JP7225320B2 - 賦形方法および賦形装置 - Google Patents

Description

本開示は、強化繊維を含む複数のシート材料を積層した積層体を賦形する賦形方法および賦形装置に関するものである。

航空機の複合構造部材は任意の断面形状を有しており、これを製造する方法として、強化繊維を含む複数のシート材料を積層した積層体を賦形型に押し付けて賦形して目的形状を得る方法が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。特許文献１には、賦形型に積層体を配置して真空バッグダイヤフラムで封止し、封止した領域を減圧することで積層体を賦形型に沿って賦形することが開示されている。特許文献２には、賦形型に積層体を配置し、ブラダにより圧力を付与することで積層体を賦形型に沿って賦形することが開示されている。

米国特許第１０３３６０１４号明細書 米国特許第１０６８８６９７号明細書

しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示される賦形方法では、積層体を賦形型に沿って曲げる動作と積層体に圧力を付与して積層体の厚さを減少させる動作とを同時に行っている。そのため、積層体を構成する複数のシート（層）の間において、曲げる動作による滑りと厚さを減少させる動作による滑りとが同時に発生する。そして、曲げる動作による滑りと厚さを減少させる動作による滑りの合計が大きくなると、複数のシート（層）の間における滑りが適切に行われず、積層体に皺（リンクル）が発生してしまう可能性がある。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、積層体を賦形型に沿って曲げるとともに積層体の厚さを減少させる際に積層体に皺（リンクル）が発生する不具合を抑制することが可能な賦形方法および賦形装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る賦形方法は、強化繊維を含む複数のシート材料を積層した積層体を賦形型により賦形する賦形方法であって、前記賦形型は、所定方向に沿って凸形状に形成される湾曲部を有し、前記賦形型に前記積層体の前記所定方向の第１領域を配置する配置工程と、前記所定方向に沿って前記積層体を覆う保持部材の第１端部を前記賦形型に固定して前記保持部材の第２端部に張力を付与することにより前記積層体が引き延ばされた状態を維持し、前記配置工程により前記第１領域が前記賦形型に配置された前記積層体の前記第１領域とは異なる第２領域を前記賦形型に押し付けて前記積層体を前記湾曲部の表面形状に沿って曲げる曲げ工程と、前記積層体が前記湾曲部に押し付けられた状態を保持するように前記保持部材の前記第２端部を前記賦形型に固定する固定工程と、前記積層体および前記保持部材を封止部材により前記賦形型に封止して密閉空間を形成する封止工程と、前記封止工程により形成された前記密閉空間の空気を吸引して前記密閉空間を減圧し、前記積層体の厚さを減少させる減圧工程と、を備え、前記固定工程は、前記積層体の前記所定方向の前記第２領域の端面に接触しないように前記保持部材を前記賦形型に固定する。

本開示の一態様に係る賦形装置は、強化繊維を含む複数のシート材料を積層した積層体を賦形する賦形装置であって、所定方向に沿って凸形状に形成される湾曲部と、前記積層体の前記所定方向の第１領域が配置される第１賦形面と、前記第１賦形面よりも突出するとともに前記積層体の前記第１領域の前記所定方向の端面に対向して配置される第１突部と、前記積層体の前記所定方向の第２領域が配置される第２賦形面と、前記第２賦形面よりも突出するとともに前記湾曲部に沿って曲げられた前記積層体の前記第２領域の前記所定方向の端面に対向して配置される第２突部と、を有する賦形型と、前記積層体が前記湾曲部に押し付けられた状態を保持するように前記所定方向に沿って前記積層体を覆う保持部材と、前記積層体および前記保持部材を前記賦形型に封止して密閉空間を形成する封止部材と、前記密閉空間の空気を吸引して前記密閉空間を減圧し、前記積層体の厚さを減少させる減圧部と、を備え、前記減圧部により前記密閉空間が減圧される前の状態において、前記積層体の前記所定方向の前記第２領域の端面に接触しないように前記保持部材の前記所定方向の一端が前記第１突部に固定されるとともに前記保持部材の前記所定方向の他端が前記第２突部に固定される。

本開示によれば、積層体を賦形型に沿って曲げるとともに積層体の厚さを減少させる際に積層体に皺（リンクル）が発生する不具合を抑制することが可能な賦形方法および賦形装置を提供することができる。

本開示の一実施形態に係る賦形方法を示すフローチャートである。 本開示の一実施形態に係る賦形装置を示す断面図であり、配置工程が完了した状態を示す。 本開示の一実施形態に係る賦形装置を示す断面図であり、曲げ工程の実行中の状態を示す。 本開示の一実施形態に係る賦形装置を示す断面図であり、曲げ工程が完了した状態を示す。 本開示の一実施形態に係る賦形装置を示す断面図であり、封止工程が完了した状態を示す。 本開示の一実施形態に係る賦形装置を示す断面図であり、減圧工程が完了した状態を示す。 図５に示すＡ部分の部分拡大図である。 図６に示すＢ部分の部分拡大図である。 本実施形態の比較例を示す図であり、封止工程が完了した状態を示す。 本実施形態の比較例を示す図であり、減圧工程が完了した状態を示す。 図４に示す賦形装置を上方からみた平面図である。 賦形装置の変形例を上方からみた平面図である。

