JP2007237506A - 複合材成形体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】連続繊維で形成された筒状の強化材で強化されるとともに、断面形状に凹部を有する新規な複合材成形体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】複合材成形体１１は、芯体１２と、その周囲に設けられた筒状の繊維強化複合材１３とで構成されている。繊維強化複合材１３は、強化連続繊維で形成された強化材に樹脂が含浸、硬化されて形成され、軸方向と直交する断面形状が凹部１４を有する部分を備えている。繊維配列工程において、形成すべき複合材成形体１１の凹部１４と対応する部分に連続繊維を変形後の断面形状に合わせた長さで凸部２４ａを形成するように配列可能な芯体２０を使用する。芯体２０の周囲に連続繊維を変形後の断面形状に合わせた長さで配列して筒状の一次構造体２４を形成する。変形工程において、一次構造体２４の凸部２４ａに対応する箇所を押圧して所定形状の凹部１４を形成するように変形させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複合材成形体及びその製造方法に係り、詳しくは連続繊維で形成された筒状の強化材で強化された複合材成形体及びその製造方法に関する。

繊維強化樹脂等の複合材で筒状に形成された複合材成形体の製造方法としてフィラメントワインディング（ＦＷ）法や、ブレーディング（組み紐）あるいはファイバー（テープ）プレースメントで繊維強化材を形成した後、樹脂を含浸させる方法が複合材成形体を生産性良く製造することができる方法として実施されている。これらの方法では、連続繊維の芯体（マンドレル）への巻き付け、締め付けにより強化繊維の賦形を行うため、断面形状に凹部がある構造の芯体に対しては、芯体の形状に沿って強化繊維の賦形を行うことはできない。

従来、発泡合成樹脂からなる芯材の周囲に繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）成形用プリプレグを巻き付けたフレーム成形用素材を熱圧することにより、フレームの少なくとも一部周面に凹溝をフレーム周長方向に沿って設ける成形方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、図９（ａ），（ｂ）に示すように、断面矩形状で凹部４１ａを有する芯材４１の周囲にＦＲＰ成形用プリプレグ４２を巻き付けたものを成形型４３内にセットし、分割型４４で圧縮して成形する方法が開示されている。また、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、３枚のスライス材４５ａ，４５ｂ，４５ｃで形成された断面矩形状の芯材４５の周囲にＦＲＰ成形用プリプレグ４２を巻き付けたものを成形型４３内にセットし、分割型４４で圧縮して成形する方法も開示されている。
特開昭５４−１１５９２８号公報

構造体として部品単体で成立するものはほとんど無く、他の部品との係合接合部があるため、断面形状として凹部がある構造が必要となることが多い。また、構造体の剛性や強度を高めるために断面形状として凹部を設ける要求や他の部品との干渉を避けるためや意匠的な目的で断面形状として凹部を設ける要求がある。

ところが、従来のフィラメントワインディング（ＦＷ）法で複合材成形体を製造した場合あるいはブレーディング（組み紐）、ファイバー（テープ）プレースメントで製造した繊維構造体に樹脂を含浸させて複合材成形体を製造した場合には、複合材成形体の断面内での凹部分に繊維を賦形することはできない。

特許文献１の方法では、断面形状として凹部を有するＦＲＰが得られている。しかし、特許文献１の方法では、ＦＲＰ成形用プリプレグ４２を分割型４４で熱プレスする際に、断面の周長が延びることが可能であるものにしか適用できず、フィラメントワインディング法やブレーディング等で形成される筒状体のように連続繊維で筒状に形成されているものに対しては適用できない。

本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、連続繊維で形成された筒状の強化材で強化されるとともに、断面形状に凹部を有する新規な複合材成形体及びその製造方法を提供することにある。

前記の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、連続する繊維で形成された強化材で強化された複合材成形体であって、前記強化材は、連続する繊維で筒状に形成されるとともに、軸方向と直交する断面形状が凹部を有する部分を備えている。この発明の複合材成形体は、断面形状として凹部のない複合材成形体に比較して、同じ材料及び使用量で剛性や強度を高めることができ、構造体として使用範囲を拡げることができる。また、意匠の自由度も大きくなる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記強化材は、軸方向と直交する断面形状が凹部を有する芯体の周りに巻き付けられた状態の構造を有し、前記芯体には、複合材成形体の製造工程において前記芯体に連続繊維を巻き付ける際に、芯体の周りに巻き付けられる繊維の長さを、前記凹部に沿った長さと同じになるように調整したガイド部材がその基端部において取り付けられている。

