CN110856985A - 复合材料赋形装置和复合材料赋形方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复合材料赋形装置和复合材料赋形方法，目的在于可以不产生皱褶地进行填料等加热固化前的复合材料的赋形。实施方式的复合材料赋形装置具备在半固化片负载压力的至少一个第一滚轮、在所述半固化片负载压力的至少一个第二滚轮、以及使所述第一滚轮和所述第二滚轮的至少一方旋转的至少一个电动机，其中，在至少一个所述第一滚轮和至少一个所述第二滚轮之间，改变转速、滚轮直径和旋转动力的有无中的至少一个使所述第一滚轮和所述第二滚轮旋转。

Description

复合材料赋形装置和复合材料赋形方法

技术领域

本发明的实施方式涉及复合材料赋形装置和复合材料赋形方法。

背景技术

玻璃纤维增强塑料(GFRP：Glass fiber reinforced plastics)和碳纤维增强塑料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics)等复合材料通过将片状的半固化片层叠加热固化而成形。在作为航空器零件的纵梁(stringer)、横梁(翼梁)及翼肋(加强肋)等零件，存在横截面的形状为T形或I形的零件。该情况下，层叠为平面状的半固化片的层叠体、层叠为横截面为L形或C字型的半固化片的层叠体和层叠为横截面为L形或C形线对称的形状的半固化片的层叠体在固化前组合。

弯曲成直角的半固化片的层叠体的角被制成R倒角形状。因此，在平面状的半固化片的层叠体上对称配置并对接弯曲成直角的半固化片的层叠体时，在半固化片的层叠体间产生横截面大致为三角形的空隙。更具体而言，将由对应于对称的R倒角的两个对称的圆弧和直线围成的形状设为横截面形状的空隙在三个半固化片的层叠体间产生。

因此，在三个半固化片的层叠体间产生的空隙通过填料(充填材料)充填。通常填料也作为半固化片的层叠体来准备，与其它的半固化片的层叠体一同被加热固化。将由两个对称的圆弧和直线围成的形状设为横截面形状的棒状的填料称为条状填料。条状填料通过使将半固化片层叠为旋涡状的圆棒状的原材料成型来制作。

另外，为了与通过加热固化进行的复合材料的成型区别，一般将对加热固化前的半固化片的层叠体的成型称为赋形。因此，以下将对半固化片的层叠体的成型称为赋形。

作为现有的对半固化片的层叠体的赋形方法，一般为使用赋形用的成型模具(赋模)的方法。例如，公知方法有：在赋模上设置半固化片的层叠体并以真空压力赋形的方法；通过将挤出成型机的嵌块(口金)(模具)作为符合赋形后的形状的赋模，将半固化片的层叠体挤出成型来进行赋形的方法或将滚轮推压在半固化片的层叠体进行赋形的方法等。

但是，通过真空压力赋形的方法具有赋形时间长的问题。具体而言，通过真空压力赋形的方法作为赋形时间需要数小时到1天左右。另外，在将条状填料那样的棒状的填料赋形时，必须准备可进行填料整体的赋形的赋模。另外，使用挤出成型机进行赋形时，由于赋形的阻力大，因此需要用于抽出半固化片的层叠体的大型装置。

另一方面，作为条状填料的赋形装置，也提出有用平行排列的两个滚轮推压棒状的原材料的装置(例如参照专利文献1)。根据该装置，通过在圆柱状的滚轮和具有与条状填料的形状相匹配的凹槽的滚轮之间夹持棒状的原材料并送出，能够进行条状填料的赋形。

另外，也提出有用三个滚轮推压棒状的原材料的装置(例如参照专利文献2和专利文献3)。通过使用了三个滚轮的填料的赋形装置，由于能够从三个方向更均匀地赋予压力，因此能够以足够的质量对填料进行赋形。

在使用滚轮进行填料的赋形的情况下，与使用挤出成型机进行填料的赋形的情况相比，赋形装置可大幅小型化，与此相反，由于有时在填料的表面和滚轮之间产生偏差，因此存在在填料的表面产生皱褶的问题。

另一方面，还提出有在使中空的复合材料成型时，通过配置多个滚轮将半固化片的片材加热和加压并卷起，来防止皱褶产生的复合材料中空体的成型方法(例如参照专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-299110号公报

专利文献2：日本特开2016-175242号公报

专利文献3：日本特开2017-148985号公报

专利文献4：日本特开平7-80951号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，在加热固化前的填料的赋形时，没有设计不会在填料产生皱褶的方法。

因此，本发明的目的在于，能够进行填料等加热固化前的复合材料的赋形，而不会产生皱褶。

用于解决问题的技术方案

本发明的实施方式的复合材料赋形装置具备：至少一个第一滚轮，其在半固化片负载压力；至少一个第二滚轮，其在所述半固化片负载压力；以及至少一个电动机，其使所述第一滚轮和所述第二滚轮的至少一方旋转，其中，在至少一个所述第一滚轮和至少一个所述第二滚轮之间，改变转速、滚轮直径和旋转动力的有无中的至少一个，使所述第一滚轮和所述第二滚轮旋转。

另外，本发明的实施方式的复合材料赋形方法具有下述步骤：利用电动机使至少一个第一滚轮和至少一个第二滚轮的至少一方旋转，通过用所述第一滚轮和所述第二滚轮输送半固化片并负载压力，制作赋形后的所述半固化片的步骤；以及通过在至少一个所述第一滚轮和至少一个所述第二滚轮之间改变转速、滚轮直径和旋转动力的有无中的至少一个使所述第一滚轮和所述第二滚轮旋转，来减少在所述半固化片能够产生的皱褶的步骤。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的复合材料赋形装置的构成图；

图2是表示填料的结构例的立体图；

图3是表示成为填料的原材料的半固化片的层叠体的结构例的立体图；

图4是表示通过使用复合材料赋形装置从三个方向在半固化片的层叠体负载压力来赋形的填料的横截面的结构的示意图；

图5是说明确定图1所示的第二轴和第三轴相对于第一轴的倾斜角度的方法的图；

图6是从A方向观察到的图1所示的第二滚轮、第二电动机和用于将第二电动机的动力传递到第二滚轮的动力传递机构的图；

图7是说明对图1所示的第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮赋予转速差而产生的效果的图；

图8是图7所示的第一滚轮和第二滚轮的右侧视图；

图9是本发明的第二实施方式的复合材料赋形装置的构成图；

图10是本发明的第三实施方式的复合材料赋形装置的构成图；

图11是图10所示的第一滚轮单元的左侧视图；

图12是图10所示的第二滚轮单元的左侧视图；

图13是本发明的第四实施方式的复合材料赋形装置的构成图；

图14是本发明的第五实施方式的复合材料赋形装置的构成图；

图15是本发明的第六实施方式的复合材料赋形装置的构成图；

图16是本发明的第七实施方式的复合材料赋形装置的构成图。

符号说明

1、1A、1B、1C、1D、1E、1F 复合材料赋形装置

2、2A、2B、2C、2D、2E 滚轮

3 旋转机构

4、4A、4B、4C 旋转轴

5A、5B、5C 轴承

6 支架

7、7A、7B、7C 电动机

10 输出轴

11 动力传递机构

11A、11B 带轮

11C 动力传递带

20 控制装置

20A 输入装置

20B 存储装置

20C 运算装置

20D A/D转换器

30A 第一滚轮单元

30B 第二滚轮单元

40 动力传递机构

40A 第三带轮

40B 第四带轮

40C 动力传递带

40D 第五带轮

P 半固化片

F 填料

AX1、AX2、AX3 轴

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的实施方式的复合材料赋形装置和复合材料赋形方法进行说明。

(第一实施方式)

(构成和功能)

图1是本发明的第一实施方式的复合材料赋形装置的构成图。

复合材料赋形装置1是使用多个滚轮2对半固化片P的层叠体进行赋形的装置。半固化片P是使未固化的热固化性树脂含浸于片状的纤维束的部件。换言之，半固化片P是利用片状的纤维束增强片状的热固化性树脂而得到的材料。通过用烤箱或高压釜装置加热赋形后的半固化片P的层叠体，能够将复合材料成型。因此，赋形后的半固化片P的层叠体相当于加热固化前的复合材料。