以下、本開示の一実施形態に係る賦形装置１００およびそれを用いた賦形方法について、図面を参照して説明する。本実施形態の賦形装置１００は、強化繊維を含むシート材料を積層した積層体２００を賦形する賦形型１０の表面形状に沿って賦形する装置である。積層体２００は、シート状の複数層の複合材料を平坦状に積層したものである。積層体２００を構成する複合材料は、強化繊維にマトリックス樹脂が付着されて半一体化したシート状の中間成形材料である。

複合材料に含まれる強化繊維は、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等である。複合材料に含まれるマトリックス樹脂としては、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を用いることができる。熱硬化性のマトリックス樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、フェノール、シアネートエステル、ポリイミド等である。

熱可塑性のマトリックス樹脂は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）、ナイロン６（ＰＡ６）、ナイロン６６（ＰＡ６６）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）等である。

マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合、賦形型１０は、熱可塑性樹脂を軟化温度以上に加熱することが可能な加熱機構（図示略）を備えるものとする。加熱機構により熱可塑性樹脂を軟化温度以上に加熱することにより、熱可塑性樹脂を含む積層体２００を賦形型１０の表面形状に沿って賦形することができる。

積層体２００として、マトリックス樹脂を含まないシート状の複数の強化繊維（ドライシート）を積層して平坦状に形成したものを用いてもよい。マトリックス樹脂を含まないシート状の複数の強化繊維を用いる場合、賦形型１０の表面形状に沿って賦形された積層体２００を成形型（図示略）に配置し、成形型の内部に樹脂材料を注入して強化繊維に含浸させて成形するＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法が用いられる。

図２から図６に示すように、本実施形態の賦形装置１００は、賦形型１０と、保持部材２０と、封止部材３０と、減圧部４０と、賦形治具５０と、を備える。図２から図６に示す賦形装置１００は、三次元空間上に配置されている。図２から図６に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、三次元空間上で互いに交差する軸線である。Ｘ軸は賦形型１０が設置される設置面Ｓに沿って延びる軸線であり、Ｚ軸は賦形型１０が設置される設置面Ｓに直交する方向に延びる軸線である。Ｙ軸はＸ軸およびＺ軸の双方に直交する軸線であり、図２から図６の紙面奥行方向に沿って延びる軸線である。

賦形型１０は、積層体２００を賦形する表面形状を有するブロック状の型であり、例えば、金属材料により形成されている。賦形型１０は、積層体２００を賦形する表面形状として、第１賦形面１１と第２賦形面１２と湾曲面（湾曲部）１３とを有する。本実施形態の賦形型１０は、Ｙ軸に沿った幅方向ＷＤの各位置の断面形状が同一であるものとするが、他の態様であってもよい。賦形型１０は、例えば、Ｙ軸に沿って凹形状または凸形状の少なくともいずれかを含む形状であってもよい。

賦形型１０の第１賦形面１１はＸ軸に沿って平坦状に延びる面である。第１賦形面１１には、積層体２００の幅方向ＷＤの第１端部２００ａを含む領域（第１領域）が配置される。賦形型１０の第２賦形面１２はＺ軸に沿って平坦状に延びる面である。第２賦形面１２には、積層体２００の幅方向ＷＤの第２端部２００ｂを含む領域（第２領域）が配置される。

湾曲面１３は、第１賦形面１１と第２賦形面１２を連結する面であり、Ｘ軸に沿って第１賦形面１１から第２賦形面１２に近づくにつれて、Ｘ軸に沿った面からＺ軸に沿った面となるように面の法線方向を漸次変化させる円弧形状となっている。湾曲面１３は、Ｘ軸方向（所定方向）に沿って凸形状に形成される。

賦形型１０は、第１賦形面１１がＸ軸に沿って平坦状に延び、第２賦形面１２がＺ軸に沿って平坦状に延び、湾曲面１３が第１賦形面１１と第２賦形面１２を連結する円弧形状の面であるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、第１賦形面１１は、Ｘ軸とは異なる方向に延びる面でもよいし、非平坦状の面であってもよい。また、第２賦形面１２は、Ｚ軸とは異なる方向に延びる面でもよいし、非平坦状の面であってもよい。また、湾曲面１３は、円弧状形状とは異なる任意の凸形状としてもよい。

図２に示すように、賦形型１０は、第１突部１４および第２突部１５を有する。第１突部１４は、第１賦形面１１よりもＺ軸に沿って上方に突出するとともに積層体２００の第１端部２００ａの端面と対向して配置される。第２突部１５は、第２賦形面１２よりもＸ軸に沿って右方に突出するとともに賦形型１０に賦形された積層体２００の第２端部２００ｂの端面と対向して配置される。