この発明の複合材成形体は、芯体の周りに強化材が巻き付けられている。芯体はガイド部材を備えており、ガイド部材は芯体に連続繊維を巻き付ける際、ガイド部材と係合した状態で巻き付けられた連続繊維の長さを、複合材成形体に形成された状態において凹部に沿った長さと同じになるように調整可能である。従って、ガイド部材と係合した状態で所定の長さに巻き付けられた連続繊維を巻き付け終了後、成形型を使用して芯体の凹部に沿う状態に変形させることで容易に複合材成形体を形成することができる。連続繊維を変形させる際に、ガイド部材も連続繊維の変形に支障を来さない位置に回動あるいは屈曲されて配置される。

請求項３に記載の発明は、複合材成形体の製造方法であって、形成すべき複合材成形体の凹部と対応する部分に連続繊維を変形後の断面形状に合わせた長さで凸部を形成するように配列可能な芯体を使用し、前記芯体の周囲に連続繊維を変形後の断面形状に合わせた長さで配列して筒状の一次構造体を形成する繊維配列工程と、前記一次構造体の前記凸部に対応する箇所を押圧して所定形状の凹部を形成するように変形させる変形工程とを備えている。

この発明では、形成すべき複合材成形体が断面形状として凹部を有する形状であっても、連続繊維を巻き付ける芯体には凹部はなく、芯体に配列される（巻き付けられる）連続繊維は、凹部と対応する部分において変形後の断面形状に合わせた長さで凸部を形成するように配列されて筒状の一次構造体が形成される。そして、一次構造体の前記凸部に対応する箇所が押圧されて所定形状の凹部を有する形状に変形される。従って、複合材成形体を形成する際にフィラメントワインディングやブレーディング等の生産性の高い連続繊維の配列方法を使用して断面形状に凹部を有する新規な複合材成形体を製造することができる。また、一次構造体の凸部に対応する箇所が押圧されて凹部となるように変形された後の繊維の長さは、変形前の凸部の状態での長さと同じため、繊維が弛んだり無理な引っ張り力が作用したりする状態とはならず、凹部の箇所においても必要な強度が得られる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記芯体は、前記凸部が前記芯体の軸方向に沿って少なくとも一端部まで延びている。従って、この発明では、複合材成形体の軸方向に沿って少なくとも一端部まで延びている凹部、即ち溝部を有する複合材成形体を製造することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記芯体は、前記凸部の複合材成形体の軸方向と直交する面での断面形状が軸方向に連続的に変化するように形成されている。従って、この発明では、複合材成形体の軸方向に沿って延びる凹部、即ち溝部を有するとともに、その凹部の断面形状が軸方向に連続的に変化する複合材成形体を製造することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記芯体は、複合材成形体の軸方向の中間部に前記凸部が形成されている。従って、この発明では、複合材成形体の軸方向の中間部に凹部を有する複合材成形体を製造することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項３〜請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記芯体は、湾曲した形状に形成されている。従って、この発明では、断面形状として凹部を有し、かつ湾曲した筒状の複合材成形体を得ることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項３〜請求項７のいずれか一項に記載の発明において、前記連続繊維は、炭素繊維である。炭素繊維の伸び率は、一般に１％以下であるため、プレスによって繊維を伸ばして凹部に対応させることは難しい。しかし、この発明では連続繊維に炭素繊維を使用しても凹部を無理なく形成することができる。

本発明によれば、連続繊維で形成された筒状の強化材で強化されるとともに、断面形状に凹部を有する新規な複合材成形体及びその製造方法を提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。なお、図１及び図２は、複合材成形体や成形型の構成を模式的に示したものであり、図示の都合上、一部の寸法を誇張して分かり易くするために、それぞれの部分の幅、長さ、厚さ等の寸法の比は実際の比と異なっている。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、複合材成形体１１は、芯体１２と、その周囲に設けられた筒状の繊維強化複合材１３とで構成されている。芯体１２は発泡樹脂で形成されている。繊維強化複合材１３は、強化連続繊維で形成された強化材に樹脂が含浸、硬化されて形成されている。繊維強化複合材１３は、軸方向と直交する断面形状が凹部１４を有する部分を備えている。この実施形態では、繊維強化複合材１３の断面形状は、矩形の一隅が内側に点対称となるように折り曲げられた形状に形成されている。また、繊維強化複合材１３は、一定の断面形状が軸方向に連続するように形成されている。

