるように構成され得る。

変位機構は、繊維供給方向に対して横断するように向けられた少なくとも1つのノズルと型との間の相対並進変位を生じさせるようにさらに構成され得る。 システムは、少なくとも1つのノズルから吸引チャネルへ気体を案内するように構成されたフローガイドを含み得る。フローガイドは複数のチャネルを含み得る。このようなフローガイドはフローの調和をもたらすことができ、それにより、型における気体フローパターンはさらに向上され得る。

フローガイドは、ノズルとベンチレータまたは別の吸引デバイスを含む吸引チャネルとの間に挿入され得る。 少なくとも1つのノズルは、少なくとも1つのノズルが型に対して第1の位置にあるときに、複数のチャネルの第1のチャネルのセットと連通し得る。少なくとも1つのノズルは、少なくとも1つのノズルが型に対して第1の位置と異なる第2の位置にあるときに、複数のチャネルの第2のチャネルのセットと連通することができ、第2のチャネルのセットは第1のチャネルのセットと分離している。

第2のチャネルのセットは、繊維供給方向に平行な方向に、第1のチャネルのセットからオフセットされ得る。 システムは、複数のチャネルの一部のフロー抵抗を増加させるように構成された閉鎖機構を含み得る。

閉鎖機構は、チャネルの端部開口を少なくとも部分的に覆うことにより、チャネルの一部のフロー抵抗を増加させるように構成され得る。 閉鎖機構は、ノズルと連通していないチャネルのフロー抵抗を増加させるように構成され得る。

閉鎖機構は、少なくとも1つのノズルと型との相対的位置と協調するように調整可能であり得る。 閉鎖機構およびノズルは、少なくとも1つのノズルの変位が閉鎖機構を作動させるように構成され得る。

閉鎖機構は、少なくとも1つのノズルへ、それと変位可能であるように取り付けられた少なくとも1つのスラットを含み得る。 閉鎖機構は、互いに蝶番式に連結された複数のスラットを含み得る。

1つのベンチレータまたは複数のベンチレータが少なくとも1つのノズルに配置され得る。1つのベンチレータまたは複数のベンチレータは、少なくとも部分的に少なくとも1つのノズルの内部空洞内に配置されるように取り付けられ得る。

システムは、型の充填レベルに応じて少なくとも1つのノズルと型との間の相対並進変位を制御するように構成され得る。システムは、ノズルが、型における繊維材料の充填レベルに対応するレベルに位置付けられたままとなるように、相対並進変位を制御するように構成され得る。

システムは、型の充填レベルに応じて、少なくとも1つのノズルと型との間の相対変位を制御するように構成された制御デバイスを含み得る。 制御デバイスは、繊維が型内へ供給される率に依存して、少なくとも1つのノズルと型との間に並進変位を生じさせるように構成され得る。

システムは、ベンチレータであってもよい吸引デバイスを含み得る。 吸引デバイスは、少なくとも1つのノズルから間隔を空けられるように配置され得る。複数のチャネルを画定するフローガイドが、少なくとも1つのノズルと吸引デバイスとの間に挿入され得る。それにより、弾性繊維製品を形成するために繊維を方向付けるのに特に適切なフローパターンが達成され得る。

制御デバイスは、繊維の向きおよび/または繊維の密度を空間的に変化するやり方で調整するために、相対変位および/または吸引デバイスを制御するように構成され得る。 制御デバイスは、時間に応じて繊維が型に供給される率に応じて相対変位を制御するように構成され得る。

システムは、例えば1つまたはいくつかのヤーンを切断することにより繊維を作る切断デバイスを含み得る。制御デバイスは、切断デバイスが繊維材料を作る率に応じて、少なくとも1つのノズルと型との間の相対変位を制御するように構成され得る。制御デバイスは、型の充填レベルに応じて少なくとも1つのノズルと型との間の相対変位を制御するために、開ループ制御または閉ループ制御を実施し得る。

少なくとも1つのノズルは、間に型を受けるように配置された第1ノズルと第2ノズルを含み得る。 第1ノズルおよび第2ノズルは独立して変位可能であり得る。

制御デバイスは、型に対して第1ノズルおよび第2ノズルの両方を変位させるように、第1ノズルおよび第2ノズルの変位を制御するように構成され得る。 システムは、繊維クッション体を作るように構成され得る。

繊維クッション体の主荷重方向は、気体が少なくとも1つのノズルにより型から取り出される方向に対応し得る。 システムは、型に挿入された繊維材料の熱的活性化により、繊維クッション体を作るように構成され得る。システムは、型内に充填された繊維を熱的に活性化するための加熱ステーションを含み得る。加熱ステーションは、繊維が型内へ供給される位置から間隔を空けて配され得る。

システムは、型を受け入れるためのレセプタクルを含み得る。少なくとも1つの変位機構は、レセプタクルと少なくとも1つのノズルとの間に相対並進変位を生じさせるように構成され得る。

システムは型を含み得る。型はレセプタクルに受け入れられ得る。 実施形態による型における繊維の向きおよび/または繊維の密度を制御する方法が提供される。本方法は、少なくとも1つのノズルを通じて型から気体を取り出すことを含む。本方法は、少なくとも1つのノズルと型との間の相対並進変位を生じさせることを含む。

このような方法は、型内の気体フローパターンに対する向上した制御を提供する。 本方法は、実施形態のシステムにより実施され得る。 相対並進変位を生じさせることは、少なくとも1つのノズルが型に対して変位される一方で型は静止している間に、少なくとも1つのノズルの並進変位を生じさせることを含み得る。

相対並進変位を生じさせることは、型が少なくとも1つのノズルに対して変位される一方で少なくとも1つのノズルは静止している間に、型の並進変位を生じさせることを含み得る。

相対並進変位を生じさせることは、型の並進変位を生じさせること、および少なくとも1つのノズルの並進変位を生じさせることを含むことができ、ここで、型および少なくとも1つのノズルの運動速度および/または方向は互いに異なる。

本方法は、繊維供給方向に沿って繊維を型内に供給するステップを含み得る。 相対並進変位を生じさせることは、繊維供給方向に平行に向けられた少なくとも1つのノズルと型との間の相対並進変位を生じさせることを含み得る。

相対並進変位を生じさせることは、繊維供給方向に対して横断するように向けられた少なくとも1つのノズルと型との間の相対並進変位を生じさせることを含み得る。 本方法において、フローガイドは、少なくとも1つのノズルから吸引チャネルへ気体を案内し得る。フローガイドは複数のチャネルを含み得る。

本方法において、フローガイドは、ノズルとベンチレータまたは別の吸引デバイスを含む吸引チャネルとの間に挿入され得る。 本方法において、少なくとも1つのノズルが型に対して第1の位置にあるとき、少なくとも1つのノズルは、複数のチャネルの第1のチャネルのセットと連通し得る。本方法において、少なくとも1つのノズルが型に対して第1の位置と異なる第2の位置にあるとき、少なくとも1つのノズルは、複数のチャネルの第2のチャネルのセットと連通することができ、第2のチャネルのセットは第1のチャネルのセットと分離している。

本方法において、第2のチャネルのセットは、繊維供給方向に平行な方向に、第1のチャネルのセットからオフセットされ得る。 本方法は、複数のチャネルの一部のフロー抵抗を増加させるステップを含み得る。

本方法は、チャネルの端部開口を少なくとも部分的に覆うことにより、チャネルの一部のフロー抵抗を増加させることを含み得る。 本方法は、ノズルと連通していないこれらのチャネルのフロー抵抗を増加させることを含み得る。

フロー抵抗は、複数のチャネルの端部開口に少なくとも部分的に重複する閉鎖機構により増加され得る。本方法は、少なくとも1つのノズルと型との相対的位置と協調するように閉鎖機構を調整することを含み得る。

本方法において、少なくとも1つのノズルの変位は閉鎖機構を作動させ得る。 本方法において、閉鎖機構は、少なくとも1つのノズルに対して、それと変位可能であるように取り付けられた少なくとも1つのスラットを含み得る。

本方法において、閉鎖機構は、互いに蝶番式に連結された複数のスラットを含み得る。 本方法において、1つのベンチレータまたは複数のベンチレータが、少なくとも1つのノズルに配置され得る。複数のベンチレータは、少なくとも部分的に少なくとも1つのノズルの内部空洞内に配置されるように取り付けられ得る。

本方法は、型の充填レベルに応じて、少なくとも1つのノズルと型との間の相対並進変位を制御することを含み得る。本方法は、ノズルが、型における繊維材料の充填レベルに対応するレベルに位置付けられたままとなるように、相対並進変位を制御することを含み得る。

充填レベルに応じて相対並進変位を制御するために、相対並進変位は、繊維が型内へ供給される率に依存して制御され得る。 本方法において、吸引デバイスは、少なくとも1つのノズルと連通し得る。吸引デバイスはベンチレータであってもよい。

本方法において、吸引デバイスは、少なくとも1つのノズルから間隔を空けられるように配置され得る。複数のチャネルを画定するフローガイドが、少なくとも1つのノズルと吸引デバイスとの間に挿入され得る。

本方法は、繊維の向きおよび/または繊維の密度を空間的に変化させるやり方で調整するために、相対変位および/または吸引デバイスを制御することを含み得る。 本方法は、時間に応じて繊維が型に供給される率に応じて相対変位を制御することを含み得る。

本方法は、例えば、1つまたはいくつかのヤーンを切断することにより繊維を作ることを含み得る。本方法は、切断デバイスが繊維材料を作る率に応じて、少なくとも1つのノズルと型との間の相対変位を制御することを含み得る。本方法は、型の充填レベルに応じて少なくとも1つのノズルと型との間の相対変位を制御するために、開ループ制御または閉ループ制御を実施することを含み得る。

本方法において、少なくとも1つのノズルは、第1ノズルと第2ノズルであって、間に型を受けるように配置された第1ノズルと第2ノズルを含み得る。 本方法は、型に対して第1ノズルおよび第2ノズルの両方を変位させるように、第1ノズルおよび第2ノズルの変位を制御することを含み得る。

本方法において、第1ノズルおよび第2ノズルは独立して変位可能であり得る。 本方法は、型において方向付けられた繊維から繊維クッション体を作ることを含み得る。

繊維クッション体の主荷重方向は、気体が少なくとも1つのノズルにより型から取り出される方向に対応し得る。 繊維クッション体は、型に挿入された繊維材料の熱的活性化により作られてもよい。本方法は、型内に充填された繊維を熱的に活性化することを含み得る。

繊維クッション体を作る方法は、型内へ繊維を供給すること、いずれかの実施形態の方法を使用して型における繊維の向きおよび/または繊維の密度を制御すること、ならびに繊維クッション体を形成するために繊維の少なくとも一部を熱的に活性化することを含む。