次に、図１を参照して、本実施形態の賦形装置１００が実行する賦形方法について説明する。図１は、本実施形態に係る賦形方法を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１（配置工程）において、賦形型１０の第１賦形面１１に積層体２００の幅方向ＷＤの第１端部２００ａを含む領域を配置する。積層体２００は、例えば、賦形型１０に取り付けられたクランプ（図示略）で第１端部２００ａを挟み込むことにより賦形型１０に固定される。ステップＳ１０１が完了すると図２に示す状態となる。

ステップＳ１０２（曲げ工程）において、ステップＳ１０１により第１端部２００ａを含む領域が第１賦形面１１に配置された積層体２００の幅方向ＷＤの第２端部２００ｂを含む領域（第２領域）を第２賦形面１２に押し付けて積層体２００を湾曲面１３の表面形状に沿って曲げる。

ステップＳ１０２（曲げ工程）においては、図２に示す賦形装置１００の第１突部１４に保持部材２０の第１端部２０ａを固定する。保持部材２０は、シート状またはテープ状に形成される部材であり、例えば接着剤により第１突部１４に固定される。図３に示すように、保持部材２０は、積層体２００の幅方向ＷＤの全体を覆うように配置される。

保持部材２０が積層体２００に直接的に接触することを避けるため、保持部材２０と積層体２００の間には離型性を有するシート（図示略）が配置される。なお、離型性を有するシートを配置するのに替えて、積層体２００の表面に離型剤を塗布するようにしてもよい。

図３に示すように、保持部材２０の幅方向ＷＤの第２端部２０ｂには、賦形治具５０が取り付けられる。賦形治具５０に張力発生装置（図示略）が発生する張力を付与することにより、積層体２００が引き延ばされた状態を維持することができる。積層体２００が引き延ばされた状態を維持しながら積層体２００の第２端部２００ｂを第２賦形面１２に接触させるように移動させることにより、積層体２００が賦形型１０の表面形状に沿って曲げられる。ステップＳ１０２が完了すると図４に示す状態となる。

ステップＳ１０３（固定工程）において、積層体２００が湾曲面１３に押し付けられた状態を保持するように幅方向ＷＤに沿って積層体２００を覆う保持部材２０を賦形型１０に固定する。具体的には、保持部材２０の幅方向ＷＤの第２端部２０ｂを賦形型１０の第２突部１５に固定する。保持部材２０の第２端部２０ｂは、例えば接着剤により第２突部１５に固定される。

図４に示すように、保持部材２０は、第１端部２０ａが第１突部１４に固定され、第２端部２０ｂが第２突部１５に固定される。保持部材２０が賦形型１０との間に積層体２００を挟み込むことにより、積層体２００が第１賦形面１１、第２賦形面１２および湾曲面１３に押し付けられた状態が保持される。

図４に示すように、ステップＳ１０３は、積層体２００の幅方向ＷＤの一方側の端面２００ｃに接触しないように保持部材２０を賦形型１０に固定する。これにより、幅方向ＷＤ（Ｚ軸に沿った方向）において、積層体２００の幅方向ＷＤの端面２００ｃと端面２００ｃに対向して配置される第２突部１５との間には隙間ＣＬが形成される。

図４に示すように、積層体２００は厚さＴ１を有し、厚さ方向に複数のシート状の複合材料（シート材料）を積層したものである。ステップＳ１０２（曲げ工程）において積層体２００を曲げる際に、複数の複合材料の間に滑りが生じる。これは、湾曲面１３に近い位置に配置される複合材料の周長よりも湾曲面１３から遠い位置に配置される複合材料の周長が長いためである。

ステップＳ１０２（曲げ工程）においては、積層体２００を曲げる動作を行うが、積層体２００の厚さを減少させる動作は行われない。そのため、ステップＳ１０２（曲げ工程）においては、積層体２００の厚さを減少させることによる複合材料の間の滑り（層間滑り）は発生せず、積層体２００を曲げることによる複合材料の間の滑りのみが発生する。

ステップＳ１０４（封止工程）において、積層体２００および保持部材２０を封止部材３０により封止して密閉空間ＣＳを形成する。封止部材３０は、シート状に形成される部材であり、例えば樹脂材料により形成されている。封止部材３０の幅方向ＷＤの一端は接着剤３１により第１突部１４に接合され、封止部材３０の幅方向ＷＤの他端は接着剤３１により第２突部１５に接合される。

ステップＳ１０５（減圧工程）において、ステップＳ１０４（封止工程）により形成された密閉空間ＣＳの空気を吸引して密閉空間ＣＳを減圧し、大気圧により積層体２００を加圧して積層体２００の厚さを減少させる。ステップＳ１０５において、ポンプである減圧部４０は、密閉空間ＣＳの空気を吸引することにより密閉空間ＣＳを減圧する。ステップＳ１０５が完了すると図６に示す状態となり、積層体２００の厚さがＴ１よりも薄いＴ２となる。

