JP7392000B2 - 複合材構造体の製造方法 - Google Patents

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Description

本開示は、複合材構造体の製造方法に関するものである。
航空機に用いられる主たる構造体の１つにストリンガがある。ストリンガは、長手方向の断面に断面形状が付されているとともに、長手方向に沿って湾曲または屈曲する長尺部品である。このようなストリンガを、複数の繊維シートを積層して形成した板状の積層体を変形させることで、製造する場合がある（例えば、特許文献１）。この場合、板状の積層体に対して、長手方向の断面を所定の形状に変形する加工及び長手方向に湾曲または屈曲する加工を施す必要がある。
特許文献１には、非平面な表面を持つマンドレルを用いて平板状の積層体に凹凸を形成した後に、積層体に対して、長手方向の断面を所定の形状に変形する加工及び長手方向に湾曲または屈曲する加工を施す方法が記載されている。
米国特許第９４４０４０１号明細書
板状の積層体に対して、長手方向の断面を所定の形状に変形する加工及び長手方向に湾曲または屈曲する加工（以下、「変形加工」という。）を施す場合、積層体は、繊維シートの繊維が延在する方向に伸縮し難いので、変形加工時に意図しない部分に荷重が作用し皺が発生する可能性がある。皺が発生すると、積層体を加工して製造される複合材構造体の強度が低減する可能性がある。
特許文献１では、平板状の積層体に非平面部（凹凸）を形成した後に、変形加工を施している。このように、事前に非平面部が形成された積層体とすることで、積層体が伸びた状態で変形加工を施せるので、皺の発生を抑制することができる可能性がある。
しかしながら、特許文献１では、積層体に形成する非平面部の形状について考慮していない。積層体に対して、曲折部分や屈曲部分等の急激に変化する部分を有する非平面部を形成した場合、変形加工を施す際に、曲折部分等に起因して皺が発生してしまう可能性があった。
また、非平面部を有する積層体を形成する方法として、非平面の表面を有する型に、繊維シートを積層していく方法も考えられる。
しかしながら、この方法では、非平面の表面を有する型に繊維シートを積層していかなければならず、積層体を成形する作業が煩雑となってしまう可能性があった。
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、皺の発生をより抑制することで、製造される複合材構造体の強度をより向上させることができる複合材構造体の製造方法を提供することを目的とする。
また、積層体を成形する工程を簡略化することができる複合材構造体の製造方法及び積層体を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示の複合材構造体の製造方法は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る複合材構造体の製造方法は、複数の繊維シートを積層して、板状の積層体を成形する積層体成形工程と、前記積層体の所定部分に曲面で形成された凹部または凸部を形成する形成工程と、前記形成工程の後に、前記積層体を短手方向に変形させて長手方向の断面を所定の形状とする短手方向変形工程と、前記形成工程の後に、前記形成工程で形成された前記凹部または前記凸部が変形するように前記積層体を前記長手方向に変形させて前記短手方向の断面を所定の形状とする長手方向変形工程と、を備えている。
本開示の一態様に係る積層体は、長手方向の断面が所定の形状であって、所定部分が変形することで短手方向の断面が所定の形状である複合材構造体を形成するために用いられる板状の積層体であって、板厚方向に積層される複数の繊維シートを有し、前記所定部分に曲面で形成された凹部または凸部が形成されている。
本開示によれば、皺の発生をより抑制することで、製造される複合材構造体の強度をより向上させることができる。
また、積層体を成形する工程を簡略化することができる。
第１実施形態に係る複合材構造体を示す斜視図である。 図１の複合材構造体に長手方向及び短手方向の変形を行う前の状態を示す模式的な平面図である。 図２のＩＩＩ部分を拡大した斜視図である。 図３のＩＶ－ＩＶ矢視断面を模式的に示した図である。 図３の凹部のＮｏ．０～１０における高さ（Ｈ）と長手方向の長さ（Ｌ）と伸び量を示す表である。 図３の凹部のＮｏ．０～１０における高さ（Ｈ）と長手方向の長さ（Ｌ）との関係を示すグラフである。 図３の凹部のＮｏ．０～１０における伸び量を示すグラフである。 図３の凹部と分割部とを示す図であって、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ－ｂ矢視断面を模式的に示した図である。 図２のＩＸ－ＩＸ矢視断面図である。 第２実施形態に係る複合材構造体に長手方向及び短手方向の変形を行う前の状態を示す模式的な平面図である。 図１０のＸＩ部分を拡大した斜視図である。 図１１の凹部のＮｏ．０～１０における高さ（Ｈ）と長手方向の長さ（Ｌ）と伸び量を示す表である。 図１１の凹部のＮｏ．０～１０における高さ（Ｈ）と長手方向の長さ（Ｌ）との関係を示すグラフである。 図１１の凹部と分割部とを示す図であって、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ－ｂ矢視断面を模式的に示した図である。 第３実施形態に係る複合材構造体を示す斜視図である。 第３実施形態に係る複合材構造体を示す斜視図である。 図１５及び図１６の複合材構造体に長手方向及び短手方向の変形を行う前の状態を示す模式的な平面図である。
以下に、本開示に係る複合材構造体の製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
本実施形態に係る複合材構造体１は、例えば、樹脂を含侵した繊維シート３を積層して形成される板状の積層体２から製造される。複合材構造体１としては、例えば、航空機の胴体や主翼等に利用されるストリンガ等が挙げられる。なお、繊維シート３の例としては、例えば、プリプレグが挙げられる。
なお、以下の説明において、積層体２の長手方向をＸ軸方向とし、積層体２の短手方向をＹ軸方向とし、積層体２の板厚方向をＺ軸方向として説明する。本実施形態では、Ｚ軸方向が上下方向とされている例について説明するため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する場合もある。