本方法は、繊維クッション体に後加工を施すことを含み得る。 繊維クッション体に後加工を施すことは、繊維クッション体において少なくとも1つのチャネルを形成することを含み得る。

繊維クッション体に後加工を施すことは、繊維クッション体へトリム材を取り付けることを含み得る。 本方法は、シートへ繊維クッション体を設置することを含み得る。繊維クッション体は、ユーザの大腿部のための支持表面を提供するために、シートに設置され得る。繊維クッション体は、ユーザの背のための支持表面を提供するために、シートの背もたれにおいて設置され得る。

シートは車両シートであってもよい。本方法は、車両において車両シートを設置することを含み得る。 シートは、住宅用座席家具または事務所用座席家具であってもよい。

別の実施形態によると、荷重方向に沿ってかけられる負荷に応じた弾性特性を有する、実施形態による方法を使用して作られた繊維製品が提供される。 様々な態様および実施形態による、繊維材料から製品を作るためのシステムおよび方法は、繊維の向きに対する向上した制御を提供する。

様々な態様および実施形態によるシステムおよび方法は、自動車、航空機および列車のためのシートならびに事務所および家庭の座席のためのシートを含む、様々なタイプのシートのためのシートクッション体を作るために使用され得る。

本発明の実施形態は、添付図面を参照して説明され、図面においては同様の参照符号は同様の要素を指す。

実施形態によるシステムの概略図である。

作動中の図1のシステムの概略図である。

作動中の図1のシステムの概略図である。

実施形態によるシステムの概略図である。

実施形態によるシステムの概略図である。

作動中の図5のシステムの概略図である。

実施形態によるシステムの概略図である。

実施形態によるシステムの概略図である。

作動中の図8のシステムの概略図である。

実施形態によるシステムのフローガイドの部分図である。

実施形態によるシステムのフローガイドの部分図である。

実施形態によるシステムの斜視図である。

図12のシステムの別の斜視図である。

図12のシステムの側面斜視図である。

実施形態によるシステムの斜視図である。

図15のシステムの側面斜視図である。

実施形態によるシステムの概略図である。

実施形態による方法のフローチャートである。

実施形態による方法またはシステムにより作られた繊維クッション製品の概略図である。

本発明の例示的な実施形態がここで図面を参照して説明される。いくつかの実施形態は、特定の応用分野との関連において説明されるが、実施形態はこの応用分野に限られるものではない。さらに、様々な実施形態の特徴は、別段の明記がない限り、互いに組み合わせられ得る。

いくつかの実施形態は、繊維シートクッション体である製品との関連において説明されるが、実施形態による工具、システムおよび方法はまた、繊維材料の他の製品を形成するために使用され得る。

図1は、型10における繊維の向きおよび/または密度を制御するためのシステム1の概略図である。システム1は、繊維材料から製品を作るように構成される。システム1は、荷重方向に沿って弾性特性を有する繊維材料から製品を作るよう構成される。

システム1は、型10に挿入されたばらの繊維材料からシートクッション体を作るためのシステムであってもよく、システム1は、シートクッション体の特徴を制御するために、型10における繊維の向きおよび/または密度を制御するように構成される。特徴は、作られたシートクッション体が荷重方向に圧縮されたときの弾力性(resilience)を含む。

システム1は少なくとも1つのノズル20を含む。システム1は、1つのノズル20または複数のノズルを含み得る。図1には1つのみのノズルが示されているが、システム1は複数のノズル20を含んでもよい。ノズル20および少なくとも1つのさらなるノズルは、それらの間で型10を受けるように配置される。

ノズル20は、気体が型10から取り出される位置を画定する。型10は、気体通路を有する少なくとも1つの面11、12を含む。型10は、主面11およびさらなる主面12を含んでもよく、各々その中に形成された気体通路を有する。ノズル20は、作動中、システム1が、型10の少なくとも1つの穿孔された面11、12を通じて、およびノズル20を通じて気体を取り出すように、構成される。

ノズル20は、可変断面を有する内部空洞を有し得る。ノズル20は、第1の方向に変位可能である。第1の方向に平行な平面において測定されたノズル20の断面積は、型10からの距離に応じて変化する。第1の方向に平行な平面において測定されたノズル20の内部空洞の断面積は、型10からの距離が増加するにつれて増加する。気体フローパターンにおける渦流の形成のリスクの減少と併せた型付近の増加したフロー速度が、そのような構成により達成され得る。

ノズル20は、型10に面する開口と型10から外方を向く側の反対側の開口とを有する。型10に面する開口は、型10から外方を向く側の反対側の開口の断面積未満である断面積を有する。

以下でより詳細に説明されるとおり、システム1は、作動中、相対変位がノズル20と型10との間にもたらされるように構成される。相対変位は、型における繊維の充填レベルに応じてもたらされる。システム1の制御デバイス9が、充填レベルの変化に応じてノズル20と型10との間の相対変位を制御するよう作動する。充填レベルおよび/または充填レベルの変化を監視するために、制御デバイス9は、繊維が型内へ供給される率を監視する。これは、様々な方法で、例えば繊維を供給する繊維供給デバイス2を制御することにより、および/または、型10に挿入された繊維の量を検知することにより、達成される。

以下でより詳細に説明されるとおり、システム1は、ノズル20および型10が互いに対して変位可能であるように、構成される。システム1は、ノズル20および型10の相対変位を生じさせるように構成された変位機構を含む。変位機構は様々な構成を有する。変位機構は、型10が基準フレームにおいて静止している間に、ノズル20を変位させるように構成される。変位機構は、型10が基準フレームにおいて静止している間に、ノズル20を第1の方向に並進するように変位させるように構成される。型10が基準フレームにおいて静止している間に、変位機構は、ノズル20を第1の方向および第1の方向に対して横断する第2の方向に並進するように変位させるように構成される。

変位機構は、ノズル20が基準フレームにおいて静止している間に、型10を変位させるように構成される。変位機構は、ノズル20が基準フレームにおいて静止している間に、型10を第1の方向に並進するように変位させるように構成される。変位機構は、ノズル20が基準フレームにおいて静止している間に、型10を第1の方向および第1の方向に対して横断する第2の方向に並進するように変位させるように構成される。

変位機構は、型10およびノズル20の両方を、基準フレームに対して変位させるように構成されてもよく、ここで、型10およびノズル20の移動は異なる。変位機構は、型10およびノズル20を、それらが第1の方向に互いに反対側に向けられる速度を有するように、変位させるように構成される。変位機構は、型10およびノズル20の1つを第1の方向に並進するように、および型10およびノズル20の別の1つを、第1の方向に対して横断する第2の方向に並進するように変位させるように構成される。

様々な実装形態の任意の1つにおいて、変位機構は、型10およびノズル20の少なくとも1つの枢動または回転運動を生じさせるように構成される。変位機構は、型10およびノズル20の少なくとも1つの並進変位および枢動運動の両方を生じさせるように、構成される。

変位機構は、型10に対するノズル20の変位を案内するように構成されたガイド21を含む。ガイド21は、型10に対するノズル20の並進変位を案内するように構成される。ガイド21は、繊維が型10内へ供給される繊維供給方向に平行である第1の方向に沿ったノズル20の並進変位を案内するように配置される。

ガイド21は様々な構成を有する。ガイド21は、1つまたは少なくとも2つのガイド部材を含む。2つのガイド部材は、ノズル20が変位可能である第1の方向に垂直な方向にオフセットされる。ガイド部材は、ガイド突出部、ガイド棒、ガイド凹部を含んでもよく、または他の構成を有してもよい。

変位機構はアクチュエータ22を含む。アクチュエータ22はモータを含み得る。モータはステッパモータであってもよい。アクチュエータ22は、モータの出力シャフトの回転運動をノズル20の線形変位へ変換する回転−線形運動変換機構を含み得る。アクチュエータ22は、モータとして実装される必要はない。説明のために、空気圧式アクチュエータ、油圧式アクチュエータまたは他の電動のアクチュエータが使用され得る。

アクチュエータ22は制御デバイス9により制御される。制御デバイス9は、型10における繊維の充填レベルに応じて、ノズル20および型10の相対的位置を設定するように構成される。制御デバイス9は、繊維の充填レベルが変化したことの検出に応じて、ノズル20が充填レベルと再整列させられることになるようにノズル20と型10との間の相対並進変位を生じさせるように、アクチュエータ22を制御するように構成される。

代替的にまたは追加的に、アクチュエータ22は、望ましい繊維密度に依存して制御される。より長い期間同じ相対的位置でノズル20および型10を維持することにより、繊維密度は選択的に増加され得る。ノズル20を通る気体の流速および/またはノズル20が型10に沿った位置に位置付けられる時間は、繊維の密度を決定するとともに、繊維密度の勾配が確立されることを可能にする。繊維密度の勾配は、特に、繊維クッションの荷重方向に対して横断する方向に確立される。説明のために、例えばシートクッションへの剛性要素の取付けのために、より高い繊維密度の領域が選択的に形成される。

アクチュエータ22は、型から気体が取り出される位置を、繊維が型内へ充填されるレベルと整列された状態に維持するために、ノズル20をガイド21に沿って変位させる。繊維供給方向に少なくとも平行に実施される相対変位18は、ノズル20を型10における繊維の上層と整列した状態に維持され得る。

ノズル20およびノズル20と型10との間の並進変位を生じさせるように構成された変位機構を使用することにより、繊維の向きおよび/または繊維密度に対する良好な制御を達成することができる。

システム1は追加的なコンポーネントを含み得る。システム1は繊維供給デバイス2を含み得る。繊維供給デバイス2は、繊維を運ぶコンベアを含み得る。 繊維供給デバイス2は、追加的に、または代替的に、型10内へ挿入するための繊維を形成するために、1つのヤーンまたはいくつかのヤーンを切断して複数のセグメントにするように構成されたカッターを含む。繊維供給デバイス2は、少なくとも1つのヤーン供給源と、少なくとも1つのヤーン供給源からカッターへ1つのヤーンまたはいくつかのヤーンを供給するヤーン供給装置とを含み得る。

制御デバイス9は繊維供給デバイス2に対して、その動作を制御するために、連結される。制御デバイス9は、ノズル20と型10との間の相対変位を、繊維供給デバイス2の動作と協調するように制御するように構成され得る。制御デバイス9は、繊維供給デバイス2が繊維を作るとともに供給する率に応じて、ノズル20と型10との間の相対変位を制御するように構成される。

制御デバイス9は、繊維供給デバイス2により作られるとともに供給された繊維の量に応じて、ノズル20と型10との間の相対的位置を調整することができ、それにより、ノズル20の入口開口を型10に挿入された繊維の上層と整列した状態に維持する。制御デバイス9は、繊維のバッチの製造が開始されたときから型10内へ供給された繊維の総量に応じて、型10に対するノズル20の位置を設定し得る。制御デバイス9は、代替的にまたは追加的に、繊維が型10に挿入される率に応じて、型10に対するノズル20の位置を増加的に調整し得る。

