具体实施方式

图1A是本发明第一实施例的展纤装置的示意图。图1B是图1A的振动器、载架、振动滚轮以及载台于另一视角的局部放大示意图。请参考图1A与图1B，在本实施例中，展纤装置100包括出料卷110与收料卷120，其中出料卷110用以朝收料卷120所在侧输出碳纤维束10，且经展纤处理后所形成的碳纤维布由收料卷120卷收。举例来说，出料卷110与收料卷120可以是主动卷轴，用以提供输送碳纤维束10所需的动力。

具体而言，展纤装置100还包括振动滚轮130与第一气嘴140，其中振动滚轮130与第一气嘴140设置在出料卷110与收料卷120之间，且第一气嘴140设置在振动滚轮130与收料卷120之间。换句话说，在出料卷110输出碳纤维束10后，碳纤维束10先输送通过振动滚轮130，接着输送通过第一气嘴140，最后由碳纤维束10展开形成的碳纤维布由收料卷120卷收。

在本实施例中，振动滚轮130接触碳纤维束10，且第一气嘴140对碳纤维束10吹气。进一步来说，碳纤维束10具有第一表面11与相对于第一表面11的第二表面12，其中振动滚轮130接触碳纤维束10的第一表面11，且第一气嘴140对碳纤维束10的第二表面12吹气。也就是说，振动滚轮130与第一气嘴140分别位于碳纤维束10的两侧。

另一方面，展纤装置100还包括辅助滚轮，其中辅助滚轮可包括第一辅助滚轮150与第二辅助滚轮160，且第一辅助滚轮150与第二辅助滚轮160设置在振动滚轮130与收料卷120之间。在碳纤维束10的输送路径上，振动滚轮130、第一气嘴140、第一辅助滚轮150以及第二辅助滚轮160依序排列。详细而言，振动滚轮130接触碳纤维束10的第一表面11，第一辅助滚轮150接触碳纤维束10的第二表面12，且第二辅助滚轮160接触碳纤维束10的第一表面11。在上述接触关系的设定下，输送中的碳纤维束10的张力得以被维持，以避免发生碳纤维束10松弛的情形。

在其他实施例中，辅助滚轮的数量可依实际设计需求而增减。举例来说，若出料卷与振动滚轮之间的距离较长，则出料卷与振动滚轮之间可增设辅助滚轮，以协助输送碳纤维束，并维持输送中的碳纤维束的张力。若出料卷与收料卷之间的距离较短，在足以维持输送中的碳纤维束10的张力的前提下，出料卷与振动滚轮之间或振动滚轮与收料卷之间可不设置辅助滚轮。

在本实施例中，展纤装置100还包括载台170，其中出料卷110、收料卷120、振动滚轮130、第一气嘴140、第一辅助滚轮150以及第二辅助滚轮160设置在载台170上，且出料卷110、收料卷120、振动滚轮130、第一辅助滚轮150以及第二辅助滚轮160具有相对于载台170旋转的运动自由度。举例来说，出料卷110、收料卷120、振动滚轮130、第一辅助滚轮150以及第二辅助滚轮160之间存在高低落差，且出料卷110、收料卷120、振动滚轮130、第一辅助滚轮150以及第二辅助滚轮160在载台170上的高度可视实际情况调整，以提高碳纤维束10的输送顺畅度，并维持输送中的碳纤维束10的张力。

如图1A所示，载台170具有第一滑槽171、第二滑槽172以及第三滑槽173，其中第一滑槽171、第二滑槽172以及第三滑槽173依序排列在出料卷110与收料卷120之间，且第一滑槽171、第二滑槽172以及第三滑槽173互为平行。详细而言，振动滚轮130对应于第一滑槽171设置，以通过第一滑槽171的导引来调整其在载台170上的高度。第一辅助滚轮150滑接第二滑槽172，以通过第二滑槽172的导引来调整其在载台170上的高度。第二辅助滚轮160滑接第三滑槽173，以通过第三滑槽173的导引来调整其在载台170上的高度。

另一方面，振动滚轮130在第一滑槽171中的位置、第一辅助滚轮150在第二滑槽172中的位置以及第二辅助滚轮160在第三滑槽173中的位置可采用锁附、卡合、磁吸或其他适用的定位机制加以固定。需说明的是，振动滚轮130的振动行程不会受到前述定位机制影响。

请参考图1A与图1B，在本实施例中，展纤装置100还包括载架180与设置在载架180上的振动器190，其中载架180滑设在载台170上并滑接第一滑槽171，且振动滚轮130枢设在载架180上。振动器190可采用气动、液动或气液等振动机制，以驱动载架180与振动滚轮130沿振动方向VD往复振动。振动滚轮130通过载架180滑接第一滑槽171，而载架180在第一滑槽171中的位置可采用锁附、卡合、磁吸或其他适用的定位机制加以固定，但不会影响到载架180与振动滚轮130的振动行程。由于载架180滑接第一滑槽171，因此载架180与振动滚轮130的振动方向VD平行于第一滑槽171的延伸方向ED。换句话说，第一滑槽171可用以决定载架180与振动滚轮130的振动方向VD。