图1表示复合材料赋形装置1为使用三个滚轮2A、2B、2C进行填料F的赋形的装置的情况的例子。填料F是用于充填形成于其它复合材料零件之间的间隙的零件。

图2是表示填料F的结构例的立体图。

典型的填料F如图2所例示的那样，具有将两个对称的圆弧和直线围成的形状作为横截面形状的棒状结构。具体而言，填料F具有由宽度为W且长度为L的矩形平面、横截面为圆弧的第一曲面、与第一曲面对称的第二曲面围成的形状。因此，填料F的高度H为第一曲面和第二曲面的交线和矩形的平面之间的距离。

具有图2所示的结构的填料F主要用于填埋在以下情况下产生的空隙：在对称配置并对接以形成R倒角的方式弯曲成直角的两个半固化片的层叠体的状态下，设置在层叠成平板状或稍微弯曲的板状的半固化片的层叠体上的情况。

图3是表示成为填料的原材料的半固化片P的层叠体的结构例的立体图。

在使用复合材料赋形装置1进行具有图2例示的结构的加热固化前的填料F的赋形的情况下，如图3所示，可以将棒状的半固化片P的层叠体作为原材料制作填料F。棒状的半固化片P的层叠体例如可以通过将一个片状的半固化片P卷曲成旋涡状来制作。因此，理想的情况为如图3所示，横截面的形状大致为圆形的圆棒状的半固化片P的层叠体成为填料F的原材料，但由于未固化的树脂容易变形，因此实际上横截面的形状往往无法成为精确的圆形。

在利用复合材料赋形装置1对具有图2例示的结构的填料F进行赋形的情况下，使用了复合材料赋形装置1的填料F的赋形为在大致圆棒状的原材料上形成宽度为W且长度为L的平面、横截面为圆弧的第一曲面和与第一曲面对称的第二曲面的成型加工。

图4是表示通过使用复合材料赋形装置1从三个方向在半固化片P的层叠体负载压力来赋形的填料F的横截面的结构的示意图。

在夹入卷成旋涡状的棒状的半固化片P的层叠体的位置配置三个滚轮2A、2B、2C，通过用三个滚轮2A、2B、2C在棒状的半固化片P的层叠体上负载压力进行填料F的赋形时，如图4所示，填料F的横截面也成为旋涡状。因此，半固化片P的层叠方向为与填料F的长度方向垂直的方向。

为了对具有图4例示的结构的填料F进行赋形，复合材料赋形装置1可以由在层叠为棒状的半固化片P的层叠体上以相互不同的角度负载压力的三个滚轮2A、2B、2C、使三个滚轮2A、2B、2C旋转的旋转机构3构成。三个滚轮2A、2B、2C分别是用于对填料F的一个平面和两个曲面赋形的滚轮。因此，三个滚轮2A、2B、2C分别以相互不平行的三个轴AX1、AX2、AX3为中心旋转。即将第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C配置为与由两条线对称的圆弧和一条直线围成的填料F的横截面形状对应的空隙形成于第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C之间。

更具体而言，第一滚轮2A以第一轴AX1为中心旋转。第二滚轮2B以相对于第一轴AX1倾斜的第二轴AX2为中心旋转。第三滚轮2C以相对于第一轴AX1倾斜且与第二轴AX2关于与第一轴AX1垂直的面对称的第三轴AX3为中心旋转。

第一滚轮2A是用于对宽度为W且长度为L的平面赋形的滚轮。因此，第一滚轮2A可以采用以水平方向的第一轴AX1为中心旋转的圆柱状或圆筒状的滚轮。第二滚轮2B是用于对与填料F的一个R倒角对应的曲面赋形的滚轮。因此，第二滚轮2B可以采用将圆周部分的半径设定为填料F的R倒角的半径的圆盘状的滚轮。第三滚轮2C是用于对与填料F的另一个R倒角对应的曲面赋形的滚轮。因此，第三滚轮2C与第二滚轮2B相同，也可以采用将圆周部分的半径设定为填料F的R倒角的半径的圆盘状的滚轮。

但是，由于填料F的R倒角为面对称，因此，如上所述，第二滚轮2B的第二轴AX2和第三滚轮2C的第三轴AX3关于与第一轴AX1垂直的面相互对称。关键在于要将第二轴AX2和第三轴AX3相对于第一轴AX1的倾斜角度确定为适于填料F的赋形的角度。适于填料F的赋形的第二轴AX2和第三轴AX3的角度可以根据各种观点来确定。

图5是说明确定图1所示的第二轴AX2和第三轴AX3相对于第一轴AX1的倾斜角度的方法的图。

改变第二轴AX2和第三轴AX3的角度进行赋形试验的结果确认了：从在原材料的三个面上均等地负载压缩力的观点考虑，优选将第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C配置成第二轴AX2和第三轴AX3相对于第一轴AX1的倾斜角度为45度以上且60度以下，换言之，将推压第二滚轮2B和第三滚轮2C的方向相对于第一滚轮2A的表面的角度θ1、θ2设为30度以上且45度以下。

特别是确认了：由于第二轴AX2和第三轴AX3相对于第一轴AX1的各倾斜角度设定为相对于±53.13度为规定的公差内的角度，即如果将推压第二滚轮2B和第三滚轮2C的方向相对于第一滚轮2A的表面的角度θ1、θ2设为±36.87度，则如图5所示，圆棒状的原材料的三个面被压缩的最大距离相同，因此优选。

另一方面，确认了：从提高填料F的下表面的平坦度的观点考虑，优选将第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C配置成第二轴AX2和第三轴AX3相对于第一轴AX1的倾斜角度为10度以上且40度以下。即，为了提高填料F的下表面的平坦度，优选将压到第二滚轮2B和第三滚轮2C上的角度θ1、θ2设定为50度以上且90度以下。

因此，根据重视填料F的内部的层的均匀性和填料F的下表面的平坦度的哪一个，改变第二轴AX2和第三轴AX3相对于第一轴AX1的倾斜角度的优选范围。

第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C的具体形状和尺寸可以根据填料F的尺寸确定。例如，第二滚轮2B和第三滚轮2C的端部的半径分别设为填料F的R倒角部分的半径即可。另外，第一滚轮2A的长度设为至少能够覆盖填料F的下表面的长度。

对于第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C的直径，可以设为任意长度。但是，第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C的直径越长，各滚轮2A、2B、2C的每旋转一次的原材料的进给量便可以越长，因此可以增加原材料的送入速度。

第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C优选相对于成为填料F的原材料的半固化片P的层叠体具有脱模性。实际上，将实施了用于赋予对半固化片P的非粘着性和耐久性的陶瓷涂层的铝、涂布了聚四氟乙烯(PTFE)或四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)等氟树脂的铝、聚氨酯、PTFE和尼龙6，6(分子结构用{CO-(CH₂)₄-CO-NH-(CH₂)₆-NH}_n表示的聚酰胺)作为原材料进行了脱模性的确认。其结果确认了实施了用于赋予非粘着性和耐久性的陶瓷涂层的铝的耐久性和脱模性均为良好。

因此，从确保和半固化片P的脱模性和耐久性的观点考虑，优选实施了陶瓷涂层的金属作为滚轮2A、2B、2C的原材料。因此，优选用实施了具有非粘着性和耐久性的陶瓷涂层的金属来构成三个滚轮2A、2B、2C的至少一个。

旋转机构3是用于使第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C旋转的装置。因此，旋转机构3可以在支架6中设置用于承载第一滚轮2A的第一旋转轴4A的第一轴承5A、用于承载第二滚轮2B的第二旋转轴4B的第二轴承5B，以及用于承载第三滚轮2C的第三旋转轴4C的第三轴承5C而构成。