強化繊維としては、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維（炭素繊維）、アラミド繊維等が使用される。樹脂としては不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が使用される。

次に前記のように構成された複合材成形体１１の製造方法について説明する。
複合材成形体１１はフィラメントワインディング（以下、フィラメントワインディングを適宜ＦＷと記載する。）法を利用して製造される。ＦＷ法で樹脂が含浸された繊維が巻き付けられるマンドレルに代えて、新規な構成の芯体２０が使用される。芯体２０として、形成（製造）すべき複合材成形体１１の凹部１４と対応する部分に連続繊維を変形後の断面形状に合わせた長さで凸部を形成するように配列可能な構成のものが使用される。

例えば、図２（ａ）に示すように、芯体２０は、断面形状が矩形の一隅が切り欠かれた形状の凹部２１ａを有する非変形部２１と、凹部２１ａを覆う状態で非変形部２１に固定された変形可能部２２とで構成されている。非変形部２１はＦＷ装置に取り付けられて樹脂含浸繊維が巻き付けられても変形しない材料で形成されており、この実施形態では発泡樹脂で形成されている。変形可能部２２は非変形部２１と合わせた外形が矩形状になるように直角に屈曲された薄い板材で形成されている。板材の材質は、樹脂や金属が使用される。変形可能部２２は、ＦＷ装置に取り付けられて樹脂含浸繊維が巻き付けられる際の巻き付け力では変形せず、それより大きな押圧力を受けると凹部２１ａ側に変形可能な凸部を構成するように形成されている。

前記のように構成された芯体２０をＦＷ装置にマンドレルに代えて取り付ける。そして、ＦＷ装置を駆動して、樹脂が含浸された繊維を芯体２０の表面に巻き付ける。これにより、図２（ｂ）に示すように、芯体２０の外側に樹脂含浸繊維２３が巻き付けられた状態になる。この工程が、芯体２０の周囲に連続繊維を変形後の断面形状に合わせた長さで配列して凸部２４ａを含む筒状の一次構造体２４を形成する繊維配列工程となる。

次に樹脂含浸繊維２３が巻き付けられた芯体２０、即ち一次構造体２４が形成された芯体２０をＦＷ装置から取り外す。そして、その芯体２０を成形型２５の下型２６にセットした後、上型２７を下降させる。図２（ｃ）に示すように、下型２６は、複合材成形体１１の断面形状に対応する収容凹部２６ａを備えており、上型２７は、複合材成形体１１の凹部１４に対応する凸部２７ａを備えている。そのため、上型２７が型閉じ位置に配置される際、上型２７の移動途中で上型２７の凸部２７ａが、一次構造体２４の凸部２４ａを押圧して所定形状の凹部を形成するように変形させる。そして、図２（ｃ）に示すように、一次構造体２４の変形可能部２２と対応する部分が内側に折り曲げられた状態となる。この工程が、一次構造体２４を押圧して所定形状の凹部１４を形成するように変形させる変形工程となる。その状態で成形型２５が図示しない加熱手段によって樹脂の熱硬化温度以上に加熱され、樹脂含浸繊維２３の樹脂が硬化する。その後、成形型２５の温度が低下した後、成形型２５が開かれて複合材成形体１１が取り出され、バリ取りや不要部の切断等の外形加工が行われて、図２（ｄ）に示すように複合材成形体１１の製造が完了する。炭素繊維の伸び率は、一般に１％以下であるため、プレスによって繊維を伸ばして凹部に対応させることは難しい。しかし、この実施形態では連続繊維に炭素繊維を使用しても凹部１４を無理なく形成することができる。

この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）複合材成形体１１は、連続する繊維で形成された強化材で強化された繊維強化複合材１３が筒状に形成されるとともに、軸方向と直交する断面形状が凹部１４を有する部分を備えている。従って、複合材成形体１１は、断面形状として凹部１４のない複合材成形体に比較して、同じ材料及び使用量で剛性や強度を高めることができ、構造体として使用範囲を拡げることができる。また、意匠の自由度も大きくなる。