ステップＳ１０５においては、積層体２００の厚さが減少する際に、シート状の複数の複合材料の間に滑りが生じる。これは、積層体２００の厚さが減少する際に、複数の複合材料の賦形面（第１賦形面１１、第２賦形面１２および湾曲面１３）からの距離が漸次短くなり、湾曲面１３に対する周長が短くなるからである。

ステップＳ１０５においては、積層体２００の厚さを減少させる動作を行うが、積層体２００を曲げる動作は行われない。そのため、ステップＳ１０５においては積層体２００を曲げることによる複合材料の間の滑りは発生せず、積層体２００の厚さを減少させることによる複合材料の間の滑りのみが発生する。

ステップＳ１０６（賦形終了工程）において、封止部材３０を賦形型１０から取り外し、保持部材２０を賦形型１０から取り外し、賦形型１０の表面形状に沿って賦形された積層体２００を露出させる。その後、積層体２００を賦形型１０から取り外し、次の工程が行われる装置まで運搬する。以上により、図１の賦形方法が終了する。

ここで、ステップＳ１０３（固定工程）において、積層体２００の幅方向ＷＤの端面２００ｃに接触しないように保持部材２０を賦形型１０に固定する理由について図７から図１０を用いて説明する。図７は、図５に示すＡ部分の部分拡大図である。図８は、図６に示すＢ部分の部分拡大図である。図９は、本実施形態の比較例を示す図であり、封止工程が完了した状態を示す。図１０は、本実施形態の比較例を示す図であり、減圧工程が完了した状態を示す。

図７に示すように、本実施形態の積層体２００は、シート状の複数層の複合材料２０１，２０２，２０３，２０４，２０５を積層したものである。図７は、図１に示す封止工程が完了し減圧工程が開始される前の状態を示す。図７に示すように、保持部材２０は、積層体２００の第２端部２００ｂの端面２００ｃに接触しないように賦形型１０に固定されている。保持部材２０が端面２００ｃに接触しないようにしているのは、減圧工程において、複合材料２０１，２０２，２０３，２０４，２０５の層間の滑りが保持部材２０によって妨げられることを防止するためである。

図７に示す状態から減圧工程を開始すると、密閉空間ＣＳから空気が吸引されて密閉空間ＣＳが減圧され、それに伴って封止部材３０が保持部材２０に接触する。また、更に減圧を進めると、保持部材２０が隙間ＣＬを埋めるように第２賦形面１２に向けて押し付けられ、図８に示す状態となる。

図８に示す状態では、隙間ＣＬが消滅し、保持部材２０が積層体２００の第２端部２００ｂの端面２００ｃに接触する状態となる。本実施形態の賦形装置１００では、減圧工程を開始する際に保持部材２０が積層体２００の第２端部２００ｂの端面２００ｃに接触していない。そのため、減圧工程において積層体２００の厚さがＴ１からＴ２に減少する過程で、積層体２００の複合材料２０１，２０２，２０３，２０４，２０５の層間の滑りが保持部材２０により妨げられることがない。

図７において、位置Ｐ１は、最も外側に配置される複合材料２０５の端面２００ｃの幅方向ＷＤの位置を示す。図８において、位置Ｐ２は、最も外側に配置される複合材料２０５の端面２００ｃの幅方向ＷＤの位置を示す。図８に示すように、減圧工程において、複合材料２０５の端面２００ｃの幅方向ＷＤの位置は、位置Ｐ１から位置Ｐ２に長さＬ１だけ移動する。

図９は、比較例の賦形装置１００Ａを示すものであり、図１に示す封止工程が完了し減圧工程が開始される前の状態を示す。図９に示すように、保持部材２０は、積層体２００の第２端部２００ｂの端面２００ｃに接触するように賦形型１０に固定されている。

図９に示す状態から減圧工程を開始すると、密閉空間ＣＳから空気が吸引されて密閉空間ＣＳが減圧され、それに伴って封止部材３０が保持部材２０に接触し、図１０に示す状態となる。比較例の賦形装置１００Ａでは、減圧工程を開始する際に保持部材２０が積層体２００の第２端部２００ｂの端面２００ｃに接触している。そのため、減圧工程において積層体２００の厚さがＴ１からＴ２に減少する過程で、積層体２００の複合材料２０１，２０２，２０３，２０４，２０５の層間の滑りが保持部材２０により妨げられてしまう。

図９において、位置Ｐ３は、最も外側に配置される複合材料２０５の端面２００ｃの幅方向ＷＤの位置を示す。図１０において、位置Ｐ４は、最も外側に配置される複合材料２０５の端面２００ｃの幅方向ＷＤの位置を示す。図１０に示すように、減圧工程において、複合材料２０５の端面２００ｃの幅方向ＷＤの位置は、位置Ｐ３から位置Ｐ４に積層体２００の厚さ方向に移動するが、幅方向ＷＤには移動しない。

これは、減圧工程を開始する時点で保持部材２０が積層体２００の第２端部２００ｂの端面２００ｃに接触しており、積層体２００の複合材料２０１，２０２，２０３，２０４，２０５の層間の滑りが保持部材２０により妨げられるからである。図１０に点線で示す端面２００ｃは、図８に示す端面２００ｃの位置を示している。