第一轴承5A具有在第一滚轮2A的两侧的两个部位承载从圆筒状或圆柱状的第一滚轮2A向两侧突出的第一旋转轴4A的结构。第二轴承5B和第三轴承5C分别具有以规定的倾斜角度承载圆盘状的第二滚轮2B和第三滚轮2C的第二旋转轴4B和第三旋转轴4C的结构。

第一轴承5A、第二轴承5B和第三轴承5C优选使用密封型的径向推力球轴承。即优选三个滚轮2A、2B、2C分别构成为以密封型的径向推力球轴承作为轴承而旋转。径向推力球轴承是可承受径向和轴向的载荷的轴承。因此，如果使用径向推力球轴承，则能够承受从滚轮2A、2B、2C斜向负载的载荷。另外，通过将径向推力球轴承设为密封型，能够防止润滑油的泄漏。

另外，从可以避免使用润滑油的观点考虑，将无给油轴套用作轴承进行赋形试验的结果判明，滚轮2A、2B、2C的载荷会使轴承紧涩。另外判明，在使用承受径向的载荷的深沟球轴承的情况下，无法充分承受斜向负载的载荷。因此认为，防止润滑油的泄漏且可经受斜向施加的载荷的密封型的径向推力球轴承适于第一轴承5A、第二轴承5B和第三轴承5C。

另外，在旋转机构3中设置有电动机7A、7B、7C，用于分别向第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C的各旋转轴4A、4B、4C提供旋转动力。因此，第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C不依赖于操作者的手动操作而自动旋转，原材料即圆棒状的半固化片P的层叠体通过第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C之间的摩擦力被送出。

电动机7A、7B、7C的输出轴可以设置为与第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C的各旋转轴4A、4B、4C处于同一轴上，也可以设置为不处于同一轴上。在滚轮2和电动机7配置为滚轮2的旋转轴4和电动机7的输出轴不处于同一轴上的情况下，设置有用于将从电动机7的输出轴输出的旋转动力传递到滚轮2的旋转轴4的动力传递机构。

在图1所示的例子中，在圆筒状或圆柱状的第一滚轮2A的旋转轴4A上直接连结有第一电动机7A的输出轴。即被配置为第一滚轮2A的旋转轴4A与第一电动机7A的输出轴处于同一直线上。因此，通过从第一电动机7A的输出轴向第一滚轮2A的旋转轴4A直接传递动力，能够使第一滚轮2A自动旋转。

另一方面，用于向圆盘状的第二滚轮2B的旋转轴4B提供旋转动力的第二电动机7B和用于向圆盘状的第三滚轮2C的旋转轴4C提供旋转动力的第三电动机7C，输出轴分别与第二滚轮2B的旋转轴4B和第三滚轮2C的旋转轴4C平行，但配置于不在同一直线上的位置。

图6是从A方向观察到的图1所示的第二滚轮2B、第二电动机7B和用于将第二电动机7B的动力传递到第二滚轮2B的动力传递机构的图。

如图6所示，在第二电动机7B的输出轴10和第二滚轮2B的旋转轴4B不在同一直线上的情况下，可以由带轮11A、11B、动力传递带11C构成用于将第二电动机7B的旋转动力传递到第二滚轮2B的旋转轴4B的动力传递机构11。

具体而言，可以在第二电动机7B的输出轴10设置第一带轮11A，在第二滚轮2B的旋转轴4B设置第二带轮11B。而且，通过用动力传递带11C连结设置于第二电动机7B的输出轴10的第一带轮11A、和设置于第二滚轮2B的旋转轴4B的第二带轮11B，能够将第二电动机7B的旋转动力传递到第二滚轮2B的旋转轴4B。

当然，不限于带轮11A、11B和动力传递带11C，可以用与齿轮和链条啮合的链轮齿等希望的构成要素构成动力传递机构11。另外，对于用于将第三电动机7C的旋转动力传递到第三滚轮2C的旋转轴4C的动力传递机构，也能够与用于将第二电动机7B的旋转动力传递到第二滚轮2B的旋转轴4B的动力传递机构11同样地构成。

分别从第一电动机7A、第二电动机7B和第三电动机7C向第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C的各旋转轴4A、4B、4C传递旋转动力。因此，第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C通过第一电动机7A、第二电动机7B和第三电动机7C的旋转动力来旋转。

但是，控制第一电动机7A、第二电动机7B和第三电动机7C以使用于对填料F的平面赋形的第一滚轮2A的转速(转数)、用于对填料F的曲面赋形的第二滚轮2B和第三滚轮2C的转速为不同的转速。即在第一滚轮2A与第二滚轮2B和第三滚轮2C之间有明显的差动。该情况下，第一电动机7A控制为使第一滚轮2A的旋转轴4A以第一转速旋转，而第二电动机7B和第三电动机7C则控制为分别使第二滚轮2B和第三滚轮2C的旋转轴4B、4C以与第一转速不同的第二转速旋转。

因此，如图1所例示那样，根据需要，也可以设置用于综合控制第一电动机7A、第二电动机7B和第三电动机7C的控制装置20。控制装置20是通过分别向第一电动机7A、第二电动机7B和第三电动机7C输出输出轴的转速的控制值，来控制第一电动机7A、第二电动机7B和第三电动机7C的转速的装置。控制装置20可以由具备输入装置20A、存储装置20B和运算装置20C的计算机等电路或A/D(analog-to-digital，模数)转换器20D等电路类构成。

当然，也可以不设置控制装置20，而是由操作者调节第一电动机7A、第二电动机7B和第三电动机7C的输出。第一电动机7A、第二电动机7B和第三电动机7C的输出轴的转速通过操作者或控制装置20来调节，因此第一电动机7A、第二电动机7B和第三电动机7C使用输出可变式的电动机。

接着，对第一滚轮2A的第一转速、第二滚轮2B和第三滚轮2C的第二转速的确定方法进行说明。

图7是说明对图1所示的第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C赋予转速差所产生的效果的图，图8是图7所示的第一滚轮2A和第二滚轮2B的右侧视图。

如图7所示，用于对填料F的平面赋形的第一滚轮2A的结构是单纯的圆筒结构或圆柱结构。因此，第一滚轮2A的半径r1是固定的。所以，如图8所示，在使第一滚轮2A以固定的角速度旋转对填料F的平面赋形时，第一滚轮2A的外表面的速度v1不取决于第一轴AX1方向的位置，而是固定的。即第一滚轮2A以固定的速度v1与半固化片P的层叠体和填料F接触。

另一方面，用于对填料F的R倒角赋形的第二滚轮2B和第三滚轮2C的结构是圆盘状，外周的形状为与R倒角对应的曲面。具体而言，如图7所示，第二滚轮2B和第三滚轮2C的纵截面的形状为与填料F的R倒角对应的圆弧的一部分。

因此，第二滚轮2B的半径r2随着第二轴AX2方向的位置而变化。因此，如图8所示，第二滚轮2B的外表面的速度v2不是固定的。具体而言，第二滚轮2B的外表面的速度v2为与第二滚轮2B的半径r2成比例的速度，因此在第二滚轮2B的半径r2达到最大值r2_max的位置，外表面的速度v2达到最大值v2_max，在达到最小值r2_min的位置，外表面的速度v2达到最小值v2_min。因此，第二滚轮2B以具有分布的速度v2与填料F接触。第三滚轮2C亦同。

这样，除了第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C与填料F接触的表面的速度不固定以外，半固化片P的层叠体的变形量还在第一滚轮2A与第二滚轮2B、第三滚轮2C之间不同，并且第一滚轮2A和半固化片P的层叠体之间的滑移量也与第二滚轮2B、第三滚轮2C和半固化片P的层叠体之间的滑移量不同等，因此有时会引起在赋形后的填料F上产生皱褶。

实际上，将第一滚轮2A的半径r1与第二滚轮2B、第三滚轮2C的各半径r2的最大值r2_max设为相同，以相同的转速使第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C旋转进行填料F的赋形的结果确认，在填料F整体不仅产生皱褶，而且通过第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C的填料F有时会暂时先向上方翘曲，然后因自重而下垂。