（２）複合材成形体１１の製造方法は、形成すべき複合材成形体１１の凹部１４と対応する部分に連続繊維を変形後の断面形状に合わせた長さで凸部を形成するように配列可能な芯体２０を使用し、芯体２０の周囲に連続繊維を変形後の断面形状に合わせた長さで配列して筒状の一次構造体２４を形成する繊維配列工程を備えている。また、製造方法は、一次構造体２４の凸部２４ａに対応する箇所を押圧して所定形状の凹部１４を形成するように変形させる変形工程を備えている。従って、複合材成形体１１を形成する際にフィラメントワインディングやブレーディング等の生産性の高い連続繊維の配列方法を使用して断面形状に凹部１４を有する新規な複合材成形体１１を製造することができる。また、一次構造体２４の凸部２４ａに対応する箇所が押圧されて凹部１４となるように変形された後の繊維の長さは、変形前の凸部２４ａの状態での長さと同じため、繊維が弛んだり無理な引っ張り力が作用したりする状態とはならず、凹部１４の箇所においても必要な強度が得られる。

（３）芯体２０は、軸方向と直交する断面形状が一定に形成されているため、引き抜き成形や押し出し成形で形成されたものと同じ形状のものを繊維強化樹脂で形成することができる。また、複合材成形体１１の長手方向に沿って延びる溝部を有する複合材成形体１１を容易に製造することができる。

（４）芯体２０は、発泡樹脂で形成されているため、芯体２０を除去せずに複合材成形体１１の一部として使用した場合、芯体２０を非発泡樹脂や他の材料で形成した場合に比較して軽量となる。

（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施形態を、図３（ａ），（ｂ）を参照しながら説明する。この実施形態は、複合材成形体１１の製造方法が第１の実施形態と異なる。具体的には製造工程の繊維配列工程において使用する芯体２０の構成が異なり、その他の構成は第１の実施形態と基本的に同様であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

図３（ａ）に示すように、芯体２０は、断面形状が矩形の一隅に小さな矩形状の凹部２１ａを有する非変形部２１と、凹部２１ａに沿って図３（ａ）の紙面と垂直方向に延びるとともに非変形部２１に、基端部２８ａにおいて回動可能に取り付けられたガイド部材２８とで構成されている。即ち、第１の実施形態の芯体２０において、凹部２１ａを覆う状態で非変形部２１に固定された変形可能部２２に代えて、ガイド部材２８が設けられた構成となっている。

この芯体２０を使用して複合材成形体１１を製造する場合は、芯体２０に対して断面矩形状となるように樹脂含浸繊維２３が巻き付けられるのではなく、図３（ａ）に鎖線で示すように、断面五角形状となるように樹脂含浸繊維２３が巻き付けられる。このとき、ガイド部材２８は、図３（ａ）における非変形部２１の角部Ｃ１，Ｃ２からガイド部材２８の先端までの距離Ｌ１，Ｌ２の和が、角部Ｃ１からガイド部材２８の基端部２８ａを経て角部Ｃ２に至るまでの非変形部２１の表面に沿った長さと同じになる位置に保持される。

ＦＷ装置で樹脂含浸繊維２３が巻き付けられた芯体２０を成形型２５の下型２６に第１の実施形態と同様にセットした後、上型２７を型閉じ位置に移動させると、ガイド部材２８と係合する状態で配列されていた樹脂含浸繊維２３が、上型２７の凸部２７ａで押圧されてガイド部材２８が凹部２１ａへ向かって回動される。そして、図３（ｂ）に示すように、ガイド部材２８が非変形部２１の凹部２１ａの一面に接触した位置に配置され、樹脂含浸繊維２３が非変形部２１及びガイド部材２８に接触する状態に変形される。

その状態で成形型２５が図示しない加熱手段によって樹脂の熱硬化温度以上に加熱され、樹脂含浸繊維２３の樹脂が硬化する。その後、成形型２５の温度が低下した後、成形型２５が開かれて複合材成形体１１が取り出され、バリ取りや不要部の切断等の外形加工が行われて複合材成形体１１の製造が完了する。