繊維シート３は、平坦なシート状とされている。１枚の繊維シート３は、配列される繊維の方向（以下、「繊維方向」という。）が一方向に揃えられた繊維基材及び繊維基材に含侵された樹脂によって構成される。繊維基材には、炭素繊維、ガラス繊維等の任意の繊維が用いられる。繊維基材に含浸される樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリウレタン、不飽和ポリエステル等、加熱されることで硬化する熱硬化性樹脂を用いることができる。その他、加熱を経て固化する、ポリアミド、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂を用いることもできる。
積層体２は、例えば、繊維方向が異なる繊維シート３を積層して成形される。具体的には、例えば、繊維方向が０度とされた繊維シート３と、繊維方向が４５度とされた繊維シート３と、繊維方向が－４５度とされた繊維シート３と、繊維方向が９０度とされた繊維シート３とが任意に積層されることによって成形されている。繊維方向のパターンや、各繊維方向における繊維シート３の枚数、積層の順序等は、複合材構造体１の仕様に応じて適宜設計される。例えば、繊維方向が０度とされた繊維シート３のみから積層体２が成形されてもよいし、繊維方向が０度とされた繊維シート３と、繊維方向が９０度とされた繊維シート３とから積層体２が成形されてもよい。
次に、本実施形態に係る複合材構造体を製造する方法について説明する。
まず、複数枚の繊維シート３を積層して、板状の複合材の積層体２を形成する（積層体成形工程）。このとき、積層体２を構成する繊維シート３の繊維を分割する（分割工程）。なお、分割工程は、積層体成形工程の前に行ってもよい。すなわち、積層される前の繊維シート３に対して、繊維を分割してもよい。次に、板状の積層体２に対して、積層体２に凹部及び凸部を形成する（形成工程）。次に、積層体２を、短手方向に変形させて長手方向の断面を所定の形状とするように変形させる（短手方向変形工程）。また、積層体２を、長手方向に変形させて短手方向の断面を所定の形状とするように変形させる（長手方向変形工程）。このようにして、複合材構造体１が製造される。変形工程では、凹部及び凸部は、長手方向変形工程で湾曲または屈曲される部分を含むように形成される。
次に、具体的な複合材構造体の製造方法について説明する。本実施形態では、一例として、図１で示す複合材構造体１を製造する方法について説明する。
まず、図１で示す複合材構造体を製造する方法について説明する。
複合材構造体１は、長手方向（Ｘ軸方向）の断面に所定の断面形状が付与された長尺状の部材である。また、複合材構造体１は、長手方向の２か所で屈曲している。すなわち、短手方向（Ｙ軸方向）の断面にも所定の断面形状が付与されている。なお、長手方向の断面とは、長手方向に直交する面で切断した際の断面を意味している。また、同様に、短手方向の断面とは、短手方向に直交する面で切断した際の断面を意味している。
複合材構造体１は、Ｙ軸方向の両端に配置されてＹ軸方向へ延びる一対のフランジ部１１と、各フランジ部１１のＹ軸方向の内側端部から斜め内側方向へ延びる一対のウェブ部１２と、一対のウェブ部１２の内側端部同士を連結するキャップ部１３と、を一体的に有している。すなわち、複合材構造体１の長手方向の断面形状も同様に、フランジ部１１、ウェブ部１２及びキャップ部１３を有している。
また、複合材構造体１は、長手方向の一端側である一端部１４と、長手方向の他端側である他端部１５と、一端部１４と他端部１５とを連結する中央部１６とを一体的に有している。すなわち、複合材構造体１の短手方向の断面形状も同様に、一端部１４、他端部１５及び中央部１６を有している。一端部１４、他端部１５及び中央部１６は、各々、長手方向の長さが略同一とされている。一端部１４と中央部１６とは、短手方向の断面において、所定の角度を有するように屈曲して接続されている。以下、一端部１４と中央部１６との接続部分を第１屈曲部１７と称する。第１屈曲部１７は、一端部１４の一側の板面（本実施形態では下面１４ａ）と、中央部１６の一側の板面（本実施形態では下面１６ａ）とが為す角度θ１が鈍角とされている。他端部１５と中央部１６とは、短手方向の断面において、所定の角度を有するように屈曲して接続されている。以下、他端部１５と中央部１６との接続部分を第２屈曲部１８と称する。第２屈曲部１８は、他端部１５の他側の板面（本実施形態では上面１５ａ）と、中央部１６の他側の板面（本実施形態では上面１６ｂ）とが為す角度θ２が鈍角とされている。角度θ１と角度θ２とは、略同一の角度となっている。すなわち、複合材構造体１は、一端部１４と他端部１５とが略平行に延在しているとともに、一端部１４と他端部１５とが所定の方向（本実施形態ではＺ軸方向）へ離間するように配置されている。また、中央部１６が、一端部１４と他端部１５とを連結している。
このような形状の複合材構造体１は、以下の方法で製造される。
まず、複数枚の繊維シート３を積層して、図２に示すように、平板状の複合材の積層体２を形成する（積層体成形工程）。
積層体成形工程で成形された積層体２は、平板状であるが、概念上、複合材構造体１が完成した際（すなわち、長手方向変形工程及び短手方向変形工程を行った後）に、フランジ部１１となるフランジ対応部２１等を有している。具体的には、積層体２は、図２に示すように、複合材構造体１が完成した際にフランジ部１１となるフランジ対応部２１と、ウェブ部１２となるウェブ対応部２２と、キャップ部１３となるキャップ対応部２３と、を有している。フランジ対応部２１は、積層体２のＹ軸方向の両端部に、Ｘ軸方向の全域に亘って設けられている。キャップ対応部２３は、Ｙ軸方向の中央部にＸ軸方向の全域に亘って設けられている。ウェブ対応部２２は、フランジ対応部２１とキャップ対応部２３との間に設けられている。ウェブ対応部２２は、Ｘ軸方向の全域に亘って設けられている。
次に、形成工程について、説明する。形成工程では、図２に示すように、積層体２に凹部２５及び凸部２６を形成する。形成工程を行う手段は、何れの手段であってもよい。例えば、凹部２５及び凸部２６に対応したマンドレルに押し当てることで、形成工程を行ってもよい。この場合には、凹部２５と凸部２６とが同時に形成される。なお、マンドレルを用いて凹部２５及び凸部２６を形成する場合には、凹部２５を形成するためのマンドレルと、凸部２６を形成するためのマンドレルとを異なるタイミングで積層体２に押し当ててもよい。すなわち、凹部２５と凸部２６とを同時に形成しなくてもよい。また、積層体２の板面にローラ等の回転体を押し当てることで、凹部２５及び凸部２６を形成してもよい。また、積層体２の板面に、ブラダ等の柔軟な袋状の部材を膨らませ押し当てることで、凹部２５及び凸部２６を形成してもよい。なお、以下の説明では、積層体２のうち、凹部２５及び凸部２６が形成されていない平面状の部分を平面部２７と称する。