作为填料F向上方翘曲的原因，认为是因为第二滚轮2B和第三滚轮2C与填料F接触的速度v2在作为填料F的两个曲面间的边界而形成的顶点成为最小值v2_min。另外，对于皱褶，也可以认为是表面附近的半固化片P在与填料F接触的第二滚轮2B和第三滚轮2C的速度v2慢的部分向后方拖动的结果产生的。

但是，成为皱褶的尺度的表面的半固化片P的偏移量的分布成为与第二滚轮2B和第三滚轮2C的半径r2的分布和速度v2的分布不成比例的关系。因此，推测出针对半固化片P的层间的偏移的阻力、填料F和第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C之间的不均匀的滑动也成为皱褶的原因。

因此，可以在第一滚轮2A的第一转速、第二滚轮2B和第三滚轮2C的第二转速之间设定差，以减少以下产生皱褶或变形的要因：与填料F接触的第二滚轮2B和第三滚轮2C的速度v2不固定；填料F与第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C之间产生滑动；半固化片P的层叠体的变形量在第一滚轮2A与第二滚轮2B、第三滚轮2C之间不同等。

第一滚轮2A的第一转速与第二滚轮2B、第三滚轮2C的第二转速之间的适当的转速差，可以根据填料F的赋形试验来确定。为了抑制皱褶的产生，关键在于与填料F接触的第二滚轮2B和第三滚轮2C的部分的速度v2的平均，相比于与填料F接触的第一滚轮2A的外表面的速度v1变得极慢，或者相反不变得极快。因此，在第一滚轮2A的半径r1和第二滚轮2B、第三滚轮2C的各半径r2的最大值r2_max相同的情况下，只要没有特殊的条件，第二滚轮2B和第三滚轮2C的第二转速确定为大于第一滚轮2A的第一转速的值。

第二滚轮2B、第三滚轮2C的外周的速度v2的分布根据第一滚轮2A的第一轴AX1和第二滚轮2B的第二轴AX2、第三滚轮2C的第三轴AX3形成的角度而变化。另外，认为第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C与赋形前后的半固化片P的层叠体之间的滑动量根据半固化片P的材质、在半固化片P的层叠体负载压力时的温度和在半固化片P的层叠体负载压力时的湿度等赋形条件而变化。

另外，如果将第二滚轮2B和第三滚轮2C更换为用于对与R倒角对应的填料F的曲面赋形的纵截面的端部的半径不同的滚轮，则可对粗细不同的填料F赋形。该情况下，第二滚轮2B和第三滚轮2C的外周的速度v2的分布也根据第二滚轮2B和第三滚轮2C的纵截面的端部的半径而变化。

因此，可以事先通过试验，针对每个赋形条件求出用于使转速在第一滚轮2A与第二滚轮2B、第三滚轮2C之间变化的条件。例如，可以改变半固化片P的材质、在半固化片P的层叠体负载压力时的温度、在半固化片P的层叠体负载压力时的湿度、第一滚轮2A的第一轴AX1和第二滚轮2B的第二轴AX2、第三滚轮2C的第三轴AX3形成的角度、圆盘状的第二滚轮2B和第三滚轮2C的纵截面的端部的半径等赋形条件进行试验，针对每个赋形条件取得第一滚轮2A的第一转速和第二滚轮2B、第三滚轮2C的第二转速之间的适当的转速差。

这样一来，根据实际的赋形条件，可确定第一滚轮2A的第一转速和第二滚轮2B、第三滚轮2C的第二转速之间的适当的转速差。作为具体例，根据半固化片P的材质、在半固化片P的层叠体负载压力时的温度、在半固化片P的层叠体负载压力时的湿度、第一滚轮2A的第一轴AX1和第二滚轮2B的第二轴AX2、第三滚轮2C的第三轴AX3形成的角度，以及圆盘状的第二滚轮2B和第三滚轮2C的纵截面的端部的半径的至少一个，可以确定第一转速和第二转速之间的适当的转速差。

每个赋形条件的第一转速和第二转速之间的适当的转速差可以保存在存储装置20B。作为实用的例子，可以事先在存储装置20B保存表示第一转速和第二转速之间的适当的转速差与赋形条件的关系的表。

这样一来，如果从输入装置20A向运算装置20C输入用于确定赋形条件的信息，则运算装置20C可以参照存储装置20B，取得预设的第一转速和第二转速之间的适当的转速差。而且，可以在运算装置20C中设定第一电动机7A、第二电动机7B和第三电动机7C的转速的控制值，从运算装置20C经由A/D转换器20D等电路分别向第一电动机7A、第二电动机7B和第三电动机7C输出表示设定的转速的控制值的控制信号，以使第一滚轮2A和第二滚轮2B、第三滚轮2C以参照存储装置20B而取得的转速差旋转。即能够基于第一转速和第二转速之间的适当的转速差的预设值，通过控制装置20来自动控制第一电动机7A、第二电动机7B和第三电动机7C以及第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C。

如上所述的复合材料赋形装置1和复合材料赋形方法可以在夹入半固化片P的层叠体的赋形用的第一滚轮2A和第二滚轮2B、第三滚轮2C之间赋予转速差。

(效果)

因此，根据复合材料赋形装置1和复合材料赋形方法，能够防止或减少在赋形后的半固化片P的层叠体即填料F上产生的皱褶和翘曲。其结果，可以提高填料F的质量。另外，确认了实际上通过在第一滚轮2A和第二滚轮2B、第三滚轮2C之间赋予适当的转速差，能够制作皱褶和翘曲的产生得到抑制的填料F。

(第二实施方式)

图9是本发明的第二实施方式的复合材料赋形装置的构成图。

在图9所示的第二实施方式的复合材料赋形装置1A中，未设置用于使第二滚轮2B和第三滚轮2C旋转的第二电动机7B和第三电动机7C，这一点与第一实施方式的复合材料赋形装置1不同。对于第二实施方式的复合材料赋形装置1A的其它构成和作用，由于与第一实施方式的复合材料赋形装置1实质上没有不同，因此对于相同的构成或对应的构成附加相同符号，省略说明。

在复合材料赋形装置1A中，具备使第一滚轮2A的旋转轴4A旋转的第一电动机7A。另一方面，在第二滚轮2B和第三滚轮2C中不具备向旋转轴4B、4C传递旋转动力的电动机7。因此，第二滚轮2B和第三滚轮2C构成为不依赖于从电动机7向旋转轴4B、4C传递旋转动力，而是通过和半固化片P之间的摩擦力来旋转。

即第二实施方式的复合材料赋形装置1A对于和半固化片P接触的表面的速度v1固定的圆柱状或圆筒状的第一滚轮2A，通过第一电动机7A使其旋转，而对于和半固化片P接触的表面的速度v2不固定的圆盘状的第二滚轮2B和第三滚轮2C，则通过和半固化片P之间的摩擦力使其旋转。

因此，在第二实施方式的复合材料赋形装置1A中，也能够在第一滚轮2A与第二滚轮2B、第三滚轮2C之间赋予转速差。特别是能够使第二滚轮2B和第三滚轮2C不抗拒和半固化片P之间的摩擦力而旋转。因此，能够减少第二滚轮2B、第三滚轮2C和半固化片P之间的滑动量。其结果，能够防止或减少在填料F产生的皱褶和翘曲，提高填料F的质量。

并且，电动机7只是单独的第一电动机7A，因此也能够简化复合材料赋形装置1A的构成，实现功耗的降低。

另外，如在第一实施方式中所说明的，第一滚轮2A和第二滚轮2B、第三滚轮2C之间的适当的转速差根据赋形条件而变化。因此，能够根据赋形条件来确定是如第一实施方式那样，通过利用第二电动机7B和第三电动机7C分别向第二滚轮2B的旋转轴4B和第三滚轮2C的旋转轴4C赋予旋转动力，来使第二滚轮2B和第三滚轮2C旋转；还是如第二实施方式那样，不向第二滚轮2B的旋转轴4B和第三滚轮2C的旋转轴4C传递电动机7的旋转动力，而是通过和半固化片P之间的摩擦力使第二滚轮2B和第三滚轮2C旋转。