比較例の賦形装置１００Ａでは、積層体２００の複合材料２０１，２０２，２０３，２０４，２０５の層間の滑りが保持部材２０により妨げられてしまう。そのため、複合材料２０１，２０２，２０３，２０４，２０５の層間において、積層体２００の厚さがＴ１からＴ２に減少する過程で適切な滑りが発生しない。そのため、積層体２００のＣ部分に皺（リンクル）が発生してしまう。

次に、本実施形態の保持部材２０の形状について図１１および図１２を参照して説明する。図１１は、図４に示す賦形装置１００を上方からみた平面図である。図１１に示すように、保持部材２０は、幅方向ＷＤに直交する長手方向ＬＤに間隔を空けた複数箇所において賦形型１０に固定されている。図１のステップＳ１０３（固定工程）は、長手方向ＬＤに間隔を空けて配置される複数の保持部材２０を賦形型１０に固定する動作を実行する。

なお、図１１に示すように賦形型１０が長手方向ＬＤに沿って形状が変化しない場合には、長手方向ＬＤに間隔を空けた複数箇所に保持部材２０を配置するのではなく、長手方向ＬＤの全体に積層体２００と同じ長さかそれよりも長い保持部材２０を配置するようにしてもよい。

図１２は、賦形装置の変形例を上方からみた平面図である。図１２に示す賦形型１０は、長手方向ＬＤに沿って円弧状に形成されたものである。図１２に示す変形例において、保持部材２０は、幅方向ＷＤに直交する長手方向ＬＤに間隔を空けた複数箇所において賦形型１０に固定されている。賦形型１０が長手方向ＬＤに曲率を有する形状（コンター形状）であっても、保持部材２０に皺を生じさせずに、長手方向ＬＤに間隔を空けて配置される複数の保持部材２０を賦形型１０に固定することができる。

以上説明した本実施形態の賦形方法が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の賦形方法によれば、固定工程により保持部材２０が賦形型１０に固定され、積層体２００の幅方向ＷＤに沿って凸形状に形成される湾曲面１３に積層体２００が押し付けられた状態が保持される。また、封止工程により積層体２００および保持部材２０が封止部材３０により封止されて密閉空間ＣＳが形成され、減圧工程により密閉空間ＣＳが減圧された積層体２００の厚さが減少する。減圧工程では積層体２００を曲げる動作が行われないため、積層体２００を曲げる動作を同時に行う場合に比べ、複合材料の間で発生する滑りを少なくすることができる。

本実施形態の賦形方法によれば、積層体２００の幅方向ＷＤの端面２００ｃに接触しないように保持部材２０が賦形型１０に固定される。保持部材２０が端面２００ｃに接触しないようにしているのは、減圧工程において、複合材料の層間の滑りが妨げられることを防止するためである。本実施形態の賦形方法によれば、減圧工程により積層体２００の厚さを減少させる際に積層体２００の複合材料の層間で適切に滑りを生じさせ、積層体２００に皺（リンクル）が発生する不具合を抑制することができる。

本実施形態の賦形方法によれば、配置工程により積層体２００の幅方向ＷＤの第１端部２００ａを含む領域が賦形型１０に配置され、曲げ工程により積層体２００の幅方向の第２領域が賦形型に押し付けられて湾曲部の表面形状に沿って曲げられる。曲げ工程では積層体の厚さを減少させる動作が行われないため、積層体の厚さを減少させる動作を同時に行う場合に比べ、シート材料の間で発生する滑りを少なくすることができる。したがって、曲げ工程により積層体を湾曲部の表面形状に沿って曲げる際に積層体のシート材料の層間で適切に滑りを生じさせ、積層体に皺（リンクル）が発生する不具合を抑制することができる。

本実施形態の賦形方法によれば、積層体２００の第１端部２００ａを含む領域が配置される第１賦形面１１よりも突出する第１突部１４に保持部材２０の幅方向ＷＤの一端が固定され、積層体２００の第２端部２００ｂを含む領域が配置される第２賦形面１２よりも突出する第２突部１５に保持部材２０の幅方向ＷＤの他端が固定される。これにより、賦形型１０の湾曲面１３に積層体２００が押し付けられた状態を保持しつつ、積層体２００の第２端部２００ｂを含む領域の幅方向ＷＤの端面２００ｃに接触しないように保持部材２０を賦形型１０に固定することができる。

本実施形態の賦形方法によれば、積層体２００の第２端部２００ｂを含む領域の幅方向ＷＤの端面２００ｃと第２突部１５との間に隙間ＣＬが形成されるため、積層体２００の第２端部２００ｂを含む領域の幅方向ＷＤの端面２００ｃに保持部材２０が接触して複合材料の層間の滑りが妨げられることを確実に防止することができる。