まず、凹部２５について説明する。本実施形態の形成工程では、板状の積層体２の所定部分に、２つの凹部２５を形成する。所定部分とは、長手方向変形工程を行った後に第２屈曲部１８となる部分（積層体２のＸ軸方向の他端から３分の１付近）であって、Ｙ軸方向の両端部である。各凹部２５は、下方へ凹んでいる。各凹部２５は、フランジ対応部２１及びウェブ対応部２２のＹ軸方向の略全域に亘って形成されている。また、２つの凹部２５は接続しておらず、２つの凹部２５の間には平面部２７の一部であるキャップ対応部２３が存在する。このように、各凹部２５は、長手方向変形工程を行った後のフランジ部１１及びウェブ部１２に対応する位置に形成される。
各凹部２５は、フランジ対応部２１において、Ｘ軸方向の長さが略同一となるように形成されている。また、各凹部２５は、ウェブ対応部２２において、図３に示すように、Ｙ軸方向の端部（一側）から、中央部（他側）に向かうにつれて、Ｘ軸方向の長さが短くなるとともに、平面部２７に対するＺ軸方向の深さ（図４の高さＨ参照。高さＨの詳細については後述する。）が浅くなるように形成されている。なお、各凹部２５は、フランジ対応部２１及びウェブ対応部２２の全域に亘って、Ｙ軸方向の端部（一側）から、中央部（他側）に向かうにつれて、Ｘ軸方向の長さが短くなるとともに、深さが浅くなるように形成されてもよい。図３では、ウェブ対応部２２における凹部２５をＹ軸方向に等間隔にＮＯ．０～ＮＯ．１０に分けている。ＮＯ．０～ＮＯ．１０は、ＮＯ．０がウェブ対応部２２における凹部２５の他側となり、ＮＯ．１０がウェブ対応部２２における凹部２５の一側となるように割り振られている。
次に、凹部２５の詳細な形状について図４から図７を用いて説明する。図５は、図３のＮＯ．０～ＮＯ．１０の各位置における凹部２５の短手方向（Ｙ軸方向）の断面の高さＨ、長さＬ及び伸び量ΔＬを示している。詳細には、図５では、ＮＯ．０～ＮＯ．９の各位置における高さＨ、長さＬ及び伸び量ΔＬを、ＮＯ．１０を基準とした比率で示している。具体的には、ＮＯ．０～ＮＯ．９の各位置の高さＨ、長さＬ及び伸び量ΔＬは、各々、ＮＯ．１０の０．１倍～０．９倍とされている。図６は、図５の高さＨ及び長さＬをグラフ化したものである。なお、図６では、凹部２５の下端部分２５ａ（図３参照）を中心として、下端部分からＸ軸方向の一端までの長さの比率を正の値として示し、下端部分からＸ軸方向の他端までの長さの比率を負の値として示している。図７は、図５の伸び量ΔＬをグラフ化したものである。
凹部２５は、図３等に示すように、湾曲面で形成されている。また、凹部２５と平面部２７との境界は、連続的な湾曲面で形成されている。なお、湾曲面とは、曲折部分や屈曲部分等の急激に変化する部分が存在しない面である。このように、凹部２５は、積層体２に曲折部分や屈曲部分等の急激に変化する部分が生じない形状とされている。
また、凹部２５は、上述のように、フランジ対応部２１において、Ｙ軸方向の何れの位置においても、Ｘ軸方向の長さが略同一となるように形成されている。また、Ｙ軸方向の何れの位置においても、平面部２７に対するＺ軸方向の深さが一定となるように形成されている。
凹部２５（詳細には、ウェブ対応部２２に設けられた部分）は、ＮＯ．０～ＮＯ．１０において、高さＨ及びＸ軸方向の長さＬが、図５及び図６に示すように設定されている。また、伸び量ΔＬが、図５及び図７に示すように設定されている。なお、凹部２５の高さＨ（または、「深さ」ともいう。）とは、図４に示すように、凹部２５の下端部分２５ａにおける、凹部２５の上面から平面部２７の上面と同じ高さまでの距離である。また、長さＬとは、凹部２５を上面視した際のＸ軸方向の一端から他端までの長さである。また、凹部２５の伸び量ΔＬは、形成工程において凹部２５を形成した際に積層体２がＸ軸方向に伸びた量を示す値であって、凹部２５を側面視した際の積層体２の長手方向の長さＬ´から凹部２５の長手方向の長さＬを減じた値である。
すなわち、伸び量ΔＬは、以下の式（１）で示される。
ΔＬ＝Ｌ´－Ｌ・・・（１）
凹部２５（詳細には、ウェブ対応部２２に設けられた部分）は、Ｙ軸方向の断面が相似形状となるように、形成されている。すなわち、図５及び図６に示すように、Ｙ軸方向のいかなる位置においても、凹部２５の高さＨと長さＬと伸び量ΔＬとの比率が同じとなっている。また、本実施形態では、凹部２５は、Ｙ軸方向のいかなる位置においても、断面形状がサインカーブとなるように形成されている。また、図７に示すように、凹部２５の伸び量ΔＬは、ＮＯ．０（キャップ対応部２３側）からＮＯ．１０（フランジ対応部２１側）に向かうにつれて、一定の割合で増加している。
また、凹部２５には、図８に示すように、分割工程で繊維シート３の繊維を分割する分割部３１を設けてもよい。図８（ｂ）には、積層体２について、繊維方向が所定角度としての０度に揃えられた複数枚の繊維シート３のみが示されている。また、同図において、繊維方向は紙面左右方向（Ｘ軸方向）に一致している。
本実施形態では、積層体２は、繊維方向が所定角度としての０度に揃えられた繊維シート３を６枚有している。なお、繊維シート３の枚数は一例であり、任意に変更できる。
各繊維シート３には、１枚につき１箇所の分割部３１が設けられている。すなわち、積層体２には、合計６箇所の分割部３１が設けられている。また、積層体２は、積層方向に隣接している２枚の繊維シート３の分割部３１が、繊維方向において隣接するように配置されている。また、各繊維シート３の分割部３１は、繊維方向において互いに等間隔で配置されている。また、各分割部３１が、積層方向（Ｚ方向）において重複しないように配置されている。
図８（ｂ）の例では、複数の分割部３１のうち、２つの分割部３１が凹部２５に設けられ、残りの４つの分割部３１は平面部２７に設けられている。なお、平面部２７に分割部３１を設けずに、凹部２５のみに分割部３１を設けてもよい。
次に、凸部２６について説明する。形成工程では、図２に示すように、板状の積層体２の所定部分に１つの凸部２６を形成する。所定部分とは、長手方向変形工程を行った後に第１屈曲部１７となる部分（積層体２のＸ軸方向の一端から３分の１付近）であって、Ｙ軸方向の中央部である。凸部２６は、上方へ突出している。凸部２６は、２つのウェブ対応部２２及びキャップ対応部２３のＹ軸方向の略全域に亘って形成されている。