制御デバイス9は、繊維が充填される型10の空洞13の形状に応じて、ノズル20と型10との間の相対的位置を設定するようにさらに構成される。制御デバイス9は、繊維が充填される型10の空洞13の断面積の変化に応じて、ノズル20と型10との間の相対的位置を設定するように構成される。

制御デバイス9は記憶デバイスを含んでもよく、または、空洞13の形状についての情報が記憶される記憶デバイスに連結されていてもよい。制御デバイス9は、充填レベルに応じて、ノズル20と型10との間の相対的位置を設定するように構成されてもよく、充填レベルは、空洞13の形状および型10内へ供給された繊維の量に依存する。制御デバイス9は、充填レベルに応じてノズル20と型10との間の相対的位置を設定するように構成されてもよく、充填レベルは、型10内へ供給された繊維の高さおよび量に応じて、空洞13の断面積の変化に依存する。制御デバイス9は、充填レベルを算出するように構成され得る。制御デバイス9は、追加的に、または代替的に、充填レベルを検知する少なくとも1つのセンサへ連結される。

システム1は、供給経路4であって、それに沿って繊維5が型の中へ運ばれる供給経路4を含み得る。供給経路4は、カッターなどの繊維供給デバイス2と型10とを接続する。供給経路4の少なくとも一部は、垂直方向に延在する。説明のために、供給経路4は、型10の上に垂直に延在するチューブを含む。

制御デバイス9は、ノズル20と型10との間の相対変位を制御する際、繊維供給デバイス2から型10の充填レベルへの繊維5の移動時間を考慮に入れるように構成される。説明のために、制御デバイス9は、繊維供給デバイス2のカッターにより作られた繊維が、カッターから型10への経路の長さに依存した遅れを伴って型10の充填レベルに到達することが考慮に入れられるように構成される。代替的にまたは追加的に、制御デバイス9は、特定の量の繊維の製造と、型10における繊維の上層へのその到達との間の時間の遅れを決定するときに、型10の充填レベルの増加を考慮に入れるように構成される。

システム1は、気体フロー制御装置3を含む。気体フロー制御装置3は、ノズル20を通る気体フローの流速および/または体積率(volume rate)を制御し得る。気体フロー制御装置3は、少なくとも1つのベンチレータを含む。少なくとも1つのベンチレータは、静止しているように配置され得る。ノズル20が可動である場合、少なくとも1つのベンチレータは、ノズル20が少なくとも1つのベンチレータに対して変位されるように、配置され得る。少なくとも1つのベンチレータはまた、少なくとも1つのベンチレータがノズル20と共に移動するように、ノズル20内へ延在するように配置されてもよい。

気体フロー制御装置3は追加的に、繊維供給デバイス2から型10への気体フローを生じさせるように構成され得る。気体フロー制御装置3は、複数のフィラメントへのヤーンセグメントの分離を生じさせるように、気体フローを調整してもよく、それにより繊維5を形成する。制御デバイス9は、繊維供給デバイス2から型10へ繊維を運ぶ気体のフローパターンおよび/または体積流量(volume flow rate)を制御するように構成される。

型10は様々な構成を有してもよい。型10は、穿孔された面11、12を有する少なくとも1つの半型を含んでもよい。型10は、気体フローのための通路を備えた面11を有する第1半型を含み得る。型10は、気体フローのための通路を備えた面12を有する第2半型を含み得る。第1半型および第2半型は互いに対して変位可能である。

型10は、中に内部空洞13を画定する型の部品のための支持構造15をさらに含む。支持構造15は、第1半型および第2半型とは別個に設けられる。支持構造15は、間に空洞13を画定する第1半型および第2半型が支持構造15から少なくとも部分的に熱的に絶縁されているように構成される。間に空洞13を画定する第1半型および第2半型は、支持構造15の熱容量未満の熱容量を有する。

型10は、繊維が型10に挿入される位置から変位可能であるように構成される。システム1は、ノズル20から離れるように型10を移送するための移送システムを含む。移送システムは、ノズル20から、型に挿入された繊維が熱的に活性化される熱処理ステーションへ型10を運ぶように構成される。移送システムは、新たな繊維クッションを作るために、ノズル20に向かって型10を運ぶように構成される。

図2および図3は、システム1の動作を説明する概略図である。繊維5が型10の空洞13内へ充填される。 変位機構は、ノズル20と型10との間の相対変位を生じさせる。図2および図3に示されるとおり、相対変位は、型の穿孔された面に面するノズル20のノズル開口が、型における繊維の充填レベルの変化に従って変位されるような方法で、システム1によりもたらされ得る。相対変位は、ノズル20のノズル開口が型10における繊維の上層と整列した状態に維持されるような方法で、システム1によりもたらされる。

ノズル20およびノズル20と型10との間の相対変位を生じさせるための変位機構を含むシステムの構成は、様々な効果を提供する。説明のために、一貫性のある繊維の向きが型10において達成される。型10内の気体フローパターンに不必要な渦流が形成されるリスクは軽減される。システム1は、繊維の向きに対する向上した制御を提供する。説明のために、繊維の向きは、ノズル20を通じて気体を型10から取り出すことにより制御される。繊維は、空洞13の少なくとも一部において、繊維が、ノズル20の変位方向18に対して横断する方向に主として方向付けられるように、方向付けられる。繊維は、形成される繊維製品の主荷重方向に主として方向付けられる。繊維は、繊維の少なくとも50%が、それぞれの方向と最大で45°の角度をなすように向けられる場合、一方向に「主として方向付けられた」とみなされる。

ノズル20と型10との間の相対変位の移動速度および/またはノズル20を通る気体の体積流量を制御することにより、密度および繊維の向きは型10に挿入された繊維材料において変わる。説明のために、繊維と気体が型10から取り出される方向との局所的に増加した整列および/または局所的に増加した密度は、ノズル20がそれぞれの位置にとどまる滞留時間を延ばすことにより達成される。代替的にまたは追加的に、気体が型10から取り出される方向との繊維の局所的に増加した整列および/または局所的に増加した密度は、ノズル20がそれぞれの位置にとどまる間に体積流量を増加させることにより達成される。

繊維の向きに対する制御をさらに向上させるために、1つまたはいくつかのフローガイド構造がノズル20に組み込まれる。説明のために、いくつかの気体フローチャネルがノズル20内に画定される。いくつかの気体フローチャネルは互いから少なくとも部分的に封止される。いくつかの気体フローチャネルは、以下でより詳細に説明されるとおり、1つまたはいくつかのチューブにより形成される。追加的に、または代替的に、ハニカム構造または他のバッフル構造がノズル20内に一体化される。

システム1は1つのノズルまたは2つ以上のノズルを含む。実施形態によると、システム1は少なくとも1つのさらなるノズルを含んでもよく、ノズル20および少なくとも1つのさらなるノズルは、それらの間に型10を受けるように構成される。

図4は、ノズル20に加えて、少なくとも1つのさらなるノズル25を含む、システム1の概略図である。図1〜図3におけるものと同じ参照符号で示された要素および特徴は、図1〜図3を参照して説明された構成、動作のモードおよび効果の任意の1つを有する。図1〜図3を参照して説明されたとおり、システム1は、繊維供給デバイスおよび/または気体制御装置を含む。

さらなるノズル25は気体が型10から取り出されるさらなる位置を画定する。さらなるノズル25は、作動中、システム1が型10の少なくとも1つの穿孔された面11、12を通じて、およびさらなるノズル25を通じて気体を取り出すように構成される。

さらなるノズル25は可変断面を有する内部空洞を有する。さらなるノズル25は第1の方向に変位可能である。第1の方向に平行な平面において測定されたさらなるノズル25の断面積は、型10からの距離に応じて変化する。第1の方向に平行な平面において測定された、さらなるノズル25の内部空洞の断面積は、型10からの距離が増加するに伴い増加する。気体フローパターンにおける渦流形成の低下したリスクと併せた型付近の増加したフロー速度が、そのような構成により達成される。

さらなるノズル25は、型10に面する開口と型10から外方を向く側の反対側の開口とを有する。型10に面する開口は、型10から外方を向く側の反対側の開口の断面積未満の断面積を有する。

システム1の変位機構は、さらなるノズル25と型10との間の相対変位を生じさせるように構成される。相対変位は、型10に対してさらなるノズル25を変位させることによりもたらされる。

変位機構は、ノズル20およびさらなるノズル25を共に変位させるように構成される。ノズル20およびさらなるノズル25は、それらの相対的位置が固定されるような方法で、配置される。この場合、アクチュエータ22は、ノズル20およびさらなるノズル25の両方を変位させるために使用される。これにより、単純な構造および制御が達成される。

変位機構は、さらなるノズル25がノズル20とは独立して変位可能であるように構成される。これはさらに、繊維の向きおよび/または密度に対して達成される制御を向上させる。変位機構は、型10に対するさらなるノズル25の変位を案内するように構成された更なるガイド26を含む。さらなるガイド26は、型10に対するさらなるノズル25の並進変位を案内するように構成される。さらなるガイド26は、繊維供給方向であってそれに沿って繊維が型10内へ供給される繊維供給方向に平行である第1の方向に沿った、さらなるノズル25の並進変位を案内するように配置される。

さらなるガイド26は様々な構成を有し得る。さらなるガイド26は、1つまたは少なくとも2つのガイド部材を含む。2つのガイド部材は、第1の方向に垂直な方向であって、それに沿ってさらなるノズル25が変位可能である第1の方向に垂直な方向にオフセットされる。ガイド部材は、ガイド突出部、ガイド棒、ガイド凹部を含んでもよく、または他の構成を有してもよい。

変位機構はさらなるアクチュエータ27を含んでもよい。さらなるアクチュエータ27はモータを含む。モータはステッパモータである。さらなるアクチュエータ27は、モータの出力シャフトの回転運動をさらなるノズル25の線形変位へ変換する回転−線形運動変換機構を含む。さらなるアクチュエータ27はモータとして実装される必要はない。説明のために、空気圧式アクチュエータ、油圧式アクチュエータまたは他の電動のアクチュエータが使用され得る。

さらなるアクチュエータ27は、アクチュエータ22から独立して制御されるように構成される。制御デバイス9は、アクチュエータ22と協調させるように、さらなるアクチュエータ27を制御するように構成される。

さらなるアクチュエータ27は、制御デバイス9により制御される。制御デバイス9は、型10における繊維の充填レベルに応じて、さらなるノズル25および型10の相対的位置を設定するように構成される。制御デバイス9は、さらなるノズル25が充填レベルと再整列させられることになるように、繊維の充填レベルが変化したことの検出に応じて、さらなるノズル25と型10との間に相対並進変位を生じさせるように、さらなるアクチュエータ27制御するように構成される。