以上説明した実施形態に記載の賦形方法は、例えば以下のように把握される。
本開示に係る賦形方法は、強化繊維を含む複数のシート材料を積層した積層体（２００）を賦形型（１０）により賦形する賦形方法であって、前記賦形型は、所定方向（ＬＤ）に沿って凸形状に形成される湾曲部を有し、前記積層体が前記湾曲部に押し付けられた状態を保持するように前記所定方向に沿って前記積層体を覆う保持部材（２０）を前記賦形型に固定する固定工程（Ｓ１０３）と、前記積層体および前記保持部材を封止部材（３０）により前記賦形型に封止して密閉空間（ＣＳ）を形成する封止工程（Ｓ１０４）と、前記封止工程により形成された前記密閉空間の空気を吸引して前記密閉空間を減圧し、前記積層体の厚さを減少させる減圧工程（Ｓ１０５）と、を備え、前記固定工程は、前記積層体の前記所定方向の一方側の端面（２００ｃ）に接触しないように前記保持部材を前記賦形型に固定する。

本開示に係る賦形方法によれば、固定工程により保持部材が賦形型に固定され、所定方向に沿って凸形状に形成される湾曲部に積層体が押し付けられた状態が保持される。また、封止工程により積層体および保持部材が封止部材により封止されて密閉空間が形成され、減圧工程により密閉空間が減圧された積層体の厚さが減少する。減圧工程では積層体を曲げる動作が行われないため、積層体を曲げる動作を同時に行う場合に比べ、シート材料の間で発生する滑りを少なくすることができる。

また、本開示に係る賦形方法によれば、積層体の所定方向の一方側の端面に接触しないように保持部材が賦形型に固定される。保持部材が端面に接触しないようにしているのは、減圧工程において、シート材料の層間の滑りが保持部材によって妨げられることを防止するためである。本開示に係る賦形方法によれば、減圧工程により積層体の厚さを減少させる際に積層体のシート材料の層間で適切に滑りを生じさせ、積層体に皺（リンクル）が発生する不具合を抑制することができる。

本開示に係る賦形方法においては、前記賦形型に前記積層体の前記所定方向の第１領域を配置する配置工程（Ｓ１０１）を備え、前記固定工程は、前記所定方向の前記第１領域とは異なる第２領域の端面に接触しないように前記保持部材を前記賦形型に固定する構成が好ましい。

本構成に係る賦形方法によれば、配置工程により積層体の所定方向の第１領域が賦形型に配置され所定方向の第２領域の端面に接触しないように保持部材が賦形型に固定される。第２領域の端面に保持部材が接触しないため、減圧工程で積層体の厚さが減少する際に保持部材によってシート材料の層間の滑りが妨げられることがない。

本開示に係る賦形方法においては、前記配置工程により前記第１領域が前記賦形型に配置された前記積層体の前記所定方向の第２領域を前記賦形型に押し付けて前記積層体を前記湾曲部の表面形状に沿って曲げる曲げ工程（Ｓ１０２）を備える態様としてもよい。
本態様の賦形方法によれば、曲げ工程では積層体の厚さを減少させる動作が行われないため、積層体の厚さを減少させる動作と積層体を曲げる動作とを同時に行う場合に比べ、シート材料の間で発生する滑りを少なくすることができる。したがって、曲げ工程により積層体を湾曲部の表面形状に沿って曲げる際に積層体のシート材料の層間で適切に滑りを生じさせ、積層体に皺（リンクル）が発生する不具合を抑制することができる。

上記態様の賦形方法において、前記賦形型は、前記積層体の前記第１領域が配置される第１賦形面（１１）と、前記第１賦形面よりも突出するとともに前記積層体の前記第１領域の前記所定方向の端面に対向して配置される第１突部（１４）と、前記積層体の前記第２領域が配置される第２賦形面（１２）と、前記第２賦形面よりも突出するとともに前記曲げ工程によって曲げられた前記積層体の前記第２領域の前記所定方向の端面に対向して配置される第２突部（１５）と、を有し、前記固定工程は、前記保持部材の前記所定方向の一端を前記第１突部に固定するとともに前記保持部材の前記所定方向の他端を前記第２突部に固定する形態が好ましい。

本形態に係る賦形方法によれば、積層体の第１領域が配置される第１賦形面よりも突出する第１突部に保持部材の所定方向の一端が固定され、積層体の第２領域が配置される第２賦形面よりも突出する第２突部に保持部材の所定方向の他端が固定される。これにより、賦形型の湾曲部に積層体が押し付けられた状態を保持しつつ、積層体の第２領域の所定方向の端面に接触しないように保持部材を賦形型に固定することができる。

上記形態の賦形方法において、前記固定工程は、前記積層体の前記第２領域の前記所定方向の端面と前記第２突部との間に隙間（ＣＬ）が形成されるように前記保持部材を前記賦形型に固定することが好ましい。
上記の賦形方法によれば、積層体の第２領域の所定方向の端面と第２突部との間に隙間が形成されるため、積層体の第２領域の所定方向の端面に保持部材が接触してシート材料の層間の滑りが妨げられることを確実に防止することができる。