また、凸部２６は、Ｙ軸方向の端部まで到達しておらず、凸部２６とＹ軸方向の端部との間には平面部２７の一部であるフランジ対応部２１が存在する。このように、凸部２６は、長手方向変形工程を行った後のキャップ部１３及びウェブ部１２に対応する位置に形成される。
凸部２６は、キャップ対応部２３において、Ｘ軸方向の長さが略同一となるように形成されている。また、凸部２６は、ウェブ対応部２２において、Ｙ軸方向の中央部（他側）から、両端部（一側）に向かうにつれて、Ｘ軸方向の長さが短くなるとともに、平面部２７に対するＺ軸方向の高さが低くなるように形成されている。なお、凸部２６は、キャップ対応部２３及びウェブ対応部２２の全域に亘って、Ｙ軸方向の端部（一側）から、中央部（他側）に向かうにつれて、Ｘ軸方向の長さが短くなるとともに、高さが低くなるように形成されてもよい。
また、凸部２６は、各凹部２５と同様に、湾曲面で形成されている。また、凸部２６と平面部２７との境界は、連続的な湾曲面で形成されている。このように、凸部２６は、積層体２に曲折部分や屈曲部分等の急激に変化する部分が生じない形状とされている。また、凸部２６（詳細には、ウェブ対応部２２に設けられた部分）は、各凹部２５と同様に、Ｙ軸方向の断面が相似形状となるように、形成されている。また、Ｙ軸方向のいかなる位置においても、断面形状がサインカーブとなるように形成されている。また、凸部２６の伸び量は、フランジ対応部２１側からキャップ対応部２３側に向かうにつれて、一定の割合で増加している。
また、凸部２６には、図９に示すように、分割工程で繊維シート３の繊維を分割する分割部３１が設けられる。凸部２６は、各凹部２５と同様に、各繊維シート３の１箇所に分割部３１が設けられている。また、各繊維シート３の分割部３１は、繊維方向において互いに等間隔で配置されている。また、各分割部３１が、積層方向において重複しないように配置されている。
凹部２５及び凸部２６を形成すると、次に、短手方向変形工程及び長手方向変形工程を行う。
短手方向変形工程では、凹部２５及び凸部２６が形成された積層体２を短手方向に変形させることで、フランジ部１１、ウェブ部１２及びキャップ部１３を形成する。また、長手方向変形工程では、凹部２５及び凸部２６が形成された積層体２を長手方向に変形させることで、第１屈曲部１７及び第２屈曲部１８を形成する。すなわち、長手方向変形工程では、凹部２５及び凸部２６が変形するように、積層体２を変形させている。詳細には、長手方向変形工程では、凹部２５の長手方向（Ｘ軸方向）に隣接する領域が、凹部２５の曲面が膨出する方向（本実施形態では下方）と反対方向（すなわち、本実施形態では上方）へ移動するように積層体２を変形させる。また、凸部２６の長手方向（Ｘ軸方向）に隣接する領域が、凸部２６の曲面が膨出する方向（本実施形態では上方）と反対方向（すなわち、本実施形態では下方）へ移動するように積層体２を変形させる。
なお、短手方向変形工程及び長手方向変形工程を行う手段は、何れの手段であってもよい。例えば、完成後の複合材構造体１の形状に対応したマンドレルに押し当てることで、短手方向変形工程及び長手方向変形工程を行ってもよい。この場合には、短手方向変形工程と長手方向変形工程とが同時に行われる。なお、マンドレルを用いて短手方向変形工程及び長手方向変形工程を行う場合には、短手方向の変形を行うためのマンドレルと、長手方向の変形を行うためのマンドレルとを異なるタイミングで使用してもよい。すなわち、短手方向変形工程と長手方向変形工程とを同時に行わなくてもよい。また、ロール成形装置で、短手方向変形工程を行った後に、長手方向変形工程を行ってもよい。
本実施形態では、このようにして、複合材構造体１を製造する。
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
積層体２に対して、長手方向（Ｘ軸方向）の変形及び短手方向（Ｙ軸方向）の変形を行う場合には、積層体２を長手方向に変形させる際に（すなわち、短手方向の断面を変形させる際に）、湾曲または屈曲させる部分の短手方向の位置によって、曲率半径の大きい部分と曲率半径の小さい部分が生じる。曲率半径の大きい部分では長手方向に引張力が作用し、曲率半径の小さい部分では長手方向に圧縮力が作用する。
本実施形態では、積層体２を短手方向及び長手方向に変形させる前に、積層体２の所定の部分に凹部２５及び凸部２６を形成している。凹部２５及び凸部２６を形成すると、凹部２５及び凸部２６の迂回分だけ積層体２が伸びるように変形する。よって、凹部２５及び凸部２６が形成された部分を含む領域では、凹部２５及び凸部２６の迂回分だけ積層体２の長手方向の長さが長くなる。したがって、凹部２５及び凸部２６を形成した後に、長手方向に変形させた場合には、積層体２の長手方向の長さが長くなっている分、曲率半径の大きい部分において発生する引張力が抑制される。曲率半径が大きい部分において発生する引張力が抑制されることで、曲率半径の小さい部分に作用する圧縮力も抑制される。したがって、皺の発生を抑制することができる。よって、複合材構造体の強度を向上させることができる。
例えば、曲折部分や屈曲部分等の急激に変化する部分が積層体２に存在する場合、短手方向変形や長手方向変形を行う際に、当該部分に起因して皺が発生する場合がある。本実施形態では、形成工程において曲面で形成された凹部２５及び凸部２６を形成している。これにより、凹部２５及び凸部２６の曲面部分においては、急激に変化する部分のない滑らかな形状となる。したがって、積層体２に対して短手方向変形や長手方向変形を行う際に、皺の発生をより抑制することができる。よって、複合材構造体の強度をより向上させることができる。
また、形成工程において曲面で形成された凹部２５及び凸部２６を形成しているので、形成工程においても容易に凹部２５及び凸部２６を形成することができる。
また、積層体成形工程で成形した積層体２に対して、凹部２５及び凸部２６を形成している。このため、積層体成形工程では、平板状の積層体２を形成すればよいので、平面に繊維シート３を積層して積層体２を成形することができる。したがって、非平面の表面を有する型に繊維シート３を積層する場合と比較して、積層体２を成形する工程を簡易化することができる。