代替的にまたは追加的に、さらなるアクチュエータ27は、望ましい繊維密度に依存して制御され得る。さらなるノズル25および型10をより長い期間同じ相対的位置で維持することにより、繊維密度は選択的に増加され得る。さらなるノズル25を通る気体の流速および/またはさらなるノズル25が型10に沿った位置に位置付けられる時間が、繊維の密度を決定するとともに、繊維密度の勾配が確立されることを可能にする。繊維密度の勾配は、特に、繊維クッションの荷重方向に対して横断する方向に確立される。説明のために、より高い繊維密度の領域が、例えばシートクッションへの剛性要素の取付けのために選択的に形成される。

さらなるアクチュエータ27は、型から気体が取り出される位置が、繊維が型内へ充填されるレベルと整列した状態に維持されるように、さらなるガイド26に沿ってさらなるノズル25を変位させる。繊維供給方向に少なくとも平行に実施される相対変位は、さらなるノズル25を型10における繊維の上層と整列した状態に維持される。

さらなるノズル25およびさらなるノズル25と型10との間の並進変位を生じさせるように構成された変位機構を使用することにより、繊維の向きおよび/または繊維密度に対する良好な制御を達成することができる。

1つまたはいくつかのフローガイド構造がさらなるノズル25に組み込まれ得る。説明のために、いくつかの気体フローチャネルがさらなるノズル25内に画定される。いくつかの気体フローチャネルは、互いから少なくとも部分的に封止される。以下でより詳細に説明されるとおり、いくつかの気体フローチャネルは1つまたはいくつかのチューブにより形成される。追加的に、または代替的に、ハニカム構造または他のバッフル構造がさらなるノズル25内に一体化される。

型10の反対側に配置された2つのノズル20、25が図4において示されているが、システム1は、型10の同じ穿孔された面11、12に沿って配置された少なくとも2つのノズルを含む。説明のために、第1の複数の水平にオフセットされたノズルが、型10のさらなる面12に沿って配置される。第2の複数の水平にオフセットされたノズルが型10の面11に沿って配置される。

ノズル20および/またはさらなるノズル25がシステム1のフレームに対して変位可能に取り付けられる一方で、変位機構は、図5〜図9を参照してより詳細に説明されるとおり、追加的に、または代替的に型10を変位させるように構成される。

図5はシステム1の概略図である。図1〜図4においてと同じ参照符号で示された要素および特徴は、図1〜図4を参照して説明された構成、動作のモードおよび効果の任意の1つを有し得る。システム1は、図1〜図4を参照して説明されたとおり、繊維供給デバイスおよび/または気体制御装置を含み得る。

システム1は、ノズル20、型10を受けるためのレセプタクル、およびノズル20と型10との間の相対変位を生じさせるように構成された変位機構を含む。 ノズル20は、システム1のフレーム8に対して静止するように設けられる。システム1は、ノズル20がフレーム8に対して静止するようにノズル20を取り付ける取付具24を含み得る。

変位機構は、ノズル20と型10との間の相対並進変位を生じさせるために、型10を変位させるように構成される。 変位機構は、ノズル20に対して型を変位させるために、型10の支持体15へ取り付けられるように構成される。

変位機構は、ノズル20に対する型10の変位を案内するように構成されたガイド31を含み得る。ガイド31は、ノズル20に対する型10の並進変位を案内するように構成される。ガイド31は、繊維供給方向であってそれに沿って繊維が型10内へ供給される繊維供給方向に平行である第1の方向に沿ったノズル20の並進変位を案内するように配置される。

ガイド31は様々な構成を有し得る。ガイド31は、1つまたは少なくとも2つのガイド部材を含み得る。2つのガイド部材は、第1の方向であって型10が変位可能である第1の方向に垂直な方向にオフセットされ得る。ガイド部材は、ガイド突出部、ガイド棒、ガイド凹部を含んでもよく、または他の構成を有してもよい。

変位機構はアクチュエータ32を含み得る。アクチュエータ32はモータを含み得る。モータはステッパモータであってもよい。アクチュエータ32は、モータの出力シャフトの回転運動を型10の線形変位へ変換する回転−線形運動変換機構を含み得る。アクチュエータ32はモータとして実装される必要はない。説明のために、空気圧式アクチュエータ、油圧式アクチュエータまたは他の電動のアクチュエータが使用される。

アクチュエータ32は、制御デバイス9により制御され得る。制御デバイス9は、型10における繊維の充填レベルに応じて型10およびノズル20の相対的位置を設定するように構成される。制御デバイス9は、型10を変位させることによりノズル20が充填レベルと再整列させられることになるように、繊維の充填レベルが変化したことの検出に応じて、型10とノズル20の間の相対並進変位を生じさせるために、アクチュエータ32を制御するように構成される。

代替的にまたは追加的に、アクチュエータ32は、望ましい繊維密度に依存して制御される。ノズル20および型10をより長い期間同じ相対的位置に維持することにより、繊維密度は選択的に増加され得る。ノズル20を通る気体の流速および/またはノズル20が型10に沿った位置に位置付けられる時間が、繊維の密度を決定するとともに、繊維密度の勾配が確立されることを可能にする。繊維密度の勾配は、特に、繊維クッションの荷重方向に対して横断する方向に確立される。説明のために、例えばシートクッションへの剛性要素の取付けのために、より高い繊維密度の領域が選択的に形成される。

型から気体が取り出される位置を繊維が型内へ充填されるレベルと整列した状態に維持するために、アクチュエータ32は型10をガイド31に沿って変位させる。繊維供給方向に少なくとも平行に実施される相対変位18は、ノズル20を型10における繊維の上層と整列した状態に維持され得る。

ノズル20およびノズル20と型10との間の並進変位を生じさせるように構成された変位機構を使用することにより、繊維の向きおよび/または繊維密度に対する良好な制御が達成される。さらに、繊維供給方向に沿って変位可能である型10について、繊維5が繊維供給デバイス2から型10における繊維の上層まで横断しなければならない経路は一定に保たれる。それにより、制御は単純化される。

図6は、別の作動状態における図5のシステム1を示す。変位機構は、ノズル20に対して型10を変位させることにより、ノズル20と型10との間の相対変位を生じさせる。図5および図6に示されるとおり、相対変位は、型10が型における繊維の充填レベルの変化に従って変位されるような方法で、システム1によりもたらされる。相対変位は、ノズル20のノズル開口が型10における繊維の上層と整列した状態に維持されるような方法で、システム1によりもたらされる。

ノズル20とノズル20と型10との間の相対変位を生じさせるための変位機構とを含むシステムの構成は、上記にて説明された様々な効果を提供する。 この場合は、型10を変位させることによる相対変位の移動速度および/またはノズル20を通る気体の体積流量を制御することにより、密度および繊維の向きは、型10に挿入された繊維材料において変わり得る。説明のために、気体が型10から取り出される方向との繊維の局所的に増加した整列および/または局所的に増加した密度は、ノズル20がそれぞれの位置にとどまる滞留時間を延ばすことにより、達成することができる。代替的にまたは追加的に、気体が型10から取り出される方向との繊維の局所的に増加した整列および/または局所的に増加した密度は、ノズル20がそれぞれの位置にとどまる間に体積流量を増加させることにより、達成され得る。

繊維の向きに対する制御をさらに高めるために、同様にノズル20が静止している場合、1つまたはいくつかのフローガイド構造がノズル20に組み込まれ得る。説明のために、いくつかの気体フローチャネルがノズル20内に画定され得る。いくつかの気体フローチャネルは、互いから少なくとも部分的に封止され得る。以下でより詳細に説明されるとおり、いくつかの気体フローチャネルは1つまたはいくつかのチューブにより形成され得る。追加的に、または代替的に、ハニカム構造または他のバッフル構造がノズル20内に一体化される。

図7は、ノズル25に対して型10を変位させるように構成された変位機構を含むシステム1を示す。図1〜図6におけるものと同じ参照符号で示された要素および特徴は、図1〜図6を参照して説明された構成、動作のモードおよび効果の任意の1つを有する。システム1は、図1〜図6を参照して説明された繊維供給デバイスおよび/または気体制御装置を含み得る。

システム1は少なくとも1つのさらなるノズル25を含む。少なくとも1つのさらなるノズル25は、それがシステム1のフレーム8に対して静止するように取り付けられ得る。少なくとも1つのさらなるノズル25は、取付具28により静止した状態で維持される。

ノズル20およびさらなるノズル25は、それらの間に型10を受けるように配置される。変位機構は、型10を変位させることにより、ノズル20およびさらなるノズル25の両方に対する型10の変位を生じさせるように構成される。

変位機構および制御デバイス9は、図6を参照して説明されたとおり構成され得る。 図4および図7を参照して説明されたとおり、ノズル20に加えて少なくとも1つのさらなるノズル25を含むシステムにおいて、ノズル20および少なくとも1つのさらなるノズル25を通る気体フローは独立して制御可能であり得る。説明のために、制御デバイス9は、互いから独立したノズル20および少なくとも1つのさらなるノズル25を通る気体体積流量を制御するように構成される。システム1は複数のベンチレータを含んでもよく、個別のベンチレータは、ノズル20およびさらなるノズル25と連通している。ノズル20および少なくとも1つのさらなるノズル25の体積気体流量を独立して制御するために、制御デバイス9は、ベンチレータの少なくとも2つを独立して制御するように構成される。

体積気体流量に対する独立した制御が、繊維の局所的に増加した密度の形成を含む、様々な用途にとって望ましいこともある。説明のために、少なくとも1つのさらなるノズル25についての体積流量より高くなるようノズル20についての体積流量を設定することにより、増加した繊維密度が、ノズル20が気体を取り出す型10の面12で達成され得る。追加的に、または代替的に、少なくとも1つのさらなるノズル25についての体積流量より低くあるようノズル20についての体積流量を設定することにより、低下した繊維密度が、ノズル20が気体を取り出す型10の面12で達成され得る。

図1〜図7を参照して説明された実施形態の任意の1つにおいて、型10はシステム1のレセプタクルに受け入れられる。レセプタクルは、ノズル20、および存在する場合は、少なくとも1つのさらなるノズル25と、型10の穿孔された面を相互連結するアダプタ14を含む。アダプタ14は、1つまたはいくつかのチューブを含むフロー案内部、ハニカム構造または、型の穿孔された面11、12からノズル20へ気体を案内する他のフロー案内部を含む。それにより、層状フローパターンの生成が向上され得る。

追加的に、または代替的に、ノズル20および、存在する場合は、少なくとも1つのさらなるノズル25は、それらが型10に向かっておよびそれから離れるように変位可能であるように構成される。ノズル20および、存在する場合は、少なくとも1つのさらなるノズル25は、それらが型10に向かっておよびそれから離れるように並進式に変位可能であるように、構成される。これにより、充填レベルの変化に伴い、ノズル20が型10の穿孔された面11、12の外形に従うことが可能になる。