即，不仅对于第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C的各转速，而且对于传递到第一滚轮2A的旋转轴4A、第二滚轮2B的旋转轴4B和第三滚轮2C的旋转轴4C的旋转动力的有无，也可以根据半固化片P的材质、在半固化片P的层叠体负载压力时的温度、在半固化片P的层叠体负载压力时的湿度、第一滚轮2A的第一轴AX1和第二滚轮2B的第二轴AX2、第三滚轮2C的第三轴AX3形成的角度，以及圆盘状的第二滚轮2B和第三滚轮2C的纵截面的端部的半径的至少一个来确定。

另外，在第一实施方式的复合材料赋形装置1中，也可以通过将第二电动机7B和第三电动机7C的电源切换为关闭，来仅通过和半固化片P之间的摩擦力使第二滚轮2B和第三滚轮2C旋转。因此，如果使用第一实施方式的复合材料赋形装置1，则可以根据赋形条件来切换是利用第二电动机7B和第三电动机7C使第二滚轮2B和第三滚轮2C旋转，还是通过和半固化片P之间的摩擦力使其旋转。

(第三实施方式)

图10是本发明的第三实施方式的复合材料赋形装置的构成图。

在图10所示的第三实施方式的复合材料赋形装置1B中，具备分别由第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C构成的两组滚轮单元30A、30B，这一点与第一实施方式的复合材料赋形装置1不同。对于第三实施方式的复合材料赋形装置1B的其它构成和作用，由于与第一实施方式的复合材料赋形装置1实质上没有不同，因此仅图示滚轮2和电动机7，对于相同的构成或对应的构成附加相同的符号，省略说明。

在第三实施方式的复合材料赋形装置1B中，在半固化片P的层叠体和填料F的输送方向的不同位置，配置有第一滚轮单元30A和第二滚轮单元30B。

第一滚轮单元30A由作为配置于在前方夹入棒状的半固化片P的层叠体的位置的多个子滚轮的第一滚轮2A_1、第二滚轮2B_1和第三滚轮2C_1构成。更具体而言，第一滚轮单元30A由以第一轴AX1为中心旋转的圆柱状或圆筒状的第一滚轮2A_1、以分别相对于第一轴AX1倾斜且关于垂直于第一轴AX1的面相互对称的第二轴AX2和第三轴AX3为中心分别旋转的圆盘状的两个第二滚轮2B_1和第三滚轮2C_1构成。作为构成第一滚轮单元30A的第一多个子滚轮的第一滚轮2A_1、第二滚轮2B_1和第三滚轮2C_1配置为与填料F的横截面形状对应的空隙形成于第一滚轮2A_1、第二滚轮2B_1和第三滚轮2C_1之间。

因此，使构成第一滚轮单元30A的第一滚轮2A_1、第二滚轮2B_1和第三滚轮2C_1旋转时，可以输送半固化片P的层叠体，并在送出方向的前方的第一位置进行填料F的赋形。

另一方面，第二滚轮单元30B由作为配置于在后方夹入棒状的半固化片P的层叠体的位置的多个子滚轮的第一滚轮2A_2、第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2构成。更具体而言，第二滚轮单元30B也由作为第二多个子滚轮的、以第一轴AX1为中心旋转的圆柱状或圆筒状的第一滚轮2A_2、以分别相对于第一轴AX1倾斜且关于垂直于第一轴AX1的面相互对称的第二轴AX2和第三轴AX3为中心分别旋转的圆盘状的两个第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2构成。作为构成第二滚轮单元30B的第二多个子滚轮的第一滚轮2A_2、第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2配置为与填料F的横截面形状对应的空隙形成于第一滚轮2A_2、第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2之间。

因此，使构成第二滚轮单元30B的第一滚轮2A_2、第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2旋转时，能够输送半固化片P的层叠体，并在送出方向，在与第一位置不同的后方的第二位置进行填料F的赋形。

构成第一滚轮单元30A的第一滚轮2A_1、第二滚轮2B_1和第三滚轮2C_1分别通过从第一电动机7A_1、第二电动机7B和第三电动机7C传递的旋转动力来旋转。即第一电动机7A_1、第二电动机7B和第三电动机7C分别向第一滚轮2A_1、第二滚轮2B_1和第三滚轮2C_1的各旋转轴4A_1、4B_1、4C_1传递旋转动力并使其旋转。

但是，在第一滚轮2A_1和第二滚轮2B_1、第三滚轮2C_1之间赋予转速差。具体而言，第一电动机7A_1构成为使第一滚轮2A_1的旋转轴4A_1以第一转速v_m旋转。另一方面，第二电动机7B和第三电动机7C构成为分别使第二滚轮2B_1的旋转轴4B_1和第三滚轮2C_1的旋转轴4C_1以高于第一转速v_m的第二转速v_h旋转。

因此，第一滚轮单元30A具有与第一实施方式的复合材料赋形装置1相同的构成和功能。因此，能够抑制在通过第一滚轮单元30A赋形的填料F上产生皱褶和翘曲。

另一方面，构成第二滚轮单元30B的第一滚轮2A_2、第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2中，第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2构成为不依赖于从电动机7向旋转轴4B_2、4C_2传递旋转动力，而是通过和半固化片P之间的摩擦力来旋转。因此，在第一滚轮2A_2连结有向第一滚轮2A_2的旋转轴4A_2传递旋转动力使其旋转的电动机7A_2。与此相反，在第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2的各旋转轴4B_2、4C_2上未连结电动机7。

因此，第二滚轮单元30B具有与第二实施方式的复合材料赋形装置1A相同的构成和功能。因此，也能够抑制在通过第二滚轮单元30B赋形的填料F上产生皱褶和翘曲。

另外，在第一滚轮单元30A和第二滚轮单元30B之间也能够赋予转速差。即，能够通过第一电动机7A_1的旋转驱动使构成第一滚轮单元30A的第一滚轮2A_1的旋转轴4A_1以第一转速v_m旋转，另一方面，能够通过电动机7A_2的旋转驱动使构成第二滚轮单元30B的第一滚轮2A_2的旋转轴4A_2以低于第一转速v_m的第三转速v_l旋转。即，能够控制第一滚轮单元30A和第二滚轮单元30B，以使配置于半固化片P的层叠体的出口侧的第一滚轮单元30A的转速比配置于半固化片P的层叠体的入口侧的第二滚轮单元30B的转速大。

这样一来，在第一滚轮单元30A和第二滚轮单元30B之间，能够向填料F赋予张力。因此，能够防止填料F在第一滚轮单元30A和第二滚轮单元30B之间松弛。其结果，可以抑制填料F的变形，制作更加直线性地被赋形的填料F。

另外，在第一滚轮单元30A和第二滚轮单元30B之间，如果能够向填料F赋予张力，则能够在构成第二滚轮单元30B的第一滚轮2A_2、第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2全部赋予来自电动机7的旋转动力。但是，如图10所示，如果构成为不通过电动机7使构成第二滚轮单元30B的第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2旋转，则能够简化复合材料赋形装置1B的构成，并且在第一滚轮单元30A和第二滚轮单元30B之间对填料F赋予张力。

即，如果向配置于送出侧的第一滚轮单元30A赋予足够的动力，则大多可以进行填料F的送出和张力的赋予。因此，从构成简化和电动机7数量减少带来的功耗降低、维持赋形后的填料F的直线性带来的质量提高的观点来看，图10所示的构成例是优选的构成例之一。

如图10所示，在配置两组滚轮单元30A、30B的情况下，也可以根据赋形条件确定各滚轮2之间的转速差和有无旋转动力。即，例如可以根据半固化片P的材质、在半固化片P的层叠体负载压力时的温度、在半固化片P的层叠体负载压力时的湿度、圆盘状的第二滚轮2B_1、2B_2和第三滚轮2C_1、2C_2的倾斜角度，以及圆盘状的第二滚轮2B_1、2B_2和第三滚轮2C_1、2C_2的纵截面的端部的半径的至少一个，来确定各滚轮2之间的转速差和有无旋转动力。