本実施形態では、長手方向変形工程で変形される部分を含むように、凹部２５及び凸部２６を形成している。これにより、積層体２を長手方向に変形させる際に、曲率半径の大きい部分において発生する引張力をより好適に抑制することができる。したがって、曲率半径の小さい部分に作用する圧縮力を抑制し、皺の発生を、より好適に抑制することができる。よって、複合材構造体の強度をより好適に向上させることができる。
本実施形態では、凹部２５及び凸部２６と平面部２７との境界が連続的な湾曲面となっている。これにより、凹部２５及び凸部２６と平面部２７との境界においても、急激に変化する部分のない滑らかな形状とすることができる。したがって、積層体２に対して短手方向変形や長手方向変形を行う際に、皺の発生をより抑制することができる。よって、複合材構造体の強度をより好適に向上させることができる。
本実施形態では、凹部２５及び凸部２６が、短手方向の一側から他側に向かって長手方向の長さが減少している。これにより、短手方向の位置に関わらず長手方向の長さが一定である凹部２５及び凸部２６と比較して、形成工程で凹部２５及び凸部２６を形成する際に、変形させる領域を小さくすることができる。これにより、形成工程において、凹部２５及び凸部２６を容易に形成することができる。
本実施形態では、形成工程の前に、所定部分において、繊維シート３の繊維を分割する分割工程を備えている。これにより、形成工程において、積層体２の所定部分が長手方向に伸び易くなる。したがって、形成工程において、好適に凹部２５及び凸部２６を形成することができる。
本実施形態では、分割部３１が積層方向に重複しないように長手方向に離間して配置されている。これにより、積層体２の積層方向における同一断面に複数の分割部３１が配置される事態が回避される。したがって、積層体２の強度の低下を抑制することができる。
本実施形態では、凹部２５及び凸部２６（詳細には、ウェブ対応部２２に設けられた部分）は、Ｙ軸方向の断面が相似形状となるように、形成されている。また、伸び量は、Ｙ軸方向の中央部から端部に向かうにつれて、一定の割合で増加している。これにより、積層体２のＹ軸方向の各箇所における凹部２５及び凸部２６の伸び量が予想し易い。したがって、好適に凹部２５及び凸部２６を形成することができる。
〔第２実施形態〕
次に、本開示に係る第２実施形態について、図１０から図１４を用いて説明する。なお、本実施形態は、ウェブ対応部２２における凹部及び凸部の形状が異なっている点で、第１実施形態と異なっている。その他の点は、第１実施形態と同様であるので、同様の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
本実施形態に係る各凹部４５は、図１０に示すように、フランジ対応部２１及びウェブ対応部２２において、Ｙ軸方向の位置に関わらずＸ軸方向の長さが一定である。また、凸部４６は、ウェブ対応部２２及びキャップ対応部２３において、Ｙ軸方向の位置に関わらずＸ軸方向の長さが一定である。すなわち、各凹部４５及び凸部４６は、平面視で長方形状に形成されている。
各凹部４５は、ウェブ対応部２２において、図１１に示すように、Ｙ軸方向の端部（一側）から、中央部（他側）に向かうにつれて、深さが浅くなるように形成されている。なお、各凹部４５は、フランジ対応部２１及びウェブ対応部２２の全域に亘って、Ｙ軸方向の端部（一側）から、中央部（他側）に向かうにつれて、深さが浅くなるように形成されてもよい。図１１では、ウェブ対応部２２における凹部４５をＹ軸方向に等間隔にＮＯ．０からＮＯ．１０に分けている。ＮＯ．０～ＮＯ．１０は、ＮＯ．０がウェブ対応部２２における凹部４５の他側となり、ＮＯ．１０がウェブ対応部２２における凹部４５の一側となるように割り振られている。
各凹部４５は、図１１等に示すように、湾曲面で形成されている。また、凹部４５と平面部２７との境界は、連続的な湾曲面で形成されている。図１１及び図１４において、一点鎖線４５ａは、凹部４５の下端部分を示している。
各凹部４５（詳細には、ウェブ対応部２２に設けられた部分）は、Ｎｏ．０～Ｎｏ．１０において、高さＨ及びＸ軸方向の長さＬが、図１２及び図１３に示すように設定されている。また、伸び量ΔＬが、図１２に示すように設定されている。図１２及び図１３では、ＮＯ．０～ＮＯ．９の各位置における高さＨ及び伸び量ΔＬを、ＮＯ．１０を基準とした比率で示している。具体的には、例えば、ＮＯ．１の高さＨは、ＮＯ．１０の０．２４１倍とされている。なお、伸び量ΔＬは、第１実施形態における凹部２５のＮｏ．０～Ｎｏ．１０と同じ比率となっている。すなわち、図７に示すように、凹部４５の伸び量ΔＬは、凹部２５と同様に、ＮＯ．０（キャップ対応部２３側）からＮＯ．１０（フランジ対応部２１側）に向かうにつれて、一定の割合で増加している。
また、凹部４５は、Ｙ軸方向のいかなる位置においても、断面形状がサインカーブとなるように形成されている。
また、凹部４５には、図１４に示すように、繊維シート３の繊維を分割する分割部３１が設けられる。凹部４５には、複数（６つ）の分割部３１のすべてが設けられている。凹部４５は、Ｙ軸方向においてＸ軸方向の長さが同じであるので、Ｙ軸方向のいかなる位置においても、複数（６つ）の分割部３１のすべてが設けられている。
凸部４６は、ウェブ対応部２２において、Ｙ軸方向の中央部（他側）から、両端部（一側）に向かうにつれて、高さが低くなるように形成されている。なお、凸部４６は、キャップ対応部２３及びウェブ対応部２２の全域に亘って、Ｙ軸方向の中央部（他側）から、端部（一側）に向かうにつれて、高さが低くなるように形成されてもよい。凸部４６の断面形状は、第１実施形態の凸部２６の形状（図９参照）と略同一であるので、詳細な説明は省略する。
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、凹部４５及び凸部４６の長手方向の長さが、短手方向の位置に関わらず一定である。これにより、各分割部３１が長手方向に離間して配置されている場合であっても、短手方向の何れの位置でも凹部４５及び凸部４６に含まれる分割部３１の数を同じ数にすることができる。したがって、短手方向の一側から他側に向かって長手方向の長さが減少する凹部及び凸部（例えば、図８に示す凹部２５等）と比較して、凹部４５及び凸部４６に含まれる分割部３１の数を多くできる。よって、形成工程において好適に積層体２を長手方向に伸ばすことができるので、凹部４５及び凸部４６を好適に形成することができる。
〔第３実施形態〕
次に、本開示に係る第３実施形態について、図１５から図１７を用いて説明する。