本開示に係る賦形方法において、前記固定工程は、前記所定方向に直交する方向に間隔を空けて配置される複数の前記保持部材を前記賦形型に固定する構成が好ましい。
本構成の賦形方法によれば、賦形型が所定方向に直交する方向に曲率を有する形状（コンター形状）であっても、保持部材に皺を生じさせずに、所定方向に直交する方向に間隔を空けて配置される複数の保持部材を賦形型に固定することができる。

以上説明した実施形態に記載の賦形装置は、例えば以下のように把握される。
本開示に係る賦形装置は、強化繊維を含む複数のシート材料を積層した積層体を賦形する装置であって、所定方向沿って凸形状に形成される湾曲部を有する賦形型と、前記積層体が前記湾曲部に押し付けられた状態を保持するように前記所定方向に沿って前記積層体を覆う保持部材と、前記積層体および前記保持部材を前記賦形型に封止して密閉空間を形成する封止部材と、前記密閉空間の空気を吸引して前記密閉空間を減圧し、前記積層体の厚さを減少させる減圧部と、を備え、前記減圧部により前記密閉空間が減圧される前の状態において、前記積層体の前記所定方向の一方側の端面に接触しないように前記保持部材が前記賦形型に固定される。

本開示に係る賦形装置によれば、保持部材により所定方向に沿って凸形状に形成される湾曲部に積層体が押し付けられた状態が保持される。また、積層体および保持部材が封止部材により封止されて密閉空間が形成され、減圧部により密閉空間が減圧された積層体の厚さが減少する。減圧部により積層体の厚さが減少する際には、積層体を曲げる動作が行われないため、積層体を曲げる動作を同時に行う場合に比べ、シート材料の間で発生する滑りを少なくすることができる。

また、本開示に係る賦形装置によれば、減圧部により密閉空間が減圧される前の状態において、積層体の所定方向の一方側の端面に接触しないように保持部材が賦形型に固定される。保持部材が端面に接触しないようにしているのは、減圧部により減圧される際に、シート材料の層間の滑りが保持部材によって妨げられることを防止するためである。本開示に係る賦形装置によれば、減圧部により積層体の厚さを減少させる際に積層体のシート材料の層間で適切に滑りを生じさせ、積層体に皺（リンクル）が発生する不具合を抑制することができる。

上記構成の賦形装置において、前記賦形型は、前記積層体の前記第１領域が配置される第１賦形面と、前記第１賦形面よりも突出するとともに前記積層体の前記第１領域の前記所定方向の端面に対向して配置される第１突部と、前記積層体の前記第２領域が配置される第２賦形面と、前記第２賦形面よりも突出するとともに前記湾曲部に沿って曲げられた前記積層体の前記第２領域の前記所定方向の端面に対向して配置される第２突部と、を有し、前記保持部材の前記所定方向の一端が前記第１突部に固定されるとともに前記保持部材の前記所定方向の他端が前記第２突部に固定される構成が好ましい。

上記構成に係る賦形装置によれば、積層体の第１領域が配置される第１賦形面よりも突出する第１突部に保持部材の所定方向の一端が固定され、積層体の第２領域が配置される第２賦形面よりも突出する第２突部に保持部材の所定方向の他端が固定される。これにより、賦形型の湾曲部に積層体が押し付けられた状態を保持しつつ、積層体の第２領域の所定方向の端面に接触しないように保持部材を賦形型に固定することができる。

上記構成の賦形装置においては、前記減圧部により前記密閉空間が減圧される前の状態において、前記積層体の前記第２領域の前記所定方向の端面と前記第２突部との間に隙間が形成されるように前記保持部材が前記賦形型に固定される態様が好ましい。
本態様の賦形方法によれば、積層体の第２領域の所定方向の端面と第２突部との間に隙間が形成されるため、積層体の第２領域の所定方向の端面に保持部材が接触してシート材料の層間の滑りが妨げられることを確実に防止することができる。

本開示に係る賦形装置において、前記保持部材は、前記所定方向に直交する方向に間隔を空けた複数箇所に配置される構成が好ましい。
本構成の賦形装置によれば、賦形型が所定方向に直交する方向に曲率を有する形状（コンター形状）であっても、保持部材に皺を生じさせずに、所定方向に直交する方向に間隔を空けて配置される複数の保持部材を賦形型に固定することができる。

１０ 賦形型
１１ 第１賦形面
１２ 第２賦形面
１３ 湾曲面（湾曲部）
１４ 第１突部
１５ 第２突部
２０ 保持部材
２０ａ 第１端部
２０ｂ 第２端部
３０ 封止部材
３１ 接着剤
４０ 減圧部
５０ 賦形治具
１００，１００Ａ 賦形装置
２００ 積層体
２００ａ 第１端部
２００ｂ 第２端部
２００ｃ 端面
２０１，２０２，２０３，２０４，２０５ 複合材料
ＣＬ 隙間
ＣＳ 密閉空間
ＬＤ 長手方向
Ｓ 設置面
Ｔ１，Ｔ２ 厚さ
ＷＤ 幅方向

Claims (7)