図8は、少なくともノズル20を変位させるように構成された変位機構を含むシステム1を示す。図1〜図7におけるものと同じ参照符号で示された要素および特徴は、図1〜図7を参照して説明された構成、動作のモードおよび効果の任意の1つを有し得る。システム1は、図1〜図7を参照して説明された繊維供給デバイスおよび/または気体制御装置を含み得る。

変位機構は、ノズル20および型10の少なくとも1つを第1の方向18に変位させるように構成される。第1の方向18は繊維供給方向に対して垂直であり、また平行である。

変位機構は追加的に、第1の方向18に対して横断する第2の方向19に、少なくともノズル20を変位させるように構成される。変位機構は、したがって、互いに直交し得る少なくとも2つの方向におけるノズル20と型10との間の相対並進変位を生じさせるように構成される。

変位機構は、この動作を達成するために様々な構成を有し得る。説明のために、ロボット動作機構が使用され得る。代替的にまたは追加的に、ノズル20は、ガイド36に沿って変位可能である支持体37へ取り付けられ得る。ガイド36に沿った支持体37の変位は、図1〜図4を参照して説明されたとおりに構成され得るアクチュエータ22によりもたらされる。

変位機構は、第2の方向19に沿った並進変位を生じさせるように構成されたさらなるアクチュエータ38を含み得る。さらなるアクチュエータ38は、制御デバイス9により制御される。制御デバイス9は、アクチュエータ22から独立しているがそれと協調して、さらなるアクチュエータ38を制御するように構成される。

さらなるアクチュエータ38はモータであり得る。回転−線形運動変換機構は、モータの出力シャフトの回転運動を第2の方向19に沿ったノズル20の線形変位へ変換し得る。

型10に対してノズル20が位置付けられる高さに依存してさらなるアクチュエータ38を制御することにより、ノズル20の気体入口開口は型10の穿孔された面12に近接した状態に保たれ得る。繊維の向きおよび/または密度に対する効率的な制御が達成される。

変位機構は、型10に対して第1の方向18および第2の方向19の両方に沿ってノズル20を変位させるように構成される。変位はそれぞれ並進変位である。 システム1が、間に型10を受けるように構成されたノズル20とさらなるノズル25とを含む場合、ノズル20およびさらなるノズル25の両方は、繊維供給方向に対して横断する第2の方向19に変位可能である。変位機構は、ノズル20およびさらなるノズル25が共通のキャリアへ取り付けられる場合であっても、ノズル20およびさらなるノズル25を、少なくとも第2の方向に沿って互いから独立して変位させるように構成される。

他の実装形態において、変位機構は、第1の方向18および第2の方向19の1つに沿ってフレーム8に対して型10を変位させるように、および、第1の方向18および第2の方向19の少なくとも他方に沿ってフレームに対してノズル20を変位させるように、構成され得る。このようなシステムの例示的な実装形態が図9に示される。

図9は、型10およびノズル20の両方を変位させるように構成された変位機構を含むシステム1を示す。図1〜図8におけるのと同じ参照符号で示された要素および特徴は、図1〜図8を参照して説明された構成、動作のモードおよび効果の任意の1つを有し得る。システム1は、図1〜図8を参照して説明された繊維供給デバイスおよび/または気体制御装置を含み得る。

変位機構は、第1の方向18に型10を変位させるように構成され得る。第1の方向18は繊維供給方向に垂直であってもよく、平行であってもよい。ノズル20は、第1の方向18に沿って変位可能ではないように取り付けられ得る。

変位機構は追加的に、第1の方向18に対して横断する第2の方向19に少なくともノズル20を変位させるように構成される。したがって、変位機構は、互いに直交し得る少なくとも2つの方向におけるノズル20と型10との間の相対並進変位を生じさせるように構成される。

変位機構は、この動作を達成するために様々な構成を有し得る。説明のために、ロボット動作機構が使用され得る。代替的にまたは追加的に、ノズル20は、第1の方向18に沿って静止している支持体37に取り付けられ得る。ガイド31に沿った型10の変位は、図5または図6を参照して説明されたとおりに構成され得るアクチュエータ32によりもたらされる。

変位機構は、第2の方向19に沿った型10に対するノズル20の並進変位を生じさせるように構成されたさらなるアクチュエータ38を含み得る。さらなるアクチュエータ38は、制御デバイス9により制御される。制御デバイス9は、アクチュエータ32から独立しているが、それと協調して、さらなるアクチュエータ38を制御するように構成される。

さらなるアクチュエータ38はモータであってもよい。回転−線形運動変換機構は、モータの出力シャフトの回転運動を第2の方向19に沿ったノズル20の線形変位へ変換し得る。

型10が位置付けられる高さに依存してさらなるアクチュエータ38を制御することにより、ノズル20の気体入口開口は型10の穿孔された面12に近接した状態に保たれ得る。繊維の向きおよび/または密度に対する効率的な制御が達成される。

上記にて図1〜図9を参照して説明された様々な実施形態のうちの1つのシステム1は、ノズル20からの気体の層状フローの形成を向上させる、および/または、ノズル20での気体フローパターンにおける渦流の形成を減少させる構造を含む。

図1〜図9を参照して説明される様々な実施形態のうちの任意の1つのシステム1は、ノズル20とベンチレータまたは他の吸引デバイスとの間に挿入され得るフロー調和構造を含む。複数のチャネルが、ノズル20の入口開口の下流に画定され得る。さらなるノズル25が存在する場合、さらなる複数のチャネルが、さらなるノズル25の入口開口の下流に画定される。

複数のチャネルは様々な構成を有し得る。複数のチャネルはチューブにより画定され得る。チューブは可撓性チューブであってもよく、または、剛性チューブであってもよい。複数のチャネルはハニカム構造により画定され得る。複数のチャネルは、ノズル20、および任意選択的に、さらなるノズル25の入口開口の下流に配置された複数のバッフルにより画定される。

実施形態のそのような構成の例示的な実装形態は、図10〜図14を参照してより詳細に説明される。 図10は、一実施形態によるシステムの部分断面図である。システムは、型10に対する相対変位のために構成され得るノズル20を含む。

システム1は吸引デバイス71を含む。吸引デバイス71は、ノズル20を通じて気体フローを生じさせるように構成される。吸引デバイス71は、気体がノズル20を通じて吸引チャネル70へ引き入れられるようにする、吸引チャネル70と型10との間の気体静圧の差を生じさせるように構成される。

吸引デバイス71はベンチレータとして実装され得る。ベンチレータは、ノズル20から間隔を空けられるように配置され得る。 システム1は複数のチャネル50を含み得る。複数のチャネル50は、ノズル20の入口開口の下流に配置される。複数のチャネル50は、気体が出るノズル20の出口開口に配置されるとともに、そこに接続される。

複数のチャネル50は、気体が複数のチャネル50へ入り得る断面積を吸引チャネル70と相互作用するより小さい断面積へ減少させる先細の変化を画定するように構成される。

複数のチャネル50は、複数の入口開口41〜45を有し得る。複数のチャネルは複数の出口開口62、64を有し得る。各出口開口62、64は、それぞれ入口開口41〜45の1つのみと関連し得る。複数のチャネル50は、複数の出口開口62、64の1つ、および1つのみを、入口開口の各1つと連通させるように構成され得る。

複数の入口開口41〜45は、第1端部材40に形成され得る。第1端部材40は、ノズル20が第1端部材40に沿って摺動可能になるように配置され得る。 複数の出口開口62、64は第2端部材60に形成され得る。第2端部材60は、吸引チャネル70に配置され得る。第2端部材60は、複数の出口開口62、64の外のいずれかの位置で気体が第2端部材60を通過することを妨げるように配置され得る。

複数の入口開口41〜45および/または複数の出口開口62、64は、それぞれ2次元の配列に配置される。複数の入口開口41〜45は、水平方向に互いからオフセットされた入口開口を含む。複数の出口開口62、64は、水平方向に互いからオフセットされた出口開口を含む。

第2端部材60は、第1端部材40により覆われた面積より小さい面積を覆い得る。複数のチャネル50は、気体であって、型から取り出されるとともに、第1端部材40のより大きい面積に設けられた入口開口41〜45の任意の1つを通って第2端部材60のより小さい面積に設けられた出口開口62、64の対応する1つへ通された気体を案内するように作動可能である。より高いフロー速度を生じさせることは、吸引チャネル70が、気体がノズル20内へ引き入れられる型10の面12の面積より小さい、場合により遥かにより小さい断面積を有し得る構成により容易になる。

複数のチャネル50は、入口開口41〜45を出口開口62、64と連通させ得る。ノズル20は複数のチャネル50のうちの1つを画定することができ、それを通じて、型から取り出された気体が案内される。

システム1は、複数のチャネル50の一部を通るフロー抵抗を選択的に増加させる閉鎖機構を含み得る。システム1は、複数のチャネル50の一部を通る空気フローをブロックするように構成される。ブロックされるチャネルの一部は、時間に応じて変化し得る。ブロックされるチャネルの一部は、型10における繊維の充填レベルに応じて変化する。ブロックされるチャネルの一部は、ノズル20と型10との相対的位置に応じて変化する。

閉鎖機構は様々な構成を有し得る。チャネル50を選択的に開閉するために、1つまたはいくつかの機械的、電気機械的または空気圧式閉鎖要素が設けられる。実施形態によるシステムの閉鎖機構の例示的な一実装形態が図11を参照してより詳細に説明される。

図11は、実施形態によるシステムの部分断面図である。図10と同様の参照符号で示された要素および特徴は、図10を参照して説明された構成、動作のモードおよび効果の任意の1つを有し得る。

図11のシステム1は、複数の入口開口41〜45の一部を選択的に閉鎖するように構成された閉鎖機構を含む。閉鎖機構は、少なくとも1つの閉鎖部材46、47を含み得る。少なくとも1つの閉鎖部材46、47は、複数のスラットを含み得る。複数のスラットは、互いに蝶番式に連結される。

少なくとも1つの閉鎖部材46、47は、複数の入口開口41〜45の少なくとも一部分を覆うように構成される。少なくとも1つの閉鎖部材46、47は、少なくとも1つの閉鎖部材46、47が変位されると、入口開口41〜45の異なる群を覆うように構成される。

複数の入口開口41〜45は、複数の列に配置され得る。複数の列は、互いから垂直に間隔を空けて配される。少なくとも1つの閉鎖部材46、47は、フロー抵抗が増加しないように、列の一部のみが少なくとも1つの閉鎖部材46、47が無いままとなるように構成されてもよく、列のこの部分はノズル20と連通している。

少なくとも1つの閉鎖部材46、47は、第1端部材40に沿った摺動変位のために取り付けられる少なくとも1つの閉鎖部材46、47が無い入口開口41〜45の列は、少なくとも1つの閉鎖部材46、47の摺動変位により変化し得る。少なくとも1つの閉鎖部材46、47が互いに蝶番式に連結された複数のスラットからなる場合、スラットは、施工空間を減少させるために、第1端部材40の上端および下端で屈曲するように案内される。