本実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と複合材構造体の形状が異なっている。その他の点は、第１実施形態と同様であるので、同様の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
本実施形態の複合材構造体５０は、図１５及び図１６に示すように、Ｚ軸方向の両端に配置されてＸ軸方向及びＹ軸方向によって形成される面と略平行に延びる第１面部５１と、第１面部５１のＹ軸方向の一端から略直角に曲折して下方へ延びる第２面部５２と、第２面部５２の下端から略直角に曲折して第１面部５１と同方向へ略平行に延びる第３面部５３と、を一体的に有している。
また、複合材構造体５０は、長手方向の一端側である一端部５４と、長手方向の他端側である他端部５５と、を一体的に有している。一端部５４と他端部５５とは、長手方向の長さが略同一とされている。一端部５４と他端部５５とは、短手方向の断面において、所定の角度を有するように屈曲して接続されている。以下、一端部５４と他端部５５との接続部分を屈曲部５７と称する。屈曲部５７は、一端部５４における第１面部５１の一側の板面（本実施形態では上面５４ａ）と、他端部５５における第１面部５１の一側の板面（本実施形態では上面５５ａ）とが為す角度θ３が鈍角とされている。
このような形状の複合材構造体５０は、以下の方法で製造される。積層体成形工程、分離工程、長手方向変形工程及び短手方向変形工程については、第１実施形態及び第２実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
本実施形態の形成工程では、図１７に示すように、板状の積層体２の所定部分に１つの凸部５６のみを形成する。所定部分とは、長手方向変形工程を行った後に屈曲部５７となる部分（積層体２のＸ軸方向の中央付近）であって、Ｙ軸方向の一端側である。凸部５６は、上方（図１７における紙面手前方向）へ突出している。凸部５６は、第２対応部６２（長手方向変形工程及び短手方向変形工程を行った後に第２面部５２となる部分）及び第３対応部６３（長手方向変形工程及び短手方向変形工程を行った後に第３面部５３となる部分）のＹ軸方向の略全域に亘って形成されている。すなわち、第１対応部６１（長手方向変形工程及び短手方向変形工程を行った後に第１面部５１となる部分）には、凸部５６は形成されていない。
凸部５６は、第３対応部６３において、Ｘ軸方向の長さが略同一となるように形成されている。また、凸部５６は、第２対応部６２のＹ軸方向の略全域において、Ｙ軸方向の他側（本実施形態では図１７における紙面上側）から、一側（本実施形態では図１７における紙面下側）に向かうにつれて、Ｘ軸方向の長さが長くなるとともに、高さが高くなるように形成されている。
また、凸部５６は、第３対応部６３において、Ｙ軸方向の何れの位置においても、Ｘ軸方向の長さが同じ長さとなるように形成されている。また、Ｙ軸方向の何れの位置においても、高さが一定となるように形成されている。
なお、凸部５６は、第３対応部６３及び第２対応部６２の全域において、Ｙ軸方向の他側（本実施形態では図１７における紙面上側）から、一側（本実施形態では図１７における紙面下側）に向かうにつれて、Ｘ軸方向の長さが長くなるとともに、高さが高くなるように形成されてもよい。凸部５６の断面形状は、第１実施形態の凸部２６の形状（図９参照）と略同一であるので、詳細な説明は省略する。
このような複合材構造体５０であっても、本開示の製造方法を適用すれば、第１実施形態と同様の効果を得られる。
なお、板状の積層体２の所定部分に１つの凸部５６の代わりに１つの凹部を形成してもよい。積層体２に凸部を形成するか、凹部を形成するかは、積層体の折り曲げ方向によって決定する。すなわち、図１７に示す積層体２を紙面奥側に折り曲げる場合には凸部を形成し、紙面手前側に折り曲げる場合委は凹部を形成する。
なお、本開示は、上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記各実施形態では、凹部や凸部のＹ軸方向の断面がサインカーブとなる例について説明したが、本開示はこれに限定されない。凹部及び凸部は、曲折部分等を有さない滑らかな形状であればよい。
また、上記各実施形態では、形成工程において、伸び量ΔＬが目標の伸び量ΔＬ（すなわち、複合材構造体１が完成時の伸び量ΔＬ）となるように、凹部または凸部を形成する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、形成工程においては、伸び量ΔＬが目標の伸び量ΔＬ（すなわち、複合材構造体１が完成時の伸び量ΔＬ）よりも少なくなるように凹部または凸部を形成してもよい。
また、本開示が適用可能な複合材構造体は、上記各実施形態で説明した形状の複合材構造体に限定されない。例えば、第１実施形態及び第２実施形態では、一端部１４、他端部１５及び中央部１６の長手方向の長さが略同一とされている例（図１参照）について説明したが、一端部１４、他端部１５及び中央部１６の長手方向の長さは、各々異なっていてもよい。また、第１実施形態及び第２実施形態では、第１屈曲部１７における角度θ１と、第２屈曲部１８における角度θ２とが略同一である例について説明したが、第１屈曲部１７における角度θ１と第２屈曲部１８における角度θ２とが異なる角度であってもよい。また、例えば、第１実施形態及び第２実施形態では、２つの屈曲部（第１屈曲部１７及び第２屈曲部１８）を有する例について説明したが、屈曲部の数は２つに限定されない。屈曲部の数は、単数でもよく３つ以上の複数でもよい。屈曲部が単数となる形状の例としては、図１における一端部１４、中央部１６及び第１屈曲部１７のみによって形成される形状や、中央部１６、他端部１５及び第２屈曲部１８のみによって形成される形状が挙げられる。また、第３実施形態では、一端部５４と他端部５５の長手方向の長さが略同一とされている例（図１５及び図１６参照）について説明したが、一端部５４と他端部５５の長手方向の長さは、異なっていてもよい。
各実施形態に記載の複合材構造体の製造方法は、例えば以下のように把握される。
本開示の一態様に係る複合材構造体（１）の製造方法は、複数の繊維シート（３）を積層して、板状の積層体（２）を成形する積層体成形工程と、前記積層体の所定部分に曲面で形成された凹部（２５）または凸部（２６）を形成する形成工程と、前記形成工程の後に、前記積層体を短手方向に変形させて長手方向の断面を所定の形状とする短手方向変形工程と、前記形成工程の後に、前記形成工程で形成された前記凹部または前記凸部が変形するように前記積層体を前記長手方向に変形させて前記短手方向の断面を所定の形状とする長手方向変形工程と、を備えている。