图11表示图10所示的第一滚轮单元30A的左侧视图，图12表示图10所示的第二滚轮单元30B的左侧视图。

在通过两组滚轮单元30A、30B对填料F赋形的情况下，也可以在滚轮单元30A、30B之间改变圆盘状的第二滚轮2B_1、2B_2和第三滚轮2C_1、2C_2的倾斜角度。作为具体例，如图11所示，在第一滚轮单元30A，可以将向圆柱状或圆筒状的第一滚轮2A_1推压圆盘状的第二滚轮2B_1和第三滚轮2C_1的角度θ1、θ2设定为60度。另一方面，如图12所示，在第二滚轮单元30B，可以将向圆柱状或圆筒状的第一滚轮2A_2推压圆盘状的第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2的角度θ1、θ2设定为36.87度。

如在第一实施方式中说明的，将向第一滚轮2A推压圆盘状的第二滚轮2B和第三滚轮2C的角度θ1、θ2设定为36.87度时，可以在半固化片P的层叠体均匀负载压缩力。而将向第一滚轮2A推压圆盘状的滚轮2B、2C的角度θ1、θ2设定为60度时，能够提高填料F的下表面的平坦度。

因此，在圆棒状的半固化片P的层叠体负载压力的第二滚轮单元30B，可以在半固化片P的层叠体均匀地负载压缩力。其结果，能够提高填料F的内部的质量。另一方面，通过利用第一滚轮单元30A对由第二滚轮单元30B暂时赋形的填料F进一步赋形，可以提高填料F的下表面的平坦度。

以上的第三实施方式的复合材料赋形装置1B配置可调整转速的两组滚轮单元30A、30B，不仅在夹入半固化片P的层叠体的滚轮2之间，而且在不同的位置夹入半固化片P的层叠体的滚轮单元30A、30B之间也赋予转速差。因此，通过第三实施方式的复合材料赋形装置1B，除了可以得到与通过第一实施方式的复合材料赋形装置1获得的效果相同的效果以外，还可以得到通过使半固化片P的层叠体产生张力而能够进一步提高赋形后的填料F的直线性的效果。

另外，通过将向第一滚轮2A推压圆盘状的第二滚轮2B和第三滚轮2C的角度确定为在滚轮单元30A、30B之间不同的适当角度，可以进一步提高赋形后的填料F的质量。具体而言，可以同时提高填料F的内部的均匀性和填料F的下表面的平坦度。

(第四实施方式)

图13是本发明的第四实施方式的复合材料赋形装置的构成图。

在图13所示的第四实施方式的复合材料赋形装置1C中，在构成第一滚轮单元30A的第一滚轮2A_1和构成第二滚轮单元30B的第一滚轮2A_2之间赋予转速差，并且利用共用的第一电动机7A使其旋转，这一点与第三实施方式的复合材料赋形装置1B不同。对于第四实施方式的复合材料赋形装置1C的其它构成和作用，由于与第三实施方式的复合材料赋形装置1B实质上没有不同，因此仅图示滚轮2和电动机7，对于相同的构成或对应的构成，附加相同的符号，省略说明。

如图13所示，也可以将共用的第一电动机7A的旋转动力传递到构成第一滚轮单元30A的第一滚轮2A_1和构成第二滚轮单元30B的第一滚轮2A_2这二者。

作为具体例，可以在构成第一滚轮单元30A的第一滚轮2A_1的旋转轴4A_1的一端连结第一电动机7A，以使输出轴处于同轴上。另一方面，可以在构成第一滚轮单元30A的第一滚轮2A_1的旋转轴4A_1的另一端固定第三带轮40A。另一方面，在构成第二滚轮单元30B的第一滚轮2A_2的旋转轴4A_2的与设置有第三带轮40A侧相同侧的一端，也可以固定第四带轮40B。

而且，可以利用动力传递带40C连结固定于构成第一滚轮单元30A的第一滚轮2A_1的旋转轴4A_1的第三带轮40A，和固定于构成第二滚轮单元30B的第一滚轮2A_2的旋转轴4A_2的第四带轮40B。另外，在图13所示的例子中，为了维持动力传递带40C的张力，配置有从动力传递带40C的外侧赋予推压力的第五带轮40D。

这样，由第三带轮40A、第四带轮40B、动力传递带40C和第五带轮40D可以构成动力传递机构40，该动力传递机构40向构成第一滚轮单元30A的第一滚轮2A_1的旋转轴4A_1，和构成第二滚轮单元30B的第一滚轮2A_2的旋转轴4A_2二者传递第一电动机7A的旋转动力。

另外，可以将固定于第一滚轮单元30A侧的第一滚轮2A_1的第三带轮40A的直径，和固定于第二滚轮单元30B侧的第一滚轮2A_2的第四带轮40B的直径设定为不同大小。由此，可以使用共用的第一电动机7A，使第一滚轮单元30A侧的第一滚轮2A_1和第二滚轮单元30B侧的第一滚轮2A_2以不同的转速v_m、V_l旋转。即，可以在第一滚轮单元30A侧的第一滚轮2A_1和第二滚轮单元30B侧的第一滚轮2A_2之间赋予转速差。

更具体而言，与固定于第一滚轮单元30A侧的第一滚轮2A_1的第三带轮40A的直径相比，如果增大固定于第二滚轮单元30B侧的第一滚轮2A_2的第四带轮40B的直径，则能够使第二滚轮单元30B侧的第一滚轮2A_2的转速v_l比第一滚轮单元30A侧的第一滚轮2A_1的转速v_m慢。

由此，可以在在第一滚轮单元30A侧的第一滚轮2A_1与第二滚轮单元30B侧的第一滚轮2A_2之间使填料F产生张力的状态下送出填料F。其结果，能够防止在赋形后的填料F上产生皱褶和翘曲。

两个第一滚轮2A_1、2A_2的转速v_m、v_l之间的比率为第三带轮40A和第四带轮40B之间的圆周的长度的比率。因此，可以事先通过赋形试验确定第三带轮40A和第四带轮40B之间的适当的直径之差或比。这样一来，即使改变第一电动机7A的转速，也可以总是在转速v_m、v_l之间以一定的比率赋予差异。

当然，不仅带轮40A、40B、40D、动力传递带40C，还能够利用与齿轮和链条啮合的链轮齿等希望的构成要素构成动力传递机构40。在该情况下，也适宜通过赋形试验以在两个第一滚轮2A_1、2A_2之间产生适当的转速差或转速比的方式构成动力传递机构40。

以上的第四实施方式的复合材料赋形装置1C通过共用的第一电动机7A使构成两组滚轮单元30A、30B的两个第一滚轮2A_1、2A_2旋转。因此，通过第四实施方式的复合材料赋形装置1C，除了获得与通过第三实施方式的复合材料赋形装置1B获得的效果相同的效果以外，还可以获得进一步削减电动机7的数量，且电动机7的控制变得容易的效果。

当然，也可以构成为利用共用的电动机7不仅使第一滚轮2A_1、2A_2旋转，还使任意的多个滚轮2旋转。特别是对于旋转轴平行的多个滚轮2，利用带和带轮等进行动力传递，由此可以容易地进行电动机7的共用化。

(第五实施方式)

图14是本发明的第五实施方式的复合材料赋形装置的构成图。

在图14所示的第五实施方式的复合材料赋形装置1D中，未设置用于向构成所有第二滚轮单元30B的第一滚轮2A_2、第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2传递旋转动力的电动机7，这一点与第三实施方式的复合材料赋形装置1B不同。对于第五实施方式的复合材料赋形装置1D的其它构成和作用，由于与第三实施方式的复合材料赋形装置1B实质上没有不同，因此仅图示滚轮2和电动机7，对于相同的构成或对应的构成附加相同符号，省略说明。