少なくとも1つの閉鎖部材46、47は、型における繊維の充填レベルに応じて変位される。少なくとも1つの閉鎖部材46、47はノズル20へ連結され得る。型10に対するノズル20の変位は、少なくとも1つの閉鎖部材46、47を変位させることができ、それにより、型10における繊維の充填レベルに応じて、複数のチャネル50の異なるものを開く。

システムは、複数のチャネルであって、気体がノズル20を通じて型から取り出されるときに、それを通じて気体が案内される複数のチャネルを含み、様々な恩恵をもたらし得る。気体の層状フローは、繊維の向きに対する向上した制御をもたらす。型10の面11、12からノズル20と組み合わせられた吸引チャネル70への断面積の減少は、繊維を効率的に方向付けるために、高流速の生成を容易にする。

閉鎖機構は、気体が入口開口41〜45のいくつかの列のうちの異なるものを通過することを選択的に可能にするように構成され得るが、システム1は、追加的に、または代替的に、ノズル20を通じたフロー抵抗が水平方向に制御されることを可能にする機構を含み得る。説明のために、1つまたはいくつかの制御可能な通路が、水平方向に変化する気体速度プロファイルを生じさせるように、ノズル20に一体化される。

吸引チャネル70、吸引デバイス71、および複数のチャネル50は、図10および図11において、1つのノズル20との関連において図示されるが、システム1が2つ以上のノズルを含む場合、さらなる吸引チャネル、さらなる吸引デバイス、およびさらなるノズル25をさらなる吸引チャネルへ相互接続するさらなる複数のチャネルが設けられる。

図12〜図14は、ノズル20とさらなるノズル25とを含むシステム1の斜視図である。図1〜図11と同じ参照符号で示された要素および特徴は、図1〜図11を参照して説明された構成、動作のモードおよび効果の任意の1つを有し得る。

システム1はノズル20とさらなるノズル25とを含む。ノズル20およびさらなるノズル25は、変位可能に取り付けられる。変位機構(図12〜図14に図示せず)は、アダプタ14と相互作用するノズル20と型10との間の相対変位を生じさせるように構成される。変位機構は、アダプタ14と相互作用するさらなるノズル25と型10との間の相対変位を生じさせるように構成される。

ノズル20およびさらなるノズル25はそれぞれ、少なくとも1つの吸引チャネル70と連通する。 複数のチャネル50は、ノズル20を吸引チャネル70と連通させる。気体は、複数のチャネル50のサブセットを通じて吸引チャネル70を通じてノズル20から流れることができ、サブセットは型10に対するノズル20の相対的位置に依存する。型における繊維の充填レベルの変化に応じて相対的位置が変化すると、チャネル50のサブセットであってそれを通じて気体が案内されるチャネル50のサブセットは変化する。

閉鎖機構は、複数のチャネル50の一部を通じた気体フローのためのフロー抵抗を選択的に増加させる。したがって、ノズル20と直接連通していないチャネルは、気体フローを減少させるために選択的にブロックされる。

複数のチャネル50は、チューブ51、52、バッフルにより画定されたチャネル、または他のチャネル構成を含み得る。説明のために、ハニカム構造が、吸引チャネル70とノズル20を相互作用させるために使用される。

複数のさらなるチャネル50’は、さらなるノズル25をさらなる吸引チャネル70’と連通させる。気体は、複数のさらなるチャネル50’のサブセットを通じてさらなる吸引チャネル70’を通じてさらなるノズル25から流れることができ、サブセットは、型10に対するさらなるノズル25の相対的位置に依存する。相対的位置が型10における繊維の充填レベルの変化に応じて変化すると、気体が案内されるさらなるチャネル50’のサブセットは変化し得る。

閉鎖機構は、複数のチャネル50’の一部を通じた気体フローのためのフロー抵抗を選択的に増加させる。さらなるノズル25と直接連通していないチャネルは、したがって、気体フローを減少させるために選択的にブロックされる。

複数のさらなるチャネル50’が、チューブ53、54、バッフルにより画定されたチャネル、または他のチャネル構成を含み得る。説明のために、さらなる吸引チャネル70’とさらなるノズル25を相互作用させるために、ハニカム構造が使用される。

ベンチレータまたは他の吸引デバイスは、ノズル20および、存在する場合は、少なくとも1つのさらなるノズル25から間隔を空けて配されるように設置されるが、1つまたはいくつかの吸引デバイスはそれぞれ、ノズル20および、存在する場合は、少なくとも1つのさらなるノズルに設けられる。

図15および図16は、ノズル20とさらなるノズル25とを含むシステム1の斜視図である。図1〜図14におけるのと同じ参照符号で示された要素および特徴は、図1〜図14を参照して説明された構成、動作のモードおよび効果の任意の1つを有し得る。

システム1は、ノズル20とさらなるノズル25とを含む。変位機構(図12〜図14に図示せず)は、アダプタ14と相互作用するノズル20と型10との間の相対変位を生じさせるように構成される。変位機構は、アダプタ14と相互作用するさらなるノズル25と型10との間の相対変位を生じさせるように構成される。

吸引デバイス80がノズル20へ設けられ得る。吸引デバイス80は複数のベンチレータ81〜85を含み得る。複数のベンチレータ81〜85はノズル20へ設けられ得る。複数のベンチレータ81〜85は、ノズル20が変位可能である場合にノズル20と共に変位可能であるように取り付けられる。複数のベンチレータ81〜85は、ノズル20を通じた空気フローを生じさせるように構成される。

制御デバイス9は、型10における繊維の充填レベルに応じて複数のベンチレータ81〜85を制御するように構成される。制御デバイス9は、複数のベンチレータ81〜85を制御することにより、型における繊維の充填レベルに応じてノズルを通じた気体の体積流量を制御するように構成される。

複数のベンチレータ81〜85は、独立して制御可能である。制御デバイス9は、複数のベンチレータ81〜85を制御することにより、ノズル入口開口で水平に変化する気体速度プロファイルを調整するように構成される。

さらなる吸引デバイス80’がさらなるノズル25に設けられる。さらなる吸引デバイス80’は、複数のベンチレータ86〜87を含み得る。複数のベンチレータ86〜87がさらなるノズル25に設けられる。複数のベンチレータ86〜87は、さらなるノズル25が変位可能である場合にさらなるノズル25と共に変位可能であるように、取り付けられる。複数のベンチレータ86〜87は、さらなるノズル25を通じた空気フローを生じさせるように構成される。

制御デバイス9は、型10における繊維の充填レベルに応じて複数のベンチレータ86〜87を制御するように構成される。制御デバイス9は、複数のベンチレータ86〜87を制御することにより、型における繊維の充填レベルに応じてノズルを通る気体の体積流量を制御するように構成される。

複数のベンチレータ86〜87は独立して制御可能である。制御デバイス9は、複数のベンチレータ86〜87を制御することにより、ノズル入口開口で、水平に変化する気体速度プロファイルを調整するように構成される。

吸引デバイス80、80’は、図15および図16に示されたものとは異なる構成を有し得る。説明のために、気体フローを生じさせるための異なる数のベンチレータまたは異なる機構が使用される。

制御デバイス9は、ノズル20を通じて気体フローを生じさせる吸引デバイス80、およびさらなるノズル25を通じて気体フローを生じさせるさらなる吸引デバイス80’を、互いから独立して制御するように構成される。制御デバイス9は、ノズル20を通る気体の第1体積流量を生じさせるように吸引デバイス80を制御し得る。制御デバイス9は、さらなるノズル25を通じた気体の第2体積流量を生じさせるように、さらなる吸引デバイス80’を制御し得る。制御デバイス9は、型10における繊維の充填レベルに応じて、第1体積流量および第2体積流量の両方を制御するように構成される。制御デバイス9は、ノズル20、さらなるノズル25および型10の少なくとも1つの相対的位置について、第1体積流量および第2体積流量が互いに異なるように、吸引デバイス80およびさらなる吸引デバイス80’を制御するように構成される。

そのような構成は、型10における繊維の繊維密度および/または繊維の向きの制御された変化を生じさせるために、密度および/または繊維の向きの度合いが制御されることを可能にする。

図17は一実施形態によるシステム1を示す。システム1は、カッターシステムを含む繊維供給デバイス2を含む。カッターにより繊維が作られる率は、型における繊維の充填レベルが変化する率を決定し得る。変位機構は、充填レベルの変化に応じて、ノズル20と型10との間の相対変位を生じさせ得る。

システム1は原材料としてヤーンを使用することができ、ヤーンをいくつかのセグメントになるよう切断して結束繊維およびマトリクス繊維を作り、結束繊維およびマトリクス繊維を型10の中へ運ぶ。型10において、少なくとも結束繊維は熱的に活性化され得る。それにより、シートクッション体または他の製品が、架橋された繊維の一体物として形成され得る。架橋は、結束繊維の熱的活性化により達成され得る。製品は、シートクッション体の少なくとも一部の繊維がシートクッション体の主荷重方向に沿って主として方向付けられるように、形成され得る。

システム1は、繊維材料であってそこからシートクッション体が形成される繊維材料を作るために、1つまたは複数のヤーンを切断するように構成されたカッターシステム100を含み得る。システム1は、繊維を、カッターシステム100の切刃から離れるように、および型10内へ移送するように構成された移送機構110を含み得る。

システム1は、1つまたは複数のヤーンをカッターシステム100へ供給するように構成されたヤーン供給デバイス90を含み得る。ヤーン供給デバイス90は、ヤーンの1つまたは複数のスプール91、92を含み得る。スプール91、92は、同じヤーンからまたは異なるヤーンから形成され得る。各スプール91、92は、スプール91、92からヤーンを繰り出すために、電力駆動部93により駆動される回転可能な支持体に取り付けられ得る。

ヤーン供給デバイス90は、ヤーンのスプール91、92が格納される筺体97を有し得る。筺体97内に格納されたときのヤーンの環境パラメータは、ヤーン供給デバイス90の大気制御デバイス96により制御され得る。筺体97はその内部に大気を有する。大気制御デバイス96は、筺体97内の空気湿度および/または大気の温度を制御するように構成され得る。

大気制御デバイス96は、ヤーン供給デバイス90により供給されたヤーンが少なくとも2.5%の材料湿度を有するように、ヤーンが格納された筺体97内の空気湿度および温度を制御するように構成される。これは、ヤーンが繊維材料を作るために切断されると、良好な快適さを提供するシートクッション体をもたらすことが分かっている。