従って、この実施形態によれば、第１の実施形態における（１）〜（３）と同様の効果の他に次の効果を得ることができる。
（４）第１の実施形態の非変形部２１を備えた芯体２０を使用する場合は、変形可能部２２が凹部２１ａの形状に精度良く合わせて形成されていないと、一次構造体２４における凸部２４ａの部分を変形工程で変形させた場合、樹脂含浸繊維２３が凹部２１ａに沿うように円滑に変形せずに弛んだり、芯体２０に過大な負荷を加えた状態で変形したりする。しかし、ガイド部材２８の場合は、基端からの長さが多少設計寸法と違っても、ガイド部材２８の配置角度を変更することで、巻き付けられる樹脂含浸繊維２３の長さを調整することができる。その結果、一次構造体２４における凸部２４ａの部分を変形工程で変形させた場合、樹脂含浸繊維２３が凹部２１ａに沿うように円滑に変形させることができる。

（５）ガイド部材２８の位置を変更することにより、芯体２０に樹脂含浸繊維２３を巻き付けた状態において、非変形部２１の角部Ｃ１からガイド部材２８を経て角部Ｃ２までの長さを変更することができる。従って、凹部１４の形状が異なる複合材成形体１１を形成する場合、第１の実施形態と異なり、同じ芯体２０を使用して対応することができる。例えば、図４に示すように、凸部２７ａの形状の異なる２７を備えた成形型２５を使用することにより、異なる形状の凹部１４を備えた複合材成形体１１を製造することができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 第２の実施形態の繊維配列工程において、ガイド部材２８と係合した状態で芯体２０の周りに巻き付けられた樹脂含浸繊維２３の形状は断面五角形状に限らない。例えば、ガイド部材２８を上型２７の型閉じ時に上型２７の押圧力で変形可能な強度に形成するとともに、樹脂含浸繊維２３の巻き付け時に、芯体２０の底面と平行に配置してガイド部材２８と係合した状態で芯体２０の周りに巻き付けられた樹脂含浸繊維２３の形状が矩形状となる長さにしてもよい。また、ガイド部材２８を上型２７の型閉じ時に上型２７の押圧力で変形可能な強度に形成するとともに、その形状を円弧面を含む形状や平板が屈曲された形状とすることにより、ガイド部材２８と係合した状態で芯体２０の周りに巻き付けられた樹脂含浸繊維２３の形状は、断面五角形状以外の多角形状や円弧を含む形状になる。

○ ガイド部材２８は、樹脂含浸繊維２３の巻き付け終了後、上型２７の型閉じ時に基端部２８ａを中心に回動される構成に限らず、基端部２８ａ（根元）から折り曲げられる構成であってもよい。

○ 複合材成形体１１は、断面形状において矩形の角部に凹部１４が形成された構成に限らない。例えば、図５（ｂ）に示すように、断面形状において矩形の一辺に凹部１４が形成された形状であってもよい。このような形状の複合材成形体１１を製造する場合は、例えば、第２の実施形態で使用した芯体２０のようにガイド部材２８を備えたものが使用される。但し、ガイド部材２８は１個ではなく、図５（ａ）に示すように、ガイド部材２８を２個設けるのが好ましい。そして、図５（ａ）に示すように、ガイド部材２８は、非変形部２１の角部Ｃ１から両ガイド部材２８の先端を経て角部Ｃ２に至るまでに配列される（巻き付けられる）樹脂含浸繊維２３の長さが、変形後に凹部２１ａに沿って配列される長さに等しくなる位置に保持された状態で樹脂含浸繊維２３の配列が行われる。

○ 断面形状において矩形の一辺に凹部１４を有する形状の複合材成形体１１を製造する場合も、ガイド部材２８を備えた同じ芯体２０を使用して、凸部２７ａの形状が異なる成形型２５を使用する場合に対応することができる。