如图14所示，也可以不设置用于向构成第二滚轮单元30B的所有第一滚轮2A_2、第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2传递旋转动力的电动机7，而是通过和半固化片P之间的摩擦力使其旋转。即，可以通过第一电动机7A、第二电动机7B和第三电动机7C向第一滚轮单元30A赋予旋转动力，而不向第二滚轮单元30B赋予旋转动力，而是通过和半固化片P之间的摩擦力使其旋转。

该情况下，也可以通过调节对构成第二滚轮单元30B的第一滚轮2A_2、第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2的旋转的摩擦阻力，来调整第一滚轮2A_2、第二滚轮2B_2和第三滚轮2C_2的转速。

在这样构成的第五实施方式的复合材料赋形装置1D中，在第一滚轮单元30A和第二滚轮单元30B之间，也可以向填料F赋予张力。因此，与第三实施方式的复合材料赋形装置1B相同，在第五实施方式的复合材料赋形装置1D中，也能够进一步提高赋形后的填料F的直线性。另外，在第五实施方式的复合材料赋形装置1D中，与第三实施方式的复合材料赋形装置1B相比，可以削减电动机7的数量。

(第六实施方式)

图15是本发明的第六实施方式的复合材料赋形装置的构成图。

在图15所示的第六实施方式的复合材料赋形装置1E中，通过改变滚轮直径以在滚轮2之间赋予转速差，这一点与第三实施方式的复合材料赋形装置1B不同。对于第六实施方式的复合材料赋形装置1E的其它构成和作用，由于与第三实施方式的复合材料赋形装置1B实质上没有不同，因此仅图示滚轮2和电动机7，对于相同的构成或对应的构成，附加相同的符号，省略说明。

在第三实施方式～第五实施方式中，以第一滚轮单元30A侧的第一滚轮2A_1的直径和第二滚轮单元30B侧的第一滚轮2A_2的直径相同为前提进行了说明，但如图15所示，也可以将第一滚轮单元30A侧的第一滚轮2A_1的直径和第二滚轮单元30B侧的第一滚轮2A_2的直径设为不同的大小。

该情况下，即使第一滚轮单元30A侧的第一滚轮2A_1的转速与第二滚轮单元30B侧的第一滚轮2A_2的转速相同，也可以在和半固化片P接触的第一滚轮2A_1、2A_2的表面赋予速度差。更具体而言，如图15所示，与第一滚轮单元30A侧的第一滚轮2A_1的滚轮直径相比，如果增大第二滚轮单元30B侧的第一滚轮2A_2的滚轮直径，则即使两个第一滚轮2A_1、2A_2的转速为相同的转速v_m，和半固化片P接触的第二滚轮单元30B侧的第一滚轮2A_2的表面的移动速度也可以设成比和半固化片P接触的第一滚轮单元30A侧的第一滚轮2A_1的表面的移动速度慢。

由此，可以在在第一滚轮单元30A侧的第一滚轮2A_1和第二滚轮单元30B侧的第一滚轮2A_2之间使填料F产生张力的状态下送出填料F。其结果，能够防止在赋形后的填料F上产生皱褶和翘曲。

两个第一滚轮2A_1、2A_2的表面的移动速度间的比率为第一滚轮2A_1、2A_2之间的滚轮直径的比率。因此，可以事先通过赋形试验来确定第一滚轮2A_1、2A_2之间的适当的滚轮直径之差或比。

对于夹入填料F的各第一滚轮2A_1、2A_2与各第二滚轮2B_1、2B_2和第三滚轮2C_1、2C_2之间，也可以事先通过赋形试验来适当确定最大滚轮直径之差或比。

在这样构成的第六实施方式的复合材料赋形装置1E中，在第一滚轮单元30A和第二滚轮单元30B之间也可以向填料F赋予张力。因此，与第三实施方式的复合材料赋形装置1B相同，在第六实施方式的复合材料赋形装置1E中，也可以进一步提高赋形后的填料F的直线性。

另外，在第六实施方式的复合材料赋形装置1E的情况下，不一定进行电动机7的控制也可以对填料F赋予张力，由此提高填料F的质量。因此，也可以通过简单的电动机7和电路构成来构成复合材料赋形装置1E。相反，也可以通过适当确定各滚轮2的最大滚轮直径，实现各滚轮2的表面的移动速度的大致优化，通过电动机7的控制，进行各滚轮2的表面的移动速度的微调。

(第七实施方式)

图16是本发明的第七实施方式的复合材料赋形装置的构成图。

在图16所示的第七实施方式的复合材料赋形装置1F中，利用两个滚轮2D、2E对填料F进行赋形，这一点与第一实施方式～第六实施方式的各复合材料赋形装置1、1A、1B、1C、1D、1E不同。对于第七实施方式的复合材料赋形装置1F的其它构成和作用，由于与第一实施方式～第六实施方式的各复合材料赋形装置1、1A、1B、1C、1D、1E实质上没有不同，因此仅图示滚轮2D、2E，对于相同的构成或对应的构成省略说明。

如图16所示，利用两个圆柱状或圆筒状的第一滚轮2D和第二滚轮2E夹入成为填料F的原材料的棒状的半固化片P的层叠体，在两个圆柱状或圆筒状的滚轮2D、2E中的一方的表面，也可以形成与填料F的横截面形状对应的凹部。在图16所示的例子中，形成有与填料F的横截面形状对应的凹部的上侧的第一滚轮2D、和没有凹部且直径固定的下侧的第二滚轮2E分别配置于夹入棒状的半固化片P的层叠体的位置。

而且，与第一实施方式相同，在第一滚轮2D和第二滚轮2E之间赋予转速差，与第二实施方式同样地利用电动机7使第二滚轮2E旋转，另一方面，也可以通过和半固化片P之间的摩擦力使第一滚轮2D旋转。另外，与第三实施方式～第六实施方式相同，也可配置两组由第一滚轮2D和第二滚轮2E构成的滚轮单元。另外，也可以在夹入半固化片P的层叠体的第一滚轮2D和第二滚轮2E之间改变最大滚轮直径。

通过这样的第七实施方式的复合材料赋形装置1F，与第一实施方式～第六实施方式的各复合材料赋形装置1、1A、1B、1C、1D、1E相比，由于滚轮2的数量少，因此可以简化复合材料赋形装置1F的构成和控制。

(其它实施方式)

以上，对于特定的实施方式进行了描述，但所描述的实施方式只不过是一例，并不限定发明的范围。在此描述的新的方法和装置能够以各种其它的方式具体化。另外，在此描述的方法和装置的方式中，在不脱离发明的宗旨的范围内可以进行各种省略、置换和变更。附加的权利要求书及其均等物作为发明的范围和要旨所包含的内容，包含这样的各种方式和变形例。

例如，可以相互组合各实施方式的复合材料赋形装置1、1A、1B、1C、1D、1E、1F所具有的特征。相反，也可以省略一部分特征。即，可以构成具备在半固化片P的层叠体负载压力的至少一个第一滚轮、在半固化片P的层叠体负载压力的至少一个第二滚轮，以及使第一滚轮和第二滚轮的至少一方旋转的电动机的复合材料赋形装置。另外，通过利用电动机使复合材料赋形装置具备的至少一个第一滚轮和至少一个第二滚轮的至少一方旋转，利用第一滚轮和第二滚轮输送半固化片P并负载压力，可以制作赋形后的半固化片P。而且，在第一滚轮和第二滚轮之间，可以改变对旋转的摩擦阻力、转速、滚轮直径和旋转动力的有无中的至少一个，使第一滚轮和第二滚轮旋转。由此，可以减少在半固化片P产生的皱褶和翘曲。