ヤーン供給デバイス90は、カッターシステム100に向かって延在する少なくとも1つのチャネル94、95を含み得る。少なくとも1つのチャネル94、95は、ヤーン供給デバイス90の筺体内に維持される大気と連通し得る。少なくとも1つのチャネル94、95は、筺体97から延在するチューブとして構成され得る。ヤーンは、少なくとも1つのチャネル94、95内を案内され得る。ヤーン98がカッターシステムの切刃までのそれらの移送の最大でも短い距離の間、環境大気へ露出されるような方法で、ヤーン98は、ヤーン供給デバイスからカッターシステム100へ、チャネル94、95を通じて搬送され得る。

ヤーン98はそれぞれ複数のフィラメントからなり得る。フィラメントはステープル繊維または無端フィラメントであり得る。異なる断面、材料および/または直径のフィラメントがヤーン98に含まれる。

2つのヤーン98および2つのヤーンのスプール91、92が図17に示されるが、他の数のヤーンが使用されてもよい。説明のために、少なくとも4つのヤーンが、ヤーン供給デバイス90からカッターシステム100へ供給される。ヤーン供給デバイス90は、4本または5本以上のヤーンをカッターシステム100へ送り出すように構成される。ヤーン供給デバイス90は、4〜16本のヤーンをカッターシステム100へ送り出すように構成される。

カッターシステム100は、それに供給されたヤーンを、いくつかのセグメントになるように切断するように構成される。シートクッション体を形成するための結束繊維およびマトリクス繊維は両方とも、ヤーンをいくつかのセグメントになるように切断することにより作られる。第1フィラメントのセグメントがマトリクス繊維として作用することができ、第2フィラメントのセグメントがマトリクス繊維として作用することができるように、ヤーンの少なくとも一部は異なる材料の混合物からなる。

カッターシステム100は、ヤーンをいくつかのセグメントになるように切断するための1つまたは複数の切刃103、104を含み得る。説明のために、回転切刃103、104がヤーンを切断するために設けられる。回転切刃103、104を含む切断ヘッドは、固定されたまたは逆回転刃先を含むことができ、ヤーンは回転切刃103、104と刃先との間でいくつかのセグメントになるように切断される。センサが、切刃103、104に作用する力および/またはトルクを測定するために使用される。切断ヘッドの動作は測定された力および/またはトルクに基づいて制御される。

各切断ヘッドは、チャネルであって、それを通してヤーンを案内するためのチャネルを含み得る。チャネルは、ヤーンが気体フローによりそれぞれの切刃103、104に向かって進むように構成される。気体フローは、チャネルの出口とチャネルの入口との間の圧力差をもたらすそれぞれの切刃103、104の回転により生じ得る。圧力差は気体フローを確立し、気体フローは、切断ヘッドに向かってヤーンを前進させる。

駆動部105は、カッターシステム100の切刃103、104を回転駆動するように構成される。駆動部105は制御デバイス106により制御され得る。制御デバイス106は、切刃103、104の動作および切断ステーションのヤーン供給装置101の動作を協調するように制御し得る。制御デバイス106はまた、任意選択的にヤーン供給デバイス90の駆動部93も制御し得る。

カッターシステム100はヤーン供給装置101を含み得る。ヤーン供給装置101は、ヤーン供給デバイス90の出力装置から、回転カッター切刃103、104を含む切断ステーション102へヤーンを前進させる移送ベルトまたは他の移送機構を含み得る。ヤーン供給装置101は、チューブ94、95の排出開口でヤーンを受けるように、およびヤーンを切断ステーション102へ運ぶように構成される。ヤーン供給装置101は、1つまたはいくつかの搬送ベルトおよびヤーンを把持し前進させる把持部、または他の搬送デバイスを含み得る。

カッターシステム100は、ヤーンから切り出された繊維材料を作る。ヤーンから切り出されたヤーンセグメントは、カッターシステム100の切断作用により、少なくとも部分的にそれらのフィラメントのセグメントになるよう解かれる。カッターシステムは、独立したフィラメントセグメントを作るために、ヤーンセグメントをそれらのフィラメントセグメントになるよう解く解放機構を含み得る。

カッターシステム100は、セグメントの長さを調整することができ、それにより異なる長さの繊維を有する繊維材料を作ることができるように構成される。繊維の長さは、型10における繊維材料の充填レベルに依存して、制御された方法で調整される。

充填ステーションは、繊維材料をカッターシステム100の出力装置から型10内へ運ぶ移送機構110を含み得る。移送機構110は、様々な構成の任意の1つを有し得る。説明のために、機械的に動く搬送要素が使用される。移送機構110は、繊維材料をカッターシステム100の出力装置から型10へ、充填ステーションのアダプタを通じて移送するために、気体フロー、特に空気フローを生じさせるように構成され得る。移送機構110は、カッターシステム100の出力装置から型10への気体フローを確立するように作動可能である、1つまたはいくつかの気体フロー制御デバイス111を含み得る。気体フロー制御デバイス111の各々は、気体フローを生じさせるように作動する、ベンチレータまたは別のアクチュエータを含み得る。

移送機構110は、案内チャネル113において層状空気フロー114を確立するように構成される。空気フロー114は繊維材料をカッターシステムから離れるように運ぶ。型10において、空気フローは、型10における開口を通って型から出るように、偏向される。繊維は、型10において、この空気フローパターンにより方向付けられる。空気が型10から取り出される位置は、ノズル20と型10との相対的位置により、および/または、少なくとも1つのさらなるノズル25と型10との相対的位置により、画定される。

移送機構110は、切断されたヤーンセグメントをそれらの構成要素フィラメントに分離するのを支援するように構成され得る。移送機構110は、切断されたヤーンセグメントをそれらの構成要素フィラメントのセグメントへ分離するのを支援するフローパターン112を生じさせる。移送機構110は、ヤーンセグメントのフィラメントセグメントを互いから分離するのを支援する、乱れたまたは層状フローの場112を生じさせるように構成され得る。移送機構110は、切断されたヤーンセグメントを構成要素フィラメントのセグメントに分離するのを支援するために、繊維材料の移送経路に配置された1つまたはいくつかの機械的要素を含み得る。

システム1は制御デバイス9を含み得る。制御デバイス9は、カッターシステム100のカッター制御デバイス106と相互作用し得る。制御デバイス9は、ヤーン供給デバイス90および/または移送機構110と相互作用し得る。

制御デバイス9は、ヤーン供給デバイス90および変位機構の動作を協調するように制御し得る。追加的に、または代替的に、制御デバイス9は、カッターシステム100および変位機構の動作を協調するように制御し得る。制御デバイス9は、ヤーン供給デバイス90、カッターシステム100、および変位機構の動作を協調するように制御し得る。

制御デバイス9は、カッターシステム100が繊維材料を作る率に応じて、少なくとも1つのノズル20、25と型10との間の相対変位を制御するように構成される。制御デバイス9は、型の充填レベルに応じて少なくとも1つのノズル20、25と型10との間の相対変位を制御するために、開ループ制御または閉ループ制御を実施し得る。

システム1は、型10において繊維を熱的に活性化するための熱処理デバイスを含み得る。システム1は、型10をノズル20から離すように変位させるように構成されてもよく、および/または、繊維の前のさらなるノズル25が熱的に活性化される。

システム1は、繊維の熱的活性化の後に繊維クッション体に後加工を施すための後加工デバイスを含み得る。後加工デバイスは、繊維クッション体へトリム材を取り付けるため、または他の後加工動作を実施するために、繊維クッション体を再形成するように構成される。

図18は、実施形態による方法120のフローチャートである。方法120は、実施形態によるシステム1により実施される。 ステップ121で、繊維が型10内へ充填される。繊維は、ばらの繊維材料として型10内へ充填されてもよい。ばらの繊維材料は、繊維フロックおよび/または繊維を形成する独立したフィラメントを含み得る。ばらの繊維材料は、繊維材料の熱的に架橋された層を含まないように構成される。

繊維は、少なくとも2つの異なるタイプの繊維を含み得る。少なくとも2つの異なるタイプの繊維は、マトリクス繊維と結束繊維とを含み得る。マトリクス繊維および結束繊維は、材料、長さ当たりの重量、および断面の少なくとも1つにおいて互いに区別され得る。結束繊維は複合(BiCo)繊維であってもよい。

ステップ122で、少なくとも1つのノズル20、25と型10との間の相対的位置が充填レベルの変化に応じて調整されるかどうかが決定される。制御デバイス9は、少なくとも1つのノズル20、25が型10における繊維の上層と再整列させられるかどうか決定し得る。制御デバイス9は、少なくとも1つのノズル20、25と型10との間の相対的位置が制御される、開放または閉鎖ループ制御を実施し得る。

少なくとも1つのノズル20、25と型10との間の相対的位置が調整されない場合、方法はステップ121.1へ進む。 ステップ123で、少なくとも1つのノズル20、25と型10との間の相対的位置が調整される場合、変位機構は少なくとも1つのノズル20、25と型10との間の相対変位を生じさせる。

相対変位を生じさせるために、型10が基準フレームにおいて静止したままとされる一方で、少なくとも1つのノズル20、25が変位される。変位機構は、型10が基準フレームにおいて静止している間に、少なくとも1つのノズル20、25を第1の方向に並進するように変位させる。変位機構は、型10が基準フレームにおいて静止している間に、少なくとも1つのノズル20、25を、第1の方向および第1の方向に対して横断する第2の方向に並進するように変位させる。

相対変位を生じさせるために、少なくとも1つのノズル20、25が基準フレームにおいて静止している間に、型10は変位される。変位機構は、少なくとも1つのノズル20、25が基準フレームにおいて静止している間に、型10を第1の方向に並進するように変位させる。変位機構は、少なくとも1つのノズル20、25が基準フレームにおいて静止している間に、型10を第1の方向および第1の方向に対して横断する第2の方向に並進するように変位させる。

変位機構は、型10および少なくとも1つのノズル20、25の両方を基準フレームに対して変位させることができ、ここで、型10および少なくとも1つのノズル20、25の移動は異なる。変位機構は、型10および少なくとも1つのノズル20、25を、それらが第1の方向に互いに反対側に向けられる速度を有するように、変位させる。変位機構は、型10および少なくとも1つのノズル20、25の1つを第1の方向に並進するように変位させるとともに、型10および少なくとも1つのノズル20、25の別の1つを第1の方向に対して横断する第2の方向に並進するように変位させる。

相対変位は、それにより、少なくとも1つのノズル20、25が型10における繊維の上層に対して望ましい関係にある状態に維持されるような方法で、もたらされる。 ステップ124で、型10における繊維の充填が完了するかどうかが決定される。繊維製品の製造に必要とされるバッチが型に完全に充填されていない場合、方法は121へ戻る。そうでなければ、方法はステップ125へ進む。

ステップ125で、型10内への繊維の充填は、少なくとも逐次的に中断される。 ステップ126で、型内に充填された繊維は熱的に活性化される。熱的活性化は、結束繊維の少なくとも低融解コンポーネントを活性化することを含み得る。