○ 複合材成形体１１は、軸方向と直交する断面形状が凹部１４を有する部分を備えていればよく、凹部１４は複合材成形体１１の長手方向全長にわたって延びる形状に限らない。例えば、図６（ｂ）に示すように、複合材成形体１１の軸方向の中間部に凹部１４を有する形状であってもよい。この複合材成形体１１を製造する場合は、芯体２０として変形可能部２２を備えたものを使用する。但し、第１の実施形態と異なり、変形可能部２２（図示せず）は非変形部２１の長手方向の中間部に設けられるため、樹脂含浸繊維２３を凹部１４と対称な形状に配列する（巻き付ける）ことはできない。変形可能部２２としては、例えば、凹部１４より高さの低い四角錐台形状の外形のものが使用される。樹脂含浸繊維２３は、図６（ａ）に示すように、非変形部２１の一面と対応する部分に凸部２４ａを有する一次構造体２４となるように配列される。そして、その一次構造体２４を、複合材成形体１１の外形に対応した収容凹部２６ａ及び凸部２７ａを備えた成形型２５を使用して変形させるとともに、加熱硬化を行うことにより複合材成形体１１を製造する。

○ 複合材成形体１１は、複合材成形体１１の軸方向の中間部に複数の凹部１４を有する形状であってもよい。凹部１４の形状は四角柱状や四角錐台状に限らず、例えば、円錐台状や半球状であってもよい。また、少なくとも複合材成形体１１の一端部まで連続する溝状の凹部１４と、中間部に存在する凹部１４とを備えていてもよい。

○ 芯体２０は、変形可能部２２あるいはガイド部材２８を備えたものに限らず、形成すべき複合材成形体１１の凹部１４と対応する部分に連続繊維を変形後の断面形状に合わせた長さで凸部を形成するように配列可能であればよく、変形可能部２２を板材ではなく、図７（ａ）に示すように、充実体で構成してもよい。充実体は、例えば発泡樹脂で形成され、非変形部２１を構成する発泡樹脂より軟らかくて、上型２７が型閉じ位置に配置される際にその押圧力により非変形部２１の凹部２１ａに沿って圧縮可能なものとする。この芯体２０を使用して一次構造体２４を形成した後、成形型２５を使用して一次構造体２４を変形させるとともに、樹脂含浸繊維２３を加熱硬化させれば、図７（ｂ）に示すように、所望の断面形状を有する複合材成形体１１が得られる。変形可能部２２を構成する発泡樹脂が熱可塑性樹脂で芯体２０を構成する発泡樹脂より溶融温度が低く、樹脂の加熱硬化温度で溶融可能なものを使用すれば、変形がより容易となる。

○ 複合材成形体１１は、凹部１４が複合材成形体１１の長手方向の中間部から一端部まで延びる形状であってもよい。この場合、樹脂含浸繊維２３の巻き付け時に使用される芯体２０は、変形可能部２２又はガイド部材２８が、芯体２０の軸方向に沿って中間部から芯体２０の一端部まで延びている。

○ 複合材成形体１１は、その軸方向に沿って延びる凹部１４の断面形状が軸方向に連続的に変化する形状であってもよい。例えば、図８（ａ）に示すように、凹部１４の大きさが複合材成形体１１の一端（図における左側）から他端に向かって小さくなる形状の複合材成形体１１に適用してもよい。この複合材成形体１１を形成する場合は、変形可能部２２あるいはガイド部材２８の形状も凹部１４の変化の度合いに対応して先端と基端との間の長さが変化するように形成されている。

○ 複合材成形体１１は、直線状に限らず、例えば、図８（ｂ）に示すように、湾曲した形状であってもよい。
○ 複合材成形体１１を構成する芯体１２の材料は発泡樹脂に限らず、樹脂あるいは金属製の充実体や中空体であってもよい。

○ 繊維配列工程において、連続繊維の配列は、樹脂が含浸された状態に限らず、樹脂が含浸されていない連続繊維を配列した後、その一次構造体２４に樹脂を含浸させるようにしてもよい。

○ 一次構造体２４を形成する連続繊維の配列はＦＷ法に限らず、ブレーディング（組み紐）、ファイバー（テープ）プレースメントで樹脂の含浸されていない連続繊維を芯体２０に巻き付けてもよい。また、作業者が手作業で連続繊維を芯体２０に巻き付けて一次構造体２４を形成してもよい。

○ 繊維強化複合材１３を構成する樹脂は熱硬化性樹脂に限らず、熱可塑性樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂を使用する場合はＦＷ法のように樹脂が含浸された連続繊維を芯体２０に巻き付ける方法ではなく、樹脂が含浸されていない状態で連続繊維を芯体２０
に巻き付けて一次構造体２４を形成した後、例えば、ＲＴＭ（Resin Transfer Molding）法で樹脂を含浸させる方法を使用するのが好ましい。