1. 強化繊維を含む複数のシート材料を積層した積層体を賦形型により賦形する賦形方法であって、
   前記賦形型は、所定方向に沿って凸形状に形成される湾曲部を有し、
   前記賦形型に前記積層体の前記所定方向の第１領域を配置する配置工程と、
   前記所定方向に沿って前記積層体を覆う保持部材の第１端部を前記賦形型に固定して前記保持部材の第２端部に張力を付与することにより前記積層体が引き延ばされた状態を維持し、前記配置工程により前記第１領域が前記賦形型に配置された前記積層体の前記第１領域とは異なる第２領域を前記賦形型に押し付けて前記積層体を前記湾曲部の表面形状に沿って曲げる曲げ工程と、
   前記積層体が前記湾曲部に押し付けられた状態を保持するように前記保持部材の前記第２端部を前記賦形型に固定する固定工程と、
   前記積層体および前記保持部材を封止部材により前記賦形型に封止して密閉空間を形成する封止工程と、
   前記封止工程により形成された前記密閉空間の空気を吸引して前記密閉空間を減圧し、前記積層体の厚さを減少させる減圧工程と、を備え、
   前記固定工程は、前記積層体の前記所定方向の前記第２領域の端面に接触しないように前記保持部材を前記賦形型に固定する賦形方法。
2. 強化繊維を含む複数のシート材料を積層した積層体を賦形型により賦形する賦形方法であって、
   前記賦形型は、所定方向に沿って凸形状に形成される湾曲部と、前記積層体の前記所定方向の第１領域が配置される第１賦形面と、前記第１賦形面よりも突出するとともに前記積層体の前記第１領域の前記所定方向の端面に対向して配置される第１突部と、前記積層体の前記所定方向の前記第１領域とは異なる第２領域が配置される第２賦形面と、前記第２賦形面よりも突出するとともに前記積層体の前記第２領域の前記所定方向の端面に対向して配置される第２突部と、を有し、
   前記賦形型に前記積層体の前記第１領域を配置する配置工程と、
   前記配置工程により前記第１領域が前記賦形型に配置された前記積層体の前記第２領域を前記賦形型に押し付けて前記積層体を前記湾曲部の表面形状に沿って曲げる曲げ工程と、
   前記積層体が前記湾曲部に押し付けられた状態を保持するように前記所定方向に沿って前記積層体を覆う保持部材を前記賦形型に固定する固定工程と、
   前記積層体および前記保持部材を封止部材により前記賦形型に封止して密閉空間を形成する封止工程と、
   前記封止工程により形成された前記密閉空間の空気を吸引して前記密閉空間を減圧し、前記積層体の厚さを減少させる減圧工程と、を備え、
   前記固定工程は、前記曲げ工程により曲げられた前記積層体の前記所定方向の前記第２領域の端面に接触しないように前記保持部材の前記所定方向の一端を前記第１突部に固定するとともに前記保持部材の前記所定方向の他端を前記第２突部に固定する賦形方法。
3. 前記固定工程は、前記積層体の前記第２領域の前記所定方向の端面と前記第２突部との間に隙間が形成されるように前記保持部材を前記賦形型に固定する請求項２に記載の賦形方法。
4. 前記固定工程は、前記所定方向に直交する方向に間隔を空けて配置される複数の前記保持部材を前記賦形型に固定する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の賦形方法。
5. 強化繊維を含む複数のシート材料を積層した積層体を賦形する賦形装置であって、
   所定方向に沿って凸形状に形成される湾曲部と、前記積層体の前記所定方向の第１領域が配置される第１賦形面と、前記第１賦形面よりも突出するとともに前記積層体の前記第１領域の前記所定方向の端面に対向して配置される第１突部と、前記積層体の前記所定方向の第２領域が配置される第２賦形面と、前記第２賦形面よりも突出するとともに前記湾曲部に沿って曲げられた前記積層体の前記第２領域の前記所定方向の端面に対向して配置される第２突部と、を有する賦形型と、
   前記積層体が前記湾曲部に押し付けられた状態を保持するように前記所定方向に沿って前記積層体を覆う保持部材と、
   前記積層体および前記保持部材を前記賦形型に封止して密閉空間を形成する封止部材と、
   前記密閉空間の空気を吸引して前記密閉空間を減圧し、前記積層体の厚さを減少させる減圧部と、を備え、
   前記減圧部により前記密閉空間が減圧される前の状態において、前記積層体の前記所定方向の前記第２領域の端面に接触しないように前記保持部材の前記所定方向の一端が前記第１突部に固定されるとともに前記保持部材の前記所定方向の他端が前記第２突部に固定される賦形装置。
6. 前記減圧部により前記密閉空間が減圧される前の状態において、前記積層体の前記第２領域の前記所定方向の端面と前記第２突部との間に隙間を形成するように前記保持部材が前記賦形型に固定される請求項５に記載の賦形装置。
7. 前記保持部材は、前記所定方向に直交する方向に間隔を空けた複数箇所に配置される請求項５または請求項６に記載の賦形装置。

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