積層体に対して、長手方向の変形及び短手方向の変形を行う場合には、積層体を長手方向に変形させる際に（すなわち、短手方向の断面を変形させる際に）、湾曲または屈曲させる部分の短手方向の位置によって、曲率半径の大きい部分と曲率半径の小さい部分が生じる。曲率半径の大きい部分では長手方向に引張力が作用し、曲率半径の小さい部分では長手方向に圧縮力が作用する。
上記構成では、積層体を短手方向及び長手方向に変形させる前に、積層体の所定の部分に凹部または凸部を形成している。凹部または凸部を形成すると、凹部または凸部の迂回分だけ積層体が伸びるように変形する。よって、凹部または凸部が形成された部分を含む領域では、凹部または凸部の迂回分だけ積層体の長手方向の長さが長くなる。したがって、凹部または凸部を形成した後に、長手方向に変形させた場合には、積層体の長手方向の長さが長くなっている分、曲率半径の大きい部分において発生する引張力が抑制される。曲率半径が大きい部分において発生する引張力が抑制されることで、曲率半径の小さい部分に作用する圧縮力も抑制される。したがって、皺の発生を抑制することができる。よって、複合材構造体の強度を向上させることができる。
例えば、曲折部分や屈曲部分等の急激に変化する部分が積層体に存在する場合、短手方向変形や長手方向変形を行う際に、当該部分に起因して皺が発生する場合がある。上記構成では、形成工程において曲面で形成された凹部または凸部を形成している。これにより、凹部または凸部の曲面部分においては、急激に変化する部分のない滑らかな形状となる。したがって、積層体に対して短手方向変形や長手方向変形を行う際に、皺の発生をより抑制することができる。よって、複合材構造体の強度をより向上させることができる。
また、積層体成形工程で成形した積層体に対して、凹部または凸部を形成している。このため、積層体成形工程では、平板状の積層体を形成すればよいので、平面に繊維シートを積層して積層体を成形することができる。したがって、非平面の表面を有する型に繊維シートを積層する場合と比較して、積層体を成形する工程を簡易化することができる。
なお、長手方向の断面とは、長手方向に直交する面で切断した際の断面を意味している。また、同様に、短手方向の断面とは、短手方向の直交する面で切断した際の断面を意味している。
また、短手方向変形工程と長手方向変形工程とは同時に行ってもよい。
また、上記構成では、形成工程で形成された凹部または凸部が変形するように、積層体を長手方向に変形させている。これにより、積層体を長手方向に変形させる際に、曲率半径の大きい部分において発生する引張力をより好適に抑制することができる。したがって、曲率半径の小さい部分に作用する圧縮力を抑制し、皺の発生を、より好適に抑制することができる。よって、複合材構造体の強度をより好適に向上させることができる。
また、本開示の一態様に係る複合材構造体の製造方法は、前記凹部または前記凸部は、サインカーブを有する。
上記構成では、凹部または凸部がより滑らかな形状となるので、積層体に対して短手方向変形や長手方向変形を行う際に、皺の発生をより好適に抑制することができる。よって、複合材構造体の強度をより好適に向上させることができる。
また、本開示の一態様に係る複合材構造体の製造方法は、前記積層体は、平板状の平面部（２７）を有し、前記形成工程では、前記凹部または前記凸部と前記平面部との境界が連続的な湾曲面となるように、前記凹部または前記凸部を形成する。
上記構成では、凹部または凸部と平面部との境界が連続的な湾曲面となっている。これにより、凹部または凸部と平面部との境界においても、急激に変化する部分のない滑らかな形状とすることができる。したがって、積層体に対して短手方向変形や長手方向変形を行う際に、皺の発生をより抑制することができる。よって、複合材構造体の強度をより好適に向上させることができる。
また、本開示の一態様に係る複合材構造体の製造方法は、前記凹部または前記凸部は、前記短手方向の一側から他側に向かって前記長手方向の長さが減少している。
上記構成では、凹部または凸部が、短手方向の一側から他側に向かって長手方向の長さが減少している。これにより、短手方向の位置に関わらず長手方向の長さが一定である凹部または凸部と比較して、形成工程で凹部または凸部を形成する際に、変形させる領域を小さくすることができる。これにより、形成工程において、凹部または凸部を容易に形成することができる。
また、本開示の一態様に係る複合材構造体の製造方法は、前記形成工程の前に、前記所定部分において、前記繊維シートの前記長手方向に沿って配列されている繊維を分割部（３１）で分割する分割工程を備えている。
上記構成では、形成工程の前に、所定部分において、繊維シートの繊維を分割する分割工程を備えている。これにより、形成工程において、積層体の所定部分が長手方向に伸び易くなる。したがって、形成工程において、好適に凹部または凸部を形成することができる。
また、本開示の一態様に係る複合材構造体の製造方法は、前記積層体は、前記分割工程において前記繊維を前記分割部で分割された前記繊維シートを複数有し、各前記分割部が積層方向に重複しないように前記長手方向に離間して配置されていて、前記分割部は、前記凹部または前記凸部に設けられている。
上記構成では、分割部が積層方向に重複しないように長手方向に離間して配置されている。これにより、積層体の積層方向における同一断面に複数の分割部が配置される事態が回避される。したがって、積層体の強度の低下を抑制することができる。
また、本開示の一態様に係る複合材構造体の製造方法は、前記凹部または前記凸部は、前記短手方向の位置に関わらず前記長手方向の長さが一定である。
上記構成では、凹部または凸部の長手方向の長さが、短手方向の位置に関わらず一定である。これにより、各分割部が長手方向に離間して配置されている場合であっても、短手方向の何れの位置でも凹部または凸部に含まれる分割部の数を同じ数にすることができる。したがって、短手方向の一側から他側に向かって長手方向の長さが減少する凹部または凸部と比較して、凹部または凸部に含まれる分割数の数を多くできる。よって、形成工程において好適に積層体を長手方向に伸ばすことができるので、凹部または凸部を好適に形成することができる。
なお、凹部または凸部の長手方向の長さとは、凹部または凸部を平面視したときの凹部または凸部の長手方向の長さを意味している。