○ 複合材成形体１１は、芯体１２を備えずに、筒状の繊維強化複合材１３だけで構成されていてもよい。この場合、樹脂硬化後に繊維強化複合材１３から芯体２０を除去する。芯体２０の除去は、芯体２０を繊維強化複合材１３から引き抜くことで行われる。また、非変形部２１が熱可塑性の発泡樹脂で、繊維強化複合材１３のマトリックス樹脂が熱硬化性樹脂の場合、樹脂含浸繊維２３の加熱硬化後、成形型２５の温度を非変形部２１の溶融温度以上に上昇させて、非変形部２１を溶融して除去してもよい。

以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
請求項３〜請求項８のいずれか一項に記載の発明において、前記繊維配列工程において、連続繊維の配列は、樹脂が含浸された状態で行われる。

請求項３〜請求項８のいずれか一項に記載の発明において、前記繊維配列工程において、連続繊維の配列は、樹脂が含浸されていない状態で行われる。

第１の実施形態を示し、（ａ）は複合材成形体の概略斜視図、（ｂ）は概略断面図。 （ａ）は芯体の概略断面図、（ｂ）は一次構造体の概略断面図、（ｃ）は成形型と一次構造体の関係を示す概略断面図、（ｄ）は複合材成形体の概略断面図。 第２の実施形態を示し、（ａ）は芯体の概略断面図、（ｂ）は成形型と一次構造体の関係を示す概略断面図。 別の成形型と一次構造体の関係を示す概略断面図。 別の実施形態を示し、（ａ）は芯体の概略断面図、（ｂ）は複合材成形体の概略断面図。 別の実施形態を示し、（ａ）は一次構造体の概略斜視図、（ｂ）は複合材成形体の概略斜視図。 別の実施形態を示し、（ａ）は芯体の概略断面図、（ｂ）は複合材成形体の概略断面図。 （ａ），（ｂ）は別の実施形態の概略斜視図。 （ａ），（ｂ）従来技術の製造方法を示す概略断面図。 （ａ），（ｂ）従来技術の製造方法を示す概略断面図。

符号の説明

１１…複合材成形体、１２，２０…芯体、１４，２１ａ…凹部、２４…一次構造体、２４ａ，２７ａ…凸部、２８…ガイド部材、２８ａ…基端部。

Claims (8)

1. 連続繊維で形成された強化材で強化された複合材成形体であって、前記強化材は、連続繊維で筒状に形成されるとともに、軸方向と直交する断面形状が凹部を有する部分を備えていることを特徴とする複合材成形体。
2. 前記強化材は、軸方向と直交する断面形状が凹部を有する芯体の周りに巻き付けられた状態の構造を有し、前記芯体には、複合材成形体の製造工程において前記芯体に連続繊維を巻き付ける際に、芯体の周りに巻き付けられる繊維の長さを、前記凹部に沿った長さと同じになるように調整したガイド部材がその基端部において取り付けられている請求項１に記載の複合材成形体。
3. 形成すべき複合材成形体の凹部と対応する部分に連続繊維を変形後の断面形状に合わせた長さで凸部を形成するように配列可能な芯体を使用し、前記芯体の周囲に連続繊維を変形後の断面形状に合わせた長さで配列して筒状の一次構造体を形成する繊維配列工程と、
   前記一次構造体の前記凸部に対応する箇所を押圧して所定形状の凹部を形成するように変形させる変形工程と
   を備えていることを特徴とする複合材成形体の製造方法。
4. 前記芯体は、前記凸部が前記芯体の軸方向に沿って少なくとも一端部まで延びている請求項３に記載の複合材成形体の製造方法。
5. 前記芯体は、前記凸部の複合材成形体の軸方向と直交する面での断面形状が軸方向に連続的に変化するように形成されている請求項４に記載の複合材成形体の製造方法。
6. 前記芯体は、複合材成形体の軸方向の中間部に前記凸部が形成されている請求項３に記載の複合材成形体の製造方法。
7. 前記芯体は、湾曲した形状に形成されている請求項３〜請求項６のいずれか一項に記載の複合材成形体の製造方法。
8. 前記連続繊維は、炭素繊維である請求項３〜請求項７のいずれか一項に記載の複合材成形体の製造方法。

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