另一方面，振动滚轮130配置用以依旋转轴线RA旋转，且载架180与振动滚轮130的振动方向VD垂直于旋转轴线RA。详细而言，振动滚轮130的振动用以让碳纤维束10略微松解或略微展开，且碳纤维束10的松解或展开方向可以是平行于旋转轴线RA。在碳纤维束10的输送路径上，第一气嘴140位于振动滚轮130与第一辅助滚轮150之间，且第一气嘴140用以对输送通过振动滚轮130与第一辅助滚轮150之间的碳纤维束10吹气，其中振动滚轮130接触碳纤维束10的第一表面11，且第一气嘴140对碳纤维束10的第二表面12吹气。基于第一气嘴140的气流AF的吹送方向，在第一气嘴140对碳纤维束10吹气的过程中，碳纤维束10仍可与振动滚轮130保持接触。因碳纤维束10已受振动滚轮130的振动而略微松解或略微展开，在碳纤维束10受第一气嘴140的气流AF吹拂后，碳纤维束10可均匀地展开而形成碳纤维布。

以12K碳纤维束应用于展纤装置100为例，12K碳纤维束的展开宽度大致上介于12至28毫米。以24K碳纤维束应用于展纤装置100为例，24K碳纤维束的展开宽度大致上介于25至33毫米。也就是说，通过先振动后吹气的展纤机制，经过展纤装置100展纤处理的碳纤维束10的展开均匀度与展开宽度得以提高，并达到薄化碳纤维布的厚度与增加碳纤维布的包覆面积等目的。

请参考图1A，在本实施例中，第一辅助滚轮150相距出料卷110第一距离D1，且振动滚轮130相距出料卷110第二距离D2。另一方面，第一气嘴140吹出的气流AF落在碳纤维束10上的位置相距出料卷110第三距离D3，且第一气嘴140吹出的气流AF落在碳纤维束10上的位置较靠近振动滚轮130，以让经过振动滚轮130振动的碳纤维束10能即时地受气流AF吹拂而展开，防止碳纤维束10再次缩合。

详细而言，第一距离D1大于第三距离D3，且第三距离D3大于第二距离D2。第二距离D2与第一距离D1的比值介于0.92至0.95且第三距离D3与第一距离D1的比值介于0.93至0.98另一方面，振动滚轮130的每分钟行程次数(spm)介于5000至25000次，且振动滚轮130的振动行程介于0.3至3毫米。配合上述距离设定、振频设定、振幅设定以及吹气位置的设定，展纤装置100可让碳纤维束10均匀地展开，以获致较佳的展纤效果。

特别说明的是，第一距离D1为出料卷110的轴心与第一辅助滚轮150的轴心之间的最短距离或水平距离，且第二距离D2为出料卷110的轴心与振动滚轮130的轴心之间的最短距离或水平距离。另一方面，第三距离D3为出料卷110的轴心与第一气嘴140吹出的气流AF落在碳纤维束10上的点位之间的最短距离或水平距离。

另一方面，第一气嘴140的吹气方向与碳纤维束10的第二表面12夹有第一夹角，大约介于60至85度之间。第一气嘴140的吹气方向与振动滚轮130的振动方向VD夹有第二夹角，大约介于70至100度之间。基于上述第一夹角与第二夹角的设定，有助于提高第一气嘴140对碳纤维束10吹气时的展纤效果。

以下列举其他实施例，相同或相似的设计原理与技术功效不重复赘述，主要就各实施例之间的差异进行介绍。

图2是本发明第二实施例的展纤装置的示意图。请参考图2，相较于第一实施例的展纤装置100而言，本实施例的展纤装置100A还包括第二气嘴141，在碳纤维束10的输送路径上，第二气嘴141位于第一气嘴140与收料卷120之间，且第一气嘴140位于振动滚轮130与第二气嘴141之间。进一步而言，在碳纤维束10的输送路径上，第二气嘴141位于第一气嘴140与第一辅助滚轮150之间。通过第一气嘴140与第二气嘴141依序对碳纤维束10吹气，有助于提高碳纤维束10的展纤效果。

图3是本发明第三实施例的展纤装置的示意图。请参考图3，相较于第一实施例的展纤装置100而言，本实施例的展纤装置100B还包括第二气嘴141，在碳纤维束10的输送路径上，第二气嘴141设置在出料卷110与振动滚轮130之间，且振动滚轮130位于第二气嘴141与第一气嘴140之间。因此，在碳纤维束10受振动滚轮130振动之前，第二气嘴141先对碳纤维束10吹气以使碳纤维束10略微松解或略微展开。接着，通过振动滚轮130振动碳纤维束10。之后，通过第一气嘴140对碳纤维束10吹气。基于上述展纤机制，展纤装置100B可让碳纤维束10均匀地展开，以获致较佳的展纤效果。

图4是本发明第四实施例的展纤装置的示意图。请参考图4，相较于第一实施例的展纤装置100而言，本实施例的展纤装置100C并无图1A所示的载架180与振动器190，且气动、液动或气液等振动机制可内建于或整合于振动滚轮130。

图5是本发明第五实施例的展纤装置的示意图。请参考图5，相较于第一实施例的展纤装置100而言，本实施例的展纤装置100D并无图1A所示的第一辅助滚轮150与第二辅助滚轮160。

综上所述，本发明实施例的展纤装置采用先振动后吹气的展纤机制，且振动滚轮的振动方向垂直于振动滚轮的旋转轴线。据此，经过本发明实施例的展纤装置展纤处理的碳纤维束的展开均匀度与展开宽度得以提高，并达到薄化碳纤维布的厚度与增加碳纤维布的包覆面积等目的。