また、本開示の一態様に係る複合材構造体の製造方法は、前記長手方向変形工程は、前記凹部または前記凸部と前記長手方向に隣接する領域が前記凹部または前記凸部の曲面が膨出する方向と反対方向へ移動するように前記積層体を変形させる。
上記構成では、凹部または前記凸部と前記長手方向に隣接する領域が前記凹部または前記凸部の曲面が膨出する方向と反対方向へ移動するように前記積層体を変形させる。これにより、確積層体を長手方向に変形させる際に、曲率半径の大きい部分において発生する引張力をより好適に抑制することができる。したがって、曲率半径の小さい部分に作用する圧縮力を抑制し、皺の発生を、より好適に抑制することができる。よって、複合材構造体の強度をより好適に向上させることができる。
本開示の一態様に係る積層体は、長手方向の断面が所定の形状であって、所定部分が変形することで短手方向の断面が所定の形状である複合材構造体（１）を形成するために用いられる板状の積層体（２）であって、板厚方向に積層される複数の繊維シート（３）を有し、前記所定部分に曲面で形成された凹部（２５）または凸部（２６）が形成されている。
上記構成では、所定部分に曲面で形成された凹部または凸部が形成されている。これにより、積層体を長手方向に変形させて複合材構造体を製造する際に、曲率半径の大きい部分において発生する引張力を好適に抑制することができる。したがって、曲率半径の小さい部分に作用する圧縮力を抑制し、皺の発生を、より好適に抑制することができる。よって、複合材構造体の強度をより好適に向上させることができる。
また、凹部または凸部が曲面で形成されているので、凹部または凸部の曲面部分においては、急激に変化する部分のない滑らかな形状となる。したがって、積層体に対して短手方向変形や長手方向変形を行う際に、皺の発生をより抑制することができる。よって、複合材構造体の強度をより向上させることができる。
１ ：複合材構造体
２ ：積層体
３ ：繊維シート
１１ ：フランジ部
１２ ：ウェブ部
１３ ：キャップ部
１４ ：一端部
１４ａ：下面
１５ ：他端部
１５ａ：上面
１６ ：中央部
１６ａ：下面
１６ｂ：上面
１７ ：第１屈曲部
１８ ：第２屈曲部
２１ ：フランジ対応部
２２ ：ウェブ対応部
２３ ：キャップ対応部
２５ ：凹部
２５ａ：下端部分
２６ ：凸部
２７ ：平面部
３１ ：分割部
４５ ：凹部
４５ａ：下端部分
４６ ：凸部
５０ ：複合材構造体
５１ ：第１面部
５２ ：第２面部
５３ ：第３面部
５４ ：一端部
５４ａ：上面
５５ ：他端部
５５ａ：上面
５６ ：凸部
５７ ：屈曲部
６１ ：第１対応部
６２ ：第２対応部
６３ ：第３対応部

Claims (9)

  1. 複数の繊維シートを積層して、板状の積層体を成形する積層体成形工程と、
    前記積層体の所定部分に曲面で形成された凹部または凸部を形成する形成工程と、
    前記形成工程の後に、前記積層体を短手方向に変形させて長手方向の断面を所定の形状とする短手方向変形工程と、
    前記形成工程の後に、前記形成工程で形成された前記凹部または前記凸部が変形するように前記積層体を前記長手方向に変形させて前記短手方向の断面を一部が屈曲する形状とする長手方向変形工程と、
    前記形成工程の前に、前記所定部分において、前記繊維シートの前記長手方向に沿って配列されている繊維を分割部で分割する分割工程と、を備えた複合材構造体の製造方法。
  2. 前記凹部または前記凸部は、サインカーブを有する請求項１に記載の複合材構造体の製造方法。
  3. 前記積層体は、平板状の平面部を有し、
    前記形成工程では、前記凹部または前記凸部と前記平面部との境界が連続的な湾曲面となるように、前記凹部または前記凸部を形成する請求項１または請求項２に記載の複合材構造体の製造方法。
  4. 前記凹部または前記凸部は、前記短手方向の一側から他側に向かって前記長手方向の長さが減少している請求項１から請求項３のいずれかに記載の複合材構造体の製造方法。
  5. 前記凹部または前記凸部は、前記短手方向の位置に関わらず前記長手方向の長さが一定である請求項１から請求項３のいずれかに記載の複合材構造体の製造方法。
  6. 前記積層体は、前記分割工程において前記繊維を前記分割部で分割された前記繊維シートを複数有し、各前記繊維シートが有する前記分割部が積層方向に重複しないように前記長手方向に離間して配置されていて、
    前記分割部は、前記凹部または前記凸部に設けられている請求項１から請求項５のいずれかに記載の複合材構造体の製造方法。
  7. 前記長手方向変形工程は、前記凹部または前記凸部と前記長手方向に隣接する領域が前記凹部または前記凸部の曲面が膨出する方向と反対方向へ移動するように前記積層体を変形させる請求項１から請求項６のいずれかに記載の複合材構造体の製造方法。
  8. 複数の繊維シートを積層して、板状の積層体を成形する積層体成形工程と、
    前記積層体の所定部分に曲面で形成された凹部または凸部を形成する形成工程と、
    前記形成工程の後に、前記積層体を短手方向に変形させて長手方向の断面を所定の形状とする短手方向変形工程と、
    前記形成工程の後に、前記形成工程で形成された前記凹部または前記凸部が変形するように前記積層体を前記長手方向に変形させて前記短手方向の断面を所定の形状とする長手方向変形工程と、
    前記形成工程の前に、前記所定部分において、前記繊維シートの前記長手方向に沿って配列されている繊維を分割部で分割する分割工程と、を備えた複合材構造体の製造方法。
  9. 複数の繊維シートを積層して、板状の積層体を成形する積層体成形工程と、
    前記積層体の所定部分に曲面で形成された凹部または凸部を形成する形成工程と、
    前記形成工程の後に、前記積層体を短手方向に変形させて長手方向の断面を所定の形状とする短手方向変形工程と、
    前記形成工程の後に、前記形成工程で形成された前記凹部または前記凸部が変形するように前記積層体を前記長手方向に変形させて前記短手方向の断面を所定の形状とする長手方向変形工程と、
    前記形成工程の前に、前記所定部分において、前記繊維シートの前記長手方向に沿って配列されている繊維を分割部で分割する分割工程と、を備え、
    前記長手方向変形工程は、前記凹部または前記凸部と前記長手方向に隣接する領域が前記凹部または前記凸部の曲面が膨出する方向と反対方向へ移動するように前記積層体を変形させる複合材構造体の製造方法。
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