另外，在上述各实施方式中，对于圆盘状的滚轮的纵截面的形状为圆弧的情况进行了说明，但也可以使用纵截面的形状不是圆弧的圆盘状的滚轮。作为具体例，也可以使用在日本特愿2016-31792的申请书中附加的权利要求书、说明书以及附图中记载的纵截面的端部的形状为对数螺旋等曲率不固定的曲线的圆盘状滚轮构成复合材料赋形装置。在该情况下，可以在复合材料赋形装置中设置连续使圆盘状滚轮的旋转轴的倾斜角度变化的角度调整机构。

在填料F的赋形中使圆盘状滚轮的旋转轴的倾斜角度变化的情况下，对于圆盘状的滚轮的转速，也可以在填料F的赋形中根据圆盘状滚轮的旋转轴的倾斜角度使其变化。该情况下，可对横截面的形状不固定的填料F进行高质量赋形。特别是，如果使用纵截面的端部的形状成为对数螺旋的一部分的圆盘状的滚轮，则可以对粗细变化的填料F进行高质量赋形。

另外，在填料F中还存在横截面的形状不是线对称的情况。作为具体例，在与填料F的高度方向不垂直的面安装有填料F的情况下，填料F的横截面的形状不为线对称。在对横截面的形状不是线对称的填料F进行赋形的情况下，可以按照填料F的形状确定第一滚轮2A、第二滚轮2B和第三滚轮2C的形状和配置。作为具体例，除了可以将第一滚轮2A的第一轴AX1按照填料F的形状设为不是水平方向的方向以外，还可以将推压圆盘状的第二滚轮2B和第三滚轮2C的方向相对于第一滚轮2A的表面的角度θ1、θ2按照填料F的形状确定为相互不同的角度，或者将圆盘状的第二滚轮2B和第三滚轮2C的圆周部分的半径按照填料F的形状确定为相互不同的长度。

Claims (17)

1.一种复合材料赋形装置，具备：

至少一个第一滚轮，其在半固化片负载压力；

至少一个第二滚轮，其在所述半固化片负载压力；以及

至少一个电动机，其使所述第一滚轮和所述第二滚轮的至少一方旋转，

其中，在至少一个所述第一滚轮和至少一个所述第二滚轮之间，改变转速、滚轮直径和旋转动力的有无中的至少一个，使所述第一滚轮和所述第二滚轮旋转。

2.根据权利要求1所述的复合材料赋形装置，其中，所述第一滚轮和所述第二滚轮分别配置于夹入所述半固化片的位置。

3.根据权利要求2所述的复合材料赋形装置，其中，以第一轴为中心旋转的圆柱状或圆筒状的所述第一滚轮、和以相对于所述第一轴分别倾斜的两个第二轴为中心分别旋转的圆盘状的两个所述第二滚轮配置成：在所述第一滚轮和所述第二滚轮之间，形成与填料的横截面形状对应的空隙。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的复合材料赋形装置，具备：

第一电动机，其使所述第一滚轮的旋转轴以第一转速旋转；以及

第二电动机，其使所述第二滚轮的旋转轴以与所述第一转速不同的第二转速旋转。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的复合材料赋形装置，具备：

电动机，其使所述第一滚轮的旋转轴旋转，

其中，所述第二滚轮构成为不依赖于从电动机向旋转轴的动力传递，而是通过和所述半固化片之间的摩擦力来旋转。

6.根据权利要求1所述的复合材料赋形装置，其中，

所述第一滚轮由夹入所述半固化片的第一多个子滚轮构成，

所述第二滚轮由在不同于所述第一滚轮的位置夹入所述半固化片的第二多个子滚轮构成。

7.根据权利要求6所述的复合材料赋形装置，其中，

作为所述第一多个子滚轮配置第三滚轮和第四滚轮，以所述第一轴为中心旋转的圆柱状或圆筒状的所述第三滚轮、和以相对于所述第一轴分别倾斜的两个第二轴为中心分别旋转的圆盘状的两个所述第四滚轮配置成：在所述第三滚轮和第四滚轮之间，形成与填料的横截面形状对应的空隙，

而作为所述第二多个子滚轮配置第五滚轮和第六滚轮，以第三轴为中心旋转的圆柱状或圆筒状的所述第五滚轮、和以相对于所述第三轴分别倾斜的两个第四轴为中心分别旋转的圆盘状的两个第六滚轮配置成：在所述第五滚轮和第六滚轮之间，形成与所述填料的横截面形状对应的空隙。

8.根据权利要求6或7所述的复合材料赋形装置，其中，

所述至少一个电动机构成为使所述第一多个子滚轮的各旋转轴旋转，

所述第二多个子滚轮中的至少一个子滚轮构成为不依赖于从电动机向旋转轴的动力传递，而是通过和所述半固化片之间的摩擦力来旋转。

9.根据权利要求7所述的复合材料赋形装置，其中，

所述至少一个电动机构成为分别使所述第三滚轮的旋转轴以第一转速旋转，使所述第四滚轮的旋转轴以高于所述第一转速的第二转速旋转，使所述第五滚轮的旋转轴以低于所述第一转速的第三转速旋转，

所述第六滚轮构成为不依赖于从电动机向旋转轴的动力传递，而是通过和所述半固化片之间的摩擦力来旋转。

10.根据权利要求2或6所述的复合材料赋形装置，其中，通过两个圆柱状或圆筒状的滚轮夹入棒状的所述半固化片，在所述两个圆柱状或圆筒状的滚轮中的一方的表面形成与填料的横截面形状对应的凹部。

11.根据权利要求1～3中任一项所述的复合材料赋形装置，其中，由实施了具有非粘着性和耐久性的陶瓷涂层的金属构成所述滚轮的至少一个。

12.一种复合材料赋形方法，其中，使用权利要求1～3中任一项所述的复合材料赋形装置，通过在所述半固化片负载压力来制作赋形后的所述半固化片。

13.根据权利要求12所述的复合材料赋形方法，其中，通过使用所述复合材料赋形装置在棒状的半固化片负载压力，对填料进行赋形。

14.根据权利要求12所述的复合材料赋形方法，其中，根据所述半固化片的材质、在所述半固化片负载压力时的温度、在所述半固化片负载压力时的湿度、所述滚轮中的至少两个滚轮的旋转轴形成的角度和所述滚轮中的圆盘状的滚轮的纵截面的端部的半径的至少一个，确定使所述转速、所述滚轮直径和所述旋转动力的有无中的至少一个变化的条件。

15.一种复合材料赋形方法，其中，使用权利要求1～3中任一项所述的复合材料赋形装置，所述复合材料赋形方法具有下述步骤：

利用电动机使至少一个第一滚轮和至少一个第二滚轮的至少一方旋转，通过用所述第一滚轮和所述第二滚轮输送半固化片并负载压力，制作赋形后的所述半固化片的步骤；以及

通过在至少一个所述第一滚轮和至少一个所述第二滚轮之间改变转速、滚轮直径和旋转动力的有无中的至少一个使所述第一滚轮和所述第二滚轮旋转，来减少在所述半固化片产生的皱褶的步骤。

16.根据权利要求15所述的复合材料赋形方法，其中，根据所述半固化片的材质、在所述半固化片负载压力时的温度、在所述半固化片负载压力时的湿度、所述滚轮中的至少两个滚轮的旋转轴形成的角度和所述滚轮中的圆盘状的滚轮的纵截面的端部的半径的至少一个，确定使所述转速、所述滚轮直径和所述旋转动力的有无中的至少一个变化的条件。

17.一种复合材料赋形方法，其中，使用权利要求1或2所述的复合材料赋形装置，所述复合材料赋形方法具有下述步骤：

利用电动机使至少一个第一滚轮和至少一个第二滚轮的至少一方旋转，通过用所述第一滚轮和所述第二滚轮输送半固化片并负载压力，制作赋形后的所述半固化片的步骤；以及

通过在至少一个所述第一滚轮和至少一个所述第二滚轮之间改变转速、滚轮直径和旋转动力的有无中的至少一个使所述第一滚轮和所述第二滚轮旋转，来减少在所述半固化片产生的皱褶的步骤，

其中，通过使用所述复合材料赋形装置在棒状的半固化片负载压力，对填料进行赋形。

Images