繊維クッション体は、熱的活性化により一体的な製品として形成され得る。実施形態のシステムおよび方法を使用して達成される繊維の向きに対する制御は、通気性および耐久性と関連する弾性特性を提供する。繊維クッション体の少なくとも一部において、繊維は、繊維の少なくとも50%が主荷重方向と最大で45°の角度をなすという意味で、主として主荷重方向に沿って方向付けられ得る。

ステップ127で、繊維クッション体は任意選択的に後加工を施され得る。後加工は、例えば超音波により繊維クッション体を再成形することを含み得る。後加工は、繊維クッション体へトリム材を取り付けることを含み得る。後加工は、シートへ繊維クッション体を設置することを含み得る。繊維クッション体は、ユーザの大腿部のための支持表面を提供するために、シートに設置され得る。繊維クッション体は、ユーザの背のための支持表面を提供するために、シートの背もたれにおいて設置され得る。

シートは車両シートであり得る。本方法は、車両において車両シートを設置することを含み得る。シートは住宅用座席家具または事務所用座席家具であり得る。 図19は、実施形態によるシステム1または方法により作られたシートクッション体131の詳細断面図である。図19の断面図は、シートクッション体131の主面に垂直であり、シートクッション体131の主荷重方向に平行である平面に沿ったものである。主荷重方向132に沿って向けられる力がシートクッション体131にかけられるとき、シートクッション体131は、弾性特性を提供するように構成される。

シートクッション体131は、シートクッション体131上で互いに反対側になるように配置された2つの主面133、134を有し得る。主面133、134は、主荷重方向132に本質的に垂直に延在する略平坦な形状を有し得る。シートクッション体131は、主荷重方向132が、主面133および134に対して垂直な面を画定するように構成される。突出部または凹部(図19に図示せず)が、構造上のまたは機能的シートコンポーネントための取付け領域を画定するように、主面に提供される。

シートクッション体131は、熱的に架橋された繊維から一体的に形成された単一体であり得る。シートクッション体を形成する繊維材料は、少なくとも2つの異なるタイプの繊維、すなわち結束繊維およびマトリクス繊維を含み得る。結束繊維およびマトリクス繊維は、ヤーンをいくつかのセグメントになるように切断することにより作られる。結束繊維は、それに熱を供給することにより、熱的に活性化され得る繊維である。熱的活性化の際、結束繊維の少なくとも低融解部分が溶解し、それにより繊維のマトリクスが形成される。様々な既知の繊維タイプが結束およびマトリクス繊維として使用され得る。繊維材料であってそれからシートクッション体が形成される繊維材料は、リサイクル材料から得られ得る、および/または効率的なやり方でリサイクルされ得る繊維を含み得る。結束繊維は複合(BiCo)繊維であり得る。結束繊維は、マトリクス繊維の融点未満の熱的活性化温度を有し得る。例示的な実施形態によると、結束繊維は、ポリエステルまたはポリアミドのコアを有するとともに、ポリアミドまたは修飾ポリエステルのコーティングを有するBiCo繊維であり得る。BiCo繊維は、断面が三葉形状であり得る。マトリクス繊維は、ポリエステルまたはポリアミドから形成され得るとともに、結束繊維のコーティングの少なくとも融点より高い融点を有し得る。マトリクス繊維は、好ましくは13〜130dtexの線形質量密度を有し得る。結束繊維は、7〜40dtexの好ましい線形質量密度を有し得る。繊維材料であって、それからシートクッション体が形成される繊維材料は、2つ以上のタイプのマトリクス繊維および/または2つ以上のタイプの結束繊維を含み得る。

シートクッション体131は、複数の異なる部分135〜137を含み得る。部分は、特有の繊維の向き、および/または、シートクッション体131の密度、および/または、平均繊維長さに関して互いに区別され得る。異なる部分間にはっきりした境界はない。むしろ、シートクッション体131は、異なる部分間の繊維の向き、および/または、シートクッション体密度の段階的な移行を呈し得る。シートクッション体131は、とりわけ、はっきりしたゾーン境界を含まないという点で、予め形成された垂直に置かれた繊維シートを溶解することにより形成されたクッション体と区別することができ、このことは耐久性および快適さを高める。

繊維の向きおよび/または密度のそのような段階的変化は、少なくとも1つのノズル20、25および少なくとも1つのノズル20、25と型10との間の相対変位を生じさせるように構成された変位機構の使用により制御される。

シートクッション体131は弾性部分135を有し得る。弾性部分135は、シートクッション体の主荷重方向132に対応する繊維の向きを有し得る。すなわち、弾性部分における繊維の優先的な方向は、主荷重方向132に対応し、シートクッション体131の少なくとも1つの主面133に垂直である。繊維マトリクス、繊維形状および繊維の向きの統計的分布の形成により、全ての繊維が弾性部分において主荷重方向132に沿って向けられるわけではない。繊維の50%超がそれぞれ主荷重方向132に対して45°未満の角度で方向付けられた場合、弾性部分135は主荷重方向132に沿った繊維の向きを有すると考えられ得る。換言すると、弾性部分135において、繊維の大部分は、主面133の平面に対して45°未満の角度で配置され得る。

弾性部分135における繊維構成は、挿入図145で概略的に示される。挿入図145において見られるとおり、弾性部分135における繊維の大部分は、主荷重方向に対して45°未満の角度で方向付けられてもよく、負荷が主荷重方向132に沿って向けられた場合に繊維が偏向することができるように、繊維間隔は十分に大きくてもよい。主荷重方向132に主として平行に配置された繊維を相互接続する架橋繊維は、繊維マトリクスが弾性部分135において形成されることを可能にする。

シートクッション体131は、それぞれ主面133および主面134に配置されたさらなる部分136、137を含み得る。さらなる部分136、137は、それぞれ、繊維の向きまたはシートクッション体密度の少なくとも1つに関して、弾性部分135と区別され得る。図19のシートクッション体131において、さらなる部分136、137における繊維は、それぞれ、それらが配置された主面の平面に平行な優先的な方向を有し得る。主面133または主面134でのシートクッション体の密度は、弾性部分135における密度より大きくてもよい。さらなる部分136、137における繊維の平均長さは、弾性部分135における繊維の平均長さと異なってもよい。

主面133、134でのこのような優先的な繊維の向きは、型面11、12に沿った繊維の当接により達成される。追加的に、または代替的に、さらなる部分136、137において繊維が主面133、134に沿って優先的に方向付けられるようにするために、半型は互いに向かって変位され得る。

主面133に配置されたさらなる部分136における繊維構成は、挿入図146に概略的に示される。挿入図146において見られるとおり、さらなる部分136における繊維の大部分は、主面133の平面に対して45°未満の角度で方向付けられてもよく、繊維は、弾性部分135におけるより大きい充填密度を有してもよい。さらなる部分136における繊維は、弾性部分135における繊維の平均長さより短い平均長さを有してもよい。他方の主面134に配置されたさらなる部分137は、繊維の向きおよびシートクッション体密度に関して、部分136の1つと同様の構成を有してもよい。

上記にて示されたとおり、シートクッション体131は、実施形態によるシステム1および方法により、単一のものとして形成され得る。シートクッション体131は、弾性部分135とさらなる部分136および137との間にそれぞれ、繊維の向きおよび密度の段階的な移行があるように、形成され得る。シートクッション体131は、弾性部分135と主面133のさらなる部分136との間に配置された移行部分138を含み得る。移行部分138において、繊維の向きは、弾性部分135の繊維の向きから主面133のさらなる部分136の繊維の向きへ徐々に変化し、クッション体の密度は、弾性部分の密度から主面133のさらなる部分136の密度へ徐々に変化する。移行部分138における繊維構成は挿入図148で概略的に示される。

シートクッション体131は、弾性部分135と主面134のさらなる部分137との間に配置された移行部分139を含む。移行部分139において、繊維の向きは、弾性部分135の繊維の向きから主面134のさらなる部分137の繊維の向きへ徐々に変化し、クッション体の密度は、弾性部分135の密度から主面134のさらなる部分137の密度へ徐々に変化する。

シートクッション体131は、結束およびマトリクス繊維を含む繊維材料から単一のものとなるように形成され得る。シートクッション体131が、繊維の向きおよび/またはシートクッション体密度に関して互いに区別される部分を有する一方で、シートクッション体131は、異なる繊維の向きおよび/またはシートクッション体密度の部分の間にはっきりしたゾーン境界がないという意味で、均質である。したがって、単一体として形成されたシートクッション体131は4cmより大きくてもよい高さ142を有する。高さ141を有する弾性部分135は、主面133および主面134の両方から間隔を空けられるように配置され得る。

繊維は、シートクッション体の異なる部分間に延在し得る。説明のために、少なくともマトリクス繊維は、好ましくは15mmを超える長さを有し得る。さらなる説明のために、少なくともマトリクス繊維は、好ましくは35mm以下の長さを有し得る。繊維の少なくとも一部は、弾性部分135から主面133のさらなる部分136内へ、または主面134のさらなる部分137内へ延在し得る。

シートクッション体131において、主荷重方向132に沿った繊維の向きを有する弾性部分135は良好な通気および弾性を提供する。熱的に架橋された繊維から単一のものとなるように形成されたシートクッション体131では、良好な耐久性および快適さが得られる。

実施形態によるシステムおよび方法が詳細に説明されたが、変更形態および修正形態がさらなる実施形態において実装されてもよい。説明のために、型内に繊維を充填するための充填ステーションを含むシステムが説明されたが、実施形態によるシステムは、異なる数およびタイプの加工ステーションを含んでもよい。

さらなる説明のために、少なくとも1つのノズル20、25を通じて型から取り出された気体は、本明細書において説明された実施形態の任意の1つにおいては空気、例えば周囲の空気であってもよく、他の気体が使用されてもよい。

さらなる説明のために、実施形態によるシステムおよび方法が、ユーザの大腿部または背を支持するためのクッションなどのシートクッションを作るために使用され得る一方で、実施形態によるシステムおよび方法は、他の繊維製品を作るためにも使用され得る。システムおよび方法は、例えば、単一体として形成された繊維製品を通じて繊維の向きおよび/または密度の制御された変化を達成するために、繊維の向きおよび/または密度を制御するために使用され得る。

シートクッション体が使用され得る例示的なシートは、車両のシート、列車のシート、航空機のシート、家庭用のシート、事務所用のシートを含む。本方法、工具およびシステムにより作られたシートクッション体は、シートの様々なコンポーネントでさらに使用され得る。説明のために、シートクッション体は、人の大腿部を受けるシート部分、人の背を支持する背もたれ部分、またはヘッドレスト部分またはクッション性が望まれる別のコンポーネントで使用され得る。

本実施形態によるシステムおよび方法は、クッション体を含む幅広い種類の3次元製品を作るために使